JPH05267371A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
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- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱応力の発生が少なく、耐はんだリフロー
性、実装後の耐温度サイクル性、耐湿信頼性等に優れた
樹脂封止型半導体装置を提供する。 【構成】 半導体素子１の電極２とリード４が電気的に
接続され、少なくとも素子の回路形成面を、（ａ）エポ
キシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）硬化促進剤及び（ｄ）
無機質充填剤を必須成分とする樹脂組成物で封止５した
樹脂封止型半導体装置において、上記樹脂組成物を構成
する（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤からなる樹脂
成分は１５０℃における粘度が３ポイズ以下であり、
（ｄ）の無機質充填剤はその９５％以上が粒径０．１か
ら１００μｍの範囲にあり、平均粒径が２から２０μｍ
の実質的に球状の粉末であり、かつ、当該無機質充填剤
は組成物全体に対して７５から９２．５ｖｏｌ％の範囲
で配合され、しかも、上記樹脂組成物は加圧成形過程に
おける最低溶融粘度が３０００ポイズ以下、加圧成形後
は熱膨張係数が１．０×１０-5／℃以下である樹脂組成
物を用いる。
性、実装後の耐温度サイクル性、耐湿信頼性等に優れた
樹脂封止型半導体装置を提供する。 【構成】 半導体素子１の電極２とリード４が電気的に
接続され、少なくとも素子の回路形成面を、（ａ）エポ
キシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）硬化促進剤及び（ｄ）
無機質充填剤を必須成分とする樹脂組成物で封止５した
樹脂封止型半導体装置において、上記樹脂組成物を構成
する（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤からなる樹脂
成分は１５０℃における粘度が３ポイズ以下であり、
（ｄ）の無機質充填剤はその９５％以上が粒径０．１か
ら１００μｍの範囲にあり、平均粒径が２から２０μｍ
の実質的に球状の粉末であり、かつ、当該無機質充填剤
は組成物全体に対して７５から９２．５ｖｏｌ％の範囲
で配合され、しかも、上記樹脂組成物は加圧成形過程に
おける最低溶融粘度が３０００ポイズ以下、加圧成形後
は熱膨張係数が１．０×１０-5／℃以下である樹脂組成
物を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂封止型半導体装置に
係り、特に、熱応力の発生が少なく、耐はんだリフロー
性、実装後の耐温度サイクル性、耐湿信頼性等に優れた
樹脂封止型半導体装置に関する。
係り、特に、熱応力の発生が少なく、耐はんだリフロー
性、実装後の耐温度サイクル性、耐湿信頼性等に優れた
樹脂封止型半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子を外部環境から保護し、プリ
ント基板への実装を容易にするためのパッケージ技術と
して、従来から樹脂封止技術が広く用いられている。し
かし、半導体素子はこれまで３年に４倍のピッチで高集
積度化が進み、それに伴って素子サイズの大型化が進ん
でいる。また、素子の高性能、多機能化に伴い、ピン数
の増加も進んでいる。一方、各種エレクトロニクス機器
の小型軽量化、高性能化などのニーズから、各種半導体
装置には実装の高密度化が強く望まれ、パッケージは小
型薄型化の趨勢にある。その結果、樹脂封止型半導体装
置の封止樹脂層は次第に薄型化する傾向にある。また、
パッケージの形状も従来はピンをプリント基板のスルー
ホールに差し込んで実装するＤＩＰ（ Dual Inline Pla
stic Package )、ＺＩＰ（ Zigzag Inline Plastic Pac
kage )、ＳＩＰ（ Single Inline Plastic Package )な
どのいわゆるピン挿入型が主流であった。しかし、ここ
数年来実装の高密度化を図るために、ＳＯＰ（ Small O
utline Plastic Package )、ＳＯＪ（ Small Outline J
-lead Plastic Package ) 、ＱＦＰ（ Quad Flat Plast
ic Package )といった両面実装が可能で、しかもパッケ
ージサイズが小さな表面実装型のパッケージの需要が急
増している。このようなパッケージの厚みは、特に装置
や部品の薄型化を図るうえで極めて重要である。そのた
め、最近はＴＳＯＰ（ Thin Small Outline Plastic Pa
ckage ) 、ＴＳＯＪ（ Thin Small Outline J-lead Pla
stic Package )、ＴＱＦＰ（ Thin Quad Flat Plastic
Package ) といった厚さが１ｍｍ程度の極薄型パッケー
ジやチップの回路形成面のみを封止した厚さが０．５ｍ
ｍの超薄型パッケージの開発も進められている。
ント基板への実装を容易にするためのパッケージ技術と
して、従来から樹脂封止技術が広く用いられている。し
かし、半導体素子はこれまで３年に４倍のピッチで高集
積度化が進み、それに伴って素子サイズの大型化が進ん
でいる。また、素子の高性能、多機能化に伴い、ピン数
の増加も進んでいる。一方、各種エレクトロニクス機器
の小型軽量化、高性能化などのニーズから、各種半導体
装置には実装の高密度化が強く望まれ、パッケージは小
型薄型化の趨勢にある。その結果、樹脂封止型半導体装
置の封止樹脂層は次第に薄型化する傾向にある。また、
パッケージの形状も従来はピンをプリント基板のスルー
ホールに差し込んで実装するＤＩＰ（ Dual Inline Pla
stic Package )、ＺＩＰ（ Zigzag Inline Plastic Pac
kage )、ＳＩＰ（ Single Inline Plastic Package )な
どのいわゆるピン挿入型が主流であった。しかし、ここ
数年来実装の高密度化を図るために、ＳＯＰ（ Small O
utline Plastic Package )、ＳＯＪ（ Small Outline J
-lead Plastic Package ) 、ＱＦＰ（ Quad Flat Plast
ic Package )といった両面実装が可能で、しかもパッケ
ージサイズが小さな表面実装型のパッケージの需要が急
増している。このようなパッケージの厚みは、特に装置
や部品の薄型化を図るうえで極めて重要である。そのた
め、最近はＴＳＯＰ（ Thin Small Outline Plastic Pa
ckage ) 、ＴＳＯＪ（ Thin Small Outline J-lead Pla
stic Package )、ＴＱＦＰ（ Thin Quad Flat Plastic
Package ) といった厚さが１ｍｍ程度の極薄型パッケー
ジやチップの回路形成面のみを封止した厚さが０．５ｍ
ｍの超薄型パッケージの開発も進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなチ
ップの大型化、多ピン化、パッケージの小型薄肉化、表
面実装化が進むにつれ、樹脂封止型半導体装置を製造す
るうえで重要な技術課題が発生している。すなわち、従
来のピン挿入型パッケージはプリント基板のスルーホー
ルに差し込んだ状態で、プリント基板ごとはんだ槽に浮
かべはんだ付けが行なわれていたため、実装時にパッケ
ージ本体が直接高温に曝されることはなかった。ところ
が、表面実装型パッケージは一般に赤外線リフローある
いはベーパーリフロー方式によるはんだ付けが行われ、
実装時にパッケージ全体が直接２００数十度の高温に曝
される。半導体の樹脂封止には通常エポキシ樹脂系の封
止材料が広く用いられている。
ップの大型化、多ピン化、パッケージの小型薄肉化、表
面実装化が進むにつれ、樹脂封止型半導体装置を製造す
るうえで重要な技術課題が発生している。すなわち、従
来のピン挿入型パッケージはプリント基板のスルーホー
ルに差し込んだ状態で、プリント基板ごとはんだ槽に浮
かべはんだ付けが行なわれていたため、実装時にパッケ
ージ本体が直接高温に曝されることはなかった。ところ
が、表面実装型パッケージは一般に赤外線リフローある
いはベーパーリフロー方式によるはんだ付けが行われ、
実装時にパッケージ全体が直接２００数十度の高温に曝
される。半導体の樹脂封止には通常エポキシ樹脂系の封
止材料が広く用いられている。
【０００４】しかし、エポキシ樹脂系封止材料は一般に
かなりの透湿性を有し、パッケージの中には常に少量の
水分が存在する。また、封止材料と半導体装置を構成す
るリードフレーム、シリコンチップ、金線、パッシベー
ション膜等との接着は必ずしも充分ではなく、パッケー
ジ内部には隙間や微小ボイド等の欠陥が存在する。その
ため、パッケージ内部の水分が所定量を超えた状態で加
熱されると水分が急激に蒸発し、その蒸気圧によってパ
ッケージ内部に応力が発生し、パッケージを構成する各
材料間に剥離あるいはパッケージクラック、金線の断線
等を生じ素子特性や実装後の信頼性を損なう問題が顕在
化してきた。このような水蒸気圧によって発生する熱応
力はチップが大型化すればするほど大きくなる。また、
パッケージの封止樹脂層が薄肉化すればするほどパッケ
ージ内部には水分が侵入し易くなり、パッケージは強度
的に弱くなる。そのため、チップの大型化や封止樹脂層
の薄肉化が進むにつれこのような問題がますます発生し
易くなっており、その解決が強く望まれていた。
かなりの透湿性を有し、パッケージの中には常に少量の
水分が存在する。また、封止材料と半導体装置を構成す
るリードフレーム、シリコンチップ、金線、パッシベー
ション膜等との接着は必ずしも充分ではなく、パッケー
ジ内部には隙間や微小ボイド等の欠陥が存在する。その
ため、パッケージ内部の水分が所定量を超えた状態で加
熱されると水分が急激に蒸発し、その蒸気圧によってパ
ッケージ内部に応力が発生し、パッケージを構成する各
材料間に剥離あるいはパッケージクラック、金線の断線
等を生じ素子特性や実装後の信頼性を損なう問題が顕在
化してきた。このような水蒸気圧によって発生する熱応
力はチップが大型化すればするほど大きくなる。また、
パッケージの封止樹脂層が薄肉化すればするほどパッケ
ージ内部には水分が侵入し易くなり、パッケージは強度
的に弱くなる。そのため、チップの大型化や封止樹脂層
の薄肉化が進むにつれこのような問題がますます発生し
易くなっており、その解決が強く望まれていた。
【０００５】一方、半導体の樹脂封止に用いられてきた
従来の封止材料は、熱膨張係数が回路を形成するシリコ
ンチップ（約３×１０-6／℃）に比べると４倍以上大き
い。そのため、パッケージ内部には熱膨張係数のミスマ
ッチに起因する熱応力が発生し、それによって、シリコ
ンチップの変形、破損、素子特性の変動、パッケージ内
