JPH0218413A - Epoxy resin composition and resin sealing-type semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and resin sealing-type semiconductor device

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JPH0218413A
JPH0218413A JP16801388A JP16801388A JPH0218413A JP H0218413 A JPH0218413 A JP H0218413A JP 16801388 A JP16801388 A JP 16801388A JP 16801388 A JP16801388 A JP 16801388A JP H0218413 A JPH0218413 A JP H0218413A
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JP
Japan
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formulas
epoxy resin
formula
tables
hydrocarbon group
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Application number
JP16801388A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotoshi Iketani
池谷 裕俊
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To contrive to improve heat resistance and low stress properties by using respectively specified epoxy resins and curing agents in producing an epoxy resin composition from epoxy resins and phenolic hydroxyl group- containing curing agents. CONSTITUTION:In producing an epoxy resin composition from epoxy resins and curing agents containing >=2 phenolic hydroxy groups, one or more epoxy resins of formula I-III (B is group of formula IV; B' is group of formula V; B'' is group of formula VI; Q is >=2C hydrocarbon; Q' is >=1C hydrocarbon; R is H, halogen, etc.; n is 0 or ordinary number) are mixed in the epoxy resin components and/or one or more curing agents of formula VII-IX (A is group of formula X; A' is group of formula XI; A'' is group of formula VI) are mixed into the curing agent components, thus obtaining an epoxy resin capable of providing a highly reliable resin sealing type semiconductor device in sealing semiconductor tips.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はエポキシ樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置
に関し、特に耐熱性、低応力性に優れたエポキシ樹脂組
成物及びそれを用いた高信頼性の樹脂封止型半導体装置
に関する。
Detailed Description of the Invention [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an epoxy resin composition and a resin-encapsulated semiconductor device, and particularly relates to an epoxy resin composition and an epoxy resin composition having excellent heat resistance and low stress properties. The present invention relates to a highly reliable resin-sealed semiconductor device using the same.

(従来の技術) エポキシ樹脂組成物は集積回路(IC)、大規模集積回
路(LSI)、トランジスタなどの半導体部品や電子部
品その他の部品′を封止するために広く用いられている
(Prior Art) Epoxy resin compositions are widely used to encapsulate integrated circuits (ICs), large-scale integrated circuits (LSIs), semiconductor components such as transistors, electronic components, and other components.

上記のように半導体部品や電子部品などを封止したエポ
キシ樹脂組成物の硬化物からなる封止樹脂には、プリン
ト基盤に実装する際のソルダリングに耐える耐熱性が要
求される。このソルダリングに関しては、ハンダフロー
又はりフローによってハンダ付けする方法が主流となっ
てきている。
As described above, the encapsulating resin made of a cured epoxy resin composition used to encapsulate semiconductor components, electronic components, etc. is required to have heat resistance to withstand soldering when mounted on a printed circuit board. Regarding this soldering, the method of soldering by solder flow or reflow has become mainstream.

そして、ハンダフロー又はリフロー時には、封止樹脂は
200℃以上、時には300℃以上の温度に短時間曝さ
れるため、これらの条件でクラックやその他の故障を起
こさないことが必要である。
During solder flow or reflow, the sealing resin is exposed to temperatures of 200° C. or higher, sometimes 300° C. or higher, for a short period of time, so it is necessary that cracks or other failures do not occur under these conditions.

従来、上述した用途のエポキシ樹脂組成物としては、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂を主成分とし、硬化
剤としてノ°ボラック型フェノール樹脂を含有するもの
が一般的に用いられていた。
Conventionally, as epoxy resin compositions for the above-mentioned uses, those containing a cresol novolac type epoxy resin as a main component and a novolac type phenolic resin as a curing agent have been generally used.

しかし、こうした組成を有するエポキシ樹脂組成物の硬
化物はガラス転移温度が200℃以下であり、耐熱性が
不充分なためハンダフロー又はりフローの際にクラック
を発生しやすく、充分な信頼性が得られないという問題
があった。
However, the cured product of an epoxy resin composition having such a composition has a glass transition temperature of 200°C or less, and because of insufficient heat resistance, cracks are likely to occur during solder flow or reflow, and sufficient reliability is not achieved. The problem was that I couldn't get it.

また、従来のエポキシ樹脂組成物の硬化物は弾性率が高
く、そのため半導体チップなどを封止した状態で封止樹
脂に高温(例えば200℃)及び低温(例えば−65℃
)の熱ストレスを加えると、封止樹脂と内部に封止され
た半導体チップとの間に大iな熱応力が発生し、封止樹
脂及びチップにクラックが発生しすくなり、またチップ
表面の酸化膜のクラックやアルミニウム配線の変形が生
じやすくなる欠点があった。
In addition, the cured products of conventional epoxy resin compositions have a high elastic modulus, and therefore, when semiconductor chips and the like are encapsulated, the encapsulating resin can be used at high temperatures (e.g., 200°C) and at low temperatures (e.g., -65°C).
), a large thermal stress will be generated between the sealing resin and the semiconductor chip sealed inside, which will cause cracks to occur in the sealing resin and the chip, and also cause damage to the chip surface. This had the disadvantage that cracks in the oxide film and deformation of the aluminum wiring were likely to occur.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように従来のエポキシ樹脂組成物の硬化物は耐熱
性が低く、熱応力が大きく、したがってそれを用いて得
られる樹脂封止型半導体装置の信頼性が低いという問題
点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the cured products of conventional epoxy resin compositions have low heat resistance and high thermal stress, and therefore the reliability of resin-encapsulated semiconductor devices obtained using the same is low. The problem was that it was low.

