JP2584424B2 - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
樹脂封止型半導体装置Info
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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、半導体素子の搭載に導電性ペーストを用い
た樹脂封止型半導体装置に関し、詳しくは、沈降分離が
ない優れた導電性ペーストを用いた樹脂封止型半導体装
置に関する。
た樹脂封止型半導体装置に関し、詳しくは、沈降分離が
ない優れた導電性ペーストを用いた樹脂封止型半導体装
置に関する。
（従来の技術） 金属薄板（リードフレーム）上の所定部分にIC、LSI
等の半導体ペレットを接合する工程は、素子の長期信頼
性に影響を与える重要な工程の一つである。従来より、
この接合方法として、ペレットのシリコン面をリードフ
レーム上に金メッキ面に加熱圧着するというAu−Siの共
晶法が主流であったが、近年、半田を使用する方法、導
電性ペースト（接着剤）を使用する樹脂封止型半導体装
置に急速に移行しつつある。
等の半導体ペレットを接合する工程は、素子の長期信頼
性に影響を与える重要な工程の一つである。従来より、
この接合方法として、ペレットのシリコン面をリードフ
レーム上に金メッキ面に加熱圧着するというAu−Siの共
晶法が主流であったが、近年、半田を使用する方法、導
電性ペースト（接着剤）を使用する樹脂封止型半導体装
置に急速に移行しつつある。
しかし、半田を使用する方法は、一部実用化されてい
るが半田や半田ボールが飛散して電極等に付着し、腐食
断線の原因となることが指摘されている。一方、導電性
ペーストを使用する方法は、該ペーストとして通常銀粉
末を配合したエポキシ樹脂が用いられ、約10年程度前か
ら一部実用化されてきたが、信頼性の面でAu−Si共晶法
に比較して満足すべきものが得られなかった。導電性ペ
ーストを使用する方法は、半田法に比べて耐熱性に優れ
る等の長所を持っているがその反面、樹脂やその硬化剤
によってアルミニウム電極の腐食を促進し断線不良の原
因となる場合が多く、素子の信頼性はAu−Si共晶法に劣
っていた。さらに近年、IC/LSIやLED等の半導体ペレッ
トの大型化に伴い、ペレットクラックの発生や接着力の
低下が問題となっており、また半導体のアッセンブリ工
程や保管時におけるシリンジ内ペーストの沈降分離が発
生し、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を得ることが
できなかった。
るが半田や半田ボールが飛散して電極等に付着し、腐食
断線の原因となることが指摘されている。一方、導電性
ペーストを使用する方法は、該ペーストとして通常銀粉
末を配合したエポキシ樹脂が用いられ、約10年程度前か
ら一部実用化されてきたが、信頼性の面でAu−Si共晶法
に比較して満足すべきものが得られなかった。導電性ペ
ーストを使用する方法は、半田法に比べて耐熱性に優れ
る等の長所を持っているがその反面、樹脂やその硬化剤
によってアルミニウム電極の腐食を促進し断線不良の原
因となる場合が多く、素子の信頼性はAu−Si共晶法に劣
っていた。さらに近年、IC/LSIやLED等の半導体ペレッ
トの大型化に伴い、ペレットクラックの発生や接着力の
低下が問題となっており、また半導体のアッセンブリ工
程や保管時におけるシリンジ内ペーストの沈降分離が発
生し、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を得ることが
できなかった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、半導
体のアッセンブリ工程や保管時におけるシリンジ内ペー
ストの沈降分離を防止するとともに、配線の腐食断線が
なく、接着性や耐加水分解性に優れ、接合層にボイドの
ない高速硬化性の導電性ペーストを用いた樹脂封止型半
導体装置を提供しようとするものである。
体のアッセンブリ工程や保管時におけるシリンジ内ペー
ストの沈降分離を防止するとともに、配線の腐食断線が
なく、接着性や耐加水分解性に優れ、接合層にボイドの
ない高速硬化性の導電性ペーストを用いた樹脂封止型半
導体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検討を重
