JPH05259313A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JPH05259313A
JPH05259313A JP5799991A JP5799991A JPH05259313A JP H05259313 A JPH05259313 A JP H05259313A JP 5799991 A JP5799991 A JP 5799991A JP 5799991 A JP5799991 A JP 5799991A JP H05259313 A JPH05259313 A JP H05259313A
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JP
Japan
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compound
carboxylic acid
aromatic carboxylic
allyl ester
chemical
Prior art date
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Pending
Application number
JP5799991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keichu Morikawa
敬忠 森川
Akihisa Kuroyanagi
秋久 黒柳
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve moistureproof reliability, heat-resistant reliability and mechanical strength by conducting resin sealing by using a special resin composition containing a specific polymaleimido compound, a special polynuclear aromatic carboxylic acid allyl ester compound and a curing catalyst. CONSTITUTION:A semiconductor element is resin-sealed by a resin composition comprising (A)-(C) components. (A) a maleimido compound having two or more of maleimido groups in one molecule. (B) a polynuclear aromatic carboxylic acid allyl ester compound of one or more of formulae I-III. (in formula, R represents phenylene or a 1-3C hydrocarbon group, at least one of R<1>-R<5> -COO- CH2-CH=CH2 and others the 1-3C hydrocarbon group. (n) is 0 or 1.) (C) a curing catalyst. The resin composition is used for resin seal, thus reducing internal stress, then improving moistureproof reliability, heat-resistant reliability and mechanical strength.

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、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 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having 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、セラミツクパツケージもしくはプラスチ
ツクパツケージ等により封止され、半導体装置化されて
いる。上記セラミツクパツケージは、構成材料そのもの
が耐熱性を有し、耐透湿性にも優れているため、温度,
湿度に対して強く、しかも中空パツケージのため機械的
強度も高く信頼性の高い封止が可能である。しかしなが
ら、構成材料が比較的高価なものであることと、量産性
に劣る欠点を有するため、最近では上記プラスチツクパ
ツケージを用いた樹脂封止が主流となつている。この種
の樹脂封止には、従来からエポキシ樹脂組成物が使用さ
れており、良好な成績を収めている。しかし、半導体分
野の技術革新によつて集積度の向上とともに素子サイズ
の大形化,配線の微細化が進み、パツケージも小形化,
薄形化する傾向にあり、これに伴つて封止材料に対して
より以上の信頼性(得られる半導体装置の内部応力,耐
湿信頼性,耐衝撃信頼性,耐熱信頼性等)の向上が要望
されている。
2. Description of the Related Art Semiconductor elements such as transistors, ICs, and LSIs are usually sealed by a ceramic package or a plastic package to form a semiconductor device. In the above ceramic package, since the constituent material itself has heat resistance and excellent moisture permeability,
It is highly resistant to humidity, and because of its hollow package, it has high mechanical strength and enables highly reliable sealing. However, since the constituent materials are relatively expensive and have the drawback of being inferior in mass productivity, resin sealing using the plastic package has recently become the mainstream. An epoxy resin composition has been conventionally used for this type of resin encapsulation, and has achieved good results. However, due to technological innovations in the semiconductor field, the degree of integration has improved, the device size has become larger, and the wiring has become finer, resulting in a smaller package.
There is a tendency to reduce the thickness, and along with this there is a demand for further improvement in the reliability of the encapsulation material (internal stress, moisture resistance reliability, shock resistance reliability, heat resistance reliability, etc. of the resulting semiconductor device). Has been done.

【0003】近年、このような高信頼性、特に高耐熱信
頼性を得るために半導体素子の封止樹脂として、エポキ
シ樹脂(ガラス転移温度100〜200℃)よりも耐熱
性に優れているマレイミド樹脂(ガラス転移温度200
〜300℃)を用いる系が種々検討されている。
In recent years, a maleimide resin, which is superior in heat resistance to epoxy resin (glass transition temperature 100 to 200 ° C.), as a sealing resin for semiconductor elements in order to obtain such high reliability, particularly high heat resistance reliability. (Glass transition temperature 200
Various systems using (~ 300 ° C) have been studied.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記マ
レイミド樹脂は、エポキシ樹脂以上にその硬化物の弾性
率が高く、エネルギー吸収能力が低いため、硬くて脆い
という欠点を有している。また、マレイミド樹脂を封止
樹脂として用いた場合、耐湿信頼性が不充分であるとい
う問題がある。
However, the above maleimide resin has a drawback that it is hard and brittle because the cured product thereof has a higher elastic modulus and a lower energy absorption capacity than the epoxy resin. Further, when the maleimide resin is used as the sealing resin, there is a problem that the moisture resistance reliability is insufficient.

【0005】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、耐湿信頼性,耐熱信頼性および機械的強度に
優れた高信頼性を有する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 high reliability with excellent moisture resistance reliability, heat resistance reliability, and mechanical strength.

