JP3240861B2 - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition and semiconductor deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、表面実装用パッケージ
の吸湿半田時の耐クラック性及び耐湿性に優れた硬化物
を与えるエポキシ樹脂組成物、及び該組成物の硬化物で
封止した半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition which provides a cured product having excellent crack resistance and moisture resistance when absorbing moisture in a surface mount package, and a semiconductor encapsulated with the cured product of the composition. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スタ、IC、LSI、超LSIが主流となっており、こ
の封止樹脂としてエポキシ樹脂は一般に他の熱硬化性樹
脂に比べて成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿
性等に優れているため、エポキシ樹脂組成物で上記半導
体装置を封止することが多く行われている。2. Description of the Related Art
In the semiconductor industry, resin-sealed type diodes, transistors, ICs, LSIs, and ultra-LSIs are the mainstream, and epoxy resin is generally used as the sealing resin in terms of moldability and adhesiveness compared to other thermosetting resins. Because of its excellent electrical properties, mechanical properties, moisture resistance, and the like, the above-described semiconductor device is often sealed with an epoxy resin composition.
【0003】最近においては、これらの半導体装置は集
積度が益々大きくなり、それに応じてチップ寸法も大き
くなりつつある。一方、これに対してパッケージ外形寸
法は電子機器の小型化、軽量化の要求にともない、小型
化、薄型化が進んでいる。更に、半導体部品を回路基板
へ取り付ける方法も、基板上の部品の高密度化や基板の
薄型化のため、半導体部品の表面実装が幅広く行われる
ようになってきた。In recent years, the degree of integration of these semiconductor devices has been increasing, and the chip size has been increasing accordingly. On the other hand, package external dimensions have been reduced in size and thickness in accordance with demands for smaller and lighter electronic devices. Further, in the method of attaching a semiconductor component to a circuit board, surface mounting of the semiconductor component has been widely performed due to a high density of components on the substrate and a reduction in thickness of the substrate.
【0004】しかしながら、半導体装置を表面実装する
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じたりする。特に、フレームの表面には全線を
接続するために銀メッキが施されており、この銀メッキ
から剥離が発生し易い。このようなクラックや剥離は、
表面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸
湿していると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程
においては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため
実装後のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が
大きく損なわれる場合がある。However, when a semiconductor device is surface-mounted, it is common to immerse the entire semiconductor device in a solder bath or to pass the semiconductor device through a high-temperature zone in which the solder melts. Cracks occur in the layer, and peeling occurs at the interface between the lead frame or chip and the sealing resin. In particular, the surface of the frame is plated with silver for connecting all the lines, and peeling is likely to occur from this silver plating. Such cracks and peeling
This becomes even more noticeable if the sealing resin layer of the semiconductor device absorbs moisture before the thermal shock during surface mounting.However, in the actual working process, moisture absorption of the sealing resin layer is inevitable. In some cases, the reliability of a semiconductor device sealed with an epoxy resin later is greatly impaired.
【0005】このため、これらの問題に対し、エポキシ
樹脂組成物に熱可塑性ポリマーを添加したり、アミノ基
やメルカプト基を含有するシランカップリング剤を添加
する方法がみられるが、これらエポキシ樹脂組成物は、
流動性の低下や吸水率の上昇等が見られ、最近の益々高
度化した半導体装置の封止に対する要求を完全に満たす
ことは難しい。To solve these problems, a method of adding a thermoplastic polymer to an epoxy resin composition or adding a silane coupling agent containing an amino group or a mercapto group has been proposed. Things are
Since the fluidity is reduced and the water absorption is increased, it is difficult to completely satisfy the recent demand for the encapsulation of a semiconductor device which has been increasingly sophisticated.
