JPS6250325A - 電子部品封止用エポキシ成形材料 - Google Patents

電子部品封止用エポキシ成形材料

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JPS6250325A
JPS6250325A JP60190080A JP19008085A JPS6250325A JP S6250325 A JPS6250325 A JP S6250325A JP 60190080 A JP60190080 A JP 60190080A JP 19008085 A JP19008085 A JP 19008085A JP S6250325 A JPS6250325 A JP S6250325A
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JP
Japan
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molding material
silicone polymer
epoxy
epoxy resin
molecule
Prior art date
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Pending
Application number
JP60190080A
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English (en)
Inventor
Shinsuke Hagiwara
伸介 萩原
Fumio Furusawa
文夫 古沢
Etsuji Kubo
久保 悦司
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • H01L23/296Organo-silicon compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインサート品に対する応力値が小さく、耐湿性
、耐熱性に優れた、電子部品封止用エポキシ成形材料に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来、コイル、コンデンサ、トランジスタ、ICなど電
子部品の封止用としてエポキシ樹脂成形材料が広く用い
られている。この理由としては、エポキシ樹脂が電気特
性、耐熱性、機械強度、インサート品との接着性などの
緒特性にバランスが取れているためである。
しかし、電子部品のパッケージはICに代表されるよう
に小形、薄形化の傾向にあり、冷熱サイクル時にパンケ
ージがクラックするという問題を生じる。この原因は温
度差により、インサート品と対土用成形材料間に発生す
る熱応力によるものである。この熱応力はインサート品
にも悪影響を与え、LSIなど大形の素子に対しては機
能不良をひき起こす。この様にパッケージ形状が小形、
薄形化した電子部品や、インサートが大形化したものを
成形するにあたっては、通常のエポキシ成形材料では種
々問題が生じる。
これに対し、様々な手法で応力値を低減したエポキシ成
形材料が開発されているが、それぞれ弊害がある。例え
ば、充填剤を多量に添加して、膨張係数を低減し、低応
力化した成形材料があるが、充填剤増量による粘度上昇
が成形時に問題になる。
また、各種可撓剤を用いで弾性率を低減し、低応力化し
た成形材料については、耐熱性、耐湿性、電気特性の低
下や、可撓剤のしみ出しなどの問題点が生じやすい。
したがって、成形性、信頼性の研れた低応力組成を確立
するためには、成形材料の緒特性を維持し、有効に応力
値を低減できる可撓剤の構成が要点となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明はエポキシ樹脂の堅くて脆い性質を特定のシリコ
ーン重合体を可撓剤として変性し、インサート品に対し
低応力で耐熱性、耐湿性の優れた成形材料を得るもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の電子部品封止用エポキシ成形材料は(A)1分
子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、 (B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有す
る化合物、 (C)シリコーン重合体微粉末および (D)常温液状のシリコーン重合体 を必須成分とし、((C)+ (D) )/ ((A)
+ (B))が重量比で0.02〜0.30であること
を特徴とする。
本発明の電子部品封止用エポキシ成形材料はガラス転移
温度の低下を起こさず室温での弾性率を大きく低減でき
る。従って耐熱性を低下させずにインサート品に対する
熱応力値を大きく低減でき、FP(フラットパッケージ
)型ICなどの耐パッケージクランク性も格段に向上で
きる。
本発明において(A)の1分子中に2個以上のエポキシ
基を有するエポキシ樹脂としては、通称エヒーヒス型ト
呼ばれるビスフェノールA、ビスフェノールFなどのジ
グリシジルエーテル、フェノールホルムアルデヒドノポ
ラソクなどノボラックフェノール樹脂のポリグリシジル
エーテル、オレフィン結合のエポキシ化により誘導され
る脂環型エポキシ樹脂などがあり、特に限定されるもの
ではない。
本発明において(B)の1分子中に2個以上のフェノー
