JPH05283559A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封止樹脂における耐熱性および耐湿性に優
れ、且つ充分な高熱伝導性および低応力性が共に付与さ
れた、高信頼性の樹脂封止型半導体装置を提供する。 【構成】 マレイミド樹脂組成物によって半導体素子が
封止され、このマレイミド樹脂組成物は、2,2-ビス（4-
フェノキシフェニル）-N,N'-ビスマレイミドを必須成分
として含むマレイミド樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が３
００×１０^-4（cal/cm・s ・deg ）以上の高熱伝導フィ
ラーと、低応力付与剤とを含有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、封止樹脂としてマレイ
ミド樹脂組成物を使用した樹脂封止型半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】樹脂封止型半導体装置では、用いられる
封止樹脂の特性がデバイスの信頼性に大きな影響を与え
る。近年、半導体素子の高集積度化に伴って、素子上に
おける各種機能単位の微細化、素子自体の大型化が急速
に進んでおり、これら半導体素子の封止に用いられる封
止樹脂には、耐熱性、耐湿性等をはじめ、優れた特性が
望まれている。

【０００３】このような封止樹脂としては、以前よりエ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が広く用いられているが、
更に、マレイミド樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフ
ィド）樹脂、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）樹脂、
および液晶ポリマー等の実用化が検討されている。

【０００４】これらのうち、特にマレイミド樹脂は、樹
脂主成分となる熱硬化性のマレイミド樹脂と、硬化剤成
分であるフェノール樹脂と、硬化触媒と、その他フィラ
ーや難燃剤等の添加剤成分とを含有した樹脂組成物の形
で使用されて、硬化時に優れた特性を示すため、半導体
素子の樹脂封止に好適である。例えば、このマレイミド
樹脂組成物を封止樹脂として用いた樹脂封止型半導体装
置では、封止樹脂の半導体素子に対する応力が小さい。
また、この封止樹脂は、素子上のＰＳＧ、ＳｉＮ、ポリ
イミド膜およびリードフレームとの密着性が良好であ
り、且つ優れた高温強度および吸湿高温強度を有し、吸
湿性も低い。

【０００５】一方、近年では電子機器の高密度化、動作
の高速化等が進み、半導体デバイスにおける消費電力が
増加の傾向にある。これに伴って、半導体素子の樹脂封
止に用いられる封止樹脂には、前述した耐熱性等の特性
に加えて、優れた熱伝導性、熱放散性が要求されてい
る。一般に、マレイミド樹脂組成物には、フィラーとし
て溶融シリカ粉末が配合されるが、この溶融シリカ粉末
は熱伝導性が低く、上述したような要求を満たすことが
できない。これに対し、マレイミド樹脂組成物に、フィ
ラーとして高熱伝導セラミックスである窒化ケイ素や窒
化アルミニウム等を配合することが試みられている。こ
の場合、当該樹脂組成物には優れた熱伝導性が付与され
るが、溶融シリカ粉末を配合した場合に比べて硬化後の
強度が不充分であり、弾性率も高くなり低応力性が損な
われる。また樹脂組成物の溶融粘度が過度に上昇するた
め、成形性が悪く、ひいては未充填やボイドが生じ易
い。即ち、マレイミド樹脂本来の特性が損なわれてい
る。

【０００６】このように、従来のマレイミド樹脂組成物
を封止樹脂として用いた樹脂封止型半導体装置では、封
止樹脂における諸特性のバランスが不充分であるため、
高信頼性が達成されなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたもので、その課題とするところは、封止
樹脂における耐熱性および耐湿性に優れ、且つ充分な高
熱伝導性および低応力性が共に付与された、高信頼性の
樹脂封止型半導体装置を提供することである。更に詳し
くは、硬化時に上述したような特性を示すマレイミド樹
脂組成物によって、半導体素子が封止されてなる樹脂封
止型半導体装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂封止型半導
体装置は、マレイミド樹脂組成物によって半導体素子が
封止されてなる樹脂封止型半導体装置であって、該マレ
イミド樹脂組成物が、（ａ）2,2-ビス（4-フェノキシフ
ェニル）-N,N'-ビスマレイミドを必須成分として含むマ
レイミド樹脂と、（ｂ）硬化剤と、（ｃ）熱伝導率が３
００×１０^-4（cal/cm・s ・deg ）以上の高熱伝導フィ
ラーと、（ｄ）低応力付与剤とを含有することを特徴と
する。以下、本発明の半導体装置において、封止樹脂と
して使用されるマレイミド樹脂組成物について詳細に説
明する。

