JPH11209575A - 封止用樹脂組成物および半導体封止装置 - Google Patents

封止用樹脂組成物および半導体封止装置

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JPH11209575A
JPH11209575A JP10029123A JP2912398A JPH11209575A JP H11209575 A JPH11209575 A JP H11209575A JP 10029123 A JP10029123 A JP 10029123A JP 2912398 A JP2912398 A JP 2912398A JP H11209575 A JPH11209575 A JP H11209575A
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JP
Japan
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resin composition
resin
semiconductor
sealing
sealing device
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JP10029123A
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English (en)
Inventor
Koichi Ibuki
浩一 伊吹
Mototake Andou
元丈 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にPd・Pd−Au等のプレプレーティン
グフレームと、樹脂組成物との接着力を向上させ、半導
体封止装置の耐リフロー性を向上させ、リフロー後の耐
湿劣化を防止し、信頼性の高い半導体封止装置を提供す
る。 【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック型
フェノール樹脂、(C)ジラウリルチオ尿素および
(D)無機質充填剤を必須成分とし、樹脂組成物に対し
て、前記(C)のジラウリルチオ尿素を0.01〜1.0 重量
%、また前記(D)の無機質充填剤を25〜95重量%の割
合で含有してなる封止用樹脂組成物であり、また、該組
成物によって半導体チップが封止された半導体封止装置
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Pd、Pd−Au
メッキを施したフレームを用いた半導体パッケージにお
いて、耐リフロークラック性等の信頼性に優れたエポキ
シ樹脂組成物および半導体封止装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近の半導体装置では、半田メッキに換
えて、PdやPd−Auのプレプレーティングを施した
フレームを採用した半導体パッケージが増加している。
【0003】従来のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノ
ール樹脂及び無機質充填剤からなる樹脂組成物によって
封止したPdやPd−Auのプレプレーティングフレー
ムを採用した半導体装置は、該プレプレーティングフレ
ームと封止樹脂との接着性が著しく悪いという欠点があ
った。特に吸湿した半導体装置を赤外線(IR)リフロ
ー方式で表面実装すると、封止樹脂とリードフレーム、
あるいは封止樹脂と半導体チップとの間の剥がれが生じ
て著しい耐湿劣化を起こし、電極の腐食による断線や水
分によるリーク電流を生じ、その結果、半導体装置は、
長期間の信頼性を保証することができないという欠点が
あった。このため、耐湿性の影響が少なく、半導体装置
全体のIRリフローによる表面実装を行っても耐湿劣化
の少ない成形性のよい材料の開発が強く要望されてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消し、上記要望に応えるためになされたもので、P
d、Pd−Au等のプレプレーティングフレームとの接
着性が高く、特に耐リフロー性とリフロー後の信頼性に
優れた、成形性のよい、封止用樹脂組成物および半導体
封止装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、樹脂組成物にジ
ラウリルチオ尿素を配合することによって、Pd、Pd
−Au等のプレプレーティングフレームとの接着性を大
幅に向上し、上記目的が達成されることを見いだし、本
発明を完成したものである。
【0006】即ち、本発明は、(A)エポキシ樹脂、
(B)ノボラック型フェノール樹脂、(C)ジラウリル
チオ尿素および(D)無機質充填剤を必須成分とし、樹
脂組成物に対して、前記(C)のジラウリルチオ尿素を
0.01〜1 重量%、また前記(D)の無機質充填剤を25〜
95重量%の割合で含有してなることを特徴とする封止用
樹脂組成物である。またこの封止用樹脂組成物の硬化物
によって、半導体チップを封止してなることを特徴とす
る半導体封止装置である。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明に用いる(A)エポキシ樹脂として
は、その分子中にエポキシ基を少なくとも2 個有する化
合物である限り、分子構造、分子量など特に制限はな
く、一般に封止用材料として使用されているものを広く
包含することができる。例えば、ビフェニル型、ビスフ
ェノール型の芳香族系、シクロヘキサン誘導体等脂肪族
系、また、次の一般式で示されるエポキシノボラック系
のエポキシ樹脂等が挙げられる。
【0009】
【化1】 (但し、式中、R1 は水素原子、ハロゲン原子又はアル
