JPS58112352A - 半導体メモリ素子封止用エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
半導体メモリ素子封止用エポキシ樹脂組成物Info
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- JPS58112352A JPS58112352A JP56210854A JP21085481A JPS58112352A JP S58112352 A JPS58112352 A JP S58112352A JP 56210854 A JP56210854 A JP 56210854A JP 21085481 A JP21085481 A JP 21085481A JP S58112352 A JPS58112352 A JP S58112352A
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- dioxide powder
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- Power Engineering (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体メモリ素子封止用エポキシ樹脂組成物
に関する。
に関する。
一般に、高集積度を有する半導体メモリ素子を樹脂封止
してなる半導体装置では、封止樹脂中に含まれる不純物
、とくにウランやトリウムなどでα線によるメモリ素子
の誤動作（以下、ソフトエラーという）を生じやすい。
してなる半導体装置では、封止樹脂中に含まれる不純物
、とくにウランやトリウムなどでα線によるメモリ素子
の誤動作（以下、ソフトエラーという）を生じやすい。
封止材料中には通常光てん剤として二酸化ケイ素（５ｉ
０２）粉末を含ませているが、この二酸化ケイ素粉末は
、従来、天然の鉱右ヲ精製することなく粉砕しただけ、
あるいは天然原料をアルカリ塩に変換し夾雑物を除去す
る程度の精製を施した後、酸化物にするといった製造方
法が多かった。これらの二酸化ケイ素は特にウラン、ト
リウムの含有量が多く、メモリ素子に適用したときα線
を発生させ、ソフトエラーを顕著に生じる欠点があった
。
０２）粉末を含ませているが、この二酸化ケイ素粉末は
、従来、天然の鉱右ヲ精製することなく粉砕しただけ、
あるいは天然原料をアルカリ塩に変換し夾雑物を除去す
る程度の精製を施した後、酸化物にするといった製造方
法が多かった。これらの二酸化ケイ素は特にウラン、ト
リウムの含有量が多く、メモリ素子に適用したときα線
を発生させ、ソフトエラーを顕著に生じる欠点があった
。
また、この種の樹脂封止された半導体メモリはガラス、
金属、セラミックなどを用いたハーメチック方式と比較
して吸湿することの影響でイオン化する、いわゆるハロ
ゲンイオンの影響で湿気に対する安定性が著るしく劣り
、メモリ素子の信頼性の面で大きな問題があった。
金属、セラミックなどを用いたハーメチック方式と比較
して吸湿することの影響でイオン化する、いわゆるハロ
ゲンイオンの影響で湿気に対する安定性が著るしく劣り
、メモリ素子の信頼性の面で大きな問題があった。
この発明は、上記の欠点に鑑み、α線量の少い封止材料
を検討し、かつ耐湿性の良好な半導体メモリ素子の封止
に好適なエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とす
る。また、この発明の他の目的は、流動性が良好でトラ
ンスファー成形などの樹脂封止の作業性にすぐれる上記
組成物を提供することにある。
を検討し、かつ耐湿性の良好な半導体メモリ素子の封止
に好適なエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とす
る。また、この発明の他の目的は、流動性が良好でトラ
ンスファー成形などの樹脂封止の作業性にすぐれる上記
組成物を提供することにある。
すなわち、この発明は、エポキシ当量５００以下のエポ
キシ樹脂に、四塩化ケイ素を気相反応させて得られた二
酸化ケイ素粉末であって粒子径４４μ以下のものが４５
重量％以上となるような粒度分布を有する上記粉末を組
成物全体の５５〜９０重量％配合し、かつこの組成物中
のハロゲンイオンの含有量を２００ ｐｐｍ以下に設定
したことを特徴とする半導体メモリ素子封止用エポキシ
樹脂組成物に係るものである。
キシ樹脂に、四塩化ケイ素を気相反応させて得られた二
酸化ケイ素粉末であって粒子径４４μ以下のものが４５
重量％以上となるような粒度分布を有する上記粉末を組
成物全体の５５〜９０重量％配合し、かつこの組成物中
のハロゲンイオンの含有量を２００ ｐｐｍ以下に設定
したことを特徴とする半導体メモリ素子封止用エポキシ
