JPH0462941A

JPH0462941A - 化合物半導体装置

Info

Publication number: JPH0462941A
Application number: JP17506190A
Authority: JP
Inventors: Tetsunaga Niimi; 哲永新美; Teru Okunoyama; 奥野山　輝
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-02-27

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］（産業上の利用分野）本発明は、接着性、耐加水分解性、耐湿性に優れるとと
もにアッセンブリー工程の短縮化に対応できる化合物半
導体装置に関する。

（従来の技術）金属薄板（リードフレーム）上の所定部分に、ＬＥＤ、
ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体チップを接続する工程は、素子
の長期信顆性に影響を与える重りコな工程の１つである
。　従来からシリコンチップの場合の接続方法は、シリ
コンチップをリードフレーム上の金メツキ面に加熱圧着
するというＡＵＳｉの共晶法が主流てあった。　しかし
、近年の貴金属、特に金の高騰を契機として樹脂封１１
−半導体装置ではＡｕ−８ｉ共晶法から半田を使用する
方法、導電性ペースト（接着剤）を使用する方法に急速
に移行しつつある。

しかし、半田を使用する方法は、一部実用化されている
ものの半田や半田ポールが飛散して゛社極等に付着し、
腐食断線の原因となる可能性が指摘されている。　一方
、導電性ペース１へを使用する方法では、通常、銀粉末
を配合したエポキシ樹脂が用いられ、約１０年程前から
一部実用化されてきたが、信頼性の面でＡｕ−３ｉの共
晶合金を生成させる共晶法に比較して満足すべきものが
得られなかった。　導電性ペーストを使用する方法は、
半田法に比べて耐熱性に優れる等の長所を有しているが
、その反面、樹脂やその硬化剤が半導体素子接着用とし
て作られたものでないために、アルミニウム電極の腐食
を促進し断線不良の原因となる場合が多く、素子の信顆
性はＡｕ−３ｉ共晶法に劣っていた。

（発明が解決しようとする課題）ところで近年、化合物半導体装置の１産がすすみ、小型
の化合物半導体チップでは、シリコンチップの場合に比
較して接着力の低下によるチッグ剥離が問題となってい
る。　またアッセンブリー工程の短縮化を目指して高速
硬化をさせることが一般となり、そのうえに接着力の強
い導電性ペーストの開発が強く要望されていた。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、接着性
、耐加水分解性、耐湿性、高速硬化性に優れ、配線の腐
食断線がなく、アッセンブリー工程の短縮化に対応する
ことができる、信顆性の高い化合物半導体装置を提供し
ようとするものである。

［発明の構成］（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、後述する樹脂仙成物を用いて化合物半導体チ
ップを導電的に接着することによって、」１記目的が達
成できることを見いたし、本発明の化合物半導体装置を
完成したものである。

すなわち、本発明は、（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂から
なる変性樹脂、（Ｂ）導電性粉末および（Ｃ）微細シリカ粉末を必須成分とする樹脂組成物を用いて、化合物半導体チ
ップとリードフレームとを接着固定してなることを特徴
とする化合物半導体装置である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレンとエ
ポキシ樹脂からなる変性樹脂としては、ポリパラヒドロ
キシスチレンとエポキシ樹脂を溶解混合又は加熱反応さ
せてなる変性樹脂である。

ここで使用するポリパラヒドロキシスチレンとは次式で
示される樹脂である。

このような樹脂としては、例えばマルカリンカーＭ（丸
首石油化学社製、商品名）等がある。　この樹脂は、分
子量が３０００〜８０００で水酸基当量が１２０のもの
である。

また変性樹脂に用いるエポキシ樹脂としては工業生産さ
れており、かつ本発明に効果的に使用し得るものとして
、例えば次のようなビスフェノール類のジエボキシドが
ある。　エピコート８２７゜８２８．８３４，１００１
，１００２，１００７゜１００９（シェル化学社製、商
品名）、ＤＥＲ３３０，３３１，３３２，３３４，３３
５，３３６，３３７，６６０（ダウケミカル社製商品名
）、アラルタイトＧＹ２５０，２６０，２８０゜６０７
１　、６０８４　、６０９７　、６０９９　（チバカイ
ギー社製、商品名）　、ＥＰ　Ｉ−ＲＥＺ５１０゜５１
０１（ＪＯＮＥ　　ＤＡＢＮＥＹ社製、商品名）、エピ
クロン８１０，１０００，１０１０゜３０１０　（大日
本インキ化学工業社製、商品名）、ＥＰシリーズ（地雷
化社製、商品名）がある。

