JPH0230170A - 半導体パッケージおよびその製法 - Google Patents
半導体パッケージおよびその製法Info
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ゲートアレイ、マイクロプロセッサ等のパ
ッド数の多い半導体素子などを封止した半導体パッケー
ジ、および、その製造方法に関する。
ッド数の多い半導体素子などを封止した半導体パッケー
ジ、および、その製造方法に関する。
第3図は、半導体素子を封止してなる半導体パッケージ
の1例である。この半導体パッケージ31は、半導体素
子3を搭載した基板2がその搭載面側から金属製ケース
〔または、リッド(LID))10で覆われ、基板2と
金属製ケース10との間に封止樹脂6が充填されてなっ
ている。
の1例である。この半導体パッケージ31は、半導体素
子3を搭載した基板2がその搭載面側から金属製ケース
〔または、リッド(LID))10で覆われ、基板2と
金属製ケース10との間に封止樹脂6が充填されてなっ
ている。
この半導体パンケージ31は、封止樹脂6と基板2との
界面距離を長くすることによって、水分がこの界面を伝
って浸入するのを防ぐとともに、水分が封止樹脂6内部
を通って浸入するのを、金R’JIJケース10によっ
て防いでいる。この封止構造では、半導体素子3および
そのボンディングワイヤー4・・・の封止、ならびに、
金属製ケース10と基板2との接合が、いずれも、同じ
封止樹脂6でなされている。
界面距離を長くすることによって、水分がこの界面を伝
って浸入するのを防ぐとともに、水分が封止樹脂6内部
を通って浸入するのを、金R’JIJケース10によっ
て防いでいる。この封止構造では、半導体素子3および
そのボンディングワイヤー4・・・の封止、ならびに、
金属製ケース10と基板2との接合が、いずれも、同じ
封止樹脂6でなされている。
発明者らは、先に、このような封止構造を持つ半導体パ
ッケージの製法についての発明を提案している(特願昭
61−272426号、同272427号)。
ッケージの製法についての発明を提案している(特願昭
61−272426号、同272427号)。
また、発明者らは、これらの出願とは別に、半導体素子
をスポット封止することができる、耐湿信頼性の高い封
止樹脂を提案している(特願昭62−102317号、
同102313号)。
をスポット封止することができる、耐湿信頼性の高い封
止樹脂を提案している(特願昭62−102317号、
同102313号)。
他方、第4図に示す封止構造を持つ半導体パンケージが
考えられた。この半導体パッケージ41は、半導体素子
3およびそのボンディングワイヤー4・・・がシリコー
ンゲル61で封止されており、半導体素子3を搭載した
基板2と金属製ケース10とが、B−ステージ化された
エポキシ樹脂シートの接着樹脂9によって接着されてな
っている。
考えられた。この半導体パッケージ41は、半導体素子
3およびそのボンディングワイヤー4・・・がシリコー
ンゲル61で封止されており、半導体素子3を搭載した
基板2と金属製ケース10とが、B−ステージ化された
エポキシ樹脂シートの接着樹脂9によって接着されてな
っている。
このような封止構造により、半導体素子3周辺への水分
の浸入を防いでいる。
の浸入を防いでいる。
第3図に示す半導体パッケージ31のように半導体素子
3を封止する封止樹脂6で、金属製ケース10との接合
も行うと、ケース10との密着性にとってマイナスであ
ることがわかった。
3を封止する封止樹脂6で、金属製ケース10との接合
も行うと、ケース10との密着性にとってマイナスであ
ることがわかった。
半導体素子の封止信頼性を高めるには、できるだけ硬化
物の極性基をなくし、水分に対する親和性をなくすこと
が好ましい。
物の極性基をなくし、水分に対する親和性をなくすこと
が好ましい。
発明者らが検討した、酸無水物を硬化剤として含むエポ
キシ樹脂組成物の硬化物は、下記反応式のように、極性
基が生じに<<、かつ、脂環式構造のために電気絶縁性
も優れている。しかし、極性基がないため、密着性に劣
る。このため、この硬化物を第3図に示す半導体パッケ
ージ31の封止樹脂6として用いると金属製ケース10
が剥離しやすいという問題点がある。
キシ樹脂組成物の硬化物は、下記反応式のように、極性
基が生じに<<、かつ、脂環式構造のために電気絶縁性
も優れている。しかし、極性基がないため、密着性に劣
る。このため、この硬化物を第3図に示す半導体パッケ
ージ31の封止樹脂6として用いると金属製ケース10
が剥離しやすいという問題点がある。
また、アミン系硬化剤によるエポキシ樹脂の硬化は、下
記反応式のように、反応に伴って多量の水酸基(−OH
)を生じ、さらに未反応のイミノ基(=NH)も多く残
存するため、極性構造となって密着性は高いが、吸湿率
が高くて電気絶縁性に劣る。このため、この硬化物を第
3図に示す半導体パンケージ31の封止樹脂6に用いる
と、信頼性に欠けるという問題が生じる。
記反応式のように、反応に伴って多量の水酸基(−OH
)を生じ、さらに未反応のイミノ基(=NH)も多く残
存するため、極性構造となって密着性は高いが、吸湿率
が高くて電気絶縁性に劣る。このため、この硬化物を第
3図に示す半導体パンケージ31の封止樹脂6に用いる
と、信頼性に欠けるという問題が生じる。
他方、第4図に示す封止構造では、接着樹脂9としてア
ミン系硬化剤を含むエポキシ樹脂組°成物の硬化物を用
いると、基板2と金属製ケース10との密着性は良いが
、半導体素子を封止するシリコーンゲルが、透湿性の高
いものであるため、耐湿信頼性に欠けるという欠点を持
っている。
ミン系硬化剤を含むエポキシ樹脂組°成物の硬化物を用
いると、基板2と金属製ケース10との密着性は良いが
、半導体素子を封止するシリコーンゲルが、透湿性の高
いものであるため、耐湿信頼性に欠けるという欠点を持
っている。
樹脂封止は、セラミックや金属などの無機物からなる容
器を用いた気密封止と異なり、封止樹脂内部、封止樹脂
と基板との界面、接着樹脂内部、接着樹脂と基板との界
