JPH036847A

JPH036847A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH036847A
Application number: JP14333689A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Taki; 多喜　秀彰
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1991-01-14

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〕この発明は、半田浸漬時の耐クラツク性に優れた半導体
装置に関するものである。

［従来の技術］トランジスタ、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子は、機械的
強度、耐湿性等の観点からセラミックパッケージもしく
はプラスチックパッケージ等により封止され、半導体装
置化されている。上記セラミックパッケージは、構成材
料そのものが耐熱性を有し、耐透湿性にも優れているた
め、高温度。

高湿度に対して強く信顧性の高い封止が可能である。し
かしながら、構成材料が比較的高価なものであることと
、量産性に劣る欠点があるため、最近では上記プラスチ
ックパッケージを用いた樹脂封止が主流になっている。

この種の樹脂封止には、従来からエポキシ樹脂組成物が
使用されており、良好な成績を収めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、最近では、半導体分野の技術革新により
パッケージも小形化、薄形化する傾向にあり、かつパッ
ケージ実装時に表面実装が行われている。このような表
面実装では、パッケージ全体を半田浸漬したり、ハンダ
リフロー炉により加熱したりするため大きな熱衝撃をう
ける。その結果、例えば第３図に示すように、パッケー
ジに、エポキシ樹脂組成物に含有されるシリカ粉末（無
機質充填剤）１表面に沿ってクラック５が生じるという
現象が発生している。図において、２は封止樹脂である
。このようなりラック５の発生による半導体素子の破壊
やクラツク５沿面からの水分浸入による半導体素子の腐
食により、半導体装置の信転性が著しく低下してしまう
という問題が生している。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、半
田浸漬時における耐クラツク性に優れた半導体装置の提
供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段］上記の目的を達成するため、この発明の半導体装置は、
下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するエポキシ樹脂組成
物を用いて半導体素子を封止するという構成をとる。

（Ａ）軟化点５０〜１３０℃のノボラック型エポキシ樹
脂。

（Ｂ）軟化点５０〜１３０℃のノボラック型フェノール
樹脂。

（Ｃ）平均粒径５〜４０μｍのマイカ。

〔作用〕

すなわち、この発明者は、半田浸漬においてクラックの
生じない封止樹脂を得るために一連の研究を重ねた。そ
の結果、特定の軟化点を有するエポキシ樹脂およびフェ
ノール樹脂を用い、さらに補強材として平均粒径が特定
範囲のマイカを配合すると、パッケージ成形時にマイカ
が成形型内のエポキシ樹脂組成物の流れ方向に配向して
クシツクの発生進行を抑制しうろことを見出しこの発明
に到達した。

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、特定のノボラ
ック型エポキシ樹脂（Ａ成分）と、特定のノボラック型
フェノール樹脂（Ｂ成分）と、特定のマイカ（Ｃ成分）
とを用いて得られるものであり、通常、粉末状もしくは
それを打錠したタブレット状になっている。

上記Ａ成分の特定のノボラック型エポキシ樹脂は、軟化
点が５０〜１３０℃のものであれば、特に制限するもの
ではなく、例えばクレゾールノボラック、フェノールノ
ボラ゛ンク等適宜に選択することができる。特に、クレ
ゾールノボラックが好ましく、なかでもエポキシ当量１
８０〜２５０の範囲のものが好適に用いられる上記Ａ成分とともに用いるＢ成分の特定のノボラック型
フェノール樹脂は、上記エポキシ樹脂の硬化剤として作
用するものであり、軟化点５０〜１３０℃のものを用い
る必要がある。例えば、上記軟化点を有するフェノール
ノボラック、クレゾールノボラック等が好適に用いられ
る。

上記特定のノボラ・ンク型エポキシ樹脂（Ａ成分）と特
定のノボラック型フェノール樹脂（Ｂ成分）との配合比
は、上記Ａ成分中のエポキシ基１当量当たりＢ成分中の
水酸基が０．５〜２．０当量となるように配合すること
が好適である。

上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられるＣ成分の特
定のマイカとしては、特に限定するものではな〈従来公
知のものを用いることができるが、平均粒径５〜４０μ
ｍのものを用いなければならない。

上記Ｃ成分の特定のマイカの含有量は、エポキシ樹脂組
成物全体の５〜６０重量％（以下「％」と略す）の範囲
に設定することが好適である。より好適なのは５〜５０
％である。すなわち、Ｃ成分の特定のマイカの含有量が
５％未満になると得られるエポキシ樹脂組成物で樹脂封
止された半導体装置の充分な耐半田クラック性が得られ
ず、逆に６０％を超えるとエポキシ樹脂組成物の溶融粘
度が上昇し良好な封止樹脂が得られにく（なる傾向がみ
られるからである。

