JP2007134372A - 金メッキプリント基板上に装着された半導体素子の封止方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体素子を装着した金メッキプリント基板をシリコーン樹脂で封止する際に十分な接着性を有する半導体素子の封止方法を提供する。
【解決手段】金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、前記金メッキプリント基板を予め酸無水物基含有アルコキシシラン若しくはその部分加水分解縮合物又はそれらの組み合わせからなる処理剤で処理する上記封止方法、並びに金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、前記硬化性シリコーン樹脂が酸無水物基含有アルコキシシラン若しくはその部分加水分解縮合物又はそれらの組み合わせからなる処理剤を含有する上記封止方法。
【選択図】なし
【解決手段】金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、前記金メッキプリント基板を予め酸無水物基含有アルコキシシラン若しくはその部分加水分解縮合物又はそれらの組み合わせからなる処理剤で処理する上記封止方法、並びに金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、前記硬化性シリコーン樹脂が酸無水物基含有アルコキシシラン若しくはその部分加水分解縮合物又はそれらの組み合わせからなる処理剤を含有する上記封止方法。
【選択図】なし
Description
本発明は、金メッキプリント基板上に装着された半導体素子の封止方法に関する。
従来、光半導体として、各種光センサー用のフォトダイオード、フォトトランジスタ等の受光素子および発光ダイオード（ＬＥＤ）が知られている。これらの成形方法としては、例えば、金メッキプリント基板上に半導体素子をマウントし、ワイヤーボンディング後、ポッティング、トランスファーモールド等の成型技術を用いて該半導体素子を封止する技術が知られている。
従来、封止材料としてはエポキシ樹脂が用いられていたが、素子の高性能化に伴って素子からの光エネルギーの増大や発熱量の増大によりエポキシ樹脂の変色劣化が指摘されている（非特許文献１）。それに代わる耐久性の優れた樹脂としてはシリコーン樹脂があるが、上記の方法においては接着性に劣る場合があるため、そのまま置き換えることは困難であった（非特許文献２）。
電子材料９月号（第４４巻第９号）ｐ．８６−８９（発行所：（株）工業調査会）
電子材料９月号（第４４巻第９号）ｐ．９０−９３（発行所：（株）工業調査会）
一方、無機物質とシリコーン材料とを接着する方法としては、無機物質をシランカップリング剤で予め表面処理する方法、シリコーン材料にシランカップリング剤を添加する方法等が知られている。具体的にはシランカップリング剤を直接に、または溶剤（有機溶剤または水）で希釈した溶液を無機物質にスプレーする方法や浸漬・乾燥する方法がある。しかし、無機物質が金（例えば、金メッキ）の場合には、良好な接着性を得ることが困難であった。
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、半導体素子をマウントした金メッキプリント基板をシリコーン樹脂で封止する際に、十分な接着性を有する、半導体素子の封止方法を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は第一に、
金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記金メッキプリント基板を予め酸無水物基含有アルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物またはそれらの組み合わせからなる処理剤で処理する上記封止方法（以下、これを「封止方法１」という）、を提供する。
金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記金メッキプリント基板を予め酸無水物基含有アルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物またはそれらの組み合わせからなる処理剤で処理する上記封止方法（以下、これを「封止方法１」という）、を提供する。
本発明は第二に、
金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記硬化性シリコーン樹脂が酸無水物基含有アルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物またはそれらの組み合わせからなる処理剤を含有する上記封止方法（以下、これを「封止方法２」という）、を提供する。