ねた結果、後述する組成の導電性ペーストを使用すれ
ば、接着性、耐加水分解性に優れ、半導体のアッセンブ
リ工程や保管時におけるシリンジ内ペーストの沈降分離
がなく、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置が得られる
ことを見いだし、本発明を完成したものである。
ねた結果、後述する組成の導電性ペーストを使用すれ
ば、接着性、耐加水分解性に優れ、半導体のアッセンブ
リ工程や保管時におけるシリンジ内ペーストの沈降分離
がなく、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置が得られる
ことを見いだし、本発明を完成したものである。
即ち、本発明は 半導体素子をリードフレーム上に接合する樹脂封止型
半導体装置において、（Ａ）高純度樹脂、（Ｂ）低粘度
希釈剤、（Ｃ）銀メッキ銅系導電性粉末を含む導電性ペ
ーストを用いて接合することを特徴とする樹脂封止型半
導体装置である。
半導体装置において、（Ａ）高純度樹脂、（Ｂ）低粘度
希釈剤、（Ｃ）銀メッキ銅系導電性粉末を含む導電性ペ
ーストを用いて接合することを特徴とする樹脂封止型半
導体装置である。
本発明に用いる（Ａ）高純度樹脂は、熱硬化性および
熱可塑性のいずれの樹脂でもよいが樹脂中に含有する全
塩素イオン濃度は300ppm以下、好ましくは200ppm以下で
あることが望ましい。全塩素イオン濃度が300ppmを超え
ると半導体素子のアルミニウム電極等を腐食して半導体
装置の信頼性を低下させ好ましくない。このような樹脂
としては、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、
ポリエステルイミド樹脂、ポリヒダントイン樹脂、ポリ
ブタジエン樹脂、石油樹脂、ABS樹脂、PPS樹脂等が挙げ
られ、これらは単独又は２種以上混合して使用される。
熱可塑性のいずれの樹脂でもよいが樹脂中に含有する全
塩素イオン濃度は300ppm以下、好ましくは200ppm以下で
あることが望ましい。全塩素イオン濃度が300ppmを超え
ると半導体素子のアルミニウム電極等を腐食して半導体
装置の信頼性を低下させ好ましくない。このような樹脂
としては、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、
ポリエステルイミド樹脂、ポリヒダントイン樹脂、ポリ
ブタジエン樹脂、石油樹脂、ABS樹脂、PPS樹脂等が挙げ
られ、これらは単独又は２種以上混合して使用される。
本発明に用いる（Ｂ）低粘度希釈剤としては、例えば
グリシドキシ系反応希釈剤、ジオキサン、ヘキサン、ベ
ンゼン、トルエン、ソルベントナフサ、工業用ガソリ
ン、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソ
ルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル
ピロリドン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等
が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用さ
れる。
グリシドキシ系反応希釈剤、ジオキサン、ヘキサン、ベ
ンゼン、トルエン、ソルベントナフサ、工業用ガソリ
ン、酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソ
ルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル
ピロリドン、ジエチレングリコールジエチルエーテル等
が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用さ
れる。
高純度樹脂に低粘度希釈剤を加えて溶解混合させる
が、必要に応じて加熱反応により相互に部分的に結合さ
せたものでもよいし、また必要であれば硬化触媒を使用
してもよい。低粘度希釈剤の配合割合は、高純度樹脂と
低粘度希釈剤の合計量に対して２〜60重量％配合するこ
とが望ましい。配合量が２重量％未満の場合は、樹脂の
低粘度化に効果なく、また60重量％を超えると反応性が
劣ったり、ボイドが発生しやすくなる傾向にあり好まし
くない。
