JPH10214926A - 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置Info
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- JPH10214926A JPH10214926A JP9014194A JP1419497A JPH10214926A JP H10214926 A JPH10214926 A JP H10214926A JP 9014194 A JP9014194 A JP 9014194A JP 1419497 A JP1419497 A JP 1419497A JP H10214926 A JPH10214926 A JP H10214926A
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Abstract
(表、裏面)のレジン厚さが異なるフルモールド型パッ
ケージにおいてウエルドマークを発生しない半導体体封
止用エポキシ樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填剤を必
須成分として含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物
において、エポキシ樹脂組成物のジェッティング流動評
価法におけるジェッティング流動の最大値(J値)を1
0〜50とした半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
Description
性及び成形性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物
及びこれで封止してなる樹脂封止型半導体装置に関す
る。
C、LSI、TRS、ダイオード等の半導体素子を外部
雰囲気や機械的衝撃から保護するために、熱硬化性樹脂
を用いて封止したものである。半導体素子の封止方法
は、量産性、コスト、及び信頼性の点から大量生産に適
するエポキシ樹脂組成物による低圧トランスファー成形
方式が広く採用されている。
ジ形状が多様化し、パッケージ厚さが1mm以下の超薄
形パッケージであるTSOP(Thin Single Outline Pa
ckage)やフルモールド型パワートラジスター(FM型
P−TRS)のような放熱板を有し、パッケージ厚さが
10mmと厚く、かつマーク面とマーク裏面とのモール
ドレジン厚みが異なるパッケージ等の樹脂封止が難しい
多種多様の形状のパッケージが増える傾向にある。
(以下、封止レジンということがある。)でFM型P−
TRSのような、上下面で封止レジンの厚さが異なるパ
ッケージをトランスファー成形した場合、金型のゲート
よりキャビティ内へ流れ込むレジンの流動挙動が上面
(マーク表面)側と下面(マーク裏面)側で異なるため
成形品にウエルドマーク(キャビティー内にレジンを充
填する際に、インサートの上下に分かれて流動する、上
側レジン、下側レジンの交わる箇所に発生する一種のボ
イド)が発生する。このウエルドマークは樹脂封止型半
導体装置の電気特性の低下(絶縁耐圧不良)及び耐湿信
頼性の低下を引き起こす。すなわち、120℃、2気圧
の水蒸気中に放置する試験(PCT)等の耐湿試験を行
った場合、このウエルドマーク部より水分が侵入し、リ
ーク電流が発生したり、電極が腐食し断線する等の不具
合が生じ、また、高電圧下では耐絶縁性が低下する。
TRSのようなマーク上、下面(表、裏面)のレジン厚
さが異なるフルモールド型パッケージにおいて前記した
ウエルドマークを発生しない半導体体封止用エポキシ樹
脂組成物を提供することを目的とする。
い樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。
解決するために鋭意研究を重ねた結果、封止レジンの金
型(キャビティー)内の流動挙動に着目して、ウエルド
マークの発生メカニズムを解析するとともに、封止レジ
ンの新しい流動性評価法を確立し、この流動評価法で評
価した特定の流動性を有するエポキシ樹脂組成物を用い
て半導体を封止するとウエルドマークのない樹脂封止型
半導体装置が得られることを見出し、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。
剤と無機充填剤を必須成分として含有する半導体封止用
エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂組成物のジ
ェッティング流動評価法におけるジェッティング流動の
最大値(J値)を10〜50としたことを特徴とする半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供するものである。
キシ樹脂組成物で封止してなることを特徴とする樹脂封
止型半導体装置を提供するものである。
が金型ゲートよりキャビティ内に流入した際、放熱板又
はリード線等のインサートの上面(広いエリア)と下面
(狭いエリア)の2方向に分かれて流動し、最終的に
は、上面、下面のレジンが交わり充填が完了し、成形品
が得られる。しかし、キャビティ内での上面(広いエリ
ア)、下面(狭いエリア)のレジンの流動性が異なるた
め、流動性が早い上面レジンが下面に埋り込んで交わる
ため、エアーベントからエアーがうまく抜けず、その交
わる箇所にエアーを抱き込み、ウエルドマーク(ボイ
ド)が発生する。
いエリア)と下面(狭いエリア)のレジンの流動性を等
しくできれば、上面、下面のレジンの交わる箇所がエア
ーベント付近となり、エアーが抜け、ウエルドマーク
(ボイド)のない成形品が得られる。
ジェッティング流動評価法におけるジェッティング流動
の最大値(J値)を10〜50とすることにより、金型
キャビティー内での上面(広いエリア)と下面(狭いエ
リア)のレジンの流動性をほぼ等しくすることができ、
ウエルドマークのない樹脂封止型半導体装置が得られ
る。J値が10未満であるとウエルドマークが発生し、
50を超えると上面未充填が発生する。
は狭スリット(ゲート)より、厚スリットに流入したレ
ジンの流動挙動を示す説明図で、注入するレジン重量を
増加してゆくと、図の→→→→のようにな
る。→→はゲート通過時の形状(厚み)を維持し
て流動し、→は流動形状が変化し、折りたたまれる
ように流動する。上記の→→のような流動をジエ
