(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の封止樹脂層の外周に第２の封止樹脂層が形成された２層構造の封止樹脂層によって半導体素子を樹脂封止してなる半導体装置であって、上記第２の封止樹脂層が、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有するエポキシ樹脂組成物を用いて形成されていることを特徴とする半導体装置。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノール樹脂。
（Ｃ）硬化促進剤。
（Ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）の少なくとも一方。
（ｄ１）表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された導電性粒子。
（ｄ２）表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された磁性粒子。
【請求項２】
請求項１記載の第２の封止樹脂層形成材料として用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノール樹脂。
（Ｃ）硬化促進剤。
（Ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）の少なくとも一方。
（ｄ１）表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された導電性粒子。
（ｄ２）表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された磁性粒子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充分な電気絶縁性と電磁波遮蔽機能とを備えた樹脂硬化体によって樹脂封止された半導体装置およびそれに用いる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気機器では電磁環境両立性（ＥＭＣ：Electro-magnetic Compatibility）の問題が顕在化しており、不要電磁波の放出と耐性の両面からの対策がなされている。近年、情報通信機器は小型高機能化が進み、高性能化のために半導体素子の動作周波数が一段と上昇する傾向にあり、特にデジタル信号の高速化では消費電力の低減のために信号の振幅値が低下しており、微弱な高周波ノイズでも誤動作する危険性が高まっている。
【０００３】
しかし、従来の対策の一つである半導体パッケージを金属キャップで覆ったりすることは、余分な実装空間を必要とする等の理由により電子部品の実装密度が充分に上がらず他の解決方法が検討されている。現在では、このような背景から高密度実装に適した電磁波遮蔽技術が求められており、封止材料となるエポキシ樹脂組成物自体が電磁波遮蔽機能を有すれば電子部品の高密度実装化が図れることとなることから、上記エポキシ樹脂組成物の電磁波遮蔽機能の付与を中心にさらなる検討がなされている。しかしながら、従来のシリカ粉末を主体とする無機質充填剤を混合分散したエポキシ樹脂組成物からなる硬化体は電磁波遮蔽機能を全く有していなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような観点から、例えば、半導体素子の封止樹脂材料自体に電磁波遮蔽機能を付与する技術として、例えば、特開平３−２３６５４号公報に記載のように、半導体パッケージの外側部分を強磁性樹脂で封止した封止樹脂層と、従来の絶縁性封止樹脂で内側部分を封止した封止樹脂層の２層構造の封止樹脂層からなる樹脂封止型半導体装置が提案され、電磁ノイズによる半導体素子の誤動作を防止できる技術が開示されている。しかしながら、フェライト等が混合分散された強磁性樹脂のなかには、その比抵抗が不充分で電気絶縁性に劣る場合が多々あり、配線間やリードの一部を含んで樹脂封止した場合リーク電流の増加をきたす懸念があった。
【０００５】
一方、上記と同様、特開平５−１２９４７６号公報に記載のように、電磁波遮蔽のための電波吸収材を混合した封止材料で半導体パッケージの外側部分を封止した封止樹脂層と、従来の絶縁性封止樹脂で内側部分を封止した封止樹脂層の２層構造の封止樹脂層からなる樹脂封止型半導体装置も提案されている。上記半導体装置では、リードフレームのピン間やプリント基板の配線間のリーク防止策として、封止材の融点以上の樹脂やゴムで表面をコーティングした電波吸収体粒子を配合した封止材料を用いて樹脂封止することが提案されているが、上記樹脂やゴムの有機材料によるコーティングでは硬度が低いために封止材料の溶融混練工程での高い機械的シェアー（剪断力）のもとでは充分な電気絶縁性を保つことが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、電気絶縁性に優れた封止材料によって樹脂封止された電磁波遮蔽機能を有する半導体装置およびそれに用いる半導体封止用エポキシ樹脂組成物の提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、第１の封止樹脂層の外周に第２の封止樹脂層が形成された２層構造の封止樹脂層によって半導体素子を樹脂封止してなる半導体装置であって、上記第２の封止樹脂層が、下記の（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有するエポキシ樹脂組成物を用いて形成されている半導体装置を第１の要旨とする。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノール樹脂。
