JP2002053735A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition and semiconductor deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、耐湿信頼性に優れ
た半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び半導体装置に
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 having excellent moisture resistance reliability and a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、ダイオード、トランジスタ、
集積回路等の半導体装置は、主にエポキシ樹脂組成物を
用いて封止されている。特に集積回路では耐熱性、耐湿
性に優れたエポキシ樹脂、フェノール樹脂、溶融シリ
カ、結晶シリカ等の無機充填材を配合したエポキシ樹脂
組成物が用いられている。ところが近年、集積回路の高
集積化に伴い半導体素子が大型化し、かつ半導体装置は
従来のDIPタイプから表面実装化された小型、薄型の
QFP、SOP、SOJ、TSOP、TQFP、PLC
C、BGAタイプに変わってきている。表面実装型の半
導体装置では、実装時の熱応力により半導体装置のクラ
ックや、半導体素子やその他構成部位とエポキシ樹脂組
成物の硬化物との界面での剥離といった問題が生じ易
く、耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成物が強く求められ
ている。 一方、半導体装置は自動車等の屋外使用機器
においても多数搭載されるようになってきており、屋内
使用機器で用いられる場合より一層厳しい環境に耐える
信頼性を要求される様になってきている。そのため、こ
れらの表面実装型の半導体装置に使用されるエポキシ樹
脂組成物には、従来のオルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂から、より強靱性が得られるビフェニル型エ
ポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂や低吸湿性のジシク
ロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の、低
分子量で官能基の少ないエポキシ樹脂が使用されるよう
になり、実装時の熱応力に耐え得るようになってきた。2. Description of the Related Art Conventionally, diodes, transistors,
Semiconductor devices such as integrated circuits are mainly sealed using an epoxy resin composition. Particularly, for an integrated circuit, an epoxy resin composition containing an inorganic filler such as an epoxy resin, a phenol resin, a fused silica, and a crystalline silica having excellent heat resistance and moisture resistance is used. However, in recent years, semiconductor elements have become larger due to higher integration of integrated circuits, and semiconductor devices have become smaller and thinner QFPs, SOPs, SOJs, TSOPs, TQFPs, and PLCs that are surface-mounted from conventional DIP types.
C and BGA types are changing. Surface-mounted semiconductor devices tend to cause problems such as cracks in the semiconductor device due to thermal stress during mounting, and separation at the interface between the semiconductor element and other components and the cured product of the epoxy resin composition, and have excellent heat resistance. There is a strong need for an epoxy resin composition. On the other hand, a large number of semiconductor devices have been mounted on outdoor devices such as automobiles, and the reliability required to withstand more severe environments than when used in indoor devices has been required. Therefore, the epoxy resin compositions used in these surface-mount type semiconductor devices include crystalline epoxy resins such as biphenyl type epoxy resins that can obtain more toughness from conventional ortho-cresol novolak type epoxy resins and low moisture absorption. An epoxy resin having a low molecular weight and a small number of functional groups, such as a dicyclopentadiene-modified phenol type epoxy resin, has been used, and has been able to withstand thermal stress during mounting.
