JPS6243452B2

JPS6243452B2 -

Info

Publication number: JPS6243452B2
Application number: JP56079299A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kakehi; Koji Kaneko; Shigeru Koshibe; Masahiro Taki
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1987-09-14
Also published as: JPS57195117A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、成形加工時に成形金型の隙間から発
生するバリ特に厚みが30μ以下の薄いバリを大幅
に減少させた成形性に優れるエポキシ樹脂組成物
及びその製造方法に係り、本発明の特徴はバリ防
止のために超微粒子シリカ粉末を適量添加するこ
と及びこの超微粒子シリカ粉末を有効に作用させ
るため均一分散特に樹脂中に均一分散させるとこ
ろにある。近年、電子機器業界は質的及び量的に急速な発
展をとげ、膨大な数量の高信頼性電子部品が要求
されるようになつてきた。この結果、これら電子
部品用のエポキシ樹脂成形材料には、成形サイク
ルの短縮及び信頼性の向上が要求されてきた。これら要求を解決するための問題点の中で最も
重要なことの一つは成形時に発生するバリ特に厚
みが30μ以下の薄いバリを防止することである。
即ちバリが発生するとこのバリを除去する工程を
要し生産性低下につながるだけでなくバリの除去
程度により電子部品の性能が異ることもあるため
であり、特にバリの中でも厚みが30μ以下の薄い
バリは除去が難しいため成形合理化及び成形品の
品質安定化の妨げとなつていた。本発明の発明者らの研究によると、バリは厚み
が30μを超える厚いバリ（以下厚バリと称す
る。）と30μ以下の薄いバリ（以下薄バリと称す
る。）の２種に大別できることが判つた。即ち、
厚バリは組成的には、エポキシ樹脂組成物の成分
比率に近いが、薄バリはエポキシ樹脂組成物の成
分比率とは異なり樹脂分が多く組成上偏りがある
ことが判つた。このためバリの中でも薄バリは、
わずかな隙間からも発生するだけでなく粘着性が
強いため除去することが難しかつた。従来のバリ
止め技術もこの薄バリにはほとんど効果がなく、
例えば、密着型のバリ止め金型は使用時間の増加
に従つて金型の隙間が大きくなり効果を失つたり
エポキシ樹脂組成物の硬化性を高めるとバリ発生
は減少するが充填性が悪くなる等の問題があつた
ので、薄バリを防止する方法や薄バリの発生しな
いエポキシ樹脂組成物が望まれていた。本発明は、従来の技術では解決できず成形合理
化及び成形品の品質安定化の妨げとなつていた薄
バリの発生を防止したエポキシ樹脂組成物及びそ
の製造方法を提供するものである。本発明の発明
者らは、樹脂との相溶性が良く樹脂粘度を増大さ
せ且つ薄バリ厚みにほぼ等しい形状を有する超微
粒子シリカ粉末が薄バリ防止に有効であることを
見い出したものである。本発明は粒子径が５〜30ｍμなる超微粒子シリ
カ粉末を全組成に対して0.2〜2.0％含むことを特
徴とするエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、充
填材、離型剤、顔料、難燃剤、表面処理剤等から
成るエポキシ樹脂組成物及び全組成に対して0.2
〜2.0重量％の粒子径５〜30ｍμの超微粒子シリ
カ粉末を使用する原材料の一種又は二種以上の一
部又は全部と予備混合し、さらに残りの原料と混
合混練することを特徴とするエポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤、充填材、離型剤、顔料、難燃
剤、表面処理剤等から成るエポキシ樹脂組成物の
製造方法に係るものである。シリカ粉末の粒径が
５ｍμ未満では金型の間隙より洩れてしまうため
効果がなく又粒径が30ｍμより大きいと樹脂の増
粘作用を失うため薄バリには効果がなくなる。又
粒径が５〜30ｍμでも樹脂との相溶性が悪いと増
粘作用は示さないのでシリカ粉末であることが必
要である。例えば、炭素の超微粒子は薄バリ効果
を示さない。さらに、超微粒子シリカ粉末の使用
量が0.2〜2.0％重量％であることが必要である。
0.2重量％未満では絶対量の不足及び分散性の問
題よりバリ止め効果が小さく且つ不均一なためエ
ポキシ樹脂組成物の信頼性が低下する。又、2.0
％を超えるとエポキシ樹脂組成物の特性−例えば