【０００９】本発明で使用されるマレイミド樹脂組成物
では、加熱によって、マレイミド樹脂（ａ）の二重結合
に対する硬化剤（ｂ）の付加反応、およびマレイミド樹
脂（ａ）相互での反応が起こり、マレイミド樹脂（ａ）
の重合が進行して当該組成物が硬化し硬化物が形成され
ると考えられている。

【００１０】前記マレイミド樹脂組成物に含有されるマ
レイミド樹脂（ａ）は、特定のビスマレイミド、即ち2,
2-ビス（4-フェノキシフェニル）-N,N'-ビスマレイミド
を必須成分として含む。一般に、ビスマレイミドは分子
鎖が短いため、これを含む樹脂組成物は、硬化時に剛直
になり易く、その結果、内部応力が高くなり耐熱衝撃性
も不充分になる。また、吸湿性が高く、樹脂組成物の耐
湿性も損なわれることがある。しかしながら、2,2-ビス
（4-フェノキシフェニル）-N,N'-ビスマレイミドは、比
較的分子鎖が長く且つ低吸水構造であるため、これを含
む樹脂組成物では充分な低応力性および耐湿性が得られ
る。

【００１１】前記マレイミド樹脂（ａ）において、2,2-
ビス（4-フェノキシフェニル）-N,N'-ビスマレイミド
は、配合されるマレイミド樹脂（ａ）総量の１０重量％
以上含まれることが好ましい。１０重量％未満である
と、得られるマレイミド樹脂組成物に、充分な低応力性
および低吸水性が付与されないことがある。

【００１２】一方、マレイミド樹脂（ａ）に使用され得
る上述した特定のビスマレイミド以外のマレイミド樹脂
としては、特に限定されないが、例えば、下記化１に示
す一般式（１）で表されるN,N'- 置換ビスマレイミド化
合物、および下記化２に示す一般式（２）で表されるポ
リ（フェニレンメチレン）ポリマレイミドが挙げられ
る。

【００１３】

【化１】

【００１４】（式中、Ｘはアルキレン基、シクロアルキ
レン基、単環式もしくは多環式のアリレーン基等の２価
の炭化水素基、または−ＣＨ₂ −、−ＣＯ−、−ＳＯ₂
−、もしくは−ＣＯＮＨ−等の２価の原子団によって結
合された２価の炭化水素基を表す）

【００１５】

【化２】 （式中、ｍは１〜５の整数を表す）

【００１６】かかるマレイミド樹脂の具体例としては、
N,N'-フェニレンビスマレイミド、N,N'- ヘキサメチレ
ンビスマレイミド、 N,N'-ジフェニルメタンビスマレイ
ミド、 N,N'-オキシ -ジ -p-フェニレンビスマレイミ
ド、N,N'-4,4'-ベンゾフェノンビスマレイミド、 N,N'-
p-ジフェニルスルホンビスマレイミド、 N,N'-（3,3'-
ジメチル）メチレン -ジ -p-フェニレンビスマレイミ
ド、ポリ（フェニルメチレン）ポリマレイミド、ビス
（4-フェノキシフェニル）スルホン-N,N'-ビスマレイミ
ド、1,4-ビス（4-フェノキシ）ベンゼン -N,N'- ビスマ
レイミド、1,3-ビス（4-フェノキシ）ベンゼン-N,N'-ビ
スマレイミド、1,3-ビス（3-フェノキシ）ベンゼン-N,
N'-ビスマレイミド等が挙げられる。これらは１種また
は２種以上の混合系で使用され得る。

