JP3741855B2 - 半導体素子パッケージの製造方法及びこれに使用するオルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents
半導体素子パッケージの製造方法及びこれに使用するオルガノポリシロキサン組成物 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪み応力の低い硬化物を形成する付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を用いた半導体素子パッケージの製造方法及びこの方法に使用するポッティング材として好適な付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エポキシ樹脂は接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優れているため、ダイオード、トランジスター、集積回路（ＩＣ，ＬＳＩ、超ＬＳＩ）、メモリー素子等の電子部品を搭載したプリント回路基板やハイブリッドＩＣのポッティング用電気絶縁材料として利用されている。その利用例としては半導体素子パッケージがあるが、これは、半導体素子を搭載した基板をケース内に収納し、このケース内において前記半導体搭載基板をエポキシ樹脂によりポッティングすることにより製造されている。しかし、近年の電気・電子部品の高密度・高集積化に伴って、電気・電子部品を搭載した基板での発熱によりエポキシ樹脂に大きな歪み応力が発生し、基板に割れが生じる等の問題がある。そこで、この歪み応力を抑えるため、ポッティング材としてエポキシ樹脂に代わって付加硬化型シリコーンゴム（オルガノポリシロキサン）組成物を用いる試みもなされているが、未だ十分な歪み応力抑制効果は得られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、弾性率、特にヤング率が低く、経時によってもヤング率の変化が少なく、従って歪み応力の少ない硬化物を形成し得る付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物をポッティング材として使用することにより、半導体素子搭載基板に割れが発生しない半導体素子パッケージを得ることができる半導体素子パッケージの製造方法及び上記ポッティング材として好適な、電子部品のポッティング用付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体素子を搭載した基板をケース内に収納し、該ケース内において前記半導体搭載基板を付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物でポッティングする半導体素子パッケージの製造方法であって、該組成物が硬化後１〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2のヤング率を示すものであることを特徴とする半導体素子パッケージの製造方法を提供する。
【０００５】
また本発明は、
（Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン １００重量部、
（Ｂ）ケイ素原子に結合する水素原子を１分子中に少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜５０重量部、及び
（Ｃ）触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
を含有してなり、硬化後のヤング率が１〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2である、上記製造方法に使用するポッティング材として好適な、電子部品のポッティング用付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明による半導体素子パッケージの製造は、まず半導体素子を搭載した基板をケース内の所定位置に収納した後、該ケース内に、硬化後のヤング率が１〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2である付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を注入、硬化させて、前記半導体素子搭載基板を該組成物でポッティングすることにより行われる。なお、本発明において基板をケース内に“収納”するとは、縦幅、横幅がいずれもケース内面の縦幅、横幅以下の基板を、ケース内部に収容する場合に加えて、縦幅、横幅のいずれか一方がケース内面の縦幅、横幅より大きい基板をケースの両側面を貫通させて収容する場合をも含むものである。
【０００７】
本発明方法で使用する付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物の代表例としては、
（Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン １００重量部、
（Ｂ）ケイ素原子に結合する水素原子を１分子中に少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜５０重量部、及び
（Ｃ）触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
を含有し、硬化後、１〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2のヤング率を有する硬化物を形成できるものが挙げられる。
【０００８】
この種の付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を構成する上記（Ａ）、（Ｂ）の両成分には、通常、不純物として重合度３〜１０の低分子環状シロキサン（通常、無官能性のジメチルシロキサン環状３〜１０量体）（以下、Ｄ3〜Ｄ10という）が含まれている。また、後述するように、本発明の組成物には任意成分として、（Ａ）、（Ｂ）の両成分以外の他のオルガノポリシロキサンや有機ケイ素化合物を含有することができる。これら他のオルガノポリシロキサンや有機ケイ素化合物にもＤ3〜Ｄ10が含まれているか、或いは含まれている可能性がある。本発明で使用する付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物においては、これら不純物の揮発による半導体素子の劣化を防止するため、組成物中に含まれるＤ3〜Ｄ10の合計量は、重量基準で１，０００ｐｐｍ以下、特に０〜６００ｐｐｍに抑制されていることが好ましい。
【０００９】
以下に、上記付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物の構成成分について詳述する。
（Ａ）アルケニル基含有オルガノポリシロキサン