【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
分を含有する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)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレ
イミド化合物。 (B)下記の一般式(1),(2)および(3)で表さ
れる多環芳香族カルボン酸アリルエステル化合物からな
る群から選ばれた少なくとも一つの多環芳香族カルボン
酸アリルエステル化合物。
In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention encloses a semiconductor element with a resin composition containing the following components (A) to (C). Take composition. (A) A maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule. (B) At least one polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound selected from the group consisting of polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compounds represented by the following general formulas (1), (2) and (3) ..

【化7】 [Chemical 7]

【化8】 [Chemical 8]

【化9】 (C)硬化触媒。[Chemical 9] (C) Curing catalyst.

【0007】[0007]

【作用】すなわち、本発明者らは、信頼性に優れた封止
樹脂を得るために一連の研究を重ねた。その結果、主剤
成分にマレイミド化合物を用い、このマレイミド化合物
の硬化剤的作用を有する物質として上記特殊な多環芳香
族カルボン酸アリルエステル化合物を用いると優れた信
頼性が得られることを見出しこの発明に到達した。
FUNCTIONS That is, the present inventors have conducted a series of studies in order to obtain a sealing resin having excellent reliability. As a result, it was found that excellent reliability can be obtained by using a maleimide compound as a main component and using the above-mentioned special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound as a substance having a curing agent action of this maleimide compound. Reached

【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樹脂組成物は、特定
のマレイミド化合物(A成分)と、特殊な多環芳香族カ
ルボン酸アリルエステル化合物(B成分)と、硬化触媒
(C成分)とを用いて得られるものであり、通常、粉末
状もしくはそれを打錠したタブレツト状になつている。
The resin composition used in the present invention comprises a specific maleimide compound (A component), a special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (B component) and a curing catalyst (C component). It is obtained, and is usually in the form of powder or a tablet formed by compressing it.

【0010】上記特定のマレイミド化合物(A成分)と
しては、1分子中に2個以上のマレイミド基を有するも
のであり、例えば下記の一般式(4),(5)および
(6)で表されるマレイミド化合物を用いて得られるも
のがあげられる。
The specific maleimide compound (component A) has two or more maleimide groups in one molecule and is represented by, for example, the following general formulas (4), (5) and (6). And a maleimide compound obtained by using the same.

【化10】 [Chemical 10]

【0011】[0011]

【化11】 [Chemical 11]

【0012】[0012]

【化12】 [Chemical 12]

【0013】これらのマレイミド化合物は、単独で用い
ても併用してもよい。
These maleimide compounds may be used alone or in combination.

【0014】なお、上記マレイミド化合物(A成分)の
一部にエポキシ樹脂を用いても差し支えない。上記エポ
キシ樹脂は、特に限定されるものではなく、従来公知の
1分子中に2個以上のエポキシ基を有する各種化合物が
あげられる。例えば、通常、エポキシ当量50〜500
0,軟化点が室温〜200℃のものが好ましく、特に好
ましくはエポキシ当量100〜3000,軟化点が室温
〜150℃のものである。このようなエポキシ樹脂とし
ては、室温で液状のものから固体状のものまで含まれ
る。具体的には、ビスフエノールA型,ビスフエノール
F型,レゾルシール,フエノールノボラツク,クレゾー
ルノボラツク等のフエノール類のグリシジルエーテル、
ブタンジオール,ポリエチレングリコール,ポリプロピ
レングリコール等のアルコール類のグリシジルエーテル
等があげられる。
An epoxy resin may be used as a part of the maleimide compound (component A). The epoxy resin is not particularly limited, and examples thereof include conventionally known various compounds having two or more epoxy groups in one molecule. For example, usually, an epoxy equivalent of 50 to 500
0, those having a softening point of room temperature to 200 ° C. are preferred, and those having an epoxy equivalent of 100 to 3000 and a softening point of room temperature to 150 ° C. are particularly preferred. Such epoxy resins include those that are liquid at room temperature and those that are solid at room temperature. Specifically, glycidyl ethers of phenols such as bisphenol A type, bisphenol F type, resorseal, phenol novolac and cresol novolac,
Examples thereof include glycidyl ethers of alcohols such as butanediol, polyethylene glycol and polypropylene glycol.

【0015】上記特定のマレイミド化合物(A成分)と
ともに用いられる特殊な多環芳香族カルボン酸アリルエ
ステル化合物(B成分)は、特定のマレイミド化合物
(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),(2)および(3)があげられ、単独で
もしくは併せて用いられる。
The special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (component B) used together with the specific maleimide compound (component A) acts as a curing agent for the specific maleimide compound (component A), The following general formulas (1), (2) and (3) are listed, and they may be used alone or in combination.

