JPH065742A - 半導体装置、その封止に用いられる樹脂および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置、その封止に用いられる樹脂および半導体装置の製造方法Info
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- JPH065742A JPH065742A JP4162804A JP16280492A JPH065742A JP H065742 A JPH065742 A JP H065742A JP 4162804 A JP4162804 A JP 4162804A JP 16280492 A JP16280492 A JP 16280492A JP H065742 A JPH065742 A JP H065742A
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- H10W74/01—
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- H10W74/47—
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- H10W76/47—
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
- H05K3/285—Permanent coating compositions
-
- H10W72/5524—
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- H10W72/884—
-
- H10W74/00—
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型化、低コスト化することのできる半導体
装置を得ることを目的とする。 【構成】 ケース４のベース板５上に電極端子２、素子
６およびワイヤー７が配され、ケース４内部にエポキシ
系樹脂１のみが充填されている。エポキシ系樹脂１は、
ハロゲンおよびアルカリ金属塩等の不純物含量が５ｐｐ
ｍ以下であり、硬化後の線膨張係数が５×１０-6〜２５
×１０-6である。 【効果】 この発明によれば、半導体装置を樹脂で直接
封止できるので厚さの薄い半導体装置を低コストで得る
ことができる。
装置を得ることを目的とする。 【構成】 ケース４のベース板５上に電極端子２、素子
６およびワイヤー７が配され、ケース４内部にエポキシ
系樹脂１のみが充填されている。エポキシ系樹脂１は、
ハロゲンおよびアルカリ金属塩等の不純物含量が５ｐｐ
ｍ以下であり、硬化後の線膨張係数が５×１０-6〜２５
×１０-6である。 【効果】 この発明によれば、半導体装置を樹脂で直接
封止できるので厚さの薄い半導体装置を低コストで得る
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ケース内に配された
電子部品に樹脂封止を施してなるインテリジェントパワ
ーモジュールのような半導体装置、特に低コスト化およ
び小型化することのできる半導体装置、それに用いられ
る樹脂、および半導体装置の製造方法に関する。
電子部品に樹脂封止を施してなるインテリジェントパワ
ーモジュールのような半導体装置、特に低コスト化およ
び小型化することのできる半導体装置、それに用いられ
る樹脂、および半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の電子部品には、薄膜抵抗、
ＩＣ、ハイブリッドＩＣ、トランジスタ、ダイオードな
どがある。種々の環境条件下における半導体装置の信頼
性向上のために、上記電子部品は基板上に実装されてパ
ッケージに収容される。一般に半導体分野では、低コス
ト化が可能な樹脂パッケージに移行しているのが現状で
ある。
ＩＣ、ハイブリッドＩＣ、トランジスタ、ダイオードな
どがある。種々の環境条件下における半導体装置の信頼
性向上のために、上記電子部品は基板上に実装されてパ
ッケージに収容される。一般に半導体分野では、低コス
ト化が可能な樹脂パッケージに移行しているのが現状で
ある。
【０００３】この樹脂パッケージには、トランスファー
モールド、キャステイ ング、デイ ッピング、粉体塗装、
ドロッピング、タブレット、ポッテイングなどの方法が
あるが、特に、微細な構造をもつ部分やモジュール等
は、プリコート材（部分保護膜）やバッファーコート材
（全面保護膜）等により保護されている。
モールド、キャステイ ング、デイ ッピング、粉体塗装、
ドロッピング、タブレット、ポッテイングなどの方法が
あるが、特に、微細な構造をもつ部分やモジュール等
は、プリコート材（部分保護膜）やバッファーコート材
（全面保護膜）等により保護されている。
【０００４】特に、トランジスタや、パワーモジュー
ル、トランジスタモジュール、ハイブリッドＩＣ等の混
成部品は、上記の電子部品表面に全面保護膜を設けた
後、通常の液状エポキシ樹脂を注入硬化することにより
封止されている。
ル、トランジスタモジュール、ハイブリッドＩＣ等の混
成部品は、上記の電子部品表面に全面保護膜を設けた
後、通常の液状エポキシ樹脂を注入硬化することにより
封止されている。
【０００５】例えば、パワー部品に関しては、一般に、
シリコンゲルなどのゲル状物をバッファーコート材とし
て用いて部品類を全面保護し、その上にエポキシ樹脂等
