JPH0959385A - 新規な変性オルガノポリシロキサン化合物およびそれを用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
新規な変性オルガノポリシロキサン化合物およびそれを用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物Info
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Abstract
びそれを用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供
する。 【解決手段】 変性オルガノポリシロキサン化合物は次
式(1) 【化1】 を有する。このものはエポキシ樹脂に配合して半導体封
止用エポキシ樹脂組成物を与える。
Description
ノポリシロキサン化合物の製造方法、その方法により製
造された新規な変性オルガノポリシロキサン化合物およ
びそれを配合した半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関
する。更に詳しくは、成形時に優れた離型性を示し、成
形後には耐水性、IC基盤との密着性および耐熱性が良
く、信頼性の優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
与える変性オルガノポリシロキサン化合物およびそれを
配合した半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
エポキシ樹脂組成物が用いられ、応力緩和や離型性の向
上の目的で各種シリコーンオイル類が配合されてきた。
特公平2−36148号では、エポキシ基とポリオキシ
アルキレン基を有する変性オルガノポリシロキサンを配
合することによりトランスファーモールディング時の離
型性、捺印性および密着性が優れた成形用エポキシ樹脂
組成物が得られることが開示されている。しかし、この
成形用エポキシ樹脂組成物は、耐水性、IC基盤との密
着性、耐熱性が不十分であり、これを封止剤として用い
て製造した半導体は信頼性が不十分であった。
用に有用な耐水性、IC基盤との密着性、耐熱性、トラ
ンスファーモールディング時の離型性、捺印性が良く、
信頼性の優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供
することを課題とする。
ついて鋭意検討した結果、前記特公平2−36148号
記載の変性オルガノポリシロキサンは、遊離した未反応
原料のポリオキシアルキレン化合物を多く含むために、
半導体封止用エポキシ樹脂組成物の耐水性、IC基盤と
の密着性、耐熱性に悪影響を与え信頼性を悪くしている
ことを見出だした。そこで各種シリコーンオイル類とそ
の製造方法について検討したところ、特定の方法により
製造した新規な変性オルガノポリシロキサン化合物は、
エポキシ基との反応性基とポリオキシアルキレン基を有
しているが、未反応のポリオキシアルキレン化合物の殆
どはエポキシ樹脂組成物の硬化時に反応するので、耐水
性、IC基盤との密着性、耐熱性、トランスファーモー
ルディング時の離型性、捺印性等に悪影響を与えず、信
頼性に優れた半導体を製造できることを見出だし、更に
検討した結果本発明を完成させた。
の炭化水素基を表し、R1 はエポキシ基含有基を表し、
R2 は次式:
表し、R6 は水素原子基、1価の炭化水素基またはアシ
ル基を表し、aおよびbは0または正数で、かつa+b
≧1である)で表される有機置換基を表し、R3 は次
式:
表し、R8 はエポキシ基含有基を表し、cおよびdは0
または正数で、かつa+b≧1である)で表される有機
置換基を表し、R4 はR、R1 またはR2 のいずれかに
定義された意味を表し、l、m、nおよびoはそれぞれ
平均数でl、mおよびnは0〜1000でありoは1〜
1000であり、それらは1≦l+m+n+o≦100
0を満足する値であり、更にR4 がR2 の場合は1≧o
/(n+o+2)≧0.02を、それ以外の場合は1≧
o/(n+o)≧0.02を満足する値であるが、ただ
し、mが0の場合はR4 はR1 に定義された意味を表
し、nが0の場合はR4 はR2 に定義された意味を表
す]で表される変性オルガノポリシロキサン化合物の製
造方法、その方法により製造された前記式(1)で表さ
れる変性オルガノポリシロキサン化合物およびそれを用
いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する。
物は上記式(1)で表される。式(1)中、Rは同一ま
