JPS63241020A - 電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は耐熱衝隼性、耐熱性、成形性に優れた電子部品
封止用エポキシ樹脂成形材料に関するものである。

（従来の技術） 従来、コイル、コンデンサ、トランジスタ、ｔＣなどの
電子部品対土用としては、エポキシ樹脂成形材料が広く
用いらｎている。この理由としては、エポキシ樹脂が電
気特性、耐熱性、機械強度、インサートとの接層性など
の緒特性にバランスが取れているためである。

しかし、電子部品のパッケージは、ＩＣに代表されるよ
うに、小形、薄形化の傾向にあり、冷熱サイクル時にパ
ッケージがクラックするという問題が生じる。

エポキシ樹脂底形材料の耐熱衝撃性を教書する方法とし
てエポキシ樹脂系をシリコーン重合体で改質する方法が
ある。一般にシリコーン重合体はエポキシ樹脂系に非相
溶であり、エポキシ樹脂中に微粒子で分散する構造を形
成し、耐熱衝撃性を向よする効果がある。しかし、液状
のシリコーン重合体は非相ｍ″′Ｃあるために、成形材
料の耐熱衝撃性は向上するものの、成形時にしみ出し、
パリ（金型クリアランスからのしみ出し）や成形品外観
の悪化を引きおこすという欠点を有する。また成形時の
しみ出しを防止するために、シロキナン化合物をエポキ
シ樹脂または硬化剤で予め変性して成形材料に使用した
場合、一般に７ｃｌ＃テン化合物のしみ出し、ガラス転
移温度の低下を生じるといった問題がありだ。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はかかる欠点を解決するために為されたものであ
り、耐熱＠撃性、耐熱性が良好で、かつ成形性にも優れ
た電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料を提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段］ 本発明者らは上記の問題点を愁決するため鋭意検討を重
ねた結果、エポキシ樹脂系に特定の微粒子状シロキサン
重曾物を含有するフェノール系化合物を配付することに
より上記の目的を達成しうろことを見い出し、不発８Ａ
を完底するに至った。

すなわち、本発明の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材
料は （〜　１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂と （Ｂ）１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有す
る有機化合物の一部または全部を分散媒として、エポキ
シ基を有する液状シロキサン化合物およびアミノ、ｉ！
ｌ！ｉを有する液状シロキサン化合物を微粒子分散させ
るとともに加熱することにより前記分散微粒子を反応硬
化させて得らｎた樹脂温合物を必須成分として取ること
を特徴とする。

本発明において用いられるｔＡ）成分の１分子中に２個
以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂としては、電子
部８封土用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されてい
るものであｎは制限はなく、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキク樹
脂ヲはじめとするフェノール類とアルデヒド畑のノボラ
ック樹脂をエボギシ化したもの、ビスフェノールＡ、　
　ビスフェノールＢ、　ビスフェノールＦ、ビスフェノ
ールＳなどのジグリシジルエーテル、フタル酸ダイマー
酸などの多塩基酸と□エピクロルヒドリンの反応により
得らｎるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジアミノ
ジフェニルメタン、インシアヌル酸などのポリアミノと
エピクロルヒドリンの反応により得らｎるグリシジルア
ミノ型エポキシ樹脂、オレフィン結付を過酢酸などの過
酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、および
脂環族エポキシ樹脂などがあり、これらを適宜何種類で
も併用することができる。

本発明において用いられるｔＢ）成分’ｔ（Ｍｇする１
分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有する化合物
としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レ
ゾルシン、カテコール、ビスフェノールＡ１　ビスフェ
ノールＦなどのフェノール類とホルムアルデヒドとを酸
性蝕媒下で縮合反応させて得られるノボラック型フェノ
ール樹脂、ビスフェノールＡ１ビスフエノールＦ１ポリ
パラビニルフエノール樹脂、レゾルシン、カテコール、
ハイドロキノンなどの多価フェノールなどがあり、単独
または２釉類以上併用してもよい。また、（ＡＪのエポ
キシ樹脂との当量比（フェノール系化合物の水酸基数／
（Ａ）のエボ中シ基数）は、特に限定はされないが、０
．７〜１゜３が好プしい。

