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JPH0611039B2 - 半導体装置 - Google Patents
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JPH0611039B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0611039B2
JPH0611039B2 JP58214161A JP21416183A JPH0611039B2 JP H0611039 B2 JPH0611039 B2 JP H0611039B2 JP 58214161 A JP58214161 A JP 58214161A JP 21416183 A JP21416183 A JP 21416183A JP H0611039 B2 JPH0611039 B2 JP H0611039B2
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JP
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semiconductor device
bismaleimide
triazine
epoxy
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Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、半導体素子表面を熱硬化性ポリイミド−エポ
キシ変性樹脂組成物でコートした半導体装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 半導体素子に形成されたpn接合露出表面は、雰囲気の影
響を敏感に受け易いため、各種の安定化材をコーティン
グして安定化(パッシベーション)されている。従来半
導体基板上の素子の表面にはエミッタ、ベース、コレク
タ間の接合安定化膜として、二酸化けい素膜や窒化けい
素膜が形成され、さらに安定化膜の上にはベース電極、
エミッタ電極がアルミニウム蒸着膜により形成されてい
る。
従来の半導体装置は、この基板ペレットをタブリードの
先端に固定し、素子の電極とリード線間を金あるいはア
ルミニウムのワイヤによりボンディングを行い、さらに
そのペレット表面をアンダーコート樹脂により被膜保護
した後、機械的強度を持たせるためと外気からの保護の
ために基板ペレットをモールド樹脂に埋めこんでいる。
しかし、前述の半導体装置が温度変化を受け、また高湿
な雰囲気にさらされた場合、モールド樹脂とボンディン
グワイヤ、もしくはモールド樹脂と半導体基板の熱膨脹
率の差あるいは吸湿によるアンダーコート樹脂の膨潤に
起因して、モールド樹脂とボンディングワイヤとの界面
およびモールド樹脂と半導体基板との界面に空隙が生ず
る。外気に含まれる水分はこの空隙を通じて浸入し、半
導体基板の表面層にまで達する。一般にシリコン、二酸
化けい素等の非金属材料と樹脂との接着性は水の介入に
より著しく低下するものである。
従って、その空隙を通して半導体基板の表面層にまで達
した水分は、半導体基板または二酸化けい素膜などとア
ンダーコート樹脂との接着性を劣化せしめ、ベース電極
にまで達する。
以上の結果、水の侵入によりベース、コレクタ間の逆耐
圧不良が起こり、半導体装置としての機能を果し得なく
なる欠点があった。
[発明の目的] 本発明は、ボンディングワイヤやシリコン基板、あるい
は二酸化けい素膜などの安定化膜と極めて良好な接着性
を有し、かつ耐湿性に優れたアンダーコート樹脂で処理
した半導体装置を提供することを目的としている。
[発明の概要] 本発明は上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結
果、後述の熱硬化性ポリイミド−エポキシ変性樹脂組成
物を用いることによって目的が達成されることを見い出
したものである。
即ち、本発明は、半導体素子の周囲を封止樹脂で封止し
た半導体装置において、前記半導体素子の表面に直接又
は他の絶縁材料を介して、(a)ビスマレイミドとトリ
アジン樹脂モノマーを主成分とする樹脂と(b)エポキ
シ樹脂とからなる熱硬化性ポリイミド−エポキシ変性樹
脂組成物の被膜を設けたことを特徴とする半導体装置で
あり、該熱硬化性ポリイミド−エポキシ変性樹脂組成物
の好ましい溶剤は、(c)ジエチレングリコールモノア
ルキルエーテルアセテート又はジエチレングリコールジ
アルキルエーテル系溶剤である。次に各成分について説
明する。
まず、(a)ビスマレイミドとトリアジン樹脂モノマー
とを主成分とする樹脂としては、一般式 で表されるビスマレイミドと、一般式 N≡C−O−Ar−O−C≡Nで表されるジシアネー
トおよび分子中にジシアネートが3分子以上環化重合し
たトリアジン環 を有し、かつ、分子末端にシアネート基 (N≡C−O−)を有する例えば次のような構造式を有
するトリアジン樹脂 (但し、Ar、Arは同一又は異なる2価の芳香族
基を示す)とから成っている。このような樹脂として
は、例えば三菱瓦斯化学社製のBTレジン(商品名)が
あげられる。
次に成分である(b)エポキシ樹脂としては、例えば次
のようなビスフェノール類のジエポキシドがある。シェ
