JPH05175364A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH05175364A
JPH05175364A JP32819991A JP32819991A JPH05175364A JP H05175364 A JPH05175364 A JP H05175364A JP 32819991 A JP32819991 A JP 32819991A JP 32819991 A JP32819991 A JP 32819991A JP H05175364 A JPH05175364 A JP H05175364A
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particle size
less
epoxy resin
inorganic filler
weight
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務 西岡
Minoru Nakao
稔 中尾
Hideto Kimura
英人 木村
Kazuhiro Ikemura
和弘 池村
Hisashi Nakajima
恒 中島
Koji Takashi
孝司 高士
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Nitto Denko Corp
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Abstract

PURPOSE:To reduce the inner stress, but obtain the excellent properties of thermal stress when mounted by combining a special epoxy resin and phenolaralkyl resin, and further by blending in a specific ratio an inorganic filler having a specific particle size distribution. CONSTITUTION:A semiconductor element is sealed by an epoxy resin compound containing an epoxy resin represented by the formula I (R1 to R4: 1-4C alkyl groups), a phenolaralkyl resin represent by the formula II (n: 0 or a positive integer), and an inorganic filler. In this case, the content of the inorganic filler is set at 80 to 95weight% of the epoxy resin compound, and yet an inorganic filler of Waddell's spheroidcity 0.7 to 1.0 is contained in 80weight% or more. The entire particle size composition is set as follows: the particle diameter less than 1mum, less than 3weight%; 1 to 6mum, 10 to 22%; 7 to 30mum, 10 to 24%; 31 to 60mum, 20 to 40%; 61 to 90mum, 20 to 40%; and 91 or more, less than 10%. In this way, the generation of the package cracks can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、内部応力が小さく、
優れた耐熱衝撃性を有し、かつ基板実装時の耐熱応力の
小さい耐パツケージクラツク性,耐湿信頼性に優れた半
導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention has a low internal stress,
The present invention relates to a semiconductor device having excellent thermal shock resistance, and having excellent package crack resistance and moisture resistance reliability that have low thermal stress when mounted on a substrate.

【0002】近年におけるIC,LSI等の半導体素子
は、その高集積化に伴い大形化の傾向にある。加えて、
その半導体素子を外部環境から守るためのプラスチツク
パツケージは、その実装の高密度化からクワツドフラツ
トパツケージ(QFP),スモールアウトラインパツケ
ージ(SOP)等に代表される表面実装形態をとり、薄
形化が進んでいる。そして、半導体素子の大形化にもと
ない、素子と封止用樹脂組成物との間に生ずる内部応力
による素子へのダメージ,パツケージクラツク等の問題
が発生し、また表面実装形態をとることで、封止用樹脂
組成物中に含まれる水分が、実装時の熱で気化爆発を起
こし、パツケージクラツクを生じたり、その後の耐湿性
を劣化させる等の問題が発生しており、これらの解決が
要求されている。
In recent years, semiconductor devices such as ICs and LSIs have tended to become larger in size with higher integration. in addition,
The plastic package for protecting the semiconductor element from the external environment has been thinned by adopting the surface mounting form typified by the quad flat package (QFP) and the small outline package (SOP) due to the high packing density. Is progressing. Then, due to the increase in size of the semiconductor element, problems such as damage to the element due to internal stress generated between the element and the encapsulating resin composition, package cracking, etc. occur, and a surface mounting form is adopted. Therefore, the water contained in the resin composition for encapsulation causes vaporization and explosion due to the heat during mounting, which causes a package crack, and there is a problem that the moisture resistance is deteriorated thereafter. Is required to be resolved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記内部応力を低減さ
せる方法としては、従来から封止用樹脂組成物に含有
される無機質充填剤の含有比率を増やし、封止樹脂の熱
膨張係数を素子のそれに近づける方法、シリコーンや
ゴム等を封止用樹脂組成物中に混合したり予備的に反応
させる事により低弾性率化する方法がとられている。し
かしながら、上記の無機質充填剤の含有比率を増やす
方法では、含有比率の増大に伴い組成物全体の粘度が上
昇し過度の増量は成形性を著しく損なうために、一般
に、全体の50〜80重量%(以下「%」と略す)の範
囲で使用されている。これでは充分な低応力性が得られ
ない。また、上記のシリコーンやゴム等を混合して封
止樹脂の低弾性率化を図る方法では、封止用樹脂組成物
中に含有される水分の拡散を早め、その結果、実装時の
耐パツケージクラツク性が劣化してしまうという問題が
生じる。
As a method for reducing the above internal stress, the content ratio of the inorganic filler contained in the encapsulating resin composition has been conventionally increased, and the thermal expansion coefficient of the encapsulating resin can be adjusted to A method of approaching this is used, or a method of lowering the elastic modulus by mixing silicone or rubber into the sealing resin composition or by preliminarily reacting it. However, in the method of increasing the content ratio of the above-mentioned inorganic filler, the viscosity of the entire composition increases with an increase in the content ratio, and excessive increase significantly impairs moldability. It is used in the range (hereinafter abbreviated as "%"). With this, sufficient low stress cannot be obtained. Further, in the method for reducing the elastic modulus of the encapsulating resin by mixing the above silicone or rubber, the moisture contained in the encapsulating resin composition is diffused faster, and as a result, package resistance during mounting is improved. There is a problem that the cracking property is deteriorated.

【0004】さらに、上記実装時の耐パツケージクラツ
ク性を向上させる方法としては、低吸湿材料を用い、こ
れを封止用樹脂組成物中に含有させる方法が行われてい
る。しかし、上記低吸湿材料は、ガラス転移温度が低い
ために高温雰囲気下で使用すると、得られる封止樹脂の
変形量が大きくなるという問題を有している。
Further, as a method for improving the package crack resistance at the time of mounting, a method of using a low hygroscopic material and incorporating it into a sealing resin composition is used. However, since the low hygroscopic material has a low glass transition temperature, when used in a high temperature atmosphere, the amount of deformation of the obtained sealing resin is large.

【0005】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、内部応力が低く、しかも実装時の熱応力性に
優れた半導体装置の提供をその目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device having low internal stress and excellent thermal stress during mounting.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】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)〜(C)成
分を含むエポキシ樹脂組成物によつて半導体素子を封止
してなる半導体装置において、上記(C)成分である無
機質充填剤の含有量がエポキシ樹脂組成物中の80〜9
5重量%に設定され、しかも(C)成分である無機質充
填剤が、ワーデルの球形度で0.7〜1.0の球形度を
有する球状の無機質充填剤を80重量%以上含有し、全
体の粒度構成が下記の(a)〜(f)に設定されている
という構成をとる。 (A)下記の一般式(1)で表されるエポキシ樹脂。
In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention has a semiconductor element sealed with an epoxy resin composition containing the following components (A) to (C). In the semiconductor device, the content of the inorganic filler as the component (C) is 80 to 9 in the epoxy resin composition.
The inorganic filler as the component (C) is set to 5% by weight, and contains 80% by weight or more of a spherical inorganic filler having a sphericity of 0.7 to 1.0 in terms of Wadell's sphericity. The granularity configuration of is set to the following (a) to (f). (A) An epoxy resin represented by the following general formula (1).