を注入することにより、封止が行われている。
シリコンゲルなどのゲル状物をバッファーコート材とし
て用いて部品類を全面保護し、その上にエポキシ樹脂等
を注入することにより、封止が行われている。
【０００６】そのような樹脂封止が成された従来構造の
半導体装置の断面図を図２に示す。この半導体装置２０
は、ベース板５を備えるケース４の内側に、電極端子
２、素子６、ワイヤー７のような部品を配してなる。電
極端子２、素子６およびワイヤー７はベース板４上に設
けられ、これらの部品の実装部分および電極端子２のベ
ンド部分３を囲むようにシリコンゲル８が注入され、そ
の上にエポキシ系の樹脂１が充填されている。ケース４
の内側全てを通常のエポキシ系の樹脂のみで充填する
と、硬化時に発生する応力および不純物イオンの作用に
より装置の信頼性が低下するので、緩衝剤として作用す
るこのシリコンゲル８が用いられているのである。
半導体装置の断面図を図２に示す。この半導体装置２０
は、ベース板５を備えるケース４の内側に、電極端子
２、素子６、ワイヤー７のような部品を配してなる。電
極端子２、素子６およびワイヤー７はベース板４上に設
けられ、これらの部品の実装部分および電極端子２のベ
ンド部分３を囲むようにシリコンゲル８が注入され、そ
の上にエポキシ系の樹脂１が充填されている。ケース４
の内側全てを通常のエポキシ系の樹脂のみで充填する
と、硬化時に発生する応力および不純物イオンの作用に
より装置の信頼性が低下するので、緩衝剤として作用す
るこのシリコンゲル８が用いられているのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ンゲルは高価であり、また、シリコンゲルを注入し硬化
させる工程を要するので、上記のような半導体装置２０
を得るにはコストがかかった。また、シリコンゲル８と
樹脂１との２層構造であるため、厚さ方向の小型化が困
難であった。
ンゲルは高価であり、また、シリコンゲルを注入し硬化
させる工程を要するので、上記のような半導体装置２０
を得るにはコストがかかった。また、シリコンゲル８と
樹脂１との２層構造であるため、厚さ方向の小型化が困
難であった。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑み成されたもので
あり、従来の半導体装置より少ない費用で得ることがで
き、小型化することのできる半導体装置およびそれに用
いられる樹脂を得ることを目的とする。
あり、従来の半導体装置より少ない費用で得ることがで
き、小型化することのできる半導体装置およびそれに用
いられる樹脂を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の発明
により達成される。 《第１の発明》 この発明では、(a) 底部を備える箱型
のケースと、(b) 上記底部の上に配された電子部品と、
(c) 上記電子部品を封止するように上記ケース内に充填
され硬化した樹脂とを備える半導体装置であって、上記
樹脂(c) は、(c-1) エポキシ樹脂成分１０〜３０重量
％、および(c-2) 粒子状のフィラー成分９０〜７０重量
％を含み、硬化後の線膨張係数が５×１０-6〜２５×１
０-6である半導体装置を提供する。 《第２の発明》 第２の発明による樹脂は、半導体装置
の封止に使用可能な硬化後の線膨張係数が５×１０-6〜
２５×１０-6の樹脂であって、(a) (a-1) ビスフェ
ノールＡ、シクロエポキシ、ビスフェノールＦからなる
群 より選択されるエポキシ樹脂１００部と、
(a-2) メチルＴＨＰＡ、メチルＭＭＰＡ、ＭＮＡ、Ｄ
ＤＳＡからなる群より選択される少なくとも一種の酸無
水物０〜１００部と、(a-3) イミダゾール類、三級ア
ミン、金属塩からなる群より選択される少なくとも一種
の触媒０. １〜１０部とを含むエポキシ樹脂成分１０〜
３０重量％と、(b) 溶融石英、石英、アルミナ、窒
化アルミニウムからなる群より選択される 少なく
とも一種の粒子状のフィラー成分９０〜７０重量％とを
含む。 《第３の発明》 第３の発明では、(a) 底部を備える箱
型ケースの上記底部分に電子部品を配する工程と、(b)
エポキシ樹脂成分１０〜３０重量％および粒子状のフィ
ラー成分９０〜７０重量％を含み硬化後の線膨張係数が
５×１０-6〜２５×１０-6である樹脂を、上記電子部品
を封止するように上記ケース内に充填し硬化させる工程
とを備える半導体装置の製造方法を提供する。
により達成される。 《第１の発明》 この発明では、(a) 底部を備える箱型
のケースと、(b) 上記底部の上に配された電子部品と、
(c) 上記電子部品を封止するように上記ケース内に充填
され硬化した樹脂とを備える半導体装置であって、上記
樹脂(c) は、(c-1) エポキシ樹脂成分１０〜３０重量
％、および(c-2) 粒子状のフィラー成分９０〜７０重量
％を含み、硬化後の線膨張係数が５×１０-6〜２５×１
０-6である半導体装置を提供する。 《第２の発明》 第２の発明による樹脂は、半導体装置
の封止に使用可能な硬化後の線膨張係数が５×１０-6〜
２５×１０-6の樹脂であって、(a) (a-1) ビスフェ
ノールＡ、シクロエポキシ、ビスフェノールＦからなる
群 より選択されるエポキシ樹脂１００部と、
(a-2) メチルＴＨＰＡ、メチルＭＭＰＡ、ＭＮＡ、Ｄ
ＤＳＡからなる群より選択される少なくとも一種の酸無
水物０〜１００部と、(a-3) イミダゾール類、三級ア
ミン、金属塩からなる群より選択される少なくとも一種