（Ａ）成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、この組成物のベースポリマーであり、１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を含有するものである。このアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基等の通常、炭素原子数２〜８程度のものが挙げられ、中でもビニル基、アリル基等の炭素原子数２〜４の低級アルケニル基が好ましい。これらのアルケニル基は、分子鎖末端のケイ素原子及び分子鎖途中のケイ素原子のいずれかに結合したものであっても、或いはこの両方に結合したものであってもよいが、硬化物の物性等の点から、少なくとも分子鎖両末端のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するものであることが好ましい。
【００１０】
（Ａ）成分において、アルケニル基以外のケイ素原子に結合する有機基としては、アルケニル基を除く炭素原子数１〜１２、好ましくは炭素原子数１〜８の置換又は非置換の１価炭化水素基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基；並びにこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の少なくとも一部がフッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換された基、例えば、クロロメチル基、２−ブロモエチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基；クロロフェニル基；フルオロフェニル基；シアノエチル基等が挙げられる。中でもメチル基及びフェニル基が好ましい。このような（Ａ）成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網状（レジン状）等が挙げられる。
また（Ａ）成分の２５℃における粘度は、組成物の取扱作業性が良好であること、及び組成物を硬化して得られるシリコーンゴムの物理的特性が良好であることから、１０〜５００，０００ｃｐの範囲、特に５０〜１００，０００ｃｐの範囲内にあることが好ましい。
【００１１】
このような（Ａ）成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとしては、例えばメチルビニルシロキサン環状重合体、メチルビニルシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、式：Ｒ1 3ＳｉＯ1/2（但し、Ｒ1はアルケニル基を除く１価炭化水素基である。以下同様。）で示されるシロキサン単位と式：Ｒ1 2Ｒ2ＳｉＯ1/2（但し、Ｒ2はアルケニル基である。以下同様。）で示されるシロキサン単位と式：Ｒ1 2ＳｉＯ2/2で示されるシロキサン単位と少量の式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ1 3ＳｉＯ1/2単位とＲ1 2Ｒ2ＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなるオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ1 2Ｒ2ＳｉＯ1/2単位とＲ1 2ＳｉＯ2/2単位と少量のＳｉＯ4/2単位とからなるオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ1Ｒ2ＳｉＯ2/2単位と少量のＲ1ＳｉＯ3/2単位及び／又はＲ2ＳｉＯ3/2単位とからなるオルガノポリシロキサン共重合体が挙げられる。これらのアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。なお、上記式におけるＲ1のアルケニル基を除く１価炭化水素基及びＲ2のアルケニル基の具体例は前述したとおりである。
【００１２】
（Ｂ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン
（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、この組成物の架橋剤であり、１分子中に少なくとも２個、好ましくは少なくとも３個のケイ素原子結合水素原子（即ち、ＳｉＨ基）を含有する。（Ｂ）成分において、このケイ素原子結合水素原子の結合位置としては、例えば分子鎖末端のケイ素原子及び／又は分子鎖途中のケイ素原子が挙げられる。（Ｂ）成分において、ケイ素原子に結合する有機基としては、（Ａ）成分の場合と同様、アルケニル基を除く炭素原子数１〜１２、好ましくは炭素原子数１〜８の置換又は非置換の１価炭化水素基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基；並びにこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の少なくとも一部がフッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換された基、例えば、クロロメチル基、２−ブロモエチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基；クロロフェニル基；フルオロフェニル基；シアノエチル基等が挙げられる。中でもメチル基及びフェニル基が好ましい。このような（Ｂ）成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網状（レジン状）等が挙げられる。
また（Ｂ）成分の２５℃における粘度は、得られる組成物の取扱作業性が良好であること、及び組成物の硬化物であるシリコーンゴムの物理的特性が良好であることから、１〜１，０００センチポイズの範囲内にあることが好ましく、５〜５００センチポイズの範囲内にあることが更に好ましい。
【００１３】
このような（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えばメチルハイドロジェンシロキサン環状重合体、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルポリシロキサン、式：Ｒ1 3ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：Ｒ1 2ＨＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と少量の式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノハイドロジェンポリシロキサン共重合体、式：Ｒ1 2ＨＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と少量の式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノハイドロジェンポリシロキサン共重合体、式：Ｒ1ＨＳｉＯ2/2で示されるシロキサン単位と少量の式：Ｒ1ＳｉＯ3/2で示されるシロキサン単位又は少量の式：ＨＳｉＯ3/2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノハイドロジェンポリシロキサン共重合体等が挙げられる。これらのオルガノハイドロジェンポリシロキサンは単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。上式におけるＲ1のアルケニル基を除く１価炭化水素基の具体例としては、（Ａ）成分におけるＲ1と同様の基が挙げられる。
