JPS61296019A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気部品、電子部品または半導体装置のプラス
チック封止に用いられるエポキシ樹脂組成物に関する。

〔従来の技術〕

エポキシ樹脂組成物は、その電気特性、接着性、耐湿性
が良好なことから電気部品、電子部品あるいは半導体装
置の絶縁封止材料として広く用いられている。これまで
エポキシ樹脂を硬化させる方法として、硬化剤に酸無水
物、フェノール系化合物またはアミンを使用し、これに
硬化を促進するため硬化促進剤として脂肪族３級アミン
、芳香族アミン、イミダゾール類、４級アンモニウム塩
または有機金属塩などを用いる手法が広く知られている
。前述した硬化促進剤は添加量を増すにつれその硬化性
を向上させることができるが、それとともに耐湿性、電
気特性、熱安定性の低下をともなってしまう。

従って、出来うる限り硬化促進剤の添加量を減らし、し
かも硬化性の遅くならない領域を求めるのが通常の手法
であった。しかしながら、これら要求特性を両立させる
のはかなり困難な問題であった。

また、半導体装置そのものが素子と外部との電気的コン
タクトをリードピンに依存している形式であるため、材
料とリードビンおよび素子との界面の接着性も硬化促進
剤と同様、信頼性に対し、て大きな影響力を持っている
。

硬化促進剤として、テトラフェニルボスホニウムテトラ
フェニルボレートを用いることは既に特公昭５６−４５
４９１号公報で、ｌ・リフェニルホスフィンを用いるこ
とは特公昭４７−１４１４８号公報で公知であり、表面
処理剤としてエポキシシランとメルカプ）・シランを併
用することは特公昭５！１４３０６２号公報で公知であ
る。しかし、ここに記載されているエポキシ樹脂組成物
では前記要求特性を満足させることばできない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は以」二のような事情に対処すべく、エポキシ樹
脂組成物の硬化促進剤と表面処理剤の組み合わせについ
て鋭意横側した結果なされたものであり、従来の技術で
はなし得なかった耐湿性、電気特性、接着性、硬化性を
満足させようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を解決ずろため、エポキシ樹脂
の硬化促進剤として極めて熱的安定性が高く潜在硬化性
（一定の温度以十にならないと硬化促進作用をもたない
）を有するテトラフェニルホスホニウムテトラフエニル
ボｌ／−）と百１ン鼎１牛、電気特性の優れたトリフェ
ニルボスフィンを併用し、さらに、接着性を向上させる
ため、表面処理剤としてエポキシシランとメルカプ１−
シランを併用し、これらを組み合ね・Ｕて用いることに
より、目的を達成した。テトラフェニルホスボニウムテ
Ｉ・ラフェニルボレ−１・もしくはトリフェニルボスフ
ィンを各々独立に増量した場合、前者はその潜在硬化性
が強すぎる故に多量に用いるため電気特性の低下をおこ
すし、後者の場合、潜在硬化性がないため成形時の製品
歩留り低下、製造時の安定生産化がなく、実用に適しな
い。

本発明ではこのテトラフェニルボスホニウムテトラフェ
ニルボレーＩ・とｌ・リフェニルポスフィンの長所をそ
れぞれ取り入れるとともに、さらに接着性を向上させて
より一層の信頼性向−Ｌを図るため、表面処理剤として
エポキシシランとメルカプトシランを併用し、それぞれ
単独ではなし得なかった特長を新たに見出したものであ
る。

用いる硬化促進剤の比率（重量比）は望ましくはテトラ
フェニルホスホニウムテトラフェニルボレート　１．０
に対し、トリフェニルホスフィン０．３〜４．５である
。トリフェニルポスフィンが０゜３未満では成形ザイク
ルの短縮に効果がなく、４゜５を越えた場合、成形時、
製造時の作業安定性がなくなってしまうからである。

また本発明の硬化促進剤は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬
化促進剤および表面処理剤を含有するエポキシ樹脂組成
物１００重量部あたり、望ましくは０．１〜０．５重量
部用いられる。

