JP3467400B2 - 液状封止材用樹脂組成物及び液状封止材 - Google Patents
液状封止材用樹脂組成物及び液状封止材Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液状封止材用樹脂組
成物及びこの液状封止材用樹脂組成物を使用した液状封
止材に関するものであり、更に詳しくは、液状であっ
て、しかも耐湿性及びはんだ耐熱性を有する液状封止材
用樹脂組成物及びこの液状封止材用樹脂組成物を使用し
た液状封止材に関するものである。
成物及びこの液状封止材用樹脂組成物を使用した液状封
止材に関するものであり、更に詳しくは、液状であっ
て、しかも耐湿性及びはんだ耐熱性を有する液状封止材
用樹脂組成物及びこの液状封止材用樹脂組成物を使用し
た液状封止材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、リードフレームとしての金属
板上に半導体チップを載置し、更にその半導体チップと
前記リードフレームをボンディングワイヤー等を用いて
電気的に接続したもの等の電子部品に対しては、特に信
頼性を向上させるために当該電子部品に対する封止がお
こなわれていて、そのための封止材としては、セラミッ
クや熱硬化性樹脂が用いられ、中でもエポキシ樹脂組成
物が、経済性と性能とのバランスが好ましいことから広
く用いられている。
板上に半導体チップを載置し、更にその半導体チップと
前記リードフレームをボンディングワイヤー等を用いて
電気的に接続したもの等の電子部品に対しては、特に信
頼性を向上させるために当該電子部品に対する封止がお
こなわれていて、そのための封止材としては、セラミッ
クや熱硬化性樹脂が用いられ、中でもエポキシ樹脂組成
物が、経済性と性能とのバランスが好ましいことから広
く用いられている。
【０００３】近年になって、半導体や電子部品の分野に
おいては、高密度化、高集積化や小型化が強く求められ
てきており、そのような要求への対策として、それら半
導体チップや電子部品に使用されるリードフレームや金
属線の細線化及び回路パターンの微細化が進んできてい
る。
おいては、高密度化、高集積化や小型化が強く求められ
てきており、そのような要求への対策として、それら半
導体チップや電子部品に使用されるリードフレームや金
属線の細線化及び回路パターンの微細化が進んできてい
る。
【０００４】又、半導体や電子部品の分野においては、
上記のように封止された電子部品の電子回路への実装方
法も、高密度化、高集積化に対応して変化しつつあり、
例えば電子部品の基板へのハンダ付け方法として、当該
電子部品全体が加熱されるリフローハンダ法が採用され
るようになった。
上記のように封止された電子部品の電子回路への実装方
法も、高密度化、高集積化に対応して変化しつつあり、
例えば電子部品の基板へのハンダ付け方法として、当該
電子部品全体が加熱されるリフローハンダ法が採用され
るようになった。
【０００５】一方で、上記のように高密度化、高集積化
或いは小型化された半導体チップ等の基材を封止する場
合、従来より採用されているトランスファー成形法で
は、成形時において基材に対し高い成形圧力がかかるた
め、基材上の回路の断線や電極位置のずれによる接触不
良が生じ易くなってしまい、不良品発生による歩留まり
低下という新たな問題が見られるようになった。
或いは小型化された半導体チップ等の基材を封止する場
合、従来より採用されているトランスファー成形法で
は、成形時において基材に対し高い成形圧力がかかるた
め、基材上の回路の断線や電極位置のずれによる接触不
良が生じ易くなってしまい、不良品発生による歩留まり
低下という新たな問題が見られるようになった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなトランス
ファー成形法の高い成形圧力に起因する問題を解決する
には、例えば液状のエポキシ樹脂等の液状樹脂を用いる
ことにより、基材に対して成形圧力のほとんどかからな
いようにした成形法の採用が容易に想起されるが、従来
は、このような成形法に使用することのできる液状樹脂
は提供されていない。
ファー成形法の高い成形圧力に起因する問題を解決する
には、例えば液状のエポキシ樹脂等の液状樹脂を用いる
ことにより、基材に対して成形圧力のほとんどかからな
いようにした成形法の採用が容易に想起されるが、従来
は、このような成形法に使用することのできる液状樹脂
は提供されていない。
【０００７】即ち、従来からのトランスファー成形法で
用いられていた封止材用エポキシ樹脂組成物は、一般に
高粘度のもので、本質的に上記のような成形圧力のほと
んどかからないようにした成形法には不適当であるばか
りか、このような従来の封止材用エポキシ樹脂組成物に
ついては、上記リフローハンダ法により実装した場合
に、当該樹脂に吸収されていた水分等が実装時の熱衝撃
を受け、硬化した樹脂中に剥がれやクラックの発生する
事例が認められ、信頼性に問題があるとされているので
ある。
用いられていた封止材用エポキシ樹脂組成物は、一般に
高粘度のもので、本質的に上記のような成形圧力のほと
んどかからないようにした成形法には不適当であるばか
りか、このような従来の封止材用エポキシ樹脂組成物に
ついては、上記リフローハンダ法により実装した場合
に、当該樹脂に吸収されていた水分等が実装時の熱衝撃
を受け、硬化した樹脂中に剥がれやクラックの発生する
事例が認められ、信頼性に問題があるとされているので
ある。
【０００８】又、従来からのトランスファー成形法にお
いては、上記信頼性に関する問題への対策として、封止
材用エポキシ樹脂組成物中の無機材料の充填量を増加
し、吸湿源であるエポキシ樹脂量の割合を低減させた
