JP2587074B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、表面実装時におけるパツケージクラツク
の発生の少ない半導体装置に関するものである。
の発生の少ない半導体装置に関するものである。
トランジスタ,IC,LSI等の半導体素子は、外部環境の
保護の観点および素子のハンドリングを可能にする観点
から、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。この種のパツケージの代表例として
は、デユアルインラインパツケージ（DIP）がある。こ
のDIPは、ピン挿入型のものであり、実装基板に対して
ピンを挿入することにより半導体装置を取り付けるよう
になつている。
保護の観点および素子のハンドリングを可能にする観点
から、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。この種のパツケージの代表例として
は、デユアルインラインパツケージ（DIP）がある。こ
のDIPは、ピン挿入型のものであり、実装基板に対して
ピンを挿入することにより半導体装置を取り付けるよう
になつている。
最近は、LSIチップ等の半導体装置の高集積化と高速
化が進んでおり、加えて電子装置を小形で高機能にする
要求から、実装の高密度化が進んでいる。このような観
点からDIPのようなピン挿入型のパツケージに代えて、
表面実装用パツケージが主流になつてきている。この種
のパツケージを用いた半導体装置においては、平面的に
ピンを取り出し、これを実装基板表面に直接半田等によ
つて固定するようになつている。このような表面実装型
半導体装置は、平面的にピンが取り出せるようになつて
おり、薄い，軽い，小さいという利点を備えており、し
たがつて実装基板に対する占有面積が小さくてすむとい
う利点を備えている他、基板に対する両面実装も可能で
あるという長所も有している。
化が進んでおり、加えて電子装置を小形で高機能にする
要求から、実装の高密度化が進んでいる。このような観
点からDIPのようなピン挿入型のパツケージに代えて、
表面実装用パツケージが主流になつてきている。この種
のパツケージを用いた半導体装置においては、平面的に
ピンを取り出し、これを実装基板表面に直接半田等によ
つて固定するようになつている。このような表面実装型
半導体装置は、平面的にピンが取り出せるようになつて
おり、薄い，軽い，小さいという利点を備えており、し
たがつて実装基板に対する占有面積が小さくてすむとい
う利点を備えている他、基板に対する両面実装も可能で
あるという長所も有している。
ところが、上記のような表面実装用パツケージを用い
た半導体装置において表面実装前にパツケージ自体が吸
湿している場合には、半田実装時に水分の蒸気圧によつ
て、パツケージにクラツクが生じるという問題がある。
すなわち、第３図に示すような表面実装型半導体装置に
おいて、水分は矢印Ａのように封止樹脂１を通つて、ま
たリードフレーム２と封止樹脂１との隙間を通つてパツ
ケージ３内に侵入し、主としてリードフレーム２のダイ
ボンドパツド４の裏面に滞溜する。そして、ベーパーフ
エーズソルダリング等の半田表面実装を行う際に、上記
滞留水分が、上記半田実装における加熱により気化し、
その蒸気圧により、第４図に示すようにダイボンドパツ
ド４の裏面の樹脂部分を下方に押しやり、そこに空隙５
をつくると同時にパツケージ３にクラツク６を生じさせ
る。第３図および第４図において、７は半導体素子,8は
ワイヤーボンデイングである。
た半導体装置において表面実装前にパツケージ自体が吸
湿している場合には、半田実装時に水分の蒸気圧によつ
て、パツケージにクラツクが生じるという問題がある。
すなわち、第３図に示すような表面実装型半導体装置に
おいて、水分は矢印Ａのように封止樹脂１を通つて、ま
たリードフレーム２と封止樹脂１との隙間を通つてパツ
ケージ３内に侵入し、主としてリードフレーム２のダイ
ボンドパツド４の裏面に滞溜する。そして、ベーパーフ
エーズソルダリング等の半田表面実装を行う際に、上記
滞留水分が、上記半田実装における加熱により気化し、
その蒸気圧により、第４図に示すようにダイボンドパツ
ド４の裏面の樹脂部分を下方に押しやり、そこに空隙５
をつくると同時にパツケージ３にクラツク６を生じさせ
る。第３図および第４図において、７は半導体素子,8は
ワイヤーボンデイングである。
このような問題に対する解決策として、半導体素子を
パツケージで封止した後、得られる半導体装置全体を密
封し、表面実装の直前に開封して使用する方法や、表面
実装の直前に上記半導体装置を100℃で24時間乾燥さ
せ、その後半田実装を行うという方法が提案され、すで
に実施されている。しかしながら、このような前処理方
法によれば、製造工程が長くなる上、手間がかかるとい
う問題がある。
パツケージで封止した後、得られる半導体装置全体を密
封し、表面実装の直前に開封して使用する方法や、表面
実装の直前に上記半導体装置を100℃で24時間乾燥さ
せ、その後半田実装を行うという方法が提案され、すで
に実施されている。しかしながら、このような前処理方
法によれば、製造工程が長くなる上、手間がかかるとい
う問題がある。
この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、電
