JPS62150860A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS62150860A
JPS62150860A JP29061485A JP29061485A JPS62150860A JP S62150860 A JPS62150860 A JP S62150860A JP 29061485 A JP29061485 A JP 29061485A JP 29061485 A JP29061485 A JP 29061485A JP S62150860 A JPS62150860 A JP S62150860A
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JP
Japan
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resin
epoxy
formula
weight
parts
Prior art date
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JP29061485A
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English (en)
Inventor
Akio Nishikawa
西川 昭夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

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、高温高湿下に於いても、信頼性の高い動作が
可能な樹脂封止型の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(65〜85C,
95%相対湿度中、121C。
2気圧過飽和水蒸気中)での動作信頼性の点で劣ってい
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
、あるいは樹脂と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A4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fc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セルの寛荷容蓋が益々小さくな
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ン)に微量含まれているウラン、
トリウムから発生するα線エネルキにより、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jh」に高純度のα線遮蔽材(例えばポリイミド
など)を設けることが行なわれている。
しかし、αIvj1遮蔽材は、半導体素子との密着性、
接着性に劣り、先に述べたht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。
なお、特開昭60−15466号公報には、この柚装置
が開示されている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、高温高湿下に於いても、信頼性の高い
動作が可能な半導体装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、 1、半導体素子及びリード線上に、少なくとも、下記一
般式〔l〕 〔式中、1(=Q〜5.L=O〜4.M=O〜4゜L+
M=4であり、R′はCm’H2m’。t(n’=1〜
20)、R“はCm″H2a“や己n“=1〜20)で
ある。〕で表わされる有機リン酸塩・アミン系化合物を
含む材料を被憶してなることを特徴とする。
2 半導体素子及びリード線上に、少なくとも、下記一
般式〔I〕 〔式中、k=0〜5.L=O〜4.M=O〜4゜L +
 M = 4であly、n/はCm’H2m’++ (
” ’ =”〜20)、R,“はC@”H2m″、I(
n“=1〜20)である。〕で表わされる有機リン酸塩
・アミン系化合物と、亜鉛、マグネシウム、カルシウム
などの金属微粉末のいずれか、あるいは又は混合物とを
含む材料によシ被覆してなることを特徴とする。
1 半導体素子及びリード線上に、少なくとも、下記一
般式〔l〕 〔式中、k=o〜5.L=O〜4.M=O〜4゜L+M
=4であり、R′はCs’Hzm′、l (” =1〜
20)、R“はC*’Hz 八+ (”“=1〜20)
)で表わされる有機リン酸塩・アミン系化合物と、有機
系並ひに無機系の重合体(樹脂)とを含む組成物により
、被覆、あるいは又は封止してなることを特徴とする。
4、一般式〔l〕で表わされる有機リン酸塩・アミン系
化合物が、下記式 〔式中、x+y=3.x=1または2. y=1筐たは
2である。〕で表わされる、リン酸二水素オクチルフェ
ニルのトリエチルアミン付加物、リン酸水素ビス(オク
チルフェニル)のジエチルアミン付加物、またはリン酸
二水素オクチルとリン酸水素ビス(オクチルフェニル)
の混合物のジエチルアミン付加物であることを特徴とす
る。
本発明において、一般式(1) 〔式中、k=O〜5.L=O〜4.M千0〜4゜L+M
=4であり、R′はCa’Hz m’+l (n′=1
〜20 ) 。
几“はC*〃H2、+、 (n“=1〜20)である。
〕で表わされる有機リン酸塩・アミン系化合物とは、例
