JP2000169675A - Epoxy resin composition and semiconductor apparatus - Google Patents
Epoxy resin composition and semiconductor apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置内部で
のインナーリード間やワイヤー間のリーク性や導電性を
防止するための半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそ
れにより半導体素子を封止してなる半導体装置に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation for preventing leakage and conductivity between inner leads and between wires in a semiconductor device, and for encapsulating a semiconductor element using the same. The present invention relates to a semiconductor device comprising:
【0002】[0002]
【従来技術】従来より半導体装置を封止するためのエポ
キシ樹脂組成物にはカーボンブラックが使用されてき
た。しかしながら、その目的の主たるものは硬化後の樹
脂組成物を着色させることを目的としていたため硬化物
の色合いにより種類とその添加量を決めていたのが実状
である。しかしながら、近年のICパッケージのファイ
ンピッチ化に伴いインナーリード間やワイヤー間の間隙
が加速的に狭くなり、それらの間隙にカーボンブラック
の凝集物が入り、リーク性や導電性に問題が出てきてい
る。そこでファインピッチ対応が可能な樹脂封止材料が
要求されてきている。2. Description of the Related Art Conventionally, carbon black has been used in epoxy resin compositions for encapsulating semiconductor devices. However, since the main purpose is to color the resin composition after curing, the type and the amount of addition are determined according to the color of the cured product. However, with the recent trend toward finer pitch IC packages, gaps between inner leads and wires have been rapidly narrowed, and carbon black agglomerates have entered the gaps, leading to problems with leakage and conductivity. I have. Therefore, a resin encapsulating material capable of coping with fine pitch has been demanded.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、カーボンブ
ラックの平均粒子径およびBrunauer−Emme
tt−Teller法(以下、BET法という)による
比表面積に着目し鋭意研究した結果、凝集物が少なくで
きるカーボンブラックをみいだし本発明に到ったもので
ある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to an average particle size of carbon black and a Brunauer-Emme.
As a result of intensive studies focusing on the specific surface area by the tt-teller method (hereinafter referred to as the BET method), the present inventors have found carbon black capable of reducing aggregates and have reached the present invention.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は(A)エポキシ
樹脂、(B)フェノール樹脂硬化剤、(C)無機充填
材、(D)硬化促進剤、及び(E)平均粒子径10〜5
0nm、かつBrunauer−Emmett−Tel
ler法による比表面積が80〜400m2/gである
カーボンブラックを必須成分とし、全エポキシ樹脂組成
物中に該カーボンブラックを0.1〜1.0重量%含有
することを特徴とするエポキシ樹脂組成物及びそれによ
り半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装
置である。The present invention provides (A) an epoxy resin, (B) a phenolic resin curing agent, (C) an inorganic filler, (D) a curing accelerator, and (E) an average particle diameter of 10 to 5 particles.
0 nm and Brunauer-Emmett-Tel
An epoxy resin comprising, as an essential component, carbon black having a specific surface area of 80 to 400 m 2 / g as determined by the ler method, and 0.1 to 1.0% by weight of the carbon black in the entire epoxy resin composition. A semiconductor device comprising a composition and a semiconductor element sealed with the composition.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】以下に各成分について説明する。
本発明に用いるエポキシ樹脂は、分子中に2個以上のエ
ポキシ基を有するものならば、分子量、分子構造は特に
限定されるものではないが、例えばオルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン
型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹
脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポ
キシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタ
ジエン変性フェノール型エポキシ樹脂及びこれらの変性
樹脂が挙げられる。樹脂組成物の耐湿性向上のために
は、不純物としてClイオン、Naイオンなどの不純物
イオンが極力少ないことが望ましく、また、硬化性の観
点からエポキシ当量としては150〜300g/eqが
望ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Each component will be described below.
