JPS6197322A - 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】 （産業上の利用分封） 不発明はエポキシ（１１３脂組成物、丑に半導体及び遊
子部品の↓］止用として内部応力が少なく、榎れた耐サ
ーマルショックａを有し、かつ低熱に加重、艮スｔな成
形性及び艮好な耐湿信頼性を有する生晦体封止用エポキ
シ＆カｌ１組敢物に関するものである。

（従来の技術） 近年、ダイ万一ド、トランジスタ、：ｌ、Ｌ８工などの
半導体及び′電子部品の倒ＢＰ＝刺止処は、機械特性、
−気特性、耐熱性、俵眉注、及び成形加工性などの廓か
らエポキシ煽鵬龜放物が最も広範かつ多急に用いられて
いる。しがし厳近ｒ（おける電子部品の軌薄短少化−？
果ａ［度の増大に汗って、この刺止剤に要求さ７する特
注は一辰と厳しくなりつつ）η ある。さらに要求されている特注のうちでは応都応力の
低下、’ｒ’ｆＶｃ鋼サーマルシすック注の向上が重要
となっている。

次にＦ１′３￥Ａ応力とは、山１ｔＪ　Ｊｊｉｆｆの鹸
化に伴なう収縮応力、（２）被力止物ＴＩｃ比べ硬化側
加の熱膨張率がはるかに大なためテーマルンヨック時に
−Ａ住する熱応力なとの、鼓烏止傷にかかる応力のこと
を指している。これによってパッケージのクランク、パ
ツシベー／ヨン朕のクランク、千専捧扇子衣面の記載の
スライド、機能９ノ化、史には半導体素子そのもののク
ランクン失することすら起こっている。

待に近年憫脂到止した半専体素子を各植基板忙実装置る
際、半田及せビもしくは半田リフローで牛田付り°する
ことか多くなっており、また成形体自体もミニンラソト
バッグージのように薄く小さくなっているため、パンケ
ージに大Ｉトのクランクが発注し、釦象佃°転性の者し
い低下か生じ工いる。

このように円Ｓ応力に出来する障害、特に耐サーマルシ
ヨツク注の起さか拓島胸止のム大な欠点となっている。

また上記の円部応力の低減、軸に耐サーマルショック注
の向上忙は２つの方法が考えらｒしている。

（ａＪ柄脂の弾性重音低下させる、（ｂ１被封止物と鹸
化樹脂との熱膨張峯の差を／ｊ％さく１−ることである
。

（ＳＬ）につい℃はシリコン振脂、ブタジェン糸ゴム、
熱可塑性仙脂′４を冷加することで憶々筏肘されている
。（Ｉｌｌについては熱に５ｉｆｉ−率の少さい無機質
充項勤を高充填１′ることで達成される。しかしながら
従来の粉砕によって装造された充填剤を用いた場合には
、組成＠全体ｆｉＫ対し又７５嵐賞う以上尚充填すると
流動性が不足して禾充横を生ずる、尚粘度になるため半
碑体素子とリードフレームを接続している金などのｍｙ
ａ’ｙｙｒ：切断してしまう、さらに充填剤の切断面角
が鋭いことなどから金型の摩耗が著しい咎の欠点を有し
ている。

（発明が解決しようとする間ｊ！！！Ａ）本発明はかか
る欠点！解決するものであり、樹脂と混合する充填剤の
切断面の角がないものｔ生体に用いること虻より、成形
性が良好で、内部応力も像（、特に耐サーマルシヨツク
注の泳れた、耐湿信頼性も良好な半轡体封止用エポキシ
佃脂組成物を提供すること忙ある。

（間勉点を解決するだめの手段） すなわち本発明は、 （Ａ）　　エポキシ樹脂 （Ｂ）フェノール型硬化剤 ＋０３　　無機質充てん剤 を含有した組成物で前記無機充てん剤は、（１３実質的
に破断面を有しない充てん剤と１１３　　実質的ｌＣ＠
Ｌ前面を有する充てん仰」であって、しかも充てん剤（
１）が充てん剤（１）　＋　（ＩＩの２０〜１００重重
チであり、かつ無機充てん剤（０）が組成物全体の７５
重貢襲以上からなることを特徴とする。

