JPH0619029B2 - 半導体装置保護コート用組成物及び半導体装置 - Google Patents

半導体装置保護コート用組成物及び半導体装置

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JPH0619029B2
JPH0619029B2 JP1305760A JP30576089A JPH0619029B2 JP H0619029 B2 JPH0619029 B2 JP H0619029B2 JP 1305760 A JP1305760 A JP 1305760A JP 30576089 A JP30576089 A JP 30576089A JP H0619029 B2 JPH0619029 B2 JP H0619029B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子の保護コート剤として使用される
組成物及び該組成物の硬化物でコートされた半導体装置
に関する。
〔従来の技術〕
従来より、半導体素子の信頼性を向上させるために半導
体素子を保護コートすることが行なわれている。この場
合、保護コート剤として高純度のシリコーン樹脂が広く
用いられ、主としてラバー系、ゲル系のものが採用され
ている。このうち特に密着性に優れ、外部応力に対して
大きな緩衝効果があるゲル系のものが半導体素子のポッ
ティング用、プラスチックパッケージモールドのアンダ
コート用として安定した信頼性を得るために用いられて
いる。
かかるシリコーン樹脂で半導体素子を保護コートする場
合、流動性のシリコーン組成物を半導体チップにコート
し、加熱によりゲル状に硬化(架橋)させるものである
が、従来、シリコーン組成物には架橋反応に応じて縮合
型、白金触媒付加型があり、最近では特に短時間で硬化
し手順が簡単であることから白金触媒付加反応によるも
のが多く用いられている。この付加反応は、下記反応式 により硬化させるもので、ビニル基含有ポリシロキサン
ベースオイル(A)に架橋剤としてオルガノハイドロジ
ェンポリシロキサン(B)を用い、(A)のビニル基と
(B)の水素原子のバランスで硬さを調整して目的とす
るゲル状硬化物を得るものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述した付加反応には次のような問題が
ある。
(1)オルガノハイドロジェンポリシロキサンは比較的低
分子のものを使用する必要があるが、かかる低分子のオ
ルガノハイドロジェンポリシロキサンはその合成時にお
いて揮発分の低減化が困難である。この場合揮発分が多
いと熱時硬化中に揮発分が飛散してリード線や基板に付
着し、このため後工程のオーバーコート、モールドにお
いてシリコーン樹脂とリード線、基板との密着性が悪く
なり、半導体装置の信頼性の低下を招く。また、架橋剤
であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの飛散に
より塗布膜の硬さ(針入度)が塗布厚で変化してしま
い、均一な硬さの皮膜が得難い。
(2)架橋密度が小さいためポットライフが短く、作業性
が悪い。この場合、反応制御剤(例えばアセチルアルコ
ール)の添加によりポットライフの延長化は図れるもの
の、その反面反応抑制剤が硬化反応に大きく影響して塗
膜硬さのコントロールが困難となる。従って、一液化す
ることが困難である。
(3)半導体の保護コート剤としてはナトリウム、カリウ
ム、塩素等の不純物が少ないことが要望されるが、上記
付加反応ではビニル基含有ポリシロキサンベースオイル
とオルガノハイドロジェンポリシロキサンの両者を用い
るため、これらの各々について純度を高くしなければな
らず、高純度化が面倒であると共に、純度管理上困難が
伴う。
これらの問題点のため、従来の付加反応を用いるシリコ
ーン組成物は半導体装置の保護コート剤として、半導体
装置の信頼性、特に耐湿性に対する信頼性の低下を招く
場合があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、半導体素子
の保護コート剤として、揮発分が低く、反応抑制剤を用
いずに長いポットライフを有し、一液化が可能な半導体
装置保護コート用組成物及びこの組成物の硬化物で被覆
された半導体装置を提供する。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
本発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、 (イ)下記一般式(I) (但し、R及びRはそれぞれ互いに同一又は異種の
一価炭化水素基、nは0又は正の整数である。) で示されるポリシロキサン化合物、及び (ロ)白金系触媒 を含有するシリコーン組成物を半導体装置の保護コート
剤とした場合、上記式(I)で示されるポリシロキサン
化合物が(ロ)成分の白金系触媒の存在下で加熱により
自己重合して硬化し、オルガノハイドロジェンポリシロ
キサンがなくとも半導体装置保護コートとして非常に有
効なゲル状硬化物を与え、かかるゲル状硬化物でコート
された半導体装置は特に耐湿性に優れ、信頼性が高く安
定した性能を示すことを見い出した。
即ち、上述した従来の付加反応ではビニル基含有ポリシ
ロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンとの
2成分を反応させるものであるが、上記式(I)のポリ
シロキサン化合物は自己重合性であるため一成分で硬化
し、それ故上記組成物は、低分子量で揮発性のオルガノ
ハイドロジェンポリシロキサンが不要であるので、揮発
分が低く、揮発分の飛散に伴う密着性低下による半導体
装置の信頼性の低下や塗布膜の硬さの変化を防止できる
と共に、ナトリウム、カリウム、塩素などの不純物に対
する高純度化が容易で、純度管理を合理化し得ること、
また、室温で安定であるので、反応抑制剤を添加しなく
ともポットライフが長く、作業性が良いと共に、反応抑
制剤添加に伴う塗膜硬さのコントロールの困難性が解消
でき、従って一液化が可能であること、そのため、上記
組成物を保護コート剤として用いた半導体装置は、密着
性が良く均一で良質な高純度のシリコーン樹脂皮膜で被
覆され、このシリコーン樹脂封止半導体装置は耐湿性に
優れ、信頼性の高いものであることを見い出し、本発明
をなすに至ったものである。
従って、本発明は、 (イ)下記一般式(I) (但し、R及びRはそれぞれ互いに同種又は異種の
一価炭化水素基、nは0又は正の整数である。) で示されるポリシロキサン化合物、及び (ロ)白金系触媒 を含有してなり、加熱によりオルガノハイドロジェンポ
リシロキサンの不存在下に上記(イ)成分のゲル状硬化
物を与えることを特徴とする半導体装置保護コート用組
成物及び該組成物の硬化物で被覆されてなる半導体装置
を提供する。
以下、本発明について更に詳述する。
本発明の半導体装置保護コート用組成物の主成分として
用いる(イ)成分のポリシロキサン化合物は、下記一般
式(I) で示されるものである。
ここで、R及びRはそれぞれ互いに同種又は異種の
一価炭化水素基であり、具体的にはメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘ
キシル基等の炭素数1〜6のアルキル基、ビニル基、ア
リル基、スチリル基等の炭素数2〜8のアルケニル基、
フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数6〜8の
アリール基などが挙げられるが、これらのなかでもメチ
ル基、フェニル基が好ましい。この場合、アルケニル基
を導入することにより硬化物の硬さを調整することがで
きる。
また、nは0又は正の整数であり、好ましい範囲は1〜
10000、特に20〜2000である。
この式(I)で示されるポリシロキサン化合物を得るに
は、従来より行なわれている(CH3)3SiO末端オイルの合
成法(アルカリ平衡法)と同じ方法で行なうことができ
る。この場合、中和後真空ストリップで揮発分(150
度で3時間)を2重量%以下、特に1重量%以下とする
ことが好ましく、次いで精製工程にてK,Na+をそれ
ぞれ2ppm以下、特に1ppm以下、Clを10ppm以
下、特に2ppm以下まで低減させることが好ましい。
次に、(ロ)成分の白金系触媒としては、ヒドロシリル
化反応に常用されているいずれのものも使用でき、例え
ばH2PtCl6・5H2Oの2−エチルヘキサノール溶液、アルコ
ール変性物、ビニルシロキサン変性物などが挙げられ、
その使用量は触媒量であるが、白金として0.5〜100p
pmとすることが好ましい。
本発明の組成物には、上記(イ)成分及び(ロ)成分の
ほか、必要に応じ適宜他の成分を配合することができ
る。例えば、補強のため無機質充填剤を配合してもよ
く、具体的には煙霧質シリカ、溶融シリカ、結晶性シリ
カなどのシリカ類や窒化ホウ素、窒化けい素、炭化けい
素、アルミナなどが挙げられ、その他顔料、染料、酸化
防止剤、フローコントロール剤(フッ化炭素含有シラン
等)なども必要により配合することもできる。但し、本
発明組成物にはオルガノハイドロジェンポリシロキサン
は配合しない。なお、本発明の組成物は室温で安定であ
り、特に反応抑制剤を配合する必要はないが、場合によ
り微量添加してもよく、この場合微量でも十分反応抑制
効果が生じ、架橋反応に影響が生じ難い。
これら上述した成分を保護コート剤として製造する場
合、上述した(イ)成分のポリシロキサン化合物の1種
を単独で又は2種以上を併用し、これに(ロ)成分の白
金系触媒、及び必要によりその他上述した成分、更に硬
化物に柔軟性を与えるため無官能のポリシロキサンを必
要により添加し、均一に混合して調製できるが、場合に
よっては溶剤に希釈しても良く、この溶剤としてはトル
エン、キシレン、エーテル類などを使用し得る。なお、
配合順序に特に制限はない。
本発明の組成物は、上述したように高純度で基材との密
着性の良い均一な保護コート膜を形成できるため、ディ
スクリート、トランジスタ、ダイオード、各種整流素子
IC、ハイブリッドIC、LED、フォトカプラー光素
子、チップコンデンサー、ICコイルなどの各種チップ
部品などの半導体素子に適用して、これらに絶縁、防
湿、緩衝効果などを与え、信頼性の確実な向上を図るこ
とができる。
なお、本発明の組成物で上記半導体素子を保護コートす
る場合、従来のディスペンサーなどの方法により塗布し
た後、100〜200℃で2〜16時間の加熱によりゲル
状硬化皮膜を形成することができる。
また、このようにして保護コートされた半導体装置は、
必要により公知のエポキシ樹脂系その他の封止材で封止
することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の組成物は、ポットライフ
が長く、一液化も可能で、使いやすいと共に、高純度で
基材との密着性の良い良質で均一なゲル状シリコーン硬
化皮膜を形成できるもので、本発明の組成物の硬化物で
被覆された半導体装置は極めて耐湿性が良く、信頼性の
高いものである。
〈実施例、比較例〉 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
い。なお、以下の例において部はいずれも重量部、%は
いずれも重量%を示す。
〔実施例〕
分子鎖両末端が2−ビニルテトラメチルジシラニル基で
封鎖され、25°での粘度が3000CSのジメチルポリシロ
キサン100部に塩化白金酸の2−エチルヘキサノール
溶液(Ptとして2%)0.05部を加えて混合し、均一なオ
イルとした。このオイルの150℃、4時間での揮発分
は0.5%以下、Naは0.2ppm、Kは1.0ppm、Clは2ppmであ
った。
次に、このオイルをVcB逆耐圧のメサ型PNPトランジ
スタの表面に均一に塗布した後、加熱炉中150℃で4
時間加熱したところ、最大膜厚が100μmのゲル状硬
化皮膜が得られた。この皮膜の針入度は50であった。
上記皮膜を形成したトランジスタをエポキシ系モールデ
ィングコンパウンド(信越化学社製KMC−103)を使
用して封止し、サンプルを10個作製した(サンプル
A)。
比較のため、上記オイルでゲル状硬化皮膜を形成せず、
直接トランジスタを上記エポキシ系モールディングコン
パウンドで封止したサンプルを10個作製した(サンプル
B)。
更に、ゴムタイプJCR(信越化学社製KJR−4012)
でトランジスタをコートし、このトランジスタを上記エ
ポキシ系モールディングコンパウンドで封止したサンプ
ルを10個作製した(サンプルC)。
これらのサンプルについて、高温逆バイアス下における
もれ電流(温度105℃でコレクターとベース間の逆方
向に直流電圧120Vを印加した場合のリーク電流I
CBO)の経時変化を調べた。なお、経時のもれ電流が
1.0μA以上の場合、不良品として評価を行なった。
サンプルA(実施例)は、初期においては逆バイアステ
ストのもれ電流は1.0μA以下であり、500時間後の
不良率は0%であった。
一方、サンプルB(比較例)の500時間後の不良率は
100%、サンプルC(比較例)の不良率は50%であ
った。
次に、上記サンプルA,B及びCに加え、サンプルD
〔上で用いたトランジスタを従来のゲルタイプJCR
(信越化学社製KJR−9010)でコートし、このトラン
ジスタを上で用いたエポキシ系モールディングコンパウ
ンドで封止したサンプル〕各々10個について、高温、
高湿度下(121℃、2atm)に120時間放置した後
のもれ電流を実施例1と同様に測定した。
不良率の測定結果を次表に示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/31

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(イ)下記一般式(I) (但し、R及びRはそれぞれ互いに同種又は異種の
    一価炭化水素基、nは0又は正の整数である。) で示されるポリシロキサン化合物、及び (ロ)白金系触媒 を含有してなり、加熱によりオルガノハイドロジェンポ
    リシロキサンの不存在下に上記(イ)成分のゲル状硬化
    物を与えることを特徴とする半導体装置保護コート用組
    成物。
  2. 【請求項2】請求項1記載の半導体装置保護コート用組
    成物の硬化物で被覆されてなる半導体装置。
JP1305760A 1989-11-22 1989-11-22 半導体装置保護コート用組成物及び半導体装置 Expired - Fee Related JPH0619029B2 (ja)

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JPH07335790A (ja) * 1994-06-06 1995-12-22 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd 半導体素子保護用組成物および半導体装置
JP4563977B2 (ja) * 2006-09-22 2010-10-20 信越化学工業株式会社 加熱硬化型シリコーン組成物及びそれを用いた発光ダイオード素子

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