FR2751977A1 - Composition liquide de resine epoxy, produit durci de cette composition et element a semi-conducteur encapsule avec ce produit durci - Google Patents

Composition liquide de resine epoxy, produit durci de cette composition et element a semi-conducteur encapsule avec ce produit durci Download PDF

Info

Publication number
FR2751977A1
FR2751977A1 FR9709736A FR9709736A FR2751977A1 FR 2751977 A1 FR2751977 A1 FR 2751977A1 FR 9709736 A FR9709736 A FR 9709736A FR 9709736 A FR9709736 A FR 9709736A FR 2751977 A1 FR2751977 A1 FR 2751977A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
epoxy resin
composition according
group
silicone
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9709736A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2751977B1 (fr
Inventor
Tsutomu Namiki
Masahiro Hirano
Nobuo Takahashi
Masaki Shinmoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kayaku Co Ltd filed Critical Nippon Kayaku Co Ltd
Publication of FR2751977A1 publication Critical patent/FR2751977A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2751977B1 publication Critical patent/FR2751977B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/06Containers; Seals characterised by the material of the container or its electrical properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22Di-epoxy compounds
    • C08G59/30Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen
    • C08G59/306Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/32Epoxy compounds containing three or more epoxy groups
    • C08G59/3254Epoxy compounds containing three or more epoxy groups containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen or nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/42Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

L'invention concerne une composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi-conducteurs. La composition comprend, comme composants indispensables, (a) une résine époxy autre qu'une résine époxy modifiée par une silicone, (b) une résine époxy modifiée par une silicone, (c) un agent durcisseur du type acide polycarboxylique, (d) une charge minérale et (e) un accélérateur de durcissement. Cette composition permet la production de boîtiers de semi-conducteurs offrant une grande résistance au gauchissement, même si les boîtiers ont une grande surface. Domaine d'application: fabrication des circuits intégrés.

Description

La présente invention concerne une composition liquide de résine époxy et
le produit durci résultant de son durcissement. Plus particulièrement, l'invention concerne une composition liquide de résine époxy utilisable comme matériau d'encapsulation de semi-conducteur pour des circuits à réseau de billes en matière plastique (BGA), des boîtiers à puces multiples (MCM) et des boîtiers de la taille de la puce (CSP), et le produit durci résultant
de son durcissement.
L'un des facteurs importants requis actuellement pour réaliser un circuit logique LSI sous forme d'un dispositif à semi-conducteur est la possibilité d'adaptation à la tendance vers les structures multibroches, c'est-à-dire
les structures dotées d'un plus grand nombre de broches.
Diverses techniques ont dû être mises en oeuvre pour que des dispositifs tels que des boîtiers plats à quadruple rangée
de connexion (QFP) soient adaptés à la structure multi-
broche. Par exemple, bien que le nombre de broches puisse être augmenté en adoptant un pas de broche de 0,3 mm ou moins, il suffit alors d'un léger déplacement d'un élément
au moment du montage pour donner lieu à un produit défec-
tueux, et l'élément déplacé doit être détaché et remonté pour ramener le produit défectueux à l'état d'un produit correct. Cette opération nécessite beaucoup main-d'oeuvre, ce qui est désavantageux. De plus, avec l'augmentation du nombre de broches, la taille des boîtiers continue d'augmenter et l'accroissement résultant de la taille des boîtiers devient un sérieux problème. Pour surmonter ces difficultés, le système BGA a été développé par Motorola, Inc. (E.U.A.) sous le nom commercial OMPAC. En outre, il a été développé des dispositifs tels que les MCM, dans lesquels plusieurs puces de circuit intégré de plusieurs types sont montées sur la surface d'un substrat et sont encapsulées ensemble en une seule fois avec un matériau d'encapsulation. Étant donné que ces dispositifs récemment développés nécessitent une plus petite surface de boîtier par nombre de broches que les QFP, ils sont avantageux par
leur coût et, en conséquence, leur usage se répand rapide-
ment. Cependant, ces dispositifs présentent également plusieurs inconvénients dont le plus important est qu'ils sont capables de provoquer un gauchissement du boîtier qui est dû au retrait de cuisson de la composition de résine d'encapsulation et à la différence des coefficients de dilatation entre la composition de résine durcie et le
substrat du circuit. Bien que diverses résines d'encapsu-
lation aient été développées pour tenter de résoudre ce problème, il n'a pas été apporté de solution parfaite
au problème du gauchissement.
