JPH03174744A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH03174744A JPH03174744A JP22207890A JP22207890A JPH03174744A JP H03174744 A JPH03174744 A JP H03174744A JP 22207890 A JP22207890 A JP 22207890A JP 22207890 A JP22207890 A JP 22207890A JP H03174744 A JPH03174744 A JP H03174744A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- epoxy resin
- general formula
- formula
- organic group
- 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.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 52
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 26
- -1 silane compound Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 3
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract description 3
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 abstract description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 12
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 12
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 12
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 5
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 5
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- LJCFOYOSGPHIOO-UHFFFAOYSA-N antimony pentoxide Chemical compound O=[Sb](=O)O[Sb](=O)=O LJCFOYOSGPHIOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- DAJPMKAQEUGECW-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(methoxymethyl)benzene Chemical group COCC1=CC=C(COC)C=C1 DAJPMKAQEUGECW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTJCABIRIJFMDG-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]-n-[3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl]-n-(oxiran-2-ylmethyl)propan-1-amine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCN(CCC[Si](C)(OC)OC)CC1CO1 RTJCABIRIJFMDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008326 Si-Y Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 229910006773 Si—Y Inorganic materials 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M Thiocyanate anion Chemical compound [S-]C#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N [B].[P] Chemical compound [B].[P] GDFCWFBWQUEQIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N dimethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOCC1CO1 WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N ethoxysilane Chemical class CCO[SiH3] CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N hydrogen thiocyanate Natural products SC#N ZMZDMBWJUHKJPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 1
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N n'-[3-[dimethoxy(methyl)silyl]propyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCNCCN MQWFLKHKWJMCEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CSPNRCRYDHKODL-UHFFFAOYSA-N n-(oxiran-2-ylmethyl)-3-trimethoxysilyl-n-(3-trimethoxysilylpropyl)propan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN(CCC[Si](OC)(OC)OC)CC1CO1 CSPNRCRYDHKODL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、耐熱衝撃信頼性および耐湿信頼性の双方に
優れた半導体装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device that is excellent in both thermal shock resistance reliability and moisture resistance reliability.
トランジスタ、IC,LSI等の半導体素子は、外部環
境からの保護の観点および素子のハンドリングを可能に
する観点から、プラスチックパッケージ等により封止さ
れ半導体装置化されている。この種のパッケージの代表
例としては、デュアルインラインパッケージ(DIP)
がある。このDIPは、ピン挿入型のものであり、実装
基板に対してピンを挿入することにより半導体装置を取
り付けるようになっている。2. Description of the Related Art Semiconductor elements such as transistors, ICs, and LSIs are sealed in plastic packages and the like to form semiconductor devices from the viewpoint of protection from the external environment and from the viewpoint of enabling handling of the elements. A typical example of this type of package is the dual inline package (DIP).
There is. This DIP is of a pin insertion type, and a semiconductor device is attached by inserting pins into a mounting board.
最近は、LSIチップ等の半導体装置の高集積化と高速
化が進んでおり、加えて電子装置を小形で高機能にする
要求から、実装の高密度化が進んでいる。このような観
点からDIPのようなピン挿入型のパッケージに代えて
、表面実装用パッケージが主流になってきている。この
種のパッケージを用いた半導体装置においては、平面的
にピンを取り出し、これを実装基板表面に直接半田等に
よって固定するようになっている。このような表面実装
型半導体装置は、平面的にピンが取り出せるようになっ
ており、薄い、軽い、小さいという利点を備えており、
したがって実装基板に対する占有面積が小さくてすむと
いう利点を備えている他、基板に対する両面実装も可能
であるという長所をも有している。Recently, the integration and speed of semiconductor devices such as LSI chips have been increasing, and in addition, the demand for smaller and more highly functional electronic devices has led to higher density packaging. From this point of view, surface mount packages have become mainstream instead of pin insertion type packages such as DIP. In a semiconductor device using this type of package, pins are taken out in a plane and fixed directly to the surface of the mounting board by soldering or the like. These surface-mounted semiconductor devices have pins that can be taken out on a flat surface, and have the advantages of being thin, light, and small.
Therefore, it has the advantage that it occupies only a small area on the mounting board, and also has the advantage that it can be mounted on both sides of the board.
一方、メモリー素子やマイクロプロセッサ−に代表され
るように、半導体素子の集積度は年々向上しているが、
これは半導体素子のパターンの微細化ならびに素子の大
形化により達成されている。その結果、封止するパッケ
ージの小形化と素子の大形化という相反する問題が発生
し、必然的に封止樹脂部分が薄くなってきている。On the other hand, the degree of integration of semiconductor devices is improving year by year, as typified by memory devices and microprocessors.
This has been achieved by miniaturizing the pattern of semiconductor elements and increasing the size of the elements. As a result, the contradictory problems of miniaturizing the package to be sealed and increasing the size of the element have arisen, and the sealing resin portion has inevitably become thinner.
ところが、上記のような表面実装用パッケージを用いた
半導体装置において表面実装前にパッケージ自体が吸湿
している場合には、半田実装時に水分の蒸気圧によって
、パッケージにクラックが生じるという問題がある。す
なわち、第1図に示すような表面実装型半導体装置にお
いて、水分は矢印Aのように封止樹脂1を通って、パッ
ケージ3内に侵入し、主としてSt−チップ7の表面や
ダイボンドバッド4の裏面に滞溜する。そして、ベーパ
ーフェーズソルダリング等の半田表面実装を行う際に、
上記滞溜水分が、上記半田実装における加熱により気化
し、その蒸気圧により、第2図に示すように、ダイボン
ドパッド4の裏面の樹脂部分を下方に押しやり、そこに
空隙5をつくると同時にパッケージ3にクラック6を生
じさせる。第1図および第2図において、8はボンディ
ングワイヤーである。However, in a semiconductor device using a surface mount package as described above, if the package itself absorbs moisture before surface mounting, there is a problem that cracks occur in the package due to the vapor pressure of moisture during solder mounting. That is, in a surface-mounted semiconductor device as shown in FIG. It accumulates on the back side. Then, when performing solder surface mounting such as vapor phase soldering,
The accumulated water is vaporized by the heating during the solder mounting, and its vapor pressure pushes the resin part on the back side of the die bond pad 4 downward, creating a gap 5 there. A crack 6 is generated in the package 3. In FIGS. 1 and 2, 8 is a bonding wire.