【0006】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、表面実装用パッケージの吸湿半田時の耐クラック性
及び耐湿性に優れた硬化物を与えるエポキシ樹脂組成
物、及び該組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an epoxy resin composition which provides a cured product having excellent crack resistance and moisture resistance during moisture absorption soldering of a surface mounting package, and a cured product of the composition. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device encapsulated with a semiconductor device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ
樹脂、硬化剤及び無機質充填剤を主成分とするエポキシ
樹脂組成物において、更にシランカップリング剤として
下記式(1)で示されるスルフィド基を含有するシラン
カップリング剤を配合すること、特にエポキシ樹脂及び
硬化剤100重量部に対して0.01〜5重量部配合す
ることにより、銀メッキとの接着性が顕著に向上し、か
つ表面実装用パッケージの吸湿半田時の耐クラック性及
び耐湿性に優れた硬化物を与えることができることを知
見し、本発明をなすに至ったものである。The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that an epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler as main components is further improved. By blending a silane coupling agent containing a sulfide group represented by the following formula (1) as the silane coupling agent, particularly by blending 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin and the curing agent. It has been found that the adhesiveness to silver plating is remarkably improved, and that a cured product excellent in crack resistance and moisture resistance during moisture absorption soldering of a surface mounting package can be provided, and the present invention has been accomplished. Things.
【0008】従って、本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤
及び無機質充填剤を主成分とするエポキシ樹脂組成物に
おいて、更にシランカップリング剤として下記式(1)
で示されるスルフィド基を含有するシランカップリング
剤を好ましくはエポキシ樹脂及び硬化剤100重量部に
対して0.01〜5重量部になるように配合したエポキ
シ樹脂組成物、及びこのエポキシ樹脂組成物の硬化物で
封止されたエポキシ樹脂組成物を提供する。Accordingly, the present invention provides an epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler as main components, and further comprising a silane coupling agent represented by the following formula (1):
An epoxy resin composition containing a sulfide group-containing silane coupling agent represented by the formula (1) in an amount of preferably 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin and the curing agent, and the epoxy resin composition The present invention provides an epoxy resin composition sealed with a cured product of the above.
【化7】 (式中、R1は炭素数1〜5の2価炭化水素基、R2は炭
素数1〜6の置換又は非置換の1価炭化水素基、R3は
水素原子又は炭素数1〜5の置換又は非置換1価炭化水
素基であり、nは1,2又は3、aは0〜2の整数であ
る。)Embedded image (Wherein, R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R 3 is a hydrogen atom or 1 to 5 carbon atoms. Is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, n is 1, 2 or 3, and a is an integer of 0 to 2.)
【0009】以下、本発明を更に詳述すると、本発明の
エポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂としては、
1分子中にエポキシ基を少なくとも2個以上有するエポ
キシ樹脂であり、このエポキシ樹脂は後述する各種の硬
化剤によって硬化させることが可能な限り、分子構造、
分子量等に制限はなく、従来から知られている種々のエ
ポキシ樹脂の中から適宜選択して使用することができ
る。Hereinafter, the present invention will be described in more detail. As the epoxy resin constituting the epoxy resin composition of the present invention,
It is an epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule, and the epoxy resin has a molecular structure, as long as it can be cured by various curing agents described below.
The molecular weight and the like are not limited, and can be appropriately selected from various conventionally known epoxy resins.
【0010】このようなエポキシ樹脂として具体的に
は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポ
キシ樹脂及びその重合物、ビフェニル型エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールアラ
ルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹
脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキ
シ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂な
どが挙げられ、これらのエポキシ樹脂を単独で使用して
も、2種以上を同時に使用してもよい。これらの中で
は、特にビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールアラル
キル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を使用することが
耐クラック特性を向上させる点において好ましい。Specific examples of such epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, phenol novolak type epoxy resins, triphenol alkane type epoxy resins and their polymers, biphenyl type epoxy resins,
Dicyclopentadiene type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthalene ring-containing epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic type epoxy resin, brominated epoxy resin and the like. May be used alone, or two or more may be used simultaneously. Among these, especially biphenyl type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthalene ring-containing epoxy resin,
It is preferable to use a dicyclopentadiene type epoxy resin from the viewpoint of improving crack resistance.