面、接着樹脂とリッドとの界面、さらには、基板内部の
水分浸入を避けることができない。
器を用いた気密封止と異なり、封止樹脂内部、封止樹脂
と基板との界面、接着樹脂内部、接着樹脂と基板との界
面、接着樹脂とリッドとの界面、さらには、基板内部の
水分浸入を避けることができない。
そこで、この発明は、封止信頼性が高く、しかも、金属
製ケースとの接合性も高い半導体パッケージを提供する
ことを第1の課題とし、そのような半導体パンケージを
得ることができる半導体パッケージの製法を提供するこ
とを第2の課題とする。
製ケースとの接合性も高い半導体パッケージを提供する
ことを第1の課題とし、そのような半導体パンケージを
得ることができる半導体パッケージの製法を提供するこ
とを第2の課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記第1の課題を解決するため、請求項1および2の各
発明にかかる半導体パンケージは、基板表面に搭載され
た半導体素子およびそのボンディング材料が、酸無水物
を硬化剤として含む酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物の
硬化物で封止されているとともに、前記基板が、その上
から金属製ケースにより覆われ、同金属製ケースが、ア
ミン化合物を硬化剤として含むアミン系硬化エポキシ樹
脂組成物の硬化物で前記基板に接合されているものとさ
れている。
発明にかかる半導体パンケージは、基板表面に搭載され
た半導体素子およびそのボンディング材料が、酸無水物
を硬化剤として含む酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物の
硬化物で封止されているとともに、前記基板が、その上
から金属製ケースにより覆われ、同金属製ケースが、ア
ミン化合物を硬化剤として含むアミン系硬化エポキシ樹
脂組成物の硬化物で前記基板に接合されているものとさ
れている。
請求項2の発明にかかる半導体パッケージは、以上に加
えてさらに、酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物が、酸無
水物を、エポキシ官能基1 (IMIに対して酸無水物
官能基0.6〜0.9個の割合で含むとともに、酸無水
物の一部が、下記構造式(A)で表される化合物Aであ
り、同化合物Aと残りの酸無水物との重量比が、 化合物A O,57,0 であるものとされている。
えてさらに、酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物が、酸無
水物を、エポキシ官能基1 (IMIに対して酸無水物
官能基0.6〜0.9個の割合で含むとともに、酸無水
物の一部が、下記構造式(A)で表される化合物Aであ
り、同化合物Aと残りの酸無水物との重量比が、 化合物A O,57,0 であるものとされている。
上記第2の課題を解決するため、請求項3の発明にかか
る半導体パッケージの製法は、基板表面に搭載された半
導体素子およびそのボンディング材料を、酸無水物を硬
化剤として含む酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物で封止
しておくとともに、開口部が上を向くようにして設置さ
れた金属製ケース内に、アミン化合物を硬化剤として含
むアミン系硬化液状エポキシ樹脂組成物を入れておき、
前記基板をその封止面側から前記ケース内の樹脂組成物
と一体化した後、前記樹脂組成物の硬化を行い、前記基
板と金属製ケースとを接合するようにしている。
る半導体パッケージの製法は、基板表面に搭載された半
導体素子およびそのボンディング材料を、酸無水物を硬
化剤として含む酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物で封止
しておくとともに、開口部が上を向くようにして設置さ
れた金属製ケース内に、アミン化合物を硬化剤として含
むアミン系硬化液状エポキシ樹脂組成物を入れておき、
前記基板をその封止面側から前記ケース内の樹脂組成物
と一体化した後、前記樹脂組成物の硬化を行い、前記基
板と金属製ケースとを接合するようにしている。
請求項1および2の各発明にかかる半導体パッケージは
、半導体素子およびそのボンディング材料の封止が、上
記酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物の硬化物でなされて
いることにより、水蒸気。
、半導体素子およびそのボンディング材料の封止が、上
記酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物の硬化物でなされて
いることにより、水蒸気。
不純イオンなどから保護され、封止信頼性が良好であり
、基板と金属製ケースとの接合が上記アミン系硬化エポ
キシ樹脂組成物の硬化物でなされていることにより、強
固に固着されていて、ハンダデイツプ、ヒートサイクル
時に剥離を起こしにくい。したがって、実用に供しうる
ちのとすることができる。
、基板と金属製ケースとの接合が上記アミン系硬化エポ
キシ樹脂組成物の硬化物でなされていることにより、強
固に固着されていて、ハンダデイツプ、ヒートサイクル
時に剥離を起こしにくい。したがって、実用に供しうる
ちのとすることができる。
請求項2の発明にかかる半導体パッケージは、以上に加
えて、上記酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物における、
酸無水物基とエポキシ基との比、および、酸無水物中の
化合物Aの割合が上記のように設定されていることによ
り、封止信頼性がさらに向上している。
えて、上記酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物における、
酸無水物基とエポキシ基との比、および、酸無水物中の
化合物Aの割合が上記のように設定されていることによ
り、封止信頼性がさらに向上している。
請求項3の発明にかかる半導体パッケージの製法は、上
