JP2600450B2 - Epoxy composition for semiconductor encapsulation - Google Patents

Epoxy composition for semiconductor encapsulation

Info

Publication number
JP2600450B2
JP2600450B2 JP2159234A JP15923490A JP2600450B2 JP 2600450 B2 JP2600450 B2 JP 2600450B2 JP 2159234 A JP2159234 A JP 2159234A JP 15923490 A JP15923490 A JP 15923490A JP 2600450 B2 JP2600450 B2 JP 2600450B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
weight
fused silica
compound
epoxy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2159234A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0450257A (en
Inventor
啓司 萱場
泰司 澤村
正幸 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=15689275&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2600450(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP2159234A priority Critical patent/JP2600450B2/en
Publication of JPH0450257A publication Critical patent/JPH0450257A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2600450B2 publication Critical patent/JP2600450B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、半田耐熱性、難燃性および高温信頼性に優
れる半導体封止用エポキシ組成物に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an epoxy composition for semiconductor encapsulation having excellent solder heat resistance, flame retardancy and high-temperature reliability.

<従来の技術> エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特性および接着
性などに優れており、さらに配合処方により種々の特性
が付与できるため、塗布、接着剤および電気絶縁材料な
ど工業材料として利用されている。
<Conventional technology> Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical properties, adhesiveness, etc., and can be imparted with various properties by formulation, so they are used as industrial materials such as coatings, adhesives and electrical insulating materials. Have been.

たとえば、半導体装置などの電子回路部品の封止方法
として従来から金属やセラミックスによるハーメチック
シールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹
脂などによる樹脂封止が提案されている。しかし、経済
性、生産性、物性のバランスの点からエポキシ樹脂によ
る樹脂封止が中心になっている。
For example, as a method of sealing an electronic circuit component such as a semiconductor device, a hermetic seal made of metal or ceramic and a resin seal made of phenol resin, silicone resin, epoxy resin or the like have been conventionally proposed. However, resin sealing with epoxy resin is mainly used in terms of balance between economy, productivity, and physical properties.

一方、最近はプリント基板への部品実装においても高
密度化、自動化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴い、パッケージも従来のDIP(デュアル
・インライン・パッケージ)から高密度実装、表面実装
に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック・パッケ
ージ)に移行しつつある。
On the other hand, recently, the density and automation of component mounting on printed circuit boards have been increasing, and instead of the conventional “insertion mounting method” in which lead pins are inserted into holes in the board, “components are soldered to the board surface” “Surface mounting method” has become popular. Along with this, packages are also shifting from conventional DIP (dual in-line packages) to thin FPPs (flat plastic packages) suitable for high-density mounting and surface mounting.

表面実装方式への移行に伴い、従来あまり問題になら
なかった半田付け工程が大きな問題になってきた。従来
のピン挿入実装方式では半田付け工程はリード部が部分
的に加熱されるだけであったが、表面実装方式ではパッ
ケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面実装方式に
おける半田付け方法としては半田浴浸漬、不活性ガスの
飽和蒸気による加熱(ベーパーフェイズ法)や赤外線リ
フロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケ
ージ全体が210〜270℃の高温に加熱されることになる。
そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、半田
付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低下し
て製品として使用できないという問題がおきる。
With the shift to the surface mounting method, the soldering process, which was not so much a problem in the past, has become a major problem. In the conventional pin insertion mounting method, the lead portion is only partially heated in the soldering process, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated. As a soldering method in the surface mounting method, a solder bath immersion, heating with a saturated vapor of an inert gas (a vapor phase method), an infrared reflow method, and the like are used. In any case, the entire package is heated to a high temperature of 210 to 270 ° C. It will be heated.
Therefore, the package sealed with the conventional sealing resin has a problem that cracks occur in the resin portion at the time of soldering, the reliability is reduced, and the package cannot be used as a product.

半田付け工程におけるクラックの発生は、後硬化して
から実装工程の間までに吸湿した水分が半田付け加熱時
に爆発時に水蒸気化、膨脹することに起因するといわれ
ており、その対策として後硬化したパッケージを完全に
乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法が用いられ
ている。
Cracking in the soldering process is said to be caused by the moisture absorbed during the post-curing and during the mounting process becoming steam and expanding during explosion during soldering heating. Is used in a completely dried and sealed container for shipping.

封止用樹脂の改良も種々検討されている。たとえば、
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂とゴム成分を添加
する方法(特開昭63−251419号公報)、ビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂と粒子径14μm以下の微粉末粒子
を添加する方法(特開平1−87616号公報)などが挙げ
られる。
Various studies have been made on improvements in the sealing resin. For example,
A method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton and a rubber component (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-251419), a method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton and fine powder particles having a particle diameter of 14 μm or less (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-87616) Gazette).

