JPH0496922A - 封止用樹脂組成物及び半導体封止装置 - 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」 （産業上の利用分野） 本発明は、成形性が良く耐湿性、半田耐熱性に優れた封
止用樹脂組成物及び半導体封止装置に関する。

（従来の技術） 近年、半導体装置において、薄いパッケージの実用化が
推進されている。　例えば集積回路におけるフラットパ
ッケージや、Ｓｏ　Ｐ　（ｓｌｌａｌｌ　ｏｕｔ−＋ｎ
ｅ　ｐａｃｈａｑｅ）　、Ｔ　Ｓｏ　Ｐ　（ｔｈｉｎ　
ｓｍａｌｌ　ｏｕｔｌｉｎｅｐａｃｈａｇｅ　）　、ｑ
なパワートランジスタにおける絶縁型（アイソレーショ
ンタイプ）のパンゲージ等は、半導体素子の上面や絶縁
型パ・ソケージの裏面で、約０１〜０．５１１程度とい
う薄肉の部分に樹脂を充填しなければならなくなってい
る。　一方、表面実装型のパッケージは、それを回路基
板に取り付ける場合に半田浸漬方式や半田リフロ一方式
が採用され、薄いパッケージの封止樹脂にとって一層厳
しい環境になっている。

従来の封止樹脂は、ノボラック型エポキシ樹脂、ノボラ
ック型フェノール樹脂、シリカ粉末およびその樹脂に適
した通常の硬化促進剤からなるものであるが、この従来
の封止樹脂で封止すると、薄肉の部分に樹脂が充填され
す巣やフクレを生じる等成形性が悪く、耐湿性の低下や
外観不良を生じる欠点かあった。　また、上記従来の封
止樹脂で封止した半導体装置は、装置全体の半田浴浸漬
等を行うと耐湿性か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した場合には、封止樹脂
と半導体素子、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？生
じる。　その結果、半導体装置は長ｗＩ間の信頼性を保
証することができないという欠点かあった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、上記の欠点ひ解消するためになされたもので
、薄肉部の成形性に優れ、また吸湿の影響か少なく、特
に半１１Ｂ浸漬後や半田リフロー後の耐湿性、半ＩＢ耐
熱性に優れ、長期信頼性を保証できる封止用樹脂結成物
及び半導体封止装置を提供することを目的としている。

「発明の構成コ 〈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、後述するような趙成物を用いることによって
、薄肉部の成形性、耐湿性、半田耐熱性に優れた封止用
樹脂結成物及び半導体封止装置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、本発明は、 ＜Ａ）次の式で示されるエポキシ樹脂 （Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）次の一般式て示されるジアルキルアミノ１．８−
シアサビシクロ［５，０，４］ウンテセン硬化促進剤 （但し、式中、Ｒ”　、Ｒ２はＣｎ　Ｈ２ｎ　＋＋を、
ｎは０又は１以上の整数を表す） （Ｄ）シリカ粉末 を必須成分とし、前記（Ｃ）のジアルキルアミノ−１８
−シアサビシクロ［５，０，４］ウンデセン硬化促進剤
を樹脂組成物に対して　０．０１〜５重量％の割合に含
有してなることを特徴とする封止用樹脂組成物である。

　またこの封止用樹脂組成物の硬化物により、半導体装
置を封止してなることを特徴とする半導体封止装置であ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、次の式で
示されるエポキシ樹脂を使用する。

上記の式で示されるエポキシ樹脂であれば分子量等に特
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エピビス系エポキシ樹脂等を
併用することもできる。

本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、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バラホルムアルデヒド
とを反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂お
よびこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチ
ル化したノボラック型フェノール樹脂等か挙げられ、ノ
ボラック型フェノール樹脂である限り、特に制限はなく
広く使用することかできる。　これらの樹脂は早独又は
２種以上使用する二とかで・きる。

