JPS6097648A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6097648A
JPS6097648A JP58204680A JP20468083A JPS6097648A JP S6097648 A JPS6097648 A JP S6097648A JP 58204680 A JP58204680 A JP 58204680A JP 20468083 A JP20468083 A JP 20468083A JP S6097648 A JPS6097648 A JP S6097648A
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JP
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resin
resin composition
semiconductor device
epoxy
phenoxy
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Akio Nishikawa
西川 昭夫
Yasuhide Sugawara
菅原 泰英
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W74/00Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H10W74/40Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their materials
    • H10W74/47Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their materials comprising organic materials, e.g. plastics or resins

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高温高擺下においても、信頼性の高い動作が
可能な半導体装置に関する。
〔発明の背景〕
従来、樹脂封止型の半導体装置は、セラミックス封止型
の半導体装置に比べて、高温高湿状態(65〜85G、
95%相対湿度中、121 C。
2気圧過飽和水蒸気中)での動作信頼性の点で劣ってい
た。
樹脂封止型の半導体装置では、樹脂とリード線との隙間
、あるいは樹脂と半導体素子との界面に隙間が生じ、そ
の間隙を通じて外部から水分が浸入し、素子上のAt配
線、ポンディングベッド部などが、腐食し断線し易いた
めである。
そこで、この対策として素子表面のカップリング剤処理
によシ、樹脂との接着性を高める方法や、カンプリング
剤を配合した樹脂組成物で封止する方法などが提案され
ている。
しかし、これらの方法によっても、樹脂封止型半導体装
置の耐湿特性の充分な向上を達成するには至っていない
また、メモリ用Lf9Iなどに於いては、高密度高集積
度化のすう勢が著しく、1セルの電荷容量が益々小さく
なってきた。このために、パンケージ材料(例えば、封
止用樹脂組成物中のフィシ)に微量含まれているウラン
、トリウムから発生するα線エネルギによシ、セル中の
電荷容量の調節動作に不良を生ずる(ンフトエラー)問
題がある。
この対策としては、半導体素子及びリード線と、封止材
料との間に高純度のα線遮蔽材(例えばポリイミドなど
)を設けることが行なわれている。
しかし、α線遮蔽材は、半導体素子との密着性、接着性
に劣9、先に述べたAt配線の腐食防止の点で必ずしも
効果を上げるに至っていない。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体素子及びリード線上に、少なくともフ
ェノキシ樹脂を含む樹脂組成物、又は少なくともフェノ
キシ樹脂とへテロ環ポリマを含む樹脂組成物を被覆して
なる半導体装置、並びに、該被覆された半導体装置を、
さらに無機質充填材を含む樹脂組成物で封止してなる半
導体装置である。
本発明者等は、前に述べた従来の半導体装置の種々の問
題点を解決する為に、種々検討を重ねた結果、半導体素
子及びリード線上に、少なくともフェノキシ樹脂を含む
樹脂組成物を被覆し、ついで無機質充填材を含む樹脂組
成物で封止することによシ、高温・高湿状態に長時間放
置した後も、信頼性の高い動作が可能な樹脂封止型半導
体装置を得ることが出来ることを見出し、本発明をなす
に至った。
本発明において用いうる、フェノキシ樹脂としては、例
えばEncyclopedia of Polymer
 本1Science and ’、[’echnol
ogy+Volume、 io、page111〜12
2.6るいは、Lee Stoffeg Nevill
e著;新しい耐熱性高分子(東京化学同人) page
17〜63、(1971)に記載されている樹脂を指し
、代表的なものとしては、式 で表わされる樹脂があげられる。商業的に入手出来るフ