が、必要に応じて加熱反応により相互に部分的に結合さ
せたものでもよいし、また必要であれば硬化触媒を使用
してもよい。低粘度希釈剤の配合割合は、高純度樹脂と
低粘度希釈剤の合計量に対して２〜60重量％配合するこ
とが望ましい。配合量が２重量％未満の場合は、樹脂の
低粘度化に効果なく、また60重量％を超えると反応性が
劣ったり、ボイドが発生しやすくなる傾向にあり好まし
くない。
本発明に用いる（Ｃ）銀メッキ銅系導電性粉末として
は、平均粒径が１〜８μｍの範囲であるリン片又は銅粉
に銀メッキを施した粉末が望ましい。
は、平均粒径が１〜８μｍの範囲であるリン片又は銅粉
に銀メッキを施した粉末が望ましい。
本発明に用いる導電性ペーストは、上述した（Ａ）高
純度樹脂、（Ｂ）低粘度希釈剤、（Ｃ）銀メッキ銅系導
電性粉末を含むが、必要に応じて消泡剤、カップリング
剤その他の添加剤を添加配合することができる。この導
電性ペーストは、上述の各成分を十分混合した後、更に
例えば二本ロールにより混練処理し、その後減圧脱泡し
て製造する。こうして製造した導電性ペーストはシリン
ジに充填し、ディスペンサーを用いてリードフレーム上
に吐出し半導体素子を接合した後、ワイヤーボンディン
グを行い封止材で封止して樹脂封止型半導体装置を製造
することができる。
純度樹脂、（Ｂ）低粘度希釈剤、（Ｃ）銀メッキ銅系導
電性粉末を含むが、必要に応じて消泡剤、カップリング
剤その他の添加剤を添加配合することができる。この導
電性ペーストは、上述の各成分を十分混合した後、更に
例えば二本ロールにより混練処理し、その後減圧脱泡し
て製造する。こうして製造した導電性ペーストはシリン
ジに充填し、ディスペンサーを用いてリードフレーム上
に吐出し半導体素子を接合した後、ワイヤーボンディン
グを行い封止材で封止して樹脂封止型半導体装置を製造
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
発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。実施例および比較例において「部」とは特に説明の
ない限り「重量部」を意味する。
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。実施例および比較例において「部」とは特に説明の
ない限り「重量部」を意味する。
実施例 １ エポキシ樹脂のEP4400（旭電化社製、商品名）7.6
部、パラヒドロキシスチレンのマルカリンカーＭ（丸善
石油化学社製、商品名）5.6部、ノルボネン環を有する
樹脂のセロキサイド4000（ダイセル社製、商品名）0.2
部、ギリシドキシプロピルトリメトキシシラン10.4部、
およびジエチレングリコールジエチルエーテル4.0部を1
00℃で１時間溶解反応を行い、粘稠な褐色の樹脂を得
た。この樹脂27.8部に触媒として2PHZ−CN（四国化成工
業社製、商品名）0.006部と平均粒径５μｍの銀メッキ
銅系導電性粉末70部とを混合して導電性ペーストを製造
した。この導電性ペーストを使用して半導体素子を接合
し、硬化を行った後にワイヤーボンディングをし、エポ
キシ樹脂系封止材で封止して樹脂封止型半導体装置
（Ａ）を得た。
部、パラヒドロキシスチレンのマルカリンカーＭ（丸善
石油化学社製、商品名）5.6部、ノルボネン環を有する
樹脂のセロキサイド4000（ダイセル社製、商品名）0.2
部、ギリシドキシプロピルトリメトキシシラン10.4部、
およびジエチレングリコールジエチルエーテル4.0部を1
00℃で１時間溶解反応を行い、粘稠な褐色の樹脂を得
た。この樹脂27.8部に触媒として2PHZ−CN（四国化成工
業社製、商品名）0.006部と平均粒径５μｍの銀メッキ
銅系導電性粉末70部とを混合して導電性ペーストを製造
した。この導電性ペーストを使用して半導体素子を接合
し、硬化を行った後にワイヤーボンディングをし、エポ
キシ樹脂系封止材で封止して樹脂封止型半導体装置
（Ａ）を得た。
実施例 ２ エポキシ樹脂のEOCN103S（日本化薬社製、商品名）2
3.7部、パラヒドロキシスチレンのマルカリンカーＭ
（前出）12.3部、ノルボネン環を有する樹脂のクイント
ン＃1700（日本ゼオン社製、商品名）22.0部、およびジ
エチレングリコールジエチルエーテル42.4部を100℃で
１時間溶解反応を行い、粘稠な褐色の樹脂を得た。この
樹脂27.8部に触媒として2PHZ−CN（前出）0.006部と平
