JPH0822905B2 - カプセル封じ方法、それによって作成される超小形デバイス、および熱硬化性組成物 - Google Patents
カプセル封じ方法、それによって作成される超小形デバイス、および熱硬化性組成物Info
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- JPH0822905B2 JPH0822905B2 JP2199366A JP19936690A JPH0822905B2 JP H0822905 B2 JPH0822905 B2 JP H0822905B2 JP 2199366 A JP2199366 A JP 2199366A JP 19936690 A JP19936690 A JP 19936690A JP H0822905 B2 JPH0822905 B2 JP H0822905B2
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- 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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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明より以前の電子デバイス用市販プラスチックカ
プセル封じ材料にはいくつかの重大な欠点があった。た
とえば、このカプセル封じ材料は使用前（好ましくは４
℃に）冷蔵する必要があり、輸送・貯蔵中湿気から保護
する必要があった。このカプセル封じ用組成物は冷蔵
し、湿気から保護しないと、マルチ金型キャビティに充
填するのに適した流動長が得られなかった。一般に、カ
プセル封じ用成形粉は、メーカーによって搬送される
前、数個のプラスチック袋内にシールされてドライアイ
スで包囲される。そのため、この材料は、電子デバイス
のカプセル封じに使用する前、大気の凝縮によって粉末
中に蓄積する水を最小にするために湿気のない状態で室
温に達するまで数時間放置しなければならない。
プセル封じ材料にはいくつかの重大な欠点があった。た
とえば、このカプセル封じ材料は使用前（好ましくは４
℃に）冷蔵する必要があり、輸送・貯蔵中湿気から保護
する必要があった。このカプセル封じ用組成物は冷蔵
し、湿気から保護しないと、マルチ金型キャビティに充
填するのに適した流動長が得られなかった。一般に、カ
プセル封じ用成形粉は、メーカーによって搬送される
前、数個のプラスチック袋内にシールされてドライアイ
スで包囲される。そのため、この材料は、電子デバイス
のカプセル封じに使用する前、大気の凝縮によって粉末
中に蓄積する水を最小にするために湿気のない状態で室
温に達するまで数時間放置しなければならない。
射出成形時の流動長はデバイスのカプセル封じ用に市
販されている硬化性ポリマー材料を認定するための重要
な要件であるが、電子システムメーカーにとって同じく
重要な要件は、硬化後プラスチックでカプセル封じされ
た電子デバイスが広い温度範囲に亘って湿度条件の変化
に対して抵抗できなければならないということである。
プラスチックでカプセル封じされた電子デバイスが東南
アジアのようにいろいろな温度範囲に亘る高湿度に対し
て抵抗する能力を試験するひとつの方法は、「アール・
シー・エー・レビュー（RCA Review）」第45巻（1984年
６月）、第249〜277頁の「プラスチックでカプセル封じ
された集積回路および湿った環境の信頼性（Reliabilit
y of plastic−Encapsulated Integrated Circuits and
Moisture Environments）」でガレース（L.Gallace）
らによって論じられている「HAST」試験（高度に促進さ
れた応力試験）を使用することである。このHASTの別の
説明が、「信頼性に関する電気電子技術者協会会報（IE
EE Transactions on Reliability）第Ｒ−32巻、第２号
（1983年６月）の「自動制御された２容器圧力レンジ試
験−装置（Automatically Controlled2−Vessel Pressu
re−Cooker Test−Equipment」で小川（K.Ogawa）らに
よって示されている。このHAST試験では、プラスチック
でカプセル封じされたデバイスを2.7気圧の水蒸気に相
当する85％RH、145℃の条件に暴露しながら18ボルトの
電圧をかけたときそのサーキットリーが機能を保てる時
間の長さが決定される。内部診断およびシステム較正系
を有するジェンラド（GenRad）モデル1731/線形ICテス
ターを用いて定期的にデバイスを試験する。
販されている硬化性ポリマー材料を認定するための重要
な要件であるが、電子システムメーカーにとって同じく
重要な要件は、硬化後プラスチックでカプセル封じされ
た電子デバイスが広い温度範囲に亘って湿度条件の変化
に対して抵抗できなければならないということである。
プラスチックでカプセル封じされた電子デバイスが東南
アジアのようにいろいろな温度範囲に亘る高湿度に対し
て抵抗する能力を試験するひとつの方法は、「アール・
シー・エー・レビュー（RCA Review）」第45巻（1984年
６月）、第249〜277頁の「プラスチックでカプセル封じ
された集積回路および湿った環境の信頼性（Reliabilit
y of plastic−Encapsulated Integrated Circuits and
Moisture Environments）」でガレース（L.Gallace）
らによって論じられている「HAST」試験（高度に促進さ
れた応力試験）を使用することである。このHASTの別の
説明が、「信頼性に関する電気電子技術者協会会報（IE
EE Transactions on Reliability）第Ｒ−32巻、第２号
（1983年６月）の「自動制御された２容器圧力レンジ試
験−装置（Automatically Controlled2−Vessel Pressu
re−Cooker Test−Equipment」で小川（K.Ogawa）らに
よって示されている。このHAST試験では、プラスチック
でカプセル封じされたデバイスを2.7気圧の水蒸気に相
当する85％RH、145℃の条件に暴露しながら18ボルトの
電圧をかけたときそのサーキットリーが機能を保てる時
間の長さが決定される。内部診断およびシステム較正系
を有するジェンラド（GenRad）モデル1731/線形ICテス
ターを用いて定期的にデバイスを試験する。
電子産業用カプセル封じ材料組成物メーカーが注意し
