(57)【要約】【課題】  良好な作業性、リペア性と共に、吸湿特性、絶縁特性にも優れた液状のエポキシ樹脂組成物を提供する。【解決手段】  塗布後に硬化させる、常温で液状のエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤もしくは硬化剤を硬化促進剤と共に、これらとの全体量において、平均粒径１〜５０μｍのポリメタクリル酸エステル粒子５〜２５ｗｔ％、平均粒径１〜２５μｍシリコンゴム粒子５〜２５ｗｔ％を、この両者の合計量が１０〜３０ｗｔ％の範囲内となるように配合する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布後に硬化される、常温で液状のエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤もしくは硬化剤と硬化促進剤と共に、これらとの全体量において平均粒径１〜５０μｍのポリメタクリル酸エステル粒子が５〜２５ｗｔ％、平均粒径１〜５０μｍのシリコーンゴム粒子が５〜２５ｗｔ％の範囲内で、かつ、両者の合計量が１０〜３０ｗｔ％の範囲内で含有されていることを特徴とする液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の液状エポキシ樹脂組成物において、無機充填材が配合されていることを特徴とする液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液状エポキシ樹脂組成物による封止が施されていることを特徴とする電気・電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の封止や電気・電子部品における接着等において有用な、液状エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体、集積回路等の表面実装部品の接続端子を保護する等のための塗布硬化による封止用の液状エポキシ樹脂組成物においては、塗布等のための適切な流動性や微小スペースへの浸透性等による液状組成物としての作業性が良好であることと共に、表面実装部品を取り替え必要性が生じた場合には、加熱によって接続端子のはんだを溶かして取り外す際に、封止した樹脂組成物硬化物をも容易に取り外せることが望まれている。しかしながら、このような硬化物の取り外しというリペア性が良好であることが望まれる一方で、取り外す場合以外には、硬化物には温度サイクル性や耐衝撃性に十分な信頼性を発揮できるような密着力や強度が必要とされている。
【０００３】
このような相反する特性を形状エポキシ樹脂組成物において兼ね備えることは容易ではなく、密着力や強度の大きい硬化物となる樹脂組成物ではリペア性に劣り、取り外しが容易でリペア性に優れた硬化物となる樹脂組成物では密着力や強度が十分ではないという問題がある。
【０００４】
このため、従来一般には、Ｔｇ（ガラス転移温度）の低い樹脂を用いて、加熱時に軟化しやすく取り外しが容易な樹脂組成物とする手段がとられてきているが、これによると、吸湿性や絶縁性について十分な特性が得られにくくなる傾向にある。
【０００５】
他方で、液状エポキシ樹脂組成物については、その用途、目的に応じて所要の特性を付与すべく様々な工夫が従来から試みられてきている。たとえば、リペア性の観点においては、電子部品の接着用の液状エポキシ樹脂組成物として、リペア性と接続信頼性をともに良好とするために、ポリメタクリル酸エステル樹脂やポリスチレン樹脂等からなる熱可塑性樹脂粒子を粒子状の硬化剤と併用するようにした樹脂組成物（特許文献１）や、ＣＳＰ／ＢＧＡと基板との隙間に封止樹脂を入れるアンダーフイル封止用として、リペア性と熱サイクル性を共に良好とするために、アクリル酸やメタクリル酸のエステル類を可塑剤として配合した液状エポキシ樹脂組成物（特許文献２）が提案されている。
【０００６】
また、粘度が低く塗工作業性に優れ、機械的特性やヒートサイクル性にも優れた半導体封止用の液状エポキシ樹脂組成物として、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル系のコア／シェル型粒子を配合すること（特許文献３）や、封止用の樹脂として、熱衝撃性の向上や内部応力の低減のためにシリコンパウダーを配合すること（特許文献４−５）等が提案されている。
【０００７】