【0003】しかし、これらのエポキシ樹脂は、その化
学構造から硬化物のガラス転移温度が従来のエポキシ樹
脂より低くなるため、高温又は多湿下では、エポキシ樹
脂組成物に含まれるCl-、Br-、Na+等のイオン性
不純物が析出しやすく、半導体回路の腐食が進み易くな
るので、耐湿信頼性に難点があった。これらの耐湿信頼
性の不良原因となるエポキシ樹脂組成物に含まれるイオ
ン性不純物を捕捉するために、ハイドロタルサイト類化
合物やその焼成品、Bi、Sb、Zrの水酸化物や酸化
物等を含むイオン捕捉材を配合したエポキシ樹脂組成物
を使用することが多いが、特に、ハイドロタルサイト類
化合物の焼成品の内、一般式(1)で示される化合物
は、陰イオン不純物を捕捉すると自身の中に陰イオンを
吸収する構造となり、ハイドロタルサイト類化合物と比
較して陰イオン捕捉能が高く、これを配合したエポキシ
樹脂組成物は、陰イオン不純物による腐食が抑制され、
耐湿信頼性に向上が認められる。しかしながら、一般式
(1)で示される化合物を使用したエポキシ樹脂組成物
は、耐湿信頼性は向上するものの、吸湿性が著しく増加
し、表面実装型の半導体装置においては、熱応力による
クラック、即ち半田付け工程において急激に200℃以
上の高温にさらされることにより、エポキシ樹脂組成物
の硬化物と半導体装置との界面での剥離やクラックによ
る耐湿性の劣化を起こす、といった耐半田クラック性を
大きく低下させる問題が出るため、実用に適さなかっ
た。However, these epoxy resins have a glass transition temperature of a cured product lower than that of conventional epoxy resins due to their chemical structure. Therefore, at high temperature or high humidity, Cl − , Br − , Since ionic impurities such as Na + easily precipitate and the corrosion of the semiconductor circuit easily progresses, there is a problem in the moisture resistance reliability. In order to capture ionic impurities contained in the epoxy resin composition, which cause poor moisture resistance reliability, hydrotalcite compounds and their baked products, hydroxides and oxides of Bi, Sb, and Zr are used. In many cases, an epoxy resin composition containing an ion-trapping material containing the same is used. Among the calcined products of hydrotalcite compounds, the compound represented by the general formula (1), when trapping anionic impurities, itself It has a structure that absorbs anions inside, has high anion trapping ability compared to hydrotalcite compounds, and the epoxy resin composition containing this is suppressed from being corroded by anionic impurities,
Improvement in moisture resistance reliability is observed. However, although the epoxy resin composition using the compound represented by the general formula (1) has improved moisture resistance reliability, it has a remarkably increased hygroscopicity, and cracks due to thermal stress in a surface mount type semiconductor device, that is, cracks due to thermal stress. In the soldering process, by being rapidly exposed to a high temperature of 200 ° C. or higher, the solder crack resistance such as peeling at the interface between the cured product of the epoxy resin composition and the semiconductor device and deterioration of moisture resistance due to cracks is increased. It was not suitable for practical use due to the problem of lowering.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた耐半
田クラック性、耐湿信頼性を両立した半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物、及び半導体装置を提供するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which has both excellent solder crack resistance and excellent moisture resistance reliability, and a semiconductor device.
【0005】[0005]
【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、(C)硬化促進剤、
(D)無機充填材、及び(E)Si原子1個あたり直接
1個以上のアルキル基が結合した有機ケイ素化合物で被
覆したイオン捕捉材を必須成分と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、及びこれを用いて半
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, (C) a curing accelerator,
An epoxy for semiconductor encapsulation comprising, as essential components, (D) an inorganic filler, and (E) an ion-trapping material coated with an organosilicon compound having one or more alkyl groups bonded directly to one Si atom. A semiconductor device comprising a resin composition and a semiconductor element sealed with the resin composition.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】本発明に用いるエポキシ樹脂とし
ては、1分子中にエポキシ基を2個以上有するモノマ
ー、オリゴマー、及びポリマー全般を言い、例えば、ビ
フェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、
ビスフェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン
型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型
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、ナフトール型エポキシ樹脂、トリアジン
核含有エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混
合して用いてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The epoxy resin used in the present invention refers to all monomers, oligomers and polymers having two or more epoxy groups in one molecule, for example, biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin,
Bisphenol-type epoxy resin, triphenolmethane-type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane-type epoxy resin, dicyclopentadiene-modified phenol-type epoxy resin, naphthol-type epoxy resin, triazine nucleus-containing epoxy resin, and the like can be used alone or mixed. You may use it.
