JP3134782B2 - 粒状半導体封止材料、及びその製造方法、及びその材料を用いた半導体装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トランスファー成
形により半導体装置を封止する封止材料、及びその製造
方法、及びその封止材料を用いた半導体装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置等の封止方法として、
エポキシ樹脂等の封止材料を用いてトランスファー成形
により封止する方法が汎用されている。

【０００３】このトランスファー成形に用いる封止材料
としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、硬化剤及び
無機充填材等を配合した後、ロール又は押し出し機等で
加熱しながら混練し、その混練物をシート状に伸ばして
冷却した後粉砕したり、混練物を線状に押し出して冷却
しながら切断して封止材料の粉砕物を形成し、その粉砕
物を所定の重量又は体積計量した後、円柱状の穴があい
た金型に挿入し、加圧することによって内部の空気を抜
きながら円柱状に成形して製造するタブレット状の封止
材料を用いることが一般に行われている。

【０００４】そして、トランスファー成形する際には、
そのタブレット状の封止材料をトランスファー成形機に
取り付けられた金型に備えたポットに装填し、加熱して
溶融させた後、プランジャーで加圧して、前記金型が備
えるランナー及びゲートを経由して、半導体素子等が配
置された樹脂成形用のキャビティーに封止材料が送ら
れ、更に加熱することにより封止材料を硬化させて封止
する方法が行われている。

【０００５】なお、生産性向上のために、一つのポット
から複数のキャビティーに封止材料を送るようランナー
等を形成し、一度の封止で複数の半導体装置等となる部
分を封止する、１ポット方式と呼ばれる方法が従来より
一般に行われている。

【０００６】近年、半導体装置の信頼性向上のために、
複数のポットを並べて形成することにより、一つのポッ
トと接続するキャビティーの数を減らし、溶融した封止
材料が送られるランナーの長さを短く形成したマルチポ
ット方式と呼ばれる方法が検討されている。このマルチ
ポット方式の場合、溶融した封止材料が送られるランナ
ーの長さを短く設計することができるため、高粘度の封
止材料まで安定して封止が可能となり、品質が安定した
半導体装置が得られるという効果があり増加しつつあ
る。

【０００７】しかし、マルチポット方式で封止する際に
用いるタブレット状の封止材料は、従来の１ポット方式
と比較して大きさが小さく、同じ数の半導体装置を封止
しようとするとタブレット状の封止材料の数を増やす必
要があり、用いる封止材料の価格が高くなるという問題
があった。

【０００８】そのため、タブレット状の封止材料を用い
ずに、封止材料の粉砕物を用いて、所定量計量してポッ
トに装填し、封止する方法が検討されている。しかし、
封止材料の粉砕物を用いてポットに装填しようとする
と、ホッパーブリッジ等の配管詰まりが発生して計量ば
らつきが発生し、封止して得られる半導体装置が不良と
なる場合があった。

【０００９】この配管詰まりが発生する原因としては、
封止材料の粉砕物中に、大きな固まりや微粉末が混在
し、これらが引っ掛かることによって配管等が詰まるこ
とが原因の一つであると考えられている。そのため、大
きな固まりや微粉末を篩分けして除き、配管詰まりを発
生しにくくした封止材料が検討されている。しかし、一
般に微粉末は大きなものに付着しやすいため、篩分けで
はその付着したものが十分には除かれにくく、篩分けし
て微粉末を除いたものであっても、移送中に封止材料ど
うしが衝突したり、振動が与えられたりすると、微粉末
が分離する場合があり、この分離した微粉末が配管詰ま
りを起こす場合があった。そのため振動等を与えた場合
であっても、微粉末の発生が少ない粒状半導体封止材料
が求められている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、その目的とするとこ
ろは、樹脂成分及び無機充填材を含有する粒状半導体封
止材料であって、振動等を与えた場合であっても、微粉
末の発生が少ない粒状半導体封止材料を提供することに
ある。

【００１１】また、振動等を与えた場合であっても、微
粉末の発生が少ない粒状半導体封止材料の製造方法を提
供することにある。またこの粒状半導体封止材料を用い
た封止工程の生産性が優れた半導体装置を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
粒状半導体封止材料は、無機充填材と樹脂成分を混練す
ること無く混合した混合物を、攪拌して加熱造粒してな
ることを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項２に係る粒状半導体封止材
料は、請求項１記載の粒状半導体封止材料において、樹
脂成分が、エポキシ樹脂、硬化剤及び離型剤を含有する
ことを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項３に係る粒状半導体封止材
料の製造方法は、請求項１又は請求項２記載の粒状半導
体封止材料の製造方法であって、無機充填材と樹脂成分
の混合物を、加熱しながら攪拌により運動させて造粒す
ることを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項４に係る粒状半導体封止材
料の製造方法は、請求項３記載の粒状半導体封止材料の
製造方法において、樹脂成分が、室温で固体であること
を特徴とする。