（Ｃ）硬化促進剤。
（Ｄ）下記の（ｄ１）および（ｄ２）の少なくとも一方。
（ｄ１）表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された導電性粒子。
（ｄ２）表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された磁性粒子。
【０００８】
また、上記第２の封止樹脂層形成材料として用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を第２の要旨とする。
【０００９】
すなわち、本発明者らは、電磁波遮蔽機能に優れた封止樹脂型の半導体装置を得るために、その樹脂封止に用いられる電気絶縁性に優れたエポキシ樹脂組成物の配合材料を中心に一連の研究を重ねた。その結果、半導体素子を樹脂封止する際に、その封止樹脂層を２層構造に形成するとともに、２層構造の封止樹脂層のうち外側に位置する第２の封止樹脂層形成材料として、導電性粒子や磁性粒子の表面を絶縁性無機材料で被覆処理してなる特殊な複合無機粒子〔（Ｄ）成分〕を用いると、電磁波遮蔽機能とともに電気絶縁性が著しく向上することを見出し本発明に到達した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００１１】
本発明の半導体装置は、第１の封止樹脂層の外周に第２の封止樹脂層が形成された２層構造の封止樹脂層によって半導体素子が樹脂封止されており、上記第２の封止樹脂層が、特定のエポキシ樹脂組成物を用いて形成されている。
【００１２】
上記第２の封止樹脂層を形成する特定のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂（Ａ成分）と、フェノール樹脂（Ｂ成分）と、硬化促進剤（Ｃ成分）と、特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）を用いて得られるものであり、通常、粉末状あるいはこれを打錠したタブレット状になっている。さらには、このエポキシ樹脂組成物を溶融混練した後、略円柱状の顆粒体に成形した形状を有する。
【００１３】
上記エポキシ樹脂（Ａ成分）としては、常温（２５℃）で固形を示すものであれば特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１４】
上記Ａ成分とともに用いられるフェノール樹脂（Ｂ成分）としては、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）の硬化剤としての作用を奏するものであり、常温（２５℃）で固形を示すものであれば特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールＡ型ノボラック、ナフトールノボラック、フェノールアラルキル樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１５】
上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対してフェノール樹脂中の水酸基当量を０．５〜１．６の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは０．８〜１．２の範囲に設定することである。
【００１６】
上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられる硬化促進剤（Ｃ成分）としては、特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、１，８−ジアザ−ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエチレンジアミン等の３級アミン類、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のリン系硬化促進剤等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００１７】
上記硬化促進剤（Ｃ成分）の含有量は、通常、上記フェノール樹脂（Ｂ成分）１００重量部（以下「部」と略す）に対して０．５〜１０部の範囲に設定される。
【００１８】
