JPS62109346A - 半導体装置 - Google Patents

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、高温高湿下においても、動作が可能な半導体
装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、樹脂封止型の半導体装置は、セラミックス封止型
の半導体装置に比べて、高温高湿状態（６５〜８５℃、
９５％相対湿度中、１２１℃、２気圧過飽和水蒸気中）
での動作信頼性の点で劣つていた。

樹脂封止型の半導体装置では、樹脂とリード線との隙間
、あるいは樹脂を半導体素子との界面に隙間が生じ、そ
の間隙を通じて外部から水分が浸入し、素子上のＡＱ配
線、ボンディングベッド部などが、腐食し断線し易いた
めである。

そこで、この対策として素子表面のカップリング剤処理
により、樹脂との接着性を高める方法や、カップリング
剤を配合した樹脂組成物で封止する方法などが提案され
ている。

しかし、これらの方法によっても、樹脂封止型半導体装
置の耐湿特性の充分な向上を達成するには至っていない
。

また、メモリ用ＬＳＩなどに於いては、高密度高集積度
化のすう勢が著しく、１セルの電荷容量が益々小さくな
ってきた。このために、パッケージ材料（例えば、封止
用樹脂組成物中のフィシ）に微量含まれているウラン、
トリウ１１から発生するα線エネルギにより、セル中の
電荷容量の調節動作に不良を生ずる（ソフトエラー）問
題がある。

この対策としては、半導体素子及びリード線と、封止材
料との間に高純度のα線遮蔽材（例えばポリイミドなど
）を設けることが行われている。しかし、α線遮蔽材は
、半導体素子との密着性、接着点に劣り、先に述べたＡ
Ｑ配線の腐食防止の点で必ずしも効果を上げるに至って
いない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高温高湿下においても信頼性の高い半
導体装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、半導体素子及びリード線上に、少なくとも、
ポリトリフルオロエトキシホスファゼンを含む樹脂組成
物、又は少なくともポリトリフルオロホスファゼンとへ
テロ環ポリマを含む樹脂組成物を被覆してなる半導体装
置、並びに該被覆された半導体装置を、さらに無機質充
填材を含む樹脂組成物で封止してなる半導体装置である
。

本発明において用いうるポリトリフルオロエトキシホス
ファゼンとは、例えば次式 で表わされる重合体である。上記、重合体は新日曹化工
株式会社より、ホスファゼンＴＰＰＰの商品名で販売さ
れている。本発明においては上記重合体に、次式 で表わされるフッ化ホスファゼン（Ｆｉｒｅ　ｓｔｏｍ
ｅ社製）を併用して用いることも何ら問題はない。

また、本発明において用いうる、ヘテロ環ポリマとして
は、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリベンズ
チアゾール、ポリオキサジアゾールポリピラゾール、ポ
リキノキサリン、ポリチアゾール、ポリテトラアゾピレ
ン、ポリ−４−フェニル−１，２，４−トリアゾール、
ポリキナゾリンジオン、ポリベンゾオキザジソジオンな
どがある。また、上記へテロ環ポリマの骨格中に、アミ
ド結合、エステル結合、エーテル結合、スルフィド結合
、スルホン結合、ウレタン結合、シロキサン結合などを
含むことも出来る。

上記のへテロ環ポリマの中でも、特に閉環状態で溶媒へ
の溶解性の大きなポリマ、例えば付加型ポリイミドなど
は、半導体素子上への被覆処理時に、反応（例えば脱水
縮合反応）に伴なう副生物が殆んどなく、素子表面への
応力が少なくなることから、ＡＱ配線の腐食を抑制する
上で好ましい。

また、本発明において用いうる。カップリング剤として
は、エポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシラン
、フルオロシラン、ビニルシランなど公知のシラン系カ
ップリング剤、アルミニウム、チタン、ジルコニウムな
どの金属アルコキサイドあるいはキレート系のジルコア
ルミネート系などの公知のカップリング剤、などがある
。

本発明において用いることが出来る封圧用樹脂組成物と
しては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和
ポリエーテム樹脂、ウレタン樹脂、付加型ポリイミド樹
脂、シリコーン樹脂、ポリパラビニルフェノール樹脂、
フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、
ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリプロ
ピレンなどがある。

これらの中でも、エポキシ樹脂組成物は封止用樹脂組成
物として有用である。

エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡのジグ
リシジルエーテル、ブタジエンジエポキサイド、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、ビニルシクロヘキ
サンジオキシド、４゜４′−ジ（１，２−エポキシエチ
ル）ジフェニルエーテル、４．４’　−（１，２−エポ
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−　
（３，４−エポキシ）シクロヘキサン−５，５−スピロ
（３，４−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、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）ジカルボキ
シイミドなどの２官能のエポキシ化合物、バラアミノフ
ェノールのトリグリシジルエーテル、ポリアリルグリシ
ジルエーテル、１，３．５−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ルエ
ーテルなど３官能以上のエポキシ化合物が用いられる。