Un but de la présente invention est de fournir une
composition liquide de résine époxy convenant pour l'encap-
sulation de semi-conducteurs de boîtiers BGA, de boîtiers
MCM, etc., avec très peu de gauchissement.
Considérant cet état de fait, les présents inven-
teurs ont conduit une étude approfondie en vue d'atteindre le but susmentionné et ils sont en conséquence parvenus à
mettre au point la présente invention.
Ainsi, la présente invention concerne: (1) une composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi-conducteurs, qui comprend, comme composants indispensables, (a) une résine époxy autre qu'une résine époxy modifiée par une silicone, (b) une résine époxy modifiée par une silicone, (c) un agent durcisseur du type acide polycarboxylique, (d) une charge minérale et (e) un accélérateur de durcissement, (2) la composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi- conducteurs décrite en (1) ci-dessus, dans laquelle le mélange de la résine époxy (a) et de la résine époxy modifiée par une silicone (b) est liquide aux températures ordinaires, (3) la composition liquide de résine époxy pour
l'encapsulation de semi-conducteurs décrite en (1) ou (2), dans laquelle la résine époxy (a) est liquide aux tempéra-
tures ordinaires, (4) la composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi-conducteurs décrite dans l'un quelconque des points (1) à (3) ci-dessus, dans laquelle la résine époxy modifiée par une silicone (b) répond à la formule (1)
CH3 CH3 CH3 H3
I C-CH3
H3C-Si:O-(--Si-O - ( Si Si-CH3
I I II
CH3 R2 CH3
CH2 (1)
CH2 I G v Ri o m et n représentent chacun une valeur moyenne, n étant compris entre 0,5 et 10 et m étant compris entre 1 et 50; lorsque m est 1, R représente un groupe alkyle en C1-C8 ou un groupe phényle et, lorsque m est supérieur à 1, les R
peuvent être identiques ou différents entre eux et représen-
tent chacun indépendamment un groupe alkyle en C1-C8 ou un groupe phényle; R1 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C1-C8, un groupe alcoxy en C1-C4 ou un groupe glycidyloxy et G représente un groupe glycidyle, (5) la composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi-conducteurs décrite en (4) ci-dessus, dans laquelle, dans la formule (1), m est de 25 à 30, n est de 1 à 5, R est un groupe méthyle et R est un atome d'hydrogène, (6) la composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi- conducteurs décrite dans l'un quelconque des points (1) à (5) ci-dessus, dans laquelle le rapport en poids de la résine époxy (a) à la résine époxy modifiée par une silicone (b) entre dans l'intervalle de25 99, 5:0,5 à 60:40, (7) la composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi-conducteurs décrite dans l'un quelconque des points (1) à (6) ci-dessus, dans laquelle l'agent durcisseur du type acide polycarboxylique (c) est un anhydride d'acide liquide à la température ambiante, (8) la composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi-conducteurs décrite dans l'un quelconque des points (1) à (7) ci-dessus, dans laquelle la charge minérale (d) est de la silice fondue sphérique, de la silice fondue broyée, de la silice synthétique sphérique ou un mélange de celles-ci, (9) la composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi-conducteurs décrite dans l'un quelconque des points (1) à (8) ci-dessus, dans laquelle l'accélérateur de durcissement (e) est une amine modifiée microencapsulée, (10) un produit durci obtenu par durcissement de la composition liquide de résine époxy décrite dans l'un quelconque des points (1) à (9) ci-dessus, (11) un élément à semi-conducteur encapsulé avec le produit durci de la composition liquide de résine époxy pour l'encapsulation de semi-conducteurs décrite dans l'un quelconque des points (1) à (9) ci-dessus, et (12) l'élément à semi- conducteur décrit en (11) qui
est un substrat ayant une première surface portant un semi-
conducteur et une seconde surface opposée à la première
surface et portant des microbornes.
