JPS58213457A - 半導体装置の封止方法 - Google Patents
半導体装置の封止方法Info
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- JPS58213457A JPS58213457A JP57096447A JP9644782A JPS58213457A JP S58213457 A JPS58213457 A JP S58213457A JP 57096447 A JP57096447 A JP 57096447A JP 9644782 A JP9644782 A JP 9644782A JP S58213457 A JPS58213457 A JP S58213457A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の樹脂封止方法の改良に関するもの
′であって、その目的とするところは、耐熱衝撃性、生
産性の優れた半導体を提供することにある。
′であって、その目的とするところは、耐熱衝撃性、生
産性の優れた半導体を提供することにある。
近年、半導体装置においで発光ダイオード（以下、ＬＥ
Ｄと記す。）は性能、耐久性に優れ、消費電力が少ない
などの利点から、各種表示光源や数字表示素子として広
く用諭られるようになった。
Ｄと記す。）は性能、耐久性に優れ、消費電力が少ない
などの利点から、各種表示光源や数字表示素子として広
く用諭られるようになった。
上記ＬＥＤとしては、図に示すようにＧａＰ。
ＧａＡｓ Ｐ 、 ＧａＡ１ ｐなどの発光素子１をハ
ンダ、銀ペーストなどの導電材料２によりカソードリー
ド４に接合し、Ａｕ、ＡＱなどのコネクタ線３の一方を
熱圧着ボンディング法や超音波ボンディング法やより発
光素子１に融着し、その他方をアノードリード６に融着
してＬＥＤの基本部分が構成されている。さらに発光素
子１を湿気、熱、振動、衝撃などの外的環境から保護す
る目的で、樹脂６による封止が行なわれている。この封
止方法としてはボッディング法、ディッピング法、トラ
ンスファー法、注型法があり、図に示すような小型ＬＥ
Ｄ・ζ、− 無水物２反応促進剤を基本成分とした。エポキシ樹脂組
成物が多く用いられている。これは酸無水物を用いて硬
化させたエポキシ樹脂が透明性、電気特性１機械特性が
比較的硬れているためである。
ンダ、銀ペーストなどの導電材料２によりカソードリー
ド４に接合し、Ａｕ、ＡＱなどのコネクタ線３の一方を
熱圧着ボンディング法や超音波ボンディング法やより発
光素子１に融着し、その他方をアノードリード６に融着
してＬＥＤの基本部分が構成されている。さらに発光素
子１を湿気、熱、振動、衝撃などの外的環境から保護す
る目的で、樹脂６による封止が行なわれている。この封
止方法としてはボッディング法、ディッピング法、トラ
ンスファー法、注型法があり、図に示すような小型ＬＥ
Ｄ・ζ、− 無水物２反応促進剤を基本成分とした。エポキシ樹脂組
成物が多く用いられている。これは酸無水物を用いて硬
化させたエポキシ樹脂が透明性、電気特性１機械特性が
比較的硬れているためである。
しかしこのＬＥＤ封止用樹脂を用いた場合でも以下に示
す問題点があった。
す問題点があった。
（１）脱型するまでに１００℃以上で６０分間以上の加
熱による一次硬化が必要で、生産性が悪い。
熱による一次硬化が必要で、生産性が悪い。
（２） リードのハンダ付け（３ｏＯ℃１０秒）時に
故障が多く発生する。これは強い熱衝撃が加えられるこ
とにより、封止樹脂内に残留している硬化収縮による歪
がさらに増大し、コネクタ線や発光素子に応力がかかシ
、コネクタ線のボンディング部が断線したシ、発光素子
にクラックが生じるため発生する故障である。
故障が多く発生する。これは強い熱衝撃が加えられるこ
とにより、封止樹脂内に残留している硬化収縮による歪
がさらに増大し、コネクタ線や発光素子に応力がかかシ
、コネクタ線のボンディング部が断線したシ、発光素子
にクラックが生じるため発生する故障である。
また封止樹脂の硬化収縮は高温で加熱硬化するほど大き
くなるので、できるだけ低温で硬化する封止樹脂が望ま
しく、従来から加熱を必要とせず常温付近でも短時間に
硬化するエネルギー線（特に紫外線）硬化性樹脂が注目
され、様々な検討がなされてきた。しかし、エネルギー
線硬化性樹脂の爆発的な反応のため、結果的には硬化収
縮は増大し、ハンダ付は時の故障は改善できなかった。
くなるので、できるだけ低温で硬化する封止樹脂が望ま
しく、従来から加熱を必要とせず常温付近でも短時間に
硬化するエネルギー線（特に紫外線）硬化性樹脂が注目
され、様々な検討がなされてきた。しかし、エネルギー
線硬化性樹脂の爆発的な反応のため、結果的には硬化収
縮は増大し、ハンダ付は時の故障は改善できなかった。
