JPS60219756A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JPS60219756A
JPS60219756A JP59075849A JP7584984A JPS60219756A JP S60219756 A JPS60219756 A JP S60219756A JP 59075849 A JP59075849 A JP 59075849A JP 7584984 A JP7584984 A JP 7584984A JP S60219756 A JPS60219756 A JP S60219756A
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Akio Nishikawa
西川 昭夫
Masaji Ogata
正次 尾形
Masahiro Kitamura
北村 允宏
Masanori Yorikawa
頼川 正則
Tokuyuki Kaneshiro
徳幸 金城
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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〕 未発間離、高温高湿下において、信頼性の高い動作が可
能な樹脂封止型半導体装置に関する。
〔発明の背景〕
樹脂封止型半導体装置は、主として、ノボラック型フェ
ノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂系組成物で封止
されている。しかし、上記半導体装置を高温高湿下に放
置した場合、樹脂バルク中や、樹脂とリード線、素子と
の隙間を通じて外部の水分が、パッケージ内部に浸入し
、素子上のアルミニウム(A/ と記す)配線、ポンデ
ィングパッド部のA/ を腐食し、断線させる問題があ
る。
この対策として、樹脂バルク中の疎水化、素子表面のカ
ップリング剤処理、あるいは樹脂硬化物の低応力化、木
材の高純度化(イオン性不純物の除去)などの対策が図
られてきた。
しかし、上2ミックス封止型半導体装置が従来用いられ
てきた分野へも、その低コスト化を図る上から、樹脂封
止型半導体装置の用途拡大が進んでおり、樹脂封止型半
導体装置には、更に優れた耐湿信頼性の付与が必要とな
ってきている。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の状況Kかんがみてなされたもので、そ
の目的は、高温高湿下において信頼性の高い動作が可能
な半導体装置を提供することKある。
〔発明の概要〕
本発明を概説すれは、本発明は樹脂封止型半導体装置に
関する発明であって、マロン酸、n−プチルマpン酸、
アコニット酸、アセチレンジカルボン厳、グリオキシル
酸、オキサミド酸、!レイン酸、トリメリド酸、ピロメ
リト酸、及びそれらの酸無水物よりなる群から選択した
少なくとも1種の有機カルボン酸又は酸無水物(以下、
有機カルボン酸化合物と総称する)を硬化剤効果を発揮
する量未満の有効量含有する樹脂組成物で封止してなる
ことを特徴とする。
上記の有機カルボン酸イし金物は、半導体装置の動作電
圧以下(メモリ用LSIの場合100V以下)で、素子
上のAI!の表面に1μm以下の厚さの均質な酸化皮膜
を形成可能な、特定のカルボン酸化合物である。
上記有機カルボン酸化合物の配合量は、半導体封止用樹
脂組成物の総量に対して、1,0重量%以下で配合する
ことが、本発明の効果を発揮する上で有効である。上記
有機カルボン酸化合物の配合量が1.0重量%超となっ
た場合には、AI!上の陽極酸化皮膜の厚さが不均質と
なったり。
ピッチングを引起すなどの問題の他、封止用材料の成形
時の流動性、硬化性、あるいは材料貯蔵時の安定性に悪
影響を及ばす。
また、封止用樹脂組成物への上記有機カルボン酸化合物
の添加方法については、特定方法に制限されるものでは
ないが、他の素材である樹脂、フィラーなどと共K、ロ
ール、ニーダなとKより加熱混練して、均一に分散させ
る方法が良い結果をもたらす。
本発明において、半導体封止用樹脂としては、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、尿素m脂、メラミン樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シア〜リルフタレ
ート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂など公知の
熱硬化型樹脂をベースとしたものの他に、ポリアミド、
ポリイミド、ポリスルフィド、ポリフルオライド、ポリ
エーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンなど公知の熱可塑型樹脂をベースとし
たものも使用することができる。
上記の樹脂の中でも、特にエポキシ樹脂が最も一般的に
用いられており、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤
として用いた樹脂組成物が、本発明の効果を発揮する上
で有効である。
本発明において多官能性エポキシ化合物としては、例工
ばビスフェノール人のジグリシジルエーテル、ブタジエ
ンジエボキシド、3.4−エポキシシクロヘキシルメチ
ル−(5,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレ
ート、ビニルシフ日ヘキサンジオキシド、4.4’−ジ
(+、2−エポキシエチル)ジフェニルエーテル% 4
14’−(1,2−xyNキシエチル)ビフェニル、2
.2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロパ
ン、レゾルシンのグリシジルエーテル、フロログルシン
のジグリシジルエーテル、メチルフロログルシンのジグ
リシジルエーテル、ビス−(2,3−エポキシシクロベ
ンチル)エーテル、2− (5,4−エポキシ)シクロ
ヘキサン−5,5−スピロ(5,4−エポキシ)−シク
ロヘキサン−m−ジオキサン、ビス−(3,4−エポキ
シ−6−メチルシクロヘキシル)アジペート%NIN’
−m−フェニレンビス(4,5−エポキシ−1,2−シ
クロヘキサン)ジカルボキシイミドなどの2官能性のエ
ポキシ化合物、N、N−ジグリシジル−p−7ミノフエ
ノールのグリシジルエーテル、ポリアリルグリシジルエ
ーテル、1j、5−トリ(1,2−エポキシエチル)ベ
ンゼン、2.2’。
4.4′−テトラグリシドキシベンゾフェノン、テトラ
クリシトキシテトラフェニルエタン、フェノールホルム
アルデヒドノボラックのポリグリシジルエーテル、グリ
セリンのトリグリシジルエーテル、トリメチロールプロ
パンのトリグリシジk x−チルなど3官能性以上のエ
ポキシ化合物が用いられる。
次K、フェノールとアルデヒドとの縮合反応物としてL
、各種のフェノール系化合物とアルデヒド系化合物とを
、酸性若しくは塩基性触媒の存在において、付加縮合反
応させることにより生成される樹脂類が使用され、特に
フェノール、クレゾールなどとホルムアルデヒドとを用
いて、酸性触媒反応によって合成されるノボラック型樹
脂が有用である。
更K、本発明におい1は、前記3成分を含む組成物の硬
化反応を促進する目的で各種の触媒を添加することがで
き、この触媒としては、例えばトリエタノールアミン、
テトラメチルブタンジアミン、テトラメチルペンタンジ
アミン、テトラメチルヘキサンジアミン、トリエチレン
ジアミン及びジメチルアニリン等の第6級アミン、ジメ
チルアミノエタノール及びジメチルアミノペンタノール
等のオキシアルキルアミン並びにトリス(ジメチルアミ
ノメチル)フェノール及びメチルモルホリン等のアミン
類を適用することができる。
また、同じ目的で、触媒として、例えばセチルトリメチ
ルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムアイ
オダイド、トリメチルドデシルアンモニウムクロライド
、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウムクロライ
ド、ベンジルジメチルバルミチルアンモニウムクロライ
ド、アリルドデシルジメチルアンモニウムブロマイド、
ベンジルジメチルステアリルアンモニウムブロマイド、
ステアリルトリメチルアンモニラムク四うイド及びベン
ジルジメチルテトラデシルアンモニウムアセテート等の
第4級アンモニウム塩を適用することができ、更には、
2−ウンデシルイミダゾール、2−メチルイミダゾール
、2−エチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾ
ール、2−メチル−4−エチルイミダゾール、1−ブチ
ルイミダゾール、1−プロピル−2−メチルイミダゾー
ル、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シア
ンエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアンエチル
−2−ウンデシルイミダゾール。
1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール。
1−7ジンー2−メチルイミダゾール及び1−・アジン
−2−ウンデシルイミダゾール等のイミダゾール化合物
あるいはまた、トリフェニルホスフィンテトラフェニル