ル性水酸基を有する化合物としては、フェノール、クレ
ゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビス
フェノールA1ビスフエノールFなどのフェノール類と
ホルムアルデヒドとを酸性触媒下で縮合反応させて得ら
れるノボラック型フェノール樹脂、ビスフェノールA1
ビスフエノールF、ポリパラビニルフェノール樹脂、レ
ゾルシン、カテコール、ハイドロキノンなどの多価フェ
ノールなどがあり、などがあり、単独ないし2種類以上
併用してもよいが、(A)のエポキシ樹脂((B)の水
酸基当量/(A)のエポキシ当量)は0.7〜1.3が
好ましい。
本発明において(C)シリコーン重合体としてはポリジ
メチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ジ
メチルシロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマーな
どポリオルガノシロキサンの高重合体があげられる。さ
らにこれらポリオルガノジノキサン重合体の架橋物を用
いてもよい。
IC,)ランジスタなどの電子部品を成形する金型のゲ
ートサイズは一般に0.5〜1璽腸程度であり、成形材
料中に添加するシリコーン重合体微粉末の最大径の50
0μm以下とするのが好ましく、分散性、金線(素子と
リードを結ぶボンディングワイヤ)の変形を考慮すると
、300μm以下が特に好ましい。シリコーン重合体微
粉末の特性については特に限定するものではないが、通
常の成形温度150℃〜180℃で流動を起こさずに、
粒径を維持するものが好ましい。また、低応力化、耐ク
ラツク性に対しては、シリコーン重合体の転移温度は室
温以下が好ましい。
本発明において、(D)常温液状のシリコーン重合体と
しては、環状ポリジメチルシロキサン、ポリジメチルシ
ロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、テトラフェ
ニルジメチルシロキサン、ジメチルシロキサン−ジフェ
ニルシロキサンコポリマー、ジメチルシロキサン−メチ
ルフェニルシロキサンコポリマー、ポリメチルエチルシ
ロキサン、ポリメチルオクチルシロキサン、ポリメチル
デシル−ジフェニルシロキサンコポリマー、フッ素変性
ポリシロキサンなど官能基をを持たないシリコーンオイ
ル類、主鎖がポリジメチルシロキサン構造で末端を含む
分子内にヒドロキシ基、カル、ボキシ基、アミノ基、メ
ルカプト基、ビニル基、エポキシ基など官能基を持つシ
リコーンオイル類、ポリジメチルシロキサン−アルキレ
ンオキシドコポリマーなど主鎖にシロキサン以外の構造
が含まれるシリコーンオイル類などがある。
なお、上記、(C)シリコーン重合体微粉末と(D)常
温液状シリコーン重合体はそれぞれについて1種類以上
を使用できるが、本発明の特徴は(C)と(D)の両方
が必須成分であるところである。本発明の目的である耐
熱衝撃性向上には(C)または(D)を単独に使用して
も効果があるが、(C)と(D)の両方を同時に用いる
ことで格段に効果があがる。さらに(C)シリコーン重
合体微粉末としては最大粒径300μm以下のポリジメ
チルシロキサンが有効であり、(D)常温液状のシリコ
ーン重合体はエポキシ樹脂または硬化剤と反応可能な官
能基を有するジメチルシロキサン重合体を用いることで
より有利になる。
ここで配合成分の割合は、ベース樹脂系の重量(A)+
 (B)に対し、シリコーン重合体系の重! (C)+
 (D)(7)比率力0.02〜0.30テある ゛こ
とが必要である。((C)+ (D))/ (A)+ 
(B) )が0.02未満では目的の耐熱衝撃性向上に
効果がな(,0,03を越えると成形時の熱時強度低下
、外観の悪化、硬化物の機械強度低下、耐熱劣化などの
問題点が生じる。また(C)と(D)の配合比は特に規
定されない。
また、本発明の成形材料組成物にはエポキシ樹脂とフェ
ノール性水酸基を有する化合物の硬化反応を促進する硬
化促進剤を使用することができる。
この硬化促進剤としては、例えば、トリエチレンジアミ
ン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、
ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミンメ
チル)フェノールなどの三級アミン類、2−メチルイミ
ダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−
4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾー
ルなどのイミダゾール類、トリブチルホスフィン、メチ
ルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジ
フェニルホスフィン、フェニルホスフィンなどのfiボ
スフィン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェ
ニルボーレート、トリフェニルホスフィン・テトラフェ
ニルボーレート、2−エチル−4メチルイミダゾール・
テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テト
ラフェニルボレートなどのテトラフェニルボロン塩など
がある。
また本発明の成形材料組成物には無機充填剤として、結