しかしながら、これらの様々な工夫、改善にもかかわらず、従来の液状エポキシ樹脂組成物においては、作業性をはじめ、加熱による硬化物の取り外しが容易であるというリペア性と、封止や接着の信頼性を左右する吸湿性、絶縁性をも共にさらに向上させることのできる方策は見出されていない。
【特許文献１】特開２０００−３１９６２０号公報
【特許文献２】特許第３６１３３６７号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３１４５号公報
【特許文献４】特開２００５−１７１１６６号公報
【特許文献５】特許第３３９７１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のとおりの背景から、塗布硬化等として用いる液状エポキシ樹脂組成物において、作業性をはじめ、加熱による硬化物の取り外しが容易であるという良好なリペア性をさらに良好とし、封止、接着等の信頼性を左右する吸湿性、絶縁性をも一層良好なものとすることができる、改善された新しい液状エポキシ樹脂組成物と、これを用いた電気・電子部品を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、以下のことを特徴としている。
【００１０】
第１：塗布後に硬化される、常温で液状のエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂、硬化剤もしくは硬化剤と硬化促進剤と共に、これらとの全体量において平均粒径１〜５０μｍのポリメタクリル酸エステル粒子が５〜２５ｗｔ％、平均粒径１〜５０μｍのシリコーンゴム粒子が５〜２５ｗｔ％の範囲内で、かつこの両者の合計量が１０〜３０ｗｔ％の範囲内で含有されている。
【００１１】
第２：上記組成物において、さらに無機充填材が配合されている。
【００１２】
そして、本発明では、以上の液状エポキシ樹脂組成物による封止が施されている電気・電子部品も提供する。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１の本発明の液状エポキシ樹脂組成物によれば、塗布作業性が良好であるとともに、加熱による硬化物の取り外しが容易であるという良好なリペア性を実現し、しかも、封止、接着等の信頼性を左右する耐熱性や衝撃性、密着性を高めて吸湿性、絶縁性をも良好とする。
【００１４】
また、無機充填材を配合することで、耐熱性を高め、上記の効果を確実にするとともに、チクソトロピー性の調製を容易として塗布作業性をさらに良好なものとする。
【００１５】
これによって、本発明では、半導体等の封止が、電子部品の接着信頼性と、リペア性とを兼ね備えた、上記第３の発明のような電気・電子部品が実現されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の組成物において使用するエポキシ樹脂については、５℃〜２８℃程度の範囲の常温について、さらには１００℃程度までの温度範囲に液状のものであれば特にその種類は限定されることなく各種のものであってよい。
【００１７】
たとえば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ又はレゾルシンをベースとするジグリシジルエーテル；フェノールノボラック樹脂又はクレゾールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル；水素化ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル；グリシジルアミン型のもの；線状脂肪族エポキシド型のもの；フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸又はテトラヒドロフタル酸のジグリシジルエステル等が挙げられる。
【００１８】
これらの液状エポキシ樹脂のエポキシ等量は、１００〜３００の範囲内にあることが好ましく、特に１５０〜２５０の範囲内にあることが好ましい。
【００１９】
これらの液状エポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
上記液状エポキシ樹脂の中では粘度の低いビスフェノールＡ又はビスフェノールＦをベースとするジグリシジルエーテルが好ましい。
【００２１】