ボレー)、)!7エチルアミンテト2フェニルボレート
、N−メチルモルホリンテトラフェニルボレート、ピリ
ジンテトラフェニルボレート、2−エチル−4−メチル
イミダゾールテトラフェニルボレート及び2−エチル−
1,4−ジメチルイミダゾールテトラフェニルボレート
等のテトラフェニルボロン塩等が有用である。
上記の触媒はその2種以上を併用することもでき、その
量は、多官能性エポキシ化合物100に対して、重量比
で、0,01〜20の範囲で用いればよい。
また1本発明のエポキシ樹脂組成物には、その用途、使
用目的に応じて、例えば炭酸カルシウム、シリカ、アル
ミナ、チタニア、水酸化アルミニウム、ケイ醗アルミニ
ウム、ケイ酸ジルコニウム、ジルコン、ガラス、タルク
、マイカ、黒鉛、アルミニウム、銅、鉄などの粉末や短
繊維状充てん剤、脂肪酸及びワックス類等の離型剤、エ
ポキシシラン、ビニルシラン、ボラン系化合物及びアル
キルチタネート系化合物等のカップリング剤、そして更
に、アンチモンやリンの化合物及び・・エタン含有化合
物のような離燃剤を加えることができる。
本発明の樹脂組成物は、上記した成分をロール、ニーダ
−1コニーダー、又ハヘンシエルミキサー等を用いて加
熱(約70〜80C)混練することKよって調製される
。また、成分化合物が固体である場合KFi、微粉化し
た後混合するトライブレンド法によって配合することも
できる。得られた組成物は約150〜200Cの温度で
短時間に硬化できる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが本
発明はこれら実施例に限定されない。
実施例1〜16 エポキシ樹脂として、RON 1275 (チバ社製、
エポキシ当量;225)100重量部、硬、化削として
ノボラック型フェノール樹脂、HP607N(日立化成
社8!りss重量部、硬化促進剤としてトリフェニルホ
スフィン3重量部、カップリング剤としてエポキシシラ
ンKBM 305(信越化学社製)2重量部、フィラー
として溶融石英ガラス粉300重量部、疎水性シリカ粉
(日本シリカニ業社製;平均粒径13μm) 150重
量部を添加した16種類の配合物を作った。
これらK、それぞれ別個K、下記第1表に記載の有機カ
ルボン酸化合物を所定量添加した。また、比較例として
、シュウ酸を添加した場合についても併記した。
次いで、これらの配合物は%70〜85Cの2本ロール
で、約8分間加熱混線した後、冷却。
粗粉砕して、目的の半導体封止用樹脂組成物を得た。
上記封止用樹脂組成物を用いて、64にピッ)D−RA
Mメモリ用LSI(14ビン)を、180C,1,5分
、yoir17an2の条件でトランスファ成形して、
それぞれ100個の樹脂封止型半導体装置を得た。
次いで、これらを121C12気圧の過飽和水蒸気釜(
プレッシャ・フッカ釜)中に放置した後、所定時間ごと
に取出して、LSIの電気的動作の異常の有無をチェッ
クした。それらの結果を第1表に示した。
第1表から明らかなよ5K、本発明の樹脂組成物による
耐湿信頼性向上の効果は顕著でおる。
ただし、有機カルボン酸化合物の添加量が多過ぎると効
果が劣ってくるので、それぞれの装置により、壱効量が
決定される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の樹脂封止型半導体装mF
i、高温高湿下において信頼性の高い動作が可能である
と℃・5顕著な効果を奏するものである。
特許出願人 株式会社日立與作所 代理人中本 宏 第1頁の続き O発明者 全域 徳幸 日立車輪3丁1所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 マロン酸、n−ブチルマロン酸、アコニット酸、
    アセチレンジカルボン酸、グリオキシル酸、オキサミド
    酸、マレイン酸、トリメリド酸、ピロメリト酸、及びそ
    れらの酸無水物よりなる群から選択した少なくとも1種
    の有機カルボン酸又は酸無水物を、硬化剤効果を発揮す
    る量未満の有効量含有する樹脂組成物で封止してなるこ
    とを特徴とする樹脂封止型半導体装置。 2、 該樹脂組成物が、多官能性エポキシ化合物及びノ
    ボラック型フェノール樹脂を含有するものである特許請
    求の範囲第1項記載の樹脂封止型半導体装置。 6 該鳴機カルボン酸又は酸無水物の配合量が。 樹脂組成物の総iK対して、1.0重量%以下である特
    許請求の範囲第1項記載の樹脂封止型半導体装置。
JP59075849A 1984-04-17 1984-04-17 樹脂封止型半導体装置 Pending JPS60219756A (ja)

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