JP2811933B2 - 封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
封止用エポキシ樹脂組成物Info
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Description
特に高熱伝導性に優れた半導体用成形材料樹脂組成物に
関するものである。
デバイスの高信頼性を図るために、熱抵抗の小さなパッ
ケージが求められている。マイカレス仕様のTO220やTO3
のフルモールドタイプのパッケージにおいては、リード
フレームの放熱部を覆う封止樹脂成形品の肉厚は、熱放
散性を良くして熱抵抗を小さくするためにますます薄肉
化の傾向にあるが、成形品の肉厚の薄肉化はパッケージ
の耐ヒートサイクル性を低下させる問題を有していた。
他方、自動車用レギュレータ、音響・映像機器の出力回
路、電源回路など高電圧、高電力、高周波用のデバイス
のハイブリッドIC化により、ますますデバイスは高密度
に実装されてきている。デバイスが実装されるセラミッ
ク基板と封止樹脂成形品でなるデバイスのパッケージの
熱による寸法変化の違いから、セラミック基板が割れた
り、実装されたデバイスがはずれるなどの問題を有して
いた。かかる、問題の解決方法として、これまでは、高
熱伝導性でヒートサイクル性の良好なエポキシ樹脂組成
物を得るためには、無機充填材とし結晶シリカを、しか
も充填量多く用い、可撓剤としてブタジエン系ラバーや
オルガノポリシロキサンを用いたものが一般的であっ
た。しかし、結晶シリカは熱膨張率が大きくしかも、高
熱伝導率を得ようとすると充填量を多く用いるために、
可撓剤の効果が減じられ、結局高熱伝導率を維持してエ
ポキシ樹脂組成物を低応力化し、十分なヒートサイクル
性を得ることは困難であった。
れた封止用エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
り、その特徴は、無機充填材として平均粒径が10〜40μ
mの結晶シリカのa重量%と平均粒径が10μm以下の溶
融シリカのb重量%を、次の2式 70<a+b<90、 0.02<b/a<0.2 が成立する配合でなる封止用エポキシ樹脂組成物であ
り、好ましくは前記溶融シリカの形状が球状の封止用エ
ポキシ樹脂組成物である。
填材として、結晶シリカは平均粒径が10〜40μmの範囲
のものa重量%と、溶融シリカは平均粒径10μm以下の
ものb重量%とが、70<a+b<90、0.02<b/a<0.2の
2式をそれぞれ満足するように限定して用いる必要があ
る。このように2種類のシリカの平均粒径とその配合割
合を前記範囲に限定することによって成形品になったと
き最密充填の構造をとり易く、バインダー樹脂より熱伝
導率が桁違いに優れたシリカ同士の隣接距離が短かくな
り高熱伝導性が確保できるからである。すなわち、10μ
mを超えた溶融シリカを用いると最密充填構造を形成し
にくくなるので高熱伝導率が得られなくなる。さらに、
結晶シリカの平均粒径が10μm未満では溶融時の粘度が
高くなり、成形性が悪くなり充填不良などが発生し易く
なるからであり、平均粒径が40μmを超えてものでは、
成形材料が金型のゲートに詰まる問題を発生するからで
ある。また、無機充填材である結晶シリカの配合量をa
重量%、溶融シリカの配合量をb重量%とし、a+bが
70%未満の場合には熱伝導率が桁違いに良いシリカの配
合量が少ないために熱伝導率が小さくパワーデバイス用
途には使用できなく、a+bが90を超えた場合はシリカ
の配合量が多くなり樹脂量が少なくなるために樹脂が高
粘度となり成形性が悪くなるのである。また、0.02<b/
a<0.2の範囲内においては粒径の大きな結晶シリカの間
に細かい粒径の溶融シリカが存在する最密充填に近い形
態と成りやすく、結晶シリカ同士が近接し熱伝導率の良
さが確保できるとともに、溶融シリカの低線膨張率性も
得ることができる。なお、b/aが0.02未満の場合は線膨
張率が小さく良好な溶融シリカの割合が小さいために低
線膨張率化の程度が小さくヒートサイクル性向上に効果
がなく、b/aが0.2を超えた場合は熱伝導率の良い結晶シ
リカの割合が小さいために熱伝導率が小さくなり熱放散
性が悪くなるのである。
球状のものを用いると、エポキシ樹脂組成物の溶融時の
粘度が低下し、成形性が良好となり、成形品に未充填や
ボイドの発生がなくなり、ヒートサイクル性に一層効果
がある。
アルミナ、珪酸カルシュウム、炭酸カルシュウム、水酸
化アルミニウム、クレー、窒化硅素などの粉末などを単
独または、併用で用いることができる。
を適宜使用することができる。このようなエポキシ樹脂
としては、その分子中にエポキシ基を少なくとも2個以
上有する化合物が好ましく、分子構造、分子量などに特
に制限されることなく、たとえば、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、ビスフェノールA型エポキシ樹脂または、これらの
ハロゲン化エポキシ樹脂などである。
クリル樹脂、イソシアネート樹脂などを用いることがで
き、特に、フェノール樹脂としては、フェノールノボラ
ック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、レゾール樹脂な
どがあげられ例えば、その中でも1分子中に2個以上の
水酸基をもつフェノール樹脂であり、水酸基当量80〜12
0、軟化点60〜120℃のものを単独、もしくは他のものと
