JPH0321628A

JPH0321628A - エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置

Info

Publication number: JPH0321628A
Application number: JP15752089A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Miki; 三木　和幸
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1989-06-20
Filing date: 1989-06-20
Publication date: 1991-01-30

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、諸特性に優れたエポキシ樹脂組或物およびそ
れを用いた信頼性の高い半導体装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来から、トランジスタ，ＩＣ，ＬＳＩ等の電子部品の
パッケージ封止には、その取り扱いの容易さや経済性の
観点からエポキシ樹脂組或物が封止樹脂として汎用され
ている。特に、高温，高湿下での封正による気密性（耐
湿性）が要求される場合には、エポキシ樹脂組或物を用
いてのトランスファー或形，ボツテイング法およびキャ
スティング法等による樹脂封止が行われている。そして
、最近では、半導体分野の技術革新により、パッケージ
の薄形化等が要求され、このような薄形パッケージの封
止や高い気密性が要求される封止には、いわゆるＥペレ
ットと称される打錠エポキシ樹脂組或物が用いられてい
る。上記Ｅペレットとは、固形のエポキシ樹脂（常温で
溶融するタイプ），硬化剤および充填剤を加熱混合し冷
却して塊状化したのち粉砕し所定の形状に打錠（冷間或
形）したものである。このようなＥペレットは、予め必
要なサイズに打錠されて使用されるため、取り扱いが容
易であり、また高精度に樹脂封止することができる。し
かも、上記Ｅペレットを用いての樹脂封止は、トランス
ファー或形等に限らず、封止対象物の上にＥペレットを
載置し、常温．常圧下で融解することによっても可能で
あり、例えば薄物の封正に、好適に使用することができ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記Ｅペレットは、その製造過程で増粘
するため、低応力化および耐熱性の向上に有効な充填剤
を多量に配合することができず、樹脂組威物全体の５０
重量％（以下「％」と略す）程度しか配合することがで
きない。したがって、このような樹脂組或物を用いての
樹脂封止では、充分な低応力性，耐熱信頼性を得ること
ができない。しかも、打錠工程の際に、ペレットの破損
や割れを生じやすく、そのために大形ないし異形のペレ
ットを作製するのが困難である。なお、上記ポッテイン
グ法やキャスティング法は、樹脂封止に液状の樹脂組威
物を用いるため、例えば液だれ，封正に用いる樹脂組底
物の計量精度，常温保管性等に問題を有している。また
トランスファー戒形は、薄形パッケージに関しては精度
等の観点から問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低応
力性，耐湿性および耐熱性を損なうことなく薄形の半導
体素子の封止ができるエポキシ樹脂組成物およびそれを
用いた半導体装置の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段］上記の目的を達威するため、本発明は、下記の（Ａ）〜
（Ｃ）成分を含有し、有機溶媒とともに混練されたエポ
キシ樹脂組成物をシート状に圧延し、所定の形状に打ち
抜き脱溶媒して得られるエポキシ樹脂組或物を第１の要
旨とし、（Ａ）常温で固形のエポキシ樹脂。

（Ｂ）硬化剤。

（Ｃ）充填剤。

上記エポキシ樹脂組或物を用いて半導体素子を封止して
得られる半導体装置を第２の要旨とする。

〔作用〕

すなわち、この発明者は、低応力性，耐湿性および耐熱
性を損なうことなく薄形半導体素子の樹脂封止ができる
樹脂組或物を得るため一連の研究を重ねた。その結果、
樹脂組成物の製造の段階で有機溶媒を使用すると、充填
剤をかなり多量に用いても粘度上昇が生起しないため、
従来より多量の充填剤を配合することができ、それによ
って優れた低応力性および耐熱性を有する樹脂組或物が
得られることを突き止めた。しかも、有機溶媒を用いる
ことにより中間生成物がいわばペースト状になるため、
これをシート状に形戒することができ、得られたシート
状物は封止対象物に合わせて大形や異形に打ち抜いても
割れや破損を生しないしたがって、このエポキシ樹脂組
成物を用いることにより、例えば薄形パッケージの形戊
も容易に行うことができるようになる。

