JPH05291439A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH05291439A
JPH05291439A JP12145492A JP12145492A JPH05291439A JP H05291439 A JPH05291439 A JP H05291439A JP 12145492 A JP12145492 A JP 12145492A JP 12145492 A JP12145492 A JP 12145492A JP H05291439 A JPH05291439 A JP H05291439A
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epoxy resin
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component
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司 吉田
Minoru Nakao
稔 中尾
Hideto Kimura
英人 木村
Hisashi Nakajima
恒 中島
Kazuhiro Ikemura
和弘 池村
Koji Takashi
孝司 高士
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Abstract

PURPOSE:To materialize the low moisture adsorption and the low elastic modulus of sealing resin without lowering the glass transition temperature by sealing a semiconductor element with epoxy resin composition including specified phenol resin and hardening accelerator. CONSTITUTION:A semiconductor element is sealed with epoxy resin composition including A-D ingredients. A is epoxy resin, B is phenol resin expressed by formula I, and C is a hardening accelerator expressed by formula II, and D is an inorganic filler. In the formula I, n is 0-0.5. In the formula II, R is hydrogen, an alkyl group, or the like. By the action of the specified phenol resin and specified hardening accelerator, the low moisture adsorption and the low elastic modulus of sealing resin are materialized, and the strength especially in the high temperature area of glass transition temperature becomes high, and besides the moisture resistance of the sealing resin can be sharply improved.

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、耐熱衝撃信頼
性および耐湿信頼性、さらに樹脂組成物に起因する熱応
力の低い優れた信頼性を有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 thermal shock resistance and moisture resistance reliability and low thermal stress due to the resin composition. The present invention relates to a reliable semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】トランジスター、IC、LSI等の半導
体素子は、セラミックパッケージやプラスチックパッケ
ージ等により封止され半導体装置化されている。なかで
もプラスチックパッケージを用いた樹脂封止が量産性に
優れ、かつ封止材料が安価であることから半導体パッケ
ージの主流となっている。近年、実装を高密度にして電
子機器の機能を高性能化していく手段として発達してき
た面実装パッケージが、市場の大きな位置を占めるに至
り、年々その使用比率の拡大を続けている。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
を取りだし、プリント配線基板表面に直接接続出来る構
造になっている。また小形で実装面積を小さくでき、厚
さが薄く、軽量であるなどの利点を備えている。
2. Description of the Related Art Semiconductor elements such as transistors, ICs, and LSIs are sealed in ceramic packages or plastic packages to form semiconductor devices. Above all, resin encapsulation using a plastic package is excellent in mass productivity and the encapsulating material is inexpensive, so that it has become the mainstream of semiconductor packages. In recent years, the surface mount package, which has been developed as a means for increasing the packing density and increasing the performance of electronic devices, has come to occupy a large position in the market, and its usage rate continues to increase year by year. A semiconductor device using this type of package has a structure in which pins are taken out in a plane and can be directly connected to the surface of a printed wiring board. In addition, it has the advantages of a small size, a small mounting area, a small thickness, and a light weight.

【0003】[0003]

【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。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内に侵入し、主としてSiチップ7
の表面やダイボンドパッド4の裏面に滞留する。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、上記滞留水分が、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はワイヤーボン
ディングである。この様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
装置全体を密封し、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うえに、
手間が掛かるという問題がある。
However, in the semiconductor device using the surface mount package as described above, if the package itself absorbs moisture before the surface mount, the package is not exposed to the vapor pressure of water during solder mounting. Cracks occur. That is, in the surface-mounted 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 Si chip 7
Stay on the front surface of the die bond pad and the back surface of the die bond pad 4. When solder surface mounting such as vapor phase soldering is performed, the accumulated moisture is vaporized by heating during solder mounting, and the vapor pressure thereof causes the resin portion on the back surface of the die bond pad 4 to move downward as shown in FIG. To form a void 5 therein and at the same time cause a crack 6 in the package 3. In FIGS. 1 and 2, reference numeral 8 is wire bonding. As a solution to such problems,
After encapsulating the semiconductor element in a package, the entire semiconductor device obtained is hermetically sealed and opened immediately before surface mounting, or the semiconductor device is dried at 100 ° C. for 24 hours immediately before surface mounting, and then A method of solder mounting has been proposed and already implemented. However, according to such a pretreatment method, in addition to lengthening the manufacturing process,
There is a problem that it takes time and effort.

【0004】一方、半導体素子の大形化に伴い、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。この様な問題を解決
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、上記手段をとると、樹脂組
成物の水蒸気拡散係数が増大するため、先に述べた半田
実装時のパッケージクラックの発生という観点から不利
になる。
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 means is taken, the water vapor diffusion coefficient of the resin composition increases, which is disadvantageous from the viewpoint of the occurrence of package cracks at the time of solder mounting described above.

【0005】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することな
く、しかも半田実装時の耐熱衝撃信頼性に優れ、さらに
低応力性に優れた半導体装置の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a semiconductor excellent in thermal shock resistance reliability during solder mounting without pretreatment at the time of mounting on an electronic device and further excellent in low stress. The purpose is to provide a device.

【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)〜(D)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
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。 (C)下記の一般式(2)で表される硬化促進剤。 (D)無機充填剤。
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 components (A) to (D). Take the configuration. (A) Epoxy resin. (B) A phenolic resin represented by the following general formula (1). (C) A curing accelerator represented by the following general formula (2). (D) Inorganic filler.

【化5】 〔上記式(1)において、nは0〜5である。〕[Chemical 5] [In the above formula (1), n is 0 to 5. ]

【化6】 〔上記式(2)において、Rは水素,アルキル基,アル
コキシ基またはシクロアルキル基である。〕
[Chemical 6] [In the above formula (2), R is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or a cycloalkyl group. ]

【0007】[0007]

【作用】パッケージクラックの発生を防止する方法とし
て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。この発明では、上記のフェノール樹
脂を硬化剤として、さらに上記の硬化促進剤を併用する
ことによって、上記の、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。
[Function] As a method of preventing the generation of package cracks, moisture absorption to the sealing resin is suppressed, adhesive force between the back surface of the die bond pad and the surface of the semiconductor element and the sealing resin is increased, and Increase strength,
There are four possible methods of reducing the elastic modulus of the sealing resin at high temperatures. In the present invention, the above-mentioned phenolic resin is used as a curing agent, and by additionally using the above-mentioned curing accelerator, the above-mentioned and methods are achieved, and the package crack resistance at the time of soldering is improved, and the stress is low. The inventors have reached the present invention by finding that it is possible to achieve both.

【0008】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、特定のフェノール樹脂
(B成分)と、特定の硬化促進剤(C成分)と、無機質
充填剤(D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ット状になっ
ている。
The epoxy resin composition used in the present invention comprises an epoxy resin (component A), a specific phenol resin (component B), a specific curing accelerator (component C), and an inorganic filler (component D). It is obtained by using, and is usually in the form of a powder or a tablet obtained by compressing it.

【0009】上記エポキシ樹脂(A成分)としては、特
に限定するものでなく、従来公知のものがあげられる。
例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂,フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂,クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリ
シジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エ
ポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂、複素環式エポキシ樹脂等の一分子中に2個以上のエ
ポキシ基を有するエポキシ樹脂があげられる。上記エポ
キシ樹脂の中でも表面実装用封止樹脂用には、グリシジ
ルエーテル型エポキシ樹脂、特に骨格にビフェニル骨格
を有するもの、脂環式エポキシ樹脂が好ましい。
The epoxy resin (component A) is not particularly limited, and conventionally known ones can be used.
For example, glycidyl ether type epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin, aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, complex An epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule such as a cyclic epoxy resin can be given. Among the above epoxy resins, glycidyl ether type epoxy resins, particularly those having a biphenyl skeleton in the skeleton and alicyclic epoxy resins are preferable for the surface mounting sealing resin.

【0010】上記特定のフェノール樹脂(B成分)は、
下記の一般式(1)で表されるものであり、上記エポキ
シ樹脂(A成分)の硬化剤成分として作用するものであ
る。このような骨格構造を有するものを用いることによ
り封止樹脂の低吸湿化が図れる。
The above-mentioned specific phenol resin (component B) is
It is represented by the following general formula (1), and acts as a curing agent component of the epoxy resin (component A). By using one having such a skeleton structure, the moisture absorption of the sealing resin can be reduced.

【化7】 〔上記式(1)において、nは0〜5である。〕[Chemical 7] [In the above formula (1), n is 0 to 5. ]

【0011】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120〜190、軟化点80
〜130℃のものを用いるのが好ましい。そして、上記
特定のフェノール樹脂は、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)で表される特定のフェ
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)で表される特定のフェノール樹脂で
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
される特定のフェノール樹脂と、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、上記特定の
フェノール樹脂を硬化剤成分全体の50重量%(以下
「%」と略す)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 equivalent is 120 to 190 and the softening point is 80.
It is preferable to use one having a temperature of up to 130 ° C. The specific phenol resin may constitute the curing agent component by itself, or may be used in combination with other commonly used phenol resin. In the former case, the entire curing agent component is composed of the specific phenol resin represented by the general formula (1), and in the latter case, a part of the curing agent component is represented by the general formula (1). It will be composed of a specific phenolic 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 specific phenol resin represented by the general formula (1) is used in combination with such a commonly used phenol resin, the specific phenol resin is used in an amount of 50% by weight (hereinafter, referred to as “% It is preferable to set the ratio above
It is particularly preferably 70% or more.

【0012】上記エポキシ樹脂(A成分)と上記B成分
であるフェノール樹脂との配合比は、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
となるよう配合することが好ましい。
The compounding ratio of the above-mentioned epoxy resin (component A) and the above-mentioned component B phenol resin is such that the hydroxyl group in the phenol resin is 0.8 to 1.2 equivalents per equivalent of epoxy group. preferable.

【0013】上記エポキシ樹脂(A成分)および特定の
フェノール樹脂(B成分)とともに用いられる硬化促進