子機器への実装に際いて前処理を要することなく、しか
も半田実装時の加熱に耐えうる半導体装置の提供をその
目的とする。
子機器への実装に際いて前処理を要することなく、しか
も半田実装時の加熱に耐えうる半導体装置の提供をその
目的とする。
上記の目的を達成するため、この発明の半導体装置
は、少なくとも一部が下記の一般式（Ｉ）で表されるエ
ポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂主剤成分と、少なくと
も一部が下記の一般式（II）で表されるフエノール樹脂
からなるフエノール樹脂硬化剤成分と、無機質充填剤を
主要成分とするエポキシ樹脂組成物を用い、リードフレ
ームのダイボンドパツド上に取着された半導体素子を封
止してなる半導体装置であつて、ダイボンドパツド裏面
がポリイミドで被覆処理されているという構成をとる。
は、少なくとも一部が下記の一般式（Ｉ）で表されるエ
ポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂主剤成分と、少なくと
も一部が下記の一般式（II）で表されるフエノール樹脂
からなるフエノール樹脂硬化剤成分と、無機質充填剤を
主要成分とするエポキシ樹脂組成物を用い、リードフレ
ームのダイボンドパツド上に取着された半導体素子を封
止してなる半導体装置であつて、ダイボンドパツド裏面
がポリイミドで被覆処理されているという構成をとる。
なお、上記（Ｉ），（II）において繰り返し数ｎは、
重量平均分子量Mw値から求めたものである。
重量平均分子量Mw値から求めたものである。
パツケージクラツクの発生を防止する方法としては、
封止樹脂に対する吸湿を抑制する、ダイボンドパツ
ドの裏面および半導体素子の表面と封止樹脂との間の接
着力を高める、封止樹脂自体の強度を高める三つの方
法が考えられる。この発明は、上記のダイボンドパツ
ドの裏面および半導体素子の表面と封止樹脂との間の接
着力を高めることと上記の封止樹脂自体の強度を高め
ることにより、パツケージクラツクの発生を防止するも
のであり、上記一般式（Ｉ）で表される特殊なエポキシ
樹脂と、上記一般式（II）で表される特殊なフエノール
樹脂とを用いることにより、半田実装におけるような高
圧下での封止樹脂の強度を現状の樹脂に比較して、約３
〜４倍に向上させるようにするものである。さらに、第
１図に示すように、ダイボンドパツド４の裏面がポリイ
ミド薄膜９で被覆されているため、封止樹脂１とダイボ
ンドパツド４との間に優れた接着力が生じるようにな
る。
封止樹脂に対する吸湿を抑制する、ダイボンドパツ
ドの裏面および半導体素子の表面と封止樹脂との間の接
着力を高める、封止樹脂自体の強度を高める三つの方
法が考えられる。この発明は、上記のダイボンドパツ
ドの裏面および半導体素子の表面と封止樹脂との間の接
着力を高めることと上記の封止樹脂自体の強度を高め
ることにより、パツケージクラツクの発生を防止するも
のであり、上記一般式（Ｉ）で表される特殊なエポキシ
樹脂と、上記一般式（II）で表される特殊なフエノール
樹脂とを用いることにより、半田実装におけるような高
圧下での封止樹脂の強度を現状の樹脂に比較して、約３
〜４倍に向上させるようにするものである。さらに、第
１図に示すように、ダイボンドパツド４の裏面がポリイ
ミド薄膜９で被覆されているため、封止樹脂１とダイボ
ンドパツド４との間に優れた接着力が生じるようにな
る。
この発明の半導体装置は、ダイボンドパツドの裏面が
ポリイミドで被覆処理されているリードフレームに取着
されている半導体素子を対象とし、全部もしくは一部が
前記一般式（Ｉ）で表される特殊なエポキシ樹脂からな
るエポキシ樹脂主剤成分と、全部もしくは一部が前記一
般式（II）で表される特殊なフエノール樹脂からなるフ
エノール樹脂硬化剤成分と、無機質充填剤とを主成分と
するエポキシ樹脂組成物とを用いて得られるものであ
る。そして、通常、上記エポキシ樹脂組成物は粉末状も
しくはそれを打錠したタブレツト状になつている。
ポリイミドで被覆処理されているリードフレームに取着
されている半導体素子を対象とし、全部もしくは一部が
前記一般式（Ｉ）で表される特殊なエポキシ樹脂からな
るエポキシ樹脂主剤成分と、全部もしくは一部が前記一
般式（II）で表される特殊なフエノール樹脂からなるフ
エノール樹脂硬化剤成分と、無機質充填剤とを主成分と
するエポキシ樹脂組成物とを用いて得られるものであ
る。そして、通常、上記エポキシ樹脂組成物は粉末状も
しくはそれを打錠したタブレツト状になつている。
上記エポキシ樹脂主剤成分の全部もしくは一部を構成
する前記一般式（Ｉ）の特殊なエポキシ樹脂は、ノボラ
ツク型エポキシ樹脂の主鎖のメチレン基にフエニルグリ
シジルエーテルを結合させた構造のものである。このよ
うな分子構造にすることにより、架橋点が増え、架橋密
度の高い構造物が得られるようになる。なお、上記特殊
なエポキシ樹脂のみでエポキシ樹脂主剤成分を構成して
もよいし、それ以外の通常用いられるエポキシ樹脂と併
用するようにしてもよい。通常用いられるエポキシ樹脂
としては、クレゾールノボラツク型，フエノールノボラ
ツク型やビスフエノールＡ型等の各種のエポキシ樹脂が
あげられる。これらの樹脂の中でも、融点が室温を超え
ており、室温下では固形状もしくは高粘度の溶液状を呈
するものを用いることが好結果をもたらす。ノボラツク
