JPH03177451A

JPH03177451A - 封止用樹脂組成物および半導体装置

Info

Publication number: JPH03177451A
Application number: JP31493589A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hosokawa; 洋行細川
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1991-08-01

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、耐湿性に優れるとともに、臭素化合物を含有
しないでも難燃性を有する封止用樹脂組成物および該樹
脂組成物により封止される半導体装置に関する。

（従来の技術）近年、環境問題が特にクローズアップされ、半導体装置
を廃棄した場合、その燃焼ガスの有害性が問われるよう
になってきた。　封止用樹脂を難燃化する方法として、
臭素化エポキシ樹脂や、三酸化アンチモンを併用した臭
素化エポキシ樹脂が用いられている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、封止用樹脂として使用されている臭素化
エポキシ樹脂等は燃焼中に臭素化合物を発生するため、
その危険性が指摘されている。

また、半導体装置の特性上にも、臭素化合物等ハロゲン
化合物は、アルミ配線を腐蝕しやすいため、耐湿性能を
悪くする欠点がある。

本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもめで
、難燃剤として臭素化合物を使用しないで難燃性を付与
し、かつ耐湿性にも優れた、信頼性の高い封止用樹脂組
成物および半導体装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明者は、上記の目的を遠戚しようと鋭意研究を重ね
た結果、難燃剤として後述する特定の有機リン化合物を
配合することによって、難燃性、耐湿性に優れた組成物
が得られることを見いだし、本発明を完成したものであ
る。

すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）一般式（Ｉ）で示される有機リン化合物お・・・
　（Ｉ）〈但し、式中Ｒ１は、１価の芳香族基を、Ｒ２は１価の
脂肪族基又はアリールアルキル基を、Ａ「は３価の芳香
族基をそれぞれ表す）（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、樹脂組成物に対して、前記（Ｃ）の有
機リン化合物を０．１〜１０重量％、また前記（Ｄ）の
無機質充填剤を２５〜９０重量％含有してなることを特
徴とする封止用樹脂組成物である。

また、その封止用樹脂組成物で半導体素子を封止してな
ることを特徴とする半導体装置である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物である限
り、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般に封止
用樹脂として使用されているものは広く包含することが
できる。　例えば、ビスフェノール型等の芳香族系、シ
クロヘキサン誘導体等の指環族系、さらに次の一般式で
示されるエポキシノボラック系等の樹脂が挙げられる。

（但し、式中Ｒ′は水素原子、ハロゲン原子又はアルキ
ル基を、Ｒ２は水素原子又はアルキル基を、ｎは１以上
の整数をそれぞれ表す）これらのエポキシ樹脂は、単独もしくは２種以上混合し
て使用することができる。

本発明に用いる（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類とホルムアルデヒドあるいはバラホルムアルデヒドと
を反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂、お
よびこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチ
ル化ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられ、これら
の樹脂は単独もしくは２種以上混合して使用することが
できる。　ノボラック型フェノール樹脂の配合割台は、
前述した（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基（ａ　）と（
Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基
（ｂ　）との当量比［（ａ＞／（ｂ）］が０．１〜１０
の範囲内にあることが望ましい、　当量比が０．１未満
らしくは１０を超えると、耐湿性、成形作業性および硬
化物の電気特性が悪くなり、いずれの場合も好ましくな
い、　従って、上記の範囲内に限定するのがよい。

本発明に用いる（Ｃ）有機リン化合物は、前記した一般
式を有すればよく、その分子量、分子構造等に特に制限
はなく使用することができる。

有機リン化合物の配合割合は、樹脂組成物に対して０．
１〜１０重量％含有させる。　その割合が０．１重量％
末溝では難燃性に効果なく、また、１０重量％を超える
と金型汚れ、溶融粘度の増加等、成形性に悪影響を与え
、実用に適さず好ましくない。

この有機リン化合物を配合することによって封止樹脂の
イオン性不純物量が低減されるとともに、はがれ、剥離
がなくなり耐湿性を向上させることができる。

本発明に用いる（Ｄ＞無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレーマイカ、ベンガラ、ガラ
ス繊維、炭素繊維等が挙げられ、これらは単独又は２種
以上混合して使用することができる。　これらの中でも
特にシリカ粉末やアルミナが好ましく使用される。　無
機質充填剤の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して２
５〜９０重量％含有させる。　その割合が２５重量％未
溝では耐湿性、１ｌｉｉｔ熱性、機械的特性および成形
性に効果なく、また９０重量％を超えるとカサバリが大
きくなり、成形性が悪く実用に適さず好ましくない。

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、有機リン化合物および無機質充填
剤を必須成分とするが、本発明の目的に反しない限度に
おいて、また必要に応じて、例えば天然ワックス類、合
成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド類、エス
テル類、パラフィン類などの離型剤、カーボンブラック
、ベンガラなどの着色剤、種々の硬化促進剤等を適宜添
加配合することができる。