部のリードフレームと封止材料あるいはシリコンチップ
と封止材料間の接着部分の剥離、パッケージクラックな
どの問題も発生し易くなっている。この問題をパッケー
ジの構造面から解決する方法としては、シリコンチップ
の回路形成面並びに裏面の封止樹脂層の厚さを等しく
し、チップの両面に発生する熱応力をバランスさせる方
法がある。しかし、実際には樹脂封止を行なう際に封止
樹脂の流動抵抗によってシリコンチップやリードフレー
ムが変動するため、そのコントロールが難しく、また、
パッケージ全体の厚みを薄くできない等といった問題が
あった。さらに、近年は実装の高密度化を図るためにシ
リコンチップの回路形成面のみを樹脂封止し、パッケー
ジの超薄型化を図る試みがなされている。しかし、現状
ではシリコンチップと封止材料の熱膨張係数のミスマッ
チによって発生する熱応力によってパッケージに１００
μｍ以上の反りが発生し、それによってシリコンチップ
が破損したり特性が変動するといった問題があり、この
ような超薄型パッケージはまだ製品化されていない。そ
のため、このような熱応力の問題についても根本的な解
決が強く望まれていた。
従来の封止材料は、熱膨張係数が回路を形成するシリコ
ンチップ（約３×１０-6／℃）に比べると４倍以上大き
い。そのため、パッケージ内部には熱膨張係数のミスマ
ッチに起因する熱応力が発生し、それによって、シリコ
ンチップの変形、破損、素子特性の変動、パッケージ内
部のリードフレームと封止材料あるいはシリコンチップ
と封止材料間の接着部分の剥離、パッケージクラックな
どの問題も発生し易くなっている。この問題をパッケー
ジの構造面から解決する方法としては、シリコンチップ
の回路形成面並びに裏面の封止樹脂層の厚さを等しく
し、チップの両面に発生する熱応力をバランスさせる方
法がある。しかし、実際には樹脂封止を行なう際に封止
樹脂の流動抵抗によってシリコンチップやリードフレー
ムが変動するため、そのコントロールが難しく、また、
パッケージ全体の厚みを薄くできない等といった問題が
あった。さらに、近年は実装の高密度化を図るためにシ
リコンチップの回路形成面のみを樹脂封止し、パッケー
ジの超薄型化を図る試みがなされている。しかし、現状
ではシリコンチップと封止材料の熱膨張係数のミスマッ
チによって発生する熱応力によってパッケージに１００
μｍ以上の反りが発生し、それによってシリコンチップ
が破損したり特性が変動するといった問題があり、この
ような超薄型パッケージはまだ製品化されていない。そ
のため、このような熱応力の問題についても根本的な解
決が強く望まれていた。
【０００６】また、樹脂封止型半導体のパッケージ内部
に発生する熱応力を低減する方法として、従来封止材料
のベースエポキシ樹脂を特殊なシリコーン化合物で変性
し封止材料の弾性率を小さくする方法や充填剤を高充填
して熱膨張係数を小さくする方法が実用されている。し
かし、パッケージ内部に発生する熱応力の低減はまだま
だ不充分である。一方、樹脂封止型半導体部品のプリン
ト基板に実装する場合にパッケージに発生する内部剥離
やクラックを防止する方法としては、実装に先立ってパ
ッケージを予備乾燥する方法が採用されている。しか
し、この方法はパッケージの水分管理や乾燥作業などの
煩雑さを伴う。そのためパッケージが吸湿した状態で実
装を行っても内部剥離やクラックが発生しないようにす
ることが強く望まれている。そこで、これらの課題を解
決する方法について種々検討を行った。その結果、パッ
ケージ内部に発生する熱応力の直接的原因であるシリコ
ンチップと封止材料の熱膨張係数の差は依然４倍以上あ
り、封止材料の熱膨張係数を限りなくシリコンチップに
近づけることが不可欠なこと、封止材料のリードフレー
ムやシリコンチップに対する接着性を高めパッケージ内
部に水分の溜り場所をつくらないようにすること、封止
材料の吸湿率を小さくしてパッケージ内部に侵入する水
分の絶対量を減らすこと並びに封止材料の高温強度を高
め、熱応力によってパッケージが破損しないようにする
こと、さらに、これらの課題は全て同時に満足させねば
ならないことが明らかになった。
に発生する熱応力を低減する方法として、従来封止材料
のベースエポキシ樹脂を特殊なシリコーン化合物で変性
し封止材料の弾性率を小さくする方法や充填剤を高充填
して熱膨張係数を小さくする方法が実用されている。し
かし、パッケージ内部に発生する熱応力の低減はまだま
だ不充分である。一方、樹脂封止型半導体部品のプリン
ト基板に実装する場合にパッケージに発生する内部剥離
やクラックを防止する方法としては、実装に先立ってパ
ッケージを予備乾燥する方法が採用されている。しか
し、この方法はパッケージの水分管理や乾燥作業などの
煩雑さを伴う。そのためパッケージが吸湿した状態で実
装を行っても内部剥離やクラックが発生しないようにす
ることが強く望まれている。そこで、これらの課題を解
決する方法について種々検討を行った。その結果、パッ
ケージ内部に発生する熱応力の直接的原因であるシリコ
ンチップと封止材料の熱膨張係数の差は依然４倍以上あ
り、封止材料の熱膨張係数を限りなくシリコンチップに
近づけることが不可欠なこと、封止材料のリードフレー
ムやシリコンチップに対する接着性を高めパッケージ内
部に水分の溜り場所をつくらないようにすること、封止
材料の吸湿率を小さくしてパッケージ内部に侵入する水
分の絶対量を減らすこと並びに封止材料の高温強度を高
め、熱応力によってパッケージが破損しないようにする
こと、さらに、これらの課題は全て同時に満足させねば
ならないことが明らかになった。
【０００７】封止材料は一般に充填剤を増量すると粘度
が上昇し流動性が低下する。また、封止材料の高温強度
を向上させるためにベース樹脂の耐熱性を高めようとす
ると、硬化したベース樹脂は内部応力が増大し接着性が
低下し、さらに、自由体積の増大によって吸湿率が大き
くなる傾向がある。そのため、これらの課題を全て同時
に満足することは極めて難しく、これまで旨い解決法が
見出せなかった。本発明はこのような状況に鑑みなされ
たものであり、大型チップを小型薄肉の表面実装型のパ
ッケージに封止した際、特に、パッケージ内部に発生す
る熱応力が小さく、かつ、実装時の加熱によってパッケ
ージ内部の剥離、クラック、金線の断線及び実装後の耐
湿信頼性の低下を起こしにくい樹脂封止型半導体装置を
提供することを目的とする。
が上昇し流動性が低下する。また、封止材料の高温強度
を向上させるためにベース樹脂の耐熱性を高めようとす
ると、硬化したベース樹脂は内部応力が増大し接着性が
低下し、さらに、自由体積の増大によって吸湿率が大き
くなる傾向がある。そのため、これらの課題を全て同時
に満足することは極めて難しく、これまで旨い解決法が
見出せなかった。本発明はこのような状況に鑑みなされ
たものであり、大型チップを小型薄肉の表面実装型のパ
ッケージに封止した際、特に、パッケージ内部に発生す
る熱応力が小さく、かつ、実装時の加熱によってパッケ
ージ内部の剥離、クラック、金線の断線及び実装後の耐
湿信頼性の低下を起こしにくい樹脂封止型半導体装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、半導体素子に形成された電極とリード
が電気的に接続され、少なくとも素子の回路形成面を
（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）硬化促進剤
及び（ｄ）無機質充填剤を必須成分とする樹脂組成物で
封止した樹脂封止型半導体装置において、上記樹脂組成
物を構成する（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤から
なる樹脂成分は１５０℃における粘度が３ポイズ以下で
あり、（ｄ）の無機質充填剤はその９５％以上が粒径
０．１から１００μｍの範囲にあり、平均粒径が２から
２０μｍの実質的に球状の粉末であり、かつ、当該無機
質充填剤は組成物全体に対して７５から９２．５ｖｏｌ
％の範囲で配合され、しかも、上記樹脂組成物は加圧成
形過程における最低溶融粘度が３０００ポイズ以下、加
圧成形後は熱膨張定数が１．０×１０-5／℃以下の樹脂
組成物を用いることとしたものである。
に、本発明では、半導体素子に形成された電極とリード
が電気的に接続され、少なくとも素子の回路形成面を
（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）硬化促進剤
及び（ｄ）無機質充填剤を必須成分とする樹脂組成物で
封止した樹脂封止型半導体装置において、上記樹脂組成
物を構成する（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤から
なる樹脂成分は１５０℃における粘度が３ポイズ以下で
あり、（ｄ）の無機質充填剤はその９５％以上が粒径
０．１から１００μｍの範囲にあり、平均粒径が２から
２０μｍの実質的に球状の粉末であり、かつ、当該無機
質充填剤は組成物全体に対して７５から９２．５ｖｏｌ
％の範囲で配合され、しかも、上記樹脂組成物は加圧成
形過程における最低溶融粘度が３０００ポイズ以下、加
圧成形後は熱膨張定数が１．０×１０-5／℃以下の樹脂
組成物を用いることとしたものである。
【０００９】前記の樹脂組成物において、（ａ）エポキ
シ樹脂は、少なくともビスフェノールＡ骨格、ビフェニ
ール骨格あるいはナフタレン骨格を有する２官能型のエ
ポキシ樹脂から選ばれる成分を用いるのがよく、（ｂ）
硬化剤は、分子内にフェノール性水酸基を２個以上含む
フェノール系化合物を用いるのがよいし、また、（ｃ）
硬化促進剤は、（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤か
らなる樹脂成分に０．１から５ｗｔ％の範囲で配合さ
れ、加圧成形温度の１５０から２００℃で硬化反応を促
進させた場合に、硬化反応の活性化エネルギーが１７ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ以上の値を示すリン系又は含窒素系の化
合物を用いるのがよい。
シ樹脂は、少なくともビスフェノールＡ骨格、ビフェニ
ール骨格あるいはナフタレン骨格を有する２官能型のエ
ポキシ樹脂から選ばれる成分を用いるのがよく、（ｂ）
硬化剤は、分子内にフェノール性水酸基を２個以上含む
フェノール系化合物を用いるのがよいし、また、（ｃ）
硬化促進剤は、（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤か
らなる樹脂成分に０．１から５ｗｔ％の範囲で配合さ
れ、加圧成形温度の１５０から２００℃で硬化反応を促
進させた場合に、硬化反応の活性化エネルギーが１７ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ以上の値を示すリン系又は含窒素系の化
合物を用いるのがよい。
【００１０】さらに、上記（ｄ）無機質充填剤は、その
粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場合に最大粒