【００１４】
（Ｂ）成分の配合量は（Ａ）成分１００重量部に対して０．１〜５０重量部の範囲である。この配合量が０．１重量部未満では、組成物が十分に硬化せず、また５０重量部を超えると、組成物を硬化して得られるシリコーンゴムの物理的特性が経時的に変化するし、また場合によっては組成物が硬化しないことがある。また、この（Ｂ）成分の配合量は、上記と同様の理由により、（Ａ）成分中のアルケニル基に対して（Ｂ）成分中のケイ素原子結合水素原子（即ち，ＳｉＨ基）がモル比で０．４〜１０（モル／モル）、好ましくは０．８〜３（モル／モル）となる量に配合することもできる。
【００１５】
（Ｃ）ヒドロシリル化反応用触媒
（Ｃ）成分の触媒はヒドロシリル化反応を促進するための白金族金属系触媒などの、周期律表で第VIII族元素の触媒であり、例えば白金微粉末、白金黒、白金担持シリカ微粉末、白金担持活性炭、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金とオレフィンとの錯体、白金とアルケニルシロキサンとの錯体等の白金系触媒；テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム等のパラジウム系触媒；ロジウム系触媒；及びこれらの触媒を含有してなる熱可塑性樹脂（例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、メチルセルロース樹脂、ポリシラン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等）の微粉末が挙げられる。
（Ｃ）成分の配合量は組成物を硬化するのに十分な触媒量であり、具体的には（Ａ）成分に対し、白金族金属原子換算の重量基準で０．１〜５００ｐｐｍとなる量、特に１〜１００ｐｐｍとなる量が好ましい。
【００１６】
その他の成分
この組成物には上記（Ａ）〜（Ｃ）成分以外の任意の成分として、例えばヒュームドシリカ、結晶性シリカ（石英粉）、沈降性シリカ、ヒュームド二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、層状マイカ、カーボンブラック、ケイ藻土、ガラス繊維等の無機充填剤、及びこれらの充填剤をオルガノアルコキシシラン化合物、オルガノクロロシラン化合物、オルガノシラザン化合物、低分子量シロキサン化合物等の有機ケイ素化合物で表面処理したものが挙げられる。
【００１７】
また、この組成物の取扱作業性を向上させるために、硬化抑制剤を配合することができる。硬化抑制剤としては、例えば３−メチル−１−ブチン−３−オール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、２−フェニル−３−ブチン−２−オール等のアルキンアルコール；３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３，５−ジメチル−３−ヘキセン−１−イン等のエンイン化合物；１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。これらの硬化抑制剤の配合量は、この組成物に対し重量基準で１０〜５０，０００ｐｐｍの範囲内であることが好ましい。
【００１８】
また、この組成物にはその他、硬さ調整剤、接着助剤として、例えば１分子中に１個のケイ素原子結合水素原子（即ち、ＳｉＨ基）又はアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、ケイ素原子結合水素原子又はアルケニル基を持たないオルガノポリシロキサン、１分子中にケイ素原子結合水素原子又はアルケニル基とケイ素原子結合アルコキシ基とを有するオルガノポリシロキサン、１分子中にケイ素原子結合アルコキシ基とエポキシ基とを有するシランやその部分加水分解物（シロキサンオリゴマー）などの有機ケイ素化合物、１分子中にケイ素原子結合アルコキシ基とメタクリロキシ基とを有するシランやその部分加水分解物（シロキサンオリゴマー）などの有機ケイ素化合物等；接着促進剤；有機溶剤；クリープハードニング防止剤；貯蔵安定剤；耐熱性付与剤；難燃性付与剤；可塑剤；チクソ性付与剤；顔料；染料；防カビ剤等を本発明の効果を阻害しない範囲の量で配合することができる。
【００１９】
組成物の調製方法
この組成物を調製するには、１液型組成物として得る場合は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分及び必要ならば任意成分を均一に混合すればよく、また２液以上の組成物として得る場合は（Ａ）〜（Ｃ）成分及び必要ならば任意成分を適当な２液以上に分け、各液を均一に混合すればよい。混合手段としては、例えばロスミキサー、プラネタリーミキサー等が使用できる。なお、１液性組成物の場合、使用前は２５℃以下、好ましくは１０℃以下で貯蔵又は冷蔵しておく必要があるが、２液以上の組成物の場合、使用前の各液は室温で貯蔵し、使用時に全液を均一に混合すればよい。
【００２０】
本発明の組成物は、通常、６０℃〜１５０℃で６０分〜１２０分程度の加熱処理条件（例えば６０℃×１２０分〜１５０℃×６０分）にて低弾性率のゴム状又はゲル状の弾性体に硬化することができるものであるが、半導体素子パッケージの製造に使用されることから、上記の硬化条件下で硬化させた後の、硬化物のヤング率が２〜１２kgf/cm2の範囲にあることが必要とされるものである。硬化後のヤング率が２kgf/cm2未満であると、硬化物が柔らかすぎて、振動時に半導体素子を搭載した基板を十分安定して固定できないという問題があり、またヤング率が１２kgf/cm2を超えるものでは、硬化物が固すぎて応力緩和性に欠けるため、半導体素子搭載基板に割れが発生するという欠点がある。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明を実施例及び比較例によって更に詳しく説明するが、例中の粘度は２５℃で測定した粘度を表し、部（ｐｐｍの部も含む）は重量部を表す。また、Ｍｅはメチル基、Ｖｉはビニル基をそれぞれ表す。
実施例１
粘度が１０，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）７２部、粘度が５，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）２８部、トリアリルイソシアヌレート０．６部、下記平均分子式（１）：
【００２２】
【化１】
で示されるメチルハイドロジェンポリシロキサン０．６部、下記式（２）：
【００２３】
【化２】
【００２４】
で示される化合物（接着助剤）１．３部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーの合計量に対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10（ジメチルシロキサン環状３〜１０量体の合計量、以下同様）の含有量は５００ｐｐｍであった。
