JPH07316399A

JPH07316399A - 熱硬化性樹脂組成物および電子部品

Info

Publication number: JPH07316399A
Application number: JP11298294A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shiomi; 浩塩見; Masatsugu Akiba; 真継秋庭; Noriaki Saito; 憲明斉藤
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1995-12-05

Abstract

(57)【要約】【目的】加工性、耐熱性および耐湿性に優れ、特に従来
知られている樹脂組成物よりも密着性および接着性に優
れ、封止材料用組成物として有用な熱硬化性樹脂組成物
を提供すること。【構成】（Ａ）分子中に２個以上のエポキシ基を有する
エポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤および（Ｃ）
銅および４２アロイとキレート化可能な添加剤、または
これらと（Ｄ）充填剤を含有してなることを特徴とする
熱硬化性樹脂組成物、ならびにその熱硬化性樹脂組成物
によって成形封止してなることを特徴とする電子部品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、電子部品の封止
用材料として有用な熱硬化性樹脂組成物およびその組成
物によって成形封止されている電子部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩ、ＩＣ、トランジスタ等、
半導体の封止には、経済的に有用なエポキシ樹脂による
トランスファー成形が行われている。特に、最近では、
ＬＳＩの表面実装が行われており、ハンダ浴中に直接浸
漬される場合が増えてきている。その際、封止材は、20
0 ℃以上の高温にさらされるため、封止材中に吸湿して
いた水分が膨張し、クラックが入ったり、ダイパッドと
の界面に剥離を生ずる問題が発生する。このため、樹脂
封止材には、耐熱性や密着性が要求され、特に高接着性
が求められている。現状では、エポキシ樹脂としてo −
クレゾールノボラックのグリシジルエーテル、また硬化
剤としてフェノールノボラックを用いた封止材が主流で
あるが、上記の問題により、実用上は防湿梱包をして使
用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】o −クレゾールノボラ
ックのグリシジルエーテルおよびフェノールノボラック
を主とする封止材は、耐熱性と吸湿性の点では一応のバ
ランスがとれているが、接着性および密着性に関しては
不充分である為、半田クラック性において問題がある。
本発明の目的は、加工性、耐熱性および耐湿性に優れ、
特に従来知られている樹脂組成物よりも密着性および接
着性に優れ、封止材料用組成物として有用な熱硬化性樹
脂組成物を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み本
発明者らは、より密着性および接着性に優れ、かつ加工
性、耐熱性、耐湿性にも優れ、バランスのとれたエポキ
シ樹脂組成物について鋭意検討した結果、エポキシ樹脂
およびエポキシ樹脂硬化剤からなる樹脂組成物に、リー
ドフレームの材質である銅および４２アロイ（４２％の
Ｎｉを含むＦｅとＮｉとの合金）との接着力を高める添
加剤を配合することにより得られた樹脂組成物が上記目
的に適うことを見出し本発明を完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明は以下の通りである。（１）（Ａ）分子中に２個以上のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤および（Ｃ）銅
および４２アロイとキレート化可能な添加剤を含有して
なることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。（２）更に、上記の（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）成分
に加え（Ｄ）充填剤を含有してなる熱硬化性樹脂組成
物。（３）上記（１）または（２）記載の熱硬化性樹脂組成
物によって成形封止してなることを特徴とする電子部
品。

【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
使用される（Ａ）成分については公知のエポキシ樹脂を
用いることができるが、これらについて具体的に例示す
ると、フェノール、ｏ−クレゾール、ナフトール等のフ
ェノール類とホルムアルデヒドの反応生成物であるノボ
ラック樹脂から誘導されるノボラック系エポキシ樹脂、
フロログリシン、トリス−（４−ヒドロキシフェニル）
−メタン、１，１，２，２，−テトラキス（4 −ヒドロ
キシフェニル）エタン等の三価以上のフェノール類から
誘導されるグリシジルエーテル化合物、ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールＦ、ハイドロキノン、レゾルシン、
1,1'−ビス（3 −t −ブチル−6 −メチル−4 −ヒドロ
キシフェニル）ブタン、テトラメチルビフェノール、ナ
フタレンジオール等の二価フェノール類から誘導される
グリシジルエーテル化合物またはテトラブロムビスフェ
ノールＡ等のハロゲン化ビスフェノール類から誘導され
るジグリシジルエーテル化合物、

