JP2501819B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2501819B2
JP2501819B2 JP62080700A JP8070087A JP2501819B2 JP 2501819 B2 JP2501819 B2 JP 2501819B2 JP 62080700 A JP62080700 A JP 62080700A JP 8070087 A JP8070087 A JP 8070087A JP 2501819 B2 JP2501819 B2 JP 2501819B2
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tetra
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彰子 北山
伸二郎 上西
達志 伊藤
秀人 鈴木
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、信頼性、特に耐湿信頼性に優れ、かつ半
導体素子に加わる応力の小さい半導体装置に関するもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device which is excellent in reliability, particularly humidity resistance reliability, and in which stress applied to a semiconductor element is small.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

トランジスタ,IC,LSI等の半導体素子は、通常セラミ
ツクパツケージもしくはプラスチツクパツケージ等によ
り封止され、半導体装置化されている。上記セラミツク
パツケージは、構成材料そのものが耐熱性を有し、耐透
湿性にも優れているため、温度,湿度に対して強く、し
かも中空パツケージのため機械的強度も高く信頼性の高
い封止が可能である。しかしながら、構成材料が比較的
高価なものであることと、量産性に劣る欠点があるた
め、最近では上記プラスチツクパツケージを用いた樹脂
封止が主流になつている。この種の樹脂封止には、従来
からエポキシ樹脂組成物が使用されており、良好な成績
を収めている。しかしながら、半導体分野の技術革新に
よつて集積度の向上とともに素子サイズの大形化,配線
の微細化が進み、パツケージも小形化,薄形化する傾向
にあり、これに伴つて封止材料に対してより以上の信頼
性(得られる半導体装置の内部応力,耐湿信頼性,耐衝
撃信頼性,耐熱信頼性等)の向上が要望されている。
Semiconductor elements such as transistors, ICs, and LSIs are usually sealed with a ceramic package or a plastic package to form a semiconductor device. The above-mentioned ceramic package has heat resistance and moisture permeation resistance of the constituent material itself, and therefore it is resistant to temperature and humidity, and since it is a hollow package, it has high mechanical strength and highly reliable sealing. It is possible. However, since the constituent materials are relatively expensive and the mass productivity is inferior, the resin sealing using the plastic package has recently become the mainstream. An epoxy resin composition has been conventionally used for this type of resin encapsulation, and has achieved good results. However, due to technological innovation in the field of semiconductors, the degree of integration has been increased, the element size has been increased, and the wiring has become finer, and the packages have also tended to be smaller and thinner. On the other hand, there is a demand for further improvement in reliability (internal stress, humidity resistance, shock resistance, heat resistance, and the like of the obtained semiconductor device).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

すなわち、半導体封止に用いるエポキシ樹脂組成物は
硬化温度から室温に冷却する過程で収縮に基づくかなり
の内部応力を発生し、この内部応力により半導体素子の
パツシベーシヨン膜のクラツクや半導体素子自体のクラ
ツクないしは特性劣化が発生したり、場合によつては封
止樹脂自体にクラツクが生じるというような問題が生じ
ている。
That is, the epoxy resin composition used for semiconductor encapsulation generates considerable internal stress due to shrinkage in the process of cooling from the curing temperature to room temperature, and due to this internal stress, the crack of the passivation film of the semiconductor element or the crack or the crack of the semiconductor element itself. There are problems such as characteristic deterioration and, in some cases, cracking of the sealing resin itself.

このような問題を解決するため、従来はエポキシ樹脂
組成物中にオルガノポリシロキサンを配合したり、合成
ゴム粒子を配合したりすることにより上記エポキシ樹脂
組成物硬化物からなる封止樹脂の低応力化を図つてい
る。しかしながら、このようにする場合には素子に加わ
る応力は低下するものの上記オルガノポリシロキサンや
合成ゴム自体が有するイオン性不純物や親水基等の影響
で半導体装置の耐湿性が悪くなるというような欠点が生
じている。
In order to solve such a problem, conventionally, by mixing an organopolysiloxane in an epoxy resin composition or by compounding synthetic rubber particles, a low stress of a sealing resin made of the above cured epoxy resin composition is obtained. It is trying to make it. However, in such a case, although the stress applied to the element is reduced, there is a drawback that the moisture resistance of the semiconductor device is deteriorated due to the influence of the ionic impurities and hydrophilic groups contained in the organopolysiloxane and the synthetic rubber itself. Has occurred.