また、液状エポキシ樹脂組成物を用いて得られる成形体に靱性や粘着性を付与するために、上記液状エポキシ樹脂に、エチレンオキシド又はプロピレンオキシド付加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ダイマー酸型エポキシ樹脂、エポキシ変性ＮＢＲの等の変性エポキシ樹脂を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
本発明において用いるエポキシ樹脂用効果剤（Ｂ）は、５０〜２００℃に加熱されることにより、エポキシ樹脂のエポキシ基と架橋反応を起こし、エポキシ樹脂組成物を硬化させる作用を有する。
【００２３】
硬化剤としては、従来、エポキシ樹脂用硬化剤として用いられているものを使用することができる。
【００２４】
その具体例としては、ジシアンジアミド；４，４’−ジアミノヒフェニルスルホン；２−ｎ−ヘプタデシルイミダゾールのようなイミダゾール誘導体；イソフタル酸ジヒドラジド；Ｎ，Ｎ−ジアルキル尿素誘導体；Ｎ，Ｎ−ジアルキルチオ尿素誘導体；テトラヒドロ無水フタル酸等の酸無水物；イソホロンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ｍ−キシレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のポリアミン；ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、トリスジメチルアミノメチルフェノール、３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカン等のアミノアルキル環状化合物；メラミン；フッ化ホウ素錯化合物；各種ダイマー酸とジアミンの付加物よりなるポリアミドアミン；等が挙げられる。
【００２５】
これらのエポキシ樹脂用硬化剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
これらの中で、特に酸無水物やジシアンジアミドが好適である。
【００２７】
また、上記エポキシ樹脂成分の硬化助剤としては、たとえば、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン等の三級アミン化合物、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の有機ホスフィン化合物等が挙げられる。
【００２８】
液状エポキシ樹脂組成物の全体量に対しての配合割合については、エポキシ樹脂１００重量部に対して、通常、硬化剤は３〜１００重量部の範囲内とし、硬化促進剤については、硬化剤に対しての比率が１／５以下程度を考慮することができる。
【００２９】
そして、本発明の液状エポキシ樹脂組成物においては、上記のエポキシ樹脂、硬化剤もしくは硬化剤と硬化促進剤と共に、平均粒径が１〜５０μｍの範囲の、（Ａ）ポリメタクリル酸エステル粒子と（Ｂ）シリコーンゴム粒子の特定割合での配合を必須としている。
【００３０】
すなわち、上記のエポキシ樹脂と硬化剤、さらには硬化促進剤との全体量において、上記の（Ａ）ポリメタクリル酸エステル粒子と（Ｂ）シリコーンゴム粒子は、各々５〜２５ｗｔ％の範囲内とし、かつ、その（Ａ）（Ｂ）両者の合計量は１０〜３０ｗｔ％の範囲内とする。この範囲外では、本発明の所期の目的、効果である、作業性、リピア性、吸湿性、絶縁性において、バランス良く良好なものとすることが難しい。上記の平均粒径１〜５０μｍの範囲についても同様である。
【００３１】
これらの平均粒径や配合割合の限定性については後述の実施例の発明からも明らかである。たとえば平均粒径が上記範囲外の場合には作業性が低下し、配合割合が上記範囲外の場合にはリペア性が吸湿性、絶縁性が低下することになる。
【００３２】
なお、（Ａ）ポリメタクリル酸エステル粒子については、メタクリル酸メチルエステル重合体（ＰＭＭＡ）や、メタクリル酸メチルエステルとポリスチレンの共重合体がその代表的なものとして例示される。より好適にはＰＭＭＡが考慮される。
【００３３】
そして、（Ｂ）シリコーンゴム粒子については、通常、市販品の呼称として用いられているものを適宜に用いることができ、たとえば東レダウコーニング製の商品名「トレフィルＥ」等を用いることができる。
【００３４】
（Ｂ）シリコーンゴム粒子は、その硬度はデューロメータＡ硬度が２５〜８０°の範囲内であるものが好適なものとして考慮される。
【００３５】