【００２５】
次に、図１〔図中、１はアルミニウム製ケース、２はセラミック基板（半導体素子は搭載せず）、３はポッティング材、４は試験用疑似半導体素子パッケージ〕に示すように、アルミニウム製ケース（内部寸法：縦幅３０ｍｍ×深さ４０ｍｍ×横幅３０ｍｍ）１内にセラミック基板２（縦幅４０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍ×横幅２５ｍｍ）を、ケースの両側面を貫通して収納した後、ポッティング材３として上記組成物を注入し、１５０℃で３０分間硬化させることにより、試験用の疑似半導体素子パッケージ４を作製した。
又、上記と同じオルガノポリシロキサン組成物を用いて、１５０℃で３０分間の硬化条件で直径５０ｍｍφ、高さ１００ｍｍの円柱状硬化物（弾性率測定用サンプル）を作製し、これを垂直方向に５％圧縮した際の歪み−荷重曲線の傾きからヤング率を測定した。更に、同一のサンプルについて、１５０℃で１００時間放置した後のヤング率も同様にして測定した。その結果を表１に示す。
更に、基板の割れ試験として、このパッケージを１５０℃で１００時間放置し、基板の状態を観察した。その結果も表１に示す。
【００２６】
実施例２
粘度が５，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）７７．５部、Ｍｅ3ＳｉＯ1/2単位３８．９モル％とＶｉＭｅ2ＳｉＯ1/2単位５．６モル％とＳｉＯ4/2単位５５．５モル％とからなるオルガノポリシロキサン共重合体（ベースポリマー）２２．５部、トリアリルイソシアヌレート０．３部、前記平均分子式（１）のメチルハイドロジェンポリシロキサン１部、前記式（２）の化合物３．２部、下記式（３）：
【００２７】
【化３】
【００２８】
で示される化合物（接着助剤）０．９部、平均粒子径が５μｍの沈降性シリカ６０部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーの合計量に対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10の含有量は４００ｐｐｍであった。
以下、この組成物を用いて実施例１と同様にして試験用疑似半導体素子パッケージを作製し、硬化物のヤング率を測定し、更に基板の割れ試験を行った。その結果を表１に示す。
【００２９】
実施例３
粘度が６００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）４３部、粘度が５，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）５７部、トリアリルイソシアヌレート０．３部、下記平均分子式（４）：
【００３０】
【化４】
【００３１】
で示されるジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体３部、平均粒子径が５μｍの沈降性シリカ３５部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーの合計量に対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10の含有量は４００ｐｐｍであった。
以下、この組成物を用いて実施例１と同様にして試験用疑似半導体素子パッケージを作製し、硬化物のヤング率を測定し、更に基板の割れ試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３２】
比較例１
粘度が１，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）１５部、粘度が５，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）６０部、Ｍｅ3ＳｉＯ1/2単位３８．９モル％とＶｉＭｅ2ＳｉＯ1/2単位５．６モル％とＳｉＯ4/2単位５５．５モル％とからなるオルガノポリシロキサン共重合体（ベースポリマー）２２．５部、前記平均分子式（４）のジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体１０部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーの合計量に対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10の含有量は４００ｐｐｍであった。
以下、この組成物を用いて実施例１と同様にして試験用疑似半導体素子パッケージを作製し、硬化物のヤング率を測定し、更に基板の割れ試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３３】
比較例２
粘度が４００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）１００部、下記平均分子式（５）：
【００３４】
【化５】
【００３５】
で示されるジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体４部、前記式（２）の化合物７部、結晶性シリカ２００部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーに対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10の含有量は４００ｐｐｍであった。
以下、この組成物を用いて実施例１と同様にして試験用疑似半導体素子パッケージを作製し、硬化物のヤング率を測定し、更に基板の割れ試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【発明の効果】
本発明の付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物は硬化後の弾性率、特にヤング率が低く、経時によってもヤング率の変化が少なく、従って歪み応力の少ない硬化物を形成できるので、該組成物をポッティング材として半導体素子パッケージを製造すれば、半導体素子搭載基板に割れが発生しない半導体素子パッケージを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例及び比較例で作製した試験用疑似半導体素子パッケージの斜視図である。
【符号の説明】
１‥‥アルミニウム製ケース
２‥‥セラミック基板
３‥‥ポッティング材
４‥‥試験用疑似半導体素子パッケージ
