JPS6354468A - 半導体封止用樹脂組成物及びその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、特にＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体に使用され
る半導体封止用樹脂組成物及びその製造方法に関する。

ナ！　の　・　び　Ｉが　′　しようとする、Ｔ′へ近
年、ＬＳＩからＶＬＳＩへの移行を初めとして半導体素
子の高集積度化の傾向が著しく、これに伴い当然のこと
ながら、半導体素子における配線幅や配線間隔も０．５
〜２ｐと非常に微細になってきている。また、情報の入
出力用のピン数も多くなり、最近では１００ピン前後の
ものも珍しくない。

従って、このように最近のＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の半導体
素子は配線幅や配線間隔が０．５〜２１Ｂと非常に微細
なために、サブミクロンや１０ミクロン程度のちょっと
した大きさの塵埃等の異物、特に導電性の異物、例えば
鉄粉が半導体素子表面に付着していたり、信号をとり出
すワイヤ間に付着している場合には、リーク電流が増大
したり、極端な場合には短絡が起って半導体素子が使用
不能になるなどの障害が半導体素子に発生することとな
り、それ放生導体素子の集積回路等を塵埃等の異物の侵
入などから守り、外部環境から保護するため半導体を封
止する目的で使用されている半導体封止用樹脂組成物に
ついてもその中に含有している異物に対してより一層厳
しい規制が必要となってきている。

この半導体封止用樹脂組成物は、従来半導体封止用の有
機樹脂に溶融シリカや結晶性シリカ等の多量の無機充填
剤などを配合した配合物を混練装置を用いて混練し１次
いで各種粉砕機により粉砕して粉粒状とし、この粉粒状
の樹脂組成物を配管を通して空気輸送等の手段により貯
蔵庫に貯蔵した後、必要時に、或いはこのような貯蔵庫
を経ずに直接ブレンド工程に移動し、ブレンダー等でブ
レンドする工程を経て、最終的に打錠機等で一定の形状
に成形して半導体封止用樹脂組成物として製造されるが
、この製造過程において樹脂組成物は上記の混線装置、
粉砕機、配管、ブレンダー等の金属材料（主としてスチ
ール）からなる各種装置の内壁や羽根などと衝突や摩擦
を繰返し、このときの摩耗により生じた粉粒状の金属材
料（主として金属鉄粉）が樹脂組成物中に混入される。

この場合、この半導体封止用樹脂組成物の製造過程で混
入する鉄粉は大きなもので１０ミクロン前後。

小さなものでサブミクロン程度のものまで幅広い分布を
有しており、このためかがる半導体封止用樹脂組成物を
用いて半導体を封止した場合、混入した鉄粉が半導体素
子に障害を発生する原因となる。

このために従来、金属鉄粉が樹脂組成物に混入するのを
未然に防止するため、樹脂組成物と衝突や摩擦を繰り返
すことにより摩耗する混練装置。

粉砕機、配管、ブレンダー等の各種装置の内壁や羽根な
どを摩耗し易いスチールに代えてアルミナ等のセラミッ
ク材料やタングステンカーバイド等の耐摩耗材料を使用
することも行なわれている。

しかしながら、これらの耐摩耗材料は、これを使用する
装置がコスト高となったり、複雑な形状部分への適用が
回連であるなどの問題もあるので、全ての部分にこれら
の耐摩耗材料を使用することが困難で、依然として装置
の一部はスチールで形成しなければならず、このため少
なくとも５０ｐｐｍ程度の金属鉄粉が樹脂組成物に混入
するといった問題が残り、また、耐摩耗材料としてアル
ミナ等のセラミック材料を用いた場合には、微量ではあ
るがセラミック材料の摩耗によってウラン、トリウム等
の放射性物質が樹脂組成物に混入し。

このためかかる放射性物質が混入した半導体封止用樹脂
組成物は、半導体素子が必要とする放射線対策に反して
半導体素子の性能を阻害するといった問題が生じる場合
がある。

