JPH11106610A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物

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JPH11106610A
JPH11106610A JP9287874A JP28787497A JPH11106610A JP H11106610 A JPH11106610 A JP H11106610A JP 9287874 A JP9287874 A JP 9287874A JP 28787497 A JP28787497 A JP 28787497A JP H11106610 A JPH11106610 A JP H11106610A
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epoxy resin
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inorganic filler
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剛司 豊田
Miya Tanioka
みや 谷岡
Takayuki Murai
孝行 村井
Takashi Yoshioka
隆 吉岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、半導体封止材料として有用なエ
ポキシ樹脂組成物の硬化速度を早めると共に、絶縁性不
良や回路の腐蝕の原因となる塩素イオン等の発生を抑制
する。 【解決手段】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促
進剤及び無機質充填剤を必須成分とするエポキシ樹脂組
成物において、硬化促進剤として1,2−アルキレンベ
ンズイミダゾールを用い、これをエポキシ樹脂組成物の
全体に対して0.002〜2.0重量%の割合で配合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は硬化性に優れ、硬
化物中に塩素イオン等のイオン性不純物の発生が少ない
半導体封止材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】半導体素子の封止はエポキシ樹脂による
トランスファ成形が一般的であり、なかでもノボラック
型エポキシ樹脂とノボラック型フェノール樹脂を使用す
る系が主流である。この場合の硬化促進剤としてはトリ
フェニルホスフィン、2−メチルイミダゾールあるいは
1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕ウンデセン(D
BU)が使用されることが多い。このような半導体封止
材用エポキシ樹脂組成物に対しては、生産性向上の点か
ら成形工程の短縮化、すなわち速硬化性が求められてい
る。またその硬化物については、絶縁性不良や回路の腐
蝕の原因となる塩素イオン等のイオン性不純物が少ない
ことが求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のノボラック型エ
ポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール
等のフェノール樹脂、トリフェニルホスフィン、2−メ
チルイミダゾールあるいはDBU等の硬化促進剤及び無
機質充填剤から成るエポキシ樹脂組成物は、硬化速度が
充分ではなく、さらに硬化物中の塩素イオン等のイオン
性不純物が多く、絶縁性不良によるリーク電流や回路の
腐蝕による断線を生じるという欠点があった。硬化速度
の向上の点に関しては主に硬化促進剤について、またイ
オン性不純物低減に関してはエポキシ樹脂、フェノール
樹脂及び硬化促進剤について検討がなされている。
【0004】例えば、硬化促進剤としてトリアルキルホ
スフィンのテトラフェニルボレートを用いることによ
り、硬化性を向上させようとするものが特開昭62−1
49721号公報、また特定の組成のエポキシ樹脂組成
物を用いて、硬化物の信頼性を向上させようとするもの
が、特開平8−245762号公報に開示されているけ
れども、必ずしも満足し得る状態に改善されているとは
いえない。この発明は硬化性に優れ、且つ信頼性の点か
ら有害な塩素イオン等のイオン性不純物の発生が少ない
硬化物を与え得る、半導体封止材用途として有用なエポ
キシ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】本発明者らは、前述の目
的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、特定の硬化促
進剤を用いることによって、硬化性に優れ且つ硬化物中
に塩素イオン等のイオン性不純物の発生量が少ないエポ
キシ樹脂組成物が得られることを見い出し、本発明を完
成したものである。
【0006】すなわち、この発明はエポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、硬化促進剤及び無機質充填剤を必須成分と
して含有するエポキシ樹脂組成物において、硬化促進剤
として下記一般式で示される1,2−アルキレンベンズ
イミダゾール化合物を配合したことを特徴とするエポキ
シ樹脂組成物に関するものである。
【0007】
