JPH10204256A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH10204256A
JPH10204256A JP1211797A JP1211797A JPH10204256A JP H10204256 A JPH10204256 A JP H10204256A JP 1211797 A JP1211797 A JP 1211797A JP 1211797 A JP1211797 A JP 1211797A JP H10204256 A JPH10204256 A JP H10204256A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
weight
reaction product
parts
Prior art date
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Pending
Application number
JP1211797A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Okabe
幸博 岡部
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードフレーム等の各種部材への密着性、耐
半田クラック性、耐温度サイクル性に優れた半導体封止
用エポキシ樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 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、及びエポキシ樹脂100重量
部と無水マレイン酸変性ポリオレフィンオリゴマー5〜
100重量部とを触媒の存在下、加熱反応させてなる反
応生成物からなるエポキシ樹脂組成物において、フェノ
ール樹脂硬化剤50重量部に対して、該反応生成物1〜
50重量部を添加してなることを特徴とするエポキシ樹
脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リードフレームへ
の密着性に優れた低応力の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、IC、LSI等のプラスチック封
止された半導体デバイスは、QFPやSOJ等の表面実
装型が主流となりつつある。又、このパッケージの大型
化、チップの大型化、ファインピッチ化が進み、耐半田
クラック性に対する要求も厳しくなってきている。従来
の耐半田クラック材であるエポキシ樹脂組成物(以下、
樹脂組成物という)では、無機充填材の高充填による強
度アップと低吸水率化により耐半田クラック性を改良し
てきたが、大型パッケージではパッド下の剥離が起こり
易く、又、耐温度サイクル性の低下も見られる。このよ
うに、従来の樹脂組成物では、特に大型のパッケージに
対しては、耐半田クラック性と耐温度サイクル性の両立
が難しかった。
【0003】耐半田クラック性を改良するためには、前
述した強度アップと低吸水率化の手法の他に、各部材、
特にリードフレームに対する密着性改良が重要である。
リードフレームに対する密着性を向上するために、リー
ドフレームにディンプルを付けたり、スリットを入れる
方法が提案され、実施されている。又、シランカップリ
ング剤を使用したり、離型剤であるワックスを調整する
ことにより、ある程度の密着性の向上ができる。しか
し、耐半田クラック性が剥離によって判定されるように
なってきたため、密着性について更に厳しい要求が出さ
れてきており、現在の手法だけでは不十分になってきて
いる。又、耐温度サイクル性の向上については、従来か
らシリコーンオイル等を添加したり、シリコーンオイル
とエポキシ樹脂、フェノール樹脂等との反応物を添加し
て低弾性率化を計ってきたが、シリコーンオイルを用い
ると、樹脂強度の低下と共に、各部材との密着性も低下
する不具合が発生する。一方、前記のような低応力剤を
使用しないと、耐温度サイクル性が低下するという問題
点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するため種々の検討を行い、エポキシ樹脂と無
水マレイン酸変性ポリオレフィンオリゴマーとの反応生
成物を用いることにより、リードフレーム等の各種部材
への密着性、耐半田クラック性及び耐温度サイクル性に
優れた樹脂組成物を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、(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、及び(E)エポキシ樹脂
100重量部と無水マレイン酸変性ポリオレフィンオリ
ゴマー5〜100重量部とを触媒の存在下、加熱反応さ
せてなる反応生成物からなるエポキシ樹脂組成物におい
て、フェノール樹脂硬化剤(B)50重量部に対して、
該反応生成物(E)1〜50重量部を添加してなること
を特徴とするエポキシ樹脂組成物である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ樹脂とし
ては、分子中にエポキシ基を有するものならば特に限定
するものではない。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化合物、ナフタレン型エ
ポキシ化合物、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、ビフェニル型及びスチ
ルベン型エポキシ化合物、及びこれらの変性樹脂等が挙
げられる。樹脂組成物の耐湿性向上のためには、塩素イ
オン、ナトリウムイオン等の不純物イオンが極力少ない
ことが望ましい。又、樹脂組成物の硬化性のためには、
エポキシ当量が150〜300g/eq程度が好まし
い。
【0007】本発明に用いるフェノール樹脂硬化剤とし
ては、分子中にフェノール性水酸基を有するものならば
特に限定するものではない。例えば、フェノールノボラ