【化5】 (B)下記の一般式(2)で表されるフエノールアラル
キル樹脂。
[Chemical 5] (B) A phenol aralkyl resin represented by the following general formula (2).

【化6】 (C)無機質充填剤。 (a)粒径1μm未満のものが3%未満。 (b)粒径1μm以上6μm以下のものが10〜22
%。 (c)粒径7μm以上30μm以下のものが10〜24
%。 (d)粒径31μm以上60μm以下のものが20〜4
0%。 (e)粒径61μm以上90μm以下のものが20〜4
0%。 (f)粒径91μm以上のものが10%未満。
[Chemical 6] (C) Inorganic filler. (A) Less than 3% of particles having a particle size of less than 1 μm. (B) 10 to 22 having a particle size of 1 μm or more and 6 μm or less
%. (C) 10 to 24 having a particle size of 7 μm or more and 30 μm or less
%. (D) 20 to 4 having a particle size of 31 μm or more and 60 μm or less
0%. (E) 20 to 4 having a particle size of 61 μm or more and 90 μm or less
0%. (F) Less than 10% of particles having a particle size of 91 μm or more.

【0007】[0007]

【作用】すなわち、本発明者らは、低応力で、しかも実
装時の熱応力性に優れた封止樹脂を得るために一連の研
究を重ねた。その結果、上記特殊なエポキシ樹脂と、フ
エノールアラルキル樹脂とを組み合わせ、さらにこの組
み合わせに加えて特定の粒度分布を有する無機質充填剤
を特定割合配合すると、内部応力が低減され、しかも優
れた実装時の熱応力性が得られることを見出しこの発明
に到達した。
The present inventors have carried out a series of studies in order to obtain a sealing resin that has low stress and is excellent in thermal stress during mounting. As a result, by combining the above-mentioned special epoxy resin and phenol aralkyl resin, and further adding an inorganic filler having a specific particle size distribution in a specific ratio in addition to this combination, the internal stress is reduced, and excellent mounting The inventors have reached the present invention by finding that thermal stress can be obtained.

【0008】つぎに、この発明を詳しく説明する。Next, the present invention will be described in detail.

【0009】この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
は、特殊なエポキシ樹脂(A成分)と、フエノールアラ
ルキル樹脂(B成分)と、特定の粒度分布を有する無機
質充填剤を特定割合含有する無機質充填剤(C成分)と
を用いて得られるものであつて、通常、粉末状もしくは
それを打錠したタブレツト状になつている。
The epoxy resin composition used in the present invention comprises a special epoxy resin (component A), a phenol aralkyl resin (component B), and an inorganic filler containing a specific proportion of an inorganic filler having a specific particle size distribution. (Component C), which is usually obtained in the form of powder or a tablet formed by compressing it.

【0010】上記特殊なエポキシ樹脂(A成分)は、ビ
フエニル型エポキシ樹脂であつて、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 has the following general formula (1):
It is represented by.

【0011】[0011]

【化7】 〔上記式(1)において、R1 〜R4 は炭素数1〜4の
アルキル基である。〕
[Chemical 7] [In the above formula (1), R 1 to R 4 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. ]

【0012】このようにグリシジル基を有するフエニル
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(1)で表
される特殊なエポキシ樹脂のみで構成され、後者の場合
にはA成分の一部が上記一般式(1)で表される特殊な
エポキシ樹脂で構成されることとなる。上記通常用いら
れるエポキシ樹脂としては、クレゾールノボラツク型,
フエノールノボラツク型,ノボラツクビスA型やビスフ
エノールA型等の各種エポキシ樹脂があげられる。上記
ノボラツ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℃のものが用い
られ、クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂としては、
エポキシ当量180〜210,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(1)で表されるエポキシ樹脂をエ
ポキシ樹脂成分全体の20%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。
By adding a lower alkyl group to the phenyl ring having a glycidyl group, water repellency can be obtained. The epoxy resin component may be composed of only the above-mentioned special epoxy resin, or may be used in combination with other normally used epoxy resins.
In the former case, all of the component A is composed only of the special epoxy resin represented by the general formula (1), and in the latter case, a part of the component A is represented by the general formula (1). It will be composed of a special epoxy resin. As the above-mentioned epoxy resin which is usually used, cresol novolak type,
Examples include various epoxy resins such as phenol novolak type, novolak bis A type, and bisphenol A type. As the novolak type epoxy resin, those having an epoxy equivalent of 150 to 250 and a softening point of 50 to 130 ° C. are usually used, and as the cresol novolak type epoxy resin,
Epoxy equivalents of 180 to 210 and softening points of 60 to 110 ° C are generally used. When both are used in this way, it is preferable to set the epoxy resin represented by the general formula (1) to 20% or more, and particularly preferably 50% or more of the whole epoxy resin component.

【0013】上記フエノールアラルキル樹脂(B成分)
は、下記の一般式(2)で表されるものであつて、上記
エポキシ樹脂成分の硬化剤として作用するものである。
The above-mentioned phenol aralkyl resin (component B)
Is represented by the following general formula (2), and acts as a curing agent for the epoxy resin component.

【0014】[0014]

【化8】 〔上記式(2)において、mは0または正の整数であ
る。〕
[Chemical 8] [In the above formula (2), m is 0 or a positive integer. ]

【0015】このフエノールアラルキル樹脂(B成分)
は、例えばアラルキルフエノールと、フエノールとをフ
リーデルクラフツ触媒て反応させることにより得られ
る。一般に、α,α′−ジメトキシ−p−キシレンとフ
エノールモノマーの縮合重化合物が知られている。そし
て、上記フエノールアラルキル樹脂(B成分)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、フエノール
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エノール樹脂と併
用しても差し支えはない。前者の場合には、硬化剤成分
の全部が上記フエ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エノールアラルキ
ル樹脂で構成されることとなる。上記通常用いられるフ
エノール樹脂としては、フエノールノボラツク,クレゾ
ールノボラツク等があげられる。これらノボラツク樹脂
としては、軟化点50〜110℃,水酸基当量が70〜
150のものを用いることが望ましい。上記フエノール
アラルキル樹脂と、このような通常のフエノール樹脂と
を併用する場合には、上記フエ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
フエノールアラルキル樹脂(通常のフエノール樹脂を含
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当量当たり上記フエノールアラルキル
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。より好適なのは0.9〜1.1
当量である。
This phenol aralkyl resin (component B)
Can be obtained, for example, by reacting aralkylphenol with phenol using a Friedel-Crafts catalyst. In general, a condensed heavy compound of α, α'-dimethoxy-p-xylene and a phenol monomer is known. The phenol aralkyl resin (component B) has a softening point of 70 to 110 ° C. and a hydroxyl equivalent of 150 to 220.
It is preferable to use those having Further, the phenol aralkyl resin may itself constitute the curing agent component, or may be used in combination with any other commonly used phenol resin. In the former case, all of the curing agent components are composed of the above-mentioned phenol aralkyl resin, and in the latter case, some of the curing agent components are composed of the above-mentioned phenol aralkyl resin. Examples of the usually used phenol resin include phenol novolak and cresol novolak. These novolak resins have a softening point of 50 to 110 ° C. and a hydroxyl equivalent of 70 to
It is preferable to use the one of 150. When the above-mentioned phenol aralkyl resin is used in combination with such a normal phenol resin, it is preferable to set the above-mentioned phenol aralkyl resin in a proportion of 50% or more, and particularly preferably 70% or more of the whole curing agent component. is there. And the compounding ratio of the above-mentioned phenol aralkyl resin (including ordinary phenol resin) is such that the above-mentioned special epoxy resin (component A)
It is preferable that the hydroxyl group in the phenol aralkyl resin is 0.7 to 1.3 equivalents per 1 equivalent of the epoxy group therein. 0.9-1.1 is more suitable.
It is equivalent.