またエポキシシランとメルカプトシランの比率（重量比
）は望ましくはエポキシシラン　１に対しメルカプトシ
ラン　０．０１〜１．０である。メルカプトシランが０
．０１未満では接着性の向上効果はなく、１．０を越え
て添加しても接着性は改良されない。

表面処理剤の総量はエポキシ樹脂組成物　１００重量部
あたり望ましくは０．０２〜１重量部用いられる。

本発明に適用できるエポキシ樹脂としては、ビスフェノ
ールＡ１ビスフェノールＦルゾルシノール、フェノール
ノボラック、クレゾールノボラックなどのフェノール類
のグリシジルエーテル、ブタンジオール、ポリエチレン
グリコールなどのアルコール類のグリシジルエーテル、
フタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸などの
カルボン酸類のグリシジルエステル、アニリン、イソシ
アヌール酸などの窒素原子に結合した活性水素をグリシ
ジル基で置換したものなどのグリシジル型エポキシ樹脂
、脂環型エポキシ樹脂などが用いられる。

また、硬化剤としては、公知の酸無水物系硬化剤、アミ
ン系硬化剤またはノボラック型フェノール系もしくはク
レゾール系樹脂硬化剤が用いられる。

なお、本発明でいうエポキシ樹脂組成物は、前述したエ
ポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤および表面処理剤を組
み合わせたもののみならず、炭酸カルシうム、シリカ、
タルク、石英ガラスなどの充填剤、離型剤、難燃剤、着
色剤あるいは各種改質剤を含有させたものも含む。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、以上の配合材料をミキ
シングロールで加熱しながら混練する方法で製造するこ
とができる。

〔実施例〕

以下実施例および従来例を示して本発明を更に具体的に
説明する。尚、各例中に部とあるのは重量部を意味する
。

実施例１ （Ａ）タレゾールノボラック型エポキシ樹脂１００部 （日本化薬製　商品名　ＥＯＣＮ−１０２）（Ｂ）フェ
ノール・ホルムアルデヒドノボラック樹脂　　　　　　
　　　　　　　５０部（日立化成製　商品名　１４Ｐ−
６０７Ｎ）（Ｃ）シリカ粉　　　　　　　　　　４１０
部ＣＤ）カルナバワックス　　　　　　　　２部（Ｅ）
カーボンブランク　　　　　　　　　１部（Ｆ）エポキ
シシラン　　　　　　　　　３部（信越シリコーン製　
商品名ＫＢＭ−４０３）（Ｇ）メルカプトシラン　　　
　　　　　０．２部（信越シリコーン製　商品名ＫＢＭ
−８０３）（Ｉ＋）　　）リフェニルボスフィン　　　
　　１部（１）テトラフェニルホスホニウムテトラフェ
ニルボレート　　　　　　　　　　　　　１部上記組成
を予め７５〜８５℃に加熱しであるミキシングロールで
約８分間加熱混練し、均一な組成物を作り、その後室温
まで冷却して粉砕し、目的の樹脂組成物を得た。得られ
たエポキシ樹脂組成物の硬化物特性を表１に示す。

（比較例１．２．３．４） 実施例１において、（Ａ）〜（Ｇ）の各組成を同一にし
、（■）のトリフェニルホスフィンを２部添加して実施
例１と同様に混練して得られた組成物を比較例１とし、
（Ａ）〜（Ｇ）を同一とし、（１１）を除いて（Ｉ）の
テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートを
２部添加し実施例１と同様にして得られた組成物を比較
例２とした。

また実施例１において、（八）〜（Ｆ）　（Ｉ＋）　（
１）を同一とし、（Ｇ）を除いて実施例１と同様に混練
して得られた組成物を比較例３、（八）〜（Ｅ）　（＋
１）　（■）を同一とし、（Ｆ）を除いて（Ｇ）のメル
カプトシランを３部添加し実施例１と同様にして得られ
た組成物を比較例４とした。

