JPH0413755A - 半導体封止用樹脂組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はガラス転移点（以下Ｔｇという）が高く、耐湿
性、相溶性に優れ、かつ低応力特性に優れた半導体封止
用樹脂組成物に関するものである。

（従来技術） 近年ＩＣ，ＬＳＩ、トランジスター、ダイオードなどの
半導体素子や電子回路等の封止には特性、コスト等の点
からエポキシ樹脂組成物が一般的に用いられている。

しかし、電子部品の量産性指向、高集積化や表面実装化
の方向に進んで来ておりこれに伴い封止樹脂に対する要
求は厳しくなってきている。

特に高集積化に伴うチップの大型化、パッケージの薄肉
化や表面実装時における半田浸漬（２００〜３００°Ｃ
）によって装置にクラックが発生し易くなっており、信
頼性向上のために半導体封止用樹脂としては低応力特性
と耐熱性が強く望まれている。

半導体封止用樹脂としては現在エポキシ樹脂が主流であ
るが、耐熱性という点ではエポキシ樹脂を用いている限
り改良に限界があり、表面実装時の半田浸漬後の信頼性
の高いものが得られていない。

これらの半田耐熱性に対処するには樹脂特性として低応
力であり、かつＴｇが高く半田浴温度以上であることが
望まれている。

エポキシ樹脂に代わる高耐熱性を有する樹脂としてはマ
レイミド樹脂が注目されてきているが、ビスマレイミド
と芳香族ジアミンとの反応によって得られるアミン変性
マレイミド樹脂は、乾燥時の耐熱性には優れているが、
吸水率が大きく、吸湿時の半田浸漬でクラックを発生し
、信頼性に乏しい欠点がある。

マレイミド樹脂としては、この他に、ポリマレイミドと
アルケニルフェノール類またはアルケニルフェニルエー
テル類などを重合触媒存在下で反応させる例（特開昭５
２−９９４．５８−１１７２１９．６１−９５０１２．
６２−１１７１６．６３−２３０７２８号公報）もある
が、アミン変性マレイミド樹脂と同様に硬化物は堅いた
め、低応力特性に劣る欠点がある。

低応力特性の改善策として各種シリコーン化合物の添加
が試みられているが、相溶性が著しく劣り、強度が低下
し、吸水率が大きくて、耐湿性、信頼性に欠け、実用上
問題点が多く残る。

（発明が解決しようとする課Ｍ） 本発明の目的とするところは相溶性が良く、穀の特性を
低下させることなく、耐湿性、低応力特性に優れ、かつ
高耐熱性を有し、半田浸漬後の信頼性に非常に優れた半
導体封止用樹脂組成物を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、 （１）（Ａ）下記式（Ｉ）又は／及び下記式（ＩＩ　）
の組成で示されるゾロパルギルエーテル化樹脂と、（Ｒ
エニーＨ又は−ＣＨ３の中からそれぞれ独立に選択され
た基 ０＜　ａ　＜　１００．０≦ｂ、ｃ＜１００かツａ＋ｂ
＋ｃ＝１００ａ、ｂ、ｃは各組成の百分率を示す。）（
ｏ＜　ｄ　＜　１００．０≦ｅ、ｆ＜１００かツｄ＋ｅ
＋ｆ＝１００ ｄ、ｅ、ｆは各組成の百分率を示す。）（Ｂ）下記式（
ＩＩＩ）で示されるポリシロキサンと、−ＣＨ＝ＣＨ２
又は　−ＣＨ２−ＣＨ＝ＣＨ２０Ｒ２ニーＣＨ３、イＤ
　、又はＸの中からそれぞれ独立に選択された基 ｎ：１〜１００） （Ｃ）マレイミド樹脂とを含有することを特徴とする半
導体封止用樹脂組成物である。

（作用） 本発明において用いられるゾロパルギルエーテル化樹脂
は、フェノール性水酸基を有する樹脂、具体的にはフェ
ノール樹脂、フェノール・芳香族炭化水素樹脂、例えば
フェノール変性キシレン樹脂（三菱瓦斯化学輛製二カノ
ールＰ−１００など）やフェノールアラルキル樹脂（三
井東圧■製ミレックスＸ　Ｌ−２２５など）、ビニルフ
ェノール樹脂（丸善石油化学■製マルカリン力−Ｍなど
）又はビニルフェノール・スチレン共重合樹脂（丸善石
油化学■製マルカリンカーＣ３Ｔなど）を、塩化プロパ
ルギル又は臭化プロパルギルと反応させ、プロパルギル
エーテル化したもので、下記式〔Ｉ〕又は（ＩＩ　）の
組成で示されるものである。

（ＲエニーＨ又は−ＣＨ３の中からそれぞれ独立に選択
された基） ａ、ｂ、ｃ及びｄ、ｅ、ｆは、それぞれ〔Ｉ〕及び（Ｉ
Ｉ　）式における各組成の百分率（％）を示し、樹脂中
にそれぞれの構造をもつ部分が全体として〔Ｉ〕式では
ａ、ｂ、ｃ、（Ｈ）式ではｄ。

ｅ、ｆの比で存在しているものである。そして、０＜　
ａ　＜　１００．０≦ｂ、ｃ＜１００かつａ＋ｂ＋ｃ＝
１００口＜　ｄ　＜　１００．０≦ｅ、ｆ＜１００かツ
ｄ　＋　ｅ　＋　ｆ　＝１００である。好ましくは、３
０≦ａ、ｄ≦９０．１０≦ｃ、ｆ≦７０が良い。

ａ又はｄ成分は、耐熱性、靭性、硬化性の向上に効果が
あり、少な過ぎると上記の特性が低下する。また多過ぎ
ると、逆にＣ又はｆ成分が少なくなるので、Ｃ又はｆ成
分の更に加算される特性効果が薄れる。

Ｃ又はｆ成分は、耐湿性、低吸水、信頼性などの特性を
更に向上させる効果がある。しかし多過ぎると、逆にａ
又はｄ成分が少なくなり、耐熱性、靭性、硬化性が低下
する。

本発明において用いられるポリシロキサンは、分子内に
２個以上の反応性の基を有するもので、下記式（［）で
示され、その重合度ｎは１〜１００の範囲のものである
。

Ｒ２ニーＣＨ３、イ）、又はＸの中からそれぞれ独立に
選択された基 ｎ：１〜１００） 重合度が１（１０より大きい場合、相溶性が低下してし
まう。

ポリシロキサンは、プロパルギルエーテル化樹脂１００
重量部に対し、２〜１００重量部が良い。少な過ぎると
、低応力特性が得られない。多過ぎると、機械強度、Ｔ
ｇが下がり、半田浸漬時にクラックを発生する。

プロパルギルエーテル化樹脂とポリシロキサンは予め必
要に応じて触媒を用い、融点が５０〜１２０°Ｃの範囲
となるまで反応させておくことが望ましい。上記反応の
触媒は特に限定されるものではないが、−例を示すと、
（ｍ）式におけるＸが−Ｈの場合は、ヒドロシリル基と
オレフィンとの反応に使用される触媒である塩化白金酸
などを用いるエポキシ基とフェノールとの反応に使用さ
れる触媒である３級アミン類、イミダゾール類、ホスフ
ィン類などを用いることができ、Ｘが−ＣＨ”ＣＨ２、
−ＣＨ２−ＣＨ”Ｃ）Ｉ２の場合は、有機化酸化物を用
いることができる。Ｘが＋ＣＨ２→Ｈ２の場合は、特に
触媒を用いなくても加熱によって反応させることができ
る。

本発明にお・いて用いられるマレイミド樹脂は、分子内
に少なくとも２個以上のマレイミド基を有する化合物、
例えば、Ｎ、Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ
、Ｎ’−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ。

Ｎ’　−ｍ−トルイレンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−４
，４’−ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−４，
４’−（３，３’−ジメチル−ビフェニレンビスマレイ
ミド、Ｎ　、　Ｎ’−４，４′−（３，３’−ジメチル
ジフェニルメタン〕ビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−４，４
’−（３，３’−ジエチルジフェニルメタン〕ビスマレ
イミド、Ｎ、Ｎ’−４，４’−ジフェニルメタンビスマ
レイミド、Ｎ、Ｎ’−４，４’−ジフェニルプロパンビ
スマレイミド、Ｎ、Ｎ’−４，４’−ジフェニルエーテ
ルビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−３，３’−ジフェニルス
ルホンビスマレイミド、Ｎ、Ｎ’−４，４′−ジフェニ
ルスルホンビスマレイミド、−数式（ＴＶ）又は（Ｖ）
で示されるポリマレイミドなど （Ｒ，ニーＨ，アルキル基又はフェニル基０＜ｉ＜ＩＱ
） （Ｑ＜ｊ＜１０） または、これらの化合物と芳香族アミン類、芳香族シア
ネート類、あるいはアリルエーテル化フェノール類とを
反応させて得られる変性マレイミド樹脂などを挙げるこ
とができる。これらは２種以上含まれていても何ら差し
支えない。

マレイミド樹脂を配合することによって、硬化性、耐熱
性がより向上する。しかし多過ぎると曲げ弾性率と吸水
率が大きくなる。好ましくは、ゾロバルギルエーテル化
樹脂１００重量部に対し、マレイミド樹脂は２〜２００
重量部、更に好ましくは２０〜１５０重量部が良い。

本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いて成形材料化す
るには硬化促進剤、無機充填材、滑剤、難燃剤、離型剤
、シランカップリング剤等を必要に応じて適宜配合添加
し、加熱混練することによって材料化できる。

（実施例） ［プロパルギルエーテル化物の合成コ 合成例１〜３ 撹拌装置、還流冷却器、温度計及び滴下ロートを付けた
反応容器に、第１表の処方に従って、水酸化カリウムと
、水／アセトン（１／１）の混合溶媒を入れて溶解させ
、これにフェノール・芳香族炭化水素樹脂、ビニルフェ
ノール・スチレン共重合樹脂又はフェノール樹脂を添加
し、溶解させた。この溶液を加熱し、塩化プロパルギル
を滴下して、還流下３時間反応させた。その後、塩酸で
中和して、アセトンと未反応の塩化プロパルギルを留去
し、トルエン１リツトルを添加した。分液ロートに移し
、水洗を３回行い、エバポレーターで溶媒を除去した。