の触媒０. １〜１０部とを含むエポキシ樹脂成分１０〜
３０重量％と、(b) 溶融石英、石英、アルミナ、窒
化アルミニウムからなる群より選択される 少なく
とも一種の粒子状のフィラー成分９０〜７０重量％とを
含む。 《第３の発明》 第３の発明では、(a) 底部を備える箱
型ケースの上記底部分に電子部品を配する工程と、(b)
エポキシ樹脂成分１０〜３０重量％および粒子状のフィ
ラー成分９０〜７０重量％を含み硬化後の線膨張係数が
５×１０-6〜２５×１０-6である樹脂を、上記電子部品
を封止するように上記ケース内に充填し硬化させる工程
とを備える半導体装置の製造方法を提供する。
【００１０】これらの発明において、線膨張係数は温度
１°Ｃ当りの膨張の割合を表し、例えば５×１０-6は、
５×１０-6／°Ｃと表すこともできる。
１°Ｃ当りの膨張の割合を表し、例えば５×１０-6は、
５×１０-6／°Ｃと表すこともできる。
【００１１】
【作用】第１の発明の半導体装置は、電子部品を樹脂で
直接封止しゲル層を有さないので、小型化することがで
き、経済的である。第２の発明の樹脂は、線膨張係数が
小さいので半導体装置の電子部品を直接封止しても硬化
時に電子部品に応力がかからず半導体装置のそりも生じ
ない。第３の発明の半導体装置の製造方法は、ゲル注入
工程を含まないので短時間で行うことができ効率的であ
る。
直接封止しゲル層を有さないので、小型化することがで
き、経済的である。第２の発明の樹脂は、線膨張係数が
小さいので半導体装置の電子部品を直接封止しても硬化
時に電子部品に応力がかからず半導体装置のそりも生じ
ない。第３の発明の半導体装置の製造方法は、ゲル注入
工程を含まないので短時間で行うことができ効率的であ
る。
【００１２】
【実施例】実施例１．以下の手順により図１に示す半導
体装置１０を製造した。図示するように、ベース板５を
備えるケース４の内側に素子６およびワイヤー７並びに
電極端子２が実装さ４れている。そして、これらの部品
を封止するように、この発明の樹脂１がケース４内に充
填されている。
体装置１０を製造した。図示するように、ベース板５を
備えるケース４の内側に素子６およびワイヤー７並びに
電極端子２が実装さ４れている。そして、これらの部品
を封止するように、この発明の樹脂１がケース４内に充
填されている。
【００１３】この半導体装置１０は、ベース板５を備え
る箱型ケース４のベース板５に素子６、ワイヤー７およ
び電極端子２を実装する工程と、以下に具体的に示すこ
の発明の樹脂を、それらの電子部品を封止するようにケ
ース４内に充填し硬化させる工程とを経て製造された。
る箱型ケース４のベース板５に素子６、ワイヤー７およ
び電極端子２を実装する工程と、以下に具体的に示すこ
の発明の樹脂を、それらの電子部品を封止するようにケ
ース４内に充填し硬化させる工程とを経て製造された。
【００１４】まず、ビスフェノールＡ４０重量部、シク
ロエポキシ６０重量部、メチルＴＨＰＡ８０重量部およ
びイミダゾール１重量部からなるエポキシ樹脂成分、石
英（１００μｍ破砕３０重量％、２０μｍ球状６０重量
％、０. ５μｍ球状１０重量％からなる）７００重量部
からなるフィラー成分、ＨＢＢ４０重量部および三酸化
アンチモン２０重量部からなる難燃成分をブレンドし
て、イオン性不純物濃度が１ＰＰＭである樹脂を準備し
た。この樹脂の硬化後の線膨張係数は１８×１０-6であ
り、熱伝導率は０. ７Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃであり、
１２５°Ｃにおける乾燥時間は３時間であり、抗折力は
１２Ｋｇ／ｍｍ2 であり、２５°Ｃにおける粘度は５０
０００ｃｐｓであった。フィラー成分として石英７００
重量部の代わりに、アルミナ（１００μｍ破砕３０重量
％、２０μｍ球状６０重量％、０.５μｍ球状１０重量
％からなる）１０００重量部または窒化アルミナ（１０
０μｍ破砕３０重量％、２０μｍ球状６０重量％、０.
５μｍ球状１０重量％からなる）１０００重量部を用い
ることもできる。アルミナを用いた場合の樹脂は、純度
が１ＰＰＭであり、線膨張係数が２２×１０-6であり、
熱伝導率は１. ７Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃであり、１２
５°Ｃにおける乾燥時間は３時間であり、抗折力は１２
Ｋｇ／ｍｍ2 であり、２５°Ｃにおける粘度が５０００
０ｃｐｓであった。
ロエポキシ６０重量部、メチルＴＨＰＡ８０重量部およ
びイミダゾール１重量部からなるエポキシ樹脂成分、石
英（１００μｍ破砕３０重量％、２０μｍ球状６０重量
％、０. ５μｍ球状１０重量％からなる）７００重量部
からなるフィラー成分、ＨＢＢ４０重量部および三酸化
アンチモン２０重量部からなる難燃成分をブレンドし
て、イオン性不純物濃度が１ＰＰＭである樹脂を準備し
た。この樹脂の硬化後の線膨張係数は１８×１０-6であ
り、熱伝導率は０. ７Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃであり、
１２５°Ｃにおける乾燥時間は３時間であり、抗折力は
１２Ｋｇ／ｍｍ2 であり、２５°Ｃにおける粘度は５０
０００ｃｐｓであった。フィラー成分として石英７００
重量部の代わりに、アルミナ（１００μｍ破砕３０重量
％、２０μｍ球状６０重量％、０.５μｍ球状１０重量
％からなる）１０００重量部または窒化アルミナ（１０
０μｍ破砕３０重量％、２０μｍ球状６０重量％、０.
