JPH0472323A - 封止用樹脂組成物および半導体封止装置 - 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】 ［発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、耐湿性、半田耐熱性、成形性に優れた封止用
樹脂組成物および半導体封止装置に関する。

（従来の技術） 近年、半導体、ＩＡ積回路の分野における高集積化、高
信頼性化の技術開発と同時に、半導体装置の実装工程の
自動化が推進されている。　例えば、フラットパッケー
ジ型の半導体装置を回路基板に取り付ける場合、従来は
リードビン毎に半田付けを行っていたが、最近は半導体
装置全体を２５０℃に加熱した半田浴に浸漬して、−度
に半田付けを行う方法が採用されている。

従来のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノールｍ脂およ
び無機質充填剤からなる樹脂組成物で封止した半導体装
！では、装置全体の半田浴浸漬を行うと耐湿性か低下す
るという欠点がある。　特に吸湿した半導体装置を半田
浴に浸漬すると、封止樹脂と半導体チップあるいは封止
樹脂とフレームとの間に剥がれが生じ、著しい耐湿劣化
をおこし、電極の腐食による断線や水分によるリーク電
流を生じ、長期間の信頼性を保証することかできないと
いう欠点かある。　このため、耐湿性の影響が少なく、
半導体装！全体の半田浴浸漬をしても耐湿劣化の少ない
成形性のよい側圧用樹脂の開発が強く要望されていた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の欠点を解消し、要望に応えるためにな
されたもので、吸湿の影響が少なく、特に半田浴浸漬後
の耐湿性および半田耐熱性に優れた成形性のよい封止用
樹脂組成物および半導体封止装置を提供しようとするも
のである。

「発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ね
た結果、イミド環を有する芳香族硬化剤を配合すること
によって、半田浴浸漬後の耐湿性および半田耐熱性か向
上し、かつ成形性がよくなることを見いだし、本発明を
完成したものである。

すなわち、本発明は、 （Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）次の構造式で示されるイミド環を有する芳香族硬
化剤及び δ （目し、式中、ｎは０又は１を表す） （Ｃ）無機質充填剤 を必須成分とし、ＦＭ脂組成物に対して前記（Ｃ）の無
機質充填剤を２５〜９０重量％含有してなることを特徴
とする封止用樹脂組成物、およびその封止用樹脂組成物
の硬化物により、半導体装置を封止してなることを特徴
とする半導体封止装置である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般に封止
用材料として使用されているものを広く包含することが
できる。　例えば、ビスフェノール型の芳香族系、シク
ロヘキサン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示
されるエポキシノボラック系の樹脂が挙げられる。

（但し、式中Ｒ１は水素原子、ハロゲン原子又はアルキ
ル基を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上
の整数をそれぞれ表す） これらのエポキシ樹脂は単独もしくは２種以上混合して
用いることができる。

本発明に用いる（Ｂ）イミド環を有する芳香族硬化剤と
しては、前記の構造式を有するものであればよく、分子
量、構造等に制限はなく広く使用できる。　この芳香族
硬化剤は、それ単独でもよいが、ノボラック型フェノー
ル樹脂及びこれらの変性樹脂と併用することもできる。

　芳香族硬化剤の配合割合は、前述したエポキシ樹脂の
エポキシ基（ａ　）と芳香族硬化剤又は芳香族硬化剤と
併用するノボラック型フェノール樹脂のフェノール性水
酸基＜ｂ）との当量比［（ａ）／（ｂ）コが０．１〜１
０の範囲内であることが望ましい、　当量比が０．１未
満もしくは１０を超えると、耐湿性、成形作業性および
硬化物の電気特性が悪くなり、いずれの場合も好ましく
ない。

本発明に用いる（Ｃ）無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレーマイカ、ベンガラ、ガラ
ス繊維等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混
合して使用する。

これらの中でも特にシリカ粉末やアルミナ粉末が好まし
く、よく使用される。　無機質充填剤の配合割合は、全
体の樹脂組成物に対して２５〜９０重量％である。　そ
の割合が２５重量％未満では、耐湿性、半田耐熱性、機
械的特性および成形性が悪くなり、また９０重１％を超
えるとカサバリが大きくなり成形性が悪く、実用に適さ
ない。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、特定の芳
香族硬化剤、無機質充填剤を必須成分とするが、本発明
の目的を損なわないかぎり、必要に応じて天然ワックス
類、合成ワックス類、直鎧脂肪酸の金属塩、酸アミド、
エステル類、パラフィン類などの離型剤、塩素化パラフ
ィン、ブロム化トルエン、ヘキサブロムベンゼン、二酸
化アンチモンなどの難燃剤、カーボンブラック、ベンガ
ラなどの着色剤、シランカップリング剤、種々の硬化促
進側等を適宜、添加配合することができる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として製造する場
合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、特定の芳香族硬化
剤、！！機質充填剤、その他の原料成分を所定の組成比
に選んで、ミキサー等によって十分均一に混合した後、
さらに熱ロールによる溶融混合処理、またはニーダ等に
よる混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大き
さに粉砕して成形材料とする。　そして、この成形材料
を電子部品或いは電気部品の封止に、また被覆、絶縁等
に適用し、優れた特性と信頼性を付与することができる
。