なければならない別の要件は、通常エポキシ樹脂組成物
である市販のカプセル封じ材料に対して必要とされる硬
化温度である。現在入手でき、電子デバイス上で射出成
形されるカプセル封じ用材料が少なくとも180℃の温度
を必要とすることは一般に知られている。このような温
度では、冷却の際に、硬化したプラスチックカプセル封
じ用材料と電子デバイスの境界面に過大応力が生じるこ
とが多い。
なければならない別の要件は、通常エポキシ樹脂組成物
である市販のカプセル封じ材料に対して必要とされる硬
化温度である。現在入手でき、電子デバイス上で射出成
形されるカプセル封じ用材料が少なくとも180℃の温度
を必要とすることは一般に知られている。このような温
度では、冷却の際に、硬化したプラスチックカプセル封
じ用材料と電子デバイスの境界面に過大応力が生じるこ
とが多い。
桑田（K.Kuwata）らによって「IEEE」1985年（18−2
2）に示されているように、180℃のプラスチックカプセ
ル封じの結果発生するシリコンチップの亀裂を最小限に
抑えるために、シリコーン樹脂で改質されたエポキシ樹
脂がカプセル封じ材料として使用されて来ている。
2）に示されているように、180℃のプラスチックカプセ
ル封じの結果発生するシリコンチップの亀裂を最小限に
抑えるために、シリコーン樹脂で改質されたエポキシ樹
脂がカプセル封じ材料として使用されて来ている。
電子システムメーカーの別の関心は、硬化したカプセ
ル封じ用材料の熱変形温度（HDT）が低過ぎる、すなわ
ち約200〜250℃であることが多いので、ハンダ付けを必
要とするプラスチックカプセル封じ電子デバイスが機能
を果たさなくてなることが多いということである。成形
されたカプセル封じ用材料は、そのデバイスを溶融ハン
ダ浴に浸漬したとき、ある程度の形状変化（変形）をす
ることができる。金属との接触を容易にするため使用す
ることが多いハンダフラックスが耐えられない場合に
は、290℃までの温度は避けられないことがある。
ル封じ用材料の熱変形温度（HDT）が低過ぎる、すなわ
ち約200〜250℃であることが多いので、ハンダ付けを必
要とするプラスチックカプセル封じ電子デバイスが機能
を果たさなくてなることが多いということである。成形
されたカプセル封じ用材料は、そのデバイスを溶融ハン
ダ浴に浸漬したとき、ある程度の形状変化（変形）をす
ることができる。金属との接触を容易にするため使用す
ることが多いハンダフラックスが耐えられない場合に
は、290℃までの温度は避けられないことがある。
したがって、180℃よりかなり低温で硬化可能であ
り、硬化後300℃を越えるHDTを示し、応力の低いカプセ
ル封じ用組成物を提供することができれば望ましいであ
ろう。そのような組成物から製造されるカプセル封じさ
れたデバイスは、熱膨張が低下しているために応力が実
質的に低下するであろう。加えて、そのようにカプセル
封じされたデバイスは、亀裂を起こすことなく1/8平方
インチを越える表面積をもつように作成することができ
るであろう。また、湿気のある環境中で信頼性を測定す
るHAST試験条件に付したときに現在市販されているデバ
イスと比較して50％残存率を越えるカプセル封じされた
電子デバイスを得ることも望ましいことであろう。
り、硬化後300℃を越えるHDTを示し、応力の低いカプセ
ル封じ用組成物を提供することができれば望ましいであ
ろう。そのような組成物から製造されるカプセル封じさ
れたデバイスは、熱膨張が低下しているために応力が実
質的に低下するであろう。加えて、そのようにカプセル
封じされたデバイスは、亀裂を起こすことなく1/8平方
インチを越える表面積をもつように作成することができ
るであろう。また、湿気のある環境中で信頼性を測定す
るHAST試験条件に付したときに現在市販されているデバ
イスと比較して50％残存率を越えるカプセル封じされた
電子デバイスを得ることも望ましいことであろう。
同時係属中の米国特許出願第103,153号では、硬化触
媒としてヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨード
ニウム塩を使用し、そして銅化合物を共触媒として使用
することによって、超小形（マイクロエレクトロニク
ス）デバイスのカプセル封じ用組成物の貯蔵安定性が大
幅に改良された。このヨードニウム触媒を、実質的にク
ロライドを含まないエポキシ樹脂および溶融シリカフィ
ラーと組合せて使用することにより、秀れたシリコンチ
ップカプセル封じ用組成物が得られた。得られたカプセ
ル封じ用材料を用いると、HDTが約250〜345℃で亀裂の
発生率が低下したフィールド電子デバイスを得ることが
できる。また、このカプセル封じされたデバイスは、上
述のHAST試験条件下約145℃で、業界の現状のデバイス
に対して代表的な値である100時間の50％残存率を大き
く越えることが可能であることが分かる。このヨードニ
ウム塩で触媒されたエポキシ系は秀れた結果を示すが、
好ましい銅共触媒であるアセチルアセトン銅は室温で前
記樹脂にほとんど溶けないことが判明した。さらにこの
銅共触媒は高温で、熱硬化性カプセル封じ用材料中に難
燃剤として使われている臭素化エポキシ樹脂の分解を触
媒することも判明した。この臭素化エポキシ樹脂が分解
すると、アルミニウムの腐蝕を触媒することが知られて
いる臭素イオンが生成することが多い。カプセル封じさ
れた集積回路デバイスのアルミニウム製リード線が腐蝕
されると、性能寿命が低下することになり得る。
媒としてヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨード
ニウム塩を使用し、そして銅化合物を共触媒として使用
することによって、超小形（マイクロエレクトロニク
ス）デバイスのカプセル封じ用組成物の貯蔵安定性が大
幅に改良された。このヨードニウム触媒を、実質的にク
ロライドを含まないエポキシ樹脂および溶融シリカフィ
ラーと組合せて使用することにより、秀れたシリコンチ
ップカプセル封じ用組成物が得られた。得られたカプセ
ル封じ用材料を用いると、HDTが約250〜345℃で亀裂の
発生率が低下したフィールド電子デバイスを得ることが
できる。また、このカプセル封じされたデバイスは、上
述のHAST試験条件下約145℃で、業界の現状のデバイス
に対して代表的な値である100時間の50％残存率を大き
く越えることが可能であることが分かる。このヨードニ
ウム塩で触媒されたエポキシ系は秀れた結果を示すが、
好ましい銅共触媒であるアセチルアセトン銅は室温で前
記樹脂にほとんど溶けないことが判明した。さらにこの
銅共触媒は高温で、熱硬化性カプセル封じ用材料中に難
燃剤として使われている臭素化エポキシ樹脂の分解を触
