JPS6031523A - 封止用樹脂組成物 - Google Patents

封止用樹脂組成物

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JPS6031523A
JPS6031523A JP13780583A JP13780583A JPS6031523A JP S6031523 A JPS6031523 A JP S6031523A JP 13780583 A JP13780583 A JP 13780583A JP 13780583 A JP13780583 A JP 13780583A JP S6031523 A JPS6031523 A JP S6031523A
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epoxy
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inorganic filler
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JP13780583A
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Masayuki Kochiyama
河内山 誠幸
Masanori Kokubo
小久保 正典
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Toshiba Chemical Products Co Ltd
Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Products Co Ltd
Toshiba Chemical Corp
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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】 [発明の技術分野1 本発明は、耐湿性に優れ、しかし半導体素子ペレットに
加わる応力の小さい封止用樹脂組成物に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 近年、半導体集積回路の分野においては、高集積化およ
び高信頼性化に伴い、半導体素子ペレットの大型化並び
に高密度実装技術の開発が進められている。 その7e
め、半導体封止用樹脂祠料としては、直接モールドして
も素子ベレツhに加わる応力が小さいという特性が強く
要求されて(くる。
半尋体封止用樹脂としては、エポキシ樹脂、ノボラック
型フェノール樹脂、無機質充填材を主成分とし、さらに
硬化促進剤、着色剤、離型剤を含むモールド樹脂が耐湿
性、成形性に優れているため封止用樹脂の主流となって
いる。
しかしながら、この系の封止用樹脂で半導体素子をモー
ルドすると、樹脂の応力により、パッシベーション股や
素子ペレットにクラックを生じたリ、特性劣化(1石の
変動など)の原因となる欠点がある。 この傾向は、原
子のベレッ]−ザイズが大きくなるほど、また高密度実
装化1−るほど顕箸に現われる。 この対策として集子
ペレットに加わる応力の小さい樹脂く低応力(Δ4脂〉
の開発が必要である。 封止用樹脂を低応力化する方法
として、エポキシ樹脂やフェノール樹脂を可とう化した
り、可塑剤の添加が考えられる。 しかし、フェノール
樹脂を硬化剤とするエポキシ樹脂組成物では硬化樹脂の
ガラス転移点が降下し、高温電気特性が低下するために
信頼性上問題がある。
また、合成ゴム等を添加して素子に加わる応力を小さく
し、パッシベーション膜のクラックや素子ベレットのク
ランクの発生が少なくなるよう改良したものもあるが、
反対に合成ゴムを添加したことによって樹脂組成物の半
導体素子おにびリードフレームとの密性性が低下し、耐
湿性が悪くなり信頼性に劣る。 また、種々の官能Uを
右するオルガノボリシロキザンを添加づ′るとリードフ
レームの密着性が向上し、耐湿性が改善されるが低応力
化の効果は乏しいという欠点があった。
[発明の目的〕 本発明は、上記の欠点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、耐湿性に優れ、しかも半尋体素子ペレッ゛1
〜に加わる応力の小さい封止用樹脂組成物を捉供しよう
とするものである。
[発明の概要] 本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、分子内に不飽和炭素結合を有し、かつエポキシ
基、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロニ1:シル基及
びシアノ基のうちから選ばれIこ1種又は2種以上の基
を有するオルガノボリシl:I :l:サンを添加J“
