JPH0841291A - 樹脂組成物 - Google Patents
樹脂組成物Info
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- JPH0841291A JPH0841291A JP17564094A JP17564094A JPH0841291A JP H0841291 A JPH0841291 A JP H0841291A JP 17564094 A JP17564094 A JP 17564094A JP 17564094 A JP17564094 A JP 17564094A JP H0841291 A JPH0841291 A JP H0841291A
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
充填材、硬化促進剤、平均粒子径が10〜100nm、
最大粒子径が1000nm以下で、かつBrunaue
r−Emmett−Teller法による比表面積が2
5m2/g以上であるカーボンブラック及び平均粒子径
0.1〜20μm、最大粒子径100μm以下の三酸化
アンチモンを必須成分とし、全組成物中に該カーボンブ
ラックを0.1〜1.0重量%、該三酸化アンチモンを
0.2〜5重量%含有するエポキシ樹脂組成物。 【効果】 従来得れなかった良好なYAGレーザーマー
ク性を有するため、工程短縮、経費節減に効果がある。
Description
ング性に優れた半導体封止樹脂組成物に関するものであ
る。
バイスは、熱硬化性もしくはUV硬化タイプの特殊なイ
ンクでマークキングされていたが、マーキングやその硬
化に時間がかかり、更にインクの取扱いも容易でないた
め、最近はレーザーマークを採用する電子部品メーカー
が増加している。YAG又はCO2のレーザー光の短時
間照射によるエポキシ樹脂成形品表面への印字は、イン
クによるマーキングよりも作業性に優れ、しかも短時間
で終わる方法であるために、電子部品メーカーにとって
はメリットが多い方法である。しかし、従来の封止樹脂
組成物を用いて封止した半導体デバイスの封止成形品表
面にレーザーマーキングした場合、マーキングした部分
とマーキングしていない部分とのコントラストが不鮮明
であり、しかも印字が黄色であるために、印字の読取り
が困難である。CO2レーザーマークに関しては、既に
効果的な着色剤が開発され、鮮明な印字が得られる半導
体封止用樹脂組成物が上市されているが、YAGレーザ
ーマークに関しては、YAGレーザーマーク性に効果的
なカーボンブラックが種々が研究されている。例えば、
特開平2−127449号公報によると、「カーボン含
有量が99.5重量%以上、水素含有量が0.3重量%
以下であるカーボンブラック」が同目的に効果的である
とされている。しかし、カーボンブラックが揮散した後
のマーキングコントラストが未だ充分でなく、鮮明な印
字は得られておらず、優れたレーザーマーク性を有する
半導体封止用樹脂組成物が要求されている。
マーキング性のメカニズム検討を行い、更に封止樹脂組
成物の個々の原料にまで遡り鋭意検討を行った結果、カ
ーボンブラックの平均粒子径が10〜100nm、最大
粒子径1000nmで、かつBrunauer−Emm
ett−Teller法(以下BET法という)による
比表面積が25m2/g以上であり、更に三酸化アンモ
ンの平均粒子径が0.1〜20μm、最大粒子径が10
0μm以下であるものを適正量樹脂組成物中に含有させ
ることによって、YAGレーザーマーク性の向上に著し
い効果があることを見いだし本発明に至ったものであ
る。
シ樹脂、(B)フェノール樹脂硬化剤、(C)無機充填
材、(D)硬化促進剤、(E)平均粒子径が10〜10
0nm、最大粒子径が1000nm以下で、かつBru
nauer−Emmett−Teller法による比表
面積が25m2/g以上であるカーボンブラック及び
(F)平均粒子径0.1〜20μm、最大粒子径100
μm以下の三酸化アンチモンを必須成分とし、全組成物
中に該カーボンブラックを0.1〜1.0重量%、該三
酸化アンチモンを0.2〜5重量%含有するエポキシ樹
脂組成物であり、この硬化物は優れたYAGレーザーマ
ーク性を得ることができる。
に用いるエポキシ樹脂は、分子中に2個以上のエポキシ
基を有するものならば、分子量、分子構造は特に限定す
るものではないが、例えばオルソクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポ
キシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリ
アジン核含有エポキシ樹脂、ビフェニル型二官能エポキ
シ化合物及びこれらの変性樹脂があげられる。樹脂組成
