JP2005032826A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関するものである。特に、金ワイヤーにより接続する半導体装置でそのファインピッチ化に伴い発生する電気的不良を未然に解決することに適した半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体素子の高集積化が年々進むなかで、半導体素子はますます小さくなる傾向にあるものの外部への接続数は逆に増加傾向にある。このため半導体素子から外部への電気的な接続は金ワイヤーにて接続されることがほとんどであるが、金ワイヤー長は長く、金ワイヤー径も細くなる傾向にある。さらにこれらの対応をとっても、隣接する金ワイヤーとの間隔は狭まり、封止樹脂成形時の圧力で変形が生じて短絡が発生したり、シリカが金ワイヤー間に挟まったりして問題になる場合がでてきた。このため素子からの接続を千鳥上に配列し、かつワイヤー接続の高さを変化させるような金ワイヤーを接続する技術も開発されているが、小型化、軽量化、高性能化の要求はますます増加する傾向であり、問題解決には至っていない。
【０００３】
一方、エリア実装型半導体装置が開発され、従来構造の半導体装置から移行し始めている。エリア実装型半導体装置としては、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）或いは更に小型化を追求したＣＳＰ（チップスケールパッケージ）等が代表的であるが、これらは従来ＱＦＰ、ＳＯＰ等に代表される表面実装型半導体装置では限界に近づいている多ピン化・高速化への要求に対応するために開発されたものである。構造としては、ＢＴ樹脂／銅箔回路基板（ビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板）に代表される硬質回路基板或いはポリイミド樹脂フィルム／銅箔回路基板に代表されるフレキシブル回路基板の片面上に半導体素子を搭載し、その半導体素子搭載面、即ち基板の片面のみがエポキシ樹脂組成物等で成形・封止されている。また基板の半導体素子搭載面の反対面には半田ボールを２次元的に並列して形成し、半導体装置を実装する回路基板との接合を行う特徴を有している。更に半導体素子を搭載する基板としては、上記の有機回路基板以外にもリードフレーム等の金属基板を用いる構造も開発されている。このエリア実装型半導体装置は多ピンとなるために余計に隣接する金ワイヤー間の距離が狭くなる傾向があり、短絡等の問題が指摘される傾向が強まっていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、エポキシ樹脂組成物中には、難燃性を付与するために、通常臭素原子含有難燃剤、及び三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンなどのアンチモン化合物が配合されている。しかしながら、世界的な環境保護の意識の高まりの中、ハロゲン系難燃剤やアンチモン化合物を使用しないで、難燃性を有するエポキシ樹脂組成物の要求が大きくなってきている。これらファインピッチ化の傾向と共にハロゲン及びアンチモンを含まない環境にやさしい封止樹脂が求められている。その一つの解決策として水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムやこれらの固溶体を難燃剤として使用することで難燃性を得ながらもハロゲン及びアンチモンを含まない環境にやさしい封止樹脂が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、これらの水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムやこれらの固溶体を難燃剤とする場合、これら難燃剤が固形でかつエポキシ樹脂に溶解する性質を有さない為、ファインピッチな半導体装置に適用するとシリカと同様に封止樹脂成形時の圧力で変形が生じて短絡が発生したり、これらの難燃剤が金ワイヤー間に挟まることによる短絡や抵抗値の変化が生じたりする問題が考慮されていなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−６７８０８号公報（第２〜７頁）
【特許文献２】
特許第３０４５７７５号公報（第１〜１５頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金ワイヤーの変形が少なく、かつ隣接した金ワイヤー間にシリカ及び難燃剤が挟まらないことにより、隣接する金ワイヤー間短絡、又は金ワイヤー間抵抗値変化等が妨げられる、ブロム及びアンチモンを配合上含まないエポキシ樹脂組成物で成形された半導体装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
［１］ （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）平均粒径が５μｍ以上であるシリカ基材（Ｄ１）と平均粒径が３μｍ以下であるシリカ基材（Ｄ２）とからなるシリカ系無機充填材、及び（Ｅ）水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体を必須成分とし、ブロム及びアンチモンを配合上含まない半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止してなる半導体装置であって、半導体素子とリードフレーム、基板等の外部端子を接続する金を主成分とする金ワイヤーの直径をａ（μｍ）、半導体装置内で金ワイヤー間の最短距離をｂ（μｍ）、上記シリカ基材（Ｄ１）の篩分径をｃ（μｍ）、その平均粒径をｄ（μｍ）、その全エポキシ樹脂組成物中の配合量をｅ（重量％）、上記シリカ基材（Ｄ２）の篩分径をｆ（μｍ）、その平均粒径をｇ（μｍ）、その全エポキシ樹脂組成物中の配合量ｈ（重量％）、上記水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体（Ｅ）の篩分径をｉ（μｍ）、その平均粒径をｊ（μｍ）、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量ｋ（重量％）とした時、下記（１）〜（５）式を全て満足することを特徴とする半導体装置、
ｂ−ｃ×０．８ ＞ ０ （１）
ｂ−ｉ×０．９５ ＞ ０ （２）
ｂ−ａ−ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）−ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ） ＞０ （３）
ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）＋ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ）−２．５×ｊ ＞０ （４）
ｅ／（ｅ＋ｈ＋ｋ）−０．６ ＞ ０ （５）
［２］ 上記エポキシ樹脂（Ａ）がビフェニル構造を有するエポキシ樹脂である第［１］項記載の半導体装置、
［３］ （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）平均粒径が５μｍ以上であるシリカ基材（Ｄ１）と平均粒径が３μｍ以下であるシリカ基材（Ｄ２）とからなるシリカ系無機充填材、及び（Ｅ）水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体を必須成分とし、ブロム及びアンチモンを配合上含まない半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、基板の片面に半導体素子が搭載され、この半導体素子が搭載された基板面側の実質的に片面のみを封止してなる半導体装置であって、半導体素子とリードフレーム、基板等の外部端子を接続する金を主成分とする金ワイヤーの直径をａ（μｍ）、半導体装置内で金ワイヤー間の最短距離をｂ（μｍ）、上記シリカ基材（Ｄ１）の篩分径をｃ（μｍ）、その平均粒径をｄ（μｍ）、その全エポキシ樹脂組成物中の配合量をｅ（重量％）、上記シリカ基材（Ｄ２）の篩分径をｆ（μｍ）、その平均粒径をｇ（μｍ）、その全エポキシ樹脂組成物中の配合量ｈ（重量％）、上記水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体（Ｅ）の篩分径をｉ（μｍ）、その平均粒径をｊ（μｍ）、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量ｋ（重量％）とした時、下記（１）〜（５）式を全て満足することを特徴とするエリア実装半導体装置、