本発明は以上のような問題点に鑑みてなされたもので、
耐熱性、低応力性のエポキシ樹脂組成物及びそれを用い
た高信頼性の樹脂封止型半導体装置を提供することを目
的とする。
The present invention was made in view of the above problems.
The object of the present invention is to provide a heat-resistant, low-stress epoxy resin composition and a highly reliable resin-sealed semiconductor device using the same.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、1分
子中に3個以上のフェノール性水酸基を有する硬化剤と
を必須成分とするエポキシ樹脂組成物において、 (A)上記エポキシ樹脂が、次式[1]〜[m](ただ
し、式[Iコル[In]中、 (R)4 で表わされ、Qは炭素原子2以上の炭化水素基、Qoは
炭素原子1以上の炭化水素基、各Rは無関係に水素、ハ
ロゲン、又は炭素原子1以上の炭化水素基もしくはハロ
ゲン化炭化水素基、nは0又は1以上の整数を表わす。
(Means for Solving the Problems) The epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a curing agent having three or more phenolic hydroxyl groups in one molecule as essential components. A) The above epoxy resin is represented by the following formulas [1] to [m] (wherein in the formula [Icol [In], it is represented by (R) 4 , Q is a hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms, and Qo is a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms; each R independently represents hydrogen, halogen, or a hydrocarbon group or halogenated hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms; n represents an integer of 0 or 1 or more;

) で表わされるエポキシ樹脂のうち少なくとも1種を含有
するか、又は (B)上記硬化剤が、次式[IV]〜[VI](ただし
、式[■]〜[VI]中、 (R)4 (R)3 (R)4 で表わされ、Qは炭素原子2以上の炭化水素基、Qoは
炭素原子1以上の炭化水素基、各Rは無関係に水素、ハ
ロゲン、又は炭素原子1以上の炭化水素基もしくはハロ
ゲン化炭化水素基、nは0又は1以上の整数を表わす。
), or (B) the curing agent contains at least one of the epoxy resins represented by the following formulas [IV] to [VI] (however, in formulas [■] to [VI], (R) 4 (R)3 (R)4 where Q is a hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms, Qo is a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms, and each R is independently hydrogen, halogen, or 1 or more carbon atoms. is a hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, and n represents an integer of 0 or 1 or more.

) で表わされる硬化剤のうち少なくとも1種を含有する、 という(A) 、(B) 2つの条件のうち少なくとも
いずれか一方を満たすことを特徴とするものである。
) It is characterized by satisfying at least one of the following two conditions (A) and (B): containing at least one type of curing agent represented by the following.

また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体チップ
を上記エポキシ樹脂組成物で封止したことを特徴とする
ものである。
Further, the resin-sealed semiconductor device of the present invention is characterized in that a semiconductor chip is sealed with the above-mentioned epoxy resin composition.

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.

まず、上記式[1]〜[VI]中の記号について補足説
明する。Qは炭素原子2個以上の炭化水素基を表わし、
具体的には /CH″″CH2″″CH。
First, a supplementary explanation will be given of the symbols in the above formulas [1] to [VI]. Q represents a hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms,
Specifically, /CH""CH2""CH.

、>cH−(CH2)2− c< などが挙げられる。, >cH-(CH2)2-c< Examples include.

Qoは炭素原子1個以上の炭化水素基を表わし、具体的
には 式[T]の例としてRが水素、Qがエタン残基の場合で
、n−0のとき −1のとき などが挙げられる。上記式中、Rは[1]〜[VI]式
中のRと同様に定義され、−H,−F。
Qo represents a hydrocarbon group having one or more carbon atoms, and specifically examples of formula [T] include when R is hydrogen and Q is an ethane residue, when n-0 and -1, etc. It will be done. In the above formula, R is defined similarly to R in formulas [1] to [VI], and is -H, -F.

−C(1,−Br、−(CH2)  CHs、(CF 
2 ) n CF 3  (nはO又は1以上の整数)
などである。特に、Rが−(CF2 )、CF、のとき
、エポキシ樹脂組成物の吸湿性が減少し、ソルダリング
の際のクラック防止に効果がある。
-C(1,-Br,-(CH2) CHs, (CF
2) n CF 3 (n is O or an integer of 1 or more)
etc. In particular, when R is -(CF2) or CF, the hygroscopicity of the epoxy resin composition decreases, which is effective in preventing cracks during soldering.