径及び最小粒径部分を除いた少なくとも残りの７０重量
％以上が実質的に直線性を示し、かつ、その勾配が０．
６から１．０の範囲にあるものが使用でき、特に溶融シ
リカを用いるのがよく、また、無機質充填剤はあらかじ
めその表面がシラン、アルミキレート又はチタネート系
のカップリング剤の単分子層以上の厚みで被覆処理した
ものを用いてもよい。上記（ａ）エポキシ樹脂及び
（ｂ）硬化剤からなる樹脂成分は、その０．１から２０
ｗｔ％がシリコーン系化合物、ポリブタジエン系ゴム、
熱可塑性エラストマーあるいは熱可塑性樹脂で変性又は
改質したものを用いることもできる。また、半導体素子
の電極とリード間の電気的接続は、電極又はリード上に
形成したバンプを介して行なうのがよい。
粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場合に最大粒
径及び最小粒径部分を除いた少なくとも残りの７０重量
％以上が実質的に直線性を示し、かつ、その勾配が０．
６から１．０の範囲にあるものが使用でき、特に溶融シ
リカを用いるのがよく、また、無機質充填剤はあらかじ
めその表面がシラン、アルミキレート又はチタネート系
のカップリング剤の単分子層以上の厚みで被覆処理した
ものを用いてもよい。上記（ａ）エポキシ樹脂及び
（ｂ）硬化剤からなる樹脂成分は、その０．１から２０
ｗｔ％がシリコーン系化合物、ポリブタジエン系ゴム、
熱可塑性エラストマーあるいは熱可塑性樹脂で変性又は
改質したものを用いることもできる。また、半導体素子
の電極とリード間の電気的接続は、電極又はリード上に
形成したバンプを介して行なうのがよい。
【００１１】
【作用】本発明において、エポキシ樹脂と硬化剤からな
る樹脂成分の１５０℃における粘度を３ポイズ以下とす
るのは、充填剤を多量に配合した樹脂組成物の加圧成形
過程における粘度上昇、流動性の低下を防止するためで
ある。エポキシ樹脂として、少なくともビスフェノール
Ａ骨格、ビフェノール骨格あるいはナフタレン骨格を有
する２官能型のエポキシ樹脂から選ばれる成分を用いる
理由は、これらのエポキシ樹脂は溶融粘度が低いうえに
諸物性が良好な硬化物を得ることができるためである。
また、硬化剤として分子内にフェノール性水酸基を２個
以上含むフェノール系化合物を用いる理由も、一般に硬
化剤としてフェノール化合物を用いると諸物性が良好な
硬化物が得られるためである。充填剤としてその９５重
量％以上が粒径０．１から１００μｍの範囲にあり、か
つ、平均粒径が２から２０μｍの実質的に球状の粉末を
使用する理由は、このような充填材はその最大充填分率
が高くなり、樹脂組成物に高充填した場合に粘度上昇流
動性の低下が起きにくいためである。特に、粘度分布を
ＲＲＳ粒度線図にプロットした場合に、直線の勾配を表
わすｎが０．６から１．０の範囲の値を示す。換言する
と粒度分布が広い充填剤を用いると、充填剤自体の最大
充填分率が９０％以上の高い値が得られるため、樹脂組
成物の粘度上昇、流動性の低下が起こりにくく、本発明
の目的を達成するのに有利である。
る樹脂成分の１５０℃における粘度を３ポイズ以下とす
るのは、充填剤を多量に配合した樹脂組成物の加圧成形
過程における粘度上昇、流動性の低下を防止するためで
ある。エポキシ樹脂として、少なくともビスフェノール
Ａ骨格、ビフェノール骨格あるいはナフタレン骨格を有
する２官能型のエポキシ樹脂から選ばれる成分を用いる
理由は、これらのエポキシ樹脂は溶融粘度が低いうえに
諸物性が良好な硬化物を得ることができるためである。
また、硬化剤として分子内にフェノール性水酸基を２個
以上含むフェノール系化合物を用いる理由も、一般に硬
化剤としてフェノール化合物を用いると諸物性が良好な
硬化物が得られるためである。充填剤としてその９５重
量％以上が粒径０．１から１００μｍの範囲にあり、か
つ、平均粒径が２から２０μｍの実質的に球状の粉末を
使用する理由は、このような充填材はその最大充填分率
が高くなり、樹脂組成物に高充填した場合に粘度上昇流
動性の低下が起きにくいためである。特に、粘度分布を
ＲＲＳ粒度線図にプロットした場合に、直線の勾配を表
わすｎが０．６から１．０の範囲の値を示す。換言する
と粒度分布が広い充填剤を用いると、充填剤自体の最大
充填分率が９０％以上の高い値が得られるため、樹脂組
成物の粘度上昇、流動性の低下が起こりにくく、本発明
の目的を達成するのに有利である。
【００１２】すなわち、本発明のＲＲＳ粒度線図で勾配
ｎが０．６から１．０を示す充填剤は、粒度分布が広
い、つまり粒径が大きなものから小さなものまであるた
め、粒子と粒子の隙間に別の粒子が詰まり、充填剤自体
の最大充填分率が高いために、これを樹脂に配合した場
合、充填剤同士のぶつかり合いが起りにくく粘度が上が
りにくくなる。また、充填剤が実質的に球形のため充填
剤同士が接触した場合、お互いに滑りが良いためこれも
粘度を上げにくくする。このような充填剤としては、溶
融シリカ、アルミナ、ジルコニア、ガラスの他ポリイミ
ド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のいわゆるポリマ
ービーズ等種々の充填剤を用いることができるが、樹脂
組成物の熱膨張係数を小さくするためには特に溶融シリ
カを用いることが望ましい。これらの充填剤は配合量を
７５から９２．５ｖｏｌ％の範囲で用いるのは、７５ｖ
ｏｌ％未満では樹脂組成物の熱膨張係数が大きすぎるた
めであり、また、９２．５ｖｏｌ％を超えると樹脂組成
物の粘度が上昇して流動性が著しく低下してしまうため
である。ここで、充填剤の配合量を容量％で規定する理
由は、充填剤はその種類によって比重が異なるためであ
る。すなわち、本発明のような樹脂組成物の粘度や流動
性は樹脂組成物中に占める充填剤の容量に大きく依存す
るが、配合量を重量％で規定すると充填剤の種類によっ
て配合量を別々に規定する必要が生じるためである。
ｎが０．６から１．０を示す充填剤は、粒度分布が広
い、つまり粒径が大きなものから小さなものまであるた
め、粒子と粒子の隙間に別の粒子が詰まり、充填剤自体
の最大充填分率が高いために、これを樹脂に配合した場
合、充填剤同士のぶつかり合いが起りにくく粘度が上が
りにくくなる。また、充填剤が実質的に球形のため充填
剤同士が接触した場合、お互いに滑りが良いためこれも
粘度を上げにくくする。このような充填剤としては、溶
融シリカ、アルミナ、ジルコニア、ガラスの他ポリイミ
ド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のいわゆるポリマ
ービーズ等種々の充填剤を用いることができるが、樹脂
組成物の熱膨張係数を小さくするためには特に溶融シリ
カを用いることが望ましい。これらの充填剤は配合量を
７５から９２．５ｖｏｌ％の範囲で用いるのは、７５ｖ
ｏｌ％未満では樹脂組成物の熱膨張係数が大きすぎるた
めであり、また、９２．５ｖｏｌ％を超えると樹脂組成
物の粘度が上昇して流動性が著しく低下してしまうため
である。ここで、充填剤の配合量を容量％で規定する理
由は、充填剤はその種類によって比重が異なるためであ
る。すなわち、本発明のような樹脂組成物の粘度や流動
性は樹脂組成物中に占める充填剤の容量に大きく依存す
るが、配合量を重量％で規定すると充填剤の種類によっ
て配合量を別々に規定する必要が生じるためである。
【００１３】次に、本発明の樹脂組成物の最低溶融粘度
を３０００ポイズ以下に規定する理由を説明する。本発
明の加圧成形用樹脂組成物は、通常１５０から２００℃
に加熱された金型のキャビテー部に移送して硬化が行な
われる。つまり、樹脂組成物は昇温加熱下で硬化する。
この時の樹脂組成物の粘度変化をみると、最初は樹脂の
温度の上昇に伴って低下するが、ある温度以上になると
樹脂の硬化反応が急激に進行するため粘度の急上昇が起
こる。そのため、本発明のような樹脂組成物の硬化過程
における粘度変化はＵないしＶ字型の挙動を示す。この
ような樹脂組成物を用いて実際に成形品を作製する場
合、インサートの変形や充填不良を防止するために金型
内への樹脂組成物の移送は樹脂の粘度が一定の値よりも
低領域で行なう必要がある。その粘度範囲は目的に応じ
て若干異なるが、例えば、半導体装置のようにデリケー
トな構造を有するインサートを成形する場合には最低溶
融粘度（Ｕ字ないしＶ字型カーブの底辺値）が３０００
ポイズ以下にすることが望ましい。次いで、熱膨張係数
（α）の範囲を決める理由について説明する。シリコン
チップのαは約０．３×１０-5／℃である。樹脂組成物
の熱膨張係数がこれからあまりかけ離れると、半導体素
子を封止した場合封止品に発生する熱応力が大きくな
り、パッシベーションクラック、チップクラック、アル
ミニウム配線のスライド、パッケージ（封止樹脂層）ク
ラック、パッケージのねじれや反りなどの不良が発生す
る。これを防止するためには、αは最大でも１．０×１
０-5／℃、望ましくはシリコンチップと同じ０．３×１
０-5／℃が望ましい。
を３０００ポイズ以下に規定する理由を説明する。本発
明の加圧成形用樹脂組成物は、通常１５０から２００℃
に加熱された金型のキャビテー部に移送して硬化が行な
われる。つまり、樹脂組成物は昇温加熱下で硬化する。
この時の樹脂組成物の粘度変化をみると、最初は樹脂の
温度の上昇に伴って低下するが、ある温度以上になると
樹脂の硬化反応が急激に進行するため粘度の急上昇が起
こる。そのため、本発明のような樹脂組成物の硬化過程
における粘度変化はＵないしＶ字型の挙動を示す。この
ような樹脂組成物を用いて実際に成形品を作製する場
合、インサートの変形や充填不良を防止するために金型
内への樹脂組成物の移送は樹脂の粘度が一定の値よりも
低領域で行なう必要がある。その粘度範囲は目的に応じ
て若干異なるが、例えば、半導体装置のようにデリケー
トな構造を有するインサートを成形する場合には最低溶
融粘度（Ｕ字ないしＶ字型カーブの底辺値）が３０００
ポイズ以下にすることが望ましい。次いで、熱膨張係数
（α）の範囲を決める理由について説明する。シリコン
チップのαは約０．３×１０-5／℃である。樹脂組成物
の熱膨張係数がこれからあまりかけ離れると、半導体素
子を封止した場合封止品に発生する熱応力が大きくな
り、パッシベーションクラック、チップクラック、アル
ミニウム配線のスライド、パッケージ（封止樹脂層）ク
ラック、パッケージのねじれや反りなどの不良が発生す
る。これを防止するためには、αは最大でも１．０×１
０-5／℃、望ましくはシリコンチップと同じ０．３×１
０-5／℃が望ましい。
【００１４】本発明においては硬化促進剤が重要な役割
を持つ。この硬化促進剤は樹脂の硬化反応を促進するた
めに用いるものである。しかし、通常硬化促進剤は比較
的低温でも樹脂の硬化反応を促進する。本発明の樹脂組
成物はロールや押出し機を用いて樹脂成分と充填剤成分
の混合を行なうが、このような硬化促進剤を用いると混
練時の摩擦によって樹脂が加熱され、それによって樹脂
の硬化反応が進行し、最低溶融粘度が低い樹脂組成物が
得られなくなってしまう。また、このような硬化促進剤
を用いた樹脂組成物は金型内に移送した際、比較的低い