型エポキシ樹脂としては、通常、エポキシ当量150〜25
0,軟化点50〜130℃のものが用いられ、クレゾールノボ
ラツク型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量180〜21
0,軟化点60〜110℃のものが一般に用いられる。このよ
うに両者を併用する場合には、上記一般式（Ｉ）で表さ
れる特殊なエポキシ樹脂と、上記通常のエポキシ樹脂と
は、前者100重量部（以下「部」と略す）に対して後者
０〜100部の範囲内に設定することが好適である。
する前記一般式（Ｉ）の特殊なエポキシ樹脂は、ノボラ
ツク型エポキシ樹脂の主鎖のメチレン基にフエニルグリ
シジルエーテルを結合させた構造のものである。このよ
うな分子構造にすることにより、架橋点が増え、架橋密
度の高い構造物が得られるようになる。なお、上記特殊
なエポキシ樹脂のみでエポキシ樹脂主剤成分を構成して
もよいし、それ以外の通常用いられるエポキシ樹脂と併
用するようにしてもよい。通常用いられるエポキシ樹脂
としては、クレゾールノボラツク型，フエノールノボラ
ツク型やビスフエノールＡ型等の各種のエポキシ樹脂が
あげられる。これらの樹脂の中でも、融点が室温を超え
ており、室温下では固形状もしくは高粘度の溶液状を呈
するものを用いることが好結果をもたらす。ノボラツク
型エポキシ樹脂としては、通常、エポキシ当量150〜25
0,軟化点50〜130℃のものが用いられ、クレゾールノボ
ラツク型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量180〜21
0,軟化点60〜110℃のものが一般に用いられる。このよ
うに両者を併用する場合には、上記一般式（Ｉ）で表さ
れる特殊なエポキシ樹脂と、上記通常のエポキシ樹脂と
は、前者100重量部（以下「部」と略す）に対して後者
０〜100部の範囲内に設定することが好適である。
フエノール樹脂硬化剤成分の全部もしくは一部を構成
する上記一般式（II）で表される特殊なフエノール樹脂
は、フエノールノボラツクの主鎖のメチレン基にフエノ
ールを結合させた構造のものであり、このような分子構
造によつて架橋点が増加し、それによつて架橋密度の高
い三次元構造体が得られるようになる。上記特殊なフエ
ノール樹脂は、それ自体でフエノール樹脂硬化剤成分を
構成してもよいし、通常用いられているその他のフエノ
ール樹脂と併用しても差支えはない。その他のフエノー
ル樹脂としては、フエノールノボラツク，クレゾールノ
ボラツク，アルキル化フエノールノボラツク等があげら
れる。これらのノボラツク樹脂は、軟化点が50〜110
℃，水酸基当量が70〜150のものを用いることが望まし
い。特に上記ノボラツク樹脂の中でも、クレゾールノボ
ラツクを用いることが好結果をもたらす。上記一般式
（II）で表される特殊なフエノール樹脂と、このような
通常のフエノール樹脂を併用する場合における両者の割
合は、前者100部に対して後者０〜100部の範囲内に設定
することが効果の点で好ましい。
する上記一般式（II）で表される特殊なフエノール樹脂
は、フエノールノボラツクの主鎖のメチレン基にフエノ
ールを結合させた構造のものであり、このような分子構
造によつて架橋点が増加し、それによつて架橋密度の高
い三次元構造体が得られるようになる。上記特殊なフエ
ノール樹脂は、それ自体でフエノール樹脂硬化剤成分を
構成してもよいし、通常用いられているその他のフエノ
ール樹脂と併用しても差支えはない。その他のフエノー
ル樹脂としては、フエノールノボラツク，クレゾールノ
ボラツク，アルキル化フエノールノボラツク等があげら
れる。これらのノボラツク樹脂は、軟化点が50〜110
℃，水酸基当量が70〜150のものを用いることが望まし
い。特に上記ノボラツク樹脂の中でも、クレゾールノボ
ラツクを用いることが好結果をもたらす。上記一般式
（II）で表される特殊なフエノール樹脂と、このような
通常のフエノール樹脂を併用する場合における両者の割
合は、前者100部に対して後者０〜100部の範囲内に設定
することが効果の点で好ましい。
上記エポキシ樹脂主剤成分およびフエノール樹脂硬化
剤成分とともに用いられる無機質充填剤としては、結晶
性および溶融性フイラーはもちろんのこと、酸化アルミ
ニウム，酸化ベリリウム，炭化ケイ素，窒化ケイ素等が
あげられる。
剤成分とともに用いられる無機質充填剤としては、結晶
性および溶融性フイラーはもちろんのこと、酸化アルミ
ニウム，酸化ベリリウム，炭化ケイ素，窒化ケイ素等が
あげられる。
上記ダイボンドパツド裏面の被覆処理に用いられるポ
リイミドとしては、従来公知のものがあげられ、通常、
有機テトラカルボン酸二無水物と有機ジアミンとから合
成される。
リイミドとしては、従来公知のものがあげられ、通常、
有機テトラカルボン酸二無水物と有機ジアミンとから合
成される。
上記有機テトラカルボン酸二無水物としては、下記の
一般式で表されるものがあげられる。
一般式で表されるものがあげられる。
このような有機テトラカルボン酸二無水物の具体例と
しては、例えば、3,3′,4,4′−ブタンテトラカルボン
酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物
や、下記の式（ａ）で表される５−（2,5−ジオキソテ
トラヒドロフリル）−３−メチル−３−シクロヘキセン
