JPH01251744A - Resin-sealed semiconductor device - Google Patents

Resin-sealed semiconductor device

Info

Publication number
JPH01251744A
JPH01251744A JP7870188A JP7870188A JPH01251744A JP H01251744 A JPH01251744 A JP H01251744A JP 7870188 A JP7870188 A JP 7870188A JP 7870188 A JP7870188 A JP 7870188A JP H01251744 A JPH01251744 A JP H01251744A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
tetracarboxylic acid
bis
polyimide resin
polyimide
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.)
Pending
Application number
JP7870188A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Oba
正幸 大場
Yukihiro Mikogami
御子神 ▲とも▼公
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7870188A priority Critical patent/JPH01251744A/en
Publication of JPH01251744A publication Critical patent/JPH01251744A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain a polyimide resin protective film whose close adhesion property with reference to a semiconductor substrate and a sealing resin is excellent which can improve the moisture-proofness remarkably by specifying that 50mol% or higher of a unit of tetracarboxylic acid constituting a polyimide resin is a unit of 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid. CONSTITUTION:Fifty mol% or higher of a unit of tetracarboxylic acid constituting a polyimide resin is specified as a unit of 3,3',4,4'-benzophenone tetracarboxylic acid. After a polyimide film to be used as a protective film has been formed on a semiconductor substrate in this manner, a sealing resin to be used for the manufacture of a plastic packaged semiconductor device is not specified especially. When, however, the polyimide resin whose close adhesion property especially with reference to an epoxy-based or phenol-based sealing resin is extremely good is used as the protective film, it is possible to restrain the moisture from intruding from an interface and to effectively prevent a metal such as aluminum constituting a circuit of an LSI from being corroded; the reliability of the LSI can be enhanced sharply.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は樹脂封止型半導体装置に関し、更に詳しくはパ
ッシベーション用、α線遮蔽用などの半導体素子保護膜
材料として耐湿性、密着性1作業性などに優れたポリイ
ミド樹脂を用いた樹脂封止型半導体装置に係る。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a resin-sealed semiconductor device, and more specifically to a moisture-resistant material for a semiconductor element protective film for passivation, α-ray shielding, etc. The present invention relates to a resin-sealed semiconductor device using a polyimide resin that has excellent adhesion, workability, etc.

(従来の技術) 半導体基板に形成された素子は、外部環境の影響を受は
易いため、保護膜を設けて信頼性を保持している。従来
、こうした保護膜としては、無機材料である二酸化ケイ
素、窒化ケイ素、アルミナなどが用いられている。一方
、有機材料ではポリイミド樹脂が簡易な保護膜形成プロ
セスを有し、比較的低温での安定化処理法を採用できる
ことから、近年無機材料に代って広く用いられるように
なってきている。
(Prior Art) Elements formed on semiconductor substrates are easily affected by the external environment, so a protective film is provided to maintain reliability. Conventionally, inorganic materials such as silicon dioxide, silicon nitride, and alumina have been used as such protective films. On the other hand, among organic materials, polyimide resins have been widely used in place of inorganic materials in recent years because they have a simple process for forming a protective film and can be stabilized at relatively low temperatures.

例えば特開昭50−8489号公報には、半導体基板を
7ミノシランカツプリング剤で前処理してポリイミド樹
脂の密着性の向上を図る技術が開示されている。しかし
、この方法ではポリイミド樹脂の室温での密着性は向上
するものの、高温高湿下に長時間さらされると密着性が
低下して外界から水分が侵入し、半導体素子などの不良
が発生するという問題があった。
For example, JP-A-50-8489 discloses a technique in which a semiconductor substrate is pretreated with a 7-minosilane coupling agent to improve the adhesion of polyimide resin. However, although this method improves the adhesion of polyimide resin at room temperature, if it is exposed to high temperature and high humidity for a long time, the adhesion deteriorates and moisture can enter from the outside world, causing defects in semiconductor devices. There was a problem.

また、従来の樹脂封止型半導体装置は、半導体基板上に
二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料か
らなる保護膜を形成し、更にエポキシ樹脂組成物などで
封止した構造を有している。しかし、エポキシ樹脂など
の封止樹脂は水分を透過する性質があり、しかも素子ベ
レットの大型化に伴って封止vi4脂と半導体基板との
熱膨張係数の差異に基づいて保護膜にクラックが発生し
やすいため、水分の侵入などによりアルミニウムなどか
らなる配線パターンの腐食の発生が認められるようにな
ってきた。その対策として上記保護膜の上に更にポリイ
ミド保護膜を形成することが行われている。
Furthermore, conventional resin-sealed semiconductor devices have a structure in which a protective film made of an inorganic material such as silicon dioxide, silicon nitride, or alumina is formed on a semiconductor substrate, and the device is further sealed with an epoxy resin composition or the like. There is. However, sealing resins such as epoxy resins have the property of transmitting moisture, and as the element pellet becomes larger, cracks occur in the protective film due to the difference in thermal expansion coefficient between the sealing VI4 resin and the semiconductor substrate. Therefore, corrosion of wiring patterns made of aluminum or the like has been observed due to the intrusion of moisture. As a countermeasure, a polyimide protective film is further formed on the above-mentioned protective film.

