JPH08245760A - 半導体装置およびそれに用いる半導体封止用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐湿信頼性が高く、かつその製造時における成
形性，耐クラック性，封止作業性等に優れる半導体装置
を提供する。 【構成】下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有する
エポキシ樹脂組成物の硬化体で半導体素子を封止する。 （Ａ）下記の一般式（１）で表される脂環型フェノール
樹脂および下記の一般式（２）で表されるノボラック型
フェノール樹脂を含有する硬化剤であり、上記脂環型フ
ェノール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の重量
配合割合が、上記脂環型フェノール樹脂／ノボラック型
フェノール樹脂＝１／０．２５〜１／４である。 【化１】 【化２】 （Ｂ）下記の一般式（３）で表されるシリコーンオイ
ル。 【化３】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐湿信頼性が高く、か
つその製造時における成形性，耐クラック性，封止作業
性に優れる半導体装置およびそれに用いる半導体封止用
樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トランジスタ，ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体
装置において、外部環境からの半導体素子の保護および
半導体装置の取扱性（ハンドリング性）の観点から、半
導体素子の樹脂封止（以下、適宜「プラスチックパッケ
ージ」ともいう）がなされている。このプラスチックパ
ッケージの代表的なものとしては、デュアルインライン
パッケージ（ＤＩＰ）があげられる。このＤＩＰは、ピ
ン挿入型のものであり、実装基板に対してピンを挿入す
ることにより、半導体装置の取り付けが可能なものであ
る。

【０００３】他方、最近では、ＬＳＩ等の半導体装置に
おいて、高集積化および高速化が進んでおり、これに加
え、電子装置の小型化および高機能性化の要請から、半
導体装置の基板への実装密度の高密度化も進められてい
る。このような観点から、ＤＩＰのようなピン挿入型パ
ッケージに代えて、表面実装型パッケージが採用され、
ＤＩＰに代わりこれが主流になりつつある。このような
表面実装型パッケージを採用した半導体装置は、平面的
に接続用のピンをとり出し、これを実装基板表面に直接
半田等によって固定するという方式をとるものである。
このため、半導体装置を大形化することなく接続用のピ
ンの多数化を実現できる構造となり、小形化と高性能化
を同時に図ることが可能となる。したがって、このよう
な表面実装型の半導体装置の使用により、実装基板上で
の専有面積が小さくなり、また基板の両面実装が可能と
なるため、実装基板への高密度搭載が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな表面実装型の半導体装置は、上記のような優れた利
点を有するものの、表面実装時前に、封止樹脂が吸湿し
ている場合、半田実装時において、水分の蒸気圧によっ
て封止樹脂にクラックが発生するという重大な問題があ
る。

【０００５】この問題を図面に基づいて具体的に説明す
る。図１は、一般的な表面実装型半導体装置の構成を示
す断面図である。図示のように、この半導体装置では、
半導体素子１が、ダイボンドパット３上に搭載され、接
着剤（図示せず）により固定されている。また、上記半
導体素子１の側面付近には、リードフレーム４の一端が
位置しており、このリードフレーム４の一端と上記半導
体素子１とが、金属製ワイヤー５で接続されている。そ
して、上記半導体素子１と、これを搭載するダイボンド
パット３と、上記リードフレーム４の一端とが半導体封
止用樹脂組成物の硬化体２で封止されている。このよう
な構造をとる半導体装置において、水分（湿気）は、半
導体封止用樹脂組成物の硬化体２を通って半導体装置内
に侵入し、主として、半導体素子１の表面（回路形成
面）、ダイボンドパット３の裏面（半導体素子１搭載面
と反対側の面）、半導体素子１とダイボンドパット３と
の界面に存在する接着剤部（図示せず）の各所に滞留す
る。そして、このような水分を吸収した半導体装置を基
板に搭載して赤外線リフロー（ＩＲリフロー）等の半田
表面実装を行うと、半導体装置内に吸収された水分が、
上記半田実装時の加熱によって気化する。この結果、図
２に示すように、この気化にともなう蒸気圧により、半
導体素子１とダイボンドパット３とが剥離して、空隙６
を生じるようになる。そして、図３に示すように、この
空隙６は、蒸気圧の上昇にともなって大きくなり、ダイ
ボンドパット３の裏面にまで広がり、最終的には、半導
体封止用樹脂組成物の硬化体２にクラック７が発生す
る。このクラックは、半導体装置内部への水の侵入経路
となるため、クラックが発生した半導体装置は、耐湿信
頼性が、大幅に低下するようになる。また、このクラッ
クの発生により封止樹脂組成物の硬化体２の膨張によ
り、半導体装置の半田実装が充分にできなくなるという
問題も発生するようになる。

