(57)【要約】【課題】硬化物の難燃性に優れ、電子部品封止装置の製造に用いた場合、電子部品封止装置の信頼性を向上させることができる封止用樹脂組成物を提供すること。【解決手段】（Ａ）下記化学式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および（Ｃ）無機充填材を必須成分として含有する封止用樹脂組成物であって、前記封止用樹脂組成物全体に対し、前記前記（Ｃ）無機充填材を６０重量％以上９０重量％以下の割合で含有してなるもの。【化１】2006070199.tif 000014（但し、化学式（１）中、Ｒは下記化学式（２）で示される１価の基である。）【化２】2006070199.tif 000015（但し、化学式（２）中、Ｒ１、Ｒ２は水素原子またはアルキル基を、Ｘは２価の原子または２価の有機基を示す。）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）下記化学式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および（Ｃ）無機充填材を必須成分として含有する封止用樹脂組成物であって、前記封止用樹脂組成物全体に対し、前記（Ｃ）無機充填材を６０重量％以上９０重量％以下の割合で含有してなることを特徴とする封止用樹脂組成物。
【化１】
2006070199.tif 000010
（但し、化学式（１）中、Ｒは下記化学式（２）で示される１価の基である。）
【化２】
2006070199.tif 000011
（但し、化学式（２）中、Ｒ１、Ｒ２は水素原子またはアルキル基を、Ｘは２価の原子または２価の有機基を示す。）
【請求項２】
（Ａ）下記化学式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および（Ｃ）無機充填材を必須成分として含有する封止用樹脂組成物であって、前記封止用樹脂組成物全体に対し、前記（Ｃ）無機充填材を６０重量％以上９０重量％以下の割合で含有してなることを特徴とする封止用樹脂組成物。
【化３】
2006070199.tif 000012
（但し、化学式（１）中、Ｒは下記化学式（３）で示される１価の基である。）
【化４】
2006070199.tif 000013
【請求項３】
封止用樹脂組成物の硬化物により電子部品を封止してなる電子部品封止装置であって、前記封止用樹脂組成物として請求項１または２記載の封止用樹脂組成物を用いたことを特徴とする電子部品封止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン系難燃剤、ハロゲン（塩素、臭素）化合物および酸化アンチモンを添加すること無しに難燃性に優れた硬化物を得ることができ、また電子部品の封止に用いた場合に信頼性に優れた電子部品封止装置を得ることができる封止用樹脂組成物およびそれを用いた電子部品封止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品封止装置では、その封止に用いられる封止用樹脂組成物に難燃性を持たせることが一般的であり、難燃処方としてハロゲン（塩素、臭素）化合物および金属酸化物を単独もしくは併用することで難燃効果を現している。具体的には、臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンとの組み合わせが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、封止用樹脂組成物に難燃効果を付与するために添加される臭素化エポキシ樹脂およびその難燃効果を助けるために添加される金属酸化物、特に三酸化アンチモンは、電子部品封止装置の信頼性を低下させるという課題がある。また、近年では環境への悪影響も指摘され始めている。このため、ハロゲン（塩素、臭素）化合物およびアンチモン化合物を含有せず、信頼性に優れた電子部品封止装置を得ることのできる封止用樹脂組成物の開発が強く要望されている。
【０００４】
ハロゲン（塩素、臭素）化合物およびアンチモン化合物の代替材としては、例えば水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムのような金属水酸化物、赤燐系の難燃剤が検討されている。しかし、金属水酸化物は不純物が多くかつ多量に添加しないと効果が発現できないという課題がある。また、赤燐系の難燃剤は少量の添加で効果があるが、微量の水分と反応しフォスフィンや腐食性の燐酸を生ずるという課題がある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平０５−００３２６９号公報
【特許文献２】特開平０８−１５１４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、封止用樹脂組成物においては難燃性を付与するためにハロゲン（塩素、臭素）化合物およびアンチモン化合物が一般的に添加されている。しかし、これらのものを用いた場合、電子部品封止装置の信頼性を低下させるという課題がある。また、これらの代替として用いられる金属水酸化物、赤燐系の難燃剤においても、電子部品封止装置の信頼性が十分とはいえず、また難燃性についても十分とはいえないという課題がある。
【０００６】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであって、ハロゲン（塩素、臭素）化合物およびアンチモン化合物を含有せず、硬化物の難燃性、信頼性に優れた封止樹脂組成物およびそれを用いた電子部品封止装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上述したような目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、特定のエポキシ樹脂を使用することにより上述したような目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させたものである。