【００１６】本発明の請求項５に係る粒状半導体封止材
料の製造方法は、請求項３記載の粒状半導体封止材料の
製造方法において、樹脂成分が、溶剤を含有してなるこ
とを特徴とする。

【００１７】本発明の請求項６に係る粒状半導体封止材
料の製造方法は、請求項３から請求項５のいずれかに記
載の粒状半導体封止材料の製造方法において、加熱しな
がら攪拌により運動させて造粒する方法が、混合物を開
放系の撹拌機で撹拌することにより摩擦熱を発生し、そ
の摩擦熱で混合物を加熱するとともに、その撹拌で造粒
する方法であることを特徴とする。

【００１８】本発明の請求項７に係る粒状半導体封止材
料の製造方法は、請求項３から請求項５のいずれかに記
載の粒状半導体封止材料の製造方法において、加熱しな
がら攪拌により運動させて造粒する方法が、混合物を加
熱した気体に浮かべることにより流動層を形成し、その
気体の熱で混合物を加熱するとともに、その流動層内部
の混合物の衝突で造粒する方法であることを特徴とす
る。

【００１９】本発明の請求項８に係る半導体装置は、請
求項１又は請求項２記載の粒状半導体封止材料を用い
て、半導体素子を封止してなる。

【００２０】本発明の請求項１に係る粒状半導体封止材
料は、攪拌して加熱造粒してなる粒状半導体封止材料で
あるため、造粒時に混合物に含まれる無機充填材と樹脂
成分は強固に接着し、振動等を与えた場合であっても、
微粉末の発生が少ない粒状半導体封止材料となる。

【００２１】また、本発明の請求項８に係る半導体装置
は、振動等を与えた場合であっても、微粉末の発生が少
ない粒状半導体封止材料を用いて封止しているため、配
管詰まり等が発生しにくく、封止工程の生産性が優れた
半導体装置となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係る粒状半導
体封止材料を説明する。本発明の請求項１に係る粒状半
導体封止材料は、無機充填材と樹脂成分を混練すること
無く混合した混合物を、攪拌して加熱造粒してなる粒状
半導体封止材料である。

【００２３】樹脂成分は、熱硬化性樹脂を必須として含
有し、必要に応じてその熱硬化性樹脂の硬化剤、硬化促
進剤、シランカップリング剤、離型剤、着色剤、低応力
化剤、界面活性剤及び難燃剤等を配合したものである。
なおエポキシ樹脂等のように自己硬化性の低い熱硬化性
樹脂は、その樹脂を硬化するための硬化剤等も含有する
ことが必要である。

【００２４】熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポ
リイミド樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂等が挙げられるが、エポキシ樹脂を用
いた樹脂成分の場合、電気特性及び価格のバランスが優
れ好ましい。エポキシ樹脂としては特に限定するもので
はなく、例えばオルソクレゾールノボラック型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型
エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、
線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環
式エポキシ樹脂等が挙げられ、これらを単独で用いて
も、２種類以上を併用してもよい。

【００２５】また、このエポキシ樹脂系の樹脂成分に含
有する硬化剤としては、例えばフェノールノボラック樹
脂及びその誘導体、クレゾールノボラック樹脂及びその
誘導体、モノまたはジヒドロキシナフタレンノボラック
樹脂及びその誘導体、フェノール類やナフトール類とｐ
−キシレンの縮合体、ジシクロペンタジエンとフェノー
ルの共重合体等のフェノール系硬化剤や、アミン系硬化
剤や、酸無水物等が挙げられる。これらの硬化剤は、単
独で用いても、２種類以上を併用してもよい。なお、フ
ェノールノボラック樹脂を用いた場合、樹脂硬化物の吸
湿率を低下することができ好ましい。その配合量として
は、通常エポキシ樹脂に対して、当量比で０．１〜１０
の範囲で配合される。

【００２６】また、上記エポキシ樹脂系の樹脂成分に含
有することができる硬化促進剤としては、例えば、１，
８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、
トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン等の三
級アミン化合物、２−メチルイミダゾール、２−エチル
−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾー
ル、２−フェニル−４−メチルイミダゾール等のイミダ
ゾール化合物、トリフェニルホスフィン、トリブチルホ
スフィン等の有機ホスフィン化合物等が挙げられる。