【0016】上記無機質充填剤(C成分)としては、結
晶性および溶融性フイ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。そして、無機質充填剤全体の80%以上
がワーデルの球形度で0.7〜1.0の球形度を有して
おり、しかも無機質充填剤全体が下記の粒度構成に設定
されている必要がある。上記ワーデルの球形度で0.7
〜1.0の球形度を有するとは、粒子の球形度を(粒子
の投影面積に等しい円の直径)/(粒子の投影像に外接
する最小円の直径)で測る指数が0.7〜1.0の値を
有するということである。すなわち、無機質充填剤にお
いて、ワーデルの球形度および粒度構成が所定の範囲内
において、エポキシ樹脂組成物が優れた流動性を有する
ようになる。下記に示す粒度構成の範囲外では、流動性
が損なわれるからである。
Examples of the above-mentioned inorganic filler (component C) include aluminum oxide, beryllium oxide, silicon carbide and silicon nitride, as well as crystalline and fusible fillers. And 80% or more of the whole inorganic filler has a sphericity of 0.7 to 1.0 in terms of Wadell's sphericity, and the whole inorganic filler needs to be set to the following particle size constitution. .. 0.7 in the Wadell's sphericity
Having a sphericity of 1.0 means that the sphericity of a particle is 0.7 (the diameter of a circle equal to the projected area of the particle) / (the diameter of the smallest circle circumscribing the projected image of the particle). It has a value of 1.0. That is, in the inorganic filler, the epoxy resin composition has excellent fluidity when the Wadell's sphericity and particle size composition are within predetermined ranges. This is because the fluidity is impaired outside the range of the particle size constitution shown below.

【0017】(a)粒径1μm未満のものが3%未満。 (b)粒径1μm以上6μm以下のものが10〜22
%。 (c)粒径7μm以上30μm以下のものが10〜24
%。 (d)粒径31μm以上60μm以下のものが20〜4
0%。 (e)粒径61μm以上90μm以下のものが20〜4
0%。 (f)粒径91μm以上のものが10%未満。
(A) Less than 3% of particles having a particle size of less than 1 μm. (B) 10 to 22 having a particle size of 1 μm or more and 6 μm or less
%. (C) 10 to 24 having a particle size of 7 μm or more and 30 μm or less
%. (D) 20 to 4 having a particle size of 31 μm or more and 60 μm or less
0%. (E) 20 to 4 having a particle size of 61 μm or more and 90 μm or less
0%. (F) Less than 10% of particles having a particle size of 91 μm or more.

【0018】上記特性を有する無機質充填剤の含有量
は、エポキシ樹脂組成物全体の80〜95%の範囲に設
定する必要がある。すなわち、含有量が80%未満では
耐熱衝撃性,耐熱応力性が損なわれ、逆に95%を超え
ると流動性の低下が生じるからである。
The content of the inorganic filler having the above characteristics must be set in the range of 80 to 95% of the total epoxy resin composition. That is, if the content is less than 80%, the thermal shock resistance and thermal stress resistance will be impaired, and conversely, if it exceeds 95%, the fluidity will decrease.

【0019】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A〜C成分以外に必要に応じて硬化促
進剤,難燃剤,カツプリング剤,ワツクス等が用いられ
る。
In the epoxy resin composition used in the present invention, a curing accelerator, a flame retardant, a coupling agent, wax, etc. may be used, if necessary, in addition to the components A to C.

【0020】上記硬化促進剤としては、アミン系,リン
系,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用いられる。
Examples of the curing accelerator include amine-based, phosphorus-based, boron-based and phosphorus-boron-based curing accelerators, which may be used alone or in combination.

【0021】上記難燃剤としては、ノボラツク型ブロム
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 novolak type brominated epoxy or bis A type epoxy, antimony trioxide and antimony pentoxide may be used alone or in combination as appropriate.

【0022】上記カツプリング剤としては、グリシジル
エーテルタイプ,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。その使用方法と
しては、前記無機質充填剤に対して、ドライブレンド方
法、もしくは予備加熱反応させる方法、さらには有機成
分原料に対する予備混合方法等適宜選択することができ
る。
As the coupling agent, methoxy or ethoxysilane such as glycidyl ether type, amine type, thiocyan type, urea type, etc. is appropriately used alone or in combination. As a method of using the inorganic filler, a dry blending method, a preheating reaction method, or a premixing method with respect to the organic component raw material can be appropriately selected.

【0023】上記ワツクスとしては、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.

【0024】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
力化を図つたり、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
ラツプ剤を配合してもよい。
The epoxy resin composition used in the present invention is compounded with a rubber component such as silicone oil and silicone rubber, synthetic rubber, etc. in addition to the above-mentioned additives to reduce stress, and a moisture resistance reliability test is conducted. In order to improve the reliability of the above, an ion trapping agent represented by hydrotalcite or the like may be blended.

【0025】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。す
なわち、まず上記特殊なエポキシ樹脂,フエノールアラ
ルキル樹脂,無機質充填剤および必要に応じて他の添加
剤を適宜配合し予備混合した後、ミ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する。そし
て、これを室温に冷却した後、公知の手段によつて粉砕
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。
The epoxy resin composition used in the present invention can be manufactured, for example, as follows. That is, first, the above-mentioned special epoxy resin, phenol aralkyl resin, inorganic filler and other additives as necessary are appropriately mixed and premixed, and then kneaded in a kneading machine such as a mixing roll machine in a heated state and melt-mixed. To do. Then, it can be manufactured by a series of steps in which it is cooled to room temperature, pulverized by a known means, and tableted if necessary.

【0026】[0026]

【発明の効果】このようにして得られる半導体装置は、
特殊なエポキシ樹脂(A成分)と、フエノールアラルキ
ル樹脂(B成分)とを用い、さらにこの組み合わせに加
えて特定の粒度分布を有する無機質充填剤(C成分)を
特定割合含有するエポキシ樹脂組成物によつて半導体素
子を樹脂封止して得られるものであり、半田実装におけ
るパツケージクラツクの発生が抑制され、しかも優れた
耐湿信頼性を備えている。
The semiconductor device thus obtained is
An epoxy resin composition containing a special epoxy resin (component A) and a phenol aralkyl resin (component B), and further containing a specific proportion of an inorganic filler (component C) having a specific particle size distribution in addition to this combination Therefore, it is obtained by resin-sealing a semiconductor element, which suppresses the occurrence of package cracks during solder mounting and has excellent moisture resistance reliability.