樹脂組成物に係るものである。
この発明において用いられる二酸化ケイ素粉末は、精製
した四塩化ケイ素を気相中酸素水素焔で酸化したり、プ
ラズマなどで酸化することによって得られるもので、こ
の種の粉末は前記従来のものに較べてウランやトリウム
などの不純物が少ないという特徴を有している。この発
明者らは、上記粉末を封止材料の充てん剤として適用す
ることにより、封止樹脂から放出されるα線が著るしく
減少し、ソフトエラーの低下に好結果かもたらされるこ
とを見い出した。上記二酸化ケイ素粉末のなかでもとく
に好ましいものは、加圧抽出水の電気伝導鹸か′２０μ
ν／ａ以下となりかつそのｐＨが６〜８の範囲にある無
定形の二酸化ケイ素粉末である。
した四塩化ケイ素を気相中酸素水素焔で酸化したり、プ
ラズマなどで酸化することによって得られるもので、こ
の種の粉末は前記従来のものに較べてウランやトリウム
などの不純物が少ないという特徴を有している。この発
明者らは、上記粉末を封止材料の充てん剤として適用す
ることにより、封止樹脂から放出されるα線が著るしく
減少し、ソフトエラーの低下に好結果かもたらされるこ
とを見い出した。上記二酸化ケイ素粉末のなかでもとく
に好ましいものは、加圧抽出水の電気伝導鹸か′２０μ
ν／ａ以下となりかつそのｐＨが６〜８の範囲にある無
定形の二酸化ケイ素粉末である。
このような二酸化ケイ素粉末の粒子径分布は、組成物と
したときの流動性の観点から、粒子径４４μ以下のもの
が全体の４５重量％以上となるようにされている必要が
ある。この範囲を逸脱すると流動性の低下により樹脂封
止の成・形作業性が悪くなり、成形物表面の外観が劣っ
てくるなど商品価値が著るしく低下し、極端には電気特
性の低下を招く結果となる。
したときの流動性の観点から、粒子径４４μ以下のもの
が全体の４５重量％以上となるようにされている必要が
ある。この範囲を逸脱すると流動性の低下により樹脂封
止の成・形作業性が悪くなり、成形物表面の外観が劣っ
てくるなど商品価値が著るしく低下し、極端には電気特
性の低下を招く結果となる。
また、上記二酸化ケイ素粉末の使用量は、組成物全体の
５５〜９０重量％、好適には６０〜８０重量％に設定す
べきであり、５５重量％より少なくなると封止樹脂の熱
膨張係数が大となって熱衝撃試験でクラックを生じやす
く、一方９０重量％より多くなると流動性が損なわれ前
述の場合と同様の問題が生じてくる。
５５〜９０重量％、好適には６０〜８０重量％に設定す
べきであり、５５重量％より少なくなると封止樹脂の熱
膨張係数が大となって熱衝撃試験でクラックを生じやす
く、一方９０重量％より多くなると流動性が損なわれ前
述の場合と同様の問題が生じてくる。
この発明において用いるエポキシ樹脂としては、−分子
中に二つ以上のエポキシ基を有する化合物、たとえばフ
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、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂などのなかから、エポキシ当量が
５００以下の特性を持つ化合物が選択される。エポキシ
当量が５００より高くなると架橋密度が小さくなり、十
分な耐熱性、強度等が得られない。好ましくはエポキシ
当量３５０以下のノボラックエポキシ樹脂が良い。
中に二つ以上のエポキシ基を有する化合物、たとえばフ
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、脂環式エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＡ型エポキシ樹脂などのなかから、エポキシ当量が
５００以下の特性を持つ化合物が選択される。エポキシ
当量が５００より高くなると架橋密度が小さくなり、十
分な耐熱性、強度等が得られない。好ましくはエポキシ
当量３５０以下のノボラックエポキシ樹脂が良い。
また、Ｎａ、Ｃｚその他の不純物を出来うる限り除いた
ノボラックエポキシ樹脂が良い。
ノボラックエポキシ樹脂が良い。
この発明に用いる硬化剤としては、フェノール、クレゾ
ール、キシレノール、レゾルシノール、ビスフェノール
Ａなどの１種または２種以上の混合物とホルムアルデヒ
ド又はパラホルムアルデヒドとを酸、塩基又は中性塩な
どの触媒を用いて反応して得たフェノール樹脂類、無水
フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメット
酸等の有機酸無水物、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、ジアミノジフェニルエーテル
等のアミン化合物が挙けられる。有機酸無水物類は耐湿
性に劣り、アミン類は毒性がある。この点から、好まし
くはフェノール樹脂類を選択するのがよく、樹脂組成物