Sur les dessins, la Figure 1 est une vue schématique montrant l'amplitude de gauchissement du substrat d'un dispositif à semi- conducteur. Sur la figure, la référence 1 désigne un produit durci d'une résine d'encapsulation, la référence 2 désigne un substrat de semi- conducteur et la distance a est l'amplitude de gauchissement du substrat, la Figure 2 est une vue schématique montrant un exemple de l'élément à semi-conducteur. Sur la figure, la référence 3 désigne un semi-conducteur, la référence 4 est un produit durci de la composition liquide de résine époxy (résine d'encapsulation), la référence 5 désigne un
substrat et la référence 6 désigne une microborne.
La résine époxy autre qu'une résine époxy modifiée par une silicone, utilisée comme composant (a) dans la
présente invention, n'est pas particulièrement limitée.
Cette résine peut être une résine époxy du type bisphénol A, une résine époxy du type bisphénol F, une résine époxy du type diglycidyl-otoluidine, une résine époxy du type diglycidylaniline, l'éther de phényle et de. glycidyle, l'éther diglycidylique de résorcinol, l'éther diglycidylique
de 1,6-hexanediol, l'éther triglycidylique de triméthylol-
propane, un éther diglycidylique de polypropylène-glycol et une résine époxy cycloaliphatique. Parmi ces résines époxy, une résine époxy cycloaliphatique est préférée en raison de
sa basse viscosité et de sa bonne résistance à la chaleur.
Les résines époxy cycloaliphatiques comprennent les diépoxy-
carboxylates alicycliques [par exemple l'adipate de bis-
(3,4-époxycyclohexyle) et le 3,4-époxycyclohexanecarboxylate
de 3,4-époxycyclohexylméthyle]. Parmi ceux-ci, le 3,4-époxy-
cyclohexanecarboxylate de 3,4-époxycyclohexylméthyle est particulièrement préféré en raison de sa basse viscosité et de sa grande résistance à la chaleur. La teneur en chlore de la résine époxy est de préférence suffisamment basse pour
réduire le pouvoir corrosif.
Des résines époxy qui sont solides aux températures ordinaires (par exemple une résine époxy du type novolaque de crésol et une résine époxy du type triphénolméthane) peuvent être incorporées à la composition liquide de résine
époxy selon la présente invention, afin d'an rl'aitude ufa-
gonnage et d'inhiber l'augmentation de la viscosité, en une quantité qui ne nuit pas au caractère liquide de la
composition liquide de résine époxy, tant que leur propor-
tion dans les résines époxy totales n'est pas supérieure à
% en poids.
Les résines époxy modifiées par une silicone utilisées comme composant (b) dans la présente invention peuvent être de divers sortes. Parmi celles-ci, on préfère la résine époxy modifiée par une silicone ayant la formule (1) susmentionnée. La résine époxy modifiée par une silicone de formule (1) peut être synthétisée par une réaction d'hydrosilylation d'une huile de silicone ayant la formule (2) ci-dessous, avec un composé aromatique contenant un groupe allyle ayant la formule (3) ci-dessous, en utilisant
un catalyseur au platine (par exemple l'hexachloro-
platine (IV) hexahydraté).