媒することも判明した。この臭素化エポキシ樹脂が分解
すると、アルミニウムの腐蝕を触媒することが知られて
いる臭素イオンが生成することが多い。カプセル封じさ
れた集積回路デバイスのアルミニウム製リード線が腐蝕
されると、性能寿命が低下することになり得る。
発明の概要 本発明は、ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨ
ードニウム触媒用の共触媒として使用されているアセチ
ルアセトン銅などのような銅塩の代わりに芳香属の遊離
基前駆体、たとえばベンゾピナコールなどを使用するこ
とができるという発見に基づいている。得られるエポキ
シ系カプセル封じ用組成物は、米国特許出願第103,153
号の熱硬化性組成物が示す性能を凌駕することが判明し
た。さらに、米国特許出願第103,153号で使用された実
質的にクロライドを含有しないエポキシ樹脂の代わり
に、加水分解可能なクロライドが100ppm未満のメタブロ
モフェノール含有エポキシ樹脂を使用すると、最適性能
が達成することができるということも発見された。
ードニウム触媒用の共触媒として使用されているアセチ
ルアセトン銅などのような銅塩の代わりに芳香属の遊離
基前駆体、たとえばベンゾピナコールなどを使用するこ
とができるという発見に基づいている。得られるエポキ
シ系カプセル封じ用組成物は、米国特許出願第103,153
号の熱硬化性組成物が示す性能を凌駕することが判明し
た。さらに、米国特許出願第103,153号で使用された実
質的にクロライドを含有しないエポキシ樹脂の代わり
に、加水分解可能なクロライドが100ppm未満のメタブロ
モフェノール含有エポキシ樹脂を使用すると、最適性能
が達成することができるということも発見された。
発明の説明 本発明により、重量で、 （ａ）100ppm未満の加水分解可能なクロライドを有する
エポキシ樹脂100部、 （ｂ）溶融シリカフィラー10〜1000部、 （ｃ）相溶性でモノマーまたはポリマー性のヘキサフル
オロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩の触媒量、
および （ｄ）（ｃ）の共触媒としての遊離基発生性芳香族化合
物の有効量 からなる熱硬化性組成物が提供される。
エポキシ樹脂100部、 （ｂ）溶融シリカフィラー10〜1000部、 （ｃ）相溶性でモノマーまたはポリマー性のヘキサフル
オロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩の触媒量、
および （ｄ）（ｃ）の共触媒としての遊離基発生性芳香族化合
物の有効量 からなる熱硬化性組成物が提供される。
本発明の熱硬化性組成物中に使用することができるエ
ポキシ樹脂は、たとえば、米国ミシガン州ミッドランド
（Midland）のダウ・ケミカル社（Dow Chemical Compan
y）が製造しているクワトレックス（Quatrex）2410など
のようなクワトレックス（Quatrex）エポキシ樹脂であ
る。使用することができる別のエポキシ樹脂は、加水分
解可能なクロライドの全含量が約100ppm未満の任意のエ
ポキシ樹脂である。これらのエポキシ樹脂はTgエポキシ
樹脂が約10〜25℃のフレーク状固体エポキシノボラック
樹脂の形態とすることができる。さらに別の使用可能な
エポキシ樹脂は、たとえば1984年11月26日の「プラスチ
ック・フォーカス（Plastic Focus）」第16巻第40号に
示されており、実質的にクロライドを含まないエポキシ
樹脂のいくつかは篠原（Shinohara）らの米国特許第4,3
58,552号（引用により本明細書中に含ませる）に示され
ている。
ポキシ樹脂は、たとえば、米国ミシガン州ミッドランド
（Midland）のダウ・ケミカル社（Dow Chemical Compan
y）が製造しているクワトレックス（Quatrex）2410など
のようなクワトレックス（Quatrex）エポキシ樹脂であ
る。使用することができる別のエポキシ樹脂は、加水分
解可能なクロライドの全含量が約100ppm未満の任意のエ
ポキシ樹脂である。これらのエポキシ樹脂はTgエポキシ
樹脂が約10〜25℃のフレーク状固体エポキシノボラック
樹脂の形態とすることができる。さらに別の使用可能な
エポキシ樹脂は、たとえば1984年11月26日の「プラスチ
ック・フォーカス（Plastic Focus）」第16巻第40号に
示されており、実質的にクロライドを含まないエポキシ
樹脂のいくつかは篠原（Shinohara）らの米国特許第4,3
58,552号（引用により本明細書中に含ませる）に示され
ている。
本発明の実施の際に使用することができるエポキシ樹
脂の別の例は、1984年11月28日の「ケミカル・ウィーク
（Chemical Week）」第13〜14頁に示されている。
脂の別の例は、1984年11月28日の「ケミカル・ウィーク
（Chemical Week）」第13〜14頁に示されている。
本発明の熱硬化性組成物に使用することができ、しか
も好ましい別のエポキシ樹脂は、ワング（C.S.Wang）、
フリッツ（D.B.Fritz）およびメンドサ（A.Mendoza）に
より、アメリカ化学会（American Chemical Societ
y）、科学と工学（Science and Engineering）の「ポリ
マー材料分科会議事録（the Proceedings of the Divis
ion of Polymeric Materials）」の第763〜773頁に記載
されているメタ−ブロモフェノールを含有するエポキシ
樹脂である。
も好ましい別のエポキシ樹脂は、ワング（C.S.Wang）、
フリッツ（D.B.Fritz）およびメンドサ（A.Mendoza）に
より、アメリカ化学会（American Chemical Societ
y）、科学と工学（Science and Engineering）の「ポリ
マー材料分科会議事録（the Proceedings of the Divis
ion of Polymeric Materials）」の第763〜773頁に記載
されているメタ−ブロモフェノールを含有するエポキシ
樹脂である。
本発明の実施の際に使用することができる溶融シリカ
フィラーは結晶石英の溶融によって作成されたものが好
ましい。α結晶石英の説明は、「第三版カーク・オスマ
ーエンサイクロペディア（Third Edition of Kirk Othm
er Encyclopedia）」第20巻の第818〜825頁（引用によ
り本明細書に包含する）に見ることができる。本発明の
実施の際に使用することができる溶融シリカフィラー
は、また、1978年米国ニューヨークのファン・ノストラ
