JPH01230259A - 半導体装置 - 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〕 この発明は、信頼性の優れた半導体装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

トランジスタ、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子は、従来セ
ラミックパッケージ等により封止され、半導体装置化さ
れていたが、最近では、コスト量産性の観点から、プラ
スチックパッケージを用いた樹脂封止が主流になってい
る。この種の樹脂封止には、従来からエポキシ樹脂が使
用されており、良好な成績を収めている。上記エポキシ
樹脂を用いた組成物としては、エポキシ樹脂と、エポキ
シ樹脂硬化剤としてのノボラック型フェノール樹脂と、
シリカ粉末等の無機質充填剤およびその他の添加剤等に
より構成されているものが半導体素子の封止作業（特に
トランスファー成形作業時の成形性）等に優れたものと
して官用されている。

しかしながら、半導体分野の技術革新によって集積度の
向上とともに素子サイズの大形化、配線の微細化が進み
、パッケージも小形軽量化、３形化する傾向にあり、こ
れに伴って封止材料に対してより以上の信頼性（得られ
る半導体装置の耐湿信頼性、耐熱衝撃信頼性、耐熱信頼
性等）の向上が要望されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような要求に対する解決策の１つとして、従来の封
止樹脂組成物中に合成ゴム成分や、シロキサン骨格を有
するオイル、レジンまたはゴムを添加して耐熱衝撃性（
耐クラツク性）等の特性を改善することが提案され、一
部で実施されている。しかしながら、このような封止樹
脂組成物を用いて半導体素子を封止した場合、耐熱衝撃
性等は改善されても、半導体素子およびリードフレーム
に対する密着性等が低下し、そのため耐湿信頼性の低下
を招くことになる。

この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、耐熱
信頼性、耐湿信頼性および耐熱衝撃信頼性に優れた半導
体装置の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するだめの手段］ 上記の目的を達成するため、この発明の半導体装置は、
少なくとも一部が下記の一般式（１）で表される多官能
エポキシ化合物からなるエポキシ樹脂主剤と、フェノー
ル樹脂硬化剤と、無機質充填剤と、１分子中に少なくと
も２個のマレイミド基を有するポリマレイミド化合物と
を含有したエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封
止するという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、耐熱性、耐湿性および耐熱衝
撃性にも優れた封止樹脂組成物を求めて一連の研究を重
ねた。その結果、上記一般式（ｒ）で表される多官能エ
ポキシ化合物を主成分とするエポキシ樹脂主剤を用い、
これとポリマレイミド化合物とを配合した封止樹脂組成
物を用いると、所期の目的を達成しうろことを見出しこ
の発明に到達した。

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、全部もしくは
一部が前記の一般式（１）で表される多官能エポキシ化
合物からなるエポキシ樹脂主剤を用いるものであり、こ
れと、ポリマレイミド化合物と、フェノール樹脂硬化剤
と、無機質充填剤等とを配合して得られるものであって
、通常、粉末状もしくはそれを打錠したタブレット状に
なっている。

上記エポキシ樹脂主剤の全部もしくは一部を構成する前
記の一般式（Ｉ）の多官能エポキシ化合物は、フェノー
ル類とヒドロキシベンツアルデヒドとを反応させて得ら
れる縮合物をエピクロルヒドリンによりグリシジル化す
ることにより得られる。このような分子構造にすること
により、架橋点が増え、架橋密度の高い構造物が得られ
るようになる。なお、上記多官能エポキシ化合物のみで
エポキシ樹脂主剤を構成してもよいし、それ以外の通常
用いられるエポキシ樹脂と併用するようにしてもよい。

通常用いられるエポキシ樹脂としては、タレゾールノボ
ラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノールＡ
型等の各種エポキシ樹脂があげられる。クレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂としては、通常、エポキシ当量１
８０〜２１０、軟化点５０〜１３０°Ｃのものが一般に
用いられる。このように両者を併用する場合には、上記
多官能エポキシ化合物はエポキシ樹脂主剤成分全体の５
０．０重量％（以下ｒ％」と略す）以上に設定すること
が好適である。すなわち、５０．０％未満であると耐熱
衝撃性向上の効果が得られにくいからである。

上記ポリマレイミド化合物としては、特に制限するもの
ではなく、例えば、下記の一般式（ｎ）で表されるＮ、
Ｎ’　−置換ビスマレイミド、下記の一般式（ＩＩ［）
、　　（ＩＶ）で表される、アルデヒド類と芳香族アミ
ンとから得られるポリアミンに無水マレイン酸を付加、
脱水環化して得られるボリマレイド等があげられる。

ＩＩ　　　　　　　ＩＩ （以下余白） 上記ポリマレイミド化合物の含有量は、封止樹脂組成物
中５〜７０％に設定することが好適である。より好適な
のは１０〜５０％である。すなわち、上記範囲外である
と、耐熱衝撃性に対する改善効果が不充分であるからで
ある。