り、吸湿率の低い常温で固体のビフェニル型やジシクロ
ペンタジエン型骨格を有するエポキシ樹脂を使用する等
の方法が提案されている。
いては、上記信頼性に関する問題への対策として、封止
材用エポキシ樹脂組成物中の無機材料の充填量を増加
し、吸湿源であるエポキシ樹脂量の割合を低減させた
り、吸湿率の低い常温で固体のビフェニル型やジシクロ
ペンタジエン型骨格を有するエポキシ樹脂を使用する等
の方法が提案されている。
【０００９】しかしながら、このような対策の講じられ
た封止材用エポキシ樹脂組成物は、結果的に高い粘度を
有することになり、上記基材に対して成形圧力のほとん
どかからないようにした成形法において使用し得ないこ
とは、明らかである。
た封止材用エポキシ樹脂組成物は、結果的に高い粘度を
有することになり、上記基材に対して成形圧力のほとん
どかからないようにした成形法において使用し得ないこ
とは、明らかである。
【００１０】本発明は、上記のような従来技術の難点を
解消し、液状であって、しかも耐湿性及びはんだ耐熱性
を有する封止材用樹脂組成物及び封止材を提供すること
を目的としてなされたものである。
解消し、液状であって、しかも耐湿性及びはんだ耐熱性
を有する封止材用樹脂組成物及び封止材を提供すること
を目的としてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、主としてエポキシ化合物とポリカルボジ
イミド樹脂からなり、前記ポリカルボジイミド樹脂の割
合が、エポキシ化合物１００重量部に対し０．１〜１０
重量部であって、常温で液状の或いは流動性を有するも
のであることを特徴とする液状封止材用樹脂組成物を提
供する。
に、本発明は、主としてエポキシ化合物とポリカルボジ
イミド樹脂からなり、前記ポリカルボジイミド樹脂の割
合が、エポキシ化合物１００重量部に対し０．１〜１０
重量部であって、常温で液状の或いは流動性を有するも
のであることを特徴とする液状封止材用樹脂組成物を提
供する。
【００１２】同じく上記目的を達成するために、本発明
は、主としてエポキシ化合物とポリカルボジイミド樹脂
からなり、前記ポリカルボジイミド樹脂の割合が、エポ
キシ化合物１００重量部に対し０．１〜１０重量部であ
る液状封止材用樹脂組成物と、エポキシ樹脂硬化剤と、
エポキシ樹脂硬化促進剤及び無機粉末よりなり、常温で
液状の或いは流動性を有するものであることを特徴とす
る液状封止材を提供する。
は、主としてエポキシ化合物とポリカルボジイミド樹脂
からなり、前記ポリカルボジイミド樹脂の割合が、エポ
キシ化合物１００重量部に対し０．１〜１０重量部であ
る液状封止材用樹脂組成物と、エポキシ樹脂硬化剤と、
エポキシ樹脂硬化促進剤及び無機粉末よりなり、常温で
液状の或いは流動性を有するものであることを特徴とす
る液状封止材を提供する。
【００１３】
【発明の実施の態様】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１４】本発明で用いるエポキシ化合物としては、
単官能化合物ではなく、１分子中にエポキシ基を２つ以
上有する化合物であり、常温で液状であるものが好まし
く、具体的にはビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ
型等のビスフェノール芳香族系エポキシ樹脂や、２、２
−ビス（３、４−エポキシシクロヘキシル）プロパン、
３、４−エポキシシシクロ−ヘキシルメチル−エポキシ
シクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ樹
脂を例示することができ、これらの１種又は２種以上が
本発明の液状封止材用樹脂組成物の主材料として使用さ
れる。
単官能化合物ではなく、１分子中にエポキシ基を２つ以
上有する化合物であり、常温で液状であるものが好まし
く、具体的にはビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ
型等のビスフェノール芳香族系エポキシ樹脂や、２、２
−ビス（３、４−エポキシシクロヘキシル）プロパン、
３、４−エポキシシシクロ−ヘキシルメチル−エポキシ
シクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ樹
脂を例示することができ、これらの１種又は２種以上が
本発明の液状封止材用樹脂組成物の主材料として使用さ
れる。
【００１５】又、後述するポリカルボジイミド樹脂と共
に構成される本発明の液状封止材が、少なくとも常温で
流動性を有するものである限り、固体であるエポキシ化
合物を併用することも可能であり、このような固体のエ
ポキシ化合物としては、高分子量ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂やナ
フタレン型エポキシ樹脂等を例示することができる。
に構成される本発明の液状封止材が、少なくとも常温で
流動性を有するものである限り、固体であるエポキシ化
合物を併用することも可能であり、このような固体のエ
ポキシ化合物としては、高分子量ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂やナ
フタレン型エポキシ樹脂等を例示することができる。
【００１６】又、本発明で用いるポリカルボジイミド樹
脂としては、式１に示したようなカルボジイミド基を含
む繰り返し単位
脂としては、式１に示したようなカルボジイミド基を含
む繰り返し単位
【式１】
（Ｒはイソシアネート残基を、ｎはポリカルボジイミド
樹脂の分子量が１００〜５００００の範囲になるような
整数を示す。）を有する化合物を挙げることができる。
樹脂の分子量が１００〜５００００の範囲になるような
整数を示す。）を有する化合物を挙げることができる。