The epoxy resin used in the present invention is not particularly limited in molecular weight and molecular structure as long as it has two or more epoxy groups in a molecule. For example, ortho-cresol novolak epoxy resin, phenol novolak epoxy resin , Bisphenol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, triphenol methane type epoxy resin, triazine nucleus containing epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, dicyclopentadiene modified phenol type epoxy resin and modified resins thereof. . In order to improve the moisture resistance of the resin composition, it is desirable that impurity ions such as Cl ions and Na ions are as small as possible, and the epoxy equivalent is desirably 150 to 300 g / eq from the viewpoint of curability.
【0006】フェノール樹脂硬化剤は、分子中にフェノ
ール性水酸基を有するものならば、分子量、分子構造は
特に限定されるものではないが、例えばフェノールノボ
ラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールア
ラルキル樹脂、トリフェニルメタン樹脂、ジシクロペン
タジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール
樹脂及びそれらの変性樹脂が挙げられる。硬化性の観点
から水酸基当量としては80〜250g/eqが望まし
い。無機充填材として、溶融シリカ粉末、結晶シリカ粉
末、アルミナなどを使用することができる。硬化促進剤
は、エポキシ基と水酸基の反応を促進するものであれば
よく、一般に封止材料に使用されているものを利用する
ことができる。例えば、1、8−ジアザビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7、トリフェニルホスフィン、ベ
ンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾール、テト
ラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートなど
があり、単独でも併用してもよい。The phenolic resin curing agent is not particularly limited in molecular weight and molecular structure as long as it has a phenolic hydroxyl group in the molecule. For example, phenol novolak resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, triphenyl Examples include methane resin, dicyclopentadiene-modified phenol resin, terpene-modified phenol resin, and modified resins thereof. From the viewpoint of curability, the hydroxyl equivalent is preferably from 80 to 250 g / eq. As the inorganic filler, fused silica powder, crystalline silica powder, alumina and the like can be used. The curing accelerator may be any one that promotes the reaction between the epoxy group and the hydroxyl group, and those generally used for a sealing material can be used. For example, 1,8-diazabicyclo (5,
(4,0) Undecene-7, triphenylphosphine, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole, tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate, etc., and these may be used alone or in combination.
【0007】本発明における技術上のポイントは、特殊
なカーボンブラックを使用することである。本発明に用
いるカーボンブラックは、その平均粒子径が10〜50
nm、かつBrunauer−Emmett−Tell
er法(BET法という)による比表面積が80〜40
0m2/gであるカーボンブラックを必須成分とし、全
エポキシ樹脂組成物中に該カーボンブラックを0.1〜
1.0重量%含有することをことが必要である。カーボ
ンブラックの平均粒子径の測定方法は、電子顕微鏡観察
による画像を解析装置または目視により算出した平均的
な値のことを言う。平均粒子径が10nm未満であると
吸油性が激しく樹脂組成物の流動性の低下が著しく、5
0nmを越えるとカーボンブラック同士の凝集性が激し
く、樹脂組成物の製造時の攪拌工程や混合工程では凝集
物が残り、これで封止された半導体装置はリーク不良や
導電不良などの信頼性の問題が発生する。A technical point of the present invention is to use a special carbon black. The carbon black used in the present invention has an average particle diameter of 10 to 50.
nm and Brunauer-Emmett-Tell
Specific surface area by er method (referred to as BET method) is 80 to 40
0 m 2 / g of carbon black as an essential component, and the carbon black in the total epoxy resin composition is 0.1 to
It is necessary to contain 1.0% by weight. The method for measuring the average particle size of carbon black refers to an average value obtained by calculating an image obtained by observation with an electron microscope using an analyzer or visually. If the average particle size is less than 10 nm, the oil absorbency is severe and the fluidity of the resin composition is significantly reduced.
When the thickness exceeds 0 nm, the cohesiveness between carbon blacks is so strong that an agglomerate remains in the stirring step and the mixing step in the production of the resin composition, and the semiconductor device sealed with this has a high reliability such as leak failure or conduction failure. Problems arise.