ると低応力化の効果を大きくし、かつ半導体素子とリー
ドフレームとの密る性にイ6れ、上記目的を遂或する封
止用樹脂組成物に好適していることを見い出したもので
ある。
即ら本発明iよ、 (A>エポキシ樹■旨 <8)ノボラック型フェノール樹脂 (C)分子内に不飽和炭素結合を有し、かつエポキシ基
、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基及びシア
ノ基のうちから選ばれた1種又は2種以上の基を有する
Aルガノボリシロキサン(D)無機質充填材 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記(D)無機質
充填材を30〜90重量%含右することを特徴とする封
止用樹脂組成物である。
本発明に用いる(A)エポキシ樹脂は、その分子中にエ
ポキシ基を少なくとも2個有する化合物である限り、分
子構造、分子M等に特に制限はなく、一般に使用されて
いるものを広く包含づることができる。 例えばビスフ
ェノール型の芳香族系、シクロヘキサン誘尋体等の脂環
族系、さらに次の一般式で示される」ニボキシノボラッ
ク系等の樹脂が挙げられる。
(式中、R1は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基
を、R2は水素原子又はアルキル基を、11は1以上の
整数を表す) これらのエポキシ樹脂は1種又は2種以上混合して用い
ることができる。
本発明に用いる(B)ノボラック型フ」、ノール樹脂と
しては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノー
ル類とホルムアルデヒドあるいはバラホルムアルデヒド
とを反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂、
J5よびこれらの変性樹脂、例えば1ボキシ化もしくは
ブチル化ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。
ノボラック型フェノール樹脂の配合割合は、1)a記(
A>エポキシ樹脂のエポキシ基(a )と(B)ノボラ
ック型フェノール樹脂のフ1ノール性水酸12(1))
とのモル比(a /b )が、o、i 〜ioの範囲内
であることが望ましい。 モル比が0.1未満bt、<
は10を超えると耐湿性、成形作業性および硬化物の電
気特性が悪くなり、いfれの場合も好ましくない。 従
って前記の範囲内に限定される。
本発明に用いる(C)分子内に不飽和炭素結合をイjし
、かつエポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロ
キシル基及びジノツノ基のうらから選ばれた1種又は2
種以上の基を右づるオルガノボリン1」キサンどしては
、ジメチル承すンロギザンを基本骨格構造と4゛るもの
である限り、分子構造、分子端、粘j兵などに特に制限
はない。 例えば次の一般式で示されるオルガノボリン
[+ =l−= ゛リンを挙げることができる。
−(−R’+NH3、(−R4−)01−1. (−R
’+CNのうちかう選ばれる1種又は2種以上の官能)
=4を示す。 1(3はアルキル基又は)lニル塁、[
<4ハ+Cl−1,+v 、k ハ0又ハ1 以上の整
数、1゜lllは1以上の整数を表!J)。
このAルガノポリシロキサンは、例えばメチルジクIJ
/L/シ”yン(CH3S i 1−ICI 2 >を
出発原料として得ることができる。 水酸化カリウム触
媒下でメチルジクロルシランを種々の官能基を有するシ
ラノールと反応させ、その後、白金触媒手でオレフィン
によるヒドロシリレーションを行うことによって得るこ
とができる。 また、環状ジメチルシロキサンと環状メ
チルビニルシロキサンとの開、環共■合によって得るこ
ともできる。 以上のAルガノボリシロキザンを加える
ことによつ(リードフレームとの密’8 flが向上し
、かつ応力本発明に用いる(D>無機質充填材としては
、シリカ粉末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、
炭酸カルレウム、チタンホワイト、クレー、アスベス]
へ、マイカ、ベンガラ、ガラス繊維、炭素II III
等が挙げられ、特にシリカ粉末又はアルミノが好ましい
。 無機質充填材の配合割合は、樹脂組成物の30〜9
0i[量%含イーj’iJることが必要である。 30
重M%未満では、耐湿性、低応力化に効果なり、90重
b1%を超えるとかさぼりが大きくなり成形性が悲く実
用に適ざない。
本発明の封止用4M+脂組成物番ま、(△)エル4ニジ
樹脂、(B)ノボラック型フ」−ノール樹脂、(C)分
子内に不飽和炭素結合を右し、かつエポキシ基、アミノ
基、カルボキシル基、ヒドロキシル基及びシアノ基のう