次にエポキシ基を有するシロキチン化合物およびアミノ
基を有するクロキサン化合物は特に限定するものではな
いが、使用するフェノール化合物に対し、目視的に相溶
しない化合物であることが好ましく、ジメチルシロキサ
ン、ジメチルシロキサン、メデルアエニルシロキサンな
どのホモポリマ及びコポリマーの分子末端や分子内にエ
ポキシＭ、またはアずノ基を導入した反応性の液状化合
物であってこｎらは一般に市販されているものが使用で
きる。

ここでエポキシ基を有するシロキチン化合物と１ミノ基
を有するシロキサン化合物の使用比率は、特に限定する
ものではないが、エポキシ基とアミノ基の活性水素のモ
ル比が２／１〜１／３の範曲が好ましい。この理由とし
ては、エポキシ基の比率が高（なると成形品外観ケ悪（
し、所期の目的全達成できないことがあり、アミノ基の
比率が高くなると一級または二級の１ミノ基が成形材料
中に残存し、保存安定性ｔ−悪くする司能性がある。ま
た、エポキシ基およびアミノ基を有するクロキサン化合
物の分子ｉｌｌは特に限定するものではないが、少なく
ともどちらか一方のシロキサン化合物の重量平均分子量
は１０００以上であることが、耐熱衝撃性向上の観点か
ら好ましい。

か〜るクロキチン化合物は上記のフェノール　　　、注
水酸基を有する化合物を分散媒として微粒子分散させた
後、加熱することＫＪ：り反応硬化させることにより、
７　Ｑ　＃サン化合物が微粒子状に固化した樹脂温合物
を得る。

シロキサン化合物を分散させるための樹脂糸分散媒とし
ては、フェノール化合物が適当であり、攪拌等により１
００μｍ以下に微粒子分散させた後、クロキサン化合物
のエポキシ基とアミノ基の反応をフェノール化合物が促
進する作用があるため、加熱により容易にシロキサン化
合物微粒子を固形化することができる。

シロキサン化合物のフェノール性水酸基を有する化合物
に対する量比は１：２〜１：１０（体積）である。この
理由は１：２以下ではクロキサン化合物の微粒子分散が
困難になり、１：１０以上ではシロキサン化合物の伶加
量に対し、（ＢＪ成分全体の量が多くなるため製造コス
ト的に不利である。

微粒子分散させる方法としては特に制限はなく攪拌装置
の付いた反応釜や加熱できる加圧ニーダ等が用いられる
。フェノール注水＃１基上官する化合物が常温で固形の
場合は加温することにより浴融状態でおこなう必要があ
るが液状の場合は常温でおこなってもよい。

また分散媒となるフェノール性水酸基を有する化合物は
エボキク樹脂を硬化するに必要な全量を用いてもよいし
、その一部であってもよい。

フェノール性水酸基を有する化合物の一部または全部の
中にシロキサン化合物を微粒子分散し、その後シロキチ
ン化合物同士の反応ｌＣより分散粒子ケ固形化して得ら
ｎ４る樹脂温合物において、シロキサン化合物の分散粒
子径は１００μｍ以下が９０重食％以上であることが好
ましい。またその平均粒径は５０μｍ以下であることが
好ましい。この粒径の制限は、目的とする電子部品を成
形する際の成形性に関係するものである。

一般にＩＣ，トランジスタなどのｔ子部品ｔ−ｇ形する
金型のゲートナイズをス、狭い部分がα５顛前後であり
、底形中にゲートづまりを発生しないためには１００μ
ｍ以下が９０Ｍ量％以上の粒度分布が必要となる。また
、素子とリードを結ぶ金線が成形時に変形する塊象に対
しても、分散成分の寂子径は１００μｍ以下が好ましい
。