上記フェノール樹脂硬化剤としては、ノボラック型フェ
ノール樹脂があげられ、例えば、フェノールノボラック
、〇−エチルフェノールノボラック、ｍ−エチルフェノ
ールノボラック、ｐ−エチルフェノールノボラック等が
特に好適に用いられる。これらノボラック型フェノール
樹脂の中でも軟化点が５０〜１５０°Ｃ９水酸基当量が
１００〜１５０のものを用いることが好ましい。なお、
フェノール樹脂硬化剤の配合量は、前記エポキシ樹脂主
剤のエポキシ当ｆｆｌ　（Ｘ）とフェノール樹脂の水酸
基当量（Ｙ）の比率を、０．５≦Ｘ／Ｙ≦１．５となる
ように設定するのが好ましい。

上記無機質充填剤としては、シリカ粉末、アルミナ、炭
酸カルシウム、石英ガラス粉末３珪石粉末、タルク、ク
レー、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウムおよび酸
化ベリリウム等があげられ、単独でもしくは併せて用い
られる。

なお、この発明に用いるエポキシ樹脂組成物には、必要
に応じて上記の成分以外に硬化促進剤。

離型剤、カップリング剤、！！Ｉｔ燃剤２着色剤および
その他の添加剤が適宜配合される。

上記硬化促進剤としては、三級アミン類、イミダゾール
類およびリン化合物等があげられ、単独でもしくは併せ
て使用される。

上記離型剤としては、従来公知のステアリン酸、パルミ
チン酸等の長鎖カルボン酸、ステアリン酸亜鉛、ステア
リン酸カルシウム等の長鎖カルボン酸の金属塩、カルナ
バワックス、モンタンワックス等のワックス類等があげ
られ、単独でもしくは併せて使用される。

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、例えば、つぎ
のようにして製造することができる。すなわち、上記の
成分原料を適宜配合しミキサー等により予備混合した後
、熱ロール機あるいはニーダ等の混練機にかけ加熱状態
で混練して溶融混合し、これを冷却固化した後、公知の
手段によって粉砕し、必要に応じて打錠するという一連
の工程により製造することができる。

このようなエポキシ樹脂組成物を用いての半導体封止は
特に限定されるものではなく、通常のトランスファー成
形等の公知のモールド方法により行うことができる。

このようにして得られる半導体装置は、極めて優れた信
頼性を有している。

（発明の効果〕 以上のように、この発明の半導体装置は、多官能エポキ
シ化合物およびポリマレイミド化合物を含仔する特殊な
エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子が樹脂封止され
ているため、耐熱信頼性おび耐湿信頼性はもちろん耐熱
街？性にも優れている。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〜５、比較例１，２〕 後記の第１表にしたがって、各原料を配合し、ミキシン
グロール基（ロール温度１００°Ｃ）で５分間溶融混練
を行い、冷却固化後粉砕し、目的とする粉末状のエポキ
シ樹脂組成物を得た。

（以下余白） 以上の実施例および比較例によって得られた粉末状のエ
ポキシ樹脂組成物を用い、半導体素子をトランスファー
成形でモールドする（温度１７５°Ｃ２２分間）ことに
より半導体装置を得た。このようにして得られた半導体
装置について、曲げ強度、ガラス転移温度、−５０°Ｃ
１５分〜１５０°Ｃ１５分の２００回の冷熱サイクルテ
スト（以下「ＴＣＴテスト」と略す）、１２１°Ｃ，２
気圧の条件下で１０ボルトのバイアスを印加してプレッ
シャークツカーバイアステスト（以下ｒＰＣＢＴテスト
」と略す）を行った。その結果を後記の第２表に示した
。なお、ガラス転移温度は粘弾性測定より求めた。

（以下余白） 第２表の結果から、実施別品は、曲げ強度が室温につい
ては、比較別品と大差はないものの、１８０　’Ｃのよ
うな高温においては、比較別品よりも著しくイ１れた結
果が得られており、高温時におけるパッケージの強度が
大幅に向上していることがわかる。さらに、実施別品は
ＰＣＢＴテストおよびＴＣＴテストの結果において双方
とも成績がよく、耐湿信顛性および耐熱衝撃性が著しく
向上していることがわかる。

特許出願人　日東電気工業株式会社 代理人　　弁理士　西　胚　征　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一部が下記の一般式（Ｉ）で表される
   多官能エポキシ化合物からなるエポキシ樹脂主剤と、フ
   ェノール樹脂硬化剤と、無機質充填剤と、１分子中に少
   なくとも２個のマレイミド基を有するポリマレイミド化
   合物とを含有したエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素
   子を封止してなる半導体装置。 ▲数式、化学式、表等があります▼（Ｉ） 上記式（Ｉ）において、Ｒは水素原子また は炭素数１〜６のアルキル基、ｎは０〜５の整数である
   。