【０００７】フェノール類と芳香族カルボニル化合物と
の縮合反応により得られる多価フェノールのグリシジル
エーテル化合物、ｐ−アミノフェノール、ｍ−アミノフ
ェノール、4 −アミノメタクレゾール、6 −アミノメタ
クレゾール、4,4' −ジアミノジフェニルメタン、3,3' −
ジアミノジフェニルメタン、4,4' −ジアミノジフェニル
エーテル、3,4'- ジアミノジフェニルエーテル、1,4−ビ
ス（4 −アミノフェノキシ）ベンゼン、1,4 −ビス（3
−アミノフェノキシ）ベンゼン、1,3 −ビス（4−アミ
ノフェノキシ）ベンゼン、1,3 −ビス（3 −アミノフェ
ノキシ）ベンゼン、2,2 −ビス（4 −アミノフェノキシ
フェニル）プロパン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フ
ェニレンジアミン、2,4 −トルエンジアミン、2,6 −ト
ルエンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリ
レンジアミン、1,4 −シクロヘキサンビス（メチルアミ
ン）、1,3 −シクロヘキサンビス（メチルアミン）等か
ら誘導されるアミン系エポキシ樹脂、

【０００８】ｐ−オキシ安息香酸、ｍ−オキシ安息香
酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族カルボン酸
から誘導されるグリシジルエステル系化合物、5,5 −ジ
メチルヒダントイン等から誘導されるヒダントイン系エ
ポキシ化合物、2,2 −ビス（3,4−エポキシシクロヘキ
シル）プロパン、2,2 −ビス〔4 −（2,3 −エポキシプ
ロピル）シクロヘキシル〕プロパン、ビニルシクロヘキ
センジオキサイド、3,4 −エポキシシクロヘキシルメチ
ル−3,4 −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、Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアニリン
等があり、これらのエポキシ樹脂の一種または二種以上
が使用される。これらの中でも、耐湿性の点からグリシ
ジルエーテル型のエポキシ樹脂が好ましく、中でも、ｏ
−クレゾールノボラック系エポキシ樹脂、テトラメチル
ビフェノールおよびフェノール類と芳香族カルボニル化
合物との縮合反応により得られる多価フェノールのグリ
シジルエーテル化合物が硬化性および耐熱性あるいは吸
湿性の点から好ましい。

【０００９】また、（Ｂ）成分であるエポキシ樹脂硬化
剤についても、公知のものが使用できる。これらについ
て例示すると、ビスフェノールＡ、テトラブロモビスフ
ェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ、ビ
ス（4 −ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、ビス
（4 −ヒドロキシフェニル）エタン、1,3,3 −トリメチ
ル−1 −ｍ−ヒドロキシフェニルインダン−5 または7
−オール、1,3,3 −トリメチル−1 −ｐ−ヒドロキシフ
ェニルインダン−6 −オール、レゾルシン、ハイドロキ
ノン、カテコールおよびフエノール、ｏ−クレゾール等
のフェノール類とホルムアルデヒドの反応生成物である
フェノール類ノボラック等のポリフェノール化合物、マ
レイン酸、フタル酸、ナジク酸、メチル−テトラヒドロ
フタル酸、メチルナジク酸等のポリカルボン酸およびそ
の無水物、

【００１０】ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフ
ェニルスルホン、ジアミノジフェニルエーテル、フェニ
レンジアミン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、キシ
リレンジアミン、トルエンジアミン、ジアミノジシクロ
シクロヘキサン、ジクロロ−ジアミノジフェニルメタン
（それぞれ異性体を含む）、エチレンジアミン、ヘキサ
メチレンジアミン等のポリアミン化合物、さらにはジシ
アンジアミド、テトラメチルグアニジン等、エポキシ基
と反応可能な活性水素含有化合物が例示できる。中で
も、フェノール類ノボラック樹脂が硬化性及び耐湿性の
点から好ましく用いられる。

【００１１】本発明の組成物において、（Ａ）成分であ
るエポキシ樹脂と（Ｂ）成分であるエポキシ樹脂硬化剤
との配合割合に関しては、エポキシ基と活性水素の当量
比が０．７〜１．２当量が好ましい。この範囲から大き
く逸脱すると耐湿性、硬化性等が低下するので好ましく
ない。