上記式[I]〜[m]で表わされるエポキシ樹脂及び上
記式[IV]〜[VT]で表わされる硬化剤を具体的に
例示すると、以下のようなものが挙げられる。
Specific examples of the epoxy resins represented by the above formulas [I] to [m] and the curing agents represented by the above formulas [IV] to [VT] include the following.

[I −b] 式[n]の例としてRが水素、Qoが炭素、Qがエタン
残基の場合で、n−1のとき [11−al 式[m]の例としてRが水素、Qoが炭素、Qがエタン
残基の場合で、n−1のとき 式[V]の例としてRが水素、Qoが炭素、Qがエタン
残基の場合で、n−1のとき [I[I −al 式[IV]の例としてRが水素、Qoが炭素、Qがエタ
ン残基の場合で、n−0のとき [V−al 式[VI]の例としてRが水素、Qoが炭素、Qがエタ
ン残基の場合で、n−1のとき n−1のとき H R [IV −b] H [VI−al 上・記式[1]〜[IIl、]のエポキシ樹脂を用いた
場合、これを1分子中に2個以上のフェノール性水酸基
を有する硬化剤によって硬化させれば、耐熱性の優れた
硬化物が得られる。
[I-b] As an example of formula [n], when R is hydrogen, Qo is carbon, and Q is an ethane residue, when n-1, [11-al As an example of formula [m], R is hydrogen, Qo is is carbon, Q is an ethane residue, and n-1. An example of formula [V] is when R is hydrogen, Qo is carbon, and Q is an ethane residue, and when n-1, [I[I -al As an example of formula [IV], when R is hydrogen, Qo is carbon, and Q is an ethane residue, when n-0, [V-al As an example of formula [VI], R is hydrogen, Qo is carbon, When Q is an ethane residue, when n-1 when n-1 H R [IV -b] H [VI-al When using the epoxy resin of the above formulas [1] to [IIl,] If this is cured with a curing agent having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, a cured product with excellent heat resistance can be obtained.

また、上記式[IV]〜[VI]の硬化剤を用いてエポ
キシ樹脂を硬化させると耐熱性の優れた硬化物が?すら
れる。
Moreover, when an epoxy resin is cured using the curing agents of formulas [IV] to [VI] above, a cured product with excellent heat resistance is obtained. Being ignored.

特に、式[1]〜[mlのエポキシ樹脂と式[IV]〜
[VI]の硬化剤とを反応させると、耐熱性が極めて良
好な硬化物を得ることができる。
In particular, formula [1] ~ [ml of epoxy resin and formula [IV] ~
By reacting with the curing agent [VI], a cured product with extremely good heat resistance can be obtained.

なお、式[I]〜[II[]のエポキシ樹脂と他のエポ
キシ樹脂とを併用してもよい。一方、式[TV1〜[V
I’lの硬化剤と他の硬化剤を併用してもよい。なお、
エポキシ樹脂と硬化剤はそれぞれ予め溶融混合して使用
することが好ましく、更にエポキシ樹脂と硬化剤を場合
によっては予め溶融混合し、均一に混合した状態で使用
することが好ましい。
Note that the epoxy resins of formulas [I] to [II[] and other epoxy resins may be used in combination. On the other hand, the formula [TV1~[V
The curing agent I'l may be used in combination with other curing agents. In addition,
It is preferable to use the epoxy resin and the curing agent after melting and mixing them in advance, and it is further preferable to use the epoxy resin and the curing agent in a uniformly mixed state by melt-mixing the epoxy resin and the curing agent in advance depending on the case.

本発明において、式[11〜[mlのエポキシ樹脂以外
に用いられるエポキシ樹脂は通常知られているものであ
って特に限定されない。例えば、ビスフェノール型エポ
キシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、テトラキス(グ
リシドキシフェニル)エタン、式 [■] (式中、Qは炭素原子1以上の炭化水素基、各Rは無関
係に水素、ハロゲン又は炭素原子1以上の炭化水素基も
しくはハロゲン化炭化水素基を表わし、nは0又は1以
上の整数を表わす。)で表わされるエポキシ樹脂などグ
リシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル
型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複
素環型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂など1分
子中にエポキシ葦を2個以上有するエポキシ樹脂が挙げ
られる。これらのうち特に好ましいエポキシ樹脂はノボ
ラック型エポキシ樹脂、上記式[■]で表わされるエポ
キシ樹脂などである。これらのエポキシ樹脂は1種又は
2種以上の混合系で用いられる。
In the present invention, the epoxy resins used in addition to the epoxy resins of formulas [11 to [ml] are commonly known ones and are not particularly limited. For example, bisphenol type epoxy resin, novolak type epoxy resin, tetrakis(glycidoxyphenyl)ethane, formula [■] (wherein, Q is a hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms, and each R is independently hydrogen, halogen, or carbon Glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy Examples include epoxy resins having two or more epoxy resins in one molecule, such as resins, heterocyclic epoxy resins, and halogenated epoxy resins. Among these, particularly preferred epoxy resins are novolac type epoxy resins, epoxy resins represented by the above formula [■], and the like. These epoxy resins may be used alone or in a mixed system of two or more.

