(57)【要約】【課題】成形性、信頼性等が良好で、かつ、環境上の問題もないうえ、優れた難燃性を備えた白色の封止用樹脂組成物、およびそれを用いた電子部品装置を提供する。【解決手段】（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）β−チタン酸および（Ｄ）無機充填剤を含有し、実質的に難燃剤を含まない白色の封止用樹脂組成物であって、（Ｃ）成分の含有量が全体の５〜３０重量％である封止用樹脂組成物、およびこれを用いた電子部品装置である。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）β−チタン酸および（Ｄ）無機充填剤を含有し、実質的に難燃剤を含まない白色の封止用樹脂組成物であって、（Ｃ）成分の含有量が全体の５〜３０重量％であることを特徴とする白色の封止用樹脂組成物。
【請求項２】
（Ｃ）成分および（Ｄ）成分の合計量が全体の６０〜９０重量％であることを特徴とする請求項１記載の白色の封止用樹脂組成物。
【請求項３】
（Ｄ）成分がシリカ粉末であることを特徴とする請求項１または２記載の白色の封止用樹脂組成物。
【請求項４】
（Ｅ）硬化促進剤として、２−ヘプタデシルイミダゾールを含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の白色の封止用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の白色の封止用樹脂組成物の硬化物によって電子部品が封止されてなることを特徴とする電子部品装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体等の電子部品の封止材料として使用される樹脂組成物およびこれを用いた電子部品装置に係り、さらに詳しくは、光半導体装置等に好適な白色の樹脂組成物およびこれを用いた電子部品装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、フォトカプラ等の光半導体装置においては、光反射率を高めるため白色の封止樹脂材料が使用されており、特に、充填剤として白色の酸化チタンを配合したエポキシ樹脂ベースの組成物が、光反射率が高い上、成形性や耐湿信頼性にも優れることから汎用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、近年、このような封止樹脂材料においては、安全性の点から、ＵＬ規格により難燃性を付与することが求められてきている。
【０００４】
従来、エポキシ樹脂をベースとした組成物においては、塩素、臭素等のハロゲン元素を含む化合物や金属酸化物を配合することにより難燃性を付与しており、具体的には、臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンの併用が一般的である。
【０００５】
しかしながら、ハロゲン化合物や金属酸化物（特に三酸化アンチモン）は電子部品の信頼性を低下させるという問題がある。加えて、最近では、これらの環境への悪影響も指摘され始めている。
【０００６】
このため、リン酸エステル系難燃剤と金属水和物の併用など、ハロゲン系難燃剤（ハロゲン化合物およびアンチモン化合物）を含有しない難燃化技術の開発が進められている。しかしながら、リン酸エステル系難燃剤は、加水分解によりリン酸を発生しこれが封止物の耐湿信頼性を低下させるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１６９５５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、近年、難燃性に優れた白色の封止用樹脂組成物が要求されてきているが、従来のハロゲン系難燃剤を使用した組成物は、信頼性や環境への影響の点で問題があり、また、リン酸エステル系難燃剤および金属水和物を使用した組成物も、成形性や耐湿信頼性が低いという問題があった。したがって、未だ十分な成形性や信頼性を備え、かつ、環境上の問題もないうえ、難燃性に優れた白色の封止用樹脂組成物は得られていない。
【０００９】
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、成形性、信頼性等が良好で、かつ、環境上の問題もないうえ、優れた難燃性を備えた白色の封止用樹脂組成物、およびそれを用いた電子部品装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、β−チタン酸を特定の割合で配合した場合に、難燃剤を使用することなくエポキシ樹脂組成物に優れた難燃性を付与することができることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
すなわち、本発明の白色の封止用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）β−チタン酸および（Ｄ）無機充填剤を含有し、実質的に難燃剤を含まない白色の封止用樹脂組成物であって、（Ｃ）成分の含有量が全体の５〜３０重量％であることを特徴としている。
【００１２】
本発明において、（Ｃ）成分および（Ｄ）成分の合計量が全体の６０〜９０重量％であってもよい。
また、（Ｄ）成分がシリカ粉末であってもよい。
さらに、（Ｅ）硬化促進剤として、２−ヘプタデシルイミダゾールを含有していてもよい。
【００１３】
本発明の電子部品装置は、上記の白色の封止用樹脂組成物の硬化物によって電子部品が封止されてなることを特徴としている。
【００１４】
本発明においては、β−チタン酸を特定の割合で配合したことにより、難燃剤を実質的に配合することなく優れた難燃性を付与することができる。このため、難燃剤を配合する必要がなくなり、難燃剤の配合による成形性や耐湿信頼性の低下を防止することができるとともに、β−チタン酸自身が成形性や耐湿信頼性を損なうこともないため、本発明の樹脂組成物は、難燃性が良好で、かつ、成形性、耐湿信頼性に優れたものとなり、高品質、高信頼性の電子部品装置を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のノンハロゲン難燃化封止用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）β−チタン酸および（Ｄ）無機充填剤を必須成分とし、かつ、実質的に難燃剤を含まないものである。
【００１６】
（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば、分子構造、分子量等に制限されることなく一般に使用されているものを広く用いることができる（但し、臭素化エポキシ樹脂等のハロゲン元素を含有するエポキシ樹脂を除く）。具体的には、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、縮合環芳香族炭化水素変性エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。本発明においては、なかでも下記一般式［Ｉ］で示されるクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の使用が好ましい。
【００１７】
【化１】
2004359846.tif 000002
（但し、式中、ｎは０または１以上の整数を表す）
【００１８】
（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤としては、（Ａ）成分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分子中に２個以上有するものであれば、特に制限されることなく使用される。具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パラキシレン変性フェノール樹脂、フェノール類とベンズアルデヒド、ナフチルアルデヒド等との縮合物、トリフェノールメタン化合物、多官能型フェノール樹脂等が挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。本発明においては、なかでも下記一般式［ＩＩ］で示されるフェノールノボラック樹脂、下記一般式［ＩＩＩ］で示されるフェノールアラルキル樹脂の使用が好ましい。
【００１９】
【化２】
2004359846.tif 000003
（但し、式中、ｎは０または１以上の整数を表す）
【化３】
2004359846.tif 000004
（但し、式中、ｎは０または１以上の整数を表す）
【００２０】
この（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の配合量は、（Ａ）成分のエポキシ樹脂が有するエポキシ基（ａ）と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤が有するフェノール性水酸基（ｂ）との比（ａ）／（ｂ）（当量比）が０．１〜１０となる範囲が好ましく、０．５〜２となる範囲であるとより好ましい。当量比が０．１未満もしくは１０を超えると、耐熱性、成形性、硬化物の電気特性等が低下する。
【００２１】
（Ｃ）成分のβ−チタン酸は、分子式ＴｉＯ（ＯＨ）２で示される白色粉末状の含水酸化チタンであり、アナターゼ型ニ酸化チタンを７０〜９０重量％含有している。
【００２２】
この（Ｃ）成分のβ−チタン酸は、本発明の効果を十分発現させるために、全組成物中に５〜３０重量％配合する必要があるが、１０〜２０重量％配合するとより好ましい。配合量が組成物全体の５重量％に満たないと、白色度が低下するとともに難燃性の発現も不十分となる。また、３０重量％を超えると成形性および機械強度が低下する。
【００２３】
（Ｄ）成分の無機充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、タルク、クレー、マイカ、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化珪素、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミ等の粉末、これらを球形化したビーズ、単結晶繊維、ガラス繊維等が挙げられる。これらは単独または２種以上混合して使用することができる。本発明においては、これらのなかでも、最大粒径が１５０μｍ以下で平均粒径が１０〜３０μｍの粉末状のものが、成形性、流動性等の観点から適しており、その種類としては、溶融シリカ、結晶シリカが好ましい。
【００２４】
この（Ｄ）成分の無機充填剤の配合量は、（Ｄ）成分と上記（Ｃ）成分との合計量が組成物全体の６０〜９０重量％の範囲になるような量であることが好ましく、６５〜８５重量％の範囲になる量であるとより好ましい。（Ｄ）成分と（Ｃ）成分との合計量が組成物全体の６０重量％に満たないと、耐熱性、耐湿性、機械的特性、成形性等が低下し、逆に９０重量％を超えると、カサバリが大きくなり、成形性が不良となって実用が困難になる。
【００２５】
本発明の封止用樹脂組成物には、以上の各成分の他、この種の組成物に一般に配合される、硬化促進剤、シランカップリング剤、カーボンブラック、コバルトブルー等の着色剤、合成ワックス、天然ワックス、エステル類、直鎖脂肪族等の離型剤、シリコーンゴム等の低応力付与剤等を、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて配合することができる。
【００２６】
硬化促進剤としては、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール等の３級アミン類、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、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、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩等が挙げられる。これらは単独または２種以上混合して使用することができる。本発明においては、高い白色度を確保するため、２−ヘプタデシルイミダゾールの使用が特に好ましい。
【００２７】
また、シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−（メタクリロプロピル）トリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシラン等が挙げられる。これらは単独または２種以上混合して使用することができる。
【００２８】
本発明の封止用樹脂組成物を調製するにあたっては、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤、（Ｃ）β−チタン酸、（Ｄ）無機充填剤および前述した必要に応じて配合される各種成分をミキサー等によって十分に混合（ドライブレンド）した後、熱ロールやニーダ等により溶融混練し、冷却後適当な大きさに粉砕するようにすればよい。
【００２９】
本発明の電子部品装置は、上記の封止用樹脂組成物を用いて電子部品を封止することにより製造することができる。封止を行う電子部品としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の光半導体電子部品の他、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等の半導体電子部品が例示される。封止方法としては、低圧トランスファー法が一般的であるが、射出成形、圧縮成形、注型等による封止も可能である。封止用樹脂組成物で封止後は、加熱して硬化させ、最終的にその硬化物によって封止された電子部品装置が得られる。後硬化させる際の加熱温度は、１５０℃以上とすることが好ましい。
【００３０】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
【００３１】
実施例１、２、比較例１〜３
ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（長春人造社製  商品名ＣＮＥ−２００ＥＬＤ、エポキシ当量２００）、臭素化エポキシ樹脂（日本化薬社製  商品名  ＡＥＲ−８０２８；エポキシ当量４００）、ノボラック型フェノール樹脂（明和化成社製  商品名ＭＥＨ−１０００、水酸基当量１０５）、β‐チタン酸（テイカ社製商品名ＡＭＴ−１００）、最大粒径１５０μｍ、平均粒径２５μｍの溶融球状シリカ粉末、離型剤としてカルバナワックスおよび難燃助剤として三酸化アンチモンを用い、表１に示す配合割合で常法により封止用樹脂組成物を製造した。すなわち、各成分を常温でドライブレンドした後、９０〜９５℃で加熱混練し、冷却後、粉砕して封止用樹脂組成物を製造した。
【００３２】
上記各実施例および各比較例で得られた封止用樹脂組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価した。
【００３３】
［難燃性］
封止用樹脂組成物を１７５℃、２分間の条件でトランスファー成形し、次いで１７５℃、８時間の後硬化を行って１２０ｍｍ×１２ｍｍ×０．８ｍｍの試験片を作製し、ＵＬ−９４耐炎性試験規格に基づく燃焼試験を行った。
【００３４】
［成形性］
封止用樹脂組成物を用いて１７５℃、２分間のトランスファー成形および１７５℃、８時間の後硬化によりＤＩＰ（Ｄｕａｌ−Ｉｎ  Ｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）−１４ｐｉｎパッケージを作製し、充填不良の発生率（試料数４８）を調べた。
【００３５】
［耐湿信頼性］
２本のアルミ配線を有するシリコンチップ（試験用デバイス）を銅フレームに接着し、封止用樹脂組成物を用いて１７５℃、２分間のトランスファー成形により封止し、１７５℃で４時間後硬化させてＤＩＰ（Ｄｕａｌ−Ｉｎ  Ｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）−１４ｐｉｎパッケージを作製した。このパッケージを１２７℃、２．５気圧の飽和水蒸気雰囲気中に置き、耐湿性試験（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｏｋｅｒ  Ｔｅｓｔ：ＰＣＴ）を行い、５００時間、７５０時間および１０００時間後の不良（断線による通電不良）の発生率（試料数２０）を調べた。
【００３６】
これらの結果を表１に併せ示す。
【表１】
2004359846.tif 000005
【００３７】
表１からも明らかなように、実施例のエポキシ樹脂組成物はいずれも、難燃性に優れ、かつ、成形性や耐湿信頼性も良好であった。これに対し、β−チタン酸の配合量の少ない比較例１では、難燃性に乏しく、また、β−チタン酸を過剰配合した比較例２では、難燃性は良好であったものの成形性および耐湿信頼性が不良であった。さらに、ハロゲン系難燃剤を使用した比較例３でも、難燃性は良好であったものの、実施例に比べ成形性および耐湿信頼性に劣っており、本発明による効果が確認された。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、難燃性および成形性に優れ、長期に亘る耐湿信頼性が保証されるとともに、環境上の問題もない封止用樹脂組成物およびそれを用いた高信頼性の電子部品装置を得ることができる。