−1,2−ジカルボキシリツクアンハイドライドおよび下
記の式（ｂ）で表されるビシクロ〔2,2,2〕オクテン−
（７）−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、 等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物、ピロメリツト酸
二無水物、3,3′,4,4′−ビフエニルテトラカルボン酸
二無水物、2,3,3′,4′−ビフエニルテトラカルボン酸
二無水物、2,3,6,7−ナフタリンテトラカルボン酸二無
水物、1,2,4,5−ナフタリンテトラカルボン酸二無水
物、1,2,5,6−ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、
3,3′,4,4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水
物、2,2−ビス〔４−（2,3−ジカルボキシフエノキシ）
フエニル〕プロパン二無水物、4,4′−ビス（2,3−ジカ
ルボキシフエノキシ）ジフエニルエーテル二無水物等の
芳香族テトラカルボン酸二無水物があげられ、単独もし
くは併せて用いることができる。また、有機テトラカル
ボン酸二無水物の誘導体としては、上記テトラカルボン
酸二無水物のテトラカルボン酸化物、低級アルキルエス
テル化物、多価アルコールエステル化物等があげられ
る。
しては、例えば、3,3′,4,4′−ブタンテトラカルボン
酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物
や、下記の式（ａ）で表される５−（2,5−ジオキソテ
トラヒドロフリル）−３−メチル−３−シクロヘキセン
−1,2−ジカルボキシリツクアンハイドライドおよび下
記の式（ｂ）で表されるビシクロ〔2,2,2〕オクテン−
（７）−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、 等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物、ピロメリツト酸
二無水物、3,3′,4,4′−ビフエニルテトラカルボン酸
二無水物、2,3,3′,4′−ビフエニルテトラカルボン酸
二無水物、2,3,6,7−ナフタリンテトラカルボン酸二無
水物、1,2,4,5−ナフタリンテトラカルボン酸二無水
物、1,2,5,6−ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、
3,3′,4,4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸二無水
物、2,2−ビス〔４−（2,3−ジカルボキシフエノキシ）
フエニル〕プロパン二無水物、4,4′−ビス（2,3−ジカ
ルボキシフエノキシ）ジフエニルエーテル二無水物等の
芳香族テトラカルボン酸二無水物があげられ、単独もし
くは併せて用いることができる。また、有機テトラカル
ボン酸二無水物の誘導体としては、上記テトラカルボン
酸二無水物のテトラカルボン酸化物、低級アルキルエス
テル化物、多価アルコールエステル化物等があげられ
る。
つぎに、上記有機ジアミンとしては、下記の一般式で
表されるものがあげられる。
表されるものがあげられる。
上記有機ジアミンの具体例としては、例えば、1,2−
エチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、キ
シリレンジアミン、イソホロンジアミン、ｐ−シクロヘ
キシルジアミン、3,9−ビス（３−アミノプロピル）−
2,4,8,10−テトラオキサスピロ−〔5,5〕−ウンデカン
等の脂肪族ジアミン、4,4′−ジアミノジフエニルエー
テル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフエニルエ
ーテル、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフエニ
ルエーテル、3,3′−ジアミノジフエニルエーテル、3,
4′−ジアミノジフエニルエーテル等のジフエニルエー
テル系ジアミン、4,4′−ジアミノジフエニルチオエー
テル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフエニルチ
オエーテル、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフ
エニルチオエーテル、3,3′−ジアミノジフエニルチオ
エーテル等のジフエニルチオエーテル系ジアミン、4,
4′−ジアミノベンゾフエノン、3,3′−ジメチル−4,
4′−ジアミノベンゾフエノン、3,3′−ジアミノベンゾ
フエノン等のベンゾフエノン系ジアミン、3,3′−ジア
ミノジフエニルメタン、4,4′−ジアミノジフエニルメ
タン、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフエニル
メタン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフエニル
メタン等のジフエニルメタン系ジアミン、2,2−ビス
（４−アミノフエニル）プロパン、2,2−ビス（３−ア
ミノフエニル）プロパン等のビスフエニルプロパン系ジ
アミン、4,4′−ジアミノジフエニルスルホキシド、3,
3′−ジアミノジフエニルスルホキシド等のジフエニル
スルホキシド系ジアミン、4,4′−ジアミノジフエニル
スルホン、3,3′−ジアミノジフエニルスルホン等のジ
フエニルスルホン系ジアミン、ベンチジン、3,3′−ジ
メチルベンチジン、3,3′−ジメトキシベンチジン、3,
3′−ジアミノビフエニル等のビフエニル系ジアミン、
2,6−ジアミノピリジン、3,6−ジアミノピリジン、2,5
−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン等のピリ
ジン系ジアミン、ｏ−,m−またはｐ−ジアミノベンゼ
ン、3,5−ジアミノ安息香酸等、4,4′−ジ（ｍ−アミノ
フエノキシ）ジフエニルスルホン、4,4′−ジ（ｐ−ア
ミノフエノキシ）ジフエニルスルホン、4,4′−ジ（ｍ
−アミノフエノキシ）ジフエニルエーテル、4,4′−ジ
（ｐ−アミノフエノキシ）ジフエニルエーテル、4,4′
−ジ（ｍ−アミノフエノキシ）ジフエニルプロパン、4,
4′−ジ（ｐ−アミノフエノキシ）ジフエニルプロパ
ン、4,4′−ジ（ｍ−アミノフエニルスルホニル）ジフ
エニルエーテル、4,4′−ジ（ｐ−アミノフエニルスル
ホニル）ジフエニルエーテル、4,4′−ジ（ｍ−アミノ
フエニルチオエーテル）ジフエニルスルフイド、4,4′
−ジ（ｐ−アミノフエニルチオエーテル）ジフエニルス
ルフイド、4,4′−ジ（ｍ−アミノフエノキシ）ジフエ
ニルケトン、4,4′−ジ（ｐ−アミノフエノキシ）ジフ
エニルケトン、4,4′−ジ（ｍ−アミノフエノキシ）ジ
フエニルメタン、4,4′−ジ（ｐ−アミノフエノキシ）
ジフエニルメタン等の芳香族ジアミンがあげられる。
エチレンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン、キ
シリレンジアミン、イソホロンジアミン、ｐ−シクロヘ
キシルジアミン、3,9−ビス（３−アミノプロピル）−
2,4,8,10−テトラオキサスピロ−〔5,5〕−ウンデカン
等の脂肪族ジアミン、4,4′−ジアミノジフエニルエー
テル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフエニルエ
ーテル、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフエニ
ルエーテル、3,3′−ジアミノジフエニルエーテル、3,
4′−ジアミノジフエニルエーテル等のジフエニルエー
テル系ジアミン、4,4′−ジアミノジフエニルチオエー
テル、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフエニルチ
オエーテル、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフ
エニルチオエーテル、3,3′−ジアミノジフエニルチオ
エーテル等のジフエニルチオエーテル系ジアミン、4,
4′−ジアミノベンゾフエノン、3,3′−ジメチル−4,
4′−ジアミノベンゾフエノン、3,3′−ジアミノベンゾ
フエノン等のベンゾフエノン系ジアミン、3,3′−ジア
ミノジフエニルメタン、4,4′−ジアミノジフエニルメ
タン、3,3′−ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフエニル
メタン、3,3′−ジメチル−4,4′−ジアミノジフエニル
メタン等のジフエニルメタン系ジアミン、2,2−ビス
（４−アミノフエニル）プロパン、2,2−ビス（３−ア
ミノフエニル）プロパン等のビスフエニルプロパン系ジ
アミン、4,4′−ジアミノジフエニルスルホキシド、3,
3′−ジアミノジフエニルスルホキシド等のジフエニル
スルホキシド系ジアミン、4,4′−ジアミノジフエニル
スルホン、3,3′−ジアミノジフエニルスルホン等のジ
フエニルスルホン系ジアミン、ベンチジン、3,3′−ジ
メチルベンチジン、3,3′−ジメトキシベンチジン、3,
3′−ジアミノビフエニル等のビフエニル系ジアミン、
2,6−ジアミノピリジン、3,6−ジアミノピリジン、2,5
−ジアミノピリジン、3,4−ジアミノピリジン等のピリ
ジン系ジアミン、ｏ−,m−またはｐ−ジアミノベンゼ
ン、3,5−ジアミノ安息香酸等、4,4′−ジ（ｍ−アミノ
フエノキシ）ジフエニルスルホン、4,4′−ジ（ｐ−ア
ミノフエノキシ）ジフエニルスルホン、4,4′−ジ（ｍ
−アミノフエノキシ）ジフエニルエーテル、4,4′−ジ
（ｐ−アミノフエノキシ）ジフエニルエーテル、4,4′
−ジ（ｍ−アミノフエノキシ）ジフエニルプロパン、4,
4′−ジ（ｐ−アミノフエノキシ）ジフエニルプロパ
ン、4,4′−ジ（ｍ−アミノフエニルスルホニル）ジフ
エニルエーテル、4,4′−ジ（ｐ−アミノフエニルスル
ホニル）ジフエニルエーテル、4,4′−ジ（ｍ−アミノ
フエニルチオエーテル）ジフエニルスルフイド、4,4′
−ジ（ｐ−アミノフエニルチオエーテル）ジフエニルス
ルフイド、4,4′−ジ（ｍ−アミノフエノキシ）ジフエ
ニルケトン、4,4′−ジ（ｐ−アミノフエノキシ）ジフ
エニルケトン、4,4′−ジ（ｍ−アミノフエノキシ）ジ
フエニルメタン、4,4′−ジ（ｐ−アミノフエノキシ）
ジフエニルメタン等の芳香族ジアミンがあげられる。
また、シリコン系ジアミンとしては、例えば、下記の
式（イ）〜（ト）で表されるもの等があげられる。
式（イ）〜（ト）で表されるもの等があげられる。
このような有機ジアミンは、単独でもしくは併せて用
いることができる。
いることができる。
上記ポリイミドでのダイボンドパツドの被覆処理は、
例えばポリアミド酸溶液の状態で少なくともリードフレ
ームのダイボンドパツド裏面に、従来公知の処理方法で
あるスピンコート法，スクリーン印刷法，吹き付け法，
塗布法およびデイツピング法等により塗布した後、温度
250℃で５時間程度の熱処理を行いポリイミド薄膜を得
ることにより行われる。熱処理による硬化条件として
は、ポリイミドの種類により適切な条件に差異がある
が、通常、温度200℃で３時間のキユアーにより塗布面
に対して充分な接着力が得られる。被覆ポリイミドの厚
みは、１〜200μｍ、より好ましくは５〜30μｍに設定
すれば好結果が得られる。なお、ポリイミドでの被覆処
理は、ダイボンドパツドの裏面だけでなく、ダイボンド
パツドの側面，半導体素子外周面，リードフレーム表面
に行つてもよい。また、ダイボンドパツドの裏面の全体
でなく、部分的に行われていてもよい。
例えばポリアミド酸溶液の状態で少なくともリードフレ
ームのダイボンドパツド裏面に、従来公知の処理方法で
あるスピンコート法，スクリーン印刷法，吹き付け法，
塗布法およびデイツピング法等により塗布した後、温度
250℃で５時間程度の熱処理を行いポリイミド薄膜を得
ることにより行われる。熱処理による硬化条件として
は、ポリイミドの種類により適切な条件に差異がある
が、通常、温度200℃で３時間のキユアーにより塗布面
に対して充分な接着力が得られる。被覆ポリイミドの厚
みは、１〜200μｍ、より好ましくは５〜30μｍに設定
すれば好結果が得られる。なお、ポリイミドでの被覆処
理は、ダイボンドパツドの裏面だけでなく、ダイボンド
パツドの側面，半導体素子外周面，リードフレーム表面
に行つてもよい。また、ダイボンドパツドの裏面の全体
でなく、部分的に行われていてもよい。
なお、この発明に用いるエポキシ樹脂組成物には、必
要に応じて上記の成分以外に難燃化剤，カツプリング
剤，硬化促進剤，ワツクス等が用いられる。
要に応じて上記の成分以外に難燃化剤，カツプリング
剤，硬化促進剤，ワツクス等が用いられる。
上記難燃化剤としては、ノボラツク型ブロク化エポキ
シもしくは、ビスＡタイプエポキシ，三酸化アンチモン
および五酸化アンチモン等の化合物を適宜単独でもしく
は併せて使用することが行われる。
シもしくは、ビスＡタイプエポキシ，三酸化アンチモン
および五酸化アンチモン等の化合物を適宜単独でもしく
は併せて使用することが行われる。
上記カツプリング剤としては、グリシジルエーテルタ
イプ，アミンタイプ，チオシアンタイプ，ウレアタイプ
等のメトキシないしはエトキシシランが、適宜に単独で
もしくは併せて用いられる。その使用方法としては、充
填剤に対して、ドライブレンドしたり、もしくは予備加
熱反応させたり、さらには有機成分原料に対する予備混
合等自由である。
イプ，アミンタイプ，チオシアンタイプ，ウレアタイプ
等のメトキシないしはエトキシシランが、適宜に単独で
もしくは併せて用いられる。その使用方法としては、充
填剤に対して、ドライブレンドしたり、もしくは予備加
熱反応させたり、さらには有機成分原料に対する予備混
合等自由である。
上記硬化促進剤としては、アミン系（三級アミン，四
級アンモニウム塩，イミダゾール類），リン系，ホウ素
系等の硬化促進剤があげられ、単独でもしくは併せて使
用される。
級アンモニウム塩，イミダゾール類），リン系，ホウ素
系等の硬化促進剤があげられ、単独でもしくは併せて使
用される。
上記ワツクスとしては、高級脂肪酸，高級脂肪酸エス
テル，高級脂肪酸カルシウム等の化合物があげられ、単
独でもしくは併せて使用される。
テル，高級脂肪酸カルシウム等の化合物があげられ、単
独でもしくは併せて使用される。
この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物は、例えば
つぎのようにして製造することができる。すなわち、上
記の成分原料を適宜配合し予備混合した後、ミキシング
ロール機等の混練機にかけ加熱状態で混練して溶融混合
し、これを室温に冷却した後、公知の手段によつて粉砕
し、必要に応じて打錠するという一連の工程により製造
することができる。
つぎのようにして製造することができる。すなわち、上
記の成分原料を適宜配合し予備混合した後、ミキシング
ロール機等の混練機にかけ加熱状態で混練して溶融混合
し、これを室温に冷却した後、公知の手段によつて粉砕
し、必要に応じて打錠するという一連の工程により製造
することができる。
この発明の半導体装置は、上記のようなエポキシ樹脂
組成物を用い、例えばつぎのようにして製造することが
できる。すなわち、まず封止すべきリードフレームのダ
イボンドパツド裏面に対してポリイミドで被覆処理した
のち、このリードフレームに半導体素子を取り付け、上
記エポキシ樹脂組成物によつて封止することにより得る
ことができる。上記の封止は、特に限定するものではな
く、通常の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。
組成物を用い、例えばつぎのようにして製造することが
できる。すなわち、まず封止すべきリードフレームのダ
イボンドパツド裏面に対してポリイミドで被覆処理した
のち、このリードフレームに半導体素子を取り付け、上