【００１７】尚、マレイミド樹脂には、微量の有機酸が
含有される場合がある。この有機酸は、マレイミド樹脂
の合成過程において精製が不充分である場合に樹脂中に
残存したものであり、具体的には、酢酸、マレイン酸、
フマル酸、脂肪酸等が挙げられる。これら有機酸は、マ
レイミド樹脂を９５℃／２０時間以上の条件で熱水処理
することによって樹脂より抽出され、イオンクロマトグ
ラフィーや液体クロマトグラフィー等によって分析する
ことができる。マレイミド樹脂組成物では、この有機酸
の残存量は、最終的に形成される硬化物の物性を大きく
左右する。即ち、マレイミド樹脂の精製が不充分で有機
酸が多量に残存する場合、形成される硬化物の耐湿性の
低下を招くため、これを含有したマレイミド樹脂組成物
で半導体素子を封止すると、半導体素子上のＡｌ配線層
の腐食が進行する。従って、マレイミド樹脂における有
機酸の残存量は、上述した抽出および分析方法による測
定値で、０．２重量％以下、更には０．１重量％以下で
あることが望ましい。

【００１８】以上のようなマレイミド樹脂、例えばビス
マレイミドの製造方法としては、反応溶媒中で、N-置換
ビスマレインアミック酸を合成した後、該ビスマレイン
アミック酸を無水酢酸を用いて脱水閉環させてビスマレ
イミドとし、これを精製する方法が挙げられる。また、
反応溶媒中で、ビスマレインアミック酸を、無水酢酸を
用いずに熱によって直接脱水閉環させてビスマレイミド
とし、これを精製する方法も挙げられる。マレイミド樹
脂の製造方法は、これらに限定されるものではないが、
前述したようなマレイミド樹脂中に残存する有機酸の量
を極力減らすためには後者の方法が望ましい。

【００１９】前記マレイミド樹脂組成物に含有される硬
化剤（ｂ）は、フェノール樹脂、アミン化合物、エポキ
シ樹脂、酸無水物等のマレイミド樹脂（ａ）と反応性の
ある化合物であれば特に限定されない．特に、マレイミ
ド樹脂組成物の成形性を向上させる点で、好ましくはフ
ェノール樹脂が使用され得る。

【００２０】このフェノール樹脂としては、例えばノボ
ラック型フェノール樹脂が挙げられる。かかるノボラッ
ク型フェノール樹脂としては、１分子中に２個以上のフ
ェノール性水酸基を有するものであれば限定されず、例
えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラッ
ク樹脂、t-ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフ
ェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、
ジシクロペンタジエンフェノールノボラック樹脂等が挙
げられる。また特に、アミノ基、アリル基、ビニル基、
アクリル基等、マレイミド樹脂に対して反応性のある基
を有するフェノール樹脂を使用することもできる。これ
らフェノール樹脂のうち、成形性、強度等の観点から、
特にフェノールノボラック樹脂が特に好ましい。

【００２１】これらフェノール樹脂の具体例としては、
例えば、ショウノールＢＲＧ−５５５（昭和高分子
（株）製、軟化点６８℃、溶融粘度１２５℃で２．４p
s）、ショウノールＢＲＧ−５５６（昭和高分子（株）
製、軟化点80℃、溶融粘度１５０℃で１．８ps）、ショ
ウノールＢＲＧ−５５７（昭和高分子（株）製、軟化点
８７℃、溶融粘度１５０℃で３．０ps）、ショウノール
ＢＲＧ−５５８（昭和高分子（株）製、軟化点９７℃、
溶融粘度１５０℃で６．２ps）、バーカムＴＤ−２１３
１（大日本インキ（株）製、軟化点８０℃、溶融粘度１
５０℃で３．３ps）、バーカムＴＤ−２０９３（大日本
インキ（株）製、軟化点１００℃、溶融粘度１５０℃で
３０ps）等のノボラック型フェノール樹脂が挙げられ
る。