本発明は、上記問題点を解決するものであり、本発明の
特徴とするところは、エネルギー線硬化性樹脂を低レベ
ルのエネルギー線の一次暴露によりゆるやかにゲル化し
た後、高レベルのエネルギー線の二次暴露により硬化す
る２段階の硬化方法を採用することで、硬化収縮を小さ
くした点にある。エネルギー線硬化性樹脂は高レベルの
エネルギー線に暴露すると、急激に反応して硬化するた
め、硬化収縮が増大してしまうが、ゲル化までの反応速
度を遅くすることによシ、硬化収縮が低減できることを
見出した。そこで第一段階として低レベルのエネルギー
線に暴露することにより、ゆるやかにゲル化させる。ま
たゲル化後は反応速度が速くなっても硬化収縮にはあま
り影響がないの４で、第二段階として高レベルのエネル
ギー線に暴露することにより硬化させればよい。。
特徴とするところは、エネルギー線硬化性樹脂を低レベ
ルのエネルギー線の一次暴露によりゆるやかにゲル化し
た後、高レベルのエネルギー線の二次暴露により硬化す
る２段階の硬化方法を採用することで、硬化収縮を小さ
くした点にある。エネルギー線硬化性樹脂は高レベルの
エネルギー線に暴露すると、急激に反応して硬化するた
め、硬化収縮が増大してしまうが、ゲル化までの反応速
度を遅くすることによシ、硬化収縮が低減できることを
見出した。そこで第一段階として低レベルのエネルギー
線に暴露することにより、ゆるやかにゲル化させる。ま
たゲル化後は反応速度が速くなっても硬化収縮にはあま
り影響がないの４で、第二段階として高レベルのエネル
ギー線に暴露することにより硬化させればよい。。
ここでいうエネルギー線としては放射線、電子線および
電磁波が使用可能であるが、特に高圧水銀ランプ、低圧
水銀ランプ、殺菌灯などから得られる熱線の少ない紫外
線（波長２００ｎｍ〜６００ｎｍ）が好ましい。
電磁波が使用可能であるが、特に高圧水銀ランプ、低圧
水銀ランプ、殺菌灯などから得られる熱線の少ない紫外
線（波長２００ｎｍ〜６００ｎｍ）が好ましい。
紫外線などのエネルギー線で硬化する光重合性高分子材
料としてはアクリート系樹脂が一般的であり、本発明に
おいても使用可能である。しかしアクリレート系樹脂は
水分透過性が大きく、収縮率も大きいため厳しい使用条
件（耐湿性、耐熱衝撃性など）が要求される用途では使
用に注意を要する。
料としてはアクリート系樹脂が一般的であり、本発明に
おいても使用可能である。しかしアクリレート系樹脂は
水分透過性が大きく、収縮率も大きいため厳しい使用条
件（耐湿性、耐熱衝撃性など）が要求される用途では使
用に注意を要する。
そこで発明者らは特開昭５６−１６３１２１号公報で開
示されたルイス酸または強酸の１・２ジチオリウム塩を
エポキシ樹脂に配合することにより紫外線などのエネル
ギー線により硬化できるという技術に着目し、本発明に
好ましく用いられる封止樹脂としての配合を種々検討し
た。その結果（ａ） エポキシ樹脂 （ｂ） ルイス酸また暖弥酸の１・２−ジチオリウム
塩、 ＣＯ） エネルギー線透過性の無機充填材、を必須成
分とする硬化性樹脂組成物が本発明に好適であることを
見出した。ここで用いられるエポキシ樹脂としては芳香
族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ
樹脂などの任意の樹脂を使用し得る。またルイス酸また
は強酸の１・２−ジチオリウム塩としては （１）３．５−ジフェニル−１，２−ジチオリウム・ヘ
キサフルオロホスフェート、 に））ａ−−ｙ工＝ルー１．２−ジチオリウム・ヘキサ
フルオロホスフェート、 （３）３−メチルチオ−６−フェニル−１，２−ジチオ
リウム・ヘキサフルオロホスフェート、などが挙げられ
る。またルイス酸または強酸のオニウム塩も同様の効果
が得られる。
示されたルイス酸または強酸の１・２ジチオリウム塩を
エポキシ樹脂に配合することにより紫外線などのエネル
ギー線により硬化できるという技術に着目し、本発明に
好ましく用いられる封止樹脂としての配合を種々検討し
た。その結果（ａ） エポキシ樹脂 （ｂ） ルイス酸また暖弥酸の１・２−ジチオリウム
塩、 ＣＯ） エネルギー線透過性の無機充填材、を必須成
分とする硬化性樹脂組成物が本発明に好適であることを
見出した。ここで用いられるエポキシ樹脂としては芳香
族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ
樹脂などの任意の樹脂を使用し得る。またルイス酸また
は強酸の１・２−ジチオリウム塩としては （１）３．５−ジフェニル−１，２−ジチオリウム・ヘ
キサフルオロホスフェート、 に））ａ−−ｙ工＝ルー１．２−ジチオリウム・ヘキサ
フルオロホスフェート、 （３）３−メチルチオ−６−フェニル−１，２−ジチオ
リウム・ヘキサフルオロホスフェート、などが挙げられ
