JPH1036634A

JPH1036634A - タイバー形成用樹脂組成物

Info

Publication number: JPH1036634A
Application number: JP19462096A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Akitaya; 政実秋田谷; Yuji Sakamoto; 有史坂本
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1998-02-10

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用樹脂組成
物を提供すること。【解決手段】（Ａ）全エポキシ樹脂中に、式（１）に
示す構造のビスフェノール骨格の２官能エポキシ樹脂を
３０〜１００重量％含むエポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
及び（Ｃ）無機充填材の平均粒径が１０μｍ以下、最大
粒径が２０μｍ以下の球状で、且つ全樹脂組成物中に該
無機充填材を１０〜５０重量％含むことを特徴とするタ
イバー形成用樹脂組成物。【化１】

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
めタイバー形成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出るの
を止めるために、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、上記の様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。即ち金型の寸法精度、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、予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１−２
４１８５０号公報、特開平２−１２２６６０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に示す様に、モールド
ライン４上にタイバーを形成し、図２に示す様に、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】第１の方法と比較して第２の方法では、除
去工程が不要で、低コストで生産できる利点がある。し
かし、タイバー形成用樹脂組成物としては、タイバーが
成形物の中に残るので、モールド樹脂と同様に不純物等
を少なくし信頼性に優れたものが必要であること、僅か
に成形物の外に出たタイバーが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。タイバー形成用樹
脂組成物に要求される特性をまとめると以下の様にな
る。１）リード間を隙間なく埋めることができること２）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、及びアウトガスの無い
こと３）モールド樹脂の成形温度、成形圧力及び金型の圧
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４）型締圧によりリードの変形及び圧縮変形が無いこ
と５）成形後、除去が容易なこと６）信頼性に悪影響を及ぼす不純物が少ないこと７）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、後工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８）成形後、半導体製品が受ける環境変化に対して、
タイバーが決壊又は欠落しないこと等が挙げられる。又、タイバー用有機材料としては、例えば、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６２−１５８３５１号公報、特開平４−２０６５６
０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、これらの方法で
は、上記の各特性を満たし、且つ生産性が高く、生産コ
ストの安価な材料は考えられず、特に上記２）、３）、
７）のものについて、優れた特性を示す樹脂組成物がな
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組成物の検討を
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るタイバ
ーの欠落がないタイバー用樹脂組成物を提供するもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、（Ａ）
全エポキシ樹脂中に、式（１）に示す構造のビスフェノ
ール骨格の２官能エポキシ樹脂を３０〜１００重量％含
むエポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、及び（Ｃ）無機充填材
の平均粒径が１０μｍ以下、最大粒径が２０μｍ以下の
球状で、且つ全樹脂組成物中に該無機充填材を１０〜５
０重量％含むことを特徴とするタイバー形成用樹脂組成
物で、式（１）の構造のビスフェノール骨格の２官能エ
ポキシ樹脂と併用するエポキシ樹脂のエポキシ当量が５
００以上であるタイバー形成用樹脂組成物である。

【化２】（式中、Ｒは、（１）炭素数が１〜１６の直鎖又は分岐
したアルキル基、又は、（２）炭素数が２〜６の直鎖又
は分岐したアルケニル基、又は、（３）炭素数が１〜４
のアルキル基によって、１又は２箇所任意に置換されて
もよい全体の炭素数が６〜１２のフェニル又はナフチル
基、又は、（４）炭素数が１〜４のアルキル基によっ
て、１又は２箇所任意に置換されてもよい全体の炭素数
が７〜１２のフェニルアルキル又はナフチルアルキル
基、又は、（５）炭素数が３〜１０の単環シクロアルキ
ル基、である。）

【発明の実施の形態】

【０００７】本発明に用いる式（１）の構造のビスフェ
ノール骨格の２官能エポキシ樹脂は、樹脂組成物の硬化
物の架橋密度を低く抑え、得られた硬化物に可撓性を付
与し、タイバーの折り曲げ性を向上するものである。式
中のＲは、前記した通りである。Ｒの分子量が大きくな
る程、硬化物の架橋をより低く抑えられ、得られた樹脂
の硬化物の折り曲げ性を高めることができる。しかし、
Ｒの分子量が大きくなる程、樹脂の密着性、樹脂の靭性
が低下し、モールド樹脂封止時に封止圧力に負けて、タ
イバーがリードフレームより剥離したり、タイバー自身
が決壊するおそれがある。これらを総合するとＲとして
は、ブチル基が好ましいが、エポキシ樹脂の反応性を低
下させ、架橋密度を低く抑える効果のあるもので、且つ
硬化後水素結合等の分子間の相互作用を妨げるものであ
れば、特に限定されるものではない。本発明の式（１）
のエポキシ樹脂の製造法については、特開昭５６−５４
７２号公報、特開平５−２７１１３８号公報に開示され
ている。