記のようになっていることにより、基板と金属製ケース
との間に気泡や未充填部分が生じにくくなる。
記のようになっていることにより、基板と金属製ケース
との間に気泡や未充填部分が生じにくくなる。
この発明では、半導体素子およびそのボンディング材料
周辺を覆うエポキシ樹脂組成物と、半導体素子を搭載し
た基板とこれに被せる金属製ケースとを接着するエポキ
シ樹脂組成物とを使い分けるようにしている。すなわち
、半導体素子およびそのボンディング材料周辺を覆う場
合には、硬化物中の極性基ができるだけ少なく、これに
より水分への親和性が小さいという特性を持つ酸無水物
硬化エポキシ樹脂組成物を用い、基板と金属製ケースと
を接着する場合には、硬化物中の極性基が多くて密着性
が高いという特性を持つアミン系硬化エポキシ樹脂組成
物を用いるのである。
周辺を覆うエポキシ樹脂組成物と、半導体素子を搭載し
た基板とこれに被せる金属製ケースとを接着するエポキ
シ樹脂組成物とを使い分けるようにしている。すなわち
、半導体素子およびそのボンディング材料周辺を覆う場
合には、硬化物中の極性基ができるだけ少なく、これに
より水分への親和性が小さいという特性を持つ酸無水物
硬化エポキシ樹脂組成物を用い、基板と金属製ケースと
を接着する場合には、硬化物中の極性基が多くて密着性
が高いという特性を持つアミン系硬化エポキシ樹脂組成
物を用いるのである。
前記酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂
、硬化剤としての酸無水物、その他必要に応じて適宜添
加される成分を含む。酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物
は、固形であってもよいが、液状であると、半導体素子
およびそのボンディング材料の近くに塗布したり、デイ
スペンサなどで付与したりすることにより、流動してそ
れらを隙間なく覆いやすい。
、硬化剤としての酸無水物、その他必要に応じて適宜添
加される成分を含む。酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物
は、固形であってもよいが、液状であると、半導体素子
およびそのボンディング材料の近くに塗布したり、デイ
スペンサなどで付与したりすることにより、流動してそ
れらを隙間なく覆いやすい。
前記アミン系硬化エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂
、硬化剤としてのアミン化合物、その他必要に応じて適
宜添加される成分を含む。この樹脂組成物も固形であっ
てもよいが、液状であると、金B製ケース内を隙間なく
充填しやすい。また、触媒により硬化する触媒系硬化エ
ポキシ樹脂組成物でもよい。この場合、アミン化合物硬
化剤を含んでいてもよい。
、硬化剤としてのアミン化合物、その他必要に応じて適
宜添加される成分を含む。この樹脂組成物も固形であっ
てもよいが、液状であると、金B製ケース内を隙間なく
充填しやすい。また、触媒により硬化する触媒系硬化エ
ポキシ樹脂組成物でもよい。この場合、アミン化合物硬
化剤を含んでいてもよい。
この発明で用いるエポキシ樹脂としては特に限定はなく
、たとえば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、
ビスフェノールFジグリシジルエーテルなどのいわゆる
エピ−ビス型エポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂
グリシジルエーテルなどのフェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、クレゾールノボランク樹脂のグリシジルエー
テルなどのタレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環
式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、それぞれ
、単独で、または、複数混合して使用することができる
。また、これら以外のエポキシ樹脂を用いるよう≠であ
ってもよい。硬化物の高信頼性、高剛性、高密着性を得
るためには、エポキシ樹脂として、ビスフェノールA型
エポキシ樹脂を用いることが好ましい。樹脂組成物を液
状とする場合には、エポキシ樹脂も液状のものを用いる
と便利である。
、たとえば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、
ビスフェノールFジグリシジルエーテルなどのいわゆる
エピ−ビス型エポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂
グリシジルエーテルなどのフェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、クレゾールノボランク樹脂のグリシジルエー
テルなどのタレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環
式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、それぞれ
、単独で、または、複数混合して使用することができる
。また、これら以外のエポキシ樹脂を用いるよう≠であ
ってもよい。硬化物の高信頼性、高剛性、高密着性を得
るためには、エポキシ樹脂として、ビスフェノールA型
エポキシ樹脂を用いることが好ましい。樹脂組成物を液
状とする場合には、エポキシ樹脂も液状のものを用いる
と便利である。
前記酸無水物としては、たとえば、無水フタル酸、無水
トリメリット酸、無水ピロメリット酸無水ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸等の芳香族酸無水物、メチルテトラ
ヒドロフタル酸無水物(MTHPA)、メチルへキサヒ
ドロフタル酸無水物(MHHPA)、テトラヒドロフタ
ル酸無水物へキサヒドロフタル酸無水物。メチルブテニ
ルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルシクロヘキセン
テトラカルボン酸無水物等の環状脂肪族酸無水物、化合
物A等が挙げられる。これらは、それぞれ、単独で、ま
たは、複数混合して使用することができる。また、これ
ら以外の酸無水物系硬化剤を用いるようであってもよい
。樹脂組成物を液状とする場合には、酸無水物も液状の
ものを用いると便利である。なお、1分子中に1個の酸
無水物基を有する単官能酸無水物、たとえば、MTHP
Aおよび/またはM HHP Aなどと、1分子中に複
数個の酸無水物基を有する多官能酸無水物、たとえば、
化合物Aなどとを併用するようにしてもよい。
トリメリット酸、無水ピロメリット酸無水ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸等の芳香族酸無水物、メチルテトラ
ヒドロフタル酸無水物(MTHPA)、メチルへキサヒ
ドロフタル酸無水物(MHHPA)、テトラヒドロフタ
ル酸無水物へキサヒドロフタル酸無水物。メチルブテニ
ルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルシクロヘキセン
テトラカルボン酸無水物等の環状脂肪族酸無水物、化合
物A等が挙げられる。これらは、それぞれ、単独で、ま
たは、複数混合して使用することができる。また、これ
ら以外の酸無水物系硬化剤を用いるようであってもよい
。樹脂組成物を液状とする場合には、酸無水物も液状の
ものを用いると便利である。なお、1分子中に1個の酸
無水物基を有する単官能酸無水物、たとえば、MTHP
Aおよび/またはM HHP Aなどと、1分子中に複
数個の酸無水物基を有する多官能酸無水物、たとえば、
化合物Aなどとを併用するようにしてもよい。
酸無水物硬化剤が過剰に存在すると、硬化物が、下記構
造式のようにカルボン酸極性基(カルボキシル基)を持
つようになる。このため、密着性は高まるが、水分が硬
化物そのものの内部を通りやすくなり、信頼性が悪くな
ることがある。
造式のようにカルボン酸極性基(カルボキシル基)を持
つようになる。このため、密着性は高まるが、水分が硬
化物そのものの内部を通りやすくなり、信頼性が悪くな
ることがある。
したがって、酸無水物の使用割合は、エポキシ樹脂のエ
ポキシ基1個に対して、酸無水物の酸無水物基、 が0.6〜0.9個の割合となるように酸無水物を用い
る、すなわち、エポキシ基に対して0.6〜09g当量
の酸無水物を用いることが好ましい。この割合が0.6
よりも小さいと、充分な硬化が得られず、0.9よりも
大きいと、耐湿信頼性が劣ることがある。
ポキシ基1個に対して、酸無水物の酸無水物基、 が0.6〜0.9個の割合となるように酸無水物を用い
る、すなわち、エポキシ基に対して0.6〜09g当量
の酸無水物を用いることが好ましい。この割合が0.6
よりも小さいと、充分な硬化が得られず、0.9よりも
大きいと、耐湿信頼性が劣ることがある。
酸無水物系硬化剤は、下記構造式(A)で表される化合
物A、すなわち、5− (2,5ジオキソテトラヒドロ
−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−
1,2−ジカルボン酸無水物を含むことが好ましい。化
合物Aの割合は、重量比で、 化合物A O,57,0 の範囲内であることが好ましい。この範囲を外れると、
耐熱性を向上させられないことがある。なお、前記化合
物A以外の酸無水物としては、液状の酸無水物、たとえ
ば、単官能酸無水物が使用される。
物A、すなわち、5− (2,5ジオキソテトラヒドロ
−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−
1,2−ジカルボン酸無水物を含むことが好ましい。化
合物Aの割合は、重量比で、 化合物A O,57,0 の範囲内であることが好ましい。この範囲を外れると、
耐熱性を向上させられないことがある。なお、前記化合
物A以外の酸無水物としては、液状の酸無水物、たとえ
ば、単官能酸無水物が使用される。
前記アミン化合物としては、第1アミン、第2アミン、
第3アミンのいずれもが使用される。たとえば、芳香族
アミン系化合物、脂肪族アミン系化合物、ジヒドラジド
類、ジシアンジアミド、NH基を有するイミダゾール化
合物、アミンイミドなどが挙げられる。これらは、それ
ぞれ、単独で、または、複数混合して使用することがで
きる。また、これら以外のアミン系硬化剤を用いるよう
であってもよい。前記触媒としては、たとえば、通常、
エポキシ樹脂組成物に使用されるものが使用される。
第3アミンのいずれもが使用される。たとえば、芳香族
アミン系化合物、脂肪族アミン系化合物、ジヒドラジド
類、ジシアンジアミド、NH基を有するイミダゾール化
合物、アミンイミドなどが挙げられる。これらは、それ
ぞれ、単独で、または、複数混合して使用することがで
きる。また、これら以外のアミン系硬化剤を用いるよう
であってもよい。前記触媒としては、たとえば、通常、
エポキシ樹脂組成物に使用されるものが使用される。
この発明で用いる両エポキシ樹脂組成物は、それぞれ、
最終的に上述した各必須成分が混合1分散、混練された
状態となるのであれば、−液性組成物、二液性組成物、
ペレット材等、供給される形態は特に限定されない。ま
た、通常、エポキシ樹脂組成物に添加される各種の添加
剤のうち、この発明の目的に反しない物質については、
作用効果を阻害しない量であれば、配合することもでき
る。そのような添加剤としては、たとえば、硬化促進剤
、充填材、顔料、希釈剤、カップリング剤、レベリング
剤、消泡剤、イオントラ・/プ剤などが挙げられる。こ
れらは、いずれか1種だけが用いられたり、2種以上が
用いられたりする。
最終的に上述した各必須成分が混合1分散、混練された
状態となるのであれば、−液性組成物、二液性組成物、
ペレット材等、供給される形態は特に限定されない。ま
た、通常、エポキシ樹脂組成物に添加される各種の添加
剤のうち、この発明の目的に反しない物質については、