ェノキシ樹脂としては、C1ba productsC
Ol、+7)Araldite 488g−32、Ar
aldite 488N−40、Union Carl
)ide plastics Co、、のpm PKH
A、PKHCXPAHJ、 PKHSシリーズ、PRD
Aシリーズ、pow Chemical Go、のり、
E、FL 686MK40、DER684、MI(40
、Jones−Dal)ney Co、、のEpi−R
ez 2287 、She I I Chomtica
I Co、のEponol 53−T7−32、Epo
noJ53−40XEponol 55 I/−32,
Epono155−B−40などがある。
また、本発明において用いうる。ペテロ環ポリマとして
は、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリベンズ
チアゾール、ポリオキサジアゾール、ポリピラゾール、
ポリキノキサリン、ポリチアゾール、ポリテトラアゾピ
レン、ポリ−4−フェニル−1,2,4−)IJアゾー
ル、ポリキナゾリンジオン、ポリベンゾオキザジソジオ
ンなどがある。また、上記へテロ環ポリマの骨格中に、
アミド結合、エステル結合、エーテル結合、スルフィド
結合、スルホン結合、ウレタン結合、シロキサン結合な
どを含むことも出来る。
上記のへテロ環ポリマの中でも、特に閉環状態で溶媒へ
の溶解性の大きなポリマ、例えば付加型ポリイミドなど
は、半導体素子上への被覆処理時に、反応(例えば脱水
縮合反応)に伴なう副生物が殆んどなく、素子表面への
応力が少なくなることから、At配線の腐食を抑制する
上で好ましい。
また、本発明において用いうる、カップリング剤として
は、エボキシシ2ン、アミノシラン、メルカプトシラン
、フルオロシラン、ビニルシランなど公知のシラン系カ
ンプリング剤、アルミニウム、チタン、ジルコニウムな
どの金属アルコキナイドあるいはキレート系の公知のカ
ンプリング剤、などがある。
本発明において用いることが出来る封止用樹脂組成物と
しては、例えば、エボキク樹脂、フェノール樹脂、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、付加型ポリイミド樹
脂、シリコーン樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、
フッ素樹脂、ポリフエニレンスルフイド、ポリアミド、
ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロ
ピレンなどがある。
これらの中でも、エポキシ樹脂組成物は封止用樹脂組成
物として有用である。
エホキシ樹脂としては、例えばビスフェノールAのジグ
リシジルエーテル、ブタジエンジエポキサイド、3.4
−エポキシシクロヘキシルメチル−(3,4−エポキシ
)シクロヘキサンカルボキシレート、ビニルシクロヘキ
サンジオキシ)”、4゜4′−ジ(1,2−エポキシエ
チル)ジフェニルエーテル、4.4’−(1,2−エポ
キシエチル)ビフェニル、2.2−ビス(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)プロパン、レゾルシンのグリシジ
ルエーテル、フロログルシンのジグリシジルエーテル、
メチルフロログルシンのジグリシジルエーテル、ビス−
(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、2−(
3,4−エポキシ)シクロヘキサン−5,5−スピロ(
3,4−エポキシ)−シクロヘキサン−m −ジオキサ
ン、ビx−(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキ
シル)アジベ−)、N+ N’−m−フx=vンビス(
4,5−エポキシ−1,2−シクロヘキサン)ジカルボ
キシイミドなどの2官能のエポキシ化合物、パラアミノ
フェノールのトリグリシジルエーテル、ポリアリルグリ
シジルエーテル、1.3.5−)す(1,2−エポキシ
エチル)ベンゼン、212’14.4′−テトラグリシ
ドキシベンゾフェノン、テトラグリシドキシテトラフェ
ニルエタン、フェノールホルムアルデヒドノボランクの
ポリグリシジルエーテル、グリセリンのトリグリシジル
エーテル、トリメチロールプロパンのトリグリシジルエ
ーテルなど3官能以上のエポキシ化合物が用いられる。
その硬化剤としては、各種のフェノール系化合物とアル
デヒド系化合物とを、酸性もしくは塩基性触媒の存在に
おいて、付加縮合反応させることによシ生成される樹脂
類が使用され、特にフェノール、クレゾールなどとホル
ムアルデヒドとを用いて、酸性触媒反応によって合成さ
れるノボラック樹脂が有用である。
さらに、エポキシ樹脂組成物の硬化反応を促進する目的
で各種の触媒を添加することができ、この触媒としては
、例えばトリエタノールアミン、テトラメチルブタンジ
アミン、テトラメチルペンタンジアミン、テトラメチル