【０００８】式（１）のビスフェノール骨格の２官能エ
ポキシ樹脂は、全エポキシ樹脂中に３０重量％以上含む
ことが好ましい。３０重量％以上とすることにより、タ
イバーを形成し、モールド樹脂によって封止後、モール
ドライン近辺でアウターリードの折り曲げによりモール
ドラインよりはみ出ているタイバーが欠落しない。一
方、３０重量％未満だとモールド樹脂で封止後のタイバ
ーの折り曲げ性が著しく低下し好ましくない。本発明に
用いる硬化剤としては、樹脂組成物の保存性を損なわな
いものであれば、特に限定されない。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、ナジック酸無水物等の酸無水物、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】式（１）のビスフェノール骨格の２官能エ
ポキシ樹脂と併用するエポキシ樹脂は、スクリーン印刷
性向上のため樹脂組成物の粘度調整の目的で用いるもの
である。併用するエポキシ樹脂としては、より好ましい
のはエポキシ当量が５００以上のものである。５００未
満でも使用可能であるが、硬化物の架橋密度が高くなり
可撓性が損なわれる傾向にある。従って、併用するエポ
キシ樹脂としては、分子量が高く、直鎖状で、末端にエ
ポキシ基を有するエポキシ樹脂がより好ましい。これら
のものとしては、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。併用する
エポキシ樹脂の配合量としては、全エポキシ樹脂中に７
０重量％未満が好ましい。７０重量％以上であるとスク
リーン印刷時にタイバー用樹脂組成物が糸引きし、カス
レ等により作業性が著しく低下するので好ましくない。

【００１０】本発明に用いる平均粒径が１０μｍ以下、
最大粒径が２０μｍ以下の球状の無機充填材は、硬化物
の可撓性を損なわない範囲で硬化物の靭性を発現するた
め添加するものである。無機充填材としては、例えば、
シリカ、アルミナ、窒化アルミ、二酸化チタン等が挙げ
られる。なお、球状の無機充填材の平均粒径、最大粒径
は、(株)堀場製作所・製のレーザー回折式粒度分布測定
装置（ＬＡ−５００）を用いて測定した。球状の無機充
填材を用いると、スクリーン印刷の版離れ性を良くし、
スクリーンの磨耗が少なくなるので、より好ましい。
又、平均粒径が１０μｍを越えるか、最大粒径が２０μ
ｍを越えると、モールド樹脂成形時の金型の圧力によ
り、リード上のタイバーに含まれる無機充填材を支点と
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、左右に変形するおそれがある。球状の無機充填
材の含有量としては、全樹脂組成物中に、１０〜５０重
量％が好ましい。５０重量％を越えると、タイバーの折
り曲げ性が低下し、１０重量％未満だと、モールド樹脂
の流れ止め性が低下するおそれがある。又、球状の特性
を損なわない範囲で、破砕状の無機充填材を添加しても
よい。更に、スクリーン印刷性を向上するため、例え
ば、アエロジル（日本アエロジル（株）・製）の様なサ
ブミクロン粒径の超微細シリカを添加し、チキソトロピ
ー性を付与することも可能である。

【００１１】本発明のタイバー形成用樹脂組成物は、前
記（Ａ）〜（Ｃ）成分の他に、必要に応じて硬化促進
剤、消泡剤、シランカップリング剤、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。