【００２７】また、樹脂成分に含有することができるシ
ランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン等のエポキシシランや、Ｎ−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミ
ノシラン等が挙げられる。

【００２８】また、樹脂成分に含有することができる離
型剤としては、ステアリン酸、モンタン酸、パルミチン
酸、オレイン酸、リノール酸等の脂肪酸、その脂肪酸の
カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、亜鉛
塩等の塩、その脂肪酸のアミド、リン酸エステル、ポリ
エチレン、ビスアマイド、カルボキシル基含有ポリオレ
フィン及び天然カルナバ等が挙げられる。なお、エポキ
シ樹脂系の樹脂成分に離型剤を含有すると、封止しよう
とする半導体素子やリードフレームとの密着性の高いエ
ポキシ樹脂を使用した場合であっても、トランスファー
成形時、樹脂硬化物とプランジャーや金型との離型性が
優れるため作業性が向上し好ましい。

【００２９】また、樹脂成分に含有することができる着
色剤としては、例えば、カーボンブラック、酸化チタン
等が挙げられる。また、樹脂成分に含有することができ
る低応力化剤としては、例えば、シリコーンゲル、シリ
コーンゴム、シリコーンオイル等が挙げられる。また、
樹脂成分に含有することができる界面活性剤としては例
えば、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビ
タン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等が挙げら
れる。また、樹脂成分に含有することができる難燃剤と
しては、例えば、三酸化アンチモン、ハロゲン化合物、
リン化合物等が挙げられる。

【００３０】これらの硬化促進剤、シランカップリング
剤、離型剤、着色剤、低応力化剤、界面活性剤及び難燃
剤等は２種類以上を併用することもできる。

【００３１】また、本発明で使用する無機充填材として
は特に限定するものではなく、例えば結晶シリカ、溶融
シリカ、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、窒化ケイ素、タルク、ケイ
酸カルシウム等が挙げられる。上記無機充填材は、単独
で用いても、２種類以上を併用してもよい。なお、無機
充填材として結晶シリカ又は溶融シリカ等のシリカを用
いた場合、樹脂硬化物の線膨張係数が小さくなり、半導
体素子の線膨張係数に近づくため好ましい。なお、無機
充填材を、樹脂成分と無機充填材の合計１００重量部中
に、６０〜９５重量部含有する場合、樹脂硬化物の吸湿
量が低下し、吸湿ハンダ耐熱性が優れ好ましい。なお、
本発明で使用する無機充填材は、造粒するのに適した大
きさ（例えば平均粒径０．５〜５０μｍ）の無機充填材
を使用する。

【００３２】そして、粒状半導体封止材料の製造にあた
っては、上記樹脂成分及び無機充填材を混練すること無
く混合して混合物を形成する。

【００３３】次いで、混練すること無く混合した混合物
を、加熱しながら攪拌により運動させて（実質的に無加
圧状態で運動させて）造粒することにより粒状半導体封
止材料を製造する。

【００３４】この混合物を加熱しながら実質的に無加圧
状態で運動させて造粒する方法としては、例えば、無機
充填材と樹脂成分の混合物を、開放系の撹拌機で撹拌す
ることにより摩擦熱を発生し、その摩擦熱で混合物を加
熱するとともに、その撹拌で造粒し、次いで撹拌しなが
ら冷却する方法（以下造粒方法Ａと記す）や、無機充填
材と樹脂成分の混合物を、加熱した開放系の撹拌機で撹
拌することにより混合物を容器から供給される熱で加熱
するとともに、撹拌により造粒し、次いで撹拌しながら
冷却する方法（以下造粒方法Ｂと記す）や、無機充填材
と樹脂成分の混合物を、加熱した気体に浮かべることに
より混合物の流動層を形成し、その気体の熱で混合物を
加熱するとともに、その流動層内部の混合物どうしの衝
突で造粒し、次いで流動層を形成した状態で冷却する方
法（以下造粒方法Ｃと記す）や、無機充填材と、溶剤を
含有する液状の樹脂成分の混合物を、開放系の撹拌機で
撹拌することにより摩擦熱を発生し、その摩擦熱で混合
物を加熱して溶剤を乾燥するとともに、撹拌して造粒す
る方法（以下造粒方法Ｄと記す）や、無機充填材と、溶
剤を含有する液状の樹脂成分の混合物を、加熱した気体
に浮かべることにより混合物の流動層を形成し、気体の
熱で混合物を加熱して溶剤を乾燥するとともに、その流
動層内部の混合物どうしの衝突で造粒する方法（以下造
粒方法Ｅと記す）が挙げられる。

【００３５】造粒方法Ａの具体的方法としては、例えば
図１に示すような、回転モーター１２と接続された撹拌
用の撹拌羽根１１を、ミキサー本体１３内部に形成した
開放系の撹拌機１０を用いて、混合物１をミキサー本体
１３内部に供給した後、開放系とした状態で撹拌羽根１
１を回転させる。樹脂成分と無機充填材が撹拌により衝
突すると、無機充填材が樹脂成分で接着されて造粒が行
われる。なお、この接着したものがある大きさ以上に大
きくなると、撹拌羽根１１の剪断の力により分解し、適
度な大きさの粒子となる。なお、造粒中の樹脂成分は、
液状であることが必要である。室温で固体の樹脂成分の
場合には、撹拌羽根１１を回転させることによって混合
物１どうしの衝突や、混合物１と撹拌羽根１１の衝突に
よって摩擦熱を発生させると、混合物１の温度が上昇し
て樹脂成分の溶融が始まり、液状の樹脂成分となって造
粒が可能となる。なお、室温で固体の樹脂成分の場合、
外部で加熱溶融させた後、撹拌機１０に供給してもよ
い。

【００３６】次いで、用いた樹脂成分が室温で液体の樹
脂成分の場合、発生した摩擦熱によって樹脂成分の硬化
反応を進め、室温まで冷却したときに、固体となるまで
反応を進行させる。なお、樹脂成分が室温で固体の場
合、樹脂成分を室温まで冷却したときに固体となるまで
反応させる反応が不要となるため、造粒する時間を短く
することができ、生産性に優れ好ましい。

【００３７】次いで、撹拌羽根１１の回転数を低下させ
ると、外気により冷却されて樹脂成分の温度が低下して
固体化し、粒状半導体封止材料が得られる。これらの工
程中で混合物１に含まれる無機充填材と樹脂成分は強固
に接着し、振動等を与えた場合であっても、微粉末の発
生が少ない粒状半導体封止材料となる。なおこの方法の
場合、得られる粒状半導体封止材料中に発生する、特に
大きな封止材料の固まりが少なく、かつ、得られる封止
材料の収率が高く好ましい。

【００３８】この造粒方法Ａに用いる撹拌機１０として
は、ヘンシェルミキサー、ユニバーサルミキサー等が挙
げられる。

【００３９】なお、混合物１をミキサー本体１３に供給
する方法は、無機充填材と樹脂成分を混合した後、ミキ
サー本体１３に供給する方法に限定するものではなく、
無機充填材をミキサー本体１３に供給した後、撹拌しな
がら樹脂成分を供給して、ミキサー本体１３内で混合す
る方法等各種の方法が可能である。

【００４０】また、開放系の撹拌機１０とは、ミキサー
本体１３の一部に開口部を有する撹拌機１０に限定する
ものではなく、ミキサー本体１３に混合物１を完全充填
して自由に動く空間がない場合や、ミキサー本体１３に
加圧した気体を封入する場合等、混合物１が自由に動け
ない場合を除くことを意味するものである。

【００４１】造粒方法Ｂの具体的方法としては、例えば
図１に示すような、回転モーター１２と接続された撹拌
用の撹拌羽根１１をミキサー本体１３内部に形成し、ミ
キサー本体１３を壁面内にヒーター等を埋め込んで形成
して加熱可能に形成した開放系の撹拌機１０を用いて、
混合物１をミキサー本体１３内部に供給した後、開放系
とした状態で撹拌羽根１１を回転させる。

【００４２】樹脂成分と無機充填材が撹拌により衝突す
ると、無機充填材が樹脂成分で接着されて造粒が行われ
る。なお、この接着したものがある大きさ以上に大きく
なると、撹拌羽根１１の剪断の力により分解し、適度な
大きさの粒子となる。そして、用いた樹脂成分が室温で
液体の樹脂成分の場合、ミキサー本体１３を加熱して樹
脂成分の硬化反応を進め、室温まで冷却したときに、固
体となるまで反応を進行させる。

