JP2594142B2

JP2594142B2 - 電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2594142B2
Application number: JP63302703A
Authority: JP
Inventors: 安司松本; 真也護山; 靖桑原
Original assignee: 東芝シリコーン株式会社
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: US5019419A; JPH02148854A

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、電子部品の製造方法に係り、特に樹脂系の
保護封止材で封止した構成の耐湿性等の優れた電子部品
の製造方法に関する。

（従来の技術）例えば、ICメモリー素子等の電子部品は、その信頼性
を向上させるため、金属製キャップやセラミックス製外
囲器で封止したり、または有機樹脂等の保護封止材でモ
ールドしたりしている。なかでも、エポキシ系樹脂など
でモールド乃至コーティングする手段は作業性（生産
性）や経済性の点から注目され、実用化が進められてい
る。ところで、エポキシ系樹脂は一般に弾性率が高く、
ヒートサイクル時にモールド乃至コーティングされた電
子部品にストレスを与え易く、前記電子部品の損傷若し
くは性能変化を招くことが多い。このため、エポキシ系
樹脂等によるモールド乃至コーティング封止に当たって
は、一次保護材としてシリコーンゴムやシリコーンゲル
の層で電子部品の所定面を先ず被覆し、この一次保護材
層上をエポキシ系樹脂等によるモールド等行うことが試
みられている。特に一次保護材としてのシリコーンゲル
は、弾性率が低く、また表面が粘着性であるため、エポ
キシ系樹脂等と密着し易いので、微小な電子部品のモー
ルド被覆の際使用されることが多い。

（発明が解決しようとする課題）上記の如く、シリコーンゲルは、シリコーンゴムに比
較して粘着性、追随性が良好で一次保護材として適する
ものの、一方絶縁破壊電圧が低く絶縁性の点で問題があ
る。この解決策として、前記シリコーンゲルに例えばシ
リカ粉末等の充填剤を含有させることも試みられてい
る。しかし、この場合には、シリコーンゲル自身の粘着
性や追随性の低下を招くばかりでなく、充填剤の沈降あ
るいは粘度上昇（ゲル化前乃至硬化前）により流し込み
性が低下し、作業性が劣ると言う不都合がある。

また、上記シリコーンゲル層の被着形成に先だって、
シリコーンゴム層を、予め下地層として被着形成してお
くことも試みられている。しかして、この場合は、前記
絶縁耐圧の向上を図り得るが、モールド作業が多段的で
工程の煩雑性を避け得ないと言う欠点がある。

本発明は、上記事情に対処してなされたもので、繁雑
な作業など要せずに、優れた耐湿性及び耐圧性を備えた
樹脂封止（モールド）型の電子部品を容易に得ることの
出来る製造方法を提供するものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、樹脂封止（モールド）型の電子部品の製造
に当たり、電子部品の所定面に、先ずアルケニル基を有
するポリオルガノシロキサン、有機過酸化物及び接着性
付与剤を必須の成分とする組成物を、塗着乃至被着し加
熱処理してポリオルガノシロキサン系の層を形成した
後、前記ポリオルガノシロキサン系の層を介して前記電
子部品をエポキシ系樹脂等で被覆、モールドすることを
骨子とする。

（作用）上記のように、電子部品の一次被覆材として、アルケ
ニル基を有するポリオルガノシロキサン、有機過酸化物
及び接着性付与剤を必須の成分とする組成物を特に使用
する。しかして、前記組成物は加熱処理により、架橋反
応して内部側は弾性を有する非粘着性の高分子になる
が、表面部は粘着性の高分子になる。つまり、一回の塗
着乃至被着操作と加熱処理とで、シリコーンゴム層（下
層）及びシリコーンゲル層（上層）に相当する一次被覆
材層が形成される。従って上記一次被覆材層上を、例え
ばエポキシ系樹脂等にてモールドした場合も、そのエポ
キシ系樹脂などは容易に密着して所要の封止が達成され
る。しかも、被モールド電子部品に接する側はゴム層を
成しているため、表面をモールドするエポキシ系樹脂等
によるストレスも緩和されると共に、優れた絶縁耐圧性
を示す。

