JPH0496930A - 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、成形性か良く、耐湿性、半田耐熱性にも優れ
た封止用樹脂組成物、及びそれにより封正した半導体封
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、Ｓ　ＯＰ　（５１１ａｌｌ　ｏｕｔ−ｎｅ
　ｐａｃｋａｇｅ）　、　Ｔ　Ｓ　ＯＰ　（ｔｈｉｎ　
５ｎａｌｌ　ｏｕｔｌｉｎｅｐａｃｋａｑｅ　）　１．
ｉたパワートランジスタにおけるアイソレーションタイ
プのパッケージ等は、半導体素子の上面や絶縁型パッケ
ージの裏面等で、約０．１〜０．５ｎｎ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、パッケージを構成する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、シリカ粉末および公知の硬化促
進剤からなるものであるが、この封止樹脂で封正すると
、薄肉の部分に樹脂か充填されず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を生じる。　その結果、半導体
装置は長期間の信頼性を保証することかできないという
欠点があった。

（発明が解決しようとする課Ｕ） 本発明は、上記の欠点を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
に半田浸漬後や半田リフロー後の耐湿性、半Ｆ１３耐熱
性に優れ、長期代願性を保証できる封止用樹脂組成物及
び半導＃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、後述するような組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
樹脂組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）０−タレゾールノボラック型エフｆ′：キシ樹脂
、（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
、及び （但し、式中Ｒ’　、Ｒ２はＣｎＨ２ｐ　＋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−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で、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）０−クレゾールノホラック型エポ
ギシ樹脂としては、次の式で示されるエポキシ樹脂を使
用する。

（但し、式中ｎは１以上の整数を表す）上記の式で示さ
れるエポキシ樹脂であれば分子１等に特に制限されるこ
とはなく、広く使用することかできる。　また、このエ
ポキシ樹脂にエピクロルヒドリン／ビスフェノール系エ
ポキシ樹脂等を併用することもできる。

本発明に用いる＜８）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パ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が挙げられ、ノ
ボラ・ｙり型フェノール樹脂であるる限り特に制限はな
く広く使用することかできる８　これらの樹脂は単独又
は２種以上使用することかできる。

本発明に用いる（Ｃ）ジアルキルアミノ　−１，８−ジ
アサビジクロ［５，０，４］ウンデセン硬化促進剤は、
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］ウンデセン（ＤＢＵと略称される）にジ
アルキルアミノ基を置換したものである。　また、こめ
（Ｃ）硬化促進剤に公知のイミタゾール系促進剤、ジア
ルキルアミノ基を置換しないＤＢＵ系硬化促進剤、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
０．０１〜５重量％含有することが望ましい、　その割
合か０．０１重量％未満では、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か悪くなって成形性に劣り、ま
た電気特性も悪くなり、さらに耐湿性か劣り好ましくな
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以下のものが望
ましい。　平均粒径か、３０μｌを超えると耐湿性およ
び成形性が劣り好ましくない。

本発明の封止用樹脂組成物は、０−クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、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、合成ワックス類、直
鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、エステル類、パラフィン
等の離型剤、三酸化アンチモン等の難燃側、カーボンブ
ラック等の着色剤、シランカップリング剤、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、前述した各成分、すなわちＯ−クレ
ゾール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、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荊、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
。　さら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付与するこ
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
ができる。　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
ンスファー成形法かあるが、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
成形の後に加熱して硬化させ、最終的にはこの組成物の
硬化物によって封止された半導体装置が得られる。　加
熱による硬化は１５０°Ｃ以上の温度で硬化させること
が望ましい。

く作用） 本発明の封止用樹脂組成物及び半導体封止装置は、０−
２レゾールノボラツク型エポキシ樹脂、ノボラック型フ
ェノール樹脂、ジアルキルアミノ１．８−ジアザビシク
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−シアサビシクロ［５，０，
４］ウンデセン硬化促進剤の所定量配合させ、樹脂組成
物のゲル化時間、流動性をコントロールしたのて薄肉部
の充填性が良くなり耐湿性の向上とともに優れた成形性
を付与した。　また、０−クレゾールを使用したノボラ
ック型エポキシ樹脂と、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とともに樹脂組成物の吸湿性
が少なくなる。　その結果、半田浸漬や半田リフローを
行っても樹脂クラックの発生がなくなり、特に＃４湿性
劣化か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「％」とは「重量％」を意
味する。

実施例　１ ０−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％、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７４％、エステルワックス０
．３％およびシランカップリンク剤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 ０−タレゾールノボラック型エポキシ樹脂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Ｏ［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ク剤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（Ｂ）を！に！遣した。

比較例　１ ０−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％、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１１０．４％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 ０−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂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、本発明の顕著な効果を確
Ｊ２することができた。

第 表 （４４１位） ＊１　：成形材料を用いて、１７５℃の金型でＴｏｏ　
ｋｇ／ｃ１２の圧力をかけスパイラルの流動路Ｉを測定
した。

＊２　　：　　１７５°Ｃの熱板上で成形材料のゲル化
するまでの時間を測定した。

＊３　：成形材料を用いて、１７５°Ｃの金型で１００
　ｋｌ；１／ｃ１２の圧力をかけて、２００μｌｌ、３
００μｌｌ、１０μｍ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　１４ｎｍ）パッケージに８×８１のダミーチップ
を納め、パッケージ５００個の中でのチップ上面の充填
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　：成形材料を用いて、ＤＩＲ−１６ピンＭＯ３Ｉ
Ｃテスト素子又はＴｏ−２２０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
での時間を測定した。

ｒ発明の効果ｊ 以上の説明および第１表から明らか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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、 （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、及び ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中Ｒ＾１、Ｒ＾２はＣ＿ｎＨ＿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）Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、 （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、及び ▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、式中Ｒ＾１、Ｒ＾２はＣ＿ｎＨ＿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で、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。