JP2002060466A - Epoxy resin composition and sealed semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and sealed semiconductor device

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JP2002060466A
JP2002060466A JP2000243608A JP2000243608A JP2002060466A JP 2002060466 A JP2002060466 A JP 2002060466A JP 2000243608 A JP2000243608 A JP 2000243608A JP 2000243608 A JP2000243608 A JP 2000243608A JP 2002060466 A JP2002060466 A JP 2002060466A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an epoxy resin composition which is excellent in package warp, moldability, resistance to soldering heat during mounting, resin crack resistance, or the like; and to provide a one-side-sealed BGA-type semiconductor device SOLUTION: The resin composition essentially contains (A) an epoxy resin containing (a) a polyfunctional epoxy resin having a bisphenol A backbone and (b) an epoxy resin having a naphthol backbone in a weigh ratio of (a)/(b) of 0.1-2.0, (B) a phenol resin containing (c) a polyfunctional phenol resin and (d) a naphthol phenol resin in a weight ratio of (c)/(d) of 0.1-2.0, (C) an inorganic filler, and (D) a cure accelerator. The inorganic filler is contained in an amount of 25-95 wt.% of the composition. The one-side-sealed BGA-type semiconductor device is prepared by sealing with a cured item of the composition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パッケージ反り
性、成形性、半田耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成物お
よびその組成物によって半導体チップが封止された片面
封止のBGA(Ball Grid Array)型の
半導体封止装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition excellent in package warpage, moldability and soldering heat resistance, and a single-sided BGA (Ball Grid Array) in which a semiconductor chip is sealed with the composition. Mold sealing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路の分野において、
チップの高集積化に伴う大型化、多極化が進む一方、パ
ッケージ外径寸法については、携帯情報通信機器を中心
に小型、軽量化の要求が益々強くなっている。このた
め、リードが周辺に配列されているQFP(Quad
Flat Package)では、多電極化に伴う狭ピ
ッチ化が加速し、現状の0.3mm電極ピッチでは一括
リフローソルダリングの限界に達している。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of semiconductor integrated circuits,
While the size and the number of electrodes are increasing with the increase in the degree of integration of chips, the demand for smaller and lighter package outer diameters is increasing, especially in portable information communication devices. Therefore, the QFP (Quad) in which the leads are arranged around
In Flat Package, the narrowing of the pitch due to the increase in the number of electrodes is accelerated, and the current 0.3 mm electrode pitch has reached the limit of batch reflow soldering.

【0003】そこでリードをパッケージ下面にエリアア
レイ状配置としたBGA型に移行して、電極ピッチを
1.5〜1.0mmに保ってソルダリングを容易にする
動きが、数年前より米国を中心に活発化してきた。
[0003] Accordingly, the movement to the BGA type in which the leads are arranged in an area array on the lower surface of the package and the electrode pitch is kept at 1.5 to 1.0 mm to facilitate the soldering has been in the United States since several years ago. It has been active in the center.

【0004】しかし、BGA型のパッケージは、片面封
止のため、従来のノボラック型エポキシ樹脂等のエポキ
シ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、およびシリカ粉
末からなる樹脂組成物によって封止した場合、パッケー
ジの反りが大きいという欠点があった。また、ボンディ
ングワイヤの長ループ化により、成形時にワイヤ流れが
起こるという欠点があった。
However, when a BGA type package is sealed with a resin composition comprising a conventional epoxy resin such as a novolak type epoxy resin, a novolak type phenol resin, and silica powder for one-side sealing, the package warpage occurs. Had the disadvantage of being large. In addition, there is a disadvantage that the wire flows during molding due to the long loop of the bonding wire.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消するためになされたもので、パッケージの反りが
少なく、かつ、流動性が良好で、成形性に優れ、また、
実装時の半田耐熱性に優れ、樹脂クラックの発生がな
く、接着性も良好であり、実装後の耐湿性に優れ、長期
信頼性を保証できるエポキシ樹脂組成物および半導体封
止装置を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and has a small package warpage, good flowability, excellent moldability, and
To provide an epoxy resin composition and a semiconductor encapsulation device that are excellent in solder heat resistance during mounting, have no resin cracks, have good adhesion, are excellent in moisture resistance after mounting, and can guarantee long-term reliability. Is what you do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、特定のエポキシ
樹脂、特定のフェノール樹脂を用いることによって、パ
ッケージの反りが少なく、かつ、流動性が良好で、成形
性に優れ、また、実装時の半田耐熱性に優れ、樹脂クラ
ックの発生がなく、接着性も良好であり、実装後の耐湿
性に優れた樹脂組成物が得られることを見いだし、本発
明を完成したものである。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that by using a specific epoxy resin and a specific phenol resin, the package is less warped, and A resin composition with good fluidity, excellent moldability, excellent solder heat resistance during mounting, no resin cracking, good adhesion, and excellent moisture resistance after mounting is obtained. Thus, the present invention has been completed.

