JPH03179019A - 封止用樹脂組成物および半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、ｌｖｔ湿性、半田雨熱性に優れた封止用樹脂
組成物および半導体装置に関する。

（従来の技術） 近年、半導体集積回路の分野において、高集積化、高信
頼性化の技術開発と同時に半導体装置の実装工程の自動
化が推進されている。　例えばフラットパッケージ型の
半導体装置を回路基板に収り付ける場合に、従来リード
ピン毎に半田付けを行っていたが、最近では半田浸漬方
式や半田リフロ一方式が採用されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来のノボラック型などのエポキシ樹脂、ノボラック型
フェノール樹脂およびシリカ粉末からなる樹脂組成物で
封ｔ　Ｌ、た半導体装置は、装置全体の半田浴浸漬を行
うと耐湿性が低下するという欠点があった。　特に吸湿
した半導体装置を浸漬すると、封止樹脂と半導体チップ
および封止樹脂とリードフレームとの間の剥がれや、内
部樹脂クラックか生じて著しい耐湿性劣化を起こし、電
極の腐食による断線や水分によるリーク電流を生じ、そ
の結果、半導体装置は、長期間のｆ３頼性を保証するこ
とができないという欠点かあった。

本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもので
、吸湿の影響が少なく、特に半田浸漬後の耐湿性、半田
画然性に優れ、封止樹脂と半導体チップあるいは封止樹
脂とリードフレームとの剥がれや内部樹脂クラックの発
生がなく、また電極の腐食による断線や水分によるリー
ク電流の発生もなく、長期信頼性を保証できる封止用樹
脂組成物および半導体装置を提供しようとするものであ
る。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、特定のエポキシ樹脂と多官能フェノール樹脂
を用いることによって、Ｉｉｔ湿性、半田画然性に優れ
た半導体装置の封止用樹脂組成物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。

すなわち、本発明の封止用樹脂組成物は、（Ａ）次の式
で示されるエポキシ樹脂 （Ｂ）一般式（Ｉ）又は（ＩＩ）で示される多官能フェ
ノール樹脂および 〈但し、式中ＲはＣＩＮ　８２ｆｆ＋　＋＋を、ｌ、　
ｎは０又は１以上の整数を表す） ＜Ｃ＞シリカ粉末 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記＜Ｃ＞のシリ
カ粉末を５０〜９０重量２く含有してなることを特徴と
する。　また、本発明の半導体装置は、この封止用樹脂
組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴と
する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる＜Ａ）次の式で示されるエポキシ樹脂と
しては、 分子量など特に制限されることはなく、広く使用するこ
とができる。　また、このエポキシ樹脂にノボラック系
エポキシ樹脂やエピビス系エポキシ樹脂を併用すること
ができる。

本発明に用いる（Ｂ）多官能フェノール樹脂としては、
前述の式で示される骨格構造を有するとともに少なくと
も三官能又は四官能のフェノール樹脂であるかぎり、分
子構造、分子量などに特に制限されることはなく広く包
含される。　具体的なフェノール樹脂として、ρＩえば 等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用
することができる。　さらに、前記の多官能フェノール
極脂の他に、フェノール、アルキルフェノール等のフェ
ノール類と、ホルムアルデヒドあるいはパラホルムアル
デヒドとを反応させて得られるノボラ・ｙり型フェノー
ル樹脂およびこれらの変性樹脂を混合して使用すること
ができる。

本発明に用いる＜Ｃ＞シリカ粉末としては、般に使用さ
れているものが広く使用されるが、それらの中でも不純
物濃度が低く、平均粒径３０μｍ以下のものが好ましい
、　平均粒径が３０μｍを超えると耐湿性および成形性
が劣り好ましくない。

シリカ粉末の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して５
０〜９０重量％含有することか好ましい、　その割合か
５０重量％未溝では樹脂組成物の吸湿性が高く、半田浸
漬後の耐湿性に劣り、また９０重量％を超えると極端に
流動性が悪くなり成形性に劣り好ましくない。

本発明の封止用樹脂組成物は、前述した特定のエポキシ
樹脂、多官能フェノール樹脂、およびシリカ粉末を必須
成分とするが、本発明の目的に反しない限度において、
また必要に応じて、例えば天然ワックス類、台底ワック
ス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パ
ラフィンなどの離型剤、三酸化アンチモンなどの難燃剤
、カーボンブラックなどの着色剤、シランカップリング
剤、種々の硬化促進剤、ゴム系やシリコーン系の低応力
付与剤等を適宜添加・配合することができる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として調製する場
合の一般的方法は、前述のエポキシ樹脂、多官能フェノ
ール樹脂、シリカ粉末その他を配合し、ミキサー等によ
って十分均一に混合した後、更に熱ロールによる溶融混
合処理又はニーダ等による混合処理を行い、次いで冷却
固化させ適当な大きさに粉砕して成形材料とすることが
できる。

この成形材料を用いて半導体素子をセラＩ−した金型内
にトランスファー注入して硬化させて本発明の半導体装
置を製造することかできる。　成形材料は半導体素子の
封止の池に電子部品、或いは電気部品の封止また被覆・
絶縁等にも使用することができ、それらに優れた特性を
ｌ＝を与することができる。