得られた樹脂のゾロパルギルエーテル化率（フェノール
性水酸基の反応率）を第１表に示した。

実施例１〜２ 撹拌装置、還流冷却器及び温度計を付けた反応容器に、
合成例１又は合成例２のプロパルギルエーテル化樹脂と
トルエンを第２表の処方に従って入れ、均一に溶解して
から、塩化白金酸溶液を浪加した。これにジヒドロポリ
シロキサンを加え、８０°Ｃで２時間反応させた。その
後、還流冷却器を減圧蒸留装置に代えて溶媒を除去し、
更に減圧下（約２０ｍｍＨｇ）　１８０°Ｃで４時間反
応させた。得うしたポリシロキサン変性プロパルギルエ
ーテル化樹脂は、均質で、融点を第２表に示した。

実施例３ 撹拌装置、減圧蒸留装置及び温度計を付けた反応容器に
、合成例３のプロパルギルエーテル化樹脂とジアミノポ
リシロキサンとを第２表の処方に従って入れ、減圧下（
約２０ｍｍＨｇ）　１８０°Ｃで６時間反応させた。得
られたポリシロキサン変性プロパルギルエーテル化樹脂
は、均質で、融点を第２表に示した。

実施例４〜６ 第３表に示す配合に従って、実施例１〜３で得たポリシ
ロキサン変性プロパルギルエーテル化樹脂に、マレイミ
ド樹脂、硬化促進剤、シ１ツカ粉宋、アミノシラン、着
色剤および離型剤を加え、熱ロールで混練して成形材料
を得た。得られた成形材料をトランスファー成形により
１８０℃、３分で成形しフクレの無い光沢の有る成形品
が得られた。

この成形品をさらに１８０°Ｃ１８時間後硬化を行い特
性を評価した。結果を第３表に示す。

実施例１〜３の樹脂を用いた実施例４〜６の成形材料は
、シリコーンを含まない比較例１に比べ常温での曲げ弾
性率が小さく、低応力で、内部応力も小さい。しかも、
ガラス転移温度が高く、２６０°Ｃでの曲げ強度も大き
く、耐熱性、耐半田クラック性に優れ、吸水率も小さい
。

比較例１ ポリシロキサンを含まない合成例１のプロパルギルエー
テル化樹脂を用い、実施例４と同様に行った。成形品の
外観、曲げ強度、耐熱性は良好であるが、曲げ弾性率が
大きく、耐半田クラック性は充分でない。

比較例２ エポキシ樹脂を用い、実施例４と同様に行った。

耐熱性が劣るため、耐半田クラック性が非常に悪い。

比較例３ マレイミド樹脂を用い、実施例４と同様に行った。耐熱
性は優れているが、曲げ弾性率と吸水率が大きく、耐半
田クラック性は充分でない。

比較例４ マレイミド樹脂にポリシロキサンを配合して、実施例４
と同様に行った。マレイミド樹脂とポリシロキサンの相
溶性が悪く、成形品の外観は良くなかった。吸水率は大
きく、耐半田クラック性も不良であった。

（発明の効果） 本発明による半導体封止用樹脂を用いた組成物の硬化物
は高Ｔｇであり、耐湿性及び熱時の強度に優れているた
め封止体の耐半田クラック性が良く、かつ低応力であり
耐ヒートサイクル性にも優れており、半導体封止用樹脂
組成物として非常に信頼性の高い優れたものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）下記式〔 I 〕又は／及び下記式〔II〕の
   組成で示されるプロパルギルエーテル化樹脂と、▲数式
   、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等が
   あります▼、▲数式、化学式、表等があります▼・・・
   〔 I 〕 （Ｒ＿１：−Ｈ又は−ＣＨ＿３の中からそれぞれ独立に
   選択された基 ０＜ａ＜１００、０≦ｂ、ｃ＜１００かつａ＋ｂ＋ｃ＝
   １００ａ、ｂ、ｃは各組成の百分率を示す。） ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
   ・・・〔II〕 （０＜ｄ＜１００、０≦ｅ、ｆ＜１００ かつｄ＋ｅ＋ｆ＝１００ ｄ、ｅ、ｆは各組成の百分率を示す。） （Ｂ）下記式〔III〕で示されるポリシロキサンと、▲
   数式、化学式、表等があります▼・・・・・・〔III〕 （Ｘ：−Ｈ、−（ＣＨ＿２）＿３−ＮＨ＿２、▲数式、
   化学式、表等があります▼−ＣＨ＝ＣＨ＿２又は−ＣＨ
   ＿２−ＣＨ＝ＣＨ＿２Ｒ＿２：−ＣＨ３、▲数式、化学
   式、表等があります▼、又はＸの中からそれぞれ独立に
   選択された基 ｎ：１〜１００） （Ｃ）マレイミド樹脂とを含有することを特徴とする半
   導体封止用樹脂組成物。