JPH07113078B2 - 成形用フエノール樹脂組成物及びその製法並びに該組成物で封止した半導体装置 - Google Patents

成形用フエノール樹脂組成物及びその製法並びに該組成物で封止した半導体装置

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JPH07113078B2
JPH07113078B2 JP63141750A JP14175088A JPH07113078B2 JP H07113078 B2 JPH07113078 B2 JP H07113078B2 JP 63141750 A JP63141750 A JP 63141750A JP 14175088 A JP14175088 A JP 14175088A JP H07113078 B2 JPH07113078 B2 JP H07113078B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、成形性、接着性、電気特性および耐熱性に優
れた成形用フエノール樹脂組成物、および該樹脂組成物
で封止した樹脂封止型半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
トランジスタ、IC,LSI,VLSI等の半導体装置や電子装置
の外装には、金属，ガラス，セラミツクス等を用いるハ
ーメチツク型と、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用
いる樹脂封止型の二種類がある。
前者は気密性の点では極めて優れているが非常に高価で
ある。一方、後者は大量生産によつて極めて安価に生産
できる上に、半導体素子、封止用樹脂等の材料や製造技
術の進歩により最近では半導体製品の80％以上がエポキ
シ樹脂を主流とする熱硬化性樹脂を用いたトランスフア
成形による樹脂封止型である。
しかし、半導体素子の集積度は年々向上し、それに伴つ
てチツプサイズが大型化し、配線の微細化並びに多層化
等が進んでいる。一方、パツケージの形状に付いてみる
と、実装の高密度化、自動化等のために、パツケージサ
イズは小型薄型化の方向に有り、また、パツケージの形
状も従来のDIP〔デユアル インライン パツケージ（D
ual Inline Package）〕で代表されるピン挿入型からQF
P〔クアド フラツト パツケージ（Quad Flat Packag
e）〕,SOJ〔スモール アウトライン Ｊ−ベンデツド
パツケージ（Small Outline J-bended Package）〕,P
LCC〔プラスチツク リーデツド チツプ キヤリヤ（P
lastic Leaded Chip Carrier）等の表面実装型パツケー
ジに移行している。
このような集積度の向上、パツケージサイズやパツケー
ジ形状、実装方式等の変遷に伴い、チツプの表面は繊細
になり、パツケージの封止樹脂層は次第に薄肉化してい
る。また、パツケージはピン挿入型から表面実装型への
移行に伴い実装時にこれまでよりも高温にさらされるよ
うになつてきている。そのため、封止品が熱的ストレス
を受けた場合、半導体装置を構成する封止樹脂、チツ
プ、フレーム等の熱膨張係数の違いによつて発生する熱
応力が大きくなり、封止樹脂あるいはチツプやチツプ表
面に形成されているパツシベーシヨン膜にクラツクを生
じたり、チツプ表面の配線の切断、短絡、位置ずれ等を
生じ易く、素子特性の変動や信頼性の低下が問題になつ
ている。
この問題は、パツケージの実装方式がピン挿入方式から
表面実装方式への移行に伴い、より一層重要な問題にな
つている。
従来のピン挿入型パツケージはピンを基板のスルーホー
ルに挿入した後、基板の裏側からピンを半田で加熱し半
田付けを行つていた。そのため、基板に搭載されたパツ
ケージは100〜130℃位までしか温度が上がらず、実装時
の熱的ストレスによつて封止品の各種信頼性が低下する
という問題がほとんど無かつた。ところが、表面実装型
パツケージは、実装に際して赤外線リフローや不活性ガ