金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記硬化性シリコーン樹脂が酸無水物基含有アルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物またはそれらの組み合わせからなる処理剤を含有する上記封止方法（以下、これを「封止方法２」という）、を提供する。
本発明の封止方法を適用することにより、得られた封止体（積層体）は、金メッキプリント基板とシリコーン樹脂との接着性が著しく優れ、更にはシリコーン樹脂の外観および硬度も良好であり、タックも認められないものである。その上、ヒートサイクル、高温・高湿条件、リフロー条件に対する耐久性も良好なものである。従って、本発明の封止方法は、半導体素子（例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、受光素子等の光半導体素子）の封止方法として、受光素子および発光ダイオードの保護、封止または接着の用途に特に好適である。
以下、本発明を詳しく説明する。
＜処理剤＞
本発明の封止方法に用いられる処理剤は、酸無水物基含有アルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物またはそれらの組み合わせであり、詳しくは一分子中に酸無水物基とアルコキシ基を有する化合物である。この酸無水物基含有アルコキシシランは、例えば、下記一般式（１）：
Ｒ(4-n)ＳｉＸn （１）
（式中、Ｒは酸無水物基であり、Ｘは炭素原子数１〜６のアルコキシ基または１価炭化水素基であり、但し、Ｘの少なくとも１個はアルコキシ基であり、ｎは１〜３の整数である。）
で表される。
本発明の封止方法に用いられる処理剤は、酸無水物基含有アルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物またはそれらの組み合わせであり、詳しくは一分子中に酸無水物基とアルコキシ基を有する化合物である。この酸無水物基含有アルコキシシランは、例えば、下記一般式（１）：
Ｒ(4-n)ＳｉＸn （１）
（式中、Ｒは酸無水物基であり、Ｘは炭素原子数１〜６のアルコキシ基または１価炭化水素基であり、但し、Ｘの少なくとも１個はアルコキシ基であり、ｎは１〜３の整数である。）
で表される。
上記一般式（１）中、Ｒで表される酸無水物基は、例えば、下記構造式：
上記一般式（１）中、Ｘで表されるアルコキシ基は、好ましくは炭素原子数１〜４であり、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等であり、好ましくはメトキシ基である。Ｘで表される１価炭化水素基は、好ましくは炭素原子数１〜４であり、具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基であり、好ましくは工業的に入手容易なメチル基である。上記一般式（１）中、Ｘの２〜３個、特には３個がアルコキシ基であることが、無機物質との接着性が向上するので好ましい。
上記一般式（１）で表される酸無水物基含有アルコキシシランとしては、例えば、下記構造式（１ａ）：
で表される、アリルコハク酸無水物とトリメトキシシランの付加反応生成物；下記構造式（１ｂ）：
で表される、アリルコハク酸無水物とトリエトキシシランの付加反応生成物；下記構造式（１ｃ）：
本発明の封止方法に用いられる処理剤のうち、酸無水物基含有アルコキシシランの部分加水分解縮合物は、上記酸無水物基含有アルコキシシランを部分加水分解および縮合して得られる化合物である。
これらの処理剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
＜硬化性シリコーン樹脂＞
本発明の封止方法に用いられる硬化性シリコーン樹脂は、通常、硬化性シリコーン樹脂組成物であり、好ましくは下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する組成物である。以下、好ましい実施形態である組成物を一例として説明する。
本発明の封止方法に用いられる硬化性シリコーン樹脂は、通常、硬化性シリコーン樹脂組成物であり、好ましくは下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する組成物である。以下、好ましい実施形態である組成物を一例として説明する。
［（Ａ）付加反応性炭素−炭素二重結合を有する有機ケイ素化合物］
