JPS61110451A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS61110451A
JPS61110451A JP59232084A JP23208484A JPS61110451A JP S61110451 A JPS61110451 A JP S61110451A JP 59232084 A JP59232084 A JP 59232084A JP 23208484 A JP23208484 A JP 23208484A JP S61110451 A JPS61110451 A JP S61110451A
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epoxy resin
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hydroxide
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達志 伊藤
Haruo Tabata
田畑 晴夫
Hideto Suzuki
秀人 鈴木
Ryoichi Yamashita
良一 山下
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    • 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
    • H01L23/295Organic, e.g. plastic containing a filler
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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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】 (産業上の利用分野) この発明は半導体装置に係り、その目的は透過水の電気
伝導度を低下させることによりアルミ電極やアルミ配線
の耐腐食性を向上させ、耐湿性に優れると同時に高温特
性の劣化が無いエポキシ樹脂組成物を用いて封止した半
導体装置の提供にある。
(従来の技術) 近年、トランジスタ素子や集積回路等の半導体装置は勿
論メモリ、マイクロコンピータ等のVLSI(超高密度
集積回路)に至るまでエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を
用いた樹脂封止方式によって製造される半導体装置が主
流となっている。
、この樹脂封止方式による半導体装置は従来の金属やセ
ラミック材料によるハーメチック封正方式に比べ封止操
作が簡単で経済性、作業性等に低れるという利点がある
反面高湿時における信頼性が劣るという欠陥があった。
この現象は封止された半導体装置のアルミ配線あるいは
アルミ電極が吸湿によって腐食し、この腐食によってア
ルミ配線が断線したりして半導体装置の不良が発生する
ものであった。
その原因は封止材料とリードフレームとの界面から半導
体装置内に水が浸入し、その浸入した水が封止樹脂中を
透過する際に封止樹脂中のイオン性不純物の運び役とな
って、このイオン性不純物がアルミ配線あるいはアルミ
電極の腐食を発生させるものと考えられている。
そこで従来より封止材料に使用されるエポキシ樹脂の耐
湿性を改善せんと、特にアルミ配線及びアルミ電極の腐
食を防止するためにイオン性不純物を除去せんとする改
良が種々状みられ既に公開されている。
例えば、エポキシ樹脂からなる封止材組成物にカチオン
発生物質(亜鉛、マグネシウム、錫、鉛、ベリリュウム
、ビスマス)を添加する方法或いはイオン交換体を添加
する方法、さらには酸化マグネシウム、水酸化マグネシ
ウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酸化アルミ
ニウム、水酸化アルミニウム等の固体塩基或いはその水
和物を添加する方法等が良く知られている。
これらは主として封止材組成物の原料であるエポキシ樹
脂の製造工程に由来して存在する加水分解性塩素やある
いはイオン性不純物である塩素等を、前記添加物によっ
て加水分解性塩素やイオン性不純物である塩素を捕捉し
て、結果これら不純物をイオン状で透過水への浸透する
のを防止し、延いては封止電極やアルミ配線の腐食を防
止せんとするものである。
ところがこれらの従来における耐湿性を改善した封止材
料は透過水中にfg解するのを防止する目的で配合する
カチオン等の過水分解性塩素封止剤の配合量が組成系全
体に対し相当1配合する必要があり、特に固体塩基或い
はその水和物を添加する方法においては0.1乃至20
重lxもの大量含有させる必要があるため、なるほど耐
湿性においては半導体装置の耐腐食性4生を改善するこ
とはできるけれども一方において半導体装置の高温特性
等、例えば高温ρν特性、魚沸後ρV特性、煮沸吸水率
等、において劣化するという現象が見られ好ましくなか
った。
(発明が解決しようとする問題点) この発明は以上のような事情に照らし、封止樹脂である
エポキシ樹脂組成系の耐湿性即ち半導体装置の耐腐食特
性を改善するとともに半導体装置の高温特性等、例えば
高温ρV特性、煮沸後ρν特性、煮沸吸水率等、の劣化
をもたらさない封止樹脂であるエポキシ樹脂組成系によ
って封止された半導体装置を提供せんとしてなされたも
のである。
(問題点を解決するための手段) この発明者らは、上記目的のために鋭意検討を重ねた結