【0016】[0016]

【化13】 [Chemical 13]

【0017】[0017]

【化14】 [Chemical 14]

【0018】[0018]

【化15】 [Chemical 15]

【0019】そして、上記特殊な多環芳香族カルボン酸
アリルエステル化合物は、多環芳香族カルボン酸とアリ
ルアルコール、あるいは多環芳香族カルボン酸とハロゲ
ン化アリルとをエステル化反応させることにより得ら
れ、その製法は従来公知の製法によるもので、特に限定
されるものではない。
The above-mentioned special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound is obtained by esterifying the polycyclic aromatic carboxylic acid and allyl alcohol or the polycyclic aromatic carboxylic acid and allyl halide. The production method is a conventionally known production method and is not particularly limited.

【0020】上記製法において、多環芳香族カルボン酸
とアリルアルコールとの配合割合は、多環芳香族カルボ
ン酸中のCOOH基とアリルアルコール中のOH基とが
略等量となるように設定するのが好ましい。
In the above-mentioned production method, the mixing ratio of the polycyclic aromatic carboxylic acid and the allyl alcohol is set so that the COOH group in the polycyclic aromatic carboxylic acid and the OH group in the allyl alcohol are substantially equal. Is preferred.

【0021】上記多環芳香族カルボン酸としては、特に
限定されるものではないが、例えばジフエン酸、ナフタ
リンカルボン酸、ナフタリンジカルボン酸、4,5−フ
エナントレンジカルボン酸、9,10−アントラセンエ
ンドコハク酸、ジフタル酸、アントラセンカルボン酸等
があげられる。これらは単独でもしくは併せて用いられ
る。
The polycyclic aromatic carboxylic acid is not particularly limited, but examples thereof include diphenic acid, naphthalenecarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,5-phenanthrenecarboxylic acid, and 9,10-anthracene end. Examples thereof include succinic acid, diphthalic acid and anthracenecarboxylic acid. These may be used alone or in combination.

【0022】上記ハロゲン化アリルとしては、クロル化
アリル等があげられる。
Examples of the above allyl halide include allyl chloride and the like.

【0023】また、上記特殊な多環芳香族カルボン酸ア
リルエステル化合物(B成分)の一部に、アリルフエニ
ルエーテル化合物,アリルフエノール化合物を用いても
差し支えない。上記アリルフエニルエーテル化合物,ア
リルフエノール化合物は、特に限定されるものではなく
従来公知の製法により得られる。例えば、上記アリルフ
エニルエーテル化合物は、フエノール樹脂にアリルクロ
ライドを常法により付加させることにより得られるもの
である。
Further, an allylphenyl ether compound or an allylphenol compound may be used as a part of the special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (component B). The above allylphenyl ether compound and allylphenol compound are not particularly limited and can be obtained by a conventionally known production method. For example, the above-mentioned allyl phenyl ether compound is obtained by adding allyl chloride to a phenol resin by a conventional method.

【0024】上記フエノール樹脂としては、特に限定さ
れるものではないが、例えば、フエノール,クレゾー
ル,エチルフエノール,イソプロピルフエノール,ブチ
ルフエノール,オクチルフエノール,キシレノール,ノ
ニルフエノール,ビニルフエノール,イソプロピルフエ
ノール,フエニルフエノール,ベンジルフエノール,ク
ロルフエノール,ブロムフエノール,エトキシフエノー
ル等の一価フエノールや、ビスフエノールA,ビスフエ
ノールF,ヒドロキノン,カテコール,レゾルシノール
等の二価フエノール等を原料とし、これとホルマリン,
パラホルムアルデヒド,グリオキザール等のアルデヒド
化合物を公知の手段で縮合反応させて得られるフエノー
ル類ノボラツク樹脂や、上記の一価および二価フエノー
ル等があげられる。これらは単独でもしくは併せて用い
られる。
The above-mentioned phenol resin is not particularly limited, but for example, phenol, cresol, ethylphenol, isopropylphenol, butylphenol, octylphenol, xylenol, nonylphenol, vinylphenol, isopropylphenol, phenylphenol. , Benzylphenol, chlorphenol, bromophenol, ethoxyphenol, and monovalent phenols such as bisphenol A, bisphenol F, hydroquinone, catechol, resorcinol, etc.
Examples include phenol novolac resins obtained by condensation reaction of aldehyde compounds such as paraformaldehyde and glyoxal by known means, and the above monovalent and divalent phenols. These may be used alone or in combination.