ック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、
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、及びこれらの変性樹脂等が挙げられる。樹脂組成
物の硬化性のためには、水酸基当量が80〜250g/
eq程度が好ましい。
【0008】本発明に用いる無機充填材としては、例え
ば、溶融シリカ粉末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉
末、アルミナ等を使用することができるが、特に溶融シ
リカ粉末と球状シリカ粉末との混合物が望ましい。これ
らの無機充填材は、要求特性に合わせ適宜選択、調整し
て用いられる。
【0009】本発明に用いる硬化促進剤としては、一般
に封止用樹脂組成物に用いられているものをひろく使用
できる。代表的なものとしては、1,8−ジアザビシク
ロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリフェニルホスフ
ィン、ベンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾー
ル等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよ
い。
【0010】本発明である反応生成物(E)に用いる無
水マレイン酸変性ポリオレフィンオリゴマーは、無水マ
レイン酸変性ポリエチレン系オリゴマー又は無水マレイ
ン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーが好ましい。これ
ら以外だと、密着性が不十分になり、耐半田性試験にお
いて剥離等の不良が発生する傾向がある。エポキシ樹脂
と無水マレイン酸変性ポリオレフィンオリゴマーとを触
媒の存在下、予め加熱反応させることにより反応生成物
(E)が得られ、この反応生成物を樹脂組成物の1成分
として用いることにより、リードフレーム等の各種部材
との密着性向上、及び低弾性率化が計れる。無水マレイ
ン酸変性ポリオレフィンオリゴマーとエポキシ樹脂との
配合割合としては、エポキシ樹脂100重量部に対し無
水マレイン酸変性ポリオレフィンオリゴマーは5〜10
0重量部が好ましく、無水マレイン酸変性ポリオレフィ
ンオリゴマーが5重量部未満だと、密着性の向上に効果
が少なく、100重量部を越えると、反応生成物の溶融
粘度が高くなり好ましくない。反応に用いるエポキシ樹
脂としては、前記したものと同一のもので構わない。無
水マレイン酸変性ポリオレフィンオリゴマーとエポキシ
樹脂との反応生成物(E)を得るための反応条件として
は、温度80〜180℃、反応時間30分〜8時間程度
が好ましい。温度が80℃未満だと、反応に用いるエポ
キシ樹脂の溶融粘度が高く、無水マレイン酸変性ポリオ
レフィンオリゴマーと十分な均一混合がされず、180
℃を越えると、反応が進み過ぎ、反応生成物の溶融粘度
が高くなるため好ましくない。これらの反応を促進する
触媒としては、例えば、1,8−ジアザビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7、トリフェニルホスフィン、ベ
ンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾール等が挙
げられるが、これらに限定されるものではない。
【0011】この反応生成物の添加量としては、フェノ
ール樹脂硬化剤50重量部に対して1〜50重量部が好
ましい。1重量部未満だと、密着性向上の効果が少な
く、好ましくない。50重量部を越えると、樹脂組成物
の成形時の溶融粘度が高くなり、ワイヤースウィープや
パッドシフト等の成形不良が発生し、好ましくない。
【0012】本発明の樹脂組成物は、(A)〜(E)成
分の他に、必要に応じてシランカップリング剤等のカッ
プリング剤、酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂等の
難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、天然ワックス、
合成ワックス等の離型剤等の種々の添加剤を適宜配合し
ても差し支えない。本発明の樹脂組成物は、(A)〜
(E)成分、及びその他の添加剤をミキサー等を用いて
十分に均一に常温混合した後、更に熱ロール、又はニー
ダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
【0013】反応生成物の製造例1 エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量195)1
00重量部を120℃に加熱し溶融し、これに無水マレ
イン酸変性ポリエチレンオリゴマー(三洋化成工業
(株)・製、ユーメックス2000)20重量部を添加
し、混合溶解させる。この混合物にトリフェニルホスフ
ィン1重量部を添加し、120℃で2時間加熱した後、
冷却、粉砕し、反応生成物を得た。これを反応生成物1
とする。 反応生成物の製造例2 エポキシ樹脂(軟化点65℃、エポキシ当量195)1
00重量部を120℃に加熱し溶融し、これに無水マレ
イン酸変性ポリエチレンオリゴマー(三洋化成工業
(株)・製、ユーメックス2000)3重量部を添加
し、混合溶解させる。この混合物にトリフェニルホスフ
ィン1重量部を添加し、120℃で2時間加熱した後、
冷却、粉砕し、反応生成物を得た。これを反応生成物2
とする。 反応生成物の製造例3 エポキシ樹脂(軟化点65℃、水酸基当量195)10
0重量部を120℃に加熱し溶融し、これに無水マレイ
ン酸変性ポリエチレンオリゴマー(三洋化成工業(株)
・製、ユーメックス2000)120重量部を添加し、
混合溶解させる。この混合物にトリフェニルホスフィン
1重量部添加し、160℃で2時間加熱した後、冷却、
粉砕し、反応生成物を得た。これを反応生成物3とす
る。
【0014】