【００１２】本発明の樹脂組成物の熱硬化の方法につい
て述べると、無触媒でも硬化可能であるが、硬化促進剤
（触媒）を用いることにより、更に容易に硬化せしめる
ことが可能となる。このような触媒について例示する
と、トリフェニルホスフィン、トリ−４−メチルフェニ
ルホスフィン、トリ−４−メトキシフェニルホスフィ
ン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、
トリ−２−シアノエチルホスフィンなどの有機ホスフィ
ン化合物およびこれらの塩、トリブチルアミン、トリエ
チルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウ
ンデセン−７、トリアミルアミン等の三級アミン、塩化
ベンジルトリメチルアンモニウム、水酸化ベンジルトリ
メチルアンモニウム、トリエチルアンモニウムテトラフ
ェニルボレート等の４級アンモニウム塩、イミダゾール
類、三弗化ホウ素錯体、遷移金属アセチルアセトナート
等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
これらの中でも、有機ホスフィン化合物、イミダゾール
類およびこれらの塩（具体的には、テトラフェニルホス
ホニウムテトラフェニルボレート、４−メチルイミダゾ
ールテトラフェニルボレート等）あるいはトリエチルア
ンモニウムテトラフェニルボレートが特に好ましい。

【００１３】本発明で使用される添加剤（Ｃ）は、銅お
よび４２アロイとキレート化可能な化合物であり、一般
的にはカルボン酸基、水酸基あるいはアミノ基を分子内
に２個以上有する化合物あるいはこれらのエステル化物
であり（官能基は必ずしも同じである必要はない）、こ
れらを例示するとアントラニル酸、アミノフェノール、
没食子酸、没食子酸エステル化物、マロン酸、リンゴ
酸、８−キノリノール、マレイン酸ｎ−ブチルフェノー
ル等があげられるがこれらに限定されるものではない。
これらの１種または２種以上が用いられる。これらの中
でも没食子酸エステル化物およびマロン酸が特に好まし
い。

【００１４】本発明において、（Ｃ）成分の配合量は
（Ａ）および（Ｂ）成分の合計量１００重量部に対し
て、好ましくは０．１〜５重量部、更に好ましくは０．
５〜３重量部である。配合量がこの範囲より少ないと、
接着性の改良効果に乏しく、また、多すぎると機械物性
および耐熱性が低下する傾向を示す。

【００１５】本発明で用いられる充填剤（Ｄ）として
は、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、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、ガラス繊維等が挙げられるが、中でも
特に溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナが好ましく用い
られる。

【００１６】充填剤の配合割合は目的に応じて適宜決め
ることができるが、半導体の封止に用いる場合には、樹
脂組成物全量中の３０〜９４重量％であることが好まし
く、より好ましくは６５〜９２重量％である。充填剤量
が３０重量％より少ない場合は耐湿性に劣り、また、９
４重量％を越える場合は成形性に問題を生ずる。

【００１７】本発明において、その他必要に応じて天然
ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸およびその金属塩
類、若しくはパラフィン等の離型剤あるいはカーボンブ
ラックのような着色剤、さらにシランカップリング剤等
の表面処理剤等を添加してもよい。また、三酸化アンチ
モン、リン化合物、ブロム化エポキシ樹脂等の難燃剤を
加えてもよい。難燃効果を出すためには、ブロム化エポ
キシ樹脂が特に好ましい。

【００１８】また、例えば、低応力化するには、各種エ
ラストマーを添加またはあらかじめ反応させて用いても
よい。具体的には、ポリブタジエン、ブタジエン−アク
リロニトリル共重合体、シリコーンゴム、シリコーンオ
イル等の添加型あるいは反応型のエラストマーが挙げら
れる。

【００１９】このようにして得られた樹脂組成物はロー
ルあるいはコニーダー等の一般の混練機により、溶融混
合することによりコンパウンド化が可能である。本発明
による樹脂組成物を用いて半導体等、電子部品を封止す
るには、トランスファーモールド、コンプレッションモ
ールド、インジェクションモールド等の従来から公知の
成形法により硬化成形すればよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、主に半導体等の
電子部品の封止に用いられる。そして加工性、耐熱性お
よび耐湿性に優れ、特に従来知られている樹脂組成物よ
りも密着性および接着性に優れ、封止材料用組成物とし
て極めて有用である。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。硬化成形物の評価法は、
以下のとおりである。・ゲルタイム：実施例および比較例で得られた混練物を
180 ℃の熱板の凹部に0.5g取り、ゲル化までの時間を測
定した。

【００２２】・ガラス転移温度：熱機械的分析装置（SH
IMADZU DT-30）を用いて測定した。・曲げ強度、曲げ弾性率：JIS K-6911に従い、インスト
ロン万能材料試験機(SHIMADZU IS-10T ）で測定した。
測定温度は、２０℃および２４０℃である。

【００２３】・吸水率：恒温恒湿糟（TABAI PR-2）を用
い、85℃／85％ＲＨの条件で重量変化を測定した。・スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じて190
℃/70kg/cm²の条件で行った。

【００２４】・硬度発現性（バーコール硬度）：１９０
℃／１２０秒の成形条件で行った。・接着力試験：銅および４２アロイ製の引き抜き強度測
定用フレーム（図１参照）を用い、コンパウンドをモー
ルドし、後硬化後、フレームの引き抜き強さによって評
価を行った。

【００２５】・密着性評価試験：模擬ＩＣ（52ピンQFP
パッケージ：パッケージ厚さ2.05mm）を85℃/85%RH/48
時間の条件にて吸湿させた後、直ちに240 ℃のハンダ浴
に30秒浸漬した後のダイパッド裏面の剥離度合いを超音
波探査映像装置（日立建機（株）製 AT5000）にて測定
した剥離面積の割合にて評価。評価基準は、○：剥離面
積0 〜30％、△：剥離面積31〜70％、×：剥離面積71〜
100 ％である。試験個体数１０個の平均値。

【００２６】実施例１〜６エポキシ樹脂としてo −クレゾールノボラックのグリシ
ジルエーテル（商品名スミエポキシESCN-195XL、住友化
学工業（株）製、エポキシ当量196g／当量、加水分解性
塩素330 ppm ）およびフェノール類と芳香族カルボニル
化合物との縮合物のグリシジルエーテル化物（商品名
スミエポキシESX-221 、住友化学工業（株）製、エポキ
シ当量213.1g／当量、加水分解性塩素170 ppm ）、エポ
キシ樹脂硬化剤としてフェノールノボラック（群栄化学
工業（株）製、商品名ＰＳＭ−４２６１、ＯＨ当量＝
１０６g/eq）、キレート化剤として没食子酸ｎ−プロピ
ル、マロン酸、ｏ−アミノフェノール、硬化促進剤とし
てトリフェニルフォスフィン、充填剤として破砕状溶融
シリカ（商品名 FS-891、電気化学工業（株）製）、球
状溶融シリカ（商品名 FB-74 、電気化学（株）製）、
離型剤としてカルナバワックス、カップリング剤γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン（商品名 SH-6
040 、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を表
１に示した量（重量部）で配合し、ロールで加熱混練
し、トランスファー成形を行った。

【００２７】180 ℃で、5 時間ポストキュアーを行い、
硬化成形物を得た。配合処方および得られた樹脂組成物
の物性ならびにそれらの硬化成形物の物性を表１および
表２に示す。

【００２８】比較例１〜２キレート化剤を用いない以外は実施例１〜６と同様の方
法により硬化成形物を得た。配合処方および硬化成形物
の物性を表１および表２に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】引抜き強度測定用フレームの平面図である。

【符号の説明】１：樹脂硬化成形物を形成させる場所（斜線部）２：引き抜き片３、４：引き抜き操作を行うための把持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）分子中に２個以上のエポキシ基を有
するエポキシ樹脂、（Ｂ）エポキシ樹脂硬化剤、および
（Ｃ）銅および４２アロイとキレート化可能な添加剤を
含有してなることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【請求項２】銅および４２アロイとキレート化可能な添
加剤（Ｃ）がアントラニル酸、アミノフェノール、没食
子酸または没食子酸エステル化物、マロン酸およびリン
ゴ酸の中から選ばれる１種または２種以上の化合物であ
る、請求項１記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項３】エポキシ樹脂（Ａ）が、フェノール類とア
ルデヒド類の縮合により得られるノボラック型エポキシ
樹脂である、請求項１または２記載の熱硬化性樹脂組成
物。
【請求項４】更に、（Ｄ）充填剤を含有してなる請求項
１、２または３記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項５】請求項１、２、３または４記載の熱硬化性
樹脂組成物により成形封止されていることを特徴とする
電子部品。