果、封止材料であるエポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤
及び無機質充填剤等からなるエポキシ樹脂組成物系にア
ルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属の水酸化物をo
、oot乃至0.015g当量/ kg含むことを特徴
とする樹脂組成物にて封止されてなる半導体装置とする
ことにより、半導体装置の耐湿性を改善する即ちアルカ
リ金属及び/又はアルカリ土類金属の水酸化物を0.0
01g当量/ kg以上添加することにより透過水の電
気伝導度を低下させ、延いてはアルミ電極等の耐腐食性
を向上し結果耐蝕性を改善し、更にアルカリ金属及び/
又はアルカリ土類金属の水酸化物の添加量をo、oi5
g当ML/ kg未満とすることにより高温ρV特性、
煮沸後ρV特性及び煮沸吸水率等の低下をみることがな
い半導体装置を完成しこの発明に到達した。
(発明の構成) この発明で使用するエポキシ樹脂としては、1分子中に
2個以上のエポキシ基ををするものであって例えばビス
フェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂な
ど一般に樹脂封止用成形材料として用いられているもの
であればいずれも好適に使用できる。
この発明において使用するエポキシ樹脂硬化剤としては
アミン系硬化剤、フェノールノボラック樹脂、クレゾー
ルノボラック樹脂等のノボラック系硬化剤、酸無水物な
どが例示できる。
この発明において使用する無機充填剤を例示すれば、結
晶性シリカ粉、石英ガラス粉、タルク、ケイ酸カルシウ
ム粉、ガラス繊維などがあり特に結晶性シリカ粉、石英
ガラス粉が好ましく使用できる。
この発明において使用するアルカリ金属又はアルカリ土
金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ス
トロンチウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウムな
どを列挙できる。
この発明においては、前記のようなエポキシ樹脂、エポ
キシ樹脂硬化剤及び無機充填剤等からなる組成系に上記
アルカリ金属又はアルカリ土金属の水酸化物を0.00
1 g当量乃至0.015 g当it/ kirを添加
する。
その理由は0.001 g当量未満の含有量では透過水
によるアルミ電極、アルミ配線等の耐腐食効果を有効に
発揮させることが難しく、叉−万〇’、015g当量を
越えて含有させると従来の如く半導体装置の高温ρV特
性、煮沸後ρV特性及び煮沸吸水率などが著しく劣化す
るからである。
この発明に係る半導体装置に使用する封止樹脂組成系に
は、通常配合される他の添加剤例えば離型剤、カップリ
ング剤、難燃剤、硬化促進剤等の成分を含有させてもよ
い。
以上のような組成物を用いてこの発明に係る半導体装置
を製造するには、常法に準じて行えばよく例えばエポキ
シ樹脂にエポキシ樹脂硬化剤、無機質充填剤、アルカリ
金属又はアルカリ土金属の水酸化物所定量を混練し、ト
ランスファー成形等で所要の封止部を封止すれば耐湿性
にずくれかつ高温特性等の劣化がないこの発明に係る半
導体装置が得られる。
(実施例) 以下実施例及び比較例を記載することによりこの発明を
詳説する。
実施例 1 クレゾールノボラ7り型エポキシ樹脂 160重量部 臭素化エポキシ樹脂       20  重量部フェ
ノールノボラック      90  IJi部結易結
晶性シリカ粉末      700 fflffl部三
酸化アンチモン        20  重量部2メチ
ルイミダゾール      6 重量部カルナバワック
ス         5 重量部カーボンブラック  
       3 重量部水酸化す) IJウム   
     0.16重量部(0,004g当量/に+r
) 以上の組成物を混合し、ロール混練機を用いて混練した
後粉砕して成形材料とした。
実施例 2 実施例1で使用した水酸化ナトリウムを0.16重量部
(0,004g当量/kg)から0.08重量部(0,
002g当量/ kir)に減少した以外は実施例1と
全く同様にして成形材料を得た。
実施例 3 実施例1で使用した水酸化ナトリウムを0.161ii
量部(0,004g当量/ kg)から0.5重量部(
0,0125g当!/ 1g)に減少した以外は実施例
1と全(同様にして成形材料を得た。
実施例 4 実施例1で使用した水酸化ナトリウム0.16重量部(
0,004g当量/kg)の代わり水酸化バリウム0゜
64重量部(0,004g当量/kg)を使用した以外
は実施例1と全く同様にして成形材料を得た。
比較例 1 実施例1で使用した水酸化ナトリウムを全く使用しない
以外は実施例1と全く同様にして成形材料を得た。
比較例 2 実施例1で使用した水酸化ナトリウムを0.16重量部
(0,004g当量/眩)から0.02正量部(0,0
005g当量/ kir)に減少した以外は実施例1と
全く同様にして成形材料を得た。
比較例 3 実施例1で使用した水酸化ナトリウムを0.16!1量
部(0,004g当量/kg)から0.8徂■部(0,
02,当量/kg)に減少した以外は実施例1と全く同
様にして成形材料を得た。
これら実施例1〜4及び比較例1〜3で得られたこの成
形材料及び成形材料を用いて、170℃、2分間の条件
でトランスファー成形して試験用素子を封止した。
それぞれの試験において、試験用素子及び成形片は各2
0(1al!Ji製した。
試験方法 MTTF試験 144.8℃の雰囲気で、IOVバイアス電圧を印加し
、プレフシャークソカーバイアステストを実施した。