ンド・ラインホルド社（Van Nostr and Reinhold Compa
ny）刊、カッツ（Harry S.Katz）ら著「プラスチック用
充填材および強化材のハンドブック（Handbook of Fill
ers and Reinforcements for Plastics）」の第155〜15
8頁（引用により本明細書に含ませる）にも見ることが
できる。好ましい形態の溶融シリカフィラーは、米国ペ
ンシルベニア州15222、ピッツバーグ、ワン、ゲートウ
ェイ・センター（One Gateway Center）のドレッサー・
インダストリーズ社、北米事業部、ハービソン、ウォー
カー耐火物部門（Harbison−Walker Refractories,Nort
h American Operations,Dresser Industries,Inc.）が
製造しているグラス・グレイン（Glass Grain）GPシリ
ーズによって示される。本発明の実施の際に使用するこ
とができる好ましい溶融シリカの代表的な性質は次の通
りである。
フィラーは結晶石英の溶融によって作成されたものが好
ましい。α結晶石英の説明は、「第三版カーク・オスマ
ーエンサイクロペディア（Third Edition of Kirk Othm
er Encyclopedia）」第20巻の第818〜825頁（引用によ
り本明細書に包含する）に見ることができる。本発明の
実施の際に使用することができる溶融シリカフィラー
は、また、1978年米国ニューヨークのファン・ノストラ
ンド・ラインホルド社（Van Nostr and Reinhold Compa
ny）刊、カッツ（Harry S.Katz）ら著「プラスチック用
充填材および強化材のハンドブック（Handbook of Fill
ers and Reinforcements for Plastics）」の第155〜15
8頁（引用により本明細書に含ませる）にも見ることが
できる。好ましい形態の溶融シリカフィラーは、米国ペ
ンシルベニア州15222、ピッツバーグ、ワン、ゲートウ
ェイ・センター（One Gateway Center）のドレッサー・
インダストリーズ社、北米事業部、ハービソン、ウォー
カー耐火物部門（Harbison−Walker Refractories,Nort
h American Operations,Dresser Industries,Inc.）が
製造しているグラス・グレイン（Glass Grain）GPシリ
ーズによって示される。本発明の実施の際に使用するこ
とができる好ましい溶融シリカの代表的な性質は次の通
りである。
SiO2 99.6％ Al2O3 0.2 Fe2O3 0.05 Na2O 0.005 K2O 0.006 比重:2.2 線熱膨張係数:0.4×10-6in/in/°Ｆ 結晶形態：非晶質 粒度分布：［セディグラフ（Sedigraph）］ U.S.スクリーン（保持累積％） GP11I 100メッシュ 0.1％ 200メッシュ 5.0 325メッシュ 23.0 325メッシュ通過 77.0 ゲル化触媒としてNHまたはOHを使用してオルトケイ酸
テトラエチルから得られる高純度の溶融シリカも使用す
ることができる。この場合、乾燥したゲルは粉砕して粉
末にすることができる。
テトラエチルから得られる高純度の溶融シリカも使用す
ることができる。この場合、乾燥したゲルは粉砕して粉
末にすることができる。
本発明のヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨー
ドニウム塩は、次式に包含される化合物が好ましい。
ドニウム塩は、次式に包含される化合物が好ましい。
［RIR1］+［SbF6］- （１） ただし、ＲとR1は、カプセル封じ条件下で実質的に不活
性な１個以上の基で置換されている同一かまたは異なる
C(6-14)で一価の芳香族炭化水素基の中から選択され
る。
性な１個以上の基で置換されている同一かまたは異なる
C(6-14)で一価の芳香族炭化水素基の中から選択され
る。
式（１）の好ましい塩の多くは、C(8-18)のアルコキ
シ基で置換されたＲ基またはR1基を有する非毒性のジア
リールヨードニウム塩であり、1988年３月21日に出願さ
れたクリベロ（Crivello）らの米国特許出願第171,063
号（引用により本明細書に含ませる）に示されている。
シ基で置換されたＲ基またはR1基を有する非毒性のジア
リールヨードニウム塩であり、1988年３月21日に出願さ
れたクリベロ（Crivello）らの米国特許出願第171,063
号（引用により本明細書に含ませる）に示されている。
本発明のジアリールヨードニウムのアンチモン酸塩
は、また、次式の中から選択される化学結合した二価の
単位を少なくとも0.01モル％含むポリマー性のジアリー
ルヨードニウム塩も包含することができる。
は、また、次式の中から選択される化学結合した二価の
単位を少なくとも0.01モル％含むポリマー性のジアリー
ルヨードニウム塩も包含することができる。
ここで、R2は三価でC(2-8)のアルキレン基または分枝ア
ルキレン基であり、これはカプセル封じの間不活性な１
個以上の基で置換されていてもよく、R3、R5、R6はカプ
セル封じの間不活性な１個以上の基で置換されていても
よいC(6-14)で二価のアリーレン基の中から選択され、R
7はカプセル封じの間不活性な１個以上の基で置換され
ていてもよい三価でC(6-14)のアリール基の中から選択
され、R4とR8はカプセル封じの間不活性な１個以上の基
で置換されていてもよいC(6-14)で一価のアリール基で
あり、Ｑはエステル結合またはアミド結合であり、Q1は
メチレンまたは−Ｏ−である。ただし、Q1がメチレンで
ある場合はR7は−OR9で置換されている。ここで、R9はC
(1-14)で一価の炭化水素基、またはカプセル封じの間不
活性な１個以上の基で置換されている１価の炭化水素基
である。
ルキレン基であり、これはカプセル封じの間不活性な１
個以上の基で置換されていてもよく、R3、R5、R6はカプ
セル封じの間不活性な１個以上の基で置換されていても
よいC(6-14)で二価のアリーレン基の中から選択され、R
7はカプセル封じの間不活性な１個以上の基で置換され
ていてもよい三価でC(6-14)のアリール基の中から選択
され、R4とR8はカプセル封じの間不活性な１個以上の基
で置換されていてもよいC(6-14)で一価のアリール基で
あり、Ｑはエステル結合またはアミド結合であり、Q1は
メチレンまたは−Ｏ−である。ただし、Q1がメチレンで
ある場合はR7は−OR9で置換されている。ここで、R9はC
(1-14)で一価の炭化水素基、またはカプセル封じの間不
