JPH0369939B2 - - Google Patents

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JPH0369939B2
JPH0369939B2 JP57029882A JP2988282A JPH0369939B2 JP H0369939 B2 JPH0369939 B2 JP H0369939B2 JP 57029882 A JP57029882 A JP 57029882A JP 2988282 A JP2988282 A JP 2988282A JP H0369939 B2 JPH0369939 B2 JP H0369939B2
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JP
Japan
Prior art keywords
resin
silica
parts
composition
synthetic silica
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57029882A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58151318A (en
Inventor
Kunio Ito
Kiichi Habata
Toshio Shiobara
Kesaji Ichikawa
Osamu Kuryama
Iehiro Kodama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2988282A priority Critical patent/JPS58151318A/en
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Publication of JPH0369939B2 publication Critical patent/JPH0369939B2/ja
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電子部品封止用樹脂組成物、特にはそ
れに含まれるウラン、トリウムなどのような、α
線放射物によつて記憶素子が誤動作することのな
い電子部品封止用樹脂組成物に関するものであ
る。 電子部品は一般にこれをその外部環境から保護
するためにセラミツクパツケージまたは樹脂など
で封止されているが、この封止材料については価
格および生産性の面から合成樹脂組成物によるも
のが汎用されている。この合成樹脂は有機樹脂と
シリカを主体とする無機質充填剤とから構成され
ているが、この組成物についてはこれをできるだ
け膨張係数が小さく、良熱伝導性、低透湿性で機
械的特性にもすぐれたものとし、しかも低コスト
のものとするということから、この無機質充填剤
をその成形性の許す限りできるだけ多量に配合す
ることが有利とされている。そして、これにはシ
リカ系充填剤が最も好ましいものとされ、ほとん
どの樹脂封止材料にこれが利用されている。この
シリカ系充填剤には結晶タイプおよび非結晶タイ
プのものがあり、これらは各々一長一短があり目
的、用途に応じて使いわけられている。 他方、シリカ充填剤については、上記した多量
配合という見地から平均粒子径の比較的大きい、
例えば平均粒子径が1〜100μmというシリカを
使用するということから、これには天然の鉱石を
精製することなく粉末化しともの、あるいは天然
の鉱石を水洗しフツ酸処理してから1000〜1800℃
で焼結または溶融したのち、粉砕して得られる石
英粉が使用されている。 他方、この種の樹脂組成物で封止された記憶素
子については、技術の進歩と共にその集積化が進
み、現在はすでにLSI、VLSIと呼ばれる高集積
化されたものになつてきているが、この高集積化
電子部品を樹脂封止したものについてはこの樹脂
組成物を構成するシリカ充填剤中に微量含まれて
いるウラン、トリウムなどの放射線元素から放出
されるα線によつて、この記憶素子が誤動作を起
すという問題が生じ、これが近年開発された
64KbitダイナミツクMOS RAMの設計等にも大
きな影響を与えているため、この解決が望まれて
いる。そのため、この対策として記憶素子の表面
にあらかじめポリイミド樹脂、シリコーン樹脂な
どを塗布してこの素子をα線の照射から保護する
という方法も提案されているが、この方法にはこ
れらの樹脂を記憶素子の表面に一定の厚さ、一定
の面積に塗布することが難しく、これにはまた記
憶素子とこれらの樹脂および前記した封止用樹脂
組成物の膨張係数の差からトラブルが発生し易い
という性能面での不安があり、さらにはこの樹脂
塗布という工程の付加に伴う煩雑さもあつて、生
産効率、経済面から有利なものではないとされて
いる。 したがつて、この記憶素子封止用樹脂素子物に
使用するシリカ充填剤を現在市販されている各種
の合成シリカ、例えば四塩化けい素を高温(1850
〜2000〓)でH2、O2によつて火炎加水分解して
作つた乾式シリカ、水和けい酸ソーダを塩酸で中
和するか、水和けい酸ソーダを酸で中和して得ら
れる沈でんシリカ、アルコール共存下で中和して
得られるシリカエアロゲルなどを使用することも
検討されたが、これらはいずれもその平均粒子径
がmμオーダーの微粒子で比表面積(BET法)も
50m2/g以上であり、これはまたその内外表面に
多数のシラノール基をもつものであるため、これ
は放射性元素を含まないように高純度化すること
ができたとしても、これを有機樹脂に大量に充填
することができず、したがつて電子部品封止用樹
脂に利用することができないということが確認さ
れている。 さらに水和けい酸ソーダを始発原料とするシリ
カにあつては残存するアルカリイオンを完全に除
去することが不可能に近く、上記したような目的
には純度的にも不適当である。 即ち、電子部品封止用に好適とされる高充填可
能な高純度シリカは現在のところ存在せず、入手
が不可能とされている。 本発明はこれらの不利を解決することのできる
電子部品封止用樹脂に関するものであり、これは
熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂100重量部に、
蒸留精製したアルコキシシランまたはアルコキシ
基含有シロキサンを10%以上の濃度の塩酸水溶液
中で加水分解し、重合させて得た粒径が1μm以
上のゲル化生成物を1200℃以上で加熱酸化、焼結
させて得た比表面積が20m2/g以下で平均粒子径
が0.5〜100μmであり、かつウランおよびトリウ
ムの含有量が10ppb以下である合成シリカを50〜
800重量部添加してなることを特徴とするもので
ある。 これを説明すると本発明者らは前記したα線の
放出によるソフトエラーと呼ばれている記憶素子
の誤動作対策について種々検討の結果、これにつ
いては原料として蒸留などの化学工学的手段で容
易に、かつ充分に精製することのできるアルコキ
シシランまたはアルコキシ基含有シロキサンを使
用すればこれから得られる合成シリカをウラン、
トリウムなどの放射線元素をほとんど含まないも
のとすることができるという点に注目し、このけ
い素化合物からの合成シリカの製造についてさら
に検討を重ね、これには蒸留精製したけい素化合
物を10%以上の濃度の塩酸水溶液で加水分解、重
合して得たゲル化生成物とし、これを1.200℃以
上で熱処理すればよいことを見出して本発明を完
成させた。 本発明の組成物に使用される合成シリカを作る
ための始発材料はアルコキシシランまたはアルコ
キシ基を含有するシロキサンとされる。これは分
子中に塩素原子を含有するオルガノクロロシラン
とするとこれから合成されたシリカが塩素原子を
含むものとなつて、これを含有した樹脂組成物を
用いて半導体素子の樹脂封止をすると信頼性テス
トのときに塩素原子が溶出して半導体素子用の電
極を腐蝕させるおそれがあるが、このような塩素
原子を含まない加水分解性のアルコキシシランあ
るいはアルコキシ基を含有するシロキサンとすれ
ば得られるシリカは塩素原子を全く含有しないも
のとなり、このような不利を伴うことがないから
である。 このアルコキシシランとしてはテトラメトキシ
シラン〔Si(OCH34〕、メチルトリメトキシシラ
ン〔CH3Si(OCH33〕、ジメチルジメトキシシラ
ン〔(CH32Si(OCH32〕、テトラエトキシシラン
〔Si(OC2H54〕、フエニルトリメトキシシラン
〔C6H5Si(OCH33〕、ジメチルジエトキシラン
〔(CH32Si(OC2H52〕、ジフエニルジエトキシシ
ラン〔(C6H52Si(OC2H52〕などが例示され、
これはその一種または二種以上の混合物として使
用することができるが、これは分子中にアルコキ
シ基を含有するシロキサン、例えば式
(CH3SiO1.5o(こゝにnは任意の数)で示される
末端基がメトキシ基であるポリシロキサンなどで
あつてもよい。 このアルコキシシラン、アルコキシキ基を含有
するシロキサンは加水分解、重合によつてゲル化
生成物とされるのであるが、この加水分解は10%
以上の塩酸水溶液中で行なうことが必要とされ
る。これはこの加水分解は酸性水溶液中、アルカ
リ水溶液中のいずれでも行なうことができるけれ
ども、アルカリ水溶液中で行なうとアルミニウム
腐食性の原因となるNa、Kなどのイオン性不純
物の混入を避けることが難しくなるので酸性水溶
液とする必要があり、これを10%以上の塩酸水溶
液とすれば加水分解および重合反応がすみやかに
進行し、容易にSiOSi結合が得られること、また
ゲル状生成物中に塩素が残存しても高温加熱時に
容易に揮散させることができるという有利性が与
えられるからである。また、この加水分解物はつ
いで重合させてゲル状生成物とするのであるが、
この重合は加水分解生成物を10%以上の塩酸水溶
液単独で、あるいはトリエンなどの芳香族系溶
剤、アセトンなどのケトン系溶剤を用いた10%以
上の塩酸水溶液で重合すればよく、これによれば
粒径が1μm以上のゲル状生成物を容易に得るこ
とができる。なお、このゲル状生成物の粒径は加
水分解温度の高いほど、また撹拌強度の大きいほ
ど小さくなるが、本発明を実施する場合の加水分
解温度としては−10℃以下では速度がおそく、
100℃以上では沸点の低いけい素化合物を用いた
場合に気相で加水分解するものがあつて得られる
ゲル状生成物が粒径の細かいものになるため、こ
れは−10℃〜100℃の範囲、好ましくは20℃〜80
℃の範囲とされる。 この加水分解、重合によつて得られたゲル状生
成物はこれをついで1200℃以上で加熱酸化するこ
とによつて目的とする合成シリカとされる。この
加熱はポリシロキサン中に含有されている有機基
を酸化切断して最終的には有機基を全く含まない
シリカとするために行なうものであるが、シリカ
を充分に焼結して空隙や炭素成分を全く含まない
ものとするためには、段階的に昇温させるこのが
よい。酸化反応を段階的に昇温させずに1200℃以
上で行なうと炭化けい素が生成し絶縁性の良好な
シリカを得ることが難しくなり、1200℃以下では
焼結が不充分となつて空隙が残るので、これは
1200℃以上とすることが必要とされる。 このようにして得られる合成シリカはその原料
が蒸留によつて充分精製されているので、このウ
ラン、トリウムなどの放射性元素の含有量が
10ppb以下、特に痕跡程度にまで低下されてお
り、これはまたこれを充填剤として作成した樹脂
組成物の耐湿性の劣下、アルミニウム腐食性の原
因となるアルカリ金属イオン、例えばNa、Kな
どの含有量がきわめて低く、これは特に前記した
電子部品封止用樹脂組成物を構成する充填剤とし
て好適とされる。 前記した方法においてはその条件を適宜選択す
ることにより全く粉砕することがなくそのまま封
止用樹脂組成物に応用することができる粒径を有
するものができ、したがつて粉砕工程を必要とす
る場合の工程中にシリカが汚染されたり、純度的
にも必ずしも有利でないというような不利は何ら
ない。 なお、この用途に使用する場合、この合成シリ
カの粒径はそれが0.5μm以下ではこの樹脂組成物
の流動性、成形性がわるくなり、100μm以上で
は成形時における成形機のゲートづまりなどが生
じるおそれがあるので、これは0.5〜100μmの範
囲とすることが必要とされる。 本発明の電子部品封止用樹脂組成物は、この合
成シリカを熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂に配
合することによつて得られるが、この樹脂として
は従来電子部品封止用として使用されているもの
でよく、これには例えばエポキシ樹脂、シリコー
ン樹脂、エポキシ−シリコーン樹脂、ポリイミド
樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリフエニレンサルフ
アイド樹脂などの熱可塑性樹脂があげられる。 このシリコーン樹脂は例えば式RSiX3(ここに
R、Xは前記に同じ、T単位構成成分)と式
R2SiX2(R、Xは前記に同じ、D単位構成成分)
で示されるオルガノシランの主体とするシラン混
合物をトルエン、キシレン、アルコールあるいは
アセトン等の有機溶剤殿共存下で共加水分解する
という常法によつて合成することができる。もち
ろん必要に応じてTあるいはD構造を有するもの
であつても例えばCH3SiCl3、C6H5SiCl3、とか
(C6H52SiCl2、(CH32SiCl2、CH3・C6H5SiCl2
等のように2種以上のシランを併用することもあ
り得る。一般に本発明においてはT単位が70%以
上で官能基(≡Si−OH)の多い樹脂が好適であ
る。 また、このシリコーン樹脂には、可撓性付与剤
として、(TxDyzで示されるT単位ブロツクとD
単位ブロツクとからなるマルチブロツクポリマー
が添加される場合もある。 該シリコーン樹脂の硬化は例えば特公昭43−
3020号に開示されているように鉛化合物によるシ
ラノール基の縮合反応を利用したり、あるいは前
記した樹脂中の有機基の一部にビニル基等の不飽
和基と水素原子を導入し、Pt、Pt化合物等の付
加反応触媒を使用し付加反応を利用する方法等に
より行なわれ、さらにシリコーン樹脂とエポキシ
樹脂の混合樹脂にあつては、特公昭51−118728号
に開示されているようなAl触媒によつて硬化を
行なう方法も採用可能である。 また、このエポキシ樹脂はその1分子中に少な
くとも2個のエポキシ基を有するものが使用さ
れ、これにはエピクロルヒドリンとビスフエノー
ルAや各種のノボラツク樹脂から合成されるも
の、脂環式エポキシ樹脂、さらにはCl、Brなど
のハロゲン原子を導入したエポキシ樹脂などが例
示される。また、この樹脂の硬化剤としてはジア
ミノジフエニルメタン、ジアミノジフエニルスル
フオン、メタフエニレンジアミン等に代表される
アミン系硬化剤、無水フタル酸、無水ピロメリツ
ト酸、無水ベンゾフエノンテトラカルボン酸など
の酸無水物系硬化剤、あるいはフエノールノボラ
ツク樹脂、クレゾールノボラツク樹脂などのよう
に1分子中に2個以上の水酸基をもつノボラツク
系硬化剤などのいずれも使うことができるが、こ
れにはイミダゾールやその誘導体、3級アミンの
誘導体、ホスフイン系誘導体などの硬化促進剤を
添加してもよい。 さらに、このポリイミド樹脂としては従来から
電子部品の封止用に使用されているものを用いる
ことができる。 なお、この熱可塑性樹脂としてのポリフエニレ
ンサルフアイド樹脂は例えばp−ジクロロベンゼ
ンと硫化ソーダとの反応によつて得られるベンゼ
ン環を硫黄原子で連結した、熱可塑性樹脂として
は最高の耐熱性をもつものであり、このものは低
透湿性、耐薬品性、難燃性という特性をもち、す
ぐれた寸法安定性をもつているので前記したシリ
コーン樹脂、エポキシ樹脂と同様に電子部品封止
用として有用とされるものである。 なお、上記したこれらの樹脂はそれを本発明の
組成物として使用する場合、この組成物が特にα
線の放出を防止するというものでなければならな
いということから、この原因となるような不純物
をできるだけ除去しておくことがよく、したがつ
てこれらはあらかじめ未反応単量体や加水分解性
のハロゲン、さらにはNa、Kなどのイオン性不
純物が一定限界以内となるように精製したものと
することがよい。 本発明の電子部品封止用樹脂組成物は上記した
有機樹脂と前記した合成シリカを配合することに
よつて得られるが、この配合は従来公知の熱ロー
ル、ニーダー、スクリユータイプの連続混練機な
どを使用して行えばよい。この合成シリカの配合
量はこの組成物の膨張係数を低くし、これに良好
な熱放散性を付与するという見地からできるだけ
多量とすることがよいが、800重量部以上の充填
はこの組成物の成形性をわるくするほか、その機
械的特性を劣化させるおそれがあり、その50重量
部以下の配合ではその効果が十分に達成されない
ので、これは有機樹脂100重量部に対し合成シリ
カ粉末50〜800重量部とすることが必要とされる
が、特には100〜500重量部の範囲とすることがよ
い。 なお、この組成物には必要に応じ各種の添加
剤、例えば1分子中にエポキシ基等の有機基と水
酸基等の加水分解性の原子もしくは基とを有する
けい素化合物を添加配合してもよい。この化合物
は一般にカーボンフアンクシヨナルシランまたは
シロキサンと称されているものである。該加水分
解性の原子もしくは基としてはアルコキシ基、ア
シロキシ基等のはじめとし種々のものを対象とす
ることができるが、本発明においてはアルコキシ
基、特にはメトキシ基が好適とされ、また水酸基
も同様に好ましい基とされる。 この任意成分であるけい素化合物については、
封止用樹脂組成物を構成する主成分がシリコーン
−エポキシ樹脂である場合には該化合物の一方は
エポキシ基がよく、それがポリフエニレンサルフ
アイド樹脂である場合にはアミノ基あるいはエポ
キシ基とアミノ基とのアダクトがよい。 前述したような方法により得られる合成シリカ
は表面活性に乏しく、かつ親水性を有し容易に水
に濡れるのであるが、この任意成分を添加するこ
とにより、熱硬化または熱可塑性樹脂と合成シリ
カとの結合力が増し、さらに任意成分によつて合
成シリカを疎水化させる効果を付与することがで
きる。 したがつて、該けい素化合物は、その分子中に
カーボンフアンクシヨナル基以外にメチル基、エ
チル基、プロピル基等の有機基を有するものがコ
ンパウンドの耐水性を改善する上からとくに好ま
しい。 このようなけい素化合物として下記に示すよう
な化合物をあげることができる。 H2NCH2CH2CH2Si(OC2H53 このけい素化合物は、前記した樹脂100重量部
に対して10重量部以下、好ましくは0.1〜10重量
部、さらに好ましくは0.5〜3重量部の範囲とさ
れる。これはたとえ添加使用しても0.1重量部未
満ではその効果を期待することが難しく、逆に10
重量部以上では増量効果が得られないばかりか合
成シリカの表面に吸着されない余剰成分に起因し
て成形性、物性に悪影響がみられるようになるか
らである。 この組成物にはさらに着色剤、難燃剤、離型剤
を添加してもよいし、これにはその流動特性を損
なわない範囲で各種の煙霧質充填剤、例えば煙霧
剤シリカ、煙霧剤アルミナ、煙霧質酸化チタンの
少量を加えてもよいが、これらについてはその純
度を充分に吟味し、放射線元素がこれらの添加に
よつてもたらされないようにすることが必要とさ
れる。 上記した本発明の樹脂組成物は、配合後適宜の
形状に成形されるが、これによる電子部品の封止
は従来公知の注形成形、射出成形、圧縮成形、ト
ランスフアー成形のいずれでも行うことができ、
これによればα線の放出によるソフトエラーの発
生が全くない樹脂封止された電子部品を容易に得
ることができるという効果が与えられる。 つぎに本発明の実施例をあげるが、例中におけ
る部はいずれも重量部を示したものである。 実施例 (合成シリカの製造) 下記のような方法で3種類の合成シリカを合成
した。 反応容器に、15%塩酸水溶液を仕込み、
〔CH3Si(OCH33に対して4倍量〕、これにCH3Si
(OCH33を撹拌しながら徐々に滴下した。滴下
終了後60℃で1時間撹拌を続行した。ここで生成
したゲル状物を別しイオン交換した80℃の温水
で繰り返し洗浄し弱酸性とした。ついでゲル状物
を150℃で乾燥し、水分を除去し、これをるつぼ
に入れ電気炉中400℃、600℃、800℃、1000℃、
1200℃で各2時間加熱処理ところ、平均粒子径が
15μmの白色粉末状の合成シリカが得られた(合
成シリカA)。 上記と反応容器に、10%塩酸水溶液を仕込み
(混合シランに対して5倍量)、これにSi
(OC2H54とCH2Si(OCH33との1:1混合物を
除々に滴下したのち、上記合成シリカAの合成と
同様に処理し、ついで600℃、800℃、1250℃で各
2時間加熱処理したところ平均粒子径が4.5μmの
白色粉末状のシリが得られた(合成シリカB)。 上記と同じ反応容器に、15%の塩酸水溶液を仕
込み(シロキサンに対して4倍量)、これに
(CH3SiO1.5oで示されるポリシロキサン(末端基
は−OCH3であり、nが3〜5の混合物)を除々
に滴下した(内温5℃以下に保持)のち、上記合
成シリカAの同様に処理し、ついで、400℃、800
℃、1000℃、1200℃で各3時間、1400℃で4時間
強熱したところ、平均粒径1.7μmの粉末状の合成
シリカが得られた(合成シリカC)。
The present invention relates to a resin composition for encapsulating electronic components, especially α
The present invention relates to a resin composition for encapsulating electronic components that prevents memory elements from malfunctioning due to radiation. Electronic components are generally sealed with a ceramic package or resin to protect them from the external environment, but synthetic resin compositions are commonly used as sealing materials due to cost and productivity considerations. There is. This synthetic resin is composed of an organic resin and an inorganic filler mainly composed of silica, and this composition has the lowest possible expansion coefficient, good thermal conductivity, low moisture permeability, and mechanical properties. In order to obtain an excellent product and a low cost product, it is considered advantageous to incorporate this inorganic filler in as much as possible as far as its moldability allows. Silica-based fillers are considered the most preferable for this purpose, and are used in most resin sealing materials. There are two types of silica-based fillers, crystalline and amorphous, each of which has advantages and disadvantages and is used depending on the purpose and use. On the other hand, silica fillers have a relatively large average particle diameter, from the viewpoint of the large amount of silica fillers mentioned above.
For example, since silica with an average particle size of 1 to 100 μm is used, it can be prepared by powdering natural ore without refining it, or by washing natural ore with water and treating it with hydrofluoric acid at 1000 to 1800°C.
Quartz powder is used, which is obtained by sintering or melting it and then crushing it. On the other hand, memory elements sealed with this type of resin composition have become more integrated as technology advances, and are now highly integrated, called LSI and VLSI. In the case of highly integrated electronic components sealed with resin, this memory element is However, this problem has been developed in recent years due to the problem of malfunctions.
A solution to this problem is desired, as it has a major impact on the design of 64Kbit dynamic MOS RAM. Therefore, as a countermeasure, a method has been proposed in which the surface of the memory element is coated with polyimide resin, silicone resin, etc. in advance to protect the element from alpha ray irradiation; It is difficult to apply the coating to a constant thickness and a constant area on the surface of the memory element, and troubles are likely to occur due to the difference in expansion coefficient between the memory element, these resins, and the above-mentioned sealing resin composition. It is said that this method is not advantageous in terms of production efficiency and economy because there are concerns about the surface area and the complexity associated with the addition of this resin coating process. Therefore, the silica filler used in this resin element material for sealing memory elements is prepared by adding various synthetic silicas currently available on the market, such as silicon tetrachloride, to high temperatures (1850
Dry silica produced by flame hydrolysis with H 2 and O 2 at ~2000〓), or by neutralizing hydrated sodium silicate with hydrochloric acid, or by neutralizing hydrated sodium silicate with acid. The use of precipitated silica, silica airgel obtained by neutralization in the coexistence of alcohol, etc., was also considered, but these are all fine particles with an average particle size on the order of mμ and a specific surface area (BET method).
50m 2 /g or more, and it also has a large number of silanol groups on its inner and outer surfaces. It has been confirmed that it cannot be filled in a large amount into a resin and therefore cannot be used as a resin for encapsulating electronic components. Furthermore, in the case of silica made from hydrated sodium silicate as a starting material, it is nearly impossible to completely remove residual alkali ions, and the purity is also unsuitable for the above-mentioned purposes. That is, high-purity silica that can be highly filled and is suitable for encapsulating electronic components does not currently exist and is considered impossible to obtain. The present invention relates to a resin for encapsulating electronic components that can solve these disadvantages, and which contains 100 parts by weight of a thermosetting resin or thermoplastic resin,
Distillation-purified alkoxysilane or alkoxy group-containing siloxane is hydrolyzed in an aqueous hydrochloric acid solution with a concentration of 10% or more, and a gelled product with a particle size of 1 μm or more obtained by polymerization is heated to oxidize and sinter at 1200°C or more. Synthetic silica having a specific surface area of 20 m 2 /g or less, an average particle size of 0.5 to 100 μm, and a uranium and thorium content of 10 ppb or less is
It is characterized by adding 800 parts by weight. To explain this, the present inventors have conducted various studies on countermeasures against malfunctions of memory elements called soft errors caused by the emission of alpha rays, and have found that this can be easily achieved using chemical engineering means such as distillation as a raw material. If you use an alkoxysilane or alkoxy group-containing siloxane that can be sufficiently purified, the synthetic silica obtained from this can be converted into uranium,
Focusing on the fact that it can contain almost no radioactive elements such as thorium, we have further investigated the production of synthetic silica from this silicon compound. The present invention was completed by discovering that a gelled product obtained by hydrolysis and polymerization with an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 1.200°C or higher can be heat-treated at 1.200°C or higher. The starting materials for making the synthetic silica used in the compositions of the present invention are alkoxysilanes or siloxanes containing alkoxy groups. This is because if organochlorosilane contains chlorine atoms in its molecules, the silica synthesized from this will contain chlorine atoms, and if a resin composition containing this is used to seal a semiconductor element with resin, reliability tests will be conducted. There is a risk that chlorine atoms will elute and corrode the electrodes for semiconductor devices, but if you use hydrolyzable alkoxysilane that does not contain chlorine atoms or siloxane that contains an alkoxy group, the silica that can be obtained is This is because it does not contain any chlorine atoms and does not have such disadvantages. Examples of this alkoxysilane include tetramethoxysilane [Si(OCH 3 ) 4 ], methyltrimethoxysilane [CH 3 Si(OCH 3 ) 3 ], dimethyldimethoxysilane [(CH 3 ) 2 Si(OCH 3 ) 2 ], and tetramethoxysilane [(CH 3 ) 2 Si(OCH 3 ) 2 ]. Ethoxysilane [Si(OC 2 H 5 ) 4 ], phenyltrimethoxysilane [C 6 H 5 Si(OCH 3 ) 3 ], dimethyldiethoxylan [(CH 3 ) 2 Si(OC 2 H 5 ) 2 ] , diphenyldiethoxysilane [(C 6 H 5 ) 2 Si(OC 2 H 5 ) 2 ], etc.
This can be used as one type or a mixture of two or more types, but this is a siloxane containing an alkoxy group in the molecule, such as a siloxane with the formula (CH 3 SiO 1.5 ) o (where n is an arbitrary number). It may also be a polysiloxane in which the terminal group shown is a methoxy group. This alkoxysilane, a siloxane containing an alkoxy group, is made into a gelling product by hydrolysis and polymerization, but this hydrolysis is only 10%
It is necessary to carry out the above in an aqueous hydrochloric acid solution. Although this hydrolysis can be carried out either in an acidic or alkaline aqueous solution, if it is carried out in an alkaline aqueous solution, it is difficult to avoid the contamination of ionic impurities such as Na and K, which cause corrosion of aluminum. Therefore, it is necessary to use an acidic aqueous solution.If this is a 10% or more hydrochloric acid aqueous solution, the hydrolysis and polymerization reactions will proceed quickly, and SiOSi bonds can be easily obtained. This is because even if it remains, it can be easily volatilized during high-temperature heating. In addition, this hydrolyzate is then polymerized to form a gel-like product,
This polymerization can be carried out by polymerizing the hydrolyzed product with an aqueous solution of 10% or more hydrochloric acid alone, or with an aqueous solution of 10% or more hydrochloric acid using an aromatic solvent such as triene or a ketone solvent such as acetone. A gel-like product with a particle size of 1 μm or more can be easily obtained. The particle size of this gel-like product decreases as the hydrolysis temperature increases and as the stirring intensity increases, but when the hydrolysis temperature is -10°C or lower when carrying out the present invention, the speed is slow;
At temperatures above 100℃, when a silicon compound with a low boiling point is used, some of it will hydrolyze in the gas phase, resulting in a gel-like product with a fine particle size. Range, preferably 20℃~80℃
It is said to be in the range of ℃. The gel-like product obtained by this hydrolysis and polymerization is then heated and oxidized at 1200° C. or higher to obtain the desired synthetic silica. This heating is performed to oxidize and cleave the organic groups contained in the polysiloxane, ultimately producing silica that does not contain any organic groups. In order to make it completely free of components, it is preferable to raise the temperature in stages. If the oxidation reaction is carried out at temperatures above 1200℃ without increasing the temperature in stages, silicon carbide will be produced and it will be difficult to obtain silica with good insulation properties, and below 1200℃, sintering will be insufficient and voids will form. This is because it remains
A temperature of 1200℃ or higher is required. The synthetic silica obtained in this way has a sufficiently purified raw material through distillation, so the content of radioactive elements such as uranium and thorium is low.
It has been reduced to less than 10 ppb, especially to a trace level, and this also reduces the moisture resistance of resin compositions made using it as a filler, as well as alkali metal ions such as Na and K, which cause corrosion of aluminum. The content is extremely low, making it particularly suitable as a filler constituting the resin composition for encapsulating electronic components. In the above-mentioned method, by appropriately selecting the conditions, it is possible to obtain particles having a particle size that can be applied as is to a sealing resin composition without any pulverization, and therefore, when a pulverization step is required. There are no disadvantages such as contamination of the silica during the process or disadvantages in terms of purity. When used for this purpose, if the particle size of this synthetic silica is less than 0.5 μm, the fluidity and moldability of the resin composition will deteriorate, and if it is more than 100 μm, the gate of the molding machine will clog during molding. This is required to be in the range of 0.5 to 100 μm. The resin composition for encapsulating electronic components of the present invention is obtained by blending this synthetic silica with a thermosetting resin or a thermoplastic resin, but this resin is not conventionally used for encapsulating electronic components. Examples thereof include thermosetting resins such as epoxy resins, silicone resins, epoxy-silicone resins, and polyimide resins, and thermoplastic resins such as polyphenylene sulfide resins. This silicone resin has, for example, the formula RSiX 3 (where R and X are the same as above, T unit constituents) and the formula
R 2 SiX 2 (R and X are the same as above, D unit constituents)
It can be synthesized by a conventional method of co-hydrolyzing a silane mixture mainly composed of organosilane represented by the formula in the presence of an organic solvent such as toluene, xylene, alcohol or acetone. Of course, even if it has a T or D structure as necessary, for example, CH 3 SiCl 3 , C 6 H 5 SiCl 3 , (C 6 H 5 ) 2 SiCl 2 , (CH 3 ) 2 SiCl 2 , CH 3 C6H5SiCl2 _
It is also possible to use two or more types of silanes in combination. Generally, in the present invention, a resin having a T unit content of 70% or more and a large number of functional groups (≡Si-OH) is suitable. In addition, this silicone resin contains a T unit block represented by (T x D y ) z and D as a flexibility imparting agent.
A multi-block polymer consisting of unit blocks may also be added. The curing of the silicone resin is described, for example, in Japanese Patent Publication No. 1973-
As disclosed in No. 3020, Pt, It is carried out by a method that utilizes an addition reaction using an addition reaction catalyst such as a Pt compound, and in the case of a mixed resin of silicone resin and epoxy resin, an Al catalyst as disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-118728 is used. A method of curing by curing can also be adopted. In addition, this epoxy resin has at least two epoxy groups in one molecule, and includes those synthesized from epichlorohydrin and bisphenol A and various novolac resins, alicyclic epoxy resins, and Examples include epoxy resins into which halogen atoms such as Cl and Br are introduced. In addition, as curing agents for this resin, amine curing agents represented by diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfone, metaphenylene diamine, etc., phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, etc. Either an acid anhydride curing agent or a novolak curing agent having two or more hydroxyl groups in one molecule such as phenol novolak resin or cresol novolak resin can be used. A curing accelerator such as imidazole or its derivatives, tertiary amine derivatives, phosphine derivatives, etc. may be added. Further, as the polyimide resin, those conventionally used for sealing electronic components can be used. In addition, polyphenylene sulfide resin as this thermoplastic resin has the highest heat resistance as a thermoplastic resin, in which benzene rings obtained by the reaction of p-dichlorobenzene and sodium sulfide are linked with sulfur atoms. This material has the characteristics of low moisture permeability, chemical resistance, flame retardancy, and excellent dimensional stability, so it is used for encapsulating electronic components like the silicone resin and epoxy resin mentioned above. It is considered useful. In addition, when these resins mentioned above are used as a composition of the present invention, this composition is particularly
Since the emission of radiation must be prevented, impurities that cause this should be removed as much as possible. Furthermore, it is preferable to use a product that has been purified so that ionic impurities such as Na and K are within a certain limit. The resin composition for encapsulating electronic components of the present invention can be obtained by blending the above-mentioned organic resin and the above-mentioned synthetic silica, but this blending can be carried out using conventionally known hot roll, kneader, or screw type continuous kneading machines. You can do this using . The amount of synthetic silica to be blended is preferably as large as possible from the viewpoint of lowering the expansion coefficient of this composition and imparting good heat dissipation properties to it, but loading of 800 parts by weight or more is recommended. In addition to worsening moldability, there is a risk of deteriorating its mechanical properties, and if the amount is less than 50 parts by weight, the effect will not be fully achieved. Parts by weight are required, particularly preferably in the range of 100 to 500 parts by weight. In addition, various additives such as a silicon compound having an organic group such as an epoxy group and a hydrolyzable atom or group such as a hydroxyl group in one molecule may be added to this composition as necessary. . This compound is commonly referred to as a carbon functional silane or siloxane. The hydrolyzable atom or group can be various, including alkoxy groups, acyloxy groups, etc., but in the present invention, alkoxy groups, particularly methoxy groups, are preferred, and hydroxyl groups are also preferred. Similarly, it is a preferred group. Regarding this optional silicon compound,
When the main component constituting the sealing resin composition is a silicone-epoxy resin, one of the compounds is preferably an epoxy group, and when it is a polyphenylene sulfide resin, an amino group or an epoxy group is preferred. Adducts with amino groups are good. Synthetic silica obtained by the method described above has poor surface activity, is hydrophilic, and easily wets with water, but by adding this optional component, it is possible to combine thermosetting or thermoplastic resin with synthetic silica. The bonding strength of the synthetic silica increases, and furthermore, an optional component can impart the effect of making the synthetic silica hydrophobic. Therefore, it is particularly preferable for the silicon compound to have an organic group such as a methyl group, ethyl group, or propyl group in its molecule in addition to the carbon functional group, from the viewpoint of improving the water resistance of the compound. Examples of such silicon compounds include the following compounds. H2NCH2CH2CH2Si ( OC2H5 ) 3 , _ The silicon compound is contained in an amount of 10 parts by weight or less, preferably 0.1 to 10 parts by weight, and more preferably 0.5 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin. Even if this is added, it is difficult to expect the effect if it is less than 0.1 part by weight;
This is because, if the amount exceeds 1 part by weight, not only will the effect of increasing the amount not be obtained, but also the moldability and physical properties will be adversely affected due to excess components that are not adsorbed on the surface of the synthetic silica. The composition may further contain colorants, flame retardants, and mold release agents, including various atomized fillers such as atomized silica, atomized alumina, Small amounts of fumed titanium oxide may be added, but careful consideration of their purity is required to ensure that no radioactive elements are introduced by their addition. The above-mentioned resin composition of the present invention is molded into an appropriate shape after being blended, but electronic components can be sealed using any of conventionally known injection molding, injection molding, compression molding, and transfer molding. is possible,
According to this method, it is possible to easily obtain a resin-sealed electronic component that is completely free from soft errors due to the emission of alpha rays. Next, examples of the present invention will be given, and all parts in the examples indicate parts by weight. Example (Manufacture of synthetic silica) Three types of synthetic silica were synthesized by the following method. Pour 15% hydrochloric acid aqueous solution into the reaction container.
