JP2685138B2 - 樹脂組成物および該組成物を用いた樹脂封止型電子装置 - Google Patents
樹脂組成物および該組成物を用いた樹脂封止型電子装置Info
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- JP2685138B2 JP2685138B2 JP1156443A JP15644389A JP2685138B2 JP 2685138 B2 JP2685138 B2 JP 2685138B2 JP 1156443 A JP1156443 A JP 1156443A JP 15644389 A JP15644389 A JP 15644389A JP 2685138 B2 JP2685138 B2 JP 2685138B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、球形無機充填材入り樹脂組成物および該樹
脂組成物により封止した電子装置、特に樹脂封止型半導
体装置に関する。
脂組成物により封止した電子装置、特に樹脂封止型半導
体装置に関する。
［従来の技術］ エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を用いて封止した樹脂封
止型電子装置は、大量生産に適していることから、IC、
LSI等の半導体装置に広く利用されている。特に、半導
体素子，封止用樹脂材料およびその製造技術等のの進歩
により、製品の信頼性が著しく向上して、最近では半導
体製品の八割以上が樹脂封止型になっている。
止型電子装置は、大量生産に適していることから、IC、
LSI等の半導体装置に広く利用されている。特に、半導
体素子，封止用樹脂材料およびその製造技術等のの進歩
により、製品の信頼性が著しく向上して、最近では半導
体製品の八割以上が樹脂封止型になっている。
半導体素子は、集積度が年々向上し、それに伴ってチ
ップサイズの大型化、配線の微細化並びに多層化が進ん
でいる。一方、パッケージは実装の高密度化のため小型
化の方向にあり、パッケージの形状も従来のDIP（Dual
Inline Package）で代表されるピン挿入型から、QFP（Q
uad Flat Package）,SOP（Small Outline J−bended Pa
ckage）,PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）等の表
面実装型パッケージに移行してきている。
ップサイズの大型化、配線の微細化並びに多層化が進ん
でいる。一方、パッケージは実装の高密度化のため小型
化の方向にあり、パッケージの形状も従来のDIP（Dual
Inline Package）で代表されるピン挿入型から、QFP（Q
uad Flat Package）,SOP（Small Outline J−bended Pa
ckage）,PLCC（Plastic Leaded Chip Carrier）等の表
面実装型パッケージに移行してきている。
こうした半導体チップの集積度の向上やパッケージ形
状の変化に伴い、チップはますます微細になり、封止樹
脂層は著しく薄肉化している。また、パッケージも実装
時にこれまでよりも高温（例えば200℃）に曝されるよ
うになって、構成している半導体チップ、フレーム、封
止樹脂等の熱膨張係数の差によって生ずる熱応力によ
り、チップやチップ表面に形成されているパッシベーシ
ョン膜、あるいは封止樹脂にクラックが発生したり、チ
ップの配線の切断、短絡、位置ずれ等を生じ、半導体装
置の信頼性の低下が問題となっている。
状の変化に伴い、チップはますます微細になり、封止樹
脂層は著しく薄肉化している。また、パッケージも実装
時にこれまでよりも高温（例えば200℃）に曝されるよ
うになって、構成している半導体チップ、フレーム、封
止樹脂等の熱膨張係数の差によって生ずる熱応力によ
り、チップやチップ表面に形成されているパッシベーシ
ョン膜、あるいは封止樹脂にクラックが発生したり、チ
ップの配線の切断、短絡、位置ずれ等を生じ、半導体装
置の信頼性の低下が問題となっている。
こうした各構成材料の熱膨張係数の差によって生ずる
熱応力に基づくトラブルの解消は、封止樹脂の熱膨張係
数を小さくすることによって、大幅に低減することがで
きる。
熱応力に基づくトラブルの解消は、封止樹脂の熱膨張係
数を小さくすることによって、大幅に低減することがで
きる。
一般に、封止用樹脂には熱膨張係数の低減を目的とし
て、樹脂よりも熱膨張係数が小さい無機充填材（以下単
に充填材と云う）が配合されている。
て、樹脂よりも熱膨張係数が小さい無機充填材（以下単
に充填材と云う）が配合されている。
熱膨張係数を小さくするためには、充填材の配合量を
多くすればよいが、配合量を増やすと樹脂組成物の粘度
が上昇するために流動性が低下し、封止作業が困難にな
るという問題がある。その対策として、特定の粘度分布
を有する無機質充填材を用い、樹脂組成物の粘度上昇を
あまり起こさずに充填材の配合量を増やす方法が提案さ
れている（特公昭50−18520号，同51−20541号）。
多くすればよいが、配合量を増やすと樹脂組成物の粘度