また、半導体封止用樹脂組成物に含まれた金属鉄粉を強
力な磁石等により除去する試みもなされているが、これ
らの試みでは大がかがすな装置を必要とする上、金属鉄
粉も十分には除去されず、樹脂組成物中の金属鉄粉を３
ｏｐｐｍ以下とすることは困難であり、製造した半導体
封止用樹脂組成物を半導体の封止に用いた場合には依然
として半導体素子にリーク電流が増大したり短絡が起る
などの障害が起る場合がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、半導体素子の
封止材として用いた場合に半導体素子にリーク電流が増
大したり短絡が起るなどの障害がほとんど生じることの
ない金属鉄含有量の極めて少ない半導体封止用樹脂組成
物及びこのような金属鉄含有量の少ない半導体封止用樹
脂組成物を効率良く、しかも簡単かつ安価に製造する方
法を提供することを目的とする。

■（１題−１！を　決するための　　　び本発明者らは
、上記目的を達成するため、まず各種製造工程を経て製
造された半導体封止用樹脂組成物に含まれている金属粉
粒物につき検討した結果、金属粉粒物は主として混線工
程及び粉砕工程において樹脂組成物に混入すること、し
かも金属粉粒物としては圧倒的に鉄が多く、また、この
鉄粉の大きさはサブミクロンから１０ミクロン前後であ
って、粉砕工程を経て得られた粉粒状の半導体封止用樹
脂組成物のうち特に微粉状のものの表面に多く付着した
状態で存在することを知見した。

次いで、上記知見に基づき、混練工程、粉砕工程を経て
得られた粉粒状の樹脂組成物に対して分級処理を行なっ
て１粒径１０Ｉ！ｍ以下の樹脂組成物の微粉を除去する
ことを試みた。その結果、金属鉄粉の多くは粒径１〇−
以下の樹脂組成物と共に除去され、金属鉄含有量が２０
ｐｐｍ以下の半導体封止用樹脂組成物が得られること、
しかもこの金属鉄含有量が２０ｐｐｍ以下の半導体封止
用樹脂組成物を半導体の封止に用いると半導体素子にリ
ーク電流が増大したり短絡が起るなどの障害がほとんど
生じることがないことを知見し１本発明を完成するに至
ったものである。

従って１本発明は金属鉄含有量が２０ｐｐｍ以下である
半導体封止用樹脂組成物及び半導体封止用樹脂及び無機
充填剤を配合してなる配合物を混練し、次いで粉砕して
粉粒状とした後、分級処理を行なって粒径１０−以下の
微粉を除去することにより、金属鉄含有量が２０ＰＰｍ
以下の半導体封止用樹脂組成物を得る半導体封止用樹脂
組成物の製造方法を提供するものである。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。

まず１本発明の半導体封止用樹脂組成物はその金属鉄含
有量を２０ｐｐｍ以下としたものである。

ここで金属鉄含有量が２０ｐｐｍを超える場合には、こ
の半導体封止用樹脂組成物を半導体の封正に用いると、
半導体素子にリーク電流が増大したり短絡が起るなどの
障害が生じる場合が多く発生し、特に金属鉄含有量の増
大につれて上記障害が生じる頻度が高くなって半導体素
子の不良率が高くなるといった問題を生じるので、本発
明の目的に対して不適である。

この場合、金属鉄の含有量は１１０ＰＰ以下とすること
が更に好ましく、これにより例えば配線幅や配線間隔が
サブミクロン程度の半導体素子の封正に用いてもこのよ
うな半導体素子に対し上記障害の発生をより確実に防止
する組成物が得られ、本発明の目的をより一層確実に達
成し得るものである。

本発明の金属鉄含有量が２Ｑｐｐｍ以下の半導体封止用
樹脂組成物を得る方法としては以下の製造方法が有効で
ある。

即ち、本発明の半導体封止用樹脂組成物の製造方法は、
まず、一般に行なわれている半導体封止用樹脂組成物の
製造方法と同様に半導体封止用樹脂及び無機充填剤を配
合してなる配合物を混練し。

次いで粉砕して粉粒状とするものである。この場合、か
かる配合物としては１通常の半導体封止用として用いら
れている配合成分をそのまま使用することができるが、
特にシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ−シリコ
ーン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂やポリフェ
ニレンサルファイド等の軟化点が３００℃以上の熱可塑
性樹脂を半導体封止用樹脂に用いて半導体封止用樹脂組
成物を製造する場合に本発明の製造方法が効果的である
。そして、このようなシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等
の半導体封止用の有機樹脂１００重量部に対し、１００
〜４００重量部の溶融シリカや結晶性シリカの粉末など
の無機充填剤、更に必要に応じて適量のワックス類、カ
ーボンブラック等の着色剤、γ−グシシドキシプロビル
トリメトキシシラン等の表面処理剤、硬化促進剤等を配
合したものなどを使用でき、これらの配合物を高速混合
が行なえるヘンシェルミキサー等の混合機を用いて均一
に混合し、次いで７０〜９５℃に加熱したニーダ−、ロ
ール、或いは連続押出機等の混線装置を用いて混練した
後、冷却し、ロール或いは衝撃力による粉砕機等を用い
て粉砕して粉粒状とする方法が採用できる。

次いで本発明の製造方法は、上記ステップで得られた粉
粒状の半導体封止用樹脂組成物に対して分級処理を行な
い１粒径１０４以下の樹脂組成物の微粉を除去するもの
である。

この場合の分級処理は、市販の分級機や篩などにより簡
単に行なうことができ、なかでも篩を用いて分級処理を
行なうことがコスト面や耐摩耗性に優れているなどの点
で好適であり、特に非導電性の材質から篩面が構成され
た篩を用いて分級処理を行なうことが本発明の目的に対
してより好適である。

なお、半導体封止用樹脂組成物に混入している金属鉄粉
は、既に説明したようにサブミクロンから１０ミクロン
前後であって、粉粒状の半導体封止用樹脂組成物のうち
微粉状のものの表面に付着した状態で存在するものがほ
とんどであるため、分級点を１０−とすれば、１０％以
下の大半の金属鉄が除去されることになるが、安全率を
高くしてより着実に半導体素子に障害が発生するのを防
止するためには分級点をより大きい胴径とすることが好
ましい。しかしながら、半導体封止用樹脂組成物の収率
、即ちコスト面を考慮すると、適宜分級点を１０〜１０
００ｐａ、特に５０〜２００声の範囲に設定して分級処
理を行なうことが望ましし）。

本発明の製造方法は、上述したように半導体封止用樹脂
及び無機充填剤を配合してなる配合物を混練、粉砕して
得られた樹脂組成物を分級工程を経て半導体封止用樹脂
組成物を得るものであるが。

この場合、例えば強力な磁石を用いて除鉄を行なう除鉄
工程を分級工程の前後のいずれか一方に設けるなどのこ
ともできる。また、分級後は公知の方法に従い、ブレン
ド、打錠などを行なうことができる。

２泗１戸飢艮 以上説明したように、本発明の半導体封止用樹脂組成物
は、その金属鉄含有量が２０ｐｐｍ以下であるため、半
導体封止用樹脂組成物を半導体封止に用いると半導体素
子にリーク電流が増大したり短絡が起るなどの障害がほ
とんど生じることがなく、従ってＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の
半導体封止用樹脂組成物に好適に使用し得るものである
。

更には、上述した金属鉄含有量が少ない半導体封止用樹
脂組成物は、半導体封止用樹脂及び無機充填剤を配合し
てなる配合物を混練し、次いで粉砕して粉粒状とした後
に分級処理を行なって粒径１０７ｓ以下の微粉を除去す
る本発明方法により簡単かつ安価に得ることができるも
のである。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない
。

〔実施例〕

エポキシ樹脂（ＥＯＣＮ−１０２；日本化薬社１１）１
８２ｋｇ、フェノールノボラック樹脂（ＴＤ２０９３；
大日本インキ社製）９８ｋｇ、臭素化エポキシ樹脂（Ｂ
ＲＥＮ；日本化薬社製）３９．８眩、粉末シリカ（ＲＤ
−８；龍森社製）７３８ｋｇ。

シランカップリング剤（ＫＢＭ４０３；信越化学社製）
　３．２ｋｇ、カーボンブラック３．２ｋｇ、○Ｐ−ワ
ックス３．２ｋｇ、二酸化アンチモン１６−１２−フェ
ニルイミダゾール３．０ｋｇを高速混合機で混合し１次
いで連続押出機により混練した後、冷却し、粉砕して得
られた樹脂組成物の粉粒体を分級処理した。なお１分級
処理は、分級点がそれぞれ８メツシユ（２，３８ｎｎ）
、３０メツシユ（０，５５ｍｍ）−８０メツシユ（０，
１７７ｍｍ）、１５０メツシユ（０，１０５ｍ）　、２
００メツシユ（０，０７４ｎｎ）である篩を用いて行な
った・ 次いで、篩上及び篩下に得られた粉粒体の金属鉄含有量
及び篩上に得られた粉粒体の収率を測定した。

測定結果を第１表に示す。

なお１分級前の粉粒体の金属鉄含有量は３４ｐｐｍであ
った。

第　　１　　表 第１表の結果から、８〜２０ｏメツシユの分級点を有す
る篩で分級処理した篩上の樹脂組成物粉粒体はいずれも
金属鉄含有量が２０ｐｐｍ以下であり１本発明方法によ
り簡単に金属鉄含有量が２０ｐｐｍ以下の半導体封止用
ｍ脂組酸物が得られることが確認された。また、分級点
を３０〜１５０メツシユとすることにより、篩上に金属
鉄含有量が１０Ｐρｍ以下の半導体封止用樹脂組成物が
６８％以上の高収率で得られることが判明した。

〔実施例２〕 実施例１で得られた８メツシュ篩上品、２００メツシュ
篩上品、８メツシュ篩下品、３０メッシュ篩下品をそれ
ぞれ半導体封止用樹脂組成物として、２　ｔｒｎ　Ｘ　
２　ｍのシリコンチップ上に１．５声の配線幅及び１．
５声の配線間隔を有する対向くし型電極とＡｆｌで形成
した半導体素子を１４ビン４２７０イのリードフレーム
に載せて封止し、得られた半導体装置につき、２０Ｖ印
加時のリーク不良、ショート不良のいずれか一方が発生
した場合を不良として数え、各々２０サンプルの半導体
装置を試験して半導体素子の不良率を測定した。

結果を第２表に示す。

第　　２　　表 第２表の結果から、金属鉄含有量が２０ＰＰｍ以下であ
る本発明の半導体封止用樹脂組成物（８メツシュ篩上品
、２００メツシュ篩上品）においては不良が発生してい
ないのに対し、金属鉄含有量が２０ｐｐｍを超える比較
例の半導体封止用樹脂組成物においては不良が発生して
おり、本発明の半導体封止用樹脂組成物の効果が確認さ
れた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属鉄含有量が２０ｐｐｍ以下であることを特徴と
   する半導体封止用樹脂組成物。 ２、半導体封止用樹脂及び無機充填材を配合してなる配
   合物を混練し、次いで粉砕して粉粒状とした後、分級処
   理を行なって粒径１０μｍ以下の微粉を除去することに
   より、金属鉄含有量が２０ｐｐｍ以下の半導体封止用樹
   脂組成物を得ることを特徴とする半導体封止用樹脂組成
   物の製造方法。 ３、分級処理を篩により行なうようにした特許請求の範
   囲第２項記載の製造方法。