[4 times the amount of CH 3 Si (OCH 3 ) 3 ], plus CH 3 Si
(OCH 3 ) 3 was gradually added dropwise while stirring. After the dropwise addition was completed, stirring was continued at 60°C for 1 hour. The gel-like material produced here was separated and washed repeatedly with ion-exchanged hot water at 80°C to make it slightly acidic. Next, the gel-like material was dried at 150°C to remove moisture, and placed in a crucible in an electric furnace at 400°C, 600°C, 800°C, 1000°C,
After heat treatment at 1200℃ for 2 hours each, the average particle size
Synthetic silica in the form of a white powder of 15 μm was obtained (synthetic silica A). Add 10% hydrochloric acid aqueous solution (5 times the amount of mixed silane) to the above and reaction container, and add Si
After gradually dropping a 1:1 mixture of (OC 2 H 5 ) 4 and CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , the treatment was carried out in the same manner as in the synthesis of synthetic silica A, and then the temperature was increased to 600°C, 800°C, and 1250°C. When the mixture was heat-treated for 2 hours each, a white powdery silica having an average particle diameter of 4.5 μm was obtained (synthetic silica B). Into the same reaction vessel as above, a 15% aqueous hydrochloric acid solution (4 times the amount of siloxane) was charged, and a polysiloxane represented by (CH 3 SiO 1.5 ) o (the terminal group is -OCH 3 and n is 3 to 5) was gradually added dropwise (keeping the internal temperature below 5°C), treated in the same manner as for synthetic silica A above, and then heated at 400°C and 800°C.
When the mixture was ignited at 1000°C, 1000°C, and 1200°C for 3 hours each, and 4 hours at 1400°C, powdered synthetic silica with an average particle size of 1.7 μm was obtained (synthetic silica C).

【表】 (封止用組成物の製造) クレゾールノボラツクエポキシ樹脂(商品名
EOCN−102、日本化薬社製)100部、フエノール
ノボラツク樹脂60部、前記で合成した合成シリカ
A〜C350部、 (エポキシ基含有シロキサン)2部、カルナバワ
ツクス1.9部、2−メチルイミダゾール1.2部から
なる配合物を加熱ロールにて10分間混練後シート
状でとり出し、ついで粉砕し封止用組成物を調製
した。 他方、比較の目的で合成シリカの代わりに市販
品シリカ(天然硅石を熔融したもの)を同量使用
し、またエポキシ基含有シロキサンの代わりに3
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商
品名KBM−403、信越化学工業(株)製)を同量使
用したほかは前記と同じ組成からなるものを同様
に処理し封止用組成物を得た。 上記で得た封止用組成物について、トランスフ
アー成形機を使用し175℃で2分間を要して成形
後180℃で4hrポストキユアーを行つた。 ここで得た成形品についてのα線強度および体
積低効率を調べたところ、下記の表に示すような
結果が得られた。
[Table] (Manufacture of sealing composition) Cresol novolac epoxy resin (product name
EOCN-102, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 100 parts, phenol novolac resin 60 parts, synthetic silica A to C synthesized above 350 parts, A compound consisting of 2 parts of epoxy group-containing siloxane, 1.9 parts of carnauba wax, and 1.2 parts of 2-methylimidazole was kneaded for 10 minutes with a heated roll, taken out in the form of a sheet, and then crushed to prepare a sealing composition. did. On the other hand, for comparison purposes, the same amount of commercially available silica (melted natural silica) was used instead of synthetic silica, and 3
- A sealing composition was obtained by treating the same composition as above except that the same amount of glycidoxypropyltrimethoxysilane (trade name KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used. . The sealing composition obtained above was molded using a transfer molding machine at 175°C for 2 minutes, and then post-cured at 180°C for 4 hours. When the alpha ray intensity and volume reduction efficiency of the molded product obtained here were investigated, the results shown in the table below were obtained.

【表】 * 対照例
PCT;120℃、2Kg/cm2、水蒸気中で
24時間放置
[Table] * Control example
PCT; 120℃, 2Kg/cm 2 , in water vapor
Leave for 24 hours

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂100重量部
に、蒸留精製したアルコキシシランまたはアルコ
キシ基含有シロキサンを10%以上の濃度の塩酸水
溶液中で加水分解し、重合させて得た粒径が1μ
m以上のゲル化生成物を1200℃以上で加熱酸化、
焼結させて得た比表面積が20m2/g以下で平均粒
子径が0.5〜100μmであり、かつウランおよびト
リウムの含有量が10ppb以下である合成シリカを
50〜800重量部添加してなることを特徴とする電
子部品封止用樹脂組成物。 2 熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂、シリコーン樹
脂、エポキシ−シリコーン樹脂またはポリイミド
樹脂である特許請求の範囲第1項記載の組成物。 3 熱可塑性樹脂がポリフエニレンサルフアイド
樹脂である特許請求の範囲第1項記載の組成物。
[Scope of Claims] 1 A product obtained by hydrolyzing and polymerizing 100 parts by weight of a thermosetting resin or thermoplastic resin with an alkoxysilane purified by distillation or an alkoxy group-containing siloxane in an aqueous solution of hydrochloric acid with a concentration of 10% or more. Particle size is 1μ
Heating and oxidizing the gelled product of m or more at 1200℃ or more,
Synthetic silica obtained by sintering has a specific surface area of 20 m 2 /g or less, an average particle size of 0.5 to 100 μm, and a uranium and thorium content of 10 ppb or less.
A resin composition for encapsulating electronic components, characterized in that the resin composition is added in an amount of 50 to 800 parts by weight. 2. The composition according to claim 1, wherein the thermosetting resin is an epoxy resin, a silicone resin, an epoxy-silicone resin or a polyimide resin. 3. The composition according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is a polyphenylene sulfide resin.
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