このポリイミド樹脂保護膜には、半導体基板(無機材料
からなる保護n々)及び封止樹脂の両者に対して良好な
密着性を有すること、耐湿性、低応力化などの性能が要
求される。しかしながら。
This polyimide resin protective film is required to have good adhesion to both the semiconductor substrate (protective material made of inorganic material) and the sealing resin, moisture resistance, and low stress properties. however.

従来のポリイミド樹脂はこれらの性能を満たすことがで
きず、半導体装置の信頼性を確保することができなかっ
た。
Conventional polyimide resins have not been able to meet these performance requirements and have been unable to ensure the reliability of semiconductor devices.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、半導体基板及び封止樹脂との密着性に優れ、耐湿性
が著しく改善され、更には大型ペレットの封止樹脂のク
ラック発生を防止することができるポリイミド樹脂を保
護膜として用いた樹脂封止型半導体装置を提供すること
を目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made to solve the above problems, and has excellent adhesion to a semiconductor substrate and a sealing resin, significantly improved moisture resistance, and furthermore, a large pellet. An object of the present invention is to provide a resin-sealed semiconductor device using a polyimide resin as a protective film, which can prevent cracks from occurring in the sealing resin.

[発明の構成コ (問題点を解決するための手段と作用)本発明の樹脂封
止型半導体装置は、素子が形成された半導体基板の表面
に保護膜としてテトラカルボン酸単位とジアミン単位と
の縮重合体からなるポリイミド樹脂を被覆し、更に成形
材料樹脂で封止した樹脂封止型半導体装置において、上
記ポリイミド樹脂を構成するテトラカルボン酸単位の5
0モル%以上カ33′、4,4°−ベンゾフェノンテト
ラカルポン酸単位であることを特徴とするものである。
[Structure of the Invention (Means and Effects for Solving Problems)] The resin-sealed semiconductor device of the present invention has a structure in which tetracarboxylic acid units and diamine units are formed as a protective film on the surface of a semiconductor substrate on which an element is formed. In a resin-sealed semiconductor device coated with a polyimide resin made of a condensation polymer and further sealed with a molding material resin, 5 of the tetracarboxylic acid units constituting the polyimide resin are used.
It is characterized in that it contains 0 mol% or more of Ka33',4,4°-benzophenonetetracarboxylic acid units.

以下、本発明を更に詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below.

本発明において、ポリイミド樹脂を構成するテトラカル
ボン酸単位としては、3.3’、4.4’−ベンゾフェ
ノンテトラカルポン酸二無水物のほかに、例えばピロメ
リット酸二無水物、 2,3.3’ 、4’−へンゾフ
ェノンテトラカルポン酸二無水物、2,3,3′、4゛
−ベンゾフェノンテトラカルポン酸二無水物、3゜3’
 、4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物。
In the present invention, examples of the tetracarboxylic acid units constituting the polyimide resin include pyromellitic dianhydride, 2,3. 3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3'3'
, 4.4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride.

ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタンニ無水物
、2,2−ビス(3“、4′−ジカルボキシフェニル)
プロパンニ無水物、2,2−ビス(3’、4’−ジカル
ボキシフェニル)へキサフロロプロパンニ無水物、ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホンニ無水物、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ジメチルシラン
ニ無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)テト
ラメチルジシロキサンニ無水物、1,4,5゜8−ナフ
タリンテトラカルボン酸二無水物、 2,3,6゜7−
ナフタリンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカ
ルボン酸二無水物などを挙げることができる。
Bis(3,4-dicarboxyphenyl)methanihydride, 2,2-bis(3",4'-dicarboxyphenyl)
Propani anhydride, 2,2-bis(3',4'-dicarboxyphenyl)hexafluoropropani anhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride,
Bis(3,4-dicarboxyphenyl)dimethylsilane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)tetramethyldisiloxane dianhydride, 1,4,5°8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6゜7-
Examples include naphthalene tetracarboxylic dianhydride and butane tetracarboxylic dianhydride.

