JP3267144B2 - Epoxy resin composition for sealing material and semiconductor device using the same - Google Patents

Epoxy resin composition for sealing material and semiconductor device using the same

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JP3267144B2
JP3267144B2 JP6694796A JP6694796A JP3267144B2 JP 3267144 B2 JP3267144 B2 JP 3267144B2 JP 6694796 A JP6694796 A JP 6694796A JP 6694796 A JP6694796 A JP 6694796A JP 3267144 B2 JP3267144 B2 JP 3267144B2
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sealing material
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等の封止に
使用される封止材用エポキシ樹脂組成物及びそれを用い
た半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for a sealing material used for sealing a semiconductor or the like, and a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置などの電子部品の封止方法と
して、セラミックや、熱硬化性樹脂を用いる方法が、従
来より行われている。なかでも、エポキシ樹脂組成物に
よる封止が、経済性及び性能のバランスより好ましく、
広く行われている。この封止材用エポキシ樹脂組成物
(以下封止樹脂と記す)により封止された半導体装置
は、例えばリードフレーム用金属上に半導体素子を搭載
し、その半導体素子とリードフレームをボンディングワ
イヤー等を用いて電気的に接続し、半導体素子の全体及
びリードフレームの一部を、封止樹脂で封止して形成さ
れている。
2. Description of the Related Art As a method for sealing electronic components such as semiconductor devices, a method using ceramic or thermosetting resin has been conventionally used. Among them, sealing with an epoxy resin composition is more preferable than the balance between economy and performance,
Widely used. A semiconductor device sealed with the epoxy resin composition for a sealing material (hereinafter referred to as a sealing resin) has, for example, a semiconductor element mounted on a metal for a lead frame, and the semiconductor element and the lead frame are bonded with a bonding wire or the like. They are electrically connected to each other, and are formed by sealing the entire semiconductor element and a part of the lead frame with a sealing resin.

【0003】上記リードフレームとしては、電気伝導性
の性能の点より銅合金製のリードフレームや、熱膨張率
の性能の点より42アロイ合金製のリードフレームが一
般に使用されている。これらのリードフレームは、金線
等のボンディングワイヤーとの接着性が低いため、リー
ドフレームのボンディングワイヤーと接続しようとする
部分にあらかじめ銀メッキや金メッキを行った後、ボン
ディングワイヤーと接続し、接続の信頼性を改良する方
法が検討されている。
As the above-mentioned lead frame, a lead frame made of a copper alloy from the viewpoint of electric conductivity and a lead frame made of a 42 alloy alloy from the viewpoint of the coefficient of thermal expansion are generally used. Since these lead frames have low adhesion to bonding wires such as gold wires, the parts to be connected to the bonding wires of the lead frame are plated in advance with silver or gold, then connected to the bonding wires, and the connection is made. Methods to improve reliability are being considered.

【0004】また、封止樹脂の硬化物(以下樹脂硬化物
と記す)が吸湿すると、電子部品を母基板に実装する時
のハンダ付けの熱衝撃により、吸湿水分が急激に膨張し
て、樹脂硬化物の内部にクラックが発生し、信頼性が低
下するという問題が発生する場合があった。そのため吸
湿ハンダ耐熱性の改良として、封止樹脂中に無機充填材
を充填することにより封止樹脂中の吸湿しやすい成分で
あるエポキシ樹脂の割合を減らし樹脂硬化物の吸湿量を
減らす方法や、吸湿率の低いエポキシ樹脂等を用いる方
法や、無機充填材の表面をシランカップリング剤等によ
り処理したものを用いる方法等が検討されている。
Further, when a cured product of a sealing resin (hereinafter referred to as a cured resin) absorbs moisture, the moisture absorbed by the soldering at the time of mounting the electronic component on the mother board expands rapidly, and the moisture is expanded. There was a case where cracks were generated inside the cured product and the reliability was reduced. Therefore, as an improvement in the moisture absorption solder heat resistance, by filling the sealing resin with an inorganic filler to reduce the proportion of the epoxy resin, which is a component that is easily absorbed by the sealing resin, to reduce the amount of moisture absorption of the cured resin, A method using an epoxy resin or the like having a low moisture absorption rate, a method using a material obtained by treating the surface of an inorganic filler with a silane coupling agent or the like have been studied.

【0005】この吸湿率の低いエポキシ樹脂を用いる方
法として、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を用い
る方法が検討されている。
As a method using an epoxy resin having a low moisture absorption, a method using a dicyclopentadiene type epoxy resin is being studied.