が上昇するために流動性が低下し、封止作業が困難にな
るという問題がある。その対策として、特定の粘度分布
を有する無機質充填材を用い、樹脂組成物の粘度上昇を
あまり起こさずに充填材の配合量を増やす方法が提案さ
れている（特公昭50−18520号，同51−20541号）。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、樹脂封止型半導体装置に最も広く用いられて
いるフェノール硬化型エポキシ樹脂は、粘度が高いため
に充填材の配合量をあまり増やすことができなかった。
いるフェノール硬化型エポキシ樹脂は、粘度が高いため
に充填材の配合量をあまり増やすことができなかった。
その理由は、こうした用途に用いられている充填材に
は、原石を機械的に粉砕した角ばった形状の充填材が使
用されているために、最密充填率が低いことにある。
は、原石を機械的に粉砕した角ばった形状の充填材が使
用されているために、最密充填率が低いことにある。
一般に充填材粒子の形状を球形にすれば、該充填材を
配合した樹脂組成物は、流動性の低下が比較的少ないこ
とが知られている。
配合した樹脂組成物は、流動性の低下が比較的少ないこ
とが知られている。
そして、最近、特開昭59−597375号、同52−149348号
に開示されているように、溶融シリカのような各種の無
機質充填材を工業的に球形化する方法が開発された。
に開示されているように、溶融シリカのような各種の無
機質充填材を工業的に球形化する方法が開発された。
しかし、こうした球形の充填材を用いた樹脂成形品の
機械的特性は予想外に低く、面実装時のはんだリフロー
によりパッケージの耐クラック性が低下するという問題
が生じた。
機械的特性は予想外に低く、面実装時のはんだリフロー
によりパッケージの耐クラック性が低下するという問題
が生じた。
その対策として、カップリング剤による充填材の表面
処理が有効であることが分かった。しかし、従来の方法
で充填材の表面を処理すると、充填材が凝集して樹脂組
成物の流動性が著しく低下し、球形充填材を用いたメリ
ットが得られないことが分かった。
処理が有効であることが分かった。しかし、従来の方法
で充填材の表面を処理すると、充填材が凝集して樹脂組
成物の流動性が著しく低下し、球形充填材を用いたメリ
ットが得られないことが分かった。
本発明の目的は、こうした充填材による樹脂の流動性
を改善した封止用樹脂組成物および該樹脂組成物を用い
た熱膨張係数が小さく、かつ耐クラック性の優れた樹脂
封止型電子装置を提供することにある。
を改善した封止用樹脂組成物および該樹脂組成物を用い
た熱膨張係数が小さく、かつ耐クラック性の優れた樹脂
封止型電子装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決する本発明の要旨は下記のとおりであ
る。
る。
シラン系カップリング剤、該溶剤および球形無機充填
材を含むスラリーを、前記溶剤の沸点以上に加熱，減圧
された雰囲気中に噴射することにより前記シラン系カッ
プリング剤が被覆された球形無機充填材を少なくとも70
重量％配合したことを特徴とする樹脂組成物にある。
材を含むスラリーを、前記溶剤の沸点以上に加熱，減圧
された雰囲気中に噴射することにより前記シラン系カッ
プリング剤が被覆された球形無機充填材を少なくとも70
重量％配合したことを特徴とする樹脂組成物にある。
また、前記シラン系カップリング剤を被覆し、120℃
以上で加熱処理された球形無機充填材を少なくとも70重
量％配合した上記樹脂組成物にある。
以上で加熱処理された球形無機充填材を少なくとも70重
量％配合した上記樹脂組成物にある。
さらにまた、上記樹脂組成物を用いて電子部品を一体
に成形した樹脂封止型電子装置にある。
に成形した樹脂封止型電子装置にある。
本発明が用いるカップリング剤処理方法は、一般に行
なわれていたインテグラルブレンド法（カップリング剤
および樹脂素材を一度に配合するブレンド法）ではブレ
ンドできなかったマトリックス樹脂との反応性が高い官
能基（アミノ基等）を持つカップリング剤でも、処理後
に樹脂とブレンドするので該樹脂に対する硬化促進作用
の影響が少ない。従ってどのようなカップリン剤でも適
用することができる。
なわれていたインテグラルブレンド法（カップリング剤
および樹脂素材を一度に配合するブレンド法）ではブレ
ンドできなかったマトリックス樹脂との反応性が高い官
能基（アミノ基等）を持つカップリング剤でも、処理後
に樹脂とブレンドするので該樹脂に対する硬化促進作用
の影響が少ない。従ってどのようなカップリン剤でも適
用することができる。
本発明の樹脂組成物に用いるカップリンッグ剤として
は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、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メトキ
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、アミノエチルアミノメチルフェネチルトリ
メトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシ
シラン、ビス〔３−（トリエトキシシリル）プロピル〕
アミン、N,N−ジエチル−３−アミノプロピルトリメト
キシシラン、N,N−ジメチルアミノフェニルトリエトキ
シシラン、１−トリメトキシシリル−2,1−（ｐ−アミ
ノメチル）フェニルエタン、１−トリメトキシシリル−
2,1−（ｍ−アミノメチル）フェニルエタン、Ｎ−メチ
ルアミノプロピルトリエトキシシラン、トリメトキシシ
リルプロピルジエチレントリアミン、ｐ−アミノフェニ
ルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエト
キシシラン等がある。
は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、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メトキ
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、アミノエチルアミノメチルフェネチルトリ
メトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシ
シラン、ビス〔３−（トリエトキシシリル）プロピル〕
アミン、N,N−ジエチル−３−アミノプロピルトリメト
キシシラン、N,N−ジメチルアミノフェニルトリエトキ
シシラン、１−トリメトキシシリル−2,1−（ｐ−アミ
ノメチル）フェニルエタン、１−トリメトキシシリル−
2,1−（ｍ−アミノメチル）フェニルエタン、Ｎ−メチ
ルアミノプロピルトリエトキシシラン、トリメトキシシ
リルプロピルジエチレントリアミン、ｐ−アミノフェニ
ルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエト
キシシラン等がある。
特に、アミノシラン系カップリング剤は、球形溶融シ
リカとマトリックス樹脂間の接着力向上に、優れた効果
がある。
リカとマトリックス樹脂間の接着力向上に、優れた効果
がある。
また、前記カップリング剤は、単独で用いた場合より
も二種類以上を併用した場合に著しい効果を示すことが
ある。
も二種類以上を併用した場合に著しい効果を示すことが
ある。
前記カップリング剤の配合量は、充填材100重量部に
対し0.1〜３重量部が好ましい。0.1重量部未満では充填
材とマトリックス樹脂間の強固な結合が十分得られず、
また、３重量部より多く配合してもそれ以上の効果は得
られない。
対し0.1〜３重量部が好ましい。0.1重量部未満では充填
材とマトリックス樹脂間の強固な結合が十分得られず、
また、３重量部より多く配合してもそれ以上の効果は得
られない。
前記、カップリング剤の溶媒としては、有機溶剤、水
または水を含む有機溶媒等、カップリング剤の種類，目
的に応じて選択することができる。
または水を含む有機溶媒等、カップリング剤の種類，目
的に応じて選択することができる。
また、カップリング剤処理後、120℃以上で加熱処理
することが好ましい。120℃より低い温度では十分強固
な結合が得られないばかりか、カップリング剤の種類に
よっては、充填材表面から離脱してマトリックス樹脂の
硬化性に影響を与えるものがある。上記の加熱温度の上
限は、カップリング剤が揮発、分解等を起こさない温度
であれば特に限定されないが、300℃以下が好ましい。
することが好ましい。120℃より低い温度では十分強固
な結合が得られないばかりか、カップリング剤の種類に
よっては、充填材表面から離脱してマトリックス樹脂の
硬化性に影響を与えるものがある。上記の加熱温度の上
限は、カップリング剤が揮発、分解等を起こさない温度
であれば特に限定されないが、300℃以下が好ましい。
前記球形の無機質充填剤の素材としては、シリカ、ア
ルミナ、水酸化アルミナ、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸
カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、マ
イカ、タルク、クレー等がある。これらのうち溶融でき
るものは微粉末化した後、融点以上に加熱した炉中に噴
射し、溶融させることによって得られる。特に、原石を
粉砕した角状のシリカ、あるいは人工的に合成したシリ
カの微粉末を溶融して得た球形シリカが好ましい。ま
た、溶融困難なものは、微粉末化した後メカノケミカル
的手法によりバインダを加えて球形化することによって
得られる。
ルミナ、水酸化アルミナ、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸
カルシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、マ
イカ、タルク、クレー等がある。これらのうち溶融でき
るものは微粉末化した後、融点以上に加熱した炉中に噴
射し、溶融させることによって得られる。特に、原石を
粉砕した角状のシリカ、あるいは人工的に合成したシリ
カの微粉末を溶融して得た球形シリカが好ましい。ま
た、溶融困難なものは、微粉末化した後メカノケミカル
的手法によりバインダを加えて球形化することによって