さらにエポキシ樹脂として、平均エポキシ基数３以上の
、例えばノボラックエポキシ樹脂を使用することにより
熱時（３５０℃）の接着強度を更に向上させることかで
きる。　これらのノボラックエポキシ樹脂としては分子
量５００以上のものが適している。

このようなノボラックエポキシ樹脂で工業生産されてい
るものとしては例えば次のようなものかある。　アラル
ダイトＥＰＮ１１３８．１１３９゜ＥＣＮ１２７３．１
２８０．１２９９　（チバガイギー社製、商品名）、Ｄ
ＥＮ４３１，４３８　（タウケミカル社製、商品名）、
エピコート１５２゜１５４（シェル化学社製、商品名）
、ＥＲＲ−０１００、ＥＲＲＢ−０４４７，ＥＲＬＢ−
０４８８（ユニオンカーバイド社製、商品名）、ＥＯＣ
Ｎシリーズ（日本火薬社製、商品名）等がある。

上述したポリパラヒドロキシスチレンとエボギシ樹脂は
、それらを単に溶解混合し変性してもよいし、必要であ
れば加熱反応により相互に部分的な結合をさせたもので
もよい。　また、ポリパラヒドロキシスチレンとエポキ
シ樹脂の共通の溶剤に溶解することにより作業粘度を改
善することができるし、反応に必要であれば硬化触媒を
使用してもよい。

ポリパラヒト０キシスチレンとエポキシ樹脂を単に溶剤
に溶解混合する場合は、同時に添加して溶解させるよう
にしてもよいが、最初にポリパラヒドロキシスチレンを
溶剤に溶解させ、次にエポキシ樹脂を溶解混合させるこ
とか好ましい。　ここで用いる溶剤類としては、ジオキ
サン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、ソルベントナフ
サ、工業用カッリン、酢酸セロソルブ、エチルセロソル
ブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、
ブチルカルピトールアセテート、ジメチルホルムアミド
、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリド７等が挙
げられ、これらは単独界は２種以上混合して使用する。

本発明に用いる（Ｂ）導電性粉末としては、銀粉末、銀
メツキ銅粉末、ニッケル粉末、カーホン等が挙けられ、
これらは単独又は２種以上混合して使用する。

本発明に用いる（Ｃ）微細シリカ粉末としては粒径１μ
を以下の微細なものか望ましい。　粒径か１μｌ以下の
ものであれは、特にその他の制限はなく広く使用するこ
とができる。　微細シリカ粉末として、例えばアエロシ
ール（日本アエロシール社製、商品名）等を挙げること
ができる。

本発明に用いる樹脂組成物は、ポリパラヒドロキシスチ
レンとエポキシ樹脂からなる変性樹脂、導電性粉末、お
よび微細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、消泡剤、
その他の添加剤を添加配合することができる。

本発明の樹脂組成物は、常法に従い上述した変性樹脂、
導電性粉末、微細シリカ粉末、その他の成分を十分混合
した後、例えば三本ロールによりさらに混練処理し、そ
の後、減圧脱泡して製造することができる。　こうして
製造した樹脂組成物は、それをシリンジに充填し、デイ
スペンサーを用いてりＬドフレーム上に吐出して、小型
の化合物半導体チップを高速に接着固定した後、ワイヤ
ホンディンクを行うとともに樹脂封止して、樹脂封止型
化合物半導体装置を製造することができる。

（作用）本発明の化合物半導体装置は、変性樹脂、導電性粉末お
よび微細シリカ粉末を必須成分とする樹脂組成物を用い
たことによって、化合物半導体チップの接着性が飛躍的
に向上し、併せて宵（湿性、耐加水分解性、高速硬化性
が得られるものである。

（実施例）次に本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれ
らの実施例によって限定されるものではない。　以下の
実施例及び比較例において］部」とは特に説明のない限
り「重量部１を意味する。