このテストはアルミ配線あるいはアルミ電極の腐食によ
る断線の起こる時間を測定し、評価した。
耐湿性試験 耐湿性試験は前記実施例1〜4及び比較例1〜3で得た
粉砕成形物5gに対して50mj!の純水を加え、吸湿
容器において140℃、160℃、20℃の温度条件で
抽出を行い、この抽出液の電気伝導度を測定した。
而、同時にこの抽出水のP)lを測定した。
電気特性すなわち高温ρV、煮沸ρVはJISに−69
,11に従い、煮沸吸水率は重量変化により算出し、ガ
ラス転移温度は線膨張係数の変化する温度として求めた
これらの試験結果を第1表に示す。
(以下余白) 工 1    1苅91タ111〕鞄1喝匡タリ1謬ミ)i
[411’3−9シ証(タリ1階11階11階11i不
良発生 11111111 1血(h)  l  6301 4701 41016
501 4001 4001 57011hItli/
k  l    l    l    I    I 
   I    I    11電如」鍍1 631 
661 801 661 831  (資)1 郭11
(μ、、/、、)l    l    I    I 
   I    I    l    11抽出水(P
H)+  4.231 4.011 5.051 4.
061 3.841 3.851 5.2511高温p
VIlllIII1 1150℃  +  30.71 33.11 18.
71 35.11 30.91 31.21 9.21
1(Ω、Cl1)l刈01tl XIO” l XIO
” l刈0121刈0 ” l XIO′21刈012
11煮沸ρvl    I    l    l   
 l    I    l    1148h    
l  2.31 2.41 1.31 2.91 2.
81 2.81 0.611(Ω、 m l Xl01
51 Xl0151刈gls l xlols l刈0
15 l xlOls l xlols 11衛燗洲率
11111111 1(wLX)    I  O,6510,6510,
6910,6310,6410,6410,7211ガ
ラス転移1111111! 日  ”c    70  7   70  172 
 7   7   7(発明の効果) 以上詳述した如(この発明に係る半導体装置はエポキシ
樹脂、エポキシ樹脂硬化剤及び無機質充填剤等からなる
エポキシ樹脂組成物系にアルカリ全屈及び/又はアルカ
リ土類金属の水酸化物を0゜001乃至0.015 g
当量/ kg含むことを特徴とする樹脂組成物にて封止
されてなる半導体装置であるから、この半導体中に浸透
された透過水によって不純物が過水分解されてイオン化
して透過水に溶解しても封止樹脂組成物系に添加された
アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属の水酸化物に
よって特に水素イオンの存在によって透過水内で中和さ
れ、従ってこの透過水中の水素イオン量を低減させ、結
果PHを中性に近づけるとともにアルカリ全屈又はアル
カリ土金属イオンの濃度が増加するにもかかわらず水素
カチオンイオン量を減少させることによって透過水中の
電気伝導度を低下させ、従ってアルミ配線あるいはアル
ミ電極の腐食速度を著しく減少しひいては耐湿性に優れ
た半導体装置とすることができると同時にこのアルカリ
金属叉はアルカリ土類金属の水酸化物の添加量を0.0
15g当量7 kg以下とすることによって半導体封止
樹脂その・ものの高温ρV特性、需沸ρν特性及び煮沸
吸水率などの特性を劣化させることないという効果を併
せ奏する半導体装置である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤及び無機質充
    填剤等からなるエポキシ樹脂組成物系1kg中にアルカ
    リ金属及び/又はアルカリ土類金属の水酸化物を0.0
    01乃至0.015g当量含むことを特徴とする樹脂組
    成物にて封止されてなる半導体装置。
JP59232084A 1984-11-02 1984-11-02 半導体装置 Granted JPS61110451A (ja)

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JPH0348659B2 JPH0348659B2 (ja) 1991-07-25

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03157448A (ja) * 1989-11-15 1991-07-05 Mitsubishi Electric Corp 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JPH04183742A (ja) * 1990-11-16 1992-06-30 Sumitomo Bakelite Co Ltd レーザー印字用エポキシ樹脂組成物

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03157448A (ja) * 1989-11-15 1991-07-05 Mitsubishi Electric Corp 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
JPH04183742A (ja) * 1990-11-16 1992-06-30 Sumitomo Bakelite Co Ltd レーザー印字用エポキシ樹脂組成物

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