記エポキシ樹脂組成物によつて封止することにより得る
ことができる。上記の封止は、特に限定するものではな
く、通常の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、エポキシ樹脂
組成物中に含まれる上記一般式（Ｉ）で表される特殊な
エポキシ樹脂および、一般式（１）で表される特殊なフ
エノール樹脂の作用により、封止樹脂の強度、特に高温
時における強度が従来のものの３〜４倍と高くなつてい
るため、半田実装に際しても、パツケージクラツク等が
生ずることがない。また、リードフレームのダイボンド
パツドの裏面がポリイミドで被覆処理されているため、
封止樹脂とリードフレームとの接着力が極めて優れてい
る。
組成物中に含まれる上記一般式（Ｉ）で表される特殊な
エポキシ樹脂および、一般式（１）で表される特殊なフ
エノール樹脂の作用により、封止樹脂の強度、特に高温
時における強度が従来のものの３〜４倍と高くなつてい
るため、半田実装に際しても、パツケージクラツク等が
生ずることがない。また、リードフレームのダイボンド
パツドの裏面がポリイミドで被覆処理されているため、
封止樹脂とリードフレームとの接着力が極めて優れてい
る。
この発明の半導体装置は、上記のような特殊なエポキ
シ樹脂およびフエノール樹脂を含有する特殊なエポキシ
樹脂組成物を用いて半導体素子が樹脂封止されているた
め、半田実装におけるような過酷な条件下においてもパ
ツケージクラツクが生ずることがない。さらに、リード
フレームのダイボンドパツドの裏面がポリイミドで被覆
処理されているため、封止樹脂とリードフレームとの接
着力が向上し極めて優れた耐湿信頼性を有している。特
に、上記特殊なエポキシ樹脂組成物による封止により、
８ピン以上，特に16ピン以上もしくはチツプの長辺4mm
以上の大形の半導体装置において上記のような高信頼度
が得られるようになるのであり、これが大きな特徴であ
る。
シ樹脂およびフエノール樹脂を含有する特殊なエポキシ
樹脂組成物を用いて半導体素子が樹脂封止されているた
め、半田実装におけるような過酷な条件下においてもパ
ツケージクラツクが生ずることがない。さらに、リード
フレームのダイボンドパツドの裏面がポリイミドで被覆
処理されているため、封止樹脂とリードフレームとの接
着力が向上し極めて優れた耐湿信頼性を有している。特
に、上記特殊なエポキシ樹脂組成物による封止により、
８ピン以上，特に16ピン以上もしくはチツプの長辺4mm
以上の大形の半導体装置において上記のような高信頼度
が得られるようになるのであり、これが大きな特徴であ
る。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
〔実施例１〜10、比較例１〜５〕 まず、実施例および比較例で使用した成分原料は下記
の通りである。
の通りである。
《主剤》 A:一般式（Ｉ）成分（ｎ＝３） B:エポキシクレゾールノボラツク（ｎ＝４） （ｎはGPCポリエチレン換算データの重量平均分子量よ
り計算した。） 《硬化剤》 C:一般式（II）成分（ｎ＝３） D:フエノールノボラツク（ｎ＝４） （ｎはGPCポリエチレン換算データの重量平均分子量よ
り計算した。） 《充填剤》 E:最大粒径＝150μm,平均粒径＝20μm,破壊型溶融SiO2 《難燃化剤》 F:ノボラツク型Br化エポキシ G:三酸化二アンチモン 《硬化触媒》 H:ジメチルイミダゾール 《離型剤》 I:ポリエチレンwax 《添加剤》 J:トリメトキシシラングリシジルエーテル 《ポリイミド合成材料》 ＜酸無水物＞ ＜アミン＞ 《ポリイミドの塗布方法》 （ｄ） 刷毛塗り （ｅ） デイツピングコート （ｆ） スピンコート 《熱処理による硬化条件》 （ｇ） 温度200℃,3時間 （ｈ） 温度250℃,5時間 （ｉ） 温度250℃,20時間 後記の第１表に示す原料を同表に示す割合で配合し、
ミキシングロール機にかけて100℃で10分間混練し、シ
ート状組成物を得た。ついで、得られたシート状組成物
を粉砕し、目的とする粉末状のエポキシ樹脂組成物を得
た。
り計算した。） 《硬化剤》 C:一般式（II）成分（ｎ＝３） D:フエノールノボラツク（ｎ＝４） （ｎはGPCポリエチレン換算データの重量平均分子量よ
り計算した。） 《充填剤》 E:最大粒径＝150μm,平均粒径＝20μm,破壊型溶融SiO2 《難燃化剤》 F:ノボラツク型Br化エポキシ G:三酸化二アンチモン 《硬化触媒》 H:ジメチルイミダゾール 《離型剤》 I:ポリエチレンwax 《添加剤》 J:トリメトキシシラングリシジルエーテル 《ポリイミド合成材料》 ＜酸無水物＞ ＜アミン＞ 《ポリイミドの塗布方法》 （ｄ） 刷毛塗り （ｅ） デイツピングコート （ｆ） スピンコート 《熱処理による硬化条件》 （ｇ） 温度200℃,3時間 （ｈ） 温度250℃,5時間 （ｉ） 温度250℃,20時間 後記の第１表に示す原料を同表に示す割合で配合し、
ミキシングロール機にかけて100℃で10分間混練し、シ
ート状組成物を得た。ついで、得られたシート状組成物
を粉砕し、目的とする粉末状のエポキシ樹脂組成物を得
た。
以上の実施例および比較例で得られた粉末状のエポキ
シ樹脂組成物を用い、半導体素子をトランスフアー成形
でモールドすることにより、半導体装置を得た。この半
導体装置は、80ピンQFPのパツケージ（20×14mm,厚み2.