作用効果を阻害しない量であれば、配合することもでき
る。そのような添加剤としては、たとえば、硬化促進剤
、充填材、顔料、希釈剤、カップリング剤、レベリング
剤、消泡剤、イオントラ・/プ剤などが挙げられる。こ
れらは、いずれか1種だけが用いられたり、2種以上が
用いられたりする。
前記硬化促進剤としては、第3アミンもしくはその塩、
トリアゾール類もしくはその塩、イミダゾール類もしく
はその塩、有機金属錯塩、有機酸金属塩、第4級アンモ
ニウム塩、ホスフィン類、ホスホニウム塩、ジアザビシ
クロアルケン類もしくはその塩など、公知のものが、単
独でまたは2種以上混合して使用される。これら硬化促
進剤は1液タイプ、2液タイプのいずれを用いてもよい
。耐湿性の優れた硬化物が得られるという点からは、硬
化促進剤として、ジアザビシクロウンデセン(D B
U)塩を用いるのがよい。DBU塩とは、DBUカチオ
ンとそれに対応する対アニオンとからなるものを言う。
トリアゾール類もしくはその塩、イミダゾール類もしく
はその塩、有機金属錯塩、有機酸金属塩、第4級アンモ
ニウム塩、ホスフィン類、ホスホニウム塩、ジアザビシ
クロアルケン類もしくはその塩など、公知のものが、単
独でまたは2種以上混合して使用される。これら硬化促
進剤は1液タイプ、2液タイプのいずれを用いてもよい
。耐湿性の優れた硬化物が得られるという点からは、硬
化促進剤として、ジアザビシクロウンデセン(D B
U)塩を用いるのがよい。DBU塩とは、DBUカチオ
ンとそれに対応する対アニオンとからなるものを言う。
このようなりBU塩としては、たとえば、DBU−フェ
ノールノボラック樹脂塩、DBU−オクチル酸塩、DB
U−ホウ酸塩、DBU−フタル酸塩、DBU−1−ルエ
ンスルフォン酸塩など種々のものが挙げられる。これら
DBU塩も、それぞれ、単独で、または、複数混合して
使用することができる。
ノールノボラック樹脂塩、DBU−オクチル酸塩、DB
U−ホウ酸塩、DBU−フタル酸塩、DBU−1−ルエ
ンスルフォン酸塩など種々のものが挙げられる。これら
DBU塩も、それぞれ、単独で、または、複数混合して
使用することができる。
前記充填材としては、エポキシ樹脂に使用される一般的
なものが使用される。たとえば、熔融シリカ、結晶シリ
カ、タルク、炭酸カルシウムなどが、それぞれ、単独で
または複数混合して用いられる。これら以外の充填材も
使用できるが、耐湿信頼性に悪影響を与える遊離イオン
や加水分解性ハロゲンの含有量が少ないものが好ましい
。
なものが使用される。たとえば、熔融シリカ、結晶シリ
カ、タルク、炭酸カルシウムなどが、それぞれ、単独で
または複数混合して用いられる。これら以外の充填材も
使用できるが、耐湿信頼性に悪影響を与える遊離イオン
や加水分解性ハロゲンの含有量が少ないものが好ましい
。
なお、酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物に充填材を用い
る場合、バンプボンディングされている半導体素子を封
止するのであれば、充填材は、平均粒径が10μm以下
であり、かつ、50μm以上の粒径の粒子が全充填材中
に1重量%以下しか含まれていないものを使用し、液状
エポキシ樹脂組成物の充填材含量は、10〜60重量%
とすることが好ましい。これらの数値範囲を外れると、
樹脂組成物を狭い間隙に侵入させにくくなったり、線膨
張率、吸湿率が大きくなったりして、封止に適さなくな
ることがある。
る場合、バンプボンディングされている半導体素子を封
止するのであれば、充填材は、平均粒径が10μm以下
であり、かつ、50μm以上の粒径の粒子が全充填材中
に1重量%以下しか含まれていないものを使用し、液状
エポキシ樹脂組成物の充填材含量は、10〜60重量%
とすることが好ましい。これらの数値範囲を外れると、
樹脂組成物を狭い間隙に侵入させにくくなったり、線膨
張率、吸湿率が大きくなったりして、封止に適さなくな
ることがある。
前記顔料としては、たとえば、カーボンブランク、ベン
ガラ、チタンホワイトなどの一般に使用されるものが挙
げられる。前記希釈剤としては、たとえば、フェニルグ
リシジルエーテルなどが挙げられる。カップリング剤と
しては、たとえば、シランカップリング剤などが挙げら
れる。
ガラ、チタンホワイトなどの一般に使用されるものが挙
げられる。前記希釈剤としては、たとえば、フェニルグ
リシジルエーテルなどが挙げられる。カップリング剤と
しては、たとえば、シランカップリング剤などが挙げら
れる。
第1図はこの発明の半導体パンケージの1実施例を表し
、第2図はその製造途中の1過程を表す。これらの図に
みるように、基Fj、2に半導体装置(半導体チップ)
3が搭載されている。半導体素子3の基板2への搭載は
、この実施例のように基板中央に設けたキャビティー1
2の底で行うようにしてもよいが、キャビティー12を
設けずに平らな基板表面で行うようにしてもよい。この
基板2の表面には、電路7・・・が形成されているとと
もに、同電路7・・・にリードピン8・・・が電気的に
接続されている。リードピン8・・・は基板2の裏面か
ら突出している。半導体素子3のパッドと電路7とは、
ボンディングワイヤー4で電気的に接続されている。こ
れにより、半導体素子3への入出力はリードピン8を介
してなされる。なお、半導体素子3は、ワイヤーボンデ
ィングされていることに限定されず、たとえば、バンプ
などワイヤー以外のボンディング材料によりボンディン
グされていてもよい。
、第2図はその製造途中の1過程を表す。これらの図に
みるように、基Fj、2に半導体装置(半導体チップ)
3が搭載されている。半導体素子3の基板2への搭載は
、この実施例のように基板中央に設けたキャビティー1
2の底で行うようにしてもよいが、キャビティー12を
設けずに平らな基板表面で行うようにしてもよい。この
基板2の表面には、電路7・・・が形成されているとと
もに、同電路7・・・にリードピン8・・・が電気的に
接続されている。リードピン8・・・は基板2の裏面か
ら突出している。半導体素子3のパッドと電路7とは、
ボンディングワイヤー4で電気的に接続されている。こ
