JPH0216148A - Sealing resin composition - Google Patents

Sealing resin composition

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JPH0216148A
JPH0216148A JP16648388A JP16648388A JPH0216148A JP H0216148 A JPH0216148 A JP H0216148A JP 16648388 A JP16648388 A JP 16648388A JP 16648388 A JP16648388 A JP 16648388A JP H0216148 A JPH0216148 A JP H0216148A
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JP
Japan
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alkyl
resin
modified
resin composition
phenol
Prior art date
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Pending
Application number
JP16648388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Sawai
沢井 和弘
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.)
Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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Publication of JPH0216148A publication Critical patent/JPH0216148A/en
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Abstract

PURPOSE:To form a sealing resin composition less affected by absorbed water, being excellent in, especially, humidity resistance after being immersed in a soldering bath and soldering-heat resistance and having high reliability by mixing a specified novolac epoxy resin with a novolac phenol resin and a silica powder. CONSTITUTION:This sealing composition essentially consists of a novolac epoxy resin having an alkyl-modified polyphenol resin as a skeleton, obtained by reacting an alkyl-modified hydroxybenzaldehyde with an alkyl-modified phenol (wherein the alkyl group of said hydroxybenzaldehyde is CmH2m+1, m is an integer >=1, and the alkyl group of the alkyl-modified phenol is CnH2n+1, and n is an integer in the range of 10>=n>=1), a novolac phenol resin, and 50-90wt.%, based on the total resin composition, silica powder.

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、耐湿性、半田耐熱性に潰れた、電子部品等封
止用の樹脂組成物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a resin composition for sealing electronic components, etc., which has good moisture resistance and soldering heat resistance.

(従来の技術) 近年、半導体集積回路の分野において高集積化、高信頼
性化の技術開発と同時に、半導体装置の実装工程の自動
化が推進されている。 例えばフラットパッケージ型の
半導体装置を回路基板に取り付ける場合、従来はリード
ピン毎に半田付けを行っていたが最近は半田デイツプ方
式やりフロ一方式が採用されている。
(Prior Art) In recent years, in the field of semiconductor integrated circuits, along with technological developments for higher integration and higher reliability, automation of semiconductor device mounting processes has been promoted. For example, when attaching a flat package type semiconductor device to a circuit board, conventionally each lead pin was soldered, but recently a solder dip method or a flow one method has been adopted.

(発明が解決しようとする課題) 従来のエポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂およ
びシリカ粉末からなる樹脂組成物で封止した半導体装置
は、装置全体の半田浴浸漬を行うと耐湿性が低下すると
いう欠点があった。 特に吸湿した半導体装置を半田浸
漬すると封止用樹脂と半導体チップおよびリードフレー
ムとの間に剥がれや内部樹脂クラックが生じ、著しい耐
湿性劣化を生じ、電極の腐食による断線や水分によるリ
ーク電流を生じ、長期間の信頼性を保証することができ
ないという欠点がある。 このため、吸湿の影響が少な
く、半導体装置全体の半田浴浸漬をしても耐湿性劣化の
少ない封止用樹脂組成物の開発が強く要望されていた。
(Problems to be Solved by the Invention) Semiconductor devices encapsulated with conventional resin compositions made of epoxy resin, novolac type phenolic resin, and silica powder have the disadvantage that moisture resistance decreases when the entire device is immersed in a solder bath. was there. In particular, when semiconductor devices that have absorbed moisture are immersed in solder, peeling and internal resin cracks occur between the sealing resin and the semiconductor chip and lead frame, resulting in significant moisture resistance deterioration, disconnection due to electrode corrosion, and leakage current due to moisture. However, it has the disadvantage that long-term reliability cannot be guaranteed. Therefore, there has been a strong demand for the development of a sealing resin composition that is less affected by moisture absorption and exhibits less deterioration in moisture resistance even when the entire semiconductor device is immersed in a solder bath.