CH3 CH3 IH3 IH3
H3C-Si Si--O H Si0 Si- CH3
I I I I
CH3 R H CH3 (2)
H2C=C-CH2
HI
OG (3)
R1 Dans les formules (2) et (3), m et n représentent chacun une valeur moyenne; n est de 0,5 à 10, de préférence 1 à 7 et mieux encore 2 à 5, et m est de 1 à 50, de préférence 5 à 40 et mieux encore 10 à 30; lorsque m est 1, R représente un groupe alkyle en C1-C8 ou un groupe phényle, et, lorsque
m est supérieur à 1, les R peuvent être identiques ou diffé-
rents entre eux et représentent chacun indépendamment un groupe alkyle en C1-C8 ou un groupe phényle; R1 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C1-C8, un groupe alcoxy en C1-C4 ou un groupe glycidyloxy et G représente un groupe glycidyle. Le groupe alkyle en C1- C8 représenté par R et R peut être un groupe méthyle, un groupe éthyle, un groupe n-propyle, un groupe isopropyle, un groupe n-butyle, un groupe isobutyle, un groupe t-butyle, un groupe pentyle,
un groupe hexyle, un groupe heptyle ou un groupe octyle.
Le groupe alcoxy en C1-C4 représenté par R peut être un groupe méthoxy, un groupe éthoxy, un groupe n-propoxy, un groupe isopropoxy, un groupe n-butoxy, un groupe isobutoxy ou un groupe t-butoxy. R est de préférence un groupe méthyle, un groupe éthyle ou un groupe phényle. R est de préférence un atome d'hydrogène ou un groupe méthyle. Quelques exemples du composé représenté par la
formule (1) sont indiqués dans le Tableau 1 suivant.
TABLEAU1
R R1 m n groupe méthyle atome d'hydrogène 26 3 groupe méthyle atome d'hydrogène 20 5 groupe phényle atome d'hydrogène 26 3 groupe méthyle groupe éthyle 26 3 groupe phényle groupe méthoxy 26 3 groupe méthyle groupe glycidyloxy 26 3 Dans la composition liquide de résine époxy selon la présente invention, la résine époxy (a) et la résine époxy modifiée par une silicone (b) peuvent être utilisées en un rapport en poids approximatif de 99,5:0,5 à 60:40,
de préférence 97:3 à 70:30 et mieux encore 95:5 à 80:20.
La teneur en chlore de la résine époxy est de préférence
suffisamment basse pour réduire le pouvoir corrosif.
Dans la présente invention, un agent durcisseur du
type acide polycarboxylique est utilisé comme agent durcis-
seur (c). L'agent durcisseur du type acide polycarboxylique est de préférence un anhydride d'acide polycarboxylique qui est liquide aux températures ordinaires. Des exemples particuliers d'un tel anhydride d'acide polycarboxylique sont l'anhydride méthylhexahydrophtalique, l'anhydride méthyltétrahydrophtalique, l'anhydride méthylnadique et l'anhydride polyazélaïque. Ces agents durcisseurs peuvent être utilisés individuellement ou sous forme d'un mélange de deux ou plusieurs d'entre eux. La quantité de l'agent durcisseur à utiliser est de 0,7 à 1,2 équivalents chimiques et de préférence 0,9 à 1,0 équivalent chimique, par rapport à l'équivalent d'époxy total des résines époxy (a) et (b). Des exemples particuliers de la charge minérale (d) utilisée dans la présente invention sont la silice fondue sphérique, la silice fondue broyée, la silice synthétique
sphérique, le nitrure de silicium et la poudre d'alumine.
Ces charges ont de préférence un diamètre moyen de parti-
cules de 0,5.m à 40 tm. Ces charges peuvent être utilisées individuellement ou sous forme d'un mélange de deux ou plusieurs d'entre elles. La quantité à utiliser de la charge peut être de 60 à 95 % en poids, de préférence 70 à 90 % en poids et mieux encore 75 à 85 % en poids par rapport à la composition de résine totale. L'utilisation de la charge minérale (d) en une quantité inférieure à 60 % en poids peut faciliter la manipulation de la composition liquide de résine époxy, mais augmente parfois le coefficient de dilatation linéaire du produit durci, de sorte que le but
de la présente invention peut parfois ne pas être atteint.
