JPH0234625A - 封止用樹脂組成物 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、耐湿性、半田耐熱性に優れた、電子・電気部
品封止用の樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 近年、半導体集積回路の分野において、高集積化、高信
頼性化の技術開発と同時に、半導体装置の実装工程の自
動化が推進されている。　例えばフラットパッケージ型
の半導体装置を回路基板に取り付ける場合、従来はリー
ドピン毎に半田付けを行っていたが、最近は半導体装置
全体を２５０℃以上に加熱した半田浴に浸漬して半田付
けを行う方法が採用されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂およ
びシリカ粉末からなる樹脂組成物で封止した半導体装置
では、装置全体の半田浴浸漬を行うと耐湿性が低下する
という欠点があった。　特に吸収した半導体装置を半田
浸漬すると、封止樹脂と半導体チップあるいは封止樹脂
とリードフレームとの間に剥がれが発生し、著しい耐湿
性劣化を生じ、その結果、電極の腐食による断線や水分
によるリーク電流を生じ、長期間の信頼性を保証するこ
とができないという欠点がある。

本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもので
、吸湿の影響が少なく、特に半田浴浸漬後の耐湿性およ
び半田耐熱性に優れた封止用樹脂組成物を提供しようと
するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ね
た結果、後述する組成の樹脂組成物が耐湿性および半田
耐熱性に優れていることを見いだし、本発明を完成した
ものである。

すなわち、本発明は、 （Ａ）　　（ｉ　）エポキシ基と反応する置換基を有す
るポリオルガノシリコーンと（ｉｉ）エポキシ樹脂との
縮合物 （３）　　（ｉｉｉ　）フェノール性ＯＨ基と反応する
置換基を有するポリオルガノシリコーンと（ｉｖ）ノボ
ラック型フェノール樹脂との縮合物および（Ｃ）シリカ
粉末 を必須成分とし、前記（Ｃ）シリカ粉末を全体の樹脂組
成物に対して６５〜８５重量％含有することを特徴とす
る封止用樹脂組成物である。

本発明に用いる（Ａ）縮合物は、（ｉ）エポキシ基と反
応する置換基を有するポリオルガノシリコーンと（ｉｉ
）エポキシ樹脂とを縮合させてなるものである。　ここ
で使用する（１）ポリオルガノシリコーンとしては、次
のような一般式で表されるものである。

（但し、式中Ｒはメチル基又はフェニル基を、１ｍ、ｎ
は１以上の整数を、Ｘはエポキシ基と反応する置換基で をそれぞれ表す） ｎ／Ｉの割合は特に限定されないが０．０１未満では反
応基Ｘの効果が不十分となり密着性が低下し好ましくな
い、　このオルガノシリコーンの分子量は６０，０００
以下のものが好ましく、これを超えるとオルガノシリコ
ーンの分散が不十分となり好ましくない。

また（ｉｉ）エポキシ樹脂としては、その分子中にエポ
キシ基を少なくとも２個有する化合物である限り、分子
構造、分子量などに特に制限はなく一般に使用されてい
るものを広く包含することができる。　例えば、ビスフ
ェノール型の芳香族、シクロヘキサン誘導体等の脂環族
、さらに次の一般式で示されるエポキシノボラック等の
樹脂が挙げられる。

を、ｎは１以上の整数を表す）　これらは単独又は２種
以上混合して使用することができる。

以上の（ｉ　）ポリオルガノシリコーンと（ｉｉ）エポ
キシ樹脂、とを加熱溶融混合して（Ａ）ｌｆｉ１合物を
得ることができる。　両成分の配合割合は、エポキシ樹
脂１０重量部に対してポリオルガノシリコーンを０．１
〜１０重量部配置部ることが好ましい。

ポリオルガノシリコーンが０．１重量部未満では耐湿性
に効果なく、また１０重量部を超えると溶融混合物が液
状になり、作業性が低下し好ましくない。

本発明に用いる（Ｂ、）縮合物は、次に示す（ｉｉｉ）
ポリオルガノシリコーンと（ｉｖ）ノボラック型フェノ
ール樹脂とを縮合させてなる。　縮合物の成分である（
ｉｉｉ　）ポリオルガノシリコーンとしては、次の一般
式で表される。

（但し、式中、Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアル
キル基を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基（但し、式中
Ｒメチル基又はフェニル基をＩ、Ｉｌ。

ｎは１以上の整数を、Ｙはフェノール性ＯＨ基と反応す
る置換基で −ＣＯＯＨ，−ＮＣＯ をそれぞれ表す）ｌ／１の割合は特に制限はないが、０
．０１未満では反応基Ｙの効果が不十分となり密着性が
低下して好ましくない、　ポリオルガノシリコーンの分
子量はｅｏ、ｏｏｏ以下のものが好ましく、これを超え
るとポリオルガノシリコーンの分散が不十分となり好ま
しくない。

（Ｂ）ｌ金物の他の成分である（　ｉｖ）ノボラック型
フェノール樹脂としては、フェノール、アルキルフェノ
ール等のフェノール類と、ホルムアルデヒドあるいはパ
ラホルムアルデヒドとを反応させて得られるノボラック
型フェノール樹脂およびこれらの変性樹脂、例えばエポ
キシ化もしくはブチル化ノボラック型フェノール樹脂等
が挙げられ、ノボラック型フェノール樹脂である限り特
に制限はなく広く使用することができる。　これらは単
独又は２種以上混合して使用する。

（Ｂ）６合物は、上記の成分すなわちポリオルガノシリ
コーンとノボラック型フェノール樹脂を加熱溶融混合し
て得られる。　ポリオルガノシリコーンの配合割合は、
ノボラック型フェノール樹脂１０重量部に対して０．１
〜１０重量部であることか好ましい、　ポリオルガノシ
リコーンが０．１重量部では耐湿性に効果なく、また１
０重量部を超えると溶融混合物が液状になり、作業性が
低下し好ましくない。

本発明に用いる（Ｃ）シリカ粉末としては、般に市販さ
れているものでもよいが、不純物濃度が低く、平均粒径
３０μｍ以下のものが好ましい。

平均粒径が３０μｍを超えると、耐湿性および成形性に
劣り好ましくない、　シリカ粉末の配合割合は、全体の
樹脂組成物に対して６５〜８５重量％の割合で含有する
ことが好ましい、　配合量が６５重量％未満では樹脂組
成物の吸湿性が大きく、半田浸漬後の耐湿性に劣り、好
ましくない、　また、８５重量％を超えると極端に流動
性が悪く、成形性に劣り、好ましくない。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ基と反応基を有
するポリオルガノシリコーンとエポキシ樹脂との縮合物
、フェノール性ＯＨ基と反応する置換基を有するポリオ
ルガノシリコーンとノボラック型フェノール樹脂との縮
合物およびシリカ粉末を必須成分とするが、本発明の目
的に反しない限り、必要に応じて、例えば天然ワックス
類、合成ワックス顕、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド類
、エステル類、パラフィン類などの離型剤、二酸化アン
チモンなどの難燃剤、カーボンブラックなどの着色剤、
シランカップリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜添加
、配合することができる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として製造する場
合の一般的な方法は、エポキシ基と反応する置換基を有
するポリオルガノシリコーンとエポキシ樹脂との縮合物
、フェノール性ＯＨ基と反応する置換基を有するポリオ
ルガノシリコーンとノボラック型フェノール樹脂との縮
合物、シリカ粉末、その他の成分を配合し、ミキサー等
によって十分均一に混合した後、更に熱ロールによる溶
融混合処理又はニーダ等による混合処理を行い、次いで
冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料を製造
する。　そしてこれらの成形材料を電子部品あるいは電
気部品の封止用として、また被覆、絶縁等に適用し、優
れた特性と信顆性を付与することができる。

（作用） 本発明の封止用樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ基と反応
する置換基を有するポリオルガノシリコーンとエポキシ
樹脂との縮合物、（Ｂ）フェノール性ＯＨ基と反応する
置換基を有するポリオルガノシリコーンとノボラック型
フェノール樹脂との縮合物を配合したことによって、通
常のエポキシ樹脂とノボラック型フェノール樹脂との反
応の他に、フェノール性ＯＨ基と反応する置換基を有す
るポリオルガノシリコーン及びエポキシ基と反応する置
換基を有するボオルガノシリコーンとが反応を促進させ
、またシリコーン系も重合が進行するため、封止樹脂と
半導体チップの密着性や封止樹脂とリードフレームとの
密着性が向上し、半田浴に浸漬しても耐湿性の劣化が少
なくなる。　またパッシベーション膜との密着性も優れ
たものとなる。　さらに低応力性も単純な添加型よりも
向上する。　これらの密着性、低応力性の向上は、４Ｍ
ビットメモリのように半導体チップ面積／パッケージ面
積の比が１に近づいた設計標準の場合に有効である。

（実施例） 次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
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 第１表の組成欄に示した原料を常温で混合し、さらに９
０〜９５℃で混練冷却した後、粉砕して成形材料を製造
した。

比較例１〜２ 第１表に示した組成に従い、実施例と同様にして成形材
料を製造した。

実施例および比較例１〜２で製造した成形材料を１７０
℃に加熱した金型内にトランスファー注入し、硬化させ
て、封止した成形品をつくった。

これらの成形品について吸水率、ガラス転移温度および
半田浸漬後の耐湿性を試験したので、その結果を第１表
の特性欄に示した。　本発明の封止用樹脂組成物から得
られた成形品は、吸水率が小さく、耐湿性に優れており
、本発明の盟著な効果が認められた。

実施例および比較例について試験を行った吸水率、ガラ
ス転移温度、半田浸漬後の耐湿性は、次のようにして試
験した。

吸水率は、トランスファー成形によって直径５０１、厚
さ３１１の成形品を作成し、これを１２７℃。

２．５気圧の飽和水蒸気中に２４時間放置し、増加した
重量によって求めた。

ガラス転移温度は、吸水率の試験と同じ成形品を作成し
、これを１７５℃で８時間の後硬化を行い、適当な大き
さのテストピースとし、熱機械特性分析装置を用いて測
定した。

耐湿性は、成形材料を用いて２本以上のアルミニウム配
線を有するシリコン製チップを通常の４２７０イフレー
ムに接着し、１７５℃で２分間トランスファー成形して
５ｘ　１０ｘ　　１．５ｍ−のフラットパッケージ型成
形品（封止品）をつくり、その後１７５℃で８時間後硬
化を行った。　この成形品を予め４０℃、９０％ＲＨ，
１００時間の吸湿処理を行った後、２５０℃の半田浴に
１０秒間浸漬した。　次いで１２７”Ｃ，２，５気圧の
飽和水蒸気中でプレッシャー・クツカー・テスト（ＰＣ
Ｔ）を行い、アルミニウム配線の腐食による断線を不良
と評価して試験を行った。

＊１　：分子盟約３５，０００のポリオルガノシリコー
ン［前記一般式における、Ｉ　／ｎ　＝　０．１、Ｘニ
ーＳＨＩとオルソクレゾール型エポキシ樹脂とを１：１
０の配合割合で反応させた縮合物 ネ２：分子量的ｉｏｏ、ｏｏｏのポリオルガノシリコー
ン［前記一般式における、Ｉ／ｌ＝ｏ。００９、Ｘニー
ＳＨ］とオルソクレゾール型エポキシ樹脂とを１＝１０
の配合割合で反応させた縮合物 ＊３：分子盟約３５．０００のポリオルガノシリコーン
［前記一般式における、ｌ　／ｒａ　＝　０．２、ノー
ル樹脂とを１：１０の配合割合で反応させた縮合物 ＊４　：分子盟約１００，０００のポリオルガノシリコ
ーン［前記一般式における、ｌ　／ｎ　＝　０．００９
、ノール樹脂とを１：１０の配合割合で反応させた縮合
物 ［発明の効果］ 以上の説明および第１表からも明らかなように、本発明
の封止用樹脂組成物は、密着性が良いため、吸湿の影響
が少なく、半田浴に浸漬した後でも耐湿性に優れ、電極
の腐食による断線や水分によるリーク電流の発生などを
著しく低減することができ、その結果長期間に渡って信
顆性を保証することができる。　また２５０℃以上の半
田浴浸漬にもかかわらず優れた耐熱性を示した。

特許出願人　東芝ケミカル株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）（ｉ）エポキシ基と反応する置換基を有する
   ポリオルガノシリコーンと（ｉｉ）エポキシ樹脂との縮
   合物 （Ｂ）（ｉｉｉ）フェノール性ＯＨ基と反応する置換基
   を有するポリオルガノシリコー ンと（ｉｖ）ノボラック型フェノール樹脂との縮合物お
   よび （Ｃ）シリカ粉末 を必須成分とし、前記（Ｃ）シリカ粉末を全体の樹脂組
   成物に対して６５〜８５重量％含有することを特徴とす
   る封止用樹脂組成物。