ッティング流動とよび熱可塑性樹脂では一般的な流動で
ある。
(レジン)のジェッティング流動の最大値(J値)が1
0〜50の範囲のものが用いられる。
(ゲート厚:a=0.8mm)を有するトランスファー
成形装置から金型(流路厚:b=4.0mm)内に試料
レジンを注入したときのレジンの流動距離(c:mm)
と流路内に注入されたレジン重量(流動重量:mg)を
試料レジンの量を変えて測定する。このときの、トラン
スファー成形条件は、プランジャー圧力:100kgf
/cm2、金型温度175℃、プリヒートなし、トラン
スファータイム 5秒間、試料レジン:5〜10gとす
る。
に、流動距離を縦軸としたグラフを作成する。グラフの
傾きは流動重量の増加によって減少し、更に重量が増加
すると再び増加する。この場合、流動当初の「大きな傾
き」の部分が「ジェッティング流動」している部分であ
る。
動質量で微分したグラフを作成する。このグラフの縦軸
は流動速度(距離/重量)で図3の傾きに相当し、横軸
は流動距離である。流動距離の増加によって、流動速度
は減少し、更に流動距離が増加すると流動速度は増加す
る。本発明においては、この流動速度が最小となる流動
距離を測定し、J値とした。なお、流動速度が最小とな
るまで、レジンはジェッティング流動している。
は、1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物であ
れば特に制限はなく、モノマー、オリゴマー、ポリマー
を問わないが、例えば、ビフェニル型のエポキシ化合
物、ビスフェノール型のエポキシ化合物、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ化合物、ア
ルキル変性トリフェノールメタン型エポキシエポキシ化
合物、トリアジン核含有エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらは1種で又は2種以上を混合して用いられる。
限はないが、フェノール樹脂硬化剤が好ましく用いられ
る。フェノール樹脂硬化剤としては、フェノールノボラ
ック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹
脂、トリフェノールメタン化合物等が挙げられる。これ
らは1種で又は2種以上を混合して用いられる。
のエポキシ基数と硬化剤の水酸基数の比が好ましくは
0.6〜1.4、更に好ましくは0.8〜1.2となる
ように配合する。
結晶性シリカ粉、アルミナ粉、窒化ケイ素粉、溶融シリ
カ粉等が挙げられ、これらは1種で又は2種以上を混合
して用いられる。
ものを用いることが好ましい。これらの無機充填剤は、
全エポキシ樹脂組成物中に60〜95重量%、好ましく
は70〜90重量%配合される。
分布、組み合わせ、配合割合を変えるすることにより、
エポキシ樹脂組成物のJ値を調整することができ、J値
が10〜50の範囲になるような組成のエポキシ樹脂組
成物を本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物として
採用する。
応じ、硬化促進剤が配合される。硬化促進剤は、エポキ
シ樹脂とフェノール性水酸基を有する化合物の硬化反応
を促進するものであれば、特に制限はなく使用できる。
例えば、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデ
セン−7、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルア
ミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルア
ミノメチル)フェノール等の三級アミン類、2−メチル
イミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ヘプタ
デシルイミダゾール等のイミダゾール類、トリブチルホ
スフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニル
ホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィ
ン等の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウム
・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウ
ム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホ
ニウム・テトラブチルボレート等のテトラ置換ホスホニ
ウム・テトラ置換ボレート、2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモル
ホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボ
ロン塩等が挙げられる。
し、好ましくは0.5〜12.0重量%配合される。
の添加剤として、カーボンブラック等の着色剤、天然ワ
ックス、合成ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属
塩、エステル系ワックス等の離型剤、エポキシシラン、
アミノシラン、ビニルシラン、アルキルシラン等のシラ
ン系、有機チタネート等のチタン系、アルミニウムアル
コレート等のアルミニウム系のカップリング剤、シリコ
ーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等を適宜配合して用
いることができる。また、酸化アンチモン、赤リン等の
化合物を配合して難燃化を図ることもできる。
組成物は、その製造に際し、上述した成分の所定量を均
一に混合し、予め70〜95℃に加熱してあるニーダ
ー、ロール、エクストルーダー等で混練、押出、冷却、
粉砕する等の方法により得ることができる。
て本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。
分布)の異なる無機充填剤を用いたエポキシ樹脂組成物
(封止材)を作製した。
ライブレンド)した後、2軸ミキシングロール(ロール
表面温度約70〜80℃)で10分間混練し、冷却後粉
砕機で微粒化した。
ファー成形機を用い、成形温度180℃、成形圧力70
kgf/cm2、硬化時間90秒の条件でスパイラルフ