（Ａ）成分は、付加反応性炭素−炭素二重結合を１分子中に２個以上、好ましくは２〜１０個有する有機ケイ素化合物である。「付加反応性」とは、ケイ素原子に結合した水素原子とヒドロシリル化反応により付加し得る性質を意味する。
（Ａ）成分は、付加反応性炭素−炭素二重結合を１分子中に２個以上、好ましくは２〜１０個有する有機ケイ素化合物である。「付加反応性」とは、ケイ素原子に結合した水素原子とヒドロシリル化反応により付加し得る性質を意味する。
付加反応性炭素−炭素二重結合としては、例えば、ビニル基、アリル基等のアルケニル基；脂環式炭化水素の環を構成しているビニレン基（-ＣＨ＝ＣＨ-）等に含まれる炭素−炭素二重結合が挙げられる。
（Ａ）成分の構造は、直鎖状であっても、環状であっても、それらの一部が分岐鎖を有するものであってもよい。
（Ａ）成分は、特に限定されず、例えば、半導体素子の封止の分野において周知の付加反応硬化型シリコーン樹脂組成物の主剤として一般に用いられるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンやジシリルフェニレン基含有有機ケイ素化合物等が挙げられる。なお、ジシリルフェニレン基とは、式：−ＳｉＲ1 2−Ｃ６Ｈ４−ＳｉＲ1 2−（式中、Ｒ1は独立に、１価炭化水素基である。以下、同じである。）で表される基である。
上記式中、Ｒ1で表される１価炭化水素基は、炭素原子数が、好ましくは１〜12、より好ましくは１〜６のものである。この１価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基が挙げられる。
−アルケニル基含有オルガノポリシロキサン−
アルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、例えば、下記平均組成式（２）：
Ｒ2 a(Ｃ6Ｈ5)bＳｉＯ[(4-a-b)/2] （２）
（式中、Ｒ2は独立に、フェニル基以外の置換もしくは非置換の１価炭化水素基、アルコキシ基または水酸基であり、但し、全Ｒ2の0.1〜80モル％、好ましくは0.3〜70モル％はアルケニル基であり、ａは0.1〜1.8、好ましくは0.2〜1.6の数、ｂは0.2〜1.9、好ましくは0.25〜1.7の数であり、但し、１≦ａ＋ｂ＜２、好ましくは1.1≦ａ＋ｂ≦1.9、かつ0.20≦ｂ/（ａ＋ｂ)≦0.95、好ましくは0.3≦ｂ/(ａ＋ｂ)≦0.85である。）
で表される。この平均組成式（２）で表される化合物を用いると、光透過性に優れた硬化物が得られるので好ましい。
アルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、例えば、下記平均組成式（２）：
Ｒ2 a(Ｃ6Ｈ5)bＳｉＯ[(4-a-b)/2] （２）
（式中、Ｒ2は独立に、フェニル基以外の置換もしくは非置換の１価炭化水素基、アルコキシ基または水酸基であり、但し、全Ｒ2の0.1〜80モル％、好ましくは0.3〜70モル％はアルケニル基であり、ａは0.1〜1.8、好ましくは0.2〜1.6の数、ｂは0.2〜1.9、好ましくは0.25〜1.7の数であり、但し、１≦ａ＋ｂ＜２、好ましくは1.1≦ａ＋ｂ≦1.9、かつ0.20≦ｂ/（ａ＋ｂ)≦0.95、好ましくは0.3≦ｂ/(ａ＋ｂ)≦0.85である。）
で表される。この平均組成式（２）で表される化合物を用いると、光透過性に優れた硬化物が得られるので好ましい。
上記平均組成式（２）中、Ｒ2で表される１価炭化水素基およびアルコキシ基は、炭素原子数が、好ましくは１〜12、より好ましくは１〜６のものである。この１価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基等が挙げられる。このアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。工業的入手容易で反応性の観点からＲ2としては、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
上記平均組成式（２）で表されるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの具体例としては、
（ＣＨ３）0.7（Ｃ６Ｈ５）0.55（ＣＨ２＝ＣＨ−）0.2ＳｉＯ1.28
（ＣＨ３）0.４（Ｃ６Ｈ５）0.75（ＣＨ２＝ＣＨ−）0.４（ＨＯ）0.13ＳｉＯ1.16
等が挙げられる。
（ＣＨ３）0.7（Ｃ６Ｈ５）0.55（ＣＨ２＝ＣＨ−）0.2ＳｉＯ1.28
（ＣＨ３）0.４（Ｃ６Ｈ５）0.75（ＣＨ２＝ＣＨ−）0.４（ＨＯ）0.13ＳｉＯ1.16