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
耐湿信頼性に優れ、しかも半導体素子自体に加わる応力
の小さい半導体装置の提供をその目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances,
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which is excellent in moisture resistance reliability and has a small stress applied to the semiconductor element itself.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するため、この発明の半導体装置
は、下記の(A)〜(D)を必須成分とし、(E)を任
意成分とするエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を
封止するという構成をとる。
In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention encapsulates a semiconductor element using an epoxy resin composition containing the following (A) to (D) as essential components and (E) as an optional component. Take the configuration.

(A)エポキシ樹脂。(A) Epoxy resin.

(B)フエノール樹脂。(B) a phenolic resin.

(C)テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート,
テトラ置換アンモニウム・テトラ置換ボレート,テトラ
置換アルソニウム・テトラ置換ボレートおよびイミダゾ
ール化合物のテトラ置換ボレートからなる群から選ばれ
た少なくとも1種のホウ素化合物。
(C) tetra-substituted phosphonium / tetra-substituted borate,
At least one boron compound selected from the group consisting of tetra-substituted ammonium / tetra-substituted borate, tetra-substituted arsonium / tetra-substituted borate and tetra-substituted borate of imidazole compound.

(D)Sb2O5・4H2O。(D) Sb 2 O 5 · 4H 2 O.

(E)オルガノポリシロキサン。(E) Organopolysiloxane.

すなわち、本発明者らは、上記エポキシ樹脂組成物硬
化物からなる封止樹脂の耐湿性を向上させることを目的
としてまずオルガノポリシロキサンを含まないエポキシ
樹脂組成物系で研究を重ねた。その結果、耐湿性の向上
のためには上記(C)成分の特殊なホウ素化合物と
(D)成分のSb2O5・4H2Oを併用することが効果的であ
ることをつきとめた。そして、さらに研究を重ねた結
果、これらを、従来の低応力化を目的としたエポキシ樹
脂組成物に配合すると、低応力性のみならず、耐湿性に
も優れた封止樹脂が得られるようになることを見いだし
た。特に低応力化成分としてオルガノポリシロキサンを
使用したときにこのような低応力化効果と耐湿性向上効
果が顕著になる。
That is, the inventors of the present invention first conducted research on an epoxy resin composition system containing no organopolysiloxane for the purpose of improving the moisture resistance of the encapsulating resin composed of the cured epoxy resin composition. As a result, it was found that it is effective to use the special boron compound as the component (C) and Sb 2 O 5 .4H 2 O as the component (D) together in order to improve the moisture resistance. Then, as a result of further research, when these were blended with a conventional epoxy resin composition for the purpose of reducing stress, not only low stress but also encapsulating resin excellent in moisture resistance was obtained. I found that. In particular, when organopolysiloxane is used as the stress-reducing component, such a stress-reducing effect and a moisture resistance improving effect become remarkable.

この発明の半導体装置は、エポキシ樹脂(A成分)と
フエノール樹脂(B成分)と特殊なホウ素化合物(C成
分)とSb2O5・4H2O(D成分)を必須成分とし、オルガ
ノポリシロキサン(E成分)を任意成分する。
The semiconductor device of the present invention comprises an epoxy resin (A component), a phenol resin (B component), a special boron compound (C component), and Sb 2 O 5 .4H 2 O (D component) as essential components, and an organopolysiloxane. (E component) is an optional component.