【００２２】この他、硬化剤（ｂ）に使用され得るフェ
ノール樹脂としては、下記化３に示す一般式（３）、
（４）、および（５）で表されるアリルフェノール樹脂
が挙げられる。

【００２３】

【化３】 （式中、Ｒは−ＣＨ₂ −ＣＨ＝ＣＨ₂ を示し、ｎ，ｌは
正の整数を表す）

【００２４】前記マレイミド樹脂組成物に上述したアリ
ルフェノール樹脂が含有される場合、溶融した際に揮発
する成分を低減させるために、アリルフェノール樹脂中
に存在するアリルフェノールモノマーが１０００ ppm以
下であることが好ましい。本発明で使用され得るアリル
フェノール樹脂の好ましい具体例としては、ＳＨ−１４
０Ａ（三菱油化社製）、ＳＨ−１５０Ａ（三菱油化社
製）、ＸＰＳＦ−４４８８（群栄化学社製）等が挙げら
れる。

【００２５】尚、前記マレイミド樹脂組成物におけるフ
ェノール樹脂（ｂ）の配合量は、樹脂主成分であるマレ
イミド樹脂の総配合量に対して、１０〜５０重量％であ
ることが好ましい。この理由は、当該配合量が１０重量
％未満であれば、得られるマレイミド樹脂組成物の溶融
粘度が増加し、成形時に未充填やワイヤー流れが生じ易
く、一方５０重量％を超えると、樹脂組成物の硬化特性
が不充分となり、且つ最終的に形成される硬化物の耐熱
性が低下する恐れがあるためである。更に、より好まし
いフェノール樹脂（ｂ）の配合量は、マレイミド樹脂の
総配合量に対して２０〜４０重量％である。

【００２６】前記マレイミド樹脂組成物に含有される熱
伝導率が３００×１０^-4（cal/cm・s ・deg ）以上の高
熱伝導フィラー（ｃ）としては、例えば、結晶シリカ、
窒化ケイ素、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アル
ミニウム等であって、上記の熱伝導率の条件を満たすも
のが使用され得る。更に、これら高熱伝導フィラーは、
破砕状、球状、微細状のものが適宜組合されて使用され
る。

【００２７】前記マレイミド樹脂組成物における高熱伝
導フィラー（ｃ）の充填量は、当該組成物全体の約３０
〜７０体積％の範囲にあることが好ましい。この理由
は、充填量が３０体積％未満であると硬化物の熱膨張率
が大きくなり、耐熱衝撃性が損なわれ、７０体積％を超
えると樹脂組成物の溶融粘度が上昇し、ワイヤー流れ、
ベッド移動等が発生する恐れがあるためである。

【００２８】また本発明では、前記マレイミド樹脂組成
物において、このような特定の範囲の熱伝導率を有する
高熱伝導フィラー（ｃ）に加えて、溶融シリカ等のよう
な熱伝導率が３００×１０^-4（cal/cm・s ・deg ）未満
のフィラーが併用されてもよい。この場合、前記高熱伝
導フィラー（ｃ）が、全フィラー中３０体積％以上配合
されることが好ましい。何となれば、高熱伝導フィラー
（ｃ）の配合量がこれより少ない場合、得られる樹脂組
成物に充分な高熱伝導性が付与されない恐れがあるから
である。

【００２９】前記マレイミド樹脂組成物に含有される低
応力付与剤（ｄ）としては、特に限定されないが、例え
ば、シロキサン化合物、スチレン -ブタジエン -メチル
メタクリレート共重合体等のゴム状粉末物質が使用され
得る。

【００３０】これらのうち、シロキサン化合物として
は、樹脂組成物の成形時のブリードや金型汚れを抑える
ために、シロキサン構造中にマレイミド基または前記硬
化剤（ｂ）と反応性のある官能基を有するものが好まし
い。かかる硬化剤（ｂ）と反応性のある官能基として
は、例えば、水酸基、アミノ基、ビニル基、アリル基、
ハイドロジエン基、カルボキシル基、グリシジル基等が
挙げられ、これらはシロキサン構造中に適宜組み合わさ
れて存在してもよい。

