JP2002003704A - 封止用樹脂組成物および半導体封止装置 - Google Patents

封止用樹脂組成物および半導体封止装置

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JP2002003704A
JP2002003704A JP2000190416A JP2000190416A JP2002003704A JP 2002003704 A JP2002003704 A JP 2002003704A JP 2000190416 A JP2000190416 A JP 2000190416A JP 2000190416 A JP2000190416 A JP 2000190416A JP 2002003704 A JP2002003704 A JP 2002003704A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にPd・Pd−Au等のプレプレーティン
グフレームと、樹脂組成物との接着力を向上させ、半導
体封止装置の耐リフロー性を向上させ、リフロー後の耐
湿劣化を防止し、信頼性の高い半導体封止装置を提供す
る。 【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック型
フェノール樹脂、(C)o,o′−ジベンズアミドジフ
ェニルジスルフィドおよび(D)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)o,o′−ジ
ベンズアミドジフェニルジスルフィドを0.008〜
0.4重量%、また前記(D)無機質充填剤を25〜9
5重量%の割合で含有してなる封止用樹脂組成物であ
り、また、該組成物によって半導体チップが封止された
半導体封止装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Pd、Au、Ag
メッキを施したフレームを用いた半導体パッケージにお
いて耐リフロークラック性等の信頼性に優れたエポキシ
樹脂組成物および半導体封止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の半導体装置では、半田メッキに換
えて、PdやPd−Au等のプレプレーティングを施し
たフレームを採用した半導体パッケージが増加してい
る。
【0003】従来のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノ
ール樹脂及び無機質充填剤からなる樹脂組成物によって
封止したPdやPd−Au等のプレプレーティングフレ
ームを採用した半導体装置は、該プレプレーティングフ
レームと封止樹脂との接着性が著しく悪いという欠点が
あった。特に吸湿した半導体装置を赤外線(IR)リフ
ロー方式で表面実装をすると、封止樹脂とリードフレー
ム、あるいは封止樹脂と半導体チップとの間に剥がれが
生じて著しい耐湿劣化を起こし、電極の腐食による断線
や水分によるリーク電流を生じ、その結果、半導体装置
は、長期間の信頼性を保証することができないという欠
点があった。このため、耐湿性の影響が少なく、半導体
装置全体のIRリフローによる表面実装を行っても耐湿
劣化の少ない成形性のよい材料の開発が強く要望されて
いた。
【0004】
【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、上記要望に応えるためになされたもので、P
d、Pd−Au、Ag等のプレプレーティングフレーム
との接着性が高く、特に耐リフロー性とリフロー後の信
頼性に優れた、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。
【0005】
【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、樹脂組成物に
o,o′−ジベンズアミドジフェニルジスルフィドを配
合することによって、Pd、Pd−Au、Ag等のプレ
プレーティングフレームとの接着性を大幅に向上し、上
記目的が達成されることを見いだし、本発明を完成した
ものである。
【0006】即ち、本発明は、(A)エポキシ樹脂、
(B)ノボラック型フェノール樹脂、(C)o,o′−
ジベンズアミドジフェニルジスルフィドおよび(D)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)o,o′−ジベンズアミドジフェニルジスルフィ
ドを0.008〜0.4重量%、また前記(D)無機質
充填剤を25〜95重量%の割合で含有してなることを
特徴とする封止用樹脂組成物である。またこの封止用樹
脂組成物の硬化物によって、半導体チップを封止してな
ることを特徴とする半導体封止装置である。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】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、ビフェニル型、ビスフ
ェノール型等の芳香族系、シクロヘキサン誘導体等脂肪
族系、また、次の一般式で示されるエポキシノボラック
系のエポキシ樹脂等が挙げられる。
【0009】
【化1】 (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0又
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。
【0010】本発明に用いる(B)ノボラック型フェノ
ール樹脂としては、フェノール、アルキルフェノール等
のフェノール類とホルムアルデヒド、パラホルムアルデ
ヒド等のアルデヒド類とを反応させて得られるノボラッ
ク型フェノール樹脂およびこれらの変性樹脂、例えばエ
ポキシ化もしくはブチル化ノボラック型フェノール樹脂
等が挙げられ、これらの樹脂は、単独もしくは2種以上
混合して用いる。ノボラック型フェノール樹脂の配合割
合は、前述したエポキシ樹脂のエポキシ基(a)とノボ
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)]が0.1〜10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、耐熱性、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。
従って上記の範囲内に限定するのが良い。
【0011】本発明に用いる(C)のo,o′−ジベン
ズアミドジフェニルジスルフィドは、次の構造式に示さ
れるものである。
【0012】
【化2】 o,o′−ジベンズアミドジフェニルジスルフィドの配
合割合は、全体の樹脂組成物に対して0.008〜0.
4重量%含有することが望ましい。この割合が0.00
8重量%未満では、Pd、Pd−Au、Ag等のプレプ
レーティングフレームとの接着力の向上に効果なく、ま
た、0.4重量%を超えると、封止樹脂の硬化等に悪影
響を与え、実用に適さず好ましくない。
【0013】本発明に用いる(D)無機質充填剤として
は、シリカ粉末、アルミナ粉末、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
又は2種以上混合して使用することができる。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25〜95重量%の割合で含有することが
望ましい。その割合が25重量%未満では、耐熱性、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、95重量%を超えるとカサバリが大きくな
り、成形性に劣り実用に適さない。
【0014】本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂、o,o′−ジベンズ
アミドジフェニルジスルフィドおよび無機質充填剤を必
須成分とするが、本発明の目的に反しない限度におい
て、また必要に応じて、例えば天然ワックス類、合成ワ
ックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド類、エステル
類、パラフィン類等の離型剤、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、三酸化アンチモ
ン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の着色
剤、種々の硬化促進剤等を適宜、添加配合することがで
きる。
【0015】本発明の封止用樹脂組成物を成形材料とし
て調製する場合の一般的な方法としては、エポキシ樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂、o,o′−ジベンズ
アミドジフェニルジスルフィド、無機質充填剤およびそ
の他の成分を配合し、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又はニー
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ことができる。こう
して得られた成形材料は、半導体装置をはじめとする電
子部品あるいは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用す
れば、優れた特性と信頼性を付与させることができる。
【0016】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を用いて、半導体チップを封止
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の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
℃以上に加熱して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。
【0017】
【作用】本発明の封止用樹脂組成物および半導体封止装
置は、樹脂成分としてo,o′−ジベンズアミドジフェ
ニルジスルフィド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。即ち、o,o′−ジベンズア
ミドジフェニルジスルフィドは樹脂組成物のPd、Pd
−Au、Ag等のプレプレーティングフレームとの接着
力を向上させ、半導体パッケージにおいて耐リフローク
ラック性等の信頼性を向上させることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施例によって説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。以下の実施例及び比較例において「%」と
は「重量%」を意味する。
【0019】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)19%に、ノボラック型フェノール樹脂(フェノー
ル当量107)9%、次の化3に示したo,o′−ジベ
ンズアミドジフェニルジスルフィド0.2%、
【化3】 溶融シリカ粉末71%、硬化促進剤0.3%およびエス
テル系ワックス類0.3%を配合し、常温で混合し、さ
らに90〜95℃で混練してこれを冷却粉砕して成形材
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PdとPd−Au
のプレプレーティングフレームに対する接着力、耐湿性
を試験したので、その結果を表1に示した。特に接着力
において本発明の顕著な効果が認められた。
【0020】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%、o,o′−ジベンズアミドジフェ
ニルジスルフィド0.2%を予め溶融シリカ粉末と混合
しシリカ粉末の表面を処理したもの71%、硬化促進剤
0.3%およびエステル系ワックス類0.3%を実施例
1と同様に混合、混練、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、PdとP
d−Auのプレプレーティングフレームに対する接着
力、耐湿性の特性試験を行ったのでその結果を表1に示
した。特に接着力において本発明の顕著な効果が認めら
れた。
【0021】比較例 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量2
15)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%およびエステル系ワックス類0.3%を混合
し、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、その結果を表1に示し
た。
【0022】
【表1】 *1:トランスファー成形によって接着面積4mm2
成形品を、PdまたはPd−Auプレプレーティングさ
れた上に成形し、175℃,8時間放置した後、剪断接
着力を求めた。
【0023】*2: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Pdプレプレーティングフレームに接着し、17
5℃で2分間トランスファー成形して、QFP−208
P,2.8mmt の成形品をつくり、これを175℃,
8時間の後硬化を行った。こうして得た成形品を予め、
40℃,90%RH,100時間の吸湿処理した後、M
ax240℃のIRリフロー炉を4回通した。その後、
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。
【0024】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の封止用樹脂組成物および半導体封止装置
は、Pd、Pd−Au、Agメッキのインサートとの接
着性に優れ、IRリフロー後においても剥離することな
く、耐湿性に優れ、その結果、電極の腐食による断線や
水分によるリーク電流の発生等を著しく低減することが
でき、しかも長期間にわたって信頼性を保証することが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC04X CD00W CD02W CD05W CD06W DE117 DE127 DE137 DE147 DE237 DJ017 DJ037 DJ047 DJ057 DL007 EV046 FA047 FD017 FD090 FD130 FD14X FD160 GQ05 4J036 AA01 DD02 FA01 FB08 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB12 EB18 EC05 EC09