ｂ−ｃ×０．８ ＞ ０ （１）
ｂ−ｉ×０．９５ ＞ ０ （２）
ｂ−ａ−ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）−ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ） ＞０ （３）
ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）＋ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ）−２．５×ｊ ＞０ （４）
ｅ／（ｅ＋ｈ＋ｋ）−０．６ ＞ ０ （５）
［４］ 上記エポキシ樹脂（Ａ）がビフェニル構造を有するエポキシ樹脂である第［３］項記載のエリア実装半導体装置、
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者らは鋭意検討を進めた結果、半導体装置において、半導体素子と外部端子を接続する金ワイヤーの設計とエポキシ樹脂組成物の設計を考慮すること、すなわち金ワイヤーの直径及び隣接する金ワイヤー間の最短距離とエポキシ樹脂組成物のシリカ基材及び難燃剤の篩分径、平均粒径、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量との関係を最適合化することで、ワイヤースイープが発生し難く、隣接する金ワイヤー間にシリカ基材又は難燃剤が挟まらないため、隣接する金ワイヤー間短絡、又は金ワイヤー間抵抗値変化等を防ぐことができることから、信頼性の高い半導体装置を提供することができるように至ったものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００９】
本発明に用いられる半導体装置は、半導体素子と外部端子を接続する為の金ワイヤー及びそれを保護するエポキシ樹脂封止材等からなる。
半導体素子とリードフレーム、基板等の外部端子を接続する金を主成分とする金ワイヤーは主成分が金であれば良くその柔軟性、ボンデイング性能等を高める為にパラジウム等を少量添加されることが知られているが、金成分が主成分である限りなんら差し支えない。金ワイヤーの直径ａ（μｍ）は、本発明において、ワイヤー変形の大きな要因となるので重要なパラメータである。通常は１５〜３０（μｍ）程度の直径の金ワイヤーが使用されるが、これに限定されるものではない。金ワイヤー間の最短距離ｂ（μｍ）もまたワイヤー変形の大きな要因となるので重要なパラメータである。金ワイヤー間の最短距離ｂ（μｍ）とは、半導体装置内で半導体素子と外部端子を接続する金ワイヤーの隣接する最短距離だが、これは隣接する金ワイヤーを円柱状とした時の中心線同士の最短距離を指す。通常は３５〜８０（μｍ）程度が最短距離となる場合が多いが、これに限定されるものではない。これら２つの金ワイヤーの直径Ａ（μｍ）及び金ワイヤー間の最短距離をＢ（μｍ）は、エポキシ樹脂組成物のシリカ基材及び難燃剤の篩分径、平均粒径、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量との最適な関係が必要となる。
【００１０】
本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）平均粒径が５μｍ以上であるシリカ基材（Ｄ１）と平均粒径が３μｍ以下であるシリカ基材（Ｄ２）とからなるシリカ系無機充填材、及び（Ｅ）水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体を必須成分とし、ブロム及びアンチモンを配合上含まない半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。
【００１１】
本発明に使用するエポキシ樹脂（Ａ）は、１分子内に２個以上のエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマー全般であり、その分子量、分子構造は特に限定するものではないが、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、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を含む）、ナフトール型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
これらの内では、特に、溶融粘度が低く、無機充填材を高充填化することができるビフェニル構造を有することを特徴とするエポキシ樹脂が好ましい。
【００１２】
本発明に用いられるフェノール樹脂（Ｂ）は、１分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を含む）、ナフトールアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を含む）、トリフェノールメタン樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００１３】
本発明に用いられる硬化促進剤（Ｃ）としては、前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との架橋反応の触媒となり得るものであればよく、一般に封止材料に使用するものを用いることができる。例えば１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン化合物、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート塩等の有機リン系化合物、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
【００１４】
本発明に用いられるシリカ系無機充填材（Ｄ）は、一般に封止材料に用いられている溶融シリカ、結晶シリカ等が挙げられる。これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよいが、特に溶融シリカが好ましい。溶融シリカは、破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、配合量を高め、且つエポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状シリカを主に用いる方がより好ましい。
また、シリカ系無機充填材（Ｄ）は、平均粒径が５μｍ以上であるシリカ基材（Ｄ１）と平均粒径が３μｍ以下であるシリカ基材（Ｄ２）からなる必要がある。平均粒径が５μｍ以上であるシリカ基材（Ｄ１）はシリカ基材中の主成分であり、５〜３０μｍの平均粒径がより好ましい。上記下限値を下回ると流動性が得られず、好ましくない。また、上記上限値を超えると金ワイヤーとの関係で関係式が成立する範囲が限られるようになり好ましくない。平均粒径が３μｍ以下であるシリカ基材（Ｄ２）は流動性を調整する為に添加され、０．１〜３μｍであることがより好ましい。上記範囲を外れると流動性が得られず好ましくない。
シリカ基材（Ｄ１）の篩分径ｃ（μｍ）、その平均粒径ｄ（μｍ）、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量ｅ（重量％）、及びシリカ基材（Ｄ２）の篩分径ｆ（μｍ）、その平均粒径ｇ（μｍ）、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量ｈ（重量％）は、金ワイヤーの直径、半導体装置内で金ワイヤー間の最短距離と難燃剤の篩分径、平均粒径、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量との関係が必要となる。またシリカ基材（Ｄ１）及び（Ｄ２）は２種類以上の混合物を使用することも可能である。この場合の平均粒径はその混合物の平均粒径を言う。また篩分径は混合物中最大の篩分径を示す。
【００１５】
本発明に言うシリカ基材の平均粒径は、（株）島津製作所のレーザー回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−７０００（レーザー波長：４０５ｎｍ）を用いて測定したものである。本発明に用いるシリカ基材は篩分装置を用いて篩分を行うものであり、本発明に言うシリカ基材の篩分径とは、シリカ基材の篩分に使用する篩のサイズ（μｍ）又はそれに相当する値を示す。シリカ基材を篩分する方法については、特に限定されるものではないが、従来から行われている超音波を印加しながら振動によりシリカ基材をステンレス製の篩分で篩分する方法や、最近一般的に行われている空気分級等の方法を用いることができる。すなわち、本発明に言うシリカ基材の篩分径はそれ以上の大きさのシリカ基材がある一定量に制限されるべく設定される設定値であり、通常、工業的に生産されるシリカ基材には篩分径以上のシリカ基材は０．０１〜５重量％程度の含有は差し支えないが、より精密に制御されることが好ましく０．０１〜０．５重量％程度のものが一般的に使用される。また通常、工業的に生産されるシリカ基材には篩分径以上のシリカのシリカ径は通常その篩分径の１．５倍の粒径がおおよそ限りなく０に近づくような分布をしている場合が多い。
