JPS60229945A - エポキシ樹脂系封止材料 - 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】 本発明は耐湿性を向上したエポキシ系封止材料の構成に
関する。

電子部品は湿度の影響を顕著に受けるので保証信頼度に
合わせ各種の防湿外装が施されている。

そこで従来より高信頼度が要求される部品については金
属ケースとガラス端子を使用するハーメチックシール外
装や磁器ケースを共晶ノ＼ンダで封止するハーメチック
シール外装などが使用されている。

一方、樹脂モールド外装も存在するが従来は耐湿性が劣
るため使用対象はラジオ・テレビ用部品などに限られ高
い信頼度が要求される部品には使用されなかった。

然し、ケースに封入される素子自体について不動体化（
パフシヘーション）処理などの防湿処理が進み、また封
止用樹脂も改良が進んだ結果、樹脂モールドの信頼度が
向上し、広い分野で樹脂モールド外装が使用されるよう
になった。

特に量産化が進んでおり、コスト低減が必要な半導体装
置においてはより耐湿性の向上した樹脂封止材料の開発
がめられている。

（、ｂ）従来の技術 電子部品特にＩＣやＬＳＩなどの半導体素子を樹脂外装
するに当たっての必要条件は １、成形時の収縮率が少なく、リードフレームとの密着
性が良いこと。

２、　イオン伝導するような不純物の含有が少ないこと
。

３、成型時の流動性が良く、ポンディングワイヤを変形
したり、損傷を与えないこと。

４．　熱伝導性の良いこと。

５、成型時間が短く、また離型性のよいこと。

などを挙げることができる。

封止用樹脂としてはこれらの条件を完全に備えないまで
もバランス良く兼ね備えていることが必要である。

このような特性を備えた樹脂としてシリコーン樹脂とエ
ポキシ樹脂を挙げることができる。

ここでシリコーン樹脂は耐熱性や高温における電気的特
性が優れているために高周波デバイスやパワーデバイス
の封止用材料として適しているが、リードフレームのシ
ール性が悪く、耐湿性が不充分であり、またエポキシ樹
脂に較べて高価であるなどの理由から利用分野は限定さ
れている。

一方ユポキシ樹脂はリードフレームに対するシール性が
優れており、また電気的特性が良く、且つ廉価なため半
導体素子の封止材料として広く用いられている。

さて、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子の封止法としては
エポキシ樹脂によるトランスファモールドが一般的に行
われているが耐湿性については従来のハーメチックシー
ル品と較べて遜色がある。

すなわちエポキシ樹脂からなる成型体に外部から湿気が
浸入すると樹脂の絶縁性が低下してリーク電流の増加を
きたし、半導体素子の機能が低下するが、これ以外にエ
ポキシ樹脂は原料にエピクロルヒドリンを用いているた
め、塩素イオンを完全に除去することは難しく、またナ
トリウムイオンのようなアルカリイオンも樹脂や充填剤
の中に含まれており、樹脂が吸湿して高温で電界が加わ
った状態で長時間経過すると、これらのイオンが遊離し
、アルミニウムからなる配線を腐食して信幀性の低下を
招くことになる。

この解決策として不純物含有量の少ない材料を選定した
り、硬化促進剤に有機燐酸化合物や有機硼酸化合物を使
用し、アルミニウム導体バクーンの表面を不動体化する
などの方法がとられているが何れも充分な効果を挙げて
いない。

（Ｃ）発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は従来と較べて耐湿性が向上したエポキシ
樹脂系封止材料の組成を提供するにあり、この目的はエ
ポキシ樹脂に６０乃至７０重量％混入されている充填剤
の樹脂に対する密着性を向上することにより耐湿性を高
め、湿気の浸透を阻止し、これにより腐食性イオンの遊
離が生じないように本発明の目的は電子部品封止用エポ
キシ樹脂に混入して使用する無機フィラーが予め該フィ
ラーにオルガノポリシルセスキオキサンの薄膜を被覆し
て使用することにより達成することができる。