上記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられる特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）は、表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された導電性粒子（ｄ１）および表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された磁性粒子（ｄ２）の少なくとも一方からなるものである。
【００１９】
上記ｄ１およびｄ２における絶縁性無機材料による処理対象となる導電性粒子，磁性粒子としては、銅、鉄、ニッケル、金、銀、アルミニウム、亜鉛、ステンレス、ヘマタイト（Ｆｅ2 Ｏ3 ）、マグネタイト（Ｆｅ3 Ｏ4 ）、さらに一般式：ＭＦｅ2 Ｏ4 や、ＭＯ・ｎＦｅ2 Ｏ3 （両式中、Ｍは２価の金属粒子であり、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｍｇ等があげられる。また、ｎは正数である。そして、Ｍは繰り返し時において同種であってもよく異種であってもよい）で表される各種フェライト、ケイ素綱粉、パーマロイ、Ｃｏ基アモルファス合金、センダスト、アルパーム、スーパーマロイ、ミューメタル、パーメンター、パーミンバー等の各種金属粉やその合金粉、磁性粉等が用いられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２０】
上記導電性粒子、磁性粒子としては、最大粒径が２００μｍ以下で、平均粒子径が０．５〜５０μｍの範囲のものを用いることが好ましく、特に好ましくは平均粒子径が２〜３０μｍの範囲である。上記最大粒子径および平均粒子径は、例えば、レーザー回析散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
【００２１】
上記導電性粒子、磁性粒子の表面処理に用いられる絶縁性無機材料としては、電気絶縁性を有するもの、例えば、シリカ微粉末やアルミナ微粉末等があげられる。特に、シリカ微粉末が好ましく用いられ、なかでも、球状シリカ微粉末、摩砕処理シリカ微粉末、破砕状シリカ微粉末等が好ましい。そして、粒子径が微細であるという観点から、一次粒子の平均粒子径が１〜１０００ｎｍの上記シリカ微粉末が好適に用いられ、特に一次粒子の平均粒子径が１０〜５００ｎｍの上記シリカ微粉末が好適である。
【００２２】
上記表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された導電性粒子（ｄ１），表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された磁性粒子（ｄ２）である特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、導電性粒子および磁性粒子の少なくとも一方と絶縁性無機材料を高速回転するローター，ステーターおよび循環回路を有する表面処理装置に投入し、圧縮，摩擦，剪断等の機械的衝撃力を利用した機械的作用を繰り返して受ける処理法等の従来公知の複合化方法を用いることにより上記特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）を製造することができる。このような処理により、上記導電性粒子，磁性粒子の表面に絶縁性無機材料がまぶされて、いわゆる絶縁性無機材料によってその表面が被覆された状態の複合無機粒子が得られる。
【００２３】
上記特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）の含有量は、前記第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物全体中の１０〜９０重量％の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは２０〜８５重量％であり、特に好ましくは４０〜８０重量％である。すなわち、特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）の含有量が１０重量％を下回り少な過ぎると、前記第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物硬化体自身の電磁波遮蔽効果が不充分となり所望の効果を得ることが困難となり、９０重量％を超え多過ぎると、低圧トランスファー成形時の溶融粘度が高くなり過ぎて流動性等が低下する傾向がみられるからである。
【００２４】
