JPH0639517B2 - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH0639517B2
JPH0639517B2 JP1154880A JP15488089A JPH0639517B2 JP H0639517 B2 JPH0639517 B2 JP H0639517B2 JP 1154880 A JP1154880 A JP 1154880A JP 15488089 A JP15488089 A JP 15488089A JP H0639517 B2 JPH0639517 B2 JP H0639517B2
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epoxy resin
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bisphenol
viscosity
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裕久 日野
成正 岩本
竜三 原
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子や電子部品2封止に用いられる液
状エポキシ樹脂封止材料に関するものである。
〔従来の技術〕
有機プリント配線板やセラミック配線板に半導体素子や
電子部品などを実装し、これらを物理的、化学的に保護
し、かつ固定、固着するために液状樹脂組成物をドリッ
プ、ポッティング、コーティングなどすることが行われ
ている。近年、半導体素子の高機能化、高集積化により
一つのチップが大きくなり樹脂封止成形品となった半導
体装置においてチップと樹脂封止成形品との寸法変化の
差が著しくなりクラックが発生し易くなってきている。
また、一層厳しい使用条件下でも半導体装置にクラック
が発生しない性能が要求されるようになって来ている。
かかる状況から液状樹脂組成物の線膨張率の低減が強く
要求されてきている。これまでの2.1×10−5以上
の線膨張率(α1)のものを2.0×10−5以下の、
低線膨張率にするには無機充填材の液状エポキシ樹脂組
成物に占める割合を60〜80重量%まで高充填するの
が一方法である。しかし、無溶剤で1液性の液状エポキ
シ樹脂組成物においては、無機充填材の液状エポキシ樹
脂組成物に占める割合は多くても60重量%でこれ以上
配合すると液状エポキシ樹脂組成物の粘度が高くなり使
用できなくなる。このために溶媒を使う手段があるが、
得られたエポキシ樹脂組成物が無溶剤では無くなるため
に経時での粘度変化が大きくなり、かつ硬化物の表面に
溶媒の抜けた跡がピンホール状に残る問題があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、以上の事情に鑑み無溶剤、一液性そして低粘
度で低線膨張率の特性と、ヒートサイクル性に優れたエ
ポキシ樹脂組成物を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、種々のエポキシ樹脂と充填材の構成を研
究する中から本発明をするに至ったのである。すなわ
ち、本発明のエポキシ樹脂組成物は (イ)エポキシ樹脂として ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A) ビスフェノールF型エポキシ樹脂(F) 3官能以上の液状エポキシ樹脂(P) 以上のエポキシ樹脂が重量部で次の2つの式で示される
範囲となる量でそれぞれ配合されたエポキシ樹脂、F/
(A+F+P)≦4/9…式1 P/(A+F+P)≦2/9…式2 (ロ)エポキシ樹脂組成物の60〜80重量%で配合さ
れ、その内30重量%以上が球状物である充填材 (ハ)および、酸無水物の硬化剤などからなることを特
徴とする。
以下にこれらの発明を詳説する。
本発明にかかるエポキシ樹脂としては、常用されるビス
フェノールA型エポキシ樹脂(A)と常用されるビスフ
ェノールF型エポキシ樹脂(F)と常用される3官能以
上の液状エポキシ樹脂(P)およびこれらに難燃性を付
与したハロゲン化タイプのそれぞれのエポキシ樹脂など
を組み合わせて用いることができ、それぞれは次のよう
な効能がある。すなわち、ビスフェノールF型エポキシ
樹脂(F)は、粘度やガラス転移点(Tg)を下げる、
3官能以上の液状エポキシ樹脂(P)は粘度やTgを上