等が挙げられる。
−ジシリルフェニレン基含有有機ケイ素化合物−
ジシリルフェニレン基含有有機ケイ素化合物の具体例としては、下記構造式（３ａ）：
（式中、ｐは0〜10の整数である。）
で表されるもの等が挙げられる。
で表されるもの等が挙げられる。
（Ａ）成分としては、上記構造式（３ａ）で表され、式中のｐの値（平均）が０〜５である化合物が特に好ましい。
（Ａ）成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
［（Ｂ）ケイ素原子に結合した水素原子を有する有機ケイ素化合物］
（Ｂ）成分は、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上、好ましくは３〜５０個有する有機ケイ素化合物である。このケイ素原子に結合した水素原子は、（Ａ）成分中の付加反応性炭素−炭素二重結合と、ヒドロシリル化反応により付加するものである。
（Ｂ）成分は、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上、好ましくは３〜５０個有する有機ケイ素化合物である。このケイ素原子に結合した水素原子は、（Ａ）成分中の付加反応性炭素−炭素二重結合と、ヒドロシリル化反応により付加するものである。
（Ｂ）成分の構造は、直鎖状であっても、環状であっても、それらの組み合わせであっても、それらの一部に分岐構造を有するものであってもよい。
（Ｂ）成分は特に限定されず、例えば、直鎖状または環状のオルガノハイドロジェンポリシロキサン、環状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとビニルノルボルネンとをヒドロシリル化反応させてなる付加反応生成物等が挙げられる。
直鎖状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、例えば、下記一般式（４）：
で表される。特には、ｐおよびｑがいずれも１以上であり、分子中にジフェニルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好ましい。
上記式（４）中、Ｒ3で表されるアルキル基は、通常、炭素原子数１〜６であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。
直鎖状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの具体例としては、下記構造式：
Ｍｅ3ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)1(ＭｅＨＳｉＯ)3ＳｉＭｅ3
Ｍｅ3ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)2(ＭｅＨＳｉＯ)3ＳｉＭｅ3
Ｍｅ3ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)3(ＭｅＨＳｉＯ)3ＳｉＭｅ3
ＨＭｅ2ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)1(ＭｅＨＳｉＯ)1ＳｉＭｅ2Ｈ
ＨＭｅ2ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)2(ＭｅＨＳｉＯ)2ＳｉＭｅ2Ｈ
ＨＭｅ2ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)3(ＭｅＨＳｉＯ)3ＳｉＭｅ2Ｈ
で表されるもの等が挙げられる。
Ｍｅ3ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)1(ＭｅＨＳｉＯ)3ＳｉＭｅ3
Ｍｅ3ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)2(ＭｅＨＳｉＯ)3ＳｉＭｅ3
Ｍｅ3ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)3(ＭｅＨＳｉＯ)3ＳｉＭｅ3
ＨＭｅ2ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)1(ＭｅＨＳｉＯ)1ＳｉＭｅ2Ｈ
ＨＭｅ2ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)2(ＭｅＨＳｉＯ)2ＳｉＭｅ2Ｈ
ＨＭｅ2ＳｉＯ(Ｐｈ2ＳｉＯ)3(ＭｅＨＳｉＯ)3ＳｉＭｅ2Ｈ
で表されるもの等が挙げられる。
環状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、例えば、下記一般式（５）：