上記A成分のエポキシ樹脂は特に制限するものではな
く、クレゾールノボラツク型,フエノールノボラツク型
やビスフエノールA型等の従来から半導体装置の封止樹
脂として用いられている各種のエポキシ樹脂が用いられ
る。これらの樹脂のなかでも、融点が室温を超えてお
り、室温下では固形状もしくは高粘度の溶液状を呈する
ものを用いることが好結果をもたらす。ノボラツク型エ
ポキシ樹脂としては、代表的なクレゾールノボラツク型
エポキシ樹脂のほか、ターシヤルブチル基,メチル基等
各種のアルキル基をフエノール部に付加したアルキル化
フエノールノボラツク型エポキシ樹脂が一般に用いられ
る。これらのノボラツク型エポキシ樹脂としては、エポ
キシ当量が160〜300,軟化点50〜130℃のものが賞用され
る。
The epoxy resin of the component A is not particularly limited, and various epoxy resins such as cresol novolak type, phenol novolak type and bisphenol A type which have been conventionally used as sealing resins for semiconductor devices are used. . Among these resins, those having a melting point over room temperature and exhibiting a solid state or a high-viscosity solution state at room temperature bring about good results. As the novolak type epoxy resin, in addition to a typical cresol novolak type epoxy resin, an alkylated phenol novolak type epoxy resin obtained by adding various alkyl groups such as tert-butyl group and methyl group to the phenol portion is generally used. As these novolak type epoxy resins, those having an epoxy equivalent of 160 to 300 and a softening point of 50 to 130 ° C. are preferred.

上記エポキシ樹脂(A成分)とともに用いるB成分の
フエノール樹脂は、上記エポキシ樹脂の硬化剤として作
用するものであり、フエノールノボラツク,クレゾール
ノボラツクやその他メチル基,ターシヤルブチル基等の
アルキル基をフエノール部に付加したアルキル化フエノ
ールノボラツク樹脂等が好適に用いられる。これらノボ
ラツク樹脂としては軟化点が50〜110℃,水酸基当量が7
0〜180のものを用いることが好ましい。
The phenol resin of the component B used together with the epoxy resin (component A) acts as a curing agent for the epoxy resin, and contains phenol novolac, cresol novolak and other alkyl groups such as methyl group and tert-butyl group. An alkylated phenol novolac resin or the like added to the phenol portion is preferably used. These novolak resins have a softening point of 50-110 ° C and a hydroxyl equivalent of 7
It is preferable to use one of 0 to 180.

上記エポキシ樹脂(A成分)とフエノール樹脂との相
互使用割合は、エポキシ当量と水酸基当量の関係で適宜
選択されるが、エポキシ基に対するフエノール性水酸基
の当量比が0.5〜1.5の範囲が望ましい。この範囲を外れ
ると充分な反応が得にくくなるためである。
The mutual use ratio of the epoxy resin (component A) and the phenol resin is appropriately selected depending on the relationship between the epoxy equivalent and the hydroxyl equivalent, and the equivalent ratio of the phenolic hydroxyl group to the epoxy group is preferably in the range of 0.5 to 1.5. This is because if it deviates from this range, it becomes difficult to obtain a sufficient reaction.

上記A成分のエポキシ樹脂およびB成分のフエノール
樹脂とともに用いるC成分の特殊なホウ素化合物は、テ
トラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート,テトラ置
換アンモニウム・テトラ置換ボレート,テトラ置換アル
ソニウム,テトラ置換ボレート,各種イミダゾール化合
物(この化合物にはイミダゾール化合物の誘導体も含
む)のテトラ置換ボレートがあげられる。これらは単独
で用いてもよいし、併用してもよい。
The special boron compound of the component C used together with the epoxy resin of the component A and the phenol resin of the component B is a tetra-substituted phosphonium / tetra-substituted borate, a tetra-substituted ammonium / tetra-substituted borate, a tetra-substituted arsonium, a tetra-substituted borate, various imidazole compounds. (This compound also includes a derivative of an imidazole compound) tetra-substituted borate. These may be used alone or in combination.

