專利名稱：樹脂密封型半導(dǎo)體裝置及使用的芯片焊接材料和密封材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以抑制半導(dǎo)體芯片的彎曲變形，而且在溫度周期性和焊錫安裝性上優(yōu)良的樹脂密封型的半導(dǎo)體裝置，尤其涉及使用銅引線框架材料的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，及其使用的芯片焊接材料以及密封材料。
表面安裝型封裝的代表例，有方形扁平封裝(QFP)。QFP是在安裝基板的表面上，設(shè)計為直接用焊錫等固定，可以使封裝比較薄，同時可以對安裝基板的兩面進行安裝，具有占面積小的優(yōu)點。
如附

圖1A中所示，QFP通過芯片焊接材料12將半導(dǎo)體芯片11安裝在引線框架的大致中央位置上的芯片焊接底板15上。引線16與芯片11通過金屬線14電連接之后，用密封材料13進行整體密封。密封而成為封裝(樹脂密封型半導(dǎo)體裝置)10的形態(tài)被焊錫安裝在印刷電路布線板上(未圖示)，在實際中使用。
在這樣的封裝制作過程和其后的安裝和使用階段中造成的問題是，如圖1B所示，將芯片11固定在底板15上時產(chǎn)生的芯片焊接材料固化后的芯片彎曲，和如圖1C中所示，在安裝、使用階段由高溫軟溶以及溫度周期等產(chǎn)生的在封裝內(nèi)部的裂紋17，分離18a、18b等。
首先，在封裝的制造過程中的芯片彎曲，是由起因于半導(dǎo)體芯片11和引線框架(芯片焊接底板)15的物性不同的熱應(yīng)力引起的，尤其是在使用銅(Cu)的引線框架時，與半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)的差較大，半導(dǎo)體芯片11容易發(fā)生彎曲。最差的情況是半導(dǎo)體芯片自身發(fā)生破損。與引線框架粘合的半導(dǎo)體芯片11中彎曲，在殘留的自身裂紋內(nèi)傳送時，會成為傳送阻塞的原因，另外，在其后的工序中會成為布線誤差的原因。
其次，在安裝、使用的階段，封裝10在焊錫安裝到母板上時，發(fā)生高溫軟溶。在焊錫安裝通常用的紅外線軟溶裝置等中，半導(dǎo)體裝置最高被加熱到215～245℃。在焊錫安裝中，廣泛使用錫-鉛共晶焊錫，但最近因鉛對環(huán)境的惡劣影響，進行了不使用鉛的無鉛焊錫的開發(fā)。無鉛焊錫與錫-鉛共晶焊錫相比熔點要高，因而在焊錫安裝時半導(dǎo)體裝置被加熱到245℃～280℃。在該軟溶工序中，因由加熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力和密封材料13吸濕，使密封材料13對于內(nèi)引線16a和芯片焊接底板15的粘合力下降。若粘合力降低，將發(fā)生內(nèi)引線16a與密封材料13的界面分離18a，和芯片焊接底板15與密封材料13的界面分離18b。銅與經(jīng)受熱滯后之后的密封材料的密著性的惡化更厲害，因此在使用銅引線框架時，該影響更加嚴(yán)重。
圖2是圖1C中表示的分離、裂紋的放大圖。如圖2A所示，在實際使用的時候，若因反復(fù)溫度循環(huán)受到熱沖擊，會以芯片焊接底板15的端部為起點，在密封材料13上產(chǎn)生裂紋17。這樣的裂紋主要是因封裝構(gòu)成材料的物性的不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力造成的，但最差的情況是，裂紋有時會到達(dá)樹脂密封型半導(dǎo)體裝置的表面上。當(dāng)裂紋到達(dá)封裝的表面時，水分就可能從裂紋滲進去，因而降低耐濕可靠性。另外，如圖2B所示的那樣，在內(nèi)引線16以及密封材料13之間產(chǎn)生分離18a時，因其后反復(fù)使用時的溫度循環(huán)，會成為金屬線14產(chǎn)生龜裂19的主要的原因，最差的情況是有時發(fā)生斷線。另一方面，芯片焊接底板15與密封材料13的界面之間的分離18b，其后因溫度循環(huán)，成為由芯片焊接底板15的角部延伸的裂紋17產(chǎn)生的原因。
作為解決這些問題的策略，提出、實施了為抑制吸濕造成的粘合力的下降，對半導(dǎo)體裝置本身進行防濕包裝，在安裝到母板表面前才開封使用的方法；和在表面安裝之前將半導(dǎo)體裝置在100℃下干燥24小時，然后再進行焊錫安裝的方法。
為了達(dá)到上述的目的，作為本發(fā)明的一個側(cè)面，提供一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置包括具有芯片焊接底板和內(nèi)引線的引線框架，通過芯片焊接材料設(shè)置在芯片焊接底板上的半導(dǎo)體芯片，和密封上述半導(dǎo)體芯片以及引線框架的密封材料；而且上述芯片焊接材料與密封材料的特性滿足特定的關(guān)系。該半導(dǎo)體裝置在將25℃下密封材料的撓曲強度設(shè)為σb，將焊錫安裝時的峰值溫度下對于內(nèi)引線的密封材料的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ui，將焊錫安裝時的峰值溫度下的對于芯片焊接底板的密封材料的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ud時，固化之后芯片焊接材料以及密封材料的性能，至少要滿足以下式(1)，式(2)以及式(3)中的一個。
σe≤0.2×σb 式(1)Ui≥2.0×10-6×σei 式(2)Ud≥4.69×10-6×σed 式(3)其中σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×(αm-αe1)×ΔT1式(4)σei＝Ee2×(αe2-αm)×ΔT2式(5)σed＝log(Kd2)×Ee2×(αe2-αm)×ΔT2式(6)Kd125℃下的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa的比(Ed1＞1MPa)，Kd2焊錫安裝時的峰值溫度下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed2(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa的比(Ed2＞1MPa)，Ee125℃下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)，Ee2焊錫安裝時峰值溫度下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)，αe1從半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25度時的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)，αe2從半導(dǎo)體裝置的成形溫度至焊錫安裝時的峰值溫度時的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)，αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT1半導(dǎo)體裝置成形溫度與溫度循環(huán)時低溫側(cè)溫度的差(℃)ΔT2半導(dǎo)體裝置成形溫度與焊錫安裝時峰值溫度的差(℃)在25℃下的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1優(yōu)選為1MPa～300MPa。這樣在芯片焊接材料固化之后，可以有效地防止25度℃下半導(dǎo)體芯片的彎曲。
在本發(fā)明的另一個側(cè)面中，提供一種芯片焊接材料，該芯片焊接材料含有20～85重量％的無機填料，樹脂成分，和該樹脂成分全體的40～70重量％的低應(yīng)力化劑，在焊錫安裝時的峰值溫度下彎曲彈性系數(shù)在70MPa以下。
此外，在本發(fā)明的另一個側(cè)面中，提供一種用于半導(dǎo)體裝置的樹脂密封的密封材料，該密封材料含有用下述一般式(I)所示的環(huán)氧樹脂0和82～90重量％無機質(zhì)填充料(一般式(I)中，t-Bu表示叔丁基)。 該密封材料，25℃下的彎曲彈性系數(shù)在26GPa以下，從半導(dǎo)體裝置的成形溫度開始到25℃止的平均熱膨脹系數(shù)在0.7×10-5/℃以上，25℃下的撓曲強度在120MPa以上，在焊錫安裝的峰值溫度時的彎曲彈性系數(shù)在650MPa以下，從半導(dǎo)體裝置的成形溫度開始到焊錫安裝時的峰值溫度止的平均熱膨脹系數(shù)在5.0×10-5/℃以下。另外，在焊錫安裝時峰值溫度下的內(nèi)引線與密封材料之間的剪切應(yīng)變能在1.35×10-6N·m以上，在焊錫安裝的峰值溫度下，芯片焊接底板和密封材料的剪切應(yīng)變能在6.8×10-6N·m以上。
由下面詳述的實施方式將會進一步明確本發(fā)明其他的特征、效果。
圖2是表示樹脂封裝型半導(dǎo)體裝置中產(chǎn)生的裂紋、分離的示意圖。
圖3是表示在25℃固化后芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)與芯片的彎曲之間的關(guān)系圖(25℃)。
圖4是說明密封材料的抗軟溶性的測定圖，圖4A是表示用于測定的試片的圖，圖4B是表示使用該試片的密封材料的剪切應(yīng)變能的測定方法的圖，圖4℃是表示以變位X將施加在密封材料上的載荷F積分得到的剪切應(yīng)變能U的圖。
圖5是表示用于抗軟溶性分析的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置的部分剖面圖。