【0008】また、BET法による比表面積が80m2
/g未満であるとエポキシ樹脂組成物中のカーボンブラ
ックの分散状態が悪く、エポキシ樹脂組成物の硬化物の
外観が斑状になったり灰白色を帯び実用外観上の不具合
が発生する。比表面積が400m2/gを越えると粒子
径が細かくなり過ぎ、平均粒子径が細かくなり過ぎた場
合と同様の理由で不具合が生じる。更に、本発明に用い
るカーボンブラックは、全エポキシ樹脂組成物中0.1
〜1.0重量%含むことを必要とする。0.1重量%未
満であるとエポキシ樹脂組成物の硬化物の外観色が灰色
に近くなり実用上の不具合となる。また、1.0重量%
を越えると該カーボンブラックを用いても凝集物の発生
確率が高くなり、リーク不良や導電不良などの信頼性上
の問題が発生する。本発明で用いるカーボンブラックは
上記の性能を有するものであれば特に限定されるもので
はないが、エポキシ樹脂組成物中に均一に分散されるた
めには粉体であることが望ましい。また、これらの粒子
は造粒されたものであっても容易にほぐれる形状のもの
であれば特に問題はない。The specific surface area by the BET method is 80 m 2.
If it is less than / g, the dispersion state of carbon black in the epoxy resin composition is poor, and the appearance of the cured product of the epoxy resin composition becomes patchy or grayish white, which causes a problem in practical appearance. If the specific surface area exceeds 400 m 2 / g, the particle size becomes too fine, and a problem occurs for the same reason as when the average particle size becomes too fine. Further, the carbon black used in the present invention accounts for 0.1% of the total epoxy resin composition.
To 1.0% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the appearance color of the cured product of the epoxy resin composition is close to gray, which is a practical problem. 1.0% by weight
If the carbon black is exceeded, the probability of generation of agglomerates increases even when the carbon black is used, and reliability problems such as leak failure and conduction failure occur. The carbon black used in the present invention is not particularly limited as long as it has the above performance, but is preferably a powder in order to be uniformly dispersed in the epoxy resin composition. Further, even if these particles are granulated, there is no particular problem as long as they are easily loosened.
【0009】本発明はエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬
化剤、無機充填材、硬化促進剤及びカーボンブラックを
必須成分とするが、これ以外に必要に応じてシランカッ
プリング剤、難燃剤、難燃助剤、離型剤、及びシリコー
ン系や合成ゴム系の低応力剤などの種々の添加剤を適宜
配合しても差し支えない。また、本発明のエポキシ樹脂
組成物を成形材料として製造するにはエポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂硬化剤、無機充填材、硬化促進剤、カーボ
ンブラック及びその他の添加剤をミキサーにより混合し
た後、更に熱ロールやニーダーなどで溶融混練し冷却後
粉砕して成形材料とすることができる。これらの成形材
料は半導体部品の封止、被覆、絶縁等に適用することが
できる。本発明の樹脂組成物を用いて、半導体等の電子
部品を封止し、半導体を製造するには、トランスファー
モールド、コンプレッションモールド、インジェクショ
ンモールド等、従来からの公知の手法で成形硬化すれば
よい。The present invention comprises an epoxy resin, a phenolic resin curing agent, an inorganic filler, a curing accelerator and carbon black as essential components. In addition to these, a silane coupling agent, a flame retardant, and a flame retardant auxiliary may be used if necessary. , A release agent, and various additives such as a silicone-based or synthetic rubber-based low stress agent may be appropriately compounded. In order to produce the epoxy resin composition of the present invention as a molding material, an epoxy resin, a phenol resin curing agent, an inorganic filler, a curing accelerator, carbon black and other additives are mixed by a mixer, and then further heated by a hot roll. It can be melt-kneaded in a kneader or a kneader, cooled and pulverized to obtain a molding material. These molding materials can be applied to sealing, coating, insulation, and the like of semiconductor components. In order to encapsulate an electronic component such as a semiconductor and produce a semiconductor using the resin composition of the present invention, it is only necessary to mold and cure by a conventionally known method such as a transfer mold, a compression mold, and an injection mold.