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪み応力の低い硬化物を形成する付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を用いた半導体素子パッケージの製造方法及びこの方法に使用するポッティング材として好適な付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エポキシ樹脂は接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優れているため、ダイオード、トランジスター、集積回路（ＩＣ，ＬＳＩ、超ＬＳＩ）、メモリー素子等の電子部品を搭載したプリント回路基板やハイブリッドＩＣのポッティング用電気絶縁材料として利用されている。その利用例としては半導体素子パッケージがあるが、これは、半導体素子を搭載した基板をケース内に収納し、このケース内において前記半導体搭載基板をエポキシ樹脂によりポッティングすることにより製造されている。しかし、近年の電気・電子部品の高密度・高集積化に伴って、電気・電子部品を搭載した基板での発熱によりエポキシ樹脂に大きな歪み応力が発生し、基板に割れが生じる等の問題がある。そこで、この歪み応力を抑えるため、ポッティング材としてエポキシ樹脂に代わって付加硬化型シリコーンゴム（オルガノポリシロキサン）組成物を用いる試みもなされているが、未だ十分な歪み応力抑制効果は得られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、弾性率、特にヤング率が低く、経時によってもヤング率の変化が少なく、従って歪み応力の少ない硬化物を形成し得る付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物をポッティング材として使用することにより、半導体素子搭載基板に割れが発生しない半導体素子パッケージを得ることができる半導体素子パッケージの製造方法及び上記ポッティング材として好適な、電子部品のポッティング用付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、半導体素子を搭載した基板をケース内に収納し、該ケース内において前記半導体搭載基板を付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物でポッティングする半導体素子パッケージの製造方法であって、該組成物が硬化後１〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2のヤング率を示すものであることを特徴とする半導体素子パッケージの製造方法を提供する。
【０００５】
また本発明は、
（Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン １００重量部、
（Ｂ）ケイ素原子に結合する水素原子を１分子中に少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜５０重量部、及び
（Ｃ）触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
を含有してなり、硬化後のヤング率が１〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2である、上記製造方法に使用するポッティング材として好適な、電子部品のポッティング用付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明による半導体素子パッケージの製造は、まず半導体素子を搭載した基板をケース内の所定位置に収納した後、該ケース内に、硬化後のヤング率が１〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2である付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を注入、硬化させて、前記半導体素子搭載基板を該組成物でポッティングすることにより行われる。なお、本発明において基板をケース内に“収納”するとは、縦幅、横幅がいずれもケース内面の縦幅、横幅以下の基板を、ケース内部に収容する場合に加えて、縦幅、横幅のいずれか一方がケース内面の縦幅、横幅より大きい基板をケースの両側面を貫通させて収容する場合をも含むものである。
【０００７】
本発明方法で使用する付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物の代表例としては、
（Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン １００重量部、
（Ｂ）ケイ素原子に結合する水素原子を１分子中に少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜５０重量部、及び
（Ｃ）触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
を含有し、硬化後、１〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2のヤング率を有する硬化物を形成できるものが挙げられる。
【０００８】
この種の付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を構成する上記（Ａ）、（Ｂ）の両成分には、通常、不純物として重合度３〜１０の低分子環状シロキサン（通常、無官能性のジメチルシロキサン環状３〜１０量体）（以下、Ｄ3〜Ｄ10という）が含まれている。また、後述するように、本発明の組成物には任意成分として、（Ａ）、（Ｂ）の両成分以外の他のオルガノポリシロキサンや有機ケイ素化合物を含有することができる。これら他のオルガノポリシロキサンや有機ケイ素化合物にもＤ3〜Ｄ10が含まれているか、或いは含まれている可能性がある。本発明で使用する付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物においては、これら不純物の揮発による半導体素子の劣化を防止するため、組成物中に含まれるＤ3〜Ｄ10の合計量は、重量基準で１，０００ｐｐｍ以下、特に０〜６００ｐｐｍに抑制されていることが好ましい。
【０００９】
以下に、上記付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物の構成成分について詳述する。
（Ａ）アルケニル基含有オルガノポリシロキサン
（Ａ）成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、この組成物のベースポリマーであり、１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を含有するものである。このアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基等の通常、炭素原子数２〜８程度のものが挙げられ、中でもビニル基、アリル基等の炭素原子数２〜４の低級アルケニル基が好ましい。これらのアルケニル基は、分子鎖末端のケイ素原子及び分子鎖途中のケイ素原子のいずれかに結合したものであっても、或いはこの両方に結合したものであってもよいが、硬化物の物性等の点から、少なくとも分子鎖両末端のケイ素原子に結合したアルケニル基を含有するものであることが好ましい。
【００１０】