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック
    型フェノール樹脂、(C)o,o′−ジベンズアミドジ
    フェニルジスルフィドおよび(D)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)o,o′−
    ジベンズアミドジフェニルジスルフィドを0.008〜
    0.4重量%、また前記(D)無機質充填剤を25〜9
    5重量%の割合で含有してなることを特徴とする封止用
    樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 (A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック
    型フェノール樹脂、(C)o,o′−ジベンズアミドジ
    フェニルジスルフィドおよび(D)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)o,o′−
    ジベンズアミドジフェニルジスルフィドを0.008〜
    0.4重量%、また前記(D)無機質充填剤を25〜9
    5重量%の割合で含有した封止用樹脂組成物によって、
    半導体チップを封止してなることを特徴とする半導体封
    止装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009249597A (ja) * 2008-04-10 2009-10-29 Hitachi Chem Co Ltd 封止用エポキシ樹脂組成物及び電子部品装置
JP2013060545A (ja) * 2011-09-14 2013-04-04 Sumitomo Seika Chem Co Ltd フェノール系樹脂組成物
JP2016164270A (ja) * 2016-04-04 2016-09-08 住友精化株式会社 フェノール系樹脂組成物
KR20180136494A (ko) 2016-04-28 2018-12-24 히타치가세이가부시끼가이샤 에폭시 수지 조성물 및 전자 부품 장치

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