【０００６】従来から、クラックの発生を防止するため
に、製造直後の半導体装置を、防湿袋で梱包し、半導体
封止用樹脂組成物の硬化体の吸湿を防止する方法や、表
面実装の直前に、半導体装置を予備乾燥処理して吸湿水
分を除去する方法等の措置が取られている。しかしなが
ら、防湿袋で梱包する方法は、防湿袋に多大な費用がか
かり、コスト的に不利な方法である。また、半導体装置
を予備乾燥処理する方法は、特殊な装置や設備等が必要
となり、コスト的に不利なだけでなく、半導体装置の製
造工程が煩雑化，長工程化して生産効率が低下するとい
う問題がある。

【０００７】これらの方法の他に、半導体封止用樹脂組
成物の吸湿性の改善が試みられている。具体的には、ビ
フェニルタイプのエポキシ樹脂を主成分とした半導体封
止用樹脂組成物が開発されている。しかしながら、この
エポキシ樹脂組成物は、従来から使用されているノボラ
ック型エポキシ樹脂組成物に比べ、硬化性が低く、かつ
成形バリや成形ボイドが発生しやすいという成形上の問
題を有する。このため、吸湿性を改善した半導体封止用
樹脂組成物の適用は、困難であるのが実情である。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、耐湿信頼性が高く、かつその製造時における成
形性，耐クラック性，封止作業性に優れる半導体装置お
よびそれに用いる半導体封止用樹脂組成物の提供をその
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体素子をエポキシ樹脂組成物の硬化
体で封止してなる半導体装置であって、上記エポキシ樹
脂組成物が、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有
する半導体装置を第１の要旨とする。 （Ａ） 下記の一般式（１）で表される脂環型フェノー
ル樹脂および下記の一般式（２）で表されるノボラック
型フェノール樹脂を含有する硬化剤であり、上記脂環型
フェノール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の重
量配合割合が、上記脂環型フェノール樹脂／ノボラック
型エポキシ樹脂＝１／０．２ ５〜１／４である。

【００１０】

【化７】

【００１１】

【化８】

【００１２】（Ｂ） 下記の一般式（３）で表されるシ
リコーンオイル。

【００１３】

【化９】

【００１４】また、本発明は、エポキシ樹脂を主成分と
する半導体封止用樹脂組成物であって、下記の（Ｃ）成
分および（Ｄ）成分を含有する半導体封止用樹脂組成物
を第２の要旨とする。 （Ｃ） 下記の一般式（１）で表される脂環型フェノー
ル樹脂および下記の一般式（２）で表されるノボラック
型フェノール樹脂を含有する硬化剤であり、上記脂環型
フェノール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の重
量配合割合が、上記脂環型フェノール樹脂／ノボラック
型エポキシ樹脂＝１／０．２ ５〜１／４である。

【００１５】

【化１０】

【００１６】

【化１１】

【００１７】（Ｄ） 下記の一般式（３）で表されるシ
リコーンオイル。

【００１８】

【化１２】

【００１９】

【作用】すなわち、本発明者らは、半導体封止用樹脂組
成物の硬化体の吸湿性の改善と、硬化性および成形性の
問題を同時に解決するために、一連の研究を重ね、エポ
キシ樹脂組成物を中心に、これを構成する種々成分につ
いて検討した。その結果、上記２種類のフェノール樹脂
を特定の割合で含有する硬化剤および上記特定のシリコ
ーンオイルを用いたエポキシ樹脂組成物を半導体封止用
樹脂組成物として用いるという技術を開発するに至った
のである。