【００４３】次いでミキサー本体１３の加熱を中止する
と外気により冷却されて、樹脂成分の温度が低下して固
体化し、粒状半導体封止材料が得られる。これらの工程
中で混合物１に含まれる無機充填材と樹脂成分は強固に
接着し、振動等を与えた場合であっても、微粉末の発生
が少ない粒状半導体封止材料となる。なおこの方法の場
合、得られる粒状半導体封止材料中に発生する、特に大
きな封止材料の固まりが少なく、かつ、得られる封止材
料の収率が高く好ましい。

【００４４】この造粒方法Ｂに用いる撹拌機１０として
は、造粒方法Ａの場合と同様のものが挙げられる。

【００４５】造粒方法Ｃの具体的方法としては、例えば
図２に示すような、送風機２１から吹き出した空気をヒ
ーター２２で加熱した後、乾燥機本体２３の下部より上
に向けて吹き出すように形成した乾燥機２０を用いる。
そして、混合物１を乾燥機本体２３内部に供給した後、
送風機２１及びヒーター２２を運転させて乾燥機本体２
３の下部から上部に加熱した空気を吹き出して混合物１
を空気に浮かべると、乾燥機本体２３内部に、流動化し
た混合物１の層である流動層が発生する。

【００４６】すると、流動層内部の樹脂成分と無機充填
材の衝突で、無機充填材が樹脂成分で接着されて造粒が
行われる。なお、この接着したものがある大きさ以上に
大きくなると、衝突によって分割されたり、重量が重く
なったものは空気に浮かばなくなり落下して流動層から
除かれるため、流動層内部の粒子は適度な大きさの粒子
となる。そして、用いた樹脂成分が室温で液体の樹脂成
分の場合、供給する空気の熱によって樹脂成分の硬化反
応を進め、室温まで冷却したときに、固体となるまで反
応を進行させる。

【００４７】次いでヒーター２２の加熱を停止すると、
供給する空気により冷却されて樹脂成分の温度が低下し
て固体化し、粒状半導体封止材料が得られる。これらの
工程中で混合物１に含まれる無機充填材と樹脂成分は強
固に接着し、振動等を与えた場合であっても、微粉末の
発生が少ない粒状半導体封止材料となる。なおこの方法
の場合、得られる粒状半導体封止材料中に発生する、特
に大きな封止材料の固まりが少なくなり好ましい。

【００４８】この造粒方法Ｃに用いる乾燥機２０として
は、流動層型乾燥機、遠心流動層型乾燥機、遠心転動型
乾燥機、遠心流動型乾燥機、スパイラフロー等が挙げら
れる。

【００４９】なお樹脂成分は、造粒方法Ａの場合と同様
に、室温で液体の樹脂成分でもよく、室温で固体の樹脂
成分でもよい。樹脂成分が室温で固体の樹脂成分である
場合、造粒方法Ａの場合と同様に生産性が優れ好まし
い。

【００５０】造粒方法Ｄの方法は、溶剤を含有する液状
の樹脂成分を用いる。この樹脂成分に含有することので
きる溶剤としては、例えばアセトン、メタノール、キシ
レン、トルエン、ヘキサン、メチルエチルケトン、酢酸
エチル、シクロヘキサン、イソプロパノール、ベンゼ
ン、メチルアセトン、無水エタノール等の溶剤の１種類
又は複数種類が挙げられる。

【００５１】そして、この溶剤を含有する液状の樹脂成
分と無機充填材を混合した混合物を、例えば造粒方法Ａ
の方法と同様にして、撹拌羽根により撹拌する。摩擦熱
によって溶剤を乾燥しながら、樹脂成分と無機充填材を
撹拌により衝突させると、無機充填材が樹脂成分で接着
されて造粒が行われる。なお、この接着したものがある
大きさ以上に大きくなると、撹拌羽根の剪断の力により
分解し、適度な大きさの粒子となる。

【００５２】そして、樹脂成分のうち溶剤を除く成分が
室温で固体の樹脂成分を用いた場合には溶剤の乾燥が終
了すると、また樹脂成分のうち溶剤を除く成分が室温で
液体の樹脂成分を用いた場合には、摩擦熱等によって樹
脂成分の硬化反応を進め、室温まで冷却したときに、固
体となるまで反応を進行させた後冷却すると、粒状半導
体封止材料が得られる。

【００５３】これらの工程中で混合物に含まれる無機充
填材と樹脂成分は強固に接着し、振動等を与えた場合で
あっても、微粉末の発生が少ない粒状半導体封止材料と
なる。なおこの方法の場合、得られる粒状半導体封止材
料中に発生する、特に大きな封止材料の固まりが少な
く、かつ、得られる封止材料の収率が高く好ましい。

