(57)【要約】【課題】包装されたエポキシ樹脂成形材料への吸湿を防止するとともに、常温戻し後のモールド時の前記成形材料の取り出し、ハンドリングを容易にし、この成形材料を用いて封止した半導体装置のモールド不良、導通不良、高温時のクラックを低減させる。【解決手段】シール処理により製袋された包装用プラスチックフィルム製包装袋と、該包装袋に収納されている半導体封止用エポキシ樹脂成形材料とからなる包装体であって、包装袋の端部から製袋用シール領域に向けて、または該シール領域に、ノッチ及び波目カットの少なくとも一方が形成されている半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の包装体。【選択図】図１
2005075367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール処理により製袋された包装用プラスチックフィルム製包装袋と、該包装袋に収納されている半導体封止用エポキシ樹脂成形材料とからなる包装体であって、包装袋の端部から製袋用シール領域に向けて、または該シール領域に、ノッチが形成されていることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の包装体。
【請求項２】
シール処理により製袋された包装用プラスチックフィルム製包装袋と、該包装袋に収納されている半導体封止用エポキシ樹脂成形材料とからなる包装体であって、包装袋の端部から製袋用シール領域に向けて、または該シール領域に、波目カットが形成されていることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の包装体。
【請求項３】
半導体封止用エポキシ樹脂成形材料がタブレット形状または粉粒体形状である請求項１または２記載の半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の包装体。
【請求項４】
包装用プラスチックフィルムが単層または積層であり、少なくとも１層が高密度ポリエチレンからなる請求項１〜３のいずれか記載の半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の包装体。
【請求項５】
包装用プラスチックフィルムが延伸フィルムであり、延伸方向性とノッチまたは波目カットの方向とが一致して形成されている請求項１〜４のいずれか記載の半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の包装体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか記載の包装体を開封して得られた半導体封止用エポキシ樹脂成形材料により素子を封止したことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の包装体に関わるものであり、特に上記エポキシ樹脂成形材料のハンドリングを容易にするとともに吸湿を防止する包装体及びそれを用いて封止した半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トランジスタ、コンデンサ、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子を外部環境から保護することを目的に熱硬化性樹脂を用いた樹脂封止が普及している。特に封止用樹脂としてエポキシ樹脂を使用したトランスファーモールド法は経済性に優れ、生産性も高く大量生産に適していることから樹脂封止の主流となっている。
【０００３】
樹脂封止に使用される半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の製造方法は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤、離型剤、難燃助剤、硬化促進剤および着色剤等の粉末状の各種原材料を所定量秤量し、ヘンシェルミキサ或いはレディゲミキサ等を用いて混合した後、加熱ロール、連続ニーダ或いは押出機により混練し、シート状にして冷却、粉砕し、粉粒状のいわゆるパウダを得る。さらにパウダは通常、顧客の要求に応じた重量及びサイズの円柱状のエポキシ樹脂成形材料タブレット(以下、タブレットという。)に打錠成形されて製品とするのが一般的である（例えば非特許文献１参照。）。