【０００８】
すなわち、本発明の封止用樹脂組成物は、（Ａ）下記化学式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および（Ｃ）無機充填材を必須成分として含有する封止用樹脂組成物であって、前記封止用樹脂組成物全体に対し、前記（Ｃ）無機充填材を６０重量％以上９０重量％以下の割合で含有してなることを特徴とする。
【化１】
2006070199.tif 000002
（但し、化学式（１）中、Ｒは下記化学式（２）で示される１価の基である。）
【化２】
2006070199.tif 000003
（但し、化学式（２）中、Ｒ１、Ｒ２は水素原子またはアルキル基を、Ｘは２価の原子または２価の有機基を示す。）
【０００９】
本発明の封止用樹脂組成物のより好ましい構成は、（Ａ）下記化学式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および（Ｃ）無機充填材を必須成分として含有する封止用樹脂組成物であって、前記封止用樹脂組成物全体に対し、前記（Ｃ）無機充填材を６０重量％以上９０重量％以下の割合で含有してなるものである。
【化３】
2006070199.tif 000004
（但し、化学式（１）中、Ｒは下記化学式（３）で示される１価の基である。）
【化４】
2006070199.tif 000005
【００１０】
本発明の電子部品封止装置は、封止用樹脂組成物の硬化物により電子部品を封止してなるものであって、封止用樹脂組成物として上述したような特定のエポキシ樹脂を含む封止用樹脂組成物を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、封止用樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂として少なくとも上述したような化学式（１）で示されるエポキシ樹脂を用いることにより、アンチモン化合物等の難燃剤を用いずに硬化物の難燃性を従来のものと同等以上とすることができる。また、電子部品の封止にこのような封止用樹脂組成物を用いることで、信頼性に優れた電子部品封止装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の封止用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および（Ｃ）無機充填材を必須成分として含有する封止用樹脂組成物である、
【００１３】
本発明に用いられる（Ａ）成分のエポキシ樹脂は、下記化学式（１）で示されるエポキシ樹脂である。
【化５】
2006070199.tif 000006
（但し、化学式（１）中、Ｒは下記化学式（２）で示される１価の基である。）
【化６】
2006070199.tif 000007
（但し、化学式（２）中、Ｒ１、Ｒ２は水素原子またはアルキル基を、Ｘは酸素、イオウ等の２価の原子またはメチレン等の２価の有機基を示す。）
【００１４】
本発明の封止用樹脂組成物では、エポキシ樹脂として化学式（１）で示されるような窒素原子を含有する特定の構造を有するエポキシ樹脂を用いることにより、封止用樹脂組成物の硬化物の難燃性を向上させると共に、この硬化物により封止される電子部品封止装置の信頼性も向上させることができる。このような化学式（１）で示されるエポキシ樹脂は、成形作業性等の観点から、粘度が１Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００１５】
本発明に用いられる（Ａ）成分の化学式（１）で示されるエポキシ樹脂は、より好ましくは、化学式（１）で示されるエポキシ樹脂のうち、Ｒで示される基が下記化学式（３）で示されるものである。
【化７】
2006070199.tif 000008
【００１６】
本発明では、化学式（１）で示されるエポキシ樹脂のうち、Ｒが上記化学式（３）で示されるものを用いることにより、封止用樹脂組成物の硬化物の難燃性をより一層向上させると共に、この硬化物により封止される電子部品封止装置の信頼性もより一層向上させることができる。
【００１７】
なお、本発明では（Ａ）成分の化学式（１）で示されるエポキシ樹脂に加えて、必要に応じて、かつ本発明の目的に反しない限度において他のエポキシ樹脂、例えばビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂またはビフェニル型エポキシ樹脂等、一分子中に２個以上の反応基を有するエポキシ樹脂を併用することができる。
【００１８】
他のエポキシ樹脂としては、一般に電子部品の封止用樹脂組成物に使用されるものが好ましく、そのエポキシ当量は１５０以上であれば特に制限されるものではないが、特性、作業性の面から１８０から２２５程度のものが好ましい。
【００１９】
