JPH0653365A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する樹脂組
成物を用いて半導体素子が封止されている。 （Ａ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するポリ
マレイミド化合物。 （Ｂ）アリル化フェノール樹脂。 （Ｃ）有機過酸化物。 （Ｄ）無機質充填剤。 【効果】 封止プラスチックパッケージが、従来のマレ
イミド樹脂組成物封止材料とは異なるため、封止樹脂と
半導体素子，封止樹脂とリードフレームとのそれぞれの
接着性に優れており、かつ吸湿後の半田浸漬時において
もパッケージクラックが生じず、耐熱性に優れている。
しかも、耐湿信頼性が向上し、過酷な使用条件下におけ
る信頼性が一層高くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、信頼性に優れた半導
体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、トランジスター，ＩＣ，ＬＳＩ等
の半導体素子は、コスト，量産性の観点から、プラスチ
ックパッケージを用いた樹脂封止が主流となっている。
しかしながら、半導体分野の技術革新によって集積度の
向上とともに素子サイズの大形化、配線の微細化が進
み、パッケージも小形化，薄形化する傾向にあり、これ
に伴って封止材料に対してより以上の信頼性の向上が要
望されている。

【０００３】特に、半導体パッケージの実装方法として
表面実装が主流となってきており、半田浸漬，赤外線リ
フロー，ベーパーフェイズリフロー等の工程が採用され
ている。これらの工程では、パッケージが高温（２１５
〜２６０℃）に曝されるため、樹脂封止による半導体装
置では、その封止樹脂を透過して内部に浸入した微量の
水分が急激に気化し、この水分により封止樹脂にクラッ
クが生じる。その結果、耐湿信頼性での保証が不可能と
なる問題が生じる。また、封止樹脂の膨れが生起し実装
が不可能となるという問題も生じる。

【０００４】このような表面実装工程で生じる問題に対
応するためには、封止樹脂の特性として、低応力を有
し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が半田浴温度以上であり、
また実装温度に対応した高温強度および吸湿高温強度が
大きいという特性が要求されている。

【０００５】そして、従来から封止樹脂に用いられてい
るエポキシ樹脂（Ｔｇ：１００〜２００℃）よりも耐熱
性に優れているマレイミド樹脂（Ｔｇ：２００〜３００
℃）が注目されている。特に、最近では、上記マレイミ
ド樹脂とエポキシ樹脂で構成された樹脂組成物や、マレ
イミド樹脂と芳香族ジアミンとの反応によって得られる
アミン変性マレイミド樹脂を用いる樹脂組成物が提案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記樹
脂組成物を用いても、充分な耐熱性，耐湿信頼性および
高温強度を有する半導体装置を得ることは困難である。
また、この他に、上記マレイミド樹脂を用いたものとし
て、ポリマレイミドとアリル化フェノール樹脂を塩基性
触媒の存在下で封止するための樹脂組成物が提案されて
いる。しかしながら、上記樹脂組成物により形成される
封止樹脂と、半導体素子およびリードフレームとの接着
性が悪いために、後硬化工程で膨れが生じたり、封止樹
脂と、半導体素子およびリードフレームとの剥離した界
面に水分が浸入し、表面実装時にクラックが発生した
り、耐湿信頼性が低下するという問題が生じる。

【０００７】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、半田浸漬時の耐クラツク性および耐湿信頼性
に優れた半導体装置の提供をその目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の半導体装置は、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成
分を含有する樹脂組成物を用いて半導体素子を封止する
という構成をとる。 （Ａ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するポリ
マレイミド化合物。 （Ｂ）アリル化フェノール樹脂。 （Ｃ）有機過酸化物。 （Ｄ）無機質充填剤。

【０００９】

【作用】すなわち、本発明者らは、半導体素子およびリ
ードフレームとの接着性に優れ、しかも耐クラック性，
耐熱信頼性および耐湿信頼性に優れた封止樹脂を得るた
めに一連の研究を重ねた。その結果、耐熱性に優れた上
記特定のポリマレイミド化合物と、アリル化フェノール
樹脂と、有機過酸化物と、無機質充填剤とを組み合わせ
て用いると、これらを含む樹脂組成物と半導体素子，樹
脂組成物とリードフレームとの接着性、半田浸漬時の耐
クラック性，耐熱信頼性および耐湿信頼性に優れた封止
樹脂が得られることを見出しこの発明に到達した。