【０００４】
このようにして製造されたエポキシ樹脂成形材料は金属缶や段ボール箱の内部にポリエチレン等の包装用プラスチックフィルムを製袋した袋を入れ、その中にパウダ或いはタブレットを所定量投入した後、輪ゴムやビニールテープ或いは接着剤やヒートシール等の方法により袋を封緘し、エポキシ樹脂成形材料の吸湿を防止するための乾燥剤、製品を識別するためのラベル等を同梱して梱包されている。この後、エポキシ樹脂成形材料のライフ、すなわち半導体封止用エポキシ樹脂成形材料を室温に放置することにより硬化反応が緩やかに進行して流動性や硬化性等の諸特性が劣化することを防止するために５℃以下の低温倉庫等に保管するのが一般的であり、輸送時においても低温状態を保ったまま取り扱われる。
【０００５】
顧客の要求に応じて出荷された半導体封止用エポキシ樹脂成形材料は、顧客に納入された後、使用時期に合わせて低温倉庫から出庫され、作業室内等に所定の時間放置することによってタブレットの温度を室温と同等まで昇温させた後、ポリエチレン袋等を開けて取り出し、成形機に供給して半導体パッケージのモールドに使用される。
【非特許文献１】「粉体の圧縮成形技術」第５章  5.2電子材料分野における圧縮成形  第２３１〜２３５頁  日刊工業新聞社  １９９８年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここでタブレットを保管・輸送中の低温の状態から室温と同等まで昇温させる工程はいわゆる常温戻しと呼ばれているが、常温戻しの間は作業室内に放置されるため、低温のタブレットを包装したポリエチレン袋等の表面は周囲環境の空気の露点に達することがあり、ポリエチレン袋等の表面には結露を生じることがある。この時、ポリエチレン袋等に破れがあると包装されているタブレットやパウダの吸湿につながる。吸湿したタブレットはモールド工程において200℃以上の高温にさらされるため、吸湿した水分が水蒸気となってパッケージの破壊等の致命的な特性劣化を与えることになる。またポリエチレン袋等に破れが無くとも、包装用フィルムの透湿度が大きい場合には包装されたタブレットは吸湿する恐れがあり、少なからず半導体パッケージへ影響を与えることになる。
【０００７】
また、常温戻し後のタブレットを、包装していたポリエチレン袋から取り出す場合には、袋を閉じていた輪ゴムやビニールテープを人手作業により取り外して開封したり、或いは接着剤やヒートシールによる封緘袋を鋏やカッターナイフ等を使用して切開したりする必要がある。しかしながら、取り外した輪ゴムやビニールテープ或いは切り取った時のポリエチレン袋等の切れ端がタブレットに混入したり、鋏やカッターナイフが刃こぼれしたりする恐れがある。輪ゴム等の異物の混入は成形機の運転を停止させる原因や、半導体パッケージのモールド不良の原因となり、金属異物の混入は半導体パッケージの導通不良の原因となる等の大きな問題があった。
そこで本発明の目的は、包装された半導体封止用エポキシ樹脂成形材料への吸湿を防止するとともに、常温戻し後のタブレット等の取り出し、ハンドリングを容易にする包装体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂成形材料の包装体は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、シール処理により製袋された包装用プラスチックフィルム製包装袋と、該包装袋に収納されている半導体封止用エポキシ樹脂成形材料とからなる包装体であって、包装袋の端部から製袋用シール領域に向けて、または該シール領域に、ノッチおよび波目カットの少なくとも一方が形成されていることを特徴とする。
そして、半導体封止用エポキシ樹脂成形材料がタブレット形状または粉粒体形状であるのが好ましい。
また、包装用プラスチックフィルムが単層または積層であり、少なくとも１層が高密度ポリエチレンからなるのが好ましい。
さらにまた、包装用プラスチックフィルムが延伸フィルムであり、延伸方向性とノッチまたは波目カットの方向とが一致して形成されているのが好ましい。
【０００９】