なお、この発明に用いるエポキシ樹脂組成物には、通常
、上記Ａ−Ｃ成分以外に従来から用いられている各種の
硬化促進剤が単独でもしくは併せて用いられる。

上記各種の硬化促進剤としては、下記に示す三級アミン
、四級アンモニウム塩、イミダゾール類およびホウ素化
合物等が好適なものとしてあげられる。

三級アミントリエタノールアミン、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、ジメチル
アミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、２，４
．６−（ジメチルアミノメチル）フェノール、Ｎ、Ｎ’
　−ジメチルピペラジン、ピリジン、ピコリン、１，８
−ジアザ−ビシクロ（５，４，Ｑ）ウンデセン−７、ベ
ンジルジメチルアミン、２−（ジメチルアミノ）メチル
フェノール四級アンモニウム塩ドデシルトリメチルアンモニウムアイオダイド、セチル
トリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルジメチル
テトラブチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリ
メチルアンモニウムクロライドイミダゾール類２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミタソール
、２−エチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチル
イミダゾール、■−シアノエチルー２−ウンデシルイミ
ダゾールホウ素化合物テトラフェニルボロン、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また、必要に応じて、上記成分原料以外に、無機質充填
剤、三酸化アンチモン、ハロゲン系化合物等の難燃剤や
顔料、シランカップリング剤等のカップリング剤等その
他の添加剤を用いることができる。

上記無機質充填剤としては、特に限定するものではなく
、−ｉに用いられる石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉
末、アルミナ粉末等が適宜用いられる。

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、例えばつぎの
ようにして製造することができる。すなわち、前記Ａ−
Ｃ成分と、必要に応じて上記各種の硬化促進剤およびそ
の他の添加剤を適宜配合し、この配合物をミキシングロ
ール機等の混練機にかけて加熱状態で混練して半硬化状
のエポキシ樹脂組成物を作製する。ついで、これを室温
に冷却したのち公知の手段によって粉砕し、必要に応じ
て打錠するという一連の工程により製造することができ
る。

このようなエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の
封止は特に限定するものではなく、例えばトランスファ
ー成形等の公知のモールド方法により行うことができる
。

このようにして得られる半導体装置は、第１図に示すよ
うに、成形型のゲート部分４から型内に特定のマイカを
含むエポキシ樹脂組成物を流入する場合、上記マイカは
エポキシ樹脂組成物の流れ方向（矢印Ａで示す）に配向
する性質を有するため、クラック５ａの進行が抑制され
る。したがって、それぞれが特定の軟化点を有するノボ
ラック型エポキシ樹脂およびノボラック型フェノール樹
脂の作用と相俟って優れた耐半田クラック性を備えてい
る。図において、６は封止樹脂、７はリードフレーム、
８は半導体素子、９はボンディングワイヤー　１１はグ
イボンドパッドである。このクラック５ａの進行が抑制
される状態を、第２図に模式的に示す。すなわち、封止
樹脂６中のマイカ１０の沿面距離が長いためクラック５
ａが発生してもその進行が抑制される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の半導体装置は、゛特定の軟化
点を有するノボラック型エポキシ樹脂と特定の軟化点を
有するノボラック型フェノール樹脂と、さらに特定のマ
イカを含む特殊なエポキシ樹脂組成物を用いて樹脂封止
されているため、半田実装における過酷な条件下におい
てもパッケージクラックを生じることがなく高い信顛性
を有するものである。

〔実施例１〜２６、比較例１．２］後記の第１表に示す原料を同表に示す割合で配合し、こ
の配合物を１２０℃の熱ロール機で３分間混練した。つ
いで、これを冷却したのち粉砕し目的とする粉末状のエ
ポキシ樹脂組成物を得た（以下余白）上記実施例および比較例で得られた粉末状のエポキシ樹
脂組成物を用い、シリコンチップからなる半導体素子を
トランスファー成形（成形条件：圧カフ０ｋｇ／ｃｉｆ
ｌ、温度１７５℃１時間２分）でモールドすることによ
り半導体装置を各１０個作製した。

このようにして作製された半導体装置を用いて耐半田ク
ラック性試験を行いクシツクの生じた個数を調べた。そ
の結果を後記の第２表に示した。

なお、上記試験方法を下記に示す。

（耐半田クラック性試験）まず、半導体装置を８５℃×８５％ＲＨ下に一定時間放
置して取り出した後、２６０℃の半田浴に３０秒間浸漬
した。このような一連の工程を経たものについて、目視
によりクラック発生の有無を二周ぺた。

（以下余白）第２表の結果から、比較例品はわずか吸湿時間１２時間
でＩＯ個中通半数にクラックが生じ、４８時間では全て
のものにクラックが生じている。

それに比べて実施例品は４８時間放置しても殆どがクラ
ックを生じず、耐半田クラック性が向上していることが
わかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明におけるクラック抑制状態の説明図、
第２図はこの封止樹脂中のクラック抑制状態を説明する
模式図、第３図は従来例のクラック発生状態を説明する
模式図である。６・・・封止樹脂　１０・・・マイカ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有するエポキシ樹
脂組成物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装置
。（Ａ）軟化点５０〜１３０℃のノボラック型エポキシ樹
脂。（Ｂ）軟化点５０〜１３０℃のノボラック型フェノール
樹脂。（Ｃ）平均粒径５〜４０μｍのマイカ。
（２）下記の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する半導体封止
用エポキシ樹脂組成物。（Ａ）軟化点５０〜１３０℃のノボラック型エポキシ樹
脂。（Ｂ）軟化点５０〜１３０℃のノボラック型フェノール
樹脂。（Ｃ）平均粒径５〜４０μｍのマイカ。