【0027】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0028】まず、実施例に先立つて下記の表1に示す
ような粒度分布を有する3種類のシリカ粉末X〜Zを準
備した。
First, prior to the examples, three kinds of silica powders X to Z having a particle size distribution as shown in Table 1 below were prepared.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【実施例1〜8、比較例1〜3】下記の表2および表3
に示す各成分および上記シリカ粉末を用い同表に示す割
合で配合し、ミキシングロール機にかけて100℃で5
分間混練して粉末状エポキシ樹脂組成物を得た。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 Tables 2 and 3 below.
Each of the components shown in Table 1 and the above silica powder were blended in the proportions shown in the same table, and mixed in a mixing roll machine at 100 ° C. for 5
The mixture was kneaded for a minute to obtain a powdery epoxy resin composition.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】このようにして得られた実施例品および比
較例品のエポキシ樹脂組成物の175℃における溶融粘
度を測定した。また、上記エポキシ樹脂組成物を用いて
半導体素子をトランスフアー成形にて樹脂封止し半導体
装置(80ピンクワツドフラツトパツケージ:QFP−
80)を作製した。この半導体装置について、85℃/
85%RH×48時間吸湿後に、260℃×10秒間半
田浸漬を行つた後のパツケージクラツクの発生数を測定
した。また、吸湿時間を72時間に変えてパツケージク
ラツクの発生数を測定した。さらに、−65℃/5分〜
150℃/5分の2000回および4000回における
温度サイクルテスト(TCTテスト)を行いパツケージ
クラツクの発生数を測定した。
The melt viscosities at 175 ° C. of the epoxy resin compositions of Examples and Comparative Examples thus obtained were measured. A semiconductor device (80 pink watt flat package: QFP-) is obtained by sealing a semiconductor element by transfer molding with the epoxy resin composition.
80) was prepared. About this semiconductor device, 85 ℃ /
After moisture absorption at 85% RH for 48 hours, the number of package cracks generated after immersion in solder at 260 ° C. for 10 seconds was measured. The moisture absorption time was changed to 72 hours and the number of package cracks generated was measured. Furthermore, from -65 ° C / 5 minutes
A temperature cycle test (TCT test) was performed at 2,000 times and 4,000 times at 150 ° C./5 minutes to measure the number of package cracks generated.

【0034】[0034]

【表4】 [Table 4]

【0035】[0035]

【表5】 [Table 5]

【0036】上記表4および表5の結果から、比較例1
品は耐吸湿性に劣つている。また、比較例2および3品
は耐吸湿性および耐熱衝撃性に劣り、しかも溶融粘度が
高い。これに対して、実施例品は吸湿下での加熱試験お
よびTCTテストにおいてパツケージクラツクの発生数
が比較例品に比べて少なく、溶融粘度も低い。このこと
から、実施例品は耐吸湿性および耐熱衝撃性に優れ、し
かも成形性にも優れている。
From the results of Tables 4 and 5 above, Comparative Example 1
The product has poor moisture absorption resistance. Further, the products of Comparative Examples 2 and 3 are inferior in moisture absorption resistance and thermal shock resistance, and have high melt viscosity. On the other hand, in the example product, the number of package cracks generated in the heating test under moisture absorption and the TCT test is smaller than that in the comparative example product, and the melt viscosity is also low. From this, the products of Examples are excellent in moisture absorption resistance and thermal shock resistance, and also excellent in moldability.

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年12月14日[Submission date] December 14, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Name of item to be corrected] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 半導体装置Title: Semiconductor device

【特許請求の範囲】[Claims]

【化1】(B)下記の一般式(2)で表されるフエノー
ルアラルキル樹脂。
Embedded image (B) A phenol aralkyl resin represented by the following general formula (2).

【化2】(C)無機質充填剤。 (a)粒径1μm未満のものが3重量%未満。 (b)粒径1μm以上6μm以下のものが10〜22重
量%。 (c)粒径7μm以上30μm以下のものが10〜24
重量%。 (d)粒径31μm以上60μm以下のものが20〜4
0重量%。 (e)粒径61μm以上90μm以下のものが20〜4
0重量%。 (f)粒径91μm以上のものが10重量%未満。
Embedded image (C) Inorganic filler. (A) Less than 3% by weight of particles having a particle size of less than 1 μm. (B) 10 to 22% by weight of particles having a particle size of 1 μm or more and 6 μm or less. (C) 10 to 24 having a particle size of 7 μm or more and 30 μm or less
weight%. (D) 20 to 4 having a particle size of 31 μm or more and 60 μm or less
0% by weight. (E) 20 to 4 having a particle size of 61 μm or more and 90 μm or less
0% by weight. (F) Less than 10% by weight of particles having a particle size of 91 μm or more.

【化3】(B)下記の一般式(2)で表されるフエノー
ルアラルキル樹脂。
Embedded image (B) A phenol aralkyl resin represented by the following general formula (2).

【化4】(C)無機質充填剤。 (a)粒径1μm未満のものが3重量%未満。 (b)粒径1μm以上6μm以下のものが10〜22重
量%。 (c)粒径7μm以上30μm以下のものが10〜24
重量%。 (d)粒径31μm以上60μm以下のものが20〜4
0重量%。 (e)粒径61μm以上90μm以下のものが20〜4
0重量%。 (f)粒径91μm以上のものが10重量%未満。
Embedded image (C) Inorganic filler. (A) Less than 3% by weight of particles having a particle size of less than 1 μm. (B) 10 to 22% by weight of particles having a particle size of 1 μm or more and 6 μm or less. (C) 10 to 24 having a particle size of 7 μm or more and 30 μm or less
weight%. (D) 20 to 4 having a particle size of 31 μm or more and 60 μm or less
0% by weight. (E) 20 to 4 having a particle size of 61 μm or more and 90 μm or less
0% by weight. (F) Less than 10% by weight of particles having a particle size of 91 μm or more.

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、内部応力が小さく、
優れた耐熱衝撃性を有し、かつ基板実装時の耐熱応力の
小さい耐パツケージクラツク性,耐湿信頼性に優れた半
導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention has a low internal stress,
The present invention relates to a semiconductor device having excellent thermal shock resistance, and having excellent package crack resistance and moisture resistance reliability that have low thermal stress when mounted on a substrate.