本発明のエポキシ樹脂組成物は、特定のエポキシ樹脂（
Ａｔｃ分）と、硬化剤（Ｂ或分）と、充填剤（Ｃ或分）
とを用いて得られる。

上記Ａ或分の特定のエポキシ樹脂としては、常温で固形
を有し、溶解性の高いものが用いられる。例えば、ノボ
ラツク型エポキシ樹脂が好適に用いられるが、上記特性
を有していればビスフェノール型エポキシ樹脂を用いて
も差し支えない。

上記Ａｅ．分とともに用いるＢｌｆｆｌ分の硬化剤とし
ては、特に限定するものではなくエポキシ樹脂の硬化剤
として用いられる従来公知のもの、例えば酸無水物系硬
化剤，フェノール樹脂系硬化剤等があげられる。

上記Ａ威分，Ｂ［分とともに用いられるＣ成分の充填剤
としては、シリカ粉末，アルミナ粉末．タルク，クレー
，ガラス繊維，炭素繊維等があげられる。特に、これら
の中でも溶融性シリカもしくは結晶性シリカ粉末が好適
に用いられる。上記充填剤の含有量は、エポキシ樹脂組
成物全体の６０〜９０％の範囲になるように設定するの
が好適である。すなわち、充填剤の含有量が６０％を下
回ると充分な低応力性および耐熱性が得られず、逆に９
０％を上回るとエポキシ樹脂組威物の流動性が低下する
からである。

また、本発明のエポキシ樹脂組或物には、上記或分以外
に必要に応じてその他の添加剤を適宜配合することがで
きる。

上記その他の添加剤としては、硬化促進剤．難燃剤，顔
料，離型剤およびシランカツプリング剤等のカップリン
グ剤等があげられる。

本発明のエポキシ樹脂組或物は、上記原料を用いて例え
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Ａ−Ｃ成分およびその他の添加剤を適宜配合し、こ
れに有機溶剤を添加して混合する。つぎに、これを冷却
ロールに通して粘弾性を有するゴム状シートに圧延する
。そして、上記シートを所定形状に打抜き、脱溶媒する
ことにより製造することができる。

上記有機溶媒としては、メタノール，エタノール，イソ
ブチルアルコール，アセトン等があげられる。このよう
な有機溶媒の使用量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計量
１００重量部（以下「部」と略す）に対して２〜３０部
の割合に設定するのが好ましく、より好ましいのは３〜
７部である。

すなわち、有機溶媒の使用量が２部を下回るとシート状
に成形しにくくもろい状態のものが得られ、後の工程に
おける加工が困難となり、逆に３０部を上回ると得られ
るシート表面がべたついてシート同士が《つついたり所
定のシート形状が保てなくなるようになるからである。

さらに、上記製法において有機溶媒を除去する方法とし
ては、常温あるいは必要に応じて加熱することにより除
去する方法等があげられるが、特に限定するものではな
い。このように有機溶媒を除去せずにシート状のエポキ
シ樹脂組或物を封止に用いると、加熱硬化時に有機溶媒
が揮発してエポキシ樹脂組或物の硬化物にボイドや膨れ
が生じるため、パッケージの気密性が低下したり外観不
良となる。

上記製法では、その製造に際して、エポキシ樹脂組成物
の各構成成分が有機溶媒とともに混合するため、従来よ
り多量の充填剤を配合することができる。したがって、
優れた低応力性，耐熱性および耐湿性を有するエポキシ
樹脂組底物が得られる。また、上記エボキン樹脂組或物
が、粘弾性を有するシート状物に圧延されているため、
封止対象物に合わせて所定の形状に自由に打ち抜くこと
ができる。そして、それを、単に半導体素子の上に載せ
加熱して融解することにより封止できるため、特に薄形
半導体素子の樹脂封正に好適に用いることができる。例
えば、このようなエポキシ樹脂組或物は、図示のように
、ＩＣＩのリードフレーム２部分に合わせてリング状に
打ち抜き、その打抜体４を図示のようにリードフレーム
２の上に載置し溶融硬化させるというような用途等に用
いられる。図において、３は通常のエポキシ樹脂または
セラミック製のケースである。

