JPS59181037A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS59181037A
JPS59181037A JP58056258A JP5625883A JPS59181037A JP S59181037 A JPS59181037 A JP S59181037A JP 58056258 A JP58056258 A JP 58056258A JP 5625883 A JP5625883 A JP 5625883A JP S59181037 A JPS59181037 A JP S59181037A
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JP
Japan
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epoxy resin
polyether
resin composition
semiconductor device
curing agent
Prior art date
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Pending
Application number
JP58056258A
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English (en)
Inventor
Toku Nagasawa
徳 長沢
Saburo Omori
大森 三郎
Eiji Kihira
紀平 栄嗣
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.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nitto Electric Industrial Co Ltd filed Critical Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS59181037A publication Critical patent/JPS59181037A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工C1LSI、トランジスタの如き半導体素子
を樹脂封止してなる半導体装置に関するものである。
半導体素子を樹脂封止するために、低圧成形用エポキシ
樹脂成形材料を用いることは広く知られている。
しかしながら近年、特に半導体素子の大型化等の要求に
よシ、従来の成形材料を封止用樹脂として用いて得られ
た半導体装置では、素子に加わる収縮応力が大きく、特
に冷熱試験によって封止用樹脂や素子の保護膜であるパ
ッシベーション膜にクラックが発生して耐湿性などの緒
特性に劣シ、装置としての信頼性に劣る欠点を有してい
た。
本発明はこのような欠点を改良するために為されたもの
で、両末端アミノ基含有ポリエーテル化合物(以下ポリ
エーテルジアミン化合物という)と2官能性酸無水物を
反応させて得られる分子量5.000以上のポリエーテ
ルポリイミド化合物(4)、ノボラック型エポキシ樹脂
(B)および硬化剤(C)を含〜0.20であるエポキ
シ樹脂組成物を用いて半導体素子をモールドしてなる半
導体装置に関するものである。
本発明において用いられるポリエーテルジアミン化合物
としては、分子量が500以上のものでs、o o o
程度までのものが一般的に用いられるが分子量1000
〜4000程度のものが好ましく使用される0 ポリエーテルジアミン化合物の種類としては、一般式 
HiiN (R−0うnR−NHI。
(式中RはC数2〜10のアルキレン基を示す)で示す
ものが好適に使用される。
上記一般式(3)として特に好ましいのは、Rが−CH
2CH2−で示されるエチレン基又は−C(CH3)H
CH2−で示されるプロピレン基で示される化合物であ
る。
ポリエーテルジアミン化合物の市販品としては、たとえ
ば三井石油化学社製商品名Q −693を挙ることがで
きる。
2官能性酸無水物としては、エポキシ樹脂の硬化剤とし
て用いられるテトラカルボン酸無水物が一般的に使用さ
れる。
上記無水物としては芳香族、脂肪族、脂環族のものを用
いることができるが、好ましくは芳香族テトラカルホン
酸無水物を用いる。
2官能性酸無水物の具体例としては、シクロペンタンテ
トラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、テトラヒドロフラン−2・3・4・5−