【００１７】上記のようなポリカルボジイミド樹脂を得
るための方法としては特に限定されるものではないが、
例えば有機ポリイソシアネートを、そのイソシアネート
基を脱炭酸させつつ縮合させる方法により得ることがで
き、この脱炭酸縮合反応に用いられるイソシアネートと
しては、有機ジイソシアネートが好ましく、例えばフェ
ニレン−１，３−ジイソシアネート、２，４−トリレン
ジイソシアネート、２，６トリレンジイソシアネート、
ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、３，
３’−ジメチルビフェニレン−４，４’−ジイソシアネ
ート、１，３−キシレンジイソシアネート、テトラメチ
ルキシレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン
−２，４’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタ
ン−４，４−ジイソシアネート、エチレンジイソシアネ
ート、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート等を
例示することができ、これらは単独で若しくは混合して
用いられる。
るための方法としては特に限定されるものではないが、
例えば有機ポリイソシアネートを、そのイソシアネート
基を脱炭酸させつつ縮合させる方法により得ることがで
き、この脱炭酸縮合反応に用いられるイソシアネートと
しては、有機ジイソシアネートが好ましく、例えばフェ
ニレン−１，３−ジイソシアネート、２，４−トリレン
ジイソシアネート、２，６トリレンジイソシアネート、
ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、３，
３’−ジメチルビフェニレン−４，４’−ジイソシアネ
ート、１，３−キシレンジイソシアネート、テトラメチ
ルキシレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン
−２，４’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタ
ン−４，４−ジイソシアネート、エチレンジイソシアネ
ート、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート等を
例示することができ、これらは単独で若しくは混合して
用いられる。
【００１８】又、上記有機ポリイソシアネートのカルボ
ジイミド化反応に用いられるカルボジイミド化触媒とし
ては、例えば１−フェニル−２−ホスホレン−１一オキ
シド、１−フェニル−３−メチル−２−ホスホレン−１
−オキシド、１−エチル−３−メチル−２−ホスホレン
−１−オキシド、１−エチル−２−ホスホレン−１−ス
ルフィド、１，３−ジメチル−２−ホスホレン−１−ス
ルフィド等のホスホレン化合物；ペンタカルボニル鉄、
ノナカルボニル鉄、ヘキサカルボニルタンブステン等の
金属カルボニル錯体；鉄、アルミニウム、クロム、ジル
コニウム等のアセチルアセトナイト錯体；トリメチルホ
スフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホ
スフェート等の燐酸エステル等を挙げることができる。
ジイミド化反応に用いられるカルボジイミド化触媒とし
ては、例えば１−フェニル−２−ホスホレン−１一オキ
シド、１−フェニル−３−メチル−２−ホスホレン−１
−オキシド、１−エチル−３−メチル−２−ホスホレン
−１−オキシド、１−エチル−２−ホスホレン−１−ス
ルフィド、１，３−ジメチル−２−ホスホレン−１−ス
ルフィド等のホスホレン化合物；ペンタカルボニル鉄、
ノナカルボニル鉄、ヘキサカルボニルタンブステン等の
金属カルボニル錯体；鉄、アルミニウム、クロム、ジル
コニウム等のアセチルアセトナイト錯体；トリメチルホ
スフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホ
スフェート等の燐酸エステル等を挙げることができる。
【００１９】上記カルボジイミド化触媒は、単独で若し
くは混合して使用することができ、その使用量として
は、有機ジイソシアネート１００重量部に対し３０重量
部以下、好ましくは０．０１〜１０重量部である。
くは混合して使用することができ、その使用量として
は、有機ジイソシアネート１００重量部に対し３０重量
部以下、好ましくは０．０１〜１０重量部である。
【００２０】上記有機ポリイソシアネートのカルボジイ
ミド化反応は、無溶媒でも、適当な溶媒を使用してもよ
く、溶媒を使用する場合、その溶媒は合成反応時にポリ
カルボジイミド樹脂を溶解できるものであればよく、例
えば１，１−ジクロロエタン、テトラクロロエチレン、
ｐ−クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素；テトラヒ
ドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテル等のエーテル系溶媒；２−メチルシクロヘキ
サノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、２，４
−ジメチル−３−ヘプタノン等のケトン系溶媒；ベンゼ
ン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶
媒；２−メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート等のアセテート系溶
媒を挙げることができる。
ミド化反応は、無溶媒でも、適当な溶媒を使用してもよ
く、溶媒を使用する場合、その溶媒は合成反応時にポリ