の架橋密度を高め、半導体メモリ素子への悪影響を除く
ため、前記の未反応モノマーは少い程よい。
ール、キシレノール、レゾルシノール、ビスフェノール
Ａなどの１種または２種以上の混合物とホルムアルデヒ
ド又はパラホルムアルデヒドとを酸、塩基又は中性塩な
どの触媒を用いて反応して得たフェノール樹脂類、無水
フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメット
酸等の有機酸無水物、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、ジアミノジフェニルエーテル
等のアミン化合物が挙けられる。有機酸無水物類は耐湿
性に劣り、アミン類は毒性がある。この点から、好まし
くはフェノール樹脂類を選択するのがよく、樹脂組成物
の架橋密度を高め、半導体メモリ素子への悪影響を除く
ため、前記の未反応モノマーは少い程よい。
この発明の組成物には、必要に応じて有機系難燃剤たと
えば臭素化エポキシ樹脂など、無機系難燃剤たとえば三
酸化アンチモン、シランカップリング剤、チタンカップ
リング剤、離型剤、変性剤、顔料、硬化促進側などを添
加することができる。
えば臭素化エポキシ樹脂など、無機系難燃剤たとえば三
酸化アンチモン、シランカップリング剤、チタンカップ
リング剤、離型剤、変性剤、顔料、硬化促進側などを添
加することができる。
上記の各成分を含んでなるこの発明のエポキシ樹脂組成
物は、これに含まれるノλロゲンイオンが２００ ｐｐ
ｍ以下に抑えられていなければならない。
物は、これに含まれるノλロゲンイオンが２００ ｐｐ
ｍ以下に抑えられていなければならない。
上記より多くなると高温高湿下での配線パターンの腐食
を防止できなくなる。なお、上記ノ＼ロゲンイオンは、
樹脂組成物を１７５°Ｃで５時間加熱硬化させたのち１
００メツシユフリーパスに粉砕し、この粉末５ｙを純水
５ Ｑ ＣＣに加え、１２１°Ｃ１２気圧、２０時間の
条件で加圧抽出し、抽出水中のハロゲンイオンをイオン
クロマトグラフィーで定量することによって実測される
ものである。
を防止できなくなる。なお、上記ノ＼ロゲンイオンは、
樹脂組成物を１７５°Ｃで５時間加熱硬化させたのち１
００メツシユフリーパスに粉砕し、この粉末５ｙを純水
５ Ｑ ＣＣに加え、１２１°Ｃ１２気圧、２０時間の
条件で加圧抽出し、抽出水中のハロゲンイオンをイオン
クロマトグラフィーで定量することによって実測される
ものである。
ハロゲンイオンは前記の各成分から混入してくるおそれ
があるが、その多くは二酸化ケイ素粉末のつぎに使用量
の多い樹脂分に由来する。したがって、先にも触れたよ
うに、使用に当たってハロゲンイオン含量の少ない樹脂
分を選定したり、また使用前にハロゲンイオンを除去す
るための適宜の精製処理を行なうことにより、組成物全
体中のハロゲンイオン含量が前記範囲内となるように設
定する。
があるが、その多くは二酸化ケイ素粉末のつぎに使用量
の多い樹脂分に由来する。したがって、先にも触れたよ
うに、使用に当たってハロゲンイオン含量の少ない樹脂
分を選定したり、また使用前にハロゲンイオンを除去す
るための適宜の精製処理を行なうことにより、組成物全
体中のハロゲンイオン含量が前記範囲内となるように設
定する。
以上詳述したとおり、この発明の半導体メモリ素子封止
用エポキシ樹脂組成物は、特定のエポキシ樹脂に対して
特定の二酸化ケイ素粉末を特定量配合し、かつそのハロ
ゲンイオン含量を特定範囲に設定したものであるが、か
かる組成物によるとメモリ素子のソフトエラー率を大き
く低下できるとともに耐熱衝撃性や高温下での耐湿特性
を満足させることができ、さらに樹脂封止時の流動性な
いし作業性の面でも好結果を得ることができる。
用エポキシ樹脂組成物は、特定のエポキシ樹脂に対して
特定の二酸化ケイ素粉末を特定量配合し、かつそのハロ
ゲンイオン含量を特定範囲に設定したものであるが、か
かる組成物によるとメモリ素子のソフトエラー率を大き
く低下できるとともに耐熱衝撃性や高温下での耐湿特性
を満足させることができ、さらに樹脂封止時の流動性な
いし作業性の面でも好結果を得ることができる。
つλに、この発明の実施例を記載する。なお、以下のス
施例および比較例で用いた二酸化ケイ素粉末Ａ、Ｇとは
下記の方法で得たものであり、その粒度分布は後記の第
１表に示されるとおりである。
施例および比較例で用いた二酸化ケイ素粉末Ａ、Ｇとは
下記の方法で得たものであり、その粒度分布は後記の第
１表に示されるとおりである。
く二酸化ケイ素粉末Ａ、Ｂ：）
回転している石英パイプ中に精製した四塩化ケイ素（５
ｉＣ１４）を酸素と一緒に流し、パイプの外側からプラ
ズマや酸素水素焔で加熱した。パイプの内側で酸化反応
により５ｉ０２がつくられ、パイプの内面に沈積した。
ｉＣ１４）を酸素と一緒に流し、パイプの外側からプラ
