JPH09165498A

JPH09165498A - 電子部品封止用樹脂組成物

Info

Publication number: JPH09165498A
Application number: JP7326077A
Authority: JP
Inventors: Kenji Samejima; 賢至鮫島
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-24
Anticipated expiration: 2015-12-14
Also published as: JP3611383B2

Abstract

(57)【要約】【課題】寸法安定性に優れ、外部からの水分の浸入の
防止を改善する。【解決手段】エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、無機充填材、ゼオライト、シリカゲルを必
須成分とし、該ゼオライトの構造が式（１）で示されそ
の最大粒径が２００μｍ以下で、全組成物中のゼオライ
トの含有量が３〜３０重量％、該シリカゲルの最大粒径
が２００μｍ以下で全組成物中のシリカゲルの含有量が
３〜３０重量％である電子部品封止用樹脂組成物。ｘＭ_2/nＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・ｙＳｉＯ₂・ｚＨ₂Ｏ（１）（ここで、ｘ＝０．１〜２．０、ｙ＝１．０〜２００、
ｚ＝０〜１００、Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類
金属で、ｎはその原子価である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は寸法安定性に優れ外
部からの水分の浸入が問題となる固体撮像素子等の窓付
き電子部品の封止用樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トランジスター、ＩＣ、コンデンサー、
ダイオード等の電子部品の封止方法としてエポキシ樹脂
のトランスファー成形による方法が低コスト大量生産に
適するため幅広く実用化され、従来金属やセラミックで
封止されていたのが樹脂封止に置き変わってきている。
最近マルチメディア化が進む中で映像や画像をパソコン
に取り込んだり遠隔地へ瞬時に送信する必要がでてきて
おり、小型軽量で低コストの固体撮像素子が必要となっ
てきた。従来固体撮像素子はセラミックのケースに搭載
しガラスの窓を接着したものだが高性能であるものの高
価であった。そこで低コスト化のためにエポキシ樹脂で
モールドしたケースに素子を搭載しガラスやアクリル樹
脂の窓をつける方法が取られているが、セラミックに比
べ寸法精度が悪かったり外部から浸入する水分がエポキ
シ樹脂内を浸透していき、やがてケース内で露結し特性
劣化を引き起こしていた。一般に水分浸入防止のために
はシリカ等の吸湿性の低い無機充填材を樹脂組成物中に
高充填する手段が取られるが本用途には不十分で長期間
の間に水分が樹脂内に拡散し、内部の素子に到達してい
た。そこで樹脂内の拡散を防ぐため水分を固定化すべく
吸水性ポリマー等の吸湿剤が検討されているが、有機物
の吸湿剤を用いると膨潤が発生し製品の寸法安定性や外
観に問題がでていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、寸法安定性
と外部から浸入する水分を遮断する能力とを飛躍的に高
めた電子部品封止用樹脂組成物を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、
ゼオライト、シリカゲルを必須成分とし、該ゼオライト
の構造が式（１）で示されその最大粒径が２００μｍ以
下で、全組成物中のゼオライトの含有量が３〜３０重量
％、該シリカゲルの最大粒径が２００μｍ以下で全組成
物中のシリカゲルの含有量が３〜３０重量％であること
を特徴とする電子部品封止用樹脂組成物である。ｘＭ_2/nＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・ｙＳｉＯ₂・ｚＨ₂Ｏ（１）（ここで、ｘ＝０．１〜２．０、ｙ＝１．０〜２００、
ｚ＝０〜１００、Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類
金属で、ｎはその原子価である。）

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるエポキシ樹脂
は、２個以上のエポキシ基を含むものならば特には限定
しない。例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、三官能エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノール
型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらのエポキシ樹脂は、単独でも混合して使用して良
い。フェノール樹脂硬化剤は、２個以上の水酸基を含む
ものならば特に限定しない。例えば、フェノールノボラ
ック型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキ
ル型、ジシクロペンタジエン型トリフェニルメタン型及
びこれらの変性樹脂が挙げられる。これらのフェノール
樹脂硬化剤は、単独でも混合して用いて良い。又これら
の硬化剤の配合量としてはエポキシ樹脂のエポキシ基数
と硬化剤の水酸基数を合わせるように配合することが好
ましい。硬化促進剤としては、イミダゾール、有機ホス
フィン、３級アミン、１，８−ジアザビシクロウンデセ
ンが挙げられるが特に限定するものではない。これら
は、単独でも混合して用いても良い。