得られる。
このような充填材の粒径は、95重量％以上が0.5〜100
μｍが望ましい。
μｍが望ましい。
0.5μｍ未満の充填材が多くなると、配合量が多い場
合に樹脂組成物の粘度が急激に上昇し、100μｍを超え
る充填材が多くなると、半導体素子等を封止した際に、
充填材によるボンデイングワイヤの変形や切断等が発生
し易くなる。
合に樹脂組成物の粘度が急激に上昇し、100μｍを超え
る充填材が多くなると、半導体素子等を封止した際に、
充填材によるボンデイングワイヤの変形や切断等が発生
し易くなる。
封止樹脂の熱膨張係数を充分小さくするためには、充
填材は樹脂組成物全体に対し70重量％以上配合すること
が必要である。充填材をこのように多量に配合しても樹
脂組成物の粘度の上昇をなるべく少なくするためには、
使用する充填材が取りうる最大充填率をできるだけ大き
くなるようにすることが必要である。そのためには粒度
分布の広い充填材を用いることが重要である。
填材は樹脂組成物全体に対し70重量％以上配合すること
が必要である。充填材をこのように多量に配合しても樹
脂組成物の粘度の上昇をなるべく少なくするためには、
使用する充填材が取りうる最大充填率をできるだけ大き
くなるようにすることが必要である。そのためには粒度
分布の広い充填材を用いることが重要である。
次に、マトリックス樹脂としては、現在エポキシ樹脂
が樹脂封止型半導体装置に広く用いられている。該エポ
キシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ｏ−クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂等がある。
が樹脂封止型半導体装置に広く用いられている。該エポ
キシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ｏ−クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂等がある。
なお、該樹脂の硬化剤としては、フェノールノボラッ
ク樹脂、酸無水物、ポリアミン、硬化促進剤としてイミ
ダゾール、アミン、オルガノホスフィンなどが用いられ
る。
ク樹脂、酸無水物、ポリアミン、硬化促進剤としてイミ
ダゾール、アミン、オルガノホスフィンなどが用いられ
る。
前記の樹脂組成物には、必要に応じて可撓化剤、着色
剤、難燃剤、離形剤などを配合して用いることができ
る。特に可撓化剤は、充填材の増量により生じる成形品
の弾性率の上昇を小さくする効果がある。例えば、特開
昭58−69244号，同57−56954号，同58−47013号公報あ
るいはIEEE トランザクションズ オン ザ コンポネ
ンツ ハイブリッド アンド マヌファクチュアリング
テクノロジィ CHMT−８巻,No.4,第486〜489頁,1985
年12月（IEEE Transactions on Components,Hybrids,an
d ManufacturingTechnology,vol CHMT−8,No.4,p486〜4
89,Dec.,1985）および第６回アニュマル プロシーディ
ング オブ ザ インターナショナル エレクトロニク
ス パッケイジング コンフェランス，第294〜312頁,1
986年（6th Annual Proceeding of the Iuternational
Electronics Packaging Conference,p294−312,1986）
等に開示されているように、封止樹脂中にシリコーンゴ
ムやポリブタジエンゴムのようなゴム成分を配合し、マ
トリックス樹脂とゴム成分とで、いわゆる海島構造とし
て硬化物の弾性率を小さくする方法が知られている。
剤、難燃剤、離形剤などを配合して用いることができ
る。特に可撓化剤は、充填材の増量により生じる成形品
の弾性率の上昇を小さくする効果がある。例えば、特開
昭58−69244号，同57−56954号，同58−47013号公報あ
るいはIEEE トランザクションズ オン ザ コンポネ
ンツ ハイブリッド アンド マヌファクチュアリング
テクノロジィ CHMT−８巻,No.4,第486〜489頁,1985
年12月（IEEE Transactions on Components,Hybrids,an
d ManufacturingTechnology,vol CHMT−8,No.4,p486〜4
89,Dec.,1985）および第６回アニュマル プロシーディ
ング オブ ザ インターナショナル エレクトロニク
ス パッケイジング コンフェランス，第294〜312頁,1
986年（6th Annual Proceeding of the Iuternational
Electronics Packaging Conference,p294−312,1986）
等に開示されているように、封止樹脂中にシリコーンゴ
ムやポリブタジエンゴムのようなゴム成分を配合し、マ
トリックス樹脂とゴム成分とで、いわゆる海島構造とし
て硬化物の弾性率を小さくする方法が知られている。
特に、分子量1,000〜200,000のポリジメチルシリコー
ンまたはその誘導体は、成形材料の弾性率上昇を抑える