【００１６】
本発明に使用する（Ｅ）水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体は、ブロム又はアンチモンの替わりに使用する環境にやさしい難燃剤である。上記の固溶体とは、水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウムのそれぞれ金属原子の一部が他の金属と取り変わった化学構造の物を指し、
Ｍｇ１−ｘＺｎｘ（ＯＨ）２
Ｍｇ１−ｘＮｉｘ（ＯＨ）２
Ａｌ１−ｘＺｎｘ（ＯＨ）３
Ａｌ１−ｘＮｉｘ（ＯＨ）３
（式中ｘは０．０１≦ｘ≦０．５の数を示す。）
等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
これらの水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体は、ブロム又はアンチモンの替わりに使用することで難燃の規格であるＵＬのＶ−０をエポキシ樹脂組成物として達成することができる。また、水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体は、１種類でも２種類以上併用しても構わない。本発明に使用する（Ｅ）水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体の篩分径ｉ（μｍ）、その平均粒径ｊ（μｍ）は、シリカ基材と同じ方法で測定又は設定される。また水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体の篩分径ｉ（μｍ）、その平均粒径ｊ（μｍ）そのエポキシ樹脂組成物中の配合量ｋ（重量％）は、金ワイヤーの直径、半導体装置内で隣接する金ワイヤー間の最短距離とシリカ基材の篩分径、平均粒径、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量との適切な関係が必要となる。またこれらの水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体を２種類以上併用した場合は、平均粒径はその混合物の平均粒径を言う。また篩分径は混合物中最大の篩分径を示す。
【００１７】
本発明の半導体装置において、半導体素子とリードフレーム、基板等の外部端子を接続する金を主成分とする金ワイヤーの直径をａ（μｍ）、半導体装置内で金ワイヤー間の最短距離をｂ（μｍ）、シリカ基材（Ｄ１）の篩分径をｃ（μｍ）、その平均粒径をｄ（μｍ）、その全エポキシ樹脂組成物中の配合量をｅ（重量％）、上記シリカ基材（Ｄ２）の篩分径をｆ（μｍ）、その平均粒径をｇ（μｍ）、その全エポキシ樹脂組成物中の配合量ｈ（重量％）、水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウム或いはこれらの固溶体（Ｅ）の篩分径をｉ（μｍ）、その平均粒径をｊ（μｍ）、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量ｋ（重量％）とした時、下記（１）〜（５）式を全て満足する必要がある。
ｂ−ｃ×０．８ ＞ ０ （１）
ｂ−ｉ×０．９５ ＞ ０ （２）
ｂ−ａ−ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）−ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ） ＞０ （３）
ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）＋ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ）−２．５×ｊ ＞０ （４）
ｅ／（ｅ＋ｈ＋ｋ）−０．６ ＞ ０ （５）
式（１）と式（３）はシリカ基材に関するもので、式（１）は金ワイヤー間の最短距離とシリカ基材（Ｄ１）の篩分径との関係を規定する式であり、式（３）は正味の金ワイヤー間の最短距離とシリカ基材（Ｄ１）、シリカ基材（Ｄ２）の平均粒径との関係を規定する式であるが、これらの式が満たされないと成形時に金ワイヤーが変形して短絡したり、シリカ基材が隣接する金ワイヤーに挟まりこのましくない。式（２）は金ワイヤー間の最短距離と難燃剤の篩分径の関係を規定する式であるが、この式が満たされないと難燃剤が隣接する金ワイヤーに挟まりこのましくない。式（４）は、シリカ基材の平均粒径と難燃剤の平均粒径の関係を規定する式であるが、この式が満たされないと流動性が低下し、金ワイヤーが変形して短絡したり、難燃剤が隣接する金ワイヤーに挟まりこのましくない。式（５）は無機充填材中の平均粒径が５μｍ以上であるシリカ基材（Ｄ１）の含有比率に関わるが、この式が満たされないと流動性が低下し、金ワイヤーが変形して短絡したり、シリカ基材が隣接する金ワイヤーに挟まりこのましくない。すなわちこれら５つの式が全て満たされることにより、ワイヤースイープが発生し難く、隣接する金ワイヤー間にシリカ基材又は難燃剤が挟まらないため、隣接する金ワイヤー間短絡、又は金ワイヤー間抵抗値変化等が妨げられることから、信頼性の高い半導体装置を提供することができるように至ったものである。
【００１８】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｅ）成分の他、必要に応じて無機イオン交換体、カップリング剤、カーボンブラックに代表される着色剤、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤、シリコーンオイル、ゴム等の低応力成分、酸化防止剤等の各種添加剤が適宜配合可能である。
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混合後、加熱ニーダ、熱ロール、押し出し機等の混練機で加熱混練し、冷却、粉砕して得られる。
【００１９】
本発明の半導体装置は、半導体素子を、銅、４２アロイ、若しくは銅上にニッケル・パラジウム・金等をメッキしたリードフレーム、ＢＴ樹脂／銅箔回路基板（ビスマレイミド・トリアジン樹脂／ガラスクロス基板）に代表される硬質回路基板、又はポリイミド樹脂フィルム／銅箔回路基板に代表されるフレキシブル回路基板に搭載後、金ワイヤーを接続し、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インジェクション法、コンプレッション法、又はトランスファーモールド法で封止し、従来からの成形方法で硬化成形すればよく、条件等は制限されるものではない。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例で具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は重量部とする。またシリカ基材ならびに難燃剤の篩分径平均粒径、そのエポキシ樹脂組成物中の配合量は表１に示した。
【００２１】
実施例１
エポキシ樹脂１：下記式で示されるエポキシ樹脂を主成分とするビフェニル構造を有するエポキシ樹脂（融点１０５℃、エポキシ基当量１９０）
７．３重量部
【化１】
フェノール樹脂１：下記式で示されるトリフェノ−ルメタン型樹脂（軟化点１０５℃、水酸基当量９８） ３．７重量部
【化２】
【００２４】
評価方法
１）導通確認試験
半導体装置を軟Ｘ線装置にて金ワイヤーの観察を行い、隣接する金ワイヤー同士が短絡していないか確認した。全ての金ワイヤー同士で短絡が無いことが好ましい。
２）シリカ又は難燃剤の挟み込み確認試験
半導体装置を精密切断機にてワイヤーボンデイング部分が確認できるように切断した後、研磨機で表面を研磨した。２０倍の金属顕微鏡にて隣接する金ワイヤー間にシリカ又は難燃剤が挟まっていないか確認した。金ワイヤーに挟まるとは上記観察方法において、２本の隣接する金ワイヤーに１つのシリカ基材又は難燃剤が両側共に接触している状態を言う。試験は２２の隣接するワイヤー間を評価し１つでも隣接する金ワイヤー間にシリカ又は難燃剤が挟まっている場合は不良と判断した。