【０００６】本発明に用いる式（１）のゼオライトは、
最大粒径が２００μｍ以下で、結晶構造を有し、その性
質上結晶粒子内に直径３〜２０Åの空孔が無数にあり水
分を吸着保持できる。シリカゲルも粒子内に直径５０〜
３００Å程度の空孔が無数にあり水分を吸着保持でき
る。これら吸湿剤を用いエポキシ樹脂組成物中に配合し
鋭意検討したところゼオライトとシリカゲルを併用する
ことにより単独配合では達成できなかった長時間にわた
る安定した水分吸着能を得られることが判った。ゼオラ
イトは、最大粒径が２００μｍ以下であり、これ越える
と充填性が劣る。平均粒径は、特に限定しないが５〜３
０μｍの範囲が好ましい。全組成物中の含有量は３重量
％未満では吸湿性能が低く３０重量％を越えると流動性
が劣化し成形不良を引き起こす。ゼオライト粒子の形状
は破砕状、球状、さいころ状等があるが、特に限定しな
い。シリカゲル粒子は最大粒径が２００μｍを超えると
充填性が劣る。平均粒径は、特に限定しないが５〜３０
μｍの範囲が好ましい。全組成物中の含有量は３重量％
未満では吸湿性能が低く３０重量％を越えると流動性が
劣化し成形不良を引き起こす。シリカゲル粒子の形状は
破砕状、球状等があるが、特に限定しない。ゼオライト
とシリカゲルは併用することが必須でその併用比は特に
限定しないが、長期間の水分遮断能力と成形時の流動性
が良好なことから０．５：１〜１：０．５の範囲が好ま
しい。

【０００７】無機充填材としては、シリカ、アルミナ、
クレー、炭酸カルシウム、チッ化アルミ、チッ化珪素等
があるが、これらの中ではシリカが好ましい。シリカと
しては、溶融シリカが望ましく破砕または球状で平均粒
径が１０〜３０μｍ最大粒径が１５０μｍであれば良い
が、他の粒径のものでもかまわないし、これらを２種以
上組み合わせても使用できる。本発明に用いるシリカ
は、全組成物中に４０重量％以上含み、かつゼオライト
とシリカゲルとシリカの合計量が７５〜９０重量％であ
ることが必要である。シリカが４０重量％未満では信頼
性、成形性、寸法安定性が劣る。ゼオライトとシリカゲ
ルとシリカの合計量が７５〜９０重量％のときに寸法安
定性と吸湿性が特に優れこの範囲外では成形性が劣る。

【０００８】本発明の封止用樹脂組成物は、熱膨張係数
が、１．５×１０^-5１／℃以下で成形収縮率が０．３％
以下であることも必要でこの範囲内ならば優れた寸法安
定性が得られる。さらに封止用樹脂組成物の吸湿率が、
８５℃、相対湿度８５％、３３６時間吸湿処理後で０．
４重量％以上である必要がある。０．４重量％未満だと
水分吸着能力が不十分で、内部の素子への水分の浸入の
防止にならない。尚、本発明での熱膨張係数及び吸湿率
の測定方法については実施例の項で述べる。

【０００９】本発明は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂
硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、ゼオライト及びシリ
カゲルを必須成分とするがこれら以外に必要に応じて
シランカップリング剤等の表面処理剤、三酸アンチモン
等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、
天然ワックス、合成ワックス等の離型剤及びシリコーン
オイル、ゴム等の低応力添加剤その他種々の添加剤を適
宜配合しても差し支えない。又、本発明の電子部品封止
用樹脂組成物を成形材料として製造するには、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、無機充填
材、ゼオライト及びシリカゲル、その他の添加剤をミキ
サー等によって充分に均一に混合した後、更に熱ロール
またはニーダー等で溶融混練し、冷却粉砕して封止材料
とすることができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明を実施例で具体的に説明する。《実施例１》・ビフェニル型エポキシ樹脂：［油化シェル(株)、ＹＸ４０００Ｈ、エポキシ当量１９０、融点１７０℃］９０重量部・臭素化エポキシ樹脂：［大日本インキ工業(株)、エピクロン１５２、エポキシ当量３６０、軟化点６５℃］８重量部・フェノールノボラック樹脂：［住友デュレズ(株)、水酸基当量１０５、軟化点７０℃］５２重量部・２−メチルイミダゾール：１重量部・ゼオライト：［東ソー(株)、ゼオラムＡ−３］１００重量部・シリカゲル：［東海化学(株)、最大粒径２００ミクロン］１００重量部・破砕溶融シリカ：［平均粒径１５ミクロン、最大粒径１００ミクロン］１００重量部・球状溶融シリカ：［平均粒径２３ミクロン、最大粒径７４ミクロン］５００重量部・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン６重量部・三酸化アンチモン８重量部・ヘキストワックスＳ３重量部・カーボンブラック２重量部を常温で充分に混合し次に８０〜１１０℃で２軸熱ロー
ルを用いて混練し冷却後粉砕して電子部品封止用樹脂組
成物を得た。

【００１１】《実施例２、３》表１に示した配合で実施
例１と同様にして電子部品封止用樹脂組成物を得た。《比較例１〜３》表１に示した配合で実施例１と同様に
して電子部品封止用樹脂組成物を得た。実施例、比較例
の樹脂組成物をトランスファー成形機を用いて温度１７
５℃、注入圧１２０Ｋｇ／ｃｍ²で成形した後、１７５
℃、８時間のポストキュア処理を行いテストピースを得
た。

