JP3259968B2 - 半導体装置の製法 - Google Patents
半導体装置の製法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、信頼性に優れた半導体
装置の製法に関するものである。
装置の製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トランジスタ，ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体
素子は、外部環境から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。
素子は、外部環境から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。
【０００３】最近は、ＬＳＩチツ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、表面実装型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、上記のように平面的にピ
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いる。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。
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、表面実装型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、上記のように平面的にピ
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いる。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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】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、図１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、パツケージ３内に浸入し、主
としてＳｉ−チツプ７の表面やダイボンドパツド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、上記滞溜水分が、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、
図２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。図１および図２に
おいて、２はリードフレーム、８はボンデイングワイヤ
ーである。
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、図１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、パツケージ３内に浸入し、主
としてＳｉ−チツプ７の表面やダイボンドパツド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、上記滞溜水分が、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、
図２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。図１および図２に
おいて、２はリードフレーム、８はボンデイングワイヤ
ーである。
【０００５】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２
４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。
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２
４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。
【０００６】本発明は、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し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低応力性に優
れた半導体装置を効率良く製造することのできる半導体
装置の製法の提供をその目的とする。
もので、電子機器への実装に際し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低応力性に優
れた半導体装置を効率良く製造することのできる半導体
装置の製法の提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、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り樹脂封止して半導体装置を製
造する方法であつて、上記エポキシ樹脂組成物として下
記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含み、下記の（Ｃ）成分の含
有量がエポキシ樹脂組成物全体の７０〜８５重量％に設
定されているエポキシ樹脂組成物を用い、かつエポキシ
樹脂組成物による樹脂封止時に、後硬化工程を省略する
半導体装置の製法を要旨とする。 （Ａ）下記の一般式（１）で表される結晶性エポキシ樹
脂。
め、本発明は、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り樹脂封止して半導体装置を製
造する方法であつて、上記エポキシ樹脂組成物として下
記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含み、下記の（Ｃ）成分の含
有量がエポキシ樹脂組成物全体の７０〜８５重量％に設
定されているエポキシ樹脂組成物を用い、かつエポキシ
樹脂組成物による樹脂封止時に、後硬化工程を省略する
半導体装置の製法を要旨とする。 （Ａ）下記の一般式（１）で表される結晶性エポキシ樹
脂。
【化３】 （Ｂ）下記の一般式（２）で表されるフエノールノボラ
ツク樹脂。
ツク樹脂。
【化４】 （Ｃ）無機質充填剤。
【０００８】
【作用】エポキシ樹脂を主成分とする熱硬化型樹脂組成
物を用いトランスフアー成形により樹脂封止された半導
体パツケージは、印刷配線回路基板（ＰＣＢ）に半田浸
漬して表面実装されるが、この際に発生するパツケージ
クラツク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という３つの方法が考えられ
る。本発明者らは、上記の封止樹脂に対する吸湿を抑
制するという方法に注目し、これを中心に研究を重ねた
結果、疎水性エポキシ樹脂骨格を有するトランスフアー
成形用エポキシ樹脂組成物を用いると、封止樹脂に対す
る吸湿が抑制され、耐半田パツケージクラツク性が大幅
に改善向上するということを突き止めた。そして、この
疎水性エポキシ樹脂骨格からなるトランスフアー成形用
封止樹脂組成物について、それが低吸湿性であるための
最良成形条件および最良硬化条件等について一連の研究
を重ねた結果、本発明に係る特殊なエポキシ樹脂組成物
を用いると、後硬化（アフターキユア）工程を経由させ
ることなく樹脂封止が可能になり、このように後硬化工
程を経由させないことにより、封止樹脂の吸水率が低く
なり、半導体装置の信頼性の低下も生じなくなることを
突き止め本発明に到達した。
物を用いトランスフアー成形により樹脂封止された半導
体パツケージは、印刷配線回路基板（ＰＣＢ）に半田浸
漬して表面実装されるが、この際に発生するパツケージ
クラツク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という３つの方法が考えられ
る。本発明者らは、上記の封止樹脂に対する吸湿を抑
制するという方法に注目し、これを中心に研究を重ねた
結果、疎水性エポキシ樹脂骨格を有するトランスフアー
成形用エポキシ樹脂組成物を用いると、封止樹脂に対す
る吸湿が抑制され、耐半田パツケージクラツク性が大幅
に改善向上するということを突き止めた。そして、この
疎水性エポキシ樹脂骨格からなるトランスフアー成形用
封止樹脂組成物について、それが低吸湿性であるための
最良成形条件および最良硬化条件等について一連の研究
を重ねた結果、本発明に係る特殊なエポキシ樹脂組成物
を用いると、後硬化（アフターキユア）工程を経由させ
ることなく樹脂封止が可能になり、このように後硬化工
程を経由させないことにより、封止樹脂の吸水率が低く
なり、半導体装置の信頼性の低下も生じなくなることを
突き止め本発明に到達した。
【０００９】つぎに、本発明を詳しく説明する。
【００１０】本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
は、特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）と、フエノールノボ
ラツク樹脂（Ｂ成分）と、無機質充填剤（Ｃ成分）とを
用いて得られるものであつて、通常、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。
は、特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）と、フエノールノボ
ラツク樹脂（Ｂ成分）と、無機質充填剤（Ｃ成分）とを
用いて得られるものであつて、通常、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。
【００１１】上記特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）は、ビ
フエニル型エポキシ樹脂で、下記の一般式（１）で表さ
れる結晶性エポキシ樹脂である。
フエニル型エポキシ樹脂で、下記の一般式（１）で表さ
れる結晶性エポキシ樹脂である。
【００１２】
【化５】
【００１３】このように、グリシジル基を有するフエニ
ル環に低級アルキル基を付加することにより撥水性を有
するようになる。そして、上記一般式（１）で表される
結晶性エポキシ樹脂のみでエポキシ樹脂成分を構成して
もよいし、耐半田パツケージクラツク性の劣化を招かな
い範囲でそれ以外の通常用いられるエポキシ樹脂と併用
してもよい。後者の場合には、エポキシ樹脂成分の一部
が上記一般式（１）で表される結晶性エポキシ樹脂で構
成されることとなる。上記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エポキシ樹脂，フエ
ノールノボラツク型エポキシ樹脂，ノボラツクビスＡ型
やビスフエノールＡ型エポキシ樹脂等各種のエポキシ樹
脂があげられる。このように両者を併用する場合には、
上記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ成分）を
エポキシ樹脂成分全体の５０重量％（以下「％」と略
す）以上に設定するのが好ましく、特に好ましくは８０
％以上である。
ル環に低級アルキル基を付加することにより撥水性を有
するようになる。そして、上記一般式（１）で表される
結晶性エポキシ樹脂のみでエポキシ樹脂成分を構成して
もよいし、耐半田パツケージクラツク性の劣化を招かな
い範囲でそれ以外の通常用いられるエポキシ樹脂と併用
してもよい。後者の場合には、エポキシ樹脂成分の一部
が上記一般式（１）で表される結晶性エポキシ樹脂で構
成されることとなる。上記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エポキシ樹脂，フエ
ノールノボラツク型エポキシ樹脂，ノボラツクビスＡ型
やビスフエノールＡ型エポキシ樹脂等各種のエポキシ樹
脂があげられる。このように両者を併用する場合には、
上記一般式（１）で表されるエポキシ樹脂（Ａ成分）を
エポキシ樹脂成分全体の５０重量％（以下「％」と略
す）以上に設定するのが好ましく、特に好ましくは８０
％以上である。
【００１４】上記フエノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）
は、下記の一般式（２）で表される。
は、下記の一般式（２）で表される。
【００１５】
【化６】
【００１６】上記一般式（２）で表されるフエノールノ
ボラツク樹脂としては、軟化点７０〜１００℃，水酸基
当量１００〜１１０を有するものを用いるのが好まし
い。
ボラツク樹脂としては、軟化点７０〜１００℃，水酸基
当量１００〜１１０を有するものを用いるのが好まし
い。
【００１７】上記特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）とフエ
ノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）の配合割合は、化学量
論的当量比で、特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）中のエポ
キシ基１当量に対してフエノールノボラツク樹脂（Ｂ成
分）中の水酸基が０．９〜１．３となるように配合する
ことが好適である。
ノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）の配合割合は、化学量
論的当量比で、特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）中のエポ
キシ基１当量に対してフエノールノボラツク樹脂（Ｂ成
分）中の水酸基が０．９〜１．３となるように配合する
ことが好適である。
【００１８】上記特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）および
フエノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）とともに用いられ
る無機質充填剤（Ｃ成分）としては、結晶性および溶融
性シリカが用いられ、なかでも平均粒子径が３〜２０μ
ｍで最大粒子径が１００μｍ未満の不定形破砕溶融シリ
カを用いるのが好ましい。そして、この無機質充填剤
（Ｃ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の７０
〜８５％の範囲に設定する必要がある。すなわち、無機
質充填剤の含有量が７０％未満では一般に封止樹脂組成
物の硬化物の吸湿量が増大し、８５％を超えると一般に
トランスフアー成形時の熔融粘度が高くなり、成形物の
ボイドの残存，キヤビテイ充填不良，ワイヤフローおよ
びステージシフトの増大等と成形物の品質が低下するか
らである。
フエノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）とともに用いられ
る無機質充填剤（Ｃ成分）としては、結晶性および溶融
性シリカが用いられ、なかでも平均粒子径が３〜２０μ
ｍで最大粒子径が１００μｍ未満の不定形破砕溶融シリ
カを用いるのが好ましい。そして、この無機質充填剤
（Ｃ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の７０
〜８５％の範囲に設定する必要がある。すなわち、無機
質充填剤の含有量が７０％未満では一般に封止樹脂組成
物の硬化物の吸湿量が増大し、８５％を超えると一般に
トランスフアー成形時の熔融粘度が高くなり、成形物の
ボイドの残存，キヤビテイ充填不良，ワイヤフローおよ
びステージシフトの増大等と成形物の品質が低下するか
らである。
【００１９】なお、本発明に用いられるエポキシ樹脂組
成物には、上記Ａ〜Ｃ成分以外にも、必要に応じて従来
から用いられているその他の添加剤が含有される。
成物には、上記Ａ〜Ｃ成分以外にも、必要に応じて従来
から用いられているその他の添加剤が含有される。
【００２０】上記その他の添加剤としては、硬化促進
剤，難燃剤，難燃助剤，内部離型剤，着色剤，接着助
剤，低応力化付与剤，ハイドロタルサイト等の各種イオ
ントラツプ剤等があげられる。
剤，難燃剤，難燃助剤，内部離型剤，着色剤，接着助
剤，低応力化付与剤，ハイドロタルサイト等の各種イオ
ントラツプ剤等があげられる。
【００２１】上記硬化促進剤としては、アミン系，アミ
ン系−ホウ素系混合物，リン系，リン系−ホウ素系混合
物等の硬化促進剤等があげられ、単独でもしくは併せて
用いられる。
ン系−ホウ素系混合物，リン系，リン系−ホウ素系混合
物等の硬化促進剤等があげられ、単独でもしくは併せて
用いられる。
【００２２】上記難燃剤および難燃助剤としては、ノボ
ラツク型ブロム化エポキシ樹脂，ビスＡ型ブロム化エポ
キシ樹脂，三酸化アンチモンもしくは五酸化アンチモン
等の化合物等が用いられ、これらは単独でもしくは併せ
て用いられる。