【実施例】以下本発明を実施例で具体的に説明する。実
施例、比較例に用いた原料は以下の通りである。配合は
表1に示す。配合割合は重量部とする。 オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(住友化学
工業(株)・製、ESCN−195L、エポキシ当量1
95) フェノールノボラック樹脂(軟化点95℃、水酸基当量
105) 溶融シリカ粉末 2−メチルイミダゾール 反応生成物1、2、又は3 無水マレイン酸変性ポリエチレンオリゴマー(三洋化成
工業(株)・製、ユーメックス2000) シリコーンオイル(信越化学工業(株)・製、KE−1
02) シランカップリング剤 三酸化アンチモン 臭素化エポキシ樹脂 カーボンブラック カルナバワックス を表1の配合に従ってヘンシェルミキサーを用いて混合
し、70〜100℃で二軸ロールを用いて混練し、冷却
後粉砕し樹脂組成物とした。得られた樹脂組成物をタブ
レット化した後、以下に示す方法で評価した。
【0015】評価方法 耐半田クラック性:低圧トランスファー成形機を用いて
175℃、70kg/cm2、120秒の条件で80ピ
ンQFPを成形し、更にポストモールドキュアとして1
75℃で、8時間の処理を行い、成形品を得た。この成
形品を、30℃、相対湿度60%の雰囲気中で192時
間吸湿後、IRリフロー(220℃)での耐半田クラッ
ク性試験を行った。 耐温度サイクル性:低圧トランスファー成形機を用いて
175℃、70kg/cm2、120秒の条件で80ピ
ンQFPを成形し、更にポストモールドキュアとして1
75℃で、8時間の処理を行い、成形品を得た。この成
形品を、30℃、相対湿度60%の雰囲気中で192時
間吸湿後、耐温度サイクル性試験を−65℃〜150℃
で1000サイクル行った。 リードフレームとの密着性:低圧トランスファー成形機
を用いて175℃、70kg/cm2、120秒の条件
でリードフレーム上に樹脂組成物を成形し、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、試験片を得た。この試験片のリードフレームとの密
着性を、テンシロン万能試験機を用いて240℃、せん
断速度2mm/分で測定し、せん断強度(単位kgf/
mm2)で表現する。
【0016】評価結果 実施例1、2 反応生成物1を添加することにより、耐半田クラック
性、耐温度サイクル性共に良好な結果であった。
【0017】比較例1 無水マレイン酸変性ポリエチレンオリゴマーの添加量が
少ない反応生成物2を使用すると、耐半田クラック性、
耐温度サイクル性共に不十分であり、添加の効果が充分
発揮できなかった。 比較例2 無水マレイン酸変性ポリエチレンオリゴマーの添加量が
多い反応生成物3を使用すると、粘度が高く、成形性が
悪くなり、成形品が得られなかった。 比較例3 反応生成物1の添加量が少ないと、密着性、低弾性率化
が不十分であり、耐半田クラック性、耐温度サイクル性
共に良好な結果は得られず、好ましくなかった。 比較例4 反応生成物1の添加量が多いと、樹脂組成物の溶融粘度
が高く、成形性が悪くなり、成形品が得られなかった。 比較例5 無水マレイン酸変性ポリエチレンオリゴマーを予め反応
させずに添加すると、成形時にボイドが発生し、好まし
くなかった。 比較例6 無水マレイン酸変性ポリエチレンオリゴマーの代わりに
シリコーンオイルを添加すると、密着性は不十分で、耐
半田クラック性試験で不良が発生し、好ましくなかっ
た。 以上の結果を表1にまとめて示した。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】本発明に従うと、表面実装タイプのIC
パッケージに必要なリードフレームへの密着性、耐半田
クラック性、及び耐温度サイクル性を両立したエポキシ
樹脂組成物が得られ、IC、LSIの高信頼性要求に対
して広範囲に適用できる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 23/26 C08L 23/26 61/06 61/06 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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、及
    び(E)エポキシ樹脂100重量部と無水マレイン酸変
    性ポリオレフィンオリゴマー5〜100重量部とを触媒
    の存在下、加熱反応させてなる反応生成物からなるエポ
    キシ樹脂組成物において、フェノール樹脂硬化剤(B)
    50重量部に対して、該反応生成物(E)1〜50重量
    部を添加してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成
    物。
JP1211797A 1997-01-27 1997-01-27 エポキシ樹脂組成物 Pending JPH10204256A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1006575A3 (en) * 1998-12-02 2001-01-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Composition for resin sealing a semiconductor device, resin sealed semiconductor device and method of manufacturing the same
US20200109319A1 (en) * 2017-03-23 2020-04-09 Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd. Adhesion improver for carbon-fiber-reinforced resin composition

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