JPH05226523A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH05226523A
JPH05226523A JP9356592A JP9356592A JPH05226523A JP H05226523 A JPH05226523 A JP H05226523A JP 9356592 A JP9356592 A JP 9356592A JP 9356592 A JP9356592 A JP 9356592A JP H05226523 A JPH05226523 A JP H05226523A
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JP
Japan
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epoxy resin
semiconductor device
resin composition
resin
component
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Application number
JP9356592A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideto Kimura
英人 木村
Tsutomu Nishioka
務 西岡
Kazuhiro Ikemura
和弘 池村
Minoru Nakao
稔 中尾
Koji Takashi
孝司 高士
Hisashi Nakajima
恒 中島
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate the need of a pretreatment at the time of mounting of a semiconductor device to an electronic equipment and moreover, to contrive the improvement of a reduction in a stress capable of withstanding a heating at the time of solder packaging by a method wherein an epoxy resin composition containing a specified phenolic resin is used. CONSTITUTION:A semiconductor chip is sealed with an epoxy resin composition containing (A) and (B) below as its main components. (A) is an epoxy resin. (B) is a phenolic resin which is shown by the diagram. Thereby, the adhesive strength of the element to a sealing resin is superior and a reduction in the moisture adsorption of the sealing resin itself and a reduction in the elastic modulus of the resin itself can be realized without lowering a glass transition temperature. Accordingly, a crack is never generated in a package even under such a severe condition as that at the time of solder packaging and a semiconductor device can be provided with a superior reliability of heat resistance and humidity resistance.

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、エポキシ樹脂組成物
で樹脂封止された樹脂封止型半導体装置で、優れた半田
時の耐パッケージクラック性を有し、樹脂組成物に起因
する熱応力の低い優れた信頼性を保持する半導体装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device resin-encapsulated with an epoxy resin composition, which has excellent package crack resistance during soldering and thermal stress caused by the resin composition. The present invention relates to a semiconductor device having low reliability and excellent reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】トランジスタ,IC,LSI等の半導体
素子は、通常、エポキシ樹脂組成物を用いて封止され半
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、従来からデュアルインラインパッケージ(DI
P)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 usually encapsulated with an epoxy resin composition to be a semiconductor device. A typical example of this type of package is the dual in-line package (DI
There is P). This DIP is a pin insertion type,
A semiconductor device is attached by inserting pins into a mounting board.

【0003】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、表面実装型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。
In recent years, semiconductor devices such as LSI chips have been highly integrated and operated at high speed. In addition, the demand for high-performance electronic devices with a small size has led to an increase in packaging density.
From this point of view, a surface mount type package is becoming mainstream instead of a pin insertion type package such as DIP. In a semiconductor device using this type of package, pins are taken out in a plane and are fixed directly to the surface of a mounting board by soldering or the like. Such a surface-mounting type semiconductor device has a merit that the pins can be taken out in a plane, and is thin, light, and small, and thus has a merit that it occupies a small area on the mounting board. In addition, it has an advantage that it can be mounted on both sides of the board.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な表面実装型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、図1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内に浸入し、主
としてSi−チップ7の表面やダイボンドパッド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、
図2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。図1および図2
において、8はボンディングワイヤーである。
However, in the semiconductor device using the surface mount type package as described above, when the package itself absorbs moisture before surface mounting, the package is liable to have a moisture vapor pressure during solder mounting. There is a problem that cracks occur in the. That is, in the surface-mounting type semiconductor device as shown in FIG. 1, moisture penetrates into the package 3 through the sealing resin 1 as shown by an arrow A, and mainly, the front surface of the Si-chip 7 or the back surface of the die bond pad 4. Stay in. Then, when solder surface mounting such as vapor phase soldering is performed, the accumulated water is vaporized by heating in the solder mounting, and by the vapor pressure thereof,
As shown in FIG. 2, the resin portion on the back surface of the die bond pad 4 is pushed downward to form a void 5 therein, and at the same time, a crack 6 is generated in the package 3. 1 and 2
In, 8 is a bonding wire.