首先可以認(rèn)為，通過芯片焊接材料將半導(dǎo)體芯片固定在芯片焊接底板上，如果假設(shè)芯片焊接材料的固化溫度以及固化時間和半導(dǎo)體芯片以及芯片焊接底板的外形尺寸是一定的，則固化后的25℃下的芯片的彎曲將對(1)芯片焊接材料的彈性系數(shù)產(chǎn)生影響。本發(fā)明人著眼于此影響進行了反復(fù)研究，結(jié)果查明，即使在芯片焊接材料的彈性系數(shù)之內(nèi)，彎曲彈性系數(shù)也是芯片彎曲的主要原因，而使固化后、即25℃下的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)在300MPa以下，就可以抑制芯片的彎曲。對于實現(xiàn)彎曲彈性系數(shù)達(dá)到300MPa以下的芯片焊接材料的組成將在以后詳細(xì)說明，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用含有20～85重量％無機填料，樹脂成分，和占樹脂成分全體的40重量％以上的低應(yīng)力化劑制成的芯片焊接材料，就可以使芯片的彎曲成為最小。
其次可以認(rèn)為，溫度循環(huán)、即反復(fù)低溫和高溫造成的熱沖擊在芯片焊接底板端部產(chǎn)生的裂紋，受到(2)芯片焊接底板端部的熱應(yīng)力、(3)密封材料的撓曲強度的影響。本發(fā)明人著眼于此影響進行了反復(fù)研究，結(jié)果查明，按照使芯片焊接底板端部的熱應(yīng)力以及密封材料的撓曲強度滿足一定的關(guān)系那樣進行設(shè)定，就可以防止溫度循環(huán)時芯片焊接底板端部的裂紋。對于可以滿足該一定關(guān)系的芯片焊接材料以及密封材料的組成的詳情將在以后說明，但作為芯片焊接材料使用含有20～85重量％的無機填料，樹脂成分，和占樹脂成分全部的70重量％以下的低應(yīng)力化劑的焊接材料。作為密封材料使用25℃下的彎曲彈性系數(shù)在26GPa以下，從半導(dǎo)體裝置的成形溫度開始到25℃止的平均熱膨脹系數(shù)在0.7×10-5/℃以上，25℃的撓曲強度在120MPa以上的密封材料。本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，將上述芯片焊接材料與密封材料進行組合，可以抑制溫度循環(huán)時在芯片焊接底板端部產(chǎn)生的裂紋。
可以認(rèn)為，焊錫安裝時生成的內(nèi)引線部和芯片焊接底板部的分離受到(4)密封材料吸濕后各部分與密封材料的粘合性、(5)因引線框架的材料的物性與芯片焊接材料和密封材料的構(gòu)成材料不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力影響。本發(fā)明人著眼于這些影響反復(fù)進行研究，結(jié)果查明，通過使吸濕后焊錫安裝時的峰值溫度下各部分與密封材料的粘合性(剪切應(yīng)變能)和與引線框架的構(gòu)成材料的物性不同而產(chǎn)生的熱應(yīng)力滿足一定的關(guān)系，則焊錫安裝時的內(nèi)引線部和芯片焊接底板之間的分離可以被抑制。滿足該一定的關(guān)系的芯片焊接材料以及密封材料的組成將在以后詳細(xì)說明，但作為芯片焊接材料使用含有無機填料20～85重量％，樹脂成分，和占樹脂成分全部的40重量％以上的低應(yīng)力化劑的芯片焊接材料。作為密封材料使用含有無機填料82～90重量％，和用特定的化學(xué)式表示的環(huán)氧樹脂的密封材料。本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，將它們組合使用，可以抑制焊錫安裝時各部分的分離。
由此，在經(jīng)過半導(dǎo)體裝置的制造、向印刷電路布線板的安裝，以及使用的全過程中，為了防止芯片的彎曲和裂紋、分離，以維持操作的可靠性，半導(dǎo)體裝置必須作以下考慮(1)25℃下的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)，(2)溫度循環(huán)時的芯片焊接底板端部的熱應(yīng)力，(3)溫度循環(huán)時的密封材料的撓曲強度，(4)焊錫安裝時的密封材料與引線框架(內(nèi)引線部分、芯片焊接底板部分)之間的剪切應(yīng)變能，(5)在焊錫安裝時的密封材料與引線框架(內(nèi)引線部分、芯片焊接底板部分)界面上產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
以下，對于這些主要的因素進行詳細(xì)地說明。
<降低半導(dǎo)體芯片彎曲的芯片焊接材料>
首先，對半導(dǎo)體芯片的彎曲使芯片焊接材料的彈性系數(shù)受到較大影響這一點作詳細(xì)說明。
在用于半導(dǎo)體裝置的引線框架材料(包含芯片焊接底板部分和內(nèi)引線部分)中，一般廣泛使用銅合金和鐵-鎳合金。引線框架的熱膨脹系數(shù)因使用的材料而異，例如銅合金的熱膨脹系數(shù)為1.7×10-5/℃，而鐵-鎳合金的熱膨脹系數(shù)在0.5×10-5/℃。半導(dǎo)體芯片的彎曲受引線框架的熱膨脹系數(shù)的影響最大，芯片與引線框架(尤其是芯片焊接底板部分)之間的熱膨脹系數(shù)的差別越大，對于半導(dǎo)體芯片的彎曲的影響就越大。
在引線框架使用鐵-鎳合金時，由于與半導(dǎo)體芯片之間的熱膨脹系數(shù)的差小，所以半導(dǎo)體芯片部分的彎曲小而不成為問題，但如果考慮導(dǎo)電性等電性能和操作性能和放熱性，則對用銅合金的引線框架的要求高。但是，使用銅合金的引線框架時，與半導(dǎo)體芯片之間的熱膨脹系數(shù)的差大，因而半導(dǎo)體芯片的彎曲變大。
在半導(dǎo)體裝置中，將以硅為主體的半導(dǎo)體芯片安裝在銅合金的引線框架上時，芯片和引線框架的物性大體為特定的范圍。因此，通過調(diào)整粘結(jié)半導(dǎo)體芯片和芯片焊接底板的芯片焊接材料的性能，就可以抑制芯片的彎曲。
利用市售的彎曲變形解析工具調(diào)查芯片的彎曲與芯片焊接材料的物性之間的關(guān)系，結(jié)果如圖3中所示。由結(jié)果可知，芯片的彎曲幾乎不受芯片焊接材料的熱膨脹系數(shù)的影響，但是卻受到彎曲彈性系數(shù)較大的影響。在實際中，使用彎曲彈性系數(shù)不同的芯片焊接材料，在150℃、1小時的固化條件下，將8mm×10mm×0.28mm的芯片固定在引線框架的芯片焊接底板上，測定25℃下芯片的彎曲。由于測定值與解析結(jié)果良好吻合，所以在考慮芯片的彎曲的時候，只要考慮芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)即可。另外，芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)是在25℃下，按照J(rèn)IS-K-6911的標(biāo)準(zhǔn)測定的。
以8mm×10mm的芯片作為試片時，芯片的彎曲直至30μm左右均不會對半導(dǎo)體芯片的功能、結(jié)構(gòu)賦予影響。為了將芯片的彎曲控制在30μm以下的范圍，由圖3的曲線可以看出，只要將25℃下的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1設(shè)定在300MPa以下就可以。
25℃下彎曲彈性系數(shù)Ed1為300MPa以下的芯片焊接材料，既可以是糊狀，也可以是薄膜狀，作為其組成，優(yōu)選含有無機填料20～85重量％，樹脂成分，和占樹脂成分全部的40重量％以上的低應(yīng)力化劑。
作為無機填料，可以舉出熔融硅石，晶體硅石，球狀硅石，氧化鋁，碳酸鈣，硅酸鋯，硅酸鈣，滑石，粘土，云母，氮化硼，氫氧化鋁，銀粉，銅粉，鎳粉等。芯片焊接材料中的無機填料的量，若不足20重量％或超過85重量％，在將芯片焊接材料涂覆或粘貼在芯片焊接底板上時，會使操作性降低。
作為樹脂成分，適宜使用甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂，雙酚F型環(huán)氧樹脂，雙酚AD型環(huán)氧樹脂，丙烯酸樹脂等。在芯片焊接材料中，除了這些主劑之外，還含有固化劑、固化促進劑，根據(jù)必要可以并用偶合劑以及反應(yīng)性稀釋劑等。
作為低應(yīng)力化劑，可以舉出丁二烯-丙烯腈系共聚物和在其末端或者側(cè)鏈上有氨基、環(huán)氧基、羧基的改性共聚物，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等丁二烯類增塑劑，末端或者側(cè)鏈上有氨基、羥基、環(huán)氧基、羧基的硅酮系彈性體。通過配合低應(yīng)力化劑，芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)可以變小，將半導(dǎo)體芯片固定在芯片焊接底板上時，可以降低半導(dǎo)體芯片的彎曲。低應(yīng)力化劑的配合量優(yōu)選設(shè)定為樹脂成分全體的40重量％以上。這是由于在不足40重量％時，芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)不能充分變小，因此也就不能降低半導(dǎo)體芯片的彎曲。
對于本實施方式中所使用的芯片焊接材料，除了加入低應(yīng)力化劑以外，還可以配合離子捕集劑。使用這樣組成的芯片焊接材料，可以抑制芯片焊接材料固化后半導(dǎo)體芯片的彎曲。
本發(fā)明特別適用于用銅合金的引線框架的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置。在實施方式中，特別優(yōu)選在銅合金的引線框架的表面上鍍銀、金、鈀任一種金屬。
<防止溫度循環(huán)時裂紋的芯片焊接材料和密封材料>
如上所述，因溫度循環(huán)而產(chǎn)生的裂紋受到芯片焊接底板端部的熱應(yīng)力(thermal stress)σ和密封材料的撓曲強度(flexural srength)σb的影響。
在將25℃下密封材料的彈性系數(shù)(elastic modulus)設(shè)為Ee1，25℃下密封材料的熱膨脹系數(shù)(coefficient of thermal expansion)設(shè)為αe1，引線框架的熱膨脹系數(shù)設(shè)為αm時，芯片焊接底板的端部的熱應(yīng)力σ用下式表示。另外，下附數(shù)字1表示是在低溫側(cè)(25℃以下)的參數(shù)。