活性な１個以上の基で置換されている１価の炭化水素基
である。
式（１）に包含されるジアリールヨードニウムのアン
チモン酸塩は、たとえば次式のものである。
チモン酸塩は、たとえば次式のものである。
化学結合した式（２）の単位を有するポリマー性のジ
アリールヨードニウム塩の中には次式のものが含まれ
る。
アリールヨードニウム塩の中には次式のものが含まれ
る。
ただし、ｘは少なくとも５の値を有する整数である。
式（３）と（４）で示される好ましいポリマー性のジ
アリールヨードニウム塩は、たとえば次のものである。
アリールヨードニウム塩は、たとえば次のものである。
ただし、ｙとｚは少なくとも５の値を有する整数であ
る。ＲとR1に包含される一価の芳香族炭化水素基は、た
とえば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、アン
トリル、C(1-18)アルコキシで置換されたC(6-14)芳香族
有機基（たとえば、メトキシ置換フェニル、オクチルオ
キシ置換トリル）である。R2に包含される基は、たとえ
ば、エチリデンおよびプロピリデンである。R4とR8に包
含される基はＲやR1と同じである。R3、R5およびR6に包
含される基は、フェニレン、トリレン、キシリレンおよ
びナフチレンなどのような二価の芳香族基である。R7に
包含される基は、たとえば、次式のものである。
る。ＲとR1に包含される一価の芳香族炭化水素基は、た
とえば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、アン
トリル、C(1-18)アルコキシで置換されたC(6-14)芳香族
有機基（たとえば、メトキシ置換フェニル、オクチルオ
キシ置換トリル）である。R2に包含される基は、たとえ
ば、エチリデンおよびプロピリデンである。R4とR8に包
含される基はＲやR1と同じである。R3、R5およびR6に包
含される基は、フェニレン、トリレン、キシリレンおよ
びナフチレンなどのような二価の芳香族基である。R7に
包含される基は、たとえば、次式のものである。
式（１〜４）のヘキサフルオロアンチモン酸ジアリー
ルヨードニウム塩と組合せて共触媒としては使用するこ
とができる芳香族の遊離基発生性化合物は、たとえば、
ベンゾピナコール（これが好ましい）などのような芳香
族ピナコールである。また、他の芳香族遊離基発生性化
合物、たとえば式 （式中、R10はアルキル基とアリール基の中から選択さ
れるC(1-14)の有機基であり、R10はまたC(1-14)のシリ
ルオルガノ基であることもできる）のベンゾインアルキ
ルエーテル、半減期が100℃で約10時間、約150〜200℃
の温度では約１分である高温有機過酸化物、たとえばジ
クミルパーオキサイド、α、α′−ビス（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）ジイソプロピルベンゼン類、ｔ−ブチルパー
ベンゾエート、芳香族ピナコールのシリルエーテル、な
らびにジフェニルジスルフィドなどのようなジアリール
ジスフィドも有効に使用することができる。
ルヨードニウム塩と組合せて共触媒としては使用するこ
とができる芳香族の遊離基発生性化合物は、たとえば、
ベンゾピナコール（これが好ましい）などのような芳香
族ピナコールである。また、他の芳香族遊離基発生性化
合物、たとえば式 （式中、R10はアルキル基とアリール基の中から選択さ
れるC(1-14)の有機基であり、R10はまたC(1-14)のシリ
ルオルガノ基であることもできる）のベンゾインアルキ
ルエーテル、半減期が100℃で約10時間、約150〜200℃
の温度では約１分である高温有機過酸化物、たとえばジ
クミルパーオキサイド、α、α′−ビス（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）ジイソプロピルベンゼン類、ｔ−ブチルパー
ベンゾエート、芳香族ピナコールのシリルエーテル、な
らびにジフェニルジスルフィドなどのようなジアリール
ジスフィドも有効に使用することができる。
式（１〜４）のオニウム塩の触媒量とは、エポキシ樹
脂１グラム当たり約0.01〜100mgのアンチモンを提供す
るに充分なオニウム塩の量のことである。式（１〜４）
のオニウム塩と組合せて共触媒として使用することがで
きる遊離基発生性共触媒の有効量とは、オニウム塩１部
当たり0.01〜３重量部、好ましくは0.3〜0.8重量部の遊
離基前駆体化合物のことである。
脂１グラム当たり約0.01〜100mgのアンチモンを提供す
るに充分なオニウム塩の量のことである。式（１〜４）
のオニウム塩と組合せて共触媒として使用することがで
きる遊離基発生性共触媒の有効量とは、オニウム塩１部
当たり0.01〜３重量部、好ましくは0.3〜0.8重量部の遊
離基前駆体化合物のことである。
カプセル封じ用組成物を作成するために本発明を実施
するには、まず、オニウム塩（以後、この用語で、式
（１〜４）のモノマー性またはポリマー性のオニウム塩
を意味するものとする）またはその混合物および遊離基
発生性化合物を溶融シリカと混和する。このオニウム塩
と溶融シリカの混和中、添加剤、たとえばカルナウバワ
ックスをカプセル封じ用組成物の重量を元にして0.01〜
５％で使用することができ、また、他の添加剤、たとえ
ば三酸化アンチモンやカーボンブラックなども使用する
ことができる。各種成分をヘンシェル（Henschel）ミキ
サーに入れてさらに激しく混和することができる。
するには、まず、オニウム塩（以後、この用語で、式
（１〜４）のモノマー性またはポリマー性のオニウム塩
を意味するものとする）またはその混合物および遊離基
発生性化合物を溶融シリカと混和する。このオニウム塩
と溶融シリカの混和中、添加剤、たとえばカルナウバワ
ックスをカプセル封じ用組成物の重量を元にして0.01〜
５％で使用することができ、また、他の添加剤、たとえ
ば三酸化アンチモンやカーボンブラックなども使用する
ことができる。各種成分をヘンシェル（Henschel）ミキ
サーに入れてさらに激しく混和することができる。
次に、得られたオニウム塩／溶融シリカ混合物をエポ
キシ樹脂と混和することができる。標準的な手順に従っ
て２ロールミルを使用してカプセル封じ用組成物を製造
することができる。
キシ樹脂と混和することができる。標準的な手順に従っ
て２ロールミルを使用してカプセル封じ用組成物を製造
することができる。
当業者かより容易に本発明を実施することができるよ
うに、以下に限定ではなく例示として実施例を挙げて説
明する。特に断わらない限り部とあるのはすべて重量部
とする。
うに、以下に限定ではなく例示として実施例を挙げて説
明する。特に断わらない限り部とあるのはすべて重量部