【0011】また、上記エポキシ樹脂の硬化剤として
は、フェノール樹脂が好適に用いられ、フェノール樹脂
としては1分子中にフェノール性水酸基を2個以上含有
するフェノール樹脂であればいかなるものも使用するこ
とができる。具体的には、ノボラック型フェノール樹
脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル
樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体、
ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂などを挙げることができる。これ
らの硬化剤は、単独で使用しても、2種以上を併用して
もよい。特に、耐クラック特性を向上させることができ
る点において、フェノールアラルキル樹脂、ナフタレン
環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェ
ノール樹脂を配合することが好ましい。As the curing agent for the epoxy resin, a phenol resin is preferably used. As the phenol resin, any phenol resin containing two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule can be used. Can be. Specifically, novolak type phenolic resin, resol type phenolic resin, phenol aralkyl resin, triphenol alkane type resin and its polymer,
Examples thereof include a naphthalene ring-containing phenol resin and a dicyclopentadiene-modified phenol resin. These curing agents may be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable to mix a phenol aralkyl resin, a naphthalene ring-containing phenol resin, and a dicyclopentadiene-modified phenol resin in that the crack resistance can be improved.
【0012】なお、上記硬化剤の配合量は、特に制限さ
れないが、上述したフェノール樹脂を用いる場合は、エ
ポキシ樹脂中のエポキシ基と硬化剤中のフェノール性水
酸基とのモル比を0.01〜5、特に0.5〜1.5の
範囲にすることが好適である。The amount of the curing agent is not particularly limited, but when the above-mentioned phenol resin is used, the molar ratio of the epoxy group in the epoxy resin to the phenolic hydroxyl group in the curing agent is from 0.01 to 0.01. 5, particularly preferably in the range of 0.5 to 1.5.
【0013】更に、本発明の組成物には、無機質充填剤
を配合する。この無機質充填剤としては、通常のエポキ
シ樹脂組成物に配合されるものを使用することができ、
これは封止剤の膨張係数を小さくし、半導体素子に加わ
る応力を低下させることができる。具体的には、破砕
状、球状の形状を有する溶融シリカ、結晶性シリカが主
として用いられ、この他にアルミナ、窒化ケイ素、窒化
アルミなども使用することができる。無機質充填剤の平
均粒径としては、5〜20ミクロンのものが好ましい。
また、無機質充填剤の充填量は、上記エポキシ樹脂及び
硬化剤の合計量100部に対して100〜1200部
(重量部、以下同じ)、特に400〜1000部とする
ことが好ましく、充填量が100部未満では膨張係数が
大きくなり、半導体素子に加わる応力が増大し、素子特
性の劣化を招く場合があり、1200部を超えると成形
時の粘度が高くなり、成形性が悪くなる場合がある。な
お、硬化物の低膨張化と成形性を両立させるためには、
上記充填剤として球状と破砕品とのブレンド、或いは球
状品のみを用いることが好ましい。Further, the composition of the present invention contains an inorganic filler. As the inorganic filler, those that are blended into a normal epoxy resin composition can be used,
This can reduce the expansion coefficient of the sealant and reduce the stress applied to the semiconductor element. Specifically, fused silica and crystalline silica having a crushed or spherical shape are mainly used, and alumina, silicon nitride, aluminum nitride and the like can also be used. The average particle size of the inorganic filler is preferably 5 to 20 microns.
Further, the filling amount of the inorganic filler is preferably 100 to 1200 parts (parts by weight, the same applies hereinafter), particularly preferably 400 to 1000 parts with respect to 100 parts of the total amount of the epoxy resin and the curing agent. If the amount is less than 100 parts, the expansion coefficient increases, the stress applied to the semiconductor element increases, and the element characteristics may deteriorate. If the amount exceeds 1200 parts, the viscosity at the time of molding increases, and the moldability may deteriorate. . In addition, in order to achieve both low expansion and moldability of the cured product,
It is preferable to use a blend of spherical and crushed products or only spherical products as the filler.
【0014】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記エポ
キシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤を主成分とするエポキ
シ樹脂組成物に、更にスルフィド基を含有するシランカ
ップリング剤を配合する。In the epoxy resin composition of the present invention, a silane coupling agent containing a sulfide group is further added to the epoxy resin composition containing the above-mentioned epoxy resin, curing agent and inorganic filler as main components.