σ＝K×σe 式(7)σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×αd×ΔT1式(8)αd＝αm-αe1式(9)其中，K由封裝結(jié)構(gòu)和引線框架結(jié)構(gòu)所決定的系數(shù)，σe是由構(gòu)成材料的物性表示的熱應(yīng)力的特性，Kd125℃下芯片焊接材料(固化后)的彎曲彈性系數(shù)Ed1相對于彈性系數(shù)1MPa的比(Ed1＞1MPa)，αd引線框架與密封材料的熱膨脹系數(shù)的差(αm-αe1)，ΔT1半導(dǎo)體裝置的成形溫度與溫度循環(huán)時的低溫側(cè)的差。
由式(7)可以看出，在芯片焊接底板端部產(chǎn)生的熱應(yīng)力α與特性σe成比例。
另一方面，密封材料的撓曲強度σb(MPa)，可以依照J(rèn)IS-K-6911的標(biāo)準(zhǔn)進行彎曲實驗并由下式求得。試片是通過將密封材料用傳送式壓力機固化成形為規(guī)定的尺寸，進行175℃下、5小時的后處理而得到的。
σb＝(3×L×P)/(2×W×H2) 式(10)其中，L表示跨度(mm)，P表示載荷(N)，W表示試片的寬度(mm)，H表示試片的厚度(mm)，測定溫度是室溫25℃。
為了抑制溫度循環(huán)時產(chǎn)生的芯片焊接底板端部的裂紋，要使密封材料的撓曲強度σb變大，在芯片焊接底板上產(chǎn)生的熱應(yīng)力，即σe的值就必然變小。但是，如果撓曲強度σb變大，特性值σe也變大的話，在芯片焊接材料的端部就會產(chǎn)生裂紋。反之，如果撓曲強度σb稍稍降低，特性值σe也變小的話，在芯片焊接材料的端部就不會產(chǎn)生裂紋。因此，對密封材料的撓曲強度σb和特性值σe進行良好平衡的設(shè)定是重要的。
本發(fā)明人對密封材料的撓曲強度σb以及特性值σe之間的關(guān)系進行了反復(fù)研究，對后述的實驗例進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將撓曲強度σb與特性值σe的比值(σe/σb)設(shè)定在0.2以下，可以抑制溫度循環(huán)時產(chǎn)生的芯片焊接底板端部的裂紋。
為將密封材料的撓曲強度σb與特性值σe的比(σe/σb)設(shè)定在0.2以下，由式(8)可知，必須要使芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1變大，密封材料的彎曲彈性系數(shù)Ee1變小，密封材料的熱膨脹系數(shù)αe1變大，和密封材料的撓曲強度σb變大。具體地說，如按后述的實驗分析而決定的那樣，希望芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1在1MPa以上，密封材料的彎曲彈性系數(shù)Ee1在26GPa以下，密封材料的熱膨脹系數(shù)αe1在0.7×10-5/℃以上，密封材料的撓曲強度σb在120MPa以上。
如果密封材料的撓曲強度不滿120MPa、熱膨脹系數(shù)不滿0.7×10-5/℃、密封材料的彎曲彈性系數(shù)超過26GPa時，則撓曲強度σb與特性值σe的比值(σe/σb)有時將變大超過0.2，因此不能充分地防止裂紋。
引線框架表層的鍍層根據(jù)引線框架的種類的不同而不同，但因為芯片焊接底板的端部的裂紋都可以用密封材料的撓曲強度σb與特性σe的比(σe/σb)進行說明，所以對于引線框架表層的鍍層不作特別的限制。因此，只要用一般的銀、金、鈀等的鍍層就可以。通常，引線框架的內(nèi)引線部分適宜在長度為1mm～20mm，寬度為0.1mm～1mm，厚度為0.1mm～0.5mm的范圍內(nèi)，芯片焊接底板部分適宜在外形為2mm×2mm～20mm×20mm，厚度為0.1mm～0.5mm的范圍內(nèi)，例如，為了提高接線性，有時只在內(nèi)引線部分實施鍍層。
另外，制作密封材料和芯片焊接材料的固化物，在25℃下依照J(rèn)IS-K-6911標(biāo)準(zhǔn)進行試驗，可以得到密封材料和芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ee1、Ed1。制作密封材料的固化物，用熱機械分析裝置進行測定，由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25℃的斜率可以求出密封材料的熱膨脹系數(shù)αe1。
使用滿足上述的關(guān)系σe/σb≤0.2的密封材料和芯片焊接材料的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，即使在受到溫度循環(huán)時的惡劣的熱沖擊的場合，也可以抑制芯片焊接底板部的裂紋。
滿足上述關(guān)系的芯片焊接材料，既可以是糊狀，也可以是薄膜狀，其組成含有20～85重量％無機填料，樹脂成分，以及占樹脂成分全部70重量％以下的低應(yīng)力化劑，固化劑，固化促進劑，根據(jù)必要還可以并用偶合劑，反應(yīng)性稀釋劑，溶劑等。另外，也可以配合離子捕集劑。在這里，對于無機填料和低應(yīng)力化劑的種類，可以使用與在半導(dǎo)體芯片彎曲有關(guān)的上述芯片焊接材料中使用的同樣的無機填料和低應(yīng)力化劑。樹脂成分可以使用通常的樹脂，其中適宜使用甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂，雙酚F型的環(huán)氧樹脂，雙酚AD型環(huán)氧樹脂，丙烯酸樹脂。
無機填料的配合量若不足芯片焊接材料全部的20重量％，或者超過85重量％時，將芯片焊接材料涂覆或者粘貼在芯片焊接底板部上時的操作性降低。另一方面，芯片焊接底板部的熱應(yīng)力受到芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)的影響，隨著芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)變小，芯片焊接底板端部的熱應(yīng)力增大，不能滿足σe/σb≤0.2的關(guān)系。因此，低應(yīng)力化劑的配合量優(yōu)選設(shè)定為除溶劑和無機填料以外的樹脂成分全部的70重量％以下。如果超過70重量％，芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)明顯變小，這是由于，雖然對防止芯片的彎曲有效，但是卻不能降低溫度循環(huán)時的芯片焊接底板端部的熱應(yīng)力。
表15是表示為減少芯片的彎曲、提高抗溫度周期性所必要的材料的物性(芯片焊接材料、密封材料)的取向性的表。關(guān)于半導(dǎo)體芯片的彎曲，在進行樹脂密封前的階段中，密封材料的參數(shù)是沒有關(guān)系的。賦予芯片的彎曲和抗溫度周期性二者以影響的是芯片焊接材料的特性。為了抑制芯片的彎曲變小，希望芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)為低值，但是在溫度循環(huán)時，如上所述，希望為高值。因此為了保持產(chǎn)品的可靠性，必須對半導(dǎo)體芯片向芯片焊接底板安裝后和用密封材料進行密封后的溫度循環(huán)時的雙方，將芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)的范圍設(shè)定為最佳值。
即，芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)優(yōu)選在1MPa以上，300MPa以下，實現(xiàn)這樣的彎曲彈性系數(shù)的芯片焊接材料，優(yōu)選為含有樹脂成分全部的40％以上、70％以下范圍的低應(yīng)力化劑。
另一方面，用于本發(fā)明的密封材料通常呈粉末狀或者塊狀，作為主劑，只要是彎曲彈性系數(shù)在26GPa以下，熱膨脹系數(shù)在0.7×10-5/℃以上，撓曲強度σb在120MPa以上，就不作特別的限制。作為適宜使用的例子可以舉出雙酚型環(huán)氧樹脂和甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂。在密封材料中，除主劑之外，還含有固化劑、固化促進劑、無機填料，根據(jù)需要并用阻燃劑、偶合劑、石蠟等。在本發(fā)明所用的密封材料中，除上述以外還可以配合硅油和硅橡膠、合成橡膠等橡膠成分，或者配合離子捕集劑。對使用這樣的密封材料的半導(dǎo)體芯片的密封方法不作特別的限制，可以采用在通常的傳送成型等中所見到的公知的模型法進行。
這樣得到的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其半導(dǎo)體芯片的彎曲、抗溫度周期性同時優(yōu)良，即使在受到惡劣的熱沖擊時，也可以防止由芯片焊接材料的端部產(chǎn)生裂紋。
<防止焊錫安裝時的分離的密封材料和芯片焊接材料>
在焊錫安裝時，存在內(nèi)引線部分與密封材料的界面的分離、芯片焊接底板部分(內(nèi)表面)與密封材料的界面的分離的問題。該分離是由于受到密封材料吸濕后內(nèi)引線部分和芯片焊接材料部分與密封材料間的粘合性(剪切應(yīng)變能)，以及這些部件與密封材料界面間發(fā)生的熱應(yīng)力的影響。因此，如上所述，使得在焊錫安裝時峰值溫度下各部位與密封材料的剪切應(yīng)變能以及熱應(yīng)力滿足一定的關(guān)系，就可以消除分離。
設(shè)密封材料的彈性系數(shù)為Ee2、熱膨脹系數(shù)為αe2、引線框架的熱膨脹系數(shù)為αm，焊錫安裝時內(nèi)引線部分與密封材料界面間產(chǎn)生的熱應(yīng)力σi可以用下式表示。下附數(shù)字2表示是在高溫側(cè)的參數(shù)。
σi＝K×σei 式(11)σei＝Ee2×αd×ΔT2式(12)αd＝αe2-αm式(13)芯片焊接底板部分與密封材料的界面上產(chǎn)生的熱應(yīng)力σd可以用下式表示。