また、本発明の半導体装置は、本発明の包装体を開封して得られた半導体封止用エポキシ樹脂成形材料により素子を封止したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の包装体は、包装された半導体封止用エポキシ樹脂成形材料への吸湿を防止するとともに、常温戻し後のモールド時の前記成形材料の取り出し、ハンドリングを容易にする。またこの成形材料を用いて封止した本発明の半導体装置はモールド不良、導通不良、高温時のクラックを低減させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明を詳細に説明する。
図１には本発明の包装体の実施形態の一例を、図２には従来の包装体の一例を模式図で示す。図２に示すように従来では、包装用プラスチックフィルム製包装袋として、ポリエチレン等の包装用プラスチックフィルムを製袋した包装用プラスチック袋１に、半導体封止用エポキシ樹脂成形材料のタブレット２を所定量投入後、輪ゴム３或いはビニールテープもしくはヒートシール等により封緘していた。本発明では図１に示すように、包装袋として、包装用プラスチックフィルムを製袋する際にシール処理を実施したシール領域４の１辺の一部に、Ｉノッチ１１或いはＶノッチ、または波目カット等の切れ目となる箇所を施した包装用プラスチック袋１を用いる。ノッチと波目カットはいずれか一方でも併用してもよい。これにより容易に人手によって包装用プラスチック袋１を破くことが可能となる。この結果、従来の人手作業による輪ゴム３やビニールテープを取り外しての開封作業、或いは鋏やカッターナイフ等を用いて袋を切って開袋する必要がなくなり、異物や微小金属片の混入防止を図ることが可能となり、さらに開袋作業の所要時間を著しく低減できるようになる。
【００１２】
なお、図１では、ノッチ１１は、包装用プラスチック袋１（包装袋）のタブレット２を収納する際に底になる辺のシール領域に形成されているが、収納後に封緘する辺すなわち図中の上端の辺に形成してもよい。また、長い筒型の包装用プラスチックフィルムに収納とシールを連続して行い、その後個々の包装体に切断する場合には、切断線を、通常の直線の代わりに、ノッチや波型カットが形成されるように曲線状に設定しても良い。また、図１ではシール領域４は包装袋の上下端のみであるが、矩形の包装用プラスチックフィルムを筒型に成形するために縦に製袋用のシール領域があってもよい。
さらに、ノッチまたは波型カットは、シール領域４が包装袋の端部を含まない場合は、端部からシール領域に向けて形成され、シール領域内を含んでも含まなくても良いが、開封しやすさから含むのが好ましい。
【００１３】
一方、従来から半導体封止用エポキシ樹脂の包装に使用されてきた低密度ポリエチレン袋は、エポキシ樹脂成形材料の吸湿を防止する点では必ずしも有効ではなかった。低密度ポリエチレンの透湿度は文献によれば16〜22ｇ／ｍ２・日であるが、高密度ポリエチレンの透湿度は５〜10ｇ／ｍ２・日であり、低密度ポリエチレンフィルムに比較して透湿度は１／２〜１／３であることが分かる。そこで本発明では包装用プラスチックフィルムが単層または積層であり、少なくとも１層に透湿度の小さい高密度ポリエチレンを使用するのが好ましい。
【００１４】
さらに高密度ポリエチレン等のプラスチックフィルムは、延伸することによりフィルム特性の向上、例えば機械的強さは２〜３倍、耐衝撃性は30〜40倍、防湿性は２倍に改善されるほか、延伸により方向性を持たせることが可能となる。この方向性に一致するようにノッチや波目カットの方向を合わせておくことにより、さらに容易に袋を開封することが可能となる。
【００１５】
本発明で使用する包装用プラスチックフィルムは特に制限されるものではなく、一般的なプラスチックフィルムを用途に応じて単層または積層で使用することができる。最も一般的な包装用プラスチックフィルムはポリエチレンフィルムであり、特に上述の特性の点から高密度ポリエチレンフィルムが好ましい。透湿度、強度或いはヒートシール性等の観点から、0.05〜0.3ｍｍ程度の厚みのものを選定するのが好ましい。
吸湿防止の観点からは、延伸ポリプロピレンやナイロン、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルムを選択することによりフィルム自体の透湿量が低減でき、エポキシ樹脂成形材料の吸湿防止には効果的である。