【0007】即ち、本発明は、(A)(a)次の一般式
で示されるビスフェノールA骨格を有する多官能エポキ
シ樹脂と、
That is, the present invention provides (A) (a) a polyfunctional epoxy resin having a bisphenol A skeleton represented by the following general formula:

【化9】 (但し、式中R1 ,R2 ,R3 は水素原子又は炭素数1
〜10のアルキル基を表す) (b)次の一般式で示されるナフトール骨格を有するエ
ポキシ樹脂
Embedded image (Wherein, R 1 , R 2 , and R 3 represent a hydrogen atom or a carbon atom 1)
(B) an epoxy resin having a naphthol skeleton represented by the following general formula:

【化10】 (但し、式中R1 ,R2 ,は水素原子又は炭素数1〜1
0のアルキル基を、nは0〜10までの整数をそれぞれ
表す)とを重量比で(a)成分/(b)成分が0.1〜
2.0の割合で含有するエポキシ樹脂、(B)(c)次
の一般式で示される多官能フェノール樹脂と、
Embedded image (However, in the formula, R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a C 1 to C 1
(A) an alkyl group of 0, n represents an integer of 0 to 10) in a weight ratio of component (a) / component (b) of 0.1 to
(B) (c) a polyfunctional phenol resin represented by the following general formula:

【化11】 (但し、式中Rは水素原子、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基およびt−ブチル基の中で1種もしく
は2種以上の組合せを、nは0〜10までの整数をそれ
ぞれ表す) (d)次の一般式で示されるナフトール骨格を有するフ
ェノール樹脂
Embedded image (Where R represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or a combination of two or more of a t-butyl group, and n represents an integer of 0 to 10, respectively) (D) a phenolic resin having a naphthol skeleton represented by the following general formula:

【化12】 (但し、式中R1 ,R2 ,は水素原子、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基およびt−ブチル基の中で
1種もしくは2種以上の組合せを、nは0〜10までの
整数をそれぞれ表す)とを重量比で(c)成分/(d)
成分が0.1〜2.0の割合で含有するフェノール樹
脂、(C)無機質充填剤および(D)硬化促進剤を必須
成分とし、前記(C)無機質充填剤を樹脂組成物に対し
て25〜95重量%の割合で含有してなることを特徴と
するエポキシ樹脂組成物である。また別の本発明は、こ
のエポキシ樹脂組成物の硬化物で、半導体チップが封止
された片面封止のBGA型であることを特徴とする半導
体封止装置である。
Embedded image (Wherein, R 1 and R 2 represent one or a combination of two or more of a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a t-butyl group, and n represents 0 to 10). And the weight ratio of component (c) / (d)
The phenol resin containing the component at a ratio of 0.1 to 2.0, (C) an inorganic filler and (D) a curing accelerator are essential components, and the (C) inorganic filler is added to the resin composition in an amount of 25%. An epoxy resin composition characterized in that it is contained in a proportion of up to 95% by weight. Still another aspect of the present invention is a semiconductor encapsulation apparatus characterized in that the epoxy resin composition is a cured product of a single-sided BGA type in which a semiconductor chip is encapsulated.

【0008】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0009】本発明に用いる(A)(a)ビスフェノー
ルA骨格を有する多官能エポキシ樹脂としては、前記の
一般式化9で示されたものが使用される。具体的な化合
物として、例えば、
As the polyfunctional epoxy resin (A) (a) having a bisphenol A skeleton used in the present invention, those represented by the aforementioned general formula 9 are used. As specific compounds, for example,

【化13】 Embedded image

【化14】 等が挙げられる。Embedded image And the like.

【0010】本発明に用いる(A)(b)ナフトール骨
格を有するエポキシ樹脂としては、前記の一般式化10
で示されたものが使用される。具体的な化合物として、
例えば、
The epoxy resin having a naphthol skeleton (A) or (b) used in the present invention is represented by the general formula
Are used. As specific compounds,
For example,

【化15】 (但し、式中、nは1〜10までの整数を表す)が挙げ
られる。
Embedded image (Wherein, n represents an integer of 1 to 10).

【0011】(A)エポキシ樹脂において、(a)ビス
フェノールA骨格を有する多官能エポキシ樹脂および
(b)ナフトール骨格を有するエポキシ樹脂を併用する
ことにより、高いガラス転移温度と、高流動性、高接着
性を可能とすることができる。
By using (A) an epoxy resin in combination with (a) a polyfunctional epoxy resin having a bisphenol A skeleton and (b) an epoxy resin having a naphthol skeleton, a high glass transition temperature, high fluidity, and high adhesion can be obtained. Can be made possible.