たは相異なり、水素原子または1価の炭化水素基(例え
ばアルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基、ナフ
チル基等)を表すが、好ましくはメチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプ
チル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル
基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペン
タデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタ
デシル基、ノナデシル基等の直鎖または分岐した炭素数
1〜18のアルキル基またはフェニル基であり特に好ま
しくはメチル基である。上記R1 基はエポキシ基含有基
であり、具体的な例としては、
中のR7 基はそれぞれ炭素原子数2以上の2価の炭化水
素基を表し、例えば直鎖または分岐したアルキレン基が
挙げられ、具体的な例としては、
Rで例示したのと同じ基またはアシル基から選択される
が好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、ブチル基
である。上記R3 基中のR8 基は上記R1 基で例示した
のと同様の基から選択される。
R2 の場合は1≧o/(n+o+2)≧0.02を、そ
れ以外の場合は1≧o/(n+o)≧0.02を満足す
る値であることが必須で、好ましくはR4 がR2 の場合
は0.5≧o/(n+o+2)≧0.05でそれ以外の
場合は0.5≧o/(n+o)≧0.05である。この
比が大き過ぎるとエポキシ樹脂組成物の流動性が悪くな
り、この比が小さ過ぎるとエポキシ樹脂組成物の硬化後
の遊離ポリオキシアルキレン成分が多くなり、いずれも
半導体封止剤として不適となる。また、これと1≦l+
m+n+o≦1000およびa+b≧1である以外に
l、m、n、o、aおよびbの値は限定されないが、そ
れらの好ましい値は、5≦l≦300、1≦m≦50、
1≦n≦30、1≦o≦20、0≦a≦30、1≦b≦
30である。
は、SiH基含有オルガノポリシロキサン化合物に触媒
の存在下に(a)1分子中にエポキシ基とアルケニル基
を同時に持つ化合物、(b)次式(2):
と同じ意味を表し、R10はアルケニル基を表す)で表さ
れる化合物および(c)次式(3):
と同じ意味を表し、R11はアルケニル基を表す)で表さ
れる化合物を付加させる工程により製造される。
ン化合物は、SiH基を3つ以上持ち、重合度が100
0以下であること以外は特に限定されず、例えば次式:
したのと同じ意味を表し、R9 は水素原子基またはRと
同じ意味を表す)で示される。また、エポキシ基とアル
ケニル基を同時に持つ化合物として、例えば次式:
れる変性オルガノポリシロキサン化合物の製造時にSi
H基含有オルガノポリシロキサン化合物に(b)を付加
させた後に(c)を付加させることが必須である。逆の
順番で製造した変性オルガノポリシロキサン化合物で
は、それとエポキシ樹脂組成物中の遊離ポリオキシアル
キレン化合物量が多くなり、半導体封止用としては不適
となるからである。尚、(a)の付加時期は特に限定さ
れない。例えば(b)および(c)の付加前後に付加さ
せたり、(b)または(c)と同時に付加させたりすれ
ば良い。
はエポキシ樹脂と前記方法で製造された前記式(1)で
示される変性オルガノポリシロキサン化合物を主成分と
する。エポキシ樹脂は1分子中に2個以上のエポキシ基
を有するものであれば特に限定されない。具体的にはビ
スフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂およびこれらの変性
樹脂等の1種または2種以上を用いることができる。
れる変性オルガノポリシロキサン化合物は、必要に応じ
て1種または2種以上を用いることができる。その配合
割合は限定されないが、エポキシ樹脂組成物100重量
部に対して0.1重量部〜20重量部、特には0.5〜
15重量部の範囲が好ましい。その理由は、配合割合が
上記範囲以下であると、変性オルガノポリシロキサン化
合物を配合しない場合と比較してトランスファーモール
ディング時の離型性、IC基盤との密着性、耐熱性、耐
水性、捺印性等の向上が見られないし、上記範囲以上で
あると機械強度、電気特性、耐水性等がかえって低下す
ることがあるからである。
には、通常用いられる硬化剤を用いることができる。例