なお、エポキシ樹脂としては、塩素イオンの含有量が1
0ppm以下、加水分解性塩素の含有量が0.1重量%
以下のものが望ましい。これは、lOppmを超える゛
塩素イオン又は0.1重量%を超える加水分解性塩素が
含まれると、封止された半導体チップのアルミニウム電
極が腐食されやすくなるためである。
Note that the epoxy resin has a chlorine ion content of 1
0 ppm or less, hydrolyzable chlorine content 0.1% by weight
The following are desirable. This is because if more than 10 ppm of chlorine ions or more than 0.1% by weight of hydrolyzable chlorine is contained, the aluminum electrodes of the sealed semiconductor chip are likely to be corroded.

本発明において、式[IV]〜[VI]の硬化剤以外に
用いられる、1分子中に2個以上のフェノール性水酸基
を有する硬化剤を具体的に例示すると、フェノールノボ
ラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのノボラッ
ク型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ビス
フェノール型フェノール樹脂、ポリパラヒドロキシスチ
レン、フェノールアラルキル樹脂、及びこれらのノ\ロ
ゲン化物、式[■] (式中、Qは炭素原子1以上の炭化水素基、各Rは無関
係に水素、ハロゲン又は炭素原子1以上の炭化水素基も
しくはハロゲン化炭化水素基を表わし、nは0又は1以
上の整数を表わす。)で表わされる化合物などである。
In the present invention, specific examples of curing agents having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule that are used in addition to the curing agents of formulas [IV] to [VI] include phenol novolak resin, cresol novolak resin, etc. Novolac-type phenolic resin, resol-type phenolic resin, bisphenol-type phenolic resin, polyparahydroxystyrene, phenol aralkyl resin, and their halogenated products, formula [■] (wherein, Q is a hydrocarbon having 1 or more carbon atoms) group, each R independently represents hydrogen, halogen, or a hydrocarbon group or halogenated hydrocarbon group having one or more carbon atoms, and n represents an integer of 0 or 1 or more.

これらの硬化剤は1種又は2種以上の混合系で用いられ
る。上記以外の硬化剤として、酸無水物硬化剤、アミン
系硬化剤の併用も可能である。
These curing agents may be used alone or in a mixed system of two or more. As a curing agent other than the above, it is also possible to use an acid anhydride curing agent and an amine curing agent in combination.

式[I]〜[m]以外のエポキシ樹脂、式[IV]〜[
VI]以外の硬化剤は、それぞれの成分の80重量%以
下、よ伐好ましくは50重量%以下の範囲で用いられる
Epoxy resins other than formulas [I] to [m], formulas [IV] to [
The curing agents other than VI] are used in an amount of 80% by weight or less, preferably 50% by weight or less of each component.

硬化剤とエポキシ樹脂との配合比については、フェノー
ル性水酸基とエポキシ基との当量比が0.5〜1.5の
範囲内にあるように配合することが望ましい。これは、
上記範囲外では反応が充分に起りにくくなり、硬化物の
特性が劣化しやすくなるためである。
Regarding the blending ratio of the curing agent and the epoxy resin, it is desirable to blend the curing agent and the epoxy resin so that the equivalent ratio of the phenolic hydroxyl group to the epoxy group is within the range of 0.5 to 1.5. this is,
This is because outside the above range, the reaction is difficult to occur sufficiently and the properties of the cured product are likely to deteriorate.

これらの反応において触媒を使用することが好ましいが
、使用可能な各種触媒のうち最も好ましいものは、有機
ホスフィン、有機ホスフィンオキシト、有機ホスフィン
の配位化合物である。これらの触媒を用いることによっ
て硬化物の特性(信−新姓)が向上する。
It is preferred to use catalysts in these reactions, and among the various catalysts that can be used, the most preferred are organic phosphines, organic phosphine oxytos, and coordination compounds of organic phosphines. By using these catalysts, the properties (shin-shin-sei) of the cured product are improved.

有機ホスフィン化合物は、式[IX] R2−P             []X](式中、
R1−R9は水素又は炭化水素基で、炭化水素基の一部
は他の原子を含む置換基で置換されていてもよい。なお
、R1−R3が全て水素の場合を除く。) で表される化合物である。具体的には、トリフェニルホ
スフオン、トリス(メチルフェニル)ホスフィン、トリ
ス(メトキシフェニル)ホスフィン、トリブチルホスフ
ィン、トリシクロヘキシルホスフィン、メチルジフェニ
ルホスフィン、ブチルフェニルホスフィン、ジフェニル
ホスフィン、フェニルホスフィンなどが挙げられる。R
1が有機ホスフィンを含む有機基である有機ホスフィン
化合物としては、例えば1.2−ビス(ジフェニルホス
フィノ)エタン、ビス(ジフェニルホスフィノ)メタン
などが挙げられる。これらのうちでもアリールホスフィ
ン化合物が好ましく、特にトリフェニルホスフィン、ト
リス(メチルフェニル)ホスフィン、トリス(メトキシ
フェニル)ホスフィンなどが好ましい。
The organic phosphine compound has the formula [IX] R2-P []X] (wherein,
R1 to R9 are hydrogen or a hydrocarbon group, and a portion of the hydrocarbon group may be substituted with a substituent containing another atom. Note that the case where R1-R3 are all hydrogen is excluded. ) is a compound represented by Specific examples include triphenylphosphine, tris(methylphenyl)phosphine, tris(methoxyphenyl)phosphine, tributylphosphine, tricyclohexylphosphine, methyldiphenylphosphine, butylphenylphosphine, diphenylphosphine, phenylphosphine, and the like. R
Examples of organic phosphine compounds in which 1 is an organic group containing an organic phosphine include 1,2-bis(diphenylphosphino)ethane, bis(diphenylphosphino)methane, and the like. Among these, arylphosphine compounds are preferred, and triphenylphosphine, tris(methylphenyl)phosphine, tris(methoxyphenyl)phosphine, and the like are particularly preferred.

