JPH0635517B2 - 半導体封止樹脂 - Google Patents
半導体封止樹脂Info
- Publication number
- JPH0635517B2 JPH0635517B2 JP60262765A JP26276585A JPH0635517B2 JP H0635517 B2 JPH0635517 B2 JP H0635517B2 JP 60262765 A JP60262765 A JP 60262765A JP 26276585 A JP26276585 A JP 26276585A JP H0635517 B2 JPH0635517 B2 JP H0635517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filler
- resin
- particles
- particle size
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高密度集積回路（以下、ＬＳＩという）や超高
密度集積回路（以下、ＶＬＳＩという）などの半導体装
置を封止するための封止樹脂に関する。
密度集積回路（以下、ＶＬＳＩという）などの半導体装
置を封止するための封止樹脂に関する。
［従来の技術およびその問題点］ 半導体装置の樹脂封止は半導体チップ（以下、チップと
いう）を外部からの機械的衝撃や湿気、ごみ、熱などか
ら保護するために従来よりなされているが、近年半導体
装置の樹脂封止の方法はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂
を用いた低圧トランスファー成形法が主流となってきて
おり、前記低圧トランスファー成形法に用いられる封止
用樹脂には、チップとチップを搭載するリードフレーム
との熱膨張係数の差によって生じる成形応力を緩和させ
るため、あるいは封止樹脂の機械的、熱的特性を向上さ
せるためにシリカやアルミナなどの無機粉末がフィラー
として添加されている。
いう）を外部からの機械的衝撃や湿気、ごみ、熱などか
ら保護するために従来よりなされているが、近年半導体
装置の樹脂封止の方法はエポキシ樹脂やシリコーン樹脂
を用いた低圧トランスファー成形法が主流となってきて
おり、前記低圧トランスファー成形法に用いられる封止
用樹脂には、チップとチップを搭載するリードフレーム
との熱膨張係数の差によって生じる成形応力を緩和させ
るため、あるいは封止樹脂の機械的、熱的特性を向上さ
せるためにシリカやアルミナなどの無機粉末がフィラー
として添加されている。
ところが、最近のチップ表面に形成される各種素子やア
ルミ配線などの超微細加工技術の大幅な躍進により、Ｌ
ＳＩやＶＬＳＩが超微細化あるいは高集積化なされる結
果、これらの半導体装置は外部の刺激に一層鋭敏とな
り、従来ほとんど何の影響も与えなかった樹脂に含まれ
ているフィラーの角から生じるストレスがチップ表面の
素子や配線に変形やミクロクラックなどのダメージを与
え、チップの機能に悪影響を及ぼすと言う問題が発生し
てきている。
ルミ配線などの超微細加工技術の大幅な躍進により、Ｌ
ＳＩやＶＬＳＩが超微細化あるいは高集積化なされる結
果、これらの半導体装置は外部の刺激に一層鋭敏とな
り、従来ほとんど何の影響も与えなかった樹脂に含まれ
ているフィラーの角から生じるストレスがチップ表面の
素子や配線に変形やミクロクラックなどのダメージを与
え、チップの機能に悪影響を及ぼすと言う問題が発生し
てきている。
すなわち、今日超微細化あるいは高集積化されたＬＳＩ
やＶＬＳＩの配線幅は約１〜３μｍ程度であるのに対
し、第１図に示すように封止樹脂中に存在するフィラー
４の粒径は最大でストークス径に換算した場合、１５０
〜２００μｍ程度にも達し（ただし、金型のゲートの開
口寸法以上、すなわち粒径が約２００μｍ以上の粒子は
存在しない）、しかも角ばった形状を有しているので、
その角がチップ表面の微細な各種素子や配線を保護して
いるパッシベーション膜に接触した場合、該フィラー粒
子の角は周囲のマトリックス樹脂の成形収縮により、チ
ップの表面へ強く押し出されるので、その応力がこの角
に集中し、とくにフィラーの粒子の粒径が大きい場合、
その応力は著しく大きくなり、非常に薄いパッシベーシ
ョン膜を破壊したりあるいは圧縮、せん断による応力
が、素子や配線を切断したり、変形させるなどのダメー
ジを与え、チップの誤動作や耐湿不良などの問題を生起
する。
やＶＬＳＩの配線幅は約１〜３μｍ程度であるのに対
し、第１図に示すように封止樹脂中に存在するフィラー
４の粒径は最大でストークス径に換算した場合、１５０
〜２００μｍ程度にも達し（ただし、金型のゲートの開
口寸法以上、すなわち粒径が約２００μｍ以上の粒子は
存在しない）、しかも角ばった形状を有しているので、
