JPS59196378A - 半導体素子接合用接着剤と半導体装置およびその製造法 - Google Patents

半導体素子接合用接着剤と半導体装置およびその製造法

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JPS59196378A
JPS59196378A JP58071882A JP7188283A JPS59196378A JP S59196378 A JPS59196378 A JP S59196378A JP 58071882 A JP58071882 A JP 58071882A JP 7188283 A JP7188283 A JP 7188283A JP S59196378 A JPS59196378 A JP S59196378A
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adhesive
semiconductor element
compound
aromatic
semiconductor device
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Masahiro Ono
正博 小野
Akio Takahashi
昭雄 高橋
Ritsuro Tada
多田 律郎
Motoyo Wajima
和嶋 元世
Toshikazu Narahara
奈良原 俊和
Kunihiro Tsubosaki
邦宏 坪崎
Toyoichi Ueda
豊一 植田
Daisuke Makino
大輔 牧野
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Resonac Corp
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Hitachi Chemical Co Ltd
Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体素子例えば大規模集積回路素子(LSI
)を支持部材に接合するだめの接着剤およびそれによっ
て接合された半導体装置およびその製造法に関する。
〔発明の背景〕
金槌材料やセラミック材料から成る支持部材K。
有機材料から成る半導体素子を合成樹脂接着剤によって
固着せしめた半導体装置は周知である。この接着剤とし
ては、例えば、エーブルボンのようなエポキシ樹脂系の
ものが知られている。
そして、これらの半導体装置の多くは最終的に樹脂によ
っでモールドされ、樹龍封正体の形として一般に供され
ている。
しかしながら、かかる樹脂封止体の半導体装置にあって
は、耐湿性の点で問題のあることを見い出した。すなわ
ち、従来の接着剤を使用して半導体装&lk形成する場
合は、以下の原因により、半導体素子のアルミニウム(
At)配線または電極部、あるいはボンディング部が腐
食劣化され、あるいは電極線間のリーク電流が増加する
という問題点のあることを見い出した。
(1)接着剤の加熱硬化時(キュア時)に、接着剤材料
中から発生するC,H,0等の元素を含む低分子成分の
有機化合物のガスが半導体素子表面に付着し、これが樹
脂封止体と半導体素子表面との接着性を阻害する。この
ような状態で外部より水分が浸入すると、半導体素子表
面と樹脂封止体の樹脂との界面が容易に剥離して空隙を
形成し、A4配線またはボンディング部の腐食が加速さ
れる。
(2)接着剤材料中に、加水分解性のCtイオン、13
rイオンなどの腐食性が大きいノ10ゲンイオンの不純
物が含まれているために、これが溶出して素子狭面の配
線または電極を腐食させる。
(3)接着剤材料中の硬化した樹脂が加水分解し易く、
これが、上述(2)の場合と同様に、素子表面に水分の
空隙を形成する原因となシ、配線を腐食させる。
従って、本発明の目的は、耐湿性あるいは耐腐食性に優
れた半導体装置およびその製造方法を提供することにあ
る。
本発明の半導体素子接合用接着剤は、(a)芳香族シア
ナミド化合物および(b)芳香族ジアミン、エポキシ化
