JPH0747681B2

JPH0747681B2 - 封止用樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0747681B2
Application number: JP30508887A
Authority: JP
Inventors: 正典小久保
Original assignee: 東芝ケミカル株式会社
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH01146948A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、低応力で成形性、耐湿性、温寒サイクル性に
優れた電子・電気部品等に用いる封止用樹脂組成物に関
する。

（従来技術）従来から、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの
電子・電気部品は熱硬化性樹脂を用いて封止する方法が
行われてきた。この樹脂封止は、ガラス、金属、セラミ
ックスを用いたハーメチックシール方式に比較して経済
的に有利なために広く実用化されてきた。封止用樹脂と
しては、熱硬化性樹脂が用いられ、中でもエポキシ樹脂
が最も一般的に用いられている。エポキシ樹脂には、酸
無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール樹脂等
の硬化剤が用いられている。これらの中でもノボラック
型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂は、他の
硬化剤を使用したものに比べて、成形性、耐湿性に優
れ、毒性がなく、かつ安価であるため半導体封止材料と
して広く用いられている。

しかし、近年、半導体集積回路の分野において、素子の
高集積化、ペレットの大形化が進み、これまでのノボラ
ック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂で
は、成形硬化時に収縮して半導体素子に応力がかかり、
その信頼性に劣るという欠点がある。こうした樹脂を使
用した成形品（封止品）の温寒サイクルテストを行う
と、ボンディングワイヤのオープンや、樹脂クラック、
ペレットクラックが発生し、電子部品としての機能が果
せなくなるという欠点がある。

低応力で、耐湿性、温寒サイクル性に優れた封止用樹脂
を得る方法として、イ．線膨脹係数を小さくする、ロ．
弾性率を小さくするとにより、熱応力を低減する方法が
検討されている。イの場合には、充填剤の量を増加させ
るため樹脂の流動性が低下し、成形性が悪く、さらには
弾性率が大きくなる欠点がある。また、ロの場合にはゴ
ム変性エポキシ樹脂、ゴム変性剤を使用するが、封止樹
脂の強度低下やガラス転移温度が低下するという欠点が
ある。イとロをバランスよく組み合わせることによって
ある程度のレベル迄熱応力を下げることができるが、な
お成形性、特に流動特性が損なわれるという欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、低応力で成形性、耐湿性、温寒サイクル性に優れ、
かつ従来のエポキシ樹脂の利点を保持した信頼性の高い
封止用樹脂組成物を提供しようとするものでである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ね
た結果、チタン珪酸ガラスを配合することによって、低
応力で、成形性、耐湿性、温寒サイクル性に優れた樹脂
組成物が得られることを見いだし、本発明を完成したも
のである。

すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂および（Ｄ）チタン珪酸ガラスを必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記（Ｃ）
のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合
樹脂を0.1〜10重量％、また前記（Ｄ）のチタン珪酸ガ
ラスを25〜90重量％の割合で含有することを特徴とする
封止用樹脂組成物であり、またエポキシ樹脂のエポキシ
基（ａ）とノボラック型フェノール樹脂のフェノール性
水酸基（ｂ）との当量比［（ａ）／（ｂ）］が0.1〜10
の範囲内にあるものである。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般に封止
用材料として使用されているものを広く包含することが
できる。例えばビスフェノール型の芳香族系、シクロヘ
キサン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示され
るエポキシノボラック系等の樹脂が挙げられる。

（但し、式中、R¹は水素原子、ハロゲン原子又はアルキ
ル基を、R²は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上の
整数を表す）。これらのエポキシ樹脂は単独もしくは２
種以上の混合系として用いられる。

本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒドと
を反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂、お
よびこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチ
ル化ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられ、これら
は単独もしくは２種以上の混合系として用いられる。ノ
ボラック型フェノール樹脂の配合割合は、前述した
（Ａ）のエポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）と（Ｂ）のノ
ボラック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）
との当量比［（ａ）／（ｂ）］が0.1〜10の範囲内にあ
ることが望ましい。当量比が0.1未満もしくは10を超え
ると、耐湿性、成形作業性および硬化物の電気特性が悪
くなり、いずれの場合も好ましくない。従って、上記の
範囲内に限定するのがよい。