カルボジイミド樹脂を溶解できるものであればよく、例
えば１，１−ジクロロエタン、テトラクロロエチレン、
ｐ−クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素；テトラヒ
ドロフラン、ジオキサン、ジエチレングリコールジメチ
ルエーテル等のエーテル系溶媒；２−メチルシクロヘキ
サノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、２，４
−ジメチル−３−ヘプタノン等のケトン系溶媒；ベンゼ
ン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶
媒；２−メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテルアセテート等のアセテート系溶
媒を挙げることができる。
【００２１】これら溶媒のカルボジイミド化反応時の使
用量は、反応系の全量に対し９９〜５０重量部好ましく
は９５〜６０重量部であることが好ましく、反応系中の
イソシアネート濃度が高すぎるとゲル化を起こしやすく
なり、逆に低すぎても反応が進み辛いため好ましくな
い。尚、反応温度は溶媒種やイソシアネート種により異
なるが、通常３０〜２００℃で行われる。
用量は、反応系の全量に対し９９〜５０重量部好ましく
は９５〜６０重量部であることが好ましく、反応系中の
イソシアネート濃度が高すぎるとゲル化を起こしやすく
なり、逆に低すぎても反応が進み辛いため好ましくな
い。尚、反応温度は溶媒種やイソシアネート種により異
なるが、通常３０〜２００℃で行われる。
【００２２】又、本発明で用いるポリカルボジイミド樹
脂は、モノイソシアネートの一種以上を用いることによ
り、重縮合をある段階で停止させる等して、その分子量
を調整しつつ製造されたものでもよい。
脂は、モノイソシアネートの一種以上を用いることによ
り、重縮合をある段階で停止させる等して、その分子量
を調整しつつ製造されたものでもよい。
【００２３】このようにポリカルボジイミド樹脂の端末
を封止してその分子量を制御するためのモノイソシアネ
ートとしては、フェニルイソシアネート（オルト、メ
タ、ハラ）、トリルイソシアネート、ジメチルフェニル
イソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、メチ
ルイソシアネート等を例示することができる。
を封止してその分子量を制御するためのモノイソシアネ
ートとしては、フェニルイソシアネート（オルト、メ
タ、ハラ）、トリルイソシアネート、ジメチルフェニル
イソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、メチ
ルイソシアネート等を例示することができる。
【００２４】又、容易に類推されることであるが、この
他にも端末封止剤としては、ＯＨ、−ＮＨ2、−ＣＯＯ
Ｈ、−ＳＨ、−ＮＨアルキル端末を有する化合物約１モ
ルと、芳香族ジイソシアネート２モルとの反応によって
簡便に製造できる、イソシアネート末端化合物から誘導
されるものでもよい。
他にも端末封止剤としては、ＯＨ、−ＮＨ2、−ＣＯＯ
Ｈ、−ＳＨ、−ＮＨアルキル端末を有する化合物約１モ
ルと、芳香族ジイソシアネート２モルとの反応によって
簡便に製造できる、イソシアネート末端化合物から誘導
されるものでもよい。
【００２５】本発明に使用されるポリカルボジイミド樹
脂としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
（ＧＰＣ）による数平均分子量が１００以上５００００
以下（スチレン換算値、以下同様である）のものが好ま
しく、更には３００以上２００００以下のものが好まし
い。尚、上記式におけるｎは、ポリカルボジイミド樹脂
の分子量がこの範囲になるような整数である。
脂としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
（ＧＰＣ）による数平均分子量が１００以上５００００
以下（スチレン換算値、以下同様である）のものが好ま
しく、更には３００以上２００００以下のものが好まし
い。尚、上記式におけるｎは、ポリカルボジイミド樹脂
の分子量がこの範囲になるような整数である。
【００２６】一方、末端封止を行わないポリカルボジイ
ミド樹脂では、一分子中のカルボジイミド基数が少ない
ほど末端のイソシアネート基数が増えるので、カルボジ
イミド反応が起こりやすい状態となる。そのため、条件
によっては液状封止材中で加熱硬化される間にカルボジ
イミド化反応による炭酸ガス発生が起こる場合があり、
液状封止材にとって好ましくない。従って、末端封止を
行わないポリカルボジイミド樹脂であれば、１分子中に
カルボジイミド基を４個以上有するポリカルボジイミド
樹脂の使用が好ましい。
ミド樹脂では、一分子中のカルボジイミド基数が少ない
ほど末端のイソシアネート基数が増えるので、カルボジ
イミド反応が起こりやすい状態となる。そのため、条件
によっては液状封止材中で加熱硬化される間にカルボジ
イミド化反応による炭酸ガス発生が起こる場合があり、
液状封止材にとって好ましくない。従って、末端封止を
行わないポリカルボジイミド樹脂であれば、１分子中に
カルボジイミド基を４個以上有するポリカルボジイミド
樹脂の使用が好ましい。
【００２７】尚、上記のような末端封止を行わないポリ
カルボジイミド樹脂の場合、上記式におけるｎは、カル
ボジイミド樹脂の数平均分子量が好ましくは３００以上
５００００以下、更に好ましくは８００〜２００００と
なるような整数である。
カルボジイミド樹脂の場合、上記式におけるｎは、カル
ボジイミド樹脂の数平均分子量が好ましくは３００以上
５００００以下、更に好ましくは８００〜２００００と