れにより、半導体素子3への入出力はリードピン8を介
してなされる。なお、半導体素子3は、ワイヤーボンデ
ィングされていることに限定されず、たとえば、バンプ
などワイヤー以外のボンディング材料によりボンディン
グされていてもよい。
基板2表面にはキャビティー12を囲むように枠5が形
成されている。この枠5は、半導体素子3およびボンデ
ィングワイヤー4をも囲むような高さにされている。枠
5は、封止樹脂6、すなわち上記酸無水物硬化エポキシ
樹脂組成物が液状である場合、流れるのをせきとめるた
めに設けられるが、設けられなくてもよい。
成されている。この枠5は、半導体素子3およびボンデ
ィングワイヤー4をも囲むような高さにされている。枠
5は、封止樹脂6、すなわち上記酸無水物硬化エポキシ
樹脂組成物が液状である場合、流れるのをせきとめるた
めに設けられるが、設けられなくてもよい。
デイスペンサ等を用いて、第2図にみるように、枠5内
を封止樹脂6でスポット封止する。このスポット封止は
、封止樹脂6を枠5内の半導体素子3およびキャビティ
ー12周りの基板表面部分に塗布し、塗布された封止樹
脂6がキャビティー12内に自然と流れ込むまで放置す
るようにして行う。スポット封止後は、封止樹脂6をゲ
ル化して流動性がなくなる条件で熱処理してゲル化させ
る。
を封止樹脂6でスポット封止する。このスポット封止は
、封止樹脂6を枠5内の半導体素子3およびキャビティ
ー12周りの基板表面部分に塗布し、塗布された封止樹
脂6がキャビティー12内に自然と流れ込むまで放置す
るようにして行う。スポット封止後は、封止樹脂6をゲ
ル化して流動性がなくなる条件で熱処理してゲル化させ
る。
そして、−面が開口された金属製ケース〔または、リッ
ド(LID))10を開口部が上を向くようにして台の
上に置き、ケース10内に、接着樹脂9すなわち上記ア
ミン系硬化液状エポキシ樹脂組成物を入れておいて、基
板2をその樹脂封止部分が下を向くようにしてケース1
0内の樹脂組成物に押し付け、基板2とケース10とを
一体化させる。
ド(LID))10を開口部が上を向くようにして台の
上に置き、ケース10内に、接着樹脂9すなわち上記ア
ミン系硬化液状エポキシ樹脂組成物を入れておいて、基
板2をその樹脂封止部分が下を向くようにしてケース1
0内の樹脂組成物に押し付け、基板2とケース10とを
一体化させる。
この後、その状態でまたは逆様にしてアミン系硬化液状
エポキシ樹脂組成物の硬化を行って、基板2と金属製ケ
ースlOとを接合、固着するのである。
エポキシ樹脂組成物の硬化を行って、基板2と金属製ケ
ースlOとを接合、固着するのである。
以上のようにして封止を行うと、枠5内、キャビティー
12内に気泡が残りに<<、半導体素子3やボンディン
グワイヤ4の周りに気泡のない半導体装置を歩留まり良
く得ることができる。
12内に気泡が残りに<<、半導体素子3やボンディン
グワイヤ4の周りに気泡のない半導体装置を歩留まり良
く得ることができる。
あるいは、第2図に示す状態で、基板2上にアミン系硬
化液状エポキシ樹脂組成物を載せ、その上から金属製ケ
ース10を被せて押し付け、一体化させるようにしても
よい。接着樹脂9は、封止樹脂6で封止した部分の周り
を囲むようにして金属製ケース10と基板2とを接合す
るのであれば、ケース10と基板2との間を完全に満た
している必要はなく、その配置状態は特に限定されない
。この発明にかかる半導体パッケージは、製造方法に限
定はない。
化液状エポキシ樹脂組成物を載せ、その上から金属製ケ
ース10を被せて押し付け、一体化させるようにしても
よい。接着樹脂9は、封止樹脂6で封止した部分の周り
を囲むようにして金属製ケース10と基板2とを接合す
るのであれば、ケース10と基板2との間を完全に満た
している必要はなく、その配置状態は特に限定されない
。この発明にかかる半導体パッケージは、製造方法に限
定はない。
上記酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物は、金属製ケース
を被せる前に硬化させてもよく、ゲル化させたり、させ
なかったりしてもよいが、上記のように逆様にして作業
する場合には、硬化またはゲル化を行っておくと便利で
ある。
を被せる前に硬化させてもよく、ゲル化させたり、させ
なかったりしてもよいが、上記のように逆様にして作業
する場合には、硬化またはゲル化を行っておくと便利で
ある。
上記金属製ケースは、鉄、アルミニウム、銅など、形状
が保持でき、適度の強度があるものであれば、いかなる
材質のものであってもよい。特に、水蒸気の透過性が全
くないものが望ましい。しかも、防錆や絶縁の観点から
、表面を酸化処理または塗装など、絶縁処理したものが
好ましい。
が保持でき、適度の強度があるものであれば、いかなる
材質のものであってもよい。特に、水蒸気の透過性が全
くないものが望ましい。しかも、防錆や絶縁の観点から
、表面を酸化処理または塗装など、絶縁処理したものが
好ましい。
前記基板2は、ガラス−エポキシ基板などの樹脂基板、
セラミック基板などが使用される。基板として樹脂基板
を用いる場合には、半導体素子の搭載面の裏面に金属箔
など、全屈の薄膜を形成しておくと、基板を通っての吸
湿を低減することができる。
セラミック基板などが使用される。基板として樹脂基板
を用いる場合には、半導体素子の搭載面の裏面に金属箔
など、全屈の薄膜を形成しておくと、基板を通っての吸
湿を低減することができる。
以上では、この発明にかかる半導体パッケージがプラス
チックピングリッドアレイ (PPGA)として説明し
てきたが、この発明は、PPGAに限定するものではな
い。
チックピングリッドアレイ (PPGA)として説明し
てきたが、この発明は、PPGAに限定するものではな
い。
以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は、下記実施例に限定されない。
が、この発明は、下記実施例に限定されない。
なお、下記実施例および比較例で用いた、酸無水物硬化
エポキシ樹脂組成物の配合を第1表に、アミン系硬化エ
