JPS63250160A - エレクトロニクス構成部品の封入方法 - Google Patents

エレクトロニクス構成部品の封入方法

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JPS63250160A
JPS63250160A JP63065584A JP6558488A JPS63250160A JP S63250160 A JPS63250160 A JP S63250160A JP 63065584 A JP63065584 A JP 63065584A JP 6558488 A JP6558488 A JP 6558488A JP S63250160 A JPS63250160 A JP S63250160A
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weight percent
silicon carbide
boron nitride
filler
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JP63065584A
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フィリップ・ジェイ・プロクター
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10—Metal compounds
    • C08K3/14—Carbides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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】 発明の背景 本発明はエレクトロニクス構成部品の封入に関するもの
である。
エレクトロニクス構成部品、例えば、集積回路およびそ
の他の半導体デバイス、ダイオード、レジスター、レジ
スター・ネットワーク、および、キャパシターは絶縁用
樹脂例えばエポキシ樹脂の中で封入されるのが代表的で
あり、この樹脂へは充填剤例えばシリカおよびアルミナ
が添加されている。封入用樹脂の重要な性質の中には、
高い熱伝導性と下層にあるエレクトロニクス構成部品上
での応力発生の低さとがある。構成部品上での応力はそ
の部品の使用中の熱的サイクルの結果としておこり得る
（熱的サイクル応力（ｔｈｅτｍαｌｃｙｃｌｉｎｇ　
５ｔｒｅｓｓ）　）ｏ　　通常は、封入用樹脂の熱伝導
度の改善は熱的サイクル応力特性を悪化させ、その逆も
同様である。
発明の要約 一般的には、本発明は炭化珪素を含めた充填剤をもつ封
入用樹脂で以てエレクトロニクス構成部品を封入し、改
善された熱伝導度（例えば、少くとも２５　Ｘ　１０−
″４カロリー７ｃｍ−秒−’Ｃ）と改善された応力特性
（例えば、少くとも３０の熱衝撃サイクル数（ｔｈｅｒ
ｍａｌ　５ｈｏｃｋ　ｃｙｃｌｅ　ｎｕｍｂｓτ）とを
もつ複合体を形成させることを特徴とする。
本発明はまた封入用組成物と上記方法によって封入され
たエレクトロニクス構成゛成分を特徴とする。
好ましい具体化においては、複合体の熱伝導度が少くと
も６０　Ｘ　１０−’であり、熱衝撃サイクル数は少く
とも４０である。充填剤はさらに次の充填剤ニジリカ（
１０−４０重量％〕、アルミナ（１０−４０重量％）、
窒化硼素（１−１０重量％）、アルミノ珪酸マグネシウ
ム（５−２０ｍｉｉ％）、および酸化マグネシウム（１
−５ｏｘｔｒ％〕（重量％の値は封入組成物全体の中の
特定充填剤の重量％に基づく）の少くとも一つを含む。
封入組成物中の炭化珪素の重量％は好ましくは少くとも
１０、より好ましくは３０と７０の間にある。一般的に
は、充填剤の１廿％は好ましくは少くとも５０である。
封入用樹脂への接着を改善しかつその複合体の電気伝導
度を減らすために、充填剤はカップリング剤で以て処理
されることが好ましい。好ましいカップリング剤はオル
ガノシラン、オルガノシラザン、およびオルガノチタネ
ートを含む。好ましい封入用樹脂はエポキシ樹脂である
。
本発明は炭化珪素をベースとする充填剤を使って慣用的
のエレクトロニクス構成部品封入組成物の熱伝導度およ
び応力特性（熱衝撃サイクル数によって測定されるとお
りの）を同時に改善するものである。これらの性質の固
有の値は充填剤の成分の量と種類を調節することによっ
て調節することができ、従って、封入組成物はその末端
用途に対してつくり上げることができる。封入構成部品