上記テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレートと
して、テトラブチルホスホニウム・テトラフエニルボレ
ート、n−ブチルトリフエニルホスホニウム・テトラフ
エニルボレート、テトラフエニルホスホニウム・テトラ
フエニルボレート、トリメチルフエニルホスホニウム・
テトラフエニルボレート、ジエチルメチルフエニルホス
ホニウム・テトラフエニルボレートジアリルメチルフエ
ニルホスホニウム・テトラフエニルボレート、(2−ハ
イドロキシルエチル)トリフエニルホスホニウム・テト
ラフエニルボレート、エチルトリフエニルホスホニウム
・テトラフエニルボレート、p−キシレンビス(トリフ
エニルホスホニウム・テトラフエニルボレート)、テト
ラフエニルホスホニウム・テトラエチルボレート、テト
ラフエニルホスホニウム・トリエチルフエニルボレー
ト、テトラフエニルホスホニウム・テトラブチルボレー
ト等があげられる。また、テトラ置換アルソニウム・テ
トラ置換ボレートとして、テトラメチルアルソニウム・
テトラフエニルボレート、テトラフエニルアルソニウム
・テトラフエニルボレート、ジメチルジエチルアルソニ
ウム・テトラフエニルボレート、トリエチル−n−オク
チルアルソニウム・テトラフエニルボレート等があげら
れる。また、テトラ置換アンモニウム・テトラ置換ボレ
ートとして、トリエチルアミン・テトラフエニルボレー
ト、トリメチルアミン・テトラフエニルボレート、トリ
フエニルアミン・テトラフエニルボレート、ジエチルメ
チルアミン・テトラフエニルボレート、ジフエニルメチ
ルアミン・テトラフエニルボレート等があげられる。さ
らに、イミダゾール化合物およびその誘導体のテトラ置
換ボレートとして、イミダゾール・テトラフエニルボレ
ート、2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフ
エニルボレート、1−シアノエチル−2−エチル−4−
メチルイミダゾール・テトラフエニルボレート、1−シ
アノエチル−2−ウンデシルイミダゾール・テトラフエ
ニルボレート、1−シアノエチル−2−フエニルイミダ
ゾール・テトラフエニルボレート、2−ウンデシルイミ
ダゾール・テトラフエニルボレート、2−ヘプダデシル
イミダゾール・テトラフエニルボレート、1−エチル−
2−エチルイミダゾール・テトラフエニルボレート等が
あげられる。
As the tetra-substituted phosphonium tetra-substituted borate, tetrabutyl phosphonium tetraphenyl borate, n- butyl triphenyl phosphonium tetraphenyl borate, tetraphenyl phosphonium tetraphenyl borate, trimethyl phenyl phosphonium
Tetraphenylborate, diethylmethylphenylphosphonium / tetraphenylborate diallylmethylphenylphosphonium / tetraphenylborate, (2-hydroxylethyl) triphenylphosphonium / tetraphenylborate, ethyltriphenylphosphonium / tetraphenyl Examples thereof include borate, p-xylenebis (triphenylphosphonium.tetraphenylborate), tetraphenylphosphonium.tetraethylborate, tetraphenylphosphonium.triethylphenylborate, and tetraphenylphosphonium.tetrabutylborate. Further, as tetra-substituted arsonium tetra-substituted borate, tetramethyl arsonium
Examples thereof include tetraphenylborate, tetraphenylarsonium.tetraphenylborate, dimethyldiethylarsonium.tetraphenylborate, triethyl-n-octylarsonium.tetraphenylborate and the like. Further, as tetra-substituted ammonium / tetra-substituted borate, triethylamine / tetraphenylborate, trimethylamine / tetraphenylborate, triphenylamine / tetraphenylborate, diethylmethylamine / tetraphenylborate, diphenylmethylamine / tetraphenyl Examples include enilborate. Furthermore, as tetra-substituted borate of imidazole compound and its derivative, imidazole tetraphenyl borate, 2-ethyl-4-methylimidazole tetraphenyl borate, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-
Methylimidazole tetraphenylborate, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole tetraphenylborate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole tetraphenylborate, 2-undecylimidazole tetraphenylborate, 2 -Hepdadecyl imidazole tetraphenylborate, 1-ethyl-
2-ethylimidazole, tetraphenylborate and the like can be mentioned.

これらを一般式で示すとつぎの通りである。 The general formulas for these are as follows.

テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート。 Tetra-substituted phosphonium / tetra-substituted borate.

テトラ置換アルソニウム・テトラ置換ボレート。 Tetra-substituted arsonium / tetra-substituted borate.

テトラ置換アンモニウム・テトラ置換ボレート。 Tetra-substituted ammonium / tetra-substituted borate.

イミダゾール化合物のテトラ置換ボレート。 Tetra-substituted borates of imidazole compounds.