ル化学社製エピコート(Epikote)827,828,8
34,1001,1002,1004,1007,10
09,ダウケミカル社製DER330,331,33
2,334,335,336,337,660,66
1,662,667,668,669、チバガイギー社
製アラルダイト(Araldite)GY250,260,2
80,6071,6084,6097,6099,Jon
es Dabney社製Epi−Res510,5101、大日本
インキ化学工業社製エピクロン810,1000,10
10,3010(以上いずれも商品名)。更にエポキシ
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樹脂組成物の接着
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・エポキシ樹脂とし
ては、例えば次のようなものがある。チバガイギー社製
アラルダイトEPN1138,1139,ECN127
3,1280,1299、ダウケミカル社製EEN43
1,DEN438、シェル化学社製エピコート152,
154、ユニオンカーバイド社製ERR−0100,E
RRB−0447,ERLB−0448等が挙げられ
る。
(a)のビスマレイミドとトリアジン樹脂モノマーとを
主成分とする樹脂と、(b)のエポキシ樹脂との配合割
合は、10:90〜90:10(重量比)の範囲にあることが望ま
しい。(a)のビスマレイミドとトリアジン樹脂モノマ
ーとを主成分とする樹脂の配合割合が前記の範囲より少
ないと、得られる樹脂組成物の塗膜の軟化温度が低くな
って高温時の接着力が乏しくなり、逆に前記の範囲より
多くなると、得られる樹脂組成物の可撓性が低下して好
ましくない。従って上記範囲に限定される。
(a)のビスマレイミドとトリアジン樹脂モノマーとを
主成分とする樹脂と、(b)のエポキシ樹脂とを配合す
るにあたっては、これらの樹脂を共通の溶剤に同時に添
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、前者を溶解させることが望ましい。
本発明に用いる樹脂組成物のもう1つの成分である
(c)有機溶剤としては、一般的なインキ溶剤として使
用されており、スクリーンの乳剤を浸すことなく、毒性
がなく臭気の少ないジエチレングリコールモノアルキル
エーテルアセテート又はジエチレングリコールジアルキ
ルエーテル系溶剤が挙げられる。具体的には、ジエチレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレ
ングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコール
ジブチルエーテル等が挙げられる。これらの溶剤は、単
独又は2種以上の組合わせで使用することができる。ま
た、前記の(a)(b)の樹脂を溶剤に溶解させた後、
80〜120℃の温度範囲で数時間加熱反応させることによ
り、シアネート基相互、シアネート基とエポキシ基、シ
アネート基とビスマレイミドとに部分的な反応を行わせ
て樹脂組成物の粘度および分子量を調整することもでき
る。またこの樹脂組成物は、前記必要成分の他に公知の
硬化触媒を添加することもできる。硬化触媒としては、
例えばベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサ
イド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、アゾビス
イソブチロニトリル等の通常の重合開始剤、および促進
剤として第3級アミン類、イミダゾール類、有機金属塩
類、塩化物が適宜使用される。また、必要に応じて、シ
リカ粉末、マイカ粉末、炭素粉末のような無機質粉末あ
るいはポリイミド粉末、ポリテトラフルオロエチレン粉
末のような樹脂粉末からなる充填剤を添加して硬化樹脂
の熱収縮を低下させたり、熱伝導率を向上させたりする
ことができる。更に硬化樹脂の物性を必要に応じて変え
るために(a)のビスマレイミドとトリアジン樹脂モノ
マーとを主成分とする樹脂と(b)のエポキシ樹脂との
他に、他の樹脂、例えばポリエステル樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリエステルイミド樹脂等の少量を配合すること
により変性することもできる。樹脂分と溶剤との混合比
(樹脂分濃度)は塗装方法に応じて任意に変更すること
ができ、また必要に応じて樹脂分を高濃度にして塗装に
際してこれを加温し粘度を低下させて使用するようにし
てもよい。
本発明は、以上のようにして得られる熱硬化性ポリイミ
ド−エポキシ変性樹脂組成物を半導体素子表面に被覆す
る半導体装置である。
以下図面を用いて説明する。
第1図および第2図において1はシリコン等の半導体基
板を示し、その表面層には例えばPNP型トランジスタ
が形成されている。この半導体基板1の表面にはエミッ
タ、ベース、コレクタ間の絶縁および保護用の二酸化け
い素膜2が形成され、さらにベース電極3、エミッタ電
極4(更に第2図ではアルミニウム金属膜帯9)がアル
ミニウム蒸着膜により形成されている。このプレーナ型
トランジスタをパッケージングする場合半導体基板1を
タブリード7の先端に固定し、素子の電極とリード線間