（作用） 本発明の封止用樹脂組成物は、特定のエポキシ樹脂と多
官能フェノール樹脂を用いることによって、樹脂組成物
のカラス転移温度か上昇し、熱機械的特性と低応力性が
向上し、半田浸漬、半田リフロー後の樹脂クラックの発
生がなくなり耐湿性劣化が少なくなるものである。

（実施例） 次に本発明の実施例について説明するが、本発明は以下
の実施例に限定されるものではない。

以下の実施例および比較例において「％ｊとは「重量％
」を意味する。

実施例　ｌ 前述した特定のエポキシ樹脂１７％、次式に示した多官
能フェノール樹脂１０％、 シリカ粉末７２％、硬化促進剤０．３％、エステルワッ
クス０．３％およびシランカンプリング剤０．４％を常
温で混合し、さらに９０〜９５°Ｃで混練し、冷却した
後粉砕して成形材料＜Ａ）を製造した。

実施例　２ 実施例１で用いたエポキシ樹脂９％および多官能フェノ
ール樹脂８％、並びにオルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂８％、シリカ粉末７４％、硬化促進剤０．３
％、エステルワックス０．３％およびシランカップリン
グ剤０．４％を常温で混合し、さらに９０〜９５℃で混
練冷却した後、粉砕して成形材料（Ｂ）を製造した。

比較例　１ オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂１７％、ノ
ボラック型フェノール樹脂８％、シリカ粉末７４％、硬
化促進剤０．３％、エステル系ワックス０．３％および
シランカッリング剤０．４％を混合し、実施例１と同様
にして成形材料（Ｃ）を製造した。

比較例　２ エビビス型エポキシ拉１脂（エポキシ当量４５０）２０
％、ノボラック型フェノール樹脂−５％、シリカ粉末７
４％、硬化促進剤０．３％、エステル系ワックス０．３
％およびシランカップリング剤０．４％を混合し、実施
例１と同様にして成形材料ＣＤ）を製造した。

こうして製造した成形材料（Ａ）〜（Ｄ）を用いて　１
７０℃に加熱した金型内にトランスファー注入し、硬化
させて半導体素子を封止した半導体装置を製造した。　
これらの半導体装置の諸特性を試験したのでその結果を
第１表に示したが、本発明の封止用樹脂組成物および半
導体装置は耐湿性、半田ｉｆｌ性に優れており、本発明
の顕著な効果を確認することができた。

第 ■ 表 ＊１　ニドランスファー成形によって直径５０ＩｌＮ、
厚さ３■の成形品を作り、これを　１２７°Ｃ２，５気
圧の飽和水蒸気中に２４時間放置し、増加した重量によ
って測定した。

ネ２　：吸水率の場合と同様な成形品を作り、１７５°
Ｃで８時間の後硬化を行い、適当な大きさの試験片とし
、熱機械分析装置を用いて測定しな。

＊３　　：　Ｊ　Ｉ　Ｓ−に−６９１１に準じて試験し
た。

＊４　：成形材料を用いて、２本以上のアルミニウム配
線を有するシリコン製チップを、通常の４２アロイフレ
ームに接着し、１７５°Ｃで２分間トランスファー成形
した後、１７５°Ｃ８時間後硬化を行った。　こうして
得た成形品を予め、４０℃、９０％ＲＨ，１００時間の
吸湿処理した後、２５０″Ｃの半田浴に１０秒間浸漬し
た。　その後、１２７℃、２．５気圧の飽和水蒸気中で
プレッシャークツカーテストを行い、アルミニウムの腐
食による断線を不良として評価した。

８×８１タミーチツプをＱ−ＦＰ　（１４ｘ１４ｘ　　
１．４）パッケージに納め成形材料を用いて　１７５°
Ｃで２分間トランスファー成形したネ５　： 後、１７５°Ｃ，８時間後硬化を行った。　こうして製
造した半導体装置を８５℃、８５％。

２４時間の吸湿処理をしだ後２４０℃の半田浴に１分間
浸漬した。　その後、実体顕微鏡でパッケージ表面を観
察し、外部樹脂クラックの発生の有燕を評価した。

［発明の効果コ 以上の説明および第１表から明らかなように、本発明封
止用樹脂組成物および半導体装置は、耐湿性、半田耐熱
性に優れ、吸湿による影響が少なく、電極の腐食による
断線や水分によるリーク電流の発生などを著しく低減す
ることができ、しかも長期間にわたって信頼性を保証す
ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）次の式で示されるエポキシ樹脂 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｂ）一般式（ I ）又は（II）で示される 多官能フェノール樹脂および ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（II） （但し、式中ＲはＣ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１を、ｍ、ｎ
   は０又は１以上の整数を表す） （Ｃ）シリカ粉末 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記 （Ｃ）のシリカ粉末を５０〜９０重量％含有してなるこ
   とを特徴とする封止用樹脂組成物。 （Ａ）次の式で示されるエポキシ樹脂 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｂ）一般式（ I ）又は（II）で示される 多官能フェノール樹脂および ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（II） （但し、式中ＲはＣ＿ｍＨ＿２＿ｍ＿＋＿１を、ｍ、ｎ
   は０又は１以上の整数を表す） （Ｃ）シリカ粉末 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記 （Ｃ）のシリカ粉末を５０〜９０重量％含有する封止用
   樹脂組成物によって、半導体素子を封止してなることを
   特徴とする半導体装置。