上記(C)成分のホウ素化合物は、アンオントラツプ
剤として使用するものであるが、硬化促進剤としての作
用も発揮する。なお、上記C成分とともに従来公知の硬
化促進剤を用いることも可能である。このような(C)
成分の配合量は(A)成分のエポキシ樹脂組成物と
(B)成分のフエノール樹脂の合計量の0.1〜4重量%
(以下「%」と略す)程度に設定することが行われる。
好適には0.5〜3%の範囲内である。(C)成分の配合
量が0.1%を下回るとイオントラツプ効果が不充分とな
り、逆に4%を超えるとエポキシ樹脂組成物の保存性の
悪化を招く等の傾向がみられるようになる。
The boron compound as the component (C) is used as an anon trapping agent, but also functions as a curing accelerator. It is also possible to use a conventionally known curing accelerator together with the C component. Like this (C)
The content of the components is 0.1 to 4% by weight based on the total amount of the epoxy resin composition of the component (A) and the phenol resin of the component (B).
(Hereinafter abbreviated as "%") is set.
It is preferably in the range of 0.5 to 3%. If the content of the component (C) is less than 0.1%, the ion trap effect will be insufficient, and if it exceeds 4%, the storage stability of the epoxy resin composition will be deteriorated.

(D)成分のSb2O5・4H2Oは、エポキシ樹脂組成物中に
存在するナトリウムイオン等カチオンを有効にトラツプ
する成分である。この(D)成分としては、例えば東亜
合成(株)社製AHK−600が市販されている。このような
(D)成分の使用量は(A)成分のエポキシ樹脂と
(B)成分のフエノール樹脂の合計量の0.1〜20%に設
定することが好適であり、さらに好適なものは0.3〜10
%の範囲内である。(D)成分の使用量が0.1%を下回
るとイオントラツプ効果が不充分となり、逆に20%を上
回ると耐湿性以外の他の諸特性に悪影響を及ぼす傾向が
みられるようになるからである。
The component (D), Sb 2 O 5 .4H 2 O, is a component that effectively traps cations such as sodium ions present in the epoxy resin composition. As the component (D), for example, AHK-600 manufactured by Toagosei Co., Ltd. is commercially available. The amount of the component (D) used is preferably set to 0.1 to 20% of the total amount of the epoxy resin of the component (A) and the phenol resin of the component (B), and more preferably 0.3 to Ten
It is within the range of%. This is because if the amount of component (D) used is less than 0.1%, the ion trap effect will be insufficient, and if it exceeds 20%, it will tend to adversely affect various properties other than moisture resistance.

また上記(A)〜(B)成分とともに用いられる
(E)成分のオルガノポリシロキサンは、任意成分であ
り、必要に応じて用いられる。このようなオルガノポリ
シロキサンは、先に述べたように封止樹脂の内部応力の
低減作用を発揮するものであり、下記の一般式(1) で表されるものを使用することが好ましい。特に上記オ
ルガノポリシロキサンとしては、ランダム共重合体を使
用することが好ましい。しかしながら、上記一般式
(1)で表されるオルガノポリシロキサンとそれ以外の
オルガノポリシロキサンを併用しても支障はない。ま
た、上記一般式(1)で表されるオルガノポリシロキサ
ンに代えて分子鎖の両端がメチル基,カルボキシル基,
アミノ基,エポキシ基等になつている液状のポリジメチ
ルシロキサンを使用してもよい。上記オルガノポリシロ
キサンの配合量は、上記(A)成分と(B)成分の合計
量に対して1〜50%になるように設定することが好まし
い。最も好ましいのは5〜30%である。すなわち、オル
ガノポリシロキサンの配合量が上記の範囲を下回ると、
充分な低応力化効果が得られず、逆に上記の範囲を上回
ると、樹脂強度の低下現象がみられるようになるからで
ある。
Further, the organopolysiloxane of the component (E) used together with the components (A) to (B) is an optional component and is used as necessary. Such an organopolysiloxane exerts the effect of reducing the internal stress of the sealing resin as described above, and has the following general formula (1): It is preferable to use the one represented by In particular, it is preferable to use a random copolymer as the above organopolysiloxane. However, there is no problem even if the organopolysiloxane represented by the general formula (1) and the other organopolysiloxane are used in combination. Further, in place of the organopolysiloxane represented by the general formula (1), both ends of the molecular chain have a methyl group, a carboxyl group,
Liquid polydimethylsiloxane having an amino group or an epoxy group may be used. The blending amount of the organopolysiloxane is preferably set to be 1 to 50% with respect to the total amount of the components (A) and (B). Most preferred is 5 to 30%. That is, when the blending amount of the organopolysiloxane is less than the above range,
This is because a sufficient stress-reducing effect cannot be obtained, and conversely, when the stress exceeds the above range, a phenomenon in which the resin strength is reduced will be observed.