スを用いたベーパーリフロー方式による実装が行われ、
パツケージ全体が200℃以上の高温にさらされる。その
ため、パツケージを構成する封止樹脂、チツプ、フレー
ム等の熱膨張係数の違いによつて大きな熱応力が発生
し、パツケージあるいはチツプやチツプ表面に形成され
ているパツシベーシヨン膜にクラツクを生じたり、チツ
プ表面の配線の切断，短絡，位置ずれ等を生じ、素子特
性の変動や信頼性の低下が起こり易くなつている。
一方、樹脂封止型半導体は従来最高使用温度は一般に12
5℃付近が上限と考えられていたが、用途の拡大に伴
い、より高い温度での使用が可能な耐熱性樹脂封止型半
導体装置が必要とされるようになつてきた。しかし、従
来の樹脂封止型半導体は200℃以上の高温に長時間放置
しておくと金線とアルミニウム電極の接合部に接続不良
が発生し、いわゆる高温寿命が短いという問題があつ
た。そのため、半導体封止用材料には耐熱性，接着性，
低応力性，耐湿性等が優れた材料が要求されていた。
従来一般の半導体封止用成形材料には硬化剤としてフエ
ノールノボラツク樹脂あるいは酸無水物を用いたエポキ
シ樹脂系の成形材料が広く用いられてきた。しかし、こ
れらのエポキシ樹脂は耐熱性の尺度として例えば硬化物
のガラス転移温度をとると150〜180℃であり上記の要求
に対して充分とは云えなかつた。とはいえ、耐熱性だけ
についてみれば、エポキシ樹脂の多官能化、硬化剤とし
て用いるフエノール樹脂の高分子量化，酸無水物の多可
能化等の手段によつてかなりの改善ができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、これらの樹脂組成物の硬化物の接着性，耐湿
性，電気特性が充分でなく電子部品用材料として実用化
することができなかつた。また、エポキシ樹脂以外の耐
熱性樹脂としては、例えばポリイミド樹脂やポリフエニ
レンスルフイド（PPS）などが知られているが、従来の
ポリイミド樹脂を用いた成形材料はエポキシ系成形材料
に比べて硬化性，離型性等が著しく劣り、チツプやリー
ドフレームに対する接着性、耐湿性などにも問題があ
り、PPSは半田耐熱性に問題があり、これらは電子装置
用成形材料としてはいまだ実用化されていない。
本発明はこのような状況にかんがみなされたものであ
り、その目的とするところは、成形性，接着性，電気特
性，耐湿性，耐熱性が良好で、特に電子部品用に有用な
フエノール樹脂組成物及びその製法、並びにこれを用い
た樹脂封止型半導体装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の特徴とするところは、下記のとおりである。
（１）レゾール型フエノール樹脂75〜95重量％に対しエ
ポキシ樹脂25〜５重量％を含むことを特徴とする成形用
フエノール樹脂組成物。
（２）高純度レゾール型フエノール樹脂を主成分とし、
硬化速度制御剤を含むことを特徴とする成形用フエノー
ル樹脂組成物。
（３）無機質粒子からなる充てん材が全組成物に対し55
〜80容量％含むことを特徴とする前項（１）または
（２）記載の成形用フエノール樹脂組成物。
（４）樹脂成分がレゾール型フエノール樹脂75〜95重量
％、エポキシ樹脂25〜５重量％であり、かつ10倍量の12
0℃の熱水で100時間以上加熱抽出した場合に、該抽出液
の電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４〜７、ハロゲン
イオン量が10ppm以下であることを特徴とする成形用フ
エノール樹脂組成物。
（５）樹脂成分がレゾール型フエノール樹脂75〜95重量
％、エポキシ樹脂25〜５重量％であり、かつ10倍量の12
0℃の熱水で100時間以上加熱抽出した場合に、該抽出液
の電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４〜７、ハロゲン
イオン量が10ppm以下であり、無機イオン交換体が上記
樹脂成分100重量部に対し５重量部以下含むことを特徴
とする成形用フエノール樹脂組成物。
（６）無機質粒子からなる充てん材が全組成物に対し55