晶シリカ、溶融シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カル
シウム、炭酸カルシウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホ
ウ素、ベリリア、マグネシア、ジルコニア、ジルコン、
フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、
チタニアなどの粉体およびチタン酸カリウム、炭化珪素
、窒化珪素、アルミナなどの単結晶繊維、ガラス繊維な
どを1種類以上添加することができる。無機質充填剤の
配合量としては40〜70容量%が好ましいが、特に限
定されるものではない。
又本発明の成形材料組成物には高級脂肪酸、高級脂酸金
属塩、エステル系ワックスなどの離型剤、カーボンブラ
ックなどの着色剤、エポキシシラン、アミノシラン、ビ
ニルシラン、アルキルシラン、有機チタネート、アルミ
ニウムアルコレートなどのカップリング剤を使用できる
〔実施例〕
以下実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲は
これらの実施例に限定されるものではない。
エポキシ当量 220、軟化点 78℃のタレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量375、軟化点
 80℃、臭素含量 48wt%の臭素化ビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂、水酸基当1 106、軟化点 8
3℃のフェノールノボラック樹脂、2−へブタイミダゾ
ール、カルナバワックス、三酸化アンチモン、カーボン
ブラック、γ−グリシドキシプロビルトリメトキシシラ
ン、石英ガラス粉、最大粒径が250μm以下のポリジ
メチルシロキサン微粉末(I)および常温の粘度480
センチストークスで水酸基当量4700の両末端ヒドロ
キシ変性ポリジメチルシロキサン(n)を表1で示す重
量比で配合し、10インチ径の加熱ロールを使用して、
混練温度 80〜90℃、混練時間 7〜10分の条件
で、比較例(1)〜(3)、実施例(1)〜(2)のエ
ポキシ樹脂成形材料を作成した。表2に比較例、実施例
の成形材料特性を示す。また、表2の特性評価法の詳細
を表3に示す。表4に本発明の主目的であるFP(フラ
ットパッケージ)型ICを用いた熱衝撃試験の結果を示
す。本評価に用いたFPOサイズは19 X 14 X
 1.5t(mm)であり、6X 6 (mm)の素子
を搭載した54pin、4.270イリードのものであ
る。試験条件は150°Cのシリコーンオイルと一19
6℃の液体窒素に各2分づつ浸漬させるもので、その行
程を1サイクルとした。評価は外観を顕微鏡観察し、パ
ッケージクラックの有無により行った。尚、FPの成形
は180℃、90秒、70kg/cdの条件で行い、成
形後180℃ 5時間の後硬化をした。
この結果、実施例1は比較例2〜3とシリコーンの総量
が同じであるが、表2の熱応力値は比較例2〜3より低
減できており、表4の耐熱衝撃性もこの3者のうち最も
良い結果となっている。この結果からシリコーン重合体
微粉末と常温のシリコーン重合体を組み合わせることに
より、各々を単独で使用したものと比較し、相乗効果で
優れた耐衝撃性が得られることがわかる。さらに実施例
3の様にシリコーン重合体の総量を増加させることでよ
り優れた耐熱衝撃性が得られる。
以下余白 〔発明の効果〕 本発明によって得られた電子部品封止用エポキシ成形材
料は熱応力値が小さく、素子サイズが大きく、封止用成
形材料の応力によりダメージを受けやすいVLS I製
品やパフケージが薄形、小形のため、耐パフケージクラ
ンク性が要求されるFP(フラットパッケージ)、5O
P(スモールアウトラインパッケージ)などの製品へ広
く適用でき、その工業的効果は大きい。
、°゛・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(A)1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエ
    ポキシ樹脂、 (B)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有す
    る化合物、 (C)シリコーン重合体微粉末および (D)常温液状のシリコーン重合体 を必須成分とし、((C)+(D))/( (A)+(B))が重量比で0.02〜0.30である
    ことを特徴とする電子部品封止用エポキシ成形材料。 2、(C)が最大粒径300μm以下のジメチルシロキ
    サン高重合体であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の電子部品封止用エポキシ成形材料。 3、(D)が(A)または(B)と反応可能な官能基を
    有するジメチルシロキサン重合体であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項または第2項記載の電子部品封
    止用エポキシ成形材料。
JP60190080A 1985-08-29 1985-08-29 電子部品封止用エポキシ成形材料 Pending JPS6250325A (ja)

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