温度から樹脂の硬化反応が進行する。そのため、温度上
昇によって溶融粘度が余り下がらないうちに樹脂の硬化
反応による粘度の上昇が始まり、その結果、最低溶融粘
度がかなり高い値を示すようになり、デリケートな構造
を有するインサートを成形する場合インサートの変形や
充填不良を発生し易くなる。すなわち、通常、半導体封
止材料のような樹脂組成物は、ロールや押出し機を用い
て樹脂が溶融する温度（８０から１００℃）で樹脂と充
填剤の混合を行なう。硬化促進剤は成形温度（通常１７
０から１８０℃）における樹脂のゲル化時間が同じにな
るように加えるため、ゲル化反応の活性化エネルギーが
低い（これは低温でも反応が進行しやすいことを意味す
る）樹脂系は混合中に樹脂の硬化が進行し易いため、出
来上がった材料は粘度が高くなってしまう。
を持つ。この硬化促進剤は樹脂の硬化反応を促進するた
めに用いるものである。しかし、通常硬化促進剤は比較
的低温でも樹脂の硬化反応を促進する。本発明の樹脂組
成物はロールや押出し機を用いて樹脂成分と充填剤成分
の混合を行なうが、このような硬化促進剤を用いると混
練時の摩擦によって樹脂が加熱され、それによって樹脂
の硬化反応が進行し、最低溶融粘度が低い樹脂組成物が
得られなくなってしまう。また、このような硬化促進剤
を用いた樹脂組成物は金型内に移送した際、比較的低い
温度から樹脂の硬化反応が進行する。そのため、温度上
昇によって溶融粘度が余り下がらないうちに樹脂の硬化
反応による粘度の上昇が始まり、その結果、最低溶融粘
度がかなり高い値を示すようになり、デリケートな構造
を有するインサートを成形する場合インサートの変形や
充填不良を発生し易くなる。すなわち、通常、半導体封
止材料のような樹脂組成物は、ロールや押出し機を用い
て樹脂が溶融する温度（８０から１００℃）で樹脂と充
填剤の混合を行なう。硬化促進剤は成形温度（通常１７
０から１８０℃）における樹脂のゲル化時間が同じにな
るように加えるため、ゲル化反応の活性化エネルギーが
低い（これは低温でも反応が進行しやすいことを意味す
る）樹脂系は混合中に樹脂の硬化が進行し易いため、出
来上がった材料は粘度が高くなってしまう。
【００１５】また、樹脂組成物は１７０から１８０℃に
加熱された金型の中で加熱されながら硬化していく。こ
の時の粘度変化を考えると、最初樹脂組成物は温度上昇
とともに粘度が下がる。ところが樹脂組成物の温度があ
る温度以上になると樹脂の硬化反応が始まるため粘度の
急激な上昇が起る。この時ゲル化反応の活性化エネルギ
ーが小さな樹脂系は比較的低い温度から硬化反応が始ま
るため、すなわち、粘度があまり下がり切らないうちに
粘度上昇が始まるため、この系は最低溶融粘度が高くな
ってしまう。一方、ゲル化反応の活性化エネルギーが大
きな樹脂系は高い温度で硬化反応が始まるため、すなわ
ち、粘度がかなり下がってから樹脂の硬化による粘度上
昇が始まるため、この系は最低溶融粘度が低くなる。こ
のように、比較的低温では樹脂の硬化反応を促進せず、
高温で速やかに樹脂の硬化反応を促進するいわゆる潜在
性硬化促進剤の利用が効果的である。このような潜在性
硬化促進剤としては、硬化促進剤を配合した樹脂組成物
を加圧成形過程すなわち１５０から２００℃の温度範囲
でゲル化時間を測定した場合に、ゲル化反応の活性化エ
ネルギーが高い値を示す硬化促進剤が該当する。活性化
エネルギーとしては１７ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の値を示
す硬化促進剤が望ましい。このような硬化促進剤として
は具体的には、リン系または含窒素系の各種化合物やそ
れらの有機酸塩、ボロン塩等が挙げられる。
加熱された金型の中で加熱されながら硬化していく。こ
の時の粘度変化を考えると、最初樹脂組成物は温度上昇
とともに粘度が下がる。ところが樹脂組成物の温度があ
る温度以上になると樹脂の硬化反応が始まるため粘度の
急激な上昇が起る。この時ゲル化反応の活性化エネルギ
ーが小さな樹脂系は比較的低い温度から硬化反応が始ま
るため、すなわち、粘度があまり下がり切らないうちに
粘度上昇が始まるため、この系は最低溶融粘度が高くな
ってしまう。一方、ゲル化反応の活性化エネルギーが大
きな樹脂系は高い温度で硬化反応が始まるため、すなわ
ち、粘度がかなり下がってから樹脂の硬化による粘度上
昇が始まるため、この系は最低溶融粘度が低くなる。こ
のように、比較的低温では樹脂の硬化反応を促進せず、
高温で速やかに樹脂の硬化反応を促進するいわゆる潜在
性硬化促進剤の利用が効果的である。このような潜在性
硬化促進剤としては、硬化促進剤を配合した樹脂組成物
を加圧成形過程すなわち１５０から２００℃の温度範囲
でゲル化時間を測定した場合に、ゲル化反応の活性化エ
ネルギーが高い値を示す硬化促進剤が該当する。活性化
エネルギーとしては１７ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の値を示
す硬化促進剤が望ましい。このような硬化促進剤として
は具体的には、リン系または含窒素系の各種化合物やそ
れらの有機酸塩、ボロン塩等が挙げられる。
【００１６】ところで、本発明の樹脂組成物は充填剤を
多量に配合するため、成形品が固く脆くなる傾向があ
る。そのためシリコーン系化合物やポリブタジエン系ゴ
ム、熱可塑性エラストマーを用いてエポキシ樹脂や硬化
剤としてのフェノール系化合物又は両者の混合物を変性
又は改質することが望ましい。それによって、成形品の
靱性が改良され、成形品の耐熱衝撃性や機械的な衝撃強
度、接着力などを改善できる。これらの組成物には必要
に応じて樹脂成分と充填剤との濡れを良くするためのカ
ップリング剤、着色材、難燃化剤、離型剤等を配合する
ことができる。特に、カップリング剤としてはシラン
系、アルミキレート系、チタネート系等の種々の化合物
が用いられるが、これらのカップリング剤は予め充填剤
の表面に単分子層以上の厚みで被覆処理して用いること
が望ましい。本発明の樹脂組成物は上述のように二軸ロ
ールや押出し機を用いて製造することができ、半導体装
置の封止はトランスファープレスを用いて従来と全く同
様の方法で行なうことができる。
多量に配合するため、成形品が固く脆くなる傾向があ
る。そのためシリコーン系化合物やポリブタジエン系ゴ
ム、熱可塑性エラストマーを用いてエポキシ樹脂や硬化
剤としてのフェノール系化合物又は両者の混合物を変性
又は改質することが望ましい。それによって、成形品の
靱性が改良され、成形品の耐熱衝撃性や機械的な衝撃強
度、接着力などを改善できる。これらの組成物には必要
に応じて樹脂成分と充填剤との濡れを良くするためのカ
ップリング剤、着色材、難燃化剤、離型剤等を配合する
ことができる。特に、カップリング剤としてはシラン
系、アルミキレート系、チタネート系等の種々の化合物
が用いられるが、これらのカップリング剤は予め充填剤
の表面に単分子層以上の厚みで被覆処理して用いること
が望ましい。本発明の樹脂組成物は上述のように二軸ロ
ールや押出し機を用いて製造することができ、半導体装
置の封止はトランスファープレスを用いて従来と全く同
様の方法で行なうことができる。
【００１７】このようにして得られる本発明の樹脂封止
型半導体装置は、封止材料とシリコンチップの熱膨張係
数が非常に接近しているため、パッケージ内部に発生す
る熱応力は大幅に低減され、それによってパッケージの
反り、ねじれ等の変形が著しく低減され、温度サイクル
試験時の耐クラック性、耐湿性等の信頼性も改善され
る。また、封止材料は熱応力低減によってシリコンチッ
プやリードフレームに対して高い接着力を示し、しか
も、流動性が良好なためにパッケージ内の狭い隙間にも
材料が良く充填すること並びに従来材料に比べて樹脂分
が極端に少ないことによって吸湿率が小さくなり、近年
表面実装型パッケージに厳しく要求されている耐はんだ
リフロー性も極めて良好である。
型半導体装置は、封止材料とシリコンチップの熱膨張係
数が非常に接近しているため、パッケージ内部に発生す
る熱応力は大幅に低減され、それによってパッケージの
反り、ねじれ等の変形が著しく低減され、温度サイクル
試験時の耐クラック性、耐湿性等の信頼性も改善され
る。また、封止材料は熱応力低減によってシリコンチッ
プやリードフレームに対して高い接着力を示し、しか
も、流動性が良好なためにパッケージ内の狭い隙間にも
材料が良く充填すること並びに従来材料に比べて樹脂分
が極端に少ないことによって吸湿率が小さくなり、近年
表面実装型パッケージに厳しく要求されている耐はんだ
リフロー性も極めて良好である。
【００１８】次に、本発明の適用に当って最も効果が大
きい超薄型パッケージ構造を有する半導体装置並びに従
来の半導体装置を図面を用いて説明する。図１は半導体
素子１の電極２上に形成されたバンプ３を介してリード
４を電気的に接触し、半導体素子１の回路形成面のみを
封止材料５で樹脂封止した半導体装置である。９はリー
ド固定枠でポリイミド製である。図２は半導体素子１と
リード４を両面接着剤７で固着し、素子上の電極２とリ
ード４を金ワイヤ６を用いて電気的に接続した後、上記
同様に半導体素子１の回路形成面のみを封止材料５で樹
脂封止した半導体装置である。図３は封止樹脂層をさら
に薄くすることを目的として、素子の表面外周を削り取
り、その一段と低い箇所に電極２を形成し、そこにバン
プ３を介してリード４を接続し、半導体素子１の回路形
成面のみを封止材料５で樹脂封止した半導体装置であ
る。こうすることによって封止樹脂層は一段と薄くする
ことができるが、図１の半導体装置に比べてパッケージ
サイズは若干大きくなる。
きい超薄型パッケージ構造を有する半導体装置並びに従
来の半導体装置を図面を用いて説明する。図１は半導体
素子１の電極２上に形成されたバンプ３を介してリード
４を電気的に接触し、半導体素子１の回路形成面のみを
封止材料５で樹脂封止した半導体装置である。９はリー
ド固定枠でポリイミド製である。図２は半導体素子１と
リード４を両面接着剤７で固着し、素子上の電極２とリ
ード４を金ワイヤ６を用いて電気的に接続した後、上記
同様に半導体素子１の回路形成面のみを封止材料５で樹
脂封止した半導体装置である。図３は封止樹脂層をさら
に薄くすることを目的として、素子の表面外周を削り取
り、その一段と低い箇所に電極２を形成し、そこにバン
プ３を介してリード４を接続し、半導体素子１の回路形
成面のみを封止材料５で樹脂封止した半導体装置であ
る。こうすることによって封止樹脂層は一段と薄くする
ことができるが、図１の半導体装置に比べてパッケージ
サイズは若干大きくなる。
【００１９】図４は、リードフレームのダイパッド部８
に半導体素子１を銀ペースト１０で固着し、素子上の電
極２とリード４を金ワイヤ６で電気的に接続した後、封
止材料５で素子の上下面を樹脂封止した従来からよく知
られたＴＳＯＰ（ Thin Small Outline Plastic Packag
e ) の例である。封止材料として従来の熱膨張係数が大
きな材料を用いた場合、パッケージ内部に発生する熱応
力によってパッケージにねじれや反りが生じやすいとい
う問題があった。これを防止するには素子の上下面の樹
