JPH0214214A - 封止用樹脂組成物 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明はガラス転移点（Ｔｇ）が高く、且つ低応力であ
るｒｃ封正正体得るための封止用樹脂組成物に関する。

〔従来の技術〕

現在半導体素子を封止する方法として、エポキシ樹脂成
形材料を用いるトランスファー成形による樹脂封止が一
般的に行なわれている。

然しなから、半導体素子の高集積化、デバイスの大型フ
ラット化、封止硬化物の薄肉化、基板上への搭載に際し
ての表面実装化等が進み、これに伴ない封止成形材料に
要求される性能も大巾に変化しつつ有る、即ち温度変化
に伴なう、ＩＣ基板キャリヤーフレームと硬化成形物と
の熱膨張系数の差に起因する応力の問題が顕在化し、Ｉ
Ｃアルミ配線のスライド、ボンディング金線の断線、Ｉ
Ｃ界面と封止硬化物の別離、封止硬化物のクランク等の
具体的問題が生じている。

また、表面実装化への変化に伴ない半田耐熱性がクロー
ズアップされ硬化樹脂のクラックの問題が生じている。

これ等問題に対処するためには、硬化樹脂のＴｇが可及
的に高く、望ましくは半田浴温度以上であること、およ
び硬化樹脂が低応力で有ることが必至となる。従って両
性能を同時に確保することがエポキシ樹脂では自ずと限
界が生じる。

一方エボキシ樹脂に替る高↑ｇ樹脂としてビスマレイミ
ド系樹脂が有るがこの樹脂の硬化物は弾性率が高く温度
サイクルテストによりクランクを生してしまう　ことの
他デバイスとの密着性および耐１！性に劣るという欠点
があった。このため従来樹脂は封止用樹脂としては高Ｔ
ｇ硬化物が得られるにも拘らず、適用出来ないという評
価が成されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本願発明は、従来のビスマレイミド系樹脂の欠点を改良
するため鋭意検討を行ない成されたものであり、その目
的とするところは■Ｃ封止硬化樹脂に要求される緒特性
を劣化させることなく、低応力性を有し、且つ高Ｔｇ硬
化樹脂を与えるＩＣ封止用樹脂組成物を提供するにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明は部分的にアルケニル基を含有する　フェノール
、ノボラック系エポキシ樹脂に、ハイドロジエンオルガ
ノポリシロキサンを白金系触媒存在下に付加反応せしめ
て得られるポリシロキサン−エポキシ樹脂ブロック共重
合体とビスマレイミドおよび／またはその誘導体と芳香
族ジアミンの反応により得られる謂ゆるビスマレイミド
系樹脂、および無機質充填材を必須成分とする半導体封
止用組成物である。

本発明に用いられるアルケニル基を部分的に含有するフ
ェノール・ノボラック系エポキシ樹脂は各種方法により
得られるものであり、その製法に制約されるものでは無
い。

例として、アリルフェノールとフェノール類のホルマリ
ンから合成させる謂わる共縮合ノボラックのフェノール
性水酸基を常法によりエポキシ化して得られ樹脂、フェ
ノールノボラック系エポキシ樹脂に、トリブチルアミン
、トリフェニルフＡ・スファイト、イミダゾール類等の
触媒存在下にアリルフェノール、アリルアルコール等の
水酸基を有する化合物を付加せしめて得られる樹脂。フ
ェノール系ノボラックにアリルクロライドとエピクロル
ヒドリンを反応せしめて得られる。

エポキシ樹脂等が用いられる。

本発明に用いられるポリシロキサン−エポキシブロック
ンク共重合体は、上記アリル基を部分的に含有するエポ
キシ樹脂と、ハイドロジエンオルガノポリシロキサンの
白金系触媒存在下に反応せしめて得られた反応生成物で
有る。