を機能させることに対して通常は有害である炭化珪素の
電気伝導的性質は絶縁性カップリング剤の使用を通じて
最少化することができる。
本発明のその他の特徴と利点はその好ましい実施態様の
以下の記述、および特許請求の範囲から明らかになるで
あろう。
本発明の封入組成物は炭化珪素（粉末または不連続ファ
イバーの形の）が添加された代表的なエポキシを基本に
する成型用組成物である。炭化珪素粒子の平均粒径は好
ましくは米国標準篩の８０メツシユと−ｉ　ｏ　ｏ　ｏ
メツシュの間はある。好ましくは、封入組成物はまた以
下の充填剤ニジリカ（熔融状または結晶性）、アルミナ
、窒化硼素、アルミノ珪酸マグネシウム、および酸化マ
グネシウム、の一つまたは一つ以上を含む。組成物中の
炭化珪素と充填剤との合計重量％は約７５である。
組成物の熱伝導度は少くとも２５　Ｘ　１０−’　（Ａ
ＳＴＭＦ４３３−７７またはＡＳＴＭ　　Ｃ３１８−７
６に従って測定）である。熱衝撃サイクル数は少くとも
３０である。それは封入組成物の中でパッド・サイズ（
ｐａｄ　５ｉｚｅ）が４朋ｘ８ｉｍの１６−ピンＤＩＰ
（デュアル・インライン・パッケージ（ｄｕａｌ　ｉｎ
ｌ　ｉｆＬｇ　ｐａｃｋａｇｅ　）　）　　を封入し、
次に一１９６℃と２６０℃の間でその封入部品をサイク
ルさせることによって測定される。封入構成部品を各々
の一方の端の温度において３０秒間保ち、次に他方の端
の温度へ５秒以下でサイクルさせる。
物質の５０％に亀裂が入る点までに記録されたサイクル
数が熱衝撃サイクル数である。
有用なエポキシを基礎とする成型組成物は分子あたり２
個または２個以上のオキシラン環をもつエポキシ樹脂を
含む。適当な商業的に入手できる樹脂はダウ３３１０固
体エポ・キシ樹脂を含んでいる。液状エポキシ樹脂、例
えば、シェル・エポン８２８、並びに臭素化エポキシ樹
脂例えばダウ６４１０樹脂も使用できる。ノボラックの
硬化剤（例えば、ボーデン５ＤＩ７１１〕あるいは無水
型（例えば、無水トリクロロフタル酸〕および触媒（好
ましくはトリエチルアミンのような第三アミンまたは第
三ホスフィン）′が含まれていて、エレクトロニクス構
成部品を然るべき位置に置いたときにその組成物を硬化
させる。追加的成分は代表的には難燃剤（例えば酸化ア
ンチモン）、離型剤（例えば、有機質ワックス）、およ
び顔料（例えばカーボンブラック）を含む。
カップリング剤は好ましくは、エポキシ樹脂と炭化珪素
およびその他の充填剤との間の接着を改善するために封
入組成物へ添加される。カップリング剤はまた硬化され
た組成物の耐湿性と電気的性能を改善する。適当である
カップリング剤はオルガノチ久ネート、オルガノシラザ
ン（本願出願人による米国特許／１６３，８４９，１８
７の中に記述されており、本文献を参考のために本明細
書に含める）、およびオルガノシラザン（井原中の１９
８６年１１月２６日付米国特許願９３６，４７３号で記
述されており、これを本明細書に参考のために含める）
の薬剤を含む。
封入組成物はエポキシを基本とする成型用組成物を炭化
珪素の粉末またはファイバーおよび何らかの追加的充填
剤と、諸成分がすべて完全に混合であるいは二本ロール
・ミル中で加熱して、エポキシ樹脂を液状化させ炭化珪
素および他の充填剤の周りに流動化させ、それによって
それらを濡れさせる。その後、その複合混線物を冷却し
、適切寸法の粒子として粉砕する（粒径は意図する用途
に応じて変る）。エレクトロニクス構成部品を次に慣行
的処理技法に従って製品中に封入する。
実施例 各種充填剤成分をもつ１５個の封入組成物を上述の方法
に従って調製した。各組成物は次の成分を含む（量は重
量％で与えられてい−る）。
エポキシ樹脂　　　　　　　　１２．００臭素化エポキ
シ樹脂　　　　　　２．５０フエノールノボラツク硬化
剤６．００ 顔料（カーボンブラック）　　　　　　　ｏ、ｉ。
離型剤　　　　　　　　　　　　　０，２０触媒　　　
　　　　　　　　　　　０．１５　　　’１５個の組成
物の中の充填剤成分、および得られた熱伝導度と熱衝撃
サイクル数は表１にまとめられている。組成物１．２０
）および１１−１５は１．５０重量％の酸化アンチモン
難燃剤を含んでいた。すべての他の組成物は２．００重
ｉ％を含んでいた。
表　　　１ シリカ　　３８．４８２５．６５　２１．３０２１．３
０　０炭化珪素　　３８．４７　５１．３０　４５．６
５　４５．６５　７６．９５アルミナ　　ＯＯ１０，０
０００ 窒化硼素　　０　　　０　　　０　　１０．００　０ネ
シウム 酸化マグ　　ｏｏｏｏ。