【００１０】つぎに、この発明を詳細に説明する。

【００１１】この発明に用いられる樹脂組成物は、特定
のポリマレイミド化合物（Ａ成分）と、アリル化フェノ
ール樹脂（Ｂ成分）と、有機過酸化物（Ｃ成分）と、無
機質充填剤（Ｄ成分）を用いて得られるものであり、通
常、粉末状もしくはそれを打錠したタブレット状になっ
ている。

【００１２】上記特定のポリマレイミド化合物（Ａ成
分）は、１分子中に２個以上のマレイミド基を有するも
のである。このようなポリマレイミド化合物は、例え
ば、下記の一般式（１）で表される。

【００１３】

【化１】

【００１４】上記特定のポリマレイミド化合物（Ａ成
分）の具体的な代表例としては、Ｎ，Ｎ′−エチレンジ
マレイミド、Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレンビスマレイミ
ド、Ｎ，Ｎ′−ドデカメチレンビスマレイミド、Ｎ，
Ｎ′−ｍ−キシリレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−ｐ−
キシリレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−１，３−ビスメ
チレンシクロヘキサンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−１，
４−ビスメチレンシクロヘキサンビスマレイミド、Ｎ，
Ｎ′−２，４−トリレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−
２，６−トリレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−３，３′
−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−４，
４′−ジフェニルメタンビスマレイミド、３，３′−ジ
フェニルスルホンビスマレイミド、４，４′−ジフェニ
ルスルホンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−４，４′−ジフ
ェニルスルフィドビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−ｐ−ベン
ゾフェノンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルエタ
ンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルエーテルビス
マレイミド、Ｎ，Ｎ′−（メチレン−ジテトラヒドロフ
ェニル）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−（３−エチル）−
４，４′−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′
−（３，３′−ジメチル）−４，４′−ジフェニルメタ
ンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−（３，３′−ジエチル）
ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−（３，
３′−ジクロロ）−４，４′−ジフェニルメタンビスマ
レイミド、Ｎ，Ｎ′−トリジンビスマレイミド、Ｎ，
Ｎ′−イソホロンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−ｐ，ｐ′
−ジフェニルジメチルシリルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′
−ベンゾフェノンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−ジフェニ
ルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−ナフタレンビス
マレイミド、Ｎ，Ｎ′−ｐ−フェニレンビスマレイミ
ド、Ｎ，Ｎ′−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，
Ｎ′−４，４′−（１，１′−ジフェニル−シクロヘキ
サン）−ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−３，５−（１，
２，４−トリアゾール）−ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−
ピリジン−２，６−ジイルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ′−
５−メトキシ−１，３−フェニレンビスマレイミド、
１，２−ビス−（２─マレイミドエトキシ）−エタン、
１，３−ビス−（３─マレイミドプロポキシ）−プロパ
ン、Ｎ，Ｎ′−４，４′−ジフェニルメタン−ビス−ジ
メチルマレイミド、Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレン−ビス−
ジメチルマレイミド、Ｎ，Ｎ′−４，４′−（ビフェニ
ルエーテル）−ビス−ジメチルマレイミド、Ｎ，Ｎ′−
４，４′−ジフェニルスルホン−ビス−ジメチルマレイ
ミド、４，４′−ジアミノ−トリフェニルホスフェート
のＮ，Ｎ′−ビスマレイミド、４，４′−ジアミノ−ト
リフェニルチオホスフェートのＮ，Ｎ′−ビスマレイミ
ド、２，２−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）
フェニル〕プロパン等があげられる。