また、封止用樹脂の耐湿性を改良するため、ハイドロ
タルサイト系化合物の添加(特開昭61−19625号公報)
が提案されている。
Further, in order to improve the moisture resistance of the sealing resin, a hydrotalcite-based compound is added (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-19625).
Has been proposed.

一方、半導体などの電子部品はUL規格により難燃性の
達成が義務づけられており、このため、封止用樹脂には
通常、臭素化合物およびアンチモン化合物などの難燃剤
が添加されている。
On the other hand, electronic components such as semiconductors are required to achieve flame retardancy according to UL standards, and therefore, flame retardants such as bromine compounds and antimony compounds are usually added to sealing resins.

<発明が解決しようとする課題> しかるに乾燥パッケージを容器に封入する方法は製造
工程および製品の取扱作業が繁雑になるうえ、製品価格
が高価になる欠点がある。
<Problem to be Solved by the Invention> However, the method of enclosing the dry package in a container has disadvantages in that the manufacturing process and the handling of the product are complicated, and the product price is high.

また、種々の方法で改良された樹脂も、それぞれ少し
づつ効果を上げてきているが、まだ十分ではない。ビフ
ェニル骨格を有するエポキシ樹脂とゴム成分を添加する
方法(特開昭63−251419号公報)およびビフェニル骨格
を有するエポキシ樹脂と粒子径14μm以下の微粉末粒子
を添加する方法(特開平1−87616号公報)は半田付け
時の樹脂部分のクラック防止に効果があるものの、高温
での信頼性が低下する問題があった。
In addition, resins improved by various methods have been gradually improving their effects, but are still insufficient. A method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton and a rubber component (Japanese Patent Laid-Open No. 63-251419) and a method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton and fine powder particles having a particle diameter of 14 μm or less (Japanese Patent Laid-Open No. 1-87616) Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-163,197) is effective in preventing cracks in a resin portion at the time of soldering, but has a problem that reliability at high temperatures is reduced.

高温での信頼性は150〜200℃の高温環境下での半導体
の機能を保証するもので、発熱量の大きい半導体や自動
車のエンジンまわりで使用する半導体などでは必須の性
能である。
High-temperature reliability guarantees the function of semiconductors in a high-temperature environment of 150 to 200 ° C, and is essential performance for semiconductors that generate a large amount of heat and semiconductors used around automobile engines.

ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂の高温信頼性の
問題は、難燃性を付与するために添加している臭素化合
物およびアンチモン化合物などの難燃剤が主原因である
ことがわかっている。このため、半田耐熱性、難燃性お
よび高温信頼性のすべてに優れる半導体封止用エポキシ
樹脂は得られていなかった。
It has been known that the problem of high-temperature reliability of the epoxy resin having a biphenyl skeleton is mainly caused by a flame retardant such as a bromine compound and an antimony compound added for imparting flame retardancy. For this reason, an epoxy resin for semiconductor encapsulation which is excellent in all of solder heat resistance, flame retardancy and high-temperature reliability has not been obtained.

本発明の目的は、かかる半田付け工程で生じるクラッ
クの問題を解消し、難燃剤の添加による高温での信頼性
低下のない、すなわち半田耐熱性、難燃性および高温信
頼性にともに優れる半導体封止用エポキシ組成物を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve the problem of cracks generated in such a soldering step, and to prevent the reliability from being reduced at high temperatures due to the addition of a flame retardant, that is, a semiconductor package excellent in both solder heat resistance, flame retardancy and high temperature reliability. An object of the present invention is to provide a stopping epoxy composition.

<課題を解決するための手段> 本発明者らは、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂
に、ハイドロタルサイト化合物を添加することにより、
上記の課題を達成し、目的に合致した半導体封止用エポ
キシ組成物が得られることを見出し、本発明に到達し
た。
<Means for Solving the Problems> The present inventors, by adding a hydrotalcite compound to an epoxy resin having a biphenyl skeleton,
The inventors have found that an epoxy composition for encapsulating a semiconductor meeting the above-mentioned objects and meeting the object can be obtained, and arrived at the present invention.

すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、硬化剤
(B)、溶融シリカ(C)、ハイドロタルサイト系化合
物(D)、臭素化合物(E)およびアンチモン化合物
(F)からなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂
(A)が下記式(I) (ただし、R1〜R8は水素原子、炭素数1〜4の低級アル
キル基またはハロゲン原子を示す。)で表される骨格を
有するエポキシ樹脂(a)を必須成分として含有し、前
記溶融シリカ(C)の割合が全体の79〜90重量%であ
り、ハイドロタルサイト系化合物(D)の割合が全体の
0.01〜10重量%である半導体封止用エポキシ組成物及び
それによって封止された半導体装置を提供するものであ
る。
That is, the present invention relates to a resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), a fused silica (C), a hydrotalcite compound (D), a bromine compound (E), and an antimony compound (F). The epoxy resin (A) has the following formula (I) Wherein R 1 to R 8 each represent a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom. The epoxy resin (a) having a skeleton represented by the following formula: The proportion of (C) is 79 to 90% by weight of the whole, and the proportion of the hydrotalcite-based compound (D) is
An object of the present invention is to provide a semiconductor sealing epoxy composition having a content of 0.01 to 10% by weight and a semiconductor device sealed thereby.

以下、本発明の構成を詳述する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、下記式 (ただし、R1〜R8は水素原子、炭素数1〜4の低級アル
キル基またはハロゲン原子を示す。)で表される骨格を
有するエポキシ樹脂(a)を必須成分として含有するこ
とが重要である。
The epoxy resin (A) in the present invention has the following formula (However, it is important that the epoxy resin (a) having a skeleton represented by R 1 to R 8 represents a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom. is there.

エポキシ樹脂(a)を含有しない場合は半田付け工程
におけるクラックの発生防止効果は発揮されない。
When the epoxy resin (a) is not contained, the effect of preventing the occurrence of cracks in the soldering step is not exhibited.

上記式(I)において、R1〜R8の好ましい具体的とし
ては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、i
−プロピル基、m−ブチル基、sec−ブチル基、tert−
ブチル基、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
In the above formula (I), preferred specific examples of R 1 to R 8 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an i
-Propyl group, m-butyl group, sec-butyl group, tert-
Examples thereof include a butyl group, a chlorine atom, and a bromine atom.

本発明におけるエポキシ樹脂(a)の好ましい具体例
としては、4,4′−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ビ
フェニル、4,4′−ビス(2,3−エポキシプロピキシ)−
3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニル、4,4′−ビス
(2,3−エポキシプロピキシ)−3,3′,5,5′−テトラメ
チル−2−クロロビフェニル、4,4′−ビス(2,3−エポ
キシプロポキシ)−3,3′,5,5′−テトラメチル−2−
ブロモビフェニル、4,4′−ビス(2,3−エポキシプロポ
キシ)−3,3′,5,5′−テトラメチルビフェニル、4,4′
−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3′,−5,5′
−テトラブチルビフェニルなどが挙げられる。
Preferred specific examples of the epoxy resin (a) in the present invention include 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl and 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy)-
3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3', 5,5'-tetramethyl-2-chlorobiphenyl, 4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethyl-2-
Bromobiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl, 4,4'
-Bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ',-5,5'
-Tetrabutylbiphenyl and the like.

本発明におけるエポキシ樹脂(A)は上記のエポキシ
樹脂(a)とともに該エポキシ樹脂(a)以外の他のエ
ポキシ樹脂をも併用して含有することができる。併用で
きる他のエポキシ樹脂としては、たとえば、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールAやレゾルシンなどから合
成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルA型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式
エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ハロゲン化エポ
キシ樹脂などが挙げられる。
The epoxy resin (A) in the present invention can contain the above-mentioned epoxy resin (a) in combination with another epoxy resin other than the epoxy resin (a). Other epoxy resins that can be used in combination include, for example, cresol novolak type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, various novolak type epoxy resins synthesized from bisphenol A and resorcin, bisphenol A type epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin , Alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, halogenated epoxy resin and the like.

エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキシ樹脂
(a)の割合に関しては特に制限がなく必須成分として
エポキシ樹脂(a)が含有されれば本発明の効果は発揮
されるが、より十分な効果を発揮させるためには、エポ
キシ樹脂(a)をエポキシ樹脂(A)中に通常50重量%
以上、好ましくは70重量%以上含有せしめる必要があ
る。
The ratio of the epoxy resin (a) contained in the epoxy resin (A) is not particularly limited, and the effect of the present invention is exhibited if the epoxy resin (a) is contained as an essential component, but a more sufficient effect is obtained. In order to exert the effect, the epoxy resin (a) is usually added to the epoxy resin (A) by 50% by weight.
As described above, it is necessary that the content is preferably 70% by weight or more.

本発明において、エポキシ樹脂(A)の配合量は通常
4〜20重量%、好ましくは6〜18重量%である。
In the present invention, the compounding amount of the epoxy resin (A) is usually 4 to 20% by weight, preferably 6 to 18% by weight.