【化3】 (式中、R1 及びR2 は同一または異なって、水素原
子、低級アルキル基あるいはハロゲン原子を表わし、n
は2ないし5の整数を示す)
【0008】さらに本発明は、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、硬化促進剤及び無機質充填剤を必須成分として
含有するエポキシ樹脂組成物において、硬化促進剤とし
て前記一般式で示される1,2−アルキレンベンズイミ
ダゾール化合物を、全体の樹脂組成物に対して0.00
2〜2.0重量%の割合で配合することを特徴とするも
のである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において使用されるエポキ
シ樹脂は、一般にエポキシ樹脂として使用されているも
のであれば、いかなるものでもよい。エポキシ樹脂とし
ては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、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
ク型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ
樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジル
アミン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環
式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ハロゲン化エ
ポキシ樹脂等の1分子中にエポキシ基を2個以上有する
エポキシ樹脂があげられ、これらの群より選ばれる1種
もしくは2種以上のものが使用される。
【0010】前記エポキシ樹脂は、塩素イオンの含有量
が0.1重量%以下のものであることが好ましい。ま
た、エポキシ樹脂としては、グリシジルエーテル型エポ
キシ樹脂を使用することが好ましく、とりわけ、エポキ
シ当量170〜300を有するノボラック型エポキシ樹
脂を使用することによって、優れた特性を有する硬化物
が得られる。
【0011】本発明において使用されるフェノール樹脂
は、一般にフェノール樹脂として使用されているもので
あればいかなるものでもよいが、ノボラック型フェノー
ル樹脂を使用することが好ましい。ノボラック型フェノ
ール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹
脂、クレゾールノボラック樹脂、tert―ブチルフェ
ノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹
脂などがあげられ、これから選ばれた1種、もしくは2
種以上のものが使用される。フェノール樹脂の配合量
は、エポキシ樹脂のエポキシ基当量との関係から適宣選
択することが望ましく、エポキシ基に対するフェノール
性水酸基の当量比が0.5〜1.5の範囲内にあること
が好ましい。当量比が0.5未満、あるいは1.5を超
えるといずれも反応が充分進行せず、硬化物の特性が低
下する。
【0012】本発明において硬化促進剤として使用され
る1,2−アルキレンベンズイミダゾール化合物の具体
的なものとして、1,2−エチレンベンズイミダゾー
ル、6−メチル−1,2−エチレンベンズイミダゾー
ル、6−フルオロ−1,2−エチレンベンズイミダゾー
ル、1,2−トリメチレンベンズイミダゾール、6−メ
チル−1,2−トリメチレンベンズイミダゾール、5−
メチル−1,2−トリメチレンベンズイミダゾール、
5,6−ジメチル−1,2−トリメチレンベンズイミダ
ゾール、6−クロロ−1,2−トリメチレンベンズイミ
ダゾール、5,6−ジクロロ−1,2−トリメチレンベ
ンズイミダゾール、1,2−テトラメチレンベンズイミ
ダゾール、4−エチル−1,2−テトラメチレンベンズ
イミダゾール、5−クロロ−4−メチル−1,2−テト
ラメチレンベンズイミダゾール、1,2−ペンタメチレ
ンベンズイミダゾール、6−メチル−1,2−ペンタメ
チレンベンズイミダゾール、5,6−ジプロモ−1,2
−ペンタメチレンベンズイミダゾール、5−イソプロピ
ル−7−ヨード−1,2−ペンタメチレンベンズイミダ
ゾールなどが挙げられる。これらの化合物は、単独また
は2種以上を混合して使用することができ、また従来か
ら知られているDBU等のアミン化合物やトリフェニル
ホスフィン等のリン化合物を併用しても差し支えない。
【0013】前記硬化促進剤の配合割合は、全体の樹脂
組成物に対して、0.002〜2.0重量%の範囲内に
すべきである。全体の樹脂組成物に対する硬化促進剤の
配合割合が、0.002重量%未満の場合には硬化に時
間がかかり過ぎて実用的でなく、また2.0重量%を超
えると硬化物中に塩素イオンが多量に生成したり、硬化
物の耐湿安定性が低下するなど硬化物の物性が悪化す
る。
【0014】この発明において使用される無機質充填剤
としては、例えば石英ガラス粉末、結晶性シリカ粉末、
ガラス繊維、タルク、アルミナ粉末、珪酸カルシウム粉
末、炭酸カルシウム粉末、硫酸バリウム粉末、マグネシ
ア粉末などがあげられ、これから成る群より選ばれる1
種もしくは2種以上のものが使用される。これらのうち
で石英ガラス粉末、結晶性シリカ粉末は、純度が高く低
熱膨張係数を有することから好適である。