このような問題に対する解決策として、半導体素子をパ
ッケージで封止した後、得られる半導体装置全体を防湿
梱包し、表面実装の直前に開封して使用する方法や、表
面実装の直前に上記半導体装置を100°Cで24時間
乾燥させ、その後半田実装を行うという方法が提案され
、すでに実施されている。しかしながら、このような前
処理方法によれば、製造工程が長くなる上、手間がかか
るという問題がある。As a solution to these problems, there are methods in which the semiconductor element is sealed in a package, the resulting semiconductor device is then packaged in a moisture-proof package, and the package is opened and used immediately before surface mounting, or the semiconductor device is packaged immediately before surface mounting. A method of drying at 100°C for 24 hours and then performing solder mounting has been proposed and has already been implemented. However, such a pretreatment method has the problem that the manufacturing process is long and labor-intensive.
一方、半導体素子の大形化にともない、パッシベーショ
ンクラックやアルミスライドの発生といった熱応力に起
因する問題が生している。このような問題を解決するた
め、通常、ゴムやシリコーンのような柔軟な物質を樹脂
組成物に分散させ、これを用いて樹脂封止し、低応力化
を図っている。しかし、上記手法をとると、樹脂組成物
の水蒸気拡散係数が増大するため、先に述べた半田実装
時のパッケージクラックの発生という観点から不利とな
る。On the other hand, as semiconductor devices become larger, problems such as passivation cracks and aluminum sliding are occurring due to thermal stress. In order to solve these problems, a flexible substance such as rubber or silicone is usually dispersed in a resin composition, and the resin is sealed using this to reduce stress. However, if the above method is adopted, the water vapor diffusion coefficient of the resin composition increases, which is disadvantageous in terms of the occurrence of package cracks during solder mounting as described above.
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、電
子機器への実装に際して前処理を要することなく、しか
も半田実装時の加熱に耐えうる低応力性に優れた半導体
装置の提供をその目的とする。The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a semiconductor device that does not require pretreatment when mounted on electronic equipment and has excellent low stress properties that can withstand heating during solder mounting. shall be.
上記の目的を達成するため、この発明の半導体装置は、
下記の(A)および(B)成分を含有しているエポキシ
樹脂組成物を用いて半導体素子を封止するという構成を
とる。In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention includes:
The structure is such that a semiconductor element is sealed using an epoxy resin composition containing the following components (A) and (B).
(A)下記の一般式(I)で表されるエポキシ樹脂。(A) An epoxy resin represented by the following general formula (I).
(B)
下記の一般式(II)で表されるシラン化合物と、下記
の一般式(I[[)で表されるフェノールアラルキル樹
脂とを予備反応させることにより得られる反応生成物。(B) A reaction product obtained by preliminarily reacting a silane compound represented by the following general formula (II) and a phenol aralkyl resin represented by the following general formula (I[[).
(X+TVSi□(−Y)
(n)
〔作用〕
パッケージクラックの発生を防止する方法としては、■
封止樹脂に対する吸湿を抑制する、■グイボンドパッド
の裏面および半導体素子の表面と、封止樹脂との間の接
着力を高める、■封止樹脂自体の強度を高めるという三
つの方法が考えられる。この発明は、上記■の方法にも
とづき、封止樹脂の吸水率を大幅に低減させ封止樹脂に
対する吸湿を抑制させるようにするとともに、上記■の
方法にもとづき半導体素子の表面′と封止樹脂との0
間の接着力を高めるようにすることによりパッケージ自
体の耐湿性の向上および封止樹脂の接着強度の向上を意
図するものである。そのため、上記一般式(1)で表さ
れる特殊なエポキシ樹脂と、上記一般式(II)のシラ
ン化合物と上記一般式(■)のフェノールアラルキル樹
脂との反応生成物を用いるものであり、それにより、半
田実装におけるような高温下(215〜260°C)で
の封止樹脂の耐パッケージクラック性と耐湿信頼性の大
幅な向上を実現できる。さらに、予め上記一般式(1)
で表される特殊なエポキシ樹脂および特殊な反応生成物
の片方もしくは双方とシリコーン化合物を反応させたも
のを用いると、耐パッケージクラック性、耐湿信頼性の
一層の向上と、これに加えて低応力化を実現することが
できることを見出しこの発明に到達した。(X+TVSi□(-Y) (n) [Function] As a method to prevent the occurrence of package cracks,
Three methods can be considered: suppressing moisture absorption into the sealing resin, ■ increasing the adhesive strength between the back side of the Guibond pad and the surface of the semiconductor element, and the sealing resin, and ■ increasing the strength of the sealing resin itself. . This invention is based on the method (2) above, to significantly reduce the water absorption rate of the sealing resin and suppress moisture absorption to the sealing resin, and based on the method (2) above, the surface of the semiconductor element and the sealing resin are This is intended to improve the moisture resistance of the package itself and the adhesive strength of the sealing resin by increasing the adhesive strength between the package itself and the sealing resin. Therefore, a reaction product of a special epoxy resin represented by the above general formula (1), a silane compound of the above general formula (II), and a phenol aralkyl resin of the above general formula (■) is used. As a result, it is possible to significantly improve the package crack resistance and moisture resistance reliability of the sealing resin at high temperatures (215 to 260° C.) such as in solder mounting. Furthermore, in advance, the above general formula (1)
By using a silicone compound reacted with one or both of the special epoxy resin and special reaction product represented by This invention was achieved by discovering that it is possible to achieve this.
この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、前記一般式(
1)で表される特殊なエポキシ樹脂(A成分)と、前記
一般式(If)のシラン化合物および前記一般式(II
[)のフェノールアラルキル樹脂1
との予備反応生成物(B成分)とを用いて得られるもの
であって、通常、粉末状もしくはそれを打錠したタブレ
ット状になっている。The epoxy resin composition used in this invention has the general formula (
A special epoxy resin (component A) represented by 1), a silane compound of the general formula (If), and a silane compound of the general formula (II)
It is obtained by using the preliminary reaction product (component B) with the phenol aralkyl resin 1 of [), and is usually in the form of a powder or a tablet formed by compressing it.