また、耐熱衝撃性について効果を特に発揮するため罠は
平均粒径５０μｍ以下が好ましい。

クロキサン化合物の微粒子の硬さは、使用する二種類の
シロキサン化合物の官能基当量及びエポキシ基とアミノ
基のモル比で任意に設定できるが、軟かいほど耐パッケ
ージクラック性を向上する゛効果がある。

この様な軟かい固形微粒子を成形材料中に分散すること
で、耐パッケージクラック性に代表さｎる耐熱衝撃性が
格段に向上し、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低下もな９優
れた特性が得らｎる。

！た、シロキサン化合物が固形微粉子で重加されるため
、液状シリコーン化合物で変性したエポキシ成形材料で
問題となりやすい、成形時のシリコーンのしみ出しによ
る成形品、金型の汚ｎが発生しない特長がある。成形品
にしみ出しが生じると外観が悪くなり、マーキング性も
低下する等の問題となり、金型が汚ｎる場合は金型のク
リーニング頻度全長（しなけｎはならない。特に金型の
クリーニングは多大な労力と時間を要するため、汚ｎを
発生しない成形材料の使用は生産性の点から大きな利点
となる。

上記のようにして得らｎた混曾檎脂は８０〜１５０℃で
１〜１０時間反応させることによりシミ中テン化合物の
硬化物がフェノール性水酸基を有する化合物中に均一に
分散した樹脂混合物が得られる。

また、本発明の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料に
は、エボキ７樹脂とフェノール性水酸基を有する化合物
の硬化反応を促進する硬化促進剤を配付することができ
る。この硬化促進剤としては、例えば、１，８−ジアザ
ービククロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレ
ンジアミノ、ベンジルジメチルアミノ、トリエタノール
アミノ、ジメチルアミノエタノール、トリス（ジメチル
アミノメチルフッエノールなどの三級アミノ類、２−メ
チルイミダゾール、２−フェニルイミタソール、２−７
エニルー４−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイ
ミダゾールなどのイミダゾール類、トリブチルホスフィ
ン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフ
ィン、ジフェニルホスフィン、フォルステイトなどの有
機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウムテトラフ
ェニルポレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニ
ルポレート、２−エテル−４−メチルイミダゾールテト
ラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリンテトラフェ
ニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩などがある
。

筐た、本発明の電子部品封止用エポキ７伯脂成形材料に
は、無機質充填剤として、浴融シリカ、結晶クリ力、ア
ルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、
炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、ベリリア、マグネシ
ア、ジルコニア、フォルステライト、ステアタイト、ス
ピネル、ムライト、チタニアなどの粉体、およびチタン
酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミナなどの単結
晶ｆＩＩ維、ガラス稙維など全１槌類以上配付すること
ができる。無機質充填剤の配合量としては、特に限定す
るものではないが、４０〜８０容′ｊ１１％か好ましい
。

また、本発明の電子部８封土用エポキシ樹脂成形材料に
は、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル系ワック
スなどの離型炸ｊ１　カーボンフ゛ラックなどの着色剤
、エポキシシラン、アミノシラン、ビニルシラン、アル
キルシラン、有機チタネート、アルミニウムアルコレー
トなどのカップリングｊＦｌｌを使用することができる
。

以上のような原羽科を用いて成形材料を作製する一般的
な方法としては、Ｆ９ｒ足の配合量の原材料混合物をミ
キサー等によって光分混合した後、熱ロール、御出磯等
によって混練し、冷却、粉砕することによって、成形材
料を得ることができる。

本発明で得らｎる成形材料を用いて電子部品を封止する
方法としては、低圧トランスファ成形法が最も一般的で
あるが、インジェクション成形、圧縮底形、注型などの
方法によってもｂ］能である。