その角がチップ表面の微細な各種素子や配線を保護して
いるパッシベーション膜に接触した場合、該フィラー粒
子の角は周囲のマトリックス樹脂の成形収縮により、チ
ップの表面へ強く押し出されるので、その応力がこの角
に集中し、とくにフィラーの粒子の粒径が大きい場合、
その応力は著しく大きくなり、非常に薄いパッシベーシ
ョン膜を破壊したりあるいは圧縮、せん断による応力
が、素子や配線を切断したり、変形させるなどのダメー
ジを与え、チップの誤動作や耐湿不良などの問題を生起
する。
上記のようなエッジストレスを緩和するためには、フィ
ラーの粒子の粒径を小さくしたり、あるいはフィラーの
粒子の形状を丸くするなどの方法が有効である。
ラーの粒子の粒径を小さくしたり、あるいはフィラーの
粒子の形状を丸くするなどの方法が有効である。
しかしながら、封止樹脂の熱膨張係数を低減させたり、
機械的、熱的特性を向上させるためには多量のフィラー
を充填させる必要があり、そのためには大きな粒子から
非常に小さな粒子まで幅広い粒度分布を有するフィラー
が好ましく、またそのようなフィラーを含有する封止樹
脂は成形時における流動性も良好でまた金型のエアベン
トからの樹脂の流出によるバリの生成の防止などにも有
効である。したがってこの場合当然大きな粒径を有する
粒子を含有することとなるので、コスト面、実用面をも
含めて上記した種々のメリットを有する従来のフィラー
でも、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体の封止樹脂として
は適用することができない。
機械的、熱的特性を向上させるためには多量のフィラー
を充填させる必要があり、そのためには大きな粒子から
非常に小さな粒子まで幅広い粒度分布を有するフィラー
が好ましく、またそのようなフィラーを含有する封止樹
脂は成形時における流動性も良好でまた金型のエアベン
トからの樹脂の流出によるバリの生成の防止などにも有
効である。したがってこの場合当然大きな粒径を有する
粒子を含有することとなるので、コスト面、実用面をも
含めて上記した種々のメリットを有する従来のフィラー
でも、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体の封止樹脂として
は適用することができない。
そこでフィラーのエッジストレスを緩和するためにフィ
ラーの粒子を丸くする方法が考えられるが、とくに微粒
子の場合、きわめて技術的に困難であり、コスト面およ
び実用性の面で大きな問題がある。
ラーの粒子を丸くする方法が考えられるが、とくに微粒
子の場合、きわめて技術的に困難であり、コスト面およ
び実用性の面で大きな問題がある。
一方、大きな粒子を除去し、微粒子のフィラーを用いる
方法は、フィラーの封止樹脂中への分散が困難であり、
また流動性の大幅な低下、金型のエアーベントからの成
形樹脂の流出によるバリの生成による生産性、歩留りの
低下、すなわち金型に付着したバリの除去の際に要する
むだな時間やバリの除去が不完全な場合、つぎのシヨッ
トのときにバリをかみ、外観不良になるなど大きな問題
を生起する。
方法は、フィラーの封止樹脂中への分散が困難であり、
また流動性の大幅な低下、金型のエアーベントからの成
形樹脂の流出によるバリの生成による生産性、歩留りの
低下、すなわち金型に付着したバリの除去の際に要する
むだな時間やバリの除去が不完全な場合、つぎのシヨッ
トのときにバリをかみ、外観不良になるなど大きな問題
を生起する。
［発明が解決しようとする問題点］ そこで本発明者らはかかる問題点を解決しうる半導体封
止樹脂をうるべく鋭意研究を重ねたところ、丸い形状を
有する大きな粒子と通常の破砕により生じた細かい粒子
とを混合し調製したフィラーを含有する封止樹脂を用い
て半導体を封止した場合、チップの誤動作、耐湿不良な
どの信頼性の低下や生産性、歩留りの低下のない優れた
半導体封止樹脂がえられることを見出し、本発明を完成
するに至った。
止樹脂をうるべく鋭意研究を重ねたところ、丸い形状を
有する大きな粒子と通常の破砕により生じた細かい粒子
とを混合し調製したフィラーを含有する封止樹脂を用い
て半導体を封止した場合、チップの誤動作、耐湿不良な
どの信頼性の低下や生産性、歩留りの低下のない優れた
半導体封止樹脂がえられることを見出し、本発明を完成
するに至った。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る半導体封止樹脂は、粒子径が２００μｍ
以下１０μｍ以上の範囲にある球状粒子からなる粒子群
と粒子径が２０μｍ未満の範囲にある破砕粒子からなる
粒子群とで構成されたフィラーを含有するものである。
以下１０μｍ以上の範囲にある球状粒子からなる粒子群
と粒子径が２０μｍ未満の範囲にある破砕粒子からなる
粒子群とで構成されたフィラーを含有するものである。