えば無水フタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、テトラ
ヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸等の酸無水
物、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエ
チレンテトラミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N
−アミノエチルピペラジン、ビス(4−アミノ−3−メ
チルシクロヘキシル)メタン、メタンジアミン等のアミ
ン化合物、あるいはフェノール、ビスフェノールA、ビ
スフェノールF、テトラブロモビスフェノールA、クレ
ゾール等のフェノール化合物、キシレン樹脂等を挙げる
ことができる。これらの硬化剤以外に通常使用される硬
化促進剤、例えばBDMA等の第3アミン類、イミダゾ
ール類、有機リン化合物類等を使用することができる。
更に本組成物には通常用いられる無機充填剤やシランカ
ップリング剤、難燃剤、着色剤、離型剤、シリコーンオ
イル類(ジメチルポリシロキサン及びメチル基の一部を
エポキシ基、カルボキシル基、アミノ基等で変性したジ
メチルポリシロキサン等)、ゴム等の低応力剤等の添加
剤を配合することができる。
発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術思
想を利用する実施態様は全て本発明の範囲に含まれるも
のである。実施例に先立ち半導体封止用エポキシ樹脂組
成物の評価方法を示す。
175℃で2分間の成形条件でトランスファー成形して
半導体を封止した。この成形物をレッドチェック液に各
100個浸漬し、24時間煮沸させた後取りだし、成形
物とリードフレームとの境界面へのレッドチェック液の
浸透具合を顕微鏡で観察し、僅かでも浸透が認められた
ものの個数を判定した。耐熱性 175℃で8時間の成形条件でトランスファー成形した
6×6×2.05mmの成形品を温度サイクルテスト
(150℃〜−196℃)にかけ、500サイクルのテ
ストをおこない、クラックの発生した成形品の個数を判
定した。金型離型性 断面積1cm2 の円筒形キャビティを有する金型で、
1.5gの各組成物を175℃で2分間圧縮成形し、成
形直後の金型からの離型押し出し力(kg)をプッシュ
プルゲージで測定した。これを10回繰り返し、その最
低と最高の値をとった。捺印性 To−202トランジスタ20個取り金型を使用し、1
75℃で2分間トランスファー成形した成形表面に、マ
ーケム社7261インクを捺印し、150℃で1時間イ
ンクを硬化させた後、インク表面にセロファンテープを
密着させ、それを急激にはがしたときのテープ側へのイ
ンクの転写性を肉眼で判定した。これを10回繰り返
し、10共テープ側に全く転写しないものを○印、テー
プ側に一部でも転写したものが1回以上あるものを×印
とした。
例 実施例1 機械的撹拌機、凝縮器、温度計および窒素挿入口を備え
た3つ口フラスコに次式(4):
00モル、次式(5):
ジェンポリシロキサンと同重量のトルエンおよび白金濃
度が上記ジメチルハイドロジェンポリシロキサンに対し
て20ppmとなる量の塩化白金酸の10%メタノール
溶液を入れ窒素雰囲気下で撹拌した。さらに窒素雰囲気
下、80〜100℃で反応させた。前記化合物が2.0
0モル付加したことを確認してから50℃/1mmHg
で溶媒と未反応原料を除去した。更に温度を40℃以下
にして、次式(6):
を加えた後、窒素雰囲気下、80〜100℃で反応さ
せ、前記化合物が4.3モル付加したことを確認した。
更に温度を40℃以下にして次式(7):
下、SiH基が確認されなくなるまで80〜100℃で
反応させた。その後NaHCO3 で中和し、濾過後に5
0℃/1mmHgで溶媒と未反応原料を除去し、次式
(8):
を得た。以下、これを化合物1とする。尚、上記の製造
において、付加反応の進行は、残存SiH基量をKOH
のアルコール溶液との水素ガス発生量により測定するこ
とにより確認した。
メチルハイドロジェンポリシロキサン1.00モル、前
記式(6)で表される化合物4.51モルおよび実施例
1と同量のトルエンと塩化白金酸の10%メタノール溶
液を入れ窒素雰囲気下で撹拌した。さらに窒素雰囲気
下、80〜100℃で反応させた。前記化合物が4.3
モル付加したことを確認してから温度を40℃以下にし
て、前記式(7)で表される化合物1.19モルを加え
た後、窒素雰囲気下、80〜100℃で反応させ、前記
化合物が0.7モル付加したことを確認した。更に温度
を40℃以下にして前記式(5)で表される化合物2.