また、前記第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物には、通常、上記Ａ〜Ｄ成分とともに無機質充填剤を用いてもよい。上記無機質充填剤としては、特に限定するものではなく従来公知の各種無機質充填剤があげられ、例えば、溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末等のシリカ粉末、炭酸カルシウム粉末、チタン白、アルミナ粉末、窒化ケイ素粉末等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、得られるエポキシ樹脂組成物硬化体の線膨張係数を低減できるという点から、上記シリカ粉末を用いることが好ましく、さらには上記シリカ粉末の中でも球状シリカ粉末、摩砕処理シリカ粉末、破砕状シリカ粉末が好ましく用いられ、特に球状溶融シリカ粉末を用いることが好ましい。そして、上記無機質充填剤としては、最大粒子径が１００μｍ以下のものを用いることが好ましく、通常、下限値は０．１μｍ程度である。さらに、上記最大粒子径とともに、平均粒子径が１〜４０μｍの範囲のものを用いることが好ましい。なお、上記最大粒子径および平均粒子径は、上記ｄ１の導電性粒子およびｄ２の磁性粒子と同様、例えば、レーザー回析散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
【００２５】
上記無機質充填剤の含有割合は、エポキシ樹脂組成物全体中の５０重量％以下の割合に設定することが好ましい。より好ましくは３０重量％以下である。すなわち、無機質充填剤の含有量が５０重量％を超えて多くなると、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が高くなることから、充填性が悪化する傾向がみられるからである。
【００２６】
前記第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物には、上記Ａ〜Ｄ成分および無機質充填剤以外に必要に応じて他の添加剤を適宜配合してもよい。
【００２７】
上記添加剤としては、低応力化剤、顔料、離型剤、カップリング剤および難燃剤等があげられる。
【００２８】
上記低応力化剤としては、側鎖エチレングリコールタイプのジメチルシロキサン等のシリコーン化合物、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等があげられる。
【００２９】
上記顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン等があげられる。また、上記離型剤としては、ポリエチレンワックス、カルナバワックス、脂肪酸塩等があげられる。
【００３０】
また、上記カップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤等があげられる。
【００３１】
また、上記離型剤としては、ブロム化エポキシ樹脂等があげられ、これに三酸化アンチモン等の難燃助剤等が用いられる。
【００３２】
さらに、上記難燃剤以外に、下記の一般式（１）で表される多面体形状の複合化金属水酸化物を用いることができる。この金属水酸化物は、結晶形状が多面体形状を有するものであり、従来の六角板形状を有するもの、あるいは、鱗片状等のように、いわゆる厚みの薄い平板形状の結晶形状を有するものではなく、縦、横とともに厚み方向（ｃ軸方向）への結晶成長が大きい、例えば、板状結晶のものが厚み方向（ｃ軸方向）に結晶成長してより立体的かつ球状に近似させた粒状の結晶形状、例えば、略１２面体、略８面体、略４面体等の形状を有する金属水酸化物をいう。
【００３３】
【化１】
0003645197.tif 000002
【００３４】
このような結晶形状が多面体形状を有する金属水酸化物は、例えば、金属水酸化物の製造工程における各種条件等を制御することにより、縦，横とともに厚み方向（ｃ軸方向）への結晶成長が大きい、所望の多面体形状、例えば、略１２面体、略８面体、略４面体等の形状を有する金属水酸化物を得ることができ、通常、これらの混合物からなる。
【００３５】
上記多面体形状を有する金属水酸化物の具体的な代表例としては、Ｍｇ1-X ＮｉX （ＯＨ）2 〔０．０１＜Ｘ＜０．５〕、Ｍｇ1-X ＺｎX （ＯＨ）2 〔０．０１＜Ｘ＜０．５〕等があげられる。これら金属水酸化物の市販品としては、例えば、タテホ化学工業社製のエコーマグをあげることができる。
【００３６】
また、上記多面体形状を有する金属水酸化物のアスペクト比は、通常１〜８、好ましくは１〜７、特に好ましくは１〜４である。ここでいうアスペクト比とは、金属水酸化物の長径と短径との比で表したものである。すなわち、アスペクト比が８を超えると、この金属水酸化物を含有するエポキシ樹脂組成物が溶融したときの粘度低下に対する効果が乏しくなる。
【００３７】
前記第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、エポキシ樹脂（Ａ成分）、フェノール樹脂（Ｂ成分）、硬化促進剤（Ｃ成分）および特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）、さらに必要に応じて無機質充填剤、低応力化剤、顔料、離型剤、カップリング剤および難燃剤等の他の添加剤を所定量配合し、熱ロールやエクストルーダー、ニーダー等を用い充分に溶融分散により混合した後、冷却して粉砕し、場合によりタブレット状に圧縮成形するという一連の工程により目的とする第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物を製造することができる。
【００３８】