実施例　１エポキシ樹脂のエピコート１００１　（シェル化学社製
、商品名＞　３７．５部と、バラヒドロギシスチレンの
マルカリン力−Ｍ（丸首石油化学社製、商品名）１０部
とを、ジエチレングリコールジエチルエーテル１０３部
中で１００℃、　１時間、溶解反応を行い、粘稠な変性
樹脂を得た。　この樹脂２２部に、触媒として三フッ化
ホウ素のアミン錯体１．０部、２−−グリシドキシプロ
ピル１へりメトキシシラン０．０３部、銀粉末５７部、
および微細シリカ粉末アエロシ−ル＃２００　（日本ア
エロシール社製、商品名）２．０部を混合して樹脂組成
物（Ｉ）を製造した。

実施例　２エポキシ樹脂のエビコーｌ〜８２８（シェル化学社製、
商品名）　１５．８部と、パラしドロキシスチレンのマ
ルカリン力−Ｍ（前出）１０部とを、ブチルセロソルブ
アセテ−１−５６部中て　１００℃、　１時間、溶解反
応を行い、粘稠な変性樹脂を得た。　この樹脂２２部に
、触媒として三フッ化ホウ素のアミン錯体１．０部、銀
粉末５７部、および微細シリカ粉末のアエロシ−ル＃２
００（前出）２．５部を混合して樹脂組成物（Ｉ［）を
製造した。

実施例　３エポキシ樹脂ＥＯＣＮ１０３Ｓ（日本火薬社製、商品名
）６６部と、パラヒドロキシスチレンのマルカリン力−
Ｍ（前出）３４部とを、ブチルカルピトールアセテート
１１７部中で１００℃、１時間、溶解反応を行い、粘稠
な変性樹脂を得た。　この樹脂２２部に、触媒として三
フッ化ホウ素のアミン錯体１．０部、銀粉末５７部、お
よび＠細シリカ粉末アエロシール＃２００　（前出）２
．０部を混合して樹脂組成物（Ｔ［＞を製造した。

比較例市販のエポキシ樹脂ベースの溶剤型半導体用導電性樹脂
組成物（ＴＶ）を入手し、比較例とした。

実施例１〜３および比較例で得た樹脂組成物（Ｉ）、（
Ｔ［＞、（■）お上び“（ＴＶ）を使用して、化合物半
導体チップをリードフレーム上に接着固定して化合物半
導体装置を製造した。　これらの半導体装置について、
接着強度、耐加水分解性、耐湿性、耐熱性及び冷熱サイ
クルの試験を行い、結果を得たので第１表に示したが、
いずれも本発明が優れており、本発明の効果を確認する
ことができな。　上記の試験は次のようにして行った。

接着強度は、２００μｍ厚のリードフレーム（銅系）上
に０．３　ｘ　０．３＋ｎｎ＋口のＧａ／Ａｓ化合物半
導体チップを接着し、２５℃と　３５０℃とにおいてテ
ンションゲージを用いて接着強度を測定した。　耐加水
分解性は、接着剤を化合物半導体チップ硬化条件と同じ
１７０°Ｃで１５〜２０秒、次いで３００℃で２０秒の
条件で加熱硬化させ、その硬化物を１００メツシユに粉
砕し、１８０°Ｃで２時間加熱抽出を行った抽出液のＣ
Ｉ　、Ｎａ両イオン量をイオンクロマ１〜グラフイーで
測定した。　耐湿性試験は温度８５°Ｃ１８５％ＲＨの
雰囲気中における１０００Ｈの試験、耐熱性試験は１５
０°Ｃの雰囲気中における１０００１（の試験、冷熱サ
イクル試験は半田加熱後に温度−５５°Ｃ〜１５０℃に
おける２００サイクルの試験であり、これら試験に供し
た半導体装置は各々６０個で不良発生数によって評価し
た。

第１表（単位）「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、本発明の
化合物半導体装置は、接着性、耐加水分解性、耐湿性、
高速硬化性に優れ、配線等の腐食断線がなく（８￥ｎ牲
の高いものであり、またアッセンブリー工程の短縮化に
対応できるものである。

Claims

【特許請求の範囲】１（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂か
らなる変性樹脂、（Ｂ）導電性粉末および（Ｃ）微細シリカ粉末を必須成分とする樹脂組成物を用いて、化合物半導体チ
ップとリードフレームとを接着固定してなることを特徴
とする化合物半導体装置。