【0015】上記スルフィド基を含有するシランカップ
リング剤としては、下記式(1)で示される有機ケイ素
化合物が好適である。As the silane coupling agent containing a sulfide group, an organosilicon compound represented by the following formula (1) is preferable.
【0016】[0016]
【化2】 Embedded image
【0017】(式中、R1は炭素数1〜5の2価炭化水
素基、R2は炭素数1〜6の置換又は非置換の1価炭化
水素基、R3は水素原子又は炭素数1〜5の置換又は非
置換1価炭化水素基であり、nは1,2又は3、aは0
〜2の整数である。)なお、R1の2価炭化水素基とし
てはアルキレン基等を挙げることができ、R2,R3の1
価炭化水素基としてはアルキル基、アルケニル基、アリ
ール基、シクロアルキル基やハロゲン置換アルキル基等
を挙げることができる。(Wherein, R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 3 is a hydrogen atom or carbon number. 1 to 5 substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups, n is 1, 2 or 3, and a is 0
整数 2. ) As the divalent hydrocarbon group R 1 can be exemplified alkylene group, one of R 2, R 3
Examples of the valent hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a cycloalkyl group and a halogen-substituted alkyl group.
【0018】このようなスルフィド基を含有するシラン
カップリング剤としては具体的には、下記の化合物が挙
げられる。Specific examples of the silane coupling agent having a sulfide group include the following compounds.
【0019】[0019]
【化3】 Embedded image
【0020】このシランカップリング剤の使用量は、エ
ポキシ樹脂及び硬化剤100重量部に対して0.01〜
5重量部、より好ましくは0.1〜2重量部、更に好ま
しくは0.2〜1重量部とすることが好ましい。0.0
1重量部未満では十分な接着性の向上効果が得られない
場合があり、5重量部を超えると組成物の耐衝撃性が低
下する場合がある。The amount of the silane coupling agent is 0.01 to 100 parts by weight of the epoxy resin and the curing agent.
It is preferably 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight, still more preferably 0.2 to 1 part by weight. 0.0
If the amount is less than 1 part by weight, a sufficient effect of improving the adhesiveness may not be obtained, and if it exceeds 5 parts by weight, the impact resistance of the composition may decrease.
【0021】また、本発明の組成物には、上記シランカ
ップリング剤に加えて、他のシランカップリング剤を本
発明の効果を損なわない範囲で併用することができる。
具体的には、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシ
シラン等を挙げることができる。In the composition of the present invention, in addition to the above-mentioned silane coupling agent, other silane coupling agents can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.
Specifically, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ- Examples include aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and the like.
【0022】なお、上記シランカップリング剤の配合方
法は、これを直接他成分と同時に配合してもよく、シラ
ンカップリング剤で無機質充填剤を表面処理したものを
配合するようにしてもよい。The silane coupling agent may be mixed directly with other components, or may be obtained by surface-treating an inorganic filler with a silane coupling agent.
【0023】更に、本発明の組成物には、硬化促進剤を
添加することができる。具体的には、イミダゾールもし
くはその誘導体、ホスフィン誘導体、シクロアミジン誘
導体などを挙げることができる。触媒量としては、上記
エポキシ樹脂100部に対して0.01〜5部、特に
0.1〜2.5部とすることが好ましく、0.01部未
満では短時間で硬化させることができず、5部を超える
と硬化速度が速すぎて良好な成形品が得られない場合が
ある。Further, a curing accelerator can be added to the composition of the present invention. Specific examples include imidazole or a derivative thereof, a phosphine derivative, a cycloamidine derivative, and the like. The amount of the catalyst is preferably from 0.01 to 5 parts, particularly from 0.1 to 2.5 parts, based on 100 parts of the epoxy resin, and if it is less than 0.01 part, it cannot be cured in a short time. If it exceeds 5 parts, the curing rate may be too high to obtain a good molded product.