る。またルイス酸または強酸のオニウム塩も同様の効果
が得られる。
また耐熱衝撃性をさらに向上するためには、封止樹脂の
熱膨張率を下げなければならず、その手段として封止樹
脂に無機充填材を配合すると効果的である。
熱膨張率を下げなければならず、その手段として封止樹
脂に無機充填材を配合すると効果的である。
しかし紫外線を透過しない無機系充填材を配合した場合
には紫外線硬化性が阻害され、未硬化部分が発生する。
には紫外線硬化性が阻害され、未硬化部分が発生する。
そのため１．′２−ジチオリウム塩に含まれるＳ（イオ
ウ）升が遊離して素子やボンディングワイヤーなどを腐
食するおそれがある。
ウ）升が遊離して素子やボンディングワイヤーなどを腐
食するおそれがある。
そこでシリカ粉末やガラスピーズなどの紫外線透過性の
無機充填材を配合することにより、紫外線の硬化性を阻
害せず含イオウ化谷物による腐食を防ぎ、かつ熱膨張率
を下げることに成功した。
無機充填材を配合することにより、紫外線の硬化性を阻
害せず含イオウ化谷物による腐食を防ぎ、かつ熱膨張率
を下げることに成功した。
次に本発明を実施例と比較例により具体的に説明する。
実施例
封止樹脂として下記に示す組成の紫外線硬化性樹脂を用
いた。
いた。
（組成）
ＯビスフェノールＡ系エポキシ樹脂 ・・・・・・１０
（］ｔｉ部（シェル社商品名 エピコート８２８ ）封
止手順は、まず、紫外線を透過しやすく、離型性の優れ
たポリプロピレン累樹脂製の型に前記の封止樹脂を注入
し、ＬＥＤ素子を所定の位置にセツティングする。次に
紫外線照射装置（オーク製作所 ＵＶキュアドライヤＨ
ＭＷ−２２６型）を用いて波長３６５ｎｍの紫外線強度
が１０ｍＷ／ｃｍ 。
（］ｔｉ部（シェル社商品名 エピコート８２８ ）封
止手順は、まず、紫外線を透過しやすく、離型性の優れ
たポリプロピレン累樹脂製の型に前記の封止樹脂を注入
し、ＬＥＤ素子を所定の位置にセツティングする。次に
紫外線照射装置（オーク製作所 ＵＶキュアドライヤＨ
ＭＷ−２２６型）を用いて波長３６５ｎｍの紫外線強度
が１０ｍＷ／ｃｍ 。
照射時間６０秒の条件で、ＬＥＤの周囲全方向から紫外
線を照射し、封止樹脂をゆるやかにゲル化させる。次に
波長３６５ ｎｍの紫外線強度が約１００ｍＷ／ｃｉ
、照射時間６０秒の条件で紫外線を照射し、封止樹脂を
硬化させた後脱型し、ＬＥＤの封止を完了した。なおこ
こで用いた紫外線照射装置に使われている高圧水銀ラン
プは２重構造になっており、ランプの外周には水を循環
して熱線を吸収し、ＬＥＤの温度が上がらないよう工夫
しである。
線を照射し、封止樹脂をゆるやかにゲル化させる。次に
波長３６５ ｎｍの紫外線強度が約１００ｍＷ／ｃｉ
、照射時間６０秒の条件で紫外線を照射し、封止樹脂を
硬化させた後脱型し、ＬＥＤの封止を完了した。なおこ
こで用いた紫外線照射装置に使われている高圧水銀ラン
プは２重構造になっており、ランプの外周には水を循環
して熱線を吸収し、ＬＥＤの温度が上がらないよう工夫
しである。
本実施例では封止樹脂をゲル化するための紫外線の一次
暴露条件を紫外線強度的１０ｍＷ／ｃｄとしたが種々検
討の結果、紫外線強度が３０ｍＷ／ｃ！以下の低レベル
であれば、封止樹脂の急激な反応は防げ、ゆるやかにゲ
ル化させることができる。さらにゲル化後は紫外線強度
がｙｏｍＷ／ｃＪ以上の高レベルの紫外線を照射するこ
とに硬化すればよい。
暴露条件を紫外線強度的１０ｍＷ／ｃｄとしたが種々検
討の結果、紫外線強度が３０ｍＷ／ｃ！以下の低レベル
であれば、封止樹脂の急激な反応は防げ、ゆるやかにゲ
ル化させることができる。さらにゲル化後は紫外線強度
がｙｏｍＷ／ｃＪ以上の高レベルの紫外線を照射するこ
とに硬化すればよい。
また硬化後は必要に応じて加熱による後硬化を行っても
よい。
よい。
比較例
（組成）
ＯビスフェノールＡエポキシ樹脂 ・・・・・・・・
・１００重量部（シェル社商品名 工（コート８２８）
０１．８−ジアザビシクロ［７，２，ｏ］・・・・・・
・・・ ２重量部ウンデセン−８ ０ヘヤーサヒドロ無水フタル酸 ・・・・・・
・・・８０重量部一般に使用されている上記組成の封止
樹脂を用い従来の注型法によシ、１００℃で６０分間の
一次硬化後脱型し、１２０℃で１０時間の二次硬化を行
いＬＥＤの封止を完了した。
・１００重量部（シェル社商品名 工（コート８２８）
０１．８−ジアザビシクロ［７，２，ｏ］・・・・・・
・・・ ２重量部ウンデセン−８ ０ヘヤーサヒドロ無水フタル酸 ・・・・・・
・・・８０重量部一般に使用されている上記組成の封止
樹脂を用い従来の注型法によシ、１００℃で６０分間の
一次硬化後脱型し、１２０℃で１０時間の二次硬化を行
いＬＥＤの封止を完了した。
実施例、比較例で説明した方法によって図と同 ４様
のＬＥＤを製造し、あらかじめ定格電流で正常に発光す