【0012】本発明においては、(a)ビスフェノール
A骨格を有する多官能エポキシ樹脂と、(b)ナフトー
ル骨格を有するエポキシ樹脂とを、多官能エポキシ樹脂
/ナフトールエポキシ樹脂の重量比が0.1〜2.0、
好ましくは0.2〜0.7の割合で使用する。重量比が
0.1未満では、吸水率の増加、高粘度、接着力の低下
が生じ、2.0を超えるとガラス転移温度の低下が生じ
る。
In the present invention, (a) a polyfunctional epoxy resin having a bisphenol A skeleton and (b) an epoxy resin having a naphthol skeleton, the weight ratio of the polyfunctional epoxy resin / naphthol epoxy resin is from 0.1 to 0.1. 2.0,
Preferably, it is used in a ratio of 0.2 to 0.7. When the weight ratio is less than 0.1, an increase in water absorption, high viscosity, and a decrease in adhesive strength occur. When the weight ratio exceeds 2.0, the glass transition temperature decreases.

【0013】また、(a)多官能エポキシ樹脂および
(b)ナフトールエポキシ樹脂の他に、エピビス系エポ
キシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ
樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂およびこれらの変性樹
脂をさらに添加することができる。この場合、(a)の
多官能エポキシ樹脂と(b)のナフトールエポキシ樹脂
との合計は、エポキシ樹脂混合物全体の10重量%以
上、特に40〜100重量%となるように配合すること
が好ましい。
Further, in addition to (a) a polyfunctional epoxy resin and (b) a naphthol epoxy resin, an epibis epoxy resin, a brominated epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, a novolak type epoxy resin, and modified resins thereof are further added. can do. In this case, it is preferable that the total of the polyfunctional epoxy resin (a) and the naphthol epoxy resin (b) be 10% by weight or more, particularly 40 to 100% by weight of the entire epoxy resin mixture.

【0014】本発明に用いる(B)(c)多官能フェノ
ール樹脂としては、前記の一般式化11で示されるもの
が使用される。具体的な化合物として、例えば
As the polyfunctional phenolic resin (B) (c) used in the present invention, those represented by the aforementioned general formula 11 are used. As specific compounds, for example,

【化16】 (但し、式中、nは0〜10までの整数を表す)Embedded image (Where n represents an integer from 0 to 10)

【化17】 (但し、式中、nは0〜10までの整数を表す)等が挙
げられる。
Embedded image (Where n represents an integer of 0 to 10).

【0015】本発明に用いる(B)(d)ナフトール骨
格を有するフェノール樹脂としては、前記の一般式化1
2で示されるものが使用される。具体的な化合物とし
て、例えば
The phenolic resin (B) (d) having a naphthol skeleton used in the present invention is represented by the general formula 1
The one indicated by 2 is used. As specific compounds, for example,

【化18】 (但し、式中、nは0〜10までの整数を表す)Embedded image (Where n represents an integer from 0 to 10)

【化19】 (但し、式中、nは0〜10までの整数を表す)等が挙
げられる。
Embedded image (Where n represents an integer of 0 to 10).

【0016】(B)フェノール樹脂において、(c)多
官能フェノール樹脂と(d)ナフトール骨格を有するフ
ェノール樹脂とを併用することにより、高いガラス転移
温度と、高いガラス転移温度と、高流動性、高接着性を
可能とすることができる。
In the case of (B) a phenolic resin, by using (c) a polyfunctional phenolic resin and (d) a phenolic resin having a naphthol skeleton, a high glass transition temperature, a high glass transition temperature, a high fluidity, High adhesiveness can be made possible.

【0017】本発明においては、(c)ビスフェノール
A骨格を有する多官能フェノール樹脂と、(d)ナフト
ール骨格を有するフェノール樹脂とを、多官能フェノー
ル樹脂/ナフトールフェノール樹脂の重量比が0.1〜
2.0、好ましくは0.2〜0.7の割合で使用する。
重量比が0.1未満では、吸水率の増加、高粘度、接着
力の低下が生じ、2.0を超えるとガラス転移温度の低
下が生じる。
In the present invention, (c) a polyfunctional phenol resin having a bisphenol A skeleton and (d) a phenol resin having a naphthol skeleton have a weight ratio of polyfunctional phenol resin / naphthol phenol resin of 0.1 to 0.1.
It is used at a ratio of 2.0, preferably 0.2 to 0.7.
When the weight ratio is less than 0.1, an increase in water absorption, high viscosity, and a decrease in adhesive strength occur. When the weight ratio exceeds 2.0, the glass transition temperature decreases.