有機ホスフィンオキシトは、式[X] (式中、R1−R1は水素又は炭化水素基で、炭化水素
基の一部は他の原子を含む置換基で置換されていてもよ
い。なお、R1−R1が全で水素の場合を除く。) で表される化合物である。具体的には、トリフェニルホ
スフィンオキシト、トリス(メチルフェニル)ホスフィ
ンオキシト、トリベンジルホスフィンオキシド、トリオ
クチルホスフィンオキシト、トリシクロヘキシルホスフ
ィンオキシド、ジフェニルエチルホス′フィンオキシド
、フエニルジメチルホスフィンオキシド、ジフェニルホ
スフィンオキシト、ジヘキシルホスフィンオキシド、ト
リス(クロロフェニル)ホスフィンオキシト、トリス(
ヒドロキシフェニル)ホスフィンオキシト、トリス(メ
トキシフェニル)ホスフィンオキシトなどが挙げられる
。これらのうちでもトリフェニルホスフィンオキシトな
どトリアリールホスフィンオキシトが好ましい。
The organic phosphine oxyto has the formula [X] (where R1-R1 is hydrogen or a hydrocarbon group, and a part of the hydrocarbon group may be substituted with a substituent containing another atom. -Excluding the case where R1 is entirely hydrogen.) This is a compound represented by: Specifically, triphenylphosphine oxide, tris(methylphenyl)phosphine oxide, tribenzylphosphine oxide, trioctylphosphine oxide, tricyclohexylphosphine oxide, diphenylethylphosphine oxide, phenyldimethylphosphine oxide, diphenyl Phosphine oxyto, dihexylphosphine oxide, tris(chlorophenyl)phosphine oxyto, tris(
Examples include hydroxyphenyl)phosphine oxyto, tris(methoxyphenyl)phosphine oxyto, and the like. Among these, triarylphosphine oxyto such as triphenylphosphine oxyto is preferred.

有機ホスフィンの配位化合物は式EX](式中、R1−
R6は水素、ハロゲン又は炭化水素基で、炭化水素基の
一部は他の原子を含む置換基で置換されていてもよい。
The coordination compound of organic phosphine has the formula EX] (wherein R1-
R6 is hydrogen, halogen, or a hydrocarbon group, and a portion of the hydrocarbon group may be substituted with a substituent containing another atom.

なお、R1−R5の少なくとも1つは炭化水素基である
。Mはホウ素又はアルミニウム原子である。) で表される化合物で、有機ホスフィンとMR,R1R6
とを反応させることによって容易に得られる。
Note that at least one of R1 to R5 is a hydrocarbon group. M is a boron or aluminum atom. ) with organic phosphine and MR, R1R6
It can be easily obtained by reacting with.

有機ホスフィンの配位化合物を構成する有機ホスフィン
としては、トリフェニルホスフオン、トリス(メチルフ
ェニル)ホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリオ
クチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ジ
フェニルエチルホスフィン、フエニルジメチルホスフィ
ン、ジフェニルホスフィン、ジヘキシルホスフィン、フ
ェニルホスフィン、デシルホスフィン、トリス(クロロ
フェニル)ホスフィン、トリス(ヒドロキシフェニル)
ホスフィン、トリス(メトキシフェニル)ホスフィンな
どが挙げられる。これらのうちでもトリフェニルホスフ
ィンなどトリアリールホスフィンが好ましい。
The organic phosphine constituting the coordination compound of organic phosphine includes triphenylphosphine, tris(methylphenyl)phosphine, tribenzylphosphine, trioctylphosphine, tricyclohexylphosphine, diphenylethylphosphine, phenyldimethylphosphine, diphenylphosphine, Dihexylphosphine, phenylphosphine, decylphosphine, tris(chlorophenyl)phosphine, tris(hydroxyphenyl)
Examples include phosphine, tris(methoxyphenyl)phosphine, and the like. Among these, triarylphosphines such as triphenylphosphine are preferred.