テトラカルホン酸二無水物、1・2・3・4−シクロフ
タンテトラカルボン酸二無水物、1・2・4・5−ベン
ゼンテトラカルボン酸二無水物、トリメリット酸無水物
エチレングリコールジエステル(トリメリツl−酸2モ
ルとエチレングリコール1モルを反応させて得られるも
の)、等を挙げることができる。
そして本発明で用いるポリエーテルポリイミド化合物を
得るには、上記ポリエーテルジアミン化合物1モルに対
して、2冨能性酸無水物0.7〜1.4モル好ましくは
0.9〜1.2モルを180℃〜230℃で30分〜5
時間程度反応させることにより得ることができる。
本発明で用いるポリエーテルポリイミド化合物は、分子
量5,000以上(上限値は100,000程度)とさ
れ、好ましくは分子fi8,000〜70,000程度
のものが用いられる。
本発明において分子量5,000以下のポリエーテルポ
リイミド化合物を用いると、得られる半導体装置の耐熱
衝撃性に劣るので余り好ましくない。
本発明におけるノボラック型エポキシ樹脂としては、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂を挙げることができる。
ノボラック型エポキシ樹脂としては、通常エポキシ当量
160〜250、軟化点50〜130℃のものが用いら
れる。
さらにクレゾールノボラック型エポキシ樹脂では、好適
にはエポキシ当量180〜210、軟化点60〜110
℃のものが用いられる○ フェノールノボラック型エポキシ樹脂では、好適には、
エポキシ当量160〜200、軟化点60〜110℃の
ものが用いられる。
硬化剤としてはノボラック型樹脂が好適であるが、酸無
水物、アミンを挙けることもできる。これらは単独で用
いてもよいが併用もできる0ノボラツク型樹脂としては
、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂あるいはビスフェノールAノボラック樹脂を用いるこ
とができ、通常、軟化点50〜130℃のものを用いる
この種ノボラック樹脂は、フェノール、クレゾール、ビ
スフエムールAの如きフェノール類とホルアルデヒド等
のアルテヒド類を酸性触媒下で縮合するととによシ得る
ことができる。
本発明において硬化剤として用いる酸無水物としては、
無水フタル酸、無水マレイン酸、無水メチルテトラヒド
ロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水トリメリ
ット酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル
酸、シクロヘキセン−1・2−ジカルボン酸無水物、シ
クロヘキセン−3・4−ジカルボン酸無水物;トリメリ
ット酸無水物のエチレングリコールエステルなどを挙げ
ることができる。
マタアミンとしては、m−フェニレンジアミン、P−フ
ェニレンジアミン、4・4′−ジアミノジフェニルメタ
ン、4−4’−ジアミノジフェニルプロパン、4・4′
−ジアミノジフェニルエーテル、4・4′−ジアミノジ
フェニルスルホン、4・4′−ジアミノジフェニルスル
フィド、1・5−ジアミノナフタリン、2善4−ビス(
β−アミノ−1−ブチル)トルエン、ヒス(p−β−ア
ミノ−1−ブチルフェニル)エーテル、ビス(p−β−
メチル−〇−アミノフェニル)ベンゼン、1・3−ジア
ミノ−4−イソプロピルベンゼン、m−キシリレンジア
ミン、P−キシリレンジアミン、2・4−ジアミノトル
エン、2・6−ジアミノトルエン、ビス(4−7ミノシ
クロヘキシル)メタン、3−メチルへブタメチレンシア
2ン、4・4−ジメチルへブタメチレンジアミン、オク
タメチレンジアミン、2・5−ジメチルへキサメチレン
ジアミン、2・5−ジメチルへブタメチレンジアミン、
3−メチルへブタメチレンジアミン、1・4−シクロヘ
キサンジアミン等を挙げることができる。
本発明において、硬化剤は前記エポキシ樹脂を硬化させ
うるに充分な量が用いられる。
通常前記エポキシ樹脂の1エポキシ当量当シ、0.4〜
2.0当量、好ましくは0.6〜1.5当量用いられる
。具体的にはエポキシ樹脂の1エポキシ当量に対してノ
ボラック樹脂を用いた場合には、通常0.5〜2.0当
量、好ましくは0.8〜1,5当量、酸無水物の場合で
は通常0.4〜1.2当量、好ましくは0.6〜1.0
当量、アミンを用いた場合には通常0.5〜2.0当量
、好ましくは0.8〜1.5当量とされる。
硬化剤としてイミダゾール系化合物、ジシアンジアミド
等を用いた場合には通常0.4当量未満とされる。
本発明においてポリエーテルポリイミド化合物0.01
〜0.20とした理由は、0.01以下では得られる半