一方、前記第２の封止樹脂層の内周に形成される第１の封止樹脂層の形成材料であるエポキシ樹脂組成物は、上記第２の封止樹脂層形成材料で用いられる特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）を使用しないこと以外は、前記第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物と同様の成分が用いられる。その一例を述べると、上記第２の封止樹脂層のエポキシ樹脂組成物に用いられるのと同様、前記Ａ〜Ｃ成分とともに従来公知の各種無機質充填剤、例えば、溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末、チタン白、アルミナ粉末、窒化ケイ素粉末、絶縁性を低下させない範囲のフェライト等の磁性粒子類等の無機質充填剤、さらに必要に応じて、低応力化剤、顔料、離型剤、カップリング剤および、複合化金属水酸化物等の難燃剤等の他の添加剤を適宜配合してよい。そして、前記第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物と同様にして各種成分を所定量配合し、熱ロールやエクストルーダー、ニーダー等を用い充分に溶融分散により混合した後、冷却して粉砕し、場合によりタブレット状に圧縮成形するという一連の工程により目的とする第１の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物を製造することができる。
【００３９】
または、上記第１の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物としては、従来公知の液状エポキシ樹脂組成物を用いることもできる。このような液状エポキシ樹脂組成物としては、例えば、常温（２５℃）で液状を示す従来公知のエポキシ樹脂、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂，ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等と、液状硬化剤、例えば、液状酸無水物，液状フェノールノボラック、必要に応じて硬化促進剤とともに従来公知の各種無機質充填剤、例えば、溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末，チタン白，アルミナ粉末，窒化珪素粉末等の充填剤、さらには必要に応じて低応力化剤、顔料、カップリング剤、各種難燃剤等を適宜配合したものをあげることができる。
【００４０】
このようして得られる第１の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物、および、第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物を用いた半導体素子の封止方法は、特に限定するものではなく、通常の低圧トランスファー成形等の公知の成形方法によって行うことができる。より詳しく述べると、まず、第１の封止樹脂層形成材料を用いて低圧トランスファー成形により半導体素子を樹脂封止する。ついで、第２の封止樹脂層形成材料を用いて低圧トランスファー成形により第１の封止樹脂層の外周に第２の封止樹脂層を形成する。
【００４１】
このようにして得られる半導体装置の上記第２の封止樹脂層は、電磁波遮蔽機能を考慮した場合、厚み０．１〜５ｍｍの範囲となるよう形成することが好ましい。
【００４２】
上記第１の封止樹脂層形成材料および第２の封止樹脂層形成材料を用いて樹脂封止された半導体装置の一例を示す。図１は、片面封止タイプの半導体装置であり、回路３が形成された配線回路基板１上に半導体素子２が搭載されており、この半導体素子２が第１の封止樹脂層４にて樹脂封止されている。そして、上記第１の封止樹脂層４の外周に第２の封止樹脂層５が形成されている。図１において、６は配線回路基板１の裏面に設けられた接続用電極部であり、７は半導体素子２と回路３とを接続するボンディングワイヤーである。
【００４３】
さらに、本発明の半導体装置の他の例を図２に示す。この半導体装置は、まず半導体素子２が搭載されたリードフレーム１０全体が第１の封止樹脂層４′にて樹脂封止されている。さらに、上記第１の封止樹脂層４′の外周に第２の封止樹脂層５′が形成されている。図２において、７′は半導体素子２とリードフレーム１０とを接続するボンディングワイヤーである。
【００４４】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００４５】
【実施例１】
〔第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物ａ〕
平均粒子径３μｍのＭｎ−Ｚｎ系ソフトフェライトと、一次粒子径が約１２ｎｍの球状シリカ微粉末を準備した。そして、上記Ｍｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト１００部に対して上記球状シリカ微粉末が１０部となるよう用い、高速回転するローター、ステーターおよび循環回路を有する表面処理装置に投入し、回転数４８００ｒｐｍで３分間運転した後、この装置から排出してＭｎ−Ｚｎ系ソフトフェライトの表面を上記球状シリカ微粉末で絶縁被覆してなる複合無機粒子を作製した。