25mm）のものであり、７×7mmのチツプサイズを有する
ものである。
シ樹脂組成物を用い、半導体素子をトランスフアー成形
でモールドすることにより、半導体装置を得た。この半
導体装置は、80ピンQFPのパツケージ（20×14mm,厚み2.
25mm）のものであり、７×7mmのチツプサイズを有する
ものである。
このようにして得られた半導体装置について、測定試
験を行つた。その結果を下記の第２表に示す。なお、ダ
イボンドパツドの封止樹脂との接着力は、第２図に示す
ように封止樹脂成形物５とダイボンドパツドと同様の材
質板（実施例は板上に予めポリイミドの被覆処理を施し
てある）4a間の剪断接着力を矢印Ｂの方向に応力をかけ
て測定した。
験を行つた。その結果を下記の第２表に示す。なお、ダ
イボンドパツドの封止樹脂との接着力は、第２図に示す
ように封止樹脂成形物５とダイボンドパツドと同様の材
質板（実施例は板上に予めポリイミドの被覆処理を施し
てある）4a間の剪断接着力を矢印Ｂの方向に応力をかけ
て測定した。
第２表の結果から実施例品は、各特性、特に曲げ物性
が室温については、比較例品と大差はないものの、215
℃のような高温においては、比較例品よりも著しく優れ
た結果が得られており、高温時におけるパツケージの強
度が大幅に向上していることがわかる。さらに、実施例
品はパツケージクラツク発生数が極めて少なく耐湿信頼
性が著しく向上していることがわかる。
が室温については、比較例品と大差はないものの、215
℃のような高温においては、比較例品よりも著しく優れ
た結果が得られており、高温時におけるパツケージの強
度が大幅に向上していることがわかる。さらに、実施例
品はパツケージクラツク発生数が極めて少なく耐湿信頼
性が著しく向上していることがわかる。
第１図はこの発明における実施例の説明図、第２図はダ
イボンドパツドと封止樹脂との接着力測定方法の説明
図、第３図および第４図は、従来例の説明図である。 １……封止樹脂、２……リードフレーム、３……パツケ
ージ、４……ダイボンドパツド、７……半導体素子、８
……ワイヤーボンデイング、９……ポリイミド薄膜
イボンドパツドと封止樹脂との接着力測定方法の説明
図、第３図および第４図は、従来例の説明図である。 １……封止樹脂、２……リードフレーム、３……パツケ
ージ、４……ダイボンドパツド、７……半導体素子、８
……ワイヤーボンデイング、９……ポリイミド薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 (72)発明者 安達 準一 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電気工業株式会社内 (72)発明者 山口 美穂 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−160256（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−22955（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−243853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−46803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−123873（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも一部が下記の一般式（Ｉ）で表
されるエポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂主剤成分と、
少なくとも一部が下記の一般式（II）で表されるフエノ
ール樹脂からなるフエノール樹脂硬化剤成分と、無機質
充填剤を主要成分とするエポキシ樹脂組成物を用い、リ
ードフレームのダイボンドパツド上に取着された半導体
素子を封止してなる半導体装置であつて、ダイボンドパ
ツド裏面がポリイミドで被覆処理されていることを特徴
とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331845A JP2587074B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331845A JP2587074B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01171232A JPH01171232A (ja) | 1989-07-06 |
| JP2587074B2 true JP2587074B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=18248298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331845A Expired - Lifetime JP2587074B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587074B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03195722A (ja) * | 1989-12-25 | 1991-08-27 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | エポキシ樹脂組成物 |
| KR0148080B1 (ko) * | 1995-07-31 | 1998-08-01 | 김광호 | 반도체 리드프레임 제조방법 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지 제조방법 |
| WO2014122892A1 (ja) * | 2013-02-06 | 2014-08-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体モジュール |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP62331845A patent/JP2587074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01171232A (ja) | 1989-07-06 |
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