JPS6143621A - Sealing resin composition - Google Patents

Abstract

PURPOSE:The titled composition, containing an epoxy resin, novolak type phenolic resin, a specific amount of an organic dye having metal atoms, etc. and a specific amount of an inorganic filler, and having improved moisture and heat resistance, mechanical characteristics, molding operability and laser marking properties. CONSTITUTION:A sealing resin composition containing (A) an epoxy resin (containing >=2 epoxy groups in the molecule), (B) a novolak type phenolic resin, (C) 0.01-10wt% organic dye having metal atoms or metal ions in the molecule, e.g. a compound expressed by the formula, and (D) 25-90wt% inorganic filler, preferably silica or alumina. Preferably, the molar ratio (a/b) of the epoxy groups in the component (A) to the phenolic OH groups in the component (B) is 0.1-10.

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、従来の特性を維持し、そのうえレーザーマー
ク性にも優れた封止用樹脂組成物に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a sealing resin composition that maintains conventional properties and also has excellent laser mark properties.

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子部
品では、熱硬化性樹脂を用いて封止する方法が行われて
きた。　この樹脂封止の方法は、ガラス、金属、セラミ
ックを用いたハーメチックシール方式に比較して経済的
に有利なため広く実用化されている。　封止用樹脂とし
ては、熱硬化性樹脂が用いられ、その中でも信頼性、価
格等の点からエポキシ樹脂の組成物が最も一般的なもの
として用いられている。　エポキシ樹脂は、酸無水物、
芳香族アミン、ノボラック型フェノール樹脂等の硬化剤
が用いられているが、ノボラック型フェノール樹脂を硬
化剤としたエポキシ樹脂組成物は、他の硬化剤を使用し
たものに比べて成形性、耐湿性に優れ、毒性がなく、か
つ安価であるため半様体封止材籾として最も好ましい。[Technical Background of the Invention and Problems thereof] Hitherto, electronic components such as diodes, transistors, and integrated circuits have been sealed using a thermosetting resin. This resin sealing method is economically advantageous compared to hermetic sealing methods using glass, metal, or ceramic, and is therefore widely put into practical use. Thermosetting resins are used as the sealing resin, and among them, epoxy resin compositions are most commonly used in terms of reliability, cost, etc. Epoxy resin is acid anhydride,
Curing agents such as aromatic amines and novolac-type phenolic resins are used, but epoxy resin compositions using novolac-type phenolic resins have better moldability and moisture resistance than those using other curing agents. It is most preferable as a half-shaped sealing material because it has excellent properties, is non-toxic, and is inexpensive.

ところが、ノボラック型フェノール（Ｈ脂を硬化剤とし
たエポキシ樹脂組成物は、電子部品の一段の高密度化に
伴って耐湿性および耐熱性に対する信頼性を少なくとも
堅持しなければならない。However, epoxy resin compositions using novolac type phenol (H fat) as a curing agent must at least maintain reliability in moisture resistance and heat resistance as electronic components become more dense.

即ち、こうした樹脂組成物を使用した封止物の温寒サイ
クルテストを行うと、ボンディングワイヤのオーブン、
樹脂クラック、ペレットクラックが発生し、電子部品と
しての機能が果せなくなり、また耐湿性試験を行うと、
温寒サイクルテストと同じような現象が発生し、改能が
果せなくなるからである。　一方樹脂封止した半導体製
品の表面に製品名や製造者名をマークするのに、現在、
熱硬化性インキで捺印する方法が一般に採用されている
。　しかし、このインキによるマークは、有機溶剤で比
較的容易に消えること、さらに摩擦に弱いことが欠点と
されている。　そこでこれらの欠点を補ない、かつ、マ
ーキング工程の効率化をはかるために、最近Ｃ０２など
のレーザーを用いたレーザーマークが行われるようにな
った。　しかし、従来の樹脂組成物ではレーザーマーク
をした場合、マーク鮮明度がインキマーキング法より劣
るという問題があった。That is, when performing a temperature and cold cycle test on a molded product using such a resin composition, the bonding wire oven,
Resin cracks and pellet cracks occur, making it impossible to function as an electronic component, and when a moisture resistance test is performed.
This is because a phenomenon similar to the hot/cold cycle test occurs, making it impossible to improve performance. On the other hand, currently, there is no way to mark the product name or manufacturer's name on the surface of resin-sealed semiconductor products.
A method of stamping with thermosetting ink is generally adopted. However, marks made with this ink have disadvantages in that they are relatively easily erased with organic solvents and are susceptible to friction. Therefore, in order to compensate for these drawbacks and to improve the efficiency of the marking process, laser marking using a laser such as C02 has recently started to be performed. However, when a laser mark is made with a conventional resin composition, there is a problem in that the mark clarity is inferior to that of an ink marking method.

［発明の目的］ 本発明は、上記の欠点、問題点に鑑みてなされたもので
、その目的は、エポキシ樹脂組成物が有する耐湿性、耐
熱性、機械的特性および成形作業性・を堅持し、そのう
えレーザーマーク性にも優れた封止用樹脂組成物を提供
しようとするものである。[Object of the Invention] The present invention was made in view of the above-mentioned drawbacks and problems, and its purpose is to firmly maintain the moisture resistance, heat resistance, mechanical properties, and molding workability of the epoxy resin composition. Moreover, the present invention aims to provide a sealing resin composition that also has excellent laser mark properties.

［発明の概要］ 本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、分子中に少なくとも１個以上の金属原子又は金
属イオンを有する有礪染料を配合することによって、従
来のものに比べて優れたレザー７−り性を有する封止用
樹脂組成物が得られることを見いだしたものである。[Summary of the Invention] As a result of extensive research to achieve the above object, the present inventors have discovered that by incorporating a dye having at least one metal atom or metal ion in its molecule, It has been discovered that a sealing resin composition can be obtained which has superior laser resiliency compared to that of the present invention.

即ち、本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、 （Ｃ）分子中に少なくとも　１個以上の金属原子又は金
属イオンを有する有機染料、および（Ｄ）無Ｉａ賀充填
材 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記無磯質充填材
を２５〜００重口％、前記分子中に少なくとも１個以上
の金属原子又は金属イオンを有する有Ｉ幾染料を０．０
１〜１０重量％含有することを特徴とする封止用樹脂組
成物である。That is, the present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) a novolac type phenolic resin, (C) an organic dye having at least one metal atom or metal ion in the molecule, and (D) a non-Iag filler. as essential components, 25 to 00% by weight of the non-siliceous filler based on the resin composition, and 0.0% by weight of the organic dye having at least one metal atom or metal ion in the molecule.
This is a sealing resin composition characterized by containing 1 to 10% by weight.

本発明に用いる（Ａ）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であ
る限り、分子構造、分子量などに特に制限はなく、一般
に使用されているエポキシ樹脂を広く包含することがで
きる。　例えばビスフェノール型の芳香族、シクロヘキ
サン誘導体等の脂環ｈχ系、さらに次の一般式で示され
るエポキシノボラック系等の樹脂が挙げられ、これらは
１種又は２種以上混合して使用される。The epoxy resin (A) used in the present invention is not particularly limited in molecular structure, molecular weight, etc., as long as it is a compound having at least two epoxy groups in its molecule, and includes a wide range of commonly used epoxy resins. can do. For example, bisphenol type aromatics, alicyclic hχ type resins such as cyclohexane derivatives, and epoxy novolak type resins represented by the following general formula can be mentioned, and these resins may be used alone or in combination of two or more types.

（式中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基
を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上の整
数をそれぞれ表す） 本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはバラホルムアルデヒドを
反応させて１ｑられるノボラック型フェノール樹脂およ
びこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチル
化ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは
１種又は２＠以上混合して用いられる。　ノボラック型
フェノール樹脂の配合割合は、前記（Ａ）エポキシ樹脂
のエポキシＩ（ａ）と、（Ｂ）ノボラック型フェノール
樹脂のフェノール性水酸基＜ｂ’＞とのモル比［（ａ）
／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲内であることが好まし
い。　モル比が０，１未満もしくは１０を超えると耐湿
性、成形作業性および硬化物の電気特性が悪くなり、い
ずれの場合も好ましくない。　従って上記範囲に限定さ
れる。(In the formula, R1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group, R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and n represents an integer of 1 or more.) As the novolac type phenol resin (B) used in the present invention, phenol , novolac-type phenolic resins produced by reacting phenols such as alkylphenols with formaldehyde or paraformaldehyde, and modified resins thereof, such as epoxidized or butylated novolac-type phenolic resins. Used in combination. The blending ratio of the novolac type phenolic resin is determined by the molar ratio of the epoxy I(a) of the (A) epoxy resin and the phenolic hydroxyl group <b'> of the novolak type phenol resin (B) [(a)
/(b)] is preferably in the range of 0.1 to 10. If the molar ratio is less than 0.1 or more than 10, the moisture resistance, molding workability, and electrical properties of the cured product will deteriorate, and either case is unfavorable. Therefore, it is limited to the above range.

本発明に用いる（Ｃ）分子中に少なくとも１個以上の金
属原子又は金属イオンを有する有償染料としては、前記
の条件を有している限り、分子構造、分子量などに特に
制限はない。　具体的な化合物としては、 のクロム錯塩 （Ｍ”＝Ｍｎ２Ｚ　Ｃａ２”ｔ　Ｓｒ２＋など）が挙げ
られ、特に分子中に塩素や臭素などのハゲン原子を含ま
ないものが好ましい。　有機染の配合割合は、樹脂組成
物に対して０．０１〜１０ｍ％であることが必要である
。　配合量が０．０１重量％未満ではレーザーマーク性
に効果がなく、１０重量％を超えるとかさぼりが大きく
なり、成形性が悪く実用に適さない。The paid dye (C) having at least one metal atom or metal ion in the molecule used in the present invention is not particularly limited in molecular structure, molecular weight, etc., as long as it meets the above conditions. Specific examples of the compound include chromium complex salts (M"=Mn2Z Ca2"t Sr2+, etc.), and those containing no hagen atoms such as chlorine or bromine in the molecule are particularly preferred. The blending ratio of the organic dye needs to be 0.01 to 10 m% based on the resin composition. If the amount is less than 0.01% by weight, there is no effect on laser mark properties, and if it exceeds 10% by weight, bulk will increase and moldability will be poor, making it unsuitable for practical use.

さらに本発明に用いる（Ｄ）無Ｂｌｉ質充填材としは、
シリカ粉末、アルミナ、三酸化アンチモン、ルク、炭酸
カルシウム、チタンホワイト、クレー、アスベスト、マ
イカ、ベンガラ、ガラスｍ　ＥＬＬ、炭素繊維などの無
礪繊維等が挙げられ、これらは１種又は２種以上の混合
系として用いることがでる。　これらの中でも特にシリ
カ粉末およびアミナが好ましい。　無機質充填材の配合
割合は、脂組成物に対して２５〜９０重Ｗ％で必ること
が必−である。　配合ｍが２５重量％未満では、耐湿性
、−熱性、機械的特性、成形性に効果なく、９０重量、
を超えるとかさぼりが大きくなり、成形性が悪実用に適
さない。Furthermore, the (D) Bli-free filler used in the present invention is
Silica powder, alumina, antimony trioxide, lubrication, calcium carbonate, titanium white, clay, asbestos, mica, red iron, glass mELL, carbon fiber, etc. are listed, and these include one or more types of fibers. It can be used as a mixed system. Among these, silica powder and amine are particularly preferred. The blending ratio of the inorganic filler must be 25 to 90% by weight based on the fat composition. If the blend m is less than 25% by weight, there is no effect on moisture resistance, -thermal properties, mechanical properties, and moldability, and 90% by weight,
If it exceeds 100%, the bulk becomes large and the moldability deteriorates, making it unsuitable for practical use.