均粒径５μｍの銀メッキ銅系導電性粉末70部とを混合し
て導電性ペーストを製造した。この導電性ペーストを使
用して半導体素子を接合し、硬化を行った後にワイヤー
ボンディングをし、エポキシ系樹脂封止材で封止し樹脂
封止型半導体装置（Ｂ）を得た。
3.7部、パラヒドロキシスチレンのマルカリンカーＭ
（前出）12.3部、ノルボネン環を有する樹脂のクイント
ン＃1700（日本ゼオン社製、商品名）22.0部、およびジ
エチレングリコールジエチルエーテル42.4部を100℃で
１時間溶解反応を行い、粘稠な褐色の樹脂を得た。この
樹脂27.8部に触媒として2PHZ−CN（前出）0.006部と平
均粒径５μｍの銀メッキ銅系導電性粉末70部とを混合し
て導電性ペーストを製造した。この導電性ペーストを使
用して半導体素子を接合し、硬化を行った後にワイヤー
ボンディングをし、エポキシ系樹脂封止材で封止し樹脂
封止型半導体装置（Ｂ）を得た。
実施例 ３ ピロメリット酸無水物とジアミノジフェニルエーテル
とから合成した樹脂分18重量％ポリイミド樹脂溶液（Ｎ
−メチル２−ピロリドン溶剤）166.7部に、Ｎ−メチル
２−ピロリドン30部と５μｍの銀メッキ銅系導電性粉末
70部とを混合して導電性ペーストを製造した。この導電
性ペーストを使用して半導体素子を接合し、硬化を行っ
た後にワイヤーボンディングをし、エポキシ系樹脂封止
材で封止し、樹脂封止型半導体装置（Ｃ）を得た。
とから合成した樹脂分18重量％ポリイミド樹脂溶液（Ｎ
−メチル２−ピロリドン溶剤）166.7部に、Ｎ−メチル
２−ピロリドン30部と５μｍの銀メッキ銅系導電性粉末
70部とを混合して導電性ペーストを製造した。この導電
性ペーストを使用して半導体素子を接合し、硬化を行っ
た後にワイヤーボンディングをし、エポキシ系樹脂封止
材で封止し、樹脂封止型半導体装置（Ｃ）を得た。
比較例 市販のエポキシ樹脂ベースの銀粉末溶剤型半導体用導
電性ペーストを使用して樹脂封止型半導体装置（Ｄ）を
得た。
電性ペーストを使用して樹脂封止型半導体装置（Ｄ）を
得た。
実施例１〜３および比較例で得た樹脂封止型半導体装
置（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）の製造に使用し
た導電性ペーストをシリンジ内に充填し、沈降分離試験
を25℃および−10℃で行った。さらにこのシリンジを使
用してディスペンサーによる100ショットの吐出バラツ
キ試験を行い、また半導体素子とリードフレームを接合
硬化した。これらについて接着強度、および導電性ペー
ストの加水分解性Clイオンの試験を行い、さらに樹脂封
止型半導体装置の信頼性試験を行った。その結果を第１
表に示したが、本発明の顕著な効果を確認することがで
きた。
置（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）の製造に使用し
た導電性ペーストをシリンジ内に充填し、沈降分離試験
を25℃および−10℃で行った。さらにこのシリンジを使
用してディスペンサーによる100ショットの吐出バラツ
キ試験を行い、また半導体素子とリードフレームを接合
硬化した。これらについて接着強度、および導電性ペー
ストの加水分解性Clイオンの試験を行い、さらに樹脂封
止型半導体装置の信頼性試験を行った。その結果を第１
表に示したが、本発明の顕著な効果を確認することがで
きた。
＊1:直立状態にした5ccシリンジ中のペーストを放置
後、上部から沈降分離した部分の距離を測定 ＊2:銀メッキを施したリードフレーム（42アロイ）上に
4mm×4mmのシリコン素子を接着し、それぞれの温度でプ
ッシュプルゲージを用いて測定した。
後、上部から沈降分離した部分の距離を測定 ＊2:銀メッキを施したリードフレーム（42アロイ）上に
4mm×4mmのシリコン素子を接着し、それぞれの温度でプ
ッシュプルゲージを用いて測定した。
＊3:導電性ペーストを第１表の接着条件で硬化させた後
に100メッシュに粉砕して180℃×２時間加熱抽出を行
い、抽出されたCl、Naイオンの量から測定した ＊4:温度121℃、圧力２気圧の水蒸気中における耐湿試
験（PCT）および温度120℃、圧力２気圧の水蒸気中、印
加電圧直流15Vで電通して行う耐湿試験（バイアス−PC
T）を各樹脂封止型半導体装置試料60個について実施し
評価した。その評価方法は、半導体素子を構成するアル