ヘキサンジアミン、トリエチレンジアミン及びジメチル
アニリン等の第3級アミン、ジメチルアミンエタノール
及びジメチルアミノペンタノール等のオキシアルキルア
ミンならびにトリス(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル及びメチルモルホリン等のアミン類を適用することが
できる。
又、同じ目的で、触媒として、例えばセチルトリメチル
アンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムアイオ
ダイド、トリメチルドデシルアンモニウムクロライド、
ベンジルジメチルラド2デシルアンモニウムクロライド
、ペンジルメチルパルミチルアンモニウムクロライド、
アリルドデシルトリメチルアンそニウムブロマイド、ベ
ンジルジメチルステアリ≠ルアンモニウムブロマイド、
ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド及びベン
ジルジメチルテトラデシルアンモニウムアセテート等(
第4級アンモニウム塩を適用することができ、更には、
2−ウンデシルイミダゾール、2−メチルイミダゾール
、2−エチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾ
ール、2−メチル−4−メチルイミダゾール、1−ブチ
ルイミダゾール、1−プロピル−2−メチルイミダゾー
ル、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シア
ノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアンエチル
−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアンエチル−2
−フェニルイミダゾール、1−アジン−2−メチルイミ
ダゾール及び1−アジン−2−ウンデシルイミダゾール
等のイミダゾール化合物あるいは又、トリフェニルホス
フィンテトラフェニルポレート、トリエチルアミンテト
ラフェニルボレート、N−メチルモルホリンテトラフェ
ニルボレート、ピリジンテトラフェニルボレート2−エ
チル−4−メチルイミダゾールテトラフェニルボレート
及び2−エチル−1,4−ジメチルイミダゾールテトラ
フェニルボレート等のナト2フエニルボロン塩等が有用
である。
上記の触媒はその2種以上を併用することもでき、その
量は、多官能エポキシ化合物(A)100に対して、重
量比で、0.01〜zOの範囲で用いればよい。
また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、その用途、1
吏用目的に応じて、例えば炭酸カルシウム、シリカ、ア
ルミナ、チタニア、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミ
ニウム、ケイ酸ジルコニウム、ジルコン、ガラス、メル
ク、マイカ、黒鉛、アルミニウム、銅、鉄などの粉末や
短繊維状充填剤、脂肪酸及びワックス類等の離型剤、エ
ポキシシラン、ビニルシラン、ボラン系化合物及ヒアル
キルチタネート系化合物等のカンプリング剤、そしてさ
らに、アンチモンやリンの化合物及びノ・ロゲン含有化
合物のような難燃剤を加えることができる。
本発明の一樹脂組成物は、上記した成分をロール、ニー
ター、コニーター、−*iはへ/シェルミキサー等を用
いて加熱(約70〜80C)混練することによって調製
される。また、成分化合物が固体である場合には、微粉
化した後混合するトライブレンド法によって配合するこ
ともできる。得られた組成物は約150〜200Cの温
度で短時間に硬化できる。
実施例1〜4 500mtの三角フラスコ中に、zsomzのN−メチ
ルヒロリドンを採シ、フェノキシ樹脂PKHH(ユニオ
ン・カーバイド社製)を第1表に記した所定配合量を加
え、加熱攪拌して溶解し、4種類のフェノキシ樹脂溶液
を作成した。
次いで、これらのそれぞれの溶液に、付加型ポリイミド
としてケルイミドに601(ローン・ブーラン社製、ビ
スマレイミド・アミン付加物)おるいはアルミニウムキ
レートカップリング剤ALCH−TR,(用研ファイン
ケミカル社製・)をそれぞれ別個に所定量添加して溶解
させ被覆用組成物を得る。
次いで、64にピットD−RAMメモリ用LSI(16
ピン)の素子及びリード線(ワイヤボンディングを含む
)上に、上記被覆用組成物の溶液を滴下した。その後、
100Cで1時間、200Cで1時間、250Cで30
分加熱を続け、素子上に30〜60μmの厚さの被覆膜
を得た。
次いで、少なくともフェノキシ樹脂を含6組成物で被覆
された上記メモリ用LSI素子は、下記のエポキシ樹脂
組成物で、トランスファ成形(180C17CI K9
/ an” 、1.5分成形)によシ封止され、樹脂封
止型半導体装置を得た。それぞれ100ケのLSIにつ
いて耐湿信頼性を評価した。
結果を第1表に記した。なお、比較の為にフェノキシ樹
脂を含まない樹脂組成物を用いたものも比較例として表
1に記載した。
一封土用エボキシ樹脂組成物の作成− エポキシ樹脂として、ECN1273 (チバ社製、エ
ポキシ当量、225)100重量部、硬化剤として1(
P−607N(ノボラック型フェノール樹脂、日立化成
社製)55重量部、触媒として、トリフェニルホスフィ
ン2重量部、難燃化材として、赤リン3.7重量部、カ
ンプリング剤として、エポキシシランKBM303(信
越化学社製)、フィンとして、溶融石英ガラス粉、40
0重量部、疎水性シリカN1psil S S −3O
S (日本シリカニ業社製)70重量部、l!lIl型
剤として、ステアリン酸5重量部、着色剤として、カー
ボンブランク2重量部を配合した。次いで、70〜85
Cの2本ロールで7分間加熱混練した後、冷却し、粗粉
砕して、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を作成した。
実施例5.6 2ケのsoomzの三角フラスコ中に、それぞれ別個に
125m/、のN−メチルピロリドンヲ採シ、これにP
KHHIO重量部を加え、加熱攪拌してフェノキシ樹脂
溶液を作成した。
これらの溶液に、ポリイミド・イソインドロキナリシン
ジオン(日立化成社製、PIQ)の15重量%N−メチ
ルビ日リドン溶液、イミドシリコーンの15重量%N−
メチルピロリドン溶液をそれぞれ135mt添加して、
2種類の被覆用組成を得た。
以下、実施例1と同様にして、樹脂封止型のメモリ用L
SI (64にピントD−RAM)それぞれ100ケを
得た。これらについては、実施例1と同様の方法で耐湿
信頼性を評価した。なお、比較の為PKHHを含まなり
樹脂溶液を用いて、同様に樹脂封止型のメモリLSIを
作成し、同様の方法で評価した。結果を第2表に記した
第2表 実施例7,8 2ケの500mtのフラスコ中に、それぞれ別個に12
5mt(DN−メチルピロリドンを採シ、これにPKH
HIO重量部を加え、加熱攪拌してフェノキシ樹脂溶液
を作成した。
これらの溶液に、ポリイミド前駆体(ビフェニルテトラ
カルボン酸とp−フェニレンジアミンとからなるポリア
ミック酸重合体)を、3重量部と30重量部をそれぞれ
別個に加えた。ポリイミド前連体tl−30重量部加え
た系には、更KN−メチルピロリドンを140mt添加
した。
以下、被覆膜形成の処理条件が100C,1時間+20
0C,1時間+300C,1時間と異なる他は、実施例
1と同様にして、樹脂封止型メモリ用LSI (64に
ビットD−RAM)それぞれ100ケを得た。これらに
ついては、実施FJIと同様の方法で耐湿信頼性を評価
した。その結果を第3表に記した。
第 3 表 〔発明の効果〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体素子及びリード線上に、少なくともフェノキ
    シ樹脂を含む樹脂組成物を被覆してなる半導体装置。 2、半導体素子及びリード線上に、少なくともフェノキ
    シ樹脂とへテロ環ポリマを含む樹脂組成物を被覆してな
    る特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 3、ペテロ項ポリマが、付加型ポリイミドである特許請
    求の範囲第2項記載の半導体装置。 4、半導体素子及びリード線上に、少なくともフェノキ
    シ樹脂とへテロ環ポリマ及びカンプリング剤を含む樹脂
    組成物を被覆してなる特許請求の範囲第1項記載の半導
    体装置。 5、半導体素子及びリード線上に、少なくともフェノキ
    シ樹脂を含む樹脂組成物を被覆し、ついで無機質充填材
    を含む樹脂組成物で封止してなる半導体装置。
JP58204680A 1983-11-02 1983-11-02 半導体装置 Granted JPS6097648A (ja)

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JPH0348660B2 JPH0348660B2 (ja) 1991-07-25

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55143056A (en) * 1979-04-26 1980-11-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd Manufacture of wiring structure for electronic circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55143056A (en) * 1979-04-26 1980-11-08 Sumitomo Bakelite Co Ltd Manufacture of wiring structure for electronic circuit

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