本発明に用いる（Ｃ）ジアルキルアミノ　−１，８−シ
アサビシクロ［５，０，４］ウンテセン硬化促進刑は、
前記の一般式を有するもので、１，８−シアサビシクロ
［５，０，４］ウンテセン（ＤＢＵと略称される）をジ
アルキルアミノ基で置換したものである。　また、この
（Ｃ）硬化促進剤に公知のイミダゾール系促進剤、ジア
ルキルアミノ基で置換しないＤＢＵ系促進剤、リン系促
進剤、その他の促進剤を併用することもできる。　　（
Ｃ）硬化促進剤の配合割合は、樹脂組成物に対して００
１〜５重量％含有することか望ましい。　その割合が０
，０１重量％未溝では、樹脂組成物のゲルタイムか長く
、また硬化特性も悪く好ましくない。　　５重量％を超
えると極端に流動性が悪くなり成形性に劣り、また電気
特性も悪くなり、耐湿性が劣り好ましくない 本発明に用いる（Ｄ）シリカ粉末としては、般に使用さ
れているシリカ粉末か広く使用されるか、それらの中て
′も不純物濃度が低く、平均粒径３０μを以下のものか
望ましい。　平均粒径か、３０μｌを超えると耐湿性お
よび成形性か劣り好ましくない。

本発明の封止用樹脂組成物は、特定のエポキシ樹脂、ノ
ボランク型フェノール樹脂、ジアルキルアミノ　−１８
−ジアザビシクロ［５，０，４］ウンテセン硬化促進剤
およびシリカ粉末を必須成分とするか、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、合成ワックス類、直銀脂肪酸の金属塩、酸
アミド、エステル類、パラフィン等の離型剤、三酸化ア
ンチモン等の難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、シ
ランカップリング荊、硬化促進剤１、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、前述した各成分、すなわち特定のエ
ポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ジアルキル
アミノ　−１．８−シアサビシクロ［５，０，４］ウン
テセン硬化促進削、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する。　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。　この成形材料と電子部品あるいは
電気部品の封止用として、また被覆、絶縁等に適用し、
優れた特性と信頼性を吋与することができる。

本発明の半導体封止装置は、上記の封止用樹脂組成物を
用いて、半導体装置を封止することにより製造すること
かできる。　封止を行う半導体装置としては、例えば、
集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ
、ダイオード等で特に限定されるものではなく広く使用
できる。　封止の最も一般的な方法としては、低圧トラ
ンスファー成形法があるが、射出成形、圧縮成形、注型
等による封止も可能である６　封止用樹脂組成物は封止
の時に加熱して硬化させ、最終的にはこの組成糊グ）硬
化物によって封止された半導体装置か得られる。　加熱
による硬化は　１５０°（７以上の温度で硬化させるこ
とか望ましい。

（作用） 本発明の封止用樹脂組成物及び半導体封止装置は、特定
のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ジアル
キルアミノ　−１，８−シアサビシクロ［５，０，４］
ウンデセン硬化促進剤を用いて反応させることによって
目的を達成したものである。　即ち、ジアルキルアミノ
　−１，８−ジアサビツクｏ［５，０４１ウンテセン硬
化促進剤の所定藍を配合し、樹脂組成物のゲル化時間、
流動性をコントロールしたので薄肉部の充填性が良くな
り耐湿性の向１とともに優れた成形性を付与した。　ま
た、特定のエポキシ樹脂と、ノボラック型フェノール樹
脂とを反応させることによって、カラス転移温度を上昇
させ、熱時の特性を向上させる。　その結果、樹脂組成
物の吸湿性が少なくなり、半田浸漬や半田リフローを行
っても樹脂クランクの発生がなくなり、耐湿性劣化がな
くなるものである。

（実方拒β勺） 次に本発明の実施例について説明するか、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
実施例および比較例において「？６３とは「重量％」を
意味する５ 実施例　１ 特定のエポキシ樹脂１７％、ノボラ・ンク型フェノール
樹脂８％、ジアルキルアミノ　−１，８−シアサビシク
ロ［５，０，４］ウンデセン硬化促進剤Ｑ、３％、シリ
カ粉末７４％、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℃の温度で混練し、冷却した後粉砕して成形材料＜
Ａ＞を製造した。

実施例　２ 特定のエポキシ樹脂１２％、ノボラック型フェノール樹
脂６％、ジアルキルアミノ−１，８−ジアザビシクロ［
５，０，４］ウンデセン硬化促進剤０．３％、シリカ粉
末８１％、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
・ｃの温度で混練し、冷却した後粉砕して成形材料（Ｂ
）を製造した。