【００２５】
実施例２〜１６、比較例１〜８
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得て、表１、表２に従って半導体装置を組み立て、実施例１と同様にして評価した。結果を表１、表２に示す。
実施例１以外で用いた成分について、以下に示す。
エポキシ樹脂２：下式で示されるエポキシ樹脂（軟化点６０℃、エポキシ当量２７５）
【化３】
フェノール樹脂２：フェノールノボラック型樹脂（軟化点７８℃、水酸基当量１０４）
【００２７】
フェノール樹脂３：下式で示されるフェノール樹脂（軟化点６５℃、水酸基当量２００）
【化４】
溶融球状シリカ２（篩分径７１μｍ、平均粒径１５μｍ）
溶融球状シリカ３（篩分径５５μｍ、平均粒径２２μｍ）
溶融球状シリカ４（篩分径７５μｍ、平均粒径１５μｍ）
溶融球状シリカ５（篩分径１２５μｍ、平均粒径１５μｍ）
溶融球状シリカ６（篩分径５５μｍ、平均粒径３３μｍ）
溶融球状シリカ８（篩分径１２５μｍ、平均粒径２．０μｍ）
水酸化アルミニウム２（篩分径４５μｍ、平均粒径１μｍ）
水酸化マグネシウム（篩分径４５μｍ、平均粒径２μｍ）
水酸化マグネシウム固溶体（Ｍｇ０．８Ｚｎ０．２（ＯＨ）２ 、篩分径４５μｍ、平均粒径３μｍ）
【００２９】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば、金ワイヤーの変形が少なく、かつ隣接した金ワイヤー間にシリカならびに難燃剤が挟まらないことで、隣接する金ワイヤー間短絡、又は金ワイヤー間抵抗値変化等が妨げられる、ブロム及びアンチモンを配合上含まないエポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置を容易に得ることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a semiconductor device using an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation suitable for solving an electrical failure that occurs with fine pitch in a semiconductor device connected by a gold wire.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the trend toward smaller, lighter, and higher performance electronic devices, as the integration of semiconductor devices has progressed year by year, the number of external connections has been reversed. It is increasing. For this reason, the electrical connection from the semiconductor element to the outside is mostly performed by a gold wire, but the gold wire length is long and the gold wire diameter tends to be thin. Furthermore, even if these measures are taken, the distance between adjacent gold wires is narrowed, and deformation may occur due to pressure during molding of the sealing resin, causing a short circuit, or silica may be sandwiched between the gold wires. It came out. For this reason, a technology to connect gold wires that arranges the connections from the elements on a staggered pattern and changes the height of the wire connection has been developed, but there is a demand for miniaturization, weight reduction, and high performance. This is an increasing trend and has not yet solved the problem.
[0003]
On the other hand, area-mounting semiconductor devices have been developed and are beginning to shift from semiconductor devices having a conventional structure. Typical examples of area-mounted semiconductor devices include BGA (ball grid array) or CSP (chip scale package) in pursuit of further miniaturization, but these are conventionally surface-mounted semiconductors typified by QFP, SOP, etc. The device was developed to meet the demand for higher pin count and higher speed, which are approaching the limit. The structure is a semiconductor on one side of a rigid circuit board represented by BT resin / copper foil circuit board (bismaleimide / triazine resin / glass cloth board) or a flexible circuit board represented by polyimide resin film / copper foil circuit board. An element is mounted, and only the semiconductor element mounting surface, that is, one surface of the substrate is molded and sealed with an epoxy resin composition or the like. In addition, solder balls are two-dimensionally formed in parallel on the surface opposite to the semiconductor element mounting surface of the substrate, and are joined to a circuit substrate on which the semiconductor device is mounted. Further, as a substrate on which a semiconductor element is mounted, a structure using a metal substrate such as a lead frame in addition to the organic circuit substrate has been developed. Since this area mounting type semiconductor device has a large number of pins, the distance between the adjacent gold wires tends to be narrowed, and there is an increasing tendency to point out problems such as a short circuit (for example, see Patent Document 1). .