【００１５】さらに、上記フッ素含有ポリマレイミド化
合物の具体的な代表例として、１，３−ビス（マレイミ
ド）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（マレイミ
ド）オクタフルオロブタン、１，５−ビス（マレイミ
ド）デカフルオロペンタン、１，７−ビス（マレイミ
ド）テトラデカフルオロヘブタン、２，２−ビス（４−
マレイミドフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２
−ビス（３−マレイミドフェニル）ヘキサフルオロプロ
パン、２，２−ビス（４−マレイミドフェニル−３′−
マレイミドフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２
−ビス（３−マレイミド−４−メチルフェニル）ヘキサ
フルオロプロパン、２，２−ビス（４−マレイミド−３
−メチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、２，２−
ビス（３−マレイミド−４−メチルフェニル−４′−マ
レイミド−３′−メチルフェニル）ヘキサフルオロプロ
パンなどの２核体の含フッ素芳香族ビスマレイミドや、
２，２−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェ
ニル〕ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−
（３−マレイミドフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオ
ロプロパン、２，２−ビス［４−（２−マレイミドフェ
ノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−
ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル−
４′−（３′−マレイミドフェノキシ）フェニル］ヘキ
サフルオロプロパン、２，２−ビス〔４−（２−マレイ
ミドフェノキシ）−３，５−ジメチルフェニル〕ヘキサ
フルオロプロパン、２，２−ビス〔４−マレイミド−２
−トリフルオロメチルフェノキシ）フェニル〕ヘキサフ
ルオロプロパン、２，２−ビス〔３−（３−マレイミド
フェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロプロパン、１，
３−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニ
ル〕ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス〔４−（３
−マレイミドフェノキシ）〕ヘキサフルオロプロパン、
１，４−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェ
ニル〕オクタフルオロブタン、１，５−ビス〔４−（４
−マレイミドフェノキシ）フェニル〕デカフルオロペン
タン、１，５−ビス〔４−（４−マレイミド−２−トリ
フルオロメチルフェノキシ）フェニル〕ヘキサフルオロ
ペンタン等の４核体の含フッ素芳香族ビスマレイミドが
あげられる。

【００１６】そして、上記２官能マレイミドの他に、ア
ニリンとホルマリンとの反応生成物（ポリアミン化合
物）、３，４，４，−トリアミノジフェニルメタン、
３，３′，４，４′−テトラアミノジフェニルメタン、
トリアミノフェノール等と無水マレイン酸との反応で得
られる多官能マレイミド、トリス−（４−アミノフェニ
ル）ホスフェートやトリス（４−アミノフェニル）チオ
ホスフェートと無水マレイン酸との反応で得られる３官
能マレイミド等の多価マレイミドがあげられる。

【００１７】また、上記多価マレイミドに加えて上記多
価マレイミドのアミン付加物，フェノール付加物，チオ
コール付加物等があげられる。さらに、上記Ｎ，Ｎ′−
置換ビスマレイミド以外に多価のＮ−置換マレイミド
化合物、モノ置換マレイミド，トリ置換マレイミドま
たはテトラ置換マレイミドと、上記Ｎ，Ｎ′−置換ビス
マレイミドまたはその付加物との混合物等があげられ
る。これら特定のポリマレイミド化合物は単独でもしく
は併せて用いることができ、特に併せて用いることは有
効である。

【００１８】なお、この発明において、上記特定のポリ
マレイミド化合物（Ａ成分）の一部にエポキシ樹脂を用
いても差し支えない。上記エポキシ樹脂は、特に限定さ
れるものではなく、従来公知の１分子中に２個以上のエ
ポキシ基を有する各種化合物があげられる。例えば、通
常、エポキシ当量５０〜５０００，軟化点が室温〜２０
０℃のものが好ましく、特に好ましくはエポキシ当量１
００〜３０００，軟化点が室温〜１５０℃のものであ
る。このようなエポキシ樹脂としては、室温で液状のも
のから固体状のものまでが含まれる。具体的には、ビス
フェノールＡ型，ビスフェノールＦ型，レゾルシール，
フェノールノボラック，クレゾールノボラック等のフェ
ノール類のグリシジルエーテル、ブタンジオール，ポリ
エチレングリコール，ポリプロピレングリコール等のア
ルコール類のグリシジルエーテル等があげられる。

【００１９】上記特定のポリマレイミド化合物（Ａ成
分）とともに用いられるアリル化フェノール樹脂（Ｂ成
分）は、上記Ａ成分であるポリマレイミド化合物の硬化
剤として作用するものであり、下記の一般式（２）で表
される構造を有するもので、官能基を１個以上含有する
ものである。

【００２０】

【化２】

【００２１】上記アリル化フェノール樹脂（Ｂ成分）
は、例えば、フェノール，クレゾール，エチルフェノー
ル，イソプロピルフェノール，ブチルフェノール，オク
チルフェノール，キシレノール，ノニルフェノール，ビ
ニルフェノール，イソプロピルフェノール，フェニルフ
ェノール，ベンジルフェノール，クロルフェノール，ブ
ロムフェノール，エトキシフェノール等の一価フェノー
ルや、ビスフェノールＡ，ビスフェノールＦ，ヒドロキ
シ，カラコール，レゾルシノール等の二価フェノール等
を原料とし、これとホルマリン，パラホルムアルデヒ
ド，グリオキザール等のアルデヒド化合物を公知の手段
で縮合反応させて得られるフェノール類ノボラック樹脂
や、上記の一価フェノールおよび二価フェノール等を塩
化アリル，臭化アリル，ヨウ化アリル等のハロゲン化ア
リルとアルカリの存在下で反応せしめて得られるアルケ
ニルフェノール類をクライゼン転位することによって得
られる。