５μｍ球状１０重量％からなる）１０００重量部を用い
ることもできる。アルミナを用いた場合の樹脂は、純度
が１ＰＰＭであり、線膨張係数が２２×１０-6であり、
熱伝導率は１. ７Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃであり、１２
５°Ｃにおける乾燥時間は３時間であり、抗折力は１２
Ｋｇ／ｍｍ2 であり、２５°Ｃにおける粘度が５０００
０ｃｐｓであった。
【００１５】また、比較用の樹脂として、イオン性不純
物濃度１０ＰＰＭで線膨張係数２０×１０-6の液状エポ
キシ樹脂Ａ、イオン性不純物濃度１ＰＰＭで線膨張係数
３５×１０-6の液状エポキシ樹脂Ｂ、およびイオン性不
純物濃度１０ＰＰＭで線膨張係数３５×１０-6の液状エ
ポキシ樹脂Ｃを準備した。次に、有底ケースの底部に実
装を施したモジュールを四つ準備した。そして、これら
モジュールに上記４種（石英を用いた実施例の樹脂、樹
脂Ａ、樹脂Ｂ、樹脂Ｃ）の樹脂をそれぞれ注入し、１２
５°Ｃで３時間硬化させることにより図１に示すような
半導体装置１０を得た。また樹脂Ａおよびシリコンゲル
を用いて図２に示す従来構造の半導体装置２０も得た。
物濃度１０ＰＰＭで線膨張係数２０×１０-6の液状エポ
キシ樹脂Ａ、イオン性不純物濃度１ＰＰＭで線膨張係数
３５×１０-6の液状エポキシ樹脂Ｂ、およびイオン性不
純物濃度１０ＰＰＭで線膨張係数３５×１０-6の液状エ
ポキシ樹脂Ｃを準備した。次に、有底ケースの底部に実
装を施したモジュールを四つ準備した。そして、これら
モジュールに上記４種（石英を用いた実施例の樹脂、樹
脂Ａ、樹脂Ｂ、樹脂Ｃ）の樹脂をそれぞれ注入し、１２
５°Ｃで３時間硬化させることにより図１に示すような
半導体装置１０を得た。また樹脂Ａおよびシリコンゲル
を用いて図２に示す従来構造の半導体装置２０も得た。
【００１６】これらの装置の試験結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】また、従来の一般的な樹脂を用いて製造し
た図１に示す構造の半導体装置（従来法）、従来の一
般的な樹脂を用いて製造した図２に示す構造の半導体装
置（従来法）、およびこの発明の上記樹脂を用いた製
造した図１に示す構造の半導体装置（本発明）に関する
特性データを表２にまとめた。
た図１に示す構造の半導体装置（従来法）、従来の一
般的な樹脂を用いて製造した図２に示す構造の半導体装
置（従来法）、およびこの発明の上記樹脂を用いた製
造した図１に示す構造の半導体装置（本発明）に関する
特性データを表２にまとめた。
【００１９】
【表２】
【００２０】従来構造の図２に示す半導体装置２０は厚
さが１１mmであるが、この発明の半導体装置１０の厚さ
は７〜８mmであり、かなり小型化されている。また、半
導体装置１０の樹脂１は硬化後の線膨張係数が小さく応
力発生が小さいので、応力緩和のために設けられるベン
ド部分を電極端子２が有さなくてもよい。
さが１１mmであるが、この発明の半導体装置１０の厚さ
は７〜８mmであり、かなり小型化されている。また、半
導体装置１０の樹脂１は硬化後の線膨張係数が小さく応
力発生が小さいので、応力緩和のために設けられるベン
ド部分を電極端子２が有さなくてもよい。
【００２１】この発明において、エポキシ樹脂として、
ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、シクロエポキシ
を用いることができる。酸無水として、メチルＴＨＰ
Ａ、メチルＭＭＰＡ、ＭＮＡ、ＤＤＳＡを用いることが
できる。触媒として、イミダゾール類、三級アミン、金
属塩を用いることができる。フィラー成分として、溶融
石英、石英、アルミナ、窒化アルミナを用いることがで
きる。難燃成分として臭素化合物、三酸化アンチモン、
ＨＢＢを用いることができる。
ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、シクロエポキシ
を用いることができる。酸無水として、メチルＴＨＰ
Ａ、メチルＭＭＰＡ、ＭＮＡ、ＤＤＳＡを用いることが
できる。触媒として、イミダゾール類、三級アミン、金
属塩を用いることができる。フィラー成分として、溶融
石英、石英、アルミナ、窒化アルミナを用いることがで
きる。難燃成分として臭素化合物、三酸化アンチモン、
ＨＢＢを用いることができる。
【００２２】上記物質のうち、ビスフェノールＡは強度
が高く接着力が大きい。シクロエポキシは、耐トラッキ
ング性がよく、高純度であり、粘度が低い。メチルＴＨ
ＰＡは、耐トラッキング性がよく、高純度であり、粘度
が低い。イミダゾールは速硬化性を有する。金属塩は腐
食性がない。溶融石英は低線膨張係数を提供する。アル
ミナは熱伝導性が高い。窒化アルミニウムは熱伝導性が
非常に高い。ＨＢＢは有害性が少ない。
が高く接着力が大きい。シクロエポキシは、耐トラッキ
ング性がよく、高純度であり、粘度が低い。メチルＴＨ
ＰＡは、耐トラッキング性がよく、高純度であり、粘度
が低い。イミダゾールは速硬化性を有する。金属塩は腐
食性がない。溶融石英は低線膨張係数を提供する。アル
ミナは熱伝導性が高い。窒化アルミニウムは熱伝導性が
非常に高い。ＨＢＢは有害性が少ない。
【００２３】この発明において、封止に用いる樹脂のフ