本発明における硬化剤(B)は、エポキシ樹脂(A)
と反応して硬化させるものであれば特に制限されず、そ
れらの具体例としては、たとえば、フェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールA
やレゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、各種
多価フェノール化合物、無水マレイン酸、無水フタル
酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およびメタフェ
ニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノ
ジフェニルスルホンなどの芳香族アミンなどが挙げられ
る。半導体装置封止用としては、耐熱性、耐湿性および
保存性の点から、フェノール系硬化剤が好ましく用いら
れ、用途によっては2種以上の硬化剤を併用してもよ
い。
The curing agent (B) in the present invention is an epoxy resin (A)
There is no particular limitation as long as it is cured by reacting with phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A
Novolak resins synthesized from rosin and resorcinol, various polyhydric phenol compounds, acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, and pyromellitic anhydride, and aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone. Is mentioned. For sealing semiconductor devices, a phenolic curing agent is preferably used from the viewpoint of heat resistance, moisture resistance and storage stability, and two or more curing agents may be used in combination depending on the application.

本発明において、硬化剤(B)の配合量は通常2〜15
重量%、好ましくは3〜10重量%である。さらには、エ
ポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比は、機械的性
質および耐湿性の点から、(A)に対する(B)の化学
当量比が0.7〜1.3、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好
ましい。
In the present invention, the amount of the curing agent (B) is usually from 2 to 15
% By weight, preferably 3 to 10% by weight. Furthermore, the mixing ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is 0.7 to 1.3, particularly 0.8 to 1.2, from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance. It is preferably within the range.

また、本発明においてエポキシ樹脂(A)と硬化剤
(B)の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いてもよ
い、硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に限定
されず、たとえば、2−メチルイミダゾール、2,4−ジ
メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾ
ール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−
メチルイミダゾール、2−エプタデシルイミダゾールな
どのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジル
ジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、
2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−ト
リス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジア
ザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの3級アンミ
ン化合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウ
ムテトラプロポキシド、テトラキス(アセチルアセトナ
ト)ジルコニウム、トリ(アセチルアセトナト)アルミ
ニウムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフ
ィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、
トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホ
スフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィンなどの有
機ホスフィン化合物が挙げられる。なかでも耐湿性の点
から、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニル
ホスフィンが特に好ましく用いられる。
In the present invention, a curing catalyst may be used to accelerate the curing reaction between the epoxy resin (A) and the curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction. -Methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-
Methylimidazole, imidazole compounds such as 2-eptadecylimidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine,
Tertiary ammine compounds such as 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetramethoxide, Organometallic compounds such as zirconium tetrapropoxide, tetrakis (acetylacetonato) zirconium, tri (acetylacetonato) aluminum and triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine;
Organic phosphine compounds such as tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, and tri (nonylphenyl) phosphine are exemplified. Of these, organic phosphine compounds are preferred from the viewpoint of moisture resistance, and triphenylphosphine is particularly preferably used.

これらの硬化触媒は、用途によっては2種以上を併用
してもよく、その添加量はエポキシ樹脂(A)100重量
部に対して0.5〜5重量部の範囲が好ましい。
These curing catalysts may be used in combination of two or more depending on the use, and the addition amount thereof is preferably in the range of 0.5 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A).

本発明における溶融シリカ(C)は真比重2.3以下の
非晶性シリカを意味する。その製造は必ずしも溶融状態
を経る必要はなく、任意の製造法を用いることができ
る。たとえば結晶性シリカを溶融する方法、各種原料か
ら合成する方法などが挙げられる。
The fused silica (C) in the present invention means amorphous silica having a true specific gravity of 2.3 or less. The production does not necessarily have to go through a molten state, and any production method can be used. For example, a method of melting crystalline silica, a method of synthesizing from various raw materials, and the like can be mentioned.

溶融シリカ(C)の形状および粒径は特に限定されな
いが、平均粒径10μm以下の破砕溶融シリカ99〜50重量
%と平均粒径40μm以下の球状溶融シリカ1〜50重量%
からなる溶融シリカCが半田耐熱性の向上効果が大き
く、流動性が良好なため好ましく用いられる。なかで
も、平均粒径10μm以下、特に3μm以上10μm以下の
破砕溶融シリカ99〜50重量%、特に99〜70重量%と平均
粒径40μm以下、特に0.1μm以上40μm以下の球状溶
融シリカ1〜50重量%、特に1〜30重量%からなる溶融
シリカ(C)が最も好ましく用いられる。ここで、平均
粒径は、累計重量50%になる粒径(メジアン径)を意味
し、平均粒径が異なる2種類以上の破砕または球状溶融
シリカを併用した場合は、その混合物の破砕または球状
溶融シリカの平均粒径を意味する。
The shape and particle size of the fused silica (C) are not particularly limited, but 99 to 50% by weight of crushed fused silica having an average particle size of 10 μm or less and 1 to 50% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 40 μm or less.
Fused silica C is preferably used because it has a large effect of improving solder heat resistance and has good fluidity. Above all, 99 to 50% by weight, particularly 99 to 70% by weight, of crushed fused silica having an average particle size of 10 μm or less, particularly 3 to 10 μm, and spherical fused silica 1 to 50 having an average particle size of 40 μm or less, particularly 0.1 to 40 μm. Most preferably, fused silica (C) consisting of 1% to 30% by weight is used. Here, the average particle diameter means a particle diameter (median diameter) at which the cumulative weight becomes 50%. When two or more kinds of crushed or spherical fused silica having different average particle diameters are used in combination, the mixture is crushed or spherical. It means the average particle size of fused silica.