【0018】本発明に用いる(C)無機質充填剤として
は、一般に使用されているものが広く使用されるが、そ
れらの中でも不純物濃度が低く、平均粒径30μm以下
のシリカ粉末が好ましく使用することができる。平均粒
径が30μmを超えると耐湿性および成形性が劣り好ま
しくない。無機質充填剤の配合割合は、全体の樹脂組成
物に対して25〜95重量%の割合で含有することが望
ましい。その割合が25重量%未満では、樹脂組成物の
吸湿性が大きく、半田浸漬後の耐湿性に劣り、また、9
5重量%を超えると極端に流動性が悪くなり、成形性に
劣り好ましくない。
As the inorganic filler (C) used in the present invention, generally used fillers are widely used. Among them, silica powder having a low impurity concentration and an average particle diameter of 30 μm or less is preferably used. Can be. If the average particle size exceeds 30 μm, the moisture resistance and the moldability are poor, which is not preferable. The inorganic filler is desirably contained in a proportion of 25 to 95% by weight based on the whole resin composition. If the proportion is less than 25% by weight, the resin composition has a large hygroscopicity, is inferior in moisture resistance after solder immersion, and
If it exceeds 5% by weight, the fluidity becomes extremely poor and the moldability is poor, which is not preferred.

【0019】本発明に用いる(D)硬化促進剤として
は、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、D
BU系硬化促進剤、その他の硬化促進剤等が広く使用さ
れる。これらは単独又は2種以上併用することができ
る。硬化促進剤の配合割合は、樹脂組成物に対して0.
01〜5重量%含有するように配合することが望まし
い。その割合が0.01重量%未満では樹脂組成物のゲ
ルタイムが長く、硬化特性も悪くなり、また、5重量%
を超えると極端に流動性が悪くなって成形性に劣り、さ
らに電気特性も悪くなり耐湿性に劣り好ましくない。
The (D) curing accelerator used in the present invention includes a phosphorus-based curing accelerator, an imidazole-based curing accelerator,
BU-based curing accelerators and other curing accelerators are widely used. These can be used alone or in combination of two or more. The mixing ratio of the curing accelerator is 0.1 to the resin composition.
It is desirable to mix them so as to contain from 01 to 5% by weight. If the proportion is less than 0.01% by weight, the gel time of the resin composition is long, the curing properties are deteriorated, and 5% by weight.
If it exceeds, the fluidity becomes extremely poor and the moldability is inferior, and the electrical properties also deteriorate, and the moisture resistance is inferior.

【0020】本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述した
特定のエポキシ樹脂、特定のフェノール樹脂、無機質充
填剤および硬化促進剤を必須成分とするが、本発明の目
的に反しない限度において、また必要に応じて、例えば
天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属
塩、酸アミド類、エステル類、パラフィン類等の離型
剤、三酸化アンチモン等の難燃剤、カーボンブラック、
ベンガラ等の着色剤、シランカップリング剤、ゴム系や
シリコーン系の低応力付与剤等を適宜、添加配合するこ
とができる。
The epoxy resin composition of the present invention contains the above-mentioned specific epoxy resin, the specific phenol resin, the inorganic filler and the curing accelerator as essential components. Depending on, for example, natural waxes, synthetic waxes, metal salts of linear fatty acids, acid amides, esters, release agents such as paraffins, flame retardants such as antimony trioxide, carbon black,
A coloring agent such as redwood, a silane coupling agent, a rubber-based or silicone-based low-stress imparting agent, and the like can be appropriately added and blended.

【0021】本発明のエポキシ樹脂組成物を成形材料と
して調製する場合の一般的な方法としては、前述した特
定のエポキシ樹脂、特定のフェノール樹脂、無機質充填
剤および硬化促進剤その他の成分を所定の組成比に選択
した原料成分を配合し、ミキサー等によって十分均一に
混合した後、さらに熱ロールによる溶融混合処理又はニ
ーダ等による混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適
当な大きさに粉砕して成形材料とすることができる。こ
うして得られた成形材料は、半導体装置をはじめとする
電子部品あるいは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用
すれば、優れた特性と信頼性を付与させることができ
る。
As a general method for preparing the epoxy resin composition of the present invention as a molding material, a specific epoxy resin, a specific phenol resin, an inorganic filler, a curing accelerator and other components described above are added to a predetermined component. After blending the raw material components selected in the composition ratio and mixing sufficiently uniformly with a mixer or the like, further perform a melt mixing treatment with a hot roll or a mixing treatment with a kneader or the like, then solidify by cooling, and pulverize to an appropriate size. It can be a molding material. If the molding material thus obtained is applied to sealing, coating, insulating, etc. of electronic parts or electric parts such as semiconductor devices, excellent properties and reliability can be imparted.

【0022】本発明の半導体封止装置は、上述した成形
材料を用いて、半導体チップを封止することにより容易
に製造することができる。封止を行う半導体チップとし
ては、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジス
タ、サイリスタ、ダイオード等で特に限定されるもので
はない。封止の最も一般的な方法としては、低圧トラン
スファー成形法があるが、射出成形、圧縮成形、注型等
による封止も可能である。成形材料は封止の際に加熱し
て硬化させ、最終的にはこの硬化物によって封止された
半導体封止装置が得られる。加熱による硬化は、150
℃以上に加熱して硬化させることが望ましい。チップを
搭載する基板としては、セラミック、プラスティック、
ポリイミドフィルム、リードフレームなどであるがこれ
らに限定されるものではない。
The semiconductor encapsulating apparatus of the present invention can be easily manufactured by encapsulating a semiconductor chip using the above-mentioned molding material. The semiconductor chip to be sealed is not particularly limited to, for example, an integrated circuit, a large-scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode, and the like. The most common sealing method is a low-pressure transfer molding method, but sealing by injection molding, compression molding, casting or the like is also possible. The molding material is heated and cured at the time of sealing, and finally a semiconductor sealing device sealed with the cured product is obtained. Curing by heating is 150
Desirably, the composition is cured by heating to a temperature of at least ℃. The substrate on which the chip is mounted can be ceramic, plastic,
Examples include, but are not limited to, polyimide films and lead frames.

【0023】[0023]

【作用】本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体封止
装置は、前述した特定のエポキシ樹脂と、特定のフェノ
ール樹脂を用いたことによって、樹脂組成物の高いガラ
ス転移温度を保持したまま、熱膨張係数を低減し、かつ
高流動性を兼ね備えることによって、熱機械特性と低応
力性が向上してパッケージの反りを抑え、良好な成形性
であり、半田浸漬、半田リフロー後の樹脂のクラックの
発生がなくなり、耐湿性劣化が少なくなるものである。
The epoxy resin composition and the semiconductor encapsulation device of the present invention use the specific epoxy resin and the specific phenol resin described above to achieve a thermal expansion while maintaining a high glass transition temperature of the resin composition. By reducing the coefficient and having high fluidity, thermomechanical properties and low stress properties are improved to suppress package warpage, good moldability, resin cracks after solder immersion and solder reflow And the deterioration of the moisture resistance is reduced.

【0024】[0024]

【実施例】次に本発明を実施例によって具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。以下の実施例及び比較例において「部」とは
「重量部」を意味する。
Next, the present invention will be described specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following Examples and Comparative Examples, “parts” means “parts by weight”.

【0025】実施例1 前述した化14のエポキシ樹脂4.8部、前述した化1
5のエポキシ樹脂(n=1)1.3部、化17のフェノ
ール樹脂(n=0)2.3部、化19のフェノール樹脂
(n=0)1.7部、溶融シリカ粉末87部、硬化促進
剤の2−メチルイミダゾール0.2部、カルナバワック
ス0.3部およびエポキシシランカップリング剤0.4
部を常温で混合し、さらに90〜95℃で混練してこれ
を冷却粉砕して成形材料(A)を製造した。
Example 1 4.8 parts of the epoxy resin of Chemical Formula 14 described above,
1.3 parts of an epoxy resin (n = 1) of Formula 5, 2.3 parts of a phenol resin of Formula 17 (n = 0), 1.7 parts of a phenol resin of Formula 19 (n = 0), 87 parts of fused silica powder, 0.2 parts of 2-methylimidazole as curing accelerator, 0.3 parts of carnauba wax and 0.4 of epoxysilane coupling agent
The parts were mixed at room temperature, kneaded at 90-95 ° C., and cooled and pulverized to produce a molding material (A).

【0026】実施例2 実施例1で用いた化14のエポキシ樹脂3.5部、実施
例1で用いた化15のエポキシ樹脂(n=1)2.0
部、化17のフェノール樹脂(n=0)2.0部、化1
9のフェノール樹脂(n=0)2.1部、溶融シリカ粉
末87部、硬化促進剤の2−メチルイミダゾール0.2
部、カルナバワックス0.3部およびエポキシシランカ
ップリング剤0.4部を常温で混合し、さらに90〜9
5℃で混練してこれを冷却粉砕して成形材料(B)を製
造した。
Example 2 3.5 parts of the epoxy resin of Chemical Formula 14 used in Example 1 and 2.0 of the epoxy resin of Chemical Formula 15 used in Example 1 (n = 1)
Parts, phenol resin of Chemical Formula 17 (n = 0) 2.0 parts, Chemical Formula 1
2.1 parts of phenol resin (n = 0), 87 parts of fused silica powder, and 0.2 of 2-methylimidazole as a curing accelerator
Part, carnauba wax 0.3 part and epoxysilane coupling agent 0.4 part were mixed at room temperature, and 90 to 9 parts were further mixed.
The mixture was kneaded at 5 ° C. and cooled and pulverized to produce a molding material (B).

【0027】比較例1 o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(軟化点80
℃、エポキシ当量200)11部、ノボラック型フェノ
ール樹脂(軟化点80℃、水酸基当量104)3部、溶
融シリカ粉末85部、硬化促進剤の2−メチルイミダゾ
ール0.3部、カルナバワックス0.3部およびエポキ
シシランカップリング剤0.4部を混合し、さらに90
〜95℃で混練してこれを冷却粉砕して成形材料(C)
を製造した。
Comparative Example 1 An o-cresol novolak type epoxy resin (softening point 80
11 ° C., epoxy equivalent 200) 11 parts, novolak phenol resin (softening point 80 ° C., hydroxyl equivalent 104) 3 parts, fused silica powder 85 parts, curing accelerator 2-methylimidazole 0.3 parts, carnauba wax 0.3 Parts and 0.4 part of an epoxysilane coupling agent,
Kneaded at ~ 95 ° C, cooled and pulverized to form a molding material (C)
Was manufactured.

【0028】比較例2 エピビス型エポキシ樹脂(エピコート828)11部、
ノボラック型フェノール樹脂(軟化点80℃、水酸基当
量104)3部、溶融シリカ粉末85部、硬化促進剤の
2−メチルイミダゾール0.3部、カルナバワックス
0.3部およびエポキシシランカップリング剤0.4部
を混合し、さらに90〜95℃で混練してこれを冷却粉
砕して成形材料(D)を製造した。
Comparative Example 2 11 parts of epibis epoxy resin (Epicoat 828)
3 parts of novolak type phenolic resin (softening point: 80 ° C., hydroxyl equivalent: 104), 85 parts of fused silica powder, 0.3 part of 2-methylimidazole as a curing accelerator, 0.3 part of carnauba wax, and 0.1 part of epoxysilane coupling agent. 4 parts were mixed, further kneaded at 90 to 95 ° C., and cooled and pulverized to produce a molding material (D).

【0029】こうして製造した成形材料(A)〜(D)
を用いて、175℃に加熱した金型内にトランスファー
注入し、硬化させて半導体チップを封止して半導体封止
装置を製造した。これらの半導体封止装置について、諸
試験を行ったのでその結果を表1に示したが、本発明の
エポキシ樹脂組成物及び半導体封止装置は、パッケージ
の反りが少なく、流動性、耐湿性、半田耐熱性に優れて
おり、本発明の顕著な効果を確認することができた。
The molding materials (A) to (D) thus produced
Was transferred into a mold heated to 175 ° C., cured, and the semiconductor chip was sealed to manufacture a semiconductor sealing device. Various tests were performed on these semiconductor sealing devices, and the results are shown in Table 1. The epoxy resin composition and the semiconductor sealing device of the present invention have little package warpage, fluidity, moisture resistance, The solder heat resistance was excellent, and the remarkable effect of the present invention could be confirmed.

【0030】[0030]

【表1】 *1:トランスファー成形によって直径50mm、厚さ
3mmの成形品を作り、これを127℃,2.5気圧の
飽和水蒸気中に24時間放置し、増加した重量によって
測定した。
[Table 1] * 1: A molded article having a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm was prepared by transfer molding, left in a saturated steam at 127 ° C. and 2.5 atm for 24 hours, and measured by the increased weight.

【0031】*2:吸水率の場合と同様な成形品を作
り、175℃で8時間の後硬化を行い、適当な大きさの
試験片とし、熱機械分析装置を用いて測定した。
* 2: A molded article was prepared in the same manner as in the case of the water absorption rate, post-cured at 175 ° C. for 8 hours, a test piece of an appropriate size was measured using a thermomechanical analyzer.

【0032】*3:JIS−K−6911に準じて試験
した。
* 3: Tested according to JIS-K-6911.

【0033】*4:成形材料を用いて、2本のアルミニ
ウム配線を有するシリコン製チップを、通常のBGA用
フレームに接着し、175℃で2分間トランスファー成
形した後、175℃で8時間の後硬化を行った。こうし
て得た成形品を127℃,2.5気圧の飽和水蒸気中で
耐湿試験を行い、アルミニウム腐食による50%断線
(不良発生)の起こる時間を評価した。
* 4: Using a molding material, a silicon chip having two aluminum wirings was bonded to a normal BGA frame, transfer-molded at 175 ° C. for 2 minutes, and after 8 hours at 175 ° C. Curing was performed. The molded product thus obtained was subjected to a moisture resistance test in saturated steam at 127 ° C. and 2.5 atm to evaluate the time at which 50% disconnection (defect occurrence) due to aluminum corrosion occurred.

【0034】*5:10×10mmダミーチップをBG
A(30×30×1.2mm)パッケージに納め、成形
材料を用いて、175℃で2分間トランスファー成形し
た後、175℃で8時間の後硬化を行った。こうして製
造した半導体封止装置を30℃,60%,196時間の
吸湿処理をした後、240℃のIRリフローを30秒間
行い、パッケージクラックの発生の有無を評価した。
* 5: A 10 × 10 mm dummy chip is BG
A (30 × 30 × 1.2 mm) package, transfer molding was performed at 175 ° C. for 2 minutes using a molding material, and post-curing was performed at 175 ° C. for 8 hours. After the thus-manufactured semiconductor encapsulation device was subjected to a moisture absorption treatment at 30 ° C., 60% for 196 hours, IR reflow at 240 ° C. was performed for 30 seconds to evaluate the occurrence of package cracks.

【0035】*6:10×10mmダミーチップをBG
A(30×30×1.2mm)パッケージに納め、成形
材料を用いて、175℃で2分間トランスファー成形し
た後、175℃で8時間の後硬化を行った。こうして製
造した半導体封止装置の反り量を非接触レーザー測定機
により測定した。
* 6: 10 × 10 mm dummy chip is BG
A (30 × 30 × 1.2 mm) package, transfer molding was performed at 175 ° C. for 2 minutes using a molding material, and post-curing was performed at 175 ° C. for 8 hours. The amount of warpage of the semiconductor sealing device manufactured as described above was measured by a non-contact laser measuring device.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明及び表1から明らかなよう
に、本発明のエポキシ樹脂組成物及び半導体封止装置
は、パッケージの反りが少なく、かつ、流動性が良好
で、成形性に優れ、また、実装時の半田耐熱性に優れ、
樹脂クラックもなく、接着性も良好であり、また、実装
後の耐湿性に優れ、しかも長期間の信頼性を保証するこ
とができる。
As apparent from the above description and Table 1, the epoxy resin composition and the semiconductor encapsulation device of the present invention have a small package warpage, good flowability, excellent moldability, In addition, it has excellent solder heat resistance during mounting,
There is no resin crack, good adhesion, excellent moisture resistance after mounting, and long-term reliability can be guaranteed.

───────────────────────────────────────────────────── 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 Fターム(参考) 4J002 CC03Y CC06Z CD04X CD05W DJ016 EU117 EU137 FD016 FD14Y FD14Z FD157 GJ02 4J036 AD08 AF05 DC41 DC46 FA04 FA05 FA12 FB08 JA07 4M109 AA01 BA01 BA03 BA05 CA21 EA03 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EC01 EC03 EC04 EC05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 23/31 F term (Reference) 4J002 CC03Y CC06Z CD04X CD05W DJ016 EU117 EU137 FD016 FD14Y FD14Z FD157 GJ02 4J036 AD08 AF05 DC41 DC46 FA04 FA05 FA12 FB08 JA07 4M109 AA01 BA01 BA03 BA05 CA21 EA03 EB03 EB04 EB06 EB07 EB08 EB09 EB12 EC01 EC03 EC04 EC05

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)(a)次の一般式で示されるビス
フェノールA骨格を有する多官能エポキシ樹脂と、 【化1】 (但し、式中R1 ,R2 ,R3 は水素原子又は炭素数1
〜10のアルキル基を表す) (b)次の一般式で示されるナフトール骨格を有するエ
ポキシ樹脂 【化2】 (但し、式中R1 ,R2 ,は水素原子又は炭素数1〜1
0のアルキル基を、nは0〜10までの整数をそれぞれ
表す)とを重量比で(a)成分/(b)成分が0.1〜
2.0の割合で含有するエポキシ樹脂、(B)(c)次
の一般式で示される多官能フェノール樹脂と、 【化3】 (但し、式中Rは水素原子、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基およびt−ブチル基の中で1種もしく
は2種以上の組合せを、nは0〜10までの整数をそれ
ぞれ表す) (d)次の一般式で示されるナフトール骨格を有するフ
ェノール樹脂 【化4】 (但し、式中R1 ,R2 ,は水素原子、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基およびt−ブチル基の中で
1種もしくは2種以上の組合せを、nは0〜10までの
整数をそれぞれ表す)とを重量比で(c)成分/(d)
成分が0.1〜2.0の割合で含有するフェノール樹
脂、(C)無機質充填剤および(D)硬化促進剤を必須
成分とし、前記(C)無機質充填剤を樹脂組成物に対し
て25〜95重量%の割合で含有してなることを特徴と
するエポキシ樹脂組成物。
(A) (a) a polyfunctional epoxy resin having a bisphenol A skeleton represented by the following general formula: (Wherein, R 1 , R 2 , and R 3 represent a hydrogen atom or a carbon atom 1)
(B) an epoxy resin having a naphthol skeleton represented by the following general formula: (However, in the formula, R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a C 1 to C 1
(A) an alkyl group of 0, n represents an integer of 0 to 10) in a weight ratio of component (a) / component (b) of 0.1 to
(B) (c) a polyfunctional phenol resin represented by the following general formula: (Where R represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or a combination of two or more of a t-butyl group, and n represents an integer of 0 to 10, respectively) (D) a phenolic resin having a naphthol skeleton represented by the following general formula: (Wherein, R 1 and R 2 represent one or a combination of two or more of a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a t-butyl group, and n represents 0 to 10). And the weight ratio of component (c) / (d)
The phenol resin containing the component at a ratio of 0.1 to 2.0, (C) an inorganic filler and (D) a curing accelerator are essential components, and the (C) inorganic filler is added to the resin composition in an amount of 25%. An epoxy resin composition characterized in that it is contained in a proportion of up to 95% by weight.
【請求項2】 (A)(a)次の一般式で示されるビス
フェノールA骨格を有する多官能エポキシ樹脂と、 【化5】 (但し、式中R1 ,R2 ,R3 は水素原子又は炭素数1
〜10のアルキル基を表す) (b)次の一般式で示されるナフトール骨格を有するエ
ポキシ樹脂 【化6】 (但し、式中R1 ,R2 ,は水素原子又は炭素数1〜1
0のアルキル基を、nは0〜10までの整数をそれぞれ
表す)とを重量比で(a)成分/(b)成分が0.1〜
2.0の割合で含有するエポキシ樹脂、(B)(c)次
の一般式で示される多官能フェノール樹脂と、 【化7】 (但し、式中Rは水素原子、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基およびt−ブチル基の中で1種もしく
は2種以上の組合せを、nは0〜10までの整数をそれ
ぞれ表す) (d)次の一般式で示されるナフトール骨格を有するフ
ェノール樹脂 【化8】 (但し、式中R1 ,R2 ,は水素原子、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基およびt−ブチル基の中で
1種もしくは2種以上の組合せを、nは0〜10までの
整数をそれぞれ表す)とを重量比で(c)成分/(d)
成分が0.1〜2.0の割合で含有するフェノール樹
脂、(C)無機質充填剤および(D)硬化促進剤を必須
成分とし、前記(C)無機質充填剤を樹脂組成物に対し
て25〜95重量%の割合で含有したエポキシ樹脂組成
物の硬化物で、半導体チップが封止された片面封止のB
GA型であることを特徴とする半導体封止装置。
(A) (a) a polyfunctional epoxy resin having a bisphenol A skeleton represented by the following general formula: (Wherein, R 1 , R 2 , and R 3 represent a hydrogen atom or a carbon atom 1)
(B) an epoxy resin having a naphthol skeleton represented by the following general formula: (However, in the formula, R 1 and R 2 are a hydrogen atom or a C 1 to C 1
(A) an alkyl group of 0, n represents an integer of 0 to 10) in a weight ratio of component (a) / component (b) of 0.1 to
(B) (c) a polyfunctional phenol resin represented by the following general formula: (Where R represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, or a combination of two or more of a t-butyl group, and n represents an integer of 0 to 10, respectively) (D) a phenolic resin having a naphthol skeleton represented by the following general formula: (Wherein, R 1 and R 2 represent one or a combination of two or more of a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a t-butyl group, and n represents 0 to 10). And the weight ratio of component (c) / (d)
The phenol resin containing the component in a ratio of 0.1 to 2.0, (C) an inorganic filler and (D) a curing accelerator are essential components, and the (C) inorganic filler is added to the resin composition in an amount of 25 to 25%. A single-side encapsulated B in which a semiconductor chip is encapsulated with a cured product of an epoxy resin composition contained at a ratio of about 95% by weight.
A semiconductor encapsulation device characterized by being a GA type.
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