とする。
実施例１ 25ppmのクロライドを有するクワトレックス（Quatre
x）2410エポキシと、150ppm未満のクロライドを有する
安定剤として有用な臭素化エポキシ樹脂クワトレックス
（Quatrex）6410を用いて、オニウム塩で触媒されたカ
プセル封じ材を作成した。使用したエポキシ樹脂はダウ
・ケミカル社（Dow Chemical Company）製であった。さ
らに、米国ペンシルバニア州ピッツバーグのハービソン
・ウォーカー・リフラクトリーズ（Harbison Walker Re
fractories）製の溶融石英フィラーGP11IとGP7Iを使用
した。これらの溶融石英フィラーの平均粒度は、それぞ
れ40ミクロン未満、90ミクロン未満であった。また、ヘ
キサフルオロアンチモン酸フェニル（オクチルオキシフ
ェニル）ヨードニウム「オクチルオキシオニウム塩」
も、銅アセチル−アセトネートまたはベンゾピコナール
のいずれかと組合せて使用した。
x）2410エポキシと、150ppm未満のクロライドを有する
安定剤として有用な臭素化エポキシ樹脂クワトレックス
（Quatrex）6410を用いて、オニウム塩で触媒されたカ
プセル封じ材を作成した。使用したエポキシ樹脂はダウ
・ケミカル社（Dow Chemical Company）製であった。さ
らに、米国ペンシルバニア州ピッツバーグのハービソン
・ウォーカー・リフラクトリーズ（Harbison Walker Re
fractories）製の溶融石英フィラーGP11IとGP7Iを使用
した。これらの溶融石英フィラーの平均粒度は、それぞ
れ40ミクロン未満、90ミクロン未満であった。また、ヘ
キサフルオロアンチモン酸フェニル（オクチルオキシフ
ェニル）ヨードニウム「オクチルオキシオニウム塩」
も、銅アセチル−アセトネートまたはベンゾピコナール
のいずれかと組合せて使用した。
これら各種成分を、ロータリーブレンダーを用いて混
和した後、２ロールミルを用いて85℃で５分間粉砕し
た。室温まで冷却した後、得られた材料を、直径1/8イ
ンチのスクリーンを通過するように充分磨砕した。この
粉砕工程中ブレンダの停止を防ぐようにクワトレックス
（Quatrex）2410とクワトレックス（Quatrex）6410を添
加した。混和は、1800rpmで１分間、3600rpmで１分間実
施した。次の表に、混和した混合物中に使用されていた
各種成分を示す。
和した後、２ロールミルを用いて85℃で５分間粉砕し
た。室温まで冷却した後、得られた材料を、直径1/8イ
ンチのスクリーンを通過するように充分磨砕した。この
粉砕工程中ブレンダの停止を防ぐようにクワトレックス
（Quatrex）2410とクワトレックス（Quatrex）6410を添
加した。混和は、1800rpmで１分間、3600rpmで１分間実
施した。次の表に、混和した混合物中に使用されていた
各種成分を示す。
上記組成物を180℃、1000psiと、150℃、1000psiとで
成形して流動特性を決定した。さらに、180℃と150℃で
の硬化時間（秒）ならびに180℃以上と150℃でのショア
Ｄ高温硬さを測定した。市販のカプセル封じ材である日
東化学（Nitto Chemical Company）製のMP130、および
アセチルアセトン酸銅または「銅塩」を用いた米国特許
出願第103,153号のカプセル封じ材も測定した。次の結
果が得られた。
成形して流動特性を決定した。さらに、180℃と150℃で
の硬化時間（秒）ならびに180℃以上と150℃でのショア
Ｄ高温硬さを測定した。市販のカプセル封じ材である日
東化学（Nitto Chemical Company）製のMP130、および
アセチルアセトン酸銅または「銅塩」を用いた米国特許
出願第103,153号のカプセル封じ材も測定した。次の結
果が得られた。
上の結果は、本発明の組成物が最も良好な流動長を有
することを示している。本発明の組成物の高温硬さの値
は米国特許出願第103,153号の組成物（銅塩）およびMP1
30よりずっと良好である。さらに、上記のデータは、流
動長がベンゾピナコール濃度と直線関係をもっているこ
とを示している。
することを示している。本発明の組成物の高温硬さの値
は米国特許出願第103,153号の組成物（銅塩）およびMP1
30よりずっと良好である。さらに、上記のデータは、流
動長がベンゾピナコール濃度と直線関係をもっているこ
とを示している。
次いで、各種材料から180℃で２分間成形し、180℃で
16時間後硬化させたペレットに対して熱的特性（TMA）
を測定した。次の結果が得られた。
16時間後硬化させたペレットに対して熱的特性（TMA）
を測定した。次の結果が得られた。
上の結果が示しているように、ヨードニウム塩触媒用
の共触媒としてベンゾピコナールを含有する本発明の組
成物のガラス転移温度は、銅塩共触媒を含有する米国特
許出願第103,153号のカプセル封じ材またはMP130のいず
れの組成物よりも大幅に高くなっていた。その結果、ベ
ンゾピコナールを含有するカプセル封じ材は、MP130ま
たはアセチルアセトネート共触媒組成物と比較して再現
性良く低い膨張係数を示した。
の共触媒としてベンゾピコナールを含有する本発明の組
成物のガラス転移温度は、銅塩共触媒を含有する米国特
許出願第103,153号のカプセル封じ材またはMP130のいず
れの組成物よりも大幅に高くなっていた。その結果、ベ
ンゾピコナールを含有するカプセル封じ材は、MP130ま
たはアセチルアセトネート共触媒組成物と比較して再現
性良く低い膨張係数を示した。
実施例２ 実施例１の手順に従ってカプセル封じ用組成物を製造
した。クワトレックス（Quatrex）2410とクワトレック
ス（Quatrex）6410の代わりに、好ましいメタ−ブロモ
フェノールを含有するエポキシ樹脂、すなわち「臭素化
されたエポキシノボラック」を用いて別のカプセル化用
組成物を製造した。次の表に、製造した各種カプセル封
じ用組成物を示す。ここでCuAcAcは銅アセチルアセトネ
ートである。
した。クワトレックス（Quatrex）2410とクワトレック
ス（Quatrex）6410の代わりに、好ましいメタ−ブロモ
フェノールを含有するエポキシ樹脂、すなわち「臭素化
されたエポキシノボラック」を用いて別のカプセル化用
組成物を製造した。次の表に、製造した各種カプセル封
じ用組成物を示す。ここでCuAcAcは銅アセチルアセトネ
ートである。
次に、上記の組成物を用いて180℃、1000psiで２分間
CA324作動性増幅器（チップ当たり増幅器４個）をカプ
セル封じした。デバイスを切り取ってトリミングした
後、180℃で16時間後硬化させた。さまざまなカプセル