【００２２】上記特定のポリマレイミド化合物（Ａ成
分）とアリル化フェノール樹脂（Ｂ成分）との配合比
は、上記ポリマレイミド化合物中のマレイミド基と上記
アリル化フェノール樹脂中のアリル基との当量比が０．
１〜１．２の範囲になるように配合することが好まし
い。すなわち、上記範囲を外れると、樹脂組成物の耐熱
性，加工性および機械的強度が劣化する傾向がみられる
からである。

【００２３】上記特定のポリマレイミド化合物（Ａ成
分）およびアリル化フェノール樹脂（Ｂ成分）とともに
用いられる有機過酸化物（Ｃ成分）は、上記ポリマレイ
ミド化合物（Ａ成分）およびアリル化フェノール樹脂
（Ｂ成分）の重合開始剤として作用するものである。そ
して、上記有機過酸化物（Ｃ成分）としては、アセチル
パーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタ
ノイルパーオキサイド、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、スクシニックアシッドパーオ
キサイド、ベンゾイルパーオキシド、２，４−ジクロロ
ベンゾイルパーオキシド、ｍ−トルイルパーオキサイド
等のジアシルパーオキサイドがあげられる。また、ジ−
ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキ
サイド、ジクミルパーオキサイド、〔１，３−フェニレ
ンビス（１−メチルエチリデン）〕ビス〔（１，１−ジ
メチルエチル）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、２，５
−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキ
シン−３等のジアルキルパーオキサイドがあげられる。
さらに、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、３，３，５−トリメチルシク
ロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノン
パーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイ
ド、アセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオ
キサイド等があげられる。そして、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、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘ
キサン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタ
ン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シ）バレレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキ
シ）ブタン等のパーオキシケタールがあげられる。ま
た、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、ジイソプロピルベンゼンハイドロパ
ーオキサイド、ｐ−メンタンハイドロパーオキサイド、
２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジハイドロパーオ
キサイド、１，１，３，３−テトラメチルブチルハイド
ロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイドがあげら
れる。さらに、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−
ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキ
シピバレート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエー
ト、クミルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパ
ーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパー
オキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−
ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシベ
ンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレー
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−ブチルパーオキシマレイックアシ
ッド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネー
ト、クミルパーオキシオクトエート、ｔ−ヘキシルパー
オキシネオデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシピバ
レート、ｔ−ブチルパーオキシネオヘキサノエート、ｔ
−ヘキシルパーオキシネオヘキサノエート、クミルパー
オキシネオヘキサノエート等のパーオキシエステルがあ
げられる。そして、ジイソプロピルパーオキシジカーボ
ネート、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシジカーボネ
ート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ビ
ス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカー
ボネート、ジミリスチルパーオキシジカーボネート、ジ
−２−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジメ
トキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ（３
−メチル−３−メトキシブチル）パーオキシジカーボネ
ート等のパーオキシジカーボキートやｔ−ブチルパーオ
キシアリルカーボネート等があげられる。これらは単独
でもしくは併せて用いられる。

【００２４】特に、上記有機過酸化物において、１６０
℃における半減期が１〜３０分の範囲にあるものを用い
ることが好ましい。例えば、ｔ−ブチルパーオキシアセ
テート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタ
ン、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−３，５，５−
トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウ
レート、ｔ−ブチルパーオキシマレイックアシド、ｎ−
ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレ
ート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、ｔ−
ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイ
ド、〔１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデ
ン）〕ビス〔（１，１−ジメチルエチル）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、
ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ジ
イソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等があげ
られる。