【0005】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℃
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 such a problem, after the semiconductor element is sealed with a package, the obtained semiconductor device is packaged in a moisture-proof manner and opened immediately before surface mounting, or before the surface mounting. The semiconductor device is 100 ° C.
A method has been proposed and has been already implemented in which it is dried for 24 hours and then solder mounting is performed. However, according to such a pretreatment method, there are problems that the manufacturing process is lengthened and that it is troublesome.

【0006】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じている。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シベーションクラックの発生と
いう観点から不利となる。
On the other hand, with the increase in size of semiconductor elements, there are problems caused by thermal stress such as generation of passivation cracks and aluminum slides. In order to solve such a problem, a soft substance such as rubber or silicone is usually dispersed in a resin composition, and the resin composition is used to seal the resin to reduce the stress. However, if the above method is adopted, the water vapor diffusion coefficient of the resin composition increases, which is disadvantageous from the viewpoint of occurrence of passivation cracks at the time of solder mounting described above.

【0007】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 has been made in view of the above circumstances, and provides a semiconductor device which does not require pretreatment for mounting on an electronic device and which is excellent in low stress capable of withstanding heating during solder mounting. Is its purpose.

【0008】[0008]

【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)および
(B)を主成分とす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。 (A)エポキシ樹脂。 (B)下記の一般式(1)で表されるフェノール樹脂。
In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention encapsulates a semiconductor element using an epoxy resin composition containing the following (A) and (B) as a main component. Take the configuration. (A) Epoxy resin. (B) A phenolic resin represented by the following general formula (1).

【化5】 〔上記式(1)において、mは0〜5の整数である。〕[Chemical 5] [In said Formula (1), m is an integer of 0-5. ]

【0009】[0009]

【作用】半田時のパッケージクラックを防止する方法と
しては、封止樹脂に対する吸湿を抑制する、ダイボ
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、高温での封止樹脂の強度を高
める、高温での封止樹脂の弾性率を低下させるという
4つの方法が考えられる。この発明は、上記一般式
(1)で表される特殊なフェノール樹脂を用いると、上
記,およびの手法が達成され、半田時の耐パッケ
ージクラック性の向上と、低応力性とを両立させること
が可能となることを見出しこの発明に到達した。
The method of preventing package cracks during soldering is to suppress moisture absorption in the encapsulating resin, increase the adhesive force between the back surface of the die bond pad and the surface of the semiconductor element and the encapsulating resin, and seal at high temperature. There are four possible methods of increasing the strength of the stop resin and decreasing the elastic modulus of the sealing resin at high temperatures. The present invention achieves the above-mentioned and the other methods by using the special phenol resin represented by the above general formula (1), and makes it possible to improve the package crack resistance during soldering and the low stress at the same time. The inventors have found that it is possible to reach the present invention.

【0010】なお、上記「主成分とするエポキシ樹脂組
成物」とは、エポキシ樹脂組成物が主成分のみからなる
場合を含める趣旨である。
The term "epoxy resin composition containing a main component" is intended to include a case where the epoxy resin composition consists of only a main component.

【0011】つぎに、この発明を詳しく説明する。Next, the present invention will be described in detail.

【0012】この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
は、エポキシ樹脂(A成分)と、特殊なフェノール樹脂
(B成分)とを用いて得られるものであり、通常、粉末
状もしくはタブレット状になっている。
The epoxy resin composition used in the present invention is obtained by using an epoxy resin (component A) and a special phenol resin (component B), and usually has a powder or tablet form. There is.

