JPS62223219A - エポキシ樹脂組成物 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置封止用エポキシ樹脂組成物に関し、
更に詳しくは熱衝撃を受けた場合の耐クラツク性に優れ
た特徴を持つ低応力エポキシ樹脂組成物に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、半導体装置の封正に関する分野においては、半導
体素子の高集積化に伴って、素子上の各種機能単位の細
密化、素子ペレット自体の大型化が急速に進んでいる。

これらの素子ペレットの変化により封止用樹脂も従来の
封止用樹脂では耐熱衝撃性等の要求が満足できなくなっ
てきた。従来、半導体装置の封止用樹脂として用いられ
ている、フェノールノボラック樹脂で硬化させたエポキ
シ樹脂組成物は吸湿性、高温電気特性、成形性などが優
れ、モールド用樹脂の主流となっている。

しかし、この系統の樹脂組成物を用いて大型で、かつ微
細な表面構造を有する素子ペレットを封止すると、素子
ペレット表面のアルミニウム（Ａ４）パターンを保護す
るための被覆材であるリンケイ酸ガラス（Ｐ２Ｏ）膜や
窒化ケイ素（ＳｉＮ）膜に割れを生じたり、素子ペレッ
トに割れを生じたりする。特に冷熱サイクル試験を実施
した場合に、その傾向が非常に大きい。その結果、ペレ
ット割れによる素子特性の不良や保繰膜の割れに起因す
るＡｔパターンの腐食による不良などを生じる。

又、外部的にはチップの大形化のため熱衝撃による樹脂
クラックが生じ、従来のレベルでは対応できない場合が
発生している。

その対策としてエポキシ樹脂の低応力化が種々検討され
ている。それらはシリコーンオイル，熱可盟性樹脂，合
成ゴム等の添加による手法が主流．となっているが、分
散性や粒子径，添加量等によって二次転移点の変動（低
下），成形性への悪影響等もあり十分な低応力樹脂が得
られていない。

〔発明の目的〕

本発明は上記した欠点に鑑み、従来の樹脂に添加する手
法と併用も可能な方法として研究した結果なされたもの
であり、充填材表面の処理によって低応力化を実現、熱
衝撃性に優れたエボキシ樹脂組成物を提供することを目
的とする。

〔発明の概要〕 本発明は充填材の表面処理において末端にビニル基を有
するカップリング剤とＨ変性ポリシロキサンの８１−Ｈ
結合とを反応させ充填剤表面の改良によって低応力化し
たエボキシ樹脂組成物およびこれによって封止された半
導体装置である。

すなわち、本発明は （ａ）末端官能基の一つがビニル基であるカップリング
剤 （ｂ）末端又は内部に８４−Ｈ結合を少くとも１個以上
有するＨ変性ポリシロキサン を必須成分とするエボキシ樹脂組成物に関する。

本発明に関する第１の必須成分であるカップリング剤の
末端官能基の一つがビニル基を有する化合物としては次
のようなものを例示することができる。

すなわち、ビニルトリエトキシシラン，ビニルトリメト
キシシラン，ビニルートリス（ベータ，メトキシエトキ
シ）シラン，ガンマーメタクリ口キシプ口ピルトリメト
キシシラン，ビニルトリアセトキシシラン等で代表され
るビニル基含有シランカップリング剤およびビニルメチ
ルシリルジイソシアネート，ビニルシリルトリイソシア
ネートなどのシリルインシアネート系があげられる。こ
れらのカップリング剤は単独でも２種以上の混合物とし
て用いても良い。

第２の必須性分としてのＳｉ−Ｈ結合を有するＨ変性ボ
リシロキサンとしては、次のようなものがあげられる。

テトラメチルジシロキサン で示されるポリジメチルシロキサン で示されるポリメチルハイドロシロキサンボリメチルハ
イドロージメヂルシロキサンコポリマー ポリメチルハイドローメチルシアノプロピルシロキサン
コポリマー ポリメチルハイドローメチルオクチルシロキサンコポリ
マー ポリエチルハイドロシロキサン ポリメチルハイドロシロキサンージフェニルシロキサン
ージメチルシロキサンターボリマー−ＳｉＭｅ， 等をあげることができる。

以上の２成分のるでは充填材表面に付着する厚さが少く
十分な低応力化を達成できない場合もある。そのため、
Ｉ−１変性ポリシロキサンに必要に応じてビニル変性ポ
リシロキサンを加え充填材表面にシリコーンゴムを形性
することができる。ここで用いるビニル変性ポリシロキ
サンとしては、テトラメチルジビニルジシロキサン ポリジメチルシロキサン　末端ビニル ポリジメチルシロキサン　末端メチルフェニルビニル ポリジメチルーポリジフェニルシロキサンコボリマー末
端ビニル Ｃｎ＝２．５〜３．５％） ポリジメチルーポリジフェニルシロキサンコボリマー末
端ビニル （ｎ＝４〜６％） ポリジメチルーポリジフェニルシロキサンコボリマー末
端ビニル （ｎ＝１５〜１７チ） ポリジメチルーポリメチルビニルシロキサンコポリマ− ポリジメチルシロキサン　末端メチルジビニルポリジメ
チル−メチルビニルシロキサンコポリマー　末端ビニル Ｔ構造ポリジメチルシロキサン　ビニル含有、−８牌：
−テ°””°” ・仔モ・ ＣＨ，：ＣｉＭｅ３ 分岐点＝２〜３＼−４’５ニーｏ−￥−ＳｉＭｅ。