【００５４】なお樹脂成分のうち溶剤を除く成分が室温
で固体の樹脂成分を用いた場合であり、かつ、添加する
溶剤の沸点が溶剤を除く樹脂成分の融点よりも低い場
合、溶剤を除く樹脂成分の融点以下の温度で造粒するこ
とができるため、造粒中の硬化の進行が小さく、成形性
が安定した封止材料を得ることが可能となり好ましい。

【００５５】なお、混合物をミキサー本体に供給する方
法は、溶剤を含有する液状の樹脂成分と無機充填材を混
合した後ミキサー本体に供給する方法に限定するもので
はなく、無機充填材と溶剤を除く樹脂成分をミキサー本
体に供給した後、撹拌しながら溶剤を添加して、ミキサ
ー本体内で混合する方法等各種の方法が可能である。

【００５６】造粒方法Ｅの方法は、溶剤を含有する液状
の樹脂成分を用いる場合であり、造粒方法Ｄの方法の場
合と同様の溶剤を含有することができる。

【００５７】そして造粒方法Ｅの具体的方法としては、
樹脂成分と無機充填材を混合した混合物を、例えば造粒
方法Ｃの方法と同様にして、空気に浮かべて混合物の流
動層を発生させる。供給する空気の熱によって溶剤を乾
燥しながら、流動層内部で樹脂成分と無機充填材が衝突
すると、無機充填材が樹脂成分で接着されて造粒が行わ
れる。なお、この接着したものがある大きさ以上に大き
くなると、衝突によって分割されたり、重量が重くなっ
たものは空気に浮かばなくなり落下して流動層から除か
れるため、流動層内部の粒子は適度な大きさの粒子とな
る。

【００５８】そして、樹脂成分のうち溶剤を除く成分が
室温で固体の樹脂成分を用いた場合には溶剤の乾燥が終
了すると、また樹脂成分のうち溶剤を除く成分が室温で
液体の樹脂成分を用いた場合には、供給する空気の熱に
よって樹脂成分の硬化反応を進め、室温まで冷却したと
きに、固体となるまで反応を進行させた後冷却すると、
粒状半導体封止材料が得られる。

【００５９】これらの工程中で混合物に含まれる無機充
填材と樹脂成分は強固に接着し、振動等を与えた場合で
あっても、微粉末の発生が少ない粒状半導体封止材料と
なる。なおこの方法の場合、得られる粒状半導体封止材
料中に発生する、特に大きな封止材料の固まりが少なく
なり好ましい。

【００６０】なお、混合物を加熱しながら実質的に無加
圧状態で運動させて造粒する方法としては、上記造粒方
法Ａから造粒方法Ｅの方法に限定されるものではなく、
造粒方法Ａと造粒方法Ｂを組み合わせて行う方法等、混
合物を加熱しながら実質的に無加圧状態で運動させて造
粒する方法であれば、各種の方法が適用できる。

【００６１】また、造粒方法に関わらず、造粒した後冷
却するときに、上記樹脂成分として含有することができ
る離型材と同じ離型材を添加して表面を覆うようにする
と、トランスファー成形時、樹脂硬化物とプランジャー
や金型との離型性が優れる封止材料となるため、トラン
スファー成形の作業性が向上し好ましい。

【００６２】本発明の請求項８に係る半導体装置を説明
する。本発明の請求項８に係る半導体装置は、上記で得
られた粒状半導体封止材料を用いて、半導体素子等をト
ランスファー成形して封止して得られる半導体装置であ
る。トランスファー成形する方法としては上記粒状半導
体封止材料を用いること以外は特に限定するものではな
く、一般の方法で成形が可能である。

【００６３】本発明の請求項８に係る半導体装置は、振
動等を与えた場合であっても、微粉末の発生が少ない粒
状半導体封止材料を用いて封止しているため、配管詰ま
り等が発生しにくく、封止工程の生産性が優れた半導体
装置となる。

【００６４】

【実施例】樹脂成分の原料として、下記の２種類のエポ
キシ樹脂、硬化剤、２種類の離型剤、カップリング剤、
硬化促進剤、着色剤及び難燃剤を下記の重量比で配合し
た。 ・エポキシ樹脂１：オルソクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂［住友化学工業社製、商品名ＥＳＣＮ１９５Ｘ
Ｌ］３重量部 ・エポキシ樹脂２：ビフェニル型エポキシ樹脂［油化シ
ェルエポキシ社製、商品名ＹＸ４０００Ｈ］３重量部 ・硬化剤：フェノール樹脂［荒川化学工業社製、商品名
タマノール７５２］５重量部 ・離型剤１：ステアリン酸［大日本化学社製、商品名Ｗ
Ｏ２］０．３重量部 ・離型剤２：天然カルナバ［大日化学社製、商品名Ｆ−
１−１００］０．３重量部 ・カップリング剤：γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン［東レダウコーニングシリコーン社製、商品
名ＳＨ６０４０］１重量部 ・硬化促進剤：２−フェニルイミダゾール １重量部 ・着色剤：カーボンブラック ０．２重量部 ・難燃剤：三酸化アンチモン ５重量部。