各組成物の硬化特性を表１に併記する。表１中のズバイ
ラルフローはＥＭＭＩ−１−６６、ゲルタイムはＪＩＳ
、に、５９０６に準拠し、熱時硬度はショア硬度計タイ
プＤを用い、成形後１０秒以内に測定した。溶融粘度は
高化式フローテスタ（島津社製）、二次転移点はＴＭＡ
　（理学電機社製）、体積抵抗率はＪＩＳ、に、６９１
１、吸水率はＪＩＳ、に、６９１１に準拠して試験を行
った。

実施例１と比較例１〜２においてその作業安定性をみる
ために、加熱温度と混練時間および流動性（スパイラル
フロー）との関係を第１図、第２図に示す。第１図、第
２図より、本発明の実施例１は製造時の安定性が比較例
２とほぼ同等で、混練時間、混練温度による影響を受け
にくいことがわかる。通常ならば比較例１と２の併用系
である実施例１は比較例１と２の中間レベルのはずであ
るが、結果はむしろ熱安定性のある比較例２のほうに近
く、これは何らかの相互作用により熱安定性が向上した
ものと考えられる。

次に表１中の物性データを比較してみると、電気特性の
目安である体積抵抗値は、本発明の実施例１の場合、比
較例１と２の中間レベルに位置していることがわかる。

実装金型を用いてこれら各組成物の硬化性を検討した結
果を表１に併記する。用いた金型はＩＣ１６ビンＤＴＰ
　（デュアルインライン）型８４ケ取りと４０ピンのＤ
ＩＰ８０ケ取りであり、硬化性の目安としてショア硬度
が８０以上に達する時間で示した。またその時発生する
不良数も併せて検耐した。本発明の実施例１は、不良数
が少なく、成形歩留りが良好なことがわかる。

テス１へ素子を組み立てて前述したＤＴＰ１６ビン金型
を用い、プレソシャークソカテス１−におりる耐湿性の
評価ザンブルを各組成物を用いて作成した。用いたテス
ト素子サイズが（ｉ　Ｘ　４．　ｍｍ、アルミニウム配
線１］１０μｍ、無機保護膜なしの素子であり、その配
線パターンを第３図に示す。これらの結果を表１に併記
する。本発明の実施例１ばプレソシャークソカテスト３
０００ｈでもアルミニウム断線による不良発生ばみられ
ず、良好な結果を示すことがわかる。比較例１〜４で不
良が発生している現象を解析してみると、すべてアルミ
ニウム配線の腐食による断線である。

比較例１と２は硬化促進剤そのものによる差であり、前
者は素子のコーナ一部に、後者は素子全般に腐蝕を起こ
していることが確認できた。この理由は比較例１の場合
、熱安定性がないためことから急激な硬化による歪みが
素子のコーナ一部に集中し、材料と素子の間の接着性が
弱くなったた】１ えられる。

また比較例３か弱いのは、接着力が低いことによる。実
施例１を除りば全般的に比較例４が良好であるが、エポ
キシシランを（５１用していないことから充填剤とエポ
キシ樹脂との密着性（ぬれ性）が低下するため、本発明
の実施例１より信頼性が劣ったものと思われる。

なお、表１の接着性は、各成形品ザンブルを赤の染料を
とかしたメタノール中に入れ、５気圧かけて６時間放置
し、リードピンとの界面を切削して浸入レベルで判定し
た。◎はほとんど浸入なしで△ば半分ちかくまで浸入し
ていることを示す。

〔発明の効果〕 本発明により耐湿性、電気特性、接着性、熱安定性と硬
化性を両立させた良好なエポキシ樹脂組成物が得られた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例と比較例の材料の混練時間と流動性の関
係を、第２図は混練温度と流動性の関係を示す図である
。第３図は耐湿性を評価するのに用いたテスト素子の概
略図である。 符号の説明 １　金線ボンディング用パッド ２　アルミニウム配線 ３　シリコン 〕１練時間（分） 第１図 汎毫東皇度　（’Ｃ） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤および表面処理
   剤を含有するエポキシ樹脂組成物において、硬化促進剤
   としてテトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレ
   ートとトリフェニルホスフィンを、表面処理剤としてエ
   ポキシシランとメルカプトシランを併用したことを特徴
   とするエポキシ樹脂組成物。