脂層の厚さをバランスさせることが重要であり、金型構
造、成形条件、封止材料の流動硬化特性等に厳しい制約
があった。図５は半導体素子１をフィルム状の両面接着
剤７を介してリード４に固着した後、素子上の電極２と
リード４を金ワイヤ６で電気的に接続し、封止材料５で
封止したＴＳＯＰの例である。このパッケージは図４に
示したＴＳＯＰのように、チップの周辺にリードが配置
されていないため、パッケージはチップサイズぎりぎり
まで小さくできるのが特徴である。図６は半導体素子
（１と１′）を固着したリード同士（４と４′）を接合
して半導体素子を二段重ねにし、これを封止材料５で樹
脂封止した外観上はＳＯＪ（Small Outline Plastic Pa
ckage ) の例である。このパッケージは厚みが若干厚く
なるが大きなチップを投影面積が小さなパッケージに封
止できるのが特徴である。
に半導体素子１を銀ペースト１０で固着し、素子上の電
極２とリード４を金ワイヤ６で電気的に接続した後、封
止材料５で素子の上下面を樹脂封止した従来からよく知
られたＴＳＯＰ（ Thin Small Outline Plastic Packag
e ) の例である。封止材料として従来の熱膨張係数が大
きな材料を用いた場合、パッケージ内部に発生する熱応
力によってパッケージにねじれや反りが生じやすいとい
う問題があった。これを防止するには素子の上下面の樹
脂層の厚さをバランスさせることが重要であり、金型構
造、成形条件、封止材料の流動硬化特性等に厳しい制約
があった。図５は半導体素子１をフィルム状の両面接着
剤７を介してリード４に固着した後、素子上の電極２と
リード４を金ワイヤ６で電気的に接続し、封止材料５で
封止したＴＳＯＰの例である。このパッケージは図４に
示したＴＳＯＰのように、チップの周辺にリードが配置
されていないため、パッケージはチップサイズぎりぎり
まで小さくできるのが特徴である。図６は半導体素子
（１と１′）を固着したリード同士（４と４′）を接合
して半導体素子を二段重ねにし、これを封止材料５で樹
脂封止した外観上はＳＯＪ（Small Outline Plastic Pa
ckage ) の例である。このパッケージは厚みが若干厚く
なるが大きなチップを投影面積が小さなパッケージに封
止できるのが特徴である。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例によってより具体的に
説明する。 実施例１及び２ エポキシ樹脂としてｏ−クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の重量比１／
１の混合物１００重量部を、硬化剤としてフェノールノ
ボラック樹脂５５重量部（エポキシ当量／フェノール性
水酸基当量比１／１）を用い、（これら樹脂成分の１５
０℃における粘度は１．２ポイズである）、硬化促進剤
としてテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボ
レート２重量部（上記樹脂系における１５０から２００
℃でのゲル化反応の活性化エネルギーは１８．３ｋｃａ
ｌ／ｍｏｌである）、可撓化剤として末端にアミノ基を
有する分子量約３万のポリジメチルシロキサン１０重量
部、充填剤として全体の９９重量％が０．１から１００
μｍの範囲にあって、しかも平均粒径がそれぞれ１５μ
ｍで粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場合の直
線の傾きｎ値が、それぞれ０．７５（実施例１）及び
１．０（実施例２）の２種類の球状溶融シリカ１７７０
重量部（８５ｖｏｌ％）、カップリング剤としてエポキ
シシラン系を１０重量部、離形剤としてモンタン酸エス
テルを２重量部、着色剤としてカーボンブラックを２重
量部計量し、これらを二軸ロールを用いて８０℃で１５
分間混練し目的とする２種類の加圧成形用樹脂組成物を
作製した。
説明する。 実施例１及び２ エポキシ樹脂としてｏ−クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の重量比１／
１の混合物１００重量部を、硬化剤としてフェノールノ
ボラック樹脂５５重量部（エポキシ当量／フェノール性
水酸基当量比１／１）を用い、（これら樹脂成分の１５
０℃における粘度は１．２ポイズである）、硬化促進剤
としてテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボ
レート２重量部（上記樹脂系における１５０から２００
℃でのゲル化反応の活性化エネルギーは１８．３ｋｃａ
ｌ／ｍｏｌである）、可撓化剤として末端にアミノ基を
有する分子量約３万のポリジメチルシロキサン１０重量
部、充填剤として全体の９９重量％が０．１から１００
μｍの範囲にあって、しかも平均粒径がそれぞれ１５μ
ｍで粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場合の直
線の傾きｎ値が、それぞれ０．７５（実施例１）及び
１．０（実施例２）の２種類の球状溶融シリカ１７７０
重量部（８５ｖｏｌ％）、カップリング剤としてエポキ
シシラン系を１０重量部、離形剤としてモンタン酸エス
テルを２重量部、着色剤としてカーボンブラックを２重
量部計量し、これらを二軸ロールを用いて８０℃で１５
分間混練し目的とする２種類の加圧成形用樹脂組成物を
作製した。
【００２１】各硬化物の成形性、成形品の主な物性並び
に図１に示す半導体装置を封止し、各種信頼性を評価し
た結果を表１にまとめて示す。なお、表中の各種成形品
はトランスファープレスを用い、成形温度１８０℃、成
形圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間１．５分で成形し、
金型から取りだしたあと１８０℃で５時間の後硬化を行
なった。また、評価に用いた半導体装置はチップサイズ
が８ｍｍ×１５ｍｍ×０．２５ｍｍｔ、パッケージサイ
ズが９ｍｍ×１７ｍｍ×０．５ｍｍｔである。この実施
例１によって得られた組成物は低粘度、高流動性を有
し、硬化物は低熱膨張性であり、この材料を用いて素子
を封止した半導体装置はパッケージの反りが小さく、温
度サイクル性、耐湿性、耐はんだリフロー性が良好であ
る。実施例２は実施例１よりも粒度分布（ｎ値）が若干
大きな充填剤を用いた場合の例である。実施例１に比べ
て溶融粘度がやや大きく、流動性が若干低下している
が、素子を封止することが可能であった。この場合パッ
ケージの反りがやや大きいが、温度サイクル性、耐湿
性、耐はんだリフロー性が良好である。
に図１に示す半導体装置を封止し、各種信頼性を評価し
た結果を表１にまとめて示す。なお、表中の各種成形品
はトランスファープレスを用い、成形温度１８０℃、成
形圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間１．５分で成形し、
金型から取りだしたあと１８０℃で５時間の後硬化を行
なった。また、評価に用いた半導体装置はチップサイズ
が８ｍｍ×１５ｍｍ×０．２５ｍｍｔ、パッケージサイ
ズが９ｍｍ×１７ｍｍ×０．５ｍｍｔである。この実施
例１によって得られた組成物は低粘度、高流動性を有
し、硬化物は低熱膨張性であり、この材料を用いて素子
を封止した半導体装置はパッケージの反りが小さく、温
度サイクル性、耐湿性、耐はんだリフロー性が良好であ
る。実施例２は実施例１よりも粒度分布（ｎ値）が若干
大きな充填剤を用いた場合の例である。実施例１に比べ
て溶融粘度がやや大きく、流動性が若干低下している
が、素子を封止することが可能であった。この場合パッ
ケージの反りがやや大きいが、温度サイクル性、耐湿
性、耐はんだリフロー性が良好である。
【００２２】比較例１ 比較例において、粒度分布（ｎ値）が本発明の範囲外に
ある１．２５の充填剤を用いてそれ以外は実施例１と同
様に実施した。その結果を表１に記載する。この比較例
では、充填剤の粒度分布が狭いために、これによって得
られた組成物は粘度が高く、流動性が悪いため、半導体
素子を封止する際リードフレームが変形したり、未充填
個所が生じ評価用サンプルを得られなかった。
ある１．２５の充填剤を用いてそれ以外は実施例１と同
様に実施した。その結果を表１に記載する。この比較例
では、充填剤の粒度分布が狭いために、これによって得
られた組成物は粘度が高く、流動性が悪いため、半導体
素子を封止する際リードフレームが変形したり、未充填
個所が生じ評価用サンプルを得られなかった。
【００２３】比較例２ エポキシ樹脂としてｏ−クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の重量比１／
１の混合物１００重量部を、硬化剤としてフェノールノ
ボラック樹脂５５重量部（エポキシ当量／フェノール性
水酸基当量比１／１）を用い、（これら樹脂成分の１５
０℃における粘度は１．２ポイズである）、硬化促進剤
としてＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）
−ウンデセン−７）０．３重量部（上記樹脂系における
１５０から２００℃でのゲル化反応の活性化エネルギー
は１５．８ｋｃａｌ／ｍｏｌである）、可撓化剤として
末端にアミノ基を有する分子量約３万のポリジメチルシ
ロキサン１０重量部、充填剤として全体の９９重量％が
０．１から１００μｍの範囲にあって、しかも平均粒径
がそれぞれ１５μｍで粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロ
ットした場合の直線の傾きが、０．７５の球状溶融シリ
カ１７７０重量部（８５ｖｏｌ％）、カップリング剤と
してエポキシシラン系を１０重量部、離形剤としてモン
タン酸エステルを２重量部、着色剤としてカーボンブラ
ックを２重量部計量し、これらを二軸ロールを用いて８
０℃で１５分間混練し目的とする加圧成形用樹脂組成物
を作製した。
シ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の重量比１／
１の混合物１００重量部を、硬化剤としてフェノールノ
ボラック樹脂５５重量部（エポキシ当量／フェノール性
水酸基当量比１／１）を用い、（これら樹脂成分の１５
０℃における粘度は１．２ポイズである）、硬化促進剤
としてＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）
−ウンデセン−７）０．３重量部（上記樹脂系における
１５０から２００℃でのゲル化反応の活性化エネルギー
は１５．８ｋｃａｌ／ｍｏｌである）、可撓化剤として
末端にアミノ基を有する分子量約３万のポリジメチルシ
ロキサン１０重量部、充填剤として全体の９９重量％が
０．１から１００μｍの範囲にあって、しかも平均粒径
がそれぞれ１５μｍで粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロ
ットした場合の直線の傾きが、０．７５の球状溶融シリ
カ１７７０重量部（８５ｖｏｌ％）、カップリング剤と