[0004]
On the other hand, in order to impart flame retardancy, the epoxy resin composition usually contains a bromine atom-containing flame retardant and an antimony compound such as antimony trioxide, antimony tetroxide, and antimony pentoxide. However, with the growing awareness of environmental protection worldwide, there is a growing demand for epoxy resin compositions having flame retardancy without using halogen-based flame retardants or antimony compounds. Along with these fine pitch trends, there is a need for environmentally friendly sealing resins that do not contain halogen and antimony. One solution has been the development of environmentally friendly sealing resins that do not contain halogen or antimony while obtaining flame retardancy by using aluminum hydroxide, magnesium hydroxide or their solid solutions as flame retardants ( For example, see Patent Document 2.) However, when these aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and their solid solutions are used as flame retardants, these flame retardants are solid and do not have the property of dissolving in epoxy resins. In the same way as above, there were no considerations for problems such as deformation due to pressure during molding of the sealing resin, short circuiting, short circuiting due to these flame retardants being sandwiched between gold wires, and changes in resistance value. .
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-67808 (pages 2-7)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3045775 (pages 1 to 15)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to the present invention, the deformation of the gold wire is small, and the silica and the flame retardant are not sandwiched between the adjacent gold wires, so that the short circuit between adjacent gold wires or the resistance change between the gold wires is prevented. The present invention provides a semiconductor device molded from an epoxy resin composition that does not contain antimony.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention
[1] (A) Epoxy resin, (B) Phenolic resin, (C) Curing accelerator, (D) Silica substrate (D1) having an average particle diameter of 5 μm or more and Silica group having an average particle diameter of 3 μm or less A silica-based inorganic filler comprising the material (D2), and (E) an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof as an essential component, and containing no bromine and antimony in combination. A semiconductor device formed by using a gold wire having gold as a main component for connecting a semiconductor element to an external terminal such as a lead frame or a substrate, the diameter of which is a (μm), between the gold wires in the semiconductor device. Is the minimum distance of b (μm), the sieving diameter of the silica substrate (D1) is c (μm), the average particle diameter is d (μm), and the blending amount in the total epoxy resin composition is e (weight). %), The silica substrate ( D2) has a sieving size of f (μm), an average particle size of g (μm), a blending amount h (% by weight) in the total epoxy resin composition, magnesium hydroxide or aluminum hydroxide, or a solid solution thereof. When the sieving diameter of (E) is i (μm), the average particle diameter is j (μm), and the blending amount k (wt%) in the epoxy resin composition, the following formulas (1) to (5) A semiconductor device characterized by satisfying all
bc × 0.8> 0 (1)
b−i × 0.95> 0 (2)
b−a−d × e / (e + h) −g × h / (e + h)> 0 (3)
d × e / (e + h) + g × h / (e + h) −2.5 × j> 0 (4)
e / (e + h + k) −0.6> 0 (5)
[2] The semiconductor device according to item [1], wherein the epoxy resin (A) is an epoxy resin having a biphenyl structure,
[3] (A) Epoxy resin, (B) Phenol resin, (C) Curing accelerator, (D) Silica substrate (D1) having an average particle size of 5 μm or more and Silica group having an average particle size of 3 μm or less A silica-based inorganic filler comprising the material (D2), and (E) an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof as an essential component, and containing no bromine and antimony in combination. A semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on one side of a substrate and substantially only one side of the substrate surface side on which the semiconductor element is mounted is sealed, and includes a semiconductor element, a lead frame, a substrate, etc. The diameter of the gold wire containing gold as a main component for connecting the external terminal is a (μm), the shortest distance between the gold wires in the semiconductor device is b (μm), and the sieving diameter of the silica substrate (D1) is c (Μm), The average particle diameter is d (μm), the blending amount in the total epoxy resin composition is e (% by weight), the sieving diameter of the silica base material (D2) is f (μm), and the average particle diameter is g. (Μm), the blending amount h (% by weight) in the total epoxy resin composition, the sieving size of the magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or the solid solution (E) is i (μm), and the average particle size is j (μm), an area mounting semiconductor device characterized by satisfying all of the following formulas (1) to (5) when the blending amount k (wt%) in the epoxy resin composition is satisfied:
bc × 0.8> 0 (1)
b−i × 0.95> 0 (2)
b−a−d × e / (e + h) −g × h / (e + h)> 0 (3)
d × e / (e + h) + g × h / (e + h) −2.5 × j> 0 (4)
e / (e + h + k) −0.6> 0 (5)
[4] The area mounting semiconductor device according to item [3], wherein the epoxy resin (A) is an epoxy resin having a biphenyl structure,
It is.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As a result of diligent study, the present inventors have considered the design of a gold wire for connecting a semiconductor element and an external terminal and the design of an epoxy resin composition in a semiconductor device, that is, the diameter of the gold wire and the adjacent gold wire. By optimizing the relationship between the shortest distance between the silica substrate of the epoxy resin composition and the sieving size of the flame retardant, the average particle size, and the blending amount in the epoxy resin composition, a wire sweep occurs. Providing a highly reliable semiconductor device because it is difficult to prevent a silica base material or flame retardant from being sandwiched between adjacent gold wires, thereby preventing a short circuit between adjacent gold wires or a change in resistance between gold wires. It has come to be able to do.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0009]
The semiconductor device used in the present invention includes a gold wire for connecting a semiconductor element and an external terminal, an epoxy resin sealing material for protecting the gold wire, and the like.