【0010】[0010]
【実施例】以下本発明を実施例にて具体的に説明する。 《実施例1》 ・オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂: (軟化点62℃、エポキシ当量200) 150重量部 ・フェノールノボラック樹脂: (軟化点95℃、水酸基当量100) 80重量部 ・臭素化エポキシ樹脂: (臭素含有量49%、軟化点70℃) 20重量部 ・溶融シリカ粉末 700重量部 ・三酸化アンチモン 10重量部 ・カルナバワックス 5重量部 ・シリコーンオイル 5重量部 ・1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7: (以下「DBU」と略記する) 3重量部 ・カーボンブラックA: (平均粒子径20nm、比表面積180m2/g) 5重量部 をミキサーにて常温混合し、80〜110℃で二軸混練
機により混練し、冷却後粉砕し成形材料とした。The present invention will be specifically described below with reference to examples. << Example 1 >> Orthocresol novolak type epoxy resin: 150 parts by weight (softening point 62 ° C., epoxy equivalent 200) ・ Phenol novolak resin: (softening point 95 ° C., hydroxyl equivalent 100) 80 parts by weight ・ Brominated epoxy resin: (Bromine content 49%, softening point 70 ° C) 20 parts by weight-fused silica powder 700 parts by weight-antimony trioxide 10 parts by weight-carnauba wax 5 parts by weight-silicone oil 5 parts by weight-1,8-diazabicyclo (5, 4,0) undecene-7: (hereinafter abbreviated as “DBU”) 3 parts by weight Carbon black A: 5 parts by weight (average particle diameter 20 nm, specific surface area 180 m 2 / g) were mixed at room temperature with a mixer, The mixture was kneaded with a twin-screw kneader at ~ 110 ° C, cooled and pulverized to obtain a molding material.
【0011】《評価方法》 カーボンブラック凝集物:得られた成形材料をタブレ
ット化し、低圧トランスファー成形機にて175℃、7
0kg/cm2、120秒の条件にて成形し100φ
(厚み2mm)の成形品を得た。得られた成形品を粒度
(GRIT No.)180の耐水研磨紙にて表面から
0.2〜0.3mm研磨した成形品全面のカーボンブラック
の凝集物をカウントする。試験片数はn=10とする。 [判定法] ・カーボンブラック凝集物数A;成形品10枚を観察
し、50〜100μmの凝集物が合計3個以上不良と判
定した。 ・カーボンブラック凝集物数B;成型品10枚を観察
し、100μmを越える凝集物に関しては合計1個以上
を不良と判定した。 スパイラルフロー:EMMI−I−66に準じたスパ
イラルフロー測定用金型を用い、金型温度175℃、注
入圧力70kg/cm2、硬化時間120秒で測定し
た。成形性の点 から60cm未満を不良と判定した。 外観色:成形品の外観を目視により検査し、斑状にな
っているもの、灰色のものを不良と判定した。<< Evaluation Method >> Carbon black agglomerate: The obtained molding material is tableted and subjected to low-pressure transfer molding at 175 ° C. for 7 minutes.
Molded under the conditions of 0 kg / cm 2 and 120 seconds, 100φ
(Thickness: 2 mm) was obtained. The obtained molded article was polished from the surface by 0.2 to 0.3 mm with a water-resistant abrasive paper having a particle size (GRIT No.) of 180, and the aggregate of carbon black on the entire molded article was counted. The number of test pieces is n = 10. [Determination method]-Number of carbon black aggregates A: Ten molded articles were observed, and a total of three or more aggregates having a size of 50 to 100 m was determined to be defective. -Number B of carbon black agglomerates: 10 molded articles were observed, and a total of one or more agglomerates exceeding 100 µm were judged to be defective. Spiral flow: Measured using a mold for measuring spiral flow according to EMMI-I-66, at a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 70 kg / cm 2 , and a curing time of 120 seconds. Less than 60 cm was judged to be defective from the viewpoint of moldability. Appearance color: The appearance of the molded article was visually inspected, and a patchy one and a gray one were judged to be defective.