ラツク型ブロム化エポキシ樹脂，ビスＡ型ブロム化エポ
キシ樹脂，三酸化アンチモンもしくは五酸化アンチモン
等の化合物等が用いられ、これらは単独でもしくは併せ
て用いられる。
【００２３】上記内部離型剤としては、高級脂肪酸，高
級脂肪酸エステル，高級脂肪酸カルシウム，高級脂肪酸
アミド，ポリエチレン等の公知のワツクス化合物等があ
げられ、単独でもしくは併せて用いられる。
級脂肪酸エステル，高級脂肪酸カルシウム，高級脂肪酸
アミド，ポリエチレン等の公知のワツクス化合物等があ
げられ、単独でもしくは併せて用いられる。
【００２４】上記着色剤としては、各種カーボンブラツ
ク，酸化チタンおよびその他必要に応じて公知の各種顔
料や染料等があげられ、これらは単独でもしくは併せて
用いられる。
ク，酸化チタンおよびその他必要に応じて公知の各種顔
料や染料等があげられ、これらは単独でもしくは併せて
用いられる。
【００２５】上記接着助剤としては、従来公知の各種シ
ラン系カツプリング剤，各種チタン系カツプリング剤等
があげられる。上記シラン系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
ラン等があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。
そして、上記接着助剤は、場合により、例えば前記フエ
ノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）を用いて撹拌装置付き
の反応容器を１２０〜１８０℃、特に好ましくは１３０
〜１５０℃に昇温させて反応させるように用いることが
できる。
ラン系カツプリング剤，各種チタン系カツプリング剤等
があげられる。上記シラン系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
ラン等があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。
そして、上記接着助剤は、場合により、例えば前記フエ
ノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）を用いて撹拌装置付き
の反応容器を１２０〜１８０℃、特に好ましくは１３０
〜１５０℃に昇温させて反応させるように用いることが
できる。
【００２６】この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
は、上記各成分を用いて、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、上記各成分を適宜配合し
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する。そして、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。
は、上記各成分を用いて、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、上記各成分を適宜配合し
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する。そして、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。
【００２７】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、例えば、金線等で電気的接続のな
された半導体素子を搭載したリードフレームを成形金型
を用いてトランスフアー成形によりモールド成形するこ
とができる。このようなトランスフアー成形としては、
一般に、多数のキヤビテイーを同時にレジンモールドす
るタイプや１ポツト１キヤビテイーから１ポツト数個ど
り１キヤビテイまでの小ポツト径でトランスフアー成形
するマルチプレスシステムまでの各種トランスフアーモ
ールド方式等があげられる。そして、上記トランスフア
ー成形では、１５０〜２００℃までの温度範囲において
数１０秒から数１００秒の成形時間をかけてモールドを
行う。このモールド過程では、エポキシ樹脂組成物を加
熱し、溶融状態で成形機のプランジヤーによつてキヤビ
テイー内に移送し、ゲル化して硬化した形状で成形を終
了し、金型から離型して半導体装置としてのプラスチツ
ク封止が完了する。
半導体素子の封止は、例えば、金線等で電気的接続のな
された半導体素子を搭載したリードフレームを成形金型
を用いてトランスフアー成形によりモールド成形するこ
とができる。このようなトランスフアー成形としては、
一般に、多数のキヤビテイーを同時にレジンモールドす
るタイプや１ポツト１キヤビテイーから１ポツト数個ど
り１キヤビテイまでの小ポツト径でトランスフアー成形
するマルチプレスシステムまでの各種トランスフアーモ
ールド方式等があげられる。そして、上記トランスフア
ー成形では、１５０〜２００℃までの温度範囲において
数１０秒から数１００秒の成形時間をかけてモールドを
行う。このモールド過程では、エポキシ樹脂組成物を加
熱し、溶融状態で成形機のプランジヤーによつてキヤビ
テイー内に移送し、ゲル化して硬化した形状で成形を終
了し、金型から離型して半導体装置としてのプラスチツ
ク封止が完了する。
【００２８】そして、上記工程の後、通常、１５０〜２
００℃の温度で数１０分から数時間、具体的には１７５
℃で３〜２０時間の後硬化（アフターキユア）工程で封
止樹脂の架橋反応を促進させるのが一般的である。しか
し、この発明のエポキシ樹脂組成物は、上記後硬化工程
を行うことなく硬化可能であり、このように後硬化工程
