JPH09176454A - タイバー形成用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リードの変形を抑えアウターリードの折り曲
げによってタイバーが欠落しないタイバー形成用樹脂組
成物を提供すること。 【解決手段】 ガラス転移温度が８０℃以上の熱可塑性
樹脂とエポキシ当量が５００以上のエポキシ樹脂、硬化
剤、無機フィラーからなり、無機フィラーが平均粒径１
０μｍ以下、最大粒径２０μｍ以下の球状シリカフィラ
ーであり、全組成物に対して１０〜５０重量％含むタイ
バー形成用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂封止型半導体
素子に用いられるリードフレームのモールド樹脂流れ止
めタイバー用樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】樹脂封止型半導体は、一般にリードフレ
ームに半導体チップを接着し、ワイヤボンディング後モ
ールド樹脂により封止される。通常、モールド樹脂を用
いた成形では、リードフレームを成形金型で挟んで、そ
の中にモールド樹脂を注入し封止される。その際に外部
リードのピッチ間の隙間からモールド樹脂の流れでるの
を止めるのために、リードフレームの成形品となる部分
の外側にタイバーが設けられている。このタイバーの作
用について、図面を用いて説明する。図３はリードフレ
ーム１の二辺を示す模式図である。リードフレーム１に
は、リード間から流れ出したモールド樹脂の流れを止め
る目的でタイバー２がリードフレーム１の成形品となる
部分の外側に設けられている。図４はモールド樹脂が充
填された模式図を示す。モールド樹脂５はバリとしてモ
ールドライン４から、更にタイバーリード間まで充填さ
れる。図５は、図４においてモールドライン４とタイバ
ー２の間に充填されたモールド樹脂５をタイバー２とと
もに金型プレスにより打ち抜き除去した後の状態を示す
模式図である。

【０００３】最近の半導体素子の大型化、高密度化に伴
うリードの多ピン化によりリード線の間隔がますます狭
くなり、上記のような金型プレス法による打ち抜き法は
限界となってきている。すなわち金型の寸法精度、プレ
スによる磨耗が大きくなり、その結果、高価な金型の寿
命が短くなるためパッケージ全体のコストアップにつな
がっている。そこで、あらかじめタイバーを具備しない
リードフレームを作成し、このリードフレームに絶縁性
の有機材料からなるタイバーを形成する方法（例えば、
特開平１−２４１８５０号公報、特開平２−１２２６６
０号公報）が提案されている。このリードフレームに絶
縁性の有機材料を用いてタイバーを形成する方法には２
通りある。第１に、従来の方法と同様に成形品となる部
分の外側に絶縁性の有機材料を用いてタイバーを形成
し、後工程で除去する方法であり、第２に、図１に示す
ように、モールドライン４上にタイバーを形成し、図２
に示すように、モールド樹脂で成形後モールド樹脂とタ
イバーを一体化する方法である。