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として調製する場
合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂、有機リン化合物、無機質充填剤、その他を
所定の組成比に選択し、その原料組成分をミキサー等に
よって十分均一に混合した後、更に熱ロールによる溶融
混合処理又はニーダ等による混合処理を行い、冷却固化
させ適当な大きさに粉砕して成形材料とする。

本発明の半導体装置は、上記のようにして得られた封止
用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止することによっ
て容易に製造することができる。

封止の最も一般的な方法としては、低圧トランスファー
成形法があるが、射出成形、圧綿成形、注型等による封
止も可能である。　封止用樹脂組成物は封止め際に加熱
して硬化させ、最終的には、組成物の硬化物によって封
止された半導体装置が得られる。　加熱による硬化は１
５０℃以上加熱して硬化させることが望ましい、　封止
される半導体素子としては、ＩＣ，ＬＳＩ、トランジス
タ、サイリスタ、ダイオード等で特に限定されるもので
はない。

本発明の封止用樹脂組成物は、半導体素子以外の電子部
品或いは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用すること
が可能で、優れた特性と信頼性を付与させることができ
る。

（実施例）次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない、　以下
の実施例および比較例において１％」とは「重量％」を
意味する。

実施例クレゾールノボラックエポキシ樹脂〈エポキシ当量２１
５）　１５％、ノボラックフェノール樹脂〈フェノール
当量１（１７）　　７％、有機リン化合物３％、溶融シ
リカ７０％、その他の成分３％を常温で混合し、さらに
９０〜９５℃で混練して冷却した後、粉砕して成形材料
（Ａ）を製造した。

比較例クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１
５）　１２％、臭素化エポキシ樹脂（エポキシ当量２８
５）　　３％、ノボラックフェノール樹脂〈フェノール
当量１０７）　　７％、溶融シリカ６８％、二酸化アン
チモン２％、その他の成分３％を実施例と同様にして成
形材料（Ｂ）を製造した。

実施例および比較例で製造した成形材料（Ａ）、（Ｂ）
を用いて、１１０℃に加熱した金型内に半導体素子をセ
ットし、トランスファー注入して硬化させ、半導体装置
を製造した。　この装置等について諸試験を行い、結果
を得たので第１表に示したが本発明の効果が確認された
。　諸試験は次ようにして行った。

吸水率は、成形材料を用いて直径５０１ｍ厚さ３１の成
形品をトランスファー成形によってつくり、これを１２
７℃、２．５気圧の飽和水蒸気中に２４時間放置し、増
加した重量によって求めた。　ガラス転移温度は、吸水
率の試験と同様な成形品をつくり、これを１７５℃で８
時間の条件で後硬化を行い、適当な大きさのテストピー
スとして熱機器分析装置を用いて測定した。ｉ！燃性は
、成形材料を用いトランスファー成形によって１２７ｘ
　１２．７ｘ　Ｏ，８ａｌｌの成形品をつくり、ＵＬ法
を用いて測定した。

耐湿性は、２本以上のアルミニウム配線を有するシリコ
ン製チップ（テストチップ）を通常の４２アロイフレー
ムに接着し、１７５℃で２分間の条件でトランスファー
成形してＤＩＲ−１６ｐｉｎをつくった。　これを１７
５℃で８時間の条件で後硬化させ、次いで１２７℃、２
．５気圧の水蒸気中で耐湿性試験を行い、アルミニウム
配線の腐食による断線を生じたものを不良として評価し
た。

第表（単位）［発明の効果］以上の説明および第１表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物は臭素化合物を含有しないにもかかわ
らす難燃性を有するとともに、耐湿性にも優れており、
この組成物を用いることによって信頼性の高い半導体装
置あるいは電子・電気部品等を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】１（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）一般式（ I ）で示される有機リン化合物および ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ）（但し、式中Ｒ＾１は、１価の芳香族基を、Ｒ＾２は１
価の脂肪族基又はアリールアルキル基を、Ａｒは３価の芳香族基をそれぞれ表す）。（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、樹脂組成物に対して、前記（Ｃ）の有
機リン化合物を０．１〜１０重量％、また前記（Ｄ）の
無機質充填剤を２５〜９０重量％含有してなることを特
徴とする封止用樹脂組成物。２（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂、（Ｃ）一般式（ I ）で示される有機リン化合物および ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（ I ）（但し、式中Ｒ＾１は、１価の芳香族基を、Ｒ＾２は１
価の脂肪族基又はアリールアルキル基を、Ａｒは３価の芳香族基をそれぞれ表す）（Ｄ）無機質充填剤を必須成分とし、樹脂組成物に対して、前記（Ｃ）の有
機リン化合物を０．１〜１０重量％、また前記（Ｄ）の
無機質充填剤を２５〜９０重量％含有する封止用樹脂組
成物で、半導体素子を封止してなることを特徴とする半
導体装置。