してエポキシシラン系を１０重量部、離形剤としてモン
タン酸エステルを２重量部、着色剤としてカーボンブラ
ックを２重量部計量し、これらを二軸ロールを用いて８
０℃で１５分間混練し目的とする加圧成形用樹脂組成物
を作製した。
【００２４】各硬化物の成形性、成形品の主な物性並び
に図１に示す半導体装置を封止し各種信頼性を評価した
結果を表１にまとめて示す。なお、表中の各種成形品は
トランスファープレスを用い、成形温度１８０℃、成形
圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間１．５分で成形し、金
型から取りだしたあと１８０℃で５時間の後硬化を行な
った。また、評価に用いた半導体装置はチップサイズが
８ｍｍ×１５ｍｍ×０．２５ｍｍｔ、パッケージサイズ
が９ｍｍ×１６ｍｍ×０．５ｍｍｔである。この比較例
は粒度分布（ｎ値）が本発明の範囲内にある０．７５の
充填剤とゲゲル化反応の活性化エネルギーが本発明の範
囲よりも小さな１５．８ｋｃａｌ／ｍｏｌの硬化促進剤
を組み合わせた場合の例である。この場合はゲル化反応
の活性化エネルギーが小さいために、得られた組成物は
粘度が極めて高く、高流動性が著しく劣るため、半導体
素子を封止する際リードフレームが変形したり、未充填
個所が生じ評価用サンプルが得られなかった。
に図１に示す半導体装置を封止し各種信頼性を評価した
結果を表１にまとめて示す。なお、表中の各種成形品は
トランスファープレスを用い、成形温度１８０℃、成形
圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間１．５分で成形し、金
型から取りだしたあと１８０℃で５時間の後硬化を行な
った。また、評価に用いた半導体装置はチップサイズが
８ｍｍ×１５ｍｍ×０．２５ｍｍｔ、パッケージサイズ
が９ｍｍ×１６ｍｍ×０．５ｍｍｔである。この比較例
は粒度分布（ｎ値）が本発明の範囲内にある０．７５の
充填剤とゲゲル化反応の活性化エネルギーが本発明の範
囲よりも小さな１５．８ｋｃａｌ／ｍｏｌの硬化促進剤
を組み合わせた場合の例である。この場合はゲル化反応
の活性化エネルギーが小さいために、得られた組成物は
粘度が極めて高く、高流動性が著しく劣るため、半導体
素子を封止する際リードフレームが変形したり、未充填
個所が生じ評価用サンプルが得られなかった。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１より、充填剤の粒度分布並びに硬化促
進剤の選定によって成形性が良好でしかも低熱膨張性の
樹脂組成物が得られることが分かる。また、このような
材料で封止した半導体装置は耐温度サイクル性、耐湿
性、耐はんだリフロー性等の各種信頼性が良好なことが
分かる。
進剤の選定によって成形性が良好でしかも低熱膨張性の
樹脂組成物が得られることが分かる。また、このような
材料で封止した半導体装置は耐温度サイクル性、耐湿
性、耐はんだリフロー性等の各種信頼性が良好なことが
分かる。
【００２７】実施例３〜５ エポキシ樹脂としてビフェニル骨格を有する２官能性の
エポキシ樹脂１００重量部を、硬化剤としてフェノール
ノボラック樹脂５６重量部（エポキシ当量／フェノール
性水酸基当量比１／１）を用い、（これら樹脂成分の１
５０℃における粘度は０．８ポイズである）、硬化促進
剤としてテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニル
ボレート３重量部、充填剤として全体の９９重量％が
０．１から１００μｍの範囲にあって、しかも平均粒径
がそれぞれ１５μｍで粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロ
ットした場合の直線の傾きが、それぞれ０．７５の球状
溶融シリカ１１９０重量部（８０ｖｏｌ％、実施例
３）、１６９０重量部（８５ｖｏｌ％、実施例４）及び
２６３５重量部（９０ｖｏｌ％、実施例５）、カップリ
ング剤としてエポキシシラン系を１０重量部、離形剤と
してモンタン酸エステルを２重量部、着色剤としてカー
ボンブラックを２重量部計量し、これらを二軸ロールを
用いて８０℃で１５分間混練し目的とする３種類の加圧
成形用樹脂組成物を作製した。
エポキシ樹脂１００重量部を、硬化剤としてフェノール
ノボラック樹脂５６重量部（エポキシ当量／フェノール
性水酸基当量比１／１）を用い、（これら樹脂成分の１
５０℃における粘度は０．８ポイズである）、硬化促進
剤としてテトラフェニルホスホニウム・テトラフェニル
ボレート３重量部、充填剤として全体の９９重量％が
０．１から１００μｍの範囲にあって、しかも平均粒径
がそれぞれ１５μｍで粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロ
ットした場合の直線の傾きが、それぞれ０．７５の球状
溶融シリカ１１９０重量部（８０ｖｏｌ％、実施例
３）、１６９０重量部（８５ｖｏｌ％、実施例４）及び
２６３５重量部（９０ｖｏｌ％、実施例５）、カップリ
ング剤としてエポキシシラン系を１０重量部、離形剤と
してモンタン酸エステルを２重量部、着色剤としてカー
ボンブラックを２重量部計量し、これらを二軸ロールを
用いて８０℃で１５分間混練し目的とする３種類の加圧
成形用樹脂組成物を作製した。
【００２８】各硬化物の成形性、成形品の主な物性並び
に図２に示す半導体装置を封止し各種信頼性を評価した
結果を表２にまとめて示す。なお、表中の各種成形品は
トランスファープレスを用い、成形温度１８０℃、成形
圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間１．５分で成形し、金
型から取りだしたあと１８０℃で５時間の後硬化を行な
った。また、評価に用いた半導体装置はチップサイズが
８ｍｍ×１５ｍｍ×０．２５ｍｍｔ、パッケージサイズ
が９ｍｍ×１６ｍｍ×０．５ｍｍｔである。実施例３−
５はエポキシ樹脂としてビフェニル型のエポキシ樹脂を
用い（上記実施例１及び２ではｏ−クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を
併用）、充填剤として粒度分布（ｎ値）が本発明の範囲
内にある０．７５のものを用い、硬化促進剤としてゲル
化反応の活性エネルギーが本発明の範囲内に入る（１
８．３ｋｃａｌ／ｍｏｌ）ＴＰＰ−ＴＰＢを用いた場合
の例である。これによって、充填剤が９０ｖｏｌ％配合
しても得られた組成物は低粘度、高流動性を有し、その
硬化物は低熱膨張性であり、この材料を用いて素子を封
止した半導体装置はパッケージの反りが小さく、温度サ
イクル性、耐湿性、耐はんだリフロー性が良好である。
に図２に示す半導体装置を封止し各種信頼性を評価した
結果を表２にまとめて示す。なお、表中の各種成形品は
トランスファープレスを用い、成形温度１８０℃、成形
圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間１．５分で成形し、金
型から取りだしたあと１８０℃で５時間の後硬化を行な
った。また、評価に用いた半導体装置はチップサイズが
８ｍｍ×１５ｍｍ×０．２５ｍｍｔ、パッケージサイズ
が９ｍｍ×１６ｍｍ×０．５ｍｍｔである。実施例３−
５はエポキシ樹脂としてビフェニル型のエポキシ樹脂を
用い（上記実施例１及び２ではｏ−クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂とビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を
併用）、充填剤として粒度分布（ｎ値）が本発明の範囲
内にある０．７５のものを用い、硬化促進剤としてゲル
化反応の活性エネルギーが本発明の範囲内に入る（１
８．３ｋｃａｌ／ｍｏｌ）ＴＰＰ−ＴＰＢを用いた場合
の例である。これによって、充填剤が９０ｖｏｌ％配合
しても得られた組成物は低粘度、高流動性を有し、その
硬化物は低熱膨張性であり、この材料を用いて素子を封
止した半導体装置はパッケージの反りが小さく、温度サ
イクル性、耐湿性、耐はんだリフロー性が良好である。
【００２９】実施例６〜８ エポキシ樹脂としてナフタレン骨格を有する２官能性の
エポキシ樹脂１００重量部を、硬化剤としてフェノール
ノボラック樹脂７２重量部（エポキシ当量／フェノール
性水酸基当量比１／１）を用い、（これら樹脂成分の１
５０℃における粘度は０．４ポイズである）、硬化促進
剤として上記ＤＢＵのテトラフェニルボロン塩１重量部
（上記樹脂系における１５０から２００℃でのゲル化反
応の活性化エネルギーは１７．５ｋｃａｌ／ｍｏｌであ
る）、充填剤として表面を予めエポキシシラン系カップ
リング剤で処理し、かつ、全体の９９重量％が０．１か
ら１００μｍの範囲にあってしかも平均粒径がそれぞれ
１５μｍで粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場
合の直線の傾きが、それぞれ０．７５の球状溶融シリカ
１２９５重量部（８０ｖｏｌ％、実施例６）、１６７０
重量部（８５ｖｏｌ％、実施例７）及び２６３５重量部
（９０ｖｏｌ％、実施例８）、離形剤としてモンタン酸
エステルを２重量部、着色剤としてカーボンブラックを
２重量部計量し、これらを二軸ロールを用いて８０℃で
１５分間混練し目的とする３種類の加圧成形用樹脂組成
物を作製した。
エポキシ樹脂１００重量部を、硬化剤としてフェノール
ノボラック樹脂７２重量部（エポキシ当量／フェノール
性水酸基当量比１／１）を用い、（これら樹脂成分の１
５０℃における粘度は０．４ポイズである）、硬化促進
剤として上記ＤＢＵのテトラフェニルボロン塩１重量部
（上記樹脂系における１５０から２００℃でのゲル化反
応の活性化エネルギーは１７．５ｋｃａｌ／ｍｏｌであ
る）、充填剤として表面を予めエポキシシラン系カップ
リング剤で処理し、かつ、全体の９９重量％が０．１か
ら１００μｍの範囲にあってしかも平均粒径がそれぞれ
１５μｍで粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場
合の直線の傾きが、それぞれ０．７５の球状溶融シリカ
１２９５重量部（８０ｖｏｌ％、実施例６）、１６７０
重量部（８５ｖｏｌ％、実施例７）及び２６３５重量部
（９０ｖｏｌ％、実施例８）、離形剤としてモンタン酸
エステルを２重量部、着色剤としてカーボンブラックを
２重量部計量し、これらを二軸ロールを用いて８０℃で
１５分間混練し目的とする３種類の加圧成形用樹脂組成
物を作製した。
【００３０】各硬化物の成形性、成形品の主な物性並び
に図５に示す半導体装置を封止し各種信頼性を評価した
結果を表２にまとめて示す。なお、表中の各種成形品は
トランスファープレスを用い、成形温度１８０℃、成形
圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間１．５分で成形し、金
型から取りだしたあと１８０℃で５時間の後硬化を行な
った。また、評価に用いた半導体装置はチップサイズが
８ｍｍ×１５ｍｍ×０．２５ｍｍｔ、パッケージサイズ