導体装置が耐熱衝撃性に劣るようになるからであ、D、
0.20以上では耐湿性に劣シ、半導体装置の寿命が短
かくなる欠点を有するからである。
本発明において、エポキシ樹脂組成物を製造するには前
記エポキシ樹脂、硬化剤、ポリエーテルポリイミドおよ
び好ましくは硬化促進剤を均一に配合混線(通常は熱混
練)して得られるが、この組成物にはきらに無定形シリ
カ、結晶性シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、
ワルストネートのような無機質充填剤、酸化アンチモン
、ハロゲン化物のような難燃剤、シランカップリング剤
、離型剤、顔料の如き各種添加剤を添加してもよい。
無機質充填剤含有量は通常、エポキシ樹脂、硬化剤、ポ
リエーテルポリイミドおよび無機質充填剤を含む全エポ
キシ樹脂組成物中の40〜80重量%とされる。
また上記硬化促進剤としては、硬化剤がノボラック型樹
脂の場合、脂肪族、あるいは芳香族第2級ないし第3級
アミンやイミタ′ゾリン類、イミダゾール類などの含窒
素へテロ環化合物などがあげられる。また硬化剤が酸無
水物の場合は、上記した硬化促進剤も使用できるし、さ
らにアルコール類、有機酸スズ塩等も使用できる。また
硬化剤がアミンの場合は、フェノール、カルボン酸など
の有機酸、及び酸無水物などが使用できる。
硬化促進剤は、一般的には、得られるエポキシ樹脂組成
物の150℃でのゲル化時間が30秒〜90秒となるよ
うにその添加量を調整して使用される。
エポキシ樹脂組成物の全成分の同時熱温線は、たとえば
硬化剤としてノボラック型樹脂、酸無水物を用いた場合
に適用せられ、通常80〜120℃にて数分間混練され
る。混練は加熱ロールによる溶融混線、押出機による溶
融混線等適宜公知の手段によシ行なえる。
硬化剤としてアミン系硬化剤を用いたときは、ポリエー
テルポリイミドをエポキシ樹脂あるいは該硬化剤と前も
って溶融混線し7ておき、全成分をトライブレンドする
のが一般的である。
このようにして得られたエポキシ樹脂組成物は未硬化あ
るいは半硬化状態であり、一般的には粉末状または粉末
タブレット状のものとして提供される。
本発明においては前記の如きエポキシ樹′脂組成物を得
るに際して、ノボラック型エポキシ樹脂とポリエーテル
ポリイミドを予め反応させて変性エポキシ樹脂としてお
き、その後硬化剤等の残余成分と配合混練するのが好ま
しい。
前記エポキシ樹脂とポリエーテルポリイミドの反応は、
エポキシ基に酸無水物基および/−!たはアミノ基を付
加させて、変性エポキシ樹脂を製造するのが目的でアシ
、通常100〜180’Cで30分〜20時間、好まし
くは120〜160℃で40分〜10時間程度行なう。
また得られる変性エポキシ樹脂の官能基残存率は、通常
50%以下、好ましくは20%以下とされる。ここでい
う官能基残存率は、反応初期の系に加えたポリエーテル
ポリイミド全体の官能基(酸無水物基およびアミノ基)
の数を100%として、反応後どれだけの割合の該官能
基が残存しているかを示すものである。
なお得られた変性エポキシ樹脂とその他の残余成分を配
合混練する条件は前記と同様である。
本発明において、エポキシ樹脂組成物によシ半導体素子
をモールドするには、通常トランスファー成形によシ行
々うことができる。
このようにして得られた半導体装置は、耐衝撃性が向上
する。
以下本発明を実施例によシ具体的に説明する。
なお実施例中の部は重量部である。
例1(ポリエーテルポリイミドの製造)分子量2100
の両末端アミノ基含有ポリプロピレンクリコール210
 f!(0,1モル)ヲフラスコ中テ200℃に昇温し
、この系にシクロペンタンカルボン酸ジ無水物309 
(0,14モル)を加えて撹拌しながら1時間同温度で
反応させた。
この反応生成物はIRスペクトルによりポリエーテルポ
リイミドであることが確認され、重量平均分子量は、G
PC分析で約6.000であった0例2〜例5(ポリエ
ーテルポリイミドの製造)例1に準じ第1表記載の配合
割合にてポリエーテルポリイミドを得た。
第   1   表 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22
0、軟化点80℃)92部を釜中で溶融させ、150℃
になった時点で例1によシ得られたポリエーテルポリイ
ミド15部を配合し、同温度で撹拌下1時間予備反応さ
せた。
得られた変性エポキシ樹脂の官能基残存率は15%であ
った。
次いで得られた変性エポキシ樹脂全量、フェノールノボ
ラック(軟化点80℃、水酸基当量110)46部、硬
化促進剤(2・4・6−ドリスジメチルアミノメチルフ
エノール)1.7部、カーボンブラック2部、無定形シ
リカ粉末354部、シランカップリング剤(日本ユニカ
ー社製、A−186)3.5部およびカルナバワックス
3部を70〜80℃−の熱ロールによ)3分間混練した
のち、冷却粉砕し10メツシュパス品とし、半導体素子
封止用のエポキシ樹脂組成物粉末を得た。
このようにして得られた粉末を用い、耐熱衝撃試験用素
子、プレッシャークツカーテスト用素子をモールドした
モールドは低圧トランスファー成形法により175℃で
2分間の条件にて行ない、それに引き続<175℃、5
時間のポストキュア一工程を経て本発明の半導体装置と
した。
実施例2〜6および比較例1〜4 下記第2表に示す配合組成で、実施例1に準じ樹脂組成
物粉末を得た。
第   2   表 得られた組成物粉末を用い実施例1と同様の要領によシ
半導体装置を得た。
実施例7 実施例1においてクレゾールノボラックエポキシ樹脂と
ポリエーテルポリイミドの変性反応を行なわず、全配合
成分を同時に70℃〜80℃の熱ロールで3分間混練し
、その後冷却粉砕して樹脂組成物粉末を得た。得られた
組成物粉末を用い実施例1と同様の要領によシ半導体装
置を得た。
実施例1〜7及び比較例1〜4よp得られた半導体装置
を用いて耐熱衝撃性試験及びプレッシャクツカーテスト
した。その結果を下記第3表に記載する。
第3表 第3表において、熱衝撃試験は、前記耐衝撃試験用素子
を塔載した48ピンフラツトパツケージを、前述の条件
でモールドしてなる半導体装置を用いて行なった。即ち
この半導体装置40ケを150℃と一55℃のシリコン
オイル中に各5分浸演する工程を1サイクルとし、これ
を2000サイクルくシ返して後、半導体装置表面にク
ラックが入ったと認められるものを不良として評価した
プレッシャークツカーテストは、パンシベーション膜を
施し且つアルミニューム配線したWtl 記プレッシャ
クツカーテスト用素子を、前述の条件でモールドしてな
る半導体装置を用いて行なった。
即ちこの半導体装置20ケを121℃、2気圧の水蒸気
圧下に500時間放置し、アルミニューム配線が断線し
たものを不良とした。
特許出願人 日東電気工業株式会社 代表者 土 方 三 部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 両末端アミノ基含有ポリエーテル化合物と2官能性酸無
    水物を反応させて得られる分子量5,000以上のポリ
    エーテルポリイミド化合物(A)、ノボラック型エポキ
    シ樹脂(B)および硬化剤(C)を含む組成0.20で
    あるエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子をモールド
    してなる半導体装置。
JP58056258A 1983-03-30 1983-03-30 半導体装置 Pending JPS59181037A (ja)

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JP58056258A JPS59181037A (ja) 1983-03-30 1983-03-30 半導体装置

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ID=13022053

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61278555A (ja) * 1985-06-05 1986-12-09 Mitsui Petrochem Ind Ltd 成形品の製造法
JPS6234949A (ja) * 1985-08-08 1987-02-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JPS6317921A (ja) * 1986-07-09 1988-01-25 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JPH01104649A (ja) * 1987-10-19 1989-04-21 Toshiba Chem Corp 封止用樹脂組成物
US4985751A (en) * 1988-09-13 1991-01-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Resin-encapsulated semiconductor devices

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