【0025】上記特定のマレイミド化合物(A成分)と
特殊な多環芳香族カルボン酸アリルエステル化合物(B
成分)との配合割合は、当量比で、上記特定のマレイミ
ド化合物(A成分)中のマレイミド基1当量に対して特
殊な多環芳香族カルボン酸アリルエステル化合物(B成
分)中のアリル基を0.1〜1.5当量の範囲になるよ
うに配合することが好ましい。すなわち、両者の配合割
合が上記範囲を外れると、得られる樹脂組成物で半導体
素子を封止した場合、半導体装置の耐クラツク信頼性が
低下する傾向がみられるからである。
The above specific maleimide compound (component A) and a special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (B
The ratio of the allyl group in the special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (component B) is equivalent to one equivalent of the maleimide group in the specific maleimide compound (component A). It is preferable to mix them in the range of 0.1 to 1.5 equivalents. That is, when the compounding ratio of the both is out of the above range, when the semiconductor element is sealed with the obtained resin composition, the crack resistance reliability of the semiconductor device tends to decrease.

【0026】そして、上記のような特定のポリマレイミ
ド化合物(A成分)および特殊な多環芳香族カルボン酸
アリルエステル化合物(B成分)の片方もしくは双方
が、末端あるいは側鎖にSi基およびアミノ基の少なく
とも1個を有するシリコーン化合物と反応しているもの
を用いることが好ましい。また、上記多環芳香族カルボ
ン酸アリルエステル化合物(B成分)の一部に代えて用
いられるアリルフエニルエーテル化合物またはアリルフ
エノール化合物の片方もしくは双方と、上記特定のシリ
コーン化合物とを反応させたものを用いてもよい。この
ような変性ポリマレイミド化合物あるいは変性アリル系
化合物を単独でもしくは併用することによつて、耐湿性
および機械的強度が一層向上する。上記特定のシリコー
ン化合物としては、SiH当量およびアミン当量が10
0〜15000で、Si含有率が1〜35重量%(以下
「%」と略す)に設定することが好ましい。さらに、上
記シリコーン化合物の使用量は、上記A成分,B成分,
アリルフエニルエーテル化合物,アリルフエノール化合
物およびシリコーン化合物の合計量の40%以下に設定
するのが好適である。特に好適なのは3〜20%の範囲
に設定することである。すなわち、シリコーン化合物の
使用量が40%を超えると得られる樹脂組成物の耐熱性
および樹脂強度に著しい低下傾向がみられるからであ
る。
One or both of the specific polymaleimide compound (component A) and the special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (component B) as described above have Si groups and amino groups at the terminals or side chains. It is preferable to use one that has reacted with a silicone compound having at least one of In addition, one or both of an allylphenyl ether compound or an allylphenol compound used in place of a part of the polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (component B) is reacted with the above specific silicone compound. May be used. By using such a modified polymaleimide compound or modified allyl compound alone or in combination, the moisture resistance and the mechanical strength are further improved. The specific silicone compound has a SiH equivalent and an amine equivalent of 10
It is preferable that the Si content is 0 to 15,000 and the Si content is set to 1 to 35% by weight (hereinafter abbreviated as “%”). Further, the amount of the above silicone compound used is as follows:
It is preferable to set it to 40% or less of the total amount of the allylphenyl ether compound, the allylphenol compound and the silicone compound. It is particularly preferable to set it in the range of 3 to 20%. That is, when the amount of the silicone compound used exceeds 40%, the heat resistance and resin strength of the obtained resin composition tend to be significantly reduced.

【0027】上記特定のマレイミド化合物(A成分)お
よび特殊な多環芳香族カルボン酸アリルエステル化合物
(B成分)とともに用いられる硬化触媒(C成分)とし
ては、三級アミン類,三級アミン塩類,四級アンモニウ
ム塩類およびイミダゾール類等の塩基性触媒等があげら
れる。
The curing catalyst (C component) used together with the specific maleimide compound (A component) and the special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (B component) includes tertiary amines, tertiary amine salts, Examples thereof include basic catalysts such as quaternary ammonium salts and imidazoles.

【0028】上記三級アミン類としては、トリエチルア
ミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−オクチルア
ミン、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチル
フエノール、トリスジメチルアミノメチルフエノール、
トリエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメ
チルエチレンジアミン、テトラメチルグアニジン、ヘプ
タメチルイソグアニド、1,8−ジアザビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7、N,N−ジメチルアニリン、
N,N,N’,N’−テトラメチルジアミノジフエニル
メタン、N,N,N’,N’−テトラメチル−m−フエ
ニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−
p−フエニレンジアミン等があげられ、上記三級アミン
塩類としては、上記三級アミン類とトリアセテートまた
はトリベンゾエート等との塩類があげられる。
Examples of the tertiary amines include triethylamine, tri-n-butylamine, tri-n-octylamine, benzyldimethylamine, dimethylaminomethylphenol, trisdimethylaminomethylphenol,
Triethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, tetramethylguanidine, heptamethylisoguanide, 1,8-diazabicyclo (5,5)
4,0) undecene-7, N, N-dimethylaniline,
N, N, N ', N'-tetramethyldiaminodiphenylmethane, N, N, N', N'-tetramethyl-m-phenylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethyl-
Examples thereof include p-phenylenediamine, and examples of the tertiary amine salts include salts of the tertiary amines with triacetate or tribenzoate.