（実施例）以下本発明の実施例を説明する。先ず、例えばダイオ
ード素子、トランジスタ素子あるいはIC素子等の被モー
ルド電子部品を用意する。一方、（ａ）アルケニル基を
有するポリオルガノシロキサン100重量部、（ｂ）有機
過酸化物0.01〜10重量部及び（ｃ）接着性付与剤0.01〜
20重量部を基本成分とし、更に要すれば（ｄ）ポリオル
ガノハイドロジェンシロキサン50重量部以下、（ｅ）付
加反応触媒20ppm以下加えて成る組成物を用意する。次
いで前記電子部品の所定面に前記ポリオルガノシロキサ
ン系組成物を例えば厚さ0.1〜1mm程度の層状（膜状）に
塗布などによって被着形成する。

しかる後、前記組成物層を被着形成した電子部品につ
いて100〜200℃程度の温度で、２〜60分間程度の加熱処
理を施す。この加熱処理によって、前記ポリオルガノシ
ロキサン系組成物層は、架橋反応して、表面は粘着性を
呈しながら、内部は弾性硬化物（ゴム）層化する。しか
る後、上記形成した表面粘着性の弾性硬化物層上に保護
封止用樹脂として、例えば成型用のエポキシ樹脂、ウレ
タン系樹脂等を塗着（コーティング）乃至モールド処理
し、要すれば加熱処理を加えて樹脂層を硬化させること
によって、所望の樹脂封止型電子部品が得られる。

次に本発明方法で、特に用いるポリオルガノシロキサ
ン系組成物について説明する。

（ａ）アルケニル基を有するポリオルガノシロキサン成
分についてここでアルケニル基としてはビニル基、アリル基等が
挙げられ、また、これらのアルケニル基は一分子中に少
なくとも１個有すればよく、一分子中のアルケニル基数
が１個のものと複数個のものとを混合して使用てもよ
い。しかして、前記ポリオルガノシロキサンは、その分
子構造が直鎖状、分岐状、環状、三次元等のものでも、
あるいはこれらの混合系や共重合体でも差支えない。ま
た、このポリオルガノシロキサンの前記アルケニル基以
外の有機基としては、メチル、エチル、プロピル等のア
ルキル基、フェニル基のアリール基、トリフルオロプロ
ピル基が例示される。一般的にはメチル基、フェニル基
が好ましいが、耐油性の点ではトリフルオロプロピル
基、低温性の点ではメチル基95mol％程度、フェニル基5
mol％程度含有したものがよい。この種のポリオルガノ
シロキサン成分としては、その他CH＝CH（CH₃）SiO6mol％、 SiO54mol％及び（CH₃）₃SiO_1/240mol％から成る共重合
体、 CH＝CH（CH₃）₂SiO_1/25mol％、SiO55_1/2mol％及び（C
H₃）₃SiO_1/240mol％から成る共重合体等が挙げられる。
しかして、これらのポリオルガノシロキサン成分は、作
業性や硬化後の物性の点から粘度50〜200,000cP（25
℃）の範囲で選ばれるが、100〜50,000cP程度がさらに
は好ましい。

（ｂ）有機過酸化物成分についてこの有機過酸化物成分は、熱風加熱硬化過程で、前記
アルケニル基を有するポリオルガノシロキサンをラジカ
ル架橋させるためのラジカル開始剤で次ぎのようなもの
が挙げられる。例えば、ジクミルパーオキサイド、ジタ
ーシャルプチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−
ジターシャリプチルペルオキシヘキサン、1,1−ビス
（ターシャリブチルペルオキシ）−3,3,5−トリメチル
シクロヘキサン等アルキル系のパーオキサイドや、ベン
ゾイルパーオキサイドなど使用し得る。特にアルキル系
のパーオキサイドは、分解生成物が腐食性を示さないた
め好ましい。しかして、この有機過酸化物成分の比は前
記アルケニル基を有するポリオルガノシロキサン100重
量部当たり、0.01〜10重量部好ましくは0.5〜4.0重量部
である。

（ｃ）接着性付与剤成分について、この接着性付与剤成分としては、シランカップリング
剤及び付加型シリコーンゴムに接着性付与のため使用さ
れる接着性付与剤成分が挙げられる。先ずシランカップ
リング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニル
トリエトキシシラン、ビニルトリス（メトキシエトキ
シ）シラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、
３−アミノプロピルトリエトキシシラン、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、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン、N,N−ジメチル−３−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリ
メトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシ
シラン、３−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、
３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−
メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−
グリシドシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシド
シプロピルメチルジメトキシシラン、３−（1,2−オキ
シシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、３−
（1,2−オキシシクロヘキシル）プロピルメチルジメト
キシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、
３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン等が例示され
る。また、付加型シリコーンゴムに接着性付与剤として
は、ポリオルガノハイドロジェンにメタクロロキシシラ
ンを付加させたもの（特公昭58−26376号）、エポキシ
またはエステル基含有ポリハイドロジェンシロキサン
（特開昭52−39751号）、メタクリロキシ基とビニル基
若しくはハイドロジェン基を（特開昭53−11845 3
号）、ビニル基含有アミドシロキサン（特開昭54−1468
5 1号）等が例示される。

