JPS62296538A - シリコン包封デバイス - 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】 ３、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っ
て包１・１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っ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１−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１０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）の硬化によって形成される。Ａ部は反応性の
５ｔ−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５ｉ−Ｈ
基を含む低粘度ポリシロキサンを、Ｂ部には−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ２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ったままでいる
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っ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（Ｓｔ−Ｉ＋）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＝ＣＨｚ）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ックを含有し
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
ボンブラックは一般に約１重量パーセントまでなどの這
かに少ない量を添加される。Ａ部（Ｓｉ−Ｈ）は一般に
Ｂ部（ＣＨ−ＧＨｚ）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、問題点として残っている。

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センデボアズ
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
るポリメチルフェニルシロキサンでるある。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同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。

−Ｎ部− （７５０−１２５０センチポアズ） （２５００−３５００センチポアズ） つのポリマーが架橋して固化した注封コンパウンド ンを形成するために、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。典型内には、Ｒ３からｌ？ｂ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
ール基例えばフェニル基であってもよい。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って変性されう
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　（Ｄｏ
ｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｓｙｌｇａｒｄ　１７０　）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ェニルジｒＩキサン添加剤を伴った
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，−４
９３９ゲルニ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＋７０熱硬化シ
リコン樹脂（反応性水素化物基を有し、１０００±２５
０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２
０　”（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)

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って形成され、
   Ａ部が反応性の−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＝ＣＨ＿２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−Ｓ
   ｉ−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＝ＣＨ＿２基を有する低粘度ポリシ
   ロキサンのＢ部への包含によって特徴づけられる、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ェニルシ
   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ックからなる群
   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。