【００２０】すなわち、上記一般式（１）で表される脂
環型フェノール樹脂を採用することにより、得られるエ
ポキシ樹脂組成物の硬化体の吸湿性が大幅に改善される
ようになる。このため、クラックの発生が防止されて半
導体装置の耐湿信頼性が向上するようになる。そして、
これと併用するフェノール樹脂として、上記一般式
（２）で表されるノボラック型フェノール樹脂を採用す
ることにより、得られるエポキシ樹脂組成物の硬化性の
低下が防止されるようになる。さらに、このノボラック
型フェノール樹脂の作用により、エポキシ樹脂組成物の
半導体素子やリードフレーム等に対する接着性が向上す
るようになり、この接着性の向上と上記脂環型フェノー
ル樹脂の吸湿性の改善とが相乗的に作用して、本発明の
半導体装置ではクラックの発生が一層効果的に防止され
るようになる。

【００２１】このように、上記２種類のフェノール樹脂
を併用した特種な硬化剤の作用により、エポキシ樹脂組
成物の吸湿性や硬化性の改善がなされる。そして、上記
ノボラック型フェノール樹脂の作用により、成形バリの
発生が抑制されるようになって成形性が改善されるよう
になる。しかし、上記２種類の硬化剤を配合することに
より、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が極端に低下した
り、成形時の流動性バランスの調整が困難となって、成
形性の改善が充分なものにはならない。そこで、この成
形性の改善を充分なものにする手段として、本発明で
は、エポキシ樹脂組成物に、上記硬化剤に加え、上記特
定のシリコーンオイルを配合するのである。この結果、
このシリコーンオイルの作用により、エポキシ樹脂組成
物の溶融粘度の極端な低下が防止され、また成形時の流
動性のバランスがうまく調整されるようになってエポキ
シ樹脂組成物の成形性が充分に改善され、半導体素子の
樹脂封止の際の成形バリや成形ボイドの発生がより一層
抑制されるようになる。

【００２２】すなわち、本発明では、上記脂環型フェノ
ール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂ならびに特
定のシリコーンオイルをエポキシ樹脂組成物の必須成分
とすることにより、これら３成分の作用により、吸湿
性，硬化性，成形性等の従来の問題を同時に解決し、半
導体装置の耐湿信頼性および製造効率の向上を実現した
ものである。

【００２３】つぎに、本発明を詳しく説明する。

【００２４】本発明の半導体装置は、特殊なエポキシ樹
脂組成物の硬化体を用いて半導体素子が樹脂封止された
ものである。

【００２５】上記特殊なエポキシ樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂を主成分とし、このエポキシ樹脂の硬化剤とし
て、上記一般式（１）で表される脂環型フェノール樹脂
および上記の一般式（２）で表されるノボラック型フェ
ノール樹脂を含有する硬化剤（Ａ成分）と、上記一般式
（３）で表されるシリコーンオイル（Ｂ成分）を含有す
るものである。

【００２６】上記エポキシ樹脂組成物の主成分であるエ
ポキシ樹脂は、特に制限するものではなく、通常、プラ
スチックパッケージの半導体装置の分野で使用されてい
るものが適用でき、例えば、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂，フェノールノボラック型エポキシ樹脂，ビ
スフェノール型エポキシ樹脂，ビフェニル型エポキシ樹
脂等があげられる。このなかでも、融点が室温（２５
℃）を越え、室温で固形状あるいは高粘度の液状を示す
ものを用いることが好ましい。また、上記ノボラック型
エポキシ樹脂としては、通常、エポキシ当量が１５０〜
２５０、軟化点が５０〜１３０℃のものが好適に用いら
れる。特に、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とし
ては、エポキシ当量が１８０〜２１０、軟化点が６０〜
１１０℃のものを用いることが好ましい。

【００２７】上記硬化剤（Ａ成分）としては、上記一般
式（１）で表される脂環型フェノール樹脂および上記一
般式（２）で表されるノボラック型フェノール樹脂を含
有するものである。そして、これらのフェノール樹脂は
混合して用いられ、この混合方法は、それぞれを溶融し
て混合してもよいし、それぞれを粉砕して混合してもよ
い。