ポリメチルフェネチルシロキサン　末端ビニルビス（ビ
ニルジメチルシリル）ベンゼン環状ビニルメチルシロキ
サン 等をあげることができる。

ビニル基１に対する５ｉ−Ｈの当量比は１．５〜５であ
り、いずれも５ｊ−Ｈが多くなる必要がある。

これは官能基が残った場合の電気特性の低下と５ｉ−Ｈ
はエポキシ樹脂の硬化剤であるフェノールとの反応が行
なわれるためである。

尚このビニル基と５ｉ−Ｈの反応はヒドロシリル化反応
として知られているものであるが、この反応に用いられ
る通常の触媒たとえばアルカリ触媒。

塩化白金酸、オクチル酸錫等を用いる中でも塩化白金酸
が好ましい。

表面処理は、各成分単独で順次行なうこともできるし、
また各成分を混合した処理剤で処理を行なってもよい。

これらによって表面処理される充填剤としては溶融石英
ガラス、石英ガラス、合成シリカ、シリカ、アルミナ、
水酸化アルミニウム、ジルコン。

ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、ジルコン。

石コウ、クレー、カオリン、タルク、マイカ、アスベス
ト、ガラス、炭化ケイ素、チッ化ケイン。

三岐化アンチモン、カーボンなどが挙げられる。

なお、本発明の組成物は今までに記述した他に各種のエ
ポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、離型剤等が配合され
てもよく、又低応力化の為の各種改良剤を添加して用い
ても良い。

〔発明の実施例〕

以下、半導体封止用成形材料での実施例で説明する。

実施例Ｉ−Ｖ 溶融シリカ（東芝セラミックス製）７０部と三酸化アン
チモン１．８部に塩化白金酸入りビニルシランＡ−１７
２（日本ユニカー■）０．４部を添加してヘンシェルミ
キサーで攪拌、次にポリジメチルシロキサン（末端Ｈ）
分子量５，０００（チッソ）を添加反応して５種類を試
作した。引き続きオルトクレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂（住友化学ＦＳＣＮ１９５ＸＬ）１５部とフェノ
ールノボラック（昭和ユニオンＢＲＧ５５８）８部、臭
素化エポキシ２部、硬化促進剤Ｔ　Ｐ　Ｐ　００２部、
カーボン０．３部、ＩＩＩＷ剤（ルバックス／ポリエチ
レンワックス”　１／２）　０．４部を混合後％　７０
〜１００℃の二軸ロールで混線後粉砕して８Ｍの試料を
得た。

実施例Ｖｌ〜■ 実施例１−Ｖのポリジメチルシロキサンに塩化白金酸を
添加したポリジメチルシロキサン（ｐｓ−４４３・・・
チッ素■）を加え、他の成分手法は同じ３種を試作した
。

比較例１ 充填剤の表面処理としてエポキシシランＡ−１８７０，
４部のみで他は実施例１−　Ｖｌｌｌ　と同様にして比
較材料とした。

※Ｉ　　ＴＯＴ・・・−６５（３０分）ニル、Ｔ（５分
）＝２００℃（３０分）ア、ＩＩ／（配線模擬素子ＤＩ
Ｐ１６ｐｉｎ※３　　Ｂ−ＰＯＴ−１２７℃２．５気圧
ｍｓ蒸気圧中　電圧ＤＯ１８Ｖａ電（ａｏｏａ＃ＩＪ’
ｌ）アル電配Ｊｌｌｌ疑素子Ｄ　Ｉ　Ｐ　１４　ｐｉｎ
〔発明の効果〕 以上詳述した通り、充填材の表面処理を従来のエポキシ
シラン系に変えてビニルシランとして、ビニル基とＳｉ
−Ｈの反応Ｉこよって充填材表面にシリコンゴム層を形
性する。

このため、実施例で示した如く、成形性に優れた低応力
樹脂として耐クラツク性に有効であり、かつ充填材表面
層の厚みと密着性向上と思われる耐湿性の向上が明らか
である。

今後更に半導体装置の大形化と高信頼が要求されてくる
情勢において本技術の産業的意義は非常に大きい。

代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　番久男

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）末端官能基の一つがビニル基であるカップ
   リング剤 （ｂ）末端又は内部にＳｉ−Ｈ結合を少くとも１個以上
   有するポリシロキサンを用いて表面処理した無機質充填
   剤を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物
2. （２）無機質充填剤用表面処理剤として更に末端又は内
   部にビニル基を有するビニル変性ポリシロキサンを加え
   たものを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のエポキシ樹脂組成物