この発明で用いられるエポキシ樹脂組成物には必要に
応じて上記の原料以外に離型剤,無機質充填剤,硬化促
進剤,三酸化アンチモン,リン系化合物等の難燃剤や顔
料,シランカツプリング剤を用いることができる。
In addition to the above-mentioned raw materials, the epoxy resin composition used in the present invention may optionally include a release agent, an inorganic filler, a curing accelerator, an antimony trioxide, a flame retardant such as a phosphorus compound, a pigment, and a silane coupling agent. Can be used.

上記離型剤としては、従来公知のステアリン酸,パル
ミチン酸等の長鎖カルボン酸、ステアリン酸亜鉛,利用
分野ステアリン酸カルシウム等の長鎖カルボン酸の金属
塩、カルナバワツクス,モンタンワツクス等のワツクス
類を用いることができる。
Examples of the releasing agent include long-known carboxylic acids such as stearic acid and palmitic acid, zinc stearate, metal salts of long-chain carboxylic acids such as calcium stearate, and waxes such as carnauba wax and montan wax. A class can be used.

また、上記無機質充填剤としては、特に制限するもの
ではなく、一般に用いられる石英ガラス粉末,タルク,
シリカ粉末,アルミナ粉末等が適宜に用いられる。
Further, the above-mentioned inorganic filler is not particularly limited, and commonly used quartz glass powder, talc,
Silica powder, alumina powder, etc. are appropriately used.

硬化促進剤としては、上記(C)成分の他に従来から
用いられている各種の硬化促進剤が用いられ、併せて使
用することができる。この種の硬化促進剤として、下記
の三級アミン,四級アンモニウム塩,イミダゾール類お
よびホウ素化合物を好適な例としてあげることができ
る。
As the curing accelerator, various conventionally used curing accelerators can be used in addition to the component (C), and they can be used together. Preferred examples of this type of curing accelerator include the following tertiary amines, quaternary ammonium salts, imidazoles and boron compounds.

三級アミン トリエタノールアミン、テトラメチルヘキサンジアミ
ン、トルエチレンジアミン、ジメチルアニリン、ジメチ
ルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、2,4,
6−(ジメチルアミノメチル)フエノール、N,N′−ジメ
チルピペラジン、ピリジン、ピコリン、1,8−ジアザ−
ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、ベンジルジメチル
アミン、2−(ジメチルアミノ)メチルフエノール 四級アンモニウム塩 ドデシルトリメチルアンモニウムアイオダイド、セチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルジメチ
ルテトラデシルアンモニウムクロライド、ステアリルト
リメチルアンモニウムクロライド イミダゾール類 2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾー
ル、2−エチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチ
ルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイ
ミダゾール ホウ素化合物 テトラフエニルボロン、テトラフエニルボレート、N
−メチルモルホリンテトラフエニルボレート なお、上記以外の化合物でも一般にエポキシ樹脂,フ
エノール樹脂の硬化促進剤として用いられている化合物
であれば使用することができる。
Tertiary amine triethanolamine, tetramethylhexanediamine, toluethylenediamine, dimethylaniline, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, 2,4,
6- (dimethylaminomethyl) phenol, N, N'-dimethylpiperazine, pyridine, picoline, 1,8-diaza-
Bicyclo (5,4,0) undecene-7, benzyldimethylamine, 2- (dimethylamino) methylphenol quaternary ammonium salt dodecyltrimethylammonium iodide, cetyltrimethylammonium chloride, benzyldimethyltetradecylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride Imidazoles 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-ethylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole boron compound tetraphenylboron, tetraphenylborate, N
-Methylmorpholine tetraphenylborate Incidentally, compounds other than the above may be used as long as they are compounds generally used as a curing accelerator for epoxy resins and phenol resins.

