JP2000154303A

JP2000154303A - エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JP2000154303A
Application number: JP10331582A
Authority: JP
Inventors: Goji Toyoda; 剛司豊田; Noboru Mizobe; 昇溝部; Takayuki Murai; 孝行村井; Takashi Yoshioka; 隆吉岡
Original assignee: Shikoku Chemicals Corp
Current assignee: Shikoku Chemicals Corp
Priority date: 1998-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2000-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、半導体封止材料として有用なエポ
キシ樹脂組成物の硬化速度を速めると共に、絶縁性不良
や回路の腐蝕の原因となる塩素イオン等の発生を抑制す
る。【解決手段】エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促
進剤としてエポキシ化合物にイミダゾリン化合物を反応
させて得られるエポキシ樹脂付加物及び無機質充填剤を
必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記の硬化促
進剤を０．００２〜２．０重量％の割合で配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、硬化性に優れ、硬
化物中に塩素イオン等のイオン性不純物の発生が少ない
半導体封止材用エポキシ樹脂組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の封止はエポキシ樹脂による
トランスファ成形が一般的であり、なかでもノボラック
型エポキシ樹脂とノボラック型フェノール樹脂を使用す
る系が主流である。この場合の硬化促進剤としてはトリ
フェニルホスフィン、２−メチルイミダゾールあるいは
１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン（Ｄ
ＢＵ）が使用されることが多い。このような半導体封止
材用エポキシ樹脂組成物に対しては、生産性向上の点か
ら成形工程の短縮化、すなわち速硬化性が求められてい
る。また、同硬化物に対しては、絶縁性不良や回路の腐
蝕の原因となる塩素イオン等のイオン性不純物が少ない
ことが求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のノボラック型エ
ポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール
等のフェノール樹脂、トリフェニルホスフィン、２−メ
チルイミダゾールあるいはＤＢＵ等の硬化促進剤、及び
無機質充填剤からなるエポキシ樹脂組成物は、硬化速度
が満足しうる状態にあるとは言えず、さらに硬化物中の
塩素イオン等のイオン性不純物が多く、絶縁性不良によ
るリーク電流や回路の腐蝕による断線を生じるという欠
点があった。硬化速度の向上の点に関しては主に硬化促
進剤について、またイオン性不純物低減に関してはエポ
キシ樹脂、フェノール樹脂及び硬化促進剤について検討
がなされている。

【０００４】例えば、硬化促進剤としてトリアルキルホ
スフィンのテトラフェニルボレートを用いることによ
り、硬化性を向上させようとするものが特開昭６２−１
４９７２１号公報、また、特定の組成のエポキシ樹脂組
成物を用いて、硬化物の信頼性を向上させようとするも
のが特開平８−２４５７６２号公報に開示されている
が、必ずしも満足し得る状態に改善されたとはいえな
い。本発明は、硬化性に優れ、且つ信頼性の点から有害
な塩素イオン等のイオン性不純物の発生が少ない硬化物
を与え得る、半導体封止材用途として有用なエポキシ樹
脂組成物を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、特定の硬化促
進剤を用いることによって、硬化性に優れ、且つ硬化物
中に塩素イオン等のイオン性不純物の発生量が少ないエ
ポキシ樹脂組成物が得られることを見い出し、本発明を
完成したものである。

【０００６】すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物
は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、
（Ｃ）硬化促進剤としてエポキシ化合物にイミダゾリン
化合物を反応させて得られるエポキシ樹脂付加物、及び
（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、全体の樹脂組成物
に対して前記（Ｃ）の硬化促進剤を０．００２〜２．０
重量％の割合で配合したことを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において使用される（Ａ）
エポキシ樹脂は、一般にエポキシ樹脂として使用されて
いるものであれば、特に差し支えはない。エポキシ樹脂
としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシ
ジルアミン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、
脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ハロゲン
化エポキシ樹脂等の１分子中にエポキシ基を２個以上有
するエポキシ樹脂があげられ、これからなる群より選ば
れる１種もしくは２種以上のものが使用される。上記エ
ポキシ樹脂は、塩素イオンの含有量が０．１重量％以下
のものであることが好ましい。また、エポキシ樹脂とし
ては、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を使用するこ
とが好ましく、とりわけ、エポキシ当量１７０〜３００
を有するノボラック型エポキシ樹脂を使用することによ
って、優れた特性を有する硬化物が得られる。