ることを確認したＬＥＤそれぞれ１．０００個を３００
℃のハンダ中に１０秒間ディップし、定格電流で発光し
ないＬＥＤＯ数を故障数とする。
のＬＥＤを製造し、あらかじめ定格電流で正常に発光す
ることを確認したＬＥＤそれぞれ１．０００個を３００
℃のハンダ中に１０秒間ディップし、定格電流で発光し
ないＬＥＤＯ数を故障数とする。
その結果を表に示す。
表 ハンダ付けによる故障数
以上の説明より明らかなように本発明は以下に述べる効
果を有する。
果を有する。
（１）エネルギー線（紫外線）硬化性の封止樹脂を使用
し、常温付近での二段階の硬化方法により、硬化収縮を
低減することにより耐熱衝撃性を向上してハンダ付は時
の故障を大幅に改善することができる。
し、常温付近での二段階の硬化方法により、硬化収縮を
低減することにより耐熱衝撃性を向上してハンダ付は時
の故障を大幅に改善することができる。
（２〕 脱型するまでの硬化時間が従来の約１／ＳＯ
にでき、生産性の飛躍的な向上ができる。
にでき、生産性の飛躍的な向上ができる。
図面は半導体装置の断面図である。
１・・・・・・発光素子、２・・・・・・導電材料、３
・旧・・コネクタ線、４・・・・・・カソードリード、
６・・、・・・・アノードリード、６・・・・・・封止
用樹脂。
・旧・・コネクタ線、４・・・・・・カソードリード、
６・・、・・・・アノードリード、６・・・・・・封止
用樹脂。
Claims (2)
- （１） 封止樹脂を３０ｍＷ／ｃｒｌ以下のエネルギ
ー線の一次暴露によりゲル化する工程と、この工程の後
、７０ｍＷ／ｌｒ４以上のエネルギー線の天火暴露によ
シ硬化する工程とによシ半導体素子の周囲の封止樹脂を
硬化させて半導体素子を封止する半導体装置の封止方法
。 - （２）前記封止樹脂としてエポキシ樹脂と、ルイス酸ま
たは強酸の１・２−ジチオリウム塩あるいはルイス酸ま
たは強酸のオニウム塩と、エネルギー線透過性の無機充
填材とを必須成分とする硬化性樹脂組成物を使用した特
許請求の範囲第１項記載の半導体装置の封止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096447A JPS58213457A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 半導体装置の封止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096447A JPS58213457A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 半導体装置の封止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58213457A true JPS58213457A (ja) | 1983-12-12 |
Family
ID=14165270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57096447A Pending JPS58213457A (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 半導体装置の封止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58213457A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63168042A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-12 | Hitachi Maxell Ltd | 半導体装置 |
| JPH07335982A (ja) * | 1994-06-08 | 1995-12-22 | Sharp Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-06-04 JP JP57096447A patent/JPS58213457A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63168042A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-12 | Hitachi Maxell Ltd | 半導体装置 |
| JPH07335982A (ja) * | 1994-06-08 | 1995-12-22 | Sharp Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
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