JPH0451061B2 - - Google Patents
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- JPH0451061B2 JPH0451061B2 JP12268987A JP12268987A JPH0451061B2 JP H0451061 B2 JPH0451061 B2 JP H0451061B2 JP 12268987 A JP12268987 A JP 12268987A JP 12268987 A JP12268987 A JP 12268987A JP H0451061 B2 JPH0451061 B2 JP H0451061B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
- H01L23/293—Organic, e.g. plastic
- H01L23/296—Organo-silicon compounds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高分子包封剤もしくは注封コンパウン
ドによつて包封された電子デバイスに、特に、二
液性の熱硬化性シリコン樹脂によつて包封された
そのようなデバイスに関する。
ドによつて包封された電子デバイスに、特に、二
液性の熱硬化性シリコン樹脂によつて包封された
そのようなデバイスに関する。
二液性の熱硬化性シリコン樹脂は、その熱安定
性、誘電性、機械的性質、薬品抵抗性そして大気
劣化抵抗性の故に、種々の工業的な応用に用いら
れてきた。電子工業に於いて、これらの樹脂は、
集積回路デバイスや回路基板にとりつけた電源な
どのような電子デバイスのための包封剤や注封コ
ンパウンドとして用いられている。しかしなが
ら、例えば、電源をマウントされた回路基盤のた
めの注封コンパウンドなどの或種の用途に於い
て、硬化中にしばしば気泡がシリコン内に捕獲さ
れ、また、シリコンの表面に生ずることが見出さ
れている。そのような気泡は包封剤や注封コンパ
ウンドとしてのシリコンの信頼性を損ない、ま
た、硬化したポリマーの表面を気泡が突破したと
きに表面欠陥の原因となる。本発明は、前述の問
題を実質的に解決するシリコン樹脂のための変性
剤を今回発見したものであり、また表面気泡や捕
獲された気泡の形成が殆どあるいは全くない二液
性の熱硬化性シリコン樹脂を用いた、基盤にとり
つけた電源のようなものの注封を見越したもので
ある。
性、誘電性、機械的性質、薬品抵抗性そして大気
劣化抵抗性の故に、種々の工業的な応用に用いら
れてきた。電子工業に於いて、これらの樹脂は、
集積回路デバイスや回路基板にとりつけた電源な
どのような電子デバイスのための包封剤や注封コ
ンパウンドとして用いられている。しかしなが
ら、例えば、電源をマウントされた回路基盤のた
めの注封コンパウンドなどの或種の用途に於い
て、硬化中にしばしば気泡がシリコン内に捕獲さ
れ、また、シリコンの表面に生ずることが見出さ
れている。そのような気泡は包封剤や注封コンパ
ウンドとしてのシリコンの信頼性を損ない、ま
た、硬化したポリマーの表面を気泡が突破したと
きに表面欠陥の原因となる。本発明は、前述の問
題を実質的に解決するシリコン樹脂のための変性
剤を今回発見したものであり、また表面気泡や捕
獲された気泡の形成が殆どあるいは全くない二液
性の熱硬化性シリコン樹脂を用いた、基盤にとり
つけた電源のようなものの注封を見越したもので
ある。
ある工業製品は熱硬化性シリコン樹脂注封コン
パウンドでおおわれた電子デバイスから成り、そ
のシリコン樹脂は、実際に高粘度ポリシロキサン
の二液性混合物(A部及びB部)の硬化によつて
形成される。A部は反応性のSi−H基を含むポリ
シロキサンから成り、B部は反応性の−CH=
CH2基を含むポリシロキサンから成る。微量の白
金触媒はA部もしくはB部のいずれかまたは両方
に添加されている。注封コンパウンドはさらに少
なくともA部もしくはB部中に次のもの:A部に