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、例えばつぎ
のようにして製造することができる。すなわち、(A)
成分のエポキシ樹脂と(B)成分のフエノール樹脂と
(C)成分のホウ素化合物と(D)成分のSb2O5・4H2O
を配合し、必要に応じて(E)成分のオルガノポリシロ
キサンおよび硬化促進剤,離型剤,充填剤,その他の添
加剤等を常法に準じて配合しミキシングロール機等の混
練機に掛ける。ついで、これを加熱状態で溶融混合し必
要に応じて打錠するという一連の工程により製造するこ
とができる。
The epoxy resin composition used in the present invention can be produced, for example, as follows. That is, (A)
Component epoxy resin, (B) component phenol resin, (C) component boron compound, and (D) component Sb 2 O 5 · 4H 2 O
And, if necessary, the organopolysiloxane of the component (E) and a curing accelerator, a release agent, a filler, and other additives are blended according to a conventional method, and the mixture is put on a kneading machine such as a mixing roll machine. . Then, it can be produced by a series of steps of melt-mixing this in a heated state and, if necessary, tableting.

このようなエポキシ樹脂組成物を用いての半導体の封
止は特に限定するものではなく、例えばトランスフアー
成形等の公知のモールド方法により行うことができる。
The encapsulation of the semiconductor using such an epoxy resin composition is not particularly limited and can be performed by a known molding method such as transfer molding.

このようにして得られる半導体装置は、極めて優れた
耐湿信頼性を備えており、特に(E)成分のオルガノポ
リシロキサンを用いる場合には、上記耐湿信頼性ととも
に優れた低応力性を発揮するようになる。
The thus-obtained semiconductor device has extremely excellent moisture resistance reliability, and particularly when the organopolysiloxane of the component (E) is used, it exhibits excellent moisture resistance reliability and excellent low stress. become.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明の半導体装置は、上記(C)
成分の特殊なホウ素化合物と(D)成分のSb2O5・4H2O
を含む特殊なエポキシ樹脂組成物を用いて封止されてお
り、その封止樹脂が耐湿性に富んでいるため、優れた耐
湿信頼性を有している。そのうえ、任意成分としてオル
ガノポリシロキサンを含有するエポキシ樹脂組成物硬化
体を封止樹脂として用いる場合には、上記耐湿信頼性に
加えて優れた低応力性を備えるようになり、半導体素子
自体に加わる応力が極めて小さくなる。したがつて、上
記特殊なエポキシ樹脂組成物による封止により超LSI,超
々LSIを始めとする半導体素子の封止に充分対応でき、
極めて信頼性に優れた半導体装置が得られるようにな
る。
As described above, the semiconductor device of the present invention has the above (C)
Special boron compound of component and Sb 2 O 5・ 4H 2 O of component (D)
It is sealed with a special epoxy resin composition containing, and since the sealing resin is rich in moisture resistance, it has excellent moisture resistance reliability. Furthermore, when a cured epoxy resin composition containing an organopolysiloxane as an optional component is used as a sealing resin, it has excellent low stress property in addition to the above-mentioned moisture resistance reliability, and is added to the semiconductor element itself. Extremely low stress. Therefore, by encapsulating with the above-mentioned special epoxy resin composition, it is possible to sufficiently cope with encapsulation of semiconductor elements such as super LSI, ultra super LSI,
An extremely reliable semiconductor device can be obtained.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。 Next, examples will be described together with comparative examples.