(ＨＲ4ＳｉＯ)r(Ｒ4 2ＳｉＯ)s （５）
（式中、Ｒ4は独立にアルキル基であり、ｒは１以上、好ましくは２〜４の整数であり、ｓは０以上、好ましくは０〜1の整数である。）
で表される。
(ＨＲ4ＳｉＯ)r(Ｒ4 2ＳｉＯ)s （５）
（式中、Ｒ4は独立にアルキル基であり、ｒは１以上、好ましくは２〜４の整数であり、ｓは０以上、好ましくは０〜1の整数である。）
で表される。
上記式（５）中、Ｒ4で表されるアルキル基は、上述のＲ3で表されるアルキル基として説明したものと同種のものである。
環状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの具体例としては、下記構造式：
(ＨＭｅＳｉＯ)3
(ＨＭｅＳｉＯ)4
(ＨＭｅＳｉＯ)3(Ｍｅ2ＳｉＯ)
(ＨＭｅＳｉＯ)4(Ｍｅ2ＳｉＯ)
で表されるもの等が挙げられる。
(ＨＭｅＳｉＯ)3
(ＨＭｅＳｉＯ)4
(ＨＭｅＳｉＯ)3(Ｍｅ2ＳｉＯ)
(ＨＭｅＳｉＯ)4(Ｍｅ2ＳｉＯ)
で表されるもの等が挙げられる。
付加反応生成物は、例えば、上述の環状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとビニルノルボルネンとをヒドロシリル化反応させてなるものである。その具体例としては、下記構造式（６）：
で表されるもの等が挙げられる。
（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分中の付加反応性炭素・炭素二重結合１モルに対して、通常、0.3〜3.0モルであるが、封止材の用途に必要とされる十分な硬度を有する硬化物を得るためには、好ましくは0.5〜2.0モル、より好ましくは0.6〜1.5モルである。
（Ｂ）成分は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
［（Ｃ）ヒドロシリル化反応触媒］
（Ｃ）成分は、ヒドロシリル化反応触媒である。（Ｃ）成分としては、ヒドロシリル化反応触媒として従来から公知のものを全て使用することができる。（Ｃ）成分の具体例としては、白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応生成物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、ビス(アセチルアセトナト)白金：Pt{-OC(CH3)=CHC(O)CH3}2等の白金系触媒；パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の白金族金属系触媒等が挙げられる。
（Ｃ）成分は、ヒドロシリル化反応触媒である。（Ｃ）成分としては、ヒドロシリル化反応触媒として従来から公知のものを全て使用することができる。（Ｃ）成分の具体例としては、白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応生成物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、ビス(アセチルアセトナト)白金：Pt{-OC(CH3)=CHC(O)CH3}2等の白金系触媒；パラジウム系触媒、ロジウム系触媒等の白金族金属系触媒等が挙げられる。
（Ｃ）成分の配合量は、触媒として作用する有効量であればよく、特に制限されないが、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計に対して、質量基準で、白金族金属原子として、通常、１〜500ppm、特に２〜100ppm程度であることが好ましい。かかる範囲を満たす場合には、硬化反応に要する時間が適切なものとなる。
［処理剤］
封止方法２（後で詳述する）を適用する場合には、組成物に前記処理剤を配合する必要がある。また、封止方法１（後で詳述する）を適用する場合であっても、組成物に前記処理剤を配合してもよい。処理剤の種類は、上述したとおりである。その場合の処理剤の配合量は、通常、組成物の1〜10質量％、好ましくは2〜8質量％、より好ましくは2〜5質量％である。かかる範囲を満たすと、透明性をそこなわない範囲内で良好な接着性を示す。これらの処理剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
封止方法２（後で詳述する）を適用する場合には、組成物に前記処理剤を配合する必要がある。また、封止方法１（後で詳述する）を適用する場合であっても、組成物に前記処理剤を配合してもよい。処理剤の種類は、上述したとおりである。その場合の処理剤の配合量は、通常、組成物の1〜10質量％、好ましくは2〜8質量％、より好ましくは2〜5質量％である。かかる範囲を満たすと、透明性をそこなわない範囲内で良好な接着性を示す。これらの処理剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