L'accélérateur de durcissement (e) utilisé dans la présente invention n'est pas particulièrement limité, tant qu'il est d'un type classiquement utilisé dans le durcissement des résines époxy. Des exemples particuliers en sont les imidazoles, le tris(diméthylaminométhyl)phénol,
le diazabicycloundécène (DBU) et ses sels et la triphényl-
phosphine. Du point de vue de l'aptitude au fúanpre a. tpàroe ordinaires, il est préférable d'utiliser des accélérateurs
de durcissement latents tels que des amines microencapsulées.
L'accélérateur de durcissement est utilisé de préférence en une quantité de 0,1 à 10 parties en poids pour 100 parties en poids de la résine époxy utilisée. L'accélérateur de durcissement latent microencapsulé mentionné ci-dessus est
utilisé en une quantité telle qu'il contienne l'ingrédient actif en une quantité entrant dans l'intervalle désiré.
La composition liquide de résine époxy selon la
présente invention comprend, comme composants indispen-
sables, les résines époxy (a) et (b), l'agent durcisseur
(c), la charge minérale (d) et l'accélérateur de durcisse-
ment (e) décrits ci-dessus. En outre, elle peut contenir, si cela est nécessaire ou souhaité, un agent de thixotropie, un agent d'étalement, un agent antimousse et d'autres additifs. La composition liquide de résine époxy selon la présente invention peut être facilement produite en agitant
jusqu'à homogénéité le mélange de ces composants indispen-
sables et agents et additifs facultatifs, par exemple au
moyen d'un malaxeur à vide.
Le produit durci selon la présente invention peut être obtenu, par exemple, en chauffant la composition liquide de résine époxy de la présente invention entre 80 C et 180 C pendant environ 0,5 à 10 heures. Afin de réduire plus efficacement le gauchissement, le durcissement thermique est de préférence conduit en deux stades, par exemple entre C et 120 C pendant 0,5 à 5 heures et entre 120 C et 170 C
pendant 0,5 à 5 heures.
Les éléments à semi-conducteur auxquels la présente invention peut s'appliquer avantageusement comprennent un substrat (par exemple BGA, MCM et CSP) ayant une surface portant des semi-conducteurs et une surface opposée portant des microbornes. Ces éléments à semi-conducteur encapsulés avec le produit durci de la composition liquide de résine époxy selon la présente invention peuvent être produits, par exemple, en connectant des puces de circuit intégré sur un substrat, comme par microcâblage, puis en recouvrant les puces de circuit intégré avec la composition liquide de résine époxy de la présente invention, comme par application à la goutte ou enrobage, et en effectuant le durcissement thermique de la composition dans les conditions décrites ci-dessus.
Les Exemples non limitatifs ci-dessous décrivent plus en détail la présente invention.
Exemple 1
parties en poids de Celloxide 2021 (3,4-époxy-
cyclohexanecarboxylate de 3,4-époxycyclohexylméthyle, fabriqué par DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES, LTD., équivalent d'époxy: 133) comme résine époxy (a), 10 parties en poids d'une résine époxy modifiée par une silicone (b) représentée
par la formule (1) (R = groupe méthyle, R1 = atome d'hydro-
gène, n = 3, m = 26, équivalent d'époxy: 1004), 110 parties en poids d'anhydride méthylnadique (Kayahard MCD, fabriqué par NIPPON KAYAKU CO., LTD.) comme anhydride d'acide (agent durcisseur) (c), 530 parties en poids de silice sphérique ayant un diamètre moyen de particules de 30 tm et 330 parties en poids de silice sphérique ayant un diamètre moyen de particules de 13 tm comme charges minérales (d), 8 parties en poids d'amines modifiées microencapsulées (Novacure, fabriqué par ASAHI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.) comme accélérateur de durcissement (e) et 0, 5 partie en poids de noir de carbone, 8 parties en poids d'un agent de thixotropie (Aerosil, fabriqué par Nippon Aerosil Co.) et 0,5 partie en poids d'un agent antimousse, comme additifs, sont agitées dans un malaxeur à vide jusqu'à obtention d'un mélange homogène, pour donner 1087 parties en poids de la composition liquide de résine époxy pour encapsulation de
semi-conducteurs selon la présente invention.