【０００４】前者の場合と比較して後者では、除去工程
が必要なく、低コストで生産できる利点を備える。しか
し、タイバーが成形物の中に残るので信頼性と不純物を
少なくする必要があること、僅かに成形物の外に出た樹
脂タイバーをリード折り曲げ工程で欠落しないこと等の
特性が必要となる。要求特性をまとめると以下のように
なる。リード間を隙間なく埋めることができること、
リードフレームへの半導体素子の接着及びワイヤーボ
ンディング時の温度で変形、アウトガスの無いこと、
モールド樹脂の成形温度、成形圧力および金型の圧縮圧
に耐えモールド樹脂の流れを止めることができること、
型締圧によりリードの変形及び圧縮変形が無いこと、
成形後、除去が容易なこと、信頼性に悪影響を及ぼ
す不純物が少ないこと、タイバーが許容範囲内でモー
ルドラインから外側に突出した場合、後行程のアウター
リード曲げ加工の際にタイバーの欠落がないこと、成
形後、半導体製品が受ける環境変化に対して、タイバー
が破壊または欠落しないこと等が挙げられる。また、タ
イバー用有機材料としては、特開平３−２１８０３２号
公報に開示されている光硬化型樹脂、特開昭６２−１５
８３５１号公報、特開平４−２０６５６０号公報に開示
されているテフロンテープに代表される耐熱テープ等が
挙げられる。しかし、上記の各特性を満たしながら、生
産性が高く、生産コストの安価な材料とは考えられず、
特に、、のものについて、優れた特性を有する樹
脂がないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特にモール
ド後モールド樹脂と一体化させる樹脂の検討を行った結
果、上記の問題点を解決しながら、特にリードの変形を
抑えアウターリードの折り曲げによってタイバーが欠落
しないタイバー形成用樹脂組成物を見いだし本願発明を
完成させるに至ったものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ガ
ラス転移温度が８０℃以上の熱可塑性樹脂とエポキシ当
量が５００以上のエポキシ樹脂、硬化剤、無機フィラー
を必須成分とし、好ましくは無機フィラーが平均粒径１
０μｍ以下、最大粒径２０μｍ以下の球状シリカフィラ
ーであり、全組成物中に１０〜５０重量％含むタイバー
形成用樹脂組成物である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる熱可塑性樹脂
は、ガラス転移温度が８０℃以上であることが必須条件
であり、高分子量でフィルム形成能が高いことが望まし
い。この条件が選定される理由としては、第１に、モー
ルド樹脂を成形する際に成形温度でタイバー自身が軟化
し、モールド樹脂が流れ出ないこと、第２に、タイバー
を形成しモールド樹脂によってモールド後、モールドラ
イン近辺でアウターリードの折り曲げによってモールド
ラインよりはみ出ているタイバーが欠落しないことが挙
げられる。そのためには、８０℃以上のガラス転移温度
を持ち、タイバー自身が可撓性を有することが重要と考
えられ、それらが条件選定の要因となっており、ポリメ
チルメタクリレートやフェノキシ樹脂等が挙げられる。
逆に、ガラス転移温度が８０℃未満になるとモールド樹
脂に対する流れ止め性著しく低下する傾向にある。ま
た、この熱可塑性樹脂は、硬化後のタイバー形成用樹脂
組成物の４０重量％を超えると、モールド樹脂に対する
流れ止め性が著しく低下する傾向にある。本発明でのガ
ラス転移温度は、長さ１０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ１０〜
１００μｍの試料を引張り荷重５ｇ、昇温速度５℃／分
の条件でセイコー電子工業(株)の熱機械分析装置（ＴＭ
Ｓ／ＳＳ１２０）を用いて測定する。

【０００８】本発明によるエポキシ樹脂は、エポキシ当
量が５００以上であることが必須条件である。エポキシ
当量が５００未満だと、架橋密度が高いことより硬化物
が固くなり、可撓性が低くなる。従って、直鎖状で末端
にエポキシ基を有するエポキシ樹脂が望ましい。例え
ば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型等のエポ
キシ樹脂が挙げられる。本発明で使用するエポキシ樹脂
の硬化剤しとては、ペーストのシェルライフを損なわな
いものであれば、特に限定されるものではない。例え
ば、ヘキサヒドロフタール酸無水物、メチルヒドロフタ
ール酸無水物、ナジック酸無水物、ノボラック型フェノ
ール樹脂等のポリフェノール類、及びジアミノジフェニ
ルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、イミダゾー
ル、ジシアンジアミド等のアミン系化合物等が挙げられ
る。

【０００９】その本発明の樹脂組成物の可撓性を損なわ
ない範囲で、より硬化物の靭性を発現させるために無機
フィラーを添加することが必要である。フィラーとして
は、形状が球状であり、平均粒径１０μｍ以下、最大粒
径２０μｍ以下であることが必須条件である。形状に関
しては、スクリーン印刷の版離れ性を良くし、スクリー
ンの磨耗を少なくするため球状フイラーを用いる。ま
た、平均粒径１０μｍを越え、または、最大粒径２０μ
ｍを越えるフィラーが存在するとモールド成形時の金型
の圧力により、リード状のタイバーに含まれるフィラー
を支点として、リード線の圧縮変形が起こり、最悪の場
合、リードが上下、左右に変形してしまう。平均粒径１
０μｍ以下、最大粒径２０μｍ以下の破砕フィラーを使
用しても同様にリードの変形が起こる。全組成物中のフ
ィラー含有量が５０重量％を越えると樹脂の折り曲げ性
が低下してしまう。また、１０重量％未満では、モール
ド樹脂の流れ止め性が低下してしまう。従って、球状フ
ィラーの含有量は全組成物中に１０〜５０重量％である
必要がある。これらの条件を満たす無機フィラーとして
は、シリカ、アルミナ、窒化アルミ、二酸化チタン等が
挙げられ、また、スクリーン印刷性を高めるため、例え
ば、アエロジル（日本アロエジル社）のようなサブミク
ロン粒径の超微細シリカフィラーを加えチキソトロピー
性を付与することも可能である。