合物、マレイミド化合物、フェノール化合物、ポリブタ
ジエンおよびトリアリルイソシアヌレートから選ばれる
少なくとも1種の重合性化合物を含むことを特徴とする
また、半導体装置は、半導体素子とそれを支持する支持
部材とが合成樹脂接着剤によって接合された半導体装置
において、前記接着剤がインメラミン環およびメラミン
環とを含む樹脂状硬化物であることを特徴とする。
本発明においては耐熱性に加え、耐湿性の点でも極めて
すぐれた半導体装置を得ることができる。
その理由は、接着剤の耐熱性が悪いとワイヤボンディン
グ(a 5QC)時に接合剤中から微量の分解成分がで
て半導体素子や支持部材部に付着する。
従って、後でグラスチックパッケージされた場合、半導
体素子、支持部材とプラスチック間の界面の接着性が悪
くなるためその界面から吸湿を起こし腐食劣化の原因に
なる。そこで、接着剤の耐熱性をあげる方法があるが、
一般に接合剤に耐熱性樹脂を用いると従来の耐熱性樹脂
はN−メチル−2−ピロリドンのような高沸点の特殊溶
剤を必要とするため、硬化時に溶剤が接着剤内部に残シ
空洞ができる。この空洞部に水が入シやすく、また、空
洞部が存在する分だけ接着力も小さくなる。また、従来
の耐熱性樹脂を用いた場合、200〜30(I’,60
分以上と硬化に高温長時間を要する点も作業性の点で問
題になる。
本発明の接着剤は、150〜300Cで10〜600秒
と極めて、速硬化で、耐熱性も極めて優れたものになる
。そして、溶剤としても一般に使用されている低沸点の
ものを使用することができ、硬化時に接着剤中に溶剤が
残し、空隙を生ずるようなこともない。従って、空隙を
通しての吸湿性も極めて少ない。
本発明でいう前記一般式で示される芳香族シアナミド化
合物としては例えばフ土ニルシアナミド、ジシアナミド
ピリジン、m−フェニレンジシアナミド、p−フェニレ
ンジシアナミド、4.4’−ジンアナミドジフェニルメ
タン、2.2’−ビス(4−シアナミドジフェニル)フ
ロパン、4.4’−ジシアナミドフェニルオキシド、4
.4’−ジシアナミドフェニルスルフオ/、ビス(4−
アミノフェニルλフェニルホスフィンオキシト、ビス(
4−シアナミドフェニル)メチルアミン、1゜5−ジシ
アナミドピリジン、m−キシリレンジシアナミド、1,
1−ビス(p−シアナミドフェニル)フジタン、p−キ
シリレンジシアナミド、ヘキサメチレンジシアナミド、
6,6′−ジシアナミド−2,21−ジピリジル、4,
4′−ジシアナミドベンゾフェノン、4.4’−ジシア
ナミドアゾベンゼン、ビス(4−・シアナミドフェニル
)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−シアナミド−3
−メチルフェニル) −1,3,4−オキサジアゾール
、4.4’−ジシアナミドジフェニルエーテル、4.4
’−ビス(p−7アナミドフエニル)−2,2’−ジチ
アゾール、m−ビス(4−p−シアナミドフェニル−2
−チアゾリル)ベンゼン’1 4.4’−ジシアナミド
ベンズアニリド、4.4’−ジシアナミドフェニルベン
ゾエート、2.2′−ビス(4−(4−7アナミドフエ
ノキシ)フェニル〕プロパン、2,2′−ビス03−メ
チル−4−(4−シアナミドフェノキシ)フェニル〕プ
ロパン、2,2−ビス〔3−エチル−4−(4−シアナ
ミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔
3−プロピル−4−(4−シアナミドフェノキシ)フェ
ニル〕プロパン、2゜2−ビス〔3−イソプロピル−4
−(4−シアナミドフェノキシ)フ具ニル〕プロパン、
ビス〔4−(4−シアナミドフェノキシ)フェニルコメ
タンおよび下式(1) (nは0〜3である。)で示されるシアナミド末端スル
フォンエーテルオリゴマー、ポリフェニルメチレンポリ
シアナミドのうち少なくとも1種をいう。さらに、前記
シアナミド化合物の誘導体であるN−シアノ−N−アミ
ド化合物としては、例えば、一般式 (式中R′ハ水素、ヘンゼンスルホニル基、ベンゼンカ
ルボニル基、ベンジル基のいずれかを示し、1分子中の