σd＝K×σed 式(14)σed＝log(Kd2)×Ee2×αd×ΔT2式(15)其中，K由封裝結(jié)構(gòu)和引線框架結(jié)構(gòu)決定的系數(shù)，σei、σed是由構(gòu)成材料的物性表示的熱應(yīng)力指標(biāo)的特性，Kd2焊錫安裝時的峰值溫度下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed2與彈性系數(shù)1MPa的比(Ed2＞1MPa)，Ad高溫側(cè)密封材料與引線框架的熱膨脹系數(shù)的差，ΔT2半導(dǎo)體裝置的成形溫度與焊錫安裝時的峰值溫度的差。
內(nèi)引線部分產(chǎn)生的熱應(yīng)力與特性σei成比例，芯片焊接底板部分產(chǎn)生的熱應(yīng)力與特性σed成比例關(guān)系。
另一方面，焊錫安裝時峰值溫度下引線框架的內(nèi)引線部分和芯片焊接底板與密封材料的剪切應(yīng)變能U(N·m)，可以由施加于密封材料剪切時的力(即載荷)及其位移求得。具體地說，制作圖5A所示的試片，在所定的條件下進行吸濕后，如圖5B所示，在設(shè)定為焊錫安裝時的峰值溫度的粘接力剪切試驗機的熱板22上放置20秒鐘，然后一邊以每秒50μm的速度移動試驗壓頭21，一邊將載荷施加到密封材料13上，測定載荷F(N)和密封材料13的位移X(m)，用下式求出。
U＝∫F·dx 式(16)
換言之，如圖5C斜線區(qū)域所示，剪切應(yīng)變能U是使載荷F對位移x積分的值。
在材質(zhì)、鍍層規(guī)格與內(nèi)引線部分和芯片焊接底板相同的的引線框架20上，用傳送式壓力機將密封材料13固化成形為高1mm，直徑3.7mm的尺寸，進行175℃、5小時的后處理得到如圖5A所示的試片。
另外，設(shè)半導(dǎo)體裝置的吸濕時間為t1(h)，試片的吸濕時間為t2(h)，由半導(dǎo)體裝置表面至內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分的密封材料的厚度為h1(mm)，試片的密封材料的厚度為h2(mm)，用Fick擴散方程式可以得到這些參數(shù)之間的關(guān)系式t1/t2＝0.92×(h1/h2)2+0.24 式(17)由該關(guān)系式?jīng)Q定試片的吸濕時間t2。例如，在實際的半導(dǎo)體裝置的吸濕時間t1為168小時、由半導(dǎo)體裝置表面至內(nèi)引線部分的密封材料的厚度h1為圖6所示的0.625mm、試片的密封材料的厚度h2為圖5A中所示的1.0mm時，則由式(17)，決定試片的吸濕時間t2為大約280小時。
要抑制焊錫安裝時產(chǎn)生的內(nèi)引線部分及芯片焊接底板部分的分離，必須將密封材料相對內(nèi)引線部分的的剪切應(yīng)變能Ui以及密封材料相對芯片焊接底板部分的剪切應(yīng)變能Ud設(shè)定得較高，而使特性σei、σed較低。但是，如果剪切應(yīng)變能Ui、Ud高，特性σei、σed也就高，則內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分將發(fā)生分離。與此相反，如果剪切應(yīng)變能Ui，Ud低，特性σei、σed也就低，則內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分將不發(fā)生分離。因此，對內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分的剪切應(yīng)變能Ui、Ud與相應(yīng)的特性值σei、σed間進行良好平衡地設(shè)定是重要的。
本發(fā)明人等對剪切應(yīng)變能Ui(N·m)，Ud(N·m)與特性σei(MPa)、σed(MPa)間的關(guān)系進行了反復(fù)研究，進行了后述實驗分析，結(jié)果得知，通過對·剪切應(yīng)變能Ui與特性σei的比(Ui/σei)≥2.0×10-6·剪切應(yīng)變能Ud與特性σed的比(Ud/σed)≥4.69×10-6進行設(shè)定，就可以抑制焊錫安裝時發(fā)生的內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分的分離。
要使密封材料相對于內(nèi)引線部分的剪切應(yīng)變能Ui與特性σei的比(Ui/σei)在2.0×10-6以上，密封材料相對于芯片焊接底板的剪切應(yīng)變能Ud與特性σed的比(Ud/σed)在4.69×10-6以上，由后述的實驗的結(jié)果，可以導(dǎo)出以下的條件·焊錫安裝時峰值溫度下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)(Ed2)≤70MPa，·焊錫安裝時峰值溫度下的密封材料的彎曲彈性系數(shù)(Ee2)≤650MPa，·焊錫安裝時峰值溫度下的密封材料的熱膨脹系數(shù)(αe2)≤5.0×10-5/℃，·密封材料的剪切應(yīng)變能(Ui)≥1.35×10-6N·m，·密封材料的剪切應(yīng)變能(Ud)≥6.8×10-6N·m。
使用滿足這樣條件的芯片焊接材料和密封材料制造的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，即使在向印刷電路布線板的焊錫安裝那樣的高溫下，也可以有效地防止引線框架的內(nèi)引線部分與密封材料的界面間、和芯片焊接底板部分與密封材料的界面間的分離，從而提高了產(chǎn)品的可靠性。
焊錫安裝時峰值溫度下的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)超過70MPa、密封材料的彎曲彈性系數(shù)超過650MPa、密封材料的熱膨脹系數(shù)超過5.0×10-5/℃、和密封材料相對于芯片焊接底板部分的剪切應(yīng)變能不足6.8×10-6N·m時，芯片焊接底板部分的剪切應(yīng)變能Ud與特性σed的比(Ud/σed)將比4.69×10-6小，因而不能充分抑制芯片焊接底板部分的分離。
同樣，密封材料的彎曲彈性系數(shù)超過650MPa，密封材料的熱膨脹系數(shù)超過5.0×10-5/℃和密封材料相對于內(nèi)引線部分的剪切應(yīng)變能不足1.35×10-6N·m時，內(nèi)引線部分的剪切應(yīng)變能Ui與特性σei的比(Ui/σei)將比2.0×10-6小，不能充分抑制內(nèi)引線部分的分離。
密封材料相對于內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分的剪切應(yīng)變能，根據(jù)引線框架表面的鍍層的不同而改變，但是，即使在鍍層不同的情況下，內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分的分離，也可以用剪切應(yīng)變能Ui、Ud與特性σei、σed的比進行說明，因此對引線框架表面的鍍層不作特別的限制，一般用含有金、銀、鈀任一種的鍍層。
另外，制作芯片焊接材料以及密封材料的固化物，在安裝時峰值溫度(例如245℃)的氣氛下，依照J(rèn)IS-K-6911的標(biāo)準(zhǔn)進行試驗可以得到芯片焊接材料和密封材料的彎曲彈性系數(shù)。制作密封材料的固化物，用熱機械分析裝置進行測定，由樹脂密封型半導(dǎo)體裝置的成形溫度至焊錫安裝時峰值溫度的斜率可以求出熱膨脹系數(shù)。
如上所述，滿足上述條件的密封材料，一般呈粉末狀或者塊狀。對密封材料的主劑不作特別的限制，但優(yōu)選使用雙酚型環(huán)氧樹脂和甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂等。另外，用下述一般式(I)表示的環(huán)氧樹脂在高溫下的彎曲彈性系數(shù)小，可以降低內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分的熱應(yīng)力。 在密封材料使用式(I)的環(huán)氧樹脂時，優(yōu)選含有密封材料中樹脂成分全部的10重量％以上，更佳的是在20重量％以上。這是由于，在不足10重量％時，不能謀求充分的低彈性化，不能降低內(nèi)引線部分和芯片焊接底板的熱應(yīng)力。
除了主劑之外，密封材料還含有固化劑、固化促進劑、無機填料，根據(jù)必要可以并用阻燃劑、偶合劑、石蠟等。無機填料的配合量優(yōu)選設(shè)定為密封材料全部的80重量％～95重量％。更優(yōu)選的是在82重量％～90重量％范圍內(nèi)。這是由于，不足80重量％時，密封材料的飽和吸水率增加，吸濕后剪切應(yīng)變能降低，同時熱膨脹系數(shù)變大，因而熱應(yīng)力增加。另一方面，超過95重量％時，傳送式成形時的密封材料的粘度升高，容易發(fā)生金屬線滑移和成形不良，同時因密封材料固化物的彎曲彈性系數(shù)變大，而熱應(yīng)力增加。
另外，在密封材料中，除上述以外可以配合硅油及硅橡膠、合成橡膠等低應(yīng)力化劑，此外也可以配合離子捕集劑。配合低應(yīng)力化劑的時候，因可以使密封材料的彈性系數(shù)變小，所以可以降低各部分的熱應(yīng)力。低應(yīng)力化劑的配合量優(yōu)選設(shè)定為樹脂成分全部的5重量％以上。對用這樣密封材料封裝半導(dǎo)體芯片的方法不作特別的限制，可以采用在通常的傳送式成形等中所見的公知的模型方法。
如上所述，滿足上述條件的芯片焊接材料通常呈糊狀或薄膜狀。無機填料的配合量優(yōu)選設(shè)定為芯片焊接材料全部的20～85重量％，低應(yīng)力化劑的配合量優(yōu)選設(shè)定為樹脂成分全部的40重量％。
將上述芯片焊接材料和密封材料組合，可以得到半導(dǎo)體芯片的彎曲、抗溫度周期性和焊錫安裝性都優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置。
<實施例>
以下說明具體的實施例。
用表1所示原材料、用表2所示的配比準(zhǔn)備A～J的密封材料，另一方面，用表3所示的原材料，用表4所示的配比準(zhǔn)備I～IV的芯片焊接材料。
表1 密封材料的原材料