有機ホスフィンの配位化合物を構成するMR4R5R6
で表される化合物としては水素化ホウ素、水素化アルミ
ニウム、ハロゲン化ホウ素、ハロゲン化アルミニウム、
有機ホウ素及び有機アルミニウムか挙げられる。
MR4R5R6 constituting the coordination compound of organic phosphine
Compounds represented by include boron hydride, aluminum hydride, boron halide, aluminum halide,
Examples include organoboron and organoaluminium.

有機ホウ素化合物としては、トリフェニルホウ素、トリ
ス(エチルフェニル)ホウ素、トリベンジルホウ索、ト
リオクチルホウ素、トリシクロヘキシルホウ素、ジフェ
ニルメチルホウ、索、フエニルジブチルホウ素、ジフェ
ニルホウ素、ジオクチルホウ素、フェニルホウ素、シク
ロへキシルホウ素、トリス(クロロフェニル)ホウ素な
どが挙げられる。
Examples of organic boron compounds include triphenylboron, tris(ethylphenyl)boron, tribenzylboron, trioctylboron, tricyclohexylboron, diphenylmethylboron, phenyldibutylboron, diphenylboron, dioctylboron, phenylboron, Examples include cyclohexylboron and tris(chlorophenyl)boron.

a機アルミニウム化合物としては、上記ホウ素化合物に
対応するアルミニウム化合物、例えばトリフェニルアル
ミニウムなどが挙げられる。
Examples of the a-organic aluminum compound include aluminum compounds corresponding to the above-mentioned boron compounds, such as triphenylaluminum.

これらの何機ホウ素、有機アルミニウム化合物のうちで
もトリアリール化合物が好ましい。
Among these organoboron and organoaluminium compounds, triaryl compounds are preferred.

本発明においては、以上の有機ホスフィン、有機ホスフ
ィンオキシト及び有機ホスフィンの配位化合物のうち少
なくとも1種又は2種以上を組合わせて用いることがで
きる。これらの配合量は組成物全体の0.001−’2
0重量%の範囲が好ましい。
In the present invention, at least one type or a combination of two or more types of the above organic phosphine, organic phosphine oxyto, and organic phosphine coordination compounds can be used. These amounts are 0.001-'2 of the entire composition.
A range of 0% by weight is preferred.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて更に無
機質充填剤、離型剤、難燃剤、着色剤、充填剤の表面処
理剤、低応力付与剤その他の添加剤を加えることができ
る。
The epoxy resin composition of the present invention may further contain an inorganic filler, a mold release agent, a flame retardant, a coloring agent, a surface treatment agent for the filler, a low stress imparting agent, and other additives, if necessary.

無機質充填剤としては、溶融シリカ、結晶性シリカ、ガ
ラス繊維、タルク、アルミナ、ケイ酸カルシウム、炭酸
カルシウム、硫酸バリウム、マグネシア、窒化ケイ素、
窒化ホウ素など一般に知られているものを用いることが
できる。
Inorganic fillers include fused silica, crystalline silica, glass fiber, talc, alumina, calcium silicate, calcium carbonate, barium sulfate, magnesia, silicon nitride,
Generally known materials such as boron nitride can be used.

また、離型剤としては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、酸アミド類、エステル類
、パラフィン類など、難燃剤としては塩素化パラフィン
、ブロムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、三酸化アン
チモンなど、着色剤としてはカーボンブラックなど、充
填剤の表面処理剤としてシランカップリング剤などを用
いることができる。
Examples of mold release agents include natural waxes, synthetic waxes, metal salts of straight chain fatty acids, acid amides, esters, and paraffins. Flame retardants include chlorinated paraffins, bromotoluene, hexabromobenzene, and Antimony oxide or the like, carbon black or the like as a coloring agent, and a silane coupling agent as a surface treatment agent for the filler can be used.

以上のような各種の添加剤を含むエポキシ樹脂組成物を
成形材料として調製する場合、−数的には所定の組成比
に原料を配合し、例えばミキサーによって充分混合した
後、熱ロールによる溶融混合処理、又はニーダ−などに
よる混合処理を施す。
When preparing an epoxy resin composition containing the various additives mentioned above as a molding material, - numerically, the raw materials are blended in a predetermined composition ratio, thoroughly mixed with a mixer, and then melt-mixed with a hot roll. treatment or mixing treatment using a kneader or the like.

本発明に係る樹脂封止型半導体装置は、上記エポキシ樹
脂組成物を用いて半導体チップを封止することにより容
易に製造することができる。封止は最も一般的には低圧
トランスファ成形で行われるが、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。エポキ
シ樹脂組成物は封止の際に加熱により硬化し、最終的に
この組成物の硬化物によって封止された樹脂封止型半導
体装置が得られる。硬化に際しては150℃以上に加熱
することが特に望ましい。また、150〜300℃で数
時間〜数十時間のポストキュアを行うことによって硬化
物の耐熱性などの特性を向上させることができる。ポス
トキュア温度は好ましくは170℃以上、更に好ましく
は200℃以上、ポストキュア時間は好ましくは3〜1
6時間である。
The resin-sealed semiconductor device according to the present invention can be easily manufactured by sealing a semiconductor chip using the above-mentioned epoxy resin composition. Sealing is most commonly performed by low pressure transfer molding, but sealing by injection molding, compression molding, casting, etc. is also possible. The epoxy resin composition is cured by heating during sealing, and a resin-sealed semiconductor device is finally obtained which is sealed with a cured product of this composition. It is particularly desirable to heat to 150° C. or higher during curing. Further, by performing post-curing at 150 to 300°C for several hours to several tens of hours, properties such as heat resistance of the cured product can be improved. The post-cure temperature is preferably 170°C or higher, more preferably 200°C or higher, and the post-cure time is preferably 3-1
It is 6 hours.