【0024】なお、本発明の組成物には、必要に応じ、
カルナバワックス、高級脂肪酸、合成ワックス類などの
離型剤、更に酸化アンチモン、リン化合物、アルキルチ
タネート類等など、その他の添加剤の1種又は2種以上
を配合することができる。In the composition of the present invention, if necessary,
Release agents such as carnauba wax, higher fatty acids, and synthetic waxes, and one or more other additives such as antimony oxide, phosphorus compounds, alkyl titanates, and the like can be added.
【0025】本発明のエポキシ樹脂組成物を得るには、
上述した各成分の所定量を均一に撹拌、混合し、次い
で、該混合物を予め70〜95℃に加熱してあるロー
ル、ニーダー、連続押し出し機等で溶融混練し、冷却
後、粉砕する等の種々の方法で得ることができる。To obtain the epoxy resin composition of the present invention,
A predetermined amount of each component described above is uniformly stirred and mixed, and then the mixture is melt-kneaded by a roll, a kneader, a continuous extruder, or the like, which has been previously heated to 70 to 95 ° C., cooled, and crushed. It can be obtained in various ways.
【0026】かくして得られる本発明のエポキシ樹脂組
成物は、DIP、QFP、PLCC、SOJ、TSO
P、TQFP等の半導体パッケージに有効であり、この
場合、従来より採用されている成形法、例えばトランス
ファー成形、インジェクション成形、注型法等を利用し
て行うことができる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成
物の成形温度は150〜180℃、ポストキュアーは1
50〜185℃で2〜16時間行うことが好ましい。The thus obtained epoxy resin composition of the present invention comprises DIP, QFP, PLCC, SOJ, TSO
It is effective for semiconductor packages such as P and TQFP, and in this case, it can be carried out by using a conventionally adopted molding method, for example, transfer molding, injection molding, casting method and the like. The molding temperature of the epoxy resin composition of the present invention is 150 to 180 ° C., and the post cure is 1
It is preferably performed at 50 to 185 ° C for 2 to 16 hours.
【0027】[0027]
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、以下の例において部はいずれも重量部
を示す。EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, all parts are parts by weight.
【0028】〔実施例、比較例〕下記に示すエポキシ樹
脂、フェノール樹脂及びシランカップリング剤を表1に
示す割合で使用し、比表面積1.4m2 /g、平均粒径
15μmの球状シリカ300部、比表面積2.5m2 /
g、平均粒径10μmの球状シリカ300部、比表面積
10m2 /g、平均粒径1.0μmの球状シリカ80
部、三酸化アンチモン8部、カルナバワックス1.2
部、カーボンブラック2.0部、硬化触媒としてトリフ
ェニルホスフィン1部を加えて得られた配合物を熱二本
ロールで均一に溶融混練して、エポキシ樹脂組成物を製
造した(実施例1〜3、比較例1〜3)。EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES Spherical silica 300 having a specific surface area of 1.4 m 2 / g and an average particle size of 15 μm was prepared by using the following epoxy resin, phenol resin and silane coupling agent in the ratio shown in Table 1. Part, specific surface area 2.5m 2 /
g, 300 parts of spherical silica having an average particle size of 10 μm, specific surface area of 10 m 2 / g, and spherical silica 80 having an average particle size of 1.0 μm.
Parts, antimony trioxide 8 parts, carnauba wax 1.2
Parts, 2.0 parts of carbon black, and 1 part of triphenylphosphine as a curing catalyst, and the resulting mixture was uniformly melt-kneaded with a hot two-roll to produce an epoxy resin composition. 3, Comparative Examples 1 to 3).
【0029】[0029]
【化4】 Embedded image
【0030】[0030]
【化5】 Embedded image
【0031】[0031]
【化6】 Embedded image
【0032】これらのエポキシ樹脂組成物について以下
の諸特性を測定した。結果を表1に併記する。The following properties were measured for these epoxy resin compositions. The results are also shown in Table 1.
【0033】(イ)スパイラルフロー EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃、70
kg/cm2 の条件で測定した。(A) Spiral flow Using a mold conforming to the EMMI standard, 175 ° C., 70 ° C.