少なくとも1個のR′は水素とする。
凡は炭素数4〜14のアルギル基、シクロアルキレン基
、フェニレン基のいずれかを示す。Aは0.18.80
2 、CO,CH2のいずれかを示す。mはo、>、n
は0〜3、qは0〜4をそれぞれ示す。)で示される化
合物も含まれる。
本発明においては芳香族シアナミド化合物とともに重合
性化合物を併用してもよい。重合性化合物としては例え
ば、  、゛ 、   。
ニー;2.6−ジアミツヒリジン、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、2,2′−ビス(4−アミノフェニル
)プロパン、ベンジン、4.4’−ジアミノフェニルオ
キシド、4.4’−ジアミノフェニルスルホン、ビス(
4−アミノフェニル)メチルホスフィンオキシド、ビス
(4−アミノフェニ′し)フェニルホスフィンオキシト
、ビス(4−アミノフェニル)メチルアミン、1,5−
シアばノナフタレ/、m−キシリレンジアミン、1゜1
−ビス(p−アミノフェニル)フラタン、6゜6′−/
アミノー2.2′−ジピリジル、4,4′−ジアミノベ
ンゾフェノン、4.4’−ジアミノアゾベンゼン、ビス
(4−アミノフェニル)フェニルメタン、1,1−ビス
(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス
(4−アミノ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、
2,5−ビス(m−アミノフェニル)−1,3,4−オ
キサジアゾール、2,5−ビス(p−アミノフェニル)
−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(m−
アミノフェニル)チアゾロ(4,5−d)チアゾール、
5.5−ジ(m−アミノフェニル)−(2,2’ )ビ
ス(1,3,4−オキサジアゾリル)、4.4’ −ジ
アミノジフェニルエーテル、4.4′−ビス(p−アミ
ノフェニル)−2,2’−ジチアゾール、m−ビス(4
−p−アミノフェニル−2−チアゾリル)ベンゼン、4
,4′−ジアミノベンズアニリド、4.4’−ジアミノ
フェニルベンシェード、N、N’−ビス(4−アミノベ
ンジル)−p−フェニレンジアミン、4.4’−メチレ
ンビス(2−ジクロロアニリン)、ペンゾクアナミン、
メチルグアナミンなどの芳香族ジアミンを併用すること
ができる。
また、ビスフェノールAのジグリシジルエーテル、3,
4−エポキシシクロヘキシルメチル−3゜4−エポキシ
シクロヘキサンカルボキシレート、4.4’−(1,2
−エポキシエチル)ビフェニル、4,4′−ジ(1,2
−エポキシエチル)ジフェニルエーテル、レゾルシンジ
グリシジルエーテル、ビス(2,3−エポキシシクロペ
ンチル)エーテル、N、N’−m−フェニレンビス(4
゜5′−エポキシ−1,2−シクロヘキサンシカルボジ
イミド)などの2官能工ポキシ化合物、p−アミンフェ
ノールのトリグリシジル化合物、1゜3.5−)す(1
,2−エポキシエチル)ベンゼン、テトラグリシドキシ
テトラフェニルエタン、フェノールホルムアルデドノボ
ラック樹脂のポリグリシジルエーテルなどの3官能以上
のエポキシ化合物、臭素化エポキシ化合物のようなノ・
ロゲン原子を含むエポキシ化合物などを併用することが
できる。
ま7ft、N、 N’−メチレンビスマレイミド、Nt
N′−エチレンビスマレイミド、I’J、N’−ヘキサ
メチレンビスマレイミド、N、N’−)ジメチレンビス
マレイミド、N、N’ −m−フェニレンビスマレイミ
ド、N、N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイ
ミド、N、N’−4,4’ −ジフェニルメタンビスマ
レイミド、NgN′−ジフェニルエーテルビスマレイミ
ド、N、N’ −メチレンビス(3−クロロ−p−フエ
ニレイ)゛ビスマレイミド、N、N’−4,4’−ジフ
ェニルサルフオンビスマレイミド、N、N’−4,4’
 −シンクロヘキシルメタンビスマレイミド、N、N’