を経由させない方がパツケージに対する吸湿抑制効果が
一層発揮される。すなわち、この発明の半導体装置の製
造工程において、例えば、トランスフアー成形温度での
エポキシ樹脂組成物のゲル化時間を、好適には１０〜４
０秒、特に好適には１０〜２５秒に設定することによ
り、成形金型からの離型の際に全く不具合を生じず、し
かもパツケージは、後硬化工程を経由した場合に比べて
低吸湿性に優れるようになる。すなわち、上記のように
して樹脂封止を行うことにより、半田実装工程時におい
て、パツケージクラツクの発生が抑制され、半田耐熱性
に優れた高い信頼性を有する半導体装置が得られるよう
になる。
００℃の温度で数１０分から数時間、具体的には１７５
℃で３〜２０時間の後硬化（アフターキユア）工程で封
止樹脂の架橋反応を促進させるのが一般的である。しか
し、この発明のエポキシ樹脂組成物は、上記後硬化工程
を行うことなく硬化可能であり、このように後硬化工程
を経由させない方がパツケージに対する吸湿抑制効果が
一層発揮される。すなわち、この発明の半導体装置の製
造工程において、例えば、トランスフアー成形温度での
エポキシ樹脂組成物のゲル化時間を、好適には１０〜４
０秒、特に好適には１０〜２５秒に設定することによ
り、成形金型からの離型の際に全く不具合を生じず、し
かもパツケージは、後硬化工程を経由した場合に比べて
低吸湿性に優れるようになる。すなわち、上記のように
して樹脂封止を行うことにより、半田実装工程時におい
て、パツケージクラツクの発生が抑制され、半田耐熱性
に優れた高い信頼性を有する半導体装置が得られるよう
になる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明の製法にて得られ
る半導体装置は、前記特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）
と、フエノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）と、特定範囲
に配合された無機質充填剤（Ｃ成分）とを含む特殊なエ
ポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を樹脂封止して構
成されており、上記各成分の相互作用により、封止樹脂
の吸湿が抑制され、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く、
優れた耐湿信頼性を備えている。しかも、本発明の方法
は、上記耐湿信頼性に富んだ半導体装置を、封止樹脂の
後硬化工程を省略して製造するのであつて、従来のよう
に封止樹脂の後硬化工程という長時間の工程が省略され
ていることから封止作業性の高効率化を実現できる。
る半導体装置は、前記特殊なエポキシ樹脂（Ａ成分）
と、フエノールノボラツク樹脂（Ｂ成分）と、特定範囲
に配合された無機質充填剤（Ｃ成分）とを含む特殊なエ
ポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を樹脂封止して構
成されており、上記各成分の相互作用により、封止樹脂
の吸湿が抑制され、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く、
優れた耐湿信頼性を備えている。しかも、本発明の方法
は、上記耐湿信頼性に富んだ半導体装置を、封止樹脂の
後硬化工程を省略して製造するのであつて、従来のよう
に封止樹脂の後硬化工程という長時間の工程が省略され
ていることから封止作業性の高効率化を実現できる。
【００３０】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
明する。
【００３１】まず、エポキシ樹脂組成物の作製に際し
て、下記に示す化合物を準備した。
て、下記に示す化合物を準備した。
【００３２】《エポキシ樹脂Ａ》 ４，４’−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，
３’，５，５’−テトラメチルビフエニル：エポキシ当
量１９５ 《エポキシ樹脂Ｂ》 ｏ−クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂：エポキシ当
量１９５
３’，５，５’−テトラメチルビフエニル：エポキシ当
量１９５ 《エポキシ樹脂Ｂ》 ｏ−クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂：エポキシ当
量１９５
【００３３】《硬化剤Ａ》 前記一般式（２）で表される繰り返し数ｎ＝１〜００の
フエノールノボラツク樹脂：軟化点８６℃，水酸基当量
１０６ 《無機質充填剤》 破砕溶融シリカ：平均粒子径７μｍ，最大粒子径９０μ
ｍ 《硬化促進剤Ａ》 トリフエニルホスフイン 《硬化促進剤Ｂ》 １，８−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５ 《難燃剤Ａ》 ノボラツク型ブロム化エポキシ樹脂：エポキシ当量２７
５ 《難燃剤Ｂ》 三酸化アンチモン 《着色剤》 カーボンブラツク 《内部離型剤》 高級脂肪酸エステルワツクス 《接着助剤》 ３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
フエノールノボラツク樹脂：軟化点８６℃，水酸基当量
１０６ 《無機質充填剤》 破砕溶融シリカ：平均粒子径７μｍ，最大粒子径９０μ
ｍ 《硬化促進剤Ａ》 トリフエニルホスフイン 《硬化促進剤Ｂ》 １，８−ジアザビシクロ（４，３，０）ノネン−５ 《難燃剤Ａ》 ノボラツク型ブロム化エポキシ樹脂：エポキシ当量２７