物の耐湿性向上のためには、不純物としてのClイオ
ン、Naイオン等の不純物イオンが極力少ないことが望
ましく、又、硬化性の点からエポキシ当量としては15
0〜300g/eqが望ましい。フェノール樹脂硬化剤
は、分子中にフェノール性水酸基を有するものならば、
分子量、分子構造は特に限定するものではないが、例え
ばフェノールノボラック樹脂、パラキシリレン変性フェ
ノール樹脂、トリフェノールメタン樹脂及びそれらの変
性樹脂が挙げられる。硬化性の点から、水酸基当量は8
0〜250g/eqが望ましい。
シリカ粉末、アルミナ等を使用することができる。又良
好なレーザーマーク性を得るため、樹脂組成物中の無機
充填材の配合量を増やすことが望ましいが、この配合量
については流動性低下による成形性不良が懸念されるた
めに要求特性に合わせ適宜選択、調整して用いられる。
硬化促進剤は、エポキシ基と水酸基の反応を促進するも
のであれば良く、一般に封止樹脂に使用されているもの
を利用することができる。例えば、1,8−ジアザビシ
クロウンデセン、トリフェニルホスフィン、ベンジルメ
チルアミン、2−メチルイミダゾール等があり、単独で
も混合して用いてもよい。
化アンチモンは、樹脂成形品のレーザーマーク性向上の
鍵であり、重要な技術上のポイントである。先ず、YA
Gレーザーマークのメカニズムを簡単に説明する。YA
G(イットリウム、アルミニウム、ガリウム)レーザー
の波長は、1.06μmであり、1.06μmの波長の
光の吸収帯を有する有機化合物は、YGAレーザーの照
射を受けるとレーザーエネルギーが熱に変換し、発熱→
燃焼→蒸発のプロセスを経て表面が焼け飛んだ状態とな
る。カーボンブラックは1.06μmの吸収帯を有する
が、エポキシ樹脂/硬化剤/シリカフィラー/その他に
吸収帯はなく、YAGレーザーの照射によりカーボンブ
ラックのみが燃焼/蒸発し、後にはカーボンブラックの
抜けた樹脂組成物が露出し、露出した面の色が白っぽい
ために、白い印字が得られる。即ちYAGレーザーのエ
ネルギーを吸収し、速やかに燃焼/蒸発するカーボンブ
ラックの開発が必要である。本発明における技術上の第
一のポイントは、特殊なカーボンブラックが挙げられ
る。本発明に用いられるカーボンブラックは、その平均
粒子径が10〜100nmであり、かつBET法による
比表面積が25m2/g以上であることが必要である。
カーボンブラックの平均粒子径の測定方法は、電子顕微
鏡観察による画像を解析装置又は目視により算出した平
均的な値のことを言う。
ングした部分とマーキングしない部分とのコントラスト
が不充分で、不鮮明なマーキングしか得られない。特に
印字そのものが黒っぽく、カーボンブラックがYAGレ
ーザーの照射によっても充分に燃焼/蒸発していなこと
が確認された。平均粒子径が100nmを超えると、コ
ントラスト自体は良好なものの印字された文字が一部欠
けてしまい文字が正確に印字できないことが確認され
た。更に最大粒子径が1000nmを越えると外観が灰
白色を帯びる。又、BET法による比表面積が25m2
/g未満であると組成物中のカーボンブラックの分散状
態が悪く組成物の硬化物が、斑状になったり、灰白色を
帯び実用外観上の不具合が発生する。実用上比表面積は
2000m2/g以下が望ましい。2000m2/gを越
えると粒子径が細かくなり過ぎ平均粒子径が細かいもの
と同様の理由で不具合が生じる。更に、本発明に用いる
カーボンブラックは、全組成物中に0.1〜1.0重量
%含むことを必要とする。従来の小粒子径のカーボンブ
ラックの場合、0.15〜0.3重量%程度で充分黒い
成形品が得られたが、本発明に用いるカーボンブラック
では、やや多めに配合する必要がある。カーボンブラッ
クの粒子径が大きくなることにより、着色力は低下し、
成形品の色が本来黒であるところが、灰色っぽい黒とな
るからである。本発明のカーボンブラックの配合量が、
0.1重量%未満だと、レーザーマークのコントラスト
自体が低下する。そして1重量%を超えると、レーザー
光の照射によってもカーボンブラックが充分除去され
ず、印字が黒くなり、本発明の効果が低下する。
有するものなら特に限定されるものではないが、樹脂組
成物中に均一に分散されるためには粉体であることが望
ましい。又、これら粒子は造粒されたものであっても容
易にほぐれる形状のものであれば特に問題はない。更に
本発明の第二の技術上のポイントは、三酸化アンチモン
の平均粒子径及び配合量である。平均粒子径の測定方法
は、レーザ回折型粒度分布測定機による。従来よりエポ
キシ樹脂組成物には、難燃性の付与のため臭素化合物や
その難燃助剤として三酸化アンチモンが使用されるケー
スが多かったが、特に三酸化アンチモンの平均粒子径及