【0013】上記エポキシ樹脂(A成分)としては、特
に限定するものではなく、通常用いられるものがあげら
れる。例えば、ク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150〜2
50,軟化点50〜130℃のものが用いられ、クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量
180〜210,軟化点60〜110℃のものが一般に
用いられる。そして、上記通常用いられるエポキシ樹脂
以外に、下記の一般式(2)で表される特殊なエポキシ
樹脂を用いると一層優れた耐湿信頼性を有するパッケー
ジが得られる。
The epoxy resin (component A) is not particularly limited, and examples thereof include those usually used. Examples thereof include various epoxy resins such as cresol novolac type, phenol novolac type, novolac bis A type and bisphenol A type. The above-mentioned novolac type epoxy resin usually has an epoxy equivalent of 150 to 2
A cresol novolac type epoxy resin having an epoxy equivalent of 180 to 210 and a softening point of 60 to 110 ° C. is generally used. Then, in addition to the above-mentioned normally used epoxy resin, a package having further excellent moisture resistance reliability can be obtained by using a special epoxy resin represented by the following general formula (2).

【0014】[0014]

【化6】 〔上記式(2)において、nは0〜3である。〕[Chemical 6] [In the above formula (2), n is 0 to 3. ]

【0015】上記一般式(2)で表される特殊なエポキ
シ樹脂(A成分)としては、エポキシ当量245〜28
5、軟化点60〜100℃のものを用いるのが好まし
い。このように、上記通常用いられるエポキシ樹脂の
みを用いてエポキシ樹脂成分(A成分)を構成してもよ
いし、上記特殊なエポキシ樹脂のみでエポキシ樹脂成
分(A成分)を構成してもよい。また、上記通常用い
られるエポキシ樹脂と併用するようにしてもよい。上記
の場合には、エポキシ樹脂成分の全部が通常用いられ
るエポキシ樹脂のみで構成され、上記の場合には、エ
ポキシ樹脂成分の全部が上記一般式(2)で表される特
殊なエポキシ樹脂のみで構成される。さらに、上記の
場合にはエポキシ樹脂成分の一部が上記一般式(2)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。
そして、上記の通常用いられるエポキシ樹脂のみを用
いる場合よりも、上記またはの場合のように、特殊
なエポキシ樹脂を用いるのが好ましい。特に上記特殊な
エポキシ樹脂をエポキシ樹脂成分全体の50重量%(以
下「%」と略す)以上に設定するのが好ましい。
As the special epoxy resin (component A) represented by the above general formula (2), epoxy equivalent of 245 to 28 is used.
5, those having a softening point of 60 to 100 ° C. are preferably used. As described above, the epoxy resin component (A component) may be formed only by using the above-mentioned normally used epoxy resin, or the epoxy resin component (A component) may be formed by only the above-mentioned special epoxy resin. Moreover, you may make it use together with the epoxy resin normally used above. In the above case, all of the epoxy resin components are composed only of commonly used epoxy resins, and in the above case, all of the epoxy resin components are composed of only the special epoxy resin represented by the general formula (2). Composed. Further, in the above case, a part of the epoxy resin component is composed of the special epoxy resin represented by the general formula (2).
Then, it is preferable to use a special epoxy resin as in the case of or above rather than the case of using only the above-mentioned normally used epoxy resin. In particular, it is preferable to set the above-mentioned special epoxy resin to 50% by weight (hereinafter abbreviated as "%") of the entire epoxy resin component.

【0016】上記特殊なフェノール樹脂(B成分)は、
上記エポキシ樹脂(A成分)の硬化剤として作用するも
のであり、下記の一般式(1)で表される。
The above-mentioned special phenol resin (component B) is
It acts as a curing agent for the epoxy resin (component A) and is represented by the following general formula (1).

【0017】[0017]

【化7】 〔上記式(1)において、mは0〜5の整数である。〕[Chemical 7] [In said Formula (1), m is an integer of 0-5. ]