本発明に用いられるエポキシ樹脂は、１分子に２個以上
のエポキシ基ン有するものであれはいずれも用いること
が出来る。例えはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、各
ａフェノール類から合成されるノボラック型エポキシ’
ａ　Ｍｙ　、グリシジルエステル型エポキシ徊加、グリ
シジルアミン拗エポキシ樹脂、巌状脂肪終エポキシ樹脂
、脂環式エポキシ警！脂、ａ素＃Ａ型エポキシ劉脂、あ
るいはこレラにｍ紮、臭素などのハロゲンを導入したエ
ポキシ樹脂などがかげられ、これらのうち１ａＩもしく
は２棟以上のものが用いられる。これらのうちノボラッ
ク型エポキシ伯脂が時に好ましい。これらのエポキシＷ
Ｂｋ中のイオン性不純物及び分解してイオンになりぷい
成分は少ないｔミと好ましく、具体的には遊離のナトリ
ウムイオン、坊素イオンかそス１ぞれ５　ｐｐｍ以下〃
ひ噌水分解性ハロｒンは５ＬＩＯｐｐｍ以下が好ましい
。

本発明に用いられるフェノール型硬化剤とじてを工、１
分子中に少なくとも２伽以上の７エノール注水酸基を有
するものが用いられる、例えはフェノール、レゾルシノ
ール、クレゾール、キシレノール、プロピルフェノール
、アミルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェ
ノール、フェニルフェノール、アリルフェノールなどが
単独で、またはそれらを併用して合成されるノボラック
ａ脂、ホリイソプロペニルフェノール、ポリビニルフェ
ノール類、及びこれらにハロゲン基’ｔ’４人したフェ
ノール型硬化剤などが争げられ、これらのうち１檀もし
くは２檀以上のものが用いられる。

硬化剤の配合量は、硬化剤のフェノール性水飲基とエポ
キシ樹脂のエポキシ基の比がＬｌ、５〜１．５の範囲、
特に好ましくは０．７〜１．２の範囲にあるのが良い。

上記範囲外では耐湿信頼性を低下させるので好ましくな
い。

次に本発明に用いられる充填剤（１３としては、実質的
に破ｖｒ面を有しない球状、タマゴ状、ひょうたん状、
塊状及び棒状等の少なくとも１徳であることが必要であ
り、好ましくは球状、タマが状及びひようたん状の少な
くとも１植である。実質的に破断面を有しない球状、タ
マゴ状、ひようたん状及びがん状等の無機質充礪剤は、
結晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、理数カルシウム等
の塊ｌボールミル、振動ミル寺で粉砕し【得た粉末をそ
れらが浴融するよ５な温度の炎もしくはプラズマ中に吹
き込んで、表面のみもしくは全体を浴融し、冷却して製
造するか、もしくはＳｉｇｎαζ−ｎ（ｎｍＯ〜４０警
数）で示されるようなシラン化合物の熱又は化学的分解
、例えはテトラクロルシランガスＹ５００℃程度に加熱
しつつ、水蒸気と接触させて製造することが出来る。こ
れらのうち全てが溶融シリカもしくは表面が溶融されて
いる結晶シリカが好ましい。この充填剤（１）の平均粒
径は０．１〜１５０μ、好ましくは１〜５０μである。

平均粒径が０．１μ未満であると、内部応力低下等の効
果が少なく、１５０μ！超えると成形時未光撫やワイヤ
ー流れ寺を生することがある。

充填剤（Ｉｌｌとしては通常の粉外による充填剤、例え
は結晶シリカ、溶融シリカ、タルク、アルミナ、＆ａ２
カルシウム、飄酸カルシウム、炭峡バリウムあるいはが
ラス板継等の粉末が挙げられる。これらのうちで結晶シ
リカ、浴融シリカの粉末ケ用いることが、筒純度及び低
熱膨張率を有することから好ましい。ｌた粗性は、１５
０μ以下か好ましい。

光柚剤（１）は充吻剤（幻と併用して用い、そして光ダ
剤＋１１が全充填剤量の２０〜１００重蓋チである必畳
がある６２０１′Ｗ％未満では流１ＪＪＪ性向上の効果
が小さいためである。

本発明のエポキシ樹脂組成物全量に対して、充填剤（１
）と（１）との総和は７５窟蓋チ以上、好ましくは７５
〜９０重被うでなけれはならない。７５重量−未満では
内部応力低下がわ１−かで、幇にｍブー１ルシヨツク法
が不充分となる。

