JPS62105450A - 半導体パツケ−ジ - Google Patents
半導体パツケ−ジInfo
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- JPS62105450A JPS62105450A JP60245576A JP24557685A JPS62105450A JP S62105450 A JPS62105450 A JP S62105450A JP 60245576 A JP60245576 A JP 60245576A JP 24557685 A JP24557685 A JP 24557685A JP S62105450 A JPS62105450 A JP S62105450A
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- resin
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は半導体パッケージに関し、より詳細には、樹脂
封止部の熱的歪による劣化を防止した半導体パンケージ
に関する。
封止部の熱的歪による劣化を防止した半導体パンケージ
に関する。
（従来技術）
一般に、半導体パッケージは、表面に導体パターンが形
成された基板上にシリコン等の半導体素子を搭載して、
ワイヤボディングされた後、蓋部材をシーリング剤とし
て接着剤を介して基板と、接合することにより、内部の
半導体素子を気密封止した構造を成している。
成された基板上にシリコン等の半導体素子を搭載して、
ワイヤボディングされた後、蓋部材をシーリング剤とし
て接着剤を介して基板と、接合することにより、内部の
半導体素子を気密封止した構造を成している。
従来、このような構造において、用いられる接着剤とし
ては、ガラス、ハンダ等の他、樹脂が知られている。
ては、ガラス、ハンダ等の他、樹脂が知られている。
これらの中で樹脂としては熱硬化性のエポキシ樹脂ある
いはシリコーン樹脂が主流を成している。
いはシリコーン樹脂が主流を成している。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし乍ら、この従来の半導体パッケージは基板表面に
形成された導体パターンがｉｍ常、ガラスをコーティン
グすることによって保護されており、ガラスを有する基
板に樹脂から成る接着材を介して蓋部材を接合し気密封
止した後、該半導体パッケージに半導体素子の駆動によ
り発生ずる熱や、半導体パンケージを外部回路に半田付
けする際の半田溶融熱が印加されるとガラスと樹脂の熱
膨張係数の相違に起因する熱的歪によって接着材である
樹脂ガラスから剥離したり、ガラスにタラソクを発生さ
せたりして気密性が破れるという欠点を有していた。
形成された導体パターンがｉｍ常、ガラスをコーティン
グすることによって保護されており、ガラスを有する基
板に樹脂から成る接着材を介して蓋部材を接合し気密封
止した後、該半導体パッケージに半導体素子の駆動によ
り発生ずる熱や、半導体パンケージを外部回路に半田付
けする際の半田溶融熱が印加されるとガラスと樹脂の熱
膨張係数の相違に起因する熱的歪によって接着材である
樹脂ガラスから剥離したり、ガラスにタラソクを発生さ
せたりして気密性が破れるという欠点を有していた。
（問題を解決するための手段）
本発明者等は上記問題点に対して研究を重ねた結果、従
来から知られるエポキシ樹脂に対して可撓性樹脂を併用
し汀つ硬化剤として潜在性硬化剤、および充填性を特定
の量比で用いることによって半導体素子が発生ずる際等
の熱衝撃による歪を低減さ−ｌ、気密封１Ｆが保たれ、
半導体パンケージの製造工程」−１品質安定性に優れた
ものが得られることを知見した。
来から知られるエポキシ樹脂に対して可撓性樹脂を併用
し汀つ硬化剤として潜在性硬化剤、および充填性を特定
の量比で用いることによって半導体素子が発生ずる際等
の熱衝撃による歪を低減さ−ｌ、気密封１Ｆが保たれ、
半導体パンケージの製造工程」−１品質安定性に優れた
ものが得られることを知見した。
即ち、本発明は半導体素子を搭載する基板に蓋部材を接
