JPS60193349A - 半導体素子 - Google Patents

半導体素子

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JPS60193349A
JPS60193349A JP59048253A JP4825384A JPS60193349A JP S60193349 A JPS60193349 A JP S60193349A JP 59048253 A JP59048253 A JP 59048253A JP 4825384 A JP4825384 A JP 4825384A JP S60193349 A JPS60193349 A JP S60193349A
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    • H01L2924/15747—Copper [Cu] as principal constituent

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、樹脂で封止した半導体素子に係り、特に耐湿
信頼性、耐加水分解性の優れた半導体素子に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 金属薄板（リードフレーム）上の所定部分にＩＣ，ＬＳ
Ｉ等の半導体チップを接続する工程は、素子の長期信頼
性に影響を与える重要な工程の一つである。　従来より
、この接続方法としては、チップ表面の３ｉをリードフ
レーム上のＡＵメッキ面に加熱圧着するというＡｕ−８
ｉの共晶法が主流であった。　しかし近年の貴金属、特
にＡｕの高騰を契機として、樹脂モールド半導体素子で
は、Ａｕ−８ｉ共品法から、ハンダを使用する方法、導
電性接着剤を使用する方法などに急速に移行しつつある
。
しかし、ハンダを使用する方法は、一部実用化されてい
るが、ハンダやハンダボールが飛散して電極等に付着し
、腐食断線の原因となる可能性が指摘されている。　一
方導電性接着剤を使用する□方法では、通常Ａａ粉末を
配合したエポキシ樹脂が用いられて、約１０年桿菌から
一部実用化されてきたが、信頼性の面でＡｕ−３ｉの共
晶合金を生成させる共晶法に比較して満足すべきものが
なかった。　導電性接着剤を使用する場合は、ハンダ法
に比べて耐熱性に優れる等の長所を有しているが、その
反面、樹脂やその硬化剤が半導体素子接着用として作ら
れたものでないために、ＡＩ電極の腐食を促進し断線不
良の原因となる場合が多く素子の信頼性はＡＵ−８ｉ共
晶法に比べて劣っていた。
ざらに近年ＩＣ／ＬＳＩやＬＥＤ等の半導体素子価格を
低減するためにリードフレーム上に銀メッキを施さない
新しいタイプの半導体素子が種々検討されているが、素
子製造工程における導電性接着剤の接着力不足やアウト
ガスによるワイヤーボンディング不良等のため著しく歩
留りや信頼性に劣る欠点があった。
［発明の目的］ 本発明の目的は、上記の欠点に鑑みてなされたもので、
新規接着剤と銀メッキを施さないリードフレームを使用
して、接着性、ワイヤーボンディング性、耐加水分解性
に優れ、耐湿信頼性を大幅に向上させるとともに製造価
格も低減できる半導体素子を提供しようとするものであ
る。
［発明の概要］ 上記の目的を達成すべく、鋭意研究を重ねた結果、次に
示す変性樹脂組成物を接着剤とする半導体素子が従来の
ものに比べて接着性、耐加水分解性、耐湿信頼性に優れ
ていることを見出した。
即ち、（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレンと工　′ポキ
ン樹脂とを溶解又は加熱反応せしめてなる変性樹脂およ
び（Ｂ）導電性粉末とを主成分とする変性樹脂組成物を
用いて半導体チップと銀メッキを施さないリードフレー
ムとが接着されていることを特徴とする半導体素子であ
る。
本発明において用いるポリパラヒドキシスチレンは次式
で表される。
このような樹脂としては、例えば丸善石油社製のマルゼ
ンレジンＭ（商品名）がある。　これは分子量３０００
〜８０００で水酸基当量は約１２０である。
また、本発明に使用するエポキシ樹脂のうち、工業生産