また、次式 あるいは又は と−邑 」 票 δ ローＱ 票 で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタンベー
スのエポキシ化合物は、本発明の樹脂硬化物の耐熱性、
電気特性の向上効果が大きく有用である。

その硬化剤としては、各種のフェノール系化合物とアル
デヒド系化合物とを、酸性も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
れるノボラック樹脂が有用である。

さらに、エポキシ樹脂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３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ならびにトリス（ジメチルア
ミノメチル）フエノール及びメチルモルホリン等のアミ
ノ類を適用することができる。

又、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
、ベンチルメチルパルミチルアンモニウムクロライド、
アリルドデシルトリ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ウムクロライド及びベンジ
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−シアノ
エチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−
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−アジン−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又、トリフェニルホスフ
ィンテトラフェニルボレート、トリエチルアミンテトラ
フェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリテトラフエニル
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、多官能エポキシ化合物（Ａ）１００に対して、重
量比で、０．０１〜２０　の範囲で用いればよい。

また、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、ケイ酸アルミニウ
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
維状充填剤、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、ポ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、そしてさらに
、アンチモンやリンの化合物及びハロゲン含有化合物の
ような難燃剤を加えることができる。

〔発明の実施例〕

実施例１〜６．比較例 ５００　ｍ　Ｑの三角フラスコ中に、２５０　ｍ　Ｑの
Ｎ−メチルピロリドンを探り、ポリトリフルオロエトキ
シフォスフアゼンＴＰＰＰ　（平均分子量、約１５万、
ガラス転移点−６６℃、融点２４０℃、新日曹化工社）
を第１表に記した所定配合量を加え、４種類の樹脂溶液
を作成した。

次いで、これらのそれぞれの溶液に、付加型ポリイミド
に６０１　（ローン・ブーラン社製、ビスマレイミド・
アミン付加物）あるいは縮合型ポリイミド前駆体（ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物とパラーフエニレンジ
アミレのポリアミック酸）あるいはアルミニウムキレー
トカップリング剤ＡＬＣＩＩ−ＴＲ（用研ファインケミ
カル社）をそれぞれ別個に所定量添加して被覆用組成物
を得る。

次いで、ｋビットＤ−ＲＡＭメモリ用ＬＳＩ（１６ピン
）の素子及びリード線（ワイヤボンディングを含む）上
に、上記被覆用組成物の溶液を滴下した。その後、１０
０℃で１時間、２００℃で１時間、２５０℃で３０分加
熱を続け、素子上に５〜６０μｍの厚さの被覆膜を得た
。

次いで、少なくともポリトリフルオロエトキシフォスフ
アゼンを含む組成物で被覆された上記メモリ用ＬＳＩ素
子は、下記のエポキシ樹脂組成物で、トランスファ成形
（１８０℃、７０ｋｇ／ａｍ２．１．５分成形）により
封止され、樹脂封止型半導体装置を得た。それぞれ１０
０ケのＬＳＩについて耐湿信頼性を評価した。結果を第
１表に記した。

なお、比校の為にポリトリフルオロエトキシフォスフア
ゼンを含まない樹脂組成物を用いたものも比較例として
第１表に記載した。

−封止用エポキシ樹脂組成物の作成− エポキシ樹脂として、トリス（ヒドロキシフェニル）メ
タンベースのエボキシメＤ９０５３　（エポキシ当［２
２０：ダウ・ケミカル社）１００重社部、硬化剤として
トリメリット酸トリグリセライド（リカレジンＴＭＴＡ
　：新日本理化社）５５重量部。

触媒とトリフェニルホスフィン２重量部、歿燃化材とし
て、赤リン３．７重量部、カップリング剤として、エポ
キシシランＫＢＭ３０３　（信越化学社製）、フィシと
して、溶融石英ガラス粉。

４００重量部、疎水性シ’）　力Ｎ１ｐｓｉｌ　　Ｓ　
Ｓ　−３ＯＳ（日本シリカニ業社製）７０重量部、離型
剤として、ステアリン酸５重量部、着色剤として、カー
ボンブラック２ｇＸｆｌｔ部を配合した。次いで、７０
〜８５℃の２本ロールで７分間加熱混練した後、冷却し
、粗粉砕して、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を作成
した。

〔発明の効果〕

本発明によれば、晶温高Ｍ下においてもイコ頼性の高い
・肋作が可純な半導体′！Ａ置を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子及びリード線上に、少なくとも、次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされるポリトルフルオロエトキシホスフアゼンを
   含む樹脂組成物を被覆してなることを特徴とする半導体
   装置。