（Ａ）成分において、アルケニル基以外のケイ素原子に結合する有機基としては、アルケニル基を除く炭素原子数１〜１２、好ましくは炭素原子数１〜８の置換又は非置換の１価炭化水素基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基；並びにこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の少なくとも一部がフッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換された基、例えば、クロロメチル基、２−ブロモエチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基；クロロフェニル基；フルオロフェニル基；シアノエチル基等が挙げられる。中でもメチル基及びフェニル基が好ましい。このような（Ａ）成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網状（レジン状）等が挙げられる。
また（Ａ）成分の２５℃における粘度は、組成物の取扱作業性が良好であること、及び組成物を硬化して得られるシリコーンゴムの物理的特性が良好であることから、１０〜５００，０００ｃｐの範囲、特に５０〜１００，０００ｃｐの範囲内にあることが好ましい。
【００１１】
このような（Ａ）成分のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとしては、例えばメチルビニルシロキサン環状重合体、メチルビニルシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、式：Ｒ1 3ＳｉＯ1/2（但し、Ｒ1はアルケニル基を除く１価炭化水素基である。以下同様。）で示されるシロキサン単位と式：Ｒ1 2Ｒ2ＳｉＯ1/2（但し、Ｒ2はアルケニル基である。以下同様。）で示されるシロキサン単位と式：Ｒ1 2ＳｉＯ2/2で示されるシロキサン単位と少量の式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ1 3ＳｉＯ1/2単位とＲ1 2Ｒ2ＳｉＯ1/2単位とＳｉＯ4/2単位とからなるオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ1 2Ｒ2ＳｉＯ1/2単位とＲ1 2ＳｉＯ2/2単位と少量のＳｉＯ4/2単位とからなるオルガノポリシロキサン共重合体、Ｒ1Ｒ2ＳｉＯ2/2単位と少量のＲ1ＳｉＯ3/2単位及び／又はＲ2ＳｉＯ3/2単位とからなるオルガノポリシロキサン共重合体が挙げられる。これらのアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。なお、上記式におけるＲ1のアルケニル基を除く１価炭化水素基及びＲ2のアルケニル基の具体例は前述したとおりである。
【００１２】
（Ｂ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン
（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、この組成物の架橋剤であり、１分子中に少なくとも２個、好ましくは少なくとも３個のケイ素原子結合水素原子（即ち、ＳｉＨ基）を含有する。（Ｂ）成分において、このケイ素原子結合水素原子の結合位置としては、例えば分子鎖末端のケイ素原子及び／又は分子鎖途中のケイ素原子が挙げられる。（Ｂ）成分において、ケイ素原子に結合する有機基としては、（Ａ）成分の場合と同様、アルケニル基を除く炭素原子数１〜１２、好ましくは炭素原子数１〜８の置換又は非置換の１価炭化水素基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、２−エチルヘキシル基、オクチル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基；並びにこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の少なくとも一部がフッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換された基、例えば、クロロメチル基、２−ブロモエチル基、３−クロロプロピル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基；クロロフェニル基；フルオロフェニル基；シアノエチル基等が挙げられる。中でもメチル基及びフェニル基が好ましい。このような（Ｂ）成分の分子構造としては、例えば、直鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、分岐鎖状、三次元網状（レジン状）等が挙げられる。
また（Ｂ）成分の２５℃における粘度は、得られる組成物の取扱作業性が良好であること、及び組成物の硬化物であるシリコーンゴムの物理的特性が良好であることから、１〜１，０００センチポイズの範囲内にあることが好ましく、５〜５００センチポイズの範囲内にあることが更に好ましい。
【００１３】
このような（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えばメチルハイドロジェンシロキサン環状重合体、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルポリシロキサン、式：Ｒ1 3ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：Ｒ1 2ＨＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と少量の式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノハイドロジェンポリシロキサン共重合体、式：Ｒ1 2ＨＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と少量の式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノハイドロジェンポリシロキサン共重合体、式：Ｒ1ＨＳｉＯ2/2で示されるシロキサン単位と少量の式：Ｒ1ＳｉＯ3/2で示されるシロキサン単位又は少量の式：ＨＳｉＯ3/2で示されるシロキサン単位とからなるオルガノハイドロジェンポリシロキサン共重合体等が挙げられる。これらのオルガノハイドロジェンポリシロキサンは単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。上式におけるＲ1のアルケニル基を除く１価炭化水素基の具体例としては、（Ａ）成分におけるＲ1と同様の基が挙げられる。
【００１４】
（Ｂ）成分の配合量は（Ａ）成分１００重量部に対して０．１〜５０重量部の範囲である。この配合量が０．１重量部未満では、組成物が十分に硬化せず、また５０重量部を超えると、組成物を硬化して得られるシリコーンゴムの物理的特性が経時的に変化するし、また場合によっては組成物が硬化しないことがある。また、この（Ｂ）成分の配合量は、上記と同様の理由により、（Ａ）成分中のアルケニル基に対して（Ｂ）成分中のケイ素原子結合水素原子（即ち，ＳｉＨ基）がモル比で０．４〜１０（モル／モル）、好ましくは０．８〜３（モル／モル）となる量に配合することもできる。