［作用および実施例］ この発明に係る半導体封止樹脂は、上記の様な構成であ
るので、マトリックス樹脂へのフィラーの分散を十分行
うことができ、また流動性の大幅な低下を防止し、金型
のエアーベントからの成形樹脂の流出によるバリの生成
による生産性や歩留りの低下を防止しつつ、フィラーの
エッジストレスを緩和することができる。
るので、マトリックス樹脂へのフィラーの分散を十分行
うことができ、また流動性の大幅な低下を防止し、金型
のエアーベントからの成形樹脂の流出によるバリの生成
による生産性や歩留りの低下を防止しつつ、フィラーの
エッジストレスを緩和することができる。
第１表はこの発明のフィラーを含有するエポキシ封止樹
脂を用いて２５６ＫＤＲＡＭのＤＩＰ(Dual in-line pa
ckage)を試作し、その動作テストをおこなったときの動
作不良率を示す表である。
脂を用いて２５６ＫＤＲＡＭのＤＩＰ(Dual in-line pa
ckage)を試作し、その動作テストをおこなったときの動
作不良率を示す表である。
実施例２の封止樹脂のフィラーは粒径２０μｍ以上の場
合球状の粒子を、また粒径２０μｍ未満の場合破砕した
通常の形状を有する微粒子を使用したものである。
合球状の粒子を、また粒径２０μｍ未満の場合破砕した
通常の形状を有する微粒子を使用したものである。
また実施例１の封止樹脂のフィラーは粒径１０μｍ以上
の球状の粒子を使用したものである。
の球状の粒子を使用したものである。
通常の形状を有する粗粒子の最小粒径が２０μｍ以上で
ある場合、ＬＳＩやＶＬＳＩを樹脂封止したときに非常
に薄いパッシベーション膜を破壊したり、圧縮、せん断
による応力が素子や配線を切断したり、変形させるなど
のダメージを与え、チップの誤動作や耐湿不良などの問
題を生起するので好ましくない。
ある場合、ＬＳＩやＶＬＳＩを樹脂封止したときに非常
に薄いパッシベーション膜を破壊したり、圧縮、せん断
による応力が素子や配線を切断したり、変形させるなど
のダメージを与え、チップの誤動作や耐湿不良などの問
題を生起するので好ましくない。
したがって少なくとも粒径２０μｍ以上のフィラーを用
いる場合、その粒子の形状は球状に近いものを用いる必
要がある。
いる場合、その粒子の形状は球状に近いものを用いる必
要がある。
第１表の結果から、本発明の半導体封止樹脂は、該封止
樹脂中のフィラーによるエッジストレスなどの問題がな
く、かつ成形性、生産性、歩留り、コストなど実用上非
常に優れたものであることがわかる。
樹脂中のフィラーによるエッジストレスなどの問題がな
く、かつ成形性、生産性、歩留り、コストなど実用上非
常に優れたものであることがわかる。
また該フィラーは従来使用されているフィラーと同様に
流動性、成形性の点から、幅広い粒度分布を有している
ものを使用するのが好ましいが、使用するフィラーの最
大粒径は、成形金型のゲートの開口寸法から２００μｍ
程度であるのが好ましい。
流動性、成形性の点から、幅広い粒度分布を有している
ものを使用するのが好ましいが、使用するフィラーの最
大粒径は、成形金型のゲートの開口寸法から２００μｍ
程度であるのが好ましい。
該フィラーの材質としては従来から使用されているもの
を用いることができるが、その具体例としてはシリカ、
アルミナ、マグネシア、チツ化ホウ素、炭化ケイ素など
があげられ、これらのなかでもとくにシリカは純度、コ
ストの点で優れているので好ましい。
を用いることができるが、その具体例としてはシリカ、
アルミナ、マグネシア、チツ化ホウ素、炭化ケイ素など
があげられ、これらのなかでもとくにシリカは純度、コ
ストの点で優れているので好ましい。
また上記のような粒径が２０μｍ以上の比較的大きな粒
子であるフィラーの形状を球形とするためには、高温の
プラズマ中を落下させるなどの従来の方法をそのまま使
用しうるので、フィラー製造上何ら問題はなく、また封
止樹脂としてもその流動性、金型の摩耗についても従来
のフィラーよりも優れたものがえられる。
子であるフィラーの形状を球形とするためには、高温の
プラズマ中を落下させるなどの従来の方法をそのまま使
用しうるので、フィラー製造上何ら問題はなく、また封
止樹脂としてもその流動性、金型の摩耗についても従来
のフィラーよりも優れたものがえられる。
また本発明に用いる封止樹脂母材としては従来より使用
されているエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などを使用し
うるが、該樹脂中にはフィラーが３０〜９０重量％、と
くに５０〜８０重量％含まれているのが好ましい。
されているエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などを使用し
うるが、該樹脂中にはフィラーが３０〜９０重量％、と