【００１０】本発明によると、熱可塑性樹脂とエポキシ
当量が大きいエポキシ樹脂と粒径の小さな球状フィラー
を含有させることにより、精度良くスクリーン印刷が可
能であり、更にモールド成形時にタイバーにクラックが
入ることもなくモールド樹脂の流れを止めることができ
る。更に、モールド樹脂成形後、モールドライン近辺で
アウターリードの折り曲げ加工をしても外側のタイバー
が欠落しないようにすることができた。本発明のタイバ
ー形成用樹脂組成物は、ペースト状であり、リードフレ
ーム上にスクリーン印刷で塗布し、熱によって硬化させ
接着固定する。本発明のタイバー形成用樹脂組成物は、
ガラス転移温度が８０℃以上の熱可塑性樹脂とエポキシ
当量が５００以上のエポキシ樹脂、硬化剤、無機フィラ
ー、必要に応じて硬化促進剤、消泡剤、溶剤等の添加剤
を予備混合し、３本ロールを用いて混練し、この混合物
を真空脱泡することにより製造することができる。

【００１１】

【実施例】本発明を実施例を用いて具体的に説明する。 《実施例１》エポキシ当量が１７００〜２０００のビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂２０ｇとガラス転移温度１
０５℃のポリメチルメタクリレート（ＭＭＡ）３ｇを各
々ブチルカルビトールアセテートに溶解させ、この溶液
と２−エチル−４−メチルイミダゾール１ｇ、平均粒径
１μｍ，最大粒径６μの球状シリカフィラー５ｇを混練
し、タイバー形成用樹脂組成物であるペーストを作成し
た。このペーストを厚さ１２５μｍ、リード数３４４の
ＱＦＰ銅フレーム上に、厚み３０μｍ、モールドライン
の内側に線幅０．３ｍｍ，外側に線幅０．１ｍｍの枠上
にスクリーンを通して印刷し、乾燥機中で室温から１５
０℃まで温度を上げ、この温度に６０分間放置させて硬
化した。ダイアタッチ、ワイヤーボンディング等の処理
を行った後、モールド樹脂を用いて１７５℃で樹脂封止
した。モールド樹脂は、モールドライン上で完全に止ま
っており、ダイアタッチ、ワイヤーボンディング時やフ
ィラーによるリードの変形は認められなかった。また、
封止後、アウターリードの折り曲げに対してもタイバー
は欠落せず、十分にタイバーの機能を果たすことができ
た。

【００１２】《実施例２》実施例１のエポキシ樹脂の代
わりに、エポキシ当量が８７５〜１０００のビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂を用い、実施例１の配合でペース
トを調整し、実施例１と同様にペーストを印刷し、硬化
した。ついでモールド樹脂を用いて樹脂封止した。モー
ルド樹脂は、モールドライン上で完全に止まっており、
ダイアタッチ、ワイヤーボンディング時やフィラーによ
るリードの変形は認められなかった。また、封止後、ア
ウターリードの折り曲げに対してもタイバーは欠落せ
ず、十分にタイバーの機能を果たすことができた。

【００１３】《実施例３》実施例１のエポキシ樹脂の代
わりに、エポキシ当量が７００〜８５０のビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂を用い、実施例１の配合でペースト
を調整し、実施例１と同様にペーストを印刷し、硬化し
た。ついでモールド樹脂を用いて樹脂封止した。モール
ド樹脂は、モールドライン上で完全に止まっており、ダ
イアタッチ、ワイヤーボンディング時やフィラーによる
リードの変形は認められなかった。また、封止後、アウ
ターリードの折り曲げに対してもタイバーは欠落せず、
十分にタイバーの機能を果たすことができた。