ネシウム シラン 充填剤　　　　　　　　組　　　成 シリカ　　２０．６５　１５．６５　２５．６５　２５
．０５２４．８５炭化珪素　２５．６５　２５．６５　
５１．３０　５１．３０　５１．３０アルミナ　２０．
６５　１５．６５　０　　　０　　　０窒化硼素　　ｏ
ｏｏｏ。
ネシウム シラン シラザン イクル数 充填剤　　　　　　　　組　　　成 シリカ　　　Ｏ１５，６５１５，６５１５，６５１５，
６５炭化珪素　７６゜９５　５１．３０　５１．３０　
５１．３０　５１．３０アルミナ　　０　　１０．００
　０　　　０　　　０窒化硼素　　０　　　０　　　０
　　　０　　１０．００才・シウム シラン その他の実施態様は前記特許請求の範囲内にある。例え
ば、他の熱硬化性樹脂、例えば、ポリイミド、ポリエス
テル、あるいはフェノールホルムアルデヒドをエポキシ
の代りに用いることができる。
（外４名） 手　　続　　補　　正　　書 昭和６６年６月２０日 １、事件の表示 昭和６３年特許願第　６５５８４　　号２０）発明の名
称 エレクトロニクス構成部品の封入方法 ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 名　称　　ザ・′デクスター・コーポレーション４、代
理人 ５、補正の対象 明細書の〔特許請求の範囲〕と〔発明の詳細な説明〕の
欄（１）特許請求の範囲を以下の通り訂正する。
する方法。
（２）上記組成物に少くとも２５Ｘ１０’力ロリー／ｃ
ｍ・秒・０Ｃの熱伝導度と少くとも３０の熱衝撃サイク
ル数とを与えるのに十分な炭化珪素を上記充填−剤が含
む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
（３）上記炭化珪素が、上記封入用樹脂への接着を改善
しかつ一ヒ記複合体の電気伝導度を減らすようカップリ
ング剤で以て処理される、特許請求の範囲第１項に記載
の方法。
（４）上記カップリング剤がオルガノシラン、オルガノ
シラザン、あるいは、オルガノチタネートから成る、特
許請求の範囲第３項に記載の方法。
（５）上記複合体の上記熱伝導率が少くとも６０×１０
−４カロリー／　ｃｍ・秒・℃である、特許請求の範囲
第３項に記載の方法。
（６）上記複合体の上記熱衝撃サイクル数が少くとも４
０である、特許請求の範囲第３項に記載の方法。
（７）上記充填剤がさらに、シリカ、アルミナ、窒化硼
素、アルミノ珪酸マグネシウム、および酸化マグネシウ
ム、あるいはそれらの組合せを含む、特許請求の範囲第
１項に記載の方法。
（８）上記組成物中の上記炭化珪素の重量％が少くとも
１０である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
（９）上記組成物中の上記炭化珪素の重量％が３０ない
し７０である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
皿上記封入用樹脂がエポキシ樹脂から成る、特許請求の
範囲第１項に記載の方法。
皿上記組成物中の上記シリカの重量％が１０ないし４０
である、特許請求の範囲第５項に記載の方法。
伸上記組成物中の上記アルミナの重量％が１０ないし４
０である、特許請求の範囲第５項に記載の方法。
（１３）上記組成物中の上記窒化硼素の重量％が１ない
し１０である、特許請求の範囲第５項に記載の方法。
旦氾上記組成物中の上記アルミノ珪酸マグネシウムの重
量％が５と２０の間にある、特許請求の範囲第５項に記
載の方法。
伸上記組成物中の上記酸化マグネシウムの重量％が１と
５０の間にある、特許請求の範囲第５項に記載の方法。
皿上記組成物中の上記シリカの重ｎ％が１０と４０の間
にあり、上記組成物中の上記アルミナの重量％が１０と
４０の間にあり、上記組成物中の上記窒化硼素の重量％
が１と１０の間にあり、上記組成物中の上記アル−ミノ
珪酸マグネシウムの重量％が５と２０の間にあり、そし
て、上記組成物中の上記酸化マグネシウムの重量％が１
と５０の間にある、特許請求の範囲第５項に記載の方法
。
追ｎ特許請求の範囲第１項に記載の方法によって封入さ
れたエレクトロニクス構成部品。
他特許請求の範囲第２項に記載の方法によって封入され
たエレクトロニクス構成部品。
皿特許請求の範囲第３項に記載の方法によって封入され
たエレクトロニクス構成部品。
性組成物。
μＵ上記炭化珪素が、上記封入用樹脂への接着を改善し
、上記複合体の電気伝導度を減らすようカップリング剤
で以て処理される、特許請求の範囲第２０項に記載の組
成物。
亜上記カップリング剤がオルガノシラン、オルガノシラ