このようなエポキシ樹脂組成物を用いての薄形の半導体
素子の封止は、例えばつぎのようにして行われる。すな
わち、上記所定形状に打抜かれたシートを封止部分に載
置し、全体を高温雰囲気下に設定することによりシート
を溶融して接着，密閉する。このとき、接着密閉部分の
上下を挟み加圧して行うと密閉性が一層向上する。そし
て、加熱硬化することにより封止が行われる。なお、上
記エポキシ樹脂組或物は硬化反応が速く、例えば１７５
゜Ｃ下１〜２分で硬化する。

このようにして得られる半導体装置は、封正に用いられ
るエポキシ樹脂組或物が、その製造に際して各構成威分
が有機溶媒とともに混合するため、従来のものより充填
剤を多く配合されている。

そして、それを用いて樹脂封止されている。したがって
、優れた低応力性および耐熱信頼性を有している。しか
も、封止対象物に合わせて大形および異形等に打ち抜い
たものを用い、これを封止部分に載置して融解．硬化す
ることにより得られるため、特に薄形パッケージの形戒
も容易に行うことができる。

〔発明の効果］以上のように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、各成分
を混合する際に有機溶媒を用いるため、従来より多量の
充填剤を配合することができる。

したがって、優れた耐熱性，低応力性および耐湿性を有
している。しかも、有機溶媒を用いることにより、中間
生成物がペースト状になるため、これをシート状に形戒
することができ、得られたシート状物は封止対象物に合
わせて大形や異形等所定の形状に自由に打抜くことがで
きる。したがって、それを封止部分に載置し加熱融解す
ることで封止することができ、特に薄形の半導体素子の
樹脂封止に好適に用いることができる。そして、このよ
うなエポキシ樹脂組成物を用いて樹脂封止してなる半導
体装置は、優れた低応力性，耐熱信頼性および耐湿信頼
性を備えている。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１．２、比較例〕後記の表に示す成分を用い、同表に示す割合で配合しヘ
ンシルミキサーで混合した。この混合物を二−ダにより
混練し、混練物をロールにかけシート状に圧延し冷却し
ながら取り出してシート状のエポキシ樹脂ｍ或物を得た
。なお、クレゾールノボラツクエポキシ樹脂は予め粉砕
したものを用いた。

（部）上記のようにして得られたエポキシ樹脂組或物において
、実施例ではいずれもゴム状シートに戒形することがで
きたが、比較例では固くて脆い板状に或形された。その
ため、比較例で得られたものは所定の形状（トムソン形
）に打抜くことができなかった。

つぎに、上記実施例で得られたシート状エポキシ樹脂組
或物を各々２０個トムソン形に打抜いた。打抜かれたシ
ートを８０℃の熱板上に１分間放置し脱溶媒した。そし
て、脱溶媒したものを１７０゛Ｃに保った半導体素子上
に載置し溶融固着して半導体装置を作製した。これら半
導体装置の耐湿信頼性および耐熱衝撃信頼性について調
べた。その結果、実施例品は、従来のトランスファー或
形により得られる半導体装置と比較して同等かそれ以上
の信頼性を有するものが得られた。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す縦断面図である。１・・・ＩＣ　　４・・・打抜体

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有し、有機溶媒と
ともに混練されたエポキシ樹脂組成物をシート状に圧延
し、所定の形状に打ち抜き脱溶媒してなるエポキシ樹脂
組成物。（Ａ）常温で固形のエポキシ樹脂。（Ｂ）硬化剤。（Ｃ）充填剤。
（２）請求項（１）記載のエポキシ樹脂組成物を用いて
半導体素子を封止してなる半導体装置。（Ａ）常温で固形のエポキシ樹脂。（Ｂ）硬化剤。（Ｃ）充填剤。