JPS61237435A - 半導体素子 - Google Patents

半導体素子

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JPS61237435A JP7845885A JP7845885A JPS61237435A JP S61237435 A JPS61237435 A JP S61237435A JP 7845885 A JP7845885 A JP 7845885A JP 7845885 A JP7845885 A JP 7845885A JP S61237435 A JPS61237435 A JP S61237435A
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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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、樹脂で封止した半導体素子に係り、特に耐湿
信頼性、耐加水分解性に優れた半導体素子に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 金ｊｌ薄板（リードフレーム）上の所定部分にＩＣ，Ｌ
ＳＩ等の半導体チップを接続する工程は、素子の長期信
頼性に影響を与える重要な工程の一つである。　従来よ
り、この接続方法としては、チップ表面の３ｉをリード
フレーム上のＡｕメッキ面に加熱圧着するというＡｕ−
８ｉの共晶法が主流であった。　しかし近年の貴金属、
特にＡｕの＾騰を契機として、樹脂モールド半導体素子
では、Ａｕ−８ｉ共晶法から、ハンダを使用する方法、
導電性接着剤を使用する方法などに急速に移行しつつあ
る。
しかし、ハンダを使用する方法は、一部実用化されてい
るが、ハンダやハンダボールが飛散して電極等に付着し
、腐食断線の原因となる可能性が指摘されている。　一
方導電性接着剤を使用する方法では、通常Ａｇ粉末を配
合したエポキシ樹脂が用いられて、約１０年程前から一
部実用化されてきたが、信頼性の面でＡＬＩ−３ｉの共
晶合金を生成させる共晶法に比較して満足すべきものが
なかった。　導電性接着剤を使用する場合は、ハンダ法
に比べて耐熱性に優れる等の長所を有しているが、その
反面、樹脂やその硬化剤が半導体素子接着用として作ら
れたものでないために、アルミニウム電極の腐璋を促進
し断線不良の原因となる場合が多く素子の信頼性はＡｕ
−８ｔ共品法に比べて劣っていた。　さらに近年ＩＣ，
ＬＳＩ等の半導体素子製造工程における導電性接着剤の
接着力不足やアウトガスによるワイヤボンディング性良
等のため著しく半導体素子の歩留りや信頼性を低下させ
る欠点があった。
［発明の目的］ 本発明の目的は、上記の欠点を解消するためになされた
もので、新規の変性樹脂組成物を使用して、接着性、ワ
イヤボンディング性、耐加水分解性に優れ、耐湿信頼性
を大幅に向上させるとともに製造価格も低減できる半導
体素子を提供しようとするものである。
［発明の概要］ 本発明者らは、上記の目的を達成すべく、鋭意研究を重
ねた結果、後述する変性樹脂組成物を接着剤とする半導
体素子が従来のものに比べて接着性、ワイヤボンディン
グ性、耐加水分解性および耐湿信頼性に優れていること
を見いだし本発明に至ったものである。
即ち、本発明は、 （Ａ）ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂とか
らなる変性樹脂、 （Ｂ）石油系樹脂および （Ｃ）導電性粉末 とを必須成分とする変性樹脂組成物を用いて、半導体チ
ップとリードフレームとが接着されていることを特徴と
する半導体素子である。
本発明に用いる（Ａ）変性樹脂の１成分であるポリパラ
ヒドロキシスチレンは次式で表される。
このような樹脂としては、例えば丸首石油社製のマルゼ
ンレジンＭ（商品名）がある。　この樹脂は、分子量３
０００〜８０００で水酸基当量的１２０である。
本発明に用いる変性樹脂の他の成分であるエポキシ樹脂
は、工業的に生産されており、かつ、本発明に効果的に
使用し得るものとして、例えば次のようなビスフェノー
ル類のジエボキシドがある。