表2 密封材料的配比

表3 芯片焊接材料的原材料

表4 芯片焊接材料的配比

用表4所示配比的芯片焊接材料，將半導(dǎo)體芯片配置在引線框架的芯片焊接底板上，進行150℃、1小時的固化而固定。該半導(dǎo)體芯片的外形尺寸為8.0mm×10.0mm，厚度為0.28mm，引線框架為銅合金，對于內(nèi)引線的前端部實施鍍銀。引線框架的熱膨脹系數(shù)為1.7×10-5/℃，內(nèi)引線部分的長度為2mm～5.6mm，寬度為0.185mm，厚度為0.15mm，芯片焊接底板的外形尺寸為8.4mm×10.4mm，厚度為0.15mm。
測定這樣得到的半導(dǎo)體芯片在25℃的半導(dǎo)體芯片彎曲。半導(dǎo)體芯片的彎曲是通過用表面光潔度測定儀掃描芯片的上面部9mm而測定的。結(jié)果如以下表6～表9所示。
然后，用表2中所示的密封材料，在175℃、6.9MPa、90秒的傳送式成形中將半導(dǎo)體芯片制成模型，進行175℃、5小時的后處理，得到樹脂密封型的半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置是80針QFP，外形尺寸為14mm×20mm，厚度為1.4mm。具體的說，與圖5所示的半導(dǎo)體裝置相同，由密封材料表面到內(nèi)引線部分的密封材料的厚度為0.625mm，由密封材料表面到芯片焊接底板的密封材料的厚度為0.475mm。
制作半導(dǎo)體裝置時，密封材料A～J與芯片焊接材料I～IV的組合方式如表5所示。將40種試樣每種分別制作5個，進行各種實驗，作為實驗例1～40。
表5

使用表5所示的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置的各試樣，進行焊錫安裝性實驗和抗溫度周期性實驗。
依照J(rèn)EDEC(joint electron device engineering council)的標(biāo)準(zhǔn)1，將得到的半導(dǎo)體裝置在85℃，85％的RH下吸濕168小時之后，在焊錫安裝時的峰值溫度245℃、反復(fù)3次的條件下進行焊錫安裝性試驗。然后，用超聲波探查圖象裝置，觀測內(nèi)引線部分以及芯片焊接底板部分的分離。
抗溫度周期性的實驗是依照MIL規(guī)格(STD-883E，condition C)，以150℃下15分鐘，-65℃下15分鐘為作一次循環(huán)，反復(fù)進行1000次循環(huán)。然后，由斷面觀察，觀察芯片焊接底板端部的裂紋。
表6～表9表示對照半導(dǎo)體芯片的彎曲，在溫度循環(huán)1000次循環(huán)后測定芯片焊接底板的端部的裂紋的結(jié)果。表10表示焊錫安裝性試驗后，測定內(nèi)引線部分的分離的結(jié)果，表11，表12，表13表示焊錫安裝試驗后，測定芯片焊接底板部分的分離的結(jié)果。由于半導(dǎo)體裝置的吸濕時間為168小時，由密封材料表面到內(nèi)引線部分的密封材料的厚度為0.625mm，試片的密封材料的厚度為1.0mm，所以由式(17)可知，測定內(nèi)引線部分與密封材料的剪切應(yīng)變能時的試片的吸濕時間為280小時。同樣，由于半導(dǎo)體裝置的吸濕時間為168小時，由密封材料表面到芯片焊接底板部分的密封材料的厚度為0.475mm，試片的密封材料的厚度為1.0mm，所以由式(17)可知，測定芯片焊接底板部分與密封材料的剪切應(yīng)變能時的試片的吸濕時間為375小時。
表6 試樣1～10(芯片的彎曲，抗溫度周期性)

表7 試樣11～20(芯片的彎曲，抗溫度周期性)

表8 試樣21～30(芯片的彎曲，抗溫度周期性)