ィラー成分の量が７０重量％より少ないと硬化物の性質
が悪くなり、９０重量％より多いと、硬化しないときが
あり、硬化物の強度が弱く、熱変形温度が低くなる。こ
の樹脂中の難燃成分の量が３重量％より少ないとＶＬ９
４のＶ−０グレードより低くなり樹脂が燃えやすくな
り、１０重量％より多いと硬化物の物性が弱くなる。エ
ポキシ樹脂成分中の酸無水物の量が少ないと高粘度で硬
化物の物性が弱くなる傾向があり、１００部より多くな
ると硬化物の物性が弱く、熱変形温度が低くなる。エポ
キシ樹脂成分中の触媒の量が０. １部より少ないと硬化
に時間を要し、１０部より多いと硬化物の物性が弱く、
耐熱性に劣る。線膨張係数が５×１０-6より小さいこと
は好ましいが現実的には不可能であり、２５×１０-6よ
り大きいと発生する応力が大きくなりアルミ配線の断線
等が起こりやすくなる。封止に用いられる樹脂中のハロ
ゲンおよびアルカリ金属成分の合計含量が１０ＰＰＭよ
り多くなると、吸湿時にシリコンチップの腐食や誤動作
を起こす。樹脂の硬化後の熱伝導率が０. ５Ｋｃａｌ／
ｍ. ｈ. °Ｃより小さいと放熱が悪く温度が高くなり、
２０Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃより大きいことは好ましい
が現実には不可能に近い。樹脂の硬化後の剪断接着力が
１００Ｋｇ／ｃｍ2 （Ｆｅ／Ｆｅ）より小さいと、ケー
スの剥がれや、チップやアルミとの剥がれが起こり、２
５０Ｋｇ／ｃｍ2 （Ｆｅ／Ｆｅ）より大きいことは好ま
しいが達成困難である。樹脂の硬化後の抗折力が７Ｋｇ
／ｍｍ２より小さいとレジン割れが発生し、２０Ｋｇ／
ｍｍ２ より大きいことは好ましいがそのような樹脂は
存在しにくい。樹脂の粘度が５０００ｃｐｓ（２５°
Ｃ）より小さいほどよいが、フィラー量を減少させなく
てはならず他の目的に供し得ず、１０００００ｃｐｓ
（２５°Ｃ）より大きいと作業性が悪い。樹脂の１２５
°Ｃにおける硬化時間が５時間より長いと、仕かかり品
が多く作業性が悪くなる。この発明において、エポキシ
樹脂としてビスフェノールＡとシクロエポキシとを０〜
１００：１００の重量比で用いると、封止に用いられる
樹脂の硬化後の耐トラッキング性が優れ強度が高い。
ィラー成分の量が７０重量％より少ないと硬化物の性質
が悪くなり、９０重量％より多いと、硬化しないときが
あり、硬化物の強度が弱く、熱変形温度が低くなる。こ
の樹脂中の難燃成分の量が３重量％より少ないとＶＬ９
４のＶ−０グレードより低くなり樹脂が燃えやすくな
り、１０重量％より多いと硬化物の物性が弱くなる。エ
ポキシ樹脂成分中の酸無水物の量が少ないと高粘度で硬
化物の物性が弱くなる傾向があり、１００部より多くな
ると硬化物の物性が弱く、熱変形温度が低くなる。エポ
キシ樹脂成分中の触媒の量が０. １部より少ないと硬化
に時間を要し、１０部より多いと硬化物の物性が弱く、
耐熱性に劣る。線膨張係数が５×１０-6より小さいこと
は好ましいが現実的には不可能であり、２５×１０-6よ
り大きいと発生する応力が大きくなりアルミ配線の断線
等が起こりやすくなる。封止に用いられる樹脂中のハロ
ゲンおよびアルカリ金属成分の合計含量が１０ＰＰＭよ
り多くなると、吸湿時にシリコンチップの腐食や誤動作
を起こす。樹脂の硬化後の熱伝導率が０. ５Ｋｃａｌ／
ｍ. ｈ. °Ｃより小さいと放熱が悪く温度が高くなり、
２０Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃより大きいことは好ましい
が現実には不可能に近い。樹脂の硬化後の剪断接着力が
１００Ｋｇ／ｃｍ2 （Ｆｅ／Ｆｅ）より小さいと、ケー
スの剥がれや、チップやアルミとの剥がれが起こり、２
５０Ｋｇ／ｃｍ2 （Ｆｅ／Ｆｅ）より大きいことは好ま
しいが達成困難である。樹脂の硬化後の抗折力が７Ｋｇ
／ｍｍ２より小さいとレジン割れが発生し、２０Ｋｇ／
ｍｍ２ より大きいことは好ましいがそのような樹脂は
存在しにくい。樹脂の粘度が５０００ｃｐｓ（２５°
Ｃ）より小さいほどよいが、フィラー量を減少させなく
てはならず他の目的に供し得ず、１０００００ｃｐｓ
（２５°Ｃ）より大きいと作業性が悪い。樹脂の１２５
°Ｃにおける硬化時間が５時間より長いと、仕かかり品
が多く作業性が悪くなる。この発明において、エポキシ
樹脂としてビスフェノールＡとシクロエポキシとを０〜
１００：１００の重量比で用いると、封止に用いられる
樹脂の硬化後の耐トラッキング性が優れ強度が高い。
【００２４】好ましくは、この発明の樹脂は、エポキシ
樹脂成分１５〜２５重量％とフィラー成分８５〜７５重
量％を含む。上記性質故のより好ましい線膨張係数は、
１０×１０-6〜２２×１０-6である。エポキシ樹脂成分
は、より好ましくはエポキシ樹脂１００部と、酸無水物
５０〜１００部と、触媒０. ５〜５部とを含む。エポキ
シ樹脂は、より好ましくは、シクロエポキシである。ビ
スフェノールＡとシクロエポキシとを用いる場合、好ま
しくはビスフェノールＡとシクロエポキシとを０〜１０
０：１００の重量比で用いる。酸無水物は、より好まし
くは、メチルＴＨＰＡ、ＭＮＡからなる群より選択され
る。触媒は、より好ましくは、イミダゾール類、金属塩
からなる群より選択される。上記フィラー成分は、より