It was measured under the condition of kg / cm 2 .
【0034】(ロ)機械的強度(曲げ強度、曲げ弾性
率) JIS−K6911に準じて175℃、70kg/cm
2 、成形時間2分の条件で10×10×4mmの試験片
を成形し、180℃で4時間ポストキュアーしたものを
室温で測定した。(B) Mechanical strength (flexural strength, flexural modulus) 175 ° C., 70 kg / cm according to JIS-K6911
2. A test specimen of 10 × 10 × 4 mm was molded under the condition of a molding time of 2 minutes, and a post-cured specimen at 180 ° C. for 4 hours was measured at room temperature.
【0035】(ハ)ガラス転移温度、膨張係数 175℃、70kg/cm2 、成形時間2分の条件で4
×4×15mmの試験片を成形し、180℃で4時間ポ
ストキュアーしたものを用い、TMA法により毎分5℃
で昇温させることにより測定した。(C) Glass transition temperature, expansion coefficient 175 ° C., 70 kg / cm 2 , molding time 2 minutes
A test piece of × 4 × 15 mm was molded and post-cured at 180 ° C. for 4 hours.
The temperature was measured by raising the temperature.
【0036】(ニ)接着性(1),(2) 42アロイ板に直径15mm、高さ5mmの円筒成形品
を175℃、70kg/cm2 、成形時間2分の条件で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした後、プッ
シュプルゲージで成形物と42アロイ板との接着力を測
定した(1)。同様に、42アロイ板に銀メッキをした
フレームとの接着力を測定した(2)。(D) Adhesiveness (1), (2) A cylindrical product having a diameter of 15 mm and a height of 5 mm was molded on a 42 alloy plate under the conditions of 175 ° C., 70 kg / cm 2 , and a molding time of 2 minutes. After 4 hours of post-curing, the adhesive strength between the molded product and the 42 alloy plate was measured with a push-pull gauge (1). Similarly, the adhesive strength to a 42-alloy plate and a silver-plated frame was measured (2).
【0037】(ホ)吸湿後の耐半田クラック性 7×7×0.4mmの大きさのシリコンチップを10×
14×1.4mmの大きさのQFP用リードフレーム
(42アロイ,パッド部銀メッキ)に接着し、これにエ
ポキシ樹脂組成物を成形条件175℃、70kg/cm
2 、成形時間2分で成形し、180℃で4時間ポストキ
ュアーした。このパッケージを85℃/85%RHの雰
囲気中72時間放置して吸湿処理を行った後、これを赤
外線リフロー炉(ma×240℃,10sec)を通過
させ、この時に発生するパッケージのクラック発生数を
調べた(n=20)。(E) Solder crack resistance after moisture absorption A silicon chip having a size of 7 × 7 × 0.4 mm was subjected to 10 ×
It is adhered to a lead frame for QFP (42 alloy, pad silver plating) having a size of 14 × 1.4 mm, and the epoxy resin composition is molded thereon at molding conditions of 175 ° C. and 70 kg / cm.
2. Molding was performed for 2 minutes and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. This package was left to stand in an atmosphere of 85 ° C./85% RH for 72 hours to perform a moisture absorption process, and then passed through an infrared reflow furnace (ma × 240 ° C., 10 sec), and the number of cracks generated in the package at this time Was investigated (n = 20).
【0038】(ヘ)耐湿性 4MRAMチップを20ピンのSOJフレームに接着
し、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件175℃、7
0kg/cm2 、成形時間2分の条件で成形し、180
℃で4時間ポストキュアーした。これを、121℃/1
00%RHの雰囲気に24時間放置して吸湿させた後、
260℃の半田浴に10秒浸漬し、更に、121℃/1
00%RH雰囲気中に300時間放置したときのアルミ
ニウム配線断線数/総数を測定した。(F) Moisture resistance A 4MRAM chip was adhered to a 20-pin SOJ frame, and the epoxy resin composition was molded thereon at molding conditions of 175 ° C., 7
Molding under the condition of 0 kg / cm 2 and molding time of 2 minutes, 180
Post-cured at 4 ° C. for 4 hours. This is carried out at 121 ° C./1
After leaving in an atmosphere of 00% RH for 24 hours to absorb moisture,
Immerse in a 260 ° C solder bath for 10 seconds,
The number of aluminum wiring disconnections / total number when left in a 00% RH atmosphere for 300 hours was measured.