【００４６】
つぎに、上記複合無機粒子４１９部と、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１９５、軟化点７５℃）１００部と、フェノールノボラック樹脂硬化剤（水酸基当量１０６、軟化点８２℃）６０部と、トリフェニルホスフィン１部と、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２８０）２０部と、三酸化アンチモン１５部と、カーボンブラック２部と、シランカップリング剤１部と、ポリエチレンワックス２部を同時に配合し、９５〜１００℃に加熱した熱ロールで３分間溶融混練して、冷却した後１０メッシュパスの粉末状エポキシ樹脂組成物ａを得た。
【００４７】
〔第１の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物Ａ〕
一方、上記とは別に、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト粉末（平均粒子径１０μｍ、最大粒子径１００μｍ）４１９部をそのまま表面処理することなく用いた。それ以外は、上記と同様にして１０メッシュパスの粉末状エポキシ樹脂組成物Ａを得た。
【００４８】
【実施例２】
〔第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物ｂ〕
平均粒子径１０μｍの不定形ニッケル粒子と平均粒子径が１００ｎｍの球状シリカ微粉末を準備した。そして、上記不定形ニッケル粒子１００部に対して上記球状シリカ微粉末が２０部となるよう用い、高速回転するローター、ステーターおよび循環回路を有する表面処理装置に投入し、回転数２６００ｒｐｍで１０分間運転した後、この装置から排出して不定形ニッケル粒子の表面を上記球状シリカ微粉末で絶縁被覆してなる複合無機粒子を作製した。
【００４９】
ついで、上記実施例１と同様にして第２の封止樹脂層形成材料である粉末状エポキシ樹脂組成物ｂを得た。
【００５０】
〔第１の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物Ｂ〕
Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト粉末に代えて球状溶融シリカ粉末（平均粒子径２０μｍ、最大粒子径１２８μｍ）４１９部を用いた。それ以外は実施例１のエポキシ樹脂組成物Ａと同様にして１０メッシュパスの粉末状エポキシ樹脂組成物Ｂを得た。
【００５１】
【実施例３】
〔第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物ｃ〕
複合無機粒子の配合量を６２部に変え、同時に平均粒子径３５μｍの溶融シリカ粉末を３５７部用いた。それ以外は実施例１のエポキシ樹脂組成物ａと同様にして目的とする１０メッシュパスの粉末状エポキシ樹脂組成物ｃを得た。
【００５２】
〔第１の封止樹脂層形成材料に用いるエポキシ樹脂組成物〕
実施例１で作製したエポキシ樹脂組成物Ａを用いた。
【００５３】
【実施例４】
〔第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物ｄ〕
複合無機粒子の配合量を１８０９部に変えた。それ以外は実施例１のエポキシ樹脂組成物ａと同様にして目的とする１０メッシュパスの粉末状エポキシ樹脂組成物ｄを得た。
【００５４】
〔第１の封止樹脂層形成材料に用いるエポキシ樹脂組成物〕
実施例２で作製したエポキシ樹脂組成物Ｂを用いた。
【００５５】
【実施例５】
〔第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物ｅ〕
一次粒子径が約１２μｍの球状シリカ微粉末に代えて、一次粒子径が約５００ｎｍの球状シリカ微粉末を用いた。それ以外は実施例１のエポキシ樹脂組成物ａと同様にして目的とする１０メッシュパスの粉末状エポキシ樹脂組成物ｅを得た。
【００５６】
〔第１の封止樹脂層形成材料に用いるエポキシ樹脂組成物〕
実施例２で作製したエポキシ樹脂組成物Ｂを用いた。
【００５７】
【実施例６】
〔第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物ｆ〕
一次粒子径が約１２μｍの球状シリカ微粉末に代えて、一次粒子径が約５ｎｍの球状シリカ微粉末を用いた。それ以外は実施例２のエポキシ樹脂組成物ｂと同様にして目的とする１０メッシュパスの粉末状エポキシ樹脂組成物ｆを得た。
【００５８】
〔第１の封止樹脂層形成材料に用いるエポキシ樹脂組成物〕
実施例２で作製したエポキシ樹脂組成物Ｂを用いた。
【００５９】
【比較例１】
第２の封止樹脂層形成材料および第１の封止樹脂層形成材料とも実施例２のエポキシ樹脂組成物Ｂを用いた。
【００６０】
【比較例２】
〔第２の封止樹脂層形成材料であるエポキシ樹脂組成物ｇ〕