されており、かつ本発明に効果的に使用し得るものとし
ては、例えば次のようなビスフェノール類のジエボキシ
ドがある。　シェル化学社製エピコート８２７，８２８
，８３４，１００１゜１００２．１００４．１００７．
１００９、ダウケミカル社製　ＤＥＲ３３０，３３１，
３３２゜３３４．３３５，３３６，３３７，６６０゜６
６１．６６２，６６７．６６８，６６９、チバ・ガイギ
ー社製アラルダイトＧＹ２５０，２６０゜２８０．６０
７１，６０８４．６０９７゜６０９９、Ｊ　ｏｎｅｓ　
Ｄ　ａｂｎｅｙ社製Ｅｐｉ−Ｒｅｚ５１０．５１０１、
大日本インキ化学工業社製エピクロンｓｉｏ、１ｏｏｏ
、１０１０．３０１０（いずれも商品名）。
さらに本発明においては、エポキシ樹脂として平均エポ
キシ基数３以上の、例えばノボラック・エポキシ樹脂を
使用することにより、熱時（３５０℃）の接着強度を更
に向上させることが可能である。　使用するノボラック
・エポキシ樹脂としては分子量５００以上のものが適し
ている。　このようなノボラック・エポキシ樹脂で工業
生産されているものとしては、例えば次のようなものが
ある。
ヂバ・ガイギー社製アラルダイトＥＰＮ１１３８゜１１
３９、ＥＣＮ１２７３，１２８０．１２９９、ダウケミ
カル社製ＤＥＮ４３１．４３８、シェル化学社製エビコ
〜ト１５２，１５４、ユニオン・カーバイド・コーポレ
ーション社製ＥＲＲ−０１００、ＥＲＲＢ−０４４７，
ＥＲＬＢ−０４８８、日本化薬社製ＥＯＣＮシリーズで
ある。
ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂は当量付近
で配合される。　配合割合が当量付近を大きくはずれる
と、いずれかが硬化時に未反応となって、熱時の接着強
度や加熱減量が多くなり好ましくない。
本発明で使用する変性樹脂は、ポリパラヒドロキシスチ
レンとエポキシ樹脂を単に溶解混合しても良いし、必要
であれば加熱反応により相互に部分的な結合をさせたも
のでも良く、これらの変性樹脂の共通の溶剤に溶解する
ことにより作業粘度を改善することができる。　また必
要であれば硬化触媒を使用しても良い。
ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂とを単に溶
解混合する場合は、溶剤に同時に添加し溶解させるよう
にしてもよいが、最初に後者を溶剤に溶解させた後、前
者を溶解混合させることが望ましい。　またここで使用
される溶剤類としては、ジオキサン、ヘキサノン、ベン
ゼン、トルエン、ソルベントナフサ、工業用ガソリン、
酢酸セロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ
アセテート、ブチルカルピトールアセテート、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロ
リドン等がある。　これらの溶剤は単独又は２種以上の
組合せで使用される。
本発明に使用される導電性粉末としては、例えばＡｇ等
、が使用される。　また必要であれば消泡剤、カップリ
ング剤等を添加することもできる。
本発明に用いる銀メッキを施さないリードフレームとし
ては、銀メッキされていないもの総ての・乙のが挙げら
れ、通常主に銅系リードフレーム、鉄系リードフレーム
等が用いられる。
本発明の半導体素子は、常法に従い上述した変性樹脂お
よび導電性粉末を十分に混合した後、更に例えば三本ロ
ールによる混線処理を施し、得られた変性樹脂組成物を
半導体チップと銀メッキを施さないリードフレームの接
着剤として使用した後、ワイヤボンディングを行ない、
その後に半導体素子を封止して製造する。　こうして得
られた素子は、２００℃で加熱硬化させてもリードフレ
ーム面上に汚染がなく、接着力は半導体素子接着の場合
必要な０．５ｋｇ／１ｍｍ角の値以上、ワイヤーボンデ
ィング強度も同じく　４〜５ｇの値以上の数値を得るこ
とかできる。
［発明の効果］ 前述のごとき変性樹脂組成物を接着剤として使用するこ
とによって半導体チップと銀メッキを施さないリードフ
レームとの接着性、特に熱時の接着性および金線による
ワイヤーボンディング性が向上し、耐加水分解性に優れ
、金属の腐食による断線などの不良や水分によるリーク
電流の不良などを著しく低減させることができ、耐湿信
頼性が従来のものに比べて大幅に改善され、かつ安価な
、半導体素子を得ることができる。
［発明の実施例］ 次に実施例により本発明を説明する。　以下「部」とは
特に説明のない限り「重量部」を意味する。
実施例　１ エピコート１００１の３７．５部とマルゼンレジンＭ１
０部とを、ブチルカルピトールアセテート１０３部で１
００℃、１時間溶解反応を行い粘稠な褐色変性樹脂を得
た。　この変性樹脂２２部に、触媒として三弗素化ホウ
素のアミン錯体１．０部と銀粉末５７部とを混合して変
性樹脂組成物をつくり接着剤（Ａ）を得た。
実施例　２ エピコート８２８の１５．８部とマルゼンレジンＭ１０
部とを、ブチルセロソルブアセテート５６部で１００℃
、１時間溶解反応を行い粘稠な褐色の変性樹脂を得た。
　この変性樹脂２２部と銀粉末５１部とを混合して変性
樹脂組成物を作り接着剤（Ｂ）を得た。
実施例　３ ＥＯＣＮ１０３Ｓ　（日本化桑社製商品名）６６部をブ
チルカルピトールアセテート１１７部の溶剤中で８０℃
で溶解後、マルゼンレジンＭ３４部と触媒として三弗化
ホウ素のアミン錯体０．６部とを添加し、８０℃でその
まま反応を進め約３時間反応後、粘稠で透明な変性樹脂
を得た。　この変性樹脂２２部と銀粉末５７部とをよく
混合して変性樹脂組成物とし、これを接着剤（Ｃ）とし
た。
実施例１〜３で得た接着剤（Ａ）、（Ｂ）。
（Ｃ）および市販のエポキシ樹脂ベースの半導体用接着
剤（Ｄ）　（比較例）を使用して銀メッキを施ざない銅
系リードフレームと半導体チップを接着して半導体素子
を作り、その特性を測定し第１表に示した。
第１表 註（１）　銀メッキを施していない銅系リード７Ｌ／−
ム（ＮＳＤ＞上に１ｍ１ｌｌＸ　１ｍｍのシリコン素子
を接着し、それぞれの温 度でプッシュプルゲージを用いて測定 した。
（２）　接着剤を第１表の半導体素子接着条件で硬化さ
せた後に　１００メツシユに粉砕して１８０℃×２時間
加熱抽出を行ったＣ１イオンの量。
（３）　温度１２１℃、圧力２気圧の水蒸気中における
耐湿試験（ＰＣＴ）及び温度 １２０℃、圧力２気圧の水魚気中印加電圧直流１５Ｖで
通電して行う耐湿試験 （バイアス−Ｐ　ＣＴ　）を各半導体装置について実施
し評価した。
上記試験に供した半導体装置の数は各 々６０個であり、時間経過に伴う不良発生数を第１表中
に示した。　尚、評価 の方法は、半導体素子を構成するアル ミニウム電極の腐食によるオーブン又 はリーク電流が許容値の５００％以上への上昇をもって
不良と判定した。
本発明は、第１表で明らかなように接着強度、耐加水分
解性に優れ、特に加水分解性Ｃ１イオンが少ないため、
十分な信頼性を有している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）ポリパラヒドロキシスチレンとエポキシ樹脂
    とを溶解または加熱反応せし めてなる変性樹脂、および （Ｂ）導電性粉末 を主成分どする変性樹脂組成物を用いて半導体チップと
    銀メッキを施さないリードフレームとが接着されている
    ことを特徴とする半導体素子。
JP59048253A 1984-03-15 1984-03-15 半導体素子 Granted JPS60193349A (ja)

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JP59048253A JPS60193349A (ja) 1984-03-15 1984-03-15 半導体素子

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JP59048253A JPS60193349A (ja) 1984-03-15 1984-03-15 半導体素子

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JPS60193349A true JPS60193349A (ja) 1985-10-01
JPH0527251B2 JPH0527251B2 (ja) 1993-04-20

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