【００３１】また、前記スチレン -ブタジエン -メチル
メタクリレート共重合体とは、一般にＭＢＳと呼ばれ、
粉末状で使用され得る。このＭＢＳは、ラテックス状の
スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエン
ゴム等に対して、メチルメタクリレートおよびスチレン
を主成分とするモノマーをグラフト重合させることによ
って合成され得る。かかるスチレン -ブタジエン -メチ
ルメタクリレート共重合体の具体例としては、Ｂ−２２
（鐘淵化学工業（株）製、ＳＢＲ約４５％）、Ｂ−５６
（鐘淵化学工業（株）製、ＳＢＲ約６５％）、６８Ｋ−
４（日本合成ゴム（株）製、ＳＢＲ約５５％）、ＢＴＡ
−７３１（呉羽化学工業（株）製）、Ｃ−１３２（三菱
レーヨン（株）製）等が挙げられる。特にこれら共重合
体のうち、ブタジエン約７０重量％以下、メチルメタク
リレート約１５重量％以下の組成を有するものが好まし
い。この理由は、当該共重合体組成が上記範囲を逸脱す
ると、樹脂組成物の成形時における外観が損なわれるた
めである。

【００３２】前記マレイミド樹脂組成物における低応力
付与剤（ｄ）の配合量は、当該組成物全体の約０．２〜
１０重量％の範囲にあることが好ましい。この理由は、
配合量が０．２重量％未満であると硬化物の内部応力の
低減が小さく、また１０重量％を超えると、硬化物の耐
熱性が著しく低下し、硬化物にクラックが発生し易くな
るためである。

【００３３】本発明では、前記マレイミド樹脂組成物に
おいて、以上の成分（ａ）〜（ｄ）に加え、通常硬化触
媒が配合され得る。この硬化触媒としては、熱硬化性樹
脂に対して適用可能なものであれば特に限定されない
が、例えば、塩基性触媒、過酸化物が使用され得る。

【００３４】これらのうち塩基性触媒としては、例え
ば、有機ホスフィン化合物、イミダゾール化合物または
その誘導体、ＤＢＵ（1,8-ジアザビシクロ（5,4,0)ウン
デセン-7）またはそのフェノール塩等が挙げられる。こ
れらは、１種または必要に応じて２種以上で使用され得
る。

【００３５】前記有機ホスフィンの具体例としては、ト
リメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチ
ルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ（p-メチ
ルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホス
フィン、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェニ
ルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,2-ビ
ス（ジフェニルホスフィン）エタン、ビス（ジフェニル
ホスフィン）メタン等が挙げられる。

【００３６】前記イミダゾール化合物の具体例として
は、2-メチルイミダゾール、2,4-ジメチルイミダゾー
ル、2-エチル -4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミ
ダゾール、2-フェニル -4-メチルイミダゾール、2-ヘプ
タデシルイミダゾール等が挙げられる。前記ＤＢＵのフ
ェノール塩の具体例としては、ＳＡ−８５３（サンアプ
ロ）等が挙げられる。

【００３７】一方、前記過酸化物としては、例えば、ジ
-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、
t-ブチルクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル -2,5-ジ
-t-ブチルパーオキシヘキサン等のジアリルパーオキサ
イド類；t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパー
オキシフタレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、
2,5-ジメチル -2,5-ジベンゾイルパーオキシヘキサン、
t-ブチルパーオキシ -2-エチルヘキサノエイト等のパー
オキシエステル類；アセチルパーオキサイド、i-ブチリ
ルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロ
イルパーオキサイド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルパ
ーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ -2-エチ
ルヘキシルパーオキシジカーボネート等のジアシルパー
オキサイド類；t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメ
ンハイドロパーオキサイド、p-メタンハイドロパーオキ
サイド等のハイドロパーオキサイド類；メチルエチルケ
トンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド
等のケトンパーオキサイド類；1,1-ビス（t-ブチルパー
オキシ）シクロヘキサン、1,1-ビス（t-ブチルパーオキ
シ） -3,3,5-トリメチルシクロヘキサン等のパーオキシ
ケタール類等が挙げられる。