本発明において、溶融シリカ(C)の割合は全体の79
〜90重量%であり、さらに好ましくは79〜88重量%であ
る。溶融シリカ(C)が全体の79重量%未満では半田耐
熱性が不十分であり、90重量%を越えると流動性が不十
分である。
In the present invention, the ratio of the fused silica (C) is 79% of the total.
To 90% by weight, and more preferably 79 to 88% by weight. If the fused silica (C) is less than 79% by weight, the solder heat resistance is insufficient, and if it exceeds 90% by weight, the fluidity is insufficient.

本発明におけるハイドロタルサト系化合物(D)は、
下記式(II)または(III)で示される複合金属化合物
である。
The hydrotalsato compound (D) in the present invention comprises:
It is a composite metal compound represented by the following formula (II) or (III).

MgxAly(OH)2x+3y-nzAz・mH2O ……(II) MgxAlyO(2x+3y)/2 ……(III) (ただし、Aはn価の陰イオンAn-生成しうる官能基、
nは1〜3の整数、x、yおよびzは0<y/x≦1、0
≦z/y<1.5の関係にある0または正の数、mは0または
正の数を示す。) 上記式(II)において、官能基Aから生成しうるn価
の陰イオンAn-の好ましい具体的としては、F-、Cl-、Br
-、I-、OH-、HCO3 -、CHμCOO-、HCOO-、CO3 2-、SO4 2-
(COO-、酒石酸イオン〔CH(OH)COO-、クエン
酸イオン〔C(OH)COO-〕(CH2COO-、サリチル酸
イオンC6H4(OH)COO-などが挙げられる。なかでも、CO
3 2-が特に好ましい。
Mg x Al y (OH) 2x + 3y-nz A z · mH 2 O ...... (II) Mg x Al y O (2x + 3y) / 2 ...... (III) ( provided that, A is an n-valent anion A n - functional group capable of generating,
n is an integer of 1 to 3, x, y and z are 0 <y / x ≦ 1, 0
0 or a positive number in a relationship of ≦ z / y <1.5, and m indicates 0 or a positive number. ) The formula (II), the n-valent capable of forming a functional group A anions A n- preferred as specifically, F -, Cl -, Br
-, I -, OH -, HCO 3 -, CHμCOO -, HCOO -, CO 3 2-, SO 4 2-,
(COO -) 2, tartrate [CH (OH) COO -] 2, citrate ion [C (OH) COO -] (CH 2 COO -) 2, salicylate C 6 H 4 (OH) COO - , etc. No. Above all, CO
3 2- is particularly preferred.

上記式(III)で表されるハイドロタルサイト系化合
物(D)たとえば、上記式(II)で表されるハイドロタ
ルサイト系化合物(D)を400〜900℃で焼成処理するこ
とにより製造される。
The hydrotalcite-based compound (D) represented by the above formula (III), for example, produced by baking the hydrotalcite-based compound (D) represented by the above formula (II) at 400 to 900 ° C. .

ハイドロタルサイト系化合物(D)の好ましい具体例
として、Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O、Mg4.5Al2(O
H)13CO3、Mg5Al1.5(OH)13CO3・3.5H2O、Mg5Al1.5(O
H)13CO3、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O、Mg6Al2(OH)16C
O3、Mg0.56Al0.351.175、Mg0.7Al0.31.15、Mg0.75A
l0.251.125、Mg0.8Al0.21.1などが挙げられる。
Preferred specific examples of the hydrotalcite-based compound (D) include Mg 4.5 Al 2 (OH) 13 CO 3 · 3.5 H 2 O and Mg 4.5 Al 2 (O
H) 13 CO 3 , Mg 5 Al 1.5 (OH) 13 CO 3 · 3.5 H 2 O, Mg 5 Al 1.5 (O
H) 13 CO 3 , Mg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 · 4H 2 O, Mg 6 Al 2 (OH) 16 C
O 3 , Mg 0.56 Al 0.35 O 1.175 , Mg 0.7 Al 0.3 O 1.15 , Mg 0.75 A
l 0.25 O 1.125 , Mg 0.8 Al 0.2 O 1.1 and the like.