【0007】本発明に用いるフェノール樹脂としては、
1分子中にフェノール性水酸基を2個以上有するモノマ
ー、オリゴマー、及びポリマー全般を言い、例えば、ジ
シクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールア
ラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、テルペン変
性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂等が挙
げられ、これらは単独でも混合して用いてもよい。エポ
キシ樹脂のエポキシ基数とフェノール樹脂のフェノール
性水酸基数との当量比としては、0.8〜1.2の範囲
が好ましい。The phenolic resin used in the present invention includes:
Monomers, oligomers and polymers generally having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, such as dicyclopentadiene-modified phenol resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, terpene-modified phenol resin, triphenol methane resin, etc. And these may be used alone or as a mixture. The equivalent ratio of the number of epoxy groups in the epoxy resin to the number of phenolic hydroxyl groups in the phenol resin is preferably in the range of 0.8 to 1.2.
【0008】本発明に用いる硬化促進剤としては、エポ
キシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる
ものであればよく、一般に封止材料に使用されているも
のを広く使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、2−メチル
イミダゾール、トリフェニルホスフィン等が挙げられ、
これらは単独でも混合して用いてもよい。As the curing accelerator used in the present invention, any one can be used as long as it promotes the curing reaction between the epoxy group and the phenolic hydroxyl group, and those generally used for a sealing material can be widely used. For example, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, 2-methylimidazole, triphenylphosphine, and the like,
These may be used alone or as a mixture.
【0009】本発明に用いる無機充填材としては、例え
ば、溶融シリカ、球状シリカ、結晶シリカ、2次凝集シ
リカ、多孔質シリカ、2次凝集シリカ又は多孔質シリカ
を粉砕したシリカ、アルミナ、窒化珪素等が挙げられ、
これらは単独でも混合して用いてもよい。特に、溶融シ
リカ、結晶シリカが好ましい。又、粒子の形状として
は、破砕状でも球状でもかまわないが、流動特性、機械
強度、及び熱的特性のバランスの点から、球状溶融シリ
カが好ましい。又、シランカップリング剤等で予め表面
処理等をしたものを用いてもよい。無機充填材の含有量
としては、成形性と信頼性のバランスから、全エポキシ
樹脂組成物中に70〜95重量%が好ましい。Examples of the inorganic filler used in the present invention include fused silica, spherical silica, crystalline silica, secondary aggregated silica, porous silica, silica obtained by grinding secondary aggregated silica or porous silica, alumina, and silicon nitride. And the like,
These may be used alone or as a mixture. Particularly, fused silica and crystalline silica are preferable. The shape of the particles may be crushed or spherical, but spherical fused silica is preferred from the viewpoint of the balance between the flow characteristics, mechanical strength, and thermal characteristics. Further, a material which has been surface-treated with a silane coupling agent or the like in advance may be used. The content of the inorganic filler is preferably 70 to 95% by weight in the entire epoxy resin composition from the balance between moldability and reliability.
【0010】本発明に用いる(E)成分は、Si原子1
個あたり直接1個以上のアルキル基が結合した有機ケイ
素化合物でイオン捕捉材を被覆したものである。Si原
子1個あたり直接1個以上のアルキル基が結合した有機
ケイ素化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシ
ラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシ
シラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、メルカプ
トプロピルトリエトキシシラン、ウレイドプロピルトリ
エトキシシラン等のシランカップリング剤や、ジメチル
ポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等のシ