くに５０〜８０重量％含まれているのが好ましい。
［発明の効果］ この発明に係る半導体封止樹脂は、粒子径が２００μｍ
以下１０μｍ以上の範囲にある球状粒子からなる粒子群
と粒子径が２０μｍ未満の範囲にある破砕粒子からなる
粒子群とで構成されたフィラーを含有するものであるか
ら、マトリックス樹脂へのフィラーの分散性や封止樹脂
の流動性を確保し、バリの発生を防止しつつ、フィラー
のエッジストレスを緩和することができるので、生産性
や歩留りが高く、誤動作や耐湿不良のない信頼性の高い
半導体装置を得ることができる。
以下１０μｍ以上の範囲にある球状粒子からなる粒子群
と粒子径が２０μｍ未満の範囲にある破砕粒子からなる
粒子群とで構成されたフィラーを含有するものであるか
ら、マトリックス樹脂へのフィラーの分散性や封止樹脂
の流動性を確保し、バリの発生を防止しつつ、フィラー
のエッジストレスを緩和することができるので、生産性
や歩留りが高く、誤動作や耐湿不良のない信頼性の高い
半導体装置を得ることができる。
第１図は従来の封止樹脂を用いて樹脂封止したＤＩＰ中
のフィラーの分布状態を説明するための半導体装置の断
面図である。 図において、１は半導体チップ、２はダイスパッド、３
は封止樹脂、４はフィラー、５及び６は金線、７及び８
はリードである。
のフィラーの分布状態を説明するための半導体装置の断
面図である。 図において、１は半導体チップ、２はダイスパッド、３
は封止樹脂、４はフィラー、５及び６は金線、７及び８
はリードである。
フロントページの続き (72)発明者 中川 治 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−124647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−102361（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】粒子径が２００μｍ以下１０μｍ以上の範
囲にある球状粒子からなる粒子群と粒子径が２０μｍ未
満の範囲にある破砕粒子からなる粒子群とで構成された
フィラーを含有することを特徴とする半導体封止樹脂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60262765A JPH0635517B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 半導体封止樹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60262765A JPH0635517B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 半導体封止樹脂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124143A JPS62124143A (ja) | 1987-06-05 |
| JPH0635517B2 true JPH0635517B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=17380275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60262765A Expired - Lifetime JPH0635517B2 (ja) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | 半導体封止樹脂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635517B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53102361A (en) * | 1977-02-18 | 1978-09-06 | Toray Silicone Co Ltd | Thermosetting resin composition |
| JPS60124647A (ja) * | 1983-12-09 | 1985-07-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 低放射線性エポキシ樹脂組成物 |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP60262765A patent/JPH0635517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62124143A (ja) | 1987-06-05 |
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