用いられるハイドロジエンオルガノポリシロキサンは次
式で示されるポリシロキサンでありその重合度は５０〜
３００の範囲である。

重合度が５０以下の場合、硬化樹脂の低応力化効果が低
下し、３００以上ではエポキシ樹脂とのハイドロシリル
化反応が完結し難い。

更にエポキシ樹脂へのポリシロキサンの付加量（Ｗｔχ
）は適宜選択可能であるが、１０〜５０％で有ることが
好ましい。

なお、反応方法は適宜選択可能であるが好ましくは芳香
族炭化水素系溶媒での反応が好ましく、その際の触媒は
塩素酸白金の水和物のイソプロパツール溶液が好んで用
いられる。当然ながら反応終了後加熱減圧により溶媒を
除去し、室温で固形の白色ブロック共重合体が得られる
。共重合体が白色を呈するのはポリシロキサンユニット
の凝集に伴ないエポキシ樹脂マトリックス中にドメイン
が形成されることに起因し、この高次の謂ゆる海島構造
が低応力化特性・発現の主因となる。

また、本発明組成物を構成するためのビスマレイミド系
樹脂は、ビスマレイミドおよび、またはその誘導体と芳
香族シミアンとのマイケル付加反応により得られる。オ
リゴマーであり市販品としてはローヌブーラン社のケル
イミドが代表的である。当然ながら両成分の比率、得ら
れるオリゴマーの重合度分布等が最終硬化物のＴｇに影
響を及ぼすため適宜合成して用いることは好ましい。な
お該樹脂のみによるラジカル開始剤またはシミアンによ
る硬化物は高Ｔｇでは有るものの密着性、機械的強靭性
に劣るためエポキシ樹脂との組合せで成形材料組成物を
得るのが一般的であり、この手法は広く用いられている
方法である。

ポリシロキサン−エポキシ樹脂ブロンク付加体とビスマ
レイミド系樹脂の配合割合は適宜、硬化物の特性に鑑み
決定される。なお両者の混合物の硬化樹脂は黄白色であ
り硬化伎もオリガリポリシロキサンユニントの凝集に起
因するトメイアは安定に残存することが判る。

本発明に用いる無機質充填材としてはシリカ粉末、アル
ミナ、二酸化アンチモン、水酸化アルミニウム水和物、
酸化チタン、等が挙げられ、単独または２種以上混合し
て用いられる。

このうち半導体封止材料組成物としてはシリカ粉末が好
んで用いられる。なお無機質充填材の配合量は樹脂組成
物と充填材の全体に対して５０〜８０重贋％含有するこ
とが必要であり、５０重世％以下では硬化組成物の性能
が不充分であり８０重量％以上の場合は成形性が悪く実
用に適さない。

なお、上記必須成分の他成形材料化に際しては硬化促進
剤、滑剤ξ難燃化剤、離形剤、シランカップリング剤等
を適宜配合添加することが出来る。

本発明の半導体封止用樹脂組成物を成形材料として調整
する場合の一般的な方法としては、前述の必須成分配合
物に各種添加剤を加えて混合した組成物をニーダ−１熱
ロールによる混練処理を行ない、これを冷却後粉砕して
成形材料とすることが出来る。得られた成形材料を半導
体の封止に適用し、高Ｔｇ低応力特性の両立化を図るこ
とが出来る。

〔作　　用〕

本発明になる樹脂組成物を成形材料化し、これを用いて
成形・硬化させることにより、半導体を封止することに
より、以下の作用に起因して信顛性の高い封止体を得る
ことが出来る。

１）相互に相溶したエポキシ樹脂ユニットとビスマレイ
ミド系樹脂によりマトリックスが形成されるため高Ｔｇ
硬化体が得られ、半田浸漬時の耐りランク信転性が大巾
に向上する。

２）上記マトリックス中に柔構造を有するポリシロキサ
ンドメインが微小且つ均一に分散されている。−め硬化
樹脂の弾性率が低下し、低応力硬化体となる。

３）エポキシ樹脂成分を含有するため、半導体ＩＣ表面
リードフレーム等との密着性に優れ耐湿信転性が向上す
る。

４）ポリシロキサン成分がエポキシ樹脂とのブロンク付
加体の形で導入されているため成形に際してのブリード
、薄パリ等の問題が無くなり、更に良好な捺印性が得ら
れる。

〔発明の効果］ 本発明による封止用樹脂組成物を用いた成形材料硬化物
は高Ｔｇであるため、封止体の耐半田クラック信顛性に
優れ、且つ低応力であり耐温度サイクル性に優れた封止
体を得るために極めて有効な樹脂組成物である。