−α、α’−4.4’ −ジメチレンシクロへキサンビ
スマレイミド、N、N’−4,4’−ジフェニルシクロ
ヘキサンビスマレイミド等のビスマレイミド化合物、ア
ニリンとホルムアルデヒドの縮合物と無水マレイン酸と
を反応させて得られる次式(n)で示される多価マレイ
ミドなどを併用することができる。
(n) また、本発明においては、次のようなモノマレイミド化
合vlJヲ併用することができる。例えばN−メチルマ
レイミド、N−エチルマレイミド、N−7’ロピルマレ
イミド、N−ブチルマレイミド、N−7!Jl/マレイ
ミド、N−ビニルマレイミド、N−フェニルマレイミ)
”、N −3−10ロフエニルマレイミド、N−0−)
+フルマレイミド、N−m−)!Jルマレイミ)”、N
−p−)1.1ルマレイミド、N−〇−メトキシフェニ
ルマレイミド、N−m−メトキシフェニルマレイミド、
NP−メトキシフェニルマレイミド、N−ペンシルマレ
イミド、N−ピリジルマレイミド、N−ヒドロキンフェ
ニルマレイミド、N−アセトキシフェニルマレイミド、
N−ジクロロフェニルマレイミド、N−ベンゾフェノン
マレイミド、N−ジフェニルエーテルマレイミド、N−
アセチルフェニルマレイばド、N−アセチルフェニルマ
レイミド、N−シクロへキシルマレイミド等のモノマン
イミド化合物を併用することができる。
また、フェノール、クレゾール、m−クレゾール、p−
クレゾール、2,5−キシレノール、2゜6−キシレノ
ール、0−クロルフェノール、m−クロルフェノール、
p−クロルフェノール、o−フェニルフェノール、m−
フェニルフェノール、p−フェニルフェノール、サリケ
ニン、ビスフェノールAなどのフェノール化合物を併用
することができる。
その他、ポリブタジェン、トリアリルイソシアヌレート
、アクリル酸系化合物、グアナミン類、メラミンなどを
併用することができる。
本発明においては前述の重合性化合物はいずれか1種も
しくは2種以上用いてもよい。
以上詳述した接着剤としては本願出願人が先に出願した
特願昭56−168787号、特願昭56−17005
7号、特願昭56−203545号、特願昭57−76
66号、特願昭57−11547号、特願昭57−61
002号、特願昭57−71428号および特願昭57
−71429号明細書に記載されたものである。
本発明において半導体素子とそれを支持する支持部材と
の間に芳香族シアナミドを直接介在させ加熱硬化させる
とよい。また、芳香族シアナミドを溶剤に溶かしたもの
を用いることができる。溶剤としては、メチルエチルケ
トン、メチルセロソルブ、メチルセロソルブ、N−メチ
ル−2−ピロリドン、N、N−ジメチルホルムアミ)’
、N、N−ジメチルアセトアミドなどがある。上記組成
物の加熱硬化条件としては、一般に150C〜300C
で10〜600秒である。
また、芳香族シアナミド化合物又は芳香族シアナミド化
合物と重合性化合物とを含む組成*を予備反応させて得
られるプレポリマを接着剤として用いることができる。
プレポリマは、芳香族シアナミド化合物又は芳香族シア
ナオド化合物と重合性化合物とを含む組成物に溶剤を加
えて加熱反応させ製造する。加熱反応条件としては、一
般に60〜120Cで10〜120分である。溶剤とし
ては、上記と同様である。上記プレポリマを半導体素子
と、これを支持する支持部材との間に接着剤として介在
させ、加熱硬化させることができる。加熱硬化条件とし
ては、130〜300Cで好ましくは170〜270C
の温度で、10〜600秒である。プレポリマ方式が接
着剤として用いる場合、最も好ましい。
また、半導体素子を載置、固着するための支持部材とし
ては、42アロイr Cur M elセラミックスが
用いられる。この場合、放熱効果やアース効果を得るた
めに、接着剤にAg、C11あるいは導電性粉末を添加
することもできる。
以下、本発明の実施例について説明する。第2図は、本
発明の半導体装置を示す。1は、半導体素子のアルミニ
ウム電極に対応して設けられた複数の外部引出しリード
線。2は、半導体素子を載置、固着するための支持部材
(タブ)で、例えば上記リード線1と同様に、Fe−N