熱膨張特性等−が変化するだけでなく流動性も低
下するためである。ここでいうところのエポキシ
樹脂組成物は通常エポキシ樹脂、硬化剤、充填
材、離型剤、硬化促進剤、顔料、表面処理剤、難
燃剤等より成る混合混練物のことをいう。エポキ
シ樹脂とはエポキシ基を有するもの全般をいい、
例えば、ビスフエノル型エポキシ樹脂、フエノー
ルノボラツク型エポキシ樹脂、クレゾールノボラ
ツク型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ
樹脂、グリシジルイソシアネレート樹脂等を挙げ
ることができる。硬化剤とは、エポキシ樹脂を硬化させるもの全
般をいい、例えば、フエノールノボラツク、オル
トクレゾールノボラツク等のフエノーノボラツク
類、テトラクロル無水フタル酸（TCPA）、テト
ラハイドロ無水フタル酸（THPA）、ヘキサハイ
ドロ無水フタル酸（HHPA）等の酸無水物、ジシ
アンジアミド（DDA）、ジアミノジフエニルメタ
ン（DDM）等のアミン類を挙げることができ
る。硬化促進剤とは、エポキシ樹脂と硬化剤の反応
を促進するもの全般をいい、例えば、モノジメチ
ルアミノメチルフエノール、ピペラジン、２・
３・４・６・７・８・９・10−オクタハイドロ−
ピラミド（１・２−ａ）アゼピン等の第３級アミ
ン類、オクチルホスフイン、ジフエニルホスフイ
ン、ブチルフエニルホスフイン、トリフエニルホ
スフイン、トリシクロヘキシルホスフイン等の有
機ホスフイン化合物、２−フエニルイミダゾール
（2PZ）、２エチル４メチルイミダゾール
（2E4MZ）、１−ベンジルイミダゾール（1BZ）、
２メチルイミダゾール（2MZ）等のイミダゾール
類等を挙げることができる。充填材としては例えば、シリカ、ガラス、炭酸
カルシウム、マイカ、クレー、アルミナ、アスベ
スト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、を挙げることができる。難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、
四三酸化アンチモン等のアンチモン類、ホウ類、
無水ホウ酸、ホウ酸亜塩等のホウ素化合物を挙げ
ることができる。又これら充填材類は必要によりエポキシシラ
ン、アミノシラン、ビニルシラン、アルキルシラ
ン等のシランカツプリング剤やチタンカツプリン
グ剤等の表面処理剤によりその表面を改質しても
よい。離型剤としては、カルナバワツクス、ステアリ
ン酸、ステアリン酸塩類、ポリエチレンワツクス
等が挙げられる。特にエポキシ樹脂低圧封入成形材料用には、エ
ポキシ樹脂は軟化点が80℃以下のオルトクレゾー
ルノボラツク型エポキシ樹脂、硬化剤は軟化点が
105℃以下のフエノールノボラツク、充填材はシ
リカ、表面処理剤はエポキシシラン、難燃剤は酸
化アンチモンを使用するのが望ましい。さらに、超微粒子シリカ粉末による薄バリ防止
効果は分散性が大きく支配するので、予め原材料
の一種又は二種以上の一部又は全部と充分に混合
し、さらに残りの原材料と混合混練し製造するこ
とが必要である。分散性が悪いとバリ止め効果が
小さく且つ不均一なためエポキシ樹脂組成物の信
頼性が低下する。この予備混合は、エポキシ樹脂
や硬化剤といつた樹脂原料と共に行うことが望ま
しい。又、予備混合装置はボールミルや流動層を
用いるのが望ましい。これらは超微粒子シリカ粉
末の分散性及び樹脂の増粘作用を強めバリ止め効
果を最大限に高めるものである。本発明により提供されるエポキシ樹脂組成物を
使用すると、流動性・充填性に優れるだけでなく
バリ発生も極めて少いため成形サイクルの短縮等
の成形合理化が可能となる。又、成形性に優れる
ため、得られる成形品の特性が安定する等の利点
がある。このように本発明で提供されるエポキシ
樹脂組成物は産業上極めて有益なものであり、そ
の製造法も産業上重要な意味をもつ。以下、具体
例で説明する。具体例で使用した原料は、シリカ粉末：龍森(株)製溶融シリカ平均粒径
５μ 表面処理剤：信越化学(株)製 KBM−403 フエノールノボラツク：軟化点100℃のもの離型剤：ヘキストワツクスOP 硬化促進剤：四国化成(株)製 1B2MZ 顔料：三菱化成(株)製カーボンブラツク難燃剤：住友金属鉱山(株)製三酸化アンチモンエポキシ樹脂：東都化成(株)製 ESCN−220LC であり、以下重量部を部で表わす。実施例１フエノールノボラツク10部、離型剤１部及び粒
子径30ｍμの超微粒子シリカ粉末0.2部の微粉砕
混合物、並びにシリカ粉末64部、表面処理剤１
部、硬化促進剤0.5部、顔料0.3部、難燃剤３部、
及びエポキシ樹脂をヘンシエルミキサーで混合し