(実施例) 以下、本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be explained in detail below.

式[1−al、[1−b]、[n−al、[II[−a
lで表わされるエポキシ樹脂、 エポキシ当1i11200のタレゾールノボラックエポ
キシ樹脂、 式[IV−al、[IV−b]、[V−al、[VI−
alで表わされる硬化剤、 フェノールノボラック樹脂硬化剤(1分子当りの水酸基
数は5個) ビスフェノールA(1分子当りの水酸基数は2個) トリフェニルホスフィン(硬化促進剤A)トリフェニル
ホスフィンオキシト(硬化促進剤B) トリフェニルホスフィン・トリフェニルボロン錯体(硬
化促進剤C) 1.8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン(
硬化促進剤D) を第1表に示す組成(重量部)に配合し、他の成分とし
て溶融シリカ粉体(充填剤)700部、カルナバワック
ス(離型剤)4部、カーボンブラック(着色剤)4部、
γ−グリシドキシブロピルトリメトシキシシラン(シラ
ンカップリング剤)4部を加え、ミキサーにより混合し
た後、加熱ロールにより混練して、実施例1〜13及び
比較例1〜3のトランスファ成形用エポキシ樹脂組成物
を調製した。
Formula [1-al, [1-b], [n-al, [II[-a
Epoxy resins of the formula [IV-al, [IV-b], [V-al, [VI-
Curing agent represented by al, Phenol novolac resin curing agent (number of hydroxyl groups per molecule is 5) Bisphenol A (number of hydroxyl groups per molecule is 2) Triphenylphosphine (curing accelerator A) Triphenylphosphine oxyto (Curing accelerator B) Triphenylphosphine triphenylboron complex (Curing accelerator C) 1,8-diaza-bicyclo(5,4,0) undecene (
Curing accelerator D) was blended into the composition (parts by weight) shown in Table 1, and other ingredients included 700 parts of fused silica powder (filler), 4 parts of carnauba wax (mold release agent), and carbon black (coloring agent). ) 4 parts,
After adding 4 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (silane coupling agent) and mixing with a mixer, kneading with a heating roll was performed to obtain transfer molding materials for Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 3. An epoxy resin composition was prepared.

これらのエポキシ樹脂組成物を用い、トランスファ成形
により樹脂特性評価用の試験片を作製した。また、これ
らのエポキシ樹脂組成物を用い、トランスファ成形によ
りMO8型集積回路を封止し、評価用の樹脂封止型半導
体装置を作製した。
Using these epoxy resin compositions, test pieces for evaluating resin characteristics were prepared by transfer molding. Further, using these epoxy resin compositions, an MO8 type integrated circuit was sealed by transfer molding to produce a resin-sealed semiconductor device for evaluation.

なお、成形は高周波予熱器で90℃に加熱したエポキシ
樹脂を170℃で2分間モールドし、更に200℃で8
時間ポストキュアすることにより行った。また、封止さ
れた半導体チップのサイズはlO+5mX12+msで
、成形された樹脂パッケージは厚さ2.0鰭のフラット
パッケージ形である。
For molding, epoxy resin heated to 90°C with a high-frequency preheater was molded at 170°C for 2 minutes, and then molded at 200°C for 8 minutes.
This was done by post-curing for an hour. The size of the encapsulated semiconductor chip is lO+5m×12+ms, and the molded resin package is a flat package with a thickness of 2.0 fins.

これらの試料を用いて以下に示す評価を行った。The following evaluations were performed using these samples.

(a)樹脂試験片について動的粘弾性を測定し、ガラス
転移点を求めた。
(a) The dynamic viscoelasticity of the resin test piece was measured to determine the glass transition point.

(b)樹脂試験片について200℃における曲げ強さを
t−1定した。
(b) The bending strength at 200°C of the resin test piece was determined at t-1.

(C)樹脂試験片について25℃における曲げ弾性率を
測定した。
(C) The flexural modulus of the resin test piece at 25°C was measured.

(d)樹脂パッケージ820個について、熱サイクル試
験を行った。熱サイクル試験は一65℃、200℃に各
30分間交互に100回曝した後、パッケージを切断し
、内部に樹脂クラックが発生しているかどうか調べた。
(d) A thermal cycle test was conducted on 820 resin packages. In the heat cycle test, the package was exposed to temperatures of -65° C. and 200° C. for 30 minutes 100 times alternately, and then the package was cut to examine whether resin cracks had occurred inside.