【0029】上記四級アンモニウム塩類としては、テト
ラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモ
ニウムブロマイド、テトラエチルアンモニウムクロライ
ド、トリメチルセチルアンモニウムクロライド、トリメ
チルセチルアンモニウムブロマイド、トリエチルセチル
アンモニウムクロライド、トリエチルセチルアンモニウ
ムブロマイド等があげられ、上記イミダゾール類として
は、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾー
ル、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フエニ
ルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール等があ
げられる。これら硬化触媒は、単独で用いても2種以上
を併用してもよい。そして、硬化触媒(C成分)の配合
量は、特定のポリマレイミド化合物(A成分)100重
量部(以下「部」と略す)に対して0.2〜10部の範
囲内に設定することが、硬化時間短縮の観点から好適で
ある。すなわち、硬化触媒の配合量が0.2部未満では
触媒作用か小さく、さらに得られる半導体装置の耐熱信
頼性,耐湿信頼性および機械的強度の向上効果が充分に
得られず、逆に10部を超えて配合しても一層の向上効
果はみられないからである。
Examples of the quaternary ammonium salts include tetramethylammonium chloride, tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium chloride, trimethylcetylammonium chloride, trimethylcetylammonium bromide, triethylcetylammonium chloride and triethylcetylammonium bromide. Examples of the imidazoles include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, and 2,4-dimethylimidazole. These curing catalysts may be used alone or in combination of two or more kinds. Then, the compounding amount of the curing catalyst (component C) may be set within the range of 0.2 to 10 parts with respect to 100 parts by weight of the specific polymaleimide compound (component A) (hereinafter abbreviated as “part”). It is preferable from the viewpoint of shortening the curing time. That is, when the compounding amount of the curing catalyst is less than 0.2 part, the catalytic action is small, and further the effect of improving the heat resistance reliability, the humidity resistance reliability and the mechanical strength of the obtained semiconductor device cannot be sufficiently obtained. This is because no further improvement effect can be seen even if the amount is exceeded.

【0030】なお、この発明に用いられる樹脂組成物に
は、上記A〜C成分以外に必要に応じて充填剤,着色
剤,離型剤,難燃剤,シランカツプリング剤等のカツプ
リング剤等を適宜添加することができる。
The resin composition used in the present invention may contain a filler, a colorant, a release agent, a flame retardant, a coupling agent such as a silane coupling agent, etc., if necessary, in addition to the components A to C. It can be added appropriately.

【0031】上記充填剤としては、酸化アルミニウム,
酸化マグネシウム,水酸化アルミニウム,炭酸アルミニ
ウム,ケイソウ土,ケイ酸カルシウム,焼成クレー,粉
末シリカ,カーボンブラツク,カオリン,粉末マイカ,
グラフアイト,アスベスト,三酸化アンチモン,ガラス
繊維,ロツクウール,カーボンフアイバー等があげられ
る。上記充填剤の配合量は、用途により適宜配合される
が、例えば(A成分+B成分+場合により特定のシリコ
ーン化合物)100部に対して500部まで使用するこ
とができる。
As the above-mentioned filler, aluminum oxide,
Magnesium oxide, aluminum hydroxide, aluminum carbonate, diatomaceous earth, calcium silicate, calcined clay, powdered silica, carbon black, kaolin, powdered mica,
Graphite, asbestos, antimony trioxide, glass fiber, rock wool, carbon fiber, etc. The blending amount of the above-mentioned filler is appropriately blended depending on the use, but it can be used up to 500 parts per 100 parts (component A + component B + specific silicone compound in some cases).

【0032】上記着色剤としては、二酸化チタン,黄鉛
カーボンブラツク,鉄黒,モリブデン赤,群青,紺青,
カドミウム黄,カドミウム赤等があげられる。
As the above colorants, titanium dioxide, yellow lead carbon black, iron black, molybdenum red, ultramarine blue, navy blue,
Examples include cadmium yellow and cadmium red.

【0033】上記離型剤としては、高級脂肪族パラフイ
ン,高級脂肪族エステル,天然ワツクス,合成ワツクス
等があげられ、上記難燃剤としては、リン系化合物等が
あげられる。
Examples of the releasing agent include higher aliphatic paraffins, higher aliphatic esters, natural waxes and synthetic waxes, and examples of the flame retardant include phosphorus compounds.

【0034】この発明に用いられる樹脂組成物は、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、
上記A〜C成分の必須成分,特定のシリコーン化合物な
らびに必要に応じて上記添加剤を適宜配合して、ミキシ
ングロール機等の混練機に掛けて加熱溶融混練して半硬
化状の樹脂組成物とする。これを室温に冷却したのち公
知の手段により粉砕し、必要に応じて打錠することによ
り目的とする樹脂組成物を得ることができる。あるい
は、適当な溶剤を用いて混合するようにしてもよい。こ
の場合、上記成分の配合に先立つて特定のマレイミド化
合物(A成分)および特殊な多環芳香族カルボン酸アリ
ルエステル化合物(B成分)の片方または双方と前記特
定のシリコーン化合物とを予め溶融混合反応させて用い
てもよい。
The resin composition used in the present invention can be manufactured, for example, as follows. That is,
A semi-cured resin composition is obtained by appropriately blending the above-mentioned essential components A to C, a specific silicone compound and, if necessary, the above-mentioned additives, and heating and melting and kneading them in a kneading machine such as a mixing roll machine. To do. The desired resin composition can be obtained by cooling this to room temperature, pulverizing it by a known means, and tableting it as needed. Alternatively, they may be mixed using an appropriate solvent. In this case, one or both of the specific maleimide compound (component A) and the special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (component B) and the specific silicone compound are melt-mixed in advance prior to the mixing of the above components. You may let it be used.

【0035】このような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
フア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 a resin composition is not particularly limited and can be performed by a known molding method such as ordinary transfer molding.

【0036】このようにして得られる半導体装置は、低
応力性,耐熱性,耐湿性に優れており、信頼性の高いも
のである。
The semiconductor device thus obtained is excellent in low stress, heat resistance, and moisture resistance and is highly reliable.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上のように、この発明の半導体装置
は、特定のポリマレイミド化合物(A成分)と、特殊な
多環芳香族カルボン酸アリルエステル化合物(B成分)
と、硬化触媒(C成分)とを含有する特殊な樹脂組成物
を用いて樹脂封止されており、その封止プラスチツクパ
ツケージが、従来のマレイミド樹脂組成物製のものとは
異なるため、内部応力が小さく、耐湿信頼性,耐熱信頼
性および機械的強度にも優れている。さらに、上記特殊
な樹脂組成物において上記ポリマレイミド化合物および
多環芳香族カルボン酸アリルエステル化合物の片方もし
くは双方として、特定のシリコーン化合物と反応してい
るものを用いることにより一層信頼性が向上し、過酷な
使用条件下における信頼性がより高くなる。また、以上
の説明では、この発明における樹脂組成物を半導体素子
の樹脂封止に適用する場合について述べているが、これ
に限るものでなく、上記樹脂組成物は、電気絶縁用接着
剤,積層板用材料,フレキシブルプリント回路板の絶縁
層形成材料および絶縁フイルムの製造用材料等としても
有用である。
As described above, the semiconductor device of the present invention has a specific polymaleimide compound (component A) and a special polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound (component B).
And a curing catalyst (component C) are used for resin encapsulation using a special resin composition, and the encapsulation plastic package is different from that of the conventional maleimide resin composition. Is small and has excellent humidity resistance, heat resistance and mechanical strength. Further, in one or both of the polymaleimide compound and the polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound in the special resin composition, the reliability is further improved by using a compound that reacts with a specific silicone compound, Higher reliability under severe usage conditions. Further, in the above description, the case where the resin composition in the present invention is applied to the resin encapsulation of the semiconductor element is described. However, the present invention is not limited to this, and the resin composition can be used as an electrical insulating adhesive, a laminate. It is also useful as a board material, a material for forming an insulating layer of a flexible printed circuit board, and a material for manufacturing an insulating film.

【0038】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.

【0039】まず、実施例に先立つて下記に示す各成分
を準備した。
First, each component shown below was prepared prior to the examples.

【0040】〔マレイミド樹脂〕[Maleimide resin]

【化16】 マレイミド当量:180[Chemical 16] Maleimide equivalent: 180

【0041】〔アリルエステル化合物A〕[Allyl ester compound A]

【化17】 アリル当量:160 〔アリルエステル化合物B〕[Chemical 17] Allyl equivalent: 160 [allyl ester compound B]

【化18】 アリル当量:150[Chemical 18] Allyl equivalent: 150

【0042】〔アリルフエニルエーテル化合物〕下記の
構造式を有するアリルフエニルエーテル化合物。
[Allyl phenyl ether compound] An allyl phenyl ether compound having the following structural formula.

【化19】 アリル当量:280[Chemical 19] Allyl equivalent: 280

【0043】〔シリコーン化合物C〕[Silicone Compound C]

【化20】 アミン当量:2000 〔シリコーン化合物D〕[Chemical 20] Amine equivalent: 2000 [Silicone compound D]

【化21】 アミン当量:2500 〔シリコーン化合物E〕[Chemical 21] Amine equivalent: 2500 [Silicone compound E]

【化22】 SiH当量:2000[Chemical formula 22] SiH equivalent: 2000

【0044】そして、上記各成分を用い、下記の表1に
示す割合で配合して加熱混合することにより変性シリコ
ーン化合物a〜dを作製した。
Then, modified silicone compounds a to d were prepared by blending the above components in the proportions shown in Table 1 below and mixing them by heating.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【実施例1〜8】つぎに、上記マレイミド樹脂,アリル
エステル化合物,アリルフエニルエーテル化合物,変性
シリコーン化合物および下記の表2に示す配合物を同表
に示す割合で配合し、ミキシングロール機(温度150
℃)で3分間混練し、シート状物を作製した。そして、
このシート状物を冷却粉砕したのち、目的とする粉末状
の樹脂組成物を得た。
Examples 1 to 8 Next, the above maleimide resin, allyl ester compound, allyl phenyl ether compound, modified silicone compound and the compounds shown in Table 2 below were mixed in the proportions shown in the same table, and mixed with a mixing roll machine ( Temperature 150
K) and kneaded for 3 minutes to prepare a sheet-like material. And
The sheet-shaped material was cooled and pulverized to obtain the desired powdery resin composition.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【比較例1,2】アリルエステル化合物を用いなかつ
た。それ以外は実施例1と同様にし下記の表3に示す各
成分を用いて目的とする粉末状の樹脂組成物を得た。
Comparative Examples 1 and 2 No allyl ester compound was used. Otherwise in the same manner as in Example 1, the target powdery resin composition was obtained using the components shown in Table 3 below.

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】[0050]

【比較例3,4】マレイミド樹脂の代わりにクレゾール
ノボラツクエポキシ樹脂(エポキシ当量195)、また
硬化剤としてフエノールノボラツク樹脂を、そして下記
の表4に示す配合物を同表に示す割合で用いた。それ以
外は実施例1と同様にして粉末状のエポキシ樹脂組成物
を得た。
[Comparative Examples 3 and 4] A cresol novolak epoxy resin (epoxy equivalent 195) was used in place of the maleimide resin, a phenol novolak resin was used as a curing agent, and the compounds shown in Table 4 below were used in the proportions shown in the table. I was there. A powdery epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above.

【0051】[0051]

【表4】 [Table 4]

【0052】以上の実施例および比較例によつて得られ
た粉末状の樹脂組成物を用い、半導体素子(素子サイ
ズ:9mm×9mm)をトランスフアー成形でモールド(成
形条件:圧力90kg/cm2 ,温度175℃,時間2分
で、さらに後硬化工程で温度200℃,時間5時間)す
ることにより80ピンフラツトパツケージの半導体装置
(サイズ:20×14×2mm)を得た。このようにして
得られた半導体装置について、耐クラツク信頼性および
耐湿信頼性を調べた。また、樹脂組成物のみをトランス
フアー成形(成形条件:温度175℃で2分間、さらに
後硬化温度200℃で5時間)で成形したサンプルにつ
いて、硬化物特性(線膨張係数,ガラス転移温度,曲げ
強度および曲げ弾性率)の測定を行つた。これらの結果
を下記の表5,表6および表7に示した。なお、上記耐
クラツク性テスト,耐湿信頼性テストおよび硬化物特性
は下記に示す方法により測定した。
Using the powdery resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples, semiconductor elements (element size: 9 mm × 9 mm) were molded by transfer molding (molding conditions: pressure 90 kg / cm 2 The temperature was 175 ° C. for 2 minutes, and the post-curing step was performed at 200 ° C. for 5 hours to obtain a semiconductor device (size: 20 × 14 × 2 mm) having an 80-pin flat package. The crack resistance and the humidity resistance of the semiconductor device thus obtained were examined. In addition, with respect to a sample obtained by molding only the resin composition by transfer molding (molding condition: temperature 175 ° C. for 2 minutes, post-curing temperature 200 ° C. for 5 hours), cured product characteristics (coefficient of linear expansion, glass transition temperature, bending) The strength and flexural modulus) were measured. The results are shown in Tables 5, 6 and 7 below. The crack resistance test, the moisture resistance reliability test, and the cured product characteristics were measured by the following methods.

【0053】〔耐クラツク性テスト1〕実施例1〜7お
よび比較例1〜4の各10個の半導体装置について、−
50℃/5分〜150℃/5分の温度サイクルテスト
(以下「TCTテスト」と略す)を1000回,200
0回および3000回繰り返したのち、パツケージにク
ラツクの発生した半導体装置の数を目視によりカウント
した。
[Crack resistance test 1] For each of the 10 semiconductor devices of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4,
Temperature cycle test from 50 ° C / 5 minutes to 150 ° C / 5 minutes (hereinafter abbreviated as “TCT test”) 1000 times, 200
After repeating 0 times and 3000 times, the number of semiconductor devices having cracks in the package was visually counted.

【0054】〔耐クラツク性テスト2〕実施例1〜7お
よび比較例1〜4の各100個の半導体装置について、
−50℃/30分〜150℃/30分のTCTテストを
300回繰り返したのち、パツケージにクラツクの発生
した半導体装置の数を目視によりカウントした。
[Crack resistance test 2] For each of the 100 semiconductor devices of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4,
After the TCT test of −50 ° C./30 minutes to 150 ° C./30 minutes was repeated 300 times, the number of semiconductor devices having cracks in the package was visually counted.

【0055】〔耐湿信頼性テスト〕実施例1〜7および
比較例1〜4の各100個の半導体装置について、電荷
印加でのプレツシヤー釜による1000時間の信頼性テ
スト(以下「PCBTテスト」と略す)を行い、その不
良品数を示した。
[Humidity resistance reliability test] For each of the 100 semiconductor devices of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, a reliability test for 1000 hours was carried out by a pressure vessel with electric charge application (hereinafter abbreviated as "PCBT test"). ) Was performed and the number of defective products was shown.

【0056】〔線膨張係数およびガラス転移温度〕上記
硬化物を熱機械分析機(TMA)により測定した。
[Coefficient of Linear Expansion and Glass Transition Temperature] The above cured product was measured by a thermomechanical analyzer (TMA).

【0057】〔曲げ強度および曲げ弾性率〕上記硬化物
をJIS K 6911にしたがつて、温度23℃およ
び260℃下で測定した。
[Flexural Strength and Flexural Modulus] The cured product was measured according to JIS K 6911 at a temperature of 23 ° C. and 260 ° C.

【0058】[0058]

【表5】 [Table 5]

【0059】[0059]

【表6】 [Table 6]

【0060】[0060]

【表7】 [Table 7]

【0061】上記表5,表6および表7の結果から、実
施例品はTCTテストにおいてクラツクの発生が全くみ
られず、さらにPCBTテストの結果からも不良品が全
く発生していない。また、封止樹脂の硬化物特性では線
膨張係数が比較例に比べて実施例のものが低く、かつガ
ラス転移温度が高い。このことから、実施例品は低応力
性,耐熱性および耐湿性に優れていることがわかる。さ
らに、変性シリコーン化合物を配合した実施例は比較例
に比べて曲げ強度が高く曲げ弾性率が低い。したがつ
て、実施例品は機械的強度にも優れていることがわか
る。
From the results of Table 5, Table 6 and Table 7 above, no cracks were found in the TCT test of the example products, and no defective products were found in the PCBT test results. In addition, regarding the cured product characteristics of the sealing resin, the linear expansion coefficient of the example is lower than that of the comparative example, and the glass transition temperature is high. From this, it is understood that the products of Examples are excellent in low stress resistance, heat resistance and moisture resistance. Further, the examples in which the modified silicone compound is blended have higher bending strength and lower bending elastic modulus than the comparative examples. Therefore, it is understood that the example products are also excellent in mechanical strength.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の(A)〜(C)成分を含有する樹
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)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレ
イミド化合物。 (B)下記の一般式(1),(2)および(3)で表さ
れる多環芳香族カルボン酸アリルエステル化合物からな
る群から選ばれた少なくとも一つの多環芳香族カルボン
酸アリルエステル化合物。 【化1】 【化2】 【化3】 (C)硬化触媒。
1. A semiconductor device obtained by encapsulating a semiconductor element with a resin composition containing the following components (A) to (C). (A) A maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule. (B) At least one polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound selected from the group consisting of polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compounds represented by the following general formulas (1), (2) and (3) .. [Chemical 1] [Chemical 2] [Chemical 3] (C) Curing catalyst.
【請求項2】 (A)成分のポリマレイミド化合物およ
び(B)成分の多環芳香族カルボン酸アリルエステル化
合物の少なくとも一方が、末端もしくは側鎖にSiH基
およびアミノ基の少なくとも一方を有するシリコーン化
合物と反応しているものである請求項1記載の半導体装
置。
2. A silicone compound in which at least one of the polymaleimide compound as the component (A) and the polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound as the component (B) has at least one of a SiH group and an amino group at the terminal or side chain. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device reacts with.
【請求項3】 下記の(A)〜(C)成分を含有する半
導体封止用樹脂組成物。 (A)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレ
イミド化合物。 (B)下記の一般式(1),(2)および(3)で表さ
れる多環芳香族カルボン酸アリルエステル化合物からな
る群から選ばれた少なくとも一つの多環芳香族カルボン
酸アリルエステル化合物。 【化4】 【化5】 【化6】 (C)硬化触媒。
3. A resin composition for semiconductor encapsulation containing the following components (A) to (C). (A) A maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule. (B) At least one polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compound selected from the group consisting of polycyclic aromatic carboxylic acid allyl ester compounds represented by the following general formulas (1), (2) and (3) .. [Chemical 4] [Chemical 5] [Chemical 6] (C) Curing catalyst.
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