ザン、あるいはオルガノチタネートから成る、特許請求
の範囲第２１項に記載の組成物。
低上記組成物の上記熱伝導度が少くとも６０×１０−４
カロリー／　ｃｍ・秒・°Ｃである、特許請求の範囲第
２１項に記載の組成物。
（２４）上記組成物の熱衝撃サイクル数が少くとも４０
である、特許請求の範囲第２１項に記載の組成物。
（２５）上記充填剤がさらに、シリカ、アルミナ、窒化
硼素、アルミノ珪酸マグネシウム、および酸化マグネシ
ウム、あるいはそれらの組合せから成る、特許請求の範
囲第２０項に記載の組成物。
低上記組成物中の上記炭化珪素の重量％が少くとも１０
である、特許請求の範囲第２０項に記載の組成物。
（２７）上記組成物中の上記炭化珪素の重量％が３０と
７０の間にある、特許請求の範囲第２０項に記載の組成
物。
μ鼾上記封入用樹脂がエポキシ樹脂から成る、特許請求
の範囲第２０項に記載の組成物。
（２９）上記組成物中の上記シリカの重Ω％が１０と４
０の間にある、特許請求の範囲第２３項に記載の組成物
。
（３０）上記組成物中の上記アルミナの重量％が１０と
４０の間にある、特許請求の範囲第２３項に記載の組成
物。
低上記組成物中の上記窒化硼素の重量％が１と１０の間
にある、特許請求の範囲第２３項に記載の組成物。
低上記組成物中の上記アルミノ珪酸マグネシウムの重量
％が５と２０の間にある、特許請求の範囲第２３項に記
載の組成物。
低上記組成物中の上記酸化マグネシウムの重量％が１と
５０の間にある、特許請求の範囲第２３項に記載の組成
物。
遷り上記組成物中の上記シリカの重量％が１０と４０の
間にあり、上記組成物中の上記アルミナの重量％が１０
と４０の間にあり、上記組成物中の上記窒化硼素の重量
％が１と１０の間にあり、上記組成物中の上記アルミノ
珪酸マグネシウムの重量％が５と２０の間であり、そし
て、上記組成物中の上記酸化マグネシウムの重量％が１
と５０の間にある、特許請求の範囲第２３項に記載の組
成物。」（２）明細書第８頁下から４行目及び第９頁１
０行目の「複合体」をともに「組成物」と訂正する。
以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）封入用樹脂と炭化珪素を含めた充填剤とから成る
    組成物にエレクトロニクス構成部品を入れることによつ
    てエレクトロニクス構成部品を封入する方法。 （２）上記組成物に少くとも２５×１０＾−＾４カロリ
    ー／ｃｍ・秒・℃の熱伝導度と少くとも３０の熱衝撃サ
    イクル数とを与えるのに十分な炭化珪素を上記充填剤が
    含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （３）上記炭化珪素が、上記封入用樹脂への接着を改善
    しかつ上記複合体の電気伝導度を減らすようカップリン
    グ剤で以て処理される、特許請求の範囲第１項に記載の
    方法。 （４）上記カップリング剤がオルガノシラン、オルガノ
    シラザン、あるいは、オルガノチタネートから成る、特
    許請求の範囲第３項に記載の方法。 （５）上記複合体の上記熱伝導率が少くとも６０×１０
    ＾−＾４カロリー／ｃｍ・秒・℃である、特許請求の範
    囲第３項に記載の方法。 （６）上記複合体の上記熱衝撃サイクル数が少くとも４
    ０である、特許請求の範囲第３項に記載の方法。 （７）上記充填剤がさらに、シリカ、アルミナ、窒化硼
    素、アルミノ珪酸マグネシウム、および酸化マグネシウ
    ム、あるいはそれらの組合せを含む、特許請求の範囲第
    １項に記載の方法。 （８）上記組成物中の上記炭化珪素の重量％が少くとも
    １０である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （９）上記組成物中の上記炭化珪素の重量％が３０ない
    し７０である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （１０）上記複合体中の上記充填剤の重量％が少くとも
    ５０である、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （１１）上記封入用樹脂がエポキシ樹脂から成る、特許
    請求の範囲第１項に記載の方法。（１２）上記組成物中
    の上記シリカの重量％が１０ないし４０である、特許請
    求の範囲第５項に記載の方法。 （１３）上記組成物中の上記アルミナの重量％が１０な