【0018】このような特殊なフェノール樹脂(B成
分)としては、水酸基当量165〜180、軟化点80
〜130℃のものを用いるのが好ましい。そして、上記
特殊なフェノール樹脂は、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。前者の場合には、硬化
剤成分の全部が上記一般式(1)で表される特殊なフェ
ノール樹脂で構成され、後者の場合は硬化剤成分の一部
が上記一般式(1)で表される特殊なフェノール樹脂で
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,クレゾールノボ
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50〜110℃,水酸基当量が70〜150
のものを用いることが好ましい。上記一般式(1)で表
される特殊なフェノール樹脂と、このような通常用いら
れるフェノール樹脂とを併用する場合には、上記特殊な
フェノール樹脂を硬化剤成分全体の50%以上の割合に
設定することが好ましく、特に好ましくは70%以上で
ある。
As such a special phenol resin (component B), the hydroxyl group equivalent is 165 to 180 and the softening point is 80.
It is preferable to use one having a temperature of up to 130 ° C. The above-mentioned special phenol resin may constitute the curing agent component by itself, 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 special phenol resin represented by the general formula (1), and in the latter case, a part of the curing agent components are represented by the general formula (1). It will be composed of a special phenol resin. Examples of the above-mentioned usually used phenol resin include phenol novolac and cresol novolac. These novolac resins have a softening point of 50 to 110 ° C. and a hydroxyl equivalent of 70 to 150.
It is preferable to use the above. When the special phenol resin represented by the general formula (1) and such a commonly used phenol resin are used in combination, the special phenol resin is set to 50% or more of the entire curing agent component. Is preferable, and particularly preferably 70% or more.

【0019】上記特殊なエポキシ樹脂(A成分)と特殊
なフェノール樹脂(B成分)との配合割合は、上記エポ
キシ樹脂中のエポキシ基1当量当たりフェノール樹脂中
の水酸基が0.8〜1.2当量となるように配合するこ
とが好ましい。
The mixing ratio of the special epoxy resin (component A) and the special phenol resin (component B) is 0.8 to 1.2 hydroxyl groups in the phenol resin per equivalent of epoxy group in the epoxy resin. It is preferable to mix them so that the amounts are equivalent.

【0020】なお、この発明に用いられるエポキシ樹脂
組成物には、必要に応じて無機質充填剤,硬化促進剤,
難燃剤,カップリング剤,ワックス,離型剤等が用いら
れる。
The epoxy resin composition used in the present invention may include an inorganic filler, a curing accelerator, and
Flame retardants, coupling agents, waxes, release agents, etc. are used.

【0021】上記無機質充填剤としては、結晶性および
溶融性シリカはもちろんのこと、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。この無機質充填剤の含有量は、エポキシ樹脂組成物
中60〜95%の範囲に設定することが好ましい。特に
好ましくは75〜90%以上に設定することである。す
なわち、無機質充填剤の含有量が60%を下回ると封止
樹脂の吸湿量が増大し、また強度が低下するために半田
時の耐パッケージクラック性が劣化する。逆に、95%
を超えると封止樹脂の溶融粘度が増大するため、成形時
に未充填部分やワイヤ流れ等の成形不良が発生するから
傾向がみられるからである。
Examples of the inorganic filler include not only crystalline and fusible silica, but also aluminum oxide, beryllium oxide, silicon carbide, silicon nitride and the like. The content of this inorganic filler is preferably set in the range of 60 to 95% in the epoxy resin composition. It is particularly preferably set to 75 to 90% or more. That is, when the content of the inorganic filler is less than 60%, the moisture absorption amount of the sealing resin increases and the strength decreases, so that the package crack resistance during soldering deteriorates. Conversely, 95%
This is because the melt viscosity of the encapsulating resin increases if the value exceeds the above range, and a molding defect such as an unfilled portion or wire flow occurs during molding, which tends to occur.

【0022】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.

【0023】上記難燃剤としては、ノボラック型ブロム
化エポキシ樹脂もしくはビスA型ブロム化エポキシ樹
脂,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 resin or bis A type brominated epoxy resin, antimony trioxide and antimony pentoxide may be appropriately used alone or in combination.

【0024】上記カッ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。そして、上記カ
ップリング剤は、充填剤に対してドライブレンドした
り、もしくは予備加熱反応させたり、さらには有機成分
原料に対して予備混合したりして用いられるが、特に限
定するものではない。
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. The coupling agent is used by dry blending with the filler, by preheating reaction, or by premixing with the organic component raw material, but is not particularly limited.