組み合わせて用いることができる。
ポリアミン、ポリアミド樹脂、芳香族ジアミンなどのア
ミン系硬化剤、酸無水物硬化剤、ルイス酸錯化合物など
を用いることができる。
ン系及び又は3級アミン系硬化促進剤を用いることがで
きる。
は、以上の他に、離型剤、着色剤、カップリング剤など
については、通常用いられているものを必要に応じて配
合して用いることができる。また、上記の配合成分をエ
ポキシ樹脂組成物とするのには、配合成分を均一に混合
し、加熱溶融、冷却、粉砕の通常をプロセスで製造する
ことができ、この際に使用される装置も通常使用される
ものをそのまま適用することができる。
る。
ては、無機充填材は第1表の上段の配合成分欄に結晶シ
リカと溶融シリカの平均粒径と形状係数を変えて示した
ものを、その他の配合成分は下記のものをそれぞれの量
で用いた。
℃のオルソークレゾールノボラックエポキシ樹脂を10重
量部、フェノール樹脂としては、水酸基当量105、軟化
点100℃のフェノールノボラック樹脂を5重量部、硬化
促進剤としては、2メチルイミダゾール0.1重量部、着
色剤としては、カーボンブラックを5重量部、カップリ
ング剤としては、エポキシシランを0.5重量部、離型剤
としては、カルナバワックスを0.4重量部、可撓剤とし
ては、ポリオルガノシロキサンゲルを2重量部をそれぞ
れ用いた。
と溶融シリカの表面をカップリング剤のエポキシシラン
で処理し、上記の配合成分をミキサーで均一に混合分散
し、ロール温度100〜120℃のミキシングロールで加熱、
溶融、混練した。この混練物を、冷却し、粉砕して各エ
ポキシ樹脂組成物を得た。
ァ成形機で成形した各試験片を用いて、線膨張率係数、
曲げ弾性率、曲げ強度、熱伝導率の物性を測定し、その
結果を第1表の下段の評価の欄に示した。
弾性率、曲げ強度の測定は、JIS法で、熱伝導率の測定
は、昭和電工製の迅速熱伝導率計QTM−D2を使い非定常
熱線法で行い、その試験片は各エポキシ樹脂組成物から
作ったφ100mm、厚さ30mmの円板の成形品を用いた。
ァ成形機に16DIP成形品の40個取り金型を取付け、14×
3.2mmの大きさのヒートサイクル性評価用のシリコンチ
ップを内蔵する16DIP成形品として、金型温度180℃、成
形時間60秒で成形した。この16DIP成形品を−65℃で30
分と150℃で30分を1サイクルとするヒートサイクルを2
00サイクル行った後、パッケージクラックの発生を30倍
顕微鏡で検査を行いその個数を計測した。この結果を第
1表の下段の評価欄にヒートサイクル不良数/試料数と
して示した。
実施例の配合のエポキシ樹脂組成物は線膨張率係数、曲
げ弾性率、曲げ強度、熱伝導率いずれにおいても比較例
1より優れていることが確認できた。特性の比較におい
ても、ヒートサイクル性においては、著しい向上が確認
できた。
きなものを用いると、曲げ強度が低下し、熱伝導率の小
さくなることが確認できた。
熱伝導性を有し、ヒートサイクル性に優れた封止用エポ
キシ樹脂組成物を得ることができるのである。
Claims (2)
- 【請求項1】無機充填材として平均粒径が10〜40μmの
結晶シリカのa重量%と平均粒径が10μm以下の溶融シ
リカのb重量%を、次の2式 70<a+b<90、 0.02<b/a<0.2 が成立する配合でなることを特徴とする封止用エポキシ
樹脂組成物。 - 【請求項2】前記溶融シリカの形状が球状であることを
特徴とする請求項1記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21273090A JP2811933B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21273090A JP2811933B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0496964A JPH0496964A (ja) | 1992-03-30 |
JP2811933B2 true JP2811933B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=16627485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21273090A Expired - Lifetime JP2811933B2 (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2811933B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002338788A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-27 | Mitsui Chemicals Inc | エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体素子収納中空パッケージ |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP21273090A patent/JP2811933B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0496964A (ja) | 1992-03-30 |
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