La composition liquide de résine époxy pour encapsu-
lation de semi-conducteurs obtenue ci-dessus est appliquée (dimensions de couche: 24 mm x 24 mm) sur un substrat de circuit (27 mm x 27 mm x 0, 6 mm), puis durcie à 100 C pendant 3 heures et encore durcie à 150 C pendant 2 heures pour former un dispositif à semi-conducteur. Le gauchisse- ment du substrat est de 150.m. Les résultats des essais
de fiabilité sont satisfaisants, aucune anomalie n'étant observée, ni dans l'essai de résistance à l'humidité, ni dans l'essai de cycles thermiques.
Méthodes d'évaluation Gauchissement du substrat: On mesure l'amplitude de gauchissement du dispositif à semi-conducteur obtenu ci-dessus en utilisant un appareil de mesure de rugosité superficielle. La mesure est effectuée suivant la diagonale du substrat et le gauchissement est représenté par la
distance telle que montrée sur la Figure 1.
Essai de résistance à l'humidité: Après l'avoir laissé au repos dans une chambre thermostatique à forte
humidité maintenue à une humidité de 85 % et à une tempéra-
ture de 856C pendant 1000 heures, on examine le dispositif à semiconducteur pour déterminer s'il comporte un ou
plusieurs circuits intégrés défectueux.
Essai de cycles thermiques: Après l'avoir soumis à 1000 cycles thermiques entre -55 C et +125 C, on observe le dispositif à semi- conducteur pour déterminer s'il présente quelque rupture de connexion et/ou fissuration du matériau d'encapsulation. Exemples 2 à 5 et Exemple Comparatif
Des mélanges sont préparés en mélangeant-les compo-
sants selon le Tableau 2 (les valeurs numériques indiquées dans le Tableau étant exprimées en parties en poids). Des dispositifs à semi- conducteur sont préparés en utilisant chacun des mélanges obtenus. La qualité des dispositifs
est évaluée de la même manière que dans l'Exemple 1.
TABLEAU 2
1 2 3 4 5 Exemple Comparatif Résine époxy (a)
Résine époxy du type bisphénol A - 45 - _ 30 -
Celloxide 2021 90 45 90 93 -
Résine époxy du type glycidyl-o-toluidine - - - - 15 -
Résine époxy du type novolaque de crésol - - - - 45 Résine époxy modifié par une silicone (b)
R = Me, R = H, n = 3, m = 26 10 10 10 7 10 -
Agent durcisseur (c) Anhydride méthylnadique 110 110 60 - 80 110
Anhydride méthyltétrahydrophtalique - - 50 110 - -
Charge minérale (d) Silice sphérique, diamètre moyen de particules 30 tm 530 275 285 293 340 530
Silice sphérique, diamètre moyen de particules 11 pm - 275 285 285 357 -
Silice sphérique, diamètre moyen de particules 13 m 330 280 290 285 - 330 Accélérateur de durcissement (e) Amine modifiée microencapsulée 8 8 8 10 10 8 Aerosil R-812 8 7 7,5 10 5 8 Noir de carbone 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Agent antimousse 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Gauchissement du substrat (Ulm) 150 160 150 140 165 310 Essai de résistance à l'humidité Bon Bon Bon Bon Bon Bon Essai de cycles thermiques Bon Bon Bon Bon Bon Bon
Comme cela ressort du Tableau ci-dessus, le gauchis-
sement du substrat du dispositif à semi-conducteur scellé avec la composition liquide de résine époxy selon la présente invention a été réduit à environ la moitié de celui du dispositif de l'Exemple Comparatif. Selon la présente invention, on peut obtenir un boîtier de semi-conducteurs ayant une grande surface qui possède une plus grande résistance au gauchissement que ce n'était le cas auparavant, tout en conservant la résistance10 à l'humidité et la résistance aux cycles thermiques. La présente invention permet de produire des éléments à semi-conducteur (électriques et électroniques) tels que des MCM et des BGA de plus grande taille et des CSP avec une moindre contrainte, elle réduit les difficultés qui15 se présentent lors de la mise sous boîtier et elle est extrêmement avantageuse pour améliorer la qualité du produit, raccourcir les étapes opératoires et réduire les coûts. En outre, la composition liquide de résine époxy selon la présente invention offre des avantages en ce sens qu'elle20 permet d'encapsuler des dispositifs à semi-conducteur sans utiliser de moules métalliques coûteux, elle permet une
libre conception de forme, elle convient à la production d'une grande diversité de produits en petite quantité chacun, et elle offre une excellente adhérence à un substrat.