本発明に係る成形材料は底形性にすぐれており、また高
いＴｇを保持しながら、かつ可撓性にすぐｎるとともに
成形材料の製造上の利点も大きい。すなわち、１００μ
ｍ以下の軟かいゴム状の固形微粒子を安価に成形材料中
に添加できることが特長である。従来、１００μｍ以下
のゴム状物質はバルクを粉砕して製造することは困難で
あり、コストも高くなる。また、乳化１甘、懸濁重合な
どでシロキサン化合物微粒子を得る方法もあるが、分散
媒の除去と同時に界面活性剤の除去も必要になる。

後者の方法と比較した場合、本発明の製造性では分散媒
として成形材料に使用するベース樹脂を使用するため、
シロキサン化合物を分散、硬化後に分散媒と共に配付す
ることが可能であり、コストの点からは非常に有利にな
る。さらに、シロｄＰｔン微粒子を単独で補集せずに分
散媒中に分散させた状態で扱えるために、軟かい微粒子
同士が凝集する心配もない。

以上の点から、本発明は製造法の観点からも＆ｎた特長
を示す。

（作用） 本発明により耐熱衝撃性、耐熱性、成形性に９ｋｎだエ
ポキシ樹脂成形材料が得らｎる理由は、（〜のエポキシ
樹脂に（均フェノール性水酸基を有する化合物の一部ま
たは全部を分散媒として、分散媒に相溶しないシロキサ
ン化合物を微粒子分散し、その後シロキサン化合物を自
硬化して得られる分散媒を含めた樹脂混合物をＴ＝Ｊ撓
剤として使用したことによる。すなわち、桐脂混台物中
のシロキサン化合物は粒径１００μｍ以下の固形ゴム状
物質であり、成形材料中に均一分散するので優ｎた＃を
熱ｇ１１撃性が得らｎる。また、ペース樹脂とシロキサ
ン化合物が相溶せず、相分離構造を形成するため、ベー
ス樹脂本来のガラス転移温度を低下せず、したがって耐
熱性も良好である。さらに、クロキサン化合ｑｌｌＩＧ
工成形材料中に固形で分散するため、成形時にしみ出す
心配もなく、成形品及び金８！！を汚損することもない
。

以上の作用により耐熱衝撃性、耐熱性、成形性に優れた
組成が得らｎると推察さｎる。

（実施例） 以下実施例により本発明ｔ−貌明するが、本発明の範囲
はこれらの実施例に限定されるものではない。

〔シロキサン化合物含有樹脂の作成〕

構造式 で示される粘度へ５００Ｃ３Ｌ２５℃）、アミノ当量２
，０００のクリコーンオイルＫＦ８６１（信越化学工業
株式会社製商品名）２５ｇと構造式 で示さｎる粘度６０Ｃ５（２５℃）、エポキシ当量ｉ、
　ｓ　ｏ　ｏのシリコーンオイルＸ−２２−１６３８（
ＩＩＩＩＩ上）４５ｇを混付し、温度１２０℃で溶融し
ている水酸基当ｆｉ１０６．軟化点８３℃のフェノール
ノボラック樹脂２１０ｇ中に＃加して、均一に白濁する
まで攪拌を行い、その後約１２０℃でｉＦＩ？ｊ間加熱
を続けてシロキサン化合物を反応させて得られたものを
可撓剤（Ｄとした。可撓剤〔Ｉ″Ｊをアセトンに浴淋し
ンエノール樹脂を除去することによって得らｎたシロキ
サン化合物の重曾物はほぼ球形の固形粉末として得られ
、平均粒径は約４０μｍであり１００μｍ以上の粒子は
ほとんど存在しなかった。

