JPS6317962A - 半導体用樹脂組成物 - 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］ 本発明は半導体封止用樹脂組成物に関する。

［従来の技術］ 半導体素子の信頼性を確保する観点から、耐湿性、耐熱
性、耐ストレス性、素子特性の長期保証を目的として、
一般にはエポキシ樹脂に石英が粒子を混合した封止用樹
脂組成物が使われている。信頼性の高い封止を行なうた
め、低膨張フィラーを多量に含有（？ＯｗＨ＄程度）さ
せて、封止用樹脂組成物の性能は充填材として加えられ
るフィラーの特性に大きく影響される。

従来、比較的良質のケイ石や天然水晶を粉砕したり、あ
るいは溶融化した石英ガラス粒子が、フィラーとして使
われていたが、かかる粒子は粉砕工程、熱処理工程から
の不純物の混入があるため、半導体封止剤用としては適
さない。

また、粉砕された粒子は粒子内における最小直径と粒径
との比が、１．５を越える非球状の形状をしているため
、組成物の流動性が低く均一な特性の封止体を得ること
が難かしいという問照点があった。

更に、粒子が鋭角形状をしているため半導体保護膜にク
ラックが入り易いという問題点があった。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明は、従来の組成物が有していた上記問題点を解消
し、流動性に優れた均一な封止を行なえる半導体封止用
樹脂組成物の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は石英ガラス粒子を含有する半導体対１Ｆ用樹脂
組成物において、該石英ガラス粒子は、粒子内の最大直
径（以下粒径という）が最小直径の１〜１．５倍の範囲
にある形状をしていることを特徴とする半導体封止用組
成物を提供するものである。

本発明において、石英ガラス粒子は、粒径が粒子内にお
ける最小直径の１〜１．５倍の範囲にある形状をしてい
る。粒径が最小直径の１．５倍を越えると樹脂組成物の
流動性が低下する。そのため、封止部に石英ガラス粒子
が充分に充填されず目的とする熱膨張係数の封止部が充
填されず、気密性が損なわれたりするので好ましくない
。より好ましくは粒径が最小直径の１〜１．２倍の範囲
である。

かかる粒子は、粒径が大きくなり過ぎると粒子近傍の樹
脂に大きい応力が発生し、クラックが生じ気密性が損わ
れ易いので好ましくない。

また、素子の高集積化に伴ない、大きな粒子周辺に発生
する機械的応力で素子の誤動作が生じることから、粒径
の小さいものが望ましい。

一方、粒径が小さくなり過ぎると次のような点で好まし
くない。

組成物の流動性が低下し、充分な量のフィラーを充填す
ることができなため、目的とする熱膨張係数の封止体が
得られない。また、成形時の流動性低下のために、気密
性が損なわれる。

粒子の粒径が５０μｍ以下で、かつ１〜４０μｍの範囲
に入る粒径の粒子が９８体積％以上を占めるものが特に
好ましい。

また、放射線のノイズによる半導体のノイズを防ぐため
に、石英ガラス粒子中に含有されるＵ、Ｔｈ等の不純物
をできる限り少なく（例えば０．５　ＰＰｂ以下）する
ことが好ましい。

かかる、特に好ましい石英ガラスの粒子は次のようにし
て製造される。

珪酸エステル又は該珪酸エステルの一部重合したものを
出発原料にし、これに水を添加して加水分解し、ゲル状
粒子を沈殿する。次いでこのゲル状粒子を乾燥し、１１
００℃程度の温度で焼成することにより緻密な石英ガラ
ス粒子が得られる。なお、加水分解に当っては通常塩酸
等の酸、アンモニム等のアルカリを触媒として使用する
。

本発明における樹脂としては、特に限定されず例えばエ
ポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ド樹脂が使用される。

なお、組成物中における石英ガラス粒子は、７５重量％
まで含有しても実質的に流動性を損なうことはない。

実施例 エチルシリケートに１．５モル倍の水を添加し塩酸を触
媒として加水分解し、ゲル状粒子を沈殿した。次いでこ
れを乾燥し１１００℃で焼成し、石英ガラスを得た。こ
の石英ガラス粒子について形状を測定した結果、粒径は
粒子内における最小直径の１〜１．３倍にあった。また
、１〜４０μｍの範囲にある粒径の粒子が９８体積％以
上であった。この粉末の平均粒径は２０μｍであった。

次いでこの粒子が７０重量％となるようにエポキシ樹脂
と混合し組成物を製造した。この組成物についてフロー
テスター（島津製作所輛製ＣＦＴ−５００）を使って１
７０℃の場合の溶融粘度を算出して、流動性の評価を行
なった。この時の溶融粘度は１５０ポイズであった。

比較例として、現在使用されている不定形状の石英ガラ
ス粉末を７０重量％同様にエポキシ樹脂に混合して組成
物を作り、同様に、フローテスターで溶融粘度を測定し
た。ここで用いた石英ガラス粉末は平均粒径２０μ層で
あり、最大粒径が１００μｍ、１〜４０μｍの範囲に入
る粒径の粒子が占める体積割合は７５％であった。また
粒子は鋭角形状をしており、粒子内の最大直径が最小直
径の１．５〜５の範囲にある不定形状のものであった。

この組成物の１７０℃の溶融粘度は２５０ポイズであっ
た。

［発明の効果］ 本発明の組成物は極めて流動性が優れているので、目的
とする熱膨張係数の封止が行なえ、かつ気密封止が行な
える。また、粒径５０μ層以下の粒子を使用すると樹脂
部の発生応力が減少するので、クラックを生じ気密性が
損われる恐れが少ないので特に好ましい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、石英ガラス粒子を含有する半導体封止用樹脂組成物
   において、該石英ガラス粒子は、粒子内の最大直径（以
   下粒径という）が最小直径の１〜１．５倍の範囲にある
   形状をしていることを特徴とする半導体封止用組成物。 ２、前記石英ガラス粒子の粒径が５０μｍより小さく、
   かつ１〜４０μｍの範囲に入る粒径の粒子が９８体積％
   以上を占める特許請求の範囲第１項記載の半導体封止用
   組成物。 ３、前記石英ガラス粒子は、珪酸エステル又はその重合
   体を加水分解し焼成することにより製造される特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の半導体封止用組成物。