【0006】しかし封止樹脂中に無機充填材を高い比率
で含有させ、かつ、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹
脂を全エポキシ樹脂中に高い比率で含有させて吸湿ハン
ダ耐熱性を改良した場合、成形性が低下して樹脂硬化物
の内部に気泡が残ったり、実際に半導体装置を使用する
ときに曝される温度サイクルにより、リードフレームの
銀メッキを行った部分等と樹脂硬化物との接合部に、こ
れらの接着性が低いためと推定されるが、クラックが発
生する場合があった。そのため封止樹脂中に無機充填材
を高い比率で含有させ、かつ、ジシクロペンタジエン型
エポキシ樹脂を全エポキシ樹脂中に高い比率で含有させ
ても、成形性が優れ、かつ、リードフレームと樹脂硬化
物との接着性が高い封止ができる封止樹脂が求められて
いる。
However, when an inorganic filler is contained at a high ratio in the sealing resin and a dicyclopentadiene type epoxy resin is contained at a high ratio in all the epoxy resins to improve the heat resistance to moisture absorption, the moldability is increased. Is reduced and air bubbles remain inside the cured resin, or due to the temperature cycle exposed when actually using the semiconductor device, the joint between the silver plated part of the lead frame etc. and the cured resin It is presumed that the adhesion was low, but cracks sometimes occurred. Therefore, even if a high ratio of inorganic filler is contained in the sealing resin, and a high ratio of dicyclopentadiene-type epoxy resin is contained in all epoxy resins, the moldability is excellent and the lead frame and the resin are cured. There is a demand for a sealing resin capable of sealing with high adhesiveness to an object.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、封止樹脂中に無機充
填材を高い比率で含有させ、かつ、ジシクロペンタジエ
ン型エポキシ樹脂を全エポキシ樹脂中に高い比率で含有
させた封止樹脂であって、リードフレームと樹脂硬化物
との接着性、及び成形性が共に優れた封止樹脂を提供す
ることを目的とする。また、この封止樹脂を用いたリー
ドフレームと樹脂硬化物との接着性、及び成形性が共に
優れた半導体装置を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and contains an inorganic filler in a high ratio in a sealing resin and a dicyclopentadiene type epoxy resin. Is a sealing resin in which is contained in a high ratio in all epoxy resins, and an object thereof is to provide a sealing resin excellent in both adhesiveness between a lead frame and a cured resin and moldability. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device which is excellent in both adhesiveness and moldability between a lead frame and a cured resin using the sealing resin.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
封止樹脂(封止材用エポキシ樹脂組成物)は、エポキシ
樹脂、硬化剤、無機充填材及びシランカップリング剤を
配合してなる封止樹脂であって、封止樹脂100重量部
中に、無機充填材を70〜95重量部含有し、かつ、全
エポキシ樹脂100重量部中に、ジシクロペンタジエン
型エポキシ樹脂を40〜100重量部含有する封止樹脂
において、シランカップリング剤として、下記式(a)
で表されるシラン化合物及び下記式(b)で表されるシ
ラン化合物を配合していることを特徴とする。
The sealing resin (epoxy resin composition for sealing material) according to claim 1 of the present invention comprises an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler and a silane coupling agent. A sealing resin comprising 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler in 100 parts by weight of the sealing resin, and 40 to 100 parts by weight of a dicyclopentadiene type epoxy resin in 100 parts by weight of all epoxy resins. In a sealing resin containing parts by weight, the following formula (a) is used as a silane coupling agent.
And a silane compound represented by the following formula (b).

【0009】[0009]

【化3】 Embedded image

【0010】[0010]

【化4】 Embedded image

【0011】本発明の請求項2に係る封止樹脂は、請求
項1記載の封止樹脂において、無機充填材が、シリカを
含有していることを特徴とする。
[0011] A sealing resin according to a second aspect of the present invention is the sealing resin according to the first aspect, wherein the inorganic filler contains silica.

【0012】本発明の請求項3に係る半導体装置は、請
求項1又は請求項2記載の封止樹脂を用いて、リードフ
レームに搭載された半導体素子を封止してなる。
According to a third aspect of the present invention, a semiconductor device mounted on a lead frame is sealed by using the sealing resin according to the first or second aspect.

【0013】本発明によると、上記式(a)及び上記式
(b)で表されるシランカップリング剤を封止樹脂に配
合しているため、無機充填材を、封止樹脂100重量部
中に70〜95重量部含有し、かつ、全エポキシ樹脂1
00重量部中に、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂
を40〜100重量部含有した封止樹脂であっても、こ
れらのシランカップリング剤が、無機充填材とリードフ
レームとの密着力、及び成形性を改善するため、リード
フレームと樹脂硬化物との接着性、及び成形性が共に優
れた封止ができる。
According to the present invention, the silane coupling agents represented by the above formulas (a) and (b) are mixed in the sealing resin, so that the inorganic filler is used in 100 parts by weight of the sealing resin. 70 to 95 parts by weight, and total epoxy resin 1
Even if the sealing resin contains 40 to 100 parts by weight of a dicyclopentadiene-type epoxy resin in 00 parts by weight, these silane coupling agents may cause the adhesion between the inorganic filler and the lead frame, and the moldability. In order to improve the sealing property, it is possible to perform sealing with excellent adhesiveness and moldability between the lead frame and the cured resin.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の封止樹脂は、少なくとも
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、硬化剤、無機充
填材及びシランカップリング剤として、上記式(a)で
表されるシラン化合物及び上記式(b)で表されるシラ
ン化合物を配合してなる。上記式(a)で表されるシラ
ン化合物及び上記式(b)で表されるシラン化合物を共
に配合していることが重要であり、これらのシランカッ
プリング剤を配合していない場合又は一方のみ配合して
いる場合は、リードフレームとの接着性が低下したり成
形性が低下する。なお、上記式(a)で表されるシラン
化合物の内、下記式(c)で表されるN−フェニル−γ
−アミノプロピルトリメトキシシランを用い、上記式
(b)で表されるシラン化合物の内、下記式(d)で表
されるγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを用
いた場合、接着性及び成形性を改良する効果が大きく好
ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The sealing resin of the present invention comprises at least a dicyclopentadiene type epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler and a silane coupling agent, a silane compound represented by the above formula (a) and a silane coupling agent. A silane compound represented by (b) is blended. It is important that the silane compound represented by the above formula (a) and the silane compound represented by the above formula (b) are blended together, and when these silane coupling agents are not blended or only one of them is used. When it is blended, the adhesion to the lead frame is reduced and the formability is reduced. In addition, among the silane compounds represented by the above formula (a), N-phenyl-γ represented by the following formula (c)
When aminopropyltrimethoxysilane is used and γ-mercaptopropyltrimethoxysilane represented by the following formula (d) is used among the silane compounds represented by the formula (b), the adhesiveness and moldability are improved. The effect of improvement is large and preferable.

【0015】[0015]

【化5】 Embedded image

【0016】[0016]

【化6】 Embedded image

【0017】なお、上記式(a)で表されるシランカッ
プリング剤及び上記式(b)で表されるシランカップリ
ング剤を、無機充填材100重量部に対して、それぞれ
0.05〜1.5重量部、より好ましくは0.1〜1.
0重量部配合していることが好ましい。0.05重量部
未満の場合は、接着性や成形性を改良する効果が小さ
く、1.5重量部を越える場合は、樹脂硬化物の強度が
低下し問題となる。
The silane coupling agent represented by the above formula (a) and the silane coupling agent represented by the above formula (b) are each added in an amount of 0.05 to 1 with respect to 100 parts by weight of the inorganic filler. 0.5 parts by weight, more preferably 0.1-1.
It is preferable to mix 0 parts by weight. When the amount is less than 0.05 part by weight, the effect of improving the adhesiveness and moldability is small, and when the amount exceeds 1.5 parts by weight, the strength of the cured resin is reduced, which is problematic.

【0018】なお、シランカップリング剤としては、上
記式(a)で表されるシラン化合物及び上記式(b)で
表されるシラン化合物のみを配合していることに限定す
るものではなく、更に必要に応じて、γ−ウレイドプロ
ピルトリメトキシシラン等の、上記式(a)で表される
化合物以外のアミノシランや、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン等のエポキシシラン等を配合して
いてもよい。また、これらのシランカップリング剤は、
封止樹脂に直接添加してもよいが、あらかじめ無機充填
材に直接噴霧する方法や、シランカップリング剤を溶か
した溶液に無機充填材を浸漬する方法等により無機充填
材をシランカップリング剤で処理したのち、封止樹脂に
添加する方法の場合、封止樹脂に直接添加する場合と比
較して、樹脂硬化物とリードフレームとの接着性の改良
や、成形性を改良する効果を確実に得ることができ好ま
しい。
The silane coupling agent is not limited to a mixture of only the silane compound represented by the above formula (a) and the silane compound represented by the above formula (b). If necessary, aminosilanes other than the compound represented by the above formula (a), such as γ-ureidopropyltrimethoxysilane, and epoxysilanes, such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, may be added. Good. Also, these silane coupling agents,
The inorganic filler may be added directly to the sealing resin, but the inorganic filler may be sprayed directly onto the inorganic filler in advance, or the inorganic filler may be immersed in a solution in which the silane coupling agent has been dissolved. After the treatment, in the case of adding to the sealing resin, the effect of improving the adhesiveness between the cured resin and the lead frame and improving the moldability are surely compared to the case of adding directly to the sealing resin. It is preferable because it can be obtained.

【0019】本発明で使用する無機充填材としては特に
限定するものではなく、例えば結晶シリカ、非晶質シリ
カ、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、窒化ケイ素、タルク、ケイ酸カ
ルシウム等が挙げられる。上記無機充填材は、単独で用
いても、2種類以上を併用してもよい。なお、無機充填
材を、封止樹脂100重量部中に、70〜95重量部含
有することが重要である。無機充填材が70重量部未満
の場合、樹脂硬化物の吸湿量が増加し、吸湿ハンダ耐熱
性が低下する場合があり問題となり、95重量部を越え
る場合、封止樹脂の粘度が高くなり、封止する際の成形
性が低下し問題となる。なお、無機充填材として結晶シ
リカ又は非晶質シリカ等のシリカを用いた場合、樹脂硬
化物の線膨張係数が小さくなり、半導体素子の線膨張係
数に近づくため好ましい。
The inorganic filler used in the present invention is not particularly limited. For example, crystalline silica, amorphous silica, alumina, magnesia, titanium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, silicon nitride, talc, calcium silicate And the like. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more. It is important that the inorganic filler is contained in an amount of 70 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the sealing resin. When the amount of the inorganic filler is less than 70 parts by weight, the amount of moisture absorption of the cured resin increases, and the moisture absorption solder heat resistance may decrease, and when the amount exceeds 95 parts by weight, the viscosity of the sealing resin increases, There is a problem that the moldability at the time of sealing is reduced. In addition, it is preferable to use silica such as crystalline silica or amorphous silica as the inorganic filler because the coefficient of linear expansion of the cured resin becomes small and approaches the linear expansion coefficient of the semiconductor element.

【0020】本発明で使用するエポキシ樹脂としてはジ
シクロペンタジエン型エポキシ樹脂を、全エポキシ樹脂
100重量部中に40〜100重量部含有することが重
要である。40重量部未満の場合は、吸湿率が上昇して
吸湿ハンダ耐熱性が低下する場合がある。なお、ジシク
ロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、例えば、下記
式(e),式(f)で表わされる化合物等が挙げられ
る。なお、式(e)中pは、0又は正の数を表し、式
(f)中qは、0又は正の数を表す。なお、下記式
(e)で表されるエポキシ樹脂が、吸湿ハンダ耐熱性を
改良する効果が大きく好ましい。
It is important that the epoxy resin used in the present invention contains 40 to 100 parts by weight of a dicyclopentadiene type epoxy resin per 100 parts by weight of the total epoxy resin. If the amount is less than 40 parts by weight, the moisture absorption rate may increase and the moisture absorption solder heat resistance may decrease. The dicyclopentadiene type epoxy resin includes, for example, compounds represented by the following formulas (e) and (f). In addition, in Formula (e), p represents 0 or a positive number, and q in Formula (f) represents 0 or a positive number. In addition, the epoxy resin represented by the following formula (e) has a large effect of improving the moisture absorption solder heat resistance, and thus is preferable.

【0021】[0021]

【化7】 Embedded image

【0022】[0022]

【化8】 Embedded image

【0023】本発明で使用するエポキシ樹脂としてはジ
シクロペンタジエン型エポキシ樹脂のみに限定するもの
ではなく、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を、全
エポキシ樹脂100重量部中に40重量部以上含有する
ように配合した場合、例えばクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、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、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等
を併用することができ、これらを単独で用いても、2種
類以上を併用してもよい。なお、ビフェニル型エポキシ
樹脂を併用すると、更に吸湿ハンダ耐熱性が向上して好
ましい。
The epoxy resin used in the present invention is not limited to the dicyclopentadiene type epoxy resin alone, and the dicyclopentadiene type epoxy resin should be contained in an amount of 40 parts by weight or more per 100 parts by weight of the total epoxy resin. When blended, for example, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin and the like can be used in combination. They may be used alone or in combination of two or more. In addition, it is preferable to use a biphenyl-type epoxy resin in combination, since the moisture absorption solder heat resistance is further improved.

【0024】本発明で使用する硬化剤としては、エポキ
シ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定する
ものではなく、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、ナフトールノボラック樹脂、ア
ラルキル型フェノール樹脂等の各種ノボラック樹脂、無
水フタル酸、無水ピロメット酸等の酸無水物、ジアミノ
ジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン等の芳香族
アミン等が挙げられる。上記硬化剤は、単独で用いて
も、2種類以上を併用してもよく、その配合量として
は、通常エポキシ樹脂に対して、当量比で0.5〜1.
5の範囲で配合される。なお、下記式(g)で表わされ
るアラルキル型フェノール樹脂を用いた場合、樹脂の吸
湿率が低くなるため、吸湿ハンダ耐熱性が向上し好まし
い。なお、式(g)中rは0又は正の整数を表す。アラ
ルキル型フェノール樹脂は、フェノール、クレゾール等
のフェノール類と、アラルキルエーテル類との反応で得
られる樹脂である。
The curing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it reacts with an epoxy resin and cures. For example, a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a naphthol novolak resin, an aralkyl type phenol resin, etc. Novolak resins, acid anhydrides such as phthalic anhydride and pyrometic anhydride, and aromatic amines such as diaminodiphenylmethane and metaphenylenediamine. The above-mentioned curing agents may be used alone or in combination of two or more kinds. The amount of the curing agent is usually 0.5 to 1.
It is blended in the range of 5. In addition, when an aralkyl-type phenol resin represented by the following formula (g) is used, the moisture absorption of the resin is low, and thus the moisture absorption solder heat resistance is improved, which is preferable. In the formula (g), r represents 0 or a positive integer. The aralkyl type phenol resin is a resin obtained by reacting a phenol such as phenol or cresol with an aralkyl ether.

【0025】[0025]

【化9】 Embedded image

【0026】また、硬化剤として上記式(g)で表わさ
れるアラルキル型フェノール樹脂のフェノール部をα−
ナフトールに代えた、下記式(h)で表わされるフェノ
ール樹脂を含有する場合も、樹脂の吸湿率が低くなるた
め、吸湿ハンダ耐熱性が向上し好ましい。なお、式
(h)中sは0又は正の整数を表す。
The phenol moiety of the aralkyl-type phenolic resin represented by the above formula (g) is α-
When a phenol resin represented by the following formula (h) is contained instead of naphthol, the moisture absorption rate of the resin is low, so that the moisture absorption solder heat resistance is improved, which is preferable. In addition, in Formula (h), s represents 0 or a positive integer.

【0027】[0027]

【化10】 Embedded image

【0028】本発明の封止樹脂には、必要に応じて、硬
化促進剤、離型剤、着色剤、低応力化剤及び難燃剤等を
配合させることもできる。硬化促進剤としては例えば、
1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン等
の三級アミン化合物、2−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等のイミ
ダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、トリブチル
ホスフィン等の有機ホスフィン化合物等が挙げられる。
離型剤としては例えば、カルナバワックス、ステアリン
酸、モンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィン等
が挙げられる。着色剤としては例えば、カーボンブラッ
ク、酸化チタン等が挙げられる。低応力化剤としては例
えば、シリコーンゲル、シリコーンゴム、シリコーンオ
イル等が挙げられる。難燃剤としては例えば、三酸化ア
ンチモン、ハロゲン化合物、リン化合物等が挙げられ
る。これらの硬化促進剤、離型剤、着色剤、低応力化剤
及び難燃剤等は2種類以上を併用することもできる。
[0028] The sealing resin of the present invention may contain a curing accelerator, a release agent, a coloring agent, a low stress agent, a flame retardant, and the like, if necessary. As a curing accelerator, for example,
1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-
7, tertiary amine compounds such as triethylenediamine and benzyldimethylamine, imidazole compounds such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole, triphenylphosphine And organic phosphine compounds such as tributylphosphine.
Examples of the release agent include carnauba wax, stearic acid, montanic acid, and a carboxyl group-containing polyolefin. Examples of the coloring agent include carbon black and titanium oxide. Examples of the low stress agent include silicone gel, silicone rubber, silicone oil and the like. Examples of the flame retardant include antimony trioxide, halogen compounds, phosphorus compounds and the like. Two or more of these curing accelerators, release agents, coloring agents, stress reducing agents, flame retardants and the like can be used in combination.

【0029】本発明の封止樹脂は、均一に混合され、混
練されていることが好ましい。混練の方法としては例え
ば、ロール、ニーダー、ミキサー等を用いて加熱して行
われ、その後冷却、粉砕するなどの方法で封止樹脂は製
造される。
It is preferable that the sealing resin of the present invention is uniformly mixed and kneaded. As a method of kneading, for example, a sealing resin is manufactured by heating using a roll, a kneader, a mixer, or the like, and then cooling, pulverizing, or the like.

【0030】[0030]

【実施例】【Example】

(実施例1〜7、比較例1〜3)封止樹脂として、下記
の3種類のエポキシ樹脂、3種類の硬化剤、3種類のシ
ランカップリング剤、無機充填材、硬化促進剤、着色
剤、難燃剤及び離型剤を表1及び表2に示す重量比で配
合した。
(Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 3) As sealing resins, the following three types of epoxy resins, three types of curing agents, three types of silane coupling agents, inorganic fillers, curing accelerators, and coloring agents , A flame retardant and a release agent were blended in the weight ratios shown in Tables 1 and 2.

【0031】・エポキシ樹脂ア:上記式(e)で表され
る、エポキシ当量が260のジシクロペンタジエン型エ
ポキシ樹脂[大日本インキ社製、商品名HP7200] ・エポキシ樹脂イ:エポキシ当量が192のビフェニル
型エポキシ樹脂[油化シェル社製、商品名YX4000
H] ・エポキシ樹脂ウ:エポキシ当量が400のテトラブロ
モビスフェノールA型エポキシ樹脂 ・硬化剤カ:上記式(g)で表される、水酸基当量17
0のアラルキル型フェノール樹脂[三井東圧化学社製、
商品名ミレックスXL−225−3L] ・硬化剤キ:上記式(h)で表される、水酸基当量21
0のフェノール樹脂[新日鉄化学社製、商品名SN18
0] ・硬化剤ク:水酸基当量105のフェノールノボラック
樹脂[荒川化学社製、商品名タマノール752] ・シランカップリング剤サ:上記式(c)で表されるN
−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
[信越化学工業社製、商品名KBM573] ・シランカップリング剤シ:上記式(d)で表されるγ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン[東芝シリコ
ーン社製、商品名TSL8380E] ・シランカップリング剤ス:エポキシシラン[東レダウ
コーニング社製、商品名SH6040] ・無機充填剤:非晶質シリカ[電気化学工業社製、商品
名FB74] ・硬化促進剤:トリフェニルホスフィン ・着色剤:カーボンブラック ・難燃剤:三酸化アンチモン ・離型剤:カルナバワックス
Epoxy resin a: a dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the above formula (e) and having an epoxy equivalent of 260 [HP7200, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.] Epoxy resin a: an epoxy equivalent of 192 Biphenyl type epoxy resin [YX4000 manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.
H] ・ Epoxy resin c: Tetrabromobisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 400 ・ Curing agent f: Hydroxyl equivalent 17 represented by the above formula (g)
0 aralkyl type phenolic resin [Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.
Trade name: MILEX XL-225-3L] Curing agent: hydroxyl equivalent 21 represented by the above formula (h)
0 phenolic resin [Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name SN18
0] Curing agent: Phenol novolak resin having a hydroxyl equivalent of 105 [Tamanol 752, manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.] Silane coupling agent: N represented by the above formula (c)
-Phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane [manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name KBM573] • Silane coupling agent: γ represented by the above formula (d)
-Mercaptopropyltrimethoxysilane [manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd., trade name: TSL8380E]-Silane coupling agent: epoxy silane [manufactured by Toray Dow Corning, trade name: SH6040]-Inorganic filler: amorphous silica [Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.] Manufactured and trade name: FB74]-Curing accelerator: triphenylphosphine-Colorant: carbon black-Flame retardant: antimony trioxide-Release agent: carnauba wax

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】なお、上記シランカップリング剤は、あら
かじめ無機充填剤に直接噴霧して表面処理した後、配合
した。上記の各原料を混合した後、加熱ロールを用い
て、温度85℃で5分間混練し、次いで冷却した。その
後、粉砕して封止樹脂を得た。
The above-mentioned silane coupling agent was blended after directly spraying it onto an inorganic filler and subjecting it to a surface treatment. After mixing the above respective raw materials, the mixture was kneaded at a temperature of 85 ° C. for 5 minutes using a heating roll, and then cooled. Then, it was pulverized to obtain a sealing resin.

【0035】(評価)実施例1〜7及び比較例1〜3で
得られた封止樹脂を用いて、評価用サンプルを下記の方
法で作製し、その評価用サンプルの、密着性、成形性、
吸湿ハンダ耐熱性及び吸湿率を下記の方法で測定した。
(Evaluation) Using the sealing resins obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, an evaluation sample was prepared by the following method, and the evaluation sample was evaluated for adhesion and moldability. ,
The moisture absorption heat resistance and the moisture absorption were measured by the following methods.

【0036】密着性は、銀メッキを全面に施した厚み
0.5mmの銅板の片面に、プリン型評価用サンプル
を、トランスファー成形機を用いて、170℃の温度で
90秒成形した後、175℃の温度で6時間、後硬化し
て作製した。次いでこの評価用サンプルを、プッシュプ
ルゲージを用いて剪断方向に引っ張り、破断したときの
強度を求めた。
The adhesion was determined by forming a pudding-type evaluation sample on one side of a 0.5 mm-thick copper plate having silver plating applied over the entire surface at a temperature of 170 ° C. for 90 seconds using a transfer molding machine. It was made by post-curing at a temperature of ° C for 6 hours. Next, this evaluation sample was pulled in the shearing direction using a push-pull gauge, and the strength at the time of breaking was determined.

【0037】成形性は、9.6×9.6×0.4mmの
半導体素子を厚み150μmの銀メッキを施した銅合金
製のリードフレームに銀ペーストで接着した後、15×
19×1.8mmの60ピンQFP型評価用サンプル
(半導体装置)を、密着性の評価用サンプルと同様にし
て作製した。次いでこの評価用サンプル10個の内部の
気泡残留を、超音波探査装置(キャノン社製、M−70
0II)を用いて観察し、直径0.3mm以上の気泡が
残留したものを不良として求めた。
The moldability was determined by bonding a 9.6 × 9.6 × 0.4 mm semiconductor element to a 150 μm thick silver plated copper alloy lead frame with a silver paste,
A 19 × 1.8 mm 60-pin QFP type evaluation sample (semiconductor device) was prepared in the same manner as the adhesion evaluation sample. Next, the residual air bubbles inside the ten evaluation samples were measured using an ultrasonic probe (M-70, manufactured by Canon Inc.).
0II) was observed, and those in which bubbles having a diameter of 0.3 mm or more remained were determined as defective.

【0038】吸湿ハンダ耐熱性は、成形性の評価用サン
プルと同様の60ピンQFP型評価用サンプルを同様に
作製した。次いでこの評価用サンプル10個を85℃/
85%RHの条件で72時間処理した後、250℃のハ
ンダに10秒浸漬した。次いで評価用サンプルを半分に
切断し、切断面を研磨した後、顕微鏡でクラックの発生
の大きさを観察した。クラックの大きさが75μm以上
のものを不良として求めた。
As for the moisture absorption solder heat resistance, a 60-pin QFP type evaluation sample similar to the moldability evaluation sample was prepared in the same manner. Next, 10 samples for evaluation were subjected to 85 ° C /
After being treated under the condition of 85% RH for 72 hours, it was immersed in 250 ° C. solder for 10 seconds. Next, the evaluation sample was cut in half, and the cut surface was polished, and then the size of cracks was observed with a microscope. Cracks having a size of 75 μm or more were determined to be defective.

【0039】吸湿率は、直径50mm厚み3mmの円盤
型評価用サンプルを、密着性の評価用サンプルと同様に
して作製した後、125℃の温度で16時間乾燥し、次
いで85℃/85%RHの条件で72時間処理した後、
125℃の温度で16時間乾燥した直後の重量との差を
測定して増加率を計算して求めた。
The moisture absorption was determined by preparing a disk-shaped evaluation sample having a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm in the same manner as the adhesion evaluation sample, drying at 125 ° C. for 16 hours, and then heating at 85 ° C./85% RH. After processing for 72 hours under the conditions of
The difference from the weight immediately after drying at a temperature of 125 ° C. for 16 hours was measured to calculate the increase rate.

【0040】(結果)結果は表1及び表2に示したよう
に、各実施例は比較例1と比較して、密着性が良好であ
り、各実施例は比較例2及び比較例3と比較して、成形
性が良好であることが確認された。すなわち、各実施例
は密着性及び成形性が共に良好であることが確認され
た。また、各実施例は各比較例と比較して、吸湿ハンダ
耐熱性及び吸湿率が同等か、やや優れることが確認され
た。
(Results) As shown in Tables 1 and 2, each Example had better adhesion than Comparative Example 1 and each Example had better adhesion than Comparative Examples 2 and 3. In comparison, it was confirmed that the moldability was good. That is, it was confirmed that each of the examples had good adhesion and moldability. In addition, it was confirmed that each example had the same or slightly better moisture absorption solder heat resistance and moisture absorption rate than the comparative examples.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の請求項1及び請求項2に係る封
止樹脂は、上記式(a)及び上記式(b)で表されるシ
ランカップリング剤を封止樹脂に配合しているため、封
止樹脂中に無機充填材を高い比率で含有させ、かつ、ジ
シクロペンタジエン型エポキシ樹脂を全エポキシ樹脂中
に高い比率で含有させた封止樹脂であっても、この封止
樹脂を用いて封止をすると、リードフレームと樹脂硬化
物との接着性、及び成形性が共に優れた封止品が得られ
る。
According to the first and second aspects of the present invention, the sealing resin contains the silane coupling agents represented by the above formulas (a) and (b). Therefore, even if the sealing resin contains a high ratio of the inorganic filler in the sealing resin, and contains a high ratio of the dicyclopentadiene-type epoxy resin in all the epoxy resins, When sealing is performed using the resin, a sealed product excellent in both the adhesiveness between the lead frame and the cured resin and the moldability can be obtained.

【0042】本発明の請求項3に係る半導体装置は、リ
ードフレームと樹脂硬化物との接着性、及び成形性が共
に優れた半導体装置となる。
The semiconductor device according to the third aspect of the present invention is a semiconductor device excellent in both adhesiveness and moldability between the lead frame and the cured resin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 23/31 (56)参考文献 特開 平5−32867(JP,A) 特開 平7−82341(JP,A) 特開 平8−20673(JP,A) 特開 平6−69380(JP,A) 特開 平5−86265(JP,A) 特開 平7−242732(JP,A) 特開 平3−62845(JP,A) 特開 平9−169891(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 63/00 - 63/10 C08K 3/36 C08K 5/544 C08K 5/58 H01L 23/29 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 23/31 (56) References JP-A-5-32867 (JP, A) JP-A-7-82341 (JP, A) JP-A-8-20673 (JP, A) JP-A-6-69380 (JP, A) JP-A-5-86265 (JP, A) JP-A-7-242732 (JP, A) JP-A-3-62845 (JP JP, A) JP-A-9-169891 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 63/00-63/10 C08K 3/36 C08K 5/544 C08K 5 / 58 H01L 23/29

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材及び
シランカップリング剤を配合してなる封止材用エポキシ
樹脂組成物であって、封止材用エポキシ樹脂組成物10
0重量部中に、無機充填材を70〜95重量部含有し、
かつ、全エポキシ樹脂100重量部中に、ジシクロペン
タジエン型エポキシ樹脂を40〜100重量部含有する
封止材用エポキシ樹脂組成物において、シランカップリ
ング剤として、下記式(a)で表されるシラン化合物及
び下記式(b)で表されるシラン化合物を配合している
ことを特徴とする封止材用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 (式中R1 ,R3 ,R4 は水素又は炭素数1〜12の一
価の炭化水素基、R2は炭素数1〜12の二価の炭化水
素基、nは1〜3の整数を表す。) 【化2】 (式中R5 は炭素数1〜12の二価の炭化水素基、
6 ,R7 は水素又は炭素数1〜12の一価の炭化水素
基、mは1〜3の整数を表す。)
1. An epoxy resin composition for a sealing material comprising an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler and a silane coupling agent, wherein the epoxy resin composition for a sealing material is
In 0 parts by weight, 70 to 95 parts by weight of an inorganic filler is contained,
In addition, an epoxy resin composition for a sealing material containing 40 to 100 parts by weight of a dicyclopentadiene type epoxy resin in 100 parts by weight of all epoxy resins is represented by the following formula (a) as a silane coupling agent. An epoxy resin composition for a sealing material, comprising a silane compound and a silane compound represented by the following formula (b). Embedded image (Wherein R 1 , R 3 and R 4 are hydrogen or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, R 2 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 3) Represents the following.) (Wherein R 5 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms,
R 6 and R 7 are hydrogen or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and m represents an integer of 1 to 3. )
【請求項2】 無機充填材が、シリカを含有しているこ
とを特徴とする請求項1記載の封止材用エポキシ樹脂組
成物。
2. The epoxy resin composition for a sealing material according to claim 1, wherein the inorganic filler contains silica.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の封止材用エ
ポキシ樹脂組成物を用いて、リードフレームに搭載され
た半導体素子を封止してなる半導体装置。
3. A semiconductor device obtained by sealing a semiconductor element mounted on a lead frame using the epoxy resin composition for a sealing material according to claim 1.
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