キル基を、R2 は水素原子又はアルキル基を、nは1 以
上の整数をそれぞれ表す) これらのエポキシ樹脂は、単独もしくは2 種以上混合し
て用いることができる。本発明に用いる(B)ノボラッ
ク型フェノール樹脂としては、フェノール、アルキルフ
ェノール等のフェノール類とホルムアルデヒド、パラホ
ルムアルデヒド等のアルデヒド類とを反応させて得られ
るノボラック型フェノール樹脂およびこれらの変性樹
脂、例えばエポキシ化もしくはブチル化ノボラック型フ
ェノール樹脂等が挙げられ、これらの樹脂は、単独もし
くは2 種以上混合して用いる。ノボラック型フェノール
樹脂の配合割合は、前述したエポキシ樹脂のエポキシ基
(a)とノボラック型フェノール樹脂のフェノール性水
酸基(b)との当量比[(a)/(b)]が0.1 〜10の
範囲内であることが望ましい。当量比が0.1 未満もしく
は10を超えると、耐熱性、耐湿性、成形作業性および硬
化物の電気特性が悪くなり、いずれの場合も好ましくな
い。従って上記の範囲内に限定するのが良い。本発明に
用いる(C)ジラウリルチオ尿素は、次の構造式に示さ
れる。
【0010】
【化2】 また、ジラウリルチオ尿素には、更に他の加硫促進剤と
酸化亜鉛、酸化マグネシウムを併用することもできる。
【0011】ジラウリルチオ尿素の配合割合は、全体の
樹脂組成物に対して0.01〜1 重量%含有することが望ま
しい。この割合が0.01重量%未満では、Pd、Pd−A
u等のプレプレーティングフレームとの接着力の向上に
効果なく、また、1.0 重量%を超えると、封止樹脂の硬
化等に悪影響を与え、実用に適さず好ましくない。
【0012】本発明に用いる(D)無機質充填剤として
は、シリカ粉末、アルミナ粉末、三酸化アンチモン、タ
ルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、クレー、マイ
カ、ベンガラ、ガラス繊維等が挙げられ、これらは単独
又は2 種以上混合して使用することができる。これらの
中でも特にシリカ粉末やアルミナ粉末が好ましく、よく
使用される。無機質充填剤の配合割合は、全体の樹脂組
成物に対して25〜95重量%の割合で含有することが望ま
しい。その割合が25重量%未満では、耐熱性、耐湿性、
半田耐熱性、機械的特性および成形性が悪くなり、ま
た、95重量%を超えるとカサバリが大きくなり、成形性
に劣り実用に適さない。
【0013】本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂、ジラウリルチオ尿素
および無機質充填剤を必須成分とするが、本発明の目的
に反しない限度において、また必要に応じて、例えば天
然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、
酸アミド類、エステル類、パラフィン類等の離型剤、塩
素化パラフィン、ブロム化トルエン、ヘキサブロムベン
ゼン、三酸化アンチモン等の難燃剤、エラストマー等の
低応力成分、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤、
種々の硬化促進剤等を適宜、添加配合することができ
る。
【0014】本発明の封止用樹脂組成物を成形材料とし
て調製する場合の一般的な方法としては、エポキシ樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂、ジラウリルチオ尿
素、無機質充填剤およびその他の成分を配合し、ミキサ
ー等によって十分均一に混合した後、さらに熱ロールに
よる溶融混合処理又はニーダ等による混合処理を行い、
次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料
とすることができる。こうして得られた成形材料は、半
導体装置をはじめとする電子部品あるいは電気部品の封
止、被覆、絶縁等に適用すれば、優れた特性と信頼性を
付与させることができる。
【0015】本発明の半導体封止装置は、上記のように
して得られた封止用樹脂を用いて、半導体チップを封止
することにより容易に製造することができる。封止の最
も一般的な方法としては、低圧トランスファー成形法が
あるが、射出成形、圧縮成形、注型等による封止も可能
である。封止用樹脂組成物を封止の際に加熱して硬化さ
せ、最終的にはこの組成物の硬化物によって封止された
半導体封止装置が得られる。加熱による硬化は、150 ℃
以上に加熱して硬化させることが望ましい。封止を行う
半導体装置としては、例えば集積回路、大規模集積回
路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等で特に限
定されるものではない。
【0016】
【作用】本発明の封止用樹脂組成物および半導体封止装
置は、樹脂成分としてジラウリルチオ尿素を用いたこと
によって、目的とする特性が得られるものである。即
ち、ジラウリルチオ尿素は樹脂組成物のPd、Pd−A
u等のプレプレーティングフレームとの接着力を向上さ
せ、半導体パッケージにおいて耐リフロークラック性等
の信頼性を向上させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】次に本発明を実施例によって説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。以下の実施例及び比較例において「%」と
は「重量%」を意味する。
【0018】実施例1 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量215
)19%に、ノボラック型フェノール樹脂(フェノール
当量107 )9 %、次の化3に示したジラウリルチオ尿素
0.1 %、
【0019】