上記特殊なエポキシ樹脂(A成分)は、ビフェニル型エ
ポキシ樹脂で、下記の一般式(1)で表される。The above-mentioned special epoxy resin (component A) is a biphenyl type epoxy resin and is represented by the following general formula (1).
このように、グリシジル基を有するフェニル環に低級ア
ルキル基を付加することにより撥水性を有するようにな
る。そして、上記特殊なエポキシ樹脂のみでエポキシ樹
脂成分を構成してもよいし、それ以外の通常用いられる
エポキシ樹脂と併用するようにしてもよい。前者の場合
には、A成分の全部が上記一般式(T)の特殊なエポキ
シ樹脂で構成され、後者の場合にはA成分の一部が上記
一般式に(1)の特殊なエポキシ樹脂で構成されること
となる。上記通常用いられるエポキシ樹脂2
としでは、タレゾールノボラック型、フェノールノボラ
ック型、ノボラックビスA型やビスフェノールA型等の
各種エポキシ樹脂があげられる。上記ノボラック型エポ
キシ樹脂としては、通常、エポキシ当量150〜250
.軟化点50〜130°Cのものが用いられ、タレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量1
80〜210、軟化点60〜110℃のものが一般に用
いられる。このように両者を併用する場合には、上記一
般式(I)で表されるエポキシ樹脂をエポキシ樹脂成分
全体の20重量%(以下「%」と略す)以上に設定する
のが好ましく、特に好ましくは50%以上である。In this way, by adding a lower alkyl group to a phenyl ring having a glycidyl group, it becomes water repellent. The epoxy resin component may be composed only of the above-mentioned special epoxy resin, or may be used in combination with other commonly used epoxy resins. In the former case, all of the A component is composed of the special epoxy resin of the above general formula (T), and in the latter case, a part of the A component is composed of the special epoxy resin of the above general formula (1). It will be configured. Examples of the commonly used epoxy resins 2 include various epoxy resins such as Talesol novolac type, phenol novolac type, novolak bis A type, and bisphenol A type. The above novolac type epoxy resin usually has an epoxy equivalent of 150 to 250.
.. Those with a softening point of 50 to 130°C are used, and the Talesol novolac type epoxy resin has an epoxy equivalent of 1
80 to 210°C and a softening point of 60 to 110°C are generally used. When both are used together in this way, it is preferable to set the epoxy resin represented by the above general formula (I) to 20% by weight or more (hereinafter abbreviated as "%") of the entire epoxy resin component, and particularly preferably. is 50% or more.
上記特殊な反応生成物(B成分)は、下記の一般式(I
I)で表される特定のシラン化合物と、下記の一般式(
1)で表される特定のフェノールアラルキル樹脂とを予
備反応させることにより得られる。The above-mentioned special reaction product (component B) has the following general formula (I
A specific silane compound represented by I) and the following general formula (
It is obtained by preliminarily reacting with a specific phenol aralkyl resin represented by 1).
(X寸n] Si−十Y)3−11 ・・・(II)3
すなわち、上記特殊な反応生成物は、上記一般式(II
)で表される特定のシラン化合物の有機基Xおよびアル
コキシ基Yが、一般式(III)で表される特定のフェ
ノールアラルキル樹脂中のOH基と反応し、脱アルコー
ルすることにより得られる。(X dimension n] Si-Y)3-11...(II)3 That is, the above special reaction product has the above general formula (II
) The organic group X and the alkoxy group Y of a specific silane compound represented by formula (III) are reacted with the OH group in a specific phenol aralkyl resin represented by general formula (III), and it is obtained by dealcoholization.
上記一般式(I[)で表される特定のシラン化合物とし
ては、シランカップリング剤を用いることができ、具体
的には、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピル
メチルジメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−
3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、3−ア5ノプロピルトリエ
トキシ4
シラン、N、N−ビス〔(メチルジメトキシシリル)プ
ロピル〕アミン、N、N−ビス〔3−(メチルジメトキ
シシリル)プロピル〕エチレンジアミン、N、N−ビス
(3−()リメトキシシリル)プロピル〕アミン、N、
N−ビス(3−()リメトキシシリル)プロピル〕エチ
レンシアごン、3−(N、N−ジグリシジル)ア藁ノプ
ロピルトリメトキシシラン、N−グリシジル−N、N−
ビス〔3−(メチルジメトキシシリル)プロピル〕アミ
ン、N−グリシジル−N、N−ビス〔3−(トリメトキ
シシリル)プロピル〕アξン、3−グリシドキシプロビ
ルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロビル
トリメトキシシラン、3メルカプトトリメトキシシラン
、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、N−(
(3−)リメトキシシリル)プロピル〕ジエチレントリ
アミン、N −((3−トリメトキシシリル)プロビル
コ トリエチレンテトラアごン、N−3−1−リメトキ
シシリルプロビルーm−フェニレンシアξン等があげら
れる。As the specific silane compound represented by the above general formula (I[), a silane coupling agent can be used, and specifically, N-(2-aminoethyl)3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N -(2-aminoethyl)-
3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-a5nopropyltriethoxy4 silane, N,N-bis[(methyldimethoxysilyl)propyl]amine, N,N-bis[3- (methyldimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine, N,N-bis(3-()rimethoxysilyl)propyl]amine, N,
N-bis(3-()rimethoxysilyl)propyl]ethylenecyagon, 3-(N,N-diglycidyl)alanopropyltrimethoxysilane, N-glycidyl-N,N-
Bis[3-(methyldimethoxysilyl)propyl]amine, N-glycidyl-N, N-bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]amine, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidyl-N, Sidoxypropyltrimethoxysilane, 3mercaptotrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, N-(
Examples include (3-)rimethoxysilyl)propyl]diethylenetriamine, N-((3-trimethoxysilyl)propyl)triethylenetetraagon, N-3-1-rimethoxysilylpropyl-m-phenylenecyan, etc. It will be done.