はSi−H基を含む低粘度ポリシロキサンを、B部
には−CH=CH2基を含む低粘度ポリシロキサン
を含有している。
パウンドでおおわれた電子デバイスから成り、そ
のシリコン樹脂は、実際に高粘度ポリシロキサン
の二液性混合物(A部及びB部)の硬化によつて
形成される。A部は反応性のSi−H基を含むポリ
シロキサンから成り、B部は反応性の−CH=
CH2基を含むポリシロキサンから成る。微量の白
金触媒はA部もしくはB部のいずれかまたは両方
に添加されている。注封コンパウンドはさらに少
なくともA部もしくはB部中に次のもの:A部に
はSi−H基を含む低粘度ポリシロキサンを、B部
には−CH=CH2基を含む低粘度ポリシロキサン
を含有している。
電子デバイスのための注封コンパウンドとして
のシリコン樹脂の改良の必要性は、シリコン樹脂
が硬化中に気泡を発現した、注封されたデバイス
をみれば、明らかである。多くの気泡は、硬化し
た樹脂に埋まつたままでいるだけでなく、樹脂材
料の表面に達する。このような気泡の存在は、表
面欠陥の原因となるだけでなく、その内部の電子
デバイスに対する保護用包封剤としての注封コン
パウンドの信頼性に悪影響を及ぼす。
のシリコン樹脂の改良の必要性は、シリコン樹脂
が硬化中に気泡を発現した、注封されたデバイス
をみれば、明らかである。多くの気泡は、硬化し
た樹脂に埋まつたままでいるだけでなく、樹脂材
料の表面に達する。このような気泡の存在は、表
面欠陥の原因となるだけでなく、その内部の電子
デバイスに対する保護用包封剤としての注封コン
パウンドの信頼性に悪影響を及ぼす。
一般に、本発明による電子デバイス用の注封コ
ンパウンドとして有用な新しい種類の製剤は二液
性樹脂系を熱硬化することからによつて得られる
架橋したシリコン樹脂であり、二液性樹脂系の一
方は高粘度ポリシロキサン例えば反応性水素化物
(Si−H)基を有するポリアルキルアリールシロ
キサンもしくはポリジアルキルシロキサンを含有
しており、もう一方は高粘度ポリシロキサン例え
ば反応性ビニル基(−CH=CH2)を有するポリ
アルキルアリールシロキサンもしくはポリジアル
キルシロキサンを含有している。この系は更に有
機白金触媒を含んでいる。二液が触媒の存在下で
加熱されるとき、架橋された高分子量シリコンポ
リマーを形成して固化する。水素化物含有部の典
型的な粘度は約750−1250センチポアズであり、
一方、ビニル含有部の典型的な粘度は2500−3500
センチポアズである。
ンパウンドとして有用な新しい種類の製剤は二液
性樹脂系を熱硬化することからによつて得られる
架橋したシリコン樹脂であり、二液性樹脂系の一
方は高粘度ポリシロキサン例えば反応性水素化物
(Si−H)基を有するポリアルキルアリールシロ
キサンもしくはポリジアルキルシロキサンを含有
しており、もう一方は高粘度ポリシロキサン例え
ば反応性ビニル基(−CH=CH2)を有するポリ
アルキルアリールシロキサンもしくはポリジアル
キルシロキサンを含有している。この系は更に有
機白金触媒を含んでいる。二液が触媒の存在下で
加熱されるとき、架橋された高分子量シリコンポ
リマーを形成して固化する。水素化物含有部の典
型的な粘度は約750−1250センチポアズであり、
一方、ビニル含有部の典型的な粘度は2500−3500
センチポアズである。
上述の基本化合物に加えて、組成はシリカ、ア
ルミナなどの充填剤、および/またはカーボンブ
ラツクを含有してもよい。シリカ及びアルミナ充
填剤はしばしば約30−45重量パーセントまでの量
を添加され、一方、カーボンブラツクは一般に約
1重量パーセントまでなどの遥かに少ない量を添
加される。A部(Si−H)は一般にB部(CH=
CH2)と1:1比で混合されるが、約2:1まで
の比で混合されてもよい。低粘度組成物(2−
100センチポアズ)の添加なしのこの形態での注
封コンパウンドとして用いられた場合は、装置の
注封での気泡形成は、問題点として残つている。
ルミナなどの充填剤、および/またはカーボンブ
ラツクを含有してもよい。シリカ及びアルミナ充
填剤はしばしば約30−45重量パーセントまでの量
を添加され、一方、カーボンブラツクは一般に約
1重量パーセントまでなどの遥かに少ない量を添
加される。A部(Si−H)は一般にB部(CH=
CH2)と1:1比で混合されるが、約2:1まで
の比で混合されてもよい。低粘度組成物(2−
100センチポアズ)の添加なしのこの形態での注
封コンパウンドとして用いられた場合は、装置の
注封での気泡形成は、問題点として残つている。
本発明の特徴は、水素化物基を有する低粘度ポ
リジアルキルシロキサンもしくはポリアルキルア
リールシロキサンのA部への、及び/または反応
性ビニル基を有する類似の低粘度ポリシロキサン
のB部への添加である。これらの添加剤の代表的
な粘度は2乃至100センチポアズで非添加部の5
乃至15重量パーセントの量が典型的に添加され
る。
リジアルキルシロキサンもしくはポリアルキルア
リールシロキサンのA部への、及び/または反応
性ビニル基を有する類似の低粘度ポリシロキサン
のB部への添加である。これらの添加剤の代表的
な粘度は2乃至100センチポアズで非添加部の5
乃至15重量パーセントの量が典型的に添加され
る。
好ましい添加剤は、反応性水素化物基もしくは
反応性ビニル基のいずれかを有するポリジメチル
シロキサン、あるいは、反応性水素化物若しくは
反応性ビニル基を有するポリメチルフエニルシロ
キサンである。商業的に有用な注封コンパウンド
へのこれらの低粘度物質の添加は電子デバイスの
注封時に於いて固化中に於ける気泡形成を事実上
排除することが発見された。
反応性ビニル基のいずれかを有するポリジメチル
シロキサン、あるいは、反応性水素化物若しくは
反応性ビニル基を有するポリメチルフエニルシロ
キサンである。商業的に有用な注封コンパウンド
へのこれらの低粘度物質の添加は電子デバイスの
注封時に於いて固化中に於ける気泡形成を事実上
排除することが発見された。
本発明に用いるに好ましい二部から成る熱硬化
性シリコン配合物のA部並びにB部は次式で表さ
れてもよい。A 部 (750−1250センチポアズ)B 部 (2500−3500センチポアズ) ここで、nは通常mよりも大きい。A部とB部
が白金触媒と熱のもとで化合した時、架橋反応は
二つのポリマーが架橋して固化した注封コンパウ
ンドを形成するために、A部のポリマーのシリコ
ン原子に付加した水素原子がB部のポリマーのビ
ニル炭素原子と化合するその点に於いて見出され
る。
性シリコン配合物のA部並びにB部は次式で表さ
れてもよい。A 部 (750−1250センチポアズ)B 部 (2500−3500センチポアズ) ここで、nは通常mよりも大きい。A部とB部
が白金触媒と熱のもとで化合した時、架橋反応は
二つのポリマーが架橋して固化した注封コンパウ
ンドを形成するために、A部のポリマーのシリコ
ン原子に付加した水素原子がB部のポリマーのビ
ニル炭素原子と化合するその点に於いて見出され
る。
低粘度添加剤が水素化物官能基を有する場合A
部とB部の混合の前に水素化物とビニル基との相
互作用を妨げるように、A部の方にその低粘度添
加剤を添加する。同様に、もし低粘度添加剤が官
能ビニル基を有するものの一つであるならば、二
つの部分が混合するまではA部の水素化物との相
互作用を妨げるために、B部の方に添加する。典
型的には、R1からR6は低分子量アルキル基例え
ばメチルあるいはエチル基である。若しくは、ア
リール基例えばフエニル基であつてもよい。好適
な組成物はその添加された部分の5乃至10重量パ
ーセントを構成する20乃至30センチポアズの粘度
を有する低粘度添加剤を用いている。
部とB部の混合の前に水素化物とビニル基との相
互作用を妨げるように、A部の方にその低粘度添
加剤を添加する。同様に、もし低粘度添加剤が官
能ビニル基を有するものの一つであるならば、二
つの部分が混合するまではA部の水素化物との相
互作用を妨げるために、B部の方に添加する。典
型的には、R1からR6は低分子量アルキル基例え
ばメチルあるいはエチル基である。若しくは、ア
リール基例えばフエニル基であつてもよい。好適
な組成物はその添加された部分の5乃至10重量パ
ーセントを構成する20乃至30センチポアズの粘度
を有する低粘度添加剤を用いている。
ここで説明するような低粘度添加剤によつて変
性されうる商業的に有用である代表的な二液性の
熱硬化性注封コンパウンドはダウコーニングシル
ガード170(Dow Corning Sylgard170)である。
これは、A部が反応性水素化物基を有し約1000±
250センチポアズからの粘度を有するポリジメチ
ルシロキサンを含んでおり、B部が反応性ビニル
基を有し約3000±500センチポアズからの粘度を
有するポリジメチルシロキサンを含んでいる二液
性配合物である。また、A部とB部のいずれかあ
るいは双方に有機白金触媒が少量例えば数ppm含
有されている。A部とB部の混合に関して、架橋
した高分子量ポリマーを形成するためにA部の反
応性水素化物基がB部のビニル基と反応する。
性されうる商業的に有用である代表的な二液性の
熱硬化性注封コンパウンドはダウコーニングシル
ガード170(Dow Corning Sylgard170)である。
これは、A部が反応性水素化物基を有し約1000±
250センチポアズからの粘度を有するポリジメチ
ルシロキサンを含んでおり、B部が反応性ビニル
基を有し約3000±500センチポアズからの粘度を
有するポリジメチルシロキサンを含んでいる二液
性配合物である。また、A部とB部のいずれかあ
るいは双方に有機白金触媒が少量例えば数ppm含
有されている。A部とB部の混合に関して、架橋
した高分子量ポリマーを形成するためにA部の反
応性水素化物基がB部のビニル基と反応する。
この材料のための好適な添加剤は2乃至100セ
ンチポアズの粘度を有するポリジメチルシロキサ
ンをA部の5乃至15重量パーセント量で含む水素
化物である。及び/または同様な重量パーセント
でB部に添加される、同様の粘度のポリジメチル
シロキサンを含むビニルである。二者択一的に、
上記で説明したのと同様な粘度と量の低粘度ポリ
メチルフエニルシロキサン添加剤を伴つた主組成
物としてのポリジメチルシロキサンを含有する水
素化物及びビニルより成るダウコーニングのDC
−4939ゲル二液系を用いることができる。
ンチポアズの粘度を有するポリジメチルシロキサ
ンをA部の5乃至15重量パーセント量で含む水素
化物である。及び/または同様な重量パーセント
でB部に添加される、同様の粘度のポリジメチル
シロキサンを含むビニルである。二者択一的に、
上記で説明したのと同様な粘度と量の低粘度ポリ
メチルフエニルシロキサン添加剤を伴つた主組成
物としてのポリジメチルシロキサンを含有する水
素化物及びビニルより成るダウコーニングのDC
−4939ゲル二液系を用いることができる。
実施例
基板にとりつけた電源のような電子デバイスを
以下のようにして熱硬化性シリコン樹脂製剤で注
封した。反応性水素化物を有する粘度30センチポ
アズのポリジメチルシロキサンを、ダウコーニン
グシルガード170熱硬化シリコン樹脂(反応性水
素化物基を有し、1000±250センチポアズの粘度
を有するポリジメチルシロキサン)のA部に、そ
のA部の10重量パーセントに等しい量で添加す
る。それからこの混合物を、ビニル反応性基を有
する粘度3000±500センチポアズのポリジメチル
シロキサンであるシルガード材料のB部の等量と
化合させる。A部及び/又はB部は、熱の存在下
でのA部とB部の混合に於ける架橋反応が開始す
るのを助ける有機型白金触媒数ppmを含んでい
る。それから混合物は約150℃まで加熱され、型
内に位置した注封されるべきデバイスに注ぎ、注
封コンパウンドに順応させる。注封コンパウンド
を装置の上及び回りに流し込み、約20(508mm)水
銀の部分真空で60分間150℃に保つ。この時間は
シリコン樹脂の実質上完全な硬化を得るのに概し
て十分である。
以下のようにして熱硬化性シリコン樹脂製剤で注
封した。反応性水素化物を有する粘度30センチポ
アズのポリジメチルシロキサンを、ダウコーニン
グシルガード170熱硬化シリコン樹脂(反応性水
素化物基を有し、1000±250センチポアズの粘度
を有するポリジメチルシロキサン)のA部に、そ
のA部の10重量パーセントに等しい量で添加す
る。それからこの混合物を、ビニル反応性基を有
する粘度3000±500センチポアズのポリジメチル
シロキサンであるシルガード材料のB部の等量と
化合させる。A部及び/又はB部は、熱の存在下
でのA部とB部の混合に於ける架橋反応が開始す
るのを助ける有機型白金触媒数ppmを含んでい
る。それから混合物は約150℃まで加熱され、型
内に位置した注封されるべきデバイスに注ぎ、注
封コンパウンドに順応させる。注封コンパウンド
を装置の上及び回りに流し込み、約20(508mm)水
銀の部分真空で60分間150℃に保つ。この時間は
シリコン樹脂の実質上完全な硬化を得るのに概し
て十分である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 A部及びB部と称される相対的に高い粘度の
ポリシロキサン類の二液性混合物の熱硬化によつ
て形成され、Aが反応性の−Si−H基をポリマー
内に含むポリシロキサンから成り、B部が反応性
の−CH=CH2基をポリマー内に含むポリシロキ
サンから成り、A部とB部との混合および加熱に
よる架橋反応に触媒作用を及ぼすに十分な量の白
金触媒を伴ない、また、反応性の−Si−H基を有
する低粘度ポリシロキサンのA部への若しくは反
応性の−CH=CH2基を有する低粘度ポリシロキ
サンのB部への包含によつて特徴づけられる、硬
化中に気泡形成が実質的に生じないようなシリコ
ン注封コンパウンドを有するデバイスから成る製
造物。 2 A部、B部のポリシロキサン及び低粘度ポリ
シロキサンがポリジアルキルシロキサン類とポリ
アルキルアリールシロキサン類から成る群から選
択されることを特徴とする、特許請求の範囲第1
項に記載の製造物。 3 A部、B部のポリシロキサン及び低粘度ポリ
シロキサンがポリジメチルシロキサンとポリメチ
ルフエニルシロキサンから成る群から選択される
ことを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載
の製造物。 4 A部のポリシロキサンが2500乃至3500センチ
ポアズの粘度を有し、B部のポリシロキサンが
750乃至1250センチポアズの粘度を有し、低粘度
ポリシロキサンが2乃至100センチポアズの粘度
を有することを特徴とする特許請求の範囲第2項
に記載の製造物。 5 A部のポリシロキサンが2500乃至3500センチ
ポアズの粘度を有し、B部のポリシロキサンが
750乃至1250センチポアズの粘度を有し、低粘度
ポリシロキサンが2乃至100センチポアズの粘度
を有することを特徴とする特許請求の範囲第3項
に記載の製造物。 6 低粘度ポリシロキサンが、添加された部分の
5乃至15重量パーセントに等しい量でA部あるい
はB部のどちらか少なくともひとつに存在するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の製
造物。 7 低粘度ポリシロキサンが、添加された部分の
5乃至15重量パーセントに等しい量で少なくとも
A部あるいはB部に存在することを特徴とする特
許請求の範囲第5項に記載の製造物。 8 低粘度ポリシロキサンが20乃至30センチポア
ズの粘度を有し、添加された部分の5乃至15重量
パーセントに等しい量で存在することを特徴とす
る特許請求の範囲第5項に記載の製造物。 9 シリカ、アルミナ及びカーボンブラツクから
なる群から選択された少なくともひとつをシリコ
ン樹脂注封コンパウンドに更に含むことを特徴と
する特許請求の範囲第8項に記載の製造物。
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