【0002】近年におけるIC,LSI等の半導体素子
は、その高集積化に伴い大形化の傾向にある。加えて、
その半導体素子を外部環境から守るためのプラスチツク
パツケージは、その実装の高密度化からクワツドフラツ
トパツケージ(QFP),スモールアウトラインパツケ
ージ(SOP)等に代表される表面実装形態をとり、薄
形化が進んでいる。そして、半導体素子の大形化にもと
ない、素子と封止用樹脂組成物との間に生ずる内部応力
による素子へのダメージ,パツケージクラツク等の問題
が発生し、また表面実装形態をとることで、封止用樹脂
組成物中に含まれる水分が、実装時の熱で気化爆発を起
こし、パツケージクラツクを生じたり、その後の耐湿性
を劣化させる等の問題が発生しており、これらの解決が
要求されている。
In recent years, semiconductor devices such as ICs and LSIs have tended to become larger in size with higher integration. in addition,
The plastic package for protecting the semiconductor element from the external environment has been thinned by adopting the surface mounting form typified by the quad flat package (QFP) and the small outline package (SOP) due to the high packing density. Is progressing. Then, due to the increase in size of the semiconductor element, problems such as damage to the element due to internal stress generated between the element and the encapsulating resin composition, package cracking, etc. occur, and a surface mounting form is adopted. Therefore, the water contained in the resin composition for encapsulation causes vaporization and explosion due to the heat during mounting, which causes a package crack, and there is a problem that the moisture resistance is deteriorated thereafter. Is required to be resolved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記内部応力を低減さ
せる方法としては、従来から封止用樹脂組成物に含有
される無機質充填剤の含有比率を増やし、封止樹脂の熱
膨張係数を素子のそれに近づける方法、シリコーンや
ゴム等を封止用樹脂組成物中に混合したり予備的に反応
させる事により低弾性率化する方法がとられている。し
かしながら、上記の無機質充填剤の含有比率を増やす
方法では、含有比率の増大に伴い組成物全体の粘度が上
昇し過度の増量は成形性を著しく損なうために、一般
に、全体の50〜80重量%(以下「%」と略す)の範
囲で使用されている。これでは充分な低応力性が得られ
ない。また、上記のシリコーンやゴム等を混合して封
止樹脂の低弾性率化を図る方法では、封止用樹脂組成物
中に含有される水分の拡散を早め、その結果、実装時の
耐パツケージクラツク性が劣化してしまうという問題が
生じる。
As a method for reducing the above internal stress, the content ratio of the inorganic filler contained in the encapsulating resin composition has been conventionally increased, and the thermal expansion coefficient of the encapsulating resin can be adjusted to A method of approaching this is used, or a method of lowering the elastic modulus by mixing silicone or rubber into the sealing resin composition or by preliminarily reacting it. However, in the method of increasing the content ratio of the above-mentioned inorganic filler, the viscosity of the entire composition increases with an increase in the content ratio, and excessive increase significantly impairs moldability. It is used in the range (hereinafter abbreviated as "%"). With this, sufficient low stress cannot be obtained. Further, in the method for reducing the elastic modulus of the encapsulating resin by mixing the above silicone or rubber, the moisture contained in the encapsulating resin composition is diffused faster, and as a result, package resistance during mounting is improved. There is a problem that the cracking property is deteriorated.

【0004】さらに、上記実装時の耐パツケージクラツ
ク性を向上させる方法としては、低吸湿材料を用い、こ
れを封止用樹脂組成物中に含有させる方法が行われてい
る。しかし、上記低吸湿材料は、ガラス転移温度が低い
ために高温雰囲気下で使用すると、得られる封止樹脂の
変形量が大きくなるという問題を有している。
Further, as a method for improving the package crack resistance at the time of mounting, a method of using a low hygroscopic material and incorporating it into a sealing resin composition is used. However, since the low hygroscopic material has a low glass transition temperature, when used in a high temperature atmosphere, the amount of deformation of the obtained sealing resin is large.

【0005】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、内部応力が低く、しかも実装時の熱応力性に
優れた半導体装置の提供をその目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device having low internal stress and excellent thermal stress during mounting.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】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)〜(C)成
分を含むエポキシ樹脂組成物によつて半導体素子を封止
してなる半導体装置において、上記(C)成分である無
機質充填剤の含有量がエポキシ樹脂組成物中の80〜9
5重量%に設定され、しかも(C)成分である無機質充
填剤が、ワーデルの球形度で0.7〜1.0の球形度を
有する球状の無機質充填剤を80重量%以上含有し、全
体の粒度構成が下記の(a)〜(f)に設定されている
という構成をとる。 (A)下記の一般式(1)で表されるエポキシ樹脂。
In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention has a semiconductor element sealed with an epoxy resin composition containing the following components (A) to (C). In the semiconductor device, the content of the inorganic filler as the component (C) is 80 to 9 in the epoxy resin composition.
The inorganic filler as the component (C) is set to 5% by weight, and contains 80% by weight or more of a spherical inorganic filler having a sphericity of 0.7 to 1.0 in terms of Wadell's sphericity. The granularity configuration of is set to the following (a) to (f). (A) An epoxy resin represented by the following general formula (1).

【化5】(B)下記の一般式(2)で表されるフエノー
ルアラルキル樹脂。
Embedded image (B) A phenol aralkyl resin represented by the following general formula (2).

【化6】(C)無機質充填剤。 (a)粒径1μm未満のものが3%未満。 (b)粒径1μm以上6μm以下のものが10〜22
%。 (c)粒径7μm以上30μm以下のものが10〜24
%。 (d)粒径31μm以上60μm以下のものが20〜4
0%。 (e)粒径61μm以上90μm以下のものが20〜4
0%。 (f)粒径91μm以上のものが10%未満。
Embedded image (C) Inorganic filler. (A) Less than 3% of particles having a particle size of less than 1 μm. (B) 10 to 22 having a particle size of 1 μm or more and 6 μm or less
%. (C) 10 to 24 having a particle size of 7 μm or more and 30 μm or less
%. (D) 20 to 4 having a particle size of 31 μm or more and 60 μm or less
0%. (E) 20 to 4 having a particle size of 61 μm or more and 90 μm or less
0%. (F) Less than 10% of particles having a particle size of 91 μm or more.

【0007】[0007]

【作用】すなわち、本発明者らは、低応力で、しかも実
装時の熱応力性に優れた封止樹脂を得るために一連の研
究を重ねた。その結果、上記特殊なエポキシ樹脂と、フ
エノールアラルキル樹脂とを組み合わせ、さらにこの組
み合わせに加えて特定の粒度分布を有する無機質充填剤
を特定割合配合すると、内部応力が低減され、しかも優
れた実装時の熱応力性が得られることを見出しこの発明
に到達した。
The present inventors have carried out a series of studies in order to obtain a sealing resin that has low stress and is excellent in thermal stress during mounting. As a result, by combining the above-mentioned special epoxy resin and phenol aralkyl resin, and further adding an inorganic filler having a specific particle size distribution in a specific ratio in addition to this combination, the internal stress is reduced, and excellent mounting The inventors have reached the present invention by finding that thermal stress can be obtained.

【0008】つぎに、この発明を詳しく説明する。Next, the present invention will be described in detail.

【0009】この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
は、特殊なエポキシ樹脂(A成分)と、フエノールアラ
ルキル樹脂(B成分)と、特定の粒度分布を有する無機
質充填剤を特定割合含有する無機質充填剤(C成分)と
を用いて得られるものであつて、通常、粉末状もしくは
それを打錠したタブレツト状になつている。
The epoxy resin composition used in the present invention comprises a special epoxy resin (component A), a phenol aralkyl resin (component B), and an inorganic filler containing a specific proportion of an inorganic filler having a specific particle size distribution. (Component C), which is usually obtained in the form of powder or a tablet formed by compressing it.

【0010】上記特殊なエポキシ樹脂(A成分)は、ビ
フエニル型エポキシ樹脂であつて、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 has the following general formula (1):
It is represented by.