効果だけではなく、撥水性向上効果を有するので、封止
品の耐湿性の向上にも有効である。
ンまたはその誘導体は、成形材料の弾性率上昇を抑える
効果だけではなく、撥水性向上効果を有するので、封止
品の耐湿性の向上にも有効である。
本発明の封止材料は、従来の封止材料と全く同様の方
法で作成することができ、封止作業も同様に行うことが
できる。
法で作成することができ、封止作業も同様に行うことが
できる。
各素材は、予め70〜100℃に加熱された二軸ロールや
押出し機で混練することができる。また、トランスファ
成形機を用いて金型温度160〜200℃，成形圧力30〜100k
gf/cm2,硬化時間１〜３分で封止成形を行うことができ
る。
押出し機で混練することができる。また、トランスファ
成形機を用いて金型温度160〜200℃，成形圧力30〜100k
gf/cm2,硬化時間１〜３分で封止成形を行うことができ
る。
［作用］ 前記球形充填材（溶融シリカ）の粒子同志の凝集が起
こりにくいのは、充填材粒子の全面に均一に吸着された
カップリング剤が、互いに粒子を反発させる効果がある
ためと考えられる。
こりにくいのは、充填材粒子の全面に均一に吸着された
カップリング剤が、互いに粒子を反発させる効果がある
ためと考えられる。
上記充填材が均一に分散された本発明の樹脂組成物
の、成形後の破断面を調べてみると、破壊が起こってい
るのは球形充填材とマトリックス樹脂の界面ではなく、
マトリックス樹脂の凝集破壊によって起こっている。こ
れは、前記充填材と樹脂との接着力が極めて優れている
ことを証明するものである。
の、成形後の破断面を調べてみると、破壊が起こってい
るのは球形充填材とマトリックス樹脂の界面ではなく、
マトリックス樹脂の凝集破壊によって起こっている。こ
れは、前記充填材と樹脂との接着力が極めて優れている
ことを証明するものである。
また、該樹脂組成物による成形品の、引張り強さ，曲
げ強さ，破断時の伸び率が向上するのは、表面処理され
た球形充填材とマトリックス樹脂との濡れ性がよいた
め、界面に微小ボイド等の欠陥の発生が少なくなり、応
力集中が少なくなったものと考える。
げ強さ，破断時の伸び率が向上するのは、表面処理され
た球形充填材とマトリックス樹脂との濡れ性がよいた
め、界面に微小ボイド等の欠陥の発生が少なくなり、応
力集中が少なくなったものと考える。
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
［実施例 １］ 本発明の樹脂組成物に用いる充填材を第２図に示すよ
うな処理装置により作成した。
うな処理装置により作成した。
平均粒径約17μｍの球形溶融シリカ800g、カップリン
グ剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン10
g、イソプロピルアルコール400gと、水10gからなる混合
溶剤とでスラリーを作成した。
グ剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン10
g、イソプロピルアルコール400gと、水10gからなる混合
溶剤とでスラリーを作成した。
これを第２図のスラリータンク１に入れ、スラリーポ
ンプ２によって、ヒータ３で120℃に加熱された乾燥管
４内に噴射し、球形溶融シリカの表面にカップリング剤
を処理した。なお、前記乾燥管４内は減圧ポンプ７によ
り予め100torr以下に減圧されている。
ンプ２によって、ヒータ３で120℃に加熱された乾燥管
４内に噴射し、球形溶融シリカの表面にカップリング剤
を処理した。なお、前記乾燥管４内は減圧ポンプ７によ
り予め100torr以下に減圧されている。
乾燥管４内で処理された球形溶融シリカは、捕集筒５
で捕集される。また、乾燥管４内で加熱されて揮発した
溶剤は、コンデンサー６で冷却し溶剤回収タンク８に回
収される。
で捕集される。また、乾燥管４内で加熱されて揮発した
溶剤は、コンデンサー６で冷却し溶剤回収タンク８に回
収される。
カップリング剤処理された球形溶融シリカ10は、捕集
筒５の底部に設けたコック９から取り出し、次いで、20
0℃で１時間加熱処理を行なった後、室温まで冷却し
た。これによって、粒子凝集のない球形溶融シリカ粉末
が得られた。
筒５の底部に設けたコック９から取り出し、次いで、20
0℃で１時間加熱処理を行なった後、室温まで冷却し
た。これによって、粒子凝集のない球形溶融シリカ粉末
が得られた。
上記によりカップリング剤で表面処理された球形溶融
シリカの走査型電子顕微鏡（SEM）による粒子構造を第
３図に示す。比較のためカップリング剤処理を施さない
球形溶融シリカのSEMによる粒子構造を第４図に示す。
シリカの走査型電子顕微鏡（SEM）による粒子構造を第
３図に示す。比較のためカップリング剤処理を施さない
球形溶融シリカのSEMによる粒子構造を第４図に示す。
第３図から明らかなように、得られた球形溶融シリカ
は、粒子相互の凝集がなく分散していることが分かる。
これに比べて処理していない第４図のものは粒子同士が
凝集してい。
は、粒子相互の凝集がなく分散していることが分かる。
これに比べて処理していない第４図のものは粒子同士が