さらに吸湿防止を図るのであれば、アルミラミネートしたフィルムや、シリカバリヤーを行ったポリエチレンフィルムを使用することも可能である。一般に透湿度の小さなポリエステル等のフィルムは高価であることが多いが、特にポリエチレン等の材質を表面層に用いた多層フィルムとすることで経済性と吸湿防止を図ることができ、ヒートシールも可能となる利点がある。
【００１６】
高密度ポリエチレンフィルム層を含む多層の包装用プラスチックフィルムとしては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、リニア低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等の材料との共押出し法により作製することができるほか、積層させることによっても得ることができ、これらからなる包装用プラスチックフィルム製包装袋を用途やコストに応じて使用すればよい。
【００１７】
プラスチックフィルムを包装袋へ製袋するシール処理には、ヒートシール方法を用いるのが一般的であるが、その他に、インパルスシール方法、超音波シール方法なども使用でき、フィルムの素材等によって適宜選択できる。なお、図面に示すシール領域４は線状であるが、基本的には線状でも面状でも良く、一般的には2〜5mm前後の幅の広い線状にシールすることが多い。
【００１８】
本発明の包装体に収納される半導体封止用エポキシ樹脂成形材料は、粉末状の各種原材料を混練し、冷却、粉砕してなるパウダ、微粉の少ない顆粒材等のような粉粒体形状、或いはこれを打錠成形してなるタブレット形状のいずれでもよく、その形状や重量等を問わない。
【００１９】
上記のような本発明の包装体を保管し、移送し、さらに室温戻しをおこなった後、開封して取り出された半導体封止用エポキシ樹脂成形材料は、吸湿性が低く、異物の混入もなく、これを用いて半導体素子を封止することにより、高温クラック、導通不良やモールド不良のない半導体装置が得られる。
すなわち、本発明の半導体装置は、上記本発明の包装体を開封して得られた半導体封止用エポキシ樹脂成形材料により素子を封止したことを特徴とする。
本発明の包装体を適用できる半導体装置の種類としては、例えばリードフレーム上に半導体素子を固定し、ボンディングパッド等の素子の端子部とリード部をワイヤボンディングやバンプで接続した後、トランスファモールド等により封止したＤＩＰ、ＱＦＰ、ＳＯＰ、ＳＯＪ、ＴＳＯＰ、ＴＱＦＰ等の一般的な樹脂封止型ＩＣ、或いはＢＧＡ、ＣＳＰ、ＣＯＢモジュール、ハイブリッドＩＣ等が挙げられ、これらの電子部品に搭載される素子としては、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等の素子が挙げられる。また封止方法としてはトランスファモールド法が最も一般的であるが、インジェクション成形、圧縮成形、注型等の方法を用いてもよい。
【実施例１】
【００２０】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。低密度ポリエチレンフィルム（フィルム厚0.12ｍｍ）からなる包装用プラスチックフィルム製包装袋（以下、包装用プラスチック袋という。）を用いて半導体封止用エポキシ樹脂の包装を実施した。この包装用プラスチック袋は、袋開口部と反対側のシールした１辺にＩノッチを入れたものを使用した（図１参照）。半導体封止用エポキシ樹脂のタブレットを所定量秤量して投入し、袋開口部をヒートシールにより封緘した。別に、タブレットに代わり温湿度計を投入した以外は同様にして包装用プラスチック袋を封緘して袋内の温湿度の変化を測定した。
【実施例２】
【００２１】
高密度ポリエチレンを芯材に、その両側を低密度ポリエチレンで挟むようにして共押出しを行い、さらに延伸させてフィルム厚0.08ｍｍの包装用プラスチック袋を作製した。この包装用プラスチック袋は、袋外側の低密度ポリエチレンフィルム厚、中心の高密度ポリエチレンフィルム厚、及び内側の低密度ポリエチレンフィルム厚がそれぞれおよそ0.024ｍｍ、0.032ｍｍ、及び0.024ｍｍとなるようにして、Ｉノッチを入れたものである。この包装用プラスチック袋を用いて半導体封止用エポキシ樹脂の包装を実施した。実施例１と同様、タブレットを所定量秤量して投入し、袋開口部をヒートシールを行い封緘したサンプルと、タブレットの代わりに温湿度計を封緘したサンプルとを作製した。
【実施例３】