【００１５】
（Ｃ）ヒドロシリル化反応用触媒
（Ｃ）成分の触媒はヒドロシリル化反応を促進するための白金族金属系触媒などの、周期律表で第VIII族元素の触媒であり、例えば白金微粉末、白金黒、白金担持シリカ微粉末、白金担持活性炭、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金とオレフィンとの錯体、白金とアルケニルシロキサンとの錯体等の白金系触媒；テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム等のパラジウム系触媒；ロジウム系触媒；及びこれらの触媒を含有してなる熱可塑性樹脂（例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、メチルセルロース樹脂、ポリシラン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂等）の微粉末が挙げられる。
（Ｃ）成分の配合量は組成物を硬化するのに十分な触媒量であり、具体的には（Ａ）成分に対し、白金族金属原子換算の重量基準で０．１〜５００ｐｐｍとなる量、特に１〜１００ｐｐｍとなる量が好ましい。
【００１６】
その他の成分
この組成物には上記（Ａ）〜（Ｃ）成分以外の任意の成分として、例えばヒュームドシリカ、結晶性シリカ（石英粉）、沈降性シリカ、ヒュームド二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、層状マイカ、カーボンブラック、ケイ藻土、ガラス繊維等の無機充填剤、及びこれらの充填剤をオルガノアルコキシシラン化合物、オルガノクロロシラン化合物、オルガノシラザン化合物、低分子量シロキサン化合物等の有機ケイ素化合物で表面処理したものが挙げられる。
【００１７】
また、この組成物の取扱作業性を向上させるために、硬化抑制剤を配合することができる。硬化抑制剤としては、例えば３−メチル−１−ブチン−３−オール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、２−フェニル−３−ブチン−２−オール等のアルキンアルコール；３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３，５−ジメチル−３−ヘキセン−１−イン等のエンイン化合物；１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン、ベンゾトリアゾール等が挙げられる。これらの硬化抑制剤の配合量は、この組成物に対し重量基準で１０〜５０，０００ｐｐｍの範囲内であることが好ましい。
【００１８】
また、この組成物にはその他、硬さ調整剤、接着助剤として、例えば１分子中に１個のケイ素原子結合水素原子（即ち、ＳｉＨ基）又はアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、ケイ素原子結合水素原子又はアルケニル基を持たないオルガノポリシロキサン、１分子中にケイ素原子結合水素原子又はアルケニル基とケイ素原子結合アルコキシ基とを有するオルガノポリシロキサン、１分子中にケイ素原子結合アルコキシ基とエポキシ基とを有するシランやその部分加水分解物（シロキサンオリゴマー）などの有機ケイ素化合物、１分子中にケイ素原子結合アルコキシ基とメタクリロキシ基とを有するシランやその部分加水分解物（シロキサンオリゴマー）などの有機ケイ素化合物等；接着促進剤；有機溶剤；クリープハードニング防止剤；貯蔵安定剤；耐熱性付与剤；難燃性付与剤；可塑剤；チクソ性付与剤；顔料；染料；防カビ剤等を本発明の効果を阻害しない範囲の量で配合することができる。
【００１９】
組成物の調製方法
この組成物を調製するには、１液型組成物として得る場合は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分及び必要ならば任意成分を均一に混合すればよく、また２液以上の組成物として得る場合は（Ａ）〜（Ｃ）成分及び必要ならば任意成分を適当な２液以上に分け、各液を均一に混合すればよい。混合手段としては、例えばロスミキサー、プラネタリーミキサー等が使用できる。なお、１液性組成物の場合、使用前は２５℃以下、好ましくは１０℃以下で貯蔵又は冷蔵しておく必要があるが、２液以上の組成物の場合、使用前の各液は室温で貯蔵し、使用時に全液を均一に混合すればよい。
【００２０】
本発明の組成物は、通常、６０℃〜１５０℃で６０分〜１２０分程度の加熱処理条件（例えば６０℃×１２０分〜１５０℃×６０分）にて低弾性率のゴム状又はゲル状の弾性体に硬化することができるものであるが、半導体素子パッケージの製造に使用されることから、上記の硬化条件下で硬化させた後の、硬化物のヤング率が２〜１２kgf/cm2の範囲にあることが必要とされるものである。硬化後のヤング率が２kgf/cm2未満であると、硬化物が柔らかすぎて、振動時に半導体素子を搭載した基板を十分安定して固定できないという問題があり、またヤング率が１２kgf/cm2を超えるものでは、硬化物が固すぎて応力緩和性に欠けるため、半導体素子搭載基板に割れが発生するという欠点がある。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明を実施例及び比較例によって更に詳しく説明するが、例中の粘度は２５℃で測定した粘度を表し、部（ｐｐｍの部も含む）は重量部を表す。また、Ｍｅはメチル基、Ｖｉはビニル基をそれぞれ表す。
実施例１
粘度が１０，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）７２部、粘度が５，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）２８部、トリアリルイソシアヌレート０．６部、下記平均分子式（１）：
【００２２】
【化１】
【００２３】
【化２】
で示される化合物（接着助剤）１．３部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーの合計量に対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10（ジメチルシロキサン環状３〜１０量体の合計量、以下同様）の含有量は５００ｐｐｍであった。
【００２５】
次に、図１〔図中、１はアルミニウム製ケース、２はセラミック基板（半導体素子は搭載せず）、３はポッティング材、４は試験用疑似半導体素子パッケージ〕に示すように、アルミニウム製ケース（内部寸法：縦幅３０ｍｍ×深さ４０ｍｍ×横幅３０ｍｍ）１内にセラミック基板２（縦幅４０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍ×横幅２５ｍｍ）を、ケースの両側面を貫通して収納した後、ポッティング材３として上記組成物を注入し、１５０℃で３０分間硬化させることにより、試験用の疑似半導体素子パッケージ４を作製した。