た。この後80〜100℃の熱ロールで５分間混合し
半導体封止用のエポキシ樹脂組成物を得た。この
組成物の165℃熱板上でのゲルタイム（以下ゲル
タイムと称する。）は45秒であり、ブラベンダー
プラストグラフによる165℃溶融安定時間（以下
ブラベンダー安定時間と称する。）は200秒であつ
た。又、薄バリ判定用スリツト金型スリツト幅20
μによる薄バリ長さは0.5mmであつた。さらに成
形歩留は99.5％であつた。この組成物は、従来の
同種比較例１に示したようなエポキシ樹脂組成物
に比べ流動性は同等であるが、薄バリ発生が少く
且つ成形歩留が優れた。実施例２シリカ粉末を62部、超微粒子シリカ粉末を２
部、顔料を0.5部と混合重量を変更した以外は実
施例１と同様に製造したエポキシ樹脂組成物の流
動特性はゲルタイム43秒、ブラベンダー安定時間
195秒であつた。又薄バリ長さは0.2mm、さらに成
形歩留は99.3％であつた。実施例３超微粒子シリカ粉末の粒子径を５ｍμにした以
外は、実施例１と同様に製造したエポキシ樹脂組
成物のゲルタイムは47秒、ブラベンダー安定時間
210秒、薄バリ長さ0.6mm、成形歩留は99.8％であ
つた。実施例４超微粒子シリカ粉末の粒子径を５ｍμにした以
外は実施例２と同様に製造したエポキシ樹脂組成
物のゲルタイムは49秒、ブラベンダー安定時間
190秒、薄バリ長さ0.2mm、成形歩留は99.5％であ
つた。実施例５シリカ粉末（粒子径５μ）63部、表面処理剤１
部とアシン系硬化剤10部、離型剤１部、粒子径15
ｍμの超微粒子シリカ粉末１部の予備混合物及び
硬化促進剤１部、顔料0.5部、難燃剤３部、エポ
キシ樹脂20部をヘンシエルミキサーで混合し、さ
らに80〜100℃の熱ロールで３分間混練しエポキ
シ樹脂組成物を得た。この組成物のゲルタイムは
40秒、ブラベンダー安定時間は180秒であつた。
又、薄バリ長さは0.1mm、さらに成形歩留は99.3
％であつた。これは比較例に比べ薄バリが少なく
且つ歩留が高い。比較例１超微粒子シリカ粉末を含まないこと以外は全て
実施例１と同一条件で製造したエポキシ樹脂組成
物の流動特性はゲルタイム45秒、ブラベンダー安
定時間205秒であつた。又、薄バリ長さは６mm、
さらに成形歩留は95％であつた。実施例に比べ薄
バリ・成形歩留の点で劣る。比較例２超微粒子シリカ粉末の粒子径を40ｍμとした以
外は実施例２と同様に製造したエポキシ樹脂組成
物のゲルタイムは46秒、ブラベンダー安定時間
200秒、薄バリ長さ５mm、成形歩留94％であつ
た。比較例３超微粒子シリカ粉末の粒子径を３ｍμとした以
外は実施例２と同様に製造したエポキシ樹脂組成
物のゲルタイムは44秒、ブラベンダー安定時間
200秒、薄バリ長さ４mm、成形歩留96％であつ
た。比較例４超微粒子シリカ粉末を３％使用した以外は全て
実施例５と同一条件で製造したエポキシ樹脂組成
物の流動特性は、ゲルタイム35秒、ブラベンダー
安定時間120秒であり、薄バリ長さは0.2mm、成形
歩留は94％であつた。実施例５に比べブラベンダ
ー安定時間が短く成形歩留が悪かつた。又、従来
のエポキシ樹脂組成物に比べ線膨張係数が0.5×
10^-51／℃大きく、ガラス転移温度も８℃低く品
質で劣る。比較例５超微粒子シリカ粉末を含まないこと以外は実施
例５と同じ原材料を使用し、80〜100℃の熱ロー
ルで実施例５の３倍以上10分間混練しエポキシ樹
脂組成物を得た。この組成物のゲルタイムは21
秒、ブラベンダー安定時間は95秒と短く実施例と
比べ流動性で劣る。又薄バリ長さは0.3mmと実施
例同等であつたが成形歩留は43％と極めて低かつ
た。さらに、成形品の信頼性にも欠けた。比較例６実施例４と同じ原材料を使用したが実施例１と
は異り予備混合をせずに全原材料を同時にヘンシ
エルで混合しさらにコニーダーで混練しエポキシ
樹脂組成物を得た。この組成物の流動特性は実施
例１と同等であつたが、薄バリ長さは0.3ミリか
ら５ミリまでばらつき又成形歩留も96％から99％
までばらつき信頼性に欠ける。以上の例を表にしてまとめると次のようにな
る。

【表】

【表】本発明による実施例が最も優れ、産業上極めて
有用なことがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】１粒子径が５〜30ｍμの超微粒子シリカ粉末を
全組成に対して0.2〜２重量％含むことを特徴と
するエポキシ樹脂組成物。２粒子径が５〜30ｍμの超微粒子シリカ粉末
を、使用する原材料の一種又は二種以上の一部又
は全部と予備混合した後、これを残りの原材料と
混合、混練することを特徴とするエポキシ樹脂組
成物の製造方法。