JP2572761B2

JP2572761B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP2572761B2
Application number: JP61313555A
Authority: JP
Inventors: 一人山中
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPS63160255A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、回路基板等に対する実装を堅固に行うこ
とができる半導体装置に関するものである。

〔従来の技術〕

トランジスタ,IC,LSI等の半導体素子はセラミツクパ
ツケージもしくはプラスチツクパツケージ等により封止
され半導体装置化されている。上記セラミツクパツケー
ジは構成材料そのものが耐熱性を有し、耐湿性にも優れ
ているため信頼性の高い封止が可能である。しかしなが
ら、構成材料が比較的高価なものであることと量産性に
劣る欠点があるため最近ではエポキシ樹脂組成物を用い
た樹脂封止が主流になつている。この種のエポキシ樹脂
組成物としては、エポキシ樹脂と、硬化剤としてのノボ
ラツク型フエノール樹脂と、イミダゾール硬化促進剤，
無機質充填剤としての石英粉末，離型剤としてのカルナ
バワツクス等から構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のエポキシ樹脂組成物では、上記
トランジスタ,IC,LSI等の半導体素子を封止し、半導体
装置化するときに、リードピン部分まで樹脂のバリが延
びるため、上記半導体装置を回路基板に対して実装する
際に、上記樹脂のバリが障害となつて半導体装置のリー
ドピンを回路基板に堅固に半田付けできない等の欠点が
生じている。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
回路基板等に対して堅固に取付け固定することができる
半導体装置の提供をその目的とする。

〔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、無機質充填剤を含むエポキシ樹脂組成物によつて半
導体素子を被覆モールドしてなる半導体装置において、
上記無機質充填剤が、ワーデルの球形度で0.7〜1.0の球
形度を有するものであつて、その主成分が粒径50μｍ以
下のものであり、かつこの粒径50μｍ以下のものの粘度
分布が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）のようになつているとい
う構成をとる。

（Ａ）５μｍ以下の粒度のものが5.0〜20.0重量％。

（Ｂ）６〜10μｍの粒度のものが5.0〜15.0重量％。

（Ｃ）11〜50μｍの粒度のものが60.0〜80.0重量％。

すなわち、本発明は、上記リードピン部分まで延びる
樹脂のバリの発生を防止する目的で無機質充填剤を中心
にモデル実験を重ねた結果、エポキシ樹脂組成物の無機
質充填剤として、上記特定の球形度のものを用い、かつ
その無機質充填剤の粒径を50μｍ以下に設定し、しか
も、この50μｍ以下のものの粒度分布を上記のような割
合に設定すると、バリの発生が大幅に少なくなり、した
がつて、回路基板に対する実装工程において堅固に固定
しうる半導体装置が良好な状態で得られるようになるこ
とを見いだ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の無機質充填剤
は、上記のように、ワーデルの球形度で0.7〜1.0の球形
度を有するものであつて、その主成分が粒径50μｍ以下
のものであり、しかも上記粒径50μｍ以下のものの粒度
分布が上記の（Ａ）〜（Ｃ）のようになつているもので
ある。

ここで、ワーデルの球形度（化学工学便覧，丸善株式
会社発行参照）とは粒子の球形度を、（粒子の投影面積
に等しい円の直径）／（粒子の投影像に外接する最小円
の直径）で測る指数で、この指数が1.0に近いほど真珠
体に近い粒子であることを意味する。

上記ワーデルの球形度が0.7未満になると、無機質充
填剤が異形状（角ばつた状態）になつて鋭利な角部をも
つことが多くなり、このような無機質充填剤を含む樹脂
で封止すると、得られる半導体装置においては、封止後
における上記樹脂の熱収縮時に、半導体素子を保護する
パツシベーシヨン膜が無機質充填剤の鋭利な角部で損傷
を受けるようになるからである。したがつて、この発明
で使用する無機質充填剤はワーデルの球形度で0.7〜1.0
の球形度を有する球状のものであることが必要である。
そして、このような球状の無機質充填剤のうち、その主
成分が粒径50μｍ以下のものであることがさらに要求さ
れる。ここで、主成分とするとは、上記粒径のものが、
全無機質充填剤中少なくとも85重量％（以下「％」と略
す）を占めることをいう。したがつて、粒径50μｍを超
える無機質充填剤は最大限で25％まで含まれるものであ
り、この場合、上記大粒径のものは、最大粒径が50μｍ
を超えるものの、150μｍ以下であることが好適であ
る。そして、無機質充填剤の主成分となる粒径50μｍ以
下のものについては、その粘度分布が前記（Ａ）〜
（Ｃ）のようになつていることが必要である。このよう
な条件を全て満たすことによつて初めて成形時の樹脂の
バリの発生が防止されるようになる。また、それと同時
に、エポキシ樹脂組成物の成形時の粘度が高くなりす
ぎ、成形金型のキヤビテイに対する未充填部分の発生が
防止されるようになる。

上記のような無機質充填剤としては、例えば、シリカ
粉末，アルミナ粉末，窯化アルミニウム，炭化ケイ素，
タルク，結晶性シリカ粉末等があげられるが、低熱膨脹
性および高純度の観点からシリカ粉末，結晶性シリカ粉
末，アルミナ粉末を使用することが好結果をもたらす。
このような無機質充填剤は、エポキシ樹脂組成物中に50
〜90％程度含有されるようにすることが好ましい。すな
わち、上記無機質充填剤の含有量が50％未満の場合に
は、成形時にバリの発生が多くなり、作業性に問題を生
じると同時にコストも高くなるからである。逆に、無機
質充填剤の含有量が90％を超えると成形時に未充填部分
が発生する等の弊害が生じるようになる。