実施例２のエポキシ樹脂組成物ｂにおいて用いた不定形ニッケル粉末を表面処理することなくそのまま用いた。それ以外は実施例２のエポキシ樹脂組成物ｂと同様にして目的とする１０メッシュパスの粉末状エポキシ樹脂組成物ｇを得た。
【００６１】
〔第１の封止樹脂層形成材料に用いるエポキシ樹脂組成物〕
実施例２で作製したエポキシ樹脂組成物Ｂを用いた。
【００６２】
このようにして得られた各エポキシ樹脂組成物を用いて、電磁波遮蔽特性、体積抵抗率、ノイズ放射レベル、リード間リーク電流を下記の方法に従ってそれぞれ測定した。これらの結果を後記の表１〜表４に併せて示す。
【００６３】
〔電磁波遮蔽特性〕
各粉末状エポキシ樹脂組成物を用いて、直径３８ｍｍのタブレット状に打錠成形し、その後成形圧力６．８６ＭＰａ×金型温度１７５℃×成形時間２分間の条件で成形した後、後硬化を１７５℃で５時間実施することにより、厚み２ｍｍの８０ｍｍ×８０ｍｍの板状成形物を作製した。得られた板状成形物を送信用アンテナと受信用アンテナとの間の試料ホルダーに固定して、測定周波数１０００ＭＨｚまでの範囲で、スペクトルアナライザーで電磁波遮蔽性を測定した（一般にＴＲ−１７０３１法と呼ばれる）。そして、５００ＭＨｚでのシールド性（電磁波遮蔽特性）を電界成分と磁界成分とでそれぞれ評価した。
【００６４】
〔体積抵抗率〕
各粉末状エポキシ樹脂組成物を用いて上記電磁波遮蔽特性の測定と同様にして、厚み３ｍｍ×直径５０ｍｍの円盤状硬化体を作製した。そして、銀ペーストを用いて主電極の直径３０ｍｍ、ガード電極の直径３２ｍｍ、対抗電極の直径４５ｍｍの銀電極をそれぞれ作製した後、直流５００Ｖを印加して体積抵抗率を測定した（ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準じる）。
【００６５】
〔半導体装置を用いたノイズ放射レベル〕
図１に示すように、ＦＲ−４樹脂配線回路基板１上に１．２３ｍｍ×１．１８ｍｍのＣＭＯＳ２を搭載した後、上記ＣＭＯＳ２と配線回路基板１の回路３とを金ワイヤー７により電気的に接続したものを準備した。これと、上記各粉末状エポキシ樹脂組成物（第１の封止樹脂層形成材料および第２の封止樹脂層形成材料）を用い、まず、上記ＣＭＯＳ２を第１の封止樹脂層形成材料Ａ〜Ｂを用いてトランスファー成形（注入から成形１７５℃×２分間）により樹脂封止して第１の封止樹脂層４を形成した。ついで、第２の封止樹脂層形成材料ａ〜ｇを用いてトランスファー成形（注入から成形１７５℃×２分間）により上記第１の封止樹脂層４の外周に第２の封止樹脂層５（厚み１ｍｍ）を形成した。このようにして第１の封止樹脂層４の外周に第２の封止樹脂層５が形成された樹脂封止型半導体装置であるボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）樹脂封止パッケージを作製した。得られたＢＧＡ樹脂封止パッケージを２０ＭＨｚで動作させながら、このパッケージの上部１０ｍｍ上を電磁波探査プローブを用いて、５ｍｍピッチでスキャンしながらパッケージから放射されるノイズ（２００〜３００ＭＨｚ間）を測定した。
【００６６】
〔リード間リーク電流〕
上記２重モールドされたＢＧＡ樹脂封止パッケージのリード間のリーク電流値を測定し、モールド前のＦＲ−４樹脂配線回路基板単独のリーク電流値と比較して３倍未満までのものを○、３倍以上のリーク電流値が観測された場合を×とした。
【００６７】
【表１】
0003645197.tif 000003
【００６８】
【表２】
0003645197.tif 000004
【００６９】
【表３】
0003645197.tif 000005
【００７０】
【表４】
0003645197.tif 000006
【００７１】
上記表１〜表４の結果から、実施例品の電磁波遮蔽特性の値は、比較例品のものと比べて改善効果は明らかであった。さらに、実施例品では絶縁抵抗値にも優れたものであることがわかる。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の半導体装置は、第１の封止樹脂層の外周に第２の封止樹脂層が形成された２層構造の封止樹脂層によって半導体素子を樹脂封止してなり、上記第２の封止樹脂層が、表面が絶縁性無機材料によって被覆処理された特殊な複合無機粒子（Ｄ成分）を含有するエポキシ樹脂組成物によって形成されている。このため、第２の封止樹脂層は電気絶縁性を備えるとともに電磁波遮蔽機能を有するようになり、本発明の半導体装置はＥＭＣに優れたものとなる。
【００７３】
このようなことから、本発明の半導体装置は、従来からの特徴である、各種信頼性、量産性に優れ、低価格であるという点に加えて、高周波化に対応した樹脂封止型半導体装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の半導体装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  配線回路基板
２  半導体素子
４，４′  第１の封止樹脂層
５，５′  第２の封止樹脂層
【図１】
0003645197.tif 000007
【図２】
0003645197.tif 000008