【００２８】上記一般式（１）で表される脂環型フェノ
ール樹脂において、ｎは、１〜５の整数である必要があ
り、好ましくは、ｎ＝２〜４の整数である。また、上記
一般式（１）において、Ｒは、水素原子またはハロゲン
やメチル基等の一価の官能基であるが、好ましくは、水
素原子である。このような条件を満たす脂環型フェノー
ル樹脂の使用により、エポキシ樹脂組成物硬化体の吸湿
性が大幅に改善される。

【００２９】上記一般式（２）で表されるノボラック型
フェノール樹脂において、ｎは、１〜８の整数である必
要があり、好ましくは、ｎ＝３〜６の整数である。ま
た、上記一般式（２）において、Ｒ₁ およびＲ₂ は、水
素原子またはハロゲンやメチル基等の一価の官能基であ
り、それぞれ同じでも異なっていてもよい。これらＲ₁
およびＲ₂ の好適組合わせとしては、Ｒ₁ ＝水素原子と
Ｒ₂ ＝水素原子、Ｒ₁ ＝メチル基とＲ₂ ＝水素原子等の
組合わせがあげられる。また、このノボラック型フェノ
ール樹脂において、３核体および４核体の合計量が、上
記ノボラック型フェノール樹脂全体の９０重量％（以下
「％」と略す）以上である必要がある。好ましくは、３
核体および４核体の合計量が、上記ノボラック型フェノ
ール樹脂全体の９０〜９５％の範囲である。このような
条件を満たすノボラック型フェノールを使用することに
より、エポキシ樹脂組成物の硬化性および接着性等が向
上するようになる。

【００３０】上記脂環型フェノール樹脂とノボラック型
フェノール樹脂との重量配合割合は、上記脂環型フェノ
ール樹脂／ノボラック型エポキシ樹脂＝１／０．２５〜
１／４、好ましくは、上記脂環型フェノール樹脂／ノボ
ラック型エポキシ樹脂＝１／０．５〜１／１．５であ
り、特に好ましくは上記脂環型フェノール樹脂／ノボラ
ック型エポキシ樹脂＝１／０．８〜１／１．２である。
このような適正配合割合を外れると、エポキシ樹脂組成
物硬化体の吸湿性が改善されないおそれがあり、また硬
化性や接着性等が低下するおそれがある。

【００３１】また、上記エポキシ樹脂（Ｘ成分）に対す
る、上記脂環型フェノール樹脂とノボラック型フェノー
ル樹脂とから構成される硬化剤（Ａ成分）の配合割合
は、上記Ｘ成分中のエポキシ基１当量あたり、Ａ成分中
の水酸基が０．５〜２．０当量となるように配合するこ
とが好ましい。特に好ましいのは、上記Ｘ成分中のエポ
キシ基１当量あたり、Ａ成分中の水酸基が０．８〜１．
０当量となる割合である。

【００３２】つぎに、上記一般式（３）で表されるシリ
コーンオイル（Ｂ成分）は、上記エポキシ樹脂や硬化剤
（Ａ）に直接配合し混合してもよいし、あるいは、これ
らと予め溶融反応を行ってもよい。また、上記一般式
（３）において、Ｒ₃ としては、アミノ変性の一価の有
機基，シリコン変性の一価の有機基，チオニル変性の一
価の有機基が好ましく、特に好ましくは、アミノ変性の
一価の有機基である。このような好適の有機基を選択す
ることにより、成形時のボイド，バリの低減の利点が得
られる。

【００３３】また、上記シリコーンオイル（Ｂ成分）の
配合割合は、全有機成分に対し、０．２〜３％の配合割
合が好ましく、特に好ましくは０．８〜１．５％であ
る。このような好適範囲を外れると、成形時のボイド，
バリが発生しやすくなり成形金型によごれが発生するお
それがある。

【００３４】本発明の半導体封止用樹脂組成物には、上
記特殊な硬化剤（Ａ成分）およびシリコーンオイル（Ｂ
成分）の他、必要に応じ、種々添加剤を配合してもよ
い。

【００３５】上記添加剤の一つとして、無機充填剤があ
げられる。この無機充填剤としては、結晶性および溶融
性シリカ粉末があげられる。また、この他に、アルミナ
粉末，酸化ベリリウム粉末等も使用することができる。
これらは、単独であるいは二種類以上併用される。この
無機充填剤の配合割合は、半導体封止用樹脂組成物全体
の６０〜９０％の範囲が好ましく、特に好ましくは、８
０〜８８％である。

【００３６】また、その他の添加剤として、難燃剤，難
燃助剤，カップリング剤，硬化促進剤，ワックス等があ
げられる。

【００３７】上記難燃剤としては、ノボラック型ブロム
化エポキシ樹脂，ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂等があげられる。また、難燃助剤として、三酸化ア
ンチモン，五酸化アンチモン等があげられ、これらを併
用することが好ましい。

【００３８】上記カップリング剤として、グリシジルエ
ーテルタイプ，アミンタイプ，チオシアンタイプ等のメ
トキシないしエトキシシラン等があげられ、これらは単
独であるいは二種類以上併用される。このカップリング
剤の使用方法としては、上記充填剤に対してドライブレ
ンドしたり、もしくは予備加熱反応させたり、さらに有
機成分原料に対する予備混合等があげられ、適宜選択さ
れる。

【００３９】上記硬化促進剤としては、アミン系，リン
系，ホウ素系等の硬化促進剤があげられ、単独でもしく
は二種類以上併用される。

【００４０】上記ワックスとしては、高級脂肪酸，高級
脂肪酸エステル，高級脂肪酸カルシウム等の化学物があ
げられ、単独でもしくは二種類以上で併用される。

【００４１】つぎに、本発明の半導体封止用樹脂組成物
は、上記各原料を用い、以下のようにして製造される。
すなわち、上記各原料を所定の割合で配合し、予備混合
する。その後、ミキシングロール機等の混練機にかけて
加熱状態で溶融混練し、これを室温まで冷却した後、公
知の手段により、粉砕し必要に応じ打錠するという一連
の工程により製造することができる。

【００４２】そして、上記半導体封止用樹脂組成物を用
いての半導体素子の樹脂封止は、特に制限するものでは
なく、トランスファーモールド等の公知の方法を適用す
ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置は、
２種類のフェノール樹脂を併用した硬化剤（Ａ成分）お
よび特定のシリコーンオイル（Ｂ成分）を用いたエポキ
シ樹脂組成物の硬化体により、半導体素子が封止された
ものである。このエポキシ樹脂組成物の硬化体は、上記
硬化剤（Ａ成分）の作用により、吸湿性が大幅に改善さ
れたものであり、また、この硬化体と、半導体素子等と
の接着性も大きく向上している。このため、本発明の半
導体装置では、半田実装時等の熱処理時におけるクラッ
クの発生が防止されるようになり、水の侵入経路が生じ
なくなる。したがって、本発明の半導体装置は、耐湿信
頼性が極めて優れたものとなる。また、上記硬化剤（Ａ
成分）の作用により、上記エポキシ樹脂組成物の硬化性
が向上し、封止作業性等が向上して、半導体装置の製造
効率が優れるようになる。また、上記シリコーンオイル
（Ｂ成分）の作用により、エポキシ樹脂組成物の成形性
が向上し、半導体装置製造時の成形バリや成形ボイドの
発生が防止されるようになる。この結果、本発明の半導
体装置は、その製造における不良品の発生率も著しく減
少するようになり、量産性に優れるようになる。

【００４４】つぎに、実施例について、比較例と併せて
説明する。

【００４５】まず、実施例および比較例に先立ち、下記
に示す各原料を準備した。

【００４６】〔エポキシ樹脂〕 ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 エポキシ当量：１９５，軟化点８５℃