【０００８】本発明において使用される（Ｂ）フェノー
ル樹脂は、一般にフェノール樹脂として使用されている
ものであればいかなるものでもよいが、ノボラック型フ
ェノール樹脂を使用することが好ましい。ノボラック型
フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ―ブチル
フェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラッ
ク樹脂などがあげられ、これから選ばれた１種、もしく
は２種以上のものが使用される。フェノール樹脂の配合
量は，エポキシ樹脂のエポキシ基当量との関係から適宣
選択することが望ましく、エポキシ基に対するフェノー
ル性水酸基の当量比が０．５〜１．５の範囲内にあるこ
とが好ましい。当量比が０．５未満、あるいは１．５を
超えると反応が充分進行せず、硬化物の特性が低下す
る。

【０００９】本発明において使用される（Ｃ）硬化促進
剤は、イミダゾリン化合物とエポキシ樹脂を付加反応さ
せたのち、得られたエポキシアダクトを粉砕することに
よって調製することができる。その際に使用されるイミ
ダゾリン化合物の代表的なものとしては、２−メチルイ
ミダゾリン、２、４−ジメチルイミダゾリン、２−エチ
ルイミダゾリン、２−エチル−４−メチルイミダゾリ
ン、２−イソプロピルイミダゾリン、２−ウンデシルイ
ミダゾリン、２−ウンデシル−４−メチルイミダゾリ
ン、２−ヘプタデシルイミダゾリン、２−フェニルイミ
ダゾリン、２−フェニル−４−メチルイミダゾリン等が
挙げられる。これらは単独または２種以上を混合して使
用することができる。また、本発明の実施に当たっては
前記硬化促進剤とＤＢＵ等のアミン化合物やトリフェニ
ルホスフィン等のリン化合物を併用しても差し支えな
い。

【００１０】この硬化促進剤の配合割合は、全体の樹脂
組成物に対して０．００２〜２．０重量％の範囲内にす
べきである。硬化促進剤の配合割合が０．００２重量％
未満では硬化に時間がかかり過ぎて実用に適さず、また
２．０重量％を超えると硬化物中に塩素イオンが多量に
生成したり、硬化物の耐湿安定性が低下するなど硬化物
の物性が低下する。

【００１１】本発明において使用される（Ｄ）無機質充
填剤としては、例えば、石英ガラス粉末、結晶性シリカ
粉末、ガラス繊維、タルク、アルミナ粉末、珪酸カルシ
ウム粉末、炭酸カルシウム粉末、硫酸バリウム粉末、マ
グネシア粉末などがあげられ、これから成る群より選ば
れる１種もしくは２種以上のものが使用される。これら
のうちで、石英ガラス粉末、結晶性シリカ粉末を用いる
ことが、高純度及び低熱膨張係数を有することから好ま
しい。

【００１２】このような無機質充填剤の配合量は、使用
するエポキシ樹脂、フェノール樹脂及び無機質充填剤の
種類によって適宣選択する必要があるが、例えば、トラ
ンスファ成形に使用する場合には、エポキシ樹脂及びフ
ェノール樹脂の総量に対し、重量比で１．５〜４倍程度
が好ましい。また、無機質充填剤の粒径は、適宣選択し
て使用すればよく、粒子の粗いものと細かいものを組み
合わせて混合することにより、成形性を改善できる。