Gold wires that contain gold as the main component for connecting external elements such as semiconductor elements, lead frames, and substrates may be gold if the main component is gold, and a small amount of palladium or the like may be added to improve flexibility, bonding performance, etc. However, there is no problem as long as the gold component is the main component. The diameter a (μm) of the gold wire is an important parameter in the present invention because it is a major factor for wire deformation. Usually, a gold wire having a diameter of about 15 to 30 (μm) is used, but is not limited thereto. The shortest distance b (μm) between the gold wires is also an important parameter because it is a major factor in wire deformation. The shortest distance b (μm) between the gold wires is the shortest distance between adjacent gold wires connecting the semiconductor element and the external terminal in the semiconductor device. The shortest distance. Usually, the shortest distance is often about 35 to 80 (μm), but is not limited to this. The diameter A (μm) of these two gold wires and the shortest distance B (μm) between the gold wires are the silica base material of the epoxy resin composition and the sieving size of the flame retardant, the average particle size, and the epoxy resin composition An optimal relationship with the amount of the content is required.
[0010]
The epoxy resin composition used in the present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) a phenol resin, (C) a curing accelerator, (D) a silica substrate (D1) having an average particle diameter of 5 μm or more and an average particle. A silica-based inorganic filler comprising a silica substrate (D2) having a diameter of 3 μm or less, and (E) a semiconductor containing magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof as an essential component and containing no bromine and antimony in the composition It is an epoxy resin composition for sealing.
[0011]
The epoxy resin (A) used in the present invention is a monomer, oligomer, or polymer generally having two or more epoxy groups in one molecule, and its molecular weight and molecular structure are not particularly limited. Orthocresol novolac epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, biphenyl epoxy resin, bisphenol epoxy resin, stilbene epoxy resin, triphenolmethane epoxy resin, phenol aralkyl epoxy resin (including phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc.) Naphthol type epoxy resin, alkyl-modified triphenol methane type epoxy resin, triazine nucleus-containing epoxy resin, dicyclopentadiene-modified phenol type epoxy resin, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. It may be.
Among these, an epoxy resin having a biphenyl structure having a low melt viscosity and capable of highly filling an inorganic filler is particularly preferable.
[0012]
The phenol resin (B) used in the present invention is a monomer, oligomer, and polymer in general having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and its molecular weight and molecular structure are not particularly limited. , Phenol novolak resin, cresol novolak resin, phenol aralkyl resin (including phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc.), naphthol aralkyl resin (including phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc.), triphenolmethane resin, terpene modified phenol resin, dicyclopentadiene Modified phenol resin etc. are mentioned, These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
[0013]
As a hardening accelerator (C) used for this invention, what can be used as a catalyst of the crosslinking reaction of the said epoxy resin and a phenol resin should just be used, and what is generally used for a sealing material can be used. For example, diazabicycloalkenes such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 and derivatives thereof, amine compounds such as tributylamine and benzyldimethylamine, triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate salts, etc. Organic phosphorus compounds, imidazole compounds such as 2-methylimidazole, and the like, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.
[0014]
As for the silica type inorganic filler (D) used for this invention, the fused silica generally used for the sealing material, crystalline silica, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more, but fused silica is particularly preferable. The fused silica can be used in either a crushed shape or a spherical shape, but it is more preferable to mainly use the spherical silica in order to increase the blending amount and suppress an increase in the melt viscosity of the epoxy resin composition.
The silica-based inorganic filler (D) needs to be composed of a silica base material (D1) having an average particle diameter of 5 μm or more and a silica base material (D2) having an average particle diameter of 3 μm or less. The silica substrate (D1) having an average particle diameter of 5 μm or more is a main component in the silica substrate, and an average particle diameter of 5 to 30 μm is more preferable. Below the lower limit, fluidity cannot be obtained, which is not preferable. Moreover, when the said upper limit is exceeded, the range in which a relational expression is materialized will be limited by relationship with a gold wire, and it is not preferable. The silica base material (D2) having an average particle diameter of 3 μm or less is added to adjust the fluidity, and more preferably 0.1 to 3 μm. Outside the above range, fluidity cannot be obtained, which is not preferable.
Screen size c (μm) of silica substrate (D1), average particle size d (μm), blending amount e (wt%) in epoxy resin composition, and screen size of silica substrate (D2) f (μm), the average particle size g (μm), the compounding amount h (% by weight) in the epoxy resin composition is the diameter of the gold wire, the shortest distance between the gold wires in the semiconductor device, and the flame retardant sieve The relationship between the particle size, the average particle size, and the blending amount in the epoxy resin composition is required. Silica substrates (D1) and (D2) can also use a mixture of two or more. The average particle size in this case refers to the average particle size of the mixture. Further, the sieving diameter indicates the maximum sieving diameter in the mixture.
[0015]
The average particle diameter of the silica substrate referred to in the present invention is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-7000 (laser wavelength: 405 nm) manufactured by Shimadzu Corporation. The silica substrate used in the present invention is subjected to sieving using a sieving device, and the sieving diameter of the silica substrate referred to in the present invention is the size of the sieve (μm) used for sieving of the silica substrate. ) Or equivalent value. The method of sieving the silica base material is not particularly limited, but the method of sieving the silica base material with a stainless steel sieving by vibration while applying ultrasonic waves, which has been conventionally performed, A method such as air classification that is generally used recently can be used. That is, the sieving diameter of the silica base material referred to in the present invention is a set value that is set so as to be limited to a certain amount of silica base material of a larger size, and is usually a silica base produced industrially. The material may contain about 0.01 to 5% by weight of a silica base material having a sieving size or larger, but it is preferably controlled more precisely, and generally about 0.01 to 0.5% by weight. Used. In addition, the silica diameter of silica larger than the sieving diameter is usually distributed on an industrially produced silica base material so that the particle diameter of 1.5 times the sieving diameter is almost zero. There are many cases.
[0016]
(E) Magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof used in the present invention is an environmentally friendly flame retardant used in place of bromine or antimony. The above solid solution refers to a chemical structure in which a part of each metal atom of magnesium hydroxide or aluminum hydroxide is replaced with another metal,
Mg 1-x Zn x (OH) 2
Mg 1-x Ni x (OH) 2
Al 1-x Zn x (OH) 3
Al 1-x Ni x (OH) 3
(In the formula, x represents a number of 0.01 ≦ x ≦ 0.5.)
However, it is not limited to these.
By using these magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof instead of bromine or antimony, UL V-0, which is a flame retardant standard, can be achieved as an epoxy resin composition. Further, magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof may be used alone or in combination of two or more. The sieve size i (μm) and average particle size j (μm) of (E) magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof used in the present invention are measured or set by the same method as that for the silica substrate. . Further, the sieving size i (μm) of magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof, the average particle size j (μm), the blending amount k (wt%) in the epoxy resin composition is the diameter of the gold wire, An appropriate relationship between the shortest distance between adjacent gold wires in the semiconductor device, the sieving diameter of the silica substrate, the average particle diameter, and the blending amount in the epoxy resin composition is required. Moreover, when these magnesium hydroxide or aluminum hydroxide, or these solid solutions are used together 2 or more types, an average particle diameter says the average particle diameter of the mixture. Further, the sieving diameter indicates the maximum sieving diameter in the mixture.
[0017]
In the semiconductor device of the present invention, the diameter of a gold wire mainly composed of gold for connecting an external terminal such as a semiconductor element and a lead frame or a substrate is a (μm), and the shortest distance between the gold wires in the semiconductor device is b ( μm), the sieving size of the silica substrate (D1) is c (μm), the average particle size is d (μm), the blending amount in the total epoxy resin composition is e (% by weight), and the silica substrate The sieving diameter of (D2) is f (μm), the average particle diameter is g (μm), the blending amount h (% by weight) in the total epoxy resin composition, magnesium hydroxide or aluminum hydroxide, or a solid solution thereof. When the sieving diameter of (E) is i (μm), the average particle diameter is j (μm), and the blending amount k (wt%) in the epoxy resin composition, the following formulas (1) to (5) It is necessary to satisfy all of the above.
bc × 0.8> 0 (1)
b−i × 0.95> 0 (2)
b−a−d × e / (e + h) −g × h / (e + h)> 0 (3)
d × e / (e + h) + g × h / (e + h) −2.5 × j> 0 (4)
e / (e + h + k) −0.6> 0 (5)
Equations (1) and (3) relate to the silica substrate, and equation (1) is an equation that defines the relationship between the shortest distance between the gold wires and the sieving diameter of the silica substrate (D1). (3) is an expression that defines the relationship between the shortest distance between the net gold wires and the average particle diameter of the silica substrate (D1) and silica substrate (D2). The gold wire is deformed and short-circuited, or the silica base material is sandwiched between adjacent gold wires. Expression (2) is an expression that defines the relationship between the shortest distance between the gold wires and the sieving diameter of the flame retardant. However, if this expression is not satisfied, the flame retardant is not caught between adjacent gold wires. Formula (4) is a formula that defines the relationship between the average particle size of the silica base material and the average particle size of the flame retardant, but if this formula is not satisfied, the fluidity decreases and the gold wire is deformed and short-circuited. Or the flame retardant gets stuck between adjacent gold wires. Equation (5) relates to the content ratio of the silica base material (D1) having an average particle size of 5 μm or more in the inorganic filler, but if this equation is not satisfied, the fluidity is lowered and the gold wire is deformed and short-circuited. Or a silica base material is sandwiched between adjacent gold wires. That is, when all of these five formulas are satisfied, it is difficult for a wire sweep to occur, and a silica base material or a flame retardant is not sandwiched between adjacent gold wires. Since changes and the like are hindered, a highly reliable semiconductor device can be provided.
[0018]
In addition to the components (A) to (E), the epoxy resin composition of the present invention includes an inorganic ion exchanger, a coupling agent, a colorant typified by carbon black, a natural wax, a synthetic wax, and a higher fatty acid as necessary. In addition, release agents such as metal salts or paraffin thereof, low-stress components such as silicone oil and rubber, and various additives such as antioxidants can be appropriately blended.
The epoxy resin composition of the present invention is prepared by mixing the components (A) to (E) and other additives using a mixer and the like, followed by heating and kneading with a kneader such as a heating kneader, a heat roll, or an extruder, and cooling. Obtained by pulverization.
[0019]
In the semiconductor device of the present invention, a semiconductor element is made of copper, 42 alloy, or a lead frame in which nickel, palladium, gold or the like is plated on copper, BT resin / copper foil circuit board (bismaleimide / triazine resin / glass cloth board). After mounting on a hard circuit board typified by or a flexible circuit board typified by a polyimide resin film / copper foil circuit board, a gold wire is connected and an electronic component such as a semiconductor element is injected using an epoxy resin composition. The method, compression method, or transfer molding method may be used for sealing and curing may be performed by a conventional molding method, and the conditions are not limited.
[0020]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these. The blending ratio is parts by weight. Further, the silica base material and the sieving average particle diameter of the flame retardant and the blending amount in the epoxy resin composition are shown in Table 1.
[0021]
Example 1
Epoxy resin 1: an epoxy resin having a biphenyl structure mainly composed of an epoxy resin represented by the following formula (melting point: 105 ° C., epoxy group equivalent: 190)
7.3 parts by weight
Phenol resin 1: Triphenol methane type resin represented by the following formula (softening point 105 ° C., hydroxyl group equivalent 98) 3.7 parts by weight
[0024]
Evaluation Method 1) Continuity Confirmation Test A semiconductor device was observed with a soft X-ray device for gold wires, and it was confirmed whether adjacent gold wires were short-circuited. It is preferable that there is no short circuit between all the gold wires.