リコーンオイル等が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。又、これらは単独でも混合して用いても
よく、又、シランカップリング剤とシリコーンオイルと
を併用してもよい。特に、シリコーンオイルを用いるこ
とが好ましく、中でもジメチルポリシロキサンがより好
ましい。イオン捕捉材としては、例えば、ハイドロタル
サイト類化合物やその焼成品、Bi、Sb、Zrの水酸
化物や酸化物等が挙げられる。これらのイオン捕捉材
は、イオン性不純物を捕らえると、分子中の水酸化物イ
オン等と置き換えるか、あるいは、イオン性不純物を吸
収する構造となり、イオン性不純物を捕捉して不活性化
させる。従って、エポキシ樹脂組成物に配合すると、イ
オン性不純物による半導体回路の腐食を抑え、耐湿信頼
性を向上させる役目を果たす。これらのイオン捕捉材の
中でも特に、ハイドロタルサイト類化合物の焼成品の内
の、一般式(1)で示される化合物は、陰イオン不純物
を捕捉すると自身の中に陰イオンを吸収する構造とな
り、ハイドロタルサイト類化合物と比較して陰イオン捕
捉能が高く、これを配合したエポキシ樹脂組成物は、陰
イオン不純物による腐食が抑制され、耐湿信頼性に向上
が認められるので好ましい。一般式(1)で示される化
合物は、MgaAlb(OH)c(CO3)d[式中のa、
b、c、dは0.1以上の正数)]で示されるハイドロ
タルサイト類化合物を焼成して得られるが、焼成温度が
300℃未満だとハイドロタルサイト類化合物から脱C
O2、脱H2Oが進まず、900℃を越えるとイオン捕捉
能のないスピネル(MgAl2O4)が生成するため、焼
成温度は300〜900℃とする必要がある。特に好ま
しい焼成温度は400〜600℃、焼成時間は1〜20
時間である。The component (E) used in the present invention comprises Si atom 1
The ion trapping material is coated with an organosilicon compound to which one or more alkyl groups are directly bonded. Examples of the organosilicon compound in which one or more alkyl groups are directly bonded to one Si atom include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, mercaptopropyltriethoxysilane, Examples include, but are not limited to, silane coupling agents such as ureidopropyltriethoxysilane and silicone oils such as dimethylpolysiloxane and methylphenylpolysiloxane. These may be used alone or as a mixture, or a silane coupling agent and a silicone oil may be used in combination. Particularly, it is preferable to use silicone oil, and dimethylpolysiloxane is more preferable. Examples of the ion scavenger include hydrotalcite compounds and fired products thereof, and Bi, Sb, and Zr hydroxides and oxides. When these ion trapping materials trap ionic impurities, they are replaced with hydroxide ions or the like in the molecule or have a structure that absorbs ionic impurities, and traps and inactivates ionic impurities. Therefore, when incorporated in the epoxy resin composition, it plays a role in suppressing corrosion of the semiconductor circuit due to ionic impurities and improving the humidity resistance reliability. Among these ion scavengers, the compound represented by the general formula (1) among the calcined products of hydrotalcite compounds has a structure in which an anion is absorbed in itself when anion impurities are trapped, An anion trapping ability is higher than a hydrotalcite compound, and an epoxy resin composition containing the compound is preferable because corrosion due to anionic impurities is suppressed and improvement in moisture resistance reliability is observed. The compound represented by the general formula (1) is represented by Mg a Al b (OH) c (CO 3 ) d [a,
b, c, and d are positive numbers not less than 0.1)], but are obtained by calcining the hydrotalcite compound when the calcining temperature is less than 300 ° C.
O 2, not progress de H 2 O is, spinel without exceeding the ion trapping ability of 900 ℃ (MgAl 2 O 4) since the generating, the firing temperature is required to be 300 to 900 ° C.. A particularly preferable firing temperature is 400 to 600 ° C, and a firing time is 1 to 20.
Time.