    いし４０である、特許請求の範囲第５項に記載の方法。 （１４）上記組成物中の上記窒化硼素の重量％が１ない
    し１０である、特許請求の範囲第５項に記載の方法。 （１５）上記組成物中の上記アルミノ珪酸マグネシウム
    の重量％が５と２０の間にある、特許請求の範囲第５項
    に記載の方法。 （１６）上記組成物中の上記酸化マグネシウムの重量％
    が１と５０の間にある、特許請求の範囲第５項に記載の
    方法。 （１７）上記組成物中の上記シリカの重量％が１０と４
    ０の間にあり、上記組成物中の上記アルミナの重量％が
    １０と４０の間にあり、上記組成物中の上記窒化硼素の
    重量％が１と１０の間にあり、上記組成物中の上記アル
    ミノ珪酸マグネシウムの重量％が５と２０の間にあり、
    そして、上記組成物中の上記酸化マグネシウムの重量％
    が１と５０の間にある、特許請求の範囲第５項に記載の
    方法。 （１８）特許請求の範囲第１項に記載の方法によつて封
    入されたエレクトロニクス構成部品。 （１９）特許請求の範囲第２項に記載の方法によつて封
    入されたエレクトロニクス構成部品。 （２０）特許請求の範囲第３項に記載の方法によつて封
    入されたエレクトロニクス構成部品。 （２１）封入用組成物の熱伝導度を少くとも２５×１０
    ＾−＾４カロリー／ｃｍ・秒・℃にしかつ熱衝撃サイク
    ル数を少くとも３０にさせる炭化珪素を含めた充填剤と
    混合した封入用樹脂から成る、エレクトロニクス構成部
    品を封入する組成物。 （２２）上記炭化珪素が、上記封入用樹脂への接着を改
    善し、上記複合体の電気伝導度を減らすようカツプリン
    グ剤で以て処理される、特許請求の範囲第２１項に記載
    の組成物。（２３）上記カップリング剤がオルガノシラ
    ン、オルガノシラザン、あるいはオルガノチタネートか
    ら成る、特許請求の範囲第２２項に記載の組成物。 （２４）上記組成物の上記熱伝導度が少くとも６０×１
    ０＾−＾４カロリー／ｃｍ・秒・℃である、特許請求の
    範囲第２２項に記載の組成物。 （２５）上記組成物の熱衝撃サイクル数が少くとも４０
    である、特許請求の範囲第２２項に記載の組成物。 （２６）上記充填剤がさらに、シリカ、アルミナ、窒化
    硼素、アルミノ珪酸マグネシウム、および酸化マグネシ
    ウム、あるいはそれらの組合せから成る、特許請求の範
    囲第２１項に記載の組成物。 （２７）上記組成物中の上記炭化珪素の重量％が少くと
    も１０である、特許請求の範囲第２１項に記載の組成物
    。 （２８）上記組成物中の上記炭化珪素の重量％が３０と
    ７０の間にある、特許請求の範囲第２１項に記載の組成
    物。 （２９）上記組成物中の上記充填剤の重量％が少くとも
    ５０である、特許請求の範囲第２１項に記載の組成物。 （３０）上記封入用樹脂がエポキシ樹脂から成る、特許
    請求の範囲第２１項に記載の組成物。 （３１）上記組成物中の上記シリカの重量％が１０と４
    ０の間にある、特許請求の範囲第２４項に記載の組成物
    。 （３２）上記組成物中の上記アルミナの重量％が１０と
    ４０の間にある、特許請求の範囲第２４項に記載の組成
    物。 （３３）上記組成物中の上記窒化硼素の重量％が１と１
    ０の間にある、特許請求の範囲第２４項に記載の組成物
    。 （３４）上記組成物中の上記アルミノ珪酸マグネシウム
    の重量％が５と２０の間にある、特許請求の範囲第２４
    項に記載の組成物。 （３５）上記組成物中の上記酸化マグネシウムの重量％
    が１と５０の間にある、特許請求の範囲第２４項に記載
    の組成物。 （３６）上記組成物中の上記シリカの重量％が１０と４
    ０の間にあり、上記組成物中の上記アルミナの重量％が
    １０と４０の間にあり、上記組成物中の上記窒化硼素の
    重量％が１と１０の間にあり、上記組成物中の上記アル
    ミノ珪酸マグネシウムの重量％が５と２０の間であり、
    そして、上記組成物中の上記酸化マグネシウムの重量％
    が１と５０の間にある、特許請求の範囲第２４項に記載
    の組成物。
JP63065584A 1987-03-19 1988-03-18 エレクトロニクス構成部品の封入方法 Pending JPS63250160A (ja)

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