ミニウム電極の腐食によるオープンまたはリーク電流が
許容値の500％以上への上昇をもって不良と判定し、経
過時間に伴う不良発生率を示した。
に100メッシュに粉砕して180℃×２時間加熱抽出を行
い、抽出されたCl、Naイオンの量から測定した ＊4:温度121℃、圧力２気圧の水蒸気中における耐湿試
験（PCT）および温度120℃、圧力２気圧の水蒸気中、印
加電圧直流15Vで電通して行う耐湿試験（バイアス−PC
T）を各樹脂封止型半導体装置試料60個について実施し
評価した。その評価方法は、半導体素子を構成するアル
ミニウム電極の腐食によるオープンまたはリーク電流が
許容値の500％以上への上昇をもって不良と判定し、経
過時間に伴う不良発生率を示した。
［発明の効果］ 以上の説明および第１表から明らからように、本発明
の樹脂封止型半導体装置は、半導体アッセンブリー工程
や保管時におけるシリンジ内ペーストの沈降分離のない
導電性ペーストを用いることによって配線の腐食断線が
なく、接着性や加水分解性に優れた信頼性の高い樹脂封
止型半導体装置を製造することができる。
の樹脂封止型半導体装置は、半導体アッセンブリー工程
や保管時におけるシリンジ内ペーストの沈降分離のない
導電性ペーストを用いることによって配線の腐食断線が
なく、接着性や加水分解性に優れた信頼性の高い樹脂封
止型半導体装置を製造することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体素子をリードフレーム上に接合する
樹脂封止型半導体装置において、（Ａ）高純度樹脂、
（Ｂ）低粘度希釈剤、（Ｃ）銀メッキ銅系導電性粉末を
含む導電性ペーストを用いて接合することを特徴とする
樹脂封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075894A JP2584424B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075894A JP2584424B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01251625A JPH01251625A (ja) | 1989-10-06 |
| JP2584424B2 true JP2584424B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=13589483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63075894A Expired - Fee Related JP2584424B2 (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2584424B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU3975793A (en) * | 1992-04-03 | 1993-11-08 | Thermoset Plastics, Inc. | Conductor-filled thermosetting resin |
| JPH07138549A (ja) * | 1993-11-15 | 1995-05-30 | Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd | 導電性接着剤 |
| US6080336A (en) * | 1998-06-19 | 2000-06-27 | Kyoto Elex Co., Ltd. | Via-filling conductive paste composition |
| JP3940638B2 (ja) * | 2002-06-10 | 2007-07-04 | 積水化学工業株式会社 | 導電性微粒子及び導電性微粒子の製造方法 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63075894A patent/JP2584424B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01251625A (ja) | 1989-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |