JPH045041B2

JPH045041B2 -

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Publication number: JPH045041B2
Application number: JP61048348A
Authority: JP
Priority date: 1986-03-07
Filing date: 1986-03-07
Publication date: 1992-01-30
Also published as: JPS62207320A; KR940001716B1; EP0503744A3; KR870008949A; EP0237255A2; EP0503744A2; EP0237255A3

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、熱硬化性樹脂組成物で封止成形して
なる半導体装置に関する。〔従来の技術〕電気機器、電子部品などの分野では、小型軽量
化、高性能化、高信頼度化、多機能化のすう勢に
ある、これらに用いる絶縁材料、積層材料、封止
材料、被覆材料、接着剤、ワニスなどには、耐熱
性、耐湿性、電気絶縁特性、接着性、耐候性、成
形加工性にすぐれ、しかも、イオン性不純物の含
有量の少ないレジンシステムの開発が強く望まれ
ている。特に、半導体装置に於いては、素子の保
護、絶縁を目的とした被覆材、あるいは封止材料
の上記諸特性が、半導体装置の性能、信頼性を大
きく左右する場合が多くなつてきた。すなわち、
樹脂封止型半導体装置の産業用途への展開に伴な
い、使用環境が過酷化してきた。ところで、上記の絶縁材、積層材、被覆材、封
止材には、従来、主としてエポキシ系樹脂組成物
が用いられてきた。現在、一般的に用いられてい
るエポキシ樹脂は、ビスフエノールＡあるいは、
ノボラツク型フエノール樹脂とエピクロルヒドリ
ンとの反応によつて得られる。しかし、前者は耐
熱性、電気特性に問題がある。また、後者は、イ
オン性塩素が数10p.p.m含まれるために、LSI素
子上の金属配線を腐食断線する問題がある。イオ
ン性塩素を含まず、耐熱性、電気特性にすぐれた
エポキシ樹脂としては、脂環式エポキシ樹脂があ
る。通常酸無水物による加熱硬化が行なわれる
が、毒性が強く反応性が低いため、その適用がワ
ニスなど極めて限定されたものとなつている。〔発明が解決しようとする問題点〕上記従来技術は、耐熱性、耐湿性、電気絶縁特
性、接着性、耐候性、成形加工性にすぐれしかも
イオン性不純物の少ないレジンシステムの要求を
満たすには、いずれも一長一短があり、必ずしも
満足すべき材料とは云えなかつた。本発明は上記の状況に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、耐熱性、耐湿性、電気絶縁特
性、接着性、耐候性、成形加工性、耐マレグレー
シヨン性にすぐれしかも、イオン性不純物の少な
いレジンシステムを提供可能な、熱硬化性樹脂組
成物で封止成形してなる半導体装置を提供するこ
とである。〔問題点を解決するための手段〕本発明の要旨は、１半導体素子を、一般式（）〔式中、ｍ，ｎは０〜30、２＜ｍ＋ｎ＜30であ
る。〕で表わされる脂環式エーテルオリゴマと、架橋剤として、一般式（）〔式中、X₁及びX₂は、Ｈ又は

【式】（式中、ＲはCH₃，CF₃のいずれかである。）
のいずれかであり、X₁，X₂が同時にＨであるこ
とはない。また、ｐ，ｑは１〜10であり、２＜ｐ
＋ｑ＜10である。〕で表わされるビスフエノール
系樹脂(a)及び／又は一般式（）〔式中、ｙはＨ，NH₂，SO₃H，Br，Clのいず
れかである。〕で表わされるパラヒドロキシスチ
レン重合体(b)を含む熱硬化性樹脂組成物で封止成
形してなることを特徴とする半導体装置である。本発明において、一般式（）で表わされる脂
環式エーテルオリゴマとは、特開昭60−161939号
あるいは特開昭60−166675号公報に記載されてい
る製法により得られるオリゴマである。例えば、１モルのメタノールと、７モルのビニ
ルシクロヘキサンモノエポキシドをBF₃O（C₂H₅）
触媒下で、60℃、12時間反応することにより、で表わされる脂環式エーテルオリゴマを得る。また、１モルのアリルアルコールと、３モルの
ビニルシクロヘキセレモノオキシドを前記と同じ
状態の元で反応させることにより、脂環式アリル、ビニルエーテルオリゴマを得る。また、上記により得た脂環式エーテルオリゴマ
（ビニル基側鎖を有するシクロヘキセンオキサイ
ド重合体）は、過酸類、ハイドロパーオキサイド
類を用いて、アルカリ類、酸類などの触媒の共存
下に過酢酸法により製造される。上該オリゴマとしては、ダイセル化学工業社よ
り、HPE−3150

【式】EHPE −3150

【式】m.p71℃， epoxyed，179 EHPE−3156m.p.63℃，epoxyeq，258 などが入手出来る。EHPE3150系エポキシ化合物
は、イオン化塩素が含まれていず、従来の脂環エ
ポキシ化合物に比べて、反応性が大きく、耐熱性
にすぐれている。また、本発明に於いて、架橋剤が、一般式
（）〔式中、X₁，X₂はＨ，CH₃，Ｃ（CH₃）₃，OH，
NH₂，COOH，SH，SO₃H，CH₂OH，Br，Cl，

【式】

〔実施例〕

実施例１〜４、比較例１〜３脂環式エーテルオリゴマとして、EHPE3150
（ダイセル社製、融点71℃、エポキシ当量179）を100重量部、 EHPE−3156（ダイセル社製、融点63℃、エポ
キシ当量、258、ヨウ素価72）を100重量部採取し
た。これらに、それぞれ、第１表に記した架橋剤、
添加剤を配合した。架橋剤として、ビスフエノールＡとホルマリン
の縮合反応物と、フツ素化ビスフエノールＡとホルマリンの縮合反
応物（いずれも大日本インキ社製）、カルボン酸無水物系化合物として、リカレジン
TMTA（新日本理化社製）、パラヒドロキシルスチレン重合体として、丸善
Ｍレジン（分子量、4800）Ｎ−置換マレイミド結合を有する化合物とし
て、Ｎ，N′−４，4′−ジフエニルメタンビスマレ
イミド（三井東圧社製）、比較例としてフエノー
ルノボラツク樹脂HP607N（日立化成社製）をそ
れぞれ別個に所定量配合して、８種類の配合物を
作成した。これらに、硬化促進剤として、トリエ
チルアミンテトラフエニルボレート２重量部、カ
ツプリング剤として、エポキシシランKBM303
（信越化学社製）２重量部、離型剤として、キス
トワツクスＥ（ヘキストジヤパン社製）２重量部、
難燃材として、付加型イミドコート赤リン４重量
部、充填材として、溶融石英ガラス粉を所定量、
着色剤として、カーボンブラツク（キヤボツト社
製）２重量部を添加配合した。次いで、70〜80℃の８インチ径２本ロールで８
分間混練した後、粗粉砕としてLSI封止用樹脂組
成物を得た。該組成物の耐熱性（ガラス転移温度）、高温強
度（180℃に於ける曲げ強さKg／cm²）、室温に於け
る材料の貯蔵安定性、並びに、該組成物を用いて、256kビツトメモ
リLSI（Ｄ−RAM）を、それぞれ50ケずつトラン
スフア成形（180℃、70Kgｆ／cm²、２分成形）し
て得た樹脂封止型半導体装置の耐湿信頼性の評価
結果を示した。耐湿信頼性の評価は、樹脂封止型LSIに、121
℃２気圧の過飽和水蒸気中に所定時間投入した
後、取り出して、LSIの電気的チエツクにより、
Al配線の腐食断線の有無にて判定した。実施例１および２は特許請求の範囲第２項、実
施例３および４は特許請求の範囲第３項に対応す
るもので、実施例５〜７は比較例である。

【表】実施例５多官能エポキシ化合物として、トリス（ヒドロ
キシフエニル）メタンベースの多官能エポキシ化
合物、XD−9053（エポキシ当量、225、ダウ、ケ
ミカル社製）50重量部、EHPE3150を50重量部、
硬化剤として、２，４−ジアミノ−６−ビニル−
Ｓ−トリアジン、18重量部硬化促進剤として、ト
リフエニルホスフイン２重量部、カツプリング剤
として、エポキシシランKBM303（信越化学社
製）２重量部、難燃剤として、付加型イミドコー
ト赤リン４重量部、離型剤として、ステアリン酸
カルシウム１重量部とヘキストワツクスＥ（ヘキ
ストジヤパン社製）１重量部、充填材として、溶
融石英ガラス粉75重量パーセント、着色剤とし
て、カーボンブラツク（キヤボツト社製）２重量
部を添加配合した。次いで、70〜80℃の８インチ径２本ロールで７
分間混練した後、粗粉砕して半導体封止用樹脂組
成物を得た。次いで該樹脂組成物は、256kビツトＤ−RAM
メモリLSIの素子を充填した金型をセツトしたト
ランスフア成形機により、180℃、70Kgｆ／cm²、
1.5分の条件で成形された。得られた樹脂封止型半導体装置は、121℃、２
気圧の過飽和水蒸気中（PCT）に投入された後、
所定時間毎に取り出し、LSIの電気的動作が正常
であるか否かをチエツクした。 PCT、3000時間経過後も、Al配線の腐食断線
故障は見られなかつた。また、耐マイグレーシヨ
ン性も極めて良好であつた。 500mlの３角フラスコ中に、250mlのメチルエチ
ルケトンを採り、それぞれ別個に、EHPE3150、
EHPE3156、HPE3150（ダイセル化学社製：を10重量部採り、これらのそれぞれの溶液に、付
加型ポリイミドとしてケルイミドK601（ローン・
プーラン社製、ビスマレイミド・アミン付加物）
あるいはアルミニウムキレートカツプリング剤
ALCH−TR（川研フアインケミカル社製）をそ
れぞれ別個に所定量添加して溶解させ被覆用組成
物を得る。次いで、256kビツトＤ−RAMメモリ用LSI（16
ピン）の素子及びリード線（ワイヤボンデイング
を含む）上に、上記被覆用組成物の溶液を滴下し
た。その後、100℃で１時間、200℃で１時間、
250℃で30分加熱を続け、素子上に30〜60μｍの
厚さの被覆膜を得た。次いで、少なくとも樹脂を含む組成物で被覆さ
れた上記メモリ用LSI素子は、下記のエポキシ樹
脂組成物で、トランスフア成形（180℃、70Kg／
cm²、1.5分成形）により封止され、樹脂封止型半
導体装置を得た。それぞれ100ケのLSIについて
耐湿信頼性を評価した。結果を第２表に記した。
なお、比較の為に樹脂を含まない樹脂組成物を用
いたものも比較例４として第２表に記載した。実
施例６〜８は特許請求の範囲第５

【表】項に対応するものである。 −封止用エポキシ樹脂組成物の作成− 多官能エポキシ化合物として、トリス（ヒドロ
キシフエニル）メタンベースの多官能エポキシ化
合物XD−9053（ダウ・ケミカル社製、エポキシ
当量、225）100重量部、硬化剤として、ノボラツ
ク型フエノール樹脂（日立化成社製、軟化点83
℃）55重量部、硬化促進剤として、トリエチルア
ミンテトラフエニルボレート（TEA−Ｋ）３重
量部、カツプリング剤として、エポキシシラン
KBM303（信越化学社製）２重量部、難燃材とし
て、付加型イミドコート赤リン５重量部、離型剤
として、ステアリン酸カルシウム１重量部とヘキ
ストワツクスＥ（ヘキストジヤパン社製）１重量
部、充填材として、溶融石英ガラス粉490重量部、
着色材として、カーボンブラツク（キヤボツト社
製）２重量部を添加配合した。次いで、70〜85℃の８インチ径２本ロールで７
分間混練した後、粗粉砕して樹脂組成物を得た。実施例９〜16 脂環式エーテル型エポキシ化合物として、
HEPE3150（ダイセル社製、エポキシ当量、179）
100重量部に対して、架橋剤として、２，４−ジ
アミノ−６−ビニル−Ｓ−トリアジン（四国化成
社製、商品名VT）、VTとイソシアヌール酸の分
子間化合物（四国化成社、商品名、VT.ICA）、
２，４−ジヒドラジノ−６−メチルアミノ−Ｓ−
トリアジン（日本ヒドラジン工業社製、商品名、
24−HT）、３，９−ビス〔２−（３，５−ジアミ
ノ−２，４，６−トリアザフエニル）エチル〕−
２，４，８，10−テトラオキサスピロ〔５，５〕
ウンデカン（味の素社製、商品名、CTUグアナ
ミン）、１，３−ビス（ヒドラジノカルボエチル）−５−
イソプロピルヒダントイン（味の素社製、商品
名、アミキユアValDH，MW，341，Ｈ当量
78.5，m.p123〜125℃）アミキユアSL−20DH（味の素社製、MW370、Ｈ
当量93、m.p173〜178℃） H₂NNHCO（CH₂）₁₈CONHNH₂ を、それぞれ別個に、第３表記載の所定量配合し
８種類の配合物を作成した。それらに、それぞれ
別個に、硬化促進剤として、Ｐ−100（トリフエニ
ルホスフイン）2.5重量部、カツプリング剤とし
て、エポキシシランKBM403（信越化学社製）２
重量部、難燃剤として、付加型イミドコート赤リ
ン５重量部、充填材として、溶融石英ガラス粉を
所定量、着色剤として、カーボンブラツク（キヤ
ボツト社製）２重量部、離型剤として、ステアリ
ン酸カルシウム１重量部と、ヘキストワツクス
（ヘキストジヤパン社製）１重量部を添加した。次いで、上記核配合物は、75〜85℃に加熱され
た２本ロールにより、７分間混練した後、冷却、
粗粉砕して、半導体封止用樹脂組成粉を得た。次いで、実施例１と同様の条件で、256kD・
RAMメモリLSIを成形した後、同様の条件下で、
樹脂封止型LSIの耐湿性を評価した。第３表にそ
の結果を示した。

【表】

〔発明の効果〕

本発明によれば、得られる樹脂組成物が過酢酸
法により得ているためにCl^-が殆んど含まれず、
しかも従来の脂環型エポキシの問題であつた硬化
性も改善されたレジンが得られ、該レジンの硬化
物はガラス転移点が従来のエポキシ（ノボラツク
型）に比べて高く、耐湿性にも優れている。また、本発明の樹脂組成物は上記性質を有する
ため、絶縁材料として優れ、信頼性向上、小型軽
量化に貢献しうる半導体装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は、本発明に係わる半導体装置
の素子構造を説明するための図である。１…半導体素子、２−…第１層配線、２−
…第２層配線、３−…第１層保護皮膜、３−
…第２層保護皮膜、３−…ポリイミド皮膜。

Claims

【特許請求の範囲】１半導体素子を、一般式（）〔式中、ｍ，ｎは０〜30、２＜ｍ＋ｎ＜30であ
る。〕で表わされる脂環式エーテルオリゴマと、架橋剤として、一般式（）〔式中、X₁及びX₂は、Ｈ又は
【式】（式中、ＲはCH₃，CF₃のいずれかである。）
のいずれかであり、X₁，X₂が同時にＨであるこ
とはない。また、ｐは０〜10、ｑは１〜10であ
り、２＜ｐ＋ｑ＜10である。〕で表わされるビス
フエノール系樹脂(a)及び／又は一般式（）〔式中、ｙはＨ，NH₂，SO₃H，Br，Clのいず
れかである。〕で表わされるパラヒドロキシスチ
レン重合体(b)を含む熱硬化性樹脂組成物で封止成
形してなることを特徴とする半導体装置。