本発明は、上記の要望に応えるためになされたもので、
上記の欠点を解消し吸湿の影響が少なく、特に半田浴浸
漬後の耐湿性および半田耐熱性に優れた、信頼性の高い
封止用樹脂組成物を提供しようとするものである。
The present invention was made in response to the above-mentioned demands.
The present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks and provide a highly reliable sealing resin composition that is less affected by moisture absorption, particularly has excellent moisture resistance after immersion in a solder bath and soldering heat resistance.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた
結果、アルキル変性多官能フェノール樹脂を骨格とした
ノボラック型エポキシ樹脂を使用することによって、耐
湿性、半田耐熱性に優れて上記目的を達成できることを
見いだし、本発明を完成したものである。 すなわち、
本発明は、(A)アルキル変性ヒドロキシベンズアルデ
ヒドとアルキル変性フェノールとを反応して得られるア
ルキル変性多官能フェノール樹脂を骨格とするノボラッ
ク型エポキシ樹脂 (但し、アルキル変性ヒドロキシベンズアルデヒドのア
ルキル基がCq H2II++、であり、その僧はm≧
1の整数を表し、またアルキル変性フェノール類のアル
キル基がCnH2oや、であり、そのnは10≧n≧1
の整数を表す) (B)ノボラック型フェノール樹脂および(C)シリカ
粉末 を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記(C)
シリカ粉末を50〜90重量%含有することを特徴とす
る封止用樹脂組成物である。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) As a result of intensive research aimed at achieving the above object, the present invention uses a novolac-type epoxy resin having an alkyl-modified polyfunctional phenolic resin skeleton. The present invention was completed based on the discovery that the above objects can be achieved with excellent moisture resistance and soldering heat resistance. That is,
The present invention is directed to (A) a novolac type epoxy resin having a backbone of an alkyl-modified polyfunctional phenol resin obtained by reacting an alkyl-modified hydroxybenzaldehyde and an alkyl-modified phenol (provided that the alkyl group of the alkyl-modified hydroxybenzaldehyde is Cq H2II++, and the monk is m≧
represents an integer of 1, and the alkyl group of the alkyl-modified phenol is CnH2o, where n is 10≧n≧1
(represents an integer of ) (B) novolac type phenol resin and (C) silica powder are essential components, and the above (C) is added to the entire resin composition.
This is a sealing resin composition characterized by containing 50 to 90% by weight of silica powder.

本発明に用いる(A)アルキル変性多官能フェノール樹
脂を骨格とするノボラック型エポキシ樹脂としては、そ
の分子中に前記した特定アルデヒドと特定フェノールの
骨格構造を有する限り、分子構造、分子量などに特に制
限されることなく広く包含される。 具体的なものとし
て、例えばノール樹脂を骨格とするノボラック型エポキ
シ樹脂の他に、次の一般式で示されるノボラック系のエ
ポキシ樹脂を混合して用いることができる。
As long as the novolac type epoxy resin (A) having a skeleton of an alkyl-modified polyfunctional phenol resin used in the present invention has a skeleton structure of the above-mentioned specific aldehyde and specific phenol in its molecule, there are no particular restrictions on its molecular structure, molecular weight, etc. It is widely covered without being restricted. Specifically, for example, in addition to a novolak-type epoxy resin having a nol resin as its backbone, a novolak-type epoxy resin represented by the following general formula can be mixed and used.

等が挙げられ、これらは単独もしくは混合して使用する
。 上記(A)のアルキル変性多官能フェ(但し、式中
、R1は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を、R
2は水素原子又はアルキル基を、nは1以上の整数を表
す) 本発明に用いる(B)ノボラック型フェノール樹脂とし
ては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノール
類と、ホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒド
とを反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂お
よびこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチ
ル化ノボランク型フェノール樹脂等が挙げられ、ノボラ
ックをフェノール樹脂である限り特に制限はなく広く使
用することかできる。 そしてこれらのノボラック型フ
ェノール樹脂は、惟独もしくは2種以上混合して用いる
ことができる。
These can be used alone or in combination. The alkyl-modified polyfunctional compound of (A) above (wherein, R1 is a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group,
(2 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and n represents an integer of 1 or more) The novolac type phenol resin (B) used in the present invention is a resin obtained by reacting phenols such as phenol and alkylphenol with formaldehyde or paraformaldehyde. Examples include the obtained novolak type phenolic resin and modified resins thereof, such as epoxidized or butylated novolak type phenolic resin, and the novolak can be widely used without any particular restriction as long as it is a phenolic resin. These novolac type phenolic resins can be used either individually or in combination of two or more.