【００４７】〔臭素化エポキシ樹脂〕 臭素化ビスフェノール型エポキシ樹脂 エポキシ当量：４６０，軟化点：９０℃

【００４８】〔フェノール樹脂Ａ〕下記の一般式（４）
で表されるフェノール樹脂 水酸基当量：１７０，軟化点：８０℃

【００４９】

【化１３】

【００５０】〔フェノール樹脂Ｂ〕下記の一般式（５）
で表されるフェノール樹脂 水酸基当量：１０８，軟化点：８０℃，３核体および４
核体の含有量：９２％

【００５１】

【化１４】

【００５２】〔フェノール樹脂Ｂ′〕上記一般式（５）
で表されるフェノール樹脂 水酸基当量：１０８，軟化点：８０℃，３核体および４
核体の含有量：９０％

【００５３】〔フェノール樹脂Ｃ〕 フェノールノボラック樹脂 平均重合度：ｎ＝７，水酸基当量：１０５，軟化点：９
０℃

【００５４】〔シリコーンオイル〕下記の一般式（６）
で表されるシリコーンオイル

【００５５】

【化１５】

【００５６】〔シランカップリング剤〕 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン

【００５７】

【実施例１〜７，比較例１〜４】下記の表１および表２
に示す各原料を、同表に示す割合で配合し、９０〜１１
０℃に加熱したロール混練機にかけて３分間溶融混練し
た。そして、この溶融物を冷却後、粉砕し、さらに打錠
してタブレット化し、エポキシ樹脂組成物を作製した。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】つぎに、上記タブレット状のエポキシ樹脂
組成物を用い、トランスファーモールドにより、ＴＭＡ
（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙ
ｓｉｓ）用試験片，曲げ試験片，吸湿率測定用試験片を
作製した。

【００６１】また、上記タブレット状のエポキシ樹脂組
成物を用い、アルミニウム電極の腐食性を検討するため
に設計した半導体素子を１６デュラルインラインパッケ
ージ（１６ｐｉｎ−ＤＩＰ）の形態にトランスファーモ
ールドにより樹脂封止し、耐湿信頼性検討用の半導体装
置を作製した。

【００６２】そして、半田実装時の耐クラック性等を確
認するため、上記タブレット状のエポキシ樹脂組成物を
用い、８０ピンクワッドフラットパッケージ（８０ｐｉ
ｎ−ＱＦＰ，２０ｍｍ×１４ｍｍ×厚み２．５ｍｍ）で
８ｍｍ×８ｍｍのダイボンドパッドに７ｍｍ×７ｍｍの
サイズの半導体素子を搭載し、上記と同様のトランスフ
ァーモールドにより半導体装置を作製した。

【００６３】このようにして作製した、各試験片および
半導体装置を用い、下記の各種試験を行った。この結果
を、下記の表３および表４に示す。

【００６４】〔ガラス転移温度，熱膨張係数〕上記ＴＭ
Ａ試験片を用い、ＴＭＡ試験装置（ＭＪ−８００ＧＭ，
リガク電機社製）により、昇温速度５℃／分の条件で行
った。

【００６５】〔曲げ強度，曲げ弾性率〕上記曲げ強度試
験片を用い、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に基づき、エポキシ
樹脂組成物の硬化体の曲げ強度，曲げ弾性率を、室温
（２５℃）と高温（２２０℃）の条件下において測定し
た。

【００６６】〔吸湿率測定試験〕上記吸湿率測定用試験
片の８５℃／８５％ＲＨ条件での３００時間放置後にお
ける重量変化を測定して、エポキシ樹脂組成物の硬化体
の吸湿率を測定した。

【００６７】〔耐湿信頼性〕耐湿信頼性検討用の半導体
装置を用い、１２０℃／１００％ＲＨの条件でのプレッ
シャークッカー試験（以下「ＰＣＴ試験」という）を行
い、１０００時間後の不良素子の数を計測した。なお、
この試験に供した半導体装置の素子の初期数は、４０個
である。

【００６８】〔耐クラック性試験〕上記耐クラック性試
験用の半導体装置（８０ｐｉｎ−ＱＦＰ）を、８５℃／
８５％ＲＨの条件で１２０時間吸湿させた後、２６０℃
の溶融半田に１０秒間浸漬し、封止樹脂（エポキシ樹脂
組成物硬化体）のクッラク数を計測した。なお、この耐
クラック性試験に供した半導体装置の初期数は１０個で
ある。

【００６９】〔接着性試験〕エポキシ樹脂組成物の半導
体素子およびリードフレーム等に対する接着性を、図４
および図５に示すようにして評価した。すなわち、図４
に示すように、リードフレームあるいは半導体素子と同
じ材質の板８の上にエポキシ樹脂組成物の硬化体（円錐
台形状）９を接着させた。そして、図５に示すように、
上記エポキシ樹脂組成物の硬化体９に対し、矢印１０方
向から剪断力を加えた。そして、上記エポキシ樹脂硬化
体９が板８から剥離した時の剪断力を測定し、この剪断
力を接着力とした。なお、上記剪断力の測定は、剪断力
測定装置（オートグラフＡＧ−Ａ型，島津製作所社製）
を用いて行った。