【0025】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 above 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.

【0026】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 the present invention is blended with a rubber component such as silicone oil, silicone rubber, and synthetic rubber in addition to the above additives to reduce stress, and in a moisture resistance reliability test. An ion trap agent such as hydrotalcite may be added for the purpose of improving reliability.

【0027】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、まずエポキシ樹脂(A成分),特殊なフェノー
ル樹脂(B成分)ならびに上記その他の添加剤を適宜配
合し、予備混合する。ついで、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し、これを室
温に冷却する。この後、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。
The epoxy resin composition used in the present invention can be manufactured, for example, as follows. That is, first, an epoxy resin (component A), a special phenol resin (component B) and the above-mentioned other additives are appropriately mixed and premixed. Then, a kneading machine such as a mixing roll machine is used to knead in a heated state to melt-mix, and this is cooled to room temperature. Then, it can be manufactured by a series of steps of crushing by known means and tableting if necessary.

【0028】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
のトランスファー成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 the semiconductor element using such an epoxy resin composition is not particularly limited and can be carried out by a known molding method such as ordinary transfer molding.

【0029】このようにして得られる半導体装置は、前
記特殊なフェノール樹脂(B成分)の作用により、封止
樹脂自体の低吸湿化,低弾性率化をガラス転移温度を低
下させることなく実現しており、しかも半導体素子と封
止樹脂との接着強度も向上し、耐熱信頼性および耐湿信
頼性に優れている。
The semiconductor device thus obtained realizes a low moisture absorption and a low elastic modulus of the sealing resin itself without lowering the glass transition temperature by the action of the special phenol resin (component B). In addition, the adhesive strength between the semiconductor element and the sealing resin is improved, and the heat resistance and humidity resistance are excellent.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、この発明の半導体装置
は、特殊なフェノール樹脂(B成分)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構成され
ている。このため、半導体素子と封止樹脂の接着強度に
優れ、封止樹脂自体の低吸湿化と低弾性率化をガラス転
移温度を低下させることなく実現することができる。し
たがって、半田実装時のような過酷な条件下においても
パッケージクラックを発生することなく優れた耐熱信頼
性および耐湿信頼性を備えている。
As described above, the semiconductor device of the present invention is formed by sealing the semiconductor element with the epoxy resin composition containing the special phenol resin (component B). Therefore, the adhesive strength between the semiconductor element and the sealing resin is excellent, and the moisture absorption and the elastic modulus of the sealing resin itself can be realized without lowering the glass transition temperature. Therefore, even under severe conditions such as solder mounting, excellent heat resistance and humidity resistance are achieved without causing package cracks.

【0031】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.

【0032】[0032]