を金あるいはアルミニウムのワイヤ5によりボンディン
グを行い、熱硬化性ポリイミド−エポキシ変性樹脂組成
物からなるアンダーコート用樹脂6で被覆保護した後、
機械的強度を持たせるためと、外気から保護するために
タブリード7の先端部を含む半導体基板1を樹脂8によ
りモールドされている。
[発明の効果] 以上説明したごとく、熱硬化性ポリイミド−エポキシ変
性樹脂組成物をアンダーコートしたことによって、半導
体基板や二酸化けい素膜などとの接着力、並びに耐湿性
に優れているため浸入水分による劣化がなく、アンダー
コート樹脂の界面分極等に起因するリーク電流が生ぜ
ず、また、ワイヤと電極との接続が確実である。
[発明の実施例] 以下本発明を実施例によって具体的に説明する。
「部」とは「重量部」を意味し、本発明はこれらの実施
例により何ら限定されるものではない。
実施例1 エピコート828の80部と、BT2170(樹脂分100
%三菱瓦斯化学社製商品名)100部とを、ジエチレング
リコールジエチルエーテル220部の溶剤中で120℃で1時
間溶解反応を行い粘稠な熱硬化性ポリイミド−エポキシ
変性樹脂組成物を得た。これを半導体基板およびプレー
ナ型トランジスタの表面に塗布し、200℃で2時間加熱
硬化せしめてアンダーコート樹脂被膜を形成し、さらに
その外側をエポキシ樹脂により樹脂封止して半導体装置
を製造した。
実施例2 ECN1280(チバガイギー社製商品名)200部を、
ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート60
0部の溶剤中で80℃で溶解後、BT2170の200部を添
加し100℃で混合して粘稠で透明な熱硬化性ポリイミド
−エポキシ変性樹脂組成物を使用したこと以外実施例1
と同様にして半導体装置を製造した。
実施例3 エピコート1007の100部を、ジエチレングリコール
モノブチルエーテルアセテート180部中で90℃で溶解
後、BT2170の20部を添加して均一に溶解させ、粘
稠な熱硬化性ポリイミド−エポキシ変性樹脂組成物を
得、これを使用したこと以外は実施例1と同様にして半
導体装置を製造した。
比較例 4,4′−ジアミノジフェニルエーテルとピロメリット酸
二無水物とを、N,N′−ジメチルアセトアミド中で当
量反応せしめた樹脂分17%のポリイミド溶液をプレーナ
型トランジスタおよび半導体基板表面に塗布し、200℃
で2時間加熱硬化せしめてアンダーコート樹脂被膜を形
成し、更にその外側をエポキシ樹脂で樹脂封止して半導
体装置を製造した。このようにして得られた半導体装置
において通常広く行われている加圧浸水試験(120℃,
2気圧の飽和水蒸気中へ放置)によって強制劣化試験を
行い、その結果を第1表に示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による半導体装置の構造を示す断面
図、第2図は本発明を適用した他の半導体装置の構造を
示す断面図である。 1…半導体基板、2…二酸化けい素、3…ベース電極、
4…エミッタ電極、5…ボンディングワイヤ、6…アン
ダーコート樹脂、7…金属膜帯、8…タブリード、9…
モールド樹脂。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子の周囲を封止樹脂で封止した半
    導体装置において、前記半導体素子の表面に直接又は他
    の絶縁材料を介して、(a)ビスマレイミドとトリアジ
    ン樹脂モノマーを主成分とする樹脂と(b)エポキシ樹
    脂とからなる熱硬化性ポリイミド−エポキシ変性樹脂組
    成物の被膜を設けたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】(a)ビスマレイミドとトリアジン樹脂モ
    ノマーを主成分とする樹脂と(b)エポキシ樹脂とから
    なる熱硬化性ポリイミド−エポキシ変性樹脂組成物が、
    (c)ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセ
    テート又はジエチレングリコールジアルキルエーテル系
    溶剤を含む特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】(a)ビスマレイミドとトリアジン樹脂モ
    ノマーを主成分とする樹脂と、(b)エポキシ樹脂との
    配合割合は、10:90〜90:10(重量比)の範囲にある特
    許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】(a)ビスマレイミドとトリアジン樹脂モ
    ノマーとを主成分とする樹脂が、一般式 で表されるビスマレイミドと、一般式 N≡C−O−Ar−O−C≡Nで表されるジシアネー
    ト、および分子中にジシアネートが3分子以上環化重合
    したトリアジン環 を有し、かつ、分子末端にシアネート基(N≡C−O
    −)を有するトリアジン樹脂(但し、Ar、Ar
    同一又は異なる2価の芳香族基を表す)とからなる特許
    請求の範囲第1項ないし第3項いずれか記載の半導体装
    置。
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