【００３８】前記マレイミド樹脂組成物において、上述
したような硬化触媒の総配合量は、マレイミド樹脂
（ａ）および硬化剤（ｂ）の総量に対して０．１〜１０
重量％であることが好ましい。この配合量が０．１重量
％未満であれば、マレイミド樹脂と硬化剤との反応が充
分に促進されず、樹脂組成物の成形性、特に離型性が著
しく低下する。一方、１０重量％を超えると、最終的に
形成される硬化物の耐熱性、耐湿性、電気的特性がやは
り低下する恐れがある。より好ましい前記硬化触媒の配
合量は、マレイミド樹脂（ａ）および硬化剤（ｂ）の総
量に対して０．５〜５重量％である。

【００３９】以上の他、前記マレイミド樹脂組成物に
は、必要に応じて、ポリエチレンワックス等の離型剤、
ハロゲン化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃
剤、カーボン粉末等の着色剤やカップリング剤等の添加
剤を配合してもよい。次に、前記マレイミド樹脂組成物
の調製について説明する。

【００４０】本発明では、前記マレイミド樹脂組成物の
調製において、上述した成分（ａ）〜（ｄ）を、硬化触
媒、添加剤等の他の成分に先立って予備混合することが
好ましい。

【００４１】これは、以下の理由による。まず、マレイ
ミド樹脂（ａ）は、軟化点が高く、予備混合せずに用い
た場合に他の成分との混練性が悪いため、調製された樹
脂組成物は不均一になり、成形性が著しく低下する。こ
れに対して、マレイミド樹脂（ａ）を、特に、硬化剤
（ｂ）および前記硬化剤と反応性のある官能基を有する
低応力付与剤（ｄ）と予備混合することによってプレポ
リマー化し、溶融混合物の状態で軟化点を下げ、他の成
分との混練性を向上させる。

【００４２】また、高熱伝導フィラー（ｃ）は樹脂組成
物の溶融粘度を上昇させるため、最終的に得られる硬化
物に未充填やボイドが発生し易くなる。これに対して、
高熱伝導フィラー（ｃ）を、特にマレイミド樹脂（ａ）
および硬化剤（ｂ）と予備混合することによって、フィ
ラーの樹脂および硬化剤に対する濡れ性を向上させ、調
製される樹脂組成物の溶融粘度を低下させる。

【００４３】更に、低応力付与剤（ｄ）は、特に硬化剤
（ｂ）と反応性のある官能基を持たないゴム成分である
場合、予備混合せずに用いると樹脂組成物中での分散性
が悪いため、最終的に得られる硬化物に対して優れた低
応力性が付与されない。従って、低応力付与剤（ｄ）を
成分（ａ）〜（ｃ）に対して予備混合することにより、
樹脂組成物中における分散性を向上させ、その機能を高
める。

【００４４】前記マレイミド樹脂組成物の調製におけ
る、成分（ａ）〜（ｄ）の予備混合、および残る成分の
溶融混練には、以下の方法が挙げられる。即ち、加熱ロ
ールによる溶融混練、ニーダーによる溶融混練、押出機
による溶融混練、粉砕後の特殊混合機による混合、およ
びこれらの各方法の適切な組合せが使用可能である。

【００４５】本発明の樹脂封止型半導体装置は、常法に
従って、上述したようなマレイミド樹脂組成物で半導体
素子を封止することにより、容易に製造することができ
る。樹脂封止の最も一般的な方法は、低圧トランスファ
ー成形であるが、インジェクション成形、圧縮成形、注
型等による樹脂封止も可能である。この場合、成形後、
１７５℃以上でアフターキュアーすることが望ましい。

【００４６】尚、本発明に用いられるマレイミド樹脂組
成物は、半導体素子の樹脂封止に使用する以外にも、耐
熱積層板、希釈溶媒を添加した耐熱接着剤や耐熱塗料と
して適用可能である。