i−Coの合金から成る。3は、半導体素子で、例えば
、ブレーナ技術によってシリコーン半導体ベレット素子
に回路が集積化された集積回路(IC)素子から成る。
この素子の表土面には、アルミニウム等の配線(図示さ
れていない)が施され、その出力電極(図示されていな
い)が設けられている。4は半導体素子3の表土面を上
支持部材2に接着又は固着させる接着剤で、上述したよ
うに、この接着剤は、本発明に従って特殊な組成から成
る。この接着剤の組成の具体的例については後述する。
5は、半導体素子の表土面に設けられた出力電極を、対
応する外部引出しリード線1に電気的に接続するための
リード細線で、例えば金(AIJ)Ia線から成り、周
知のワイヤボンディング技術によって、半導体素子3の
主面上の電極と、リード線1とにそれぞれボンディング
されている。6は樹脂封止体で、例えば周知のトランス
ファ成形技術に従って、形成されたものでちる。
次に、この装置の製造方法を述べる。まず、接着剤は次
のように製造される。所定量の4,4′−ジシアナミド
ジフェニルメタン、4.4’−ジシアナミドフェニルエ
ーテルとエポキシ樹脂又は4.4′−ジアミノジフェニ
ルメタンと溶媒とを加温できる攪拌釜に仕込み加熱して
均一に溶解する。次いで上記溶液に硬化促進剤と充填剤
を添加し、らいかい機を用いて均一に混練し、目的の接
着剤を′碍る。
かかる接着剤は、第1図に示されたリードフレーム7の
支持部材(タブ)2の上に塗布される。
このとキ、リードフレームは予め良く洗浄しておき、接
着剤の塗布は、ディスペンサーあるいは印刷法によって
、第1図中、8に示す形状の如く行なわれる。1は外部
引出しリード線である。
この後、第2図に示すように、半導体素子3を支持部材
2の上に載せ、軽く圧力を加えて半導体素子と支持部材
とをよく密着させた後に加熱処理することによって接着
剤を硬化させる。
しかる後、周知の技術により、リード細線5をボンディ
ングし、さらに周知のトランスファ成形技術により、樹
脂封止体6を形成する。樹脂封止体6を形成後、第1図
に示したリードフレーム7のフレーム部は切断され、複
数の外部引出しリード線1を持つ半導体装置が完成され
る。
この製造において、支持部材2上に塗布される接着剤の
量は、半導体素子3を支持部材2に接着したときに、硬
化された接着剤4が第2図に示すように、半導体素子の
裏主面に、丁度対応するように制限するか、おるいは、
第3図に示すように、半導体素子3の側面部9を包囲す
るよう制限することができる。第3図に示すように、接
着剤4が、半導体素子の側面部9に、はみ出るように塗
布される場合は、半導体素子と支持部材間の接着強度を
向上させることができると同時に、支持部材2あるいは
半導体素子3と樹脂封止体6との間の剥離を防止するこ
とができるから、半導体素子3の側面を通じて支持部材
2がら、半導体素子3の表土面への水分の浸入を阻止す
ることができ、従って、アルミニウム′眠極の腐食不良
の発生を低減することができる。
不発明の接着剤は、セラミックパッケージ法にも十分適
用できることも確認されている。
甘た、第4図中、10で示すように、半導体素子3の上
に、α線遮へいの目的のために、高純度の樹脂状物例え
ばポリイミド樹脂層を設けることもできる。
本発明によれば、リード線1として銅を用いた場合、低
温、短時間による接着硬化処理が可能となるので、該リ
ード線表面での酸化皮膜の生成をかなシ抑えることがで
き、樹脂封止体6との界面での密着力の低下が少なくな
るという利点が得られる。例えば前述の接着剤を用いる
ことにょ9.3500以下の温度で硬化させることがで
き、硬化時間も20秒以下で十分接着力が得られる。
〔実施例〕
実施例1 下記成分のうち、ジシアナミド化合物および溶媒である
下記aおよびbを300mtの還流器を付けたフラスコ
中で60〜80cで加熱下に90分間攪拌し、均一な溶
液を得た。次いでこの溶液を1tの乳鉢に仕込み、その
後、充填剤である下記C成分を所足量仕込み自動らいが
い機で2時間攪拌して銀粉末を含む樹脂組成物を調整し
た。
