JPH01165652A

JPH01165652A - 半導体封止用エポキシ樹脂成形材

Info

Publication number: JPH01165652A
Application number: JP32329587A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Kagawa; 香川　裕彦; Yasuhiro Kyotani; 京谷　靖宏; Masaya Ichikawa; 市川　雅哉
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1989-06-29
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0811778B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）この発明は、半導体封止用エポキシ樹脂成形材に関する
ものである。さらに詳しくは、この発明は、低応力性と
ともに、耐湿性および成形性にも優れた半導体封止用の
エポキシ樹脂成形材に関するものである。

（背景技術）デバイスの高性能化によるベレットサイズの増加、さら
には素子高機能化にともなう多層配線化などにより、デ
バイスは、応力に対して敏感になり、また、実装もデイ
ツプを中心としたものから表面実装に移行し、このため
に熱ストレスに対する安定性が求められている。

このような応力に対する耐性とともに、半導体の封止材
には耐湿性と、成形性の良好なことが求められてもいる
。′ しかしながら、従来の封止材には、このような低応力性
と、耐湿性、および成形性のバランスに澤れた成形材は
なく、低応力性を向上させると耐湿性および成形性が低
下し、成形性を向上させると低応力性および耐湿性が低
下するという矛盾を解消できないでいた。

これまでに、低応力性については変性シリコンオイル、
シリコンレジン、シリコンゴム、合成ゴム、長鎖アルキ
ル化合物などの充填材や変性材を樹脂に添加することに
よりがなり改善されてきているが、これらの充填材や変
性材の添加によって、封止剤の成形性が低下するという
大きな問題をかかえていた。このために、封止剤樹脂と
充填材もしくは変性材との親和性を向上させ、成形性を
改善することが試みられているが、実用的なものはいま
だ提案されていないのが実状である。

半導体封止剤としては最も一般的にはエポキシ樹脂が用
いられており、この樹脂の充填材としてシリカが使用さ
れてきている。このエポキシ樹脂成形材の場合には、成
形性の向上のために、エポキシ基を有するエポキシシラ
ンを主とするアルコキシシラン類が添加使用されてきて
いるが、このエポキシシランは反応性が遅いために、成
形の際にパリが出る。また、耐湿性もあまり良好ではな
い、さらに、速硬化のために硬化促進剤を増量すると、
逆に、耐湿性、低応力性が低下するという問題がある。

〈発明の目的）この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもので
あり、従来の半導体封止材の欠点を克服し、低応力性と
ともに、耐湿性、パリの発生、粘度増大、離型性の低下
などの問題のない成形性に優れた半導体封止用成形材を
提供することを目的としている。

さらに詳しくは、この発明は、耐湿性、成形性にも優れ
た半導体封止用のエポキシ樹脂成形材を提供することを
目的としている。

（発明の開示）この発明の半導体封止用エポキシ樹脂成形材は、上記の
目的を実現するために、１種もしくは２種以上のアルコ
キシシラン類で表面処理したシリコンゴムを配合するこ
とを特徴としている。

以下、詳しくこの発明の成形材について説明する。

シリコンゴムは、この発明においては低応力付与材とし
て用いるものである。このシリコンゴムを封止用樹脂中
にミクロに、しかも均一に高分散化させ、しかも、この
ミクロ分散したゴムの界面がエポキシ樹脂、あるいはフ
ェノール樹脂のマトリックス界面との相互作用によって
応力を均一に分散させて応力の低減、吸収を図ることが
この発明の特徴の一つである。

この発明に用いるシリコンゴムとしてはその種類に特段
の限定はないが、純度および耐熱性が許容範囲のもので
あることが必要となる。また、その粒径については、最
大粒径は３０μｍ以下で、好ましくは１０μＩｎ以下の
もので、かつ、その平均粒径が０．１〜５μｍの範囲の
ものを用いるのが好ましい。０．１μｍ以下の場合につ
いては、もともとこのように微細化することが困難であ
るばかりでなく、樹脂中への均一分散が難しくなり、成
形性が低下する。また、５μｍ以上の場合には低応力に
対する効果が低減してくる。

好ましい平均粒径の範囲は０．３〜１μｍである。

また、シリコンゴムのＭ　ｍについては、部分的に官能
基を導入したものの方が分散性、均一性、反応性の面で
より好ましい、このような官能基としては、エポキシ基
、アミノ基などが好適なものとして例示することができ
る。なお、その含有量は、シリコンに対して０．１〜１
０％程度とすることができる。

このようなシリコンゴムは、この発明においてはアルコ
キシシラン類によって表面処理するが、これは、シリコ
ンゴムの界面にアルコキシシランの反応生成物であるシ
リコンゲルを生成させ、または、アルコキシシランによ
る反応点をゴム界面に導入することで低応力性を向上さ
せることをねらっている。

使用するアルコキシシラン類は、アミノ基、エポキシ基
、メルカプト基等の反応性基と、加水分解可能なメトキ
シ基、エトキシ基等を有するものを用いることができる
０反応性基の相互の反応、さらには、ゴム界面への作用
、さらには、メトキシ基やエトキシ基と充填材としての
シリカとの反応が起こることになる。

添加するアルコキシシラン類は、通常は、シリコンゴム
に対して、１〜１０重量％の範囲とするのが好ましい、
１重量％以下の場合には、この発明の所期の効果はなく
、また１０重量％以上の場合には、それ程の効果の増大
は見られない、もちろん、アルコキシシラン類は、１種
のもの、もしくは２種以上のものを単独で、または複合
化して用いてもよい、複合化としては、エポキシシラン
とアミノシラン、エポキシシランとメルカプトシランと
の併用などが好ましいものとして例示される。

このようなアルコキシシランとシリコンゴムとの表面処
理は、たとえば、シリコンゴムの一定量をヘンシェルミ
キサーで高速撹拌しながらアルコキシシランと混合する
。アルコキシシランは、１〜５０μｍの微小な粒子とし
て噴霧するのが好ましいが、インテグラルブレンドして
も特にさしつかえない、混合は、５〜３０分間、５０〜
１５０℃の温度で、１〜１０時間行うのが好ましい。

表面処理したシリコンゴムは、そのまま封止用エポキシ
樹脂の組成物に配合してもよいし、分散性を高めるため
にエポキシ樹脂、フェノール樹脂と予備反応させ、得ら
れたゴム変性樹脂を配合してもよい。

予備反応は、樹脂を１００〜１８０℃の温度で溶融し、
その中に表面処理したシリコンゴムを添加し、混合、分
散させた後、冷却、粉砕することにより実施することが
できる。この場合の樹脂とシリコンゴムとの比率は、１
００：１０〜５０の、＋１！量比とすることができる。

表面処理したシリコンゴム、またはゴム変性樹脂は、成
形材エポキシ樹脂に対して５〜５０重量％添加するのが
好ましい。５％以下の場合には、この発明の効果は低く
、また、５０％以上としても、効果の飛躍は期待できな
い。

もちろん、この発明においては、封止用樹脂成形材の成
分として、適宜に充填材、着色材、難燃材などを配合す
ることができる。たとえば、シリカ、アルミナ、タルク
、クレー、石英ガラス粉などの無機充填材が用いられる
。

また、この発明に使用することのできるエポキシ樹脂に
ついては特に限定されるものではなく、公知のエポキシ
樹脂が広く用いられる。たとえば、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、ビスフェノール−Ａ型エポキシ樹脂、グリシジルエ
ーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ
樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等の適宜なもの、さらに
は適宜なフェノール樹脂等が用いられる。

次にこの発明の実施例を示し、さらに詳しくこの発明の
封止用成形材とその優れた低応力性、耐湿性、成形性の
効果について説明する。もちろん、この発明は、以下の
実施例によって限定されるものではない。

（実施例）エポキシ樹脂組成物１００重量部を１２０〜１３０℃に
溶融し、その中に、次の各種の処理したシリコンゴムを
２０重量部添加し、１３０〜１５０℃で１時間分散処理
後、冷却して粉砕した。

この処理したシリコンゴムを、次の組成：エポキシ樹脂
、フェノールロボラック硬化剤、リン系助剤（助剤）、
溶融シリカ（充填剤）、合成ワックス（＃型材）、カー
ボンブラック（顔料）、および臭素化エポキシ樹脂、二
酸化アンチモン（龍燃剤）からなる配合系に、シリコンゴム換算で、３％の割合で
添加した。

（＾）平均粒径１μｍのシリコンゴム１００重、延部に
対して、アミノシラン３重量部を高速で分散・撹拌した
ものを、１２０℃／２ｆｌｒ処理した。

（Ｂ）　　平均粒径３μｒｎのシリコンゴムに上記と同
じ処理をした。

（Ｃ）　　平均粒径３μｍのシリコンゴム１００重量部
に、アミノシラン３重量部、エポキシシラン３重量部を
添加して高速で分散・撹拌したものを、１２０℃、’　
２　ｔｌ　ｒ処理した。

（０）平均粒径３μｍのシリコンゴム１００重量部にエ
ポキシシラン３重量部、メルカプトシラン３重量部を添
加して高速で分散・撹拌した。

ものを、１２０℃／２Ｈ「処理した。

（Ｎ　　平均粒径３μｍのシリコンゴムを未処理で使用
した（比較例）。

（［）平均粒径１０μｍのシリコンゴムを未処理で使用
した（比較例）。

各々の封止用エポキシ樹脂成形材について、低応力性、
耐湿性およびパリ発生にみる成形性について特性を評価
した。

その結果を示したものが表−１である。

この表に示した結果からも明らかなように、この発明の
成形材（実施例１〜３）の場合には、比較例に比べて、
低応力性、耐湿性および成形性のいずれにおいてもバラ
ンスよく、良好なものとなる。

表−１（注）アルミスライド量：ベレットサイズ３　、２ｘ　１１．
５ｎ＋ｍの上にアルミ配線をしたＴＥＧを１６ｐＤＩＰ
に封止し、−６５〜１５０℃のヒートショック１０００
サイクル後のスライド殖を観察。

耐　　湿　　性　：ペレットサイズ３．２ｘ２　、３ｒ
＠ｍ上にアルミ配線したＴＥＧを１８ρＳＯＰに封止し
、８５°Ｃ１８５％ＲＨ１７２時間吸湿後、２６０℃７
７１０秒半円浸漬後、ＰＣ’ｒ”（５ａｔｎ、１５１℃
、１００％ＲＨ）によるＡＩ腐食をｉ察。

パリの発生　：１０μｍ、２０　、ｕ　ｍ、３０　μｓ
ｎのスリットを流れるパリの長さを測定した。

（発明の効果）この発明により、以上詳しく説明した通り、低応力性と
ともに、耐湿性および成形性ともに優れ。

た半導体封止用エポキシ樹脂成形材が提供される。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１種もしくは２種以上のアルコキシシラン類で表
面処理したシリコンゴムを配合することを特徴とする半
導体封止用エポキシ樹脂成形材。
（２）シリコンゴムの最大粒径が３０μｍ以下で、平均
粒径が０．１〜５μｍの特許請求の範囲第（１）項記載
の半導体封止用エポキシ樹脂成形材。
（３）シリコンゴムを成形材エポキシ樹脂に対して５〜
５０重量％添加する特許請求の範囲第（１）項記載の半
導体封止用エポキシ樹脂成形材。
（４）エポキシ樹脂とシリコンゴムとを予備反応させた
シリコンゴム変性エポキシ樹脂を配合する特許請求の範
囲第（１）項記載の半導体封止用エポキシ樹脂成形材。
（５）アルコキシシラン類がエポキシシラン、アミノシ
ラン、メルカプトシランの１種もしくは２種以上である
特許請求の範囲第（１）項記載の半導体封止用エポキシ
樹脂成形材。