本発明の半導体封止装置は、上記のようにして得られた
封止用樹脂組成物を用いて半導体装置を封止することに
より容易に製造することができる。

封止の最も一般的な方法としては、低圧トランスファー
成形法があるが、射出成形、圧縮成形、注型等による封
止も可能である。　封止用樹脂組成物を封止め際に加熱
して硬化させ、最終的にはこの組成物の硬化物によって
封止された半導体封止装置が得られる。　加熱による硬
化は１５０℃以上の温度で加熱硬化させることが望まし
い、　封止を行う半導体装置としては、例えば集積回路
、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオ
ード等で、特に限定されるものではない。

（作用） 本発明において、イミド環を有する芳香族硬化剤を用い
たことによって目的とする特性が得られるものである。

　この芳香族硬化剤は封止用樹脂組成物の高温下におけ
る特性に優れ、また封止用樹脂組成物とリードフレーム
との密着性を向上させ、半田浴に浸漬しても耐湿性の劣
化を少なくすることができる。

（実施例） 次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明は、以下の実施例に限定されるものではない、　以下
の実施例および比較例において「％」とは「重量％」を
意味する。

実施例　１ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１
５）　１８％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７）　　９％、次の芳香族硬化剤０．３％ 溶融シリカ粉末７１％、エステル系ワックス０，３％お
よびシラン系カップリング剤０．４％を配合し、常温で
混合し更に９０〜９５℃で冷却固化した後、粉砕して成
形材料を製造した。　この成形材料を１７０℃に加熱し
た金型内にトランスファー注入し硬化させて成形品（封
止品）をつくった、　この成形品について耐湿性等の特
性を試験したので、その結果を第１表に示した。　特に
耐湿性において本発明の謬著な効果が認められた。

実施例　２ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１
５）　１９％に、ノボラック型フェノール樹脂（フェノ
ール当量１０７）　　９％、次の芳香族硬化剤を０．３
％ クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当ｊｌ　
２１５）　１９％にノボラック型フェノール樹脂（フェ
ノール当量１０７）　　９％、シリカ粉末７１％、硬化
促進剤０．３％、エステル系ワックス０３％およびシラ
ン系カップリング剤０４兇を実施例１と同様にして成形
材料を製造した。　この成形材料を用いて成形品とし、
成形品の諸特性について実施例１と同様にして試験を行
い、その結果を第１表に示した。

δ シリカ粉末７１％、エステル系ワックス０３％およびシ
ランカップリング剤０，４％を実施例１と同様に混合、
混線、粉砕して成形材料を製造した。

また実施例１と同様にして成形品をつくり耐湿性等の特
性試験を行ったので、その結果を第１表に示した。　耐
湿性において本発明の膠著な効果が認られた。

比較例 第１表 （単位） ネ１　　：ＪＩＳ−に−６９１１により測定。

＊２　：吸水率の試験と同じ成形品をつくり、これを　
１７５℃で８時間の後硬化を行い、適当な大きさのテス
トピースとし、熱機器分析装！を用いて測定した。

＊３：成形材料を用いて２本以上のアルミニウム配線を
有するシリコン製チップ（テスト用素子）を通常の４２
７０イフレームに接着し２１７５°Ｃで２分間トランス
ファー成形して５ｘ　１０ｘ　　１．５ｉｎのフラット
パッケージ型成形品をつくり、その後１７５℃で８時間
の後硬化を行った。　この成形品を予め４０℃、９０％
ＲＨ，１００時間の吸湿処理をした後、２５０℃の半田
浴に１０秒間浸漬した。　そのｔ！に１２７℃、２．５
気圧の飽和水蒸気中でｐｃＴを行い、アルミニウムの腐
食による断線を不良として評価した。

［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物は、半導体チップやリードフレームに
対する密着性が良いために、吸湿の影響が少なく、半田
浴に浸漬した後でも耐湿性に優れ、その結果、＠極の腐
食による断線や水分によるリーク電流の発生などを著し
く低減することができ、しかも長時間にわたって信頼性
を保証することができる。　また、２５０℃の半田浴浸
漬にもかかわらず、優れた半田耐熱性を示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）次の構造式で示されるイミド環を有 する芳香族硬化剤及び ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中、ｎは０又は１を表す） （Ｃ）無機質充填剤 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記 （Ｃ）の無機質充填剤を２５〜９０重量％含有してなる
   ことを特徴とする封止用樹脂組成物。 ２（Ａ）エポキシ樹脂、 （Ｂ）次の構造式で示されるイミド環を有 する芳香族硬化剤及び ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中、ｎは０又は１を表す） （Ｃ）無機質充填剤 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記 （Ｃ）の無機質充填剤を２５〜９０重量％含有した封止
   用樹脂組成物の硬化物により、半導体装置が封止されて
   なることを特徴とする半導体封止装置。