【００６５】上記の各原料を配合した後、温度８５℃で
５分間反応させ、次いで冷却して樹脂成分ａを得た。な
お、この樹脂成分ａの融解温度を測定したところ、６３
℃であった。

【００６６】また、樹脂成分ａと同様の配合量に、更に
溶剤としてメチルエチルケトンを１０重量部添加して溶
解させて液状の樹脂成分ｂを得た。

【００６７】また、無機充填材として、平均粒径が５μ
ｍである溶融シリカ［龍森社製、商品名ＦＢ５］を８０
重量部用いた。

【００６８】（実施例１）無機充填材とカッターミルで
粉砕した上記樹脂成分ａを、ヘンシェルミキサー［三井
鉱山社製］に投入し、造粒方法Ａ（無機充填材と樹脂成
分の混合物を、開放系の撹拌機で撹拌することにより摩
擦熱を発生し、その摩擦熱で混合物を加熱するととも
に、その撹拌で造粒し、次いで撹拌しながら冷却する方
法）で造粒した。

【００６９】その方法としては、ヘンシェルミキサーの
撹拌羽根を１５００ｒｐｍで１０分間回転させて加熱す
ることにより樹脂成分ａを溶融させて造粒を行い、次い
で撹拌羽根の回転を４００ｒｐｍに低下させて冷却し
て、粒状半導体封止材料を得た。

【００７０】（実施例２）無機充填材と７０℃に加熱し
て溶融させた樹脂成分ａを、ヘンシェルミキサー［三井
鉱山社製］に投入し、造粒方法Ｂ（無機充填材と樹脂成
分の混合物を、加熱した開放系の撹拌機で撹拌すること
により混合物を容器から供給される熱で加熱するととも
に、撹拌により造粒し、次いで撹拌しながら冷却する方
法）で造粒した。

【００７１】その方法としては、ヘンシェルミキサーの
ミキサー本体を７０℃に加温した状態で、撹拌羽根を４
００ｒｐｍで１０分間回転させて造粒を行い、次いでミ
キサー本体の加温を停止して冷却して、粒状半導体封止
材料を得た。

【００７２】（実施例３）無機充填材とカッターミルで
粉砕した樹脂成分ａを、流動層乾燥機［大川原製作所社
製］に投入し、造粒方法Ｃ（無機充填材と樹脂成分の混
合物を、加熱した気体に浮かべることにより混合物の流
動層を形成し、その気体の熱で混合物を加熱するととも
に、その流動層内部の混合物どうしの衝突で造粒し、次
いで流動層を形成した状態で冷却する方法）で造粒し
た。

【００７３】その方法としては、下部から上部に７０℃
に加温した空気が流れる流動層乾燥機内で無機充填材と
樹脂成分ａの混合物の流動層を形成して３０分間造粒を
行い、下部から上部に流れる空気の加温を停止させて冷
却して、粒状半導体封止材料を得た。

【００７４】（実施例４）無機充填材と、溶剤を含有す
る樹脂成分ｂを、１次加工としてヘンシェルミキサー
［三井鉱山社製］に投入し、造粒方法Ｄ（無機充填材
と、溶剤を含有する液状の樹脂成分の混合物を、開放系
の撹拌機で撹拌することにより摩擦熱を発生し、その摩
擦熱で混合物を加熱して溶剤を乾燥するとともに、撹拌
して造粒する方法）で加工した後、次いで２次加工とし
て流動層乾燥機［大川原製作所社製］に移送し、造粒方
法Ｅ（無機充填材と、溶剤を含有する液状の樹脂成分の
混合物を、加熱した気体に浮かべることにより混合物の
流動層を形成し、気体の熱で混合物を加熱して溶剤を乾
燥するとともに、その流動層内部の混合物どうしの衝突
で造粒する方法）で加工して造粒した。

