JPH0286149A - 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、信鯨性、特に耐湿信頼性に優れ、かつ表面
の変色が防止された半導体装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ダイオード、トランジスタ、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素
子は、一般に、エポキシ樹脂を主成分とした樹脂組成物
によって封止され装置化されている。上記エポキシ樹脂
は、電気特性６機械特性耐薬品性等に優れており、かつ
安価で経済的にも優れていることから、信頼性の高い封
止材料として半導体素子の封止に広く利用されている。

このようなエポキシ樹脂を主成分とした樹脂組成物には
各種の硬化剤が用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、最近では、半導体装置は、その種類、用途に
応じて様々な色に着色された封止樹脂で封止され使い分
けされる傾向にある。しかしながら、エポキシ樹脂組成
物を用いて封止された半導体装置のあるものでは、その
封止樹脂の表面が熱光、酸素等の影響を受は易く容易に
酸化反応を引き起こし、その結果、変色する。このため
、せっかく封止樹脂を着色して用途等を識別し易くして
も、上記酸化反応に起因する封止樹脂の変色が生起する
と、封止樹脂に施した着色がぼやけるため、半導体装置
の色にもとづく区別が困難になるという問題を有してい
る。さらに、上記酸化反応により封止樹脂が劣化し耐湿
性が低下するという問題も生じる。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、酸
化反応による変色が防止され、かつ耐湿信転性に優れた
半導体装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、この発明の半導体装置は、
下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するエポキシ樹脂組成
物を用いて半導体素子を封止するという構成をとる。

（Ａ）エポキシ樹脂。

（Ｂ）フェノール樹脂。

（Ｃ）オクタデシル−３−（３’　　５’−ジーｔ、ｅ
ｒｔ、−ブチルー４′−ハイドロフェニル）−プロピオ
ネート、２，６ −ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチル フェニル、β−ナフトール、フェニル −α−ナフチルアミンからなる群から 選ばれた少なくとも一つの酸化防止剤。

（作用） すなわち、本発明者らは、封止樹脂の酸化反応による変
色の防止を目的として、従来から用いられているエポキ
シ樹脂組成物中の各成分を中心に研究を重ねた。その結
果、封止樹脂の酸化反応にはエポキシ樹脂組成物中の硬
化剤であるフェノール樹脂が酸化反応に大きく↓響して
いることを突き止めた。そして、さらに研究を重ねた結
果、上記フェノール樹脂が関与する酸化反応を防止する
ため上記のような酸化防止剤を配合すると、封止樹脂の
酸化反応が生じず、その結果、封止樹脂表面の変色が防
止されると同時に、樹脂硬化体の劣化が防止され上記劣
化にもとづく半導体装置の耐湿信頬性の低下が阻止され
る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、エポキシ樹脂
（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）と酸化防止剤（
Ｃ成分）とを用い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Ａ成分となるエポキシ樹脂は、特に制限するもので
はなく、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。

ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等、従来から半導体装
置の封止樹脂として用いられている各種エポキシ樹脂が
あげられ、単独でもしくは併せて用いられる。上記エポ
キシ樹脂の中でも、エポキシ当量１７０〜３００．軟化
点６５〜９０のノボランク型エポキシ樹脂が好結果をも
たらし、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂
、タレゾールノボラック型エポキシ樹脂等があげられる
。

上記エポキシ樹脂とともに用いられるＢ成分のフェノー
ル樹脂は、上記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するも
のであり、フェノールノボラック樹脂、タレゾールノボ
ラック樹脂等が好適に用いられる。これらのノボラック
樹脂は、軟化点が５０〜１１０°Ｃ１水酸基当量が７０
〜１５０°Ｃのものを用いることが好ましい。

上記Ａ成分のエポキシ樹脂とＢ成分のフェノール樹脂と
の配合比は、上記エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量当
たりフェノール樹脂中の水酸基が０、５〜１．５当量の
範囲になるように配合することが好ましい。すなわち、
エポキシ樹脂とフェノール樹脂の配合比が上記範囲を外
れると、エポキシ樹脂組成物の硬化性が劣る傾向がみら
れるからである。

上記Ｃ成分の特殊な酸化防止剤は、Ｂ成分のフェノール
樹脂の酸化防止剤として作用するものであり、例えば、
下記の弐■〜■に示すものが、単独でもしくは併せて使
用される。

■オクタデシルー３−（３’　　５’−ジーｔｅｒｔ、
−７’チルー４′−ハイドロフェニル）−プロピオネー
ト Ｃ（ＣＨ３）３ ■２，６−ジーｔｅｒｔ−ブチルー４−メチルフェニル 凸ｌ ■β−ナフトール ■フェニルーα−ナフチルアミン このようなＣ成分の特殊な酸化防止剤の含有量は、エポ
キシ樹脂組成物中の有機成分（Ａ＋Ｂ）１００重量部（
以下「部」と略す）に対して３〜６部の範囲になるよう
に設定することが好ましい。