好ましくは、溶融石英、アルミナからなる群より選択さ
れる。溶融石英を用いる場合、溶融石英は、好ましくは
破砕粒子と球状粒子とからなる。その場合、より好まし
くは、球状粒子として、より小さい粒子とより大きい粒
子が混合して用いられる。具体的には、破砕粒子の粒径
が３〜３０μｍ、好ましくは５〜１５μｍであり、上記
のより小さい粒子の粒径が３μｍより小さく、上記のよ
り大きい粒子の直径が２０〜３００μｍ、好ましくは３
０〜１５０μｍである。破砕粒子は、樹脂成分との密着
性が良く樹脂の強度を向上させ、球状粒子は流動性を提
供する。特にサブミクロンの球状粒子はすべり性を提供
する度合が大きい。難燃成分は、より好ましくは５〜１
０重量％含まれる。難燃成分は、より好ましくは、三酸
化アンチモン、ＨＢＢからなる群より選択される少なく
とも一種の物質である。ハロゲンおよびアルカリ金属成
分の合計含量は、より好ましくは３ＰＰＭ以下である。
封止に用いられる樹脂の硬化後の熱伝導率は、より好ま
しくは０. ７〜２. ０Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃである。
樹脂の硬化後の剪断接着力は、より好ましくは１５０〜
２５０Ｋｇ／ｃｍ2 （Ｆｅ／Ｆｅ）である。樹脂の硬化
後の抗折力は、より好ましくは１０〜２０Ｋｇ／ｍｍ2
である。封止に用いられる樹脂の粘度は、より好ましく
は５０００〜５００００ｃｐｓ（２５°Ｃ）である。そ
の樹脂の１２５°Ｃにおける硬化時間がより好ましくは
０. １〜３時間である。
樹脂成分１５〜２５重量％とフィラー成分８５〜７５重
量％を含む。上記性質故のより好ましい線膨張係数は、
１０×１０-6〜２２×１０-6である。エポキシ樹脂成分
は、より好ましくはエポキシ樹脂１００部と、酸無水物
５０〜１００部と、触媒０. ５〜５部とを含む。エポキ
シ樹脂は、より好ましくは、シクロエポキシである。ビ
スフェノールＡとシクロエポキシとを用いる場合、好ま
しくはビスフェノールＡとシクロエポキシとを０〜１０
０：１００の重量比で用いる。酸無水物は、より好まし
くは、メチルＴＨＰＡ、ＭＮＡからなる群より選択され
る。触媒は、より好ましくは、イミダゾール類、金属塩
からなる群より選択される。上記フィラー成分は、より
好ましくは、溶融石英、アルミナからなる群より選択さ
れる。溶融石英を用いる場合、溶融石英は、好ましくは
破砕粒子と球状粒子とからなる。その場合、より好まし
くは、球状粒子として、より小さい粒子とより大きい粒
子が混合して用いられる。具体的には、破砕粒子の粒径
が３〜３０μｍ、好ましくは５〜１５μｍであり、上記
のより小さい粒子の粒径が３μｍより小さく、上記のよ
り大きい粒子の直径が２０〜３００μｍ、好ましくは３
０〜１５０μｍである。破砕粒子は、樹脂成分との密着
性が良く樹脂の強度を向上させ、球状粒子は流動性を提
供する。特にサブミクロンの球状粒子はすべり性を提供
する度合が大きい。難燃成分は、より好ましくは５〜１
０重量％含まれる。難燃成分は、より好ましくは、三酸
化アンチモン、ＨＢＢからなる群より選択される少なく
とも一種の物質である。ハロゲンおよびアルカリ金属成
分の合計含量は、より好ましくは３ＰＰＭ以下である。
封止に用いられる樹脂の硬化後の熱伝導率は、より好ま
しくは０. ７〜２. ０Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃである。
樹脂の硬化後の剪断接着力は、より好ましくは１５０〜
２５０Ｋｇ／ｃｍ2 （Ｆｅ／Ｆｅ）である。樹脂の硬化
後の抗折力は、より好ましくは１０〜２０Ｋｇ／ｍｍ2
である。封止に用いられる樹脂の粘度は、より好ましく
は５０００〜５００００ｃｐｓ（２５°Ｃ）である。そ
の樹脂の１２５°Ｃにおける硬化時間がより好ましくは
０. １〜３時間である。
【００２５】
【発明の効果】第１の発明の半導体装置は、ゲルを用い
ないので、小型化することができ、材料費が少なくてす
み、ゲル注入・硬化工程がないことから製造も容易であ
る。また樹脂の応力発生がすくないので、電極端子のＳ
ベンドを省くこともできる。第２の発明の樹脂は、電子
部品に応力がかからずそりの生じない半導体装置の製造
を可能にする。第３の発明の製造方法は、工程数が少な
く経済的である。
ないので、小型化することができ、材料費が少なくてす
み、ゲル注入・硬化工程がないことから製造も容易であ
る。また樹脂の応力発生がすくないので、電極端子のＳ
ベンドを省くこともできる。第２の発明の樹脂は、電子
部品に応力がかからずそりの生じない半導体装置の製造
を可能にする。第３の発明の製造方法は、工程数が少な
く経済的である。
【図１】この発明の実施例に係る半導体装置の断面図で
ある。
ある。
【図２】従来技術による半導体装置の断面図である。
１ エポキシ樹脂 ２ 電極端子 ３ ベンド部分 ４ ケース ５ ベース板 ６ 素子 ７ ワイヤー ８ シリコンゲル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月１８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 仁志 兵庫県三田市三輪２丁目６番１号 菱電化 成株式会社内 (72)発明者 兵ヶ谷 輝喜 兵庫県三田市三輪２丁目６番１号 菱電化 成株式会社内