ちから選ばれた1種又は2種以上の基を有するオルガノ
ボリシロキザン、(D>無機質充填材を必須成分とする
が、必要に応じて、例えば天然ワックス類9合成ワック
ス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、ニスデル類、パ
ラフィン類などの離型剤、塩素化パラフィン、ブロム1
〜ルエン、ヘキザブロムベンゼン、三酸化アンチ−[ン
なとの難燃剤、カーボンブラック、ベンガラなどの着色
剤、シランカップリング剤、種々の硬化促進剤等を適宜
添加配合してもよい。
本発明の11止用樹脂組成物を成形材料とし−(調製J
る場合の一般的な方法としては、エポキシ樹脂、ノボラ
ック型フェノール樹脂、AルカノボリシUギリン、無機
質充填材、その他を配合しミキリー等にJ、って十分均
一に混合した後、史に熱1」−ルによる溶融混合処理ま
たはニーダ等にJ、るtla合処即を行い、次いで冷却
固化さuj函当な大きさに粉砕して成形材料とすること
がて゛ぎる。 そしてこの成形材料を電子部品あるいは
電気部品の14止、被覆、絶縁等に適用し、優れlζ特
性と信!(i (21を付与させることができる。
[発明の効果] 本発明の封止用樹脂組成物は、耐湿性に優れ、しかb半
導体素子ペレットに加わる応力が小さいため、高集積化
に伴う大型ベレットや高密度実装化した素子ペレットの
封止用等に用い1c場合、」−分な信頼性を得ることが
できる。
[発明の実施例] 本発明を実施例により具イホ的に説明するが、本発明は
以下の実施例に限定されるものではない。
以下実施例および比較例にd3いて(−%」とあるのは
E重iQ%」を意味Jる。
実施例 環状ジメヂルシロキ1ナンと環状メシルビニルシロキサ
ンを水酸化カリウム触媒の存在下で聞環共重合さじ、両
末端にヒドロ4.シルJ14を右゛するメチルビニルボ
リシロキサンを4【IIご。 (11られたオルガノボ
リシロキ1〕−ン1%、クレゾールノボラックエボギシ
樹脂くエポキシ当1f1215)18%、ノボラック型
フェノール樹脂(フェノール当バ1107)10%、シ
リカ粉末70%、高級脂肪酸エステル1%を常温′C混
合しさらに90〜95℃で混練して冷却した後、粉砕し
て成形材料を得た。 1qられ1=成形材料をタブレッ
ト化し、予熱して1−ランスファー成形で170℃に加
熱した金型内に注入し硬化させて成形品を作った。 こ
の成形品について機械的特性、ガラス転移点、耐湿性試
験、温寒勺イクル試験を行ったので第1表に示した。
比較例 クレゾールノボラック1ポキン樹脂(エポキシ当ff1
21.5)18%、ノボラック型フェノール樹脂(、)
lノール当ω107 ) 10%、シリカ粉末71%、
高級脂肪酸ニスデル1%を実施例と同様にして成形月利
を得て次いで成形品を作った。 この成形品に関しC実
施例と同様な試験を行ったのでその結果を第1表に示し
た。
ニド1:封止用樹脂組成物を用いて2木のアルミニウム
配線を有する電気部品を170℃で3分間1−ランスフ
ァー成形し、その後180℃で8時間硬化さUた。 こ
うして(qた封止電気部品100個について、120℃
の高圧水蒸気中で15Vの電圧を加え耐湿性試験を行い
、アルミニウム腐食ににる50%の断線(不良発生)の
起こる時間を評価した。
4;2;クラック数は、30X 25x smm (7
) 成形品(7)底面に25X 25X 31nlll
の銅板を埋め込み、−40℃と200℃の11■温槽へ
各30分間ずっ入れ、30す”イクルくり返した後の樹
脂クラックを調査した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A)エポキシ樹脂 (B)ノボラック型フェノール樹脂 (C)分子内に不飽和炭素結合を有し、かつエポキシ基
    、アミノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基及びシア
    ン基のうちから選ばれた1種又は2種以上の基を有する
    オルガノポリシロ4:サン (D)無磯質充N1月 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記(D)無機質
    充填材を30〜90屯皐%含有することを特徴とする]
    」止用樹脂絹成物。 2 エポキシ樹脂のエポキシ基(a)とノボラック型フ
    ェノール樹脂のフェノール性水酸基(b)とあモル比(
    a、/b)が、0.1〜10ノ範囲内であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の封止用樹脂組成物。
JP13780583A 1983-07-29 1983-07-29 封止用樹脂組成物 Granted JPS6031523A (ja)

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