王Ｌ　較　例　　　　１ オルソクレゾールノボランク型エポキシ樹脂１７％、ノ
ホラック型フェノールｖＡ脂８％、シリカ粉末７４％、
イミダゾール系硬化促進剤０．３％、エステルワックス
０．３％およびシランカップリンク剤１０．４％を実施
例１と同様にして成形材料（Ｃ）を製造した。

比較例　２ オルソクレゾールノボランク型エポキシ樹脂１２％、ノ
ボラック型フェノール樹脂６％、シリカ粉末８１％、イ
ミダゾール系硬化促進剤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％を比較例１
と同様にして成形材料（Ｄ）を製造した。

実施例１〜２及び比較例１〜２で製造した成形材料＜Ａ
）〜（Ｄ）及びこれらを用いて製造した半導体封止装置
について、成形性及び耐湿性について試験したのでその
結果を第１表に示した。

本発明はいずれも優れており、本発明の頚著な効果″！
−確認することができた。

第 表 （＃位） 成形材料を用いて、　１７５°Ｃの金型てづ００　ｂｇ
Ｃ１’の圧力をかけスパイラルの流動距離を測定した。

＊２　：　　１７５℃の熱板上で成形材料がゲル化する
までの時間を測定した。

＊３：成形材料を用いて、１７５℃の金型で１００　ｋ
（］／　ｃ１２の圧力をかけて、２００μｆｆｉ、３０
０．ｇｎ、１０μｔのすき間を流れる流動距離を測定し
た。

＊４　：成形材料を用いて、Ｑ　Ｆ　Ｐ　（１４ｘ　１
４ｘ　１４１ｎ）パッケージに８＊８ｍｍのダミーチッ
プを納め、パッケージ５００個の中でのチンプ上面の充
填不良数を測定した。

＊５　：成形材料を用いて、Ｔｏ−２２０型パツケージ
にダミーチップを納め、パッケージ５００個中での裏面
の充填不良数を測定した６＊６　：成形材料を用いて、
ＤＩＲ’−１６ピンＭＯ３ＩＣテスト素子又はＴＯ−２
２０型テスト素子を封止した半導体封止装置それぞれに
ついてＰＣＴ　４気圧の条件でアルミニウム配線のオー
プン不良が５０％に達するまでの時間を測＊　１ 定しな。

１、発明の効果Ｊ 以上の説明および第１表から明らがなように本発明の封
止用樹脂組成物は、成形性に優れ、吸湿の影響が少なく
、半田浴浸漬後の耐湿性、半田耐熱性に優れているため
、薄肉部によく充填し、巣やフクレの発生がなく、樹脂
組成物と半導体装置あるいは樹脂組成物とリードフレー
ム間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
い、優れた信頼性の高い半導体封止装置が得られた。

特許出願人　東芝ケミカル株式会社

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）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）次の一般式で示されるジアルキルア ミノ−１、８−ジアザビシクロ［５、０、４］ウンデセ
   ン硬化促進剤 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２はＣ＿ｎ、Ｈ＿２＿ｎ＿
   ＋＿１を、ｎは０又は１以上の整数を表す） （Ｄ）シリカ粉末 を必須成分とし、前記（Ｃ）のジアルキルアミノ−１、
   ８−ジアザビシクロ［５、０、４］ウンデセン硬化促進
   剤を樹脂組成物に対して０．０１〜５重量％の割合に含
   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）ノボラック型フェノール樹脂 （Ｃ）次の一般式で示されるジアルキルア ミノ−１、８−ジアザビシクロ［５、０、４］ウンデセ
   ン硬化促進剤 ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中Ｒ＾１、Ｒ＾２はＣ＿ｎ、Ｈ＿２＿ｎ＿＋
   ＿１を、ｎは０又は１以上の整数を表す） （Ｄ）シリカ粉末 を必須成分とし、前記（Ｃ）のジアルキルアミノ−１、
   ８−ジアザビシクロ［５、０、４］ウンデセン硬化促進
   剤を樹脂組成物に対して０．０１〜５重量％の割合に含
   有した封止用樹脂組成物の硬化物により、半導体装置を
   封止してなることを特徴とする半導体封止装置。