封じデバイスを線形ICテスターで試験して、水蒸気2.7
気圧に相当する相対湿度（RH:145℃、85％）の圧力容器
に促進寿命試験用に10個のユニットのサンプルを選ん
だ。各々のデバイスにバイアスを設けて18ボルトとし
た。圧力容器から周期的にサンプルを取り、室温まで冷
却した後ICテスターで検査した。次の結果が得られた。
ここで、「機能停止までの時間」とはICテスターによっ
て故障が示されるまでの長さ（時間）を意味するものと
する。
CA324作動性増幅器（チップ当たり増幅器４個）をカプ
セル封じした。デバイスを切り取ってトリミングした
後、180℃で16時間後硬化させた。さまざまなカプセル
封じデバイスを線形ICテスターで試験して、水蒸気2.7
気圧に相当する相対湿度（RH:145℃、85％）の圧力容器
に促進寿命試験用に10個のユニットのサンプルを選ん
だ。各々のデバイスにバイアスを設けて18ボルトとし
た。圧力容器から周期的にサンプルを取り、室温まで冷
却した後ICテスターで検査した。次の結果が得られた。
ここで、「機能停止までの時間」とはICテスターによっ
て故障が示されるまでの長さ（時間）を意味するものと
する。
上の結果が示しているように、ベンゾピナコール
（５）、または臭素化ノボラックとベンゾピナコールと
の組合せ（７）を含有する本発明の組成物でカプセル封
じされたデバイスは、銅アセチルアセトネート共触媒を
含有する米国特記第103,153号のカプセル封じ材（６）
の性能を大幅に上回っている。
（５）、または臭素化ノボラックとベンゾピナコールと
の組合せ（７）を含有する本発明の組成物でカプセル封
じされたデバイスは、銅アセチルアセトネート共触媒を
含有する米国特記第103,153号のカプセル封じ材（６）
の性能を大幅に上回っている。
以上の実施例は本発明のカプセル封じ用材料を製造す
るのに使用することができる非常に多くの変形の二、三
に関するだけであるが、本発明はこれらの実施例の前の
詳細な説明に示されているずっと広範囲の熱硬化性カプ
セル封じ材組成物に関するものと理解されたい。
るのに使用することができる非常に多くの変形の二、三
に関するだけであるが、本発明はこれらの実施例の前の
詳細な説明に示されているずっと広範囲の熱硬化性カプ
セル封じ材組成物に関するものと理解されたい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・ヴィンセント・クリベロ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、カールトン・ロード、756 番 (56)参考文献 特開 平１−145824（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−102922（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−57712（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−110720（ＪＰ，Ａ) 米国特許4358552（ＵＳ，Ａ) 英国特許2108509（ＧＢ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】重量で、 （ａ）100ppm未満の加水分解可能なクロライドを有する
エポキシ樹脂100部、 （ｂ）溶融シリカフィラー10〜1000部、 （ｃ）相溶性でモノマーまたはポリマー性のヘキサフル
オロアンチモン酸ジアリールヨードニウム塩の触媒量、
および （ｄ）（ｃ）の共触媒として芳香族ピナコール、ベンゾ
インアルキルエーテル、ジクミルパーオキサイド、α，
α′−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベ
ンゼン、ｔ−ブチルパーベンゾエート、芳香族ピナコー
ルのシリルエーテル、およびジアリールジスルフィドよ
りなる群から選ばれた遊離基発生性芳香族化合物の有効
量 からなる熱硬化性組成物。 - 【請求項２】エポキシ樹脂が、メタ位で臭素化された安
定なエポキシノボラックである、請求項１記載の熱硬化
性組成物。 - 【請求項３】ポリマー性のヘキサフルオロアンチモン酸
ジアリールヨードニウム塩が、ヘキサフルオロアンチモ
ン酸ジフェニルヨードニウムである、請求項１記載の熱
硬化性組成物。 - 【請求項４】遊離基発生性芳香族化合物がベンゾピナコ
ールである、請求項１記載の熱硬化性組成物。 - 【請求項５】ヘキサフルオロアンチモン酸ジフェニルヨ
ードニウム塩が、ヘキサフルオロアンチモン酸のオクチ
ルオキシ置換ジフェニルヨードニウム塩である、請求項
３記載の熱硬化性組成物。 - 【請求項６】請求項１記載の組成物でカプセル封じされ
た半導体デバイス。 - 【請求項７】高度に促進された応力試験条件下約145℃
の温度で湿気を含んだ雰囲気にさらしたとき少なくとも
100時間の50％残存率を越えることができるプラスチッ
クでカプセル封じされた電子デバイスを作成する方法で
あって、 120〜230℃の温度および400〜1500psiの圧力で、 （ａ）100ppm未満の加水分解可能なクロライドを有する
エポキシ樹脂100重量部、 （ｂ）溶融シリカフィラー10〜1000重量部、 （ｃ）触媒量の、相溶性でモノマーまたはポリマー性の
ヘキサフルオロアンチモン酸ジアリールヨードニウム
塩、および （ｄ）有効量の、（ｃ）の共触媒としての芳香族ピナコ
ール、ベンゾインアルキルエーテル、ジクミルパーオキ
サイド、α、α′−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイ
ソプロピルベンゼン、ｔ−ブチルパーベンゾエート、芳
香族ピナコールのシリルエーテル、およびジアリールジ
スルフィドよりなる群から選ばれた遊離基発生性芳香族
化合物からなる熱硬化性組成物により、電子デバイスを
カプセル封じすることからなる方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US386,670 | 1989-07-31 | ||
| US07/386,670 US5015675A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Encapsulation method, microelectronic devices made therefrom, and heat curable compositions based on epoxy resins, diaryliodonium hexafluroantimonate salts and free radical generators |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115427A JPH03115427A (ja) | 1991-05-16 |