【００１３】本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エ
ポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤
としてエポキシ化合物にイミダゾリン化合物を反応させ
て得られるエポキシ樹脂付加物及び（Ｄ）無機質充填剤
を必須成分とするが、必要に応じてこれらの外に少量の
天然ワックス類、合成ワックス類、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及びシランカ
ップリング剤などを適宣に添加したものであってもよ
い。

【００１４】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記の各
成分から通常の方法を用いて調製することができる。例
えば、所定の配合量の各成分をミキサー等で混合後、加
熱ロール、ニーダーまたは押出機によって溶融混合し、
ついで冷却固化させ適当な大きさに粉砕して成形材料を
得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例及び比較例により、本発明を更
に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限さ
れるものではない。なお、各例中の組成割合はいずれも
重量部で表したものである。

【００１６】〔実施例１〜８、比較例１〜５〕表１に示
すイミダゾリン化合物とエポキシ樹脂を当量比１：１で
メチルエチルケトンに溶解したのち、３時間の加熱還流
を行い、次いで溶媒を減圧留去し固形ないしアメ状のエ
ポキシアダクトを得た。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】表３に示した配合組成に従って、各成分を室温で混合
し、さらに９５〜１００℃で混練冷却した後、粉砕して
エポキシ樹脂組成物を調製した。

【００１９】

【表３】

【００２０】エポキシ樹脂としてノボラック型エポキシ
樹脂（エポキシ当量１９０）、フェノール樹脂としてノ
ボラック型フェノール樹脂（水酸基当量１１７）、無機
質充填剤として溶融シリカ粉末を用いた。比較例１〜３
では硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン、ＤＢ
Ｕ、２−メチルイミダゾールを使用した。比較例４及び
５では、実施例１で用いた硬化促進剤をエポキシ樹脂組
成物１００重量部に対し、夫々２．２重量％及び０．０
０１６重量％配合している。

【００２１】これらのエポキシ樹脂組成物について、ゲ
ル化時間及び硬化物中のイオン性不純物量を測定したと
ころ、その結果は表４に示したとおりであった。なお、
ゲル化時間及び硬化物中のイオン性不純物量の測定は以
下の方法により行った。（イ）ゲル化時間実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物の硬化性を熱板
ゲル化法（１５０℃）により測定した。（ロ）硬化物中のイオン性不純物量実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を、１７０℃で
５時間加熱硬化させて成形体を得た。成形体を粉砕した
後、６０メッシュの篩で分級し、通過した粉末４ｇを蒸
留水１５ｇと共にテフロン性の高圧容器（容量２５ｍ
ｌ）に入れて加熱し（１８０℃で２０時間）、成形体中
のイオン性不純分の抽出を行った。このようにして得ら
れた抽出水について電気伝導度及びイオンクロマトグラ
フィー法で塩素イオン量を測定した。

【００２２】

【表４】

【００２３】

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化性
に優れ、且つ塩素イオン等のイオン性不純物の発生が少
ない硬化物を与えるので、半導体封止材用エポキシ樹脂
として使用上の効果は多大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 23/31 Ｆターム(参考） 4J002 CC04X CC05X CD01W CD02W CD05W CD06W CD08W CD12W CD13W CD133 CD203 DE076 DE146 DE236 DG046 DJ006 DJ016 DJ046 DL006 FA046 FD016 FD130 FD14X FD153 FD160 GJ02 GQ00 4J036 AA02 AD08 AF01 AF06 AG00 AH00 DA05 DC41 FA02 FA04 FA05 FA06 FB07 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EB19 EC01 EC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹
脂、（Ｃ）硬化促進剤としてエポキシ化合物にイミダゾ
リン化合物を反応させて得られるエポキシ樹脂付加物及
び（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、全体の樹脂組成
物に対して前記（Ｃ）の硬化促進剤を０．００２〜２．
０重量％の割合で配合したことを特徴とするエポキシ樹
脂組成物。