以下に実施例を示す。

〔参考例　ｌ］ エポキシ当量２１０、軟化点７０°Ｃのオルソクレゾー
ルノボラックエポキシ樹脂１００部を１７０℃にて加熱
し、溶融状態にて撹拌した。

これにオルソアリルフェノール２，５部、１．８−ジア
ザビシクロ［５，４，０〕−７−ウンデセン０．５部の
混合物を１時間にわたって滴下し、その後２時間反応を
続けた。

こうして得られたアリル基含有エポキシ樹脂のエポキシ
当量は２２３で、軟化点は７３゛Ｃであった。

このアリル基含有エポキシ樹脂１００部、トルエン２０
０部を８０°Ｃに加熱、撹拌して均一の溶液とした。こ
れに１重量％の塩化白金酸イリプロパノール溶液０．６
部を添加した後、平均重合度３００の両末端にのみ水素
基をもつハイドロジエンジメチルポリシロキサン（以下
オイルＡと称すＮ２部と平均重合度４０の両末端にのみ
水素基をもつハイドロジエンジメチルポリシロキサン（
以下オイルＢと称す）１８部との混合物を１時間にわた
って滴下し、その後、系を１００°Ｃに昇温しで反応を
３時間続けた。

冷却後、減圧下トルエンを溶去することで、エポキシ５
計２８０、軟化点７３°Ｃとのブロック付加体（ｃ）を
得た。

〔参考例　２］ ４．４゛−ジアミノジフェニルメタン（口ＤＭ）　１８
部を、浴温１５０°Ｃで加熱融解し、これに撹拌下、懸
濁状態を維持しながら、Ｎ　、　Ｎ’−４，４°−ジフ
ェニルメタンビスマレイミド（Ｂ旧）８２部を徐々に添
加し、添加後反応液が透明となり、冷えても透明性がな
くならない時点で反応を紡了しビスマレイミド系樹脂（
０）を得た。

得られたビスマレイミド系樹脂は融点が１００°Ｃであ
った。

〔実施例　１〜２〕 第１表に示す組成で、参考例１．２で得られたブロック
付加体（Ｃ）、ビスマレイミド系樹脂（Ｄ）に硬化促進
剤、シリカ粉末、アミノシラン着色剤、および離型剤を
配合し、ロール混練して成形材料を得た。これをトラン
スファー成形により、ｉｓｏ″Ｃ１３分で成形した。成
形品は１８０°Ｃ８時間ポストキュアーした。その特性
は、第１表に示す。

〔比較例　１〕 実施例１のビスマレイミド樹脂系（Ｄ）を１ボラツク型
フエノール樹脂に替えておこなった。

〔比較例　２〕 実施例Ｉのブロック付加体（Ｃ）をオルソクレゾール型
エポキシ樹脂に、ビスマレイミド系樹脂（Ｄ）をノボラ
ック型フェノール樹脂に替えておこなった。

ブロック付加体（Ｃ）およびビスマレイミド系樹脂（Ｄ
）の入った実施例１〜２は、低弾性率でガラス転移点（
Ｔｇ）が大巾に向上している。

＊１　ピエゾ抵抗素子をＩＣフレーム上にセットして、
トランスファー成形し、素子への応力を抵抗値変化によ
り評価したもの ネ２１６ビンリードフレーム上に４　Ｘ７．５ｍｓの素
子をマウント後トランスファー成形した成形体を−１９
６°Ｃおよび２００℃の雰囲気で３０秒づつ交互に処理
を繰り返し、３００サイクル後の成形体表面のクラック
発生を観察した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）部分的にアルケニル基を含有するフェノー
   ルボラック系エポキシ樹脂に、次式で表されるハイドロ
   ジエンオルガノポリシロキサンを白金系触媒存在下に反
   応せしめて得られるポリシロキサン〜エポキシ樹脂ブロ
   ック付加体 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中Ｒ＿１Ｒ＿２はアルキルまたはフエニス基ｎは５
   ０〜３００の整数を表す〕 （Ｂ）ビスマレイミドおよび、またはその誘導体と芳香
   族ジアミンの反応により得られるビスマレイミド系樹脂 （Ｃ）無機質充填材を必須成分とする封止用樹脂組成物
   。