ズマや酸素水素焔で加熱した。パイプの内側で酸化反応
により５ｉ０２がつくられ、パイプの内面に沈積した。
このパイプをＣｏ１１ａｐｓｅ （コラスプ）し、円形
充実断面ロッドをつくり（プリフォームロッド）、線引
でＳｉＯ２を取り出し、粉砕して、二酸化ケイ素粉末Ａ
、Ｂを得た。
充実断面ロッドをつくり（プリフォームロッド）、線引
でＳｉＯ２を取り出し、粉砕して、二酸化ケイ素粉末Ａ
、Ｂを得た。
〈二酸化ケイ素粉末Ｃ，Ｄ）
回転出発材の表面に酸素水素焔と一緒に精製した５ｉＣ
Ｊ！４をキャリアガス（酸素）とともに吹き付け、５ｉ
０２の多孔質母材を形成した。次に出発母材をひきぬい
て加熱炉中でガラス化し、プリフォームロッドをつくり
、線引きで５ｉ０２を取り出し、粉砕して、二酸化ケイ
素粉末Ｃ，Ｄを得た。
Ｊ！４をキャリアガス（酸素）とともに吹き付け、５ｉ
０２の多孔質母材を形成した。次に出発母材をひきぬい
て加熱炉中でガラス化し、プリフォームロッドをつくり
、線引きで５ｉ０２を取り出し、粉砕して、二酸化ケイ
素粉末Ｃ，Ｄを得た。
く二酸化ケイ素粉末Ｅ、Ｆ）
回転している石英棒の下方から酸素水素焔とともに５ｉ
Ｃ１４をキャリアガス（酸素）とともに吹付け、ＳｉＯ
２をつくる。石英棒の下方に円形棒状のガラス煤の多孔
質母材ができた。石英棒を回転させながら上方にひきあ
げ、上方に設けられたリングヒーターで加熱し、連続的
に透明ガラス化し、プリフォームロッドを作成し、線引
きで５ｉ０２を取り出し、粉砕して、二酸化ケイ素粉末
Ｅ、Ｆを得た。
Ｃ１４をキャリアガス（酸素）とともに吹付け、ＳｉＯ
２をつくる。石英棒の下方に円形棒状のガラス煤の多孔
質母材ができた。石英棒を回転させながら上方にひきあ
げ、上方に設けられたリングヒーターで加熱し、連続的
に透明ガラス化し、プリフォームロッドを作成し、線引
きで５ｉ０２を取り出し、粉砕して、二酸化ケイ素粉末
Ｅ、Ｆを得た。
〈二酸化ケイ素粉末Ｇ〉
天然ケイ石を融解し粉砕して、二酸化ケイ素粉末を得た
。
。
△
第１表
実施例
二酸化ケイ素粉末Ａ、Ｃ，Ｅとともに、エポキシ当量２
４５のタレゾールノボラック型エポキシ樹脂Ａ、Ｃ、エ
ポキシ当量３０５の臭素化エポキシノボラック樹脂およ
びフェノール樹脂Ａを用意した。また、これらの成分の
ほかに、２−メチルイミダゾール、カルナバワックス、
カーボンブラック、シランカップリング剤、三酸化アン
チモンをも用意し、各成分を第２表に示す割合で混合し
、ロールで加熱混練した後、冷却及び粉砕して、この発
明の３種（隘１〜３）の半導体メモリ素子封止用エポキ
シ樹脂組成物を調製した。
４５のタレゾールノボラック型エポキシ樹脂Ａ、Ｃ、エ
ポキシ当量３０５の臭素化エポキシノボラック樹脂およ
びフェノール樹脂Ａを用意した。また、これらの成分の
ほかに、２−メチルイミダゾール、カルナバワックス、
カーボンブラック、シランカップリング剤、三酸化アン
チモンをも用意し、各成分を第２表に示す割合で混合し
、ロールで加熱混練した後、冷却及び粉砕して、この発
明の３種（隘１〜３）の半導体メモリ素子封止用エポキ
シ樹脂組成物を調製した。
比較例
実施例で示した各成分のほかに、さらに二酸化ケイ素粉
末Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、エポキシ当量２４５のタレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂Ｂおよびフエ゛″ノール樹脂Ｂ
を用意し、各成分を第２表に示す割合で混合し、実施例
と同様にして７種（Ｎｎ４〜１０）の半導体メモリ素子
封止用エポキシ樹脂組成物を調製した。
末Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、エポキシ当量２４５のタレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂Ｂおよびフエ゛″ノール樹脂Ｂ
を用意し、各成分を第２表に示す割合で混合し、実施例
と同様にして７種（Ｎｎ４〜１０）の半導体メモリ素子
封止用エポキシ樹脂組成物を調製した。
上記の各組成物を用いてトランスフシ成形法により１０
０闘径Ｘ２ｍ＋厚の円板を成形し、α線量測定用試料と
した。α線量は、電離相法で測定した。また、半導体メ
モリ素子をトランスファー成形し、この試料につき、２
気圧、１２１℃の水蒸気中に放置するいわゆるプレッシ
ャークツカーテストを実施し、時間の経過に従って発生
するアルミニウム腐食を調べた。さらに流動性の指標と
して常法によりスパイラルフロー値を求めた。これらの
結果を第２表に併記した。
０闘径Ｘ２ｍ＋厚の円板を成形し、α線量測定用試料と
した。α線量は、電離相法で測定した。また、半導体メ
モリ素子をトランスファー成形し、この試料につき、２
気圧、１２１℃の水蒸気中に放置するいわゆるプレッシ
