JPH0321647A - 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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- JPH0321647A JPH0321647A JP15644389A JP15644389A JPH0321647A JP H0321647 A JPH0321647 A JP H0321647A JP 15644389 A JP15644389 A JP 15644389A JP 15644389 A JP15644389 A JP 15644389A JP H0321647 A JPH0321647 A JP H0321647A
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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。
め要約のデータは記録されません。
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。
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。
[従来の技術コ
エボ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。
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D I P
(Dual Inline l’ackage)で代表
されるビン挿入型から, Q F P (Quad F
latPackage) , S O P (Smal
l Outline J−bendedPackage
), I’ L C C (I’lastic Lea
ded ChipCarrier)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、構或している半導体チップ、フレーム、封
止欄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バッシベーショ
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。
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D I P
(Dual Inline l’ackage)で代表
されるビン挿入型から, Q F P (Quad F
latPackage) , S O P (Smal
l Outline J−bendedPackage
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ded ChipCarrier)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、構或している半導体チップ、フレーム、封
止欄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バッシベーショ
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。
こうした各構戊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。
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。
、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、特定の粒度分布を
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51−2054
lZ)。
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、特定の粒度分布を
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51−2054
lZ)。
[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。
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. 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. 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, 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ツク性が低下するという問題が
生じた。
、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. 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, 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ツ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。
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。
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
。
。
シラン系カップリング剤、該溶剤および球形無機充填材
を含むスラリーが、前記溶剤の沸点以上に加熱,減圧さ
れた雰囲気中に噴射され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が、少なくとも
70重量%配合されていることを特徴とする樹脂組成物
、並びに該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. 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。
を含むスラリーが、前記溶剤の沸点以上に加熱,減圧さ
れた雰囲気中に噴射され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が、少なくとも
70重量%配合されていることを特徴とする樹脂組成物
、並びに該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. 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。
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
−メタクリ口キシプロビルトリメトキシシラン、β−(
3.4−エボキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシ
シラン、γ一グリシドキシプ口ビルトリメトキシシラン
、γーメルカプトプロビルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロビルトリエトキシシラン、N一β(アミノエチ
ル)一γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N一β
(アミノエチル)γ−アミノプロビルメチルジメトキシ
シラン、N−フェニルーγ−アミノプロビルトリメトキ
シシラン、アミノエチルアミノメチル7エネチルトリメ
トキシシラン、3一アミノプロピルメチルジエトキシシ
ラン、ビス(3−(}−リエトキシシリル)プロビル〕
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ー2,1−(p
−アミノメチル)フェニルエタン、1−トリメトキシシ
リルー2.1−(m−アミノメチル)フェニルエタン、
N−メチルアミノプロビ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。
,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
−メタクリ口キシプロビルトリメトキシシラン、β−(
3.4−エボキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシ
シラン、γ一グリシドキシプ口ビルトリメトキシシラン
、γーメルカプトプロビルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロビルトリエトキシシラン、N一β(アミノエチ
ル)一γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N一β
(アミノエチル)γ−アミノプロビルメチルジメトキシ
シラン、N−フェニルーγ−アミノプロビルトリメトキ
シシラン、アミノエチルアミノメチル7エネチルトリメ
トキシシラン、3一アミノプロピルメチルジエトキシシ
ラン、ビス(3−(}−リエトキシシリル)プロビル〕
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ー2,1−(p
−アミノメチル)フェニルエタン、1−トリメトキシシ
リルー2.1−(m−アミノメチル)フェニルエタン、
N−メチルアミノプロビ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。
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。
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.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。
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、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.l20℃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材の素材としては、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
力、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。
することが好ましい.l20℃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材の素材としては、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
力、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〜
100μmが望ましい。
100μm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.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.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、0−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
。
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.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、0−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
。
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。
、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戊形品の弾
性率の上昇を小さくする効果がある。例えば、特開昭5
8 6 9 2 4 4 9 ,同57−5695
4号,同58−470138・公報あるいは工EEE
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イCIIMT−
8巻+ No− 4 +第486〜489頁,1985
年12月(IEEE Transactions on
Components,Hybrids,and M
anufacturingTschnology,
vol CHMT−8,No.4, p486−489
, Dec., 1 9 8 5 )および第6回アニ
ュアルプロシーディングオブザインターナショナルエレ
クトロニクスパツケイジングコンフェランス,第294
〜312頁, 1986年(6th Annual P
roceeding of the Internat
ionalElectronicSPackaging
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或分を配合し、
マトリックス樹脂とゴム或分とで,いわゆる海鳥構造と
して硬化物の弾性率を小さくする方法が知られている。
性率の上昇を小さくする効果がある。例えば、特開昭5
8 6 9 2 4 4 9 ,同57−5695
4号,同58−470138・公報あるいは工EEE
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イCIIMT−
8巻+ No− 4 +第486〜489頁,1985
年12月(IEEE Transactions on
Components,Hybrids,and M
anufacturingTschnology,
vol CHMT−8,No.4, p486−489
, Dec., 1 9 8 5 )および第6回アニ
ュアルプロシーディングオブザインターナショナルエレ
クトロニクスパツケイジングコンフェランス,第294
〜312頁, 1986年(6th Annual P
roceeding of the Internat
ionalElectronicSPackaging
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或分を配合し、
マトリックス樹脂とゴム或分とで,いわゆる海鳥構造と
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、戊形材料の弾性率上
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。
ルシリコーンまたはその誘導体は、戊形材料の弾性率上
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
で作或することができ,封止作業も同様に行うことがで
きる。
で作或することができ,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
ァ或形機を用いて金型温度160〜200℃,成形圧力
30−100kgf/cm”硬化時間1〜3分で封止戊
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.上記充填材が均一に分散された本発明
の樹脂組成物の、戊形後の破面を調べてみると、破壊が
起こっているのは球形充填剤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、前記充填剤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戊形品の、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. 次に、本発明を実施例により具体的に説明する.[実施
例 l] 本発明の樹脂組成物に用いる充填剤を第2図に示すよう
な処理装置により作或した。
や押出し機で混練することができる.また、トランスフ
ァ或形機を用いて金型温度160〜200℃,成形圧力
30−100kgf/cm”硬化時間1〜3分で封止戊
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.上記充填材が均一に分散された本発明
の樹脂組成物の、戊形後の破面を調べてみると、破壊が
起こっているのは球形充填剤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、前記充填剤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戊形品の、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. 次に、本発明を実施例により具体的に説明する.[実施
例 l] 本発明の樹脂組成物に用いる充填剤を第2図に示すよう
な処理装置により作或した。
平均粒径約17μmの球形熔融シリカ800g、カップ
リング剤としてγ−アミノプロビルトリエトキシシラン
Log、イソプロビルアルコール400gと、水Log
からなる混合溶剤とでスラリーを作威した。
リング剤としてγ−アミノプロビルトリエトキシシラン
Log、イソプロビルアルコール400gと、水Log
からなる混合溶剤とでスラリーを作威した。
これを第2図のスラリータンクlに入れ、スラリーボン
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、球形熔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1 0 0 torr以下に減圧されている. 乾燥管4内で処理された球形熔融シリカは、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. カップリング剤処理された球形熔融シリカ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、2
00℃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熔融シリカ粉末
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. 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. 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. 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、E
MMI−1−66に準じ、金型温度180℃,成形圧力
70kgf/am”、戊形時間90秒でスパイラルフロ
ーSFを測定した。
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、球形熔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1 0 0 torr以下に減圧されている. 乾燥管4内で処理された球形熔融シリカは、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. カップリング剤処理された球形熔融シリカ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、2
00℃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熔融シリカ粉末
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. 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. 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. 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、E
MMI−1−66に準じ、金型温度180℃,成形圧力
70kgf/am”、戊形時間90秒でスパイラルフロ
ーSFを測定した。
また金型温度180℃、戊形圧力70kgf/am”、
成形時間90秒で5.2mmX13mmX1 0 0
m m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。
成形時間90秒で5.2mmX13mmX1 0 0
m m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威した。
止型半導体装置を作威した。
6 m m X 6 m m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. これを前記樹脂組成物を用いて180℃,或形圧力70
kgf/am’、成形時間90秒でトランスファ或形し
パッケージ78を形成した。なお、アブタキュアは18
0℃,6時間行なった.上記半導体装置を、65℃/9
5%RIIで所定時間吸湿させた後、215℃,90秒
のペーパーリフローを行ないパッケージのクラック試験
を、40g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. 第 1 表 [実施例 2〜4] カップリング剤としてγ−グリシドキシプロビルトリメ
トキシシラン,γ−メルカプトプロビルトリメトキシシ
ラン、またはγ−ウレイドプロビ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. [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. [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−グリシドキシプロビルトリメトキシ
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
それぞれ作威し、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
. 上記球形溶融シリカの走査型電子顕微flt(SEM)
による粒子構造を第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. また、上記溶融シリカを用いて実施例1と同様に樹脂組
成物を作威し,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. 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. 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. [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、戊形品の高温強度
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。
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. これを前記樹脂組成物を用いて180℃,或形圧力70
kgf/am’、成形時間90秒でトランスファ或形し
パッケージ78を形成した。なお、アブタキュアは18
0℃,6時間行なった.上記半導体装置を、65℃/9
5%RIIで所定時間吸湿させた後、215℃,90秒
のペーパーリフローを行ないパッケージのクラック試験
を、40g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. 第 1 表 [実施例 2〜4] カップリング剤としてγ−グリシドキシプロビルトリメ
トキシシラン,γ−メルカプトプロビルトリメトキシシ
ラン、またはγ−ウレイドプロビ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. [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. [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−グリシドキシプロビルトリメトキシ
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
それぞれ作威し、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
. 上記球形溶融シリカの走査型電子顕微flt(SEM)
による粒子構造を第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. また、上記溶融シリカを用いて実施例1と同様に樹脂組
成物を作威し,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. 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. 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. [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、戊形品の高温強度
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。
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**[(SEM)による粒子構造の写真である.
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**[(SEM)による粒子構造の写真である.
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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が、前記溶剤の沸点以上に加熱、減
圧された雰囲気中に噴射され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が少なくと
も70重量%配合されていることを特徴とする樹脂組成
物。 2、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が、前記溶剤の沸点以上に加熱、減
圧された雰囲気中に噴射され、120℃以上で加熱処理
された球形無機充填材が少なくとも70重量%配合され
ていることを特徴とする樹脂組成物。 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、該封止樹脂が、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
射され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が、少なくとも70重量%以上配
合され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。 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、該樹脂組成物が、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
中に噴射されることにより前記シラン系カップリング剤
を被覆した球形無機充填材が、少なくとも70重量%以
上配合され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 true JPH0321647A (ja) | 1991-01-30 |
JP2685138B2 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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- 1989-06-19 JP JP1156443A patent/JP2685138B2/ja not_active Expired - Lifetime
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CN113831875A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-24 | 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 |
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