また、本発明では、無機充填材を配合してもよく、これらの種類については特に限定されるものではなく、例えば結晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化ケイ素、タルク、ケイ酸カルシウム等が挙げられる。上記無機充填材は、単独で用いても、２種類以上を併用してもよい。なお、無機充填材として結晶シリカ又は溶融シリカ等のシリカを用いた場合、樹脂硬化物の線膨張係数が小さくなり、半導体素子の線膨張係数に近づくため好ましい。なお、無機充填材を、樹脂成分と無機充填材の合計１００重量部中に、６０〜９５重量部含有する場合、樹脂硬化物の吸湿量が低下し、吸湿ハンダ耐熱性が優れ好ましい。
【００３６】
さらに本発明の液状エポキシ樹脂組成物においては、所要によりシランカップリング剤や難燃剤、着色剤、さらには離型剤や界面活性剤が添加配合されてもよい。
【００３７】
液状エポキシ樹脂組成物を調製するにあたっては、上記の各成分を所要の割合で配合したものを溶解混合し、又は溶融混合した後３本ロール等で溶融混練して液体状のエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
【００３８】
液状エポキシ樹脂組成物の硬化成形体を封止樹脂とする半導体装置の製造方法を例示すると以下のとおりである。
【００３９】
たとえば、基板としては、セラミック、ガラス基材エポキシ樹脂含浸基材（プリプレグ）、ポリエチレンテレフタレート製シート等の絶縁層に回路形成がなされた配線基板が用いられる。このプリント配線基板上にＩＣチップ等の半導体チップをダイボンディングし、ワイヤボンディング法等にて配線基板の回路と導通させる。ここで半導体チップは、シリコンウエハー等の基板にアルミニウム等により回路形成し、更に抵抗、トランジスタ等の回路素子を形成するなどして得られる。次に、配線基板上の半導体チップ搭載部分に液状エポキシ樹脂組成物にて封止樹脂を形成し、配線基板上に露出する回路、半導体チップ、ワイヤ、及びこれらの接合部を電気的、機械的に外部環境から保護すると共に、ユーザーが使い易いようにする。封止樹脂の形成にあたっては、液状エポキシ樹脂組成物をディスペンサーを用いて塗布し、あるいはメタルマスク等を用いて印刷したものを、オーブンにてたとえば１００℃で１時間加熱することにより、硬化成形することができる。またアフターキュアーが必要な場合は、成形硬化後、たとえば１５０℃で３時間加熱するものである。また配線基板の外面には半田ボールを形成し、この半田ボールを、配線基板の回路と導通する外部接続端子として形成する。
【００４０】
そこで以下に実施例を示し、さらに詳しく本発明について説明する。もちろん、本発明は以下の例によって限定されることはない。
【実施例】
【００４１】
＜１＞成分配合
エポキシ樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂である油化シェル社製「エピコート８２８」（エポキシ等量１８９）、を用いた。
【００４２】
このエポキシ樹脂１００重量部に対して、硬化剤としての酸無水物である新日本理化社製４−メチルヘキサヒドロフタル酸「ＭＨ−７００」（水酸基当量１６６）の酸無水物を９０重量部、また、硬化促進剤としてのイミダゾール類である旭化成エポキシ社製「ＨＸ−３７４２」を３重量部用いた。
【００４３】
そして、無機充填材として、溶融シリカであるトクヤマ社製「ＳＥ１５」（平均粒径φ１５ミクロン−９８ｗｔ％以上が４５μｍ以下）を３０重量部の割合で用いた。
【００４４】
さらに、上記のエポキシ樹脂と硬化剤、硬化促進材との全体量（１００ｗｔ％）において、表１に示した配合割合（ｗｔ％）となるように、メタクリル酸エステル粒子として  根上工業  ハイパールＭＤ２７０と、シリコーンゴム粒子として  東レダウコーニング  トレフィルＥを用いた。
【００４５】
＜２＞上記成分割合の液状エポキシ樹脂組成物を、各成分の混合によって調製し、上記例示の方法に沿って半導体封止に使用し、塗布作業性、リペア性、吸湿性、絶縁性を評価した。
【００４６】
その際の評価方法と評価結果も表１に示した。
【００４７】
なお、［表１]における「判定」は総合評価を示している。
【００４８】
表１にも示されているように、本発明の実施例においては上記いずれの特性も良好であることがわかる。
【００４９】
【表１】
2008208182.tif 000002