【実施例1〜9、比較例1〜2】下記の表1〜表3に示
す各成分を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10分間混練し、シート状のエポ
キシ樹脂組成物を得た。ついで、得られたシート状のエ
ポキシ樹脂組成物を粉砕し、目的とする粉末状エポキシ
樹脂組成物を得た。
Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 2 The components shown in Tables 1 to 3 below were blended in the proportions shown in the same table, and kneaded in a mixing roll machine at 100 ° C. for 10 minutes to obtain a sheet-like epoxy. A resin composition was obtained. Then, the obtained sheet-shaped epoxy resin composition was pulverized to obtain a target powdery epoxy resin composition.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】つぎに、実施例1〜9および比較例1〜2
で得られた粉末状エポキシ樹脂組成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
ットパッケージ(QFP)(20mm×14mm×厚み2.
5mm)で、7mm×7mmのダイボンドプレート、6.5mm
×6.5mm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℃×10
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℃/85%RH条件下での限界吸湿時間を測定し
た。また、上記実施例1〜9および比較例1〜2で得ら
れたエポキシ樹脂組成物を用いて、厚み1mm×直径50
mmの円板状の硬化物を作製(硬化条件:180℃×5時
間)し、この円板状の硬化物について85℃×85%R
H条件下で500時間吸湿させて飽和吸湿率を測定し
た。さらに、硬化物の曲げ強度および弾性率をJIS−
K−6911 5.17に準じて室温および260℃下
で測定した。ついで、実施例1〜9および比較例1〜2
で得られたエポキシ樹脂組成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表4〜表6
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、図3および図4に示すように、上面が
直径a=11mmおよび下面が直径b=9mmで、高さh=
10mmの円錐台状硬化物10を作製し、この円錐台状硬
化物10と半導体素子11との剪断接着力を測定した。
Next, Examples 1-9 and Comparative Examples 1-2
A semiconductor device was obtained by molding a semiconductor element by transfer molding using the powdery epoxy resin composition obtained in the above. This semiconductor device is an 80-pin four-way flat package (QFP) (20 mm x 14 mm x thickness 2.
5mm), 7mm x 7mm die bond plate, 6.5mm
It has a chip size of × 6.5 mm. Regarding the semiconductor device thus obtained, 260 ° C. × 10
The solder was dipped for 2 seconds to measure the critical moisture absorption time under the condition of 85 ° C./85% RH until the package crack occurred. In addition, using the epoxy resin compositions obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, a thickness of 1 mm and a diameter of 50
mm-shaped disc-shaped cured product was prepared (curing condition: 180 ° C. × 5 hours), and the disc-shaped cured product was 85 ° C. × 85% R
It was made to absorb moisture under H condition for 500 hours, and the saturated moisture absorption rate was measured. Furthermore, the flexural strength and elastic modulus of the cured product are determined by JIS-
It was measured at room temperature and under 260 ° C according to K-6911 5.17. Then, Examples 1-9 and Comparative Examples 1-2
The adhesive force between the cured product of the epoxy resin composition obtained in 1. and the semiconductor element was measured. These results are shown in Tables 4 to 6 below.
It was shown to. In addition, the said adhesive force was measured as follows. That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the upper surface has a diameter a = 11 mm, the lower surface has a diameter b = 9 mm, and the height h =
A 10 mm frustoconical cured product 10 was prepared, and the shear adhesive force between the truncated conical cured product 10 and the semiconductor element 11 was measured.

【0037】また、実施例1〜9および比較例1〜2で
得られたエポキシ樹脂組成物を用いて前記と同様にして
得られたパッケージを、85℃/85%RH条件下で7
2時間吸湿させた後、260℃×10秒の半田浸漬を行
った。これを121℃×100%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測定評価した。さら
に、同様にして得られたパッケージを150℃/5分〜
−60℃/5分で300サイクルの熱サイクルテスト
(TCTテスト)にかけ、半導体素子表面のアルミパタ
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。この結果を下記の表4〜表6に併せて示し
た。
Further, the packages obtained in the same manner as above using the epoxy resin compositions obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 2 were used under the conditions of 85 ° C./85% RH.
After absorbing moisture for 2 hours, the solder was immersed at 260 ° C. for 10 seconds. This was left under 121 ° C. × 100% RH, and the moisture resistance deterioration time in which 50% of defects due to corrosion of the aluminum pattern portion of the semiconductor element surface occurred was measured and evaluated. Furthermore, the package obtained in the same manner is used at 150 ° C. for 5 minutes.
A thermal cycle test (TCT test) of 300 cycles at -60 ° C / 5 minutes was performed to measure the amount of deformation of the aluminum pattern wiring portion on the surface of the semiconductor element due to thermal stress received from the sealing resin. The results are also shown in Tables 4 to 6 below.

【0038】さらに、上記実施例1〜9および比較例1
〜2で得られたエポキシ樹脂組成物を用い、このエポキ
シ樹脂組成物175℃におけるスパイラルフローおよび
最低溶融粘度の流動特性を測定し、この結果を下記の表
4〜表6に併せて示した。なお、上記スパイラルフロー
はEMM1−1−66に基づいて測定した。また、最低
溶融粘度は高化式フローテスター(島津製作所社製)を
用いて測定した。
Further, Examples 1 to 9 and Comparative Example 1 described above
Using the epoxy resin compositions obtained in Examples 1 to 2, the flow characteristics of spiral flow and minimum melt viscosity at 175 ° C. of the epoxy resin compositions were measured, and the results are also shown in Tables 4 to 6 below. In addition, the said spiral flow was measured based on EMM1-1-66. The minimum melt viscosity was measured using a Koka type flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation).

【0039】[0039]

【表4】 [Table 4]

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

【0041】[0041]

【表6】 [Table 6]

【0042】上記表4〜表6の結果から、実施例品は、
接着力に優れ飽和吸水率が低く硬化物特性に優れてい
る。しかも、クラック発生限界吸湿時間,50%不良発
生時間が比較例品に比べて長時間であり、配線変形量も
小さい。このことから、実施例品は耐湿および耐熱信頼
性に優れていることがわかる。
From the results of Tables 4 to 6 above, the products of Examples are
Excellent adhesion, low saturated water absorption rate, and excellent cured product properties. In addition, the cracking limit moisture absorption time and the 50% defect occurrence time are longer than those of the comparative example, and the amount of wiring deformation is small. From this, it is understood that the products of Examples have excellent moisture resistance and heat resistance reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】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である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view illustrating a situation in which a package crack occurs in a conventional semiconductor device.

【図2】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である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view illustrating a situation where a package crack occurs in a conventional semiconductor device.

【図3】エポキシ樹脂組成物硬化体の正面図である。FIG. 3 is a front view of a cured product of an epoxy resin composition.

【図4】エポキシ樹脂組成物硬化体の側面図である。FIG. 4 is a side view of a cured product of an epoxy resin composition.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中尾 稔 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 (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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Minoru Nakao, 1-2, Shimohozumi, Ibaraki, Osaka Prefecture Nitto Denko Corporation (72) Takashi Takashi, 1-2, Shihohozumi, Ibaraki, Osaka Prefecture Nitto Denko Corporation (72) Inventor Hisashi Nakajima 1-2 1-2 Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture Nitto Denko Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の(A)および(B)を主成分とす
るエ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)エポキシ樹脂。 (B)下記の一般式(1)で表されるフェノール樹脂。 【化1】 〔上記式(1)において、mは0〜5の整数である。〕
1. A semiconductor device obtained by encapsulating a semiconductor element using an epoxy resin composition containing the following (A) and (B) as a main component. (A) Epoxy resin. (B) A phenolic resin represented by the following general formula (1). [Chemical 1] [In said Formula (1), m is an integer of 0-5. ]
【請求項2】 上記(A)成分であるエポキシ樹脂が、
下記の一般式(2)で表されるエポキシ樹脂である請求
項1記載の半導体装置。 【化2】 〔上記式(2)において、nは0〜3の整数である。〕
2. The epoxy resin as the component (A),
The semiconductor device according to claim 1, which is an epoxy resin represented by the following general formula (2). [Chemical 2] [In said Formula (2), n is an integer of 0-3. ]
【請求項3】 下記の(A)および(B)を主成分とす
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A)エポキシ樹脂。 (B)下記の一般式(1)で表されるフェノール樹脂。 【化3】 〔上記式(1)において、mは0〜5の整数である。〕
3. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the following (A) and (B) as main components. (A) Epoxy resin. (B) A phenolic resin represented by the following general formula (1). [Chemical 3] [In said Formula (1), m is an integer of 0-5. ]
【請求項4】 上記(A)成分であるエポキシ樹脂が、
下記の一般式(2)で表されるエポキシ樹脂である請求
項3記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化4】 〔上記式(2)において、nは0〜3の整数である。〕
4. The epoxy resin as the component (A),
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 3, which is an epoxy resin represented by the following general formula (2). [Chemical 4] [In said Formula (2), n is an integer of 0-3. ]
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JP3-355314 1991-12-19
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