本発明においてハイドロタルサイト系化合物(D)の
添加量は全体の0.01〜10重量%、好ましくは0.02〜5重
量%、特に好ましくは0.05〜2重量%である。添加量が
0.01重量%未満では高温信頼性の向上効果が不十分であ
り、10重量%を越えると半田耐熱性が低下する。
In the present invention, the addition amount of the hydrotalcite-based compound (D) is 0.01 to 10% by weight, preferably 0.02 to 5% by weight, and particularly preferably 0.05 to 2% by weight. Addition amount
If it is less than 0.01% by weight, the effect of improving high-temperature reliability is insufficient, and if it exceeds 10% by weight, solder heat resistance is reduced.

本発明における臭素化合物(E)およびアンチモン化
合物(F)は通常、半導体封止用エポキシ組成物に難燃
剤として添加されるもので、特に限定されず、公知のも
のが使用できる。
The bromine compound (E) and the antimony compound (F) in the present invention are usually added as a flame retardant to the epoxy composition for semiconductor encapsulation, and are not particularly limited, and known compounds can be used.

臭素化合物(E)の好ましい具体例としては、臭素化
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂などの臭素化エポキシ樹脂、臭
素化ポリカーボネート樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、
臭素化ポリフェニレンオキサイド樹脂、テトラブロモビ
スフェノールA、デカブロモジフェニルエーテルなどが
挙げられ、なかでも、臭素化ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂な
どの臭素化エポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
Preferred specific examples of the bromine compound (E) include brominated epoxy resins such as a brominated bisphenol A type epoxy resin and a brominated phenol novolak type epoxy resin, a brominated polycarbonate resin, a brominated polystyrene resin,
Brominated polyphenylene oxide resin, tetrabromobisphenol A, decabromodiphenyl ether and the like can be mentioned. Among them, brominated epoxy resins such as brominated bisphenol A type epoxy resin and brominated phenol novolak type epoxy resin are particularly preferably used.

臭素化合物(E)の添加量は、臭素原子に換算して全
体の0.1〜5重量%が難燃性および高温信頼性の点で好
ましい。特に好ましくは0.2〜2重量%である。
The addition amount of the bromine compound (E) is preferably from 0.1 to 5% by weight in terms of bromine atom in terms of flame retardancy and high-temperature reliability. Particularly preferably, it is 0.2 to 2% by weight.

また、アンチモン化合物(F)の好ましい具体例とし
ては、三酸化アンチモンが挙げられる。アンチモン化合
物(F)の添加量は、全体の0.1〜10重量%が難燃性お
よび高温信頼性の点で好ましい。特に好ましくは0.2〜
4重量%である。
In addition, a preferable specific example of the antimony compound (F) is antimony trioxide. The addition amount of the antimony compound (F) is preferably 0.1 to 10% by weight of the whole in view of flame retardancy and high-temperature reliability. Particularly preferably 0.2 to
4% by weight.

本発明の半導体封止用エポキシ組成物には充填剤とし
て溶融シリカ(C)以外に結晶性シリカ、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、クレ
ー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アン
チモン、アスベスト、ガラス繊維などを添加することが
できる。
In the epoxy composition for semiconductor encapsulation of the present invention, as a filler, besides fused silica (C), crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, Asbestos, glass fibers and the like can be added.

本発明において、溶融シリカ(C)などの充填剤をシ
ランカップリング剤、チタネートカップリング剤などの
カップリング剤であらかじめ表面処理することが、信頼
性の点で好ましい。カップリング剤としてエポキシシラ
ン、アミノシラン、メルカプトシランなどのシランカッ
プリング剤が好ましく用いられる。
In the present invention, it is preferable from the viewpoint of reliability that a filler such as fused silica (C) is subjected to a surface treatment in advance with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. As the coupling agent, a silane coupling agent such as epoxy silane, amino silane, and mercapto silane is preferably used.

本発明の半導体封止用エポキシ組成物にはカボンブラ
ック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、変性ニト
リルゴム、変性ポリブタジエンゴム、スチレン系ブロッ
クン共重合体などのエラストマー、ポリエチレンなどの
熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖
脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィンワ
ックスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋剤を
任意に添加することができる。
The epoxy composition for semiconductor encapsulation of the present invention includes a coloring agent such as carbon black, iron oxide, silicone rubber, a modified nitrile rubber, a modified polybutadiene rubber, an elastomer such as a styrene blockon copolymer, and a thermoplastic resin such as polyethylene. A releasing agent such as a long-chain fatty acid, a metal salt of a long-chain fatty acid, an ester of a long-chain fatty acid, an amide of a long-chain fatty acid, paraffin wax and a crosslinking agent such as an organic peroxide can be optionally added.