【００１４】《実施例４》実施例１の熱可塑性樹脂の代
わりに、ガラス転移温度が９５℃のポリメチルメタクリ
レートを用い、実施例１の配合でペーストを調整し、実
施例１と同様にペーストを印刷し、硬化した。ついでモ
ールド樹脂を用いて樹脂封止した。モールド樹脂は、モ
ールドライン上で完全に止まっており、ダイアタッチ、
ワイヤーボンディング時やフィラーによるリードの変形
は認められなかった。また、封止後、アウターリードの
折り曲げに対してもタイバーは欠落せず、十分にタイバ
ーの機能を果たすことができた。

【００１５】《実施例５》実施例１の熱可塑性樹脂の代
わりに、ガラス転移温度が１０５℃のフェノキシ樹脂を
用い、実施例１の配合でペーストを調整し、実施例１と
同様にペーストを印刷し、硬化した。ついでモールド樹
脂を用いて樹脂封止した。モールド樹脂は、モールドラ
イン上で完全に止まっており、ダイアタッチ、ワイヤー
ボンディング時やフィラーによるリードの変形は認めら
れなかった。また、封止後、アウターリードの折り曲げ
に対してもタイバーは欠落せず、十分にタイバーの機能
を果たすことができた。

【００１６】《比較例１》実施例１のエポキシ樹脂の代
わりに、エポキシ当量が１７０のビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂を用い、実施例１の配合でペーストを調整
し、実施例１と同様に樹脂を印刷し、乾燥機によって、
室温から１５０℃まで温度を上げ、この温度に６０分間
放置させて硬化した。ついでモールド樹脂を用いて樹脂
封止した。モールド樹脂はモールドライン上で完全に止
まっていたが、タイバー樹脂が封止までに受ける熱によ
って樹脂自身がもろくなり、リードフレームの折り曲げ
によってタイバーが欠落してしまい、不良となった。

【００１７】《比較例２》実施例１の熱可塑性樹脂の代
わりに、ガラス転移温度が５４℃のポリビニルブチラー
ル樹脂を用い、実施例１の配合でペーストを調整し、実
施例１と同様にペーストを印刷し、乾燥機によって、室
温から１５０℃まで温度を上げ、この温度に６０分間放
置させて硬化した。ついでモールド樹脂を用いて樹脂封
止した。ダイアタッチ、ワイヤーボンディングによるリ
ードの変形が認められ、またモールド樹脂はモールドラ
イン上で完全に止まらず、モールド樹脂はリードフレー
ムの間を流れ出てしまい、不良となった。

【００１８】《比較例３》実施例１の球状シリカフィラ
ーの代わりに、平均粒径１５μ，最大粒径３５μｍの球
状シリカフィラーを用い、実施例１の配合でペーストを
調整し、タイバーを作成した。実施例１と同様にモール
ド樹脂で成形を行ったが、フィラーによるリードの変形
が認められ、不良となってしまった。

【００１９】以上の結果をまとめると表１のようにな
る。

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明のタイバー形成用樹脂組成物を使
用して、リードフレームにタイバーを形成し、モールド
樹脂を用いて樹脂封止することにより、モールド樹脂
は、モールドライン上で完全に止まっており、ダイアタ
ッチ、ワイヤーボンディング時やフィラーによるリード
の変形は認められず、また、封止後、アウターリードの
折り曲げに対してもタイバーは欠落せず、十分にタイバ
ーの機能を果たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 モールドライン上にタイバーを形成した状態
を示す模式図

【図２】 モールド樹脂で成形後モールド樹脂とタイバ
ーを一体化する方法を示す模式図

【図３】 リードフレーム１の二辺を示す模式図

【図４】 モールド樹脂が充填された模式図

【図５】 金型プレスにより打ち抜き除去した後の状態
を示す模式図

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０５Ｋ 3/28 Ｈ０５Ｋ 3/28 Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ガラス転移温度が８０℃以上の熱
   可塑性樹脂、（Ｂ）エポキシ当量が５００以上のエポキ
   シ樹脂、（Ｃ）硬化剤、及び（Ｄ）無機フィラーを必須
   成分とするタイバー形成用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 無機フィラーが、平均粒径１０μｍ以
   下、最大粒径２０μｍ以下の球状フィラーであり、全組
   成物中に対して１０〜５０重量％含む請求項１記載のタ
   イバー形成用樹脂組成物。