【0011】[0011]

【化7】〔上記式(1)において、R1 〜R4 は炭素数
1〜4のアルキル基である。〕
[In the above formula (1), R 1 to R 4 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. ]

【0012】このようにグリシジル基を有するフエニル
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(1)で表
される特殊なエポキシ樹脂のみで構成され、後者の場合
にはA成分の一部が上記一般式(1)で表される特殊な
エポキシ樹脂で構成されることとなる。上記通常用いら
れるエポキシ樹脂としては、クレゾールノボラツク型,
フエノールノボラツク型,ノボラツクビスA型やビスフ
エノールA型等の各種エポキシ樹脂があげられる。上記
ノボラツ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℃のものが用い
られ、クレゾールノボラツク型エポキシ樹脂としては、
エポキシ当量180〜210,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(1)で表されるエポキシ樹脂をエ
ポキシ樹脂成分全体の20%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。
By adding a lower alkyl group to the phenyl ring having a glycidyl group, water repellency can be obtained. The epoxy resin component may be composed of only the above-mentioned special epoxy resin, or may be used in combination with other normally used epoxy resins.
In the former case, all of the component A is composed only of the special epoxy resin represented by the general formula (1), and in the latter case, a part of the component A is represented by the general formula (1). It will be composed of a special epoxy resin. As the above-mentioned epoxy resin which is usually used, cresol novolak type,
Examples include various epoxy resins such as phenol novolak type, novolak bis A type, and bisphenol A type. As the novolak type epoxy resin, those having an epoxy equivalent of 150 to 250 and a softening point of 50 to 130 ° C. are usually used, and as the cresol novolak type epoxy resin,
Epoxy equivalents of 180 to 210 and softening points of 60 to 110 ° C are generally used. When both are used in this way, it is preferable to set the epoxy resin represented by the general formula (1) to 20% or more, and particularly preferably 50% or more of the whole epoxy resin component.

【0013】上記フエノールアラルキル樹脂(B成分)
は、下記の一般式(2)で表されるものであつて、上記
エポキシ樹脂成分の硬化剤として作用するものである。
The above-mentioned phenol aralkyl resin (component B)
Is represented by the following general formula (2), and acts as a curing agent for the epoxy resin component.

【0014】[0014]

【化8】〔上記式(2)において、mは0または正の整
数である。〕
[In the above formula (2), m is 0 or a positive integer. ]

【0015】このフエノールアラルキル樹脂(B成分)
は、例えばアラルキルフエノールと、フエノールとをフ
リーデルクラフツ触媒て反応させることにより得られ
る。一般に、α,α′−ジメトキシ−p−キシレンとフ
エノールモノマーの縮合重化合物が知られている。そし
て、上記フエノールアラルキル樹脂(B成分)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、フエノール
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エノール樹脂と併
用しても差し支えはない。前者の場合には、硬化剤成分
の全部が上記フエ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エノールアラルキ
ル樹脂で構成されることとなる。上記通常用いられるフ
エノール樹脂としては、フエノールノボラツク,クレゾ
ールノボラツク等があげられる。これらノボラツク樹脂
としては、軟化点50〜110℃,水酸基当量が70〜
150のものを用いることが望ましい。上記フエノール
アラルキル樹脂と、このような通常のフエノール樹脂と
を併用する場合には、上記フエ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
フエノールアラルキル樹脂(通常のフエノール樹脂を含
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当量当たり上記フエノールアラルキル
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。より好適なのは0.9〜1.1
当量である。
This phenol aralkyl resin (component B)
Can be obtained, for example, by reacting aralkylphenol with phenol using a Friedel-Crafts catalyst. In general, a condensed heavy compound of α, α'-dimethoxy-p-xylene and a phenol monomer is known. The phenol aralkyl resin (component B) has a softening point of 70 to 110 ° C. and a hydroxyl equivalent of 150 to 220.
It is preferable to use those having Further, the phenol aralkyl resin may itself constitute the curing agent component, or may be used in combination with any other commonly used phenol resin. In the former case, all of the curing agent components are composed of the above-mentioned phenol aralkyl resin, and in the latter case, some of the curing agent components are composed of the above-mentioned phenol aralkyl resin. Examples of the usually used phenol resin include phenol novolak and cresol novolak. These novolak resins have a softening point of 50 to 110 ° C. and a hydroxyl equivalent of 70 to
It is preferable to use the one of 150. When the above-mentioned phenol aralkyl resin is used in combination with such a normal phenol resin, it is preferable to set the above-mentioned phenol aralkyl resin in a proportion of 50% or more, and particularly preferably 70% or more of the whole curing agent component. is there. And the compounding ratio of the above-mentioned phenol aralkyl resin (including ordinary phenol resin) is such that the above-mentioned special epoxy resin (component A)
It is preferable that the hydroxyl group in the phenol aralkyl resin is 0.7 to 1.3 equivalents per 1 equivalent of the epoxy group therein. 0.9-1.1 is more suitable.
It is equivalent.

【0016】上記無機質充填剤(C成分)としては、結
晶性および溶融性フイ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。そして、無機質充填剤全体の80%以上
がワーデルの球形度で0.7〜1.0の球形度を有して
おり、しかも無機質充填剤全体が下記の粒度構成に設定
されている必要がある。上記ワーデルの球形度で0.7
〜1.0の球形度を有するとは、粒子の球形度を(粒子
の投影面積に等しい円の直径)/(粒子の投影像に外接
する最小円の直径)で測る指数が0.7〜1.0の値を
有するということである。すなわち、無機質充填剤にお
いて、ワーデルの球形度および粒度構成が所定の範囲内
において、エポキシ樹脂組成物が優れた流動性を有する
ようになる。下記に示す粒度構成の範囲外では、流動性
が損なわれるからである。
Examples of the above-mentioned inorganic filler (component C) include aluminum oxide, beryllium oxide, silicon carbide and silicon nitride, as well as crystalline and fusible fillers. And 80% or more of the whole inorganic filler has a sphericity of 0.7 to 1.0 in terms of Wadell's sphericity, and the whole inorganic filler needs to be set to the following particle size constitution. .. 0.7 in the Wadell's sphericity
Having a sphericity of 1.0 means that the sphericity of a particle is 0.7 (the diameter of a circle equal to the projected area of the particle) / (the diameter of the smallest circle circumscribing the projected image of the particle). It has a value of 1.0. That is, in the inorganic filler, the epoxy resin composition has excellent fluidity when the Wadell's sphericity and particle size composition are within predetermined ranges. This is because the fluidity is impaired outside the range of the particle size constitution shown below.

【0017】(a)粒径1μm未満のものが3%未満。 (b)粒径1μm以上6μm以下のものが10〜22
%。 (c)粒径7μm以上30μm以下のものが10〜24
%。 (d)粒径31μm以上60μm以下のものが20〜4
0%。 (e)粒径61μm以上90μm以下のものが20〜4
0%。 (f)粒径91μm以上のものが10%未満。
(A) Less than 3% of particles having a particle size of less than 1 μm. (B) 10 to 22 having a particle size of 1 μm or more and 6 μm or less
%. (C) 10 to 24 having a particle size of 7 μm or more and 30 μm or less
%. (D) 20 to 4 having a particle size of 31 μm or more and 60 μm or less
0%. (E) 20 to 4 having a particle size of 61 μm or more and 90 μm or less
0%. (F) Less than 10% of particles having a particle size of 91 μm or more.