10モルを加えた後、窒素雰囲気下、SiH基が確認さ
れなくなるまで80〜100℃で反応させた。その後N
aHCO3 で中和し、濾過後に回転式蒸発装置により5
0℃/1mmHgで溶媒と未反応原料を除去し、実施例
1と同様に前記式(8)で表される本発明の変性オルガ
ノポリシロキサン化合物を得た。以下、これを化合物2
とする。
メチルハイドロジェンポリシロキサン1.00モル、前
記式(5)で表される化合物2.10モルおよび実施例
1と同量のトルエンと塩化白金酸の10%メタノール溶
液を入れ窒素雰囲気下で撹拌した。さらに窒素雰囲気
下、80〜100℃で反応させた。前記化合物が2.0
0モル付加したことを確認してから温度を40℃以下に
して前記式(7)で表される化合物0.74モルを加
え、窒素雰囲気下、80〜100℃で反応させ、前記化
合物が0.7モル付加したことを確認した。更に温度を
40℃以下にして前記式(6)で表される化合物4.9
6モルを加えた後、窒素雰囲気下、SiH基が確認され
なくなるまで80〜100℃で反応させた。その後Na
HCO3 で中和し、濾過後に回転式蒸発装置により50
℃/1mmHgで溶媒と未反応原料を除去し、実施例1
と同様に前記式(8)で表されるが本発明とは異なる変
性オルガノポリシロキサン化合物を得た。以下、これを
化合物3とする。
メチルハイドロジェンポリシロキサン1.00モル、前
記式(7)で表される化合物0.74モルおよび実施例
1と同量のトルエンと塩化白金酸の10%メタノール溶
液を入れ窒素雰囲気下で撹拌した。さらに窒素雰囲気
下、80〜100℃で反応させた。前記化合物が0.7
モル付加したことを確認してから温度を40℃以下にし
て前記式(6)で表される化合物4.96モルを加え、
窒素雰囲気下、80〜100℃で反応させ、前記化合物
が4.3モル付加したことを確認した。更に温度を40
℃以下にして前記式(5)で表される化合物2.20モ
ルを加えた後、窒素雰囲気下、SiH基が確認されなく
なるまで80〜100℃で反応させた。その後NaHC
O3 で中和し、濾過後に回転式蒸発装置により50℃/
1mmHgで溶媒と未反応原料を除去し、実施例1と同
様に前記式(8)で表されるが本発明とは異なる変性オ
ルガノポリシロキサン化合物を得た。以下、これを化合
物4とする。
とした以外は比較例1と同様の方法で合成試験をおこな
ったが、式(6)で表される化合物の反応工程を10時
間続けてもSiH基が検出され、その後は、更に10時
間反応を続けてもSiH基の検出量に変化がなかったの
で、合成試験を中断した。
00モル、次式:
ドロジェンポリシロキサンと同重量のトルエンおよび白
金濃度が上記ジメチルハイドロジェンポリシロキサンに
対して20ppmとなる量の塩化白金酸の10%メタノ
ール溶液を入れ窒素雰囲気下で撹拌した。さらに窒素雰
囲気下、80〜100℃で反応させた。前記化合物が
1.5モル付加したことを確認してから50℃/1mm
Hgで溶媒と未反応原料を除去した。更に温度を40℃
以下にして、次式:
ンを加えた後、窒素雰囲気下、80〜100℃で反応さ
せ、前記化合物が9.3モル付加したことを確認した。
更に温度を40℃以下にして次式:
下、SiH基が確認されなくなるまで80〜100℃で
反応させた。その後NaHCO3 で中和し、濾過後に5
0℃/1mmHgで溶媒と未反応原料を除去し、次式:
を得た。以下、これを化合物6とする。尚、上記製造に
おいて、付加反応の進行は、残存SiH基量をKOHの
アルコール溶液との水素ガス発生量により測定すること
により確認した。
ックエポキシ樹脂75重量部、エポキシ当量400、軟
化点70℃、臭素含有量45重量%の臭素化ビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂25部、硬化剤として軟化点90
℃のフェノールノボラック樹脂50部、無機質充填剤と
して溶融シリカ粉末420部、硬化促進剤として2−メ
チル−4−イミダゾール1部、顔料としてカーボンブラ
ック2部、三酸化アンチモン20部および表1に示す種
類のオルガノポリシロキサン化合物2部を加え、80〜
90℃の熱ロールで混練し、冷却後粉砕して実施例1〜
3および比較例1〜5の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物を得た。
シ樹脂組成物を用いて耐水性、耐熱性および金型離型性
を試験し、結果を表1に示した。表1より本発明の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物は比較例よりも、優れた耐
水性と耐熱性を持ち、更に従来の物と同程度の離型性を
持つことが示され、半導体封止用に有用であることがわ
かった。
法により製造された新規な変性オルガノポリシロキサン
化合物は、それを配合することにより耐水性、IC基盤
との密着性、耐熱性、離型性、捺印性および信頼性の優
れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することが
できるので産業上非常に有用である。また、本発明の半
導体封止用エポキシ樹脂組成物は耐水性、IC基盤との
密着性、耐熱性、トランスファーモールディング時の離
型性、捺印性が良く、信頼性が優れているので産業上非