表9 試樣31～40(芯片的彎曲，抗溫度周期性)

表10 試樣1～10(內(nèi)引線部分的分離)

表11 試樣1～10(芯片焊接底板的分離)

表12 試樣11～20(芯片焊接底板的分離)

表13 試樣21～30(芯片焊接底板的分離)

由表6～9可知，25℃下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)(Ed1)越小，芯片焊接材料固化之后半導(dǎo)體芯片的彎曲越小，是良好的。
同樣，由表6～9可知，抗溫度周期性試驗后芯片焊接底板端部生成的裂紋數(shù)，當(dāng)式(1)的參數(shù)比(σe/σb)的值在0.2以下時，不生成裂紋，是良好的。與此相反，在表10的實驗例33～37和39中，參數(shù)比(σe/σb)的值超過了0.2，各個實驗例的5個試樣中全部發(fā)生了裂紋。由該結(jié)果可以看出，將參數(shù)比(σe/σb)抑制在0.2以下，即使經(jīng)過惡劣的溫度循環(huán)的反復(fù)后，也可以實現(xiàn)不發(fā)生裂紋的良好的半導(dǎo)體裝置。
另外，由表10可以看出，焊錫安裝試驗后的內(nèi)引線部分的分離，當(dāng)與密封材料有關(guān)的式(2)的參數(shù)比(Ui/σei)的值比2.0×10-6大時，就不發(fā)生內(nèi)引線部分的分離。另一方面，在實驗例1、2、、7、8、9、10中，因參數(shù)比(Ui/σei)不足2.0×10-6，密封材料與內(nèi)引線部分之間就發(fā)生分離。
芯片焊接底板部分與密封材料之間的分離，如表11、12、13所示，式(3)的參數(shù)比(Ud/σed)的值比4.69×10-6大時，即使在焊錫安裝性試驗后，也沒有分離，是良好的。另一方面，如實施例1、2、8、9、10、11、12、18、19、20、21、22、28所示可以看出，參數(shù)比(Ud/σed)不足4.69×10-6時，在芯片焊接底板部分就發(fā)生分離，當(dāng)將半導(dǎo)體裝置焊錫安裝在印刷電路布線板上時，產(chǎn)生缺陷。
由這些實驗的結(jié)果可知，作為考慮半導(dǎo)體芯片的彎曲、抗溫度周期性、焊錫安裝性等都優(yōu)良的芯片焊接材料和密封材料的組合，由表5中所示的試樣中選擇試樣23、24、25、26，全部進行半導(dǎo)體芯片的彎曲、抗溫度周期性以及焊錫安裝性的測定。結(jié)果如表14所示。
表14