【００４７】

【作用】本発明の樹脂封止型半導体装置では、封止樹脂
として、マレイミド樹脂（ａ）を樹脂主成分とし、更
に、高熱伝導フィラー（ｃ）および低応力付与剤（ｄ）
が添加された樹脂組成物が使用されている。当該半導体
装置の封止樹脂においては、マレイミド樹脂（ａ）の特
性に起因して優れた耐熱性および耐湿性が付与されてい
ることに加え、高熱伝導フィラー（ｃ）によって熱伝導
性が高められ、同時に低応力付与剤（ｄ）によって弾性
率が抑えられている。

【００４８】また、前記マレイミド樹脂（ａ）には、2,
2-ビス（4-フェノキシフェニル）-N,N'-ビスマレイミド
が必須成分として含まれる。このビスマレイミドは、硬
化時において、耐熱性および耐湿性がより優れているこ
とに加えて、低応力性にも優れているため、当該半導体
装置の封止樹脂の性能がより一層向上される。特に、こ
のビスマレイミドは、前記低応力付与剤（ｄ）と組合さ
れて、高熱伝導フィラー（ｃ）が配合されたことによる
弾性率の上昇を抑えるため、当該封止樹脂では、充分な
高熱伝導性および低応力性が共に付与される。

【００４９】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明する。尚、これら実施例は本発明の理解を容易にする
目的で記載されるものであり、本発明を限定するもので
はない。 プレポリマーの調製

【００５０】後掲の表１に示す処方で成分（ａ）〜
（ｄ）を溶融混合し，プレポリマーＡ〜Ｈを調製した。
即ち、まずこれら成分をヘンシェルミキサーで粉体混合
し、得られた混合物を１５０〜１６０℃の押出機中で溶
融混合した。更に、溶融混合物を冷却および粉砕してプ
レポリマーを得た。

【００５１】これらのうちプレポリマーＡ〜Ｆ，Ｉは、
マレイミド樹脂（ａ）と、硬化剤（ｂ）と、高熱伝導フ
ィラー（ｃ）と、低応力付与剤（ｄ）とを用いて調製さ
れた。上記プレポリマーでは、高熱伝導フィラー（ｃ）
として、熱伝導率が３００×１０^-4〜７００×１０
^-4（cal/cm・s ・deg ）の窒化ケイ素と、８００×１０
^-4〜１２００×１０^-4（cal/cm・s ・deg ）の窒化アル
ミニウムとを体積比１：１で配合した。また、低応力付
与剤（ｄ）として、プレポリマーＡ，Ｄ，ＩではＭＢＳ
を、プレポリマーＢ，Ｅではハイドロジエン基含有シリ
コーンオイルを、プレポリマーＣではグリシジル基含有
シリコーンオイルを夫々使用した。一方、プレポリマー
Ｇ，Ｈは、マレイミド樹脂（ａ）と、硬化剤（ｂ）とを
用いて調製された。 マレイミド樹脂組成物の調製

【００５２】後掲の表２および３に示す処方で、プレポ
リマーＡ〜Ｉと、臭素化エポキシ樹脂（ＢＲＥＮ−Ｓ、
日本化薬社製）と、硬化触媒としてトリフェニルホスフ
ィンおよびジクミルパーオキサイドと、フィラーとして
溶融シリカ粉末（ＧＲ−８０ＡＫ、東芝セラミックス社
製）と、離型剤としてポリエチレンワックス（ＨＷ−４
２５２Ｅ、三井石油化学社製）と、フィラーおよび樹脂
のカップリング剤としてエポキシシランカップリング剤
（Ａ−１８７、日本ユニカー社製）と、着色剤としてカ
ーボン粉末（ＣＢ^#３０、三菱化成工業（株）社）とを
配合し、マレイミド樹脂組成物を調製した。即ち、まず
以上の成分をヘンシェルミキサー内で混合して５分間処
理し、８０〜１２０℃のロールによって混練した。次
に、得られた混合物を冷却および粉砕した後、タブレッ
ト化してマレイミド樹脂組成物Ｅ１〜５，Ｃ１〜４を得
た。