Claims (12)

REVENDICATIONS
1. Composition liquide de résine époxy pour l'encap-
sulation de semi-conducteurs, caractérisée en ce qu'elle comprend, comme composants indispensables, (a) une résine époxy autre qu'une résine époxy modifiée par une silicone, (b) une résine époxy modifiée par une silicone, (c) un agent durcisseur du type acide polycarboxylique, (d) une charge
minérale et (e) un accélérateur de durcissement.
2. Composition selon la revendication 1, caracté-
risée en ce que la résine époxy (a) et la résine époxy modifiée par une silicone (b) forment un mélange liquide aux
températures ordinaires.
3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la résine époxy (a) est liquide aux
températures ordinaires.
4. Composition selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 3, caractérisée en ce que la résine époxy modifiée par une silicone (b) répond à la formule (1)
CH3 CH3 CH3 CH3
H3C-Si -.-.-. Si-O-O---( Si-- --n Si-CH3
I I II
CH3 R CH2 CH3
CH2 (1)
CH2 | G
IW R1
o m et n représentent chacun une valeur moyenne, n étant compris entre 0,5 et 10 et m étant compris entre 1 et 50; lorsque m est 1, R représente un groupe alkyle en C1-C8 ou un groupe phényle, et, lorsque m est supérieur à 1, les R peuvent être identiques ou différents entre eux et repré- sentent chacun indépendamment un groupe alkyle en Ci- C825 ou un groupe phényle; R1 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle en C1-C8, un groupe alcoxy en C1-C4 ou
un groupe glycidyloxy et G représente un groupe glycidyle.
5. Composition selon la revendication 4, caracté-
risée en ce que, dans la formule (1), m est de 25 à 30, n est de 1 à 5, R est un groupe méthyle et R est un atome d'hydrogène.
6. Composition selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisée en ce que le rapport en poids de la résine époxy (a) à la résine époxy modifiée par une
silicone (b) entre dans l'intervalle de 99,5:0,5 à 60:40.
7. Composition selon l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 6, caractérisée en ce que l'agent durcisseur du type acide polycarboxylique (c) est un anhydride d'acide
liquide à la température ambiante.
8. Composition selon l'une quelconque des revendica-
tions 1 à 7, caractérisée en ce que la charge minérale (d) consiste en une ou plusieurs matières choisies parmi la silice fondue sphérique, la silice fondue broyée et la
silice synthétique sphérique.
9. Composition selon l'une quelconque des revendi-
cations 1 à 8, caractérisée en ce que l'accélérateur de
durcissement (e) est une amine modifiée microencapsulée.
10. Produit durci, caractérisé en ce qu'il est obtenu par durcissement de la composition selon l'une quelconque
des revendications 1 à 9.
11. Élément à semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il est encapsulé avec le produit durci de la composition
selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
12. Élément à semi-conducteur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il consiste en un substrat ayant une première surface portant un semi-conducteur et une
seconde surface opposée à la première surface et portant des microbornes.