なるような整数である。
【００２８】更に、エポキシ化合物との混合物の粘度を
抑えるためには、ポリカルボジイミド樹脂も常温で液状
であるものが好ましく、特に高い流動性を示すものとし
ては、例えばテトラメチルキシリレン骨格のものを挙げ
ることができる。
抑えるためには、ポリカルボジイミド樹脂も常温で液状
であるものが好ましく、特に高い流動性を示すものとし
ては、例えばテトラメチルキシリレン骨格のものを挙げ
ることができる。
【００２９】本発明においては、上記の通り液状のカル
ボジイミド樹脂の使用が好ましいが、常温で固体のポリ
カルボジイミド樹脂であっても、溶媒に溶解してエポキ
シ化合物と混合したり、粉末状のままでエポキシ化合物
中に分散させたりすることにより使用することができ
る。この場合、溶媒に溶解した状態のものはエポキシ化
合物と混合後、溶媒を除去して常温で流動性を有する分
散液又はそのまま溶解液として、粉末状のものはエポキ
シ化合物と混合後、常温で流動性を有する分散液とし
て、又は、必要応じて加熱、溶解した溶解液として使用
することができる。
ボジイミド樹脂の使用が好ましいが、常温で固体のポリ
カルボジイミド樹脂であっても、溶媒に溶解してエポキ
シ化合物と混合したり、粉末状のままでエポキシ化合物
中に分散させたりすることにより使用することができ
る。この場合、溶媒に溶解した状態のものはエポキシ化
合物と混合後、溶媒を除去して常温で流動性を有する分
散液又はそのまま溶解液として、粉末状のものはエポキ
シ化合物と混合後、常温で流動性を有する分散液とし
て、又は、必要応じて加熱、溶解した溶解液として使用
することができる。
【００３０】本発明の液状封止材用樹脂組成物は、上記
エポキシ化合物とポリカルボジイミド樹脂のみからなる
ものに限定されることはなく、例えば、樹脂組成物の粘
度を低下させるため、反応性希釈剤と呼ばれる単官能エ
ポキシ化合物を配合することもでき、このような反応性
希釈剤としては、フェニルグリシジルエーテル、脂肪族
アルコールのグリシジルエーテル等を例として挙げるこ
とができる。
エポキシ化合物とポリカルボジイミド樹脂のみからなる
ものに限定されることはなく、例えば、樹脂組成物の粘
度を低下させるため、反応性希釈剤と呼ばれる単官能エ
ポキシ化合物を配合することもでき、このような反応性
希釈剤としては、フェニルグリシジルエーテル、脂肪族
アルコールのグリシジルエーテル等を例として挙げるこ
とができる。
【００３１】本発明の液状封止材用樹脂組成物における
上記エポキシ化合物とポリカルボジイミド樹脂の割合
は、エポキシ化合物１００重量部に対しポリカルボジイ
ミド樹脂０．１〜１０重量部であり、ポリカルボジイミ
ド樹脂の割合が０．１重量部未満の場合は、吸湿率低減
が不十分となり、反対にポリカルボジイミド樹脂の割合
が１０重量部を越える場合は、反応系の制御などコスト
高となり、いずれも好ましくない。
上記エポキシ化合物とポリカルボジイミド樹脂の割合
は、エポキシ化合物１００重量部に対しポリカルボジイ
ミド樹脂０．１〜１０重量部であり、ポリカルボジイミ
ド樹脂の割合が０．１重量部未満の場合は、吸湿率低減
が不十分となり、反対にポリカルボジイミド樹脂の割合
が１０重量部を越える場合は、反応系の制御などコスト
高となり、いずれも好ましくない。
【００３２】一方、本発明の液状封止材は、上記のよう
に構成される、主としてエポキシ化合物とポリカルボジ
イミド樹脂からなり、前記ポリカルボジイミド樹脂の割
合が、エポキシ化合物１００重量部に対し０．１〜１０
重量部である液状封止材用樹脂組成物と、エポキシ樹脂
硬化剤と、エポキシ樹脂硬化促進剤及び無機粉末よりな
り、常温で液状の或いは流動性を有するものである。
に構成される、主としてエポキシ化合物とポリカルボジ
イミド樹脂からなり、前記ポリカルボジイミド樹脂の割
合が、エポキシ化合物１００重量部に対し０．１〜１０
重量部である液状封止材用樹脂組成物と、エポキシ樹脂
硬化剤と、エポキシ樹脂硬化促進剤及び無機粉末よりな
り、常温で液状の或いは流動性を有するものである。
【００３３】上記本発明の液状封止材におけるエポキシ
化合物の硬化剤としては、本発明の液状封止材の流動性
が保持されるのであれば、特に限定されることはなく、
通常、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されるものでよ
いが、潜在硬化型のような保存安定性のよいものが好ま
しく、このような硬化剤としては、酸無水物、イミダゾ
ール、ジシアンジアミド、フェノール等を例示すること
ができ、中でも常温で液状であるメチルテトラヒドロフ
タル酸無水物やメチルナジック酸無水物等の酸無水物種
を好ましいものとして例示することができる。
化合物の硬化剤としては、本発明の液状封止材の流動性
が保持されるのであれば、特に限定されることはなく、
通常、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されるものでよ
いが、潜在硬化型のような保存安定性のよいものが好ま
しく、このような硬化剤としては、酸無水物、イミダゾ
ール、ジシアンジアミド、フェノール等を例示すること
ができ、中でも常温で液状であるメチルテトラヒドロフ
タル酸無水物やメチルナジック酸無水物等の酸無水物種
を好ましいものとして例示することができる。
【００３４】又、上記本発明の液状封止材におけるエポ
キシ化合物の硬化促進剤としても、一般に用いられるも
のであれば特に制限はなく、例としてはイミダゾール、
トリフェニルホスホレン、ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂とフェノール系化合物を付加させたもの等を挙げる
ことができる。
キシ化合物の硬化促進剤としても、一般に用いられるも