本発明に用いる(C)シリカ粉末としては、般に市販さ
れているものが使用されるが、それらの中でも不純1勿
濃度か低く、平均粒径の30μm以下のものが好ましい
、 平均粒径か30μnを超えると耐湿性および成形性
に好ましくない。 シリカ粉末の配合割合は、樹脂組成
物に対して50〜90重量%含有することが好ましい。
As the silica powder (C) used in the present invention, commercially available ones are generally used, but among them, those with a low impurity concentration and an average particle size of 30 μm or less are preferable. If it exceeds 30 μm, it is unfavorable for moisture resistance and moldability. The blending ratio of silica powder is preferably 50 to 90% by weight based on the resin composition.

 配合割合が50重量%未満では、樹脂組成物の吸湿量
が高く、半田浸漬後の耐湿性に劣り好ましくない。 ま
た、それか90重量%を超えると、極端に流動性が悪く
なって成形性に劣り好ましくない。 従って上記範囲内
に限定される。
If the blending ratio is less than 50% by weight, the moisture absorption of the resin composition is high and the moisture resistance after solder immersion is poor, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 90% by weight, fluidity becomes extremely poor and moldability becomes poor, which is not preferable. Therefore, it is limited within the above range.

本発明の封止用樹脂組成物は、アルキル変性多官能フェ
ノール樹脂を骨格としたノボラヅク型エポキシ(・>1
脂、ノボラック型フェノール樹脂、およびシリカ粉末を
必須成分とするが、必要に応じて、例えば天然ワックス
類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド、
エステル順、パラフィンなどの飛型剤、三酸化アンチモ
ンなどの難燃剤、カーボンブラックなどの着色剤、シラ
ンカップリング剤、種々の硬化促進剤、ゴム系、シリコ
ーン系などの低応力付与剤等を適宜添加・配合すること
ができる。
The sealing resin composition of the present invention is made of epoxy-type epoxy (・>1
The essential ingredients are fat, novolac type phenolic resin, and silica powder, but if necessary, natural waxes, synthetic waxes, metal salts of straight chain fatty acids, acid amides,
Add esters, flying agents such as paraffin, flame retardants such as antimony trioxide, colorants such as carbon black, silane coupling agents, various curing accelerators, low stress imparting agents such as rubber and silicone, etc. as appropriate.・Can be combined.

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として調製する場
合の一般的方法は、アルキル変性多官能フェノール樹脂
を骨格とするノボラック型エポキシ樹脂、ノボラック型
フェノール樹脂、シリカ粉末、その他を配合し、ミキサ
ー等によって十分均一に混合した後、更に熱ロールによ
る溶融混合処理又はニーダ等による混合処理を行い、次
いてで冷却固化させ適当な大きさに粉砕して成形材料と
することができる。 そして、この成形材料を電子部品
あるいは電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用し、優れ
た特性と信頼性を付与することができる。
A general method for preparing the sealing resin composition of the present invention as a molding material is to blend a novolac type epoxy resin having an alkyl-modified polyfunctional phenol resin skeleton, a novolac type phenol resin, silica powder, and others, and After sufficiently uniformly mixing with a mixer or the like, the mixture can be further melt-mixed using hot rolls or mixed using a kneader, etc., and then cooled and solidified and pulverized to an appropriate size to form a molding material. Then, this molding material can be applied to sealing, covering, insulating, etc. electronic or electrical components to impart excellent characteristics and reliability.

