JPS63284828A - 封止樹脂による腐蝕性評価方法 - 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】 〔概要〕 封止樹脂中に含まれる不純物イオンによる腐蝕性を評価
する方法として、硬化させた封止樹脂を粉砕し、これに
純水を加えてプレッシャ・クッカ装置内に置き、不純物
イオンを抽出した後、この抽出液にアルミニウム配線パ
ターンを浸漬して配線パターン間に電圧を加え、配線の
抵抗値変化から不純物による腐蝕性を評価する方法。

〔産業上の利用分野〕

本発明は封止樹脂の純度評価方法に係り、特に半導体封
止用樹脂によるアルミニウム配線の腐蝕方法に関する。

大量の情報を高速に処理する必要性から情報処理装置の
進歩は著しく、この装置の主体を構成する半導体装置は
単位素子の小形化による大容量化が進んでいる。

すなわち、薄膜形成技術、イオン注゛入などによる半導
体領域形成技術、写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ或
いは電子線リソグラフィ）などの進歩により半導体集積
回路（半導体ＩＣ）を構成するトランジスタ単位素子は
電極寸法、導体パターン幅、半導体領域などが極度に縮
小して小形化し、一方素子数は増大してＬＳＩやＶＬＳ
Ｉなどが実用化している。

次に、半導体ＩＣの外装方法としてはパッシベーション
技術の進歩により耐湿性が向上し、従来のハーメチック
外装の必要がなくなり、樹脂外装かれることが多いが、
樹脂はパンシベーション膜を介して直接に半導体素子に
接しているため、この樹脂中に含まれる不純物イオンが
多い場合は配線の腐蝕が生じ易く、信顛性が低下する。

そのため、不純物イオンの含有の少ない材料の使用が必
要であるが、同時に迅速な評価方法が必要となった。

〔従来の技術〕

半導体ＩＣの封止樹脂として初め熱硬化性樹脂であるエ
ポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などが使
用されたが、絶縁性、耐湿性、半導体素子に対する接着
性などの点でエポキシ樹脂は均衡して優れていることが
ら封止樹脂の主流となっている。

そのため、以下においてエポキシ樹脂を例として説明す
る。

封止樹脂は成分樹脂（エポキシ樹脂）の他に硬化剤、硬
化促進剤、無機充填剤、カップリング剤。

離型剤、難燃剤１着色剤など各種材料を混和した樹脂組
成物からなっており、そのため腐蝕を無くするには各種
材料について不純物含有量を最少に抑えることが必要で
ある。

次に、半導体ＩＣの電極と配線パターンはアルミニウム
（八１）を用いて形成されているので、これに対して作
用する有害な不純物イオンは塩素イオン（Ｃｆ−）、ナ
トリウムイオン（Ｎａ　”　）や有機酸イオンであり、
これらのイオンは動作中に加わる電界により移動し、Ａ
１配線で放電して電解腐蝕を生ずる。

そこで、今まで行われてきたエポキシ樹脂組成物のＡ！
配線腐蝕評価法としてはシリコン（Ｓｉ）基板（ウェハ
）の上に真空蒸着法と写真蝕刻技術を用いて擬似的なＡ
ｌ配線パターンを形成し、これを切断（Ｃｕｔｔｉｎｇ
）　して擬似的なＡｎ配線が施されているＳｉチップを
多数作り、ＩＣ製造工程と殆ど同じ工程で樹脂封止を行
って後、これをプレッシャ・クッカ装置にセットし、例
えば装置内の雰囲気を温度１３８．５℃、湿度８５％、
圧力３気圧に保持し、ＡＩ配線の抵抗値変化を経過時間
毎に測定し、その変化率から樹脂組成物のＡＩ配線への
腐蝕性を評価していた。

然し、この方法は試験試料の作成のみでなく腐蝕性の評
価に時間を要し、また評価後にＳｉチップを取り出して
目視により腐蝕度を観察しようとしても、エポキシ樹脂
の除去に時間を要し、この際に使用する発煙硝酸により
Ａｆ配線が侵され易く正確な評価が行えないと云う問題
があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上記したように従来のＡＩ配線の腐蝕性評価方法は評
価に時間を要し、また目視による評価も正確ではないと
云う問題があった゛。

〔問題点を解決するための手段〕〕 上記の問題は加熱硬化させた封止樹脂を粉砕した後、こ
の粉末を純水に浸漬してプレッシャ・クッカ装置内に置
き、この樹脂に含まれる不純物を純水に抽出せしめ、こ
の抽出液にアルミニウム配線パターンを形成した基板を
浸漬し、この配線パターン間に電圧の印加を行い、この
配線の抵抗値変化から前記不純物による腐蝕性を評価す
る封止樹脂による腐蝕性評価方法により解決することが
できる。

〔作用〕

本発明はエポキシ樹脂を金属板に塗布した後、加熱して
硬化させ、これを剥離して５０〜３００メツシユの一定
の粒径に粉砕した後、これを一定の比率の純水（例えば
試料：純水＝１１）に混ぜたものをプレッシャ・クッカ
装置に入れ、樹脂中の不純物を純水に抽出させるもので
ある。

そして、ガラス板上に擬似的なＡｌ配線パターンを形成
した試料の配線部をこの抽出液に浸漬し、Ａ！！配線パ
ターン間に電圧を加え、不純物イオンをＡＩ！配線に放
電させることにより腐蝕を起こさせ、それによる抵抗値
変化率の測定と目視検査から腐蝕性を評価するものであ
る。

〔実施例〕

実施例： 汎用品と高純変分との二種類のエポキシ樹脂組成物を用
意し、この各々を１７０℃に保持した熱板上で硬化させ
、剥離した後、これを−１５０メツシユに粉砕した。

この粉砕した樹脂と純水を１：２の割合でまぜ、これを
温度１２１℃、相対湿度１００％に調節したブレンシャ
・フッカ装置に入れ、２４時間放置して樹脂中の不純物
を抽出した。

次に第２図に示すようにガラス基板１の上にスパッタ法
によりＡｌｌを約２０００人の厚さにスパッタした後、
写真蝕刻技術によりＡ、Ｂ二種類の対向する配線パター
ンを形成した。

ここで、配線パターンＡは配線幅が６μ着、相互の配線
間隔は６μｍであり、一方配線パターンＢは配線幅が４
μｍ、相互の配線間隔は４μｍとした。

そして、端子２，３の部分を除いてガラス基板ｌを抽出
液に浸漬した後、この端子２．３の間に２Ｖの電圧を印
加し、配線パターンＡ、Ｂについて定時間経過ごとに抵
抗値変化率を測定した。

第１図の破線は電圧印加時間と抵抗値変化率との関係で
あってエポキシ樹脂組成物の汎用品４の抽出液に浸漬し
てものは１時間で２００％の変化を示し、また高純度品
を用いたものは１時間の浸漬により約２％の変化を示し
た。

比較例： Ａ１の擬似回路を形成した６ｍ１角のＳｉチップを汎用
のエポキシ組成物と高純度のエポキシ樹脂を用いて封止
した後、温度１２１℃、湿度１００％に調節したプレッ
シャ・クツ力に入れ、実施例１と同　　　　様に定期的
に配線パターンの抵抗値変化率を測定した。

第１図の実線はこの結果を示すもので、エポキシ樹脂組
成物の汎用品６を用いたものは２００％の抵抗値変化を
するのに２１０時間を要し、また高純度品７を用いたも
のについては２％の変化を生ずるのに３００時間を要し
た。

このように、本発明の方法によれば短時間の処理でエポ
キシ樹脂組成物の良否を検査することができ、またへ〇
配線の腐蝕度をそのま＼目視により確認することができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、半導体ｒｃ封止用樹脂による腐蝕性を
迅速に判３ＨＩＩすることができ、これにより封止用樹
脂組成物の選定が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法と従来方法との特性比較図・ 第２図は実験に使用したＡＡ配線パターンの平面図、 である。 図において、 ４．６は汎用品、　　　５．７は高純度品、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加熱硬化させた封止樹脂を粉砕した後、該粉末を純水に
   浸漬してプレッシャ・クッカ装置内に置き、該樹脂に含
   まれる不純物を純水に抽出せしめ、該抽出液にアルミニ
   ウム配線パターンを形成した基板を浸漬して該配線パタ
   ーン間に電圧の印加を行い、該配線の抵抗値変化から前
   記不純物による腐蝕性を評価することを特徴とする封止
   樹脂による腐蝕性評価方法。