5
上記一般式(III)で表される特定のフェノールアラ
ルキル樹脂は、上記特殊なエポキシ樹脂の硬化剤として
作用するものであり、アラルキルエーテルとフェノール
とをフリーゾルタラフッ触媒で反応させることにより得
られる。一般に、α、α′−ジメトキシーp−キシレン
とフェノールモノマーの縮合重合化合物が知られている
。そして、上記フェノールアラルキル樹脂としては、軟
化点70〜110℃、水酸基当量150〜220を有す
るものを用いるのが好ましい。また、上記フェノールア
ラルキル樹脂は、それ自体で硬化剤成分を構成してもよ
いし、それ以外の通常用いられるフェノール樹脂と併用
しても差し支えはない。前者の場合番こは、硬化剤成分
の全部が上記フェノールアラルキル樹脂で構成され、後
者の場合は硬化剤成分の一部が上記フェノールアラルキ
ル樹脂・で構成されることとなる。上記通常用いられる
フェノール樹脂としては、フェノールノボラック、タレ
ゾールノボラック等があげられる。これらノボラック樹
脂としては、軟化点が50〜110°C9水6
酸基当量が70〜150のものを用いることが望ましい
。上記フェノールアラルキル樹脂と、このような通常の
フェノール樹脂とを併用する場合には、上記フェノール
アラルキル樹脂を硬化剤成分全体の50%以上の割合に
設定するのが好ましく、特に好ましくは70%以上であ
る。そして、上記フェノールアラルキル樹脂(通常のフ
ェノール樹脂を含む)の配合割合は、上記特殊なエポキ
シ樹脂(A成分)中のエポキシ基1当量当たり上記フェ
ノールアラルキル樹脂中の水酸基が0.7〜1゜3当量
となるように配合することが好適である。5. The specific phenolic aralkyl resin represented by the above general formula (III) acts as a curing agent for the above-mentioned special epoxy resin, and can be obtained by reacting an aralkyl ether and phenol with a free sol fluorine catalyst. It will be done. Generally, condensation polymer compounds of α,α'-dimethoxy p-xylene and phenol monomers are known. As the above-mentioned phenol aralkyl resin, it is preferable to use one having a softening point of 70 to 110°C and a hydroxyl equivalent of 150 to 220. Further, the above-mentioned phenol aralkyl resin may constitute a curing agent component by itself, or may be used in combination with other commonly used phenol resins. In the former case, the entire curing agent component is composed of the above-mentioned phenol aralkyl resin, and in the latter case, a part of the curing agent component is composed of the above-mentioned phenol aralkyl resin. Examples of the above-mentioned commonly used phenolic resins include phenol novolac and talesol novolac. As these novolac resins, it is desirable to use those having a softening point of 50 to 110°C, a water 6 acid group equivalent of 70 to 150. When the above-mentioned phenol aralkyl resin and such a normal phenol resin are used together, it is preferable that the above-mentioned phenol aralkyl resin accounts for 50% or more of the entire curing agent component, particularly preferably 70% or more. be. The blending ratio of the phenol aralkyl resin (including ordinary phenol resin) is such that the hydroxyl group in the phenol aralkyl resin is 0.7 to 1°3 per equivalent of epoxy group in the special epoxy resin (component A). It is preferable to mix them in equivalent amounts.
より好適なのは0.9〜1.1当量である。More preferred is 0.9 to 1.1 equivalents.
上記特定のシラン化合物と特定のフェノールアラルキル
樹脂とからなる反応生成物(B成分)は、例えばつぎの
ようにして得られる。すなわち、上記特定のシラン化合
物および特定のフェノールアラルキル樹脂を撹拌装置付
きの反応容器に適宜配合し、120〜180″Cに、特
に好ましくは130〜150℃に昇温させ両者を反応さ
せて反応生成物を作製する。つぎに、この反応で生成し
た7
アルコールを130〜180°Cの条件下で脱気等によ
り糸外に除去することにより得られる。The reaction product (component B) consisting of the specific silane compound and the specific phenol aralkyl resin can be obtained, for example, as follows. That is, the above-mentioned specific silane compound and specific phenol aralkyl resin are appropriately blended in a reaction vessel equipped with a stirring device, and the temperature is raised to 120 to 180"C, particularly preferably 130 to 150"C, and the two are reacted to form a reaction product. Next, the 7 alcohol produced in this reaction is removed from the yarn by degassing or the like under conditions of 130 to 180°C.
また、上記一般式(I)で表される特殊なエポキシ樹脂
(A成分)および反応生成物(B成分)は片方もしくは
双方が、下記の一般式(IV)で表されるオルガノポリ
シロキサンと反応しているものを用いるのが好ましい。In addition, one or both of the special epoxy resin (A component) represented by the above general formula (I) and the reaction product (B component) react with the organopolysiloxane represented by the following general formula (IV). It is preferable to use one that has
このように上記オルガノポリシロキサンで変性すること
により、低応力性が向上する。この場合■
、上記オルガノポリシロキサンの添加量は、エポキシ樹
脂組成物全体の1〜7%の範囲内になるように設定する
ことが好適である。By modifying with the organopolysiloxane in this manner, low stress properties are improved. In this case (2), the amount of the organopolysiloxane added is preferably set within the range of 1 to 7% of the total epoxy resin composition.
なお、この発明に用いるエポキシ樹脂組成物には、上記
特殊なエポキシ樹脂(A成分)および反応生成物(B成
分)以外に、必要に応じて無機質充填剤、硬化促進剤、
難燃剤、ワックス等が用いられる。In addition, in addition to the special epoxy resin (component A) and the reaction product (component B), the epoxy resin composition used in this invention may optionally contain an inorganic filler, a curing accelerator,
Flame retardants, wax, etc. are used.
上記無機質充填剤としては、結晶性および溶融性フィラ
ーはもちろんのこと、酸化アルミニウム、酸化ベリリウ
ム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等があげられる。Examples of the above-mentioned inorganic fillers include crystalline and meltable fillers, as well as aluminum oxide, beryllium oxide, silicon carbide, silicon nitride, and the like.
上記硬化促進剤としては、アミン系、リン系。The above-mentioned curing accelerators include amine type and phosphorus type.
ホウ素系、リン−ホウ素系等の硬化促進剤があげられ、
単独でもしくは併せて使用される。Curing accelerators such as boron type and phosphorus-boron type are mentioned,
Used alone or in combination.
上記難燃剤としては、ノボラック型ブロム化エポキシも
しくはビスA型エポキシ、三酸化アンチモンおよび五酸
化アンチモン等の化合物を適宜単独でもしくは併せて使
用することが行われる。As the flame retardant, compounds such as novolac type brominated epoxy, bis A type epoxy, antimony trioxide, and antimony pentoxide may be used alone or in combination as appropriate.
上記カップリング剤としては、グリシジルニー9
チルタイプ、アミンタイプ、チオシアンタイプウレアタ
イプ等のメトキシないしはエトキシシランが、適宜に単
独でもしくは併せて用いられる。As the above-mentioned coupling agent, methoxy or ethoxysilanes such as glycidyl-9-chill type, amine type, thiocyanate type and urea type are used alone or in combination as appropriate.
その使用方法としては、充填剤に対して、トライブレン
ドしたり、もしくは予備加熱反応させたり、さらには有
atc分原料に対して予備混合する方法等があげられ、
特に限定するものではない。Methods of using it include triblending or preheating the filler, and premixing the ATC raw material, etc.
It is not particularly limited.
上記ワックスとしては、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステ
ル、高級脂肪酸カルシウム等の化合物があげられ、単独
でもしくは併せて使用される。Examples of the wax include compounds such as higher fatty acids, higher fatty acid esters, and higher fatty acid calcium, which may be used alone or in combination.
なお、この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物には、
上記添加剤以外にシリコーンオイルおよびシリコーンゴ
ム、合成ゴム等のゴム成分を配合して低応力化を図った
り、耐湿信頼性テストにおける信頼性向上を目的として
ハイドロタルサイト等で示されるイオントラップ剤を配
合してもよい。The epoxy resin composition used in this invention includes:
In addition to the above additives, rubber components such as silicone oil, silicone rubber, and synthetic rubber are blended to reduce stress, and ion trapping agents such as hydrotalcite are added to improve reliability in moisture resistance tests. May be blended.
この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物は、例えばつ
ぎのようにして製造することができる。The epoxy resin composition used in this invention can be produced, for example, as follows.
すなわち、まず、上記特定のシラン化合物および特定の
フェノールアラルキル樹脂とを上記条件で0
予備反応させることにより反応生成物(B成分)を作製
する。つぎに、この反応生成物(B成分)および上記特
殊なエポキシ樹脂(A成分)を適宜配合し予備混合した
後、ごキシングロール機等の混練機にかけ加熱状態で混
練して溶融混合し、これを室温に冷却した後、公知の手
段によって粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の
工程により製造することができる。また、前記オルガノ
ポリシロキサンを用いる場合、上記により得られる反応
生成物(B成分)および特殊なエポキシ樹脂(A成分)
の片方もしくは双方と予め反応させた後、上記と同様に
して製造することもできる。That is, first, a reaction product (component B) is produced by preliminarily reacting the specific silane compound and the specific phenol aralkyl resin under the above conditions. Next, this reaction product (component B) and the above-mentioned special epoxy resin (component A) are suitably blended and premixed, and then melt-mixed by kneading in a kneading machine such as a mixing roll machine in a heated state. It can be produced through a series of steps of cooling to room temperature, pulverizing by known means, and, if necessary, tableting. In addition, when using the organopolysiloxane, the reaction product obtained above (component B) and the special epoxy resin (component A)
It can also be produced in the same manner as above after reacting with one or both of the above.
このようなエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の
封止は、特に限定するものではなく、通常のトランスフ
ァー底形等の公知のモールド方法により行うことができ
る。The encapsulation of a semiconductor element using such an epoxy resin composition is not particularly limited, and can be performed by a known molding method such as a normal transfer bottom molding method.
このようにして得られる半導体装置は、エポキシ樹脂組
成物中に含まれる前記一般式(1)で表される特殊なエ
ポキシ樹脂(A成分)および前記一般式(II)のシラ
ン化合物と一般式(III)のフ1
エノールアラルキル樹脂との予備反応生成物(B成分)
の作用により、封止樹脂自体の低吸湿化が実現されてお
り、また半導体素子と封止樹脂との接着強度も向上して
いるため、耐熱衝撃性および耐湿信頼性の双方に優れ、
半田実装に際してもパッケージクラック等が生ずること
がない。The semiconductor device obtained in this way combines the special epoxy resin (component A) represented by the general formula (1) contained in the epoxy resin composition and the silane compound represented by the general formula (II) with the general formula ( Preliminary reaction product of III) with enol aralkyl resin (component B)
As a result, the encapsulating resin itself has reduced moisture absorption, and the adhesive strength between the semiconductor element and the encapsulating resin has also been improved, resulting in excellent thermal shock resistance and moisture resistant reliability.
Package cracks do not occur even during solder mounting.
以上のように、この発明の半導体装置は、上記のような
特殊なエポキシ樹脂(A成分)および特殊な予備反応生
成物(B成分)とを含有するエポキシ樹脂組成物を用い
て半導体素子を樹脂封止して構成されているため、半導
体素子と封止樹脂との接着強度に優れ、半田実装におけ
るような過酷な条件下においてもパッケージクラックが
生ずることがなく、優れた耐湿信頼性を備えている。さ
らに、上記特殊なエポキシ樹脂および反応生成物の片方
もしくは双方とシリコーン化合物とを予備反応させるこ
とにより、低応力化が向上し優れた耐熱衝撃性を備える
ことになる。As described above, the semiconductor device of the present invention uses an epoxy resin composition containing the above-mentioned special epoxy resin (component A) and a special preliminary reaction product (component B) to form a semiconductor element into a resin. Because it is sealed, it has excellent adhesive strength between the semiconductor element and the sealing resin, does not cause package cracks even under harsh conditions such as solder mounting, and has excellent moisture resistance and reliability. There is. Furthermore, by preliminarily reacting one or both of the special epoxy resin and the reaction product with the silicone compound, stress reduction is improved and excellent thermal shock resistance is provided.
つぎに、実施例について比較例と併せて説明す2 る。Next, examples will be explained along with comparative examples. Ru.
まず、
実施例に先立って下記の第1表に示す化合物を準備した
。First, prior to Examples, compounds shown in Table 1 below were prepared.
(
以
下
余
白
)
つぎに、上記第1表のフェノール樹脂C,Dおよびシラ
ン化合物E、F、Gを下記の第2表に示す配合割合て゛
、撹拌装置付きの反応容器に投入して同表に示す反応条
件で予備反応させて、脱気(170°C)することによ
り反応生成物L−Qを作製した。(Leaving space below) Next, the phenolic resins C, D and silane compounds E, F, and G in Table 1 above were added to a reaction vessel equipped with a stirring device at the mixing ratios shown in Table 2 below. A reaction product L-Q was prepared by preliminarily reacting under the reaction conditions shown and degassing (170°C).
(以下余白)
5
6
つづいて、前記第1表のエポキシ樹脂A、Bと同表のオ
ルガノポリシロキサンH,Iとを下記の第3表に示す割
合で配合し、撹拌しながら反応容器中で予備反応させて
変性エポキシ樹脂(a)〜(f)を作製した。また、前
記第2表の反応生成物り、 M、Oと第1表のオルガノ
ポリシロキサンRとを後記の第4表に示す割合で配合し
、上記と同様にして変性反応生成物(8)〜(i)を作
製した。(Left below) 5 6 Next, epoxy resins A and B shown in Table 1 above and organopolysiloxanes H and I shown in the same table were blended in the proportions shown in Table 3 below, and the mixture was stirred in a reaction vessel. Modified epoxy resins (a) to (f) were prepared by preliminary reaction. In addition, the reaction products M and O in Table 2 and the organopolysiloxane R in Table 1 are blended in the proportions shown in Table 4 below, and the modified reaction product (8) is prepared in the same manner as above. ~(i) was produced.
(以下余白)
7
8
29
〔実施例1〜14、比較例1〜8〕
上記反応生威物L−Q、エポキシ樹脂A、B、変性エポ
キシ樹脂(a)〜(f)、変性反応生成物(g)〜(i
)およびその他の添加剤を用いて下記の第5表に示す割
合で配合し、ジキシングロール機にかけて100°Cで
10分間混練し、シート状組威物を得た。ついで、得ら
れたシート状組底物を粉砕し、目的とする粉末のエポキ
シ樹脂組成物を得た。(The following are blank spaces) 7 8 29 [Examples 1 to 14, Comparative Examples 1 to 8] The above reaction products L-Q, epoxy resins A and B, modified epoxy resins (a) to (f), modified reaction products (g) ~ (i
) and other additives in the proportions shown in Table 5 below, and kneaded on a jixing roll machine at 100°C for 10 minutes to obtain a sheet-like composite. Then, the obtained sheet-like composite bottom was pulverized to obtain the desired powdered epoxy resin composition.
(以下余白)
0
32
つぎに、実施例1〜14および比較例1〜8で得られた
粉末状のエポキシ樹脂11或物を用いて半導体素子をト
ランスファー成形でモールドすることにより半導体装置
を得た。この半導体装置は、80ピン四方向フラツトパ
ツケージ(QFP)(20mmX14+nmX厚み2.
5 mm )で、7mmX7叩のグイポンドプレート、
6.5m++nX6.5mmのチップサイズを有するも
のである。このようにして得られた半導体装置について
、260’CX10秒の半田浸漬を行いパッケージクラ
ックが発生するまでの85°C/85%RH下での限界
吸湿時間を測定した。また、上記実施例1〜7および比
較例1〜4で得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、厚
み3恥×直径50mmの円板状の硬化物を作製(硬化条
件:180°CX5時間)し、この円板状の硬化物につ
いて85 ’CX 85%RH下で500時間吸湿させ
て飽和吸湿率を測定した。さらに、硬化物の曲げ強度を
JIS−に−69115,17に準じて260°C下で
測定した。ついで、実施例1〜14および比較例1〜8
で得られたエポキシ樹脂組3
放物の硬化体と半導体素子との接着力を測定した。これ
らの結果を下記の第6表に示した。なお、上記接着力は
、つぎのようにして測定した。すなわち、第3図(A)
および(B)に示すように、上面が直径a=11mmお
よび下面が直径b = 9 mm合
で、高さh=1.0mmの円錐が硬化物10を作製し、
この円錐状硬化物10の上面の中心に2mmX2恥×厚
み0.4 mmの半導体素子11を搭載した。そして、
この円錐状硬化物10と半導体素子11とのせん断接着
力を測定した。(The following is a blank space) 0 32 Next, a semiconductor device was obtained by molding a semiconductor element by transfer molding using the powdered epoxy resin 11 obtained in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 8. . This semiconductor device is an 80-pin four-way flat package (QFP) (20 mm x 14 + nm x thickness 2.
5 mm), 7 mm x 7 punched Guipon plate,
It has a chip size of 6.5m++nx6.5mm. The semiconductor device thus obtained was immersed in solder at 260'C for 10 seconds, and the critical moisture absorption time at 85° C./85% RH until package cracking occurred was measured. Further, using the epoxy resin compositions obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, a disk-shaped cured product with a thickness of 3 mm and a diameter of 50 mm was prepared (curing conditions: 180°C for 5 hours). This disc-shaped cured product was allowed to absorb moisture for 500 hours under 85'CX and 85% RH, and the saturated moisture absorption rate was measured. Furthermore, the bending strength of the cured product was measured at 260°C in accordance with JIS-69115,17. Next, Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 8
The adhesive force between the parabolic cured product of Epoxy Resin Set 3 obtained in and the semiconductor element was measured. These results are shown in Table 6 below. In addition, the said adhesive force was measured as follows. That is, FIG. 3(A)
And as shown in (B), a cured product 10 is prepared in which the upper surface has a diameter a = 11 mm, the lower surface has a diameter b = 9 mm, and a cone with a height h = 1.0 mm,
A semiconductor element 11 measuring 2 mm x 2 mm x 0.4 mm in thickness was mounted at the center of the upper surface of this conical cured product 10 . and,
The shear adhesive strength between this conical cured product 10 and the semiconductor element 11 was measured.
また、上記実施例8〜14および比較例5〜8で得られ
たエポキシ樹脂組成物を用い前記と同様にして得られた
パッケージを、85°C/85%RH下で72時間吸湿
させた後、260°CX10秒の半田浸漬を行った。こ
れを121°CX100%RH下に放置して、半導体素
子表面のアルミパターン部の腐食による50%の不良の
発生した耐湿性劣化時間を評価した。さらに、同様にし
て得られたパッケージを150°C〜−60°Cで30
0サイクルの熱サイクルテストにかけ、半導体素子表4
面のアル砧パターン配線部が、
封止樹脂からうけ
る熱応力による変形量を測定した。In addition, packages obtained in the same manner as above using the epoxy resin compositions obtained in Examples 8 to 14 and Comparative Examples 5 to 8 were allowed to absorb moisture for 72 hours at 85°C/85% RH. , solder immersion was performed at 260° C. for 10 seconds. This was left at 121° C. and 100% RH, and the moisture resistance deterioration time at which 50% failure occurred due to corrosion of the aluminum pattern portion on the surface of the semiconductor element was evaluated. Furthermore, the package obtained in the same manner was heated at 150°C to -60°C for 30 minutes.
A thermal cycle test was performed for 0 cycles, and the amount of deformation of the aluminum pattern wiring portion on the fourth side of the semiconductor element due to the thermal stress received from the sealing resin was measured.
(
以
下
余
白
)
5
6
7
第6表2の結果から、比較測高は飽和
吸湿率は低く限界吸湿時間は長いが、半導体素子接着力
が低い。また、比較例3品以外の比較測高は、接着力は
ある程度有しているが、飽和吸水率が高く限界吸湿時間
も短い。これに対して、実施別品は、飽和吸水率が低く
かつ限界吸湿時間も長い。したがって、実施別品は耐湿
信頼性に優れ高温時の低応力性に優れていることがわか
る。また、上記実施例8〜16品は、不良発生時間が長
く、またアルごパターン配線変形量も少ない。このこと
から、上記実施別品は低応力性に一層優れていることが
わかる。しかも、実施別品は全て高い接着力を有してい
ることがわかる。(The following is a margin) 5 6 7 From the results in Table 6, the comparison height measurement has a low saturated moisture absorption rate and a long critical moisture absorption time, but has a low semiconductor element adhesive strength. In addition, comparative height measurement products other than Comparative Example 3 have a certain degree of adhesive strength, but have a high saturated water absorption rate and a short critical moisture absorption time. On the other hand, the specific product has a low saturated water absorption rate and a long limit moisture absorption time. Therefore, it can be seen that the practical products have excellent moisture resistance reliability and low stress properties at high temperatures. In addition, the products of Examples 8 to 16 have a long failure occurrence time and a small amount of deformation of the arc pattern wiring. From this, it can be seen that the above-mentioned product according to the embodiment is even more excellent in low stress properties. Moreover, it can be seen that all the products according to the implementation have high adhesive strength.
第1図および第2図は従来の半導体装置のパッケージク
ラック発生状況を説明する縦断面図、第3図(A)は実
施例および比較例での半導体素子とエポキシ樹脂組成物
の硬化物との接着力の測定方法を説明する平面図、第3
図(B)はその正面図である。
8
第
口
図
(A)
、Ig
第
図
第
図FIGS. 1 and 2 are longitudinal cross-sectional views illustrating the occurrence of package cracks in conventional semiconductor devices, and FIG. Plan view explaining the adhesive force measurement method, 3rd
Figure (B) is its front view. 8 Figure (A), Ig Figure
Claims (5)
ポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなる半
導体装置。 (A)下記の一般式( I )で表されるエポキシ樹脂。 ▲数式、化学式、表等があります▼…( I ) 〔上記式( I )において、R_1〜R_4は炭素数1
〜4のアルキル基である。〕 (B)下記の一般式(II)で表されるシラン化合物と、
下記の一般式(III)で表される フェノールアラルキル樹脂とを予備反応 させることにより得られる反応生成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼…(II) 上記式(II)において、Xは末端がグリシジル基、アミ
ノ基、メルカプト基なる群から選択された少なくとも一
つの官能基を有する一価の有機基であり、Yは炭素数1
〜4のアルコキシ基である。nは0、1または2である
。 ▲数式、化学式、表等があります▼…(III) 〔上記式(III)において、mは0または正の整数であ
る。〕(1) A semiconductor device in which a semiconductor element is sealed using an epoxy resin composition containing the following components (A) and (B). (A) An epoxy resin represented by the following general formula (I). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼…(I) [In the above formula (I), R_1 to R_4 have 1 carbon number
~4 alkyl group. ] (B) a silane compound represented by the following general formula (II);
A reaction product obtained by preliminary reaction with a phenol aralkyl resin represented by the following general formula (III). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(II) In the above formula (II), group, and Y has 1 carbon number
~4 alkoxy group. n is 0, 1 or 2. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(III) [In the above formula (III), m is 0 or a positive integer. ]
の反応生成物の少なくとも一方が、下記の一般式(IV)
で表されるオルガノポリシロキサンと反応しているもの
である請求項(1)記載の半導体装置。 ▲数式、化学式、表等があります▼…(IV) 式(IV)中、Rは一価の有機基であり、相互に同じであ
つても異なつていてもよい。ただし、1分子中において
、上記Rのうちの少なくとも2個はアミノ基置換有機基
、エポキシ基置換有機基、水酸基置換有機基、ビニル基
置換有機基、メルカプト基置換有機基およびカルボキシ
ル基置換有機基からなる群から選択された基である。m
は0〜500の整数である。(2) At least one of the epoxy resin of the component (A) and the reaction product of the component (B) has the following general formula (IV)
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is reacted with an organopolysiloxane represented by: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(IV) In formula (IV), R is a monovalent organic group, and they may be the same or different. However, in one molecule, at least two of the above R are an amino-substituted organic group, an epoxy-substituted organic group, a hydroxyl-substituted organic group, a vinyl-substituted organic group, a mercapto-substituted organic group, and a carboxyl-substituted organic group. A group selected from the group consisting of m
is an integer from 0 to 500.
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプ
ロピルトリメトキシシランおよび3−メルカプトトリメ
トキシシランからなる群から選ばれた少なくとも一つの
シラン化合物である請求項(1)または(2)記載の半
導体装置。(3) The silane compound represented by general formula (II) is at least one selected from the group consisting of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptotrimethoxysilane. The semiconductor device according to claim 1 or 2, which is a silane compound.
導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A)下記の一般式( I )で表されるエポキシ樹脂。 ▲数式、化学式、表等があります▼…( I ) 〔上記式( I )において、R_1〜R_4は炭素数1
〜4のアルキル基である。〕 (B)下記の一般式(II)で表されるシラン化合物と、
下記の一般式(III)で表される フェノールアラルキル樹脂とを予備反応 させることにより得られる反応生成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼…(II) 上記式(II)において、Xは末端がグリシジル基、アミ
ノ基、メルカプト基なる群から選択された少なくとも一
つの官能基を有する一価の有機基であり、Yは炭素数1
〜4のアルコキシ基である。nは0.1または2である
。 ▲数式、化学式、表等があります▼…(III) 〔上記式(III)において、mは0または正の整数であ
る。〕(4) An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the following components (A) and (B). (A) An epoxy resin represented by the following general formula (I). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼…(I) [In the above formula (I), R_1 to R_4 have 1 carbon number
~4 alkyl group. ] (B) a silane compound represented by the following general formula (II);
A reaction product obtained by preliminary reaction with a phenol aralkyl resin represented by the following general formula (III). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(II) In the above formula (II), group, and Y has 1 carbon number
~4 alkoxy group. n is 0.1 or 2. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(III) [In the above formula (III), m is 0 or a positive integer. ]
の反応生成物の少なくとも一方が、下記の一般式(IV)
で表されるオルガノポリシロキサンと反応しているもの
である請求項(4)記載の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼…(IV) 〔式(IV)中、Rは一価の有機基であり、相互に同じで
あつても異なつていてもよい。ただし、分子中において
、上記Rのうちの少なくとも2はアミノ基置換有機基、
エポキシ基置換有機基、水酸基置換有機基、ビニル基置
換有機基、メルプト基置換有機基およびカルボキシル基
置換有機基からなる群から選択された基である。mは0
〜500の整数である。〕(5) At least one of the epoxy resin of component (A) and the reaction product of component (B) has the following general formula (IV)
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 4, which is reacted with an organopolysiloxane represented by: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(IV) [In formula (IV), R is a monovalent organic group and may be the same or different. However, in the molecule, at least two of the above R are amino group-substituted organic groups,
It is a group selected from the group consisting of an epoxy group-substituted organic group, a hydroxyl group-substituted organic group, a vinyl group-substituted organic group, a merpt group-substituted organic group, and a carboxyl group-substituted organic group. m is 0
~500 integer. ]
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25595189 | 1989-09-29 | ||
JP1-255951 | 1989-09-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03174744A true JPH03174744A (en) | 1991-07-29 |
JPH0794533B2 JPH0794533B2 (en) | 1995-10-11 |
Family
ID=17285846
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2222078A Expired - Lifetime JPH0794533B2 (en) | 1989-09-29 | 1990-08-22 | Semiconductor device |
JP2238638A Expired - Lifetime JPH0794534B2 (en) | 1989-09-29 | 1990-09-08 | Semiconductor device |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2238638A Expired - Lifetime JPH0794534B2 (en) | 1989-09-29 | 1990-09-08 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JPH0794533B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03174745A (en) * | 1989-09-29 | 1991-07-29 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device |
JPH0451548A (en) * | 1990-06-19 | 1992-02-20 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device |
EP1086972A1 (en) * | 1999-01-29 | 2001-03-28 | Arakawa Chemical Industries, Ltd. | Hardener for epoxy resin, epoxy resin composition, and process for producing silane-modified phenolic resin |
WO2004037880A1 (en) * | 2002-10-28 | 2004-05-06 | Nikko Materials Co., Ltd. | Solid silane coupling agent composition, process for producing the same, and resin composition containing the same |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3911088B2 (en) * | 1997-04-28 | 2007-05-09 | 日東電工株式会社 | Semiconductor device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03174745A (en) * | 1989-09-29 | 1991-07-29 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device |
-
1990
- 1990-08-22 JP JP2222078A patent/JPH0794533B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-09-08 JP JP2238638A patent/JPH0794534B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03174745A (en) * | 1989-09-29 | 1991-07-29 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03174745A (en) * | 1989-09-29 | 1991-07-29 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device |
JPH0451548A (en) * | 1990-06-19 | 1992-02-20 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device |
EP1086972A1 (en) * | 1999-01-29 | 2001-03-28 | Arakawa Chemical Industries, Ltd. | Hardener for epoxy resin, epoxy resin composition, and process for producing silane-modified phenolic resin |
EP1086972A4 (en) * | 1999-01-29 | 2001-07-11 | Arakawa Chem Ind | Hardener for epoxy resin, epoxy resin composition, and process for producing silane-modified phenolic resin |
US6441106B1 (en) | 1999-01-29 | 2002-08-27 | Arakawa Chemical Industries, Ltd. | Hardener for epoxy resin, epoxy resin composition, and process for producing silane-modified phenolic resin |
WO2004037880A1 (en) * | 2002-10-28 | 2004-05-06 | Nikko Materials Co., Ltd. | Solid silane coupling agent composition, process for producing the same, and resin composition containing the same |
CN100357333C (en) * | 2002-10-28 | 2007-12-26 | 日矿金属株式会社 | Solid silane coupling agent compsn., method for mfg. the same, and resin compsn. contg the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0794533B2 (en) | 1995-10-11 |
JPH03174745A (en) | 1991-07-29 |
JPH0794534B2 (en) | 1995-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5294835A (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same | |
JPH03174744A (en) | Semiconductor device | |
JP2519280B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2506220B2 (en) | Semiconductor device | |
JP3365065B2 (en) | Epoxy resin composition for sealing | |
JP2519278B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2824026B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2978313B2 (en) | Semiconductor device and epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used therein | |
JP2892343B2 (en) | Epoxy resin composition | |
JP3008981B2 (en) | Epoxy resin composition | |
JPH03116952A (en) | Semiconductor device | |
JP2965392B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2579338B2 (en) | Semiconductor device | |
JPH03201467A (en) | Semiconductor device | |
JPH03201468A (en) | Semiconductor device | |
JPH0567702A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
JPH07165878A (en) | Epoxy resin composition for sealing | |
KR100671128B1 (en) | Epoxy Resin Composition for Packaging Semiconductor Device | |
JPH05105739A (en) | Resin composition for sealing semiconductor | |
JP3568654B2 (en) | Epoxy resin composition | |
JP2872828B2 (en) | Semiconductor device | |
JP3279084B2 (en) | Epoxy resin composition for sealing | |
JPH07165880A (en) | Epoxy resin composition for sealing | |
JPH03154368A (en) | Semiconductor device | |
JPH03232258A (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |