JPH0578450A - 電気・電子部品封止用樹脂組成物 - Google Patents

電気・電子部品封止用樹脂組成物

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JPH0578450A
JPH0578450A JP26857391A JP26857391A JPH0578450A JP H0578450 A JPH0578450 A JP H0578450A JP 26857391 A JP26857391 A JP 26857391A JP 26857391 A JP26857391 A JP 26857391A JP H0578450 A JPH0578450 A JP H0578450A
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JP
Japan
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resin
mol
parts
polyorganosiloxane
composition
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Withdrawn
Application number
JP26857391A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kimura
博 木村
Nobutsugu Kida
信嗣 木田
Masahisa Nakajima
正久 中島
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Momentive Performance Materials Japan LLC
Original Assignee
Toshiba Silicone Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記の成分(A)及び(B)並びに組成から
なる電気・電子部品封止用樹脂組成物。 (A)式R1 (R22 SiO1/2 (式中、R1 はオキシラン環を有する1価の基、R2 は置換若しくは非置 換の1価の炭化水素基を表す) で示される単位1.5〜5モルに対し、SiO2 単位1モルの割合からなるポリ オルガノシロキサン 100重量部 (B)硬化剤(オキシラン環を有する化合物の硬化剤) 1〜100重量部 【効果】 この樹脂組成物は、流動性が優れているにも
かかわらず、樹脂バリの発生が極めて少なく、その硬化
物は残留応力が少なく、かつ、優れた耐湿性及び半田浴
耐熱性を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気・電子部品の封止用
樹脂組成物に関し、更に詳しくは、成形時の流動性が優
れているにもかかわらず、樹脂バリの発生が極めて少な
く、その硬化時においても残畄応力が低く、その硬化物
が優れた耐湿性及び半田浴耐熱性を有している封止用樹
脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路などの電子部品は、熱硬化性樹脂を用いて封止する
ことが、一般的であるが、この樹脂封止は、ガラス、金
属、セラミックスを用いたハーメチックシール方式に比
較して経済的に有利であるために広く実用化されてい
る。
【0003】封止用樹脂として使用される熱硬化性樹脂
のなかでも、エポキシ樹脂が最も一般的に用いられてい
る。エポキシ樹脂の製造には、酸無水物、芳香族アミ
ン、ノボラック型フェノール樹脂などの硬化剤が用いら
れている。これらの中でもノボラック型フェノール樹脂
を硬化剤としたエポキシ樹脂は、他の硬化剤を使用した
ものに比べて、成形性、耐湿性が優れ、毒性が少なく、
かつ安価であるために半導体封止用樹脂材料として広く
用いられている。よって、現在、電気・電子部品を封止
する方法として、前記エポキシ樹脂を用いた低圧トラン
スファー成形による樹脂封止が一般に行われている。
【0004】封止用樹脂に対する要求としては、(イ)
流動性がよく、未充填部分がないこと、(ロ)溶融粘度
が低く、素子のボンディングワイヤを変形させないこ
と、(ハ)リードフレームに発生する樹脂バリが少ない
ことなどがある。
【0005】このような要求を充足するため、シリコー
ンオイル又はオルガノシロキサンとポリアルキレンオキ
サイドの共重合体のような有機変性シリコーンオイルを
成形用樹脂と併用する技術が特開昭61−101520
号公報に開示されている。しかし、前記シリコーンオイ
ル又は共重合体のような液状物を固形のエポキシ樹脂又
は固形のノボラック型フェノール樹脂、更には無機質充
填剤に均一に分散させるのに手間がかかったり、更に成
形後に、前記液状物が成形物の表面にブリードして金型
を汚染したり、成形物への印刷性が低下したりする問題
がある。
【0006】また、近年半導体集積回路の分野におい
て、素子の高集積化、ペレットの大型化が進み、これま
でのノボラック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキ
シ樹脂では、成型加工時に収縮して半導体素子に応力が
かかりすぎ、半導体の安定性が低下するという問題点が
ある。そしてこうした樹脂を使用した成形品(封止品)
の温寒サイクルテストを行うと、ボンディングワイヤの
オープン、樹脂クラック及びペレットクラックが発生
し、電子部品としての機能が果たせなくなるという問題
点がある。
【0007】更に、現在半導体装置の組み立て工程の自
動化に伴う問題点がある。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
ードピンごとに半田付けを行っていたが、最近では半導
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。しかし、従
来のエポキシ樹脂を用いた成形品全体の半田浴浸漬を行
うと、樹脂と半導体ペレット及びフレームとの間に剥れ
が生じ、著しい耐湿性の低下を招くという問題点があ
る。
【0008】このような問題点を解決する方法として、
特開昭62−240315号公報は、加水分解性アルコ
キシ基を有するシリコーンゴムエラストマーを使用する
方法が開示され、特開昭63−308号公報には、加硫
ゴム微粒子分散体を使用する方法が開示されている。し
かし、これらの方法では前記エラストマー及び加硫ゴム
の分散性が悪く、成形性が悪いという問題点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、流動性が優れているにもかかわらず、樹脂バ
リの発生が極めて少なく、その硬化時においても残畄応
力が低く、その硬化物が優れた耐湿性及び半田浴耐熱性
を有している電気・電子部品封止用樹脂組成物を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記の成分
(A)及び(B)並びに組成からなることを特徴とする
電気・電子部品封止用樹脂組成物。 (A)式R1 (R22 SiO1/2 (式中、R1 はオキシラン環を有する1価の基、R2 は置換若しくは非置 換の1価の炭化水素基を表す) で示される単位1.5〜5モルに対し、SiO2 単位1モルの割合からなるポリ オルガノシロキサン 100重量部 (B)硬化剤 1〜100重量部
【0011】本発明における成分(A)のポリオルガノ
シロキサンは、本組成物のベースポリマーとして最も特
徴的な成分である。式中、R1 はオキシラン環を有する
1価の基で、例えば、下記の式で示される化合物などが
挙げられる。
【0012】
【化1】
【0013】また、R2 は同種又は異種の置換若しくは
非置換の1価の炭化水素基であって、メチル、エチル、
プロピル、ブチルなどのアルキル基;シクロヘキシルな
どのシクロアルキル基;ビニル、アリルなどのアルケニ
ル基;フェニル、キシリルなどのアリール基;フェニル
エチルなどのアラルキル基;あるいはクロロメチル、ト
リクロロエチル、トリフルオロプロピルなどの上記1価
炭化水素基の水素原子が部分的にハロゲン原子で置換さ
れたハロゲン置換1価炭化水素基などが例示される。
【0014】また、R1 (R22 SiO1/2 単位とS
iO2 単位の比は、R1 (R22SiO1/2 単位が
1.5〜5モルに対してSiO2 単位1モルである。
【0015】このようなポリオルガノシロキサン(A)
は、以下の方法で得ることができる。すなわち、第一段
階として一般式Si(OR34 (R3 は炭素数1〜4
のアルキル基)で示されるテトラアルコキシシラン
(イ)と一般式H(R22 Si(OR3 )(R2 及び
3 は前記と同じ)で示されるモノアルコキシシラン
(ロ)をテトラアルコキシシラン1モルに対しモノアル
コキシシラン1.5〜5モルの割合で配合し、例えば、
トルエン、キシレン等の不活性溶媒中で酸触媒下に加水
分解・縮合する。
【0016】これにより、H(R22 SiO1/2 単位
1.5〜5モルとSiO2 単位1モルの割合からなるポ
リオルガノシロキサンが得られる。この場合、モノアル
コキシシランが、テトラアルコキシシラン1モルに対し
1.5モル未満ではポリオルガノシロキサンが不均一に
ゲル化し、また5モルを超えて配合しても、不要な低分
子が増えるだけで効果の向上はない。次に第二段階とし
て、得られた樹脂のSiH基1モルに対し1モル以上の
アルケニル基とオキシラン環を併せ持つ化合物(ハ)
を、白金系触媒存在下に付加反応させることによって、
ポリオルガノシロキサン(A)が得られる。
【0017】本発明における成分(B)の硬化剤として
は、このようなオキシラン環を有する化合物の硬化剤と
して従来から知られている種々のものを使用することが
でき、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテ
トラミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N−アミノ
エチルピペラジン、ビス(4−アミノ−3−メチルシク
ロヘキシル)メタン、メタキシリレンアミン、メンタン
ジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,
4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカ
ンなどのアミン系化合物;
【0018】エポキシ樹脂−ジエチレントリアミンアダ
クト、アミン−エチレンオキサイドアダクト、シアノエ
チル化ポリアミンなどの変性脂肪族ポリアミン;ビスフ
ェノールA、トリメチロールアリルオキシフェノール、
低重合度のフェノールノボラック樹脂、エポキシ化若し
くはブチル化フェノール樹脂あるいは“Super Beckcit
e”1001(日本ライヒホールド化学工業社製)、“H
itanol ”4010(日立製作所社製)、Scado form L.