＜ｅ＞作用 本発明は次の構造式で示されるオルガノポリシルセスキ
オキサンおよび有機溶媒からなるシリコーン樹脂液を無
機フィラーの表面に塗布することにより無機フィラーと
エポキシ樹脂との密着性を向上するものである。

ここでオルガノポリシロキサンとしてはメチルポリシル
セスキオキサン、フェニルポリシルセスキオキサン、メ
チルフェニルポリシルセスキオキサンなどがある。

また有機溶媒としては上記のシリコーン化合物を溶解す
る溶媒或いは分散媒の何れでも良いが、好ましくは溶解
する溶媒例えばベンゼン、トルエン、メチルイソブチル
ケトン、ブチルセロソルブアセテートなどを挙げること
ができる。

１ ここでＲ１，Ｒ２はメチル、フェニルなどの有機基を表
す。

本発明のシリコーン樹脂液の濃度は１乃至５０重量％の
範囲に限定され、１重量％以下の場合は充分な効果を示
さず、一方５０重量％以上の場合は形成されるシリコー
ンの膜厚が過大となり膜にクラックが発生した。

本発明に係るシリコーン樹脂液の塗布方法としては無機
フィラーをシリコーン樹脂液に完全に浸漬して充分に混
合した後、これを濾過し、２５０乃至３５０℃で乾燥し
、エポキシ樹脂成型材料の充填材とする。

次ぎに本発明で使用するエポキシ樹脂としては例えばビ
スフェノールＡ型エポキシ、ノボラック型エポキシ、複
素環型エポキシなどの何れでもよく、これに適当な硬化
剤、硬化促進剤、離型剤。

着色剤などを加えて使用する。

また本発明において使用する無機充填剤としては結晶性
シリカ粉１石英ガラス粉、珪酸カルシウム、ガラス繊維
なとを挙げることができる。

（ｆ）実施例 １　粒径が数ｌＯμｍの石英ガラスをメチルポリシルセ
スキオキサンのトルエン溶液（濃度３０％）に浸漬して
充分に混合したのち濾過し、２５０乃至３５０℃の温度
で１時間乾燥した。

この充填剤３５０ｇにタレゾールノホランク型エポキシ
樹脂１００ｇ、臭素化エポキシ樹脂１５ｇ、三酸化アン
チモン１５ｇ’、　フェノールノボラック樹脂５０ｇ、
２−メチルイシダゾール２ｇ、カーホンブラック２ｇ、
カルナハヮソクス２ｇをニーダで混合し、良く混練して
エポキシ樹脂系成型材料を調製した。

次いでこの材料を使用し、１７０℃、３分間の条件で半
導体集積回路を封止した。

このようにして得られた試験試料４０個について１２１
　’Ｃ，２気圧、湿度９５％、直流１５Ｖ印加の条件で
のプレッシャークツカーバイアステストを実施して耐湿
性と耐蝕性を調べた。

この評価法は幅１０μｍ、厚さ１μｍのアルミニウム試
験片が腐食して断線を生じたものを不良とするもので、
時間経過により発生する不良発生個数を調べた。

その結果不良発生率は５０時間経過後では０個。

１００時間経過後では１個、１５０時間経過後で１個。

２００時間経過後では３個であった。

一方充填剤として無処理の石英ガラスを使用し、同し方
法で同一個数についてプレッシャークツカーバイアステ
ストを行った結果は５０時間経過後の不良発生率は１５
個、１００時間経過後で３８個であり、顕著な相違を示
した。

（ｇ）発明の詳細 な説明したようにオルガノポリシルセスキオキサンを無
機充填材に被覆し、かかる充填材を用いて樹脂封止を行
うことにより、従来と較べ電子部品特に半導体部品の耐
蝕性を著しく向上させることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子部品封止用エポキシ樹脂に混入して使用する無機充
   填材が予め該充填材にオルガノポリシルセスキオキサン
   の薄膜を被覆して混合し、使用することを特徴とする識
   孕囃恭卦半排エポキシ樹脂系封止材料。