【0011】しかし、イオン捕捉材には、その分子構造
上、粒子間に隙間がたくさんあるものがあり、そのよう
なイオン捕捉材は、多湿下では吸湿性が高くなり、耐半
田クラック性を低下させる一因となっていた。その中で
も、ハイドロタルサイト類化合物の焼成品は、ハイドロ
タルサイト類化合物を焼成して脱CO3や脱OHを行っ
て製造するため、粒子間の隙間が大きく、空気中に放置
していても徐々に吸湿し、多湿下での耐半田クラック試
験では、大幅に耐半田クラック性を低下させていた。そ
こで、本発明では、エポキシ樹脂組成物に悪影響を与え
ず、イオン捕捉材の粒子を表面に露出させないと同時
に、疎水性を賦与するため、該イオン捕捉材を、本発明
のSi原子1個あたり直接1個以上のアルキル基が結合
した有機ケイ素化合物で被覆し、イオン捕捉材の吸湿を
抑えることを試みた。その結果、多湿下でもエポキシ樹
脂組成物の硬化物の吸湿性を大幅に低減し、耐半田クラ
ック性の向上を図ることができた。又、被覆しているに
も係わらず、イオン捕捉能も変わりなく、これを配合し
たエポキシ樹脂組成物は、耐湿信頼性を確保すると共
に、耐半田クラック性を向上させることができた。
(E)成分中の該有機ケイ素化合物の含有量は、0.1
〜10重量%が好ましい。0.1重量%未満だと、吸湿
性を抑える効果が小さく、10重量%を越えると、イオ
ン捕捉の効果が減少するだけでなく、イオン捕捉材の凝
集が起こり分散性が低下するので好ましくない。該有機
ケイ素化合物でイオン捕捉材を被覆する方法としては、
例えば、イオン捕捉材を水中に分散させて攪拌してお
き、該有機ケイ素化合物の溶液を添加する方法や、イオ
ン捕捉材へ該有機ケイ素化合物溶液をスプレー状に散布
する方法等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。特に、イオン捕捉材表面へ均一に被覆される方
法が好ましい。However, some ion-trapping materials have many gaps between particles due to their molecular structure, and such ion-trapping materials have high hygroscopicity under humid conditions and deteriorate solder crack resistance. Was one of the causes. Among them, the calcined product of the hydrotalcite compound is manufactured by calcining the hydrotalcite compound to remove CO 3 and OH, so that the gap between the particles is large and even if the product is left in the air. In the solder crack resistance test under humid conditions, the solder crack resistance was greatly reduced. Therefore, in the present invention, in order not to adversely affect the epoxy resin composition, not to expose the particles of the ion-trapping material to the surface, and to impart hydrophobicity, the ion-trapping material is used per one Si atom of the present invention. An attempt was made to directly cover with an organosilicon compound having one or more alkyl groups bonded to suppress the moisture absorption of the ion trapping material. As a result, the moisture absorption of the cured product of the epoxy resin composition was significantly reduced even under high humidity, and the solder crack resistance was improved. Despite being coated, the ion-capturing ability was not changed, and the epoxy resin composition containing the same was able to secure the moisture resistance reliability and improve the solder crack resistance.
The content of the organosilicon compound in the component (E) is 0.1
-10% by weight is preferred. If it is less than 0.1% by weight, the effect of suppressing the hygroscopicity is small, and if it exceeds 10% by weight, not only the effect of ion trapping is reduced, but also the ion trapping material is agglomerated and dispersibility is lowered, which is not preferable. . As a method of coating the ion capturing material with the organosilicon compound,
For example, a method in which the ion trapping material is dispersed in water and stirred, and a method of adding the solution of the organosilicon compound, a method of spraying the solution of the organosilicon compound to the ion trapping material in a spray form, and the like, It is not limited to these. In particular, a method in which the surface of the ion capturing material is uniformly coated is preferable.
【0012】本発明の(E)成分の粒度分布としては、
平均粒径0.5〜15μmで、粒径0.2μm以下が1
0重量%以下、粒径20μm以上が3重量%以下である
ことが好ましく、この範囲を外れると、流動性、充填性
に優れたエポキシ樹脂組成物が得られないので好ましく
ない。本発明での(E)成分の粒度分布は、レーザー回
折式粒度分布測定装置((株)堀場製作所・製、LA−
500)を用いて測定した。(E)成分の配合量として
は、全エポキシ樹脂組成物中に0.05〜2重量%が好
ましい。0.05重量%未満だと、イオン捕捉の効果が
小さいため耐湿信頼性が向上せず、2重量%を越える
と、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸湿性が大きくな
り、耐半田クラック性が低下するので好ましくない。The particle size distribution of the component (E) of the present invention is as follows:
The average particle size is 0.5 to 15 μm, and the particle size is 0.2 μm or less.