FR9709736A 1996-07-30 1997-07-30 Composition liquide de resine epoxy, produit durci de cette composition et element a semi-conducteur encapsule avec ce produit durci Expired - Fee Related FR2751977B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21596296 1996-07-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2751977A1 true FR2751977A1 (fr) 1998-02-06
FR2751977B1 FR2751977B1 (fr) 1999-06-11

Family

ID=16681132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9709736A Expired - Fee Related FR2751977B1 (fr) 1996-07-30 1997-07-30 Composition liquide de resine epoxy, produit durci de cette composition et element a semi-conducteur encapsule avec ce produit durci

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR980012311A (fr)
DE (1) DE19732500A1 (fr)
FR (1) FR2751977B1 (fr)
TW (1) TW430685B (fr)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055431A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Shin Etsu Chem Co Ltd 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
US6342309B1 (en) * 1999-08-19 2002-01-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy resin composition and semiconductor device
KR100517075B1 (ko) 2003-08-11 2005-09-26 삼성전자주식회사 반도체 소자 제조 방법
US20110105646A1 (en) * 2008-05-21 2011-05-05 Nagase Chemtex Corporation Epoxy resin composition for encapsulating electronic part
JP5353629B2 (ja) * 2008-11-14 2013-11-27 信越化学工業株式会社 熱硬化性樹脂組成物
JP6315170B2 (ja) * 2013-09-30 2018-04-25 ナガセケムテックス株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物、半導体実装構造体、およびその製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0234085A1 (fr) * 1986-02-08 1987-09-02 Matsushita Electric Works, Ltd. Composition d'enrobage de résine époxy
WO1993010540A1 (fr) * 1991-11-22 1993-05-27 Robert Bosch Gmbh Masses de remplissage durcissantes
US5248710A (en) * 1991-05-29 1993-09-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Flip chip encapsulating compositions and semiconductor devices encapsulated therewith
JPH08100106A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Murata Mfg Co Ltd 液状エポキシ樹脂組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0234085A1 (fr) * 1986-02-08 1987-09-02 Matsushita Electric Works, Ltd. Composition d'enrobage de résine époxy
US5248710A (en) * 1991-05-29 1993-09-28 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Flip chip encapsulating compositions and semiconductor devices encapsulated therewith
WO1993010540A1 (fr) * 1991-11-22 1993-05-27 Robert Bosch Gmbh Masses de remplissage durcissantes
JPH08100106A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Murata Mfg Co Ltd 液状エポキシ樹脂組成物
US5561174A (en) * 1994-09-30 1996-10-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Liquid epoxy resin composition

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 96-247040, XP002054333 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR980012311A (ko) 1998-04-30
TW430685B (en) 2001-04-21
DE19732500A1 (de) 1998-02-05
FR2751977B1 (fr) 1999-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2751977A1 (fr) Composition liquide de resine epoxy, produit durci de cette composition et element a semi-conducteur encapsule avec ce produit durci
CN110819067A (zh) 半导体封装用热固性树脂组合物和半导体装置
JP2010144121A (ja) 封止用樹脂組成物および半導体封止装置
JP4950010B2 (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造方法および半導体装置の製造方法
JP2001207019A (ja) 光半導体用エポキシ樹脂組成物及び光半導体装置
JPH1095835A (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂液状組成物
JPH01242615A (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物
KR101266542B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자 패키지
TWI816185B (zh) 用於囊封半導體元件的環氧樹脂組成物和半導體元件
JP2000336246A (ja) 半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物および半導体装置
JPH06157754A (ja) 樹脂組成物
Rabilloud Adhesives for electronics
JP5102095B2 (ja) 圧縮成形用半導体封止エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
JPH11199754A (ja) 半導体装置
JP2010083956A (ja) 封止用樹脂組成物および半導体封止装置
JP2005336329A (ja) 表面処理無機充填材、半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
KR940004855B1 (ko) 반도체 소자 봉지용 에폭시 수지 조성물
JP2591365B2 (ja) 液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JPH09263746A (ja) エポキシ樹脂系封止用接着剤組成物
JP3533976B2 (ja) 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
KR100479852B1 (ko) 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물
JPH05105739A (ja) 半導体封止用樹脂組成物
JPH0697324A (ja) 樹脂封止型半導体装置
CN110819120A (zh) 热固性树脂组合物和半导体装置
JP2011246522A (ja) 圧縮成形用エポキシ樹脂組成物及び、電子部品装置

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse