JPS6369255A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐湿性にすぐれたエポキシ樹脂組成物で、被
覆封止した樹脂封止型半導体装置に関する。

〔発明の背景〕

従来、樹脂封止型半導体装置は、ノボラック型フェノー
ル樹脂を硬化剤とするエポキシ樹脂系組成物で、被覆お
よび／または封止成型されている。

しかし、樹脂封止型半導体装置の適用分野が拡大するに
伴い、封止用樹脂組成物にも高性能化の要求が強まって
おり、特に、耐熱性、耐湿性の付与が緊急の１１Ｎとな
っている。封止用樹脂組成物は、前述したノボラック型
フェノール樹脂を硬化剤とするエポキシ樹脂組成物への
、カップリング剤の添加、ポリブタジェン系、ポリシロ
キサン系などのゴム成分の添加、などの種々の検討がさ
れてきた。しかし、硬化剤であるノボラック型フェノー
ル樹脂に代る樹脂の検討については、必ずしも十分では
ない。

【発明の目的〕

本発明の目的は、高温高湿中に長期間放置しても信頼性
の高い動作が可能な樹脂封止型半導体装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明は、樹脂硬化物の吸湿性、透湿性などの耐湿性を
改善する手段として、エポキシ樹脂の硬化剤にテルペン
フェノール樹脂を採用することにより達成されたもので
ある０本発明の概要は、以下の通りである。

（１）、少なくとも、半導体素子とリード線の一部を。

少なくとも、多官能エポキシ樹脂と、テルペンフェノー
ル樹脂とを含む樹脂組成物で、被覆、封止形成したこと
を特徴とする半導体装置。

（２）、多官能エポキシ樹脂が、トリス−（ヒドロキシ
フェニル）メタンをベースとしたエポキシオリゴマであ
ることを特徴とする（１）の半導体装置。

である。

本発明で多官能エポキシ樹脂とは１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ン
サイド、３，４−エポキシシクロへキシルメチル−（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
ジ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フェニルエーテル
、ビス−（２，３−エポキシシクロペンチル）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
イミドなどの三官能のエポキシ化合物、パラアミノフェ
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二二ルエ
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
などの三官能以上のエポキシ化合物が用いられる。

また１本発明では、次式 で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタンベー
スのエポキシ化合物が、本発明の効果を発揮する上で有
効である。

また、本発明では、テルペンフェノール樹脂とは、次式
、 および／または 並びに、樹脂とフェノール、クレゾール、キシレノール
、レゾルシン、フロログルシン、−ピロガロール、ブロ
ムフェノール、クロロフェノールなどのハロゲン化合物
の少なくとも一種との共縮重合物などがある。

これらのエポキシ樹脂組成物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４９年９月発
行）１０９〜１４９ページ、　Ｌｅｅ。

Ｎａｖｉｌｌｅ著：　Ｅｐｏｘｙ　Ｒｅ５ｉｎｓ　（Ｍ
ｅ　Ｇｒａｙ−Ｈｉｌｌ　ＢｏｏｋＣｏｓ＋ｐａｎｙ　
Ｉｎｃ　：　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋｅ　ｌ　９５７年発行）
６３〜１４１ページ、　Ｐ、Ｅ、Ｂｒｕｎｉｓ著：Ｅｐ
ｏｘｙ　ＲｅｓｉｎｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｉｎｔａ
ｒｓｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｎａｖ　Ｙ
ｏｒｋ。

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、第二および第三アミンを含むアミン類、カルボン酸
類、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。

この硬化剤は、用途、目的に応じて一種類以上使用する
ことが出来る。

特に、フェノールノボラック樹脂は、硬化樹脂の金属イ
ンサートに対する密着性、形成時の作業性などの点から
、半導体封止用材料の硬化剤成分として、好適である。

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が出来る。

このような触媒に１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、ジメチルアニリンなどの三級アミン、ジメチルア
ミノエタノール、ジメチルアミノベタノールなどのオキ
シアルキルアミンやトリス（ジメチルアミノメチル）フ
ェノール、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリ
ンなどのアミン類がある。

また、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、ペンジ
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、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などの第四級アン
モニウム塩がある。

また、２−エチルイミダゾール、２−ウンデシルイダゾ
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−エチルイミダゾール、ｌ
−ベンジル−２−エチルイミダゾール、１−シアノエチ
ル−２−エチルイミダゾール。

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−エチルイミダゾール、１−アジン−２
−ウンデシルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリ
フェニルホスフィンテトラフェニルボレート、テトラフ
ェニルホスホニウムテトラフエニルボレート、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
ンテトラフェニルボレート、２−エチル−４−エチルイ
ミダゾールテトラフェニルボレート、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など
のテトラフェニルボロン塩などがある。

本発明では、樹脂組成物に、目的と用途に応じて、各種
の無機物質や添加剤を配合して用いることが出来る。そ
れら具体例をあげれば、ジルコン。

シリカ、溶融石英ガラス、アルミナ、水酸化アルミニウ
ム、ガラス、石英ガラス、ケイ酸カルシウム、石コウ、
炭酸カルシウム、マグネサイト、クレー、カオリン、タ
ルク、鉄粉、銅粉、マイカ。

アスベスト、炭化珪素、窒化ホウ素、二硫化モリブデン
、鉛化合物、鉛酸化物、亜鉛華、チタン白。

カーボンブラックなどの充填剤、あるいは、高級脂肪酸
、ワックス類などの離型剤、エポキシシラン、ビニルシ
ラン、アミノシラン、ボラン系化合物、アルコキシチタ
ネート系化合物、アルミニウムキレート化合物などのカ
ップリング剤などである。さらに、アンチモン、燐化合
物、臭素や塩素を含む公知の難燃化剤を用いることが出
来る。

本発明では、半導体装置を封止するための装置。

方法は特に限定されず、例えば、前述の成分からなる組
成物をもって、注型、トランスファ成形など公知の方法
が適用できる。

なお、本発明に使用される金属キレート化合物と金属ア
ルコレート系化合物とを成分とする組成物から形成され
た保護皮膜は、樹脂封止型のみでなく、ガラス融着セラ
ミック封止や半導体融着セラミック封止など他の型の封
止方式による半導体装置にも、同様に適用できる。

〔実施例〕

次に実施例によって説明する。

〈実施例１〉 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−９０３５
（エポキシ当量２２５）１００重量部、 硬化剤として、テルペンフェノール樹脂（安原油脂社製
）７０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）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２重量部、カル
ナバワックス１重量部、 充填材として、溶融石英ガラス粉７５重量パーセント、
着色剤として、カーボンブラック（キャボット社）２重
量部、 添加剤として、重量部を配合した。

次いで、７０−８５℃の８インチ二本ロールで７分間混
練した後、粗粉砕して半導体封止用樹脂組成物を得た。

次いで樹脂組成物は、ＩＭビットＤ−ＲＡＭメモリＬＳ
Ｉの素子１００ケを充填した金型をセットしたトランス
ファ成形機により、１８０℃、’１０ｋｇｆ／ａｌ、１
．５分の条件で成形された。

得られた樹脂封止型半導体装置は、１２１℃、２気圧の
過飽和水蒸気（プレッシャ・フッカ釜）中に投入された
後、所定時間各に取り出し、ＬＳＩの電気的動作が正常
であるか否かをチェックした。

その結果、ＰＣＴ２５００時間経過後もＬＳＩの不良率
は０であり、３００時間経過後１１％の不良が発生した
。

〈実施例２〜６〉 多官能エポキシ化合物として、ノボラック型フェノール
樹脂のポリグリシジルエーテルＥＯＣＮ−１０２３（日
本化薬社製、エポキシ当量２１１、軟化点６６．４℃）
、レゾルシン変性ノボラック型フェノール樹脂のポリグ
リシジルエーテル（油化シェルエポキシ社爬、エポキシ
当量１８２、軟化点６０℃）、次式 で表わされるＹＬ−９３１（油化シェルエポキシ社製、
エポキシ当量１９６、軟化点８８℃）、次式 ％式％ で表わされるＲＥ−２（油化シェルエポキシ社製、エポ
キシ当量１９５、軟化点８１℃）、そして、 ジシクロペンタジェン・フェノリックポリマのポリグリ
シジエーテルＤＣＥ−４００（山場国策パルプ社製、エ
ポキシ当量３１０、軟化点５５〜８０℃、数平均分子量
８００−１５００）Ｈｘ を、それぞれ個別に１００重量部採取した。その他の配
合成分は実施例１と同じくして、実施例１と同じ方法で
ＬＳＩ封止機を作成し、耐湿信頼性をチェックした。結
果を第１表に示す。

なお、比較例として、硬化剤として、ノボラック型フェ
ノール樹脂を５５重量部、（テルペンフェノール樹脂の
代り）配合した場合について併記した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、半導体素子とリード線の一部を、少な
   くとも、多官能エポキシ樹脂と、テルペンフェノール樹
   脂とを含む樹脂組成物で、被覆、封止成形したことを特
   徴とする半導体装置。 ２、前記多官能エポキシ樹脂が、トリス−（ヒドロキシ
   フェニル）メタンをベースとしたエポキシオリゴマであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
   装置。