ローを測定した。また、島津製作所製高化式フローテス
ターにて180℃の溶融粘度を測定した。次に、前述し
たジェッティング流動評価用金型を用い、ジェッティン
グ値(J値)を求めた。
0℃、70kgf/cm2、90秒の条件で実装FM型
P−TRSを成形し、成形品の表面を目視で観察し、
0.1mmφ以上のウエルドマークの発生の有無を判定
した。また、実装モールド品のFM型P−TRSを用い
電気特性、耐湿性(PCT、1000hrでの不良発生
状況)を測定した。結果を合わせて表2に示す。
FM型P−TRSを封止する様子を示す断面模式図であ
り、1はリード線、2はヘッダー、3はチップ、4はワ
イヤーで、5はゲート、6はエアーベントである。金型
内にゲート5からエポキシ樹脂組成物(レジン)を流入
させる。ゲートより流入したレジンはマーク面7側とマ
ーク裏面8側の2つに別れて流動する。金型内の広いエ
リアAはレジンの流速が早く、金型内の狭いエリアBは
レジンの流速が遅いため、A、Bを通ったレジンはCで
交わり、Cの箇所にエアを抱き込んだボイドが発生す
る。このボイドを含んだ欠陥(一種の未充填)がウエル
ドマークである。得られた成形品の裏面を目視により観
察し、0.1mmφ以上のウエルドマークの有無を判定
した。
マーク上、下面(表、裏面)のレジン厚さが異なるフル
モールド型パッケージにおいてもウエルドマークを発生
しない半導体体封止用エポキシ樹脂組成物及びウエルド
マークのない樹脂封止型半導体装置を得ることができ
た。
−TRSを封止する様子を示す断面模式図。
Claims (2)
- 【請求項1】 エポキシ樹脂と硬化剤と無機充填剤を必
須成分として含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物
において、エポキシ樹脂組成物のジェッティング流動評
価法におけるジェッティング流動の最大値(J値)を1
0〜50としたことを特徴とする半導体封止用エポキシ
樹脂組成物。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物で封止してなることを特徴とする樹脂封止型半
導体装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9014194A JPH10214926A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 |
TW087100248A TW495535B (en) | 1997-01-28 | 1998-01-09 | Epoxy resin composition for semiconductor sealing |
MYPI98000199A MY116179A (en) | 1997-01-28 | 1998-01-16 | Epoxy resin composition for semiconductor sealing and resin molded type semiconductor device sealed with the epoxy resin composition |
US09/008,550 US6005030A (en) | 1997-01-28 | 1998-01-16 | Epoxy resin composition for semiconductor sealing and resin molded type semiconductor device sealed with the epoxy resin composition |
KR1019980001734A KR100274060B1 (ko) | 1997-01-28 | 1998-01-21 | 반도체봉지용에폭시수지조성물및당해에폭시수지조성물로봉지된수지성형형반도체장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10214926A true JPH10214926A (ja) | 1998-08-11 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9014194A Pending JPH10214926A (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10214926A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003105055A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
JP2008166535A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Nichia Chem Ind Ltd | 表面実装型側面発光装置及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP9014194A patent/JPH10214926A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003105055A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Toray Ind Inc | エポキシ樹脂組成物及び半導体装置 |
JP2008166535A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Nichia Chem Ind Ltd | 表面実装型側面発光装置及びその製造方法 |
US8802459B2 (en) | 2006-12-28 | 2014-08-12 | Nichia Corporation | Surface mount lateral light emitting apparatus and fabrication method thereof |
US9190588B2 (en) | 2006-12-28 | 2015-11-17 | Nichia Corporation | Side-view type light emitting apparatus and package |
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