〔実施例1〜6、比較例1〜6〕 後記の第1表に示す原料を同表に示す割合で配合し
た。この場合、上記の原料以外に無機質充填剤として溶
融性SiO2を全体の70%,Sb2O3を全体の2%,カーボン
を全体の0.3%,カルナバワツクスを全体の0.5%配合し
た。つぎに、この配合物を120℃の熱ロールで5分間混
練したのち冷却後粉砕し、粉末状エポキシ樹脂組成物を
得た。
[Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6] The raw materials shown in Table 1 below were blended in the proportions shown in the same table. In this case, in addition to the above raw materials, as the inorganic filler, 70% of the total amount of fusible SiO 2 , 2% of the total amount of Sb 2 O 3 , 0.3% of the total amount of carbon, and 0.5% of the total amount of carnauba wax were mixed. Next, this mixture was kneaded with a hot roll at 120 ° C. for 5 minutes, cooled, and then pulverized to obtain a powdery epoxy resin composition.

つぎに、上記のようにして得られた粉末状エポキシ樹
脂組成物を用い、〜のモデル素子のそれぞれ16ピン
DIPに、圧力70kg/cm2,温度175℃,時間2分の条件でト
ランスフアー成形しサンプル〜をつくつた。この場
合、のモデル素子はピエゾ抵抗用素子であり、のモ
デル素子は耐湿評価用Al配線モデル素子であり、のモ
デル素子はパツシベーシヨンクラツク評価用素子であ
る。そして、このようにして得られた上記のサンプル
を用いピエゾ抵抗変化率から、成形後、半導体素子に加
わる応力を求め前記の第1表に示した。また、上記の
サンプルを用いAlパターン間に20VのBias電圧を印加し1
30℃/85%RHのプレツシヤークツカーバイアステスト
(以下「PCBT」と略す)を行つた結果、得られた平均寿
命(MTTF)を前の第1表に示した。また、上記のサン
プルを用い熱サイクル試験(TCT)〔−65℃×5min−150
℃×5min〕を400サイクル行いモデル素子のパツシベー
シヨン膜に発生したクラツク数を数えた。得られた結果
は第1表のとおりであつた。
Next, using the powdered epoxy resin composition obtained as described above, each of
Samples were prepared by DIP transfer molding under the conditions of pressure 70 kg / cm 2 , temperature 175 ° C., time 2 minutes. In this case, the model element of is a piezoresistive element, the model element of is a moisture resistance evaluation Al wiring model element, and the model element of is a passivation crack evaluation element. Then, the stress applied to the semiconductor element after molding was determined from the piezoresistance change rate using the above-obtained sample, and shown in Table 1 above. Also, using the above sample, apply a bias voltage of 20 V between the Al patterns and
The average lifespan (MTTF) obtained as a result of performing a Precure Kucker bias test (hereinafter abbreviated as “PCBT”) at 30 ° C./85% RH is shown in Table 1 above. In addition, using the above sample, thermal cycle test (TCT) [−65 ℃ × 5min−150
℃ × 5 min] for 400 cycles and the number of cracks generated on the passivation film of the model device was counted. The obtained results are shown in Table 1.

第1表から明らかなように、実施例品は比較例品に比
べて低応力性に優れているのみならず耐湿信頼性にも優
れていることがわかる。
As is clear from Table 1, the example product is superior not only in the low stress property but also in the moisture resistance reliability as compared with the comparative example product.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 秀人 茨木市下穂積1丁目1番2号 日東電気 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−519(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Hideto Suzuki Hide 1-2, Shimohozumi, Ibaraki City Nitto Denki Kogyo Co., Ltd. (56) References JP 62-519 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記の(A)〜(D)を必須成分とし、
(E)を任意成分とする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半導体装置。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フエノール樹脂。 (C)テトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート,
テトラ置換アンモニウム・テトラ置換ボレート,テトラ
置換アルソニウム・テトラ置換ボレートおよびイミダゾ
ール化合物のテトラ置換ボレートからなる群から選ばれ
た少なくとも1種のホウ素化合物。 (D)Sb2O5・4H2O。 (E)オルガノポリシロキサン。
1. The following (A) to (D) as essential components,
A semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with an epoxy resin composition containing (E) as an arbitrary component. (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) tetra-substituted phosphonium / tetra-substituted borate,
At least one boron compound selected from the group consisting of tetra-substituted ammonium / tetra-substituted borate, tetra-substituted arsonium / tetra-substituted borate and tetra-substituted borate of imidazole compound. (D) Sb 2 O 5 · 4H 2 O. (E) Organopolysiloxane.
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