Claims (22)
- 【請求項１】 (a) 底部を備える箱型のケースと、 (b) 上記底部の上に配された電子部品と、 (c) 上記電子部品を封止するように上記ケース内に充填
され硬化した樹脂とを備える半導体装置であって、 上記樹脂(c) は、 (c-1) エポキシ樹脂成分１０〜３０重量％、および (c-2) 粒子状のフィラー成分９０〜７０重量％を含み、 硬化後の線膨張係数が５×１０-6〜２５×１０-6である
半導体装置。 - 【請求項２】 上記エポキシ樹脂成分(c-1) は、 (c-1-1) エポキシ樹脂１００部と、 (c-1-2) 酸無水物０〜１００部と、 (c-1-3) 触媒０. １〜１０部とを含む請求項１記載の半
導体装置。 - 【請求項３】 上記エポキシ樹脂(c-1-1) は、ビスフェ
ノールＡ、シクロエポキシ、ビスフェノールＦからなる
群より選択される少なくとも一種の物質を含む請求項２
記載の半導体装置。 - 【請求項４】 上記酸無水物(c-1-2) は、メチルＴＨＰ
Ａ、メチルＭＭＰＡ、ＭＮＡ、ＤＤＳＡからなる群より
選択される少なくとも一種の物質を含む請求項２または
３記載の半導体装置。 - 【請求項５】 上記触媒(c-1-3) は、イミダゾール類、
三級アミン、金属塩、からなる群より選択される少なく
とも一種の物質を含む請求項２〜４のいずれかに記載の
半導体装置。 - 【請求項６】 上記フィラー成分(c-2) は、溶融石英、
石英、アルミナ、窒化アルミニウムからなる群より選択
される少なくとも一種の物質を含む請求項１〜５のいず
れかに記載の半導体装置。 - 【請求項７】 上記樹脂(c) が、三酸化アンチモン、臭
素化合物からなる群より選択される難燃成分３〜１０重
量％を更に含む請求項１〜６のいずれかに記載の半導体
装置。 - 【請求項８】 上記樹脂(c) は、ハロゲンおよびアルカ
リ金属成分の合計含量が１０ＰＰＭ以下である請求項１
〜７のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項９】 上記樹脂(c) は、硬化後の熱伝導率が
０. ５〜２０Ｋｃａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃである請求項１〜
８のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項１０】 上記樹脂(c) は、硬化後の剪断接着力
が１００〜２５０Ｋｇ／ｃｍ2 （Ｆｅ／Ｆｅ）である請
求項１〜９のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項１１】 上記樹脂(c) は、硬化後の抗折力が７
〜２０Ｋｇ／ｍｍ2である請求項１〜１０のいずれかに
記載の半導体装置。 - 【請求項１２】 上記樹脂(c) は、粘度が５０００〜１
０００００ｃｐｓ（２５°Ｃ）である請求項１〜１１の
いずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項１３】 上記樹脂(c) は、１２５°Ｃにおける
硬化時間が０. １〜５時間である請求項１〜１２のいず
れかに記載の半導体装置。 - 【請求項１４】 半導体装置の封止に使用可能な硬化後
の線膨張係数が５×１０-6〜２５×１０-6の樹脂であっ
て、 (a) (a-1) ビスフェノールＡ、シクロエポキシ、ビ
スフェノールＦからなる群 より選択されるエ
ポキシ樹脂１００部と、 (a-2) メチルＴＨＰＡ、メチルＭＭＰＡ、ＭＮＡ、Ｄ
ＤＳＡからなる群より選択される少なくとも一種の酸無
水物０〜１００部と、 (a-3) イミダゾール類、三級アミン、金属塩からなる
群より選択される少なくとも一種の触媒０. １〜１０部
とを含むエポキシ樹脂成分１０〜３０重量％と、 (b) 溶融石英、石英、アルミナ、窒化アルミニウム
からなる群より選択される 少なくとも一種の粒子
状のフィラー成分９０〜７０重量％とを含む樹脂。 - 【請求項１５】 三酸化アンチモン、臭素化合物からな
る群より選択される少なくとも一種の難燃成分３〜１０
重量％を更に含む請求項１４記載の樹脂。 - 【請求項１６】 ハロゲンおよびアルカリ金属成分の合
計含量が１０ＰＰＭ以下である請求項１４または１５記
載の樹脂。 - 【請求項１７】 硬化後の熱伝導率が０. ５〜２０Ｋｃ
ａｌ／ｍ. ｈ. °Ｃである請求項１４〜１６のいずれか
に記載の樹脂。 - 【請求項１８】 硬化後の剪断接着力が１００〜２５０
Ｋｇ／ｃｍ2 （Ｆｅ／Ｆｅ）である請求項１４〜１７の
いずれかに記載の樹脂。 - 【請求項１９】 硬化後の抗折力が７〜２０Ｋｇ／ｍｍ
2 である請求項１４〜１８のいずれかに記載の樹脂。 - 【請求項２０】 粘度が５０００〜１０００００ｃｐｓ
（２５°Ｃ）である請求項１４〜１９のいずれかに記載
の樹脂。 - 【請求項２１】 １２５°Ｃにおける硬化時間が０. １
〜５時間である請求項１４〜２０のいずれかに記載の樹
脂。 - 【請求項２２】 (a) 底部を備える箱型ケースの上記底
部分に電子部品を配する工程と、 (b) エポキシ樹脂成分１０〜３０重量％および粒子状の
フィラー成分９０〜７０重量％を含み硬化後の線膨張係