【0018】上記特性を有する無機質充填剤の含有量
は、エポキシ樹脂組成物全体の80〜95%の範囲に設
定する必要がある。すなわち、含有量が80%未満では
耐熱衝撃性,耐熱応力性が損なわれ、逆に95%を超え
ると流動性の低下が生じるからである。
The content of the inorganic filler having the above characteristics must be set in the range of 80 to 95% of the total epoxy resin composition. That is, if the content is less than 80%, the thermal shock resistance and thermal stress resistance will be impaired, and conversely, if it exceeds 95%, the fluidity will decrease.

【0019】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A〜C成分以外に必要に応じて硬化促
進剤,難燃剤,カツプリング剤,ワツクス等が用いられ
る。
In the epoxy resin composition used in the present invention, a curing accelerator, a flame retardant, a coupling agent, wax, etc. may be used, if necessary, in addition to the components A to C.

【0020】上記硬化促進剤としては、アミン系,リン
系,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用いられる。
Examples of the curing accelerator include amine-based, phosphorus-based, boron-based and phosphorus-boron-based curing accelerators, which may be used alone or in combination.

【0021】上記難燃剤としては、ノボラツク型ブロム
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 novolak type brominated epoxy or bis A type epoxy, antimony trioxide and antimony pentoxide may be used alone or in combination as appropriate.

【0022】上記カツプリング剤としては、グリシジル
エーテルタイプ,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。その使用方法と
しては、前記無機質充填剤に対して、ドライブレンド方
法、もしくは予備加熱反応させる方法、さらには有機成
分原料に対する予備混合方法等適宜選択することができ
る。
As the coupling agent, methoxy or ethoxysilane such as glycidyl ether type, amine type, thiocyan type, urea type, etc. is appropriately used alone or in combination. As a method of using the inorganic filler, a dry blending method, a preheating reaction method, or a premixing method with respect to the organic component raw material can be appropriately selected.

【0023】上記ワツクスとしては、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.

【0024】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
力化を図つたり、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
ラツプ剤を配合してもよい。
The epoxy resin composition used in the present invention is compounded with a rubber component such as silicone oil and silicone rubber, synthetic rubber, etc. in addition to the above-mentioned additives to reduce stress, and a moisture resistance reliability test is conducted. In order to improve the reliability of the above, an ion trapping agent represented by hydrotalcite or the like may be blended.

【0025】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。す
なわち、まず上記特殊なエポキシ樹脂,フエノールアラ
ルキル樹脂,無機質充填剤および必要に応じて他の添加
剤を適宜配合し予備混合した後、ミ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する。そし
て、これを室温に冷却した後、公知の手段によつて粉砕
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。
The epoxy resin composition used in the present invention can be manufactured, for example, as follows. That is, first, the above-mentioned special epoxy resin, phenol aralkyl resin, inorganic filler and other additives as necessary are appropriately mixed and premixed, and then kneaded in a kneading machine such as a mixing roll machine in a heated state and melt-mixed. To do. Then, it can be manufactured by a series of steps in which it is cooled to room temperature, pulverized by a known means, and tableted if necessary.

【0026】[0026]

【発明の効果】このようにして得られる半導体装置は、
特殊なエポキシ樹脂(A成分)と、フエノールアラルキ
ル樹脂(B成分)とを用い、さらにこの組み合わせに加
えて特定の粒度分布を有する無機質充填剤(C成分)を
特定割合含有するエポキシ樹脂組成物によつて半導体素
子を樹脂封止して得られるものであり、半田実装におけ
るパツケージクラツクの発生が抑制され、しかも優れた
耐湿信頼性を備えている。
The semiconductor device thus obtained is
An epoxy resin composition containing a special epoxy resin (component A) and a phenol aralkyl resin (component B), and further containing a specific proportion of an inorganic filler (component C) having a specific particle size distribution in addition to this combination Therefore, it is obtained by resin-sealing a semiconductor element, which suppresses the occurrence of package cracks during solder mounting and has excellent moisture resistance reliability.

【0027】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0028】まず、実施例に先立つて下記の表1に示す
ような粒度分布を有する3種類のシリカ粉末X〜Zを準
備した。
First, prior to the examples, three kinds of silica powders X to Z having a particle size distribution as shown in Table 1 below were prepared.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【実施例1〜8、比較例1〜3】下記の表2および表3
に示す各成分および上記シリカ粉末を用い同表に示す割
合で配合し、ミキシングロール機にかけて100℃で5
分間混練して粉末状エポキシ樹脂組成物を得た。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 Tables 2 and 3 below.
Each of the components shown in Table 1 and the above silica powder were blended in the proportions shown in the same table, and mixed in a mixing roll machine at 100 ° C. for 5
The mixture was kneaded for a minute to obtain a powdery epoxy resin composition.

【0031】[0031]

【表2】[Table 2]

【0032】[0032]

【表3】[Table 3]

【0033】このようにして得られた実施例品および比
較例品のエポキシ樹脂組成物の175℃における溶融粘
度を測定した。また、上記エポキシ樹脂組成物を用いて
半導体素子をトランスフアー成形にて樹脂封止し半導体
装置(80ピンクワツドフラツトパツケージ:QFP−
80)を作製した。この半導体装置について、85℃/
85%RH×48時間吸湿後に、260℃×10秒間半
田浸漬を行つた後のパツケージクラツクの発生数を測定
した。また、吸湿時間を72時間に変えてパツケージク
ラツクの発生数を測定した。さらに、−65℃/5分〜
150℃/5分の2000回および4000回における
温度サイクルテスト(TCTテスト)を行いパツケージ
クラツクの発生数を測定した。
The melt viscosities at 175 ° C. of the epoxy resin compositions of Examples and Comparative Examples thus obtained were measured. A semiconductor device (80 pink watt flat package: QFP-) is obtained by sealing a semiconductor element by transfer molding with the epoxy resin composition.
80) was prepared. About this semiconductor device, 85 ℃ /
After moisture absorption at 85% RH for 48 hours, the number of package cracks generated after immersion in solder at 260 ° C. for 10 seconds was measured. The moisture absorption time was changed to 72 hours and the number of package cracks generated was measured. Furthermore, from -65 ° C / 5 minutes
A temperature cycle test (TCT test) was performed at 2,000 times and 4,000 times at 150 ° C./5 minutes to measure the number of package cracks generated.