［その他の成分］
本発明の封止方法に好適に用いられる硬化性シリコーン樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分を配合してもよい。
本発明の封止方法に好適に用いられる硬化性シリコーン樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分を配合してもよい。
例えば、組成物の粘度、硬化物の硬度等を調整するために、ケイ素原子に結合した水素原子または付加反応性炭素−炭素二重結合を１分子中に１個だけ有するケイ素系化合物を配合することができる。具体的には、例えば、ケイ素原子に結合した水素原子または付加反応性炭素−炭素二重結合を１分子中に１個だけ有する直鎖状ジオルガノポリシロキサン、三次元網状オルガノポリシロキサン、環状ジオルガノポリシロキサン、シルフェニレン系化合物等が挙げられる。
ポットライフを確保するために、１−エチニルシクロヘキサノール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール等の付加反応制御剤を配合することができる。
強度を向上させるためにヒュームドシリカ等の無機質充填剤を透明性に影響を与えない範囲で配合してもよい。また、シランカップリング剤、染料、顔料、難燃剤等を配合してもよい。
耐久性を向上させるために、酸化防止剤、ビス（１−オクチロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート等のヒンダードアミン等の光安定化剤を使用することができる。
［調製・硬化条件］
本発明の封止方法に好適に用いられる硬化性シリコーン樹脂組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分および場合によってはその他の成分を均一に混合することにより調製することができる。この組成物から硬化物を作製するための硬化条件は、組成物の量によって異なるが、通常、60〜180℃、５〜600分とすることが好ましい。
本発明の封止方法に好適に用いられる硬化性シリコーン樹脂組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分および場合によってはその他の成分を均一に混合することにより調製することができる。この組成物から硬化物を作製するための硬化条件は、組成物の量によって異なるが、通常、60〜180℃、５〜600分とすることが好ましい。
＜半導体素子の封止方法＞
金メッキプリント基板上に装着された半導体素子を封止する方法としては、以下の二種類の方法がある。それらの方法について詳述する。
金メッキプリント基板上に装着された半導体素子を封止する方法としては、以下の二種類の方法がある。それらの方法について詳述する。
−封止方法１−
第一の方法は、
金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記金メッキプリント基板を予め前記処理剤で処理する上記封止方法
である。
第一の方法は、
金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記金メッキプリント基板を予め前記処理剤で処理する上記封止方法
である。
前記金メッキプリント基板の処理剤による処理方法は、金メッキプリント基板に半導体素子を装着する前に該基板を処理剤で処理する方法でもよいし、金メッキプリント基板に半導体素子を装着した後に該基板を処理剤で処理する方法でもよい。さらに、後者の場合には、該基板に装着した半導体素子を処理剤で処理しないように配慮してもよいし、該基板に装着した半導体素子ごと処理剤で処理してもよい。
上記封止方法で用いる処理剤は上述したとおりである。処理剤による処理方法は、例えば、処理剤を基板に直接塗布する方法または処理剤に基板を浸漬する方法でもよいが、処理剤をメタノール、エタノール等のアルコールに溶解させ、場合によってはさらに塩酸、酢酸等の酸を添加した溶液を作製して、塗布・浸漬を行ってもよい。溶液を作製して塗布・浸漬を行った場合には、処理後に硬化性シリコーン樹脂で被覆を行う前に、予め溶液中のアルコールを除去し、基板表面を乾燥させることが必要である。この処理に用いる処理剤の量は、硬化性シリコーン樹脂と金メッキプリント基板との良好な接着性を得るために十分な量であればよい。
上記封止方法で用いる硬化性シリコーン樹脂は、特に限定されないが、上記硬化性シリコーン樹脂の項で硬化性シリコーン樹脂組成物として説明したものを用いることが好ましい。硬化性シリコーン樹脂を用いて、例えば、金メッキプリント基板の一部または全部と装着された半導体素子を被覆するようにポッティング等を行い、次いで、硬化させることよって、該半導体素子を封止することができる。用いる硬化性シリコーン樹脂の量は、半導体素子を被覆するために十分な量であればよい。また、硬化方法は、硬化性シリコーン樹脂の性質によって異なるが、通常、70〜150℃で1〜10時間加熱すればよい。
以上の処理方法１の一例を説明すると、次のとおりである。即ち、酸無水物基含有アルコキシシランまたはその部分加水分解縮合物あるいはそれらの組み合わせからなる処理剤を、メタノール、エタノール等のアルコール100質量部に対し、0.01質量部から10質量部添加し、均一となるように混合する。この際、塩酸や酢酸を添加してもよい。半導体素子を装着した金メッキプリント基板を得られた溶液に数秒間から数分間、浸漬後、アルコールを除去するために乾燥を行う。乾燥後、硬化性シリコーン樹脂組成物で半導体素子および金メッキプリント基板を覆い、加熱を行うことにより封止する。
−封止方法２−
第二の方法は、
金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記硬化性シリコーン樹脂が前記処理剤を含有する上記封止方法
である。
第二の方法は、
金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記硬化性シリコーン樹脂が前記処理剤を含有する上記封止方法
である。
上記封止方法で用いる硬化性シリコーン樹脂は上述したとおりであり、含まれる処理剤の量も上述したとおりである。この硬化性シリコーン樹脂としては、上記硬化性シリコーン樹脂の項で硬化性シリコーン樹脂組成物として説明したものを用いることが好ましい。硬化性シリコーン樹脂を用いて、例えば、金メッキプリント基板の一部または全部と装着された半導体素子を被覆するようにポッティング等を行い、次いで、硬化させることよって、該半導体素子を封止することができる。用いる硬化性シリコーン樹脂の量は、半導体素子を被覆するために十分な量であればよい。また、硬化方法は、硬化性シリコーン樹脂の性質によって異なるが、通常、70〜150℃で1〜10時間加熱すればよい。
以上の処理方法２の一例を説明すると、次のとおりである。即ち、処理剤を含まない熱硬化性シリコーン樹脂組成物100質量部に対して、酸無水物基含有アルコキシシランまたはその部分加水分解縮合物あるいはそれらの組み合わせからなる処理剤を0.1質量部から20質量部の量を添加し、均一となるように混合する。こうして得られた処理剤含有組成物で半導体素子および金メッキプリント基板を覆い、加熱を行うことにより封止する。
以下、実施例および比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
＜実施例１＞
下記構造式（７）：
下記構造式（７）：
で表される化合物60質量部、下記構造式（９）：
で表される化合物40質量部、塩化白金酸のイソプロパノール溶液：上記構造式（８）および（９）で表される化合物の合計に対して白金金属原子として質量換算で40ppmとなる量、ヒンダードアミン系光安定剤としてビス(1-オクチロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート：上記構造式（８）および（９）で表される化合物の合計に対して質量換算で100ppmとなる量、からなる組成物Ａを約0.1ｍｍの厚さになるようポッティングし、１００℃で１時間、１５０℃で５時間、硬化させた。こうして封止体を作製した。
＜実施例２＞
実施例１に記載の組成物Ａ100質量部に対して、上記構造式（７）で表される酸無水物基含有アルコキシシラン２質量部を混合して、組成物Ｂを調製した。この組成物Ｂを未処理の金メッキプリント基板上に約0.1ｍｍの厚さになるようポッティングし、１００℃で１時間、１５０℃で５時間、硬化させた。こうして封止体を作製した。
実施例１に記載の組成物Ａ100質量部に対して、上記構造式（７）で表される酸無水物基含有アルコキシシラン２質量部を混合して、組成物Ｂを調製した。この組成物Ｂを未処理の金メッキプリント基板上に約0.1ｍｍの厚さになるようポッティングし、１００℃で１時間、１５０℃で５時間、硬化させた。こうして封止体を作製した。
＜比較例１＞