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、分子中に少なくとも１個以上の金
属原子又は金属イオンを有する有機染料、無低質充填材
を必須成分とするが、必要に応じて例えば天然ワックス
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、カーボンブラック、ベンガラなどの着色剤、シ
ランカップリング剤等を適宜添加配合しても差しつかえ
ない。The sealing resin composition of the present invention contains an epoxy resin, a novolac type phenolic resin, an organic dye having at least one metal atom or metal ion in the molecule, and a low-quality filler as essential components. For example, natural waxes, metal salts of linear fatty acids, acid amides, esters, mold release agents such as paraffins, flame retardants such as chlorinated paraffin, bromotoluene, hexabromobenzene, antimony trioxide, carbon black, A coloring agent such as red iron oxide, a silane coupling agent, etc. may be added and blended as appropriate.

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料とする一般的な方
法として、所定の組成比に選択した前記の各成分をミキ
サー等によって十分均一に混合した後、更に熱ロールに
よって溶融混合処理、また−はニーダなどによる混合処
理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕し
て成形材料を得ることができる。As a general method for using the encapsulating resin composition of the present invention as a molding material, the above-mentioned components selected at a predetermined composition ratio are sufficiently uniformly mixed using a mixer, etc., and then melt-mixed using hot rolls. Alternatively, a molding material can be obtained by performing a mixing process using a kneader or the like, then cooling and solidifying, and pulverizing into an appropriate size.

本発明に係る封止用樹脂組成物を電子部品、電気部品の
封止、被覆、絶縁などに適用すれば優れた特性および信
頼性を付与することができる。If the encapsulating resin composition according to the present invention is applied to encapsulating, coating, insulating, etc. electronic and electrical components, excellent characteristics and reliability can be imparted to them.

［発明の効果コ 本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂組成物が有
する耐湿性、耐熱性、機械的特性および成形作業性を堅
持し、加えてレーザーマーク性に優れた封止用樹脂組成
物であるため、電子・電気部品の封止用等に用いた場合
、十分な信頼性を得ることができる。[Effects of the Invention] The sealing resin composition of the present invention maintains the moisture resistance, heat resistance, mechanical properties, and molding workability that epoxy resin compositions have, and in addition has excellent laser mark properties. Since it is a resin composition, sufficient reliability can be obtained when used for sealing electronic/electrical parts.

［発明の実施例コ 本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。[Examples of the Invention] The present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

以下実施例および比較例において「％」とあるのは「重
量％」を意味する。In the Examples and Comparative Examples below, "%" means "% by weight".

実施例 タレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当ｌ　２
１５）　１８％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェ
ノール当量１０７）　１２％、次式の有機染料１％、お
よびシリカ粉末６９％を常温で混合し、次いで９０〜９
５℃で混線冷却した後、粉砕して成形材料を得た。　得
られた成形材料をタブレット化し予熱して、トランスフ
ァー成形で１１０℃に加熱した金型内に注入し、硬化さ
せて成形品（封止品）を得た。　この成形品について諸
特性を測定したのでその結果を第１表に示した。Examples Talesol novolac epoxy resin (epoxy 1 2
15) 18%, 12% novolac type phenolic resin (phenol equivalent: 107), 1% organic dye of the following formula, and 69% silica powder were mixed at room temperature, and then 90-9
After cross-cooling at 5° C., the mixture was pulverized to obtain a molding material. The obtained molding material was tabletted, preheated, injected into a mold heated to 110° C. by transfer molding, and cured to obtain a molded product (sealed product). Various properties of this molded article were measured and the results are shown in Table 1.