５ 《難燃剤Ｂ》 三酸化アンチモン 《着色剤》 カーボンブラツク 《内部離型剤》 高級脂肪酸エステルワツクス 《接着助剤》 ３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
【００３４】
【実施例１〜５】下記の表１に示す各成分を用い同表に
示す割合で配合し、ミキシングロール機にかけて１００
℃で５分間混練してシート状樹脂組成物を作製した。つ
いで、このシート状樹脂組成物を粉砕し、目的とするト
ランスフアー成形用エポキシ樹脂組成物を得た。
示す割合で配合し、ミキシングロール機にかけて１００
℃で５分間混練してシート状樹脂組成物を作製した。つ
いで、このシート状樹脂組成物を粉砕し、目的とするト
ランスフアー成形用エポキシ樹脂組成物を得た。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【比較例１〜５】後硬化工程を行つた場合の硬化物特性
および半導体装置の特性を測定するため、上記実施例に
より得られたトランスフアー成形用エポキシ樹脂組成物
を比較例として準備した。
および半導体装置の特性を測定するため、上記実施例に
より得られたトランスフアー成形用エポキシ樹脂組成物
を比較例として準備した。
【００３７】
【比較例６〜９】下記の表２に示す各成分を用い、同表
に示す割合で配合した。それ以外は実施例１と同様にし
て目的とするトランスフアー成形用エポキシ樹脂組成物
を得た。
に示す割合で配合した。それ以外は実施例１と同様にし
て目的とするトランスフアー成形用エポキシ樹脂組成物
を得た。
【００３８】
【表２】
【００３９】上記実施例および比較例で得られたトラン
スフアー成形用エポキシ樹脂組成物の１７５℃ゲル化時
間（熱盤法）、硬化物特性（ガラス転移温度、線膨張係
数、２５℃および２６０℃における曲げ弾性率，曲げ強
度、８５℃／８５％ＲＨ×１６８ｈｒにおける吸水率）
を測定した。なお、比較例の硬化物は１７５℃の恒温槽
中にて５時間の後硬化工程を行つた。
スフアー成形用エポキシ樹脂組成物の１７５℃ゲル化時
間（熱盤法）、硬化物特性（ガラス転移温度、線膨張係
数、２５℃および２６０℃における曲げ弾性率，曲げ強
度、８５℃／８５％ＲＨ×１６８ｈｒにおける吸水率）
を測定した。なお、比較例の硬化物は１７５℃の恒温槽
中にて５時間の後硬化工程を行つた。
【００４０】また、上記トランスフアー成形用エポキシ
樹脂組成物を用いて、公知のトランスフアー成形法によ
り、１７５±５℃に加熱された成形用金型を用いて半導
体素子をモールド（成形時間１２０秒）して半導体装置
を得た。この半導体装置は、８０ｐｉｎ四方向フラツト
パツケージ（ＱＦＰ：２０mm×１４mm×厚み２．０mm）
で、サイズ８mm×８mmのダイボンドプレート上に熱硬化
エポキシ銀ペーストを用いて７．５mm×７．５mmの半導
体素子が接合されており、４２アロイリードフレームの
インナーリードと２０μｍ金線により電気的に接続され
ている。さらに、比較例品は、１７５℃の恒温槽中にて
５時間の後硬化工程を行った。このようにして作製した
半導体装置を、８５℃で８５％ＲＨ恒温恒湿槽に９６時
間放置した後、２６０℃の半田浴中に１０秒間浸漬し、
パツケージクラツクの発生を観察した。その結果を下記
の表３，表４および表５に示した。
樹脂組成物を用いて、公知のトランスフアー成形法によ
り、１７５±５℃に加熱された成形用金型を用いて半導
体素子をモールド（成形時間１２０秒）して半導体装置
を得た。この半導体装置は、８０ｐｉｎ四方向フラツト
パツケージ（ＱＦＰ：２０mm×１４mm×厚み２．０mm）
で、サイズ８mm×８mmのダイボンドプレート上に熱硬化
エポキシ銀ペーストを用いて７．５mm×７．５mmの半導
体素子が接合されており、４２アロイリードフレームの
インナーリードと２０μｍ金線により電気的に接続され
ている。さらに、比較例品は、１７５℃の恒温槽中にて
５時間の後硬化工程を行った。このようにして作製した
半導体装置を、８５℃で８５％ＲＨ恒温恒湿槽に９６時
間放置した後、２６０℃の半田浴中に１０秒間浸漬し、
パツケージクラツクの発生を観察した。その結果を下記
の表３，表４および表５に示した。
【００４１】
【表３】
【００４２】
【表４】
【００４３】
【表５】
【００４４】＊：熔融粘度が極めて高くなり、トランス
フアー成形に用いる試験片が作製できなかつた。
フアー成形に用いる試験片が作製できなかつた。
【００４５】上記表３，表４および表５の結果から、比
較例６〜９の硬化物は強度が低く吸水率が高い。また、
半田クラツク試験でのクラツク発生数も多い。そして、
比較例１〜５の硬化物は比較例６〜９に比べて若干特性
に優れている。また、半田クラツク試験でのクラツク発
生数も比較例６〜９と比較して良好である。しかし、実
施例と比べた場合、比較例１〜５は全ての特性において
劣つている。これに対して、実施例の硬化物は強度が高
く吸水率も比較例に比べて低い。しかも、半田クラツク
試験でのクラツク発生数も少ない。さらに、実施例品は
後硬化工程を経由せずに作製し、製造時間が短縮化され
製造されたものである。
較例６〜９の硬化物は強度が低く吸水率が高い。また、
半田クラツク試験でのクラツク発生数も多い。そして、
比較例１〜５の硬化物は比較例６〜９に比べて若干特性
に優れている。また、半田クラツク試験でのクラツク発
生数も比較例６〜９と比較して良好である。しかし、実
施例と比べた場合、比較例１〜５は全ての特性において
劣つている。これに対して、実施例の硬化物は強度が高
く吸水率も比較例に比べて低い。しかも、半田クラツク
試験でのクラツク発生数も少ない。さらに、実施例品は
後硬化工程を経由せずに作製し、製造時間が短縮化され