着剤を介して接着し、内部を気密封止し脂と、該エポキ
シ樹脂１００重量部当たり１乃至１０重量部の潜在性硬
化剤と、１０乃至１８０重量部の充填剤とを配合して成
ることを特徴とするものである。
着剤を介して接着し、内部を気密封止し脂と、該エポキ
シ樹脂１００重量部当たり１乃至１０重量部の潜在性硬
化剤と、１０乃至１８０重量部の充填剤とを配合して成
ることを特徴とするものである。
（発明の実施例）
以下本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の半導体パッケージの分解断面図である
。基板１の表面には、半導体パターン２が形成され、導
体パターン２ば、基板ＩＬに搭載された半導体素子３と
ワイヤボンディングによって接続される。なお、導体パ
ターン２上にはパターンを保護するためのガラス４がコ
ーティングされている。−古手導体素子３を気密封１１
−するための蓋部材５が接着剤６を介して、基板１と一
体可される。
。基板１の表面には、半導体パターン２が形成され、導
体パターン２ば、基板ＩＬに搭載された半導体素子３と
ワイヤボンディングによって接続される。なお、導体パ
ターン２上にはパターンを保護するためのガラス４がコ
ーティングされている。−古手導体素子３を気密封１１
−するための蓋部材５が接着剤６を介して、基板１と一
体可される。
本発明によれば、接着剤６として可撓性樹脂を１０乃至
６０重量％特に、２０乃至５０重置％含有するエポキシ
樹脂を用いる。この可撓性樹脂の併用によって熱的歪に
よる応力が緩和され、１ｌｌｌ（湿性等の特性劣化を防
止することができる。
６０重量％特に、２０乃至５０重置％含有するエポキシ
樹脂を用いる。この可撓性樹脂の併用によって熱的歪に
よる応力が緩和され、１ｌｌｌ（湿性等の特性劣化を防
止することができる。
ゆえに可撓性樹脂の量が１０重量％未満であると、封止
硬化後のハンダ熔融熱や半導体素子が発する熱等の印加
によって基板１−トのガラス４にり陥Ｊ６といっに脱氷
か観祭される。プ史に麺４Ｍ■重％を越えると硬化物の
耐熱性か低下し、ハンダ工程等での気密封止が困難にな
る可能性がある。
硬化後のハンダ熔融熱や半導体素子が発する熱等の印加
によって基板１−トのガラス４にり陥Ｊ６といっに脱氷
か観祭される。プ史に麺４Ｍ■重％を越えると硬化物の
耐熱性か低下し、ハンダ工程等での気密封止が困難にな
る可能性がある。
本発明において、用いられるエポキシ樹脂は熱硬化性樹
脂であり、硬化剤の併用によって硬化さセ得る。用いる
硬化剤としては、半導体パッケージの製造工程−ト、半
導体パッケージに印加される熱、具体的には半導体素子
が発する熱等を考慮して約８０℃でのエージング工程が
あるが、この工程で接着剤が硬化してしまうと封止時の
流動性が低下し十分な密着性が得られない等の不都合が
生じる。それゆえ硬化剤は、１００℃以上で反応を促進
させる潜在性硬化剤を用いることが重要である。この潜
在性硬化剤は前述の可撓性樹脂を含有するエポキシ樹脂
１００重量部に対し、１乃至１０重置部、特に２乃至５
重量部の割合で配合する。
脂であり、硬化剤の併用によって硬化さセ得る。用いる
硬化剤としては、半導体パッケージの製造工程−ト、半
導体パッケージに印加される熱、具体的には半導体素子
が発する熱等を考慮して約８０℃でのエージング工程が
あるが、この工程で接着剤が硬化してしまうと封止時の
流動性が低下し十分な密着性が得られない等の不都合が
生じる。それゆえ硬化剤は、１００℃以上で反応を促進
させる潜在性硬化剤を用いることが重要である。この潜
在性硬化剤は前述の可撓性樹脂を含有するエポキシ樹脂
１００重量部に対し、１乃至１０重置部、特に２乃至５
重量部の割合で配合する。
潜在性硬化剤の量が１重量部未満では、硬化が不十分と
なり、１０重量部を越えると、エージング工程で反応が
進むため、ポットライフが低下し、封止特性が低下する
。
なり、１０重量部を越えると、エージング工程で反応が
進むため、ポットライフが低下し、封止特性が低下する
。
本発明によれば、上述の組成に対し充填剤を添＝５＝
４−一
加することが封止時の流動性の制御および接着剤自体の
耐熱性の点から好ましい。充填剤は前述の樹脂１００重