a、4.4’−ジシアナミドジフェニルメタン100M
量部 す、ブチルセロソルブ     1ooi−iiC0銀
粉末(平均粒子径1.2μm) 350重量部 実施例2 下記成分のうち、ジシアナミド化合物、芳香族ジアミン
および溶媒である下記a、bおよびCを300mtの還
流器を付けたフラスコ中で60〜80Cで加熱下に40
分間攪拌し、均一なブレポリマ溶液を得た。次いでこの
溶液を1tの乳鉢に仕込み、その後、充填剤である下記
d成分を所定量仕込み自動らいかい機で2時間攪拌し銀
粉末を含む樹脂組成物を調製した。
a、4.4’−シフアナミドジフェニルメタン90重量
部 す、4.4’−シアばノジフェニルメタン10重量部 C0N−メチル−2−ピロリドン 100重量部 d、銀粉末(平均粒子径1.2μm) 400重量部 実施例3 下記成分のうち、ジンアナミド化合物および溶媒である
下記a、bおよびCを300 m Aの還流器を付けた
フラスコ中で60〜80cで加熱下に40分間攪拌し、
均一なプレポリマ溶液を得た。
次いでこの溶液を1tの乳鉢に仕込み、その後、充填剤
である下d成分を所定量仕込み自動らいがい機で2時間
攪拌し銀粉末を含む樹脂組成物を調製した。
a、4.4’−ジシアナミドジフェニルメタン80重量
部 す、4.4’−ジシアナミドジフェニルエーテル   
           20重量部C,プチルセロンル
プ     100重量部d、銀粉末(平均粒子径1.
2μm) 350重量部 実施例4 ド記成分のうち、ジシアナミド化合物、エポキシ化合物
および溶媒である下記a、 l)およびCを300mt
の還流器を付けたフラスコ中で60〜80Cで加熱下4
0分間攪拌し、均一なプレポリマ溶液を得た。次いでこ
の溶液を1tの乳鉢に仕込み1、この後、硬化促進剤、
充填剤である下記d。
eの各成分を所定量仕込み自動らいかい機で2時1…攪
拌して銀粉末を含む樹脂組成物を調製した。
a、4.4’−ジシアナミド化合物=/L>メ′タン6
0重量部 す、脂環式エポキシ樹脂CY−179(チパガイギ社製
)         40重量部C,メチルセロソルブ
     100重量部d、2−エチルメチルイミダゾ
ール 0.2重量部 e、銀粉末(平均粒子径1.2μm) 475重量部 実施例5 下記成分のうち、(a)成分、(b)成分、(C)成分
を300 m tの還流器を付けたフラスコ中で70〜
90Cで加熱下に90分間攪拌し、均一なプレポリマ溶
液を得た。
次いでこの溶液を1tの乳鉢に仕込み、その後((1)
成分を所定量仕込み自動らいかい機で2時間攪拌し、接
着剤を調製した。
a−2,2’  −ビス[4−(4−シフす:: )”
フェノキシ)フェニル〕プロパン 70重量部 す、N、N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイ
ミド        30重1を部C,N−メチルー2
−ピロリド/ 100重量部 d、銀粉末(平均粒子径3.0μm) 480重量部 実施例6 下記成分のうち、(a)成分、(b)成分、(C)成分
を300mtの還流器を付けたフラスコ中で、70〜9
0Cで加熱下に60分間攪拌し、均一なプレポリマ浴液
を得た。
次いで、この溶液を1tの乳鉢に仕込み、その後、(d
)成分を所定量仕込み自動らいかい機で2時間攪拌し、
接着剤を調製した。
a、4.4’−ジシアナミドジフェニルメタン90重量
部 す、フェノールノボラックレジン 10重量部C,ブチ
ルセロソルブ     100重量部d、銀粉末(粒径
0.2〜4μF)450重量部実施例 実施例1の銀粉末のかわりに、アルミニウム粉末を用い
た以外は実施例1と全く同様にして、接着剤を得た。
実施例8 実施例7のアルミニウム粉末のかわ9にニッケル粉末(
粒径z6〜363μm)を用いて、接着剤を得た。
上記8つの接着剤は、それ自体が耐湿性、耐熱性に優れ
ている。比較接着剤を上記4つの作成例の接着剤とその
特性を比較検討した。
比較例 下記成分のうち、エポキシ化合物、硬化剤および溶媒で
あるF記a、bおよびCを300mtの還流器を付けた
フラスコ中で1000で加熱下に60分間攪拌し、均一
な溶液をILの乳鉢に仕込み、この後、それぞれの硬化
促進剤、充填剤およびシランカップリング剤である下記
d、eおよびfの各成分を所定量仕込み自動らいかい機
で2時間攪拌して銀粉末を営む樹脂組成物を調製した。
a、エピコート1001      100重量部す、
テトラヒドロ無水フタル酸  52重量部C,ブチルセ
ロソルブ      75重量部d、2−エチルー4−
メチルイミダゾール2重量部 C1銀粉末(平均粒子径1.2μm) 600重量部 f、信越化学社製KBM403  0.1重量部上記実
施例1.2.3,4,5,6,7.8及び比較例の接着
剤を金属シャーレ中に約2ruaの厚みで注形し、12
0Cで24時間、次いで180Cで5時間熱処理を行な
い、得られた試験片のPCT吸水率、熱抽出水のpH1
電気伝導度。
Ct濃度を調べた結果を表に示す。
表 この表における各特性は、次のような試験方法で得られ
たものでちる。
p CT (pressure Cooker Te5
t )吸水率:10mX10mX1mO試料’z120
C−40気圧水蒸気雰囲気中に20時間放置後の重量増
加率。
抽出液の調整:試料を粉砕後、100メツシユをバスし
たもの10gを純水50gに入れ、100Cで2−0時
間放置し、屋50ろ紙でろ過して得た。
pH:試料のpHをpHメーターによシ測定した。
電気伝導度:試料の電気伝導度を電気伝導度計で測定し
た。
Ctイオン濃度:試料のCtイオン濃度+Ctイオン濃
度測定用の電極を備えたイオンメーターで測定した。
この結果よシ、上記8つの実施例は、加水分解し鼾<、
また、不純物イオンの含有量が少ないことから、耐湿性
に優れていることか明らかにされた。
次に上記実施例1,2,3.4及び比較例の組成物の接
着剤をガラス板に約100μmの厚さに塗シ付け、次い
で250Cで20秒加熱処理を行ない、得られたサンプ
ルをガラスからはがし熱分解特性を調べた結果を第5図
に示す。第5図は加熱温度と重量減量率との関係を示す
ものである。
ただし、比較例の接着剤は130Cで20分、180C
で60分の加熱処理を行なった。
第5図における熱分解特性は、次のような試験法で得ら
れたものである。
TGD−3000W熱天秤(真空理工製)を用い、試料
重量50〜69mg、空気雰囲気中、昇温速度1OCl
―の条件で測定した。
耐熱性を有する接着剤としては三菱瓦斯化学社製のB−
21Aがある。これはビスマレイミド・トリアジン樹脂
を使用したもので硬化物の熱分解開始温度が360C付
近と、本発明の硬化物の400〜450Cよシ劣る。ま
た、硬化時間も100C,30分と180C,90分と
かなり長時間を有するため、作業性に問題がある。
また、2關角のチップを銀めっきを行った42−アロイ
のフレーム状に銀ペーストをかいして接着させた場合の
接着強さは350G、20秒加熱時で本発明の実施例1
〜7の場合3.5〜3.7 Kgであるのに対し、比較
例の場合0.21Q、上記B −21Aの場合1.0 
Kgとワイヤボンディング作業時の温度に相当する35
0C付近でも接着力に大きな差があることがわかった。
このように、本発明に従えば、前述の接着剤組成物は加
水分解性の塩素イオンの濃度が低いので、半導体装置の
耐湿性を向上できる。さらに、メチルセロンルブの如き
、半導体素子表面に悪影響を及ぼさない溶媒を用いてい
るので、アルミニウム配線に対し、腐食の加速をさらに
防止できる。
この結果、第2図に示す本発明の半導体装置は、従来の
接着剤を用いて形成した樹脂封止型の半導体装置に対し
、上述したPC’II試綬と同様な方法で試験した結果
、半導体素子表面のアルミニウム電極又は配線の腐食断
線等による不良発生によって電気的特性が得られなくな
るまでの埒命(サンプルの50チ不良が発生するまでの
時間)を、約5倍に改善することができた。
第4図は、本発明に従う半導体装置の他の実施例を示す
。第4図にて、第2図と同一参照符号を以って示された
部分は、第2図に関する上記説明と同様に理解される。
この実施例においては、半日は充填物として、上述した
ような導電性の銀粉末の代わシに、石英ガラスなどの絶