本発明に用いる（Ｃ）メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂としては、ブタジエン組成比率
が70重量％以下、メチルメタクリレートの組成比率が15
重量％以上のものが好ましく、この範囲外の組成比率で
は封止品の外観が損なわれ好ましくない。メチルメタク
リレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の配合割合
は、樹脂組成物に対して0.1〜10重量％の割合で含有す
ることが望ましい。その割合が0.1重量％未満では低応
力、温寒サイクルに耐えうる効果はなく、また10重量％
を超えると低応力、成形性が悪くなり実用に適さない。

本発明に用いる（Ｄ）チタン珪酸ガラスとしては、線膨
脹係数が通常の低線膨脹係数である石英ガラスの1/10程
度のもので、平均粒径20μｍ、最大粒径100μｍの充填
剤が好ましい。チタン珪酸ガラスの配合割合は、樹脂組
成物に対して25〜90重量％の割合で含有することが望ま
しい。

その割合が25重量％未満では封止樹脂としての熱膨脹係
数が小さくならず、通常の石英ガラスとあまり変らず好
ましくない。また90重量％を超えると成形性とくに流動
性が低下し、好ましくない。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂およびチタン珪酸ガラスを必須
成分とするが、本発明の目的が損なわれない限り必要に
応じて、例えば天然ワックス類，合成ワックス類，直鎖
脂肪酸の金属塩，酸アミド類，エステル類，パラフィン
類などの離型剤、塩素化パラフィン，ブロムトルエン，
ヘキサブロムベンゼン，三酸化アンチモンなどの難燃
剤、カーボンブラック，ベンガラ等の着色剤、シランカ
ップリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜添加配合する
ことができる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として製造する場
合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂、メチルメタクリレート・ブタジエン・スチ
レン共重合樹脂、チタン珪酸ガラス、その他の成分を所
定の組成比に選んだ原料組成分を、ミキサー等によって
十分均一に混合した後、更に熱ロールによる溶融混合処
理、またはニーダ等による混合処理を行い、次いで冷却
固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料を製造す
る。こうして得られた成形材料は、電子部品或いは電気
部品の封止、被覆、絶縁等に適用することができる。

（作用）本発明の封止用樹脂組成物は、メチルメタクリレート・
ブタジエン・スチレン共重合樹脂およびチタン珪酸ガラ
スの配合が特性に重要な役割を果している。メチルメタ
クリレート・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を配合す
ることによって、樹脂組成物に柔軟性を付与し、応力を
緩和し、低応力を付与させることができる。また、チタ
ン珪酸ガラスは、通常の石英ガラス等に比べて、流動性
を損なうことなく、熱膨脹係数を少なく、弾性率を低く
することができる。エポキシ樹脂をノボラック型フェノ
ール樹脂で硬化させ、この樹脂本来の特性を保持させる
ことができる。

（実施例）次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明は、以下の実施例に限定されるものではない。以下の
実施例および比較例において「％」とは「重量％」を意
味する。

実施例クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）16％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノール
当量107）８％、メチルメタクリレート・ブタジエン・
スチレン共重合樹脂３％およびチタン珪酸ガラス73％を
配合し、通常で混合、更に90〜95℃で混練して冷却した
後、粉砕して成形材料を製造した。この成形材料を170
℃に加熱した金型内にトランスファー注入し、硬化させ
て成形品（封止品）をつくった。成形材料および封止品
について、応力、耐湿性、温寒サイクル、スパイラルフ
ローその他の特性を試験したので、その結果を第１表に
示した。本発明の顕著な効果が認められた。

比較例クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量21
5）16％にノボラック型フェノール樹脂（フェノール当
量107）８％およびシリカ粉末76％を実施例と同様に混
合、混練、粉砕して成形材料を製造した。この成形材料
を用いて成形品とし、実施例と同様にして諸特性を試験
した。その結果を第１表に示した。

［発明の効果］以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物は、低応力で、成形性、耐湿性、温寒
サイクル性に優れ、熱応力を小さく、またエポキシ樹脂
の利点を保持しているため、ボンディングワイヤのオー
プンや樹脂クラック、ペレットクラックの発生がなく、
かつ硬化時の収縮による応力も低いので、この組成物を
使用することにより信頼性の高い電子・電気部品を得る
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂および（Ｄ）チタン珪酸ガラスを必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記（Ｃ）
のメチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン共重合
樹脂を0.1〜10重量％、また前記（Ｄ）のチタン珪酸ガ
ラスを25〜90重量％の割合で含有することを特徴とする
封止用樹脂組成物。
【請求項２】エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）とノボラ
ック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）との
当量比［（ａ）／（ｂ）］が0.1〜10の範囲内にある特
許請求の範囲第１項記載の封止用樹脂組成物。