【００１２】

【実施例】本発明を実施例を用いて具体的に説明する。
配合割合は重量部とする。実施例１前記式（１）のＲがブチル基のエポキシ樹脂（以下、エポキシ樹脂Ａという）４０重量部フェノールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）、ＲＥ−３０３Ｓ）１０重量部２−エチル−４−メチルイミダゾール（以下、２Ｅ４ＭＩという）３重量部球状シリカ（平均粒径１μｍ、最大粒径６μｍ）４７重量部を混練し、タイバー用樹脂組成物を作製した。この樹脂
組成物を厚さ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、乾燥機を用いて室温から１５０℃ま
で温度を上げ、１５０℃で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シリカに
よるリードの変形は認められなかった。又、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２ビスＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）、Ｅ
Ｐ−１００７）０．５重量部を、実施例１で使用したエ
ポキシ樹脂Ａ４０重量部に予め溶解し、実施例１と同様
に樹脂組成物を作製した。実施例１と同様に樹脂組成物
を印刷し、硬化した。ついでモールド樹脂を用いて封止
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シ
リカによるリードの変形は認められなかった。又、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。実施例３ビスＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）、Ｅ
Ｐ−１００４）１４重量部を、実施例１で使用したエポ
キシ樹脂Ａ５０重量部に予め溶解し、前記フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂（ＲＥ−３０３Ｓ）６重量部と
２Ｅ４ＭＩ３重量部、平均粒径１μｍ、最大粒径６μｍ
の球状シリカ３０重量部を混練して樹脂組成物を作製
し、実施例１と同様に樹脂組成物を印刷し、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シリカによるリード
の変形は認められなかった。又、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。実施例４表１に示す配合で樹脂組成物を作製した。実施例１と同
様に樹脂組成物を印刷し、硬化した。ついでモールド樹
脂を用いて封止した。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
ディング時やシリカによるリードの変形は認められなか
った。又、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】比較例１実施例１のエポキシ樹脂Ａの代わりに、前記フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂（ＲＥ−３０３Ｓ）を５０重
量部用い、表１の配合で樹脂組成物を作製し、実施例１
と同様に樹脂組成物を印刷し、硬化し、更にモールド樹
脂を用いて封止した。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、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。比較例２表１の配合に従い、樹脂組成物を作製し、実施例１と同
様に樹脂組成物を印刷し、硬化した。更にモールド樹脂
を用いて封止した。モールド樹脂はモールドライン上で
完全に止まらず、リードフレームの間を流れ出てしま
い、不良となった。

【００１５】比較例３表１の配合に従い、樹脂組成物を作製し、実施例１と同
様に樹脂組成物を印刷し、硬化した。更にモールド樹脂
を用いて封止した。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、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。比較例４表１の配合に従い、実施例１と同様にして樹脂組成物を
作製し、タイバーを作成した。実施例１と同様にしてモ
ールド樹脂で封止した。シリカによるリードの変形が認
められ、不良となった。比較例５、６表１の配合に従い、実施例１と同様にして樹脂組成物を
作製し、タイバーを作成した。実施例１と同様にしてモ
ールド樹脂で封止した。シリカによるリードの変形が認
められ、不良となった。以上の評価結果を表１、表２に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】

【発明の効果】本発明のタイバー形成用樹脂組成物を用
いることにより、リードフレーム上にタイバーを形成
し、モールド樹脂を用いて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無機充填材によ
るリードの変形は認められず、又、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】モールド樹脂を充填する前のリードフレー
ム、ダイパッド、及びモールドラインを示す模式図。

【図２】モールド樹脂で成形した後のモールド樹脂と
タイバーが一体化された状態を示す模式図。

【図３】リードフレームの二辺を示す模式図。

【図４】モールド樹脂が充填された状態を示す模式
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Ｃ０８Ｋ 7/18 Ｃ０８Ｋ 7/18 Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）全エポキシ樹脂中に、式（１）に
示す構造のビスフェノール骨格の２官能エポキシ樹脂を
３０〜１００重量％含むエポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤、
及び（Ｃ）無機充填材の平均粒径が１０μｍ以下、最大
粒径が２０μｍ以下の球状で、且つ全樹脂組成物中に該
無機充填材を１０〜５０重量％含むことを特徴とするタ
イバー形成用樹脂組成物。【化１】（式中、Ｒは、（１）炭素数が１〜１６の直鎖又は分岐
したアルキル基、又は、（２）炭素数が２〜６の直鎖又
は分岐したアルケニル基、又は、（３）炭素数が１〜４
のアルキル基によって、１又は２箇所任意に置換されて
もよい全体の炭素数が６〜１２のフェニル又はナフチル
基、又は、（４）炭素数が１〜４のアルキル基によっ
て、１又は２箇所任意に置換されてもよい全体の炭素数
が７〜１２のフェニルアルキル又はナフチルアルキル
基、又は、（５）炭素数が３〜１０の単環シクロアルキ
ル基、である。）
【請求項２】式（１）のビスフェノール骨格の２官能
エポキシ樹脂と併用するエポキシ樹脂のエポキシ当量が
５００以上である請求項１記載のタイバー形成用樹脂組
成物。