が９ｍｍ×１６ｍｍ×０．７５ｍｍｔである。実施例６
−８はエポキシ樹脂としてナフタレン環型のエポキシ樹
脂を用い、充填剤としては上記実施例３〜５と同じ粒度
分布（ｎ値）が本発明の範囲内にある０．７５のものを
用い、硬化促進剤としてゲル化反応の活性エネルギーが
本発明の範囲内に入る（１７．５ｋｃａｌ／ｍｏｌ）Ｄ
ＢＵ−ＴＰＢを用いた場合の例である。この場合も、充
填剤を９０ｖｏｌ％配合しても得られた組成物は低粘
度、高流動性を有し、その硬化物は低熱膨張性であり、
この材料を用いて素子を封止した半導体装置はパッケー
ジの反りが小さく、温度サイクル性、耐湿性、耐はんだ
リフロー性が良好である。
に図５に示す半導体装置を封止し各種信頼性を評価した
結果を表２にまとめて示す。なお、表中の各種成形品は
トランスファープレスを用い、成形温度１８０℃、成形
圧力７０ｋｇ／ｃｍ2 、成形時間１．５分で成形し、金
型から取りだしたあと１８０℃で５時間の後硬化を行な
った。また、評価に用いた半導体装置はチップサイズが
８ｍｍ×１５ｍｍ×０．２５ｍｍｔ、パッケージサイズ
が９ｍｍ×１６ｍｍ×０．７５ｍｍｔである。実施例６
−８はエポキシ樹脂としてナフタレン環型のエポキシ樹
脂を用い、充填剤としては上記実施例３〜５と同じ粒度
分布（ｎ値）が本発明の範囲内にある０．７５のものを
用い、硬化促進剤としてゲル化反応の活性エネルギーが
本発明の範囲内に入る（１７．５ｋｃａｌ／ｍｏｌ）Ｄ
ＢＵ−ＴＰＢを用いた場合の例である。この場合も、充
填剤を９０ｖｏｌ％配合しても得られた組成物は低粘
度、高流動性を有し、その硬化物は低熱膨張性であり、
この材料を用いて素子を封止した半導体装置はパッケー
ジの反りが小さく、温度サイクル性、耐湿性、耐はんだ
リフロー性が良好である。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２より、充填剤の粒度分布並びに硬化促
進剤の選定によって成形性が良好でしかも低熱膨張性の
樹脂組成物が得られることが分かる。また、このような
材料で封止した半導体装置は耐温度サイクル性、耐湿
性、耐はんだリフロー性等の各種信頼性が良好なことが
分かる。
進剤の選定によって成形性が良好でしかも低熱膨張性の
樹脂組成物が得られることが分かる。また、このような
材料で封止した半導体装置は耐温度サイクル性、耐湿
性、耐はんだリフロー性等の各種信頼性が良好なことが
分かる。
【００３３】比較例３ エポキシ樹脂としてビフェニル骨格を有する２官能性の
エポキシ樹脂１００重量部に、硬化剤としてフェノール
ノボラック樹脂５６重量部（エポキシ当量／フェノール
性水酸基当量比１／１）、硬化促進剤としてテトラフェ
ニルホスホニウム・テトラフェニルボレート３重量部、
充填剤として全体の９９重量％が０．１から１００μｍ
の範囲にあって、しかも平均粒径がそれぞれ１５μｍで
粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場合の直線の
傾きがそれぞれ０．７５の角状（破砕品）溶融シリカ１
２９５重量部（８０ｖｏｌ％）、カップリング剤として
エポキシシラン系を１０重量部、離形剤としてモンタン
酸エステルを２重量部、着色剤としてカーボンブラック
を２重量部計量し、これらを二軸ロールを用いて８０℃
で混練を試みた。しかし、これらの樹脂組成物はパテ状
になってロールに巻き付かず、ロールから直に落下して
しまい目的とする加圧成形用樹脂組成物を得ることがで
きなかった。また、試しにロールから落下した樹脂組成
物を上記実施例と同様の条件でトランスファプレスを用
いて成形してみたが全く流動せず、目的とする試験片を
成形することができなかった。この比較例は充填剤とし
て角形の溶融シリカを使用した場合には配合量を８０ｖ
ｏｌ％に減らしても材料の混練ができなくなってしま
い、本発明の目的が達成できないことを示したものであ
る。この理由は、角形充填剤を使用した場合には粒度分
布を本発明の範囲に調整しても形状効果によって充填剤
自体の充填分率が球形充填剤を用いた場合のように高ま
らない（換言するとかさばりが大きい）ためでありま
す。
エポキシ樹脂１００重量部に、硬化剤としてフェノール
ノボラック樹脂５６重量部（エポキシ当量／フェノール
性水酸基当量比１／１）、硬化促進剤としてテトラフェ
ニルホスホニウム・テトラフェニルボレート３重量部、
充填剤として全体の９９重量％が０．１から１００μｍ
の範囲にあって、しかも平均粒径がそれぞれ１５μｍで
粒度分布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場合の直線の
傾きがそれぞれ０．７５の角状（破砕品）溶融シリカ１
２９５重量部（８０ｖｏｌ％）、カップリング剤として
エポキシシラン系を１０重量部、離形剤としてモンタン
酸エステルを２重量部、着色剤としてカーボンブラック
を２重量部計量し、これらを二軸ロールを用いて８０℃
で混練を試みた。しかし、これらの樹脂組成物はパテ状
になってロールに巻き付かず、ロールから直に落下して
しまい目的とする加圧成形用樹脂組成物を得ることがで
きなかった。また、試しにロールから落下した樹脂組成
物を上記実施例と同様の条件でトランスファプレスを用
いて成形してみたが全く流動せず、目的とする試験片を
成形することができなかった。この比較例は充填剤とし
て角形の溶融シリカを使用した場合には配合量を８０ｖ
ｏｌ％に減らしても材料の混練ができなくなってしま
い、本発明の目的が達成できないことを示したものであ
る。この理由は、角形充填剤を使用した場合には粒度分
布を本発明の範囲に調整しても形状効果によって充填剤
自体の充填分率が球形充填剤を用いた場合のように高ま
らない（換言するとかさばりが大きい）ためでありま
す。
【００３４】比較例４ エポキシ樹脂としてナフタレン骨格を有する２官能性の
エポキシ樹脂１００重量部に、硬化剤としてフェノール
ノボラック樹脂７２重量部（エポキシ当量／フェノール
性水酸基当量比１／１）、硬化促進剤としてゲル化反応
の活性エネルギーが本発明の範囲よりも小さな（１５．
５ｋｃａｌ／ｍｏｌ）１，８−ジアザビシクロ（５．
４．０）−７ウンデセンを０．８重量部、充填剤として
全体の９９重量％が０．１から１００μｍの範囲にあっ
て、しかもその平均粒径が１５μｍで粒度分布をＲＲＳ
粒度線図にプロットした場合の直線の傾きが０．７５の
球状溶融シリカ１２９５重量部（８０ｖｏｌ％）、離形
剤としてモンタン酸エステルを２重量部、着色剤として
カーボンブラックを２重量部計量し、これらを二軸ロー
ルを用いて８０℃で混練を試みた。しかし、これらの樹
脂組成物は上記比較例３と同様パテ状になってロールに
巻き付かず、ロールからすぐに落下してしまい目的とす
る加圧成形用樹脂組成物を得ることができなかった。ま
た、試しにロールから落下した樹脂組成物をトランスフ
ァープレスを用いて成形してみたが全く流動せず、目的
とする試験片を成形することができなかった。これは本
発明のように充填剤を多量に配合する樹脂組成物におい
て摩擦による発熱が大きくなり、樹脂のゲル化反応の活
性化エネルギーが小さい系では樹脂の硬化反応が進行し
易くなるためである。
エポキシ樹脂１００重量部に、硬化剤としてフェノール
ノボラック樹脂７２重量部（エポキシ当量／フェノール
性水酸基当量比１／１）、硬化促進剤としてゲル化反応
の活性エネルギーが本発明の範囲よりも小さな（１５．
５ｋｃａｌ／ｍｏｌ）１，８−ジアザビシクロ（５．
４．０）−７ウンデセンを０．８重量部、充填剤として
全体の９９重量％が０．１から１００μｍの範囲にあっ
て、しかもその平均粒径が１５μｍで粒度分布をＲＲＳ
粒度線図にプロットした場合の直線の傾きが０．７５の
球状溶融シリカ１２９５重量部（８０ｖｏｌ％）、離形
剤としてモンタン酸エステルを２重量部、着色剤として
カーボンブラックを２重量部計量し、これらを二軸ロー
ルを用いて８０℃で混練を試みた。しかし、これらの樹
脂組成物は上記比較例３と同様パテ状になってロールに
巻き付かず、ロールからすぐに落下してしまい目的とす
る加圧成形用樹脂組成物を得ることができなかった。ま
た、試しにロールから落下した樹脂組成物をトランスフ
ァープレスを用いて成形してみたが全く流動せず、目的
とする試験片を成形することができなかった。これは本
発明のように充填剤を多量に配合する樹脂組成物におい
て摩擦による発熱が大きくなり、樹脂のゲル化反応の活
性化エネルギーが小さい系では樹脂の硬化反応が進行し
易くなるためである。
【００３５】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は成形性が良好で、
しかも、熱膨張係数が無機物並に小さい。そのため、半
導体装置のようなデリケートな構造を有するインサート
を破損あるいは変形させることなく封止することがで
き、しかも、得られた成形品は耐温度サイクル性、耐湿
性、耐はんだリフロー性等の各種信頼性が良好であり、
工業的利用価値が極めて大きいことが分かる。
しかも、熱膨張係数が無機物並に小さい。そのため、半
導体装置のようなデリケートな構造を有するインサート
を破損あるいは変形させることなく封止することがで
き、しかも、得られた成形品は耐温度サイクル性、耐湿
性、耐はんだリフロー性等の各種信頼性が良好であり、
工業的利用価値が極めて大きいことが分かる。
【図１】樹脂封止型半導体装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】樹脂封止型半導体装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図３】樹脂封止型半導体装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図４】樹脂封止型半導体装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図５】樹脂封止型半導体装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
【図６】樹脂封止型半導体装置の一例を示す断面図であ
る。
る。
１…半導体素子、２…電極、３…バンプ、４…リード、
５…封止材、６…金ワイヤ、７…両面接着剤、８…タイ
パッド、９…リード固定枠、１０…銀ペースト
５…封止材、６…金ワイヤ、７…両面接着剤、８…タイ
パッド、９…リード固定枠、１０…銀ペースト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宝蔵寺 裕之 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 石井 利昭 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 西 邦彦 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 岩谷 昭彦 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 井村 健一 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内