製造されたものである。
【図１】従来の半導体装置のパツケージクラツク発生状
況を説明する縦断面図である。
況を説明する縦断面図である。
【図２】従来の半導体装置のパツケージクラツク発生状
況を説明する縦断面図である。
況を説明する縦断面図である。
フロントページの続き (72)発明者 長沢 徳 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日 東電工株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−47827（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−93828（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−220226（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−218523（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 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り樹脂封止して半導体装置を製
造する方法であつて、上記エポキシ樹脂組成物として下
記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含み、下記の（Ｃ）成分の含
有量がエポキシ樹脂組成物全体の７０〜８５重量％に設
定されているエポキシ樹脂組成物を用い、かつエポキシ
樹脂組成物による樹脂封止時に、後硬化工程を省略する
ことを特徴とする半導体装置の製法。 （Ａ）下記の一般式（１）で表される結晶性エポキシ樹
脂。 【化１】 （Ｂ）下記の一般式（２）で表されるフエノールノボラ
ツク樹脂。 【化２】 （Ｃ）無機質充填剤。 - 【請求項２】 エポキシ樹脂組成物が、トランスフアー
成形温度におけるゲル化時間が１０〜４０秒である請求
項１記載の半導体装置の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13341791A JP3259968B2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 半導体装置の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13341791A JP3259968B2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 半導体装置の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0567703A JPH0567703A (ja) | 1993-03-19 |
| JP3259968B2 true JP3259968B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=15104287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13341791A Expired - Lifetime JP3259968B2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 半導体装置の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259968B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6372080B1 (en) | 1993-03-29 | 2002-04-16 | Hitachi Chemical Company, Ltd | Process for fabricating a crack resistant resin encapsulated semiconductor chip package |
| US6046072A (en) | 1993-03-29 | 2000-04-04 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Process for fabricating a crack resistant resin encapsulated semiconductor chip package |
| WO1996027900A1 (fr) * | 1995-03-07 | 1996-09-12 | Nitto Denko Corporation | Procede de production de dispositif a semi-conducteur et pastille d'etancheite utilisee pour ce procede |
| US6156865A (en) * | 1998-11-19 | 2000-12-05 | Nec Corporation | Flame retardant thermosetting resin composition |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP13341791A patent/JP3259968B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0567703A (ja) | 1993-03-19 |
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