凝集してい。
前記の球形溶融シリカとマトリックス樹脂等の素材と
を、第１表に示す割合で配合し、約80℃に加熱した二軸
ロールで約10分間混練し、冷却後約２〜3mmφのチップ
とし、本発明の樹脂組成物を得た。
を、第１表に示す割合で配合し、約80℃に加熱した二軸
ロールで約10分間混練し、冷却後約２〜3mmφのチップ
とし、本発明の樹脂組成物を得た。
上記樹脂組成物について、高化式フローテスターを用
い、180℃における最低溶融粘度ηおよび流動性を、EMM
I−１−66に準じ、金型温度180℃、成形圧力70kgf/c
m2、成形時間90秒でスパイラルフローSFを測定した。
い、180℃における最低溶融粘度ηおよび流動性を、EMM
I−１−66に準じ、金型温度180℃、成形圧力70kgf/c
m2、成形時間90秒でスパイラルフローSFを測定した。
また金型温度180℃、成形圧力70kgf/cm2、成形時間90
秒で5.2mm×13mm×100mm試験片を成形し、180℃,6時間
のアフタキュアを行った後、25℃と250℃における曲げ
強さを測定した。
秒で5.2mm×13mm×100mm試験片を成形し、180℃,6時間
のアフタキュアを行った後、25℃と250℃における曲げ
強さを測定した。
結果を第２表に示す。
次に、前記樹脂組成物を用い第１図に示すような樹脂
封止型半導体装置を作成した。
封止型半導体装置を作成した。
6mm×6mmのシリコンチップ71から成るメモリー素子が
チップ支持体72に固着され、外部リード73とメモリー素
子の電極パッド77とはボンディングワイヤ74で接続され
ている。上記メモリー素子の表面にはポリイミド保護層
76を設けた。
チップ支持体72に固着され、外部リード73とメモリー素
子の電極パッド77とはボンディングワイヤ74で接続され
ている。上記メモリー素子の表面にはポリイミド保護層
76を設けた。
これを前記樹脂組成物を用いて180℃，成形圧力70kgf
/cm2、成形時間90秒でトランスファ成形しパッケージ78
を形成した。なお、アフタキュアは180℃,6時間行なっ
た。
/cm2、成形時間90秒でトランスファ成形しパッケージ78
を形成した。なお、アフタキュアは180℃,6時間行なっ
た。
上記半導体装置を、65℃/95％RHで所定時間吸湿させ
た後、215℃,90秒のベーパーリフローを行ないパッケー
ジのクラック試験を、40個の半導体装置について行っ
た。クラックの判定は、目視によって行なった。
た後、215℃,90秒のベーパーリフローを行ないパッケー
ジのクラック試験を、40個の半導体装置について行っ
た。クラックの判定は、目視によって行なった。
結果を第２表に示す。
［実施例 ２〜４］ カップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、またはγ−ウレイドプロピルトリエトキシシラ
ンをそれぞれ用いて、実施例１と同様の処理、試験を行
った。
メトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン、またはγ−ウレイドプロピルトリエトキシシラ
ンをそれぞれ用いて、実施例１と同様の処理、試験を行
った。
［実施例 ５］ カップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキ
シシランを用い、処理後の加熱温度を300℃で行った他
は実施例１と同様の処理、試験を行った。
シシランを用い、処理後の加熱温度を300℃で行った他
は実施例１と同様の処理、試験を行った。
［実施例 ６］ カップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキ
シシランを用い、カップリング剤処理後の加熱処理を行
なわず、他は実施例１と同様の処理、試験を行った。
シシランを用い、カップリング剤処理後の加熱処理を行
なわず、他は実施例１と同様の処理、試験を行った。
［比較例 １および２］ カップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、またはγ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシランをインテグラルブレンドで配合して樹脂組成物
をそれぞれ作成し、実施例１と同様の試験を行った。
シシラン、またはγ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシランをインテグラルブレンドで配合して樹脂組成物
をそれぞれ作成し、実施例１と同様の試験を行った。
［比較例 ３］ 実施例１で用いた球形溶融シリカ、カップリング剤、
溶剤からなるスラリーを、減圧加熱された乾燥管内に噴
射することなく、単に減圧加熱だけ行なって溶剤を乾燥
除去し、次いで120℃で加熱処理を行なう方法で、球形
溶融シリカ粒子の表面にカップリング剤処理を行なっ
た。
溶剤からなるスラリーを、減圧加熱された乾燥管内に噴
射することなく、単に減圧加熱だけ行なって溶剤を乾燥
除去し、次いで120℃で加熱処理を行なう方法で、球形
溶融シリカ粒子の表面にカップリング剤処理を行なっ
た。
上記球形溶融シリカの走査型電子顕微鏡（SEM）によ
る粒子構造を第４図に示す。
る粒子構造を第４図に示す。
第４図から明らかなように、溶融シリカ粒子同士が凝
集していることが分かる。また、この凝集した粒子は、
乳鉢およびらいかい機によって分離を試みたが、第３図
の充填材のように分離することはできなかった。
集していることが分かる。また、この凝集した粒子は、
乳鉢およびらいかい機によって分離を試みたが、第３図
の充填材のように分離することはできなかった。
また、上記溶融シリカを用いて実施例１と同様に樹脂
組成物を作成し、試験を行った。
組成物を作成し、試験を行った。
前記実施例２〜６および比較例１〜３の樹脂組成物の
溶融粘度η，スパイラルフローSF,曲げ強度および該樹
脂組成物を用いた樹脂封止型半導体装置のパッケージの
クラック発生状況を第２表にそれぞれ示す。
溶融粘度η，スパイラルフローSF,曲げ強度および該樹
脂組成物を用いた樹脂封止型半導体装置のパッケージの
クラック発生状況を第２表にそれぞれ示す。
第２表から明らかなように、実施例の樹脂組成物は、
比較例のものよりも流動性（溶融粘度，スパイラルフロ
ー）および硬化後の高温の曲げ強度が優れている。
比較例のものよりも流動性（溶融粘度，スパイラルフロ
ー）および硬化後の高温の曲げ強度が優れている。
また、上記実施例の樹脂組成物により封止した半導体
装置のパッケージの耐クラック性が優れている。
装置のパッケージの耐クラック性が優れている。
［発明の効果］ 本発明によれば、球形充填材の表面処理時における凝
集が起こりにくいと云う効果により、球形充填材を用い
た樹脂組成物の成形性を向上させるとともに、充填材と
マトリックス樹脂との接着性を向上し、成形品の高温強
度を向上させる効果がある。
集が起こりにくいと云う効果により、球形充填材を用い
た樹脂組成物の成形性を向上させるとともに、充填材と
マトリックス樹脂との接着性を向上し、成形品の高温強
度を向上させる効果がある。
また、該樹脂組成物を用いた樹脂封止型半導体装置の
耐クラック性を向上することができる。
耐クラック性を向上することができる。
第１図は本発明の樹脂封止型半導体装置の構造を示す断
面斜視図、第２図は本発明が用いる球形充填材のカップ
リング剤処理装置の系統図、第３図は実施例で用いた球
形充填材の走査型電子顕微鏡（SEM）による粒子構造の
写真、第４図は比較例で用いた球形充填材の走査型電子
顕微鏡（SEM）による粒子構造の写真である。 １……スラリータンク、２……スラリーポンプ、３……
ヒータ、４……乾燥筒、５……捕集筒、６……コンデン
サ、７……減圧ポンプ、８……溶剤回収タンク、９……
コック、10……球形熔融シリカ、71……シリコンチッ
プ、72……チップ支持体、73……外部リード、74……ボ
ンディングワイヤ、76……ポリイミド保護層、77……電
極パッド、78……パッケージ。
面斜視図、第２図は本発明が用いる球形充填材のカップ
リング剤処理装置の系統図、第３図は実施例で用いた球
形充填材の走査型電子顕微鏡（SEM）による粒子構造の
写真、第４図は比較例で用いた球形充填材の走査型電子
顕微鏡（SEM）による粒子構造の写真である。 １……スラリータンク、２……スラリーポンプ、３……
ヒータ、４……乾燥筒、５……捕集筒、６……コンデン
サ、７……減圧ポンプ、８……溶剤回収タンク、９……
コック、10……球形熔融シリカ、71……シリコンチッ
プ、72……チップ支持体、73……外部リード、74……ボ
ンディングワイヤ、76……ポリイミド保護層、77……電
極パッド、78……パッケージ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 州志 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 瀬川 正則 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 堀江 修 茨城県結城市大字鹿窪1772番１号 日立 化成工業株式会社南結城工場内 (56)参考文献 特開 昭64−11122（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−230729（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】シラン系カップリング剤、該溶剤および球
形無機充填材を含むスラリーを、前記溶剤の沸点以上に
加熱，減圧された雰囲気中に噴射することにより前記シ
ラン系カップリング剤が被覆された球形無機充填材を少
なくとも70重量％配合したことを特徴とする樹脂組成
物。 - 【請求項２】シラン系カップリング剤、溶剤および球形
無機充填材を含むスラリーを、前記溶剤の沸点以上に加
熱，減圧された雰囲気中に噴射することにより前記シラ
ン系カップリング剤を被覆し、120℃以上で加熱処理さ
れた球形無機充填材を少なくとも70重量％配合したこと
を特徴とする樹脂組成物。 - 【請求項３】電子部品が樹脂組成物で一体に封止された
樹脂封止型電子装置において、 前記電子部品が、シラン系カップリング剤、該溶剤およ
び球形無機充填材を含むスラリーを、前記溶剤の沸点以
上に加熱，減圧された雰囲気中に噴射することにより前
記シラン系カップリング剤が被覆された球形無機充填材
を少なくとも70重量％配合した樹脂組成物で封止されて
いることを特徴とする樹脂封止型電子装置。 - 【請求項４】半導体素子が樹脂組成物で一体に封止され
た樹脂封止型半導体装置において、前記半導体素子が、
シラン系カップリング剤、該溶剤および球形無機充填材
を含むスラリーを、前記溶剤の沸点以上に加熱，減圧さ
れた雰囲気中に噴射することにより前記シラン系カップ
リング剤が被覆された球形無機充填材を少なくとも70重
量％以上配合した樹脂組成物で封止されていることを特
徴とする樹脂封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1156443A JP2685138B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 樹脂組成物および該組成物を用いた樹脂封止型電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1156443A JP2685138B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 樹脂組成物および該組成物を用いた樹脂封止型電子装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9103250A Division JP2854852B2 (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | 樹脂組成物の製法およびそれを用いた樹脂封止型電子装置の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321647A JPH0321647A (ja) | 1991-01-30 |
| JP2685138B2 true JP2685138B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=15627863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1156443A Expired - Lifetime JP2685138B2 (ja) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | 樹脂組成物および該組成物を用いた樹脂封止型電子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685138B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2837515B2 (ja) * | 1990-06-20 | 1998-12-16 | 富士通株式会社 | 電子ビーム露光装置 |
| JPH08245835A (ja) * | 1995-03-10 | 1996-09-24 | Nec Corp | シリカ粒子を含む樹脂組成物およびシリカ粒子の表面 処理方法 |
| EP1199336B1 (de) * | 2000-10-21 | 2014-01-15 | Evonik Degussa GmbH | Funktionalisierte, strukturmodifizierte Kieselsäuren |
| JP2010219420A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 半導体装置 |
| JP5917215B2 (ja) * | 2012-03-16 | 2016-05-11 | リンテック株式会社 | 接着剤組成物、接着シートおよび半導体装置の製造方法 |
| WO2014192745A1 (ja) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | リンテック株式会社 | 接着剤組成物、接着シートおよび半導体装置の製造方法 |
| CN113831875B (zh) * | 2021-09-18 | 2024-01-09 | 深圳市纽菲斯新材料科技有限公司 | 一种绝缘胶膜及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63230729A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-27 | Sumitomo Chem Co Ltd | 半導体封止用樹脂組成物 |
| JPH078940B2 (ja) * | 1987-07-02 | 1995-02-01 | 東レ株式会社 | エポキシ樹脂組成物 |
-
1989
- 1989-06-19 JP JP1156443A patent/JP2685138B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321647A (ja) | 1991-01-30 |
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