【００２５】このように、上記有機過酸化物（Ｃ成分）
の１６０℃における半減期が１〜３０分である有機過酸
化物を用いることが、封止樹脂と半導体素子，封止樹脂
とリードフレームの接着性，硬化時間，硬化温度の観点
から好ましい。すなわち、有機過酸化物の１６０℃にお
ける半減期が１分未満では、成形時において急激な粘度
上昇が生起したり、均一な硬化反応が進行せず封止樹脂
と半導体素子やリードフレームとの接着力が小さくな
り、またガラス転移温度（Ｔｇ）が低下する傾向がみら
れる。さらに、得られる半導体装置の半田浸漬時の耐ク
ラック性と耐湿信頼性の向上効果が充分に得られない。
逆に、半減期が３０分を超えると成形時間が長くなった
り、成形直後の硬化物強度が低下して半導体装置にクラ
ックが生じたり、半田浸漬時の耐クラック性と耐湿信頼
性が低下する傾向がみられるからである。

【００２６】また、上記ポリマレイミド化合物のアニオ
ン重合触媒として、三級アミン、三級アミン塩類、四級
アンモニウム塩類およびイミダゾール類等の塩基性触
媒、ルイス酸アミン錯体触媒等が用いられる。

【００２７】上記三級アミン類としては、ピリジン、２
−クロロピリジン、２，４，６−コリジン、２，６−ジ
クロロピリジン、α，β，γ−ピリコン、４−フエニル
プロピルピリジン、２−プロピルピリジン、２，６−ル
チジン、２，４−ルチジン、２，５−ルチジン、３，４
−ルチジン等のピリジン類、トリエチルアミン、トリ−
ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、ベンジ
ルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルフェノール、
トリスジメチルアミノメチルフェノール、トリエチレン
ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルエチレン
ジアミン、テトラメチルグアニジン、ヘプタメチルイソ
グアニド等の脂肪族三級アミン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
ニリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルジアミノジ
フェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−
ｍ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ
メチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−
ｐ−トルイジン等の芳香族系三級アミン類、トリフェニ
ルホスフィン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）
ウンデセン−７およびその酸錯体等があげられる。

【００２８】上記三級アミン塩類としては、上記三級ア
ミン類とトリアセテートまたはトリベンゾエート等との
塩類が挙げられる。

【００２９】上記四級アンモニウム塩類としては、テト
ラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモ
ニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライ
ド、テトラエチルアンモニウムブロマイド、トリメチル
セチルアンモニウムクロライド、トリメチルセチルアン
モニウムブロマイド、トリエチルセチルアンモニウムク
ロライド、トリエチルセチルアンモニウムブロマイド、
テトラエチルアンモニウムアイオダイド等があげられ
る。

【００３０】上記イミダゾール類としては、２−メチル
イミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、
２−フエニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾー
ル、２−エチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダ
ゾール、２−イソプロピルイミダゾールあるいはそれら
のアジン誘導体、トリメリット酸誘導体およびニトリル
エチル誘導体等があげられる。

【００３１】上記ルイス酸アミン錯体としては、Ｂ
Ｆ₃ ，ＺｎＣｌ₂ ，ＡｌＣｌ₃ ，ＳｉＣｌ₄ ，ＳｎＣｌ
₄ ，ＦｅＣｌ₃ 等のルイス酸とモノエチルアミン、ｎ−
ヘキシルアミン、ベンジルアミン、トリエチルアミン、
アニリン、ピペリジン等のアミン化合物の錯体があげら
れる。

【００３２】これらアニオン重合触媒は単独でもしくは
併せて用いることができる。

【００３３】また、上記有機過酸化物（Ｃ成分）の配合
量は、ポリマレイミド化合物（Ａ成分）とアリル化フェ
ノール樹脂（Ｂ成分）の総重量１００重量部（以下
「部」と略す）に対して０．０１〜１０部の範囲内に設
定することが、封止樹脂と半導体素子，封止樹脂とリー
ドフレームの接着性、硬化時間の観点から好ましい。す
なわち、有機過酸化物（Ｃ成分）の配合量が０．０１部
未満では、半導体素子やリードフレームとの接着力が小
さくなり、またＴｇが低下する。さらに、得られる半導
体装置の半田浸漬時の耐クラック性と耐湿信頼性の向上
効果が充分に得られず、逆に１０部を超えて配合しても
一層の向上効果はみられないからである。

【００３４】上記Ａ成分，Ｂ成分およびＣ成分とともに
用いられる無機質充填剤（Ｄ成分）としては、特に限定
するものではなく、従来公知のものが用いられ、例えば
石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末およびアルミナ粉
末等が挙げられる。特に好適なのはシリカ粉末である。
このような無機質充填剤の含有量は、シリカ粉末の場
合、樹脂組成物全体の５０重量％（以下「％」と略す）
以上に設定するのが好ましい。特に好ましくは７０％以
上であり、さらに好ましくは８０％以上である。すなわ
ち、無機質充填剤の含有量が５０％を下回ると封止樹脂
と半導体素子，封止樹脂とリードフレームとの接着力の
低下傾向がみられ、半田浸漬時の耐クラック性の向上効
果が大幅に低下するからである。

【００３５】さらに、上記Ａ〜Ｄ成分に加えて、シリコ
ーン化合物（Ｅ成分）を配合すると、耐熱性および樹脂
強度の向上から一層効果的である。

【００３６】上記シリコーン化合物（Ｅ成分）は、末端
あるいは側鎖に少なくとも１個のエポキシ基，ＳｉＨ
基，ビニル基またはアミノ基を有するものである。そし
て、上記シリコーン化合物としては、エポキシ当量，Ｓ
ｉＨ当量およびアミン当量が１００〜１５０００で、Ｓ
ｉ含有率が１〜３５％に設定することが好ましい。さら
に、シリコーン化合物（Ｅ成分）の配合量は、Ａ成分＋
Ｂ成分＋シリコーン化合物（Ｅ成分）の合計量の５０％
以下に設定するのが好ましく、さらに好ましくは５〜３
０％の範囲に設定することである。すなわち、シリコー
ン化合物（Ｅ成分）の配合量が５０％を超えると、樹脂
組成物の耐熱性および樹脂強度に著しい低下傾向がみら
れるからである。

【００３７】上記Ａ〜Ｄ成分およびＥ成分以外に必要に
応じて連鎖移動剤，ラジカル重合防止剤，充填剤，着色
剤，離型剤，難燃剤およびシランカップリング剤等のカ
ップリング剤等を適宜添加することができる。

【００３８】上記連鎖移動剤としては、例えばメルカプ
タン類、サルファイト類、β−ジケトン類、金属キレー
ト類、金属石ケン等があげられる。

【００３９】上記ラジカル重合防止剤としては、熱硬化
性組成物の室温における貯蔵安定性を良好にするために
用いられるものであり、例えばｐ−ベンゾキノン、ナフ
トキン、フェナントラキノン等のキノン類、ハイドロキ
ノン、ｐ−三級ブチルカテコール、２，５−ジ−三級ブ
チルハイドロキノン等のフェノール及びニトロ化合物、
金属塩類等を適宜用いることができる。

【００４０】上記充填剤としては、酸化アルミニウム，
酸化マグネシウム，水酸化アルミニウム，炭酸アルミニ
ウム，炭酸カルシウム，炭酸マグネシウム，ケイソウ
土，ケイ酸カルシウム，焼成クレー，粉末シリカ，カー
ボンブラック，カオリン，粉末マイカ，グラファイト，
アスベスト，三酸化アンチモン，ガラス繊維，ロックウ
ール，カーボンファイバー等があげられる。上記充填剤
の配合量は、用途により適宜配合されるが、例えば（Ａ
成分＋Ｂ成分）１００部に対して９００部まで使用する
ことができる。

【００４１】上記着色剤としては、二酸化チタン，カー
ボンブラック，黄鉛カーボンブラック，鉄黒，モリブデ
ン赤，群青，紺青，カドミウム黄，カドミウム赤等があ
げられる。

【００４２】上記離型剤としては、高級脂肪族パラフィ
ン，高級脂肪族エステル，天然ワックス，合成ワックス
等が挙げられ、上記難燃剤としては、ハロゲン化物，リ
ン系化合物があげられる。

【００４３】そして、上記カップリング剤としては、シ
ラン系，チタネート系，アルミ系カップリング剤等があ
げられる。

【００４４】この発明に用いられる樹脂組成物は、例え
ばつぎのようにして製造することができる。すなわち、
上記Ａ〜Ｄ成分の必須成分ならびに必要に応じて上記添
加剤を適宜配合して、ミキシングロール機等の混練機に
掛けて加熱溶融混練して半硬化状の樹脂組成物とする。
これを室温に冷却したのち公知の手段により粉砕し、必
要に応じて打錠することにより目的とする樹脂組成物を
得ることができる。あるいは、適当な溶剤を用いて混合
するようにしてもよい。さらに、上記成分に加えてシリ
コーン化合物（Ｅ成分）を用いる場合は、まず上記ポリ
マレイミド化合物（Ａ成分）またはアリル化フェノール
樹脂（Ｂ成分）とシリコーン化合物を反応させて変性シ
リコーン化合物を作製する。この場合、シリコーン化合
物（Ｅ成分）として、エポキシ基含有シリコーン化合物
を用いるときは、三級アミン類，イミダゾール類，四級
アンモニウム塩，有機ホスフィン化合物等の硬化触媒を
０．１〜１０％添加するのが好適である。また、ＳｉＨ
基含有シリコーン化合物を用いるときは、Ｐｔ触媒を
０．１〜１０％添加するのが好適である。つぎに、上記
のようにして作製された変性シリコーン化合物と、残り
のポリマレイミド化合物，アリル化フェノール樹脂，有
機過酸化物および無機質充填剤の必須成分ならびに必要
に応じて上記添加剤を適宜配合し、あとは上記と同様の
工程を経由することにより目的とする樹脂組成物を得る
ことができる。

【００４５】このような樹脂組成物を用いての半導体素
子の封止はとくに限定するものではなく、通常のトラン
スフアー成形等の公知のモールド方法により行うことが
できる。

【００４６】このようにして得られる半導体装置は、封
止材料と半導体素子，封止材料とリードフレームとの接
着性、半田浸漬時における優れた耐クラック性，耐熱性
および耐湿信頼性を有している。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、この発明の半導体装置
は、特定のポリマレイミド化合物（Ａ成分）と、アリル
化フェノール樹脂（Ｂ成分）と、有機過酸化物（Ｃ成
分）と、無機質充填剤（Ｄ成分）とを含有する特殊な樹
脂組成物を用いて樹脂封止されており、その封止プラス
チックパッケージが、従来のマレイミド樹脂組成物封止
材料とは異なるため、封止樹脂と半導体素子，封止樹脂
とリードフレームとのそれぞれの接着性に優れており、
しかも吸湿後の半田浸漬時においてもパッケージクラッ
クが生じず、耐熱性に優れている。しかも、耐湿信頼性
が向上し、過酷な使用条件下における信頼性が一層高く
なっている。

【００４８】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００４９】まず、下記に示す各成分を準備した。

【００５０】〔ポリマレイミド化合物ａ〕２，２−ビス
〔４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル〕プロパ
ン

【００５１】〔ポリマレイミド化合物ｂ〕Ｎ，Ｎ′−
（４，４′−ジフェニルメタン）ビスマレイミド

【００５２】〔アリル化フェノールノボラック樹脂ｃ〕
下記の式（３）で表される繰り返し単位を有するアリル
化フェノールノボラック樹脂である。

【化３】

【００５３】〔シリコーン化合物ｄ〕

【化４】 ハイドロジェン型

【００５４】〔シリコーン化合物ｅ〕

【化５】 ハイドロジェン型

【００５５】〔シリコーン化合物ｆ〕

【化６】 アミノ基型 アミン当量：２０００

【００５６】〔シリコーン化合物ｇ〕

【化７】 エポキシ基型 エポキシ当量：２０００

【００５７】〔有機過酸化物ｈ〕ジクミルパーオキサイ
ド，半減期３分（１６０℃）

【００５８】〔有機過酸化物ｉ〕α，α′−ビス（ｔ−
ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、すな
わち〔１，３−フェニレンビス（１−メチルエチリデ
ン）〕ビス〔（１，１−ジメチルエチル）パーオキサイ
ド〕、半減期３．６分（１６０℃）

【００５９】〔クレゾールノボラックエポキシ樹脂ｊ〕
エポキシ当量：１９５

【００６０】〔フェノールノボラック樹脂ｋ〕水酸基当
量：１１７

【００６１】〔有機過酸化物ｌ〕ｔ−ブチルパーオキシ
ベンゾエート，半減期２．２分（１６０℃）

【００６２】〔有機過酸化物ｍ〕２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン，半減期
５．７分（１６０℃）

【００６３】〔有機過酸化物ｎ〕２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン，半減期
１．１分（１６０℃）

【００６４】〔有機過酸化物ｏ〕２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３，半
減期３０分（１６０℃）

【００６５】

【実施例１〜１４、比較例１〜４】下記の表１〜表４に
示す各成分を、同表に示す割合で配合し、ミキシングロ
ール機（温度１１０℃）で３分間混練し、シート状物を
作製した。そして、このシート状物を冷却粉砕したの
ち、目的とする粉末状の樹脂組成物を得た。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】

【００６８】

【表３】

【００６９】

【表４】

【００７０】以上の実施例および比較例によって得られ
た粉末状樹脂組成物を用い、半導体素子をトランスフア
ー成形（条件：１７５℃×２分）、２００℃×５時間後
硬化することにより半導体装置を得た。このパツケージ
は８０ピンＱＦＴ（クワッドフラットパッケージ，サイ
ズ：２０×１４×２ｍｍ）であり、ダイパッドサイズは
８×８ｍｍである。

【００７１】このようにして得られた半導体装置につい
て、−５０℃／５分〜１５０℃／５分でサイクル数を３
０００回に設定して熱サイクルテスト（ＴＣＴテスト）
を行いパッケージクラックの発生数の測定を行い、８５
℃／８５％ＲＨの恒温槽中に９６時間放置し吸湿させた
後に、２６０℃の半田溶融液に１０秒間浸漬する試験を
行い、パッケージクラックの発生数を測定した。また、
電圧印加状態でのプレッシャー釜による１０００時間の
信頼性テスト（ＰＣＢＴテスト）を行い不良発生数を測
定した。さらに、ポリイミド膜でコートした半導体素子
表面との剪断接着強度を下記に示す方法で測定した。こ
れは、１辺が２ｍｍの正方形の半導体素子上に、粉末状
樹脂組成物を用いてトランスファー成形（条件：１７５
℃×２分）、２００℃×５時間後硬化して成形物を形成
することにより試験片を作製した。そして、上記成形物
とポリイミド膜との剪断接着強度を測定した。これらの
結果を下記の表５〜表７に示した。

【００７２】

【表５】

【００７３】

【表６】

【００７４】

【表７】

【００７５】上記表５〜表７の結果から、比較例品はＴ
ＣＴテストおよびＰＣＢＴテストではクラックおよび不
良品が多く発生し、さらに耐クラック試験では全ての試
験品にクラックが生じた。また、比較例１〜３品はポリ
イミド膜との接着強度が低く密着性に劣るものであっ
た。これに対して、実施例品はＴＣＴテスト，耐クラッ
ク試験およびＰＣＢＴテストではクラックの発生および
不良品は全く生じなかったか、もしくは僅かであった。
しかも、ポリイミド膜との接着強度が高かった。このこ
とから、実施例品は耐熱性および耐湿信頼性に優れ、し
かも封止樹脂となる樹脂硬化体は高い接着性を備えてい
ることがわかる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０８Ｌ 61/06 ＬＭＱ 8215−4Ｊ Ｈ０１Ｌ 23/08 Ａ // Ｃ０８Ｇ 67/00 ＮＲＡ 9167−4Ｊ Ｂ２９Ｋ 33:00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する樹
   脂組成物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装
   置。 （Ａ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するポリ
   マレイミド化合物。 （Ｂ）アリル化フェノール樹脂。 （Ｃ）有機過酸化物。 （Ｄ）無機質充填剤。
2. 【請求項２】 （Ｃ）成分である有機過酸化物の１６０
   ℃における半減期が１〜３０分である請求項１記載の半
   導体装置。
3. 【請求項３】 （Ａ）成分であるポリマレイミド化合物
   が、２，２−ビス〔４−（４−マレイミドフェノキシ）
   フェニル〕プロパンである請求項１または２記載の半導
   体装置。
4. 【請求項４】 （Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて、さらに
   （Ｅ）成分としてシリコーン化合物が含有された樹脂組
   成物を用いた請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導
   体装置。
5. 【請求項５】 （Ｅ）成分であるシリコーン化合物が、
   ハイドロジェンオルガノポリシロキサンである請求項４
   記載の半導体装置。
6. 【請求項６】 下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する半
   導体封止用樹脂組成物。 （Ａ）１分子中に２個以上のマレイミド基を有するポリ
   マレイミド化合物。 （Ｂ）アリル化フェノール樹脂。 （Ｃ）有機過酸化物。 （Ｄ）無機質充填剤。
7. 【請求項７】 （Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて、さらに
   （Ｅ）成分としてシリコーン化合物が含有されている請
   求項６記載の半導体封止用樹脂組成物。