2) Silica or flame retardant sandwiching confirmation test The semiconductor device was cut with a precision cutting machine so that the wire bonding part could be confirmed, and then the surface was polished with a polishing machine. It was confirmed whether silica or a flame retardant was sandwiched between adjacent gold wires with a 20-fold metal microscope. In the above observation method, being sandwiched between gold wires means a state in which one silica base material or a flame retardant is in contact with both sides of two adjacent gold wires. The test evaluated 22 adjacent wires, and judged that it was defective when silica or a flame retardant was sandwiched between even one adjacent gold wire.
[0025]
Examples 2-16, Comparative Examples 1-8
According to the composition of Table 1 and Table 2, an epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, a semiconductor device was assembled in accordance with Table 1 and Table 2, and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 1 and 2.
The components used in other than Example 1 are shown below.
Epoxy resin 2: Epoxy resin represented by the following formula (softening point 60 ° C., epoxy equivalent 275)
[Chemical 3]
Phenol resin 2: Phenol novolac type resin (softening point 78 ° C., hydroxyl group equivalent 104)
[0027]
Phenol resin 3: Phenol resin represented by the following formula (softening point 65 ° C., hydroxyl group equivalent 200)
[Formula 4]
Fused spherical silica 2 (sieving diameter 71 μm, average particle size 15 μm)
Fused spherical silica 3 (sieving size 55 μm, average particle size 22 μm)
Fused spherical silica 4 (sieving size 75 μm, average particle size 15 μm)
Fused spherical silica 5 (sieving size 125 μm, average particle size 15 μm)
Fused spherical silica 6 (sieving size 55 μm, average particle size 33 μm)
Fused spherical silica 8 (sieving size 125 μm, average particle size 2.0 μm)
Aluminum hydroxide 2 (sieving size 45 μm, average particle size 1 μm)
Magnesium hydroxide (sieving size 45μm, average particle size 2μm)
Magnesium hydroxide solid solution (Mg 0.8 Zn 0.2 (OH) 2 , sieve size 45 μm, average particle size 3 μm)
[0029]
[Table 1]
[Table 2]
【The invention's effect】
According to the present invention, the deformation of the gold wire is small, and the silica and the flame retardant are not sandwiched between the adjacent gold wires, thereby preventing a short circuit between adjacent gold wires, a change in resistance between the gold wires, or the like. A semiconductor device encapsulated with an epoxy resin composition that does not contain bromo and antimony can be easily obtained.
Claims (4)
ｂ−ｃ×０．８ ＞ ０ （１）
ｂ−ｉ×０．９５ ＞ ０ （２）
ｂ−ａ−ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）−ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ） ＞０ （３）
ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）＋ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ）−２．５×ｊ ＞０ （４）
ｅ／（ｅ＋ｈ＋ｋ）−０．６ ＞ ０ （５）(A) epoxy resin, (B) phenol resin, (C) curing accelerator, (D) silica substrate (D1) having an average particle size of 5 μm or more and silica substrate (D2) having an average particle size of 3 μm or less And (E) magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, or a solid solution thereof as an essential component, and sealed with an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that does not contain bromine and antimony. The diameter of a gold wire whose main component is gold that connects a semiconductor element to an external terminal such as a lead frame or a substrate is a (μm), and the shortest distance between the gold wires in the semiconductor device B (μm), the sieving size of the silica substrate (D1) is c (μm), the average particle size is d (μm), the blending amount in the total epoxy resin composition is e (wt%), Silica substrate (D2) The sieving size is f (μm), the average particle size is g (μm), the compounding amount h (% by weight) in the total epoxy resin composition, the above magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof (E) When the sieving size is i (μm), the average particle size is j (μm), and the blending amount k (wt%) in the epoxy resin composition, all of the following formulas (1) to (5) are satisfied. A semiconductor device comprising:
bc × 0.8> 0 (1)
b−i × 0.95> 0 (2)
b−a−d × e / (e + h) −g × h / (e + h)> 0 (3)
d × e / (e + h) + g × h / (e + h) −2.5 × j> 0 (4)
e / (e + h + k) −0.6> 0 (5)
ｂ−ｃ×０．８ ＞ ０ （１）
ｂ−ｉ×０．９５ ＞ ０ （２）
ｂ−ａ−ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）−ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ） ＞０ （３）
ｄ×ｅ／（ｅ＋ｈ）＋ｇ×ｈ／（ｅ＋ｈ）−２．５×ｊ ＞０ （４）
ｅ／（ｅ＋ｈ＋ｋ）−０．６ ＞ ０ （５）(A) epoxy resin, (B) phenol resin, (C) curing accelerator, (D) silica substrate (D1) having an average particle size of 5 μm or more and silica substrate (D2) having an average particle size of 3 μm or less And (E) magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or a solid solution thereof as an essential component, and using an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that does not contain bromine and antimony in combination, A semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on one side of a substrate, and substantially only one side of the substrate surface side on which the semiconductor element is mounted is sealed, and an external terminal such as a semiconductor element and a lead frame, a substrate, etc. The diameter of the gold wire mainly composed of gold to be connected is a (μm), the shortest distance between the gold wires in the semiconductor device is b (μm), and the sieving diameter of the silica substrate (D1) is c (μm). The average The particle size is d (μm), the blending amount in the total epoxy resin composition is e (% by weight), the sieving diameter of the silica substrate (D2) is f (μm), and the average particle size is g (μm). ), The blending amount h (% by weight) in the total epoxy resin composition, the sieving diameter of the magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or the solid solution (E) is i (μm), and the average particle size is j ( μm), an area mounting semiconductor device characterized by satisfying all of the following formulas (1) to (5) when the blending amount k (% by weight) in the epoxy resin composition is used.
bc × 0.8> 0 (1)
b−i × 0.95> 0 (2)
b−a−d × e / (e + h) −g × h / (e + h)> 0 (3)
d × e / (e + h) + g × h / (e + h) −2.5 × j> 0 (4)
e / (e + h + k) −0.6> 0 (5)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| US7595560B2 (en) | 2005-02-22 | 2009-09-29 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device |
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2003
- 2003-07-08 JP JP2003193750A patent/JP2005032826A/en active Pending
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