また、他のエポキシ樹脂の配合割合はその種類によっても変わるが、例えば他のエポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂の場合、（Ａ）成分の化学式（１）で示されるエポキシ樹脂およびビフェニル型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂全体１００重量％に対して、ビフェニル型エポキシ樹脂が４０重量％以下であることが好ましく、また、他のエポキシ樹脂がｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の場合、（Ａ）成分の化学式（１）で示されるエポキシ樹脂およびｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂全体１００重量％に対して、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が２０重量％以下であることが好ましい。ビフェニル型エポキシ樹脂、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の配合割合が上記範囲を超えると、封止用樹脂組成物の硬化物の難燃性が十分でなくなるため好ましくない。
【００２０】
本発明に用いられる（Ｂ）成分のフェノール樹脂としては、（Ａ）成分の化学式（１）で示されるエポキシ樹脂および必要に応じて併用される他のエポキシ樹脂のエポキシ基と反応し得るフェノール性水酸基を２個以上有するものであれば特に制限されるものではない。（Ｂ）成分のフェノール樹脂の具体的な例としては、例えばビスフェノールＡ型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂等が挙げられるが、ノボラック型フェノール樹脂が好ましく用いられる。これらのフェノール樹脂は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００２１】
（Ｂ）成分のフェノール樹脂の配合割合は、（Ａ）成分の化学式（１）で示されるエポキシ樹脂および必要に応じて併用される他のエポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂全体のエポキシ基数（ａ）と（Ｂ）成分のフェノール樹脂のフェノール性水酸基数（ｂ）との比（（ａ）／（ｂ））が０．５〜２の範囲であることが望ましい。上記比（（ａ）／（ｂ））が０．５未満もしくは２を超えると、封止用樹脂組成物の成形作業性および硬化物の電気特性が低下し、いずれの場合も好ましくない。
【００２２】
本発明に用いられる（Ｃ）無機充填材としては、シリカ粉末が好適に用いられるが、その他アルミナ粉末、窒化ケイ素粉末、窒化アルミ粉末、ガラス繊維またはウィスカー等を併用することもできる。
【００２３】
無機充填材の配合割合は、封止用樹脂組成物全体に対して６０重量％以上９０重量％以下とする。（Ｃ）無機充填材の配合割合が、封止用樹脂組成物全体に対して６０重量％未満または９０重量％を超えると、封止用樹脂組成物の成形作業性および硬化物の電気特性等が低下し、実用に適さなくなるため好ましくない。
【００２４】
本発明の封止樹脂組成物は、（Ａ）化学式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および（Ｃ）無機充填材を必須成分とするが、必要に応じて、かつ本発明の目的に反しない限度において、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムに代表される難燃性を有する金属水酸化物および縮合リン酸エステルに代表されるリン系難燃剤等の難燃剤、難燃助剤、天然ワックス類、合成ワックス類およびエステル類等の離型剤、エラストマー等の低応力化成分、着色剤、シランカップリング剤等の無機充填材の処理剤、ならびに、種々の硬化促進剤等の他の成分を添加してもよい。これら他の成分を合計したものの配合割合は、封止用樹脂組成物の成形作業性および硬化物の電気特性等の観点から、封止用樹脂組成物全体の１０重量％以下であることが好ましい。
【００２５】
本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として調製する場合の一般的な方法は、前述した（Ａ）化学式（１）で示されるエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂および（Ｃ）無機充填材を必須成分として配合し、必要に応じてその他の成分を配合し、ミキサー等によって充分均一に混合した後、さらに熱ロールによる溶融混合処理またはニーダ等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とすることができる。こうして得られた成形材料は、電子部品の封止、被覆、絶縁等に適用すれば優れた特性と信頼性を付与することができる。
【００２６】
本発明の電子部品封止装置は、上述したような成形材料を用いて電子部品を封止することにより容易に製造することができる。封止の最も一般的な方法としては低圧トランスファー成形法が挙げられるが、射出成形、圧縮成形、注形等による封止も可能である。
【００２７】
具体的には、上述したような成形材料を封止の際に加熱して硬化させることにより、最終的にこの硬化物によって封止された電子部品封止装置を得ることができる。加熱による硬化は１５０℃以上に加熱して硬化させることが望ましい。封止を行う電子部品としては、半導体素子に挙げられる、集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、コンデンサおよび光半導体等で特に限定されるものではない。
【実施例】
【００２８】
次に本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１）
化学式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｒが化学式（３）で示されるもの）１０重量％、フェノールノボラック型フェノール樹脂（フェノール当量１０５）３．５重量％、平均粒径２０μｍの球状シリカ粉末８５重量％、シランカップリング剤０．５重量％、カルナバワックス０．３重量％、カーボンブラック０．３重量％、および、トリフェニルホスフィン０．４重量％を配合し、室温で混合し、さらに８０〜１００℃で混練、冷却した後、粉砕して成形材料を製造した。
【００３０】
このようにして製造した成形材料について、硬化物の難燃性、燃焼時間、高温放置信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。なお、難燃性の評価は、成形材料を用いて１７５℃×２分のトランスファー成形によって得られた１２７×１２．７×０．８ｍｍｔの成形品に対して１７５℃×８ｈ後硬化処理を行ったものを試験片として用い、ＵＬ耐炎性試験規格に準じて行った。また、高温放置信頼性の評価は、シリコン製チップ（テスト素子）を銅フレームに接着し、成形材料を用いて１７５℃×９０秒のトランスファー成形によりＤＩＰ１４ｐｉｎの成形品を製造し、１７５℃４時間後硬化させた後、１７５℃の高温放置試験を行い、試料数４０個のうち断線による通電不良の発生した個数を不良数として示した。
【００３１】
（実施例２）
化学式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｒが化学式（３）で示されるもの）８．２重量％、フェノールアラルキル型フェノール樹脂（フェノール当量１７２）５．６重量％、平均粒径２０μｍの球状シリカ粉末８５重量％、シランカップリング剤０．５重量％、カルナバワックス０．３重量％、カーボンブラック０．２重量％、および、ＤＢＵ０．２重量％を配合し、上記（実施例１）と同様の方法により成形材料を製造した。この成形材料について、（実施例１）と同様の方法により、難燃性、燃焼時間および高温放置信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００３２】
（実施例３）
化学式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｒが化学式（３）で示されるもの）６．７重量％、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９８）１．５重量％、フェノールアラルキル型フェノール樹脂（フェノール当量１７２）５．６重量％、平均粒径２０μｍの球状シリカ粉末８５重量％、シランカップリング剤０．５重量％、カルナバワックス０．３重量％、カーボンブラック０．２重量％、及び、ＤＢＵ０．２重量％を配合し、上記（実施例１）と同様の方法により成形材料を製造した。この成形材料について、（実施例１）と同様の方法により、難燃性、燃焼時間および高温放置信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例１）
ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９８）７．６重量％、ＴＢＢＡ型臭素化エポキシ樹脂（エポキシ当量４００）１．０重量％、フェノールノボラック型フェノール樹脂（フェノール当量１０５）４．９重量％、平均粒径２０μｍの球状シリカ粉末８４重量％、三酸化アンチモン１重量％、シランカップリング剤０．５重量％、カルナバワックス０．３重量％、カーボンブラック０．３重量％、および、トリフェニルホスフィン０．４重量％を配合し、上記（実施例１）と同様の方法により成形材料を製造した。この成形材料について、（実施例１）と同様の方法により、難燃性、燃焼時間および高温放置信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００３４】
（比較例２）
ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９８）６．７重量％、フェノールアラルキル型フェノール樹脂（フェノール当量１７２）６．８重量％、平均粒径２０μｍの球状シリカ粉末８５重量％、シランカップリング剤０．５重量％、カルナバワックス０．３重量％、カーボンブラック０．２重量％、および、ＤＢＵ０．２重量％を配合し、上記（実施例１）と同様の方法により成形材料を製造した。この成形材料について、（実施例１）と同様の方法により、難燃性、燃焼時間および高温放置信頼性の評価を行った。結果を表１に示す。
【００３５】
以下に、実施例１〜３、比較例１、２で用いたエポキシ樹脂およびフェノール樹脂の商品名を示す。
化学式（１）で示されるエポキシ樹脂（Ｒが化学式（３）で示されるもの）：新日鐵化学株式会社製  ＮＩＣＥＲ−８０
ｏ−クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂：住友化学工業株式会社製  ＥＳＣＮ−１９５ＸＬ
ＴＢＢＡ型臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：旭化成エポキシ株式会社製  ＡＥＲ−８０２８
フェノールノボラック型フェノール樹脂：明和化成株式会社製  ＴＥＨ−１０８５
フェノールアラルキル型フェノール樹脂：明和化成株式会社製  ＭＥＨ−７８００
【００３６】
【表１】
2006070199.tif 000009
【００３７】
表１から明らかなように、実施例１〜３の封止用樹脂組成物では、エポキシ樹脂として少なくとも化学式（１）で示されるエポキシ樹脂を用いることにより、アンチモン化合物等の難燃剤を用いずに従来の封止用樹脂組成物とほぼ同等の難燃性を得られることが認められた。また、電子部品封止装置の製造に実施例１〜３の封止用樹脂組成物を用いることにより、電子部品封止装置の信頼性を従来よりも向上させられることが認められた。