【００７５】その方法としては、ヘンシェルミキサーの
撹拌羽根を１５００ｒｐｍで１０分間回転させて加熱す
ることにより溶剤を乾燥させるとともに造粒を行い、次
いで流動層乾燥機に移送し、流動層を形成して５０℃で
２０分乾燥して、粒状半導体封止材料を得た。

【００７６】（比較例１）樹脂成分ａの原料として用い
た、上記の２種類のエポキシ樹脂、硬化剤、２種類の離
型剤、カップリング剤、硬化促進剤、着色剤及び難燃剤
を実施例１〜４と同様の重量比で配合し、更に無機充填
材を実施例１〜４と同様の重量比で配合して混合した
後、二軸混練機を用いて温度８５℃で５分間混練し、次
いで冷却した後、カッターミルで粉砕して封止材料の粉
砕物を得た。

【００７７】（評価、結果）実施例１〜４で得られた粒
状半導体封止材料及び比較例１の封止材料の粉砕物の、
粒子サイズの分布を測定した。方法としては、ＪＩＳ規
格Ｋ６９１１に従い、１００ｇの試料をロータップ式振
とう機、ＪＩＳ２００φ標準篩で、ロータップ回転数２
９０ｒｐｍ、打撃数１５６回／分、全振幅２８ｍｍの条
件で１０分間篩分けを行い、各篩上に残った粒子の有無
を調べて分布を求めた。

【００７８】結果は、実施例１は０．３〜５ｍｍ、実施
例２は０．５〜３ｍｍ、実施例３は０．１〜１．５ｍ
ｍ、実施例４は０．３〜５ｍｍであったのに対して比較
例１は０．１μｍ〜２ｍｍであり、各実施例は、比較例
１と比較して粒子サイズが小さい微粉末の量が少ないこ
とが確認された。

【００７９】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る粒状半導体封止
材料は、無機充填材と樹脂成分を混練すること無く混合
した混合物を、攪拌して加熱造粒してなる粒状半導体封
止材料であるため、造粒時に混合物に含まれる無機充填
材と樹脂成分は強固に接着し、振動等を与えた場合であ
っても、微粉末の発生が少ない粒状半導体封止材料とな
る。

【００８０】本発明の請求項８に係る半導体装置は、振
動等を与えた場合であっても、微粉末の発生が少ない粒
状半導体封止材料を用いて封止しているため、封止工程
の生産性が優れた半導体装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粒状半導体封止材料の製造方法に係る
一実施の形態を説明する図である。

【図２】本発明の粒状半導体封止材料の製造方法に係る
他の実施の形態を説明する図である。

【符号の説明】

１ 混合物 １０ 撹拌機 １１ 撹拌羽根 １２ 回転モーター １３ ミキサー本体 ２０ 乾燥機 ２１ 送風機 ２２ ヒーター ２３ 乾燥機本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 博則 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−10351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−18148（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−293024（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−28263（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/56,23/29 B29B 7/00 - 9/16

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機充填材と樹脂成分を混練すること無
   く混合した混合物を、攪拌して加熱造粒してなることを
   特徴とする粒状半導体封止材料。
2. 【請求項２】 樹脂成分が、エポキシ樹脂、硬化剤及び
   離型剤を含有することを特徴とする請求項１記載の粒状
   半導体封止材料。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の粒状半導体
   封止材料の製造方法であって、無機充填材と樹脂成分の
   混合物を、加熱しながら攪拌により運動させて造粒する
   ことを特徴とする粒状半導体封止材料の製造方法。
4. 【請求項４】 樹脂成分が、室温で固体であることを特
   徴とする請求項３記載の粒状半導体封止材料の製造方
   法。
5. 【請求項５】 樹脂成分が、溶剤を含有してなることを
   特徴とする請求項３記載の粒状半導体封止材料の製造方
   法。
6. 【請求項６】 加熱しながら攪拌により運動させて造粒
   する方法が、混合物を開放系の撹拌機で撹拌することに
   より摩擦熱を発生し、その摩擦熱で混合物を加熱すると
   ともに、その撹拌で造粒する方法であることを特徴とす
   る請求項３から請求項５のいずれかに記載の粒状半導体
   封止材料の製造方法。
7. 【請求項７】 加熱しながら攪拌により運動させて造粒
   する方法が、混合物を加熱した気体に浮かべることによ
   り流動層を形成し、その気体の熱で混合物を加熱すると
   ともに、その流動層内部の混合物の衝突で造粒する方法
   であることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれ
   かに記載の粒状半導体封止材料の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１又は請求項２記載の粒状半導体
   封止材料を用いて、半導体素子を封止してなる半導体装
   置。