【化3】 溶融シリカ粉末71%およびエステル系ワックス類 0.3%
を配合し、常温で混合し、さらに90〜95℃で混練してこ
れを冷却粉砕して成形材料を製造した。この成形材料を
170 ℃に加熱した金型内にトランスファー注入し、硬化
させて成形品(封止品)をつくった。この成形品につい
てPdとPd−Auのプレプレーティングフレームに対
する接着力、耐湿性を試験したので、その結果を表1に
示した。特に接着力において本発明の顕著な効果が認め
られた。
【0020】実施例2 ビフェニル型エポキシ樹脂(エポキシ当量215 )17%
に、ノボラック型フェノール樹脂(フェノール当量107
)8 %、前記した化3のジラウリルチオ尿素0.1%、シ
リカ粉末74%およびエステル系ワックス類 0.3%を実施
例1と同様に混合、混練、粉砕して成形材料を製造し
た。また、実施例1と同様にして成形品をつくり、Pd
とPd−Auのプレプレーティングフレームに対する接
着力、耐湿性の特性試験を行ったのでその結果を表1に
示した。特に接着力において本発明の顕著な効果が認め
られた。
【0021】実施例3 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量215
)19%に、ノボラック型フェノールアラルキル樹脂
(フェノール当量107 )9 %、前記した化3のジラウリ
ルチオ尿素0.1 %、γ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン0.2 %、シリカ粉末71%およびエステル系ワ
ックス0.3 %を実施例1と同様に混合、混練、粉砕して
成形材料を製造した。また、実施例1と同様にして成形
品をつくり、PdとPd−Auのプレプレーティングフ
レームに対する接着力、耐湿性を試験したので、その結
果を表1に示した。特に接着力において本発明の顕著な
効果が認められた。
【0022】比較例 クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量21
5 )19%に、ノボラック型フェノール樹脂(フェノール
当量107 )9 %、シリカ粉末71%、硬化促進剤0.3 %、
エステル系ワックス類 0.3%およびシラン系カップリン
グ剤 0.4%を混合し、実施例1と同様にして成形材料を
製造した。この成形材料を用いて成形品とし、成形品の
諸特性について実施例1と同様にして試験を行い、その
結果を表1に示した。
【0023】
【表1】 *1 :トランスファー成形によって接着面積4 mm2
成形品を、PdまたはPd−Auプレプレーティングさ
れた上に成形し、175 ℃,8 時間放置した後、剪断接着
力を求めた。 *2 :トランスファー成形によって成形品をつくり、こ
れを175 ℃,8 時間の後硬化を行い、熱機器分析装置を
用いて測定した。 *3 :成形材料を用いて、2 本以上のアルミニウム配線
を有するシリコン製チップ(テスト用素子)をPdプレ
プレーティングフレームに接着し、175 ℃で2 分間トラ
ンスファー成形して、QFP−208P,2.8 mmt
成形品をつくり、これを175 ℃,8 時間の後硬化を行っ
た。こうして得た成形品を予め、40℃,90%RH,100
時間の吸湿処理した後、Max240 ℃のIRリフロー炉
を4 回通した。その後、127 ℃,2.5 気圧の飽和水蒸気
中でPCTを行い、アルミニウムの腐食による断線を不
良として評価した。
【0024】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の封止用樹脂組成物および半導体封止装置
は、Pd、Pd−Auメッキのインサートとの接着性に
優れ、IRリフロー後においても剥離することなく、耐
湿性に優れ、その結果、電極の腐食による断線や水分に
よるリーク電流の発生等を著しく低減することができ、
しかも長期間にわたって信頼性を保証することができ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI //(C08K 13/02 5:405 3:00)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック
    型フェノール樹脂、(C)ジラウリルチオ尿素および
    (D)無機質充填剤を必須成分とし、樹脂組成物に対し
    て、前記(C)のジラウリルチオ尿素を0.01〜1 重量
    %、また前記(D)の無機質充填剤を25〜95重量%の割
    合で含有してなることを特徴とする封止用樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 (A)エポキシ樹脂、(B)ノボラック
    型フェノール樹脂、(C)ジラウリルチオ尿素および
    (D)無機質充填剤を必須成分とし、樹脂組成物に対し
    て、前記(C)のジラウリルチオ尿素を0.01〜1 重量
    %、また前記(D)の無機質充填剤を25〜95重量%の割
    合で含有した封止用樹脂組成物の硬化物によって、半導
    体チップを封止してなることを特徴とする半導体封止装
    置。
JP10029123A 1998-01-27 1998-01-27 封止用樹脂組成物および半導体封止装置 Pending JPH11209575A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020117574A (ja) * 2019-01-21 2020-08-06 ナガセケムテックス株式会社 エポキシ樹脂組成物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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