なお、この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物には、
上記各成分以外に必要に応じて硬化促進剤、離型剤１着
色剤、充填剤、シランカップリング剤等が用いられる。

上記硬化促進剤としては、三級アミン、四級アンモニウ
ム塩、イミダヅール類、有機すン系化合物およびホウ素
化合物等を単独でもしくは併せて用いることが行われる
。

上記離型剤としては、公知のステアリン酸、カルナバワ
ックス、モンタンワックス等のワックス類等を用いるこ
とができる。

上記充填剤としては、シリカ粉末等が適宜に用いられる
。なお、上記充填剤の含有量はエポキシ樹脂組成物全体
の６０〜８０重量％の範囲内に設定することが好ましい
。

この発明に用いられ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Ａ−Ｃ成分原料と、必要に応じて硬化促
進剤、離型剤５着色剤、充填剤、シランカップリング剤
等その他の添加剤を適宜配合する。

つぎに、この配合物をミキシングロール機等の混練機に
かけて加熱状態で混練して溶融混合し、これを室温に冷
却したのち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目的とするエポキシ樹脂
組成物を得ることができる。

このようなエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の
封止は特に限定するものではなく、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、特殊な酸化防止
剤を含有するエポキシ樹脂組成物で封止されているため
、封止樹脂表面において酸化反応を生じず、よって酸化
反応に起因する変色が防止され、かつ封止樹脂硬化体の
劣化が抑制され耐湿信頼性に富むようになる。

（発明の効果） 以上のように、この発明の半導体装置は、酸化防止剤を
含有する特殊なエポキシ樹脂組成物によって樹脂封止さ
れているため、封止樹脂表面において酸化反応が生じず
、その結果、酸化反応に起因する変色を防止することが
できる。したがって、種類、用途に応じて各種の色に着
色された半導体装置の封止樹脂では、その着色が変色に
よってぼやけることがない。また、封止樹脂表面の劣化
に伴う耐湿性の低下が防止され、耐湿信頼性が確保され
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１〜９、比較例１．２］ 後記の第１表に示す原料を準備し、同表に示す割合で各
成分原料を配合し、ミキシングロール機（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。なお、酸化
防止剤は、■オクタデシルー３−　（３’　、５’−ジ
ーｔｅｒｔ−ブチルー４′−ハイドロフェニル）プロピ
オネート、■２．６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチ
ルフェニル、■β−ナフトール、■フェニルーα−ナフ
］１ チルアミン、■ンＣ−ｅ　　（ベンゾフェノン）を用い
た。

（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てスパイラルフロー、ゲルタイ
ムの成形性および線膨張係数、ガラス転移温度１曲げ弾
性率１曲げ強度２体積抵抗率の一般物性を測定し、その
結果を第２表に示した。なお、スパイラルフローはＥＭ
ＭＩ−６６、ゲルタイムはＪＩＳ−に−５９６６に準拠
して測定した。また、線膨張係数３ガラス転移温度は、
Ｔｈｅｒｍａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎａｌｙｓ
ｉｓ　　（ＴＭＡ、理学電機社製）にて測定し、曲げ弾
性率１曲げ強度は、テンシロン万能試験機（東洋ボール
ドウィン社製）にて測定した。

つぎに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（温度１７５°Ｃ×圧力
１０　ｋｇ／ｍｍ２）でモールドした後、１７５°ＣＸ
５　ｈ　ｒで硬化させる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、プレッシ
ャークツカー状態（１２１°ＣＸ２ａｔｍＸ１００％Ｒ
Ｈ）に放置し、アルミニウム電極部の腐食の有無を観察
するＰＣＴテストを行った。また、２００　’Ｃで５時
間放置した後の封止樹脂の表面の変色具合を目視により
判定した。その結果を上記エポキシ樹脂組成物の物性と
併せて第２表に示した。

（以下余白） 第２表の結果から、実施例品、比較測高とも成形性およ
び一般物性はかわらないが、それ以外の試験項目におい
て、実施測高は変色が防止され、かつ比較測高に比べて
耐湿信頼性が著しく向上していることがわかる。

特許出願人　　日東電工株式会社 代理人　弁理士　四　秘　征　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するエポキシ樹
   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
   。 （Ａ）エポキシ樹脂。 （Ｂ）フェノール樹脂。 （Ｃ）オクタデシル−３−（３′、５′−ジ−ｔｅｒｔ
   −ブチル−４′−ハイドロ フェニル）−プロピオネート、２．６ −ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチル フェニル、β−ナフトール、フェニル −α−ナフチルアミンからなる群から 選ばれた少なくとも一つの酸化防止剤。