【００７０】〔成形性試験〕上記半導体装置（８０ｐｉ
ｎ−ＱＦＰ）の封止樹脂硬化体（ＰＫＧ）内の０．２ｍ
ｍ以上のボイド数を、Ｘ線解析装置（Ｐ−７０，ポニー
原子工業社製）および超音波解析装置（ＡＴ−６００
０，日立建機社製）を用いて計測した。また、図６に示
す成形バリ測定金型を用いて成形バリの発生を調べた。
すなわち、この測定金型は、その中央部に充填部１１を
有し、この充填部から、８本の溝１２が、成形型の周囲
に向かって放射状に伸びている。上記溝１２の幅は、そ
れぞれ、２０μｍ，１５μｍ，１０μｍ，５μｍであ
る。そして、上記充填部１１にエポキシ樹脂組成物９ａ
を充填し、これが上記溝１２に流れた長さＬをバリの長
さとして測定した。

【００７１】〔硬化性〕上記耐クラック性試験用の半導
体装置（８０ｐｉｎ−ＱＦＰ）の製造時において、エポ
キシ樹脂組成物の１７５℃での硬化性を、ショア硬度計
を用いてパッケージ部分とランナー部分とについて測定
した。

【００７２】

【表３】

【００７３】

【表４】

【００７４】上記表３から、全実施例にかかる半導体装
置は、耐クラック性および耐湿信頼性に優れていた。ま
た、全実施例にかかるエポキシ樹脂組成物あるいはその
硬化体は、硬化性，曲げ強度，吸湿性，接着性，成形性
の全ての特性に優れていた。特に、硬化性は、比較例に
比べ極めて優れた結果を示した。これに対し、上記表４
から、比較例１〜３では、一般式（３）で表される特殊
なシリコーンオイルを含有していないため、エポキシ樹
脂組成物の接着性も低く、反応性も低かった。このた
め、成形バリや成形ボイドが多数発生した。また、比較
例１〜３の半導体装置も、耐湿信頼性に著しく劣ってい
た。そして、比較例４では、一般式（２）で表されるノ
ボラック型フェノール樹脂が配合されていないため、半
導体装置の吸湿性が高く、半田実装時のパッケージクラ
ックが多数発生した。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体装置の構造を示す断面図である。

【図２】半導体装置に空隙が発生した状態を示す断面図
である。

【図３】半導体装置にクラックが発生した状態を示す断
面図である。

【図４】接着性試験の測定状態を示す説明図である。

【図５】接着性試験の測定状態を示す説明図である。

【図６】成形バリ測定用金型の構造を示す構成図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子をエポキシ樹脂組成物の硬化
   体で封止してなる半導体装置であって、上記エポキシ樹
   脂組成物が、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有
   することを特徴とする半導体装置。 （Ａ） 下記の一般式（１）で表される脂環型フェノー
   ル樹脂および下記の一般式（２）で表されるノボラック
   型フェノール樹脂を含有する硬化剤であり、上記脂環型
   フェノール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の重
   量配合割合が、上記脂環型フェノール樹脂／ノボラック
   型エポキシ樹脂＝１／０．２ ５〜１／４である。 【化１】 【化２】 （Ｂ） 下記の一般式（３）で表されるシリコーンオイ
   ル。 【化３】
2. 【請求項２】 エポキシ樹脂を主成分とする半導体封止
   用樹脂組成物であって、下記の（Ｃ）成分および（Ｄ）
   成分を含有することを特徴とする半導体封止用樹脂組成
   物。 （Ｃ） 下記の一般式（１）で表される脂環型フェノー
   ル樹脂および下記の一般式（２）で表されるノボラック
   型フェノール樹脂を含有する硬化剤であり、上記脂環型
   フェノール樹脂およびノボラック型フェノール樹脂の重
   量配合割合が、上記脂環型フェノール樹脂／ノボラック
   型エポキシ樹脂＝１／０．２ ５〜１／４である。 【化４】 【化５】 （Ｄ） 下記の一般式（３）で表されるシリコーンオイ
   ル。 【化６】