シェル化学社製のエピコート８２７，８２８゜８３４．
１００１．１００２．１００４゜１００７．１００９、
ダウケミカル社製のＤＥＲ３３０，３３１，３３２，３
３４，３３５゜３３６．３３７，６６０，６６１，６６
２゜６６７．６６８，６６９、チバ・ガイギー社製のア
ラルダイトＧＹ２５０．２６０，２８０゜６０７１．６
０８４．６０９７．６０９９、Ｊ　ｏｎｅｓＤ　ａｂｎ
ｅｙ社製のＥｐｉ−Ｒｅｚ５１０゜５１０１、大日本イ
ンキ化学工業社製のエビクロン８１０．１０００．１０
１０．３０１０　（いずれも商品名）。
さらに本発明においては、エポキシ樹脂として平均エポ
キシ基数３以上の、例えばノボラック・エポキシ樹脂を
使用することにより、熱時（３５０℃）の接着強度を更
に向上させることが可能である。　使用するノボラック
・エポキシ樹脂としては分子量５００以上のものが適し
ている。　このようなノボラック・エポキシ樹脂で工業
生産されているものとしては、例えば次のようなものが
ある。
チバ・ガイギー社製アラルダイトＥＰＮ１１３８゜１１
３９、ＥＣＮ１２７３．１２８０．１２９９、ダウケミ
カル社製ＤＥＮ４３１，４３８、シェル化学社製エピコ
ート１５２，１５４、ユニオン・カーバイド・コーポレ
ーション社製ＥＲＲ−０１００、ＥＲＲＢ−０４４７，
ＥＲＬ８−０４８８、日本化薬社製ＥＯＣＮシリーズで
ある。
ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂は当量付近
で配合される。　配合割合が当量付近を太き（はずれる
と、いずれかが硬化時に未反応となって、熱時の接着強
度や加熱減量が多くなり好ましくない。
本発明で使用する変性樹脂は、ポリパラヒドロキシスチ
レンとエポキシ樹脂を単に溶解混合しても良いし、必要
であれば加熱反応により相互に部分的な結合をさせたも
のでも良く、これらの変性樹脂の共通の溶剤に溶解する
ことにより作業粘度を改善することができる。　また必
要であれば硬化触媒を使用しても良い。
ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂とを単に溶
解混合する場合は、溶剤に同時に添加し溶解させるよう
にしてもよいが、最初に後者を溶剤に溶解させた後、前
者を溶解混合させることが好ましい。　またここで使用
される溶剤類としては、ジオキサン、ヘキサノン、ベン
ゼン、トルエン、ソルベントナフサ、工業用ガソリン、
酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ
アセテート、ブチルカルピトールアセテート、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルビロ
リドン等がある。　これらの溶剤は単独又は２種以上混
合して用いる。
本発明に用いる（Ｂ）石油系樹脂としては、石油のＣ６
〜Ｃ９留分から得られる汎用の樹脂が使用され、例えば
タッキロール５０００．タツキロール１０００、（住友
化学工業社製商品名）、フィントン１５００．フィント
ンｉ　ｏｏｏ、フィントン１３００（日本ゼオン社製商
品名）等が挙げられ、これらは単独もしくは２種以上混
合して用いる。　ポリパラヒドロキシスチレンとエポキ
シ樹脂とからなる変性樹脂と石油系樹脂との配合割合は
、全樹脂に対して石油系樹脂を１０〜３０重量％含有す
ることが好ましい。　配合量が１０重量％未満では接着
力に効果がなく、また３０重量％を超えると耐熱性が劣
り好ましくない。
本発明に用いる（Ｃ）導電性粉末としては、例えば銀粉
末、銅粉末、ニッケル粉末、銀層を有す、る粉末等が挙
げられ、これらは単独もしくは２種以上混合して使用す
る。
また本発明に用いる変性樹脂組成物には、本発明の効果
を妨げないかぎり必要に応じて消泡剤、カップリング剤
および他の添加剤を配合することができる。
本発明の半導体素子は、常法に従い上述した変性樹脂、
石油系樹脂および導電性粉末を十分に混合した後、更に
例えば三本ロールによる混線処理を施し、得られた変性
樹脂組成物を半導体チップとリードフレームの接着剤と
して使用した後、ワイヤボンディングを行い、その後に
半導体素子を封止して製造する。　こうして得られた素
子は、２００℃で加熱硬化させてもリードフレーム面上