量部に対し１０乃至１８０重量部、特に５０乃至１２０
重量部の割合で配合される。
耐熱性の点から好ましい。充填剤は前述の樹脂１００重
量部に対し１０乃至１８０重量部、特に５０乃至１２０
重量部の割合で配合される。
充填剤の量が１０重量部未満であると、流動性が大きく
なり、耐熱性が低下する。一方１８０重量部を越えると
、この組成物のチクソ性が高くなり、流動性に欠は密着
できなくなる。
なり、耐熱性が低下する。一方１８０重量部を越えると
、この組成物のチクソ性が高くなり、流動性に欠は密着
できなくなる。
本発明に用いられるエポキシ樹脂としては、ビスフェノ
ール系、ノボラック系、シクロアリファテソク系、ハロ
ゲン化エポキシ系、ポリグリコールエポキシ等のいずれ
でも使用できるが特に、ビスフェノール系が硬化特性の
点で好ましく、またエポキシ当量が１５０乃至１０００
の範囲が望ましい。
ール系、ノボラック系、シクロアリファテソク系、ハロ
ゲン化エポキシ系、ポリグリコールエポキシ等のいずれ
でも使用できるが特に、ビスフェノール系が硬化特性の
点で好ましく、またエポキシ当量が１５０乃至１０００
の範囲が望ましい。
可撓性樹脂としては、ダイマー酸のジグリシジルエステ
ル、グリコールのグリシジルエーテル等があるがこれら
の硬化物は熱衝撃性には優れるものの耐熱性及び耐湿性
に問題がある。本発明では耐熱性、耐湿特性に優れたエ
ポキシ樹脂との組合−６＝ −１において特に、優れた封止性を有する点から１．２
−ポリブタジェンを主鎖とし、側鎖の二重結合の−・部
をエポキシ基に変性したエポキシ変性物もしくはウレタ
ン結合を有する重合体であって、その側鎖あるいは末端
の一部がエポキシ基に変性されたエポキシ変性物が望ま
しい。これらのうち前者の変性物はアデカアーガス社製
のＢＦ−１０００、ＰＸ−１８２等の商品名でまた後者
はダイセル化学工業社製のｔＪＥ−１０１等の商品名で
知られている。硬化剤としてはイミダゾール系、フェノ
ール系、アミン系及び酸無水物系などがあるが前述の樹
脂に対し１００℃以」−で反応を促進させる必要がある
ため、イミダゾール系が望ましい。
ル、グリコールのグリシジルエーテル等があるがこれら
の硬化物は熱衝撃性には優れるものの耐熱性及び耐湿性
に問題がある。本発明では耐熱性、耐湿特性に優れたエ
ポキシ樹脂との組合−６＝ −１において特に、優れた封止性を有する点から１．２
−ポリブタジェンを主鎖とし、側鎖の二重結合の−・部
をエポキシ基に変性したエポキシ変性物もしくはウレタ
ン結合を有する重合体であって、その側鎖あるいは末端
の一部がエポキシ基に変性されたエポキシ変性物が望ま
しい。これらのうち前者の変性物はアデカアーガス社製
のＢＦ−１０００、ＰＸ−１８２等の商品名でまた後者
はダイセル化学工業社製のｔＪＥ−１０１等の商品名で
知られている。硬化剤としてはイミダゾール系、フェノ
ール系、アミン系及び酸無水物系などがあるが前述の樹
脂に対し１００℃以」−で反応を促進させる必要がある
ため、イミダゾール系が望ましい。
イミダゾール系硬化剤は、低温で安定であり、およそ１
００℃以上で急速に硬化させる性質を有する。とりわり
、構造式（１）に示すようなトリアジン環を有するイソ
シアヌール酸を付加したイミダゾールは特に優れる。
００℃以上で急速に硬化させる性質を有する。とりわり
、構造式（１）に示すようなトリアジン環を有するイソ
シアヌール酸を付加したイミダゾールは特に優れる。
ＩＩ ＩＩ １１
充填剤としては、クレー、炭酸力ルシウＪえ、ノＪ・イ
酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、シリカ等が挙
げられる。
酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、シリカ等が挙
げられる。
本発明の半導体パッケージの製造においては、通常の方
法が採用し得る。即ち半導体基板と封止キャップとの間
に予めキャップの形状に合わせてカッティングされた樹
脂フィルムを治具により設置し、然る後、基板とキャン
プとを熱圧着、硬化させる。
法が採用し得る。即ち半導体基板と封止キャップとの間
