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JPH0739466B2 - 封止用樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents
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JPH0739466B2 - 封止用樹脂組成物およびその製造方法 - Google Patents

封止用樹脂組成物およびその製造方法

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JPH0739466B2
JPH0739466B2 JP11477687A JP11477687A JPH0739466B2 JP H0739466 B2 JPH0739466 B2 JP H0739466B2 JP 11477687 A JP11477687 A JP 11477687A JP 11477687 A JP11477687 A JP 11477687A JP H0739466 B2 JPH0739466 B2 JP H0739466B2
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和弘 沢井
正典 小久保
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  • Epoxy Resins (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、低応力で耐湿性に優れた、電子または電気部
品の封止用樹脂組成物およびその製造方法に関する。
(従来技術) 従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路などの電子
部品を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であ
るために広く実用化されている。樹脂封止に用いられる
熱硬化性樹脂組成物の中でもエポキシ樹脂組成物が最も
一般的に用いられている。エポキシ樹脂組成物には、酸
無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール樹脂等
の硬化剤が使用されているが、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導体封止材料として広く
用いられている。
しかしながら、ノボラック画フェノール樹脂を硬化剤と
したエポキシ樹脂組成物は、成形硬化時に収縮して半導
体素子に応力がかかり、素子の信頼性を劣化させるとい
う欠点がある。こうした樹脂組成物を使用した成形品の
温寒サイクルテストを行うと、ボンディングワイヤーの
オープン、樹脂クラック、ペレットクラック等が発生
し、電子部品としての機能が果せなくなるという問題が
あった。また、樹脂組成物の低応力化を図るため第三成
分を添加する方法があるが、この方法では、第三成分が
二次凝集物を形成し、樹脂組成物中に均一に分散でき
ず、そのために低応力特性にバラツキが生ずるという欠
点があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、低応力特性のバラツキがなく、耐湿性に優れ、か
つ、従来のエポキシ樹脂組成物の特性を保持した、信頼
性の高い封止用樹脂組成物およびその製造方法を提供し
ようとするものである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共
重合樹脂をエポキシ樹脂中に均一に分散混合した樹脂を
使用することによって低応力特性のバラツキがなくなる
ことを見いだし、本発明を完成したものである。すなわ
ち、本発明は、 (A)エポキシ樹脂中に、(B)アクリロニトリル・ブ
タジエン・スチレン共重合樹脂を均一に分散混合した樹
脂[(A)+(B)]、(C)ノボラック型フェノール
樹脂および(D)無機質充填剤を必須成分とすることを
特徴とする封止用樹脂組成物である。また、(A)エポ
キシ樹脂を溶融し、その中に(B)アクリロニトリル・
ブタジエン・スチレン共重合樹脂を加えて、均一に分散
混合した樹脂[(A)+(B)]と、(C)ノボラック
型フェノール樹脂とを粉砕し、次いで(D)無機質充填
剤及び必要に応じたその他成分を加えて混合し、更に加
熱混練した後、冷却固化粉砕することを特徴とする封止
用樹脂組成物の製造方法である。
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個有する化合物である限
り、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般封止用
材料に使用されているもの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系、シクロヘキ
サン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示される
エポキシノボラック系の樹脂が挙げられる。
(但し、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
数を表す) これらのエポキシ樹脂は、1種又は2種以上混合して用
いる。
本発明に用いる(C)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パラホルムアルデヒドを
反応させて得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が挙げられる。ノボラッ
ク型フェノール樹脂の配合割合は、前述のエポキシ樹脂
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の範囲内にあることが望ましい。このモル比
が0.1未満もしくは10を越えると、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、上記の範囲内に限定するのがよ
い。
本発明に用いる(B)アクリロニトリル・ブタジエン・
スチレン共重合樹脂としては、スチレン・アクリロニト
リル共重合物とブタジエン・アクリロニトリルゴムのブ
レンド形のもの、ポリブタジエンをスチレン・アクリロ
ニトリルの混合モノマーに溶解させて懸濁重合を行った
ラテックス形のものがあり、これらはどちらでもよく、
一般に市販されているものでよい。アクリロニトリル・
ブタジエン・スチレン共重合樹脂の配合割合は、エポキ
シ樹脂にアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重
合樹脂を均一に分散混合した樹脂[(A)+(B)]に
対して0.1〜60重量%の割合で含有することが望まし
い。その割合が0.1重量%未満では、低応力、温寒サイ
クルに耐えうる効果はなく、また60重量%を超えると、
エポキシ樹脂中に均一な分散混合ができない。アクリロ
ニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂は、エポキ
シ樹脂中に加熱溶融混合し、均一に分散混合する。エポ
キシ樹脂中に均一分散させる方法は、エポキシ樹脂の融
点以上の温度に加温できる装置(容器)の中にエポキシ
樹脂を入れて、融点以上に加温し完全に溶融液体とした
後、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂を加えて、好ましくは150℃以上で20分間以上撹拌し
て、均一に分散混合させる。エポキシ樹脂中にアクリロ
ニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を分散混合
させた樹脂[(A)+(B)]は、全体の樹脂組成物に
対して1〜50重量%の割合で含有することが望ましい。
その配合割合が1重量%未満では低応力化に効果なく、
また50重量%を超えるとアクリロニトリル・ブタジエン
・スチレン共重合樹脂の分散が不均一になり増粘するた
め好ましくない。
本発明に用いる(D)無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、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、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これら
は1種で又は2種以上混合して使用する。これらの中で
も特にシリカ粉末やアルミナが好ましいものである。無
機質充填剤の配合割合は、全体の組成物に対して25〜90
重量%であることが望ましい。その配合割合が25重量%
未満では、耐湿性、耐熱性、機械的特性および成形性に
効果なく、また90重量%を超えると、かさばりが大きく
なり、成形性が悪くて、実用に適さない。
本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、アクリロ
ニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂および無機質充填剤を必須成分とす
るが、必要に応じて例えば天然ワックス類,合成ワック
ス類,直鎖脂肪酸の金属塩,酸アミド,エステル類,パ
ラフィン類などの離型剤、塩素化バラフィン,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、シランカップリング剤、種々の硬化促進剤等
を適宜添加配合することもできる。
本発明の封止用樹脂組成物の製造方法は、アクリロニト
リル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を、エポキシ樹
脂中に加熱混合、均一に分散混合させた樹脂を使用すれ
ばよく、特にその製造方法に限定されることはない。し
かし、通常次のようにして製造される。エポキシ樹脂の
融点以上の温度に加温できる装置(容器)、例えば万能
混合機、強力ニーダー、加熱反応釜等を使用し、この中
にエポキシ樹脂を仕込み、融点以上に加熱して完全に溶
融させた後、エポキシ樹脂に対して0.1〜60重量%量の
アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を
投入し、好ましくは150℃以上で20分間以上撹拌して、
均一に分散混合させる。アクリロニトリル・ブタジエン
・スチレン共重合樹脂を均一に分散混合させたエポキシ
樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂とを粉砕し、次い
で無機質充填剤およびその他の成分を所定の組成比に選
択した原料組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、押出機又はニーダー等によって
加熱混練処理を行ない、冷却固化するのをまち適当な大
きさに粉砕して封止用樹脂組成物を製造する。以上、ア
クリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂をエ
ポキシ樹脂中に分散混合し、次いで他の成分を配合する
製造方法を説明したが、エポキシ樹脂の製造工程におい
てアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
を均一分散混合した樹脂をつくっておき、必要に応じて
必要量他成分と配合混練してもよい。
(作用) アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
を、エポキシ樹脂中に均一に分散混合することによっ
て、二次凝集物の生成を少なくし、低応力特性のバラツ
キをなくすことができる。アクリロニトリル・ブタジエ
ン・スチレン共重合樹脂の粒径は、もともと数μm以下
の大きさであるが、他の成分と混合混練を行うとアクリ
ロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂の粒子が
凝集して粒径数百μmの二次凝集物を生成し、低応力特
性が低下したり、また低応力特性のバラツキが生じ、信
頼性を損ねる結果となる。従って、単にアクリロニトリ
ル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、エポキシ樹脂、
ノボラック型フェノール樹脂、無機質充填剤を混合混練
するのでなく、予めアクリロニトリル・ブタジエン・ス
チレン共重合樹脂をエポキシ樹脂中に十分均一に分散混
合させておけば、二次凝集物の生成が小さく、また少な
く、かつ低応力特性に優れ、バラツキ等がなくなること
を確認したものである。混合条件(温度、時間等)によ
りアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
の粒径を任意に調整することが可能であるが、好ましく
は分散状態は粒径0.1〜50μmの範囲内にしたほうがよ
い。
こうして得られた本発明の封止用樹脂組成物は電子ある
いは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用することがで
きる。
(実施例) 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。以下の実施例お
よび比較例において「%」とあるのは「重量%」を意味
する。
樹脂の製造 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量21
5)85%を万能混合機に入れて150℃に加熱する。クレゾ
ールノボラックエポキシ樹脂が完全に溶融した後、アク
リロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂15%を
加えて1時間加熱撹拌混合して、アクリロニトリル・ブ
タジエン・スチレン共重合樹脂が均一に分散混合した樹
脂(以下E−ANBS樹脂という)をつくった。
実施例 1 E−ANBS樹脂20%とノボラック型フェノール樹脂(フェ
ノール当量107)10%をヤリヤ粉砕機のスクリーン2mmで
粉砕し、溶融シリカ粉65%およびその他成分5%を常温
で混合し、さらに90〜100℃で混練冷却した後、粉砕し
て封止用樹脂組成物を製造した。得られた組成物を175
℃に加熱した金型内にトランスファー注入し硬化させて
成形品(封止品)を得た。この成形品について、耐湿
性、歪、ABS樹脂の粒径、その他の試験を行ったので、
その結果を第1表に示した。本発明の封止用樹脂組成物
は、ABS樹脂がよく分散して、温寒サイクル、耐湿性、
低応力特性に優れており、本発明の顕著な効果が認めら
れた。
実施例 2 E−ANBS樹脂18%とノボラック型フェノール樹脂(フェ
ノール当量107)1%をヤリヤ粉砕機のスクリーン2mmで
粉砕し、溶融シリカ粉65%およびその他成分5%を配合
し、実施例1と同様にして封止用樹脂組成物および成形
品をつくった。また同様に諸特性の試験を行ったのでそ
の結果を第1表に示した。実施例1と同様に本発明の顕
著な効果が確認された。
比較例 1 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量21
5)18%にノボラック型フェノール樹脂(フェノール当
量107)9%、ABS樹脂3%、溶融シリカ粉65%およびそ
の他成分5%を常温で混合し、さらに90〜100℃で混練
冷却した後、粉砕して封止用樹脂組成物を製造した。次
いでこの組成物を用いて成形品を得、実施例と同様にし
て諸特性を試験したのでその結果を第1表に示した。
比較例 2 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量21
5)20%にノボラック型フェノール樹脂(フェノール当
量107)10%、溶融シリカ粉65%およびその他成分5%
を比較例1と同様にして封止用樹脂組成物、成形品を
得、また同様にして諸特性を試験したのでその結果を第
1表に示した。
[発明の効果] 以上の説明および第1表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物およびその製造方法によれば、アクリ
ロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂をエポキ
シ樹脂中に加熱混合均一に分散混合することによって、
二次凝集物も小さく、低応力特性に優れバラツキがな
く、耐湿性に優れ、かつ従来のエポキシ樹脂組成物と同
等の特性を有したものが得られた。この組成物を用いた
電子部品又は電気部品には、優れた信頼性を付与するこ
とができる。
フロントページの続き (72)発明者 小久保 正典 埼玉県川口市領家5丁目14番25号 東芝ケ ミカル株式会社川口工場内 (72)発明者 善積 章 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−233051(JP,A) 特開 昭60−8315(JP,A) 特開 昭60−1220(JP,A) 特開 昭62−141018(JP,A)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)エポキシ樹脂中に、(B)アクリロ
    ニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂を均一に分
    散混合した樹脂[(A)+(B)]、(C)ノボラック
    型フェノール樹脂および(D)無機質充填剤を必須成分
    とすることを特徴とする封止用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン
    共重合樹脂が、樹脂[(A)+(B)]に対して0.1〜6
    0重量%の割合で含有する特許請求の範囲第1項記載の
    封止用樹脂組成物。
  3. 【請求項3】樹脂[(A)+(B)]が、全体の樹脂組
    成物に対して1〜50重量%の割合で含有する特許請求の
    範囲第1項又は第2項記載の封止用樹脂組成物。
  4. 【請求項4】無機質充填剤が、全体の樹脂組成物に対し
    て25〜90重量%の割合で含有する特許請求の範囲第1項
    ないし第3項いずれか記載の封止用樹脂組成物。
  5. 【請求項5】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水酸基(b)とのモ
    ル比[(a)/(b)]が、0.1〜10の範囲内にある特
    許請求の範囲第1項ないし第4項いずれか記載の封止用
    樹脂組成物。
  6. 【請求項6】(A)エポキシ樹脂を溶融し、その中に
    (B)アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合
    樹脂を加えて、均一に分散混合した樹脂[(A)+
    (B)]と、(C)ノボラック型フェノール樹脂とを粉
    砕し、次いで(D)無機質充填剤及び必要に応じたその
    他成分を加えて混合し、更に加熱混練した後、冷却固化
    粉砕することを特徴とする封止用樹脂組成物の製造方
    法。
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