のであれば特に制限はなく、例としてはイミダゾール、
トリフェニルホスホレン、ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂とフェノール系化合物を付加させたもの等を挙げる
ことができる。
【００３５】上記エポキシ化合物の硬化剤及び硬化促進
剤の添加量は、それぞれの硬化剤及び硬化促進剤により
異なるが、一般的に使用される量でよい。
剤の添加量は、それぞれの硬化剤及び硬化促進剤により
異なるが、一般的に使用される量でよい。
【００３６】更に、上記本発明の液状封止材における無
機粉末としても、一般に無機粉末として用いられるもの
であれば特に制限はないが、例えばマイカ、シリカ、炭
酸カルシウム、タルク、アルミナ、珪酸ジルコニウム等
を挙げることができる。
機粉末としても、一般に無機粉末として用いられるもの
であれば特に制限はないが、例えばマイカ、シリカ、炭
酸カルシウム、タルク、アルミナ、珪酸ジルコニウム等
を挙げることができる。
【００３７】上記無機粉末の配合量としては、粉末粒径
にも影響されるが、多すぎては流動性に支障をきたし、
又、少な過ぎても線膨張係数を抑える効果等が現れ難い
ため、液状封止剤の全重量に対して、２５〜７５重量％
の範囲であることが好ましい。
にも影響されるが、多すぎては流動性に支障をきたし、
又、少な過ぎても線膨張係数を抑える効果等が現れ難い
ため、液状封止剤の全重量に対して、２５〜７５重量％
の範囲であることが好ましい。
【００３８】尚、本発明の液状封止材は以下のようにし
て製造することができる。
て製造することができる。
【００３９】まず、上記本発明の液状封止材用樹脂組成
物、エポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂硬化促進剤及び
無機粉末、そして必要に応じて選択される他の成分を各
々所定量計り取り、これらを均一に混合する。
物、エポキシ樹脂硬化剤、エポキシ樹脂硬化促進剤及び
無機粉末、そして必要に応じて選択される他の成分を各
々所定量計り取り、これらを均一に混合する。
【００４０】混合方法としては、一般に用いられている
方法であればどのような方法でもよく、例えば３本ロー
ルミル、万能混合機、ニーダー、らいかい機等を挙げる
ことができ、又、場合により加熱して行うこともでき
る。このような加熱下での混合は、特に硬化剤、硬化促
進剤の入っていない状態で、他の成分を先に混合すると
きに有用であり、これらのような方法により、均質にな
るまで混合して液状封止材とする。
方法であればどのような方法でもよく、例えば３本ロー
ルミル、万能混合機、ニーダー、らいかい機等を挙げる
ことができ、又、場合により加熱して行うこともでき
る。このような加熱下での混合は、特に硬化剤、硬化促
進剤の入っていない状態で、他の成分を先に混合すると
きに有用であり、これらのような方法により、均質にな
るまで混合して液状封止材とする。
【００４１】上記のようにして得られた本発明の封止材
は、使用する材料、例えば上記本発明の液状封止材用樹
脂組成物の性状によっても異なるが、常温下、液状で流
動性を有するものであり、流動性の１つの指標として粘
度があるが、本発明の樹脂組成物の粘度は２５００ｄＰ
ａ・ｓ（Ｂ型粘度計、２５℃）以下である。
は、使用する材料、例えば上記本発明の液状封止材用樹
脂組成物の性状によっても異なるが、常温下、液状で流
動性を有するものであり、流動性の１つの指標として粘
度があるが、本発明の樹脂組成物の粘度は２５００ｄＰ
ａ・ｓ（Ｂ型粘度計、２５℃）以下である。
【００４２】本発明の液状封止材を使用するには、封止
すべき箇所に液状封止材を流し込み（又は垂らし）、加
熱して硬化させればよく、その際の条件としては、一般
のエポキシ樹脂を硬化させる条件に従うものであり、硬
化剤や促進剤の種類により異なるが、１００〜２００℃
の温度で、３０分〜１０時間程度の加熱を行うことによ
り、反応を進め、硬化体を形成させて封止をする。尚、
その際に成型圧力を加える必要は特にないが、問題が生
じなければ加えても構わない。
すべき箇所に液状封止材を流し込み（又は垂らし）、加
熱して硬化させればよく、その際の条件としては、一般
のエポキシ樹脂を硬化させる条件に従うものであり、硬
化剤や促進剤の種類により異なるが、１００〜２００℃
の温度で、３０分〜１０時間程度の加熱を行うことによ
り、反応を進め、硬化体を形成させて封止をする。尚、
その際に成型圧力を加える必要は特にないが、問題が生
じなければ加えても構わない。
【００４３】
【実施例】次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。
る。
【００４４】ポリカルボジイミド樹脂の合成例１
テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤ
Ｉ）５００ｇをカルボジイミド化触媒である１−フェニ
ル−３−メチル−２−ホスホレン−１−オキシド５．０
ｇ存在下、窒素雰囲気下１８０℃、１０ｈ撹拌し反応を
行うことによりポリカルボジイミド樹脂（Ｍｎ＝１３０
０）を得た。
Ｉ）５００ｇをカルボジイミド化触媒である１−フェニ
ル−３−メチル−２−ホスホレン−１−オキシド５．０
ｇ存在下、窒素雰囲気下１８０℃、１０ｈ撹拌し反応を
行うことによりポリカルボジイミド樹脂（Ｍｎ＝１３０
０）を得た。
【００４５】ポリカルボジイミド樹脂の合成例２
ジフェニルメタン−４、４−イソシアネート（ＭＤＩ）
１００ｇをＴＨＦ８０ｇと酢酸エチル７５ｇの混合溶媒
中、還流下で２．５ｈ反応後５℃まで冷却しポリカルボ
ジイミド樹脂を析出させた。これをろ過して分離・採取
しポリカルボジイミド樹脂粉末（Ｍｎ＝７０００）を得
た。