に予めキャップの形状に合わせてカッティングされた樹
脂フィルムを治具により設置し、然る後、基板とキャン
プとを熱圧着、硬化させる。
一方本発明における接着剤は、所定の割合で混合した後
、メチルセロソルブ等の溶剤を用いて混練してペースト
状として蓋部材の接着面に塗布する。その後、約８０℃
で溶剤を除去して、基板に圧着して、所定の温度で硬化
させて接着を行えば良い。
、メチルセロソルブ等の溶剤を用いて混練してペースト
状として蓋部材の接着面に塗布する。その後、約８０℃
で溶剤を除去して、基板に圧着して、所定の温度で硬化
させて接着を行えば良い。
本発明を次の例で説明する。
実施例
（試料の作成）
ビスフェノル系エポキシ樹脂（エポキシ当量１９０）と
、可撓性樹脂として、１，２−ポリブタジェンのエポキ
シ変性化物もしくは、ウレタンのエポキシ変性化物を潜
在性硬化剤としてトリアジン環を有するイソシアヌール
酸を付加したイミダゾール、及び充填剤として平均粒径
３μの無定形溶融シリカを第１表に示す割合で配合して
成る組成物にメチルセロソルブを添加して三本ロールで
２．３回混練してペーストを作製した。
、可撓性樹脂として、１，２−ポリブタジェンのエポキ
シ変性化物もしくは、ウレタンのエポキシ変性化物を潜
在性硬化剤としてトリアジン環を有するイソシアヌール
酸を付加したイミダゾール、及び充填剤として平均粒径
３μの無定形溶融シリカを第１表に示す割合で配合して
成る組成物にメチルセロソルブを添加して三本ロールで
２．３回混練してペーストを作製した。
次いで、第１図に示す如き、半導体装置に用いられるセ
ラミック製の蓋部材５の接着部７に前記ペーストをスク
リーン印刷によって塗布する。然る後、ペースト中の溶
剤を除去するため８０℃に温度設定したオーブン中へ１
０時間入れておく。
ラミック製の蓋部材５の接着部７に前記ペーストをスク
リーン印刷によって塗布する。然る後、ペースト中の溶
剤を除去するため８０℃に温度設定したオーブン中へ１
０時間入れておく。
次いで接着剤がプレコートされた蓋部材５を第１図に示
す半導体パッケージのガラスをコーティングしたセラミ
ック基板１に載置し、接着面同士の位置合わセを行った
後、クリップを用いて接着面と垂直方向に約ＩＫｇの圧
力を加えて圧着する。
す半導体パッケージのガラスをコーティングしたセラミ
ック基板１に載置し、接着面同士の位置合わセを行った
後、クリップを用いて接着面と垂直方向に約ＩＫｇの圧
力を加えて圧着する。
その後各試料を１７５℃に温度設定したオーブン中で約
１５分間加熱して接着剤の硬化を行う。
１５分間加熱して接着剤の硬化を行う。
（特性の測定方法）
かくして得られた半導体パッケージの試料において、初
期封止のグロスリークテスト、ハンダ浸漬後のプレッシ
ャークツカーテスト（以下ＰＣＴと略す）および温度サ
イクル後のＰＣＴを行った。
期封止のグロスリークテスト、ハンダ浸漬後のプレッシ
ャークツカーテスト（以下ＰＣＴと略す）および温度サ
イクル後のＰＣＴを行った。
グロスリークテストは各試料の半導体パッケージを１２
５℃±５℃に温度設定をしたフロリナート中に約３０秒
間浸漬し封止面からの気泡の発生を目視により判断し、
良品率を決定した。ハンダ浸漬の条件は２６５℃に保た
れたハンダ槽にテストビーストを１０秒間ずつ２回浸漬
しまた温度サイクルの条件は低温側が一５５℃、高温側
が＋１２５℃に保たれた気槽内にそれぞれ交五゛に３０
分間ずつ入れ、これを２０回くり返した。ハンダ浸漬及
び温度ザイクルは各々試験を行った後、ＰＣＴ評価を行
った。ＰＣＴは、各試料の半導体パッケージをＰＣＴ装
置（熱圧力印加装置）内に入れて１２１ ’Ｃ１２，１
気圧の水蒸気雰囲気の条件の下で５０時間置き乾燥後グ
ロスリークテストを行って良品率を決定した。
５℃±５℃に温度設定をしたフロリナート中に約３０秒
間浸漬し封止面からの気泡の発生を目視により判断し、
良品率を決定した。ハンダ浸漬の条件は２６５℃に保た
れたハンダ槽にテストビーストを１０秒間ずつ２回浸漬
しまた温度サイクルの条件は低温側が一５５℃、高温側
が＋１２５℃に保たれた気槽内にそれぞれ交五゛に３０
分間ずつ入れ、これを２０回くり返した。ハンダ浸漬及