【0015】このような無機質充填剤の配合量は、使用
するエポキシ樹脂、フェノール樹脂及び無機質充填剤の
種類によって適宣選択する必要があるが、例えば、トラ
ンスファ成形に使用する場合には、エポキシ樹脂及びフ
ェノール樹脂の総量に対し、重量比で1.5〜4倍程度
が好ましい。また、無機質充填剤の粒径は、適宣選択し
て使用すればよく、粒子の粗いものと細かいものを組み
合わせて混合することにより、成形性を改善できる。
【0016】本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤としてのベンズイミ
ダゾール化合物及び無機質充填剤を必須成分とするが、
これら以外に天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂
肪酸の金属塩、酸アミド類、エステル類、パラフィン類
などの離型剤、塩素化パラフィン、ブロムトルエン、ヘ
キサブロムベンゼン、三酸化アンチモンなどの難燃剤及
びシランカップリング剤などを目的に応じ、適宣添加配
合したものであってもよい。
【0017】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記の各
成分から通常の方法を用いて調製することができる。例
えば、所定の配合量の各成分をミキサー等で混合後、加
熱ロール、ニーダーまたは押出機によって溶融混合し、
ついで冷却固化させ適当な大きさに粉砕して成形材料を
得ることができる。
【0018】
【実施例】以下、実施例及び比較例によって本発明を詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限される
ものではない。なお、各例中の組成割合は、いずれも重
量部で示したものである。
【0019】〔実施例1〜10及び比較例1〜5〕エポ
キシ樹脂100重量部、フェノール樹脂60重量部、硬
化促進剤〔成分及び添加量(重量部)は、表1に示した
とおり〕並びに無機質充填剤350重量部を室温で混合
し、さらに95〜100℃の温度で混練、冷却した後、
粉砕してエポキシ樹脂組成物を調製した。これらの試験
においては、エポキシ樹脂としてノボラック型エポキシ
樹脂(エポキシ当量190)、フェノール樹脂としてノ
ボラック型フェノール樹脂(水酸基当量117)、無機
質充填剤として溶融シリカ粉末を用いた。比較例1〜3
では硬化促進剤としてトリフェニルホスフィン、DB
U、2−メチルイミダゾールを使用した。比較例4及び
5では、硬化促進剤としての1,2−トリメチレンベン
ジルベンズイミダゾールをエポキシ樹脂組成物100重
量部に対して、夫々0.0016重量%及び2.2重量
%配合している。
【0020】
【表1】
【0021】これらのエポキシ樹脂組成物について、ゲ
ル化時間及び硬化物中のイオン性不純物量を測定したと
ころ、その結果は表2に示したとおりであった。なお、
ゲル化時間及び硬化物中のイオン性不純物量の測定は以
下の方法により行った。 (イ)ゲル化時間 実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物の硬化性を熱板
ゲル化法(150℃)により測定した。 (ロ)硬化物中のイオン性不純物量 実施例及び比較例のエポキシ樹脂組成物を、170℃で
5時間加熱硬化させて成形体を得た。成形体を粉砕した
のち60メッシュの篩で分級し、通過した粉末4gを蒸
留水15gと共にテフロン性の高圧容器(容量25m
l)に入れ、180℃の温度で20時間加熱し、成形体
中のイオン性不純分の抽出を行った。このようにして得
た抽出水について、電気伝導度及びイオンクロマトグラ
フィー法で塩素イオン量を測定した。
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化性
に優れ且つ塩素イオン等のイオン性不純物の発生が少な
い硬化物を与えるので、半導体封止材用エポキシ樹脂と
して有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促
    進剤及び無機質充填剤を必須成分として含有するエポキ
    シ樹脂組成物において、硬化促進剤として下記一般式で
    示される1,2−アルキレンベンズイミダゾール化合物
    を配合したことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【化1】 (式中、R1 及びR2 は同一または異なって、水素原
    子、低級アルキル基あるいはハロゲン原子を表わし、n
    は2ないし5の整数を示す)
  2. 【請求項2】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促
    進剤及び無機質充填剤を必須成分として含有するエポキ
    シ樹脂組成物において、硬化促進剤として下記一般式で
    示される1,2−アルキレンベンズイミダゾール化合物
    を、全体の樹脂組成物に対して0.002〜2.0重量
    %の割合で配合したことを特徴とするエポキシ樹脂組成
    物。 【化2】 (式中、R1 及びR2 は同一または異なって、水素原
    子、低級アルキル基あるいはハロゲン原子を表わし、n
    は2ないし5の整数を示す)
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