【００１２】《評価方法》・スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準じた金型
を用い、１７５℃、注入圧７０Ｋｇ／ｃｍ²で測定し
た。・熱膨張係数：１５×４×４ｍｍのテストピースを１７
５℃、９０秒硬化で成形しポストキュア処理後、ＴＭＡ
［セイコー電子工業(株)・製］を用いて、６０℃におけ
る値とした。昇温スピードは５℃／分、単位は、×１０
^-5１／℃。・成形収縮率：ＪＩＳＫ−６９１１に準じ円盤のテス
トピースを１７５℃、９０秒硬化で成形し、ポストキュ
ア処理後の寸法より求めた。単位は％。・吸湿率：５０φ×３ｍｍ厚の円盤を成形し、８５℃、
相対湿度８５％の恒温恒湿槽で３３６時間処理後、デシ
ケーター中で室温まで冷却後、重量増加率を測定した。・寸法安定性：５０φ×３ｍｍ厚の円盤を８５℃、相対
湿度８５％の恒温恒湿槽で３３６時間処理後の成形品表
面の平滑性を５０倍の顕微鏡で目視観察し判定した。○
は表面が平滑なもの、×は凹凸が見られるもの。・水分トラップ性：上方が開いた円筒状のガラス容器に
五酸化燐を入れ、予め樹脂組成物を１７５℃で５０φ×
１ｍｍ（厚さ）の大きさに成形し、接着剤を用いてガラ
ス容器を上記の成形品で密封した後、前記の密封された
ガラス容器を８５℃、相対湿度８５％の恒温恒湿槽に１
００時間及び３００時間放置した後、内部の五酸化燐の
重量増加率を測定した。○は０．３％以下、×は０．３
％以上以上の評価結果を表１に示す。

【００１３】表１実施例比較例１２３１２３４配合（重量部）ビフェニル型エポキシ樹脂 90 90 90 90 90 90クレソ゛ -ルノ-ホ゛ラック型エポキシ樹脂 95 臭素化エポキシ樹脂 8 8 8 8 8 8 8 フェノールノボラック樹脂 52 52 52 52 52 52 52 ２−メチルイミダゾール 1 0.7 1 1 1 1 1,8-シ゛アサ゛ヒ゛シクロウンテ゛セン 1.2 ゼオライト 100 150 50 200 400 シリカゲル 100 120 80 200 400 破砕溶融シリカ 100 100 100 100 200 球状溶融シリカ 500 550 600 500 500 600 γ−ク゛リシト゛キシフ゜ロヒ゜ルトリメトキシシラン 6 6 6 6 6 6 6 三酸化アンチモン 8 8 8 8 8 8 8 ヘキストワックスＳ 3 3 3 3 3 3 3カーボンブラック 2 2 2 2 2 2 2 特性スパラルフロー（ｃｍ） 100 60 95 90 90 120 0 熱膨張係数(×10^-51／℃) 1.4 1.4 1.3 1.4 1.4 1.2 ∧ 成形収縮率（％） 0.26 0.24 0.23 0.26 0.25 0.20 成吸湿率（％） 0.80 1.23 0.56 0.60 0.59 0.32 形寸法安定性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 不水分トラップ性 100時間後 ○ ○ ○ ○ ○ × 可 300時間後 ○ ○ ○ × × × ∨

【００１４】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物を用いることによ
り、寸法安定性に優れ、外部からの水分の浸入が防止で
き、特に固体撮像素子等の窓付き電子部品用に好適であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、無機充填材、ゼオライト、シリカゲルを必
須成分とし、該ゼオライトの構造が式（１）で示されそ
の最大粒径が２００μｍ以下で、全組成物中のゼオライ
トの含有量が３〜３０重量％、該シリカゲルの最大粒径
が２００μｍ以下で全組成物中のシリカゲルの含有量が
３〜３０重量％であることを特徴とする電子部品封止用
樹脂組成物。ｘＭ_2/nＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・ｙＳｉＯ₂・ｚＨ₂Ｏ（１）（ここで、ｘ＝０．１〜２．０、ｙ＝１．０〜２００、
ｚ＝０〜１００、Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土類
金属で、ｎはその原子価である。）
【請求項２】無機充填材としてシリカを全組成物中に
４０重量％以上含み、かつゼオライトとシリカゲルとシ
リカの合計量が全組成物中の７５〜９０重量％である電
子部品封止用樹脂組成物。
【請求項３】請求項１記載の電子部品封止用樹脂組成
物の成形収縮率が０．３％以下で熱膨張係数が１．５×
１０^-5１／℃以下である電子部品封止用樹脂組成物。
【請求項４】請求項１記載の電子部品封止用樹脂組成
物の吸湿率が８５℃、相対湿度８５％、３３６時間処理
後で０．４重量％以上である電子部品封止用樹脂組成
物。