えば次式 〔式中、x+y=3.x=1または2. y=1または
2である。〕 で表わされるような、リン酸二水素オクチルフェニルの
トリエチルアミン付加生成物、リン酸水素ビス(オクチ
ルフェニル)のジエチルアミン付加生成物、またはリン
酸二水素オクチルフェニルとリン酸水素ビス(オクチル
フェニル)の混合物のジエチルアミン利金生成物である
このような好ましい付加生成物を含み、本発明によりア
ルミニウム粒子を処理するのに直接使用し得る特定の製
品はモーピル化学社から商品名V 1rco−pet 
20として市販されている。この好ましい付加生成物は
米国特許第2903393号において一般的に検討され
ている。それは有機リン酸塩/アミンの付加生成物を8
0重量%とトルエンを20重量%含有する。
また、本発明において、一般式〔I〕で表わされる有機
リン酸塩・アミン系化合物を含む材料としては、Zn、
Mg、Ca、Atなどの金属微粉末、更に云えば粒径1
0μm以下で、表面積0.05〜−15m”7gの微粉
末が好ましい。金属微粉末の含有量は5〜90%の範囲
で用いれば好ましい結果を得る。
また、上記材料として用いうるものとして、各種のポリ
マがある。
例えば、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。
また、シロキサン結合を有するオイル、ゲル、樹脂やフ
ッ素系処理剤あるいはフッ素系ポリマなどがある。上記
ポリマの中でも、特に、ポリイミド並びに、シロキサン
結合を有するオイル、ゲル、樹脂が有用である。上記ポ
リマ中には、有機リン酸塩・アミン系化合物を0.05
%以上添加配合することにより、本発明の効果を達成し
得る。このようなポリマ中への添加系については、半導
体素子上に単に被覆する用途だけでなく、LSIの集積
度向上のための多層配線に於ける層間絶縁膜としての利
用、あるいは層間Atの防食処理としての利用もある。
次いで、樹脂封止型半導体に於いては、封止用樹脂組成
物中に、有機リン酸塩・アミン系化合物を添加配合した
上で、半導体素子を封止成形することが出来る。
本発明において用いることが出来る封止用樹脂組成物と
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
ポリエステル樹脂、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、70ログリシンのジグリシジルエーテル、メ
チルフロログリ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−エボキシ−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、it 3+ 5  )’!J(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、2.2
’ 、4.4’ −テトラグリシドキシビクユニル、テ
トラグリ7ドキシテトラフエニルエタン、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。
また、次式 %式% で表わされるトリス(ヒドロキシフェニル)メタンベー
スの多官能エポキシ、あるいは以下の含フツ素エポキシ
化合物々どかある。
上記化合物は、用途、目的に応じて1種以上併用して使
用することも出来る。これらのエポキシ樹脂には硬化剤
が併用される。それらは、垣内弘著;エポキシ樹脂(昭
和45年9月発行)109〜149ページ、リー1ee
)、ネブイル(Neville)著;エポキシ レジン
(Epoxyl(esins ) (MCQraw−)
(ill 13ook CompanyInc、 Ne
w York、 1957年発行)63〜141ページ
、ピー イー プラニイス(P、E、Brunis )
著;エポキシ レジ/ テクノロジ(EpoxyRes
ins Technology ) (Intersc
iencepublishers、 New York
、 1968年発行)45〜111ページなどに記載の
化合物であり、例えば脂肪族ポリアミン、芳香族ポリア
ミン、第2および第3アミンを含むアミン類、カルボン
酸類、トリメリット酸トリプリセライト(リカレジン;
TMIAなど)を含むカルボン酸無水物類、脂肪族およ
び芳香族ポリアミドオリゴマーおよびポリマー類、三フ
ッ化ホウ素−アミンコンプレックス類、フェノール樹脂
、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ウレタン樹脂などの合成
樹脂初期縮合物類、その他、ジシアンジアミド、カルボ
ン酸ヒドラジド、ポリアミノマレイミド類などがある。
上記硬化剤は、用途、目的に応じて1種以上使用するこ
とが出来る。
特に、フェノールボラック樹脂は、硬化樹脂の金属イン
サートに対する密着性、成形時の作業性などの点から、
上記半導体封止用材料の硬化剤成分として、好適である
該樹脂組成物には、エポキシ化合物とノボラック型フェ
ノール樹脂の硬化反応を促進する効果が知られている公
知の触媒を使用すること拉出来る。
また、本発明の上記材料中には、公知カップリング剤を
併用して使用することも出来る。このようなカップリン
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
の公知のカップリング剤、などがある。
[発明の実施ψ11 ] 実施例1〜3 有機リン哨塩・アミン系化合物として、リン酸二水素オ
クチルフェニルのトリエチルアミン付加物と、リン酸水
素ビス(オクチルフェニル)のジエチルアミン付加物、
並びにリン酸二水素オクチルとリン酸水素ビス(オクチ
ルフェニル)の等量混合物のジエチルアミン付加物の3
徨類を採り上げ、それぞれを、インプロビルアルコール
/トルエン等量混合液に溶解して、0.2パーセント溶
液を作成した。
該溶液を、256にピットD−R,AMメモリLSIの
素子並びにリード線上に塗布した後、100tZ’。
30分+150C,30分間加熱処理した。その後、下
記のエポキシ樹脂組成物で、トランスファ成形により 
(1soc、 7okgf/ait、 1.5分成形)
樹脂封止型半導体装置を得た。それぞれ100ケの樹脂
封止型LSIについて耐湿信頼性を評価し次。結果を第
1表に記した。
実施例4 リン酸二水素オクチルフェニルのトリエチルアミン付加
物の2パーセント溶液(インプロビルアルコール/トル
エフ等量混液)を、256にピットメモリLSIの素子
上並びにリード線に塗布し100C’、30分、150
C,30分焼付は処理した後、ポリイミド前駆体溶液(
ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸とのアミ
ド酸フェス、固形分13パーセント、N−メチルピロリ
ドン溶液)を、更に塗布した後、1500.1時間子、
200C+1時間、250tl:’1時間焼付は処理し
て、60μmの厚さのコート膜を設けた。
次いで、実施例1と同じエポキシ樹脂組成物で、トラン
スファ成形を行ない樹脂封止型LSIを得た。該LSI
の耐湿信頼性の結果を第1表に示した。
封止用エポキシ樹脂組成物の作成 多官能エポキシ化合物として、トリス(ヒドロキシフェ
ニル)メタンペースの多官能エポキシ化介物Yn−QO
5:lダウ・ケミカルネ土製、エボキシ当量225 +
100重量部、硬化剤として、ノボラック型フェノール
樹脂(日立化成社製、軟化点83C155重侶:部、硬
化促進剤として、トリエチルアミンテトラフェニルボレ
ート(TEA−103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)2重量部
、難燃材として、付加型イミドコート赤リン5重量部、
離型剤として、ステアリン酸カルシウム1重量部とへキ
ストワックスE(ヘキストジャパン社製)1重量部、充
填材として、溶融石英ガラス粉490重量部、着色材と
して、カーボンブラック(キャボット社製)2重量部を
添加配合した。
次いで、70〜85Cの8インチ径2本ロールで7分間
混練した後、粗粉砕して樹脂組成物を得た。
実施例5 多官能エポキシ化合物として、トリス(ヒドロキシフェ
ニル)メタンベースの多官能エポキシ化合物XD−90
53(ダウ・ケミカル社製、エポキシ当量225 )1
00重量部、硬化剤として、ノボラック型フェノール樹
脂(日立化成社製、軟化点83C155重量部、硬化促
進剤として、トリエチルアミンテトラフェニルボレート
(TEA−K)3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)2重量部、難
燃材として、付加型イミドコート赤リン5重量部、離型
剤として、ステアリン酸カルシウム1重量部とへキスト
ワックスE(ヘキストジャパン社製)1重量部、リン酸
二水素オクチルフェニルのトリエチルアミン付加物0.
5重量部、充填材として、溶融石英ガラス粉490重量
部、着色材として、カーボンブラック(キャボット社製
)2重量部を添加配合した。
次いで、70〜85trの8インチ径2本ロールで7分
間混練した後、粗粉砕して樹脂組成物を得た。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高温高湿下においても信頼性の高い動
作が可能な半導体装置を提供することができる。

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、下記一
    般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 〔式中、k=0〜5、L=0〜4、M=0〜4、L+M
    =4であり、R′はC_n_′H_2_n_′_+_1
    (n′=1〜20)、R″はC_n_″H_2_n_″
    _+_1(n″=1〜20)である。〕で表わされる有
    機リン酸塩・アミン系化合物を含む材料を被覆してなる
    ことを特徴とする半導体装置。
JP29061485A 1985-12-25 1985-12-25 半導体装置 Pending JPS62150860A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5093712A (en) * 1989-11-15 1992-03-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Resin-sealed semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5093712A (en) * 1989-11-15 1992-03-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Resin-sealed semiconductor device

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