【0012】《実施例2〜5》表1の処方に従って配合
し、実施例1と同様にして成形材料を得、同様に評価し
た。評価結果を表1に示す。 《比較例1〜5》表2の処方に従って配合し、実施例1
と同様にして成形材料を得、同様に評価した。評価結果
を表2に示す。<Examples 2 to 5> The components were blended according to the formulation shown in Table 1, and a molding material was obtained in the same manner as in Example 1 and evaluated in the same manner. Table 1 shows the evaluation results. << Comparative Examples 1 to 5 >>
A molding material was obtained in the same manner as described above, and was similarly evaluated. Table 2 shows the evaluation results.
【0013】実施例、比較例に用いたカーボンブラック
の特性を下記に示す。 平均粒子径 比表面積 (nm) (m2/g) カーボンブラックA 20 180 カーボンブラックB 15 260 カーボンブラックC 30 100 カーボンブラックD 8 540 カーボンブラックE 85 25 カーボンブラックF 15 600 The characteristics of the carbon black used in the examples and comparative examples are shown below. Average particle diameter Specific surface area (nm) (m 2 / g) Carbon black A 20 180 Carbon black B 15 260 Carbon black C 30 100 Carbon black D 8 540 Carbon black E 85 25 Carbon black F 15 600
【0014】[0014]
【表1】 [Table 1]
【0015】[0015]
【表2】 [Table 2]
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物を用いた半
導体装置は、カーボンブラックの凝集物が少なく、半導
体装置内部でのインナーリード間やワイヤー間のリーク
性や導電性を防止することができる。The semiconductor device using the epoxy resin composition of the present invention has a small amount of carbon black agglomerates, and can prevent leakage and conductivity between inner leads and between wires inside the semiconductor device. .
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 23/31
Claims (2)
樹脂硬化剤、(C)無機充填材、(D)硬化促進剤、及
び(E)平均粒子径10〜50nm、かつBrunau
er−Emmett−Teller法による比表面積が
80〜400m2 /gであるカーボンブラックを必須成
分とし、全エポキシ樹脂組成物中に該カーボンブラック
を0.1〜1.0重量%含有することを特徴とするエポ
キシ樹脂組成物。1. An epoxy resin, (B) a phenolic resin curing agent, (C) an inorganic filler, (D) a curing accelerator, (E) an average particle diameter of 10 to 50 nm, and Brunau.
A carbon black having a specific surface area of 80 to 400 m 2 / g by an er-Emmett-Teller method is an essential component, and the epoxy resin composition contains 0.1 to 1.0% by weight of the carbon black. Epoxy resin composition.
り半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装
置。2. A semiconductor device comprising a semiconductor element encapsulated with the epoxy resin composition according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10344313A JP2000169675A (en) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Epoxy resin composition and semiconductor apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10344313A JP2000169675A (en) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Epoxy resin composition and semiconductor apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000169675A true JP2000169675A (en) | 2000-06-20 |
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ID=18368283
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JP10344313A Pending JP2000169675A (en) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Epoxy resin composition and semiconductor apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000169675A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002317121A (en) * | 2000-12-25 | 2002-10-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Embedding resin |
JP2003152317A (en) * | 2000-12-25 | 2003-05-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Wiring board |
WO2007032221A1 (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-22 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Process for producing epoxy resin molding material for encapsulation, epoxy resin molding material for encapsulation, and electronic part or device |
-
1998
- 1998-12-03 JP JP10344313A patent/JP2000169675A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002317121A (en) * | 2000-12-25 | 2002-10-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Embedding resin |
JP2003152317A (en) * | 2000-12-25 | 2003-05-23 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Wiring board |
WO2007032221A1 (en) * | 2005-09-15 | 2007-03-22 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Process for producing epoxy resin molding material for encapsulation, epoxy resin molding material for encapsulation, and electronic part or device |
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