JPH0788418B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は優れた耐熱性と低弾性率を有する硬化物を得る
ことが可能なエポキシ樹脂組成物に関する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、特定の四官能エポキシ樹脂とフェノール樹脂
硬化剤を用いることにより、耐熱性に優れ、しかも低弾
性で可撓性のある半導体封止用エポキシ樹脂組成物で、
広く電気，電子部品に使用される。

［従来の技術及びその問題点］ 従来から、ダイオード，トランジスタ,IC,LSI等の電子
部品をエポキシ樹脂を用いて封止する方法が用いられて
きた。この樹脂封止は、ガラス，金属，セラミックを用
いたハーメチックシール方法に比較して経済的に有利な
ため広く実用化されている。しかしこの樹脂封止は、ト
ランスファー成形により素子を直接封止してしまうた
め、素子と樹脂との線膨張率の差や、熱応力によって、
素子の歪や破損を生じたり、ボンディング線が切断され
るなどの問題があり、素子への応力を小さくすることが
望まれている。特に近年、半導体素子の大型化，高集積
化に伴ってその要求はますます強くなっている。応力を
小さくするために硬化物の弾性率や線膨張率を低くする
ように材料の工夫がなされている。

すなわち、低応力化の一方法として可撓性付与剤を配合
する方法が知られている。しかし、従来知られているポ
リプロピレングリコールジグリシジルエーテルや長い側
鎖を有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂などの可撓
性付与剤を配合した場合には、低弾性率化効果は認めら
れるものの、ガラス転移点（Tg）が急激に降下し、高温
時の電気特性が低下するという問題点を有している。ま
た、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を不飽和二重
結合を有するゴムで変性した場合も弾性率は低下する
が、ガラス転移点もかなり低下する（特開昭58−174416
号，特開昭60−8315号）。

材料の熱膨張係数を下げる方法としては熱膨張係数の小
さい無機充填材の添加が知られているが、無機充填材の
添加量を多くすると膨張係数の低下と同時に弾性率が増
加するので応力の十分なる低減は計られていない。

また近年、半導体等の電子部品は高温の雰囲気下で使用
されることが多くなり、将来にわたってこの傾向はさら
に広がっていくと考えられる。この際、電気，電子部品
の信頼性を維持するためにはそれらを保護または実装し
ている封止樹脂の耐熱性を向上させなければならない。
従来耐熱性を目的とした樹脂組成物が報告されているが
（特開昭59−105017号，特開昭59−210933号）、これら
もまだ十分なものとは言えない。

［発明の目的］ 本発明の目的は、高いガラス転移温度を有し、かつ低弾
性率で可撓性のあるエポキシ樹脂組成物を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、 ａ）特定の四官能エポキシ樹脂、 ｂ）フェノール樹脂硬化剤、 ｃ）硬化促進剤および ｄ）無機質充填剤 からなる組成物であって、前記ａ）成分中に含まれるエ
ポキシ基１個当たりそのフェノール性水酸基が0.5〜2.0
個となるような比率で前記ｂ）成分が含まれることを特
徴とするエポキシ樹脂組成物に関するものである。

本発明に使用される、 ａ）特定の四官能エポキシ樹脂としては、次の一般式で
示される化合物等が挙げられる。

式中、R₁とR₂は水素原子，アルキル基，アルコキシル基
またはハロゲン原子からなる群より選ばれた同一もしく
は異なる基である四官能エポキシ樹脂。

例えば、式（Ｉ）で表わされる1,1,2,2−テトラキス
（グリシジルオキシフェニル）エタン、式（II）で表わ
される1,1,2,2−テトラキス（グリシジルオキシクレジ
ル）エタンなどが挙げられる。

ｂ）フェノール樹脂硬化剤としては、フェノール,o−ク
レゾール,m−クレゾール,p−クレゾール，エチルフェノ
ール，キシレノール類,p−tert−ブチルフェノール，オ
クチルフェノール，ノニルフェノール等のアルキル置換
フェノール類より選ばれた少なくとも１種類のフェノー
ル化合物とホルムアルデヒトと反応せしめた樹脂等が挙
げられる。

