JPS6143620A - 封止用樹脂組成物 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、半導体装置等の封止用樹脂組成物で、特に耐
湿性、機械的特性に優れた、信頼性の高い封止用樹脂組
成物に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部
品では、熱硬化性樹脂を用いて封止する樹脂封止法が行
われてきた。　この樹脂封止法は、ガラス、金属、セラ
ミックを用いたハーメチックシール方式に比較して経済
的に有利なため広く実用化されている。　封止用樹脂と
しては熱硬化性樹脂が使用され、中でも信頼性及び価格
の点からエポキシ樹脂の組成物が最も一般的に用いられ
ている。　エポキシ樹脂組成物では、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各種の硬化剤
が使用されている。　これらの中で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組成物は、池の硬
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、且つ安価であるため、半導体封止材料とて
広く用いられている。

しかしながら、最近の半導体素子は大形化、高密度化の
傾向が強まっているため、従来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組成物で封止して温
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、封止樹脂のクラック、或いはベレットのクラック
が発生して、電子部品としての機能が果往ず、信頼性を
低下させるという問題があった。　また、耐湿性試験を
行った場合においても温寒サイクルテストにおけると同
様な現象が発生し大きな問題となっていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記の問題を解決するためになされた
もので、耐湿性、機械的特性、成形性に優れた信頼性の
高い封止用樹脂組成物を提供しようとするものである。

［発明の概要］ 本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、ジルコアルミネート系態別ポリマーを無機質充
填材のカップリング剤として使用した樹脂組成物が優れ
た耐湿性を有し、かつ、その他の特性もよく封止用樹脂
組成物として好適なものであることを見いだしたもので
ある。

即ち本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、 （Ｃ）分子中に少なくとも１個以上のジルコニウム原子
と１個以上のアルミニウム原子を含むジルコアルミネー
ト系無機ポリマー、および（Ｄ）無機質充填材 を必須成分とし、前記無機質充填材が樹脂組成物に対し
て２５〜９０重１％であり、またジルコアルミネート系
無機ポリマーが、無機質充填材１００ｍｍ部に対して０
．０１〜２０重量部配合することを特徴とする封止用樹
脂組成物である。

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個以上有する化合物であ
る限り、分子構造、分子量などに特に制限はなく、従っ
て一般に使用されるエポキシ樹脂すべてが挙げられる。

　具体的には例えば、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エポキシ樹脂が挙げ
られる。

（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
をそれぞれ表す。）これらのエポキシ樹脂は１種又は２
種以上混合して用いることができる。

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或いはバラホルムアルデヒドを反
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る。　ノボラッ
ク型フェノール樹脂の配合割合は、前記の（Ａ）エポキ
シ樹脂のエポキシ基＜ａ　）と（Ｂ）ノボラック型フェ
ノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ　）とのモル比［
（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内にあることが
好ましい。　モル比が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低下
し、いずれの場合も好ましくない。　従りて上記範囲内
に限定される。

本発明に用いる（Ｃ）ジルコアルミネート系無機ポリマ
ーとしては、その分子中に少なくとも１個以上のジルコ
ニウム原季と　１個以上のアルミニウム原子を含み で示される基を含むポリマーであれば特に制限はない。

　ジルコアルミネート系態様ポリマーの配合割合は、無
機質充填材１００重量に対して０．０１〜２０重里部の
範囲内であることが好ましい。　その配合量が０．０１
重量部未満では、耐湿性に効果なく、２０重量部を超え
ると成形作業性が低下し、いずれの場合も好ましくない
。　従って上記範囲内に限定するのがよい。

本発明に用いる（Ｄ）無機質充填材としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、アスベスト、マイカ、
ベンガラ、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これら
の１種又は２種以上、ｉ　　　ＯＮ粁＆ＬＴ［ｉ＃Ｊｇ
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シリカ粉末およびアルミナが好ましく、がっ、有効であ
る。　無機質充填材の配合割合は、樹脂組成物の２５〜
９０重量％であることが必要である。

その配合量が２５重岱％未満では耐湿性、機械的特性、
および成形性に効果なく、９０重口％を超えるとかさば
りが大きくなり、成形性が悪く実用に適さない。

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、ジルコアルミネート系無機ポリマ
ー、および無機質充填材を必須成分とするが、必要に応
じて、例えば天然ワックス類、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
、ベンガラなどの着色剤等を適宜添加配合してもよい。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料とする場合の一般
的方法は、無機質充填材とジルコアルミネート系無機ポ
リマーを高速流動式混合機で均一に混合し、次いでエポ
キシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、その他原料を
、所定の組成比に選択してミキサー等で十分均一に混合
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、そして冷却固化させ適当な
大きさに粉砕して成形材料どすることができる。

［発明の効果］ 本発明の封止用樹脂組成物は、耐湿性、機械的特性、耐
熱性に優れ、かつ、成形ｆ’ｆ：Ｉ性がよく信頼性の高
い組成物であるため、電子・電気部品の封止、被覆絶縁
などに用いた場合、優れた特性および十分な信頼性を得
ることができる。

［発明の実施例］ 本発明を実施例により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。

以下実施例および比較例においてｒ％」とあるのは「重
量％」を意味するものである。

実施例 シリカ粉末６９％にジルコアルミネート爪無はポリマー
　１％を加え、高速流動式混合機で１５分間混合し、次
いでクレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当ｆ
ｆｉ　２１５）　１８％とノボラック型フェノール樹脂
（フェノール当ｆｆｉ　１０７）　１０％とを常温で添
加混合し、９０〜９５℃のロールで十分混練して樹脂組
成物を得た。　これを冷却した後粉砕して成形材料とし
た。　得られた成形材料をタブレット化し、予熱してト
ランスファー成形で１７０℃に加熱した金型内に注入し
硬化させて成形品とした。

この成形品について耐湿性、機械的特性等を試験したの
で、その結果を第１表に示した。

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）　２０％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当ｍ　１０７）　１０％およびシリカ粉末７０％を
配合し、実施例と同様にして樹脂組成物、成形材料を得
て成形品とした。　この成形品について実施例と同様に
品持性の試験をしたので、その結果を第１表に示した。

第１表 ＝１１　３０Ｘ２５Ｘ５１１１Ｒ１の成形品の底面に２
５Ｘ２５Ｘ３關の銅板を埋め込み、−４０℃と＋２００
℃の恒温槽へ各３０分間ずつ入れ、１５サイクル繰り返
した後の樹脂クラックを調査した。

＊２　封止用樹脂組成物を用いて２本のアルミニウム配
線を有する電気部品を試験を行い、アルミニウム腐食に
よる５０％の断線（不良発生）の起こる時間を評価した
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、 （Ｃ）分子中に少なくとも１個以上のジルコニウム原子
   と１個以上のアルミニウム原子を含むジルコアルミネー
   ト系無機ポリマー、および （Ｄ）無機質充填材 を必須成分とし、前記無機質充填材が樹脂組成物に対し
   て２５〜９０重量％であることを特徴とする封止用樹脂
   組成物。 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）とのモル比［
   （ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の封止用樹脂組
   成物。 ３　ジルコアルミネート系無機ポリマーが、無機質充填
   材１００重量部に対して０．０１〜２０重量部配合する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の封止用樹
   脂組成物。