び温度ザイクルは各々試験を行った後、ＰＣＴ評価を行
った。ＰＣＴは、各試料の半導体パッケージをＰＣＴ装
置（熱圧力印加装置）内に入れて１２１ ’Ｃ１２，１
気圧の水蒸気雰囲気の条件の下で５０時間置き乾燥後グ
ロスリークテストを行って良品率を決定した。
また本実施例においてボンドライフテストを行うため、
接着剤６がプレコートされた蓋部材５を６０℃に温度設
定したオープン中で２４時間置いて接着剤をエージング
し、然る後、本実施例に基づいてガラス塗布した基板１
へ圧着し次いで加熱硬化させる。そして前述に従ってグ
ロスリークテストを行った。
接着剤６がプレコートされた蓋部材５を６０℃に温度設
定したオープン中で２４時間置いて接着剤をエージング
し、然る後、本実施例に基づいてガラス塗布した基板１
へ圧着し次いで加熱硬化させる。そして前述に従ってグ
ロスリークテストを行った。
これらの結果は第１表に示す通りである。
第１表から明らかな通り、試料番号３．６．８．１０、
■３〜１５についてはいずれのテストにおいても優れた
特性を示していることが判る。 し７かしながら試料ｌ
におい”ＣＬｅｔ、エポキシ樹脂を硬化剤の反応が速い
ため、エージングで反応が進み過ぎてしまい封止時の流
動性に欠は充分な封止ができなくなってしまった。試料
２及び試料７は硬化剤が少ないため硬化が不十分であっ
た。 試料４及び試料９は逆に硬化剤が多すぎるため、
エージング中に反応が進み過ぎてしまい、流動製に欠は
流れなくなってしまった。試料５及び試料１１は可撓性
樹脂の比率が多ずぎて耐熱性が落ちハンダ浸漬をＰＣＴ
の連続テストで劣化が見られた。
■３〜１５についてはいずれのテストにおいても優れた
特性を示していることが判る。 し７かしながら試料ｌ
におい”ＣＬｅｔ、エポキシ樹脂を硬化剤の反応が速い
ため、エージングで反応が進み過ぎてしまい封止時の流
動性に欠は充分な封止ができなくなってしまった。試料
２及び試料７は硬化剤が少ないため硬化が不十分であっ
た。 試料４及び試料９は逆に硬化剤が多すぎるため、
エージング中に反応が進み過ぎてしまい、流動製に欠は
流れなくなってしまった。試料５及び試料１１は可撓性
樹脂の比率が多ずぎて耐熱性が落ちハンダ浸漬をＰＣＴ
の連続テストで劣化が見られた。
試料１２は充填量が少な過ぎ”ζブローホール（風穴現
象）による初期グロスリークテスト及び特性試験におい
ても不良が発生した。
象）による初期グロスリークテスト及び特性試験におい
ても不良が発生した。
試料１６は充填剤が多過ぎて、流動性に欠は充分な封止
ができなかった。
ができなかった。
（発明の効果）
以上、述べた通り、本発明の半導体パッケージは、特に
ガラスを蓋部材の被着体とする基板に対して蓋部材を可
撓性樹脂を含有するエポキシ樹脂と、潜在性硬化剤およ
び充填剤を特定量比で配合して、成る組成物を介在させ
て接着することによって半導体素子が発生する熱等の印
加に起因する熱的歪に対する耐性を向上させることがで
き、それによって気密封止が保たれることから品質安定
性に優れた半導体パッケージを得ることができる。
ガラスを蓋部材の被着体とする基板に対して蓋部材を可
撓性樹脂を含有するエポキシ樹脂と、潜在性硬化剤およ
び充填剤を特定量比で配合して、成る組成物を介在させ
て接着することによって半導体素子が発生する熱等の印
加に起因する熱的歪に対する耐性を向上させることがで
き、それによって気密封止が保たれることから品質安定
性に優れた半導体パッケージを得ることができる。
第１図は本発明の半導体パッケージの分解断面図である
。 １・・・基板 ２・・・半導体パターン３・・・半導体
素子 ４・・・ガラス ５・・・蓋部材 ６・・・接着剤
。 １・・・基板 ２・・・半導体パターン３・・・半導体
素子 ４・・・ガラス ５・・・蓋部材 ６・・・接着剤
Claims (1)
- 半導体素子を搭載する基板に蓋部材を接着剤を介して接
着し、内部を気密封止した半導体パッケージにおいて、
前記接着剤が可撓性樹脂を１０乃至６０重量％含有する
エポキシ樹脂と、該エポキシ樹脂１００重量部当たり１
乃至１０重量部の潜在性硬化剤と、１０乃至１８０重量
部の充填剤とを配合して成ることを特徴とする半導体パ
ッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245576A JPS62105450A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 半導体パツケ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60245576A JPS62105450A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 半導体パツケ−ジ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105450A true JPS62105450A (ja) | 1987-05-15 |
Family
ID=17135776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60245576A Pending JPS62105450A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 半導体パツケ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62105450A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008030553A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Howa Kasei Kk | 車室内用空気吹出装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55165916A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-24 | Shikoku Chem Corp | Epoxy resin composition |
| JPS5647473A (en) * | 1979-09-27 | 1981-04-30 | Shikoku Chem Corp | Adhesive for sealing of liquid crystal display cell |
| JPS60156719A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-16 | Hitachi Chem Co Ltd | 一液型エポキシ樹脂組成物 |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60245576A patent/JPS62105450A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55165916A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-24 | Shikoku Chem Corp | Epoxy resin composition |
| JPS5647473A (en) * | 1979-09-27 | 1981-04-30 | Shikoku Chem Corp | Adhesive for sealing of liquid crystal display cell |
| JPS60156719A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-16 | Hitachi Chem Co Ltd | 一液型エポキシ樹脂組成物 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008030553A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Howa Kasei Kk | 車室内用空気吹出装置 |
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