テトラカルボン酎二無水物としては、3.3′、4゜4
′−ベンゾフェノンテトラカルポン酸二無水物のほか1
以上の群より選択される1種又は2種以上のものが用い
られる。
As tetracarboxylic dianhydride, 3.3', 4゜4
'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 1
One or more types selected from the above group are used.

本発明において、ポリイミド樹脂を構成するジアミン単
位としては、例えば厘−フェニレンジアミン、p−フェ
ニレンジアミン、 2.4−トリレンジアミン、3,3
′−ジアミノジフェニルエーテル、4.4’−ジアミノ
ジフェニルエーテル、3.4−ジアミノジフェニルエー
テル、3,3°−ジアミノジフェニルスルホン、4,4
°−ジアミノジフェニルスルホン、3゜4°−ジアミノ
ジフェニルスルホン、3,3−ジアミノジフェニルメタ
ン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、3.4゛−ジ
アミノジフェニルメタン、4,4゜−ジアミノジフェニ
ルスルフィド、3,3°−ジアミノジフェニルケトン、
4,4°−ジアミノジフェニルケトン、3.4°−ジア
ミノジフェニルケトン、2,2゛−ビス(p−アミノフ
ェニル)プロパン、2,2°−ビス(p−アミノフェニ
ル)へキサフロロプロパン、x、3−ヒス(m−アミノ
フェノキシベンゼン) 、 1.3−ビス(p−アミノ
フェノキシベンゼン) 、 1.4−ヒス(p−アミノ
フェノキシベンゼン)、4−メチル−2゜4−ヒス(p
−アミノフェニル)−1−ペンテン、4−メチルー2,
4−ビス(p−7ミノフエニル)−2−ペンテン、1.
4−ビス(α、α−ジメチルーp−アミノベンジル)ベ
ンゼン、イミノ −ジーp−フェニレンジアミン、1.
5−ジアミノナフタレン、2.6−ジアミノナフタレン
、4−メチル−2,4−ビス(p−アミノフェニルペン
タン)、5(または8)−アミノ−1−(p−7ミノフ
エニル)−1,3,3−トリメチルインダン、ビス(p
−7ミノフエニル)ホスフィンオキシト、4.4′−ジ
アミノアゾベンゼン、4,4°−ジアミノジフェニル尿
素、4,4°−ビス(p−アミノフェノキシ)ビフェニ
ル、2,2−ビス(p−(p’−7ミノフエノキシ)フ
ェニル〕プロパン、2,2−ビス(p−(or−7ミノ
フエノキシ)フェニル〕ベンゾフェノン、 4.4’−
ビス(p−アミノフェノキシ)ジフェニルスルホン、4
,4°−ビス〔p−(α、α −ジメチル−p゛−アミ
ノベンジル)フェノキシフベンゾフェノン、4.4゛−
ビス〔p−(α、α−ジメチルーp−アミノベンジル)
フェノキシフジフェニルスルホン、ビス(4−7ミノフ
エニル)ジメチルシラン、ビス(4−アミノフェニル)
テトラメチルジシロキサン、ビス(p−アミノフェニル
)テトラメチルジシロキサンなどの芳香族ジアミンを挙
げることができる。なお、これらの芳香族ジアミンの芳
香核の水素原子が、塩素原子、フッ素原子、臭素原子、
メチル基、メトキシ基、シアノ基、フェニル基等の群よ
り選択される少なくとも1種の置換基により置換された
化合物であってもよい。
In the present invention, examples of diamine units constituting the polyimide resin include lin-phenylene diamine, p-phenylene diamine, 2,4-tolylene diamine, 3,3
'-Diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4-diaminodiphenyl ether, 3,3°-diaminodiphenyl sulfone, 4,4
°-Diamino diphenyl sulfone, 3゜4゜-diaminodiphenylsulfone, 3,3-diaminodiphenylmethane, 4,4-diaminodiphenylmethane, 3.4゛-diaminodiphenylmethane, 4,4゜-diaminodiphenyl sulfide, 3,3゜-diaminodiphenylketone,
4,4°-diaminodiphenylketone, 3.4°-diaminodiphenylketone, 2,2′-bis(p-aminophenyl)propane, 2,2°-bis(p-aminophenyl)hexafluoropropane, x , 3-his (m-aminophenoxybenzene), 1.3-bis (p-aminophenoxybenzene), 1.4-his (p-aminophenoxybenzene), 4-methyl-2゜4-his (p
-aminophenyl)-1-pentene, 4-methyl-2,
4-bis(p-7minophenyl)-2-pentene, 1.
4-bis(α,α-dimethyl-p-aminobenzyl)benzene, imino-di-p-phenylenediamine, 1.
5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 4-methyl-2,4-bis(p-aminophenylpentane), 5(or 8)-amino-1-(p-7minophenyl)-1,3, 3-trimethylindane, bis(p
-7minophenyl)phosphine oxyto, 4,4'-diaminoazobenzene, 4,4°-diaminodiphenylurea, 4,4°-bis(p-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-bis(p-(p' -7minophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis(p-(or-7minophenoxy)phenyl]benzophenone, 4.4'-
Bis(p-aminophenoxy)diphenylsulfone, 4
,4°-bis[p-(α,α-dimethyl-p′-aminobenzyl)phenoxifbenzophenone, 4.4′-
Bis[p-(α,α-dimethyl-p-aminobenzyl)
Phenoxyfudiphenyl sulfone, bis(4-7minophenyl)dimethylsilane, bis(4-aminophenyl)
Aromatic diamines such as tetramethyldisiloxane and bis(p-aminophenyl)tetramethyldisiloxane can be mentioned. In addition, the hydrogen atom of the aromatic nucleus of these aromatic diamines is a chlorine atom, a fluorine atom, a bromine atom,
The compound may be substituted with at least one substituent selected from the group such as methyl group, methoxy group, cyano group, and phenyl group.

また、ジアミンとしては、上述した芳香族ジアミンのほ
かにも、例えば3,3°−ジヒドロキシ−4゜4°−ジ
アミノビフェニル、3,3°−ジアミノ−4,4−ジヒ
ドロキシビフェニル、2,2−ビス(3−ヒドロキシ−
4−アミノフェニル)へキサフロロプロパン、2.2−
ビス(4−ヒドロキシ−3−7ミノフエニル)ヘキサフ
ロロプロパン、2−(3−ヒドロキシ −4−アミノフ
ェニル)−2−(4−ヒドロキシ−3−7ミノフエニル
)へキサ20ロプロパン、ビス(γ−アミノプロピル)
テトラメチルジシロキサン、1.4−ビス(γ−アミノ
プロピルジメチルシリル)ベンゼン、ビス(4−7ミノ
ブチル)テトラメチルジシロキサン、ビス(γ−7ミノ
プロビル)テトラフエニルジシロキサン、 (式中、文は2〜12の正数) などを挙げることができる。
In addition to the above-mentioned aromatic diamines, examples of diamines include 3,3°-dihydroxy-4°4-diaminobiphenyl, 3,3°-diamino-4,4-dihydroxybiphenyl, and 2,2-dihydroxy-4,4-diaminobiphenyl. bis(3-hydroxy-
4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2.2-
Bis(4-hydroxy-3-7minophenyl)hexafluoropropane, 2-(3-hydroxy-4-aminophenyl)-2-(4-hydroxy-3-7minophenyl)hexa20propane, bis(γ-amino propyl)
Tetramethyldisiloxane, 1,4-bis(γ-aminopropyldimethylsilyl)benzene, bis(4-7minobutyl)tetramethyldisiloxane, bis(γ-7minopropyl)tetraphenyldisiloxane, (wherein is a positive number from 2 to 12).

ジアミンとしては、以上の群より選択される1種又は2
種以上のものが用いられる。
As the diamine, one or two selected from the above group
More than just species are used.

本発明において、ポリイミド樹脂を構成するテトラカル
ボン酸単位の50モル%以上を33′、4,4°−ベン
ゾフェノンテトラカルポン酸単位としたのは、テトラカ
ルボン酸単位のうち33“、4.4’−ベンゾフェノン
テトラカルポン酸単位が50モル%未満のポリイミド樹
脂では、絶縁膜及び封止樹脂との密着性が劣り、耐湿性
が低く、樹脂封止型半導体装置の信頼性を向上すること
ができないためである。
In the present invention, 50 mol% or more of the tetracarboxylic acid units constituting the polyimide resin are 33', 4,4°-benzophenone tetracarboxylic acid units because 33", 4.4 of the tetracarboxylic acid units are A polyimide resin containing less than 50 mol% of '-benzophenone tetracarboxylic acid units has poor adhesion to the insulating film and sealing resin, low moisture resistance, and is difficult to improve the reliability of resin-encapsulated semiconductor devices. This is because it cannot be done.

なお、本発明の樹脂封止型半導体装はの信頼性を一層向
上させるためには、ポリイミド樹脂を構成するジアミン
単位のうち2〜15モル%をシリコーン含有ジアミン単
位とすることが望ましい。
In order to further improve the reliability of the resin-sealed semiconductor device of the present invention, it is desirable that 2 to 15 mol% of the diamine units constituting the polyimide resin be silicone-containing diamine units.

本発明に係るポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミッ
ク酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを有機
溶媒中で重縮合反応させることにより合成することがで
きる。この際、用いられる有機溶媒としては、例えば、
N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセ
トアミド、N−メチル −2−ピロリドン、N−メチル
−(−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン、スルホラ
ン、N、N、N’ 、N’−テトラメチル尿素、ヘキサ
メチルホスホルアミドなどを挙げることができる。
Polyamic acid, which is a precursor of the polyimide resin according to the present invention, can be synthesized by subjecting a tetracarboxylic dianhydride and a diamine to a polycondensation reaction in an organic solvent. At this time, the organic solvent used is, for example,
N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methyl-(-caprolactam, γ-butyrolactone, sulfolane, N,N,N',N'-tetramethylurea, Examples include hexamethylphosphoramide.

この反応では、テトラカルボン酸二無水物とジアミンと
の割合は、 当量比がほぼ 1:1となる割合とする0反応条件は、
反応温度−1O〜50℃、反応時間10分〜20時間の
範囲である。
In this reaction, the reaction conditions are as follows: The ratio of tetracarboxylic dianhydride and diamine is such that the equivalent ratio is approximately 1:1.
The reaction temperature is in the range of -10 to 50°C, and the reaction time is in the range of 10 minutes to 20 hours.

以上の条件で製造されるポリアミック酸については、基
板への塗布工程における作業が容易であリ、基板に塗布
したときに充分な物理的強度を保持し得る膜が形成でき
、しかもヒドラジン等のアルカリによるポリアミック酸
膜又はポリイミド膜のパターン加工が容易となるような
分子量を有することが望ましい。この観点から0.5g
 yaIB度のポリアミックm / N−メチル−2−
ピロリドン溶液の30℃における対数粘度が0.4〜1
.0 dl/ gであることが望ましく、特に好ましく
は0.5〜0.9 dl/gの範囲である。これは、ポ
リアミック酸溶液の対数粘度が0.4dl/ g未満で
は充分な物理的強度を保持した膜が形成できず、一方1
.0dl/ gを超えると塗布工程におけるポリアミッ
ク酸溶液の取扱いが困難で作業性が悪くなり、かつポリ
アミック酸膜又はポリイミド膜のパターン加工性が劣る
傾向にあるためである。
The polyamic acid produced under the above conditions is easy to work with in the process of applying it to the substrate, can form a film that maintains sufficient physical strength when applied to the substrate, and can be coated with an alkali such as hydrazine. It is desirable to have a molecular weight that facilitates pattern processing of a polyamic acid film or a polyimide film. From this point of view 0.5g
Polyamic m/N-methyl-2- of yaIB degree
Logarithmic viscosity of pyrrolidone solution at 30°C is 0.4 to 1
.. It is desirable that it be 0 dl/g, particularly preferably in the range of 0.5 to 0.9 dl/g. This is because if the logarithmic viscosity of the polyamic acid solution is less than 0.4 dl/g, a film with sufficient physical strength cannot be formed;
.. This is because if it exceeds 0 dl/g, it becomes difficult to handle the polyamic acid solution in the coating process, resulting in poor workability, and the patterning properties of the polyamic acid film or polyimide film tend to be poor.

ポリアミック酸溶液の対数粘度が上記範囲となるような
ポリアミック酸を製造するために、アニリン、p−アミ
ノフェノール等の単官能アミノ化合物、又は無水フタル
酸、無水マレイン酸等のジカルボン酸無水物を分子量調
節剤として用いることができる。
In order to produce a polyamic acid in which the logarithmic viscosity of the polyamic acid solution falls within the above range, monofunctional amino compounds such as aniline and p-aminophenol, or dicarboxylic acid anhydrides such as phthalic anhydride and maleic anhydride have a molecular weight of It can be used as a regulator.

以上のようにして合成されたポリアミック酸溶液を基板
に塗布した後、加熱乾燥して溶媒を除去し、得られたポ
リアミック酸膜を100〜400°Cに加熱して環化反
応を起させ1本発明に係るポリイミド樹脂を製造する。
After applying the polyamic acid solution synthesized as above to the substrate, the solvent is removed by heating and drying, and the obtained polyamic acid film is heated to 100 to 400°C to cause a cyclization reaction. A polyimide resin according to the present invention is manufactured.

更に、上記のように半導体基板上に保護膜となるポリイ
ミド膜を形成した後、樹脂封止型半導体装置を製造する
際に用いられる封止樹脂については特に限定されるもの
ではなく、公知のエポキシ樹脂組成物を用いることがで
きる。また、フェノールノボラック樹脂硬化のエポキシ
封止樹脂を低応力化するために、シロギサン変成フェノ
ールノボラックエポキシ樹lIM(特開昭58−214
17号公報)、アルキルフェノール変成フェノールノポ
ラックエボキシ樹脂(特開昭59−30820号公報)
などの変成エポキシ樹脂組成物を用いてもよい。
Furthermore, after forming a polyimide film as a protective film on a semiconductor substrate as described above, the sealing resin used when manufacturing a resin-sealed semiconductor device is not particularly limited, and any known epoxy resin may be used. A resin composition can be used. In addition, in order to reduce the stress of the epoxy sealing resin cured with phenol novolac resin, we have developed a silogysan modified phenol novolac epoxy resin lIM (Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-214
No. 17), alkylphenol modified phenol noporac epoxy resin (Japanese Unexamined Patent Publication No. 1982-30820)
Modified epoxy resin compositions such as the following may also be used.

この封止の最も一般的な方法としては低圧トランスファ
ー成形法があるが、インジェクション成形、圧縮成形、
注型などによる封止も可能である。なお、これらの成形
時において、エポキシ樹脂の硬化温度は 150℃以上
であることが望ましい。
The most common method for this sealing is low-pressure transfer molding, but injection molding, compression molding,
Sealing by casting or the like is also possible. Note that during these moldings, it is desirable that the curing temperature of the epoxy resin is 150°C or higher.

本発明の樹脂封止型半導体装置は、SiO□、PSG 
(リンケイ酸ガラス)、SiNx等のパッシベーション
膜との密着性に優れ、特にエポキシ系又はフェノール系
封止樹脂との密着性が極めて良好なポリイミド樹脂を保
護膜として用いているので、界面からの水分の侵入を阻
止してLSIの回路を形成しているアルミニウム等の金
属の腐食を効果的に防止することができ、LSIの信頼
性の大幅な向上をもたらす。
The resin-sealed semiconductor device of the present invention includes SiO□, PSG
(phosphosilicate glass), SiNx, and other passivation films, and especially epoxy or phenolic sealing resins, is used as the protective film, so moisture from the interface It is possible to effectively prevent the corrosion of metals such as aluminum that form the LSI circuit by preventing the intrusion of the metal, resulting in a significant improvement in the reliability of the LSI.

(実施例) 以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on Examples.

実施例1 攪拌杯、温度計、滴下ロートを取付けた反応フラスコ内
に3,3′、4,4°−ベンゾフェノンテトラカルポン
酸二無水物29.18 g (0,089モル)、ピロ
メリット酸二無水物8.54g (0,03モル)、無
水フタル酸0.3Ei g (0,0024モル)及び
N−メチル−2−ピロリドン150gを仕込み、充分に
攪拌して0℃まで冷却した。この懸濁液を0℃に保持し
、 4.4’−ジアミノジフェニルエーテル22.Hg
 (0,113モル)及びビス(γ−7ミノプロビル)
テトラメチルジシロキサン1.84 g (0,007
モル)をN−メチル−2−ピロリドン 100 gに溶
解した溶液を滴下ロートから徐々に滴下した0滴下終了
後、0〜15℃で6時間攪拌を続け、ポリアミック酸を
合成した。このポリアミック酸溶液から0.5g/dl
濃度のポリアミック醜/N−メチル−2−ピロリドン溶
液を調製し、30℃において対数粘度を測定したところ
、0.99dl/gであった・ 実施例2〜9及び比較例1.2(従来品)実施例1と同
様にして第1表に示す原料組成でポリアミック酸を合成
し、対数粘度を測定した。
Example 1 29.18 g (0,089 mol) of 3,3',4,4°-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and pyromellitic acid were placed in a reaction flask equipped with a stirring cup, thermometer, and dropping funnel. 8.54 g (0.03 mol) of dianhydride, 0.3 Ei g (0.0024 mol) of phthalic anhydride, and 150 g of N-methyl-2-pyrrolidone were charged, thoroughly stirred, and cooled to 0°C. The suspension was maintained at 0°C and 4.4'-diaminodiphenyl ether22. Hg
(0,113 mol) and bis(γ-7 minoprovir)
Tetramethyldisiloxane 1.84 g (0,007
A solution of 100 g of N-methyl-2-pyrrolidone dissolved in 100 g of N-methyl-2-pyrrolidone was gradually added dropwise from the dropping funnel. After completion of the addition, stirring was continued at 0 to 15° C. for 6 hours to synthesize polyamic acid. 0.5g/dl from this polyamic acid solution
Polyamic Ugly/N-methyl-2-pyrrolidone solution with a concentration of ) Polyamic acid was synthesized using the raw material composition shown in Table 1 in the same manner as in Example 1, and its logarithmic viscosity was measured.

なお、実施例2〜9及び比較例1.2では、反応溶媒で
あるN、N−ジメチルアセトアミドを、得られるポリア
ミック酸の濃度が16〜18重量になる範囲で用いた。
In Examples 2 to 9 and Comparative Example 1.2, the reaction solvent N,N-dimethylacetamide was used in such a range that the concentration of the resulting polyamic acid was 16 to 18 weight.

また、以下に第1表で用いた略号を説明する。Further, the abbreviations used in Table 1 will be explained below.

PMDA :ピロメリット酸二無水物 BTDA : 3,3’ 、4.4−ベンゾフェノンテ
トラカルポン酸二無水物 BPOA : 3,3’ 、4.4−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物 ODA : 4,4°−ジアミノジフェニルエーテルD
PE  : 3,4’−ジアミノジフェニルエーテルD
DS : 4,4’−ジアミノジフェニルスルホンTP
E−Q:1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼ
ンBAPP : 2,2−ビス[4−(4−アミノフェ
ノキシ)フェニル]プロパン TSL :  ビス(γ−アミノプロピル)テトラメチ
ルジシロキサン 以上の実施例1〜9及び比較例1.2で合成したポリア
ミック酸溶液を用いてポリイミド膜を作成し、下記の評
価を行なった。
PMDA: Pyromellitic dianhydride BTDA: 3,3', 4,4-benzophenonetetracarboxylic dianhydride BPOA: 3,3', 4,4-biphenyltetracarboxylic dianhydride ODA: 4,4 °-Diaminodiphenyl ether D
PE: 3,4'-diaminodiphenyl ether D
DS: 4,4'-diaminodiphenylsulfone TP
E-Q: 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene BAPP: 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane TSL: Bis(γ-aminopropyl)tetramethyldisiloxane or higher Polyimide films were created using the polyamic acid solutions synthesized in Examples 1 to 9 and Comparative Example 1.2, and the following evaluations were performed.

■PSG (リンケイ酸ガラス)膜との密着性PSG膜
を形成したシリコンウェハ上に、スピンコード法により
ポリアミック酸溶液を塗布し、その上に2mm+角のP
SG膜付シリコンチップを・成せ、90℃で30分間乾
燥し、150℃で30分間、250℃で1時間及び35
0℃で30分間熱処理し、約5μmに調製されたポリイ
ミド膜を形成した0作製直後(Ohr)の試料、及びプ
レッシャークツカー内で120℃、2.2気圧の水蒸気
中に100時間放置した後の試料について、2mm角の
チップのせん断破壊強度を測定した。
■Adhesion with PSG (phosphosilicate glass) film On the silicon wafer on which the PSG film has been formed, a polyamic acid solution is applied using a spin code method, and a 2 mm + square P
Prepare a silicon chip with SG film, dry at 90°C for 30 minutes, dry at 150°C for 30 minutes, and dry at 250°C for 1 hour.
Samples immediately after fabrication (Ohr) in which a polyimide film with a thickness of about 5 μm was formed by heat treatment at 0°C for 30 minutes, and after being left in water vapor at 120°C and 2.2 atm in a pressure cooker for 100 hours. The shear fracture strength of a 2 mm square chip was measured for the sample.

■半導体封止用エポキシ樹脂との密着性PSG膜を形成
したシリコンウェハ上に、スピンコード法によりポリア
ミック酸溶液を塗布し、90℃で30分間乾燥し、15
0℃で30分間、250℃で1時間及び350℃で30
分間熱処理した0次に、このポリイミド膜付シリコンウ
ェハを10m+厘X 30mmの大きさにグイシングし
、半導体封止用エポキシ樹脂(KE−3007S、東芝
ケミカル社製商品名)を用い、低圧トランスファー成形
機により 175℃、80kg/ca+2.3分間の成
形条件で上記シリコンウェハ上に3+sm角の封止樹脂
を形成した。■と同様に、作製直後(Ohr)の試料、
及びプレッシャークツカー内で120℃、2.2気圧の
水蒸気中に100時間放置した後の試料について、封止
樹脂のせん断破壊強度を測定した。
■Adhesion with epoxy resin for semiconductor encapsulation A polyamic acid solution was applied by a spin code method onto a silicon wafer on which a PSG film was formed, and dried at 90°C for 30 minutes.
30 minutes at 0°C, 1 hour at 250°C and 30 minutes at 350°C.
Next, this silicon wafer with a polyimide film was heat-treated for 10 minutes and then molded into a size of 10 m + 30 mm, and molded using a low-pressure transfer molding machine using epoxy resin for semiconductor encapsulation (KE-3007S, trade name manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.). A 3+sm square sealing resin was formed on the silicon wafer under molding conditions of 175° C. and 80 kg/ca for 2.3 minutes. Similarly to ■, the sample immediately after preparation (Ohr),
The shear fracture strength of the sealing resin was measured for the sample after being left in water vapor at 120° C. and 2.2 atm in a pressure cooker for 100 hours.

これらの結果を第1表に併記する。These results are also listed in Table 1.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明の樹脂封止型半導体装置は、
PSG膜など絶縁膜及び封止樹脂との密着性が著しく改
善されたポリイミド樹脂を用いているので、素子の高集
積化及び基板の大型化に伴って要求される高耐湿性1表
面実装指向に対応して高信頼性を達成することができ、
その工業的価値は極めて大きい。
[Effects of the Invention] As detailed above, the resin-sealed semiconductor device of the present invention has the following effects:
Since it uses polyimide resin that has significantly improved adhesion to insulating films such as PSG films and sealing resins, it has high moisture resistance 1, which is required for surface mounting as devices become more highly integrated and substrates become larger. High reliability can be achieved by
Its industrial value is extremely large.

出願人代理人 弁理士 鈴江武彦Applicant's agent: Patent attorney Takehiko Suzue

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  素子が形成された半導体基板の表面に保護膜としてテ
トラカルボン酸単位とジアミン単位との縮重合体からな
るポリイミド樹脂を被覆し、更に成形材料樹脂で封止し
た樹脂封止型半導体装置において、上記ポリイミド樹脂
を構成するテトラカルボン酸単位の50モル%以上が3
3′、4、4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸単位
であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
In a resin-sealed semiconductor device in which the surface of a semiconductor substrate on which an element is formed is coated with a polyimide resin made of a condensation polymer of tetracarboxylic acid units and diamine units as a protective film, and further sealed with a molding material resin, the above-mentioned 50 mol% or more of the tetracarboxylic acid units constituting the polyimide resin are 3
1. A resin-sealed semiconductor device comprising a 3', 4, 4'-benzophenone tetracarboxylic acid unit.
JP7870188A 1988-03-31 1988-03-31 Resin-sealed semiconductor device Pending JPH01251744A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7870188A JPH01251744A (en) 1988-03-31 1988-03-31 Resin-sealed semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7870188A JPH01251744A (en) 1988-03-31 1988-03-31 Resin-sealed semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01251744A true JPH01251744A (en) 1989-10-06

Family

ID=13669175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7870188A Pending JPH01251744A (en) 1988-03-31 1988-03-31 Resin-sealed semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01251744A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0211631A (en) * 1988-06-30 1990-01-16 Nippon Steel Chem Co Ltd Resin for semiconductor protection and semiconductor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0211631A (en) * 1988-06-30 1990-01-16 Nippon Steel Chem Co Ltd Resin for semiconductor protection and semiconductor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0133533B1 (en) Low thermal expansion resin material for a wiring insulating film.
TWI258485B (en) High modulus polyimide compositions useful as dielectric substrates for electronics applications, and methods relating thereto
KR100371756B1 (en) Heat resistant resin composition, heat resistant film adhesive and process for producing the same
JPS6160725A (en) Low-thermal expansion resin and composite molding
JP4156869B2 (en) Surface acoustic wave device film
JPS5976451A (en) Semiconductor device
JPS6032827A (en) Resin composition having low thermal expansion coefficient
JPH0551541A (en) Inorganic filler coated with polyimide resin, resin composition containing the filler, and semiconductor device sealed with the composition
JP2624724B2 (en) Polyimide siloxane composition
KR930004942B1 (en) Silicon polyimide precursor composition
JP7052384B2 (en) A resin composition for a temporary protective film, and a method for manufacturing a semiconductor electronic component using the resin composition.
JPS61181829A (en) Low-thermal expansion resin material
JPH01251744A (en) Resin-sealed semiconductor device
JPS62135529A (en) Polyimide precursor
KR100244980B1 (en) Siloxane modified photosensitive polyimide
JP2677627B2 (en) Polyimide coating composition and resin-encapsulated semiconductor device
JPH02222473A (en) Coating composition and resin-sealed semiconductor device
JPS60177659A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH10120785A (en) Polyimide resin composition and film adhesive and its production
JPH02147629A (en) Polyamic acid, polyamide, preparation of polyamic acid, preparation of polyamide and resin sealed semiconductor device
JPH02222474A (en) Coating composition
JP2004146620A (en) Film adhesive and semiconductor adhesive tape
JPH02238053A (en) Maleimide resin composition and resin sealing type semiconductor device
JP2003105199A (en) Polyimide resin composition solution and filmy adhesive agent
JP2902761B2 (en) Photosensitive composition, resin-encapsulated semiconductor device, and method for producing polyamide-amic acid