The content of 0% by weight or less and the particle size of 20 μm or more is preferably 3% by weight or less, and out of this range, an epoxy resin composition excellent in fluidity and filling property cannot be obtained. The particle size distribution of the component (E) in the present invention is measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer (manufactured by Horiba, Ltd., LA-
500). (E) As for the compounding quantity of a component, 0.05-2 weight% is preferable in all the epoxy resin compositions. If the content is less than 0.05% by weight, the effect of trapping ions is small, so that the moisture resistance reliability is not improved. If the content is more than 2% by weight, the cured product of the epoxy resin composition has an increased hygroscopic property, and the solder crack resistance is poor. It is not preferable because it lowers.
【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)〜
(E)成分の他、必要に応じてカップリング剤、カーボ
ンブラック、ベンガラ等の着色剤、天然ワックス、合成
ワックス等の離型剤、シリコーンオイル、難燃剤、ゴム
等の低応力添加剤等の種々の添加剤等を適宜配合しても
差し支えない。本発明のエポキシ樹脂組成物は、(A)
〜(E)成分、及びその他の添加剤等をミキサー等を用
いて充分に均一に常温混合した後、熱ロール又はニーダ
ー等で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。本発明の
エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の電子部品
を封止し、半導体装置を製造するには、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
ンモールド等の成形方法で成形硬化すればよい。The epoxy resin composition of the present invention comprises (A)
In addition to the component (E), if necessary, a coupling agent, a coloring agent such as carbon black and red iron oxide, a release agent such as a natural wax and a synthetic wax, a low stress additive such as a silicone oil, a flame retardant, and a rubber. Various additives and the like may be appropriately compounded. The epoxy resin composition of the present invention comprises (A)
(E) The components and other additives are sufficiently and uniformly mixed at room temperature using a mixer or the like, then melt-kneaded with a hot roll or a kneader, cooled, and pulverized. In order to manufacture a semiconductor device by encapsulating an electronic component such as a semiconductor element using the epoxy resin composition of the present invention, the molding may be performed by a molding method such as a transfer mold, a compression mold, and an injection mold.
【0014】以下に実施例を挙げて詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものでは
ない。配合割合は重量部とする。 《実施例1》 ビフェニル型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ(株)・製、融点110℃、 エポキシ当量195) 7.2重量部 フェノールアラルキル樹脂(軟化点80℃、水酸基当量174) 5.9重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、DBUという ) 0.2重量部 球状溶融シリカ(平均粒径22μm、比表面積2.2m2/g) 85.0重量部 Mg0.7Al0.3O1.15の表面をジメチルポリシロキサンで被覆したもの(平均 粒径10μm、粒径0.2μm以下が3重量%、粒径20μm以上が0重量%、 ジメチルポリシロキサン含有量0.5重量%。以下、M1という) 0.5重量部 カーボンブラック 0.3重量部 カルナバワックス 0.3重量部 その他の添加剤 0.6重量部 をミキサーを用いて常温で混合し、70〜110℃でロ
ールを用いて混練し、冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成
物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を以下の方法で
評価した。結果を表1に示す。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
The present invention is not limited by these examples. The mixing ratio is by weight. << Example 1 >> Biphenyl type epoxy resin (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., melting point 110 ° C., epoxy equivalent 195) 7.2 parts by weight Phenol aralkyl resin (softening point 80 ° C., hydroxyl equivalent 174) 5.9 parts by weight Part 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 (hereinafter referred to as DBU) 0.2 part by weight Spherical fused silica (average particle size 22 μm, specific surface area 2.2 m 2 / g) 85.0 parts by weight Mg 0.7 Al 0.3 O 1.15 surface coated with dimethylpolysiloxane (average particle size 10 μm, particle size 0.2 μm or less 3% by weight, particle size 20 μm or more 0% by weight, dimethylpolysiloxane content 0.5) % By weight, hereinafter referred to as M1) 0.5 part by weight Carbon black 0.3 part by weight Carnauba wax 0.3 part by weight Other additives 0.6 part by weight using a mixer It was mixed with warm, then kneaded with a roll at 70 to 110 ° C., followed by cooling then pulverizing, to obtain an epoxy resin composition. The obtained epoxy resin composition was evaluated by the following method. Table 1 shows the results.
【0015】評価方法 ・吸湿率:低圧トランスファー成形機を用いて、金型温
度175℃、注入圧力9.8×106Pa、硬化時間1
20秒で直径50mm、厚さ3mmの円板を成形し、ポ
ストキュアとして175℃で8時間処理した。吸湿処理
前と、85℃、相対湿度85%の環境下で168時間処
理した後での重量変化を測定し、吸湿率を百分率で示し
た。単位は% ・耐半田クラック性:低圧トランスファー成形機を用い
て、金型温度175℃、注入圧力9.8×106Pa、
硬化時間120秒で80pQFP(厚さ2.0mm、チ
ップサイズ6mm×6mm)を成形した。ポストキュア
として175℃で8時間処理したパッケージ6個を、8
5℃、相対湿度60%の環境下で168時間処理した
後、IRリフロー処理(240℃)を行った。処理後の
内部の剥離、及びクラックの有無を超音波探傷装置で観
察し、不良パッケージの個数を数えた。不良パッケージ
の個数がn個であるとき、n/6と表示する。 ・耐湿信頼性:低圧トランスファー成形機を用いて、金
型温度175℃、注入圧力9.8×106Pa、硬化時
間120秒で16SOP(厚さ1.95mm、チップサ
イズ3.5mm×3.0mm)を成形した。ポストキュ
アとして175℃で8時間処理した。プレッシャークッ
カー試験(125℃、圧力2.2×10 5Pa)を行
い、回路のオープン不良を測定し、不良発生時間で表し
た。単位は時間。Evaluation method: Moisture absorption: Mold temperature was measured using a low-pressure transfer molding machine.
175 ° C, injection pressure 9.8 × 106Pa, curing time 1
A 50mm diameter, 3mm thick disk is formed in 20 seconds.
The treatment was performed at 175 ° C. for 8 hours as a stock. Moisture absorption treatment
Before and in an environment of 85 ° C and 85% relative humidity for 168 hours
After the treatment, the change in weight is measured, and the moisture absorption is shown as a percentage.
Was. The unit is%.-Solder crack resistance: Use a low-pressure transfer molding machine
Mold temperature 175 ° C, injection pressure 9.8 × 106Pa,
80pQFP (thickness 2.0mm,
(6 mm × 6 mm). Post cure
6 packages treated at 175 ° C. for 8 hours
Treated in an environment of 5 ° C. and 60% relative humidity for 168 hours
Thereafter, an IR reflow treatment (240 ° C.) was performed. After processing
Use an ultrasonic flaw detector to check for internal peeling and cracks.
The number of defective packages was counted. Bad package
When n is n, it is displayed as n / 6.・ Moisture resistance reliability: Use a low pressure transfer molding machine to
Mold temperature 175 ° C, injection pressure 9.8 × 106Pa, during curing
16 SOP (1.95 mm thick, chip
(3.5 mm × 3.0 mm). Post cue
The treatment was performed at 175 ° C. for 8 hours. Pressure cooker
Kerr test (125 ° C, pressure 2.2 × 10 FivePa)
Measure the open failure of the circuit and express it as the failure occurrence time.
Was. The unit is time.
【0016】実施例2〜4、比較例1〜4 表1、表2の配合に従い、実施例1と同様にしてエポキ
シ樹脂組成物を作製し、実施例1と同様にして評価し
た。結果を表1、表2に示す。なお、実施例1以外で用
いた他のイオン捕捉材は以下の通りである。 ・Bi(OH)0.7(NO3)0.3の表面をジメチルポリ
シロキサンで被覆したもの(平均粒径10μm、粒径
0.2μm以下が3重量%、粒径20μm以上が0重量
%、ジメチルポリシロキサン含有量0.5重量%。以
下、M2という)、 ・Mg0.7Al0.3O1.15(平均粒径10μm、粒径0.
2μm以下が3重量%、粒径20μm以上が0重量%。
以下、M3という)、 ・Bi(OH)0.7(NO3)0.3(平均粒径10μm、
粒径0.2μm以下が3重量%、粒径20μm以上が0
重量%。以下、M4という)Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 to 4 Epoxy resin compositions were prepared in the same manner as in Example 1 according to the formulations in Tables 1 and 2, and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 1 and 2. The other ion trapping materials used in other than Example 1 are as follows. Bi (OH) 0.7 (NO 3 ) 0.3 coated with dimethylpolysiloxane (average particle size 10 μm, particle size 0.2 μm or less 3% by weight, particle size 20 μm or more 0% by weight, dimethylpolysiloxane Content: 0.5% by weight, hereinafter referred to as M2), Mg 0.7 Al 0.3 O 1.15 (average particle size 10 μm, particle size 0.1 μm)
3% by weight is 2% or less, and 0% by weight is 20% or more.
Bi (OH) 0.7 (NO 3 ) 0.3 (average particle size 10 μm,
3% by weight when the particle size is 0.2 μm or less and 0 when the particle size is 20 μm or more.
weight%. Hereinafter, referred to as M4)
【表1】 [Table 1]
【0017】[0017]
【表2】 [Table 2]
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明に従うと、優れた耐半田クラック
性、耐湿信頼性を両立した半導体封止用エポキシ樹脂組
成物、及び半導体装置が得られる。According to the present invention, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device having both excellent solder crack resistance and excellent moisture resistance reliability can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── 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 23/29 H01L 23/30 R 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC04X CD02W CD04W CD05W CD13W CE00X DE147 DE288 DF017 DJ007 DJ017 EU096 EU116 EW016 FB098 FB148 FB268 FD017 FD14X FD156 GQ05 4J036 AC02 AD07 AD08 AD10 AE05 AE07 DC41 DC46 DD07 FA03 FA04 FA05 FB07 FB08 JA07 4M109 AA01 BA01 BA03 CA21 EA02 EB03 EB04 EB13 EB18 EC01 EC05 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 F-term (Reference) 4J002 CC04X CD02W CD04W CD05W CD13W CE00X DE147 DE288 DF017 DJ007 DJ017 EU096 EU116 EW016 FB098 FB148 FB268 FD017 FD14X FD156 GQ05 4J036 AC02 AD07 AD08 AD10 AE05 AE07 DC41 DC46 DD07 FA03 FA04 FA05 FB07 FB08 JA07 4M109 AA01 BA01 BA03 CA21 EA02 EB03 EB04 EB04 EB04 EB04 EC13
Claims (4)
樹脂、(C)硬化促進剤、(D)無機充填材、及び
(E)Si原子1個あたり直接1個以上のアルキル基が
結合した有機ケイ素化合物で被覆したイオン捕捉材を必
須成分と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。1. An epoxy resin, (B) a phenolic resin, (C) a curing accelerator, (D) an inorganic filler, and (E) one or more alkyl groups bonded directly to one Si atom. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation comprising, as an essential component, an ion scavenger coated with an organosilicon compound.
る化合物である請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。 MgxAlyOz (1) (式中のx、y、zは0.1以上の正数)2. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the ion scavenger is a compound represented by the general formula (1). Mg x Al y O z (1) (where x, y, and z are positive numbers of 0.1 or more)
1個以上のアルキル基が結合した有機ケイ素化合物が、
0.1〜10重量%であり、かつ(E)成分が平均粒径
0.5〜15μm、粒径0.2μm以下が10重量%以
下、粒径20μm以上が3重量%以下であり、かつ
(E)成分が全エポキシ樹脂組成物中に0.05〜2重
量%である請求項1、又は2記載の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。3. An organosilicon compound having one or more alkyl groups bonded directly to one Si atom in the component (E),
0.1 to 10% by weight, and the component (E) has an average particle size of 0.5 to 15 μm, a particle size of 0.2 μm or less is 10% by weight or less, a particle size of 20 μm or more is 3% by weight or less, and The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 or 2, wherein the component (E) is 0.05 to 2% by weight of the total epoxy resin composition.
エポキシ樹脂組成物を用いて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。4. A semiconductor device comprising a semiconductor element encapsulated with the epoxy resin composition according to claim 1, 2 or 3.
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- 2000-08-09 JP JP2000240562A patent/JP2002053735A/en active Pending
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