しかして、これらの接着性付与剤は電子部品に対する
密着性の向上に寄与するもので、前記アルケニルを有す
るポリオルガノシロキサン成分100重量部当たり、0.01
〜20重量部の範囲で添加する。つまり、0.01重量部より
少ないと密着性が不十分であり、また20重量部を超える
と形成する弾性硬化層（ゴム層）の硬度低下して所要の
機能を果さなくなるためである。なお、これら接着性付
与剤の活性を向上させるため、加水分解促進剤やエポキ
シ基の開環触媒を適宜併用してもよい。

ここで加水分解促進剤としては、例えばジメチルヘキ
シルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン、テトラメチ
ルグアニジン等のアミン化合物、塩化テトラメチルアン
モニューム塩類、塩化トリメチルヘキシルアンモニュー
ム等の第４級アンモニューム塩類、オクタン酸亜鉛、オ
クタン酸スズ、ジブチルスズジアセテート、ジブチルス
ズジオクトエート、ジブチルスズジラウレート、ジオク
チルスズジラウレート等の金属有機酸塩、テトロプロピ
ルチタネート、テトラブチルチタネート、ジプロポキシ
ビス（アセチルアセテート）チタン、ジプロポキシビス
（エチルアセトアセタト）チタン、1,3−ジオキシプロ
パンビス（アセチルアセトナト）チタン、1,3−ジオキ
シプロパンビス（エチルアセトナト）チタン等が挙げら
れ、有機チタン化合物は有機過酸化物を分解する速度が
遅いため、本発明に係る組成物の保存性の点で有効であ
る。

また、エポキシ基の開環触媒としては、酸無水物、ア
ミン系化合物、金属キレート化合物がある。

（ｄ）ポリオルガノハイドロジェンシロキサン成分につ
いてこの成分は形成する弾性硬化物（ゴム）層の架橋密度
や表面粘着性をコントロールするため要すれば併用する
もので次のような化合物が挙げられる。

その他、Ｈ（CH₃）₂SiO_1/260mol％及びSiO₂40mol％よ
り成る共重合体等が例示される。しかして、このポリオ
ルガノハイドロジェンシロキサンの成分比（添加量）は
前記アルケニル基を有するポリオルガノシロキサン成分
の種類によっても違うが、アルケニル基を有するポリオ
ルガノシロキサン成分100重量部当たり、50重量部以下
好ましくは５重量部以下である。

（ｅ）付加反応触媒成分について、この付加反応触媒成分はポリオルガノハイドロジェン
シロキサン成分と共に必要に応じて使用され、形成され
る硬化物層の表面粘着性等をコントロールする役目を果
す。つまり、付加反応用触媒は前記成分（ａ）のアルケ
ニル基と成分（ｄ）のヒドロシリル基との付加反応に関
与する触媒で、次のようなものが挙げられる。例えば、
塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、白金とオレフ
ィンとの錯体、白金とケトン類との錯体、白金とビニル
シロキサンとの錯体、アルミナやシリカ等に白金を担持
させたもの若しくは白金黒のような白金系、テトラキス
（トリフェニルホスフィン）パラジウム、パラジウム黒
とトリフェニルホスフィンとの混合物などのパラジウム
系、更に、テトラキス（トリフェニルホスフィン）ロジ
ウム、ロジウム黒とトリフェニルホスフィンとの混合物
などのロジウム系が使用される。しかして、この付加反
応用触媒の使用量は白金、パラジウム、ロジウムの各元
素量に換算して20ppm以下の範囲で適宜選択すればよ
い。即ち、20ppmを超えると形成した硬化層の表面粘着
性がなくなるからである。

本発明においては、電子部品の一次被覆材に用いる前
記ポリオルガノシロキサン系組成物の流れ性のコントロ
ールや絶縁耐圧向上のため、充填剤、チキソ性付与剤等
を添加配合しておいてもよい。例えば、煙霧質シリカ、
沈澱シリカ、シリカエアロゲルのような補強性充填剤；
ケイ藻土、粉砕石英、酸化チタン、酸化アルミニウム、
酸化鉄、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、ケイ酸マグネシウム、ガラス粉末のような非補強性
充填剤を適宜添加配合してもよい。なお、これらの充填
剤はそのまま使用してもよいが、オルガノクロロシラ
ン、ポリジオルガノシロキサン、ヘキサオルガノシラザ
ン等の表面処理剤で疎水化して用いてもよい。

また、作業性を考慮して、前記ポリオルガノシロキサ
ン系組成物を有機溶剤で適宜希釈して用いてもよい。こ
こで希釈に用いうる有機溶剤としては、トルエン、キシ
レン、シクロヘキサン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、
ナフサ、ミネラルスピリット、石油ベンジン等の炭化水
素系溶剤；クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチ
レン、パークロロエチレン、1,1,1−トリクロロエタン
のようなハロゲン化炭化水素系溶剤；エチルエーテル、
テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエー
テルのようなエーテル系溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチチ
ル、酢酸アミルのようなエステル系溶剤；メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン系溶
剤；ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルシクロテ
トラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサンの
ようなシロキサン系溶剤が挙げられる。

実施例１ 25℃での粘度が1000cPの、両末端ジメチルビニルシリ
ル基で封止されたポリオルルガノシロキサン80重量部、
25℃での粘度が4000cPのジメチルシロキサン単位90mol
％及びメチルビニルシロキサン単位10mol％で且つ両末
端トリメチルシリル基で封止されたポリオルルガノシロ
キサン20重量部、３−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン1.0重量部、1,1−ビスターシャリブチルペルオ
キシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン1.0重量部、及
び次式で示されるポリオルガノハイドロジェンシロキサ
ン1.0重量部を混合して成るポリオルガノシロキサン系組成物を先ず
用意した。一方リードフレームに半導体チップ素子を装
着して成る電子部品を用意し、リードフレームの一部及
び装着されている半導体チップ素子の表面に前記ポリオ
ルガノシロキサン系組成物を、約0.5mmの厚さに塗布し
て、150℃の熱風乾燥機で１時間加熱処理したところ、
内部がゴム状に硬化し表面粘着性のコーティング層（一
次被覆材層）を形成した。次いで成形用エポキシ樹脂KE
700（商品名、東芝ケミカル）を用い、前記コーティン
グ処理した電子部品について、175℃、２分間加熱加圧
成形を施し、更に175℃で８時間アフターキュアーを行
い樹脂モールド電子部品を得た。第１図は上記製造した
樹脂モールド電子部品を断面的に示したもので、１はリ
ードフレーム、２は半導体チップ素子、３は内部がゴム
状に硬化し表面粘着性のコーティング層（シリコーン
層）、４はエポキシ樹脂モールド層を各々示す。

上記製造した樹脂モールド電子部品について、絶縁耐
圧及び耐湿性の試験を行ったところ良好な特性を示し
た。また、前記樹脂モールド部を切断し、断面状態を観
察したところシリコーン層とエポキシ樹脂層とは良好な
密着状態を呈していた。

比較のため、上記ポリオルガノシロキサン系組成物の
代りに、シリコーンゲルTSE3051（商品名、東芝シリコ
ーン）やシリコーンタイプのJCR（ジャンクションコー
ティングレジン）TSJ3150（商品名、東芝シリコーン）
を用いた外は同じ条件で加熱硬化処理し、先ずシリコー
ン系の一次被覆材層を形成して、この一次被覆材層の性
状を観察したところ、前者は表面だけでなく内部も粘着
性を示し（全体的にゲル状）、また後者は表面、内部と
も非粘着性を示し（ゴム状）ていた。更に上記と同一条
件でエポキシ樹脂モールドし、それらのモールド樹脂部
を切断して断面状態を観察（調査）したところ、前者は
シリコーンゲルとエポキシ樹脂とが密着していたが、後
者の場合はシリコーンゴムとエポキシ樹脂とは全く密着
していなかった。

実施例２実施例１の場合と同一組成のポリオルガノシロキサン
系組成物を用意する一方、ガラス繊維／エポキシ樹脂系
の絶縁基板面に間隔0.2mmの櫛型電極が形成された電子
部品を用意した。次いで、この電子部品の櫛型電極形成
面上に、前記ポリオルガノシロキサン系組成物を1mm厚
に塗布し、150℃で２時間加熱処理して、表面粘着性で
内部はゴム層を成している一次被覆材層を形成した。こ
うして形成した一次被覆材層について、絶縁耐圧試験を
行ったところ12.3KV/mmであった。

比較のため、上記ポリオルガノシロキサン系組成物の
代りに、シリコーンゲルTSE3051（商品名、東芝シリコ
ーン）やシリコーンタイプのJCR（ジャンクションコー
ティングレジン）TSJ3150（商品名、東芝シリコーン）
を用いた外は同じ条件で加熱硬化処理し、先ずシリコー
ン系の一次被覆材層を各々形成して、これらの一次被覆
層について絶縁耐圧試験を行ったところ前者は8.2KV/m
m、また後者は14.4KV/mmであった。

実施例３ 25℃での粘度が1000cPの、両末端ジメチルビニルシリ
ル基で封止されたポリオルルガノシロキサン80重量部、
25℃での粘度が4000cPのジメチルシロキサン単位90mol
％及びメチルビニルシロキサン単位10mol％で且つ両末
端トリメチルシリル基で封止されたポリオルルガノシロ
キサン20重量部、３−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン1.0重量部及び1,1−ビスターシャリブチルペル
オキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン1.0重量部を
混合してポリオルガノシロキサン系組成物を調整し、こ
のポリオルガノシロキサン系組成物を用いて実施例１の
場合と同様に樹脂モールド型電子部品を製造した。上記
製造した樹脂モールド型電子部品につき、実施例１の場
合と同様の評価試験を行ったところ、同様の結果が認め
られた。

なお、上記実施例ではリードフレームに装着した半導
体チップ素子、櫛型電極を樹脂モールドする例について
示したが例えば、SIP型素子、DIP型素子、あるいはダイ
オード、トランジスタ、IC素子などを始め、ハイブリッ
ド構造等各種の電子部品の樹脂モールド乃至樹脂封止の
場合に適用しうる。またモールド用乃至封止用の樹脂も
前記エポキシ系樹脂に限らず例えば、ポリウレタン系樹
脂など他の樹脂も勿論使用しうる。

［発明の効果］上記の如く、電子部品の樹脂モールド若しくは樹脂封
止に当たり、一次被覆材として特殊組成のポリオルガノ
シロキサン系組成物を使用する本発明方法によれば、電
子部品にストレスなどあたえることなく、緻密な樹脂封
止層を容易に、また確実に形成具備させることが出来
る。つまり、前記一次被覆材若しくは下地層は、内部が
緻密な弾性乃至軟性を有しており優れた絶縁性を呈する
一方、電子部品自体に対するモールド樹脂層によるスト
レス等の緩和に寄与する。しかも前記一方被覆材層若し
くは下地層の表面は粘着性を有しており、この上をモー
ルドなどする樹脂層に対して良好な密着性を示すため、
密に一体化した樹脂モールド層の被覆形成が可能とな
る。従って、得られた樹脂モールド電子部品は優れた絶
縁耐圧及び耐湿性を保持、発揮し信頼性の高い機能を常
時呈することになる。また、上記二面的な機能を果す一
次被覆材層乃至下地層の形成も一回の処理操作ででなし
うるため、作業上の繁雑さもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で製造した樹脂モールド型電子部品
の構成例を示す断面図である。１……リードフレーム２……半導体チップ素子３……シリコーンコーティング（一次被覆材）層４……エポキシ樹脂モールド層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特公昭53−28471（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭58−26376（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭53−13508（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アルケニル基を有するポリオルガノシロキ
サン100重量部、有機過酸化物0.01〜10重量部及び接着
性付与剤0.01〜20重量部を基本成分として成る組成物を
電子部品の所定面に層状に被着形成する工程と、前記組成物層を被着形成した電子部品に加熱処理を施し
て表面粘着性の弾性硬化物層化する工程と、前記表面粘着性の弾性硬化物層上に保護封止用樹脂系層
を形成する工程とを具備して成ることを特徴とする電子
部品の製造方法。
【請求項２】アルケニル基を有するポリオルガノシロキ
サン100重量部、有機過酸化物0.01〜10重量部、ポリオ
ルガノハイドロジェンシロキサン50重量部以下、粘着性
付与剤0.01〜20重量部及び付加反応触媒20ppm以下を基
本成分として成る組成物を電子部品の所定面に層状に被
着形成する工程と、前記組成物層を被着形成した電子部品に加熱処理を施し
て表面粘着性の弾性硬化物層とする工程と、前記表面粘着性の弾性硬化物層上に保護封止用樹脂系層
を形成する工程とを具備して成ることを特徴とする電子
部品の製造方法。