【００２２】
上記と同様にして高密度ポリエチレンを芯材に、その両側を低密度ポリエチレンで挟むようにして共押出しを行い、さらに延伸させてフィルム厚0.06ｍｍの包装用プラスチック袋を作製し、半導体封止用エポキシ樹脂の包装を実施した。この包装用プラスチック袋は、袋外側の低密度ポリエチレンフィルム厚、中心の高密度ポリエチレンフィルム厚、及び内側の低密度ポリエチレンフィルム厚がそれぞれおよそ0.018ｍｍ、0.024ｍｍ、及び0.018ｍｍとなるようにして、Ｖノッチを施した。この包装用プラスチック袋を用いて半導体封止用エポキシ樹脂の包装を実施した。実施例１と同様に、タブレットを所定量秤量して投入し、ヒートシールにより封緘したサンプルと、タブレットに代わって温湿度計を封緘したサンプルとを作製した。
【実施例４】
【００２３】
高密度ポリエチレンを芯材に、その両側を低密度ポリエチレンで挟むようにして共押出しを行い、さらに延伸させてフィルム厚0.07ｍｍの包装用プラスチック袋を作製した。この包装用プラスチック袋は、袋外側の低密度ポリエチレンフィルム厚、中心の高密度ポリエチレンフィルム厚、及び内側の低密度ポリエチレンフィルム厚がそれぞれおよそ0.023ｍｍ、0.024ｍｍ、及び0.023ｍｍとなるようにし、Ｉノッチを入れたものである。この包装用プラスチック袋を用いて半導体封止用エポキシ樹脂の包装を実施した。実施例１と同様にタブレットを所定量秤量して投入し袋開口部をヒートシールを行い封緘したサンプルと、タブレットに代わり温湿度計を封緘したサンプルとを作製した。
【実施例５】
【００２４】
低密度ポリエチレンを中心に、その外側をナイロン、内側を高密度ポリエチレンで挟むようにして共押出しを行い、さらに延伸させてフィルム厚0.06ｍｍの包装用プラスチック袋を作製した。この包装用プラスチック袋は、袋外側のナイロンフィルム厚、中心の低密度ポリエチレンフィルム厚、及び内側の高密度ポリエチレンフィルム厚がそれぞれおよそ0.015ｍｍ、0.010ｍｍ、及び0.035ｍｍとなるようにし、波目カットを入れたものである。この包装用プラスチック袋を用いて半導体封止用エポキシ樹脂の包装を実施した。実施例１と同様に、タブレットを所定量秤量して投入し、袋開口部をヒートシールを行い封緘したサンプルと、タブレットに代わって温湿度計を封緘したサンプルとを作製した。
（比較例１）
【００２５】
低密度ポリエチレンフィルム（フィルム厚0.06ｍｍ）からなる包装用プラスチック袋を用いて半導体封止用エポキシ樹脂の包装を実施した。エポキシ樹脂成形材料のタブレットを所定量秤量して投入し、袋開口部を輪ゴムを用いて封緘したサンプルを作製した（図２参照。）。別に、タブレットの代わりに温湿度計を投入して同様に封緘したサンプルを作製した。
（比較例２）
【００２６】
低密度ポリエチレンフィルム（フィルム厚0.06ｍｍ）からなる包装用プラスチック袋を用いて半導体封止用エポキシ樹脂の包装を実施した。タブレットを所定量秤量して投入し、袋開口部をビニールテープを巻いて封緘したサンプルを作製した。別に、タブレットの代わりに温湿度計を投入して同様に封緘したサンプルを作製した。
上記のようにして実施例１〜５、比較例１〜２で作製した各サンプルを、５℃の倉庫内に24時間保管した後、常温戻しも含めて恒温恒湿槽（槽温30℃、湿度70％ＲＨ）に48時間放置した。この後、サンプルをカッター類を用いず手作業で開袋して、開袋の所要時間を測定するとともに、サンプル袋開袋時の袋内の湿度を確認した。評価結果を表１にまとめるが、実施例は比較例に比べて開袋の所要時間を大幅に短縮できるとともに、高密度ポリエチレンを使用した包装用プラスチック袋は袋内の湿度の増加を防止できることを確認した。
【００２７】
【表１】
2005075367.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の包装体の実施形態の一例を示す模式図である。
【図２】従来の包装体の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      包装用プラスチック袋
１１    Ｉノッチ
２      タブレット
３      輪ゴム
４      シール領域
【図１】
2005075367.tif 000004
【図２】
2005075367.tif 000005