9( オランダ Scado Zwoll社製)、Methylon 7510
8(米国ゼネラルエレクトリック社製)などの商品名で
知られているフェノール樹脂;
【0019】“Beckamine ”P.138(日本ライヒホー
ルド社製)、“メラン”(日立製作所社製)、“U-Van
”10R(東洋高圧工業社製)などの商品名で知られ
ている炭素樹脂;メラミン樹脂、アニリン樹脂などのア
ミノ樹脂;式、 HS−(C24 OCH2 OC24 SS)n −C2
4 OCH2 OC24SH (n:1〜10の整数)で示されるような分子中にメル
カプト基を少なくとも2個有するポリスルフィド樹脂;
無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒド
ロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、メチルナジック
酸、ドデシル無水コハク酸、無水クロレンディック酸な
どの有機酸若しくはその無水物などが挙げられる。
【0020】上記した硬化剤のうちでもフェノール系樹
脂(フェノールノボラック樹脂)は本発明の組成物に良
好な成形作業性(トランスファー成形、インジェクショ
ン成形等)を与え、IC、LSI等の樹脂封止に利用し
た場合にすぐれた耐湿性を与え、またこの硬化剤は、毒
性がなく比較的安価であるので望ましいものである。
【0021】前記した硬化剤は、その使用にあたっては
必ずしも1種類に限定されるものではなく、それら硬化
剤の硬化性能などに応じて2種以上を併用してもよい。
成分(B)の使用量は、その具体的種類によって好適な
配合量は異なるが、一般的には成分(A)100重量部
に対して1〜100重量部であり、好ましくは5〜80
重量部である。成分(B)が1重量部未満では、組成物
の良好な硬化が困難であり、また100重量部を超えて
も硬化性が悪くなり、硬化に長時間を要し、硬化物の物
性が低下する。
【0022】本組成物は、基本的には成分(A)及び成
分(B)で構成されるが、硬化物に機械的強度を付与す
る目的で無機質充填剤を必要に応じて配合してよい。無
機質充填剤としては、シリカ粉末、アルミナ、三酸化ア
ンチモン、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、
クレー、アスベスト、マイカ、ベンガラ、ガラス繊維、
炭素繊維などを例示することができる。これらの中でも
シリカ粉末又はアルミナが好ましい。この無機質充填剤
は、1種類を使用することができ、また2種類以上を併
用することができる。この無機質充填剤の配合量は、成
分(A)と成分(B)の合計量100重量部に対し、2
000重量部以下、好ましくは1000重量部以下であ
る。2000重量部を超えると、成形性が低下して、良
好な成形物が得られない。
【0023】本発明の組成物には、必要に応じて、更に
天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属
塩、酸アミド若しくはエステル類又はパラフィン類など
の離型剤;塩素化パラフィン、ブロムトルエン、ヘキサ
ブロムベンゼン、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチ
モンなどの難燃剤;カーボンブラック、ベンガラなどの
着色剤;シリコーン樹脂微粒子のような粉末又はシラン
カップリング剤などを配合することができる。
【0024】また、硬化触媒として第三アミン類、イミ
ダゾール類、有機ホスフィン化合物、金属キレート類な
どを配合することができる。硬化触媒としては有機ホス
フィン化合物が好ましい。
【0025】本発明の組成物の一般的な製造方法として
は次のとおりである。すなわち本発明の成分(A)及び
(B)、更に必要に応じて他の成分を、ミキサーなどに
よって均一になるように混合したのち、更に熱ロールに
よる溶融混練処理、又はニーダーなどによる混練処理を
行い、次いで冷却固化されたものを適当な大きさに粉砕
する方法である。
【0026】
【発明の効果】本発明の封止用樹脂組成物は、流動性が
優れているにもかかわらず、樹脂バリの発生が少ない。
また、硬化時においても残留応力が低く、その硬化物は
優れた耐湿性及び半田浴耐熱性を有している。
【0027】したがって、本発明の封止用樹脂組成物を
用いて低圧トランスファー成形などの方法で成形した場
合にも、未充填部分がなく、ボンディングワイヤの変形
も小さく、更にはボンディングワイヤのオープン、樹脂
クラック又はペレットクラックの発生が生じることがな
い。また、250℃以上の半田浴浸漬後においても耐湿
性及び機械的強度などの特性が低下することがない。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳しく説明す
る。なお、以下において、部は全て重量部である。 合成例:成分(A)の調製 表1に示す成分(イ)、(ロ)及び(ハ)をそれぞれ表
1に示す配合割合により、公知の方法を用いて、成分
(A)のポリオルガノシロキサンを調製し、それぞれA
−1、A−2及びA−3とした。
【0029】
【表1】
【0030】実施例1〜4及び比較例1 表2に示す割合の各成分をヘンシェルミキサーを使用
し、3000rpm の回転速度で3分間均一になるように
撹拌混合した。次に、この混合物を温度80〜100℃
に設定した熱ロール3分間溶融混練し、冷却したのち、
粉砕して各封止用樹脂組成物を得た。
【0031】
【表2】
【0032】得られた前記組成物からトランスファー成
形により得た成形品について、以下に示す各試験を行
い、結果を表3に示した。 (1)スパイラルフロー:EMMI* −1−66規格
(*Epoxy Material Institute) に基づいて行った。 (2)樹脂バリの長さ:10μmのスリットの溝を流れ
るバリの長さを測定した。 (3)耐湿試験:2本のアルミニウム配線を有する電気
部品を170℃で3分間トランスファー成形し、その後
180℃で8時間硬化させた。こうして得た電気部品1
00個について、120℃の高圧水蒸気中で耐湿試験を
行い、アルミニウム腐食による50%の断線(不良発
生)の起こる時間を測定し、耐湿性を評価した。
【0033】(4)耐熱衝撃性サイクル試験:耐湿試験
に記載の方法に準じて30×25×5mmの成形品を成形
した。次に、前記成形品の底面に25×25×3mmの鋼
板を埋め込み、−40℃と200℃の恒温槽へ交互に各
30分ずつ入れ(1サイクル)、これを15サイクル繰
り返し、樹脂クラックが生じた成形品の割合を次式:
(クラックの発生した成形品数)/(全成形品数)から
求めて耐熱衝撃性を評価した。
【0034】(5)半田浴耐熱性試験:2本のアルミニ
ウム配線を有する電気部品を通常の42アロイフレーム
に接着し、170℃で3分間トランスファー成形して5
×10×1.5mmのフラットパッケージ型成形品を得
た。この成形品はその後180℃で8時間硬化させた。
この成形品を予め40℃、90%RH、100時間の吸
湿処理を施したのち、250℃の半田浴に10秒間浸漬
した。その後、127℃、2.5気圧の飽和水蒸気中で
プレッシャークッカーテストを行った。その結果、アル
ミニウムが腐食して断線したものを不良品として半田浴
耐熱性を評価した。測定項目中の数字は試験時間を表
し、測定値中の数字は、(不良品数)/(試験体数)を
表す。
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/29 23/31

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の成分(A)及び(B)並びに組成
    からなることを特徴とする電気・電子部品封止用樹脂組
    成物。 (A)式R1 (R22 SiO1/2 (式中、R1 はオキシラン環を有する1価の基、R2 は置換若しくは非置 換の1価の炭化水素基を表す) で示される単位1.5〜5モルに対し、SiO2 単位1モルの割合からなるポリ オルガノシロキサン 100重量部 (B)硬化剤 1〜100重量部
JP26857391A 1991-09-20 1991-09-20 電気・電子部品封止用樹脂組成物 Withdrawn JPH0578450A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5358983A (en) * 1992-05-26 1994-10-25 Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. Curable silicone composition
US5530075A (en) * 1992-04-21 1996-06-25 Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. Curable resin composition

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530075A (en) * 1992-04-21 1996-06-25 Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. Curable resin composition
US5358983A (en) * 1992-05-26 1994-10-25 Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd. Curable silicone composition

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Effective date: 19981203