上記無機質充填剤が配合されるエポキシ樹脂組成物
は、その主成分がエポキシ樹脂と硬化剤とからなるもの
である。上記エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以
上のエポキシ基を有するエポキシ化合物であれば特に制
限するものではない。通常エポキシ当量150〜200のノボ
ラツク型エポキシ樹脂であつて、例えばクレゾールノボ
ラツク型エポキシ樹脂，フエノールノボラツク型エポキ
シ樹脂，ハロゲン化フエノールノボラツク型エポキシ樹
脂等が用いられる。これらのエポキシ樹脂は単独で用い
てもよいし併せて用いても差し支えはない。特に好適な
のはクレゾールノボラツク型エポキシ樹脂があげられ、
これを全エポキシ樹脂中50％以上の割合で使用すること
が好適である。そして、これらのエポキシ樹脂は、いず
れも塩素イオンの含有量が0.1％以下に設定されている
ことが得られる半導体装置の信頼性の確保の点から望ま
しい。

上記エポキシ樹脂の硬化剤としては、通常ノボラツク
型フエノール樹脂が用いられ、フエノールノボラツク樹
脂，クレゾールノボラツク樹脂等の１分子中に２個以上
の水酸基を有する化合物であつて、軟化点が60〜120
℃、水酸基当量が90〜120程度のものを用いることが好
ましい。

上記エポキシ樹脂と上記フエノール樹脂との相互の配
合比は、上記エポキシ樹脂中のエポキシ基とフエノール
樹脂中の水酸基との当量比が0.8〜1.2となるように配合
することが好適である。上記の当量比を外れると、特に
エポキシ樹脂組成物の硬化性が著しく低下し、樹脂とし
ての特性が不適になるからである。上記当量比が１に近
いほど好結果が得られるようになる。

なお、この発明に用いるエポキシ樹脂組成物には、三
酸化アンチモン，リン系化合物等の難燃剤、顔料、染
料、シラン系カツプリング剤，アルミニウム系カツプリ
ング剤，チタネート系カツプリング剤等のカツプリング
剤やカルナバワツクス，モンタンワツクス等の離型剤を
必要に応じて配合することができる。

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、例えば、上
記のような特定の無機質充填剤と、エポキシ樹脂，フエ
ノール樹脂および必要に応じてその他の添加剤を配合
し、この配合物をミキサー等によつて充分混合分散させ
たのち、ミキシングロール機等の混練機に掛けて加熱状
態で混練する。ついで得られた混練物を室温まで冷却し
た後公知の手段によつて粉砕し、必要に応じて打錠して
タブレツト化するという一連の工程を経由させることに
より製造することができる。

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、通常の方法、例え
ばトランスフア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、成形時におい
て樹脂のバリが生じていず、したがつて、例えば回路基
板に対する実装に際して上記バリが邪魔にならず堅固に
固定しうるようになる。

〔発明の効果〕

この発明の半導体装置は、以上のように構成されてい
るため、リードピン上に樹脂のバリが生じていず、した
がつて、バリに邪魔されることなく回路基板等に堅固に
取付け固定しうるのである。

つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳しく説明す
る。

まず、無機質充填剤として下記の第１表に示すような
粒度分布の無機質充填剤Ａ〜Ｄ（いずれもシリカ粉末）
を準備した。

つぎに、上記の無機質充填剤を用いつぎのようにして
エポキシ樹脂組成物をつくり、それを用いて半導体装置
を製造した。

〔実施例１〜4,比較例〕クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂（エポキシ当量
210,軟化点80℃）100重量部（以下「部」と略す）に対
してフエノールノボラツク樹脂（軟化点78℃，水酸基当
量110）57部、２−メチルイミダゾール0.3部，三酸化ア
ンチモン10部，シランカツプリング剤（日本ユニカー社
製,A−186）３部，カーボンブラツク２部およびカルナ
バワツクス４部ならびに第１表の無機質充填剤Ａ〜Ｄを
後記の第２表に示す割合で配合した。つぎに、この配合
物を90〜100℃の熱ロールに掛けて10分間混練し、つい
で冷却粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。

つぎに、上記のようにして得られたエポキシ樹脂組成
物を用い、半導体素子をトランスフアー成形によつてモ
ールドす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おいて、リードピン部分まで延
びたバリの長さおよびパツシベーシヨンクラツクならび
に断線について測定し、後記の第２表に示した。

第２表から実施例品は、バリが比較例に比べていずれ
も小さく、したがつて、回路基板に対する実装時にバリ
が邪魔にならず堅固な固定を実現しうることがわかる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】無機質充填剤を含むエポキシ樹脂組成物に
よつて半導体素子を被覆モールドしてなる半導体装置に
おいて、上記無機質充填剤が、ワーデルの球形度で0.7
〜1.0の球形度を有するものであつて、その主成分が粒
径50μｍ以下のものであり、かつこの粒径50μｍ以下の
ものの粘度分布が、下記の（Ａ）〜（Ｃ）のようになつ
ていることを特徴とする半導体装置。（Ａ）５μｍ以下の粒度のものが5.0〜20.0重量％。（Ｂ）６〜10μｍの粒度のものが5.0〜15.0重量％。（Ｃ）11〜50μｍの粒度のものが60.0〜80.0重量％。
【請求項２】エポキシ樹脂組成物中におけるエポキシ樹
脂が、エポキシ当量150〜220のノボラツク型エポキシ樹
脂である特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。
【請求項３】エポキシ樹脂組成物中における硬化剤が、
ノボラツク型フエノール樹脂である特許請求の範囲第１
項または第２項記載の半導体装置。