常に有用である。
Claims (3)
- 【請求項1】 SiH基含有オルガノポリシロキサン化
合物に触媒の存在下に下記(a)、(b)および(c)
の三種の化合物を付加させることにより次式(1): 【化1】 [式中、Rは同一または相異なり、水素原子または1価
の炭化水素基を表し、 R1 はエポキシ基含有基を表し、 R2 は次式: 【化2】 (式中、R5 は炭素原子数2以上の2価の炭化水素基を
表し、R6 は水素原子基、1価の炭化水素基またはアシ
ル基を表し、aおよびbは0または正数で、かつa+b
≧1である)で表される有機置換基を表し、 R3 は次式: 【化3】 (式中、R7 は炭素原子数2以上の2価の炭化水素基を
表し、R8 はエポキシ基含有基を表し、cおよびdは0
または正数で、かつa+b≧1である)で表される有機
置換基を表し、 R4 はR、R1 またはR2 のいずれかに定義された意味
を表し、 l、m、nおよびoはそれぞれ平均数でl、mおよびn
は0〜1000でありoは1〜1000であり、それら
は1≦l+m+n+o≦1000を満足する値であり、
更にR4 がR2 の場合は1≧o/(n+o+2)≧0.
02を、それ以外の場合は1≧o/(n+o)≧0.0
2を満足する値であるが、ただし、mが0の場合はR4
はR1 に定義された意味を表し、nが0の場合はR4 は
R2 に定義された意味を表す]で表される変性オルガノ
ポリシロキサン化合物を製造するにあたり、(b)の化
合物の付加工程の後に(c)の化合物の付加工程を行う
ことを特徴とする式(1)の変性オルガノポリシロキサ
ン化合物の製造方法: (a)エポキシ基とアルケニル基を同時に持つ化合物、
(b)次式(2): 【化4】 (式中、R6 、aおよびbは前記式(1)で定義したの
と同じ意味を表し、R10はアルケニル基を含有する一価
の炭化水素基を表す)で表される化合物、(c)次式
(3): 【化5】 (式中、R8 、aおよびbは前記式(1)で定義したの
と同じ意味を表し、R11はアルケニル基を含有する一価
の炭化水素基を表す)で表される化合物。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法により製造された請
求項1における式(1)で表される変性オルガノポリシ
ロキサン化合物。 - 【請求項3】 エポキシ樹脂および請求項2記載の変性
オルガノポリシロキサン化合物を主剤とする半導体封止
用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP23068495A JP3602619B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | 新規な変性オルガノポリシロキサン化合物およびそれを用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH0959385A true JPH0959385A (ja) | 1997-03-04 |
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| JP23068495A Expired - Fee Related JP3602619B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | 新規な変性オルガノポリシロキサン化合物およびそれを用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003085023A1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Polyurethane resin based slush molding material |
| JP2008063583A (ja) * | 2007-10-22 | 2008-03-21 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 変性ポリシロキサン |
-
1995
- 1995-08-17 JP JP23068495A patent/JP3602619B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003085023A1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Polyurethane resin based slush molding material |
| US7405257B2 (en) | 2002-04-10 | 2008-07-29 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Polyurethane resin-based material for slush molding |
| JP2008063583A (ja) * | 2007-10-22 | 2008-03-21 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 変性ポリシロキサン |
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