本発明の半導体封止用エポキシ組成物は溶融混練する
ことが好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダ
ー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダ
ーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することによ
り製造される。
The epoxy compound for semiconductor encapsulation of the present invention is preferably melt-kneaded, for example, by melt-kneading using a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder and a co-kneader. Manufactured.

<実施例> 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

実施例1〜9、比較例1〜7 表1に示した溶融シリカ(C)および表2に示したハ
イドロタルサイト系化合物(D)を、各々表2に示した
組成物比で試薬をミキサーによりドライブレンドした。
これを、バレル設定温度90℃の二軸の押出機を用いて溶
融混練後、冷却、粉砕して半導体封止用エポキシ組成物
を製造した。
Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 7 A fused silica (C) shown in Table 1 and a hydrotalcite-based compound (D) shown in Table 2 were mixed with a reagent at a composition ratio shown in Table 2, respectively. By dry blending.
This was melt-kneaded using a twin-screw extruder having a barrel setting temperature of 90 ° C., and then cooled and pulverized to produce an epoxy composition for semiconductor encapsulation.

この組成物を用い、低圧トランスファー成形法により
175℃×2分の条件で成形し、175℃×8時間の条件でポ
ストキュアして次の物性測定法により各組成物の物性お
よび成形性を測定した。
Using this composition, low-pressure transfer molding
The composition was molded at 175 ° C. × 2 minutes, post-cured at 175 ° C. × 8 hours, and the physical properties and moldability of each composition were measured by the following physical property measuring methods.

半田耐熱性:表面にA1蒸着した模擬素子を搭載した半導
体装置、28pin SOP20個を成形、ポストキュアし、85℃
/85%RHで50時間加湿後、260℃に加熱した半田浴に10秒
間浸漬してクラックの発生したSOPを不良とした。
Solder heat resistance: A semiconductor device equipped with a simulated element with A1 vapor deposition on the surface, 20 28-pin SOP, molded and post-cured, 85 ℃
After humidifying at / 85% RH for 50 hours, the SOP with cracks was determined to be defective by immersion in a solder bath heated to 260 ° C. for 10 seconds.

難 燃 性:5″×1/2″×1/16″の燃焼試験片を成形、
ポストキュアし、UL94規格に従い難燃性を評価した。
Flame retardancy: 5 "x 1/2" x 1/16 "combustion test specimen
Post cure was performed and the flame retardancy was evaluated according to UL94 standard.

高温信頼性:半田耐熱性評価後の28pin SOPを用い、20
0℃で高温信頼性を評価し、累積故障率50%になる時間
を求め、高温寿命とした。
High-temperature reliability: 20 pins using 28-pin SOP after solder heat resistance evaluation
The high-temperature reliability was evaluated at 0 ° C., and the time at which the cumulative failure rate reached 50% was determined, and the high-temperature life was determined.

表3にみられるように、本発明の半導体封止用エポキ
シ組成物(実施例1〜9)は半田耐熱性、難燃性および
高温信頼性に優れている。
As seen from Table 3, the epoxy compositions for semiconductor encapsulation of the present invention (Examples 1 to 9) are excellent in solder heat resistance, flame retardancy and high-temperature reliability.

これに対してエポキシ樹脂(a)を含有しない比較例
2では半田耐熱性に劣り、臭素化合物(E)および/ま
たはアンチモン化合物(F)を含有しない比較例3〜5
では難燃性に劣っている。
On the other hand, Comparative Example 2 containing no epoxy resin (a) is inferior in solder heat resistance and Comparative Examples 3 to 5 containing no bromine compound (E) and / or antimony compound (F).
Is inferior in flame retardancy.

また、ハイドロタルサイト系化合物(D)を含有しな
い比較例9は実施例1に比較して半田耐熱性および高温
信頼性に劣っている。
Comparative Example 9, which does not contain the hydrotalcite-based compound (D), is inferior to Example 1 in solder heat resistance and high-temperature reliability.

さらに、溶融シリカ(D)の含有量が本発明の範囲外
のでは半田耐熱性が劣っていた。
Further, when the content of the fused silica (D) was out of the range of the present invention, the solder heat resistance was poor.