| JPH0822905B2 true JPH0822905B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=23526558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2199366A Expired - Lifetime JPH0822905B2 (ja) | 1989-07-31 | 1990-07-30 | カプセル封じ方法、それによって作成される超小形デバイス、および熱硬化性組成物 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5015675A (ja) |
| EP (1) | EP0411405A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0822905B2 (ja) |
| KR (1) | KR910003009A (ja) |
| AU (1) | AU635049B2 (ja) |
| BR (1) | BR9003703A (ja) |
| FI (1) | FI903241A7 (ja) |
| MX (1) | MX173674B (ja) |
| NZ (1) | NZ233268A (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2918328B2 (ja) * | 1990-11-26 | 1999-07-12 | 株式会社デンソー | 樹脂の選定方法及びこの選定方法により選定された樹脂を有する樹脂封止型半導体装置 |
| EP0634792B1 (en) * | 1991-03-08 | 1998-04-29 | Japan Gore-Tex, Inc. | Resin-sealed semiconductor device containing porous fluororesin |
| JP2927081B2 (ja) * | 1991-10-30 | 1999-07-28 | 株式会社デンソー | 樹脂封止型半導体装置 |
| US6439698B1 (en) | 2000-01-14 | 2002-08-27 | Lexmark International, Inc | Dual curable encapsulating material |
| DE10051051A1 (de) | 2000-10-14 | 2002-04-18 | Bosch Gmbh Robert | Silikonmodifizierte Einkomponentenvergußmasse |
| US6425655B1 (en) | 2001-06-05 | 2002-07-30 | Lexmark International, Inc. | Dual curable encapsulating material |
| JP2004040031A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Stanley Electric Co Ltd | 表面実装型発光ダイオード |
| WO2005108487A1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-11-17 | Henkel Corporation | Methods for improving the flux compatibility of underfill formulations |
| US7429800B2 (en) * | 2005-06-30 | 2008-09-30 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | Molding composition and method, and molded article |
| US7378455B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-05-27 | General Electric Company | Molding composition and method, and molded article |
| US20070004871A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | Qiwei Lu | Curable composition and method |
| US20070066698A1 (en) * | 2005-09-20 | 2007-03-22 | Yang Wenliang P | Dual cure compositions, methods of curing thereof and articles therefrom |
| US20070066710A1 (en) * | 2005-09-21 | 2007-03-22 | Peters Edward N | Method for electrical insulation and insulated electrical conductor |
| ES2367036T3 (es) * | 2005-09-27 | 2011-10-27 | SEMIKRON ELEKTRONIK GMBH & CO. KG PATENTABTEILUNG | Módulo de semiconductor de potencia con medios de protección contra la sobre corriente. |
| DE102005046063B3 (de) * | 2005-09-27 | 2007-03-15 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg | Leistungshalbleitermodul mit Überstromschutzeinrichtung |
| US20090107632A1 (en) * | 2007-10-30 | 2009-04-30 | General Electric Company | Adhesive compositions for high temperature sensors and methods of making the same |
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