縁性の粉末を使用している。半導体素子3と支持部材2
との接着に用いた接着剤と同質の接着剤が、トランスフ
ァ成形する前に、半導体素子3の表土面を覆うようにコ
ート材!−)として塗布され、加熱処理されて硬化され
る。しかる後、樹脂封止体6が形成−ト材Hによって、
半導体素子は完全に包囲されるので、半導体素子30表
主面に形成されたアルミニウム電極などの腐食をよ)完
全に防止することができる。また、α粒子などの好まし
くない放射線に対するソフトエラーの発生を防止するこ
とができ、特に、半導体メモリ装置に適用して有効であ
る。
上述せる説明から明らかなように、本発明は、特に樹脂
封止型の半導体装置において、耐湿性を向上せしめる点
で、顕著なる効果を奏するが、樹脂封止型の半導体装置
以外に、セラミックスパッケージ型のような他のシーリ
ング方式においても通用することができる。本発明は、
その要旨を変更しない範囲内において種々の変形が可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の半導体装置に用いられたリードフレ
ームの斜視図、第2図乃至第4図は、本発明の一実施例
になる半導体装置の断面図、第5図は、接着剤の熱分解
特性を示すグラフである。 1・・・リード線、2・・・支持部材、3・・・半導体
素子、的 3[2Il 活4I2] ?          6 第1頁の続き 0発 明 者 植田豊− 東京都新宿区西新宿2丁目1番 1号日立化成工業株式会社内 (ゆ発 明 者 牧野犬輔 日立市東町4丁目13番地1号日 立化成工業株式会社山崎工場内 (′7p出 願 人 日立化成工業株式会社東京都新宿
区西新宿2丁目1番 1号 625−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 、 (a)芳香族シアナミド化合物および(b)芳
    香族ジアミン、エポキシ化合物、マレイミド化合物、フ
    ェノール化合物、ポリブタジェンおよびトリアリルイソ
    シアヌレートから選ばれる少なくとも1種の重合性化合
    物を含むことを特徴とする半導体素子と支持部材とを接
    合するための半導体素子接合用接着剤。 2 、 (a)芳香族シアナミド化合物、(b)芳香族
    ジアミン、エポキシ化合物、マレイミド化合物、フェノ
    ール化合物、ポリブタジェンおよびトリアリルイソシア
    ヌレートから選ばれる少なくとも1種の重合性化合物お
    よび(C)導電性粉末を含むことを特徴とする半導体素
    子と金属性支持部材とを接合するための半導体素子接合
    用接着剤。 3、半導体素子とそれを支持する支持部材とが合成樹脂
    接着剤によって接合された半導体装置において、前記接
    着剤がインメラミン環およびメラミンIJ!とを含む樹
    脂状硬化物であることを特徴とする半導体装置。 4、半導体素子とそれを支持する支持部材とが合成樹脂
    接着剤によって接合された半導体装置において、前記接
    着剤がインメラミン環およびメラミン環を含む樹脂状硬
    化物と導電性粉末とを含む接着剤であることを特徴とす
    る半導体装置。 5、半導体素子とそれを支持する支持部材との間に、芳
    香族シアナミド化合物又は芳香族シアナミド化合物と重
    合性化合物とを含む組成物を予備反応させて得られるプ
    レポリマを接合剤として介在させ、加熱硬化させること
    、を特徴とする半導体装置の製造法。 6、前記プレポリマは、芳香族ジアミン、エポキシ化合
    物、フェノール化合物、ポリブタジェンおよびトリアリ
    ルインシアヌレートから選ばれる少なくとも1種の重合
    性化合物と芳香族シアナミド化合物とを含む組成物を予
    備反応させたものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第5項記載の半導体装置の製造法。
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