【0039】[0039]
【表1】 [Table 1]
【0040】表1の結果より、本発明にかかる特定の構
造を有したシランカップリング剤を配合したエポキシ樹
脂組成物は、流動性、硬化性が良好であるとともに、高
接着性で、特に銀メッキに対し高接着であり、耐リフロ
ー性に優れた硬化物を与え、この硬化物の封止で信頼性
の高い半導体装置を得ることができることが確認され
た。From the results shown in Table 1, it can be seen that the epoxy resin composition containing the silane coupling agent having a specific structure according to the present invention has good flowability and curability, high adhesiveness, and especially silver. It was confirmed that a cured product having high adhesion to plating and excellent in reflow resistance was provided, and a highly reliable semiconductor device could be obtained by sealing the cured product.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、流動
性、効果性が良好であるとともに、基板、フレーム等と
の接着性に優れ、特に表面実装用パッケージの吸湿半田
時の耐クラック性及び耐湿性を向上させることができ
る。従って、IC、LSI、トランジスタ等のフルモー
ルドパッケージを封止すると、成形性に優れた信頼性の
高い半導体製品を生産良く製造できる。Industrial Applicability The epoxy resin composition of the present invention has good fluidity and effectiveness, as well as excellent adhesion to a substrate, a frame, etc., and is particularly effective in cracking resistance when absorbing moisture in a surface mounting package. Moisture resistance can be improved. Therefore, when a full-mold package such as an IC, an LSI, or a transistor is sealed, a highly reliable semiconductor product having excellent moldability can be manufactured with good productivity.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桜井 良彦 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (56)参考文献 特開 平4−85385(JP,A) 特開 昭59−124923(JP,A) 特開 平4−63860(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 63/00 - 63/10 C08K 5/548 H01L 23/29 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Yoshihiko Sakurai 1-10 Hitomi, Matsuida-machi, Usui-gun, Gunma Prefecture Inside Silicone Electronic Materials Research Laboratory Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (72) Toshio Shiobara Matsui, Usui-gun, Gunma Prefecture Hitomi Tamachi 1-10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Technology Laboratory (56) References JP-A-4-85385 (JP, A) JP-A-59-124923 (JP, A) JP-A-4 −63860 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 63/00-63/10 C08K 5/548 H01L 23/29
Claims (4)
を主成分とするエポキシ樹脂組成物において、更にシラ
ンカップリング剤として下記式(1)で示されるスルフ
ィド基を含有するシランカップリング剤を配合したこと
を特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【化1】 (式中、R1は炭素数1〜5の2価炭化水素基、R2は炭
素数1〜6の置換又は非置換の1価炭化水素基、R3は
水素原子又は炭素数1〜5の置換又は非置換1価炭化水
素基であり、nは1,2又は3、aは0〜2の整数であ
る。)1. An epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler as main components, and further containing a silane coupling agent having a sulfide group represented by the following formula (1) as a silane coupling agent. An epoxy resin composition characterized in that: Embedded image (Wherein, R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, R 3 is a hydrogen atom or 1 to 5 carbon atoms. Is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, n is 1, 2 or 3, and a is an integer of 0 to 2.)
対して上記式(1)で示されるスルフィド基を含有する
シランカップリング剤を0.01〜5重量部用いること
を特徴とする請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。2. A silane coupling agent having a sulfide group represented by the above formula (1) is used in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin and the curing agent. The epoxy resin composition according to the above.
のエポキシ樹脂組成物。3. The epoxy resin composition according to claim 1, which is used for encapsulating a semiconductor.
物の硬化物で封止された半導体装置。4. A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1.
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- 1994-12-01 JP JP32358394A patent/JP3240861B2/en not_active Expired - Lifetime
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