実施例１において、酸無水物基含有アルコキシシランの代わりに2-（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を用いた以外は、実施例１と同様にして封止体を作製した。
実施例１において、酸無水物基含有アルコキシシランの代わりに2-（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を用いた以外は、実施例１と同様にして封止体を作製した。
＜比較例２＞
実施例１において、酸無水物基含有アルコキシシランの代わりにＮ-（2-アミノエチル）-3-アミノプロピルトリメトキシシランを用いた以外は、実施例１と同様にして封止体を作製した。
実施例１において、酸無水物基含有アルコキシシランの代わりにＮ-（2-アミノエチル）-3-アミノプロピルトリメトキシシランを用いた以外は、実施例１と同様にして封止体を作製した。
＜比較例３＞
実施例１において、酸無水物基含有アルコキシシランの代わりに3-メルカプトプロピルトリメチルシランを用いた以外は、実施例１と同様にして封止体を作製した。
実施例１において、酸無水物基含有アルコキシシランの代わりに3-メルカプトプロピルトリメチルシランを用いた以外は、実施例１と同様にして封止体を作製した。
＜比較例４＞
実施例１において、酸無水物基含有アルコキシシランによる基板の表面処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして封止体を作製した。
実施例１において、酸無水物基含有アルコキシシランによる基板の表面処理を行わなかった以外は、実施例１と同様にして封止体を作製した。
＜特性評価＞
上記の実施例・比較例で作製した封止体のシリコーン樹脂硬化物について、以下の方法に準じて特性を評価した。それらの結果は表１に示す。
上記の実施例・比較例で作製した封止体のシリコーン樹脂硬化物について、以下の方法に準じて特性を評価した。それらの結果は表１に示す。
−外観−
硬化物の外観を目視により観察した。透明性が良好で表面が平坦な場合を「良好」と評価し、透明性に劣ったり、表面にゆがみがある場合を「不良」と評価した。
−タック−
硬化物のタックの有無を触感で判断した。
−硬度−
硬化物の硬度（Shore D）を測定した。
−接着性試験−
封止体の樹脂硬化物（金メッキプリント基板上の樹脂）に、カッターを用いて１ｍｍ間隔の切れ目を碁盤目状に入れた。このときの剥離状況を観察した。
Ａ：碁盤目状に切れ目を入れた後に基板を折り曲げても剥離しなかった。
Ｂ：碁盤目状に切れ目を入れても剥離しなかった。
Ｃ：碁盤目状に切れ目を入れた際（即ち、二方向に切れ目を入れた際）に剥離した。
Ｄ：一方向に切れ目を入れた際に剥離した。
硬化物の外観を目視により観察した。透明性が良好で表面が平坦な場合を「良好」と評価し、透明性に劣ったり、表面にゆがみがある場合を「不良」と評価した。
−タック−
硬化物のタックの有無を触感で判断した。
−硬度−
硬化物の硬度（Shore D）を測定した。
−接着性試験−
封止体の樹脂硬化物（金メッキプリント基板上の樹脂）に、カッターを用いて１ｍｍ間隔の切れ目を碁盤目状に入れた。このときの剥離状況を観察した。
Ａ：碁盤目状に切れ目を入れた後に基板を折り曲げても剥離しなかった。
Ｂ：碁盤目状に切れ目を入れても剥離しなかった。
Ｃ：碁盤目状に切れ目を入れた際（即ち、二方向に切れ目を入れた際）に剥離した。
Ｄ：一方向に切れ目を入れた際に剥離した。
Claims (3)
- 金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記金メッキプリント基板を予め酸無水物基含有アルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物またはそれらの組み合わせからなる処理剤で処理する上記封止方法。 - 金メッキプリント基板に装着した半導体素子を硬化性シリコーン樹脂で被覆し、次いで該硬化性シリコーン樹脂を硬化させる工程を有する半導体素子の封止方法において、
前記硬化性シリコーン樹脂が酸無水物基含有アルコキシシランもしくはその部分加水分解縮合物またはそれらの組み合わせからなる処理剤を含有する上記封止方法。 - 前記硬化性シリコーン樹脂が、
（Ａ）付加反応性炭素−炭素二重結合を１分子中に２個以上有する有機ケイ素化合物、
（Ｂ）ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上有する有機ケイ素化合物、および
（Ｃ）ヒドロシリル化反応触媒
を含有するものである、請求項１または２に係る封止方法。
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