JPS6358860B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐クラツク性および耐湿性に優れ
かつ、より安定化の図られた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物の製造方法に関する。 〔従来の技術〕 現在IC，LSIなどの半導体素子をシリコーン樹
脂又は、エポキシ樹脂などを用いて封止する樹脂
封止法が広く採用され、これらのなかでもエポキ
シ樹脂は比較的優れた気密性を与え、かつ安価で
あることから半導体封止用樹脂として汎用されて
いる。 しかし、このエポキシ樹脂により大容量半導体
素子を封止した場合には硬化時の収縮によるスト
レス又は内部素子とエポキシ樹脂との膨張係数の
差によつて生じるストレスなどにより素子のボン
デイングワイヤの変形、断線の発生、又は、素子
パツシベーシヨンのクラツクの原因となる。その
ためこれらのストレスを低減せしめるためにエポ
キシマトリツクス中に可撓性付与剤を添加したり
又は膨張係数を小さくするために無機充填剤の添
加量を増大せしめるなどの方法により検討されて
いる。 しかるに可撓性付与剤の添加に対してはエポキ
シ樹脂中へ分散させた可撓性付与剤とエポキシ樹
脂との界面が高温高湿下で劣化し耐湿性の低下を
もたらし好ましくない結果を生じるという欠点が
ある。 一方、無機充填剤の添加量を増大し膨張係数を
低減せしめるためには、70wt％以上の添加量が
必要であるが、この場合樹脂組成物の溶融粘度が
増大し流動性が著しく低下し素子の封止に際し、
さらに高圧成形が必要となる。又、溶融粘度の増
大により成形時に金線流れや断線が生じ好ましく
ない状態を生じる。 以上の欠点を解決するため、我々の提案した先
行技術（同一出願人による出願、特願昭59―
192059号明細書半導体封止用エポキシ樹脂組成物
参照）として、可撓化剤として知られているシリ
コーン樹脂をエポキシマトリツクスに添加する場
合、予めシリコーン樹脂と粉末シリカを混合した
ものをエポキシマトリツクスに混合することによ
り、相分離を生じない安定した分散状態が得られ
ることを見出した。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のように、我々の先行技術により得られた
半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、優れた耐ク
ラツク性および耐湿性を示すが、更に組成物のよ
り安定化、より低応力化が望まれる。 この発明は、かかる要望のためになされたもの
で、優れた耐クラツク性および耐湿性を示すと共
に、より安定化され、低応力化された半導体封止
用エポキシ樹脂組成物の製造方法を得ることを目
的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の
製造方法は、一般式 （式中、R₁およびR₂はビニル基、メチル基、
フエニル基、水酸基および水素の内の一種、R₃
およびR₄はメチル基、フエニル基、および水素
の内の一種、ｎは100〜1000の整数である。） で示される液状シリコーン樹脂100重量部および
粉末シリカ２〜80重量部を混合してシリコーン樹
脂混合物を得、次に１〜25重量部の上記シリコー
ン樹脂混合物および100重量部の無機充填剤を混
合し、混合後にエポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬
化剤、硬化促進剤および界面処理剤を混合するこ
とにより半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得る
ものである。 〔作用〕 一般的に可撓化剤として知られているシリコー
ン樹脂は、エポキシ樹脂と非相溶性であるが、予
め、シリコーン樹脂と粉末シリカを混合すること
により、粉末シリカが、シリコーン樹脂の水素結
合で作る網目の中に存在しグリース状となり安定
した状態となる。次に、予め混合された上記シリ
コーン樹脂混合物を無機充填剤と混合することに
より、無機充填剤表面への物理的吸着などによ
り、シリコーン樹脂が半導体封止用エポキシ樹脂
組成物に、より均一に混合することが可能となり
これら組成物のより安定化が図れる。又、上記シ
リコーン樹脂混合物と無機充填剤を混合したもの
を用いることにより、無機充填剤界面に起こる内
部応力をシリコーン樹脂混合物が低減させる効果
を持つと考えられ組成物としての低応力化が達成
される。 さらに、半導体封止用エポキシ樹脂組成物にお
ける低応力化と高耐湿化は、素子界面にシリコー
ン樹脂が若干にじみ出し素子全体を覆うことによ
り成し遂げられると考えられる。 〔実施例〕 この発明に係わる一般式 式中、R₁およびR₂はビニル基、メチル基、フ
エニル基、水酸基および水素の内の一種、R₃お
よびR₄はメチル基、フエニル基および水素の内
の一種、ｎは100〜1000の整数である。 で示される液状シリコーン樹脂は単独又は２種以
上で使用される。 この発明に係わる粉末シリカは、平均径５〜
50μｍのものが好適に用いられ、上記液状シリコ
ーン樹脂100重量部に対し、２〜30重量部の範囲
で均一に混合する。２重量部以下では他の組成と
混合した時のシリコーン樹脂混合物の安定性に欠
け、相分離が生じるため好ましくない。30重量部
以上では、他の組成と混合して得た半導体封止用
エポキシ樹脂の粘度が高くなり、成形時に好まし
くない状態を生じると共に、硬化時に、シリコー
ン樹脂のにじみ出しが少なく種々のストレスを除
くことができなくなる。 この発明に係わる無機充填剤としては：例えば
溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナなどが用い
られ、無機充填剤100重量部に対し、予め混合さ
れたシリコーン樹脂混合物を１〜25重量部の範囲
で均一に混合する。１重量部以下では種々のスト
レスを除くことができず、25重量部以上では無機
充填剤が凝集し好ましくない。又、無機充填剤と
しては、必要に応じ三酸化アンチモン等の難燃助
剤を併用することも可能である。 この発明に係わるエポキシ樹脂としては、例え
ばフエノールノボラツク系エポキシ樹脂、クレゾ
ールノボラツク系エポキシ樹脂、ビスフエノール
Ａ系エポキシ樹脂、および脂環式エポキシ樹脂な
ど、分子中にエポキシ基を２ケ以上有するものが
あり、これらのうち少なくとも一種が用いられ
る。なお、これらのエポキシ樹脂とともに、必要
に応じて臭素化ノボラツク系エポキシ樹脂および
臭素化ビスフエノールＡ系エポキシ樹脂などの併
用も可能である。又、エポキシ樹脂100重量部に
対し、シリコーン樹脂混合物は２〜30重量部の範
囲配合するのが好ましい。２重量部以下では低応
力化の効果が無く、30重量部以上ではにじみ出し
が多くなり、金型の汚れ、封止物の外観が損われ
る。 この発明係わる硬化剤としては、例えば、フエ
ノールノボラツクなどのフエノール系化合物、メ
チルヘキサハイドロ無水フタル酸、メチルテトラ
ハイドロ無水フタル酸などの酸無水物系化合物、
並びにアミン系化合物が用いられる。 この発明に係わる界面処理剤としてのカツプリ
ング剤としては、例えばγ―グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、β―（３，４―エポキシ
シクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、お
よびフエニルトリメトキシシランなどのシラン化
合物が好適に用いられる。 この発明に係わる硬化促進剤としては、例えば
イミダゾール化合物、および第３級アミンなどが
用いられる。 又、この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物が必要に応じてカーボンブラツクなどの着色
剤、カルナウバワツクスおよび合成ワツクスなど
の離型剤を含有することも可能である。 なお、この発明の実施例の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物は、従来の半導体封止材料の調整な
どに使用されている公知の混合装置、たとえばロ
ール、ニーダ、ライカイ機およびヘンシエルミキ
サーなどを用いることによつて容易に調整でき
る。 以下、この発明の実施例および比較例による中
間生成物および半導体封止用エポキシ樹脂をあげ
てこの発明をさらに詳細に説明するが、この発明
はこれに限定されない。 表１に実施例および比較例に用いたシリコーン
樹脂混合物の組成を示す。上記シリコーン樹脂と
粉末シリカの混合はロールを用い常法により行な
つた。 なお、ポリジメチルシロキサンオイル（60ポイ
ズ／25℃）のものはＮ＝400に相当し、ポリジメ
チルシロキサンオイル（500ポイズ／25℃）のも
のはｎ＝650に相当し、ポリジメチルシロキサン
（末端水酸基）のものは信越化学製KE108（商品
名）でｎ＝100〜1000に分布している。又ポリシ
ロキサン（末端ビニル基）のものは信越化学製
KE106（商品名）でｎ＝100〜1000に分布してい
る。これらから一般式におけるｎは100〜1000の
範囲が望ましい。

【表】 表２に、実施例および比較例に用いたシリコー
ン樹脂混合物と無機充填剤の配合割合および組成
を示す。なお、シリコーン樹脂混合物と無機充填
剤の混合は、ヘンシエルミキサー（例えば三井三
池社製）を用いて行なつた。

【表】 表２のシリコーン樹脂混合物と無機充填剤との
混合物の保存安定性を室温１週間放置後、目視に
て相分離の有無を調べた。その結果を表３に示
す。

【表】 表３の結果より、シリコーン樹脂混合物と無機
充填剤を混合したものの内、相分離したＫおよび
Ｌを除いて、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
常法により調整し、表４にそれらの樹脂組成を示
す。 それによると、比較例21は無機充填剤の凝集力
が強く均一な分散が行なえず、評価用試料の作製
は不可能であつた。又、比較例23は金型の汚れ、
素子封止物の外観の汚れなど好ましくない結果を
生じた。 又、表４に示した樹脂組成物により耐湿性評価
用シリコン素子および一般特性測定用試料を、
170℃で３分間の成形条件でモールドし、さらに
170℃で８時間後硬化し、耐湿試験用試料および
一般特性測定用試料を得た。

【表】

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、この発明は、一般式

【表】

【表】

【表】 （式中、R₁およびR₂はビニル基、メチル基、
フエニル基、水酸基および水素の内の一種、R₃
およびR₄はメチル基、フエニル基、および水素
の内の一種、ｎは100〜1000の整数である。） で示される液状シリコーン樹脂100重量部および
粉末シリカ２〜30重量部を混合してシリコーン樹
脂混合物を得、次に１〜25重量部の上記シリコー
ン樹脂混合物および100重量部の無機充填剤を混
合し、混合後にエポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬
化剤、硬化促進剤および界面処理剤を混合するこ
とにより、優れた耐クラツク性および耐湿性を示
すと共に、より安定化され、より低応力化された
半導体エポキシ樹脂組成物の製造方法を得ること
ができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （式中、R₁およびR₂はビニル基、メチル基、
   フエニル基、水酸基および水素の内の一種、R₃
   およびR₄はメチル基、フエニル基および水素の
   内の一種、ｎは100〜1000の整数である。） で示される液状シリコーン樹脂100重量部および
   粉末シリカ２〜30重量部を混合してシリコーン樹
   脂混合物を得、次に１〜25重量部の上記シリコー
   ン樹脂混合物および100重量部の無機充填剤を混
   合し、混合後にエポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬
   化剤、硬化促進剤および界面処理剤を混合する半
   導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法。