ポキシ樹脂組成物の配合を第2表にそれぞれ示した。ま
た、実施例6で用いたアミン系硬化エポキシ樹脂組成物
は、市販のアミン系封止材CV−5162(松下電工株
式会社製)であった・ 一実施例1− 酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物、および、アミン系硬
化エポキシ樹脂組成物として、それぞれ、第3表に示す
ものを用いた。
エポキシ樹脂組成物の配合を第1表に、アミン系硬化エ
ポキシ樹脂組成物の配合を第2表にそれぞれ示した。ま
た、実施例6で用いたアミン系硬化エポキシ樹脂組成物
は、市販のアミン系封止材CV−5162(松下電工株
式会社製)であった・ 一実施例1− 酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物、および、アミン系硬
化エポキシ樹脂組成物として、それぞれ、第3表に示す
ものを用いた。
基板2として、64ピンPPGA基板(松下電工株式会
社製)を用い、半導体素子3として、2000ゲ一トC
MO3素子(60ワイヤー)を用いた。ボンディングワ
イヤー4は、25μ重の金線を用いた。金属製ケース1
0は、アルミニウム製のものを用いた。基板2および枠
5は、ガうスーエボキシからなるものを用いた。
社製)を用い、半導体素子3として、2000ゲ一トC
MO3素子(60ワイヤー)を用いた。ボンディングワ
イヤー4は、25μ重の金線を用いた。金属製ケース1
0は、アルミニウム製のものを用いた。基板2および枠
5は、ガうスーエボキシからなるものを用いた。
基板2のキャビティー12内に半導体素子3を銀ペース
トでダイボンディングし、ワイヤー4・・・でワイヤー
ボンディングした。基板2には、第1図および第2図に
みるように、キャビティー12を囲むように枠5を設置
した。
トでダイボンディングし、ワイヤー4・・・でワイヤー
ボンディングした。基板2には、第1図および第2図に
みるように、キャビティー12を囲むように枠5を設置
した。
この基板2に搭載された半導体素子3およびそのボンデ
ィングワイヤー4・・・を、第2図にみるように、搭載
面を上に向けた状態で酸無水物硬化液状エポキシ樹脂組
成物で覆って枠5内を満たした後、100℃71時間+
160℃15時間の条件で硬化を行った。6は、その硬
化物からなる封止樹脂である。
ィングワイヤー4・・・を、第2図にみるように、搭載
面を上に向けた状態で酸無水物硬化液状エポキシ樹脂組
成物で覆って枠5内を満たした後、100℃71時間+
160℃15時間の条件で硬化を行った。6は、その硬
化物からなる封止樹脂である。
次に、金属製ケース10をその開口部が上向きとなるよ
うに準備して、その中にアミン系硬化液状エポキシ樹脂
組成物を入れた。この状態で、先に硬化処理を行った基
板2をその搭載面側からケース10内の樹脂組成物中に
押し付けて一体化した後、樹脂組成物を150℃/10
時間の条件で硬化させて、第1図に示すような半導体パ
ッケージlを得た。9は、その硬化物からなる接着樹脂
である。
うに準備して、その中にアミン系硬化液状エポキシ樹脂
組成物を入れた。この状態で、先に硬化処理を行った基
板2をその搭載面側からケース10内の樹脂組成物中に
押し付けて一体化した後、樹脂組成物を150℃/10
時間の条件で硬化させて、第1図に示すような半導体パ
ッケージlを得た。9は、その硬化物からなる接着樹脂
である。
一実施例2〜6および比較例1〜3−
酸無水物硬化液状エポキシ樹脂組成物、および、アミン
系硬化液状エポキシ樹脂組成物として、それぞれ、第3
表に示すものを使用したこと以外は、実施例1と同様に
して半導体パンケージを得た。なお、比較例3では、B
−5を封止樹脂6で封止した部分を囲むようにしてケー
ス10と基板2との間に介在させて50gfの加圧下、
150℃で10時間の条件で硬化させて第4図に示すよ
うな半導体パッケージを得た。
系硬化液状エポキシ樹脂組成物として、それぞれ、第3
表に示すものを使用したこと以外は、実施例1と同様に
して半導体パンケージを得た。なお、比較例3では、B
−5を封止樹脂6で封止した部分を囲むようにしてケー
ス10と基板2との間に介在させて50gfの加圧下、
150℃で10時間の条件で硬化させて第4図に示すよ
うな半導体パッケージを得た。
実施例および比較例で得られた各半導体パッケージにつ
いて、PCT、ヒートサイクル試験、半田デイツプ試験
および塩水噴霧耐湿試験を行い、結果を第3表に示した
。PCTは、2気圧、121 ’cで500時間行い、
その後の不良率を調べた。ヒートサイクル試験は、マイ
ナス65℃で30分間〜室温(r、 t、 )で5分間
〜150℃で30分間という処理を空気(気相)中で5
00サイクル行い、その後の不良率を調べた。半田デイ
ツプ試験は、260℃の半田に10秒間デイツプした後
、ケース部分を顕微鏡で観察し、剥離の認められたもの
を不良と判定し、不良率を調べた。塩水噴霧耐湿試験は
、5%NaClを35℃で24時間噴霧した後、121
℃、2気圧のPCTを200時間行った後の不良率を調
べた。
いて、PCT、ヒートサイクル試験、半田デイツプ試験
および塩水噴霧耐湿試験を行い、結果を第3表に示した
。PCTは、2気圧、121 ’cで500時間行い、
その後の不良率を調べた。ヒートサイクル試験は、マイ
ナス65℃で30分間〜室温(r、 t、 )で5分間
〜150℃で30分間という処理を空気(気相)中で5
00サイクル行い、その後の不良率を調べた。半田デイ
ツプ試験は、260℃の半田に10秒間デイツプした後
、ケース部分を顕微鏡で観察し、剥離の認められたもの
を不良と判定し、不良率を調べた。塩水噴霧耐湿試験は
、5%NaClを35℃で24時間噴霧した後、121
℃、2気圧のPCTを200時間行った後の不良率を調
べた。
第3表かられかるように、各実施例で得られた半導体パ
ッケージは、不良が認められないのに対し、各比較例で
得られたものは、いずれかの試験で不良が見られた。
ッケージは、不良が認められないのに対し、各比較例で
得られたものは、いずれかの試験で不良が見られた。
請求項1および2の各発明にかかる半導体パソーゲージ
は、以上のようなものであるので、信頼性ムこ優れてい
るとともに、ケースの密着性にも優れている。
は、以上のようなものであるので、信頼性ムこ優れてい
るとともに、ケースの密着性にも優れている。
請求項2の発明にかかる半導体パンケージは、信頼性の
より高いものとすることができる。
より高いものとすることができる。
請求項3の発明にかかる半導体パッケージの製法は、以
上のようなものであるので、信頼性に優れ、う−−スの
密着性にも優れた半導体パッケージを得ることができる
。
上のようなものであるので、信頼性に優れ、う−−スの
密着性にも優れた半導体パッケージを得ることができる
。
第1図はこの発明にかかる半導体パッケージの1実施例
の断面図、第2図はその製造途中の1例を表す断面図、
第3図および第4図はそれぞれ従来の半導体パッケージ
の1例の断面図である。
の断面図、第2図はその製造途中の1例を表す断面図、
第3図および第4図はそれぞれ従来の半導体パッケージ
の1例の断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 基板表面に搭載された半導体素子およびそのボンデ
ィング材料が、酸無水物を硬化剤として含む酸無水物硬
化エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止されているととも
に、前記基板が、その上から金属製ケースにより覆われ
、同金属製ケースが、アミン化合物を硬化剤として含む
アミン系硬化エポキシ樹脂組成物の硬化物で前記基板に
接合されている半導体パッケージ。 2 酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物が、酸無水物を、
エポキシ官能基1個に対して酸無水物官能基0.6〜0
.9個の割合で含むとともに、酸無水物の一部が、下記
構造式(2)で表される化合物Aであり、同化合物Aと
残りの酸無水物との重量比が残りの酸無水物/化合物A
=9.5/0.5〜3.0/7.0である請求項1記載
の半導体パッケージ。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(A) 3 基板表面に搭載された半導体素子およびそのボンデ
ィング材料を、酸無水物を硬化剤として含む酸無水物硬
化エポキシ樹脂組成物で封止しておくとともに、開口部
が上を向くようにして設置された金属製ケース内に、ア
ミン化合物を硬化剤として含むアミン系硬化液状エポキ
シ樹脂組成物を入れておき、前記基板をその封止面側か
ら前記ケース内の樹脂組成物と一体化した後、前記樹脂
組成物の硬化を行い、前記基板と金属製ケースとを接合
する半導体パッケージの製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18076288A JPH0230170A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 半導体パッケージおよびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18076288A JPH0230170A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 半導体パッケージおよびその製法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0230170A true JPH0230170A (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=16088880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18076288A Pending JPH0230170A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 半導体パッケージおよびその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0230170A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100225237B1 (ko) * | 1996-12-06 | 1999-10-15 | 김규현 | 반도체 패키지 |
US7221541B2 (en) | 1992-11-27 | 2007-05-22 | Fujitsu Limited | Magnetic head supporting mechanism |
JPWO2008032399A1 (ja) * | 2006-09-15 | 2010-01-21 | パイオニア株式会社 | 記録媒体駆動装置およびディスク装置 |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP18076288A patent/JPH0230170A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7221541B2 (en) | 1992-11-27 | 2007-05-22 | Fujitsu Limited | Magnetic head supporting mechanism |
KR100225237B1 (ko) * | 1996-12-06 | 1999-10-15 | 김규현 | 반도체 패키지 |
JPWO2008032399A1 (ja) * | 2006-09-15 | 2010-01-21 | パイオニア株式会社 | 記録媒体駆動装置およびディスク装置 |
JP4850251B2 (ja) * | 2006-09-15 | 2012-01-11 | パイオニア株式会社 | 記録媒体駆動装置およびディスク装置 |
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