これらの樹脂量は好ましくは15〜40重量％である。

ｃ）硬化促進剤としては、２−エチル−４−メチルイミ
ダゾール,2−メチルイミダゾール,2−フェニルイミダゾ
ール,2−ウンデシルイミダゾール等のイミダゾール類,2
−（ジメチルアミノメチル）フェノール,2,4,6−トリス
（ジメチルアミノメチル）フェノール，ベンジルジメチ
ルアミン等の第３級アミン、トリフェニルホスフィン，
トリブチルホスフィン，メチルジフェニルホスフィン，
トリシクロヘキシルホスフィン等の有機ホスフィン類、
1,8−ジアザビシクロ（5,4,0）ウンデセン−7,1,8−ジ
アザビシクロ（7,2,0）ウンデセン−8,1,8−ジアザビシ
クロ（7,5,0）テトラデセン−8,1,5−ジアザビシクロ
（4,3,0）ノネン−5,1,5−ジアザビシクロ（4,2,0）オ
クテン−５等のジアザビシクロアルケン類、またはこれ
らのフェノール塩、ギ酸塩、アジピン酸塩等が挙げられ
る。これらの群より選ばれた１種または２種以上のもの
が使用される。

ｄ）無機質充填剤としては、溶融シリカ，結晶性シリ
カ，酸化マグネシウム，アルミナ，炭酸カルシウム等が
挙げられる。

なお、四官能エポキシ樹脂とフェノール化合物硬化剤の
組合せでは、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基１個
当たりフェノール性水酸基が0.5〜2.0個となるような比
率で用いるのが好ましい。

硬化促進剤の添加量は成形材料中に0.1〜1.0重量％が好
ましい。

無機質充填剤の添加量は全組成物に対して60〜85重量％
が望ましく、85重量％以上になると組成物の流動性が低
く、成形性が悪くなる。また60重量％以下では線膨張率
が大きくなるなどの問題が生じる。したがって、無機質
充填剤の種類により異なるが、60〜85重量％の範囲で適
宜配合される。

また、本発明においては、ａ）〜ｄ）のほかに必要に応
じて天然ワックス，合成ワックス，高級脂肪酸およびそ
の金属塩などの離型剤、シラン系カップリング剤やチタ
ン系カップリング剤などのカップリング剤、カーボンの
ような着色剤、さらに臭素化フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂，臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂な
どの難燃剤、三酸化アンチモン，五酸化アンチモンなど
の難燃助剤を添加することもできる。

また、本発明においては、成分ａ）〜ｄ）およびその他
の成分を配合し、ヘンシェルミキサーなどで混合して、
ロール，ニーダー等により70〜110℃で混練することに
より、目的とする優れた特性の成形材料を得ることがで
きる。

［発明の効果］ 従来のオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を用
いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、その曲げ弾性
率を低くして可撓性を出すために可撓化剤を添加すると
ガラス転移温度の低下が起こる。しかし本発明の組成物
を使用すると、耐熱性に優れ、しかも弾性率が低く可撓
性のあるエポキシ樹脂組成物が得られる。

［発明の実施例］ 以下に実施例および比較例に使用した材料を示す。

（１）エポキシ樹脂の種類 （Ｉ）1,1,2,2−テトラキス（グリシジルオキシフェニ
ル）エタン（エポキシ当量193、軟化点90℃） （II）1,1,2,2−テトラキス（グリシジルオキシクレジ
ル）エタン（エポキシ当量228、軟化点97℃） （III）オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂
（エポキシ当量197、軟化点73℃） （IV）臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂（エ
ポキシ当量275、軟化点84℃） （２）フェノール樹脂硬化剤 フェノールノボラック樹脂（水酸基当量108、軟化点96
℃） （３）硬化促進剤 トリフェニルホスフィン （４）充填剤 溶融シリカ （５）離型剤 カルナバワックス （６）カップリング剤 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン （７）難燃助剤 三酸化アンチモン （８）着色剤 カーボンブラック 実施例１〜２および比較例１ 第１表に示す材料を混合し、加熱ロールにより混練，冷
却後、粉砕してエポキシ樹脂成形材料を調整した。これ
らの成形材料を、175℃×３分の成形条件で試験片を作
成し、175℃×６時間後硬化をした後、諸特性を評価し
た。この結果を第１表に併記した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−150581（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−183317（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−166825（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−130329（ＪＰ，Ａ) 垣内 弘編「新エポキシ樹脂」昭晃堂 （昭60−５−10）Ｐ．254−256

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）下記の式で示される特定の四官能エポ
   キシ樹脂 （ただし式中、R₁とR₂は水素原子、アルキル基、アルコ
   キシル基またはハロゲン原子からなる群より選ばれた同
   一もしくは異なる基である）、 ｂ）フェノール樹脂硬化剤、 ｃ）硬化促進剤および ｄ）無機質充填剤 からなる組成物であって、前記ａ）成分中に含まれるエ
   ポキシ基１個当たりそのフェノール性水酸基が0.5〜2.0
   個となるような比率で前記ｂ）成分が含まれることを特
   徴とするエポキシ樹脂組成物。