【００５３】尚、これらマレイミド樹脂組成物のうち、
Ｅ１〜５は本発明に適用され得る組成物に相当する。ま
た、Ｃ１〜４は比較例に相当し、Ｃ１では2,2-ビス（4-
フェノキシフェニル）-N,N'-ビスマレイミドおよび低応
力付与剤が、Ｃ２では高熱伝導フィラーおよび低応力付
与剤が、Ｃ３では2,2-ビス（4-フェノキシフェニル）-
N,N'-ビスマレイミド、高熱伝導フィラー、および低応
力付与剤が、Ｃ４では2,2-ビス（4-フェノキシフェニ
ル）-N,N'-ビスマレイミドが夫々配合されていない。 マレイミド樹脂組成物およびこれを用いた樹脂封止型半
導体装置の評価試験

【００５４】これらマレイミド樹脂組成物Ｅ１〜５，Ｃ
１〜４を用いて、低圧トランスファー成形機により、成
形温度１８５℃、３分間の条件で成形を行い、２００℃
で８時間アフターキュアして試験片を得た。各試験片に
ついて、熱膨張率、ガラス転移点、熱膨張率、高温曲げ
弾性率（２１５℃）、高温曲げ強度（２１５℃）、吸水
率（１３５℃、８５ＲＨ％の条件で２０時間吸湿処理
後）を測定した。結果を後掲の表４に示す。

【００５５】更に、チップサイズ１５平方のテスト用素
子を、マレイミド樹脂組成物Ｅ１〜５，Ｃ１〜４で樹脂
封止し、１８４ピンＱＦＰ（Quad Flat Package ）を作
製した。得られた樹脂封止型半導体装置について、１３
５℃、湿度８５％で２０時間吸湿処理し、次いで、ＶＰ
Ｓ（２１５℃でベーパーフェイズリフロー処理）を行な
った。ＶＰＳ直後の各樹脂封止型半導体装置について、
外部に達するクラック発生を観察した。更に、各樹脂封
止型半導体装置について、１２１℃、２気圧のプレッシ
ャークッカー内で耐湿信頼性テストを行い不良品の発生
率を調べた。これらの結果を後掲の表４に併記する。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】

【表３】

【００５９】

【表４】

【００６０】表４に示す結果より明らかなように、マレ
イミド樹脂組成物Ｅ１〜５は、組成物Ｃ１〜４に比べ
て、硬化時における耐熱性に優れ、吸水率が低く、且つ
熱伝導性が高く、高温曲げ弾性率が小さいことから、優
れた低応力性が付与されていることが判る。この結果、
これら組成物Ｅ１〜５を使用して製造された本発明の樹
脂封止型半導体装置（実施例１〜５）は、封止樹脂（パ
ッケージ）におけるクラックの発生率が小さく、耐湿信
頼性の面で非常に優れている。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
封止樹脂として使用されるマレイミド樹脂組成物が、硬
化時において優れた耐熱性および耐湿性を示し、更に高
熱伝導性および低応力性が共に付与されており、これら
特性に起因して高信頼性の樹脂封止型半導体装置を提供
することができる。特に、本発明の樹脂封止型半導体装
置は、封止樹脂において充分な高熱伝導性および低応力
性が得られているため、の向上によって、電子機器の高
密度化、動作の高速化等に対応できるもので、その工業
的価値は極めて大きい。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｌ 31:34 4Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マレイミド樹脂組成物によって半導体素
   子が封止されてなる樹脂封止型半導体装置であって、 該マレイミド樹脂組成物が、 （ａ）2,2-ビス（4-フェノキシフェニル）-N,N'-ビスマ
   レイミドを必須成分として含むマレイミド樹脂と、 （ｂ）硬化剤と、 （ｃ）熱伝導率が３００×１０^-4（cal/cm・s ・deg ）
   以上の高熱伝導フィラーと、 （ｄ）低応力付与剤とを含有することを特徴とする樹脂
   封止型半導体装置。