１００ｇをＴＨＦ８０ｇと酢酸エチル７５ｇの混合溶媒
中、還流下で２．５ｈ反応後５℃まで冷却しポリカルボ
ジイミド樹脂を析出させた。これをろ過して分離・採取
しポリカルボジイミド樹脂粉末（Ｍｎ＝７０００）を得
た。
【００４６】ポリカルボジイミド樹脂の合成例３
トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）５０ｇをＴＨＦ溶
媒２３５ｇ中で１−フェニル−３−メチル−２−ホスホ
レン−１−オキシド０．０５ｇ存在下、還流下で６ｈ反
応させることによりポリカルボジイミド樹脂溶液（Ｍｎ
＝１１０００）を得た。
媒２３５ｇ中で１−フェニル−３−メチル−２−ホスホ
レン−１−オキシド０．０５ｇ存在下、還流下で６ｈ反
応させることによりポリカルボジイミド樹脂溶液（Ｍｎ
＝１１０００）を得た。
【００４７】液状封止材の調製
実施例１
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００重量部に対し、
合成例１によるＴＭＸＤＩベースの液状のポリカルボジ
イミド樹脂３重量部、硬化剤としてメチルテトラヒドロ
フタル酸無水物８２重量部、硬化促進剤としてイミダゾ
ール４重量部、無機粉末として溶融シリカ（平均粒径１
０μｍ）３００重量部を加え、３本ロールミルを用いて
均一に混合し、液状封止材１を得た。
合成例１によるＴＭＸＤＩベースの液状のポリカルボジ
イミド樹脂３重量部、硬化剤としてメチルテトラヒドロ
フタル酸無水物８２重量部、硬化促進剤としてイミダゾ
ール４重量部、無機粉末として溶融シリカ（平均粒径１
０μｍ）３００重量部を加え、３本ロールミルを用いて
均一に混合し、液状封止材１を得た。
【００４８】実施例２
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂１００重量部に対し、
合成例２によるＭＤＩベースの粉末状ポリカルボジイミ
ド樹脂３重量部、硬化剤としてメチルナジック酸無水物
１１０重量部、硬化促進剤としてイミダゾール４重量
部、無機粉末として溶融シリカ（平均粒径１０μｍ）３
５０重量部を加え、３本ロールミルを用いて均一に混合
し、液状封止材２を得た。
合成例２によるＭＤＩベースの粉末状ポリカルボジイミ
ド樹脂３重量部、硬化剤としてメチルナジック酸無水物
１１０重量部、硬化促進剤としてイミダゾール４重量
部、無機粉末として溶融シリカ（平均粒径１０μｍ）３
５０重量部を加え、３本ロールミルを用いて均一に混合
し、液状封止材２を得た。
【００４９】実施例３
ポリカルボジイミド樹脂が合成例３によるＴＤＩベース
のものであり、ＴＨＦ溶液状態で混合し、そこから脱溶
媒を行うことでエポキシ樹脂との混和を行うこと以外は
実施例２と同様にして、液状封止材３を得た。
のものであり、ＴＨＦ溶液状態で混合し、そこから脱溶
媒を行うことでエポキシ樹脂との混和を行うこと以外は
実施例２と同様にして、液状封止材３を得た。
【００５０】比較例１
ポリカルボジイミド樹脂を使用しない以外は実施例１と
同様にして、液状封止材４を得た。
同様にして、液状封止材４を得た。
【００５１】比較例２
エポキシ樹脂としてビフェニル型のエポキシ樹脂を使用
した以外は実施例１と同様にして、液状封止材５を得
た。
した以外は実施例１と同様にして、液状封止材５を得
た。
【００５２】試験片の作成
アルミニウム配線を有するシリコンチップを４２アロイ
フレーム上に接着したものを型枠にいれ、上記液状封止
材１乃至５を４０℃に加温して流し込んだ。１５０℃、
１時間の熱処理条件で硬化させて封止を行い、フラット
パッケージ型半導体封止装置を作成し、試験片とした。
フレーム上に接着したものを型枠にいれ、上記液状封止
材１乃至５を４０℃に加温して流し込んだ。１５０℃、
１時間の熱処理条件で硬化させて封止を行い、フラット
パッケージ型半導体封止装置を作成し、試験片とした。
【００５３】評価
〈粘度〉
Ｂ型粘度計を用い、２５℃で測定した。
〈流動性〉
試験片の複数箇所を基材の垂直方向に切断し、均一に封
止されているか否かを目視で観察した。液状封止材を流
し込むだけで均一に封止されているものを○、不均一で
あったものを×として評価した。 〈はんだ耐熱性〉 試験片を８５℃、８５％ＲＨの条件下に７２ｈ時間放置
して吸湿させた後、２４０℃のハンダ浴に２０秒間浸漬
する操作を２回繰り返した。その後、封止材層又は封止
材と基材との界面のクラック及び剥がれの有無について
観察を行い、クラック及び剥がれ発生回数／評価試験回
数を求めた。
止されているか否かを目視で観察した。液状封止材を流
し込むだけで均一に封止されているものを○、不均一で
あったものを×として評価した。 〈はんだ耐熱性〉 試験片を８５℃、８５％ＲＨの条件下に７２ｈ時間放置
して吸湿させた後、２４０℃のハンダ浴に２０秒間浸漬
する操作を２回繰り返した。その後、封止材層又は封止
材と基材との界面のクラック及び剥がれの有無について
観察を行い、クラック及び剥がれ発生回数／評価試験回
数を求めた。
【００５４】〈結果〉結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【発明の効果】以上の説明及び表１から明らかなよう
に、本発明の液状封止材は、低粘度のものであり、従っ
て、封止すべき箇所に流し込み或いは垂らし、加熱して
硬化させることにより基材を十分に封止することがで
き、基材に対して成形圧力のほとんどかからないように
した成形法の実施を可能とするものである。
に、本発明の液状封止材は、低粘度のものであり、従っ
て、封止すべき箇所に流し込み或いは垂らし、加熱して
硬化させることにより基材を十分に封止することがで
き、基材に対して成形圧力のほとんどかからないように
した成形法の実施を可能とするものである。