げる。したがって、低線膨張率にするのに無機充填材の
液状エポキシ樹脂組成物に占める割合で60〜80重量
%まで高充填したエポキシ樹脂組成物を低粘度化するた
めには、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(F)を多く
使用すれば良いのであるが、同時にTgが次第に低下し
て行き特に高温での低線膨張率が確保できなくなるので
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(F)は式1の範囲の
使用に限定される。すなわち、式1の条件を満足しない
場合はTgの低下、線膨張率の増加に加えてヒートサイ
クル性も低下するので好ましくないのである。
F/(A+F+P)≦4/9…式1 他方、3官能以上の液状エポキシ樹脂(P)の使用は高
いTgを確保するのに有効であるが、同時に粘度も上が
るので3官能以上の液状エポキシ樹脂は式2の範囲の使
用に限定される。すなわち、式2の条件を満足しない場
合は特に粘度の増加により、樹脂組成物を調製するのが
困難になり、得られる樹脂組成物の成形性も著しく悪く
なり実用に供さなくなるのである。
P/(A+F+P)≦2/9…式2 本発明で得ようとする樹脂組成物は、その成形品での特
徴ある物性能を十分引き出す前提として当然に良好な成
形品を得るための成形性も兼ね備えたものであり、この
両特性を発現するために前記の式1と式2のいずれをも
満たす配合割合である必要がある。
充填材としては、シリカ、アルミナ、窒化珪素、タル
ク、炭酸カルシュウム、炭酸マグネシュウム、水酸化ア
ルミニウムなどの無機質充填材を使用することができ
る。中でも特に高純度シリカは適当なリストであって低
線膨張率の特性を得ることができるので好ましい。エポ
キシ樹脂組成物の低線膨張率化には、かかる無機質充填
材をできるだけ多く配合するのが好ましいのであるが均
一混合の確保、使用の容易性からエポキシ樹脂組成物の
60〜80重量%が適当で、この充填量の30重量%以
上が球状でなる充填材を用いると1液性の樹脂組成物の
一層の低粘度化をはかることができる。また平均粒径が
15μm以下の無機充填材を用いると、無機充填材の液
状樹脂組成物内での沈降も防止できる。
硬化剤としての酸無水物としては、1分子中に1個の酸
無水物基を有する化合物ではメチルヘキサヒドロ無水フ
タル酸(MHHPA、下記構造式1に示す)、1分子中
に2個以上の酸無水物基を有する化合物では5−(2,
5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチ
ル−3−シクロヘキセン−1、2−ジカルボン酸無水物
(MCDCA、下記構造式2に示す)などが用いられ
る。
なお、MHHPAなどのように液状の酸無水物の方が液
状エポキシ樹脂と容易に相溶させることができるので好
ましい。これら酸無水物の硬化剤は前記の3つのエポキ
シ樹脂の合計量100重量部に対して50〜100重量
部使用することができる。かかる範囲が好ましいのは、
50重量部未満の使用では、十分に硬化させることがで
きず得られた成形品の吸水率が大きくなり、100重量
部を越して使用すると硬化の進行が早く作業性が悪く、
樹脂組成物のポットライフも短くなるからである。
なお、エポキシ樹脂組成物のポットライフを長くし、か
つ硬化を早く完結させるために潜在性の硬化促進剤を使
用するのが好ましく、たとえば,2、4−ジアミン−6
{2′メチルイミダゾリル−(1)′}エチル−s−ト
リアジン・イソシアヌール酸付加物(2MA−OK、下
記構造式3に示す)などをあげることができる。
さらにまた、必要に応じて種々の添加剤が用いられる。
たとえば、カップリング剤、界面活性剤、レベリング
剤、消泡剤、イオントラップ剤、難燃性、着色剤、希釈
剤、潤滑剤などである。
この発明にかかる液状エポキシ樹脂組成物は、たとえ
ば、前記のような成分を混合した後、ロール、ディスパ
ー、アジホモミキサー、プラネタリーミキサー、ニーダ
ー、らいかい機などで混練して得ることができる。この
際、粘度が高すぎる時は50℃位まで加温してもよい。
なお、混練中および混練後、減圧下で樹脂組成物中に含
まれる気泡を脱気するようにするのが好ましい。
〔実施例〕 実施例1〜7 ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A)としてビスフェ