又、上記と同じオルガノポリシロキサン組成物を用いて、１５０℃で３０分間の硬化条件で直径５０ｍｍφ、高さ１００ｍｍの円柱状硬化物（弾性率測定用サンプル）を作製し、これを垂直方向に５％圧縮した際の歪み−荷重曲線の傾きからヤング率を測定した。更に、同一のサンプルについて、１５０℃で１００時間放置した後のヤング率も同様にして測定した。その結果を表１に示す。
更に、基板の割れ試験として、このパッケージを１５０℃で１００時間放置し、基板の状態を観察した。その結果も表１に示す。
【００２６】
実施例２
粘度が５，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）７７．５部、Ｍｅ3ＳｉＯ1/2単位３８．９モル％とＶｉＭｅ2ＳｉＯ1/2単位５．６モル％とＳｉＯ4/2単位５５．５モル％とからなるオルガノポリシロキサン共重合体（ベースポリマー）２２．５部、トリアリルイソシアヌレート０．３部、前記平均分子式（１）のメチルハイドロジェンポリシロキサン１部、前記式（２）の化合物３．２部、下記式（３）：
【００２７】
【化３】
で示される化合物（接着助剤）０．９部、平均粒子径が５μｍの沈降性シリカ６０部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーの合計量に対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10の含有量は４００ｐｐｍであった。
以下、この組成物を用いて実施例１と同様にして試験用疑似半導体素子パッケージを作製し、硬化物のヤング率を測定し、更に基板の割れ試験を行った。その結果を表１に示す。
【００２９】
実施例３
粘度が６００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）４３部、粘度が５，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）５７部、トリアリルイソシアヌレート０．３部、下記平均分子式（４）：
【００３０】
【化４】
で示されるジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体３部、平均粒子径が５μｍの沈降性シリカ３５部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーの合計量に対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10の含有量は４００ｐｐｍであった。
以下、この組成物を用いて実施例１と同様にして試験用疑似半導体素子パッケージを作製し、硬化物のヤング率を測定し、更に基板の割れ試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３２】
比較例１
粘度が１，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）１５部、粘度が５，０００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）６０部、Ｍｅ3ＳｉＯ1/2単位３８．９モル％とＶｉＭｅ2ＳｉＯ1/2単位５．６モル％とＳｉＯ4/2単位５５．５モル％とからなるオルガノポリシロキサン共重合体（ベースポリマー）２２．５部、前記平均分子式（４）のジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体１０部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーの合計量に対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10の含有量は４００ｐｐｍであった。
以下、この組成物を用いて実施例１と同様にして試験用疑似半導体素子パッケージを作製し、硬化物のヤング率を測定し、更に基板の割れ試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３３】
比較例２
粘度が４００ｃｐの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン（ベースポリマー）１００部、下記平均分子式（５）：
【００３４】
【化５】
で示されるジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体４部、前記式（２）の化合物７部、結晶性シリカ２００部、１−エチニルシクロヘキサノール０．２部、白金の１，１，３，３−テトラメチル−１，３−ジビニルジシロキサン錯体０．２部（ベースポリマーに対し、白金金属原子換算で２０ｐｐｍとなる量）を混合し、付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。得られた組成物中のＤ3〜Ｄ10の含有量は４００ｐｐｍであった。
以下、この組成物を用いて実施例１と同様にして試験用疑似半導体素子パッケージを作製し、硬化物のヤング率を測定し、更に基板の割れ試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
【発明の効果】
本発明の付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物は硬化後の弾性率、特にヤング率が低く、経時によってもヤング率の変化が少なく、従って歪み応力の少ない硬化物を形成できるので、該組成物をポッティング材として半導体素子パッケージを製造すれば、半導体素子搭載基板に割れが発生しない半導体素子パッケージを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例及び比較例で作製した試験用疑似半導体素子パッケージの斜視図である。
【符号の説明】
１‥‥アルミニウム製ケース
２‥‥セラミック基板
３‥‥ポッティング材
４‥‥試験用疑似半導体素子パッケージ
Claims (2)
- 半導体素子を搭載した基板をケース内に収納し、該ケース内において前記半導体搭載基板を付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物でポッティングする半導体素子パッケージの製造方法であって、該組成物が硬化後２〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2のヤング率を示すものであることを特徴とする半導体素子パッケージの製造方法。
- （Ａ）１分子中に少なくとも２個のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサン １００重量部、
（Ｂ）ケイ素原子に結合する水素原子を１分子中に少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン ０．１〜５０重量部、及び
（Ｃ）触媒量のヒドロシリル化反応用触媒
を含有してなり、硬化後のヤング率が２〜１２ｋｇｆ／ｃｍ2である、電子部品のポッティング用付加硬化型オルガノポリシロキサン組成物。
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