【００５７】又、本発明の液状封止材は、ハンダ浴に浸
漬しても封止材層又は封止材と基材との界面にクラック
及び剥がれが発生することがなく、即ち耐湿性及びはん
だ耐熱性に優れており、電子部品全体が加熱されるリフ
ローハンダ法により実装しても、硬化後に剥がれやクラ
ックの発生するおそれがない。
漬しても封止材層又は封止材と基材との界面にクラック
及び剥がれが発生することがなく、即ち耐湿性及びはん
だ耐熱性に優れており、電子部品全体が加熱されるリフ
ローハンダ法により実装しても、硬化後に剥がれやクラ
ックの発生するおそれがない。
【００５８】上記のような優れた効果は、本発明の液状
封止材用樹脂組成物を使用することによりもたらされる
ものである。
封止材用樹脂組成物を使用することによりもたらされる
ものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−53000（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−316300（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−241353（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08L 63/00 - 63/10
C08L 79/00
H01L 23/29
Claims (4)
- 【請求項１】 主としてエポキシ化合物とポリカルボジ
イミド樹脂からなり、前記ポリカルボジイミド樹脂の割
合が、エポキシ化合物１００重量部に対し０．１〜１０
重量部であって、常温で液状の或いは流動性を有するも
のであることを特徴とする液状封止材用樹脂組成物。 - 【請求項２】 エポキシ化合物が、１分子中にエポキシ
基を２つ以上有する化合物を必須成分とするものである
請求項１に記載の液状封止材用樹脂組成物。 - 【請求項３】 主としてエポキシ化合物とポリカルボジ
イミド樹脂からなり、前記ポリカルボジイミド樹脂の割
合が、エポキシ化合物１００重量部に対し０．１〜１０
重量部である液状封止材用樹脂組成物と、エポキシ樹脂
硬化剤と、エポキシ樹脂硬化促進剤及び無機粉末よりな
り、常温で液状の或いは流動性を有するものであること
を特徴とする液状封止材。 - 【請求項４】 液状封止材用樹脂組成物におけるエポキ
シ化合物が、１分子中にエポキシ基を２つ以上有する化
合物を必須成分とするものである請求項３に記載の液状
封止材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01774898A JP3467400B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 液状封止材用樹脂組成物及び液状封止材 |
| US09/228,389 US6172143B1 (en) | 1998-01-13 | 1999-01-12 | Resin composition for use in sealant and liquid sealant using the resin composition |
| EP99100568A EP0928825B1 (en) | 1998-01-13 | 1999-01-13 | Resin composition for use in sealant and liquid sealant using the resin composition |
| DE69907765T DE69907765T2 (de) | 1998-01-13 | 1999-01-13 | Harzzusammensetzung zur Verwendung in Dichtmittel und flüssiges Dichtmittel verwendend die Harzzusammensetzung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01774898A JP3467400B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 液状封止材用樹脂組成物及び液状封止材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11199756A JPH11199756A (ja) | 1999-07-27 |
| JP3467400B2 true JP3467400B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=11952376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01774898A Expired - Lifetime JP3467400B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 液状封止材用樹脂組成物及び液状封止材 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6172143B1 (ja) |
| EP (1) | EP0928825B1 (ja) |
| JP (1) | JP3467400B2 (ja) |
| DE (1) | DE69907765T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60016295T2 (de) | 1999-02-16 | 2005-05-04 | Nichias Corp. | Harzzusammensetzung |
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