ノールAグリシジルエーテル(エポキシ当量175、粘
度4500cps)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂
(F)としてビスフェノールFグリシジルエーテル(エ
ポキシ当量170、粘度1500cps)、および、3官
能以上の液状エポキシ樹脂(P)として、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂(下記の構造式でn=1〜3、
平均分子量810、エポキシ当量180)のこれら3つ
のエポキシ樹脂の全重量部を9としてそれぞれ配合比率
を変えた。
充填材としては3種類のシリカを用いた。(a)平均粒径
15μmの球状のシリカを80重量%と破砕状のシリカ
を20重量%とからなるシリカ、(b)平均粒径15μm
の球状のシリカを60重量%と破砕状のシリカを40重
量%とからなるシリカ、(c)破砕状のシリカ100重量
%からなるシリカ、これらを単独または組み合わせて使
用しシリカの樹脂組成物中の含有率を変えた。実施例1
〜7ごとに変えたかかる上記の3つのエポキシ樹脂の配
合比率と充填材の配合量を第1表に示した。
硬化剤としては、MHHPAとMCDCAを7と3の重
量部比率で上記3つのエポキシ樹脂量100重量部に対
し75重量部を実施例1〜7、比較例1〜4で共通に使
用。
硬化促進剤も2MA−OKを前記のエポキシ樹脂と酸無
水物の樹脂合計量に対して1重量部を実施例1〜7、比
較例1〜4で共通に使用した。
比較例1 実施例1の充填材の配合量を55重量部に変えた以外は
実施例1と同様に行った。
比較例2 実施例1の充填材の種類を破砕状100%のシリカに変
え球状シリカの使用を0にした以外は実施例1と同様に
行った。
比較例3 実施例1の3つのエポキシ樹脂の配合比率を変えビスフ
ェノールF型エポキシ樹脂(F)の配合量を5/9に変
えた以外は実施例1と同様に行った。
比較例4 実施例1の3つのエポキシ樹脂の配合比率を変え液状3
官能以上のエポキシ樹脂(P)の配合量を3/9に変え
た以外は実施例1と同様に行った。
以上実施例1〜7、比較例1〜4のエポキシ樹脂組成物
について粘度をB型粘度計で、線膨張率(α1)とTg
をディライトメータで測定評価した。ヒートサイクル性
はアルミナセラミック基板上に径が25μmの金線を1
4本ワイヤーボンディングした2.3×3.2mm角のシリコン
ICチップに前記のエポキシ樹脂組成物をドリップコー
トした後、150℃、3時間硬化させたものを各々10
サンプル作成し、−65℃と150℃に各30分間放置
する処理を1サイクルとして1000サイクルまで処理
し、所定の処理回数ごとに目視でクラックの有無を検査
し評価した。これらの評価結果を第2表に示した。
第2表より、実施例1〜7のエポキシ樹脂組成物は比較
例1〜4のものにくらべ、低粘度で、低線膨張率で、高
Tgでなおかつヒートサイクル性に優れていることが確
認できた。
〔発明の効果〕
本発明のエポキシ樹脂組成物は、無溶剤、一液性そして
低粘度であって、低線膨張率の特性と、ヒートサイクル
性に優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31 (56)参考文献 特開 昭62−57417(JP,A) 特開 昭63−159426(JP,A) 特開 昭61−250022(JP,A) 特開 昭56−53130(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(イ)エポキシ樹脂として ビスフェノールA型エポキシ樹脂(A) ビスフェノールF型エポキシ樹脂(F) 3官能以上の液状エポキシ樹脂(P) 以上のエポキシ樹脂が重量部で次の2つの式で示される
    範囲となる量でそれぞれ配合されたエポキシ樹脂、F/
    (A+F+P)≦4/9…式1 P/(A+F+P)≦2/9…式2 (ロ)エポキシ樹脂組成物の60〜80重量%で配合さ
    れ、その内30重量%以上が球状物である充填材、 (ハ)および、酸無水物の硬化剤を含むことを特徴とす
    るエポキシ樹脂組成物
JP1154880A 1989-06-16 1989-06-16 エポキシ樹脂組成物 Expired - Lifetime JPH0639517B2 (ja)

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