〜80容量％含むことを特徴とする前項（４）または
（５）記載の成形用フエノール樹脂組成物。
（７）無機質粒子からなる充てん材が、平均粒径１〜30
μｍの溶融シリカ、結晶性シリカおよびアルミナから選
ばれる少なくとも１種の無機質粒子であることを特徴と
する前項（３）または（６）記載の成形用フエノール樹
脂組成物。
（８）レゾール型フエノール樹脂の製法において、10倍
量の120℃の熱水で100時間以上加熱抽出した場合に、該
抽出液の電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４〜７、ハ
ロゲンイオン量が10ppm以下となるまで精製処理するこ
とを特徴とするレゾール型フエノール樹脂の製法。
（９）酸による中和と水洗により精製処理することを特
徴とする前項（８）記載のレゾール型フエノール樹脂の
製法。
（10）10倍量の120℃の熱水で100時間以上加熱抽出した
場合に、該抽出液の電気伝導度が100μS/cm以下、pHが
４〜７、ハロゲンイオン量が10ppm以下となるまで酸に
よる中和と水洗により精製処理したレゾール型フエノー
ル樹脂75〜95重量％に対しエポキシ樹脂25〜５重量％配
合し、無機質粒子からなる充てん材を全組成物に対し55
〜80容量％配合して混練し粉砕することを特徴とする成
形用フエノール樹脂組成物の製法。
（11）前項（１）〜（７）のいずれかに記載の成形用フ
エノール樹脂組成物によつて封止されていることを特徴
とする樹脂封止型電子装置。
（12）前項（１）〜（７）のいずれかに記載の成形用フ
エノール樹脂組成物によつてトランスフアモールドされ
ていることを特徴とする樹脂封止型電子装置。
（13）前項（１）〜（７）のいずれかに記載の成形用フ
エノール樹脂組成物によつて封止されていることを特徴
とする樹脂封止型半導体装置。
前記問題点を解決するため、本発明者等はイオン性不純
物含有量が多く、電気特性などが劣るために電子部品用
材料としては殆ど実用が不可能と考えられていたフエノ
ール樹脂の高純度化、電気特性の改良方法、成形材料へ
の適用方法等について種々検討した。その結果、意外に
も前記したフエノール樹脂組成物が、成形性，接着性，
電気特性，耐湿性，耐熱性が良好で、封止品の半田耐熱
性や高温に長時間放置した場合の金線とアルミニウム電
極の接合部の接続信頼性が極めて良好なことを見出し本
発明に至つた。
特にレゾール型フエノール樹脂を用いることによって難
燃剤を配合すること無く難燃性Ｖ−０を達成することが
できると云う優れた特徴を有する。
レゾール型フエノール樹脂及びエポキシ樹脂からなる樹
脂成分は、10倍量の120℃熱水で100時間以上抽出した場
合に抽出液の電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４〜
７、ハロゲンイオンの抽出量が10ppm以下となるような
イオン性不純物が少ないものが良く、しかも、無機質充
てん材は、平均粒径が１〜30μｍの溶融シリカ，結晶性
シリカ，アルミナから選ばれる少なくとも一種の無機質
粒子、特に、球形の溶融シリカが好適である。
本発明に用いるレゾール型フエノール樹脂は基本的に分
子内に反応性のメチロール基並びに水酸基を有している
ため単独で加熱硬化することができる。しかも、その反
応性は硬化触媒を用いなくてもエポキシ樹脂のような熱
硬化性樹脂に比べるとかなり速い。しかし、このような
速硬化性樹脂は電子部品用成形材料、コーテイング材
料、積層材料等として用いようとした場合、材料の流動
時間が短すぎて所定の形状に成形したり、ボイドを発生
させないようにしたり、あるいはインサートに損傷を与
えないように成形することが難しい。そこで、本発明に
おいては、樹脂の硬化性や粘度、流動性等の調整を目的
としてレゾール型フエノール樹脂75〜95重量％に対しエ
ポキシ樹脂25〜５重量％（硬化速度制御剤）併用する。
この場合、エポキシ樹脂の配合量を樹脂成分全体に対し
て５〜25重量％とするのは５重量％未満では樹脂の硬化
性や粘度、流動性等が充分に調整できず、また、25重量
％を超えると硬化物の耐熱性（高温物性）、難燃性等レ
ゾール型フエノール樹脂が本来有している優れた特徴が
損なわれてしまうためである。
これらの樹脂成分のうちレゾール型フエノール樹脂はフ
エノール又はクレゾール等のフエノール類をホルマリン
とアンモニア、ヘキサミンあるいはアミン等の触媒の存
在下で縮合反応させることによつて合成されるものであ
るが、反応に際しては未反応の原料を少なくするために
反応時間を長くし、樹脂の硬化性や流動性との関係から
分子量は適度に大きくすることが望ましい。また、未反
応の原料やイオン性不純物を除去するため、反応生成物
は酸で中和後、水洗、或は水蒸気蒸留し減圧乾燥等を充
分に行つたり、必要に応じてイオン交換樹脂、イオン交
換体等を用いてイオン性不純物の除去を行なう。一方、
エポキシ樹脂はビスフエノールＡやフエノールノボラツ
ク樹脂とエピクロロヒドリンとの縮合反応によつて得ら
れる樹脂である。このエポキシ樹脂についても反応生成
物は未反応の原料やイオン性不純物が充分除去されたも
のでなければならない。これらの樹脂成分に含まれるイ
オン性不純物はその種類が多いために個々の不純物につ
いて含有量を規定することは難しいが、樹脂成分を10倍
量の120℃熱水で100時間以上抽出した場合に、抽出液の
電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４〜７、ハロゲンイ
オンの抽出量が10ppm以下であれば本発明の目的は充分
達成できる。
一方、無機質充てん材は硬化物の熱膨張係数や熱伝導
率、弾性率等の改良を目的に添加するものであり、組成
物全体に対して55〜80容量％の範囲で用いるのは、55容
量％未満ではこれらの特性を充分改良することができ
ず、また、80容量％を超えて添加した場合には材料の粘
度が著しく上昇し流動性が低下してしまうためである。
無機質充てん材としては種々の化合物が挙げられるが、
電子部品材料には熱的化学的に安定な充填剤を用いるこ
とが重要であり、具体的には溶融シリカ、結晶性シリ
カ、アルミナから選ばれる少なくとも１種の無機粒子が
望ましい。特に、最近工業的に量産されるようになつた
球状の溶融シリカは、それ自体の熱膨張係数が小さい上
に、樹脂と混合した場合の粘度上昇や流動性の低下が少
ないため電子部品用材料には特に有用である。なお、こ
れらの充てん材の平均粒径は１〜30μｍの範囲が望まし
い。これは平均粒径が１μｍ未満であると樹脂組成物の
粘度が上昇し流動性が著しく低下するためであり、ま
た、30μｍを超えると成形時に樹脂成分と充てん材の分
離が起きやすく硬化物が不均一になり硬化物物性にばら
つきが生じたり、狭い隙間への充てん性が悪くなるため
である。
本発明の組成物にはこの他必要に応じ、樹脂の硬化反応
を促進するための硬化触媒、硬化物の強じん化や低弾性
率化のための可とう剤、樹脂成分と充てん剤の接着性を
高めるためのカツプリング剤、着色のために染料や顔
料、硬化物の金型からの離形性を改良するための離型剤
等の各種添加剤を発明の目的を損なわない範囲において
用いることができる。
充てん材やこれらの各添加剤は樹脂成分と同様にイオン
性不純物を多量に含むと製品の各種信頼性を著しく低下
させる。そのため、これらの各添加剤についても10倍量
の120℃熱水で100時間以上の抽出を行つた場合抽出液の
電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４〜７、ハロゲンイ
オン抽出量が10ppm以下であることが必要である。
なお、このようなイオン性不純物が製品の各種信頼性に
及ぼす影響を低減するためには樹脂組成物中に直接イオ
ン交換樹脂やイオン交換体の微粒末を配合することが有
効である。特に、アンチモンあるいはビスマスの水酸化
物、含水酸化物、リンアンチモン酸、アンチモン酸ジル
コニウム、アンチモン酸チタン、アンチモン酸スズ、ア
ンチモン酸クロム、アンチモン酸タンタル等のいわゆる
無機イオン交換体を樹脂組成物100重量部に対して0.01
〜５重量部、好ましくは0.1〜１重量部の範囲で配合す
ると樹脂封止半導体の耐湿試験時のアルミニウム配線や
電極部の腐食断線並びに樹脂封止型半導体の高温放置試
験時における全線とアルミニウム電極接合部の接続不良
の防止に顕著な効果がある。
〔作用〕
本発明のエポキシ変性フエノール樹脂の電気特性並びに
その他の特性がこれまでの成形用樹脂に比べて優れてい
るのは、高度に精製を行つたことにより、イオン性不純
物が除去されたためと考える。また、難燃性Ｖ−Ｏのも
のが得られるのは、フエノール樹脂成分によるものであ
る。
次に、本発明の組成物に用いるレゾール型フエノール樹
脂の製造並びに精製法の一例を示す。
製造例１ （レゾール型フエノール樹脂の合成） 3lのフラスコにフエノール500g,30％ホルマリン550g,並
びに25％のアンモニア水25gを加え、攪拌しながら徐々
に加熱し、還流しながら90℃、60分間加熱した後、フラ
スコ内を20mmHgに減圧し、縮合水および未反応成分を除
去した。
次に、この反応生成物500gを別の3lのフラスコに採り、
これにイオン交換水１を加えて90℃、15分間激しく攪
拌した。
冷却後、上部の水層を除去し、再びイオン交換水を１
を加えて70℃、15分間激しく攪拌し、冷却後、上部の水
層を除去した。
この操作を５回繰返した後、反応生成物を減圧しながら
90℃まで加熱し水分を除去し目的とするレゾール型フエ
ノール樹脂を得た。
得られたレゾール型フエノール樹脂の融点、硬化特性並
びにこのレゾール型フエノール樹脂5gにイオン交換水50
gを加え120℃で120時間加熱した後の水のpH、電気伝導
度並びに抽出されたイオン性不純物のイオンクロマトグ
ラフによる分析結果を第１表にまとめて示す。
また、分子量分布をゲルパーミエーシヨンクロマトグラ
フで測定した。その結果を第３図に、保存時間（横軸）
と相対強度（縦軸）との関係のグラフとして示す。
これらの結果から精製したレゾール型フエノール樹脂は
イオン性不純物が極めて少ないことが分かる。
また、第３図からは反応生成物は２ないし３核体以上の
多核体成分が多く、未反応の低分子量成分が少ないこと
が明らかである。
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。
実施例１〜３ 樹脂成分として上記の方法で精製したレゾール型フエノ
ール樹脂並びにビスフエノールＡ型エポキシ樹脂、充て
ん材として平均粒径15μｍの球形の溶融シリカ、カツプ
リング剤としてエポキシシラン、離型剤としてモンタン
酸エステルロウ、着色剤としてカーボンブラツクを用
い、後記第２表に示す配合割合で成形材料を作製した。
各素材の混練には直径20インチの二軸ロールを用い、ロ
ール表面温度約60〜75℃で約10分間の混練を行つた。
比較例１〜３ 上記実施例と同じ素材を用い第２表に示す配合割合で上
記同様にして３種類の成形材料を作製した。
比較例４ 樹脂成分として未精製のレゾール型フエノール樹脂（軟
化温度60℃、ゲル化時間30秒、120℃、120時間抽出後の
抽出水のpH9.5、電気伝導度4500μS/cm、Clイオン抽出
量1540ppm）を用い、第２表に示すように実施例２と同
じ配合割合の成形材料を作製した。
比較例５ 樹脂成分としてｏ−クレゾールノボラツク型エポキシ樹
脂（エポキシ当量195,軟化温度75〜80℃）90重量部、臭
素化ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量39
4,軟化温度65℃）10重量部，硬化剤としてフエノールノ
ボラツク樹脂（水酸基当量106,硬化温度65℃）55重量
部，硬化促進剤としてトリフエニルホスフイン1.0重量
部，充てん材として平均粒径15μｍの球形の溶融シリカ
470重量部、難燃化助剤として三酸化アンチモン10重量
部、カツプリング剤としてエポキシシラン3.0重量部、
離型剤としてモンタン酸エステルロウ1.0重量部、着色
剤としてカーボンブラツク1.0重量部を前記実施例と同
様に二軸ロールを用いて混練し成形材料を作製した。
比較例６ 樹脂成分としてｏ−クレゾールノボラツク型エポキシ樹
脂（エポキシ当量195,軟化温度75〜80℃）100重量部、
硬化剤としてフエノールノボラツク樹脂（水酸基当量10
6,軟化温度65℃）58重量部、硬化促進剤としてトリフエ
ニルホスフイン1.0重量部、充てん材として平均粒径15
μｍの球形の溶融シリカ480重量部、カツプリング剤と
してエポキシシラン3.0重量部、離型剤としてモンタン
酸エステルロウ1.0重量部、着色剤としてカーボンブラ
ツク1.0重量部を前記実施例と同様に二軸ロールを用い
て混練し、非難燃型のエポキシ樹脂系成形材料を作製し
た。
こうして得られた各成形材料の170℃における成形性、
金型温度170℃、成形圧力70kg/cm2、成形時間90秒で成
形し、その後、180℃で15時間の後硬化を行つた成形品
の諸物性並びの成形品を100メツシユ以下に粉砕し各粉
末5gに50gのイオン交換水を加え120℃で120時間加熱し
た後の水のpH、電気伝導度並びに抽出されたイオン性不
純物を比較した。これの結果を第２表にまとめて示す。
表中接着性は厚さ0.25mm、幅5mmの42アロイの先端を各
成形材料で封止（封止部分10mm）し、引き抜き試験を行
つた場合の値である。
また、本発明の成形材料を電子部品に適用する場合の半
導体素子のアルミニウム電極や金ワイヤとアルミニウム
電極接合部の腐食や接続信頼性に及ぼす影響を明らかに
するために第２図に示すように内径φ30mm、長さ150mm
のガラス製のアンプル中に各種成形品と金ワイヤをボン
デイングした裸の素子を共存させ、これを230℃に加熱
した場合の金とアルミニウムの接合強度の経時変化を測
定した。その結果を第１図に示す。
すなわち第１図は、各種成形材料（成形品）が金ワイヤ
とアルミニウム電極接合部の高温における接続信頼性に
及ぼす影響を、225℃加熱時間（ｈ、横軸）と金／アル
ミニウム接合強度（ｇ、縦軸）との関係で示すグラフで
ある。
また第２図は、第１図の試験方法で採用した試験容器並
びに試験片の断面概略図である。第２図において、符号
１はシリコンチツプ、２は金ワイヤ、３はリードフレー
ム、４は銀ペースト（接着剤）、５は樹脂硬化物（成形
品）、６はガラスアンプルを意味する。第２表から明ら
かなように、樹脂成分としてレゾール型フエノール樹脂
を単独で用いた比較例１の成形材料は溶融粘度が高く成
形性が著しく劣るのに対し、エポキシ樹脂を配合した本
発明の実施例１〜３の成形材料は成形性が良好な上に、
成形品の高温物性（ガラス転移温度、曲げ強度）も良好
である。しかし、比較例２及び３に示すようにエポキシ
樹脂の配合量を増やすと成形品の高温物性が比較例５及
び６に示すエポキシ樹脂系成形材料のように低下し、更
に成形品の難燃性も低下しUL規格の難燃グレードＶ−０
を満たせなくなつてしまう。更に、成形品を粉砕して測
定した抽出液の特性はレゾール型フエノール樹脂を精製
して用いることによつてpHは中性ないしは弱酸性を示
し、電気伝導度も小さく、しかも、ハロゲンイオンの抽
出量も少なくなつていることが判る。42アロイに対する
接着性も従来のエポキシ樹脂系成形材料に比べるとかな
り良好である。
第１図は本発明の最も重要な特性を示すものであるが、
本発明の成形品は半導体素子のアルミニウム電極の腐食
並びに金線とアルミニウムとの接合部の接続信頼性に及
ぼす影響が極めて少ないことが明りようである。このよ
うな現象は一般に成形材料に難燃化剤として配合する臭
素化化合物の熱分解生成物の影響と考えられているが、
このことは比較例５と比較例６の比較から明らかであ
る。本発明の成形材料はこのような難燃剤を配合しなく
ても高い難燃性が得られこのように優れた特性が現われ
るものである。
実施例４ 次に、各成形材料を用い半導体素子を封止し各種信頼性
を評価した。使用した半導体素子は表面にアルミニウム
配線を有し、チツプサイズは６×8mm角、銀ペーストで
リードフレームのタブに接着され、チツプ上のアルミニ
ウム電極とリードフレーム間は金ワイヤで電気的に接続
したものである。また、パツケージサイズは15×20mm、
厚さは2mmで、半導体素子はパツケージのほぼ中央部に
位置するように封止した。封止にはトランスフア成形機
を用い、成形は金型温度170℃、成形圧力70kg/cm、成形
時間1.5分で行い、成形品はその後170℃で15時間の後硬
化を行つた。次にこれらの封止品を121℃、２気圧のプ
レシヤークツカーテスト（PCT）にかけアルミニウム配
線の腐食不良発生時間を調べた。また、封止品を225℃
の高温槽中に放置し、金ワイヤとアルミニウム配線の接
合部の接続不良発生時間を調べた。更に、封止品を65
℃、95％RH下に168時間放置した後215℃のベーパーリフ
ロー槽中で150秒間加熱し、パツケージクラツクの発生
の有無を調べた。これらの結果を第３表にまとめて示
す。
第２表及び第３表から、本発明の成形品の各特性は、従
来品よりも極めて良好な特性を有することが明らかであ
る。
実施例４〜６ 樹脂成分として、前記製造例１で、合成したレゾール型
フエノール樹脂100重量部に対し、イオン交換体として
アンチモン系（IXE-300,東亜合成化学工業株式会社
製）、ビスマス系（IXE-500,同）及び両者混合系（IXE-
600,同）の無機イオン交換体、充填剤として平均粒径15
μｍの球形の溶融シリカ、カツプリング剤としてエポキ
シシラン、離型剤としてモンタン酸エステルロウ、着色
剤としてカーボンブラツクを用い、第４表に示す配合割
合で成形材料を作製した。各素材の混練には直径20イン
チの二軸ロールを用い、ロール表面温度約60℃で約10分
間の混練を行つた。
比較例７ 上記実施例４と同様にしてエポキシ樹脂を20重量部配合
した。但し、イオン性不純物捕促剤は配合しない成形材
料を作製した。
比較例８ 樹脂成分として通常の末精製レゾール型フエノール樹脂
（120℃,120時間抽出後の抽出水のpH9.5、電気伝導度45
00μS/cm、Clイオン抽出量1540ppm）を用い、第４表に
示す配合割合の成形材料を作製した。
上記、実施例４〜６および比較例7,8について、前記第
１表〜第３表と同様に各種の試験を行なつた。結果を第
４表にまとめて示した。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の樹脂組成物は耐熱性、難
燃性や電気特性、低イオン性不純物含量等が要求される
電子部品用成形材料として有用である。
また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、耐湿信頼性、
金線とアルミニウムとの接合部の接続信頼性、パツケー
ジが吸湿した状態ではんだ付け実装した場合のパツケー
ジの耐クラツク性等の特性が極めて良好であり、信頼性
の高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は各種成形材料（成形品）が金ワイヤとアルミニ
ウム電極接合部の高温における接続信頼性に及ぼす影響
を試験した結果を示すグラフ、第２図は第１図の試験で
採用した試験装置の断面概略図、第３図は本発明組成物
で使用するレゾール型フエノール樹脂の１例の分子量分
布を示すゲルパーミエーシヨンクロマトグラフである。 １……シリコンチツプ、２……金ワイヤ、３……リード
フレーム、４……銀ペースト、５……樹脂硬化物、６…
…ガラスアンプル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０８Ｇ 8/10 ＮＢＤ (Ｃ０８Ｌ 61/10 63:00） (72)発明者 瀬川 正則 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 阿部 英俊 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 堀江 修 茨城県結城市大字鹿窪1772番地の２ 日立 化成工業株式会社南結城工場内 (56)参考文献 特開 昭59−200444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−7325（ＪＰ，Ａ)

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レゾール型フエノール樹脂75〜95重量％に
    対しエポキシ樹脂25〜５重量％を含むことを特徴とする
    成形用フエノール樹脂組成物。
  2. 【請求項２】高純度レゾール型フエノール樹脂を主成分
    とし、硬化速度制御剤を含むことを特徴とする成形用フ
    エノール樹脂組成物。
  3. 【請求項３】無機質粒子からなる充てん材が全組成物に
    対し55〜80容量％含むことを特徴とする請求項１または
    ２記載の成形用フエノール樹脂組成物。
  4. 【請求項４】樹脂成分がレゾール型フエノール樹脂75〜
    95重量％、エポキシ樹脂25〜５重量％であり、かつ10倍
    量の120℃の熱水で100時間以上加熱抽出した場合に、該
    抽出液の電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４〜７、ハ
    ロゲンイオン量が10ppm以下であることを特徴とする成
    形用フエノール樹脂組成物。
  5. 【請求項５】樹脂成分がレゾール型フエノール樹脂75〜
    95重量％、エポキシ樹脂25〜５重量％であり、かつ10倍
    量の120℃の熱水で100時間以上加熱抽出した場合に、該
    抽出液の電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４〜７、ハ
    ロゲンイオン量が10ppm以下であり、無機イオン交換体
    が上記樹脂成分100重量部に対し５重量部以下含むこと
    を特徴とする成形用フエノール樹脂組成物。
  6. 【請求項６】無機質粒子からなる充てん材が全組成物に
    対し55〜80容量％含むことを特徴とする請求項４または
    ５記載の成形用フエノール樹脂組成物。
  7. 【請求項７】無機質粒子からなる充てん材が、平均粒径
    １〜30μｍの溶融シリカ、結晶性シリカおよびアルミナ
    から選ばれる少なくとも１種の無機質粒子であることを
    特徴とする請求項３または６記載の成形用フエノール樹
    脂組成物。
  8. 【請求項８】レゾール型フエノール樹脂の製法におい
    て、10倍量の120℃の熱水で100時間以上加熱抽出した場
    合に、該抽出液の電気伝導度が100μS/cm以下、pHが４
    〜７、ハロゲンイオン量が10ppm以下となるまで精製処
    理することを特徴とするレゾール型フエノール樹脂の製
    法。
  9. 【請求項９】酸による中和と水洗により精製処理するこ
    とを特徴とする請求項８記載のレゾール型フエノール樹
    脂の製法。
  10. 【請求項１０】10倍量の120℃の熱水で100時間以上加熱
    抽出した場合に、該抽出液の電気伝導度が100μS/cm以
    下、pHが４〜７、ハロゲンイオン量が10ppm以下となる
    まで酸による中和と水洗により精製処理したレゾール型
    フエノール樹脂75〜95重量％に対しエポキシ樹脂25〜５
    重量％配合し、無機質粒子からなる充てん材を全組成物
    に対し55〜80容量％配合して混練し粉砕することを特徴
    とする成形用フエノール樹脂組成物の製法。
  11. 【請求項１１】請求項１〜７の何れかに記載の成形用フ
    エノール樹脂組成物によつて封止されていることを特徴
    とする樹脂封止型電子装置。
  12. 【請求項１２】請求項１〜７の何れかに記載の成形用フ
    エノール樹脂組成物によつてトランスフアモールドされ
    ていることを特徴とする樹脂封止型電子装置。
  13. 【請求項１３】請求項１〜７の何れかに記載の成形用フ
    エノール樹脂組成物によつて封止されていることを特徴
    とする樹脂封止型半導体装置。
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