比較例 クゾールノボラックエボキシ樹脂（エポキシ当ｍ　２１
５）　２０％に、ノボラック型フエ、／−ル樹脂（フェ
ノール当１１０７）　１０％、およびシリカ粉末７０％
を実施例と同様に操作処理して成形材料を得、それを用
いて成形品とした。　得られた成形品について諸特性を
測定したのでその結果を第１表に示した。Comparative example Kuzol novolak epoxy resin (epoxy m 21
5) 20%, 10% novolak-type Fe/-le resin (phenol 1107), and 70% silica powder
was processed in the same manner as in the examples to obtain a molding material, which was used to make a molded article. Various properties of the obtained molded article were measured and the results are shown in Table 1.

第１表 Ｊ：１　３０ｘ２５ｘ５ｍｍの成形品の底面に２５Ｘ２
５Ｘ３ｍｍの銅板を埋め込み成形をし、−４０℃と＋２
００℃の恒温槽へ各３０分間ずつ入れ、１５サイクル繰
り返した後の樹脂クラックを調査した。Table 1 J: 1 25x2 on the bottom of a 30x25x5mm molded product
A 5x3mm copper plate is embedded and molded, and the temperature is -40℃ and +2
The resin was placed in a constant temperature bath at 00° C. for 30 minutes each, and cracks in the resin were investigated after 15 cycles were repeated.

＊２　成形材料を用いて２本のアルミニウム配線を有す
る電気部品を１７０℃で３分間トランスファー成形し、
その後１８０℃で８時間硬化させた。　こうして得た封
止電気部品１００個について、１２０℃の高圧水蒸気中
で耐湿試験を行い、アルミニウム腐食による５０％の断
線（不良発生）の起こる時間を評価した。*2 Transfer molding an electrical component with two aluminum wirings at 170°C for 3 minutes using a molding material,
Thereafter, it was cured at 180°C for 8 hours. The 100 sealed electrical components thus obtained were subjected to a moisture resistance test in high-pressure steam at 120° C., and the time required for 50% disconnection (defect occurrence) due to aluminum corrosion was evaluated.

＊３　耐湿試験で用いたと同じ条件で封止した封止電気
部品１００個について、Ｃ０２レーザーを用いてレーザ
ーマーキングを行い、目視で鮮明度を評価した。*3 Laser marking was performed using a C02 laser on 100 sealed electrical components sealed under the same conditions as those used in the moisture resistance test, and the sharpness was visually evaluated.

本発明は、比較例に比べてレーザーマーク性に優れてお
り、一方その他の特性は比較例と同等の特性を堅持して
おり、本発明の効果が認められた。The present invention was superior in laser markability compared to the comparative example, while other properties maintained the same properties as the comparative example, and the effects of the present invention were recognized.

−１べ１−-1be1-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １（Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、 （Ｃ）分子中に少なくとも１個以上の金属原子又は金属
イオンを有する有機染料、お よび （Ｄ）無機質充填材 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記無機質充填材
を２５〜９０重量％、前記分子中に少なくとも１個以上
の金属原子又は金属イオンを有する有機染料を０．０１
〜１０重量％含有することを特徴とする封止用樹脂組成
物。 ２　エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ）とノボラック型フ
ェノール樹脂のフェノール性水酸基（ｂ）とのモル比［
（ａ）／（ｂ）］が０．１〜１０の範囲であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の封止用樹脂組成物
。[Scope of Claims] 1 (A) an epoxy resin, (B) a novolac type phenolic resin, (C) an organic dye having at least one metal atom or metal ion in the molecule, and (D) an inorganic filler. As essential components, the inorganic filler is 25 to 90% by weight based on the resin composition, and the organic dye having at least one metal atom or metal ion in the molecule is 0.01%.
A sealing resin composition characterized by containing ~10% by weight. 2 Molar ratio of the epoxy group (a) of the epoxy resin and the phenolic hydroxyl group (b) of the novolac type phenolic resin [
(a)/(b)] is in the range of 0.1 to 10, the sealing resin composition according to claim 1.