ャークツカーテストを実施し、時間の経過に従って発生
するアルミニウム腐食を調べた。さらに流動性の指標と
して常法によりスパイラルフロー値を求めた。これらの
結果を第２表に併記した。
上表から明らかなように、この発明の半導体メモリ素子
封止用エポキシ樹脂組成物は、流動性、耐湿特性および
ソフトエラーの防止にいずれもすぐれた性能を示すもの
であることがわかる。
封止用エポキシ樹脂組成物は、流動性、耐湿特性および
ソフトエラーの防止にいずれもすぐれた性能を示すもの
であることがわかる。
Claims (1)
- （１）エポキシ当量５００以下のエポキシ樹脂に、四塩
化ケイ素を気相反応させて得られた二酸化ケイ素粉末で
あって粒子径４４μ以下のものが４５重量％以上となる
ような粒度分布を有する上記粉末を組成物全体の５５〜
９０重量％配合し、かつこの組成物中のハロゲンイオン
の含有量を２００ＰＰｍ以下に設定したことを特徴とす
る半導体メモリ素子封止用エポキシ樹脂組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56210854A JPS58112352A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 半導体メモリ素子封止用エポキシ樹脂組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56210854A JPS58112352A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 半導体メモリ素子封止用エポキシ樹脂組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58112352A true JPS58112352A (ja) | 1983-07-04 |
Family
ID=16596198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56210854A Pending JPS58112352A (ja) | 1981-12-26 | 1981-12-26 | 半導体メモリ素子封止用エポキシ樹脂組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58112352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58127354A (ja) * | 1982-01-25 | 1983-07-29 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 半導体素子封止用樹脂組成物 |
| JPH02265953A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱硬化性エポキシ樹脂組成物及び硬化物 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54141569A (en) * | 1978-04-26 | 1979-11-02 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
| JPS554952A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-14 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
| JPS5626926A (en) * | 1979-08-10 | 1981-03-16 | Toshiba Corp | Epoxy resin molding material for sealing electronic part |
-
1981
- 1981-12-26 JP JP56210854A patent/JPS58112352A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS554952A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-14 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
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| JPH02265953A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱硬化性エポキシ樹脂組成物及び硬化物 |
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