<発明の効果> 本発明の半導体封止用エポキシ組成物は、特定のエポ
キシ樹脂、硬化剤、特定量の溶融シリカ、ハイドロタル
サイト系化合物、臭素化合物およびアンチモン化合物を
配合したために、半田耐熱性、難燃性および高温信頼性
に優れている。
<Effect of the Invention> The epoxy composition for encapsulating a semiconductor of the present invention contains a specific epoxy resin, a curing agent, a specific amount of fused silica, a hydrotalcite-based compound, a bromine compound and an antimony compound, and thus has a solder heat resistance. Excellent in flame retardancy and high temperature reliability.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、溶融
シリカ(C),ハイドロタルサイト系化合物(D)、臭
素化合物(E)およびアンチモン化合物(F)からなる
樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂(A)が下記式
(I) (ただしR1〜R8は水素原子、炭素数1〜4の低級アルキ
ル基またはハロゲン原子を示す。) で表される骨格を有するエポキシ樹脂(a)を必須成分
として含有し、前記溶融シリカの割合が79〜90重量%で
あり、ハイドロタルサイト系化合物(D)の割合が全体
の0.01〜10重量%である半導体不使用エポキシ組成物。
1. A resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), a fused silica (C), a hydrotalcite compound (D), a bromine compound (E) and an antimony compound (F). The epoxy resin (A) has the following formula (I) (Wherein R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom.) The epoxy resin (a) having a skeleton represented by the following formula: A semiconductor-free epoxy composition having a proportion of 79 to 90% by weight and a proportion of the hydrotalcite-based compound (D) of 0.01 to 10% by weight based on the whole.
【請求項2】溶融シリカ(C)が平均粒径10μm以下の
破砕溶融シリカ99〜50重量%と平均粒径40μm以下の球
状溶融シリカ1〜50重量%からなる請求項(11)に記載
の半導体封止用エポキシ組成物。
2. The method according to claim 1, wherein the fused silica (C) comprises 99 to 50% by weight of crushed fused silica having an average particle size of 10 μm or less and 1 to 50% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 40 μm or less. Epoxy composition for semiconductor encapsulation.
【請求項3】請求項1または2記載の半導体封止用エポ
キシ組成物で封止された半導体装置。
3. A semiconductor device encapsulated with the epoxy composition for semiconductor encapsulation according to claim 1.
JP2159234A 1990-06-18 1990-06-18 Epoxy composition for semiconductor encapsulation Expired - Lifetime JP2600450B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2159234A JP2600450B2 (en) 1990-06-18 1990-06-18 Epoxy composition for semiconductor encapsulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2159234A JP2600450B2 (en) 1990-06-18 1990-06-18 Epoxy composition for semiconductor encapsulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0450257A JPH0450257A (en) 1992-02-19
JP2600450B2 true JP2600450B2 (en) 1997-04-16

Family

ID=15689275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2159234A Expired - Lifetime JP2600450B2 (en) 1990-06-18 1990-06-18 Epoxy composition for semiconductor encapsulation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2600450B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6040124A (en) * 1983-08-13 1985-03-02 Toshiba Chem Corp Resin composition for sealing
JPS6119625A (en) * 1984-07-05 1986-01-28 Toshiba Corp Epoxy resin composition for sealing semiconductor
JPH0753791B2 (en) * 1987-09-04 1995-06-07 東レ株式会社 Resin composition for semiconductor encapsulation
JP2588922B2 (en) * 1988-02-15 1997-03-12 日東電工株式会社 Semiconductor device
JPH0791364B2 (en) * 1988-10-06 1995-10-04 東レ株式会社 Solder heat resistant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JPH0299551A (en) * 1988-10-06 1990-04-11 Toray Ind Inc Epoxy-based resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0450257A (en) 1992-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3649535B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
WO2001010955A1 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH09241483A (en) Epoxy resin composition
JP2955013B2 (en) Epoxy resin composition
JP4348775B2 (en) Epoxy resin composition
JP2697510B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP2600450B2 (en) Epoxy composition for semiconductor encapsulation
JPH09255812A (en) Resin composition
JP2001114994A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP3632936B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
JPH0733429B2 (en) Epoxy resin composition
JPH0782343A (en) Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device sealed therewith
JP2964634B2 (en) Epoxy composition
JP3451666B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP2001279064A (en) Epoxy resin composition for semiconductor sealing
JPH0791364B2 (en) Solder heat resistant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JPH04264155A (en) Epoxy resin composition for semiconductor sealing
JPH04325516A (en) Epoxy resin composition for semiconductor sealing
JPH04325517A (en) Epoxy resin composition for semiconductor sealing
JP2501140B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP3413923B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and resin-encapsulated semiconductor device
JPH11199649A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP3092176B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JPH0676539B2 (en) Epoxy-containing composition for semiconductor encapsulation
JPH08245753A (en) Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device