(作用) 本発明の封止用樹脂組成物は、(A)アルキル変性多官
能フェノール樹脂を骨格とするノボラック型エポキシ樹
脂を用いることによって、熱時のR域内特性が向上し、
また吸湿性も少なくなるため、半田ティップ、リフロー
後の耐樹脂クラック性か向上し、耐湿性劣化が少なくな
る。
(Function) The sealing resin composition of the present invention improves the properties in the R region when heated by using (A) a novolac type epoxy resin having an alkyl-modified polyfunctional phenol resin as a backbone.
Also, since moisture absorption is reduced, the solder tip and resin crack resistance after reflow are improved, and moisture resistance deterioration is reduced.

(実施例) 次に、本発明の実施例を比較例とともに説明するか、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。 実施
例および比較例におりる1%」は、「重量%」を意味す
る。
(Examples) Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. "1%" in Examples and Comparative Examples means "% by weight."

実施例 1 次の式で示したアルキル変性多官能フェノール樹脂を骨
格としたノボラック型エポキシ樹脂16%、ノボラック
型フェノール樹脂9%、シリカ粉末74%、硬化促進剤
0.3%、エステル系ワックス0.3%およびシランカ
ップリング剤0.4%を常温で混合し、さらに90〜9
5℃で混練し冷却した後、粉砕して成形材料(A)を得
た。
Example 1 16% novolac type epoxy resin with skeleton of alkyl-modified polyfunctional phenol resin shown by the following formula, 9% novolac type phenol resin, 74% silica powder, 0.3% curing accelerator, 0 ester wax .3% and silane coupling agent 0.4% are mixed at room temperature, and further 90-9%
After kneading and cooling at 5° C., the mixture was pulverized to obtain a molding material (A).

実施例 2〜3 アルキル変性多官能フェノール樹脂を骨格としたノボラ
ック型エポキシ樹脂として第1表のものを用いたほかは
、実施例1の製造法と同様にして成形材料(B)、(C
)を得た。
Examples 2 to 3 Molding materials (B) and (C
) was obtained.

比較例 1 実施例のエポキシ樹脂の代わりに、オルソクレゾール・
ノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量215) 1
7%を用い、さらにノボラック型フェノール樹脂8%、
シリカ粉末74%、硬化促進剤0.3%、エステル系ワ
ックス0.3%、およびシランカップリング剤0.4%
を混合し、実施例と同様にして成形材料<D)を得た。
Comparative Example 1 Orthocresol was used instead of the epoxy resin in the example.
Novolac type epoxy resin (epoxy equivalent: 215) 1
7%, and additionally 8% novolac type phenolic resin.
Silica powder 74%, curing accelerator 0.3%, ester wax 0.3%, and silane coupling agent 0.4%
were mixed to obtain a molding material <D) in the same manner as in the example.

比較例 2 次に示した3官能エポキシ樹脂(エポキシ当量170 
) 16%、 形材料(A)〜(E)を、170℃に加熱した金型内に
トランスファー注入し、これを硬化させて封止した成形
品を得た。 この成形品について緒特性を試験したので
その結果を第2表に示したが、本発明の顕著な効果が得
られた。
Comparative Example 2 The following trifunctional epoxy resin (epoxy equivalent: 170
) 16%, The molding materials (A) to (E) were transfer-injected into a mold heated to 170°C, and the molded product was cured and sealed. The properties of this molded article were tested and the results are shown in Table 2, and the remarkable effects of the present invention were obtained.

ノボラック型フェノール樹脂9′、ン、シリカ粉末74
%、硬化促進剤0.3%、エステル系ワ・ツクス0.3
%およびシランカップリング剤0.4%を混合し、成形
材料(E)を得た。
Novolac type phenolic resin 9', silica powder 74
%, curing accelerator 0.3%, ester wax 0.3
% and 0.4% of a silane coupling agent were mixed to obtain a molding material (E).

実施例1〜3および比較例1〜2で得られた成*1 ニ
ドランスファー成形によって直径501W11、厚さ3
11Mの成形品を作り、これを127°C2,5気圧の
飽和水蒸気中に24時間放置し、増加した重量によって
測定した。
Products obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2
A molded article of 11M was made and left in saturated steam at 127° C. and 2.5 atm for 24 hours, and the weight increase was measured.

*2 :吸水率の試験と同様な成形品を゛作り、これを
 175℃で8時間の後硬化を行い、適当な大きさの試
験片とし、熱機械分析装置を用いて測定した。
*2: A molded article similar to that used in the water absorption test was made, and this was post-cured at 175°C for 8 hours to form a test piece of an appropriate size, and measured using a thermomechanical analyzer.

*3 : 、J I S−に−6911に準する。*3: According to JIS-6911.

*4 :封止用樹脂組成物(成形材料)を用いて、2本
以上のアルミニウム配線を有するシリコン製チップ(テ
スト用素子)を、通常の4270イフレームに接着し、
 175°Cで2分間トランスファー成形した後、17
5℃、8時間の後硬化を行った。 こうして得な成形品
を、予め40°C790%、100時間の吸湿処理した
後、250°Cの半田浴に10秒間浸漬をした。 その
後、127℃、2.5気圧の飽和水蒸気中でプレッシャ
ークツカーテスト(PCT)を行い、アルミニウムの腐
食による断線を不良として評価した6 [発明の効果] 以上の説明および第2表から明らかなように、本発明の
封止用樹脂組成物は、吸湿の影皆が少なく、特に半田浴
浸漬後の耐湿性、半田耐熱性に優れ、内部樹脂クラック
がなく、電極の腐食による断線や水分によるリーク電流
の発生を著しく低減することができ、しかも長期間にわ
たって信頼性を保証することができる。
*4: Using a sealing resin composition (molding material), a silicon chip (test element) with two or more aluminum wirings is adhered to a normal 4270 frame,
After transfer molding at 175°C for 2 minutes, 17
Post-curing was performed at 5° C. for 8 hours. The thus obtained molded product was previously subjected to moisture absorption treatment at 40°C, 790%, for 100 hours, and then immersed in a 250°C solder bath for 10 seconds. Thereafter, a pressure pull test (PCT) was conducted in saturated steam at 127°C and 2.5 atm, and wire breakage due to aluminum corrosion was evaluated as a defect.6 [Effects of the Invention] From the above explanation and Table 2, As described above, the encapsulating resin composition of the present invention is less affected by moisture absorption, has excellent moisture resistance especially after immersion in a solder bath, and soldering heat resistance, is free from internal resin cracks, and is resistant to disconnection due to electrode corrosion and moisture. The occurrence of leakage current can be significantly reduced, and reliability can be guaranteed over a long period of time.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1(A)アルキル変性ヒドロキシベンズアルデヒドとア
ルキル変性フェノールとを反応 して得られるアルキル変性多官能フェノー ル樹脂を骨格とするノボラック型エポキシ 樹脂 (但し、アルキル変性ヒドロキシベンズア ルデヒドのアルキル基がC_mH_2_m_+_1であ
り、そのmはm≧1の整数を表し、またアルキ ル変性フェノール類のアルキル基が C_nH_2_n_+_1であり、そのnは10≧n≧
1の整数を表す) (B)ノボラック型フェノール樹脂および (C)シリカ粉末 を必須成分とし、全体の樹脂組成物に対して前記(C)
シリカ粉末を50〜90重量%含有することを特徴とす
る封止用樹脂組成物。
[Scope of Claims] 1(A) A novolak-type epoxy resin whose skeleton is an alkyl-modified polyfunctional phenol resin obtained by reacting an alkyl-modified hydroxybenzaldehyde with an alkyl-modified phenol (provided that the alkyl group of the alkyl-modified hydroxybenzaldehyde is C_mH_2_m_+_1, where m represents an integer of m≧1, and the alkyl group of the alkyl-modified phenol is C_nH_2_n_+_1, where n is 10≧n≧
(represents an integer of 1) (B) novolac type phenol resin and (C) silica powder are essential components, and the above (C) is added to the entire resin composition.
A sealing resin composition containing 50 to 90% by weight of silica powder.
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