また構造式 で示さｎる粘度３，５００Ｃ５（２５℃）、アミノ当［
３，８００のシリコーンオイルＸ−２２−３８０ＩＣ（
同上）５８ｇと 構造式 で示さｎる粘度２，０ＯＯＣ５（１５０℃）、エポキシ
当ｉ３５０のシリコーンオイルＫＦＩ０１（同上）１２
ｇを＃、付したものをシリコーン化合物として使用した
以外は同様な方法で合成したものを可撓剤（ＩＩ）とし
た。可撓剤ｌ１ｌ）は可撓剤（１）と同様に、フェノー
ルノボラック中に７０キサンＭ台物の微粒子が分触した
形態であり、可撓剤（１１と同様な方法でシリコーン倣
粒子を抽出したところほぼ球状の固形粒子が得らｎた。

また、平均粒径は約５０μｍで１００μｍ以上の粒子は
ほとんど存在しなかった。

〔エポキシ樹脂成形材料の製造〕

エポキシ当量２２０、軟化点７８℃のタレゾールノボラ
ック型エポキシ機脂、エポキシ半量３７５、軟化点８０
℃、臭素含量４８］（ｆｉ％の臭素化ビスフェノールＡ
型エボキク樹脂、水喰基肖量１０６．軟化点８３℃のフ
ェノールノボラック樹脂、１，８−ジアザ−ビックＯ（
５゜４．０）’７ンデセンー７、カルナノくワックス、
三酸化アンチモン、カーボンブラック、カップリング剤
としてＴ−グリシドキシプロピルトリメトキシ７ラン、
石英ガラス粉およびＯＪｍ剤（１）〜（ＩＩ）を表１に
示す重量比で配付し、混線温度８０〜９０℃、混線時間
１０分の条件でａ−ル況練を行い、実施例１．２．３お
よび比較例の成形材料を作製した。

表２に実施例および比較例で得ろｎｆｓ成形材料の特性
を、表６に特性評価法の詳細を示す。

この結果、実施例１．２で得られた成形材料は比較例２
で得られた可撓剤無添加の底形材料と比べ、耐熱衝撃性
が格段に向上し、成形品外観も良好であり、耐熱性の指
標であるガラス転移温度の低下もなく良好でめった。ま
た比較例１のシリコーンオイルを可撓剤に用いた成形材
料は、耐熱衝撃性は良好であるか、成形品外観に曇りが
生じ実用上問題がある。

以下糸口 表１ −Ｉ＋＊１．８−ジアザ―ビククｃｌ　（５，４，０）
ウンデセン−７＊　実施例１，２の再検剤中にはフェノ
ールノボラック樹脂が含まれており、可涜剤中のシロキ
サン化合物量か１０となる様に配付した。

表２ （発明の効果） 本発明によって得られる電子部品封止用エポキシ樹脂成
形材料を用いてＩＣ，ＬＳＩなどの電子部品を封止すれ
ば、笑施例で示したように、非相浴性の可撓剤を使用し
た際に発生しやすい成形品外観の劣化など成形性の問題
点もなく、耐熱性、耐熱衝撃性の優れた製品を得ること
が　　　　゛でき、その工業的価値は大である。

／３ニー・５、 代理人弁理士　廣　瀬　　章１、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）１分子中に２個以上のエポキシ基を有するエ
   ポキシ樹脂と （Ｂ）１分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有す
   る有機化合物の一部または全部を分散媒として、エポキ
   シ基を有する液状シロキサン化合物およびアミノ基を有
   する液状シロキサン化合物を微粒子分散させるとともに
   加熱することにより前記シロキサン化合物粒子を反応硬
   化させて得られる樹脂混合物 を必須成分とする電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料
   。 ２、微粒子分散してなるシロキサン化合物の９０％以上
   が１００μｍ以下の粒子径である特許請求の範囲第１項
   記載の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料。 ３、エポキシ基を有するシロキサン化合物とアミノ基を
   有するシロキサン化合物の量比が２：１〜１：３（エポ
   キシ基とアミノ基の活性水素のモル比）であり、かつシ
   ロキサン化合物とフェノール性水酸基を有する有機化合
   物との量比が１：２〜１：１０（体積）である特許請求
   の範囲第１項記載の電子部品封止用エポキシ樹脂成形材
   料。