這4個試樣中的任何一個都滿足以下條件·與溫度循環(huán)時的芯片焊接底板端部的裂紋有關(guān)的參數(shù)比(σe/σb)在0.2以下，·與焊錫安裝性試驗后的內(nèi)引線部分的分離有關(guān)的參數(shù)比(Ui/σei)的值在2.0×10-6以上，·與焊錫安裝性試驗后的芯片焊接底板部分的分離有關(guān)的參數(shù)比(Ud/σed)的值在4.69×10-6以上，通過組合這些芯片焊接材料和密封材料，可以使芯片的彎曲小，而且可以消除芯片焊接底板的端部的裂紋、芯片焊接底板部分的分離、內(nèi)引線部分的分離，能夠得到抗溫度周期性、焊錫安裝性優(yōu)良的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置。
綜上所述，對于芯片焊接材料和密封材料的最佳物性條件可以為如下特定值。
即，25℃下固化后的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)為1～300MPa，而且固化后芯片焊接材料和密封材料的特性是σe≤0.2×σb 式(1)Ui≥2.0×10-6×σei式(2)Ud≥4.69×10-6×σed 式(3)其中，σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×(αm-αe1)×ΔT1σei＝Ee2×(αe2-αm)×ΔT2σed＝log(Kd2)×Ee2×(αe2-αm)×ΔT2σb25℃下的密封材料的撓曲強度(MPa)Ui焊錫安裝時峰值溫度下密封材料相對于內(nèi)引線部分的剪切應(yīng)變能(N·m)Ud焊錫安裝時峰值溫度下密封材料相對于芯片焊接底板的剪切應(yīng)變能(N·m)Kd125℃下的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1(MPa)相對于彈性系數(shù)1Mpa的比(Ed1＞1MPa)
Kd2焊錫安裝時的峰值溫度下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed2(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa的比(Ed2＞1MPa)Ee125℃下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)Ee2焊錫安裝時峰值溫度下的密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe1由半導(dǎo)體裝置成形溫度(175℃)至25℃的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αe2由半導(dǎo)體裝置成形溫度(175℃)至焊錫安裝時的峰值溫度的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT1半導(dǎo)體裝置成形溫度與溫度循環(huán)時的低溫側(cè)溫度的差(℃)ΔT2半導(dǎo)體裝置成形溫度與焊錫安裝時峰值溫度的差(℃)。
換句話說就是，通過將含有20～85重量％無機填料、樹脂、和占樹脂全部的40～70重量％的低應(yīng)力化劑的芯片焊接材料，與含有一般式(I)表示的環(huán)氧樹脂和無機填料、并且無機填料的含有量設(shè)定為全體的82～90重量％的密封材料組合，就可以實現(xiàn)半導(dǎo)體芯片的彎曲、抗溫度周期性和焊錫安裝性都優(yōu)良的半導(dǎo)體裝置。 不過，即使在滿足上述式(1)、(2)、(3)的至少2個的場合下，也可以防止裂紋的產(chǎn)生和密封材料的分離。另外，由于將芯片焊接材料的25℃下的彎曲彈性系數(shù)設(shè)定為1MPa～300MPa的范圍內(nèi)，所以在將芯片安裝在芯片焊接底板上后，在25℃下可以有效地防止芯片的彎曲。
如上所述，本發(fā)明的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置可以抑制半導(dǎo)體芯片的彎曲，而且即使在溫度循環(huán)的惡劣的條件下，芯片焊接底板的端部也不會產(chǎn)生裂紋。另外，即使在向印刷電路布線板上進行焊錫安裝時，也不會產(chǎn)生內(nèi)引線部分和芯片焊接底板部分的分離，操作可靠性優(yōu)良。特別是在用于QFP的表面安裝型封裝的場合下，半導(dǎo)體芯片的彎曲小，具有出色的抗溫度周期性和焊錫安裝性。
另外，使用本發(fā)明的芯片焊接材料、密封材料時，由最初開始，準(zhǔn)備芯片焊接材料、密封材料、引線框架到組成樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，即使不評價半導(dǎo)體芯片的彎曲、焊錫安裝性、抗溫度周期性，也可以由密封材料和芯片焊接材料的物性預(yù)測到具有可靠性的結(jié)果，從而能夠大幅度地縮短半導(dǎo)體裝置用芯片焊接材料、密封材料的開發(fā)周期。
表15
權(quán)利要求
1.一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在通過芯片焊接材料將至少一個半導(dǎo)體芯片安裝在引線框架的芯片焊接底板上，用密封材料密封的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置中，固化后的芯片焊接材料25℃下的彎曲彈性系數(shù)Ed1在1MPa以上，300MPa以下，而且固化后的密封材料和芯片焊接材料的特性滿足式(1)σe≤0.2×σb 式(1)其中，σb25℃時的密封材料的撓曲強度(MPa)σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×(αm-αe1)×ΔT1Kd125℃時的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa之比(Ed1＞1MPa)Ee125℃下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe1由半導(dǎo)體裝置成形溫度至25℃的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT1半導(dǎo)體裝置成形溫度與溫度循環(huán)時低溫側(cè)溫度的差(℃)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述芯片焊接材料含有20～85重量％的無機填料，樹脂成分，和上述樹脂成分全部的40～70重量％的低應(yīng)力化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述密封材料的性能滿足以下的條件(a)25℃時的彎曲彈性系數(shù)在26GPa以下(b)由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25℃的平均熱膨脹系數(shù)在0.7×10-5/℃以上(c)25℃時的撓曲強度在120MPa以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述的引線框架是銅合金，在其表面的一部分上具有從銀、金、鈀中選擇的鍍層。
5.一種芯片焊接材料，是在用密封材料將半導(dǎo)體芯片密封的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置中使用的、將半導(dǎo)體芯片安裝在引線框架的芯片焊接底板上的芯片焊接材料，其特征在于，上述的芯片焊接材料固化后，25℃時的彎曲彈性系數(shù)Ed1在1MPa以上、300MPa以下，上述芯片焊接材料與上述密封材料固化后的特性關(guān)系滿足式(1)σe≤0.2×σb 式(1)其中，σb25℃時的密封材料的撓曲強度(MPa)σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×(αm-αe1)×ΔT1Kd125℃時的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa之比(Ed1＞1MPa)Ee125℃下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe1由半導(dǎo)體裝置成形溫度至25℃的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT1半導(dǎo)體裝置成形溫度與溫度循環(huán)時低溫側(cè)溫度的差(℃)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的芯片焊接材料，其特征在于，含有20～85重量％無機填料，樹脂成分，和上述樹脂成分全部的40～70重量％的低應(yīng)力化劑，25℃下的彎曲彈性系數(shù)為1MPa以上、300MPa以下。
7.一種密封材料，是將用芯片焊接材料安裝在引線框架的芯片焊接底板上的半導(dǎo)體芯片進行密封而制作半導(dǎo)體裝置的密封材料，其特征在于，該密封材料和上述芯片焊接材料固化后的特性關(guān)系滿足式(1)σe≤0.2×σb 式(1)其中，σb25℃時的密封材料的撓曲強度(MPa)σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×(αm-αe1)×ΔT1Kd125℃時的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa之比(Ed1＞1MPa)Ee125℃下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe1由半導(dǎo)體裝置成形溫度至25℃的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT1半導(dǎo)體裝置成形溫度與溫度循環(huán)時低溫側(cè)溫度的差(℃)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的密封材料，其特征在于，固化后的性能滿足以下的條件(a)25℃時的彎曲彈性系數(shù)在26GPa以下(b)由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25℃的平均熱膨脹系數(shù)在0.7×10-5/℃以上(c)25℃時的撓曲強度在120MPa以上。
9.一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備具有芯片焊接底板和內(nèi)引線的引線框架，通過芯片焊接材料設(shè)置在上述芯片焊接底板上的半導(dǎo)體芯片，和密封上述半導(dǎo)體芯片和引線框架的密封材料，將密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度的上述內(nèi)引線的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ui、密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度的上述芯片焊接底板的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ud時，固化后芯片焊接材料和密封材料的特性滿足以下的式(2)、式(3)中的至少一個Ui≥2.0×10-6×σei 式(2)Ud≥4.69×10-6×σed 式(3)其中，σei＝Ee2×(αe2-αm)×ΔT2σed＝log(Kd2)×Ee2×(αe2-αm)×ΔT2Kd2焊錫安裝時峰值溫度下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed2(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa之比(Ed2＞1MPa)Ee2焊錫安裝時峰值溫度下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe2由半導(dǎo)體裝置成形溫度至焊錫安裝時的峰值溫度的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT2半導(dǎo)體裝置的成形溫度與焊錫安裝時峰值溫度的差(℃)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述芯片焊接材料含有20～85重量％的無機填料，樹脂成分，和上述樹脂成分全部的40～70重量％的低應(yīng)力化劑，固化后的芯片焊接材料的特性滿足以下的條件(1)焊錫安裝時峰值溫度下的彎曲彈性系數(shù)在70MPa以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述的密封材料含有用下式(I)表示的環(huán)氧樹脂(一般式(I)中，t-BU表示叔丁基)和無機填料，無機填料的含有量為全部的82～90重量％，固化后的密封材料的特性是(1)焊錫安裝峰值溫度下的彎曲彈性系數(shù)在650MPa以下，(2)由成形溫度至焊錫安裝時峰值溫度的平均熱膨脹系數(shù)在5.0×10-5/℃以下，(3)焊錫安裝峰值溫度下的內(nèi)引線與密封材料的剪切應(yīng)變能在1.35×10-6N·M以上，(4)焊錫安裝峰值溫度下的芯片焊接底板與密封材料的剪切應(yīng)變能在6.8×10-6N·M以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述的引線框架是銅合金，在其表面的一部分上具有從銀、金、鈀中選擇的鍍層。
13.一種芯片焊接材料，是一種在用密封材料將半導(dǎo)體芯片密封的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置中、將上述半導(dǎo)體芯片安裝在由芯片焊接底板和內(nèi)引線構(gòu)成的引線框架的上述芯片焊接底板上的芯片焊接材料，其特征在于，將固化后的焊錫安裝時峰值溫度下的該芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)設(shè)為Ed2、該芯片焊接材料相對于彈性系數(shù)1MPa的彎曲彈性系數(shù)Ed2(Ed2＞1MPa)的比設(shè)為Kd2、密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度下的上述內(nèi)引線的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ui，密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度下的上述的芯片焊接材料的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ud時，該芯片焊接材料和上述的密封材料固化后的特性關(guān)系，滿足以下的式(2)、式(3)中的至少一個Ui≥2.0×10-6×σei式(2)Ud≥4.69×10-6×σed 式(3)其中，σei＝Ee2(αe2-αm)×ΔT2σed＝log(Kd2)×Ee2×(αe2-αm)×ΔT2Ee2焊錫安裝時峰值溫度下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe2由半導(dǎo)體裝置成形溫度至焊錫安裝時的峰值溫度的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT2半導(dǎo)體裝置的成形溫度與焊錫安裝時峰值溫度的差(℃)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的芯片焊接材料，其特征在于，含有20～85重量％的無機填料，樹脂成分，和上述樹脂成分全部的40～70重量％的低應(yīng)力化劑，上述固化后的焊錫安裝時峰值溫度下的彎曲彈性系數(shù)Ed2在70MPa以下。