(e) 樹脂パッケージ820個について、ベーパーフ
ェーズ(VPS)法により215℃でリフローはんだ付
けを行い、パッケージの外観に樹脂クラックが認められ
るかどうか調べた。
(e) Reflow soldering was performed on 820 resin packages at 215° C. using the vapor phase (VPS) method, and it was examined whether resin cracks were observed on the appearance of the packages.

(「)上記vPS終了後の樹脂パッケージについて、1
21 ’C12気圧のプレッシャクッ力法で耐湿試験を
行い、200時間後の半導体チップのコロ−ジョン不良
の発生を調べた。
(“) Regarding the resin package after the above vPS ends, 1.
A moisture resistance test was conducted using a pressure compression method at 21'C and 12 atmospheres, and the occurrence of corrosion defects in the semiconductor chip after 200 hours was investigated.

以上の評価結果をまとめて第1表に併記する。The above evaluation results are summarized and listed in Table 1.

[発明の効果コ 上記の結果から明らかなように、本発明のエポキシ樹脂
組成物は耐熱性が優れており、これを用いて半導体チッ
プを封止して得られる樹脂封止型半導体装置の信頼性は
高く、したがってその工業的価値は大である。
[Effects of the Invention] As is clear from the above results, the epoxy resin composition of the present invention has excellent heat resistance, and the reliability of resin-sealed semiconductor devices obtained by sealing semiconductor chips using the epoxy resin composition is high. Its properties are high, and therefore its industrial value is great.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)エポキシ樹脂と、1分子中に2個以上のフェノー
ル性水酸基を有する硬化剤とを必須成分とするエポキシ
樹脂組成物において、 (A)上記エポキシ樹脂が、次式[ I ]〜[III]▲数
式、化学式、表等があります▼[ I ] ▲数式、化学式、表等があります▼[II] ▲数式、化学式、表等があります▼[III] (ただし、式[ I ]〜[III]中、 Bは▲数式、化学式、表等があります▼ B′は▲数式、化学式、表等があります▼ B″は▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされ、Qは炭素原子2以上の炭化水素基、Q′は
炭素原子1以上の炭化水素基、各Rは無関係に水素、ハ
ロゲン、又は炭素原子1以上の炭化水素基もしくはハロ
ゲン化炭化水素基、nは0又は1以上の整数を表わす。 ) で表わされるエポキシ樹脂のうち少なくとも1種を含有
するか、又は、 (B)上記硬化剤が、次式[IV]〜[VI] ▲数式、化学式、表等があります▼[IV] ▲数式、化学式、表等があります▼[V] ▲数式、化学式、表等があります▼[VI] (ただし、式[IV]〜[VI]中、 Aは▲数式、化学式、表等があります▼ A′は▲数式、化学式、表等があります▼ A″は▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされ、Qは炭素原子2以上の炭化水素基、Q′は
炭素原子1以上の炭化水素基、各Rは無関係に水素、ハ
ロゲン、又は炭素原子1以上の炭化水素基もしくはハロ
ゲン化炭化水素基、nは0又は1以上の整数を表わす。 ) で表わされる硬化剤のうち少なくとも1種を含有する、 という(A)、(B)2つの条件のうち少なくともいず
れか一方を満たすことを特徴とするエポキシ樹脂組成物
(1) In an epoxy resin composition containing an epoxy resin and a curing agent having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule as essential components, (A) the epoxy resin has the following formulas [I] to [III ] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [ I ] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [II] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [III] (However, formulas [ I ] ~ [ III ], B is represented by ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ B' is ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ B'' is ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼, and Q is a carbon atom. 2 or more hydrocarbon groups, Q' is a hydrocarbon group with 1 or more carbon atoms, each R is independently hydrogen, halogen, or a hydrocarbon group or halogenated hydrocarbon group with 1 or more carbon atoms, n is 0 or 1 or more (B) The curing agent has the following formulas [IV] to [VI] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [IV] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [V] ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [VI] (However, in formulas [IV] to [VI], A is ▲ mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. etc. ▼ A′ is ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ A″ is ▲ There are ▲ Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ , Q is a hydrocarbon group with 2 or more carbon atoms, and Q′ is carbon A curing agent represented by a hydrocarbon group having one or more atoms, each R independently representing hydrogen, halogen, or a hydrocarbon group or halogenated hydrocarbon group having one or more carbon atoms, and n representing an integer of 0 or 1 or more. An epoxy resin composition that satisfies at least one of the two conditions (A) and (B), containing at least one of the following.
(2)半導体チップを請求項(1)記載のエポキシ樹脂
組成物で封止したことを特徴とする樹脂封止型半導体装
置。
(2) A resin-sealed semiconductor device, characterized in that a semiconductor chip is sealed with the epoxy resin composition according to claim (1).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1520867A3 (en) * 1996-12-27 2008-04-30 Nippon Soda Co., Ltd. Curatives for epoxy resin, curing accelerator, and epoxy resin composition
US7495060B2 (en) 1996-12-27 2009-02-24 Nippon Soda Co., Ltd. Tetrakisphenol and non-clathrated curing agent for epoxy resin

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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