びその配合量がYAGレーザー捺印性に大きな影響を与
えていることに注目して、三酸化アンチモンの平均粒子
径10〜100μmで、全組成物中の配合量が0.2〜
5重量%であるものが好適であることを見いだした。三
酸化アンチモンの平均粒子径が0.1μm未満である
と、レーザーマーク時に発生するススが多量に発生し、
捺印した文字上にススが付着し、コントラストが悪くな
ったり、ススの除去に多大な工数がかかる。又、平均粒
子径が20μmを超えると組成物中の分散が悪く本来の
目的である難燃助剤としての働きが悪くなり、難燃性に
支障をきたす。更に最大粒子径が100μmを越える
と、前記と同様の理由で難燃性に支障をきたす。配合量
については、0.2重量%未満であると難燃性に支障を
きたし、5重量%を超えるとコントラストやススの発生
につながる。
硬化剤、無機充填材、硬化促進剤及びカーボンブラック
と三酸化アンチモンを必須成分とするが、これ以外に必
要に応じてシランカップリング剤、ヘキサブロモベンゼ
ン、臭素化エポキシ樹脂等の難燃剤、天然ワックス、合
成ワックス等の離型剤及びシリコーンオイル、ゴム等の
低応力添加剤等の種々の添加剤を適宜配合しても差し支
えない。また、本発明の封止用樹脂組成物を成形材料と
して製造するには、エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化
剤、無機充填材、硬化促進剤、カーボンブラック、酸化
防止剤その他の添加物をミキサー等によって充分に均一
に混合した後、更に熱ロール又はニーダー等で溶融混練
し、冷却後粉砕して封止材料とすることができる。
る。 実施例1 下記組成物 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量2 00) 15重量部 臭素化エポキシ樹脂(臭素含有量49%、軟化点70℃) 2重量部 フェノールノボラック樹脂(軟化点100℃、水酸基当量100) 8重量部 溶融シリカ粉末 69重量部 1,8−ジアザビシクロウンデセン 0.3重量部 カルナバワックス 0.4重量部 シリコーンオイル 2.0重量部 カーボンブラックA(平均粒子径20nm、最大粒子径50nm、比表面積 100m2/g) 0.3重量部 三酸化アンチモンa(平均粒子径2μm、最大粒子径15μm) 3重量部 をミキサーにて常温混合し、70〜100℃で二軸ロー
ルにて混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。得られた
成形材料をタブレット化し、低圧トランスファー成形機
にて175℃、70kg/mm2、120秒の条件で成
形し、更にポストモールドキュアとして175℃で、8
時間の処理を行い、成形品を得た。得られた成形品につ
いて、以下の条件でYAGレーザーマーク試験、半田耐
湿性試験を行った。
トラストと白さを確認した。難燃性評価は、UL−94
に準拠しサンプル厚さを3.2mmにして実施した。
又、外観は目視により確認した。評価結果を表1に示
す。 実施例2〜4 表1の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得、同様に評価した。評価結果を表1に示す。 比較例1〜6 表2の処方に従って配合し、実施例1と同様にして成形
材料を得、同様に評価した。評価結果を表2に示す。実
施例及び比較例に使用したカーボンブラック及び三酸化
アンチモンの特性は、表3に示す。
AGレーザーマーク性を有するため、工程短縮、経費節
減に効果がある。
Claims (1)
- 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)フェノール
樹脂硬化剤、(C)無機充填材、(D)硬化促進剤、
(E)平均粒子径が10〜100nm、最大粒子径が1
000nm以下で、かつBrunauer−Emmet
t−Teller法による比表面積が25m2/g以上
であるカーボンブラック及び(F)平均粒子径0.1〜
20μm、最大粒子径100μm以下の三酸化アンチモ
ンを必須成分とし、全組成物中に該カーボンブラックを
0.1〜1.0重量%、該三酸化アンチモンを0.2〜
5重量%含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成
物。
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1994
- 1994-07-27 JP JP17564094A patent/JP3201503B2/ja not_active Expired - Fee Related
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