15.一種密封材料，是一種將用芯片焊接材料安裝在具有芯片焊接底板和內(nèi)引線的引線框架的上述芯片焊接底板上的半導(dǎo)體芯片進行密封而制作半導(dǎo)體裝置的密封材料，其特征在于，將該密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度下的上述內(nèi)引線的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ui，密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度下的上述的芯片焊接材料的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ud時，硬化后的該密封材料和上述芯片焊接材料的特性關(guān)系，滿足以下的式(2)、式(3)中的至少一個Ui≥2.0×10-6×σei式(2)Ud≥4.69×10-6×σed 式(3)其中，σei＝Ee2×(αe2-αm)×ΔT2σed＝log(Kd2)×Ee2×(αe2-αm)×ΔT2Kd2焊錫安裝時峰值溫度下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed2(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa之比(Ed2＞1MPa)Ee2焊錫安裝時峰值溫度下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe2由半導(dǎo)體裝置成形溫度至焊錫安裝時的峰值溫度的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT2半導(dǎo)體裝置的成形溫度與焊錫安裝時峰值溫度的差(℃)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的密封材料，其特征在于，含有用下式(I)表示的環(huán)氧樹脂(一般式(I)中，t-BU表示叔丁基)和無機填料，無機填料的含有量為全部的82～90重量％，作為固化后的特性滿足以下條件(1)焊錫安裝峰值溫度下的彎曲彈性系數(shù)在650MPa以下，(2)由成形溫度至焊錫安裝時峰值溫度的平均熱膨脹系數(shù)在5.0×10-5/℃以下，(3)焊錫安裝峰值溫度下的內(nèi)引線與密封材料的剪切應(yīng)變能在1.35×10-6N·M以上，(4)焊錫安裝峰值溫度下的芯片焊接底板與密封材料的剪切應(yīng)變能在6.8×10-6N·M以上。
17.一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備具有芯片焊接底板和內(nèi)引線的引線框架，通過芯片焊接材料設(shè)置在上述芯片焊接底板上的半導(dǎo)體芯片，和密封上述半導(dǎo)體芯片和引線框架的密封材料，將25℃時的密封材料的撓曲強度設(shè)為σb(MPa)、密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度下的上述內(nèi)引線的的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ui(N·m)，密封材料相對于焊錫安裝時峰值溫度下的上述芯片焊接底板的的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ud(N·m)時，固化后的芯片焊接材料和密封材料的特性滿足以下的式(1)、式(2)、式(3)σe≤0.2×σb式(1)Ui≥2.0×10-6×σei 式(2)Ud≥4.69×10-6×σed式(3)其中，σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×(αm-αe1)×ΔT1式(4)σei＝Ee2×(αe2-αm)×ΔT2式(5)σed＝log(Kd2)×Ee2×(αe2-αm)×ΔT2式(6)Kd125℃時的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1(MPa)相對于彈性系數(shù)1Mpa的比(Ed1＞1MPa)Kd2焊錫安裝時的峰值溫度下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed2(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa的比(Ed2＞1MPa)Ee125℃下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)Ee2焊錫安裝時峰值溫度下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe1由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25℃時的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αe2由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至焊錫安裝時的峰值溫度下的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT1半導(dǎo)體裝置的成形溫度與溫度循環(huán)時的低溫側(cè)溫度的差(℃)ΔT2半導(dǎo)體裝置的成形溫度與焊錫安裝時峰值溫度的差(℃)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述的芯片焊接材料含有20～85重量％的無機填料，樹脂成分，和上述樹脂成分全部的40～70重量％的低應(yīng)力化劑，固化后的芯片焊接材料的特性滿足以下條件(1)在25℃時的彎曲彈性系數(shù)在1MPa以上、300Mpa以下，(2)焊錫安裝的峰值溫度下彎曲彈性系數(shù)在70MPa以下。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述密封材料含有用下述一般式(I)表示的環(huán)氧樹脂(一般式(I)中，t-BU表示叔丁基)和無機填料，無機填料的含有量為全部的82～90重量％，固化后的密封材料的特性是(1)25℃時的彎曲彈性系數(shù)在26GPa以下，(2)由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25℃時的平均熱膨脹系數(shù)在0.7×10-5/℃以上，(3)25℃時的撓曲強度在120MPa以上，(4)焊錫安裝時峰值溫度下的彎曲彈性系數(shù)在650MPa以下，(5)由成形溫度至焊錫安裝時峰值溫度的平均熱膨脹系數(shù)在5.0×10-5/℃以下，(6)焊錫安裝峰值溫度下的內(nèi)引線與密封材料的剪切應(yīng)變能在1.35×10-6N·M以上，(7)焊錫安裝峰值溫度下的芯片焊接底板與密封材料的剪切應(yīng)變能在6.8×10-6N·M以上。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，上述的引線框架是銅合金，在其表面的一部分上具有從銀、金、鈀中選擇的鍍層。
21.一種芯片焊接材料，是在用密封材料將半導(dǎo)體芯片密封的樹脂密封型半導(dǎo)體裝置中、將上述半導(dǎo)體芯片安裝在由芯片焊接底板和內(nèi)引線構(gòu)成的引線框架的上述芯片焊接底板上的芯片焊接材料，其特征在于，將25℃時該芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)設(shè)為Ed1(MPa)、焊錫安裝峰值溫度下的該芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)設(shè)為Ed2(MPa)、上述25℃時的芯片焊接材料相對于彈性系數(shù)1MPa的彎曲彈性系數(shù)Ed1(Ed1＞1MPa)的比設(shè)為Kd1、上述焊錫安裝峰值溫度下的芯片焊接材料相對于彈性系數(shù)1MPa的彎曲彈性系數(shù)Ed2(Ed2＞1MPa)的比設(shè)為Kd2時，將25℃時的上述密封材料的撓曲強度設(shè)為σb(MPa)、密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度下的上述內(nèi)引線的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ui(N·m)、密封材料相對于焊錫安裝的峰值溫度下的上述芯片焊接底板的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ud(N·m)時，該芯片焊接材料和上述的密封材料的固化后的特性滿足以下的式(1)、式(2)、式(3)σe≤0.2×σb 式(1)Ui≥2.0×10-6×σei 式(2)Ud≥4.69×10-6×σed 式(3)其中σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×(αm-αe1)×ΔT1式(4)σei＝Ee2×(αe2-αm)×ΔT2式(5)σed＝log(Kd2)×Ee2×(αe2-αm)×ΔT2式(6)Ee125℃下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)Ee2焊錫安裝時峰值溫度下密封材料的彎曲彈性系數(shù)(MPa)αe1由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25℃時的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αe2由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至焊錫安裝時的峰值溫度下的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT1半導(dǎo)體裝置的成形溫度與溫度循環(huán)時的低溫側(cè)溫度的差(℃)ΔT2半導(dǎo)體裝置的成形溫度與焊錫安裝時峰值溫度的差(℃)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的芯片焊接材料，其特征在于，上述的芯片焊接材料含有20～85重量％的無機填料，樹脂成分，和上述樹脂成分全部的40～70重量％的低應(yīng)力化劑，固化后的特性是(1)在25℃時的彎曲彈性系數(shù)在1MPa以上、300MPa以下，(2)焊錫安裝的峰值溫度下彎曲彈性系數(shù)在70MPa以下。
23.一種密封材料，是將用芯片焊接材料安裝在具有芯片焊接底板和內(nèi)引線的引線框架的上述芯片焊接底板上的半導(dǎo)體芯片用密封材料進行密封而制作半導(dǎo)體裝置的密封材料，其特征在于，將25℃時的該密封材料的撓曲強度設(shè)為σb(MPa)、25℃時的該密封材料的彎曲彈性系數(shù)設(shè)為Ee1(MPa)、焊錫安裝峰值溫度下的該密封材料彎曲彈性系數(shù)設(shè)為Ee2(MPa)、密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度下的上述內(nèi)引線的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ui(N·m)，密封材料相對于焊錫安裝時峰值溫度下的上述芯片焊接底板的剪切應(yīng)變能設(shè)為Ud(N·m)時，該密封材料和上述芯片焊接材料固化后的特性滿足以下的式(1)、式(2)、式(3)σe≤0.2×σb 式(1)Ui≥2.0×10-6×σei式(2)Ud≥4.69×10-6×σed 式(3)其中，σe＝(1/log(Kd1))×Ee1×(αm-αe1)×ΔT1式(4)σei＝Ee2×(αe2-αm)×ΔT2式(5)σed＝log(Kd2)×Ee2×(αe2-αm)×ΔT2式(6)Kd125℃時的芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed1(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa的比(Ed1＞1MPa)Kd2焊錫安裝時的峰值溫度下芯片焊接材料的彎曲彈性系數(shù)Ed2(MPa)相對于彈性系數(shù)1MPa的比(Ed2＞1MPa)αe1由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25℃時的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αe2由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至焊錫安裝時的峰值溫度下的密封材料的平均熱膨脹系數(shù)(1/℃)αm引線框架的熱膨脹系數(shù)(1/℃)ΔT1半導(dǎo)體裝置的成形溫度與溫度循環(huán)時的低溫側(cè)溫度的差(℃)ΔT2半導(dǎo)體裝置的成形溫度與焊錫安裝時峰值溫度的差(℃)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的密封材料，其特征在于，上述密封材料含有用下述一般式(I)表示的環(huán)氧樹脂(一般式(I)中，t-BU表示叔丁基)和無機填料，無機填料的含有量為全部的82～90重量％，固化后的特性是(1)25℃時的彎曲彈性系數(shù)在26GPa以下，(2)由半導(dǎo)體裝置的成形溫度至25℃時的平均熱膨脹系數(shù)在0.7×10-5/℃以上，(3)25℃時的撓曲強度在120MPa以上，(4)焊錫安裝時峰值溫度下的彎曲彈性系數(shù)在650MPa以下，(5)由成形溫度至焊錫安裝時峰值溫度的平均熱膨脹系數(shù)在5.0×10-5/℃以下，(6)焊錫安裝峰值溫度下的內(nèi)引線與密封材料的剪切應(yīng)變能在1.35×10-6N·M以上，(7)焊錫安裝峰值溫度下的芯片焊接底板與密封材料的剪切應(yīng)變能在6.8×10-6N·M以上。
全文摘要
本發(fā)明是一種樹脂密封型半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備具有芯片焊接底板和內(nèi)引線的引線框架，通過芯片焊接材料設(shè)置在上述芯片焊接底板上的半導(dǎo)體芯片，和密封上述半導(dǎo)體芯片和引線框架的密封材料。將25℃時的密封材料的撓曲強度設(shè)為σb(MPa)、密封材料相對于焊錫安裝峰值溫度下的內(nèi)引線和芯片焊接底板的的剪切應(yīng)變能分別設(shè)為Ui(N·m)、Ud(N·m)時，固化后的芯片焊接材料和密封材料的特性滿足以下式(1)、式(2)、式(3)σe≤0.2×σb式(1)、Ui≥2.0×10
文檔編號C08G59/30GK1466774SQ01816599
公開日2004年1月7日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者和彥, 蔵渕和彥, 也, 鈴木直也, 安田雅昭, 昭, 河田達(dá)男, 男, 行, 酒井裕行, 夫, 川澄雅夫 申請人:日立化成工業(yè)株式會社