に汚染がなく、接着力も薄いフレーム（１５０μｍ）上
で０．８ｋＱ以上、ワイヤボンディング強度も同じく　
４〜５ｇ以上の数値を得ることができる。
［発明の実施例］ 次に本発明を実施例により説明する。　以下「部」とは
特に説明のない限り「重量部」を意味する。　また本発
明は、本実施例により限定されるものではない。
実施例　１ エピコート１００１の３７．５部とマルゼンレジンＭの
１０部およびフィントン１３００の１０部とを、ブチル
カルピトールアセテート　１０３部に、１００℃。
１時間溶解反応を行って粘稠な褐色変性樹脂を得た。　
この変性樹脂２２部に、触媒として三弗化ホウ素のアミ
ン錯体１．０部と銀粉末５７部とを混合して、変性樹脂
組成物を製造し接着剤（ａ　）を得た。
実施例　２ エピコート８２８の１５．８部とマルゼンレジンＭ１０
部とタッキロール１０００の６部とを、ブチルセロソル
ブアセテート５６部に、１００℃、　１時間溶解反応を
行って粘稠な褐色の変性樹脂を製造した。
この変性樹脂２２部と銀粉末５７部とを混合して変性樹
脂組成物を製造し、接着剤（ｂ　）を得た。
実施例　３ ＥＯＣＮ　１０３８　（日本化薬社製商品名）６６部を
ブチルカルピトールアセテート　　１１７部の溶剤中に
、８０℃で溶解後、マルゼンレジンＭ３４部と触媒とし
て三弗化ホウ素のアミン錯体０．６部とを配合し、８０
℃でそのまま反応を進め約３時間反応後、粘稠で透明な
変性樹脂を得た。　この変性樹脂２２部、フィントン１
７００の６部と銀粉末５７部とをよく混合して変性樹脂
組成物を製造し、これを接着剤（Ｃ）とした。
実施例１〜３で得た接着剤（ａ）、（ｂ）。
（Ｃ，）および市販のエポキシ樹脂ベースの半導体用接
着剤（ｄ）（比較例）を使用して、リードフレームと半
導体チップを接着して半導体素子を作り、その特性を測
定した。　その結果を第１表に示した。
第１表 を接着し、それぞれの温度でプッシュプルゲージを用い
て測定した＊２：接着剤を第１表の半導体素子接着条件
で硬化させた後に１００メツシユに粉砕して１８０℃×
２時間加熱抽出を行った塩素イオンの量を示した＊３：
温度１２１℃、圧力２気圧の水蒸気中における耐湿試験
（ＰＣＴ）および温度１２０℃、圧力２気圧の水蒸気中
、印加電圧直流１５Ｖで通電して行う耐湿試験（バイア
スＰＣＴ）を各半導体素子について実施評価した上記試
験に供した半導体素子の数は各々６０個であり、時間経
過に伴なう不良発生数を第１表中に示した。　尚評価の
方法は、半導体素子を構成するアルミニウム電極の腐食
によるオープン又はリーク電流が許容値の５００％以上
への上昇をもって不良と判定した。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように変性樹脂組成物を接着剤
として使用することによって半導体チップとリードフレ
ームとの接着性、特に熱時の接着性および金線によるワ
イヤボンディング性が向上し、耐加水分解性に優れ、金
属の腐食による断線などの不良や水分によるリーク電流
の不良などを著しく低減させることができ、耐湿信頼性
が従来のものに比べて大幅に改善され、かつ安価な半導
体素子を製造することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂と
    からなる変性樹脂、 （Ｂ）石油系樹脂および （Ｃ）導電性粉末 を必須成分とする変性樹脂組成物を用いて、半導体チッ
    プとリードフレームとが接着されていることを特徴とす
    る半導体素子。
JP7845885A 1985-04-15 1985-04-15 半導体素子 Granted JPS61237435A (ja)

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JP7845885A JPS61237435A (ja) 1985-04-15 1985-04-15 半導体素子

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JPH0528494B2 (ja) 1993-04-26

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