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必賛に応じてイミダ
ゾール＝ｍ、ｉ、ｓ−ジアサ゛ビンクロ〔５゜４．０）
−７−ウンデセン寺のアミン類、トリフェニルホスフィ
ンなとの自゛愉、リン化名物寺の硬化促進剤、カルナバ
ワックス、モンタンワックス、島１Ｉｌｉ脂肪歌及びそ
のカルシウム塩、フッ素化合甑シリコンオイルなとの隘
抛創、ノ）ロゲン化エポキシ？Ｊ胎や三酸化アンチモン
などの麹燃化剤、カーボンブラックなどの膚色剤、シラ
ンカップリング剤なとの表面処理剤寺を冶亘添加配合す
ることが出来る。

本発明のエポキシ樹脂組成物の製造は、所定の組取比の
ＪＩＡ科Ｙ　”ｆキサ−などによって充分宸合佼、爽に
ロールやニーダ−寺による浴融混合処理を加えることに
よって容易に行なうことができる。

Ｃ′に流物） 実施例１〜７ エホキシ当蓋２２０のクレゾールノボラック型エポキシ
鉤脂（エホキシ側脂Ａ）、エホキシ当量２７０の臭素化
フェノールノボランク型エポキシｉｎ８脂（エポキシ極
脂Ｂ）、フェノール、ノボラック糊脂（硬化剤）、カル
ナバワックス、ｒ−グリシドオキシ、プロピルトリメト
キシシラン（シランカップリング剤）、カーボンブラン
ク、三酸化アンチモン、嫁化促蕪剤として１，８−シア
ずビシクロ（５，４，０〕−７−ウンデセン（ＤＢＵ）
又はトリフェニルホスフィン、充’Ｊｕｌ（Ｉｔとして
浴融シリカ粉末をガスバーナー中に臥き込んで侍だ＃ｌ
とんとがｈ状の７リカＡ１結晶シリカ初禾を同様に処理
しｃＬ＃４Ｉた１＝とんどが胞状の浴劇峯９０チのシリ
カＢ１そし℃充填剤（ＩＪとし・て・工遡菖処粉砕して
得た電融シリカＣを用い、衣に示す、ｍ取（ｌｋ地）の
ように配合し、ミキ丈−で根付、ざらに加熱ロールで根
株し、そし℃冷却栃砕してエポキシ樹脂組成物を得た。

これらの組成物の評価とし【は、地形性をみるタメＫＢ
Ｐ工ＥＭＭｉニー６６に基いてスパイラル７Ｏ−ｖ６ｔ
ｌ：、耐サーマルショック性としては８０ビンフラツト
パツケージをトランスファー成形し、これを成体５索（
−１９６℃）と２６０℃の半田浴［９互に１分間づつな
せきした時にｂＯうのパッケージにクラックが入る迄の
１ｇｌ数を鉤べた。また耐湿信極性を与るため、アルミ
ニウム記載な七する評価用シリコン素子を１６ビンＤ工
Ｐにトランスファー成形し、そしてこの成形体を１２５
℃の水蒸気加圧下で２４１１１ｉ？間吸湿させた後、２
６０℃の半田浴［１０秒間浸せきし、拘ひ１２５℃の水
蒸気加圧下に放置する早出凌せき後ＰＯＴ　（プレツシ
ャークツカーテス））ｍ−行ない、５０％の素子かオー
プン不良となる時間’！’　６１１Ｊ　５ＥＬだ。これ
らの評価の結果を表に示す。

比較例１〜４ 充填剤（１）以外は実施例と同様な材料を表に示す割合
で用い、実施例と同様に処理、評価した。結果を表に示
す。

（発明の効果ン 以上説明したとおり、本発明は、切断面の月がとれた無
機充横剤を２υｊ！Ｍ％以上併用したエポキシ徊脂組敢
物１ｒ：＃３いて、半専坏及び電子部品の封止に使用す
ることにより、円部応力か少ないため被餉止物に対する
豚舎か少なく、特に耐丈−マルショック性か大巾に改良
されるため、牛田覆せき等の仮の１湿＠租注も大巾に向
上させることか出米る。また金棒等のリードフレームと
素子とＹ結ぶ＃祿の変形、Ｍ＃の少ない凧形体ケ得るこ
とかできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）エポキシ樹脂 （Ｂ）フエノール型硬化剤 （Ｃ）無機質充てん剤 を含有した組成物で、前記無機充てん剤は （ I ）実質的に破断面を有しない充てん剤と（II）実
   質的に破断面を有する充てん剤 であつて、しかも充てん剤（ I ）が充てん剤（ I ）＋
   （II）の２０〜１００重量％であり、かつ無機充てん剤
   （Ｃ）が組成物全体の７５重量％以上からなる半導体封
   止用エポキシ樹脂組成物。