数が５×１０-6〜２５×１０-6である樹脂を、 上記電子部品を封止するように上記ケース内に充填し硬
化させる工程とを備える半導体装置の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162804A JPH065742A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 半導体装置、その封止に用いられる樹脂および半導体装置の製造方法 |
| EP93109684A EP0575889A2 (en) | 1992-06-22 | 1993-06-17 | Semiconductor device, resin for sealing same and method of fabricating same |
| US08/077,762 US5430330A (en) | 1992-06-22 | 1993-06-18 | Semiconductor device, resin for sealing same and method of fabricating same |
| US08/406,058 US5539218A (en) | 1992-06-22 | 1995-03-17 | Semiconductor device and resin for sealing a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162804A JPH065742A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 半導体装置、その封止に用いられる樹脂および半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065742A true JPH065742A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15761539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4162804A Pending JPH065742A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 半導体装置、その封止に用いられる樹脂および半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5430330A (ja) |
| EP (1) | EP0575889A2 (ja) |
| JP (1) | JPH065742A (ja) |
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| JP2006114716A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置 |
| US8138904B2 (en) | 2006-08-11 | 2012-03-20 | Bridgestone Corporation | Tire internal pressure alarm device |
| DE102011083927A1 (de) | 2010-10-01 | 2012-07-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Leistungsmodul und Verfahren zur Herstellung desselben |
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| US9548253B2 (en) | 2013-09-06 | 2017-01-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| US9917064B2 (en) | 2014-10-16 | 2018-03-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device with a plate-shaped lead terminal |
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- 1992-06-22 JP JP4162804A patent/JPH065742A/ja active Pending
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- 1993-06-17 EP EP93109684A patent/EP0575889A2/en not_active Ceased
- 1993-06-18 US US08/077,762 patent/US5430330A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1995-03-17 US US08/406,058 patent/US5539218A/en not_active Expired - Fee Related
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