Claims (10)
- 【請求項１】 半導体素子の電極とリードが電気的に接
続され、少なくとも素子の回路形成面を、（ａ）エポキ
シ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）硬化促進剤及び（ｄ）無
機質充填剤を必須成分とする樹脂組成物で封止した樹脂
封止型半導体装置において、上記樹脂組成物を構成する
（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤からなる樹脂成分
は１５０℃における粘度が３ポイズ以下であり、（ｄ）
の無機質充填剤はその９５％以上が粒径０．１から１０
０μｍの範囲にあり、平均粒径が２から２０μｍの実質
的に球状の粉末であり、かつ、当該無機質充填剤は組成
物全体に対して７５から９２．５ｖｏｌ％の範囲で配合
され、しかも、上記樹脂組成物は加圧成形過程における
最低溶融粘度が３０００ポイズ以下、加圧成形後は熱膨
張係数が１．０×１０-5／℃以下の樹脂組成物であるこ
とを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項２】 上記（ａ）エポキシ樹脂は、ビスフェノ
ールＡ骨格、ビフェニール骨格あるいはナフタレン骨格
を有する２官能型のエポキシ樹脂から選ばれる成分を含
むことを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装
置。 - 【請求項３】 上記（ｂ）硬化剤は、分子内にフェノー
ル性水酸基を２個以上含むフェノール系化合物であるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂封止型半導体
装置。 - 【請求項４】 上記（ｃ）硬化促進剤は、（ａ）エポキ
シ樹脂及び（ｂ）硬化剤からなる樹脂成分に０．１から
５ｗｔ％の範囲で配合され、加圧成形温度の１５０から
２００℃で硬化反応を促進させた場合に、硬化反応の活
性化エネルギーが１７ｋｃａｌ／ｍｏｌ以上の値を示す
リン系又は含窒素系の化合物であることを特徴とする請
求項１、２又は３記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項５】 上記（ｄ）無機質充填剤は、その粒度分
布をＲＲＳ粒度線図にプロットした場合に最大粒径及び
最小粒径部分を除いた少なくとも残りの７０重量％以上
が実質的に直線性を示し、かつ、その勾配が０．６から
１．０の範囲にあることを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか１項記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項６】 上記（ｄ）無機質充填剤は、溶融シリカ
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記
載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項７】 上記（ｄ）無機質充填剤は、あらかじめ
その表面がシラン、アルミキレート又はチタネート系の
カップリング剤の単分子層以上の厚みで被覆処理されて
いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載
の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項８】 上記（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化
剤からなる樹脂成分は、その０．１から２０ｗｔ％をシ
リコーン系化合物、ポリブタジエン系ゴム、熱可塑性エ
ラストマーあるいは熱可塑性樹脂で変性又は改質される
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の樹
脂封止型半導体装置。 - 【請求項９】 樹脂組成物での封止は、半導体素子の回
路形成面のみとし素子の裏面側を露出させ、全体の厚さ
を０．５ｍｍ以下にしたことを特徴とする請求項１〜８
のいずれか１項記載の樹脂封止型半導体装置。 - 【請求項１０】 半導体素子の電極とリード間の電気的
接続は、電極又はリード上に形成したバンプを介して行
なうことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載
の樹脂封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4092375A JP2660631B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4092375A JP2660631B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 樹脂封止型半導体装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9031439A Division JP2827115B2 (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 樹脂封止型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267371A true JPH05267371A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2660631B2 JP2660631B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=14052682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4092375A Expired - Lifetime JP2660631B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2660631B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002201288A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-19 | Nitto Denko Corp | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法 |
| KR100496588B1 (ko) * | 1997-04-07 | 2005-09-09 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 난연성에폭시수지조성물 |
| US7969027B2 (en) | 2006-05-31 | 2011-06-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Semiconductor device encapsulated with resin composition |
| WO2015045846A1 (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-02 | 日東電工株式会社 | 半導体チップ封止用熱硬化性樹脂シート及び半導体パッケージの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02209949A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び硬化物 |
| JPH02224360A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Nitto Denko Corp | 半導体装置 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4092375A patent/JP2660631B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02209949A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-21 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び硬化物 |
| JPH02224360A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Nitto Denko Corp | 半導体装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100496588B1 (ko) * | 1997-04-07 | 2005-09-09 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 난연성에폭시수지조성물 |
| JP2002201288A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-19 | Nitto Denko Corp | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法 |
| US7969027B2 (en) | 2006-05-31 | 2011-06-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Semiconductor device encapsulated with resin composition |
| WO2015045846A1 (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-02 | 日東電工株式会社 | 半導体チップ封止用熱硬化性樹脂シート及び半導体パッケージの製造方法 |
| JP2015086359A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-05-07 | 日東電工株式会社 | 半導体チップ封止用熱硬化性樹脂シート及び半導体パッケージの製造方法 |
| US9659883B2 (en) | 2013-09-24 | 2017-05-23 | Nitto Denko Corporation | Thermally curable resin sheet for sealing semiconductor chip, and method for manufacturing semiconductor package |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2660631B2 (ja) | 1997-10-08 |
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