【0034】[0034]

【表4】[Table 4]

【0035】[0035]

【表5】[Table 5]

【0036】上記表4および表5の結果から、比較例1
品は耐吸湿性に劣つている。また、比較例2および3品
は耐吸湿性および耐熱衝撃性に劣り、しかも溶融粘度が
高い。これに対して、実施例品は吸湿下での加熱試験お
よびTCTテストにおいてパツケージクラツクの発生数
が比較例品に比べて少なく、溶融粘度も低い。このこと
から、実施例品は耐吸湿性および耐熱衝撃性に優れ、し
かも成形性にも優れている。
From the results of Tables 4 and 5 above, Comparative Example 1
The product has poor moisture absorption resistance. Further, the products of Comparative Examples 2 and 3 are inferior in moisture absorption resistance and thermal shock resistance, and have high melt viscosity. On the other hand, in the example product, the number of package cracks generated in the heating test under moisture absorption and the TCT test is smaller than that in the comparative example product, and the melt viscosity is also low. From this, the products of Examples are excellent in moisture absorption resistance and thermal shock resistance, and also excellent in moldability.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 7/18 NLD 7167−4J C08L 63/00 (72)発明者 池村 和弘 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 中島 恒 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 高士 孝司 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical display location C08K 7/18 NLD 7167-4J C08L 63/00 (72) Inventor Kazuhiro Ikemura Shimohozumi Ibaraki, Osaka 1-2 1-2 Nitto Denko Corporation (72) Inventor Hisashi Nakajima 1-2 1-2 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Prefecture In-house Nitto Denko Corporation (72) Takashi Takashi 1-chome, Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture No. 1 and 2 Nitto Denko Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の(A)〜(C)成分を含むエポキ
シ樹脂組成物によつて半導体素子を封止してなる半導体
装置において、上記(C)成分である無機質充填剤の含
有量がエポキシ樹脂組成物中の80〜95重量%に設定
され、しかも(C)成分である無機質充填剤が、ワーデ
ルの球形度で0.7〜1.0の球形度を有する球状の無
機質充填剤を80重量%以上含有し、全体の粒度構成が
下記の(a)〜(f)に設定されていることを特徴とす
る半導体装置。 (A)下記の一般式(1)で表されるエポキシ樹脂。 【化1】 (B)下記の一般式(2)で表されるフエノールアラル
キル樹脂。 【化2】 (C)無機質充填剤。 (a)粒径1μm未満のものが3重量%未満。 (b)粒径1μm以上6μm以下のものが10〜22重
量%。 (c)粒径7μm以上30μm以下のものが10〜24
重量%。 (d)粒径31μm以上60μm以下のものが20〜4
0重量%。 (e)粒径61μm以上90μm以下のものが20〜4
0重量%。 (f)粒径91μm以上のものが10重量%未満。
1. In a semiconductor device obtained by encapsulating a semiconductor element with an epoxy resin composition containing the following components (A) to (C), the content of the inorganic filler as the component (C) is The inorganic filler, which is set to 80 to 95% by weight in the epoxy resin composition and which is the component (C), is a spherical inorganic filler having a sphericity of 0.7 to 1.0 in Wadell's sphericity. A semiconductor device containing 80% by weight or more and having a particle size composition as a whole set to the following (a) to (f). (A) An epoxy resin represented by the following general formula (1). [Chemical 1] (B) A phenol aralkyl resin represented by the following general formula (2). [Chemical 2] (C) Inorganic filler. (A) Less than 3% by weight of particles having a particle size of less than 1 μm. (B) 10 to 22% by weight of particles having a particle size of 1 μm or more and 6 μm or less. (C) 10 to 24 having a particle size of 7 μm or more and 30 μm or less
weight%. (D) 20 to 4 having a particle size of 31 μm or more and 60 μm or less
0% by weight. (E) 20 to 4 having a particle size of 61 μm or more and 90 μm or less
0% by weight. (F) Less than 10% by weight of particles having a particle size of 91 μm or more.
【請求項2】 下記の(A)〜(C)成分を含む半導体
封止用エポキシ樹脂組成物であつて、上記(C)成分で
ある無機質充填剤の含有量がエポキシ樹脂組成物中の8
0〜95重量%に設定され、しかも(C)成分である無
機質充填剤が、ワーデルの球形度で0.7〜1.0の球
形度を有する球状の無機質充填剤を80重量%以上含有
し、全体の粒度構成が下記の(a)〜(f)に設定され
ていることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。 (A)下記の一般式(1)で表されるエポキシ樹脂。 【化3】 (B)下記の一般式(2)で表されるフエノールアラル
キル樹脂。 【化4】 (C)無機質充填剤。 (a)粒径1μm未満のものが3重量%未満。 (b)粒径1μm以上6μm以下のものが10〜22重
量%。 (c)粒径7μm以上30μm以下のものが10〜24
重量%。 (d)粒径31μm以上60μm以下のものが20〜4
0重量%。 (e)粒径61μm以上90μm以下のものが20〜4
0重量%。 (f)粒径91μm以上のものが10重量%未満。
2. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation comprising the following components (A) to (C), wherein the content of the inorganic filler which is the component (C) is 8 in the epoxy resin composition.
The inorganic filler as the component (C) is set to 0 to 95% by weight, and contains 80% by weight or more of a spherical inorganic filler having a sphericity of 0.7 to 1.0 in the Wadell's sphericity. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the particle size composition of the whole is set to the following (a) to (f). (A) An epoxy resin represented by the following general formula (1). [Chemical 3] (B) A phenol aralkyl resin represented by the following general formula (2). [Chemical 4] (C) Inorganic filler. (A) Less than 3% by weight of particles having a particle size of less than 1 μm. (B) 10 to 22% by weight of particles having a particle size of 1 μm or more and 6 μm or less. (C) 10 to 24 having a particle size of 7 μm or more and 30 μm or less
weight%. (D) 20 to 4 having a particle size of 31 μm or more and 60 μm or less
0% by weight. (E) 20 to 4 having a particle size of 61 μm or more and 90 μm or less
0% by weight. (F) Less than 10% by weight of particles having a particle size of 91 μm or more.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7098276B1 (en) 1998-10-21 2006-08-29 Nec Corporation Flame-retardant epoxy resin composition and semiconductor device made using the same
CN102408677A (en) * 2011-09-23 2012-04-11 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 SiC/epoxy resin composite material and method for manufacturing pump components with it
JP2015502868A (en) * 2012-01-06 2015-01-29 エルジー・ケム・リミテッド Sealing film

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7098276B1 (en) 1998-10-21 2006-08-29 Nec Corporation Flame-retardant epoxy resin composition and semiconductor device made using the same
US7799852B2 (en) 1998-10-21 2010-09-21 Nec Corporation Composition of biphenyl epoxy resin, phenolbiphenylaralkyl resin and filler
CN102408677A (en) * 2011-09-23 2012-04-11 江苏省宜兴非金属化工机械厂有限公司 SiC/epoxy resin composite material and method for manufacturing pump components with it
JP2015502868A (en) * 2012-01-06 2015-01-29 エルジー・ケム・リミテッド Sealing film
JP2015505422A (en) * 2012-01-06 2015-02-19 エルジー・ケム・リミテッド Sealing film
JP2016128253A (en) * 2012-01-06 2016-07-14 エルジー・ケム・リミテッド Encapsulation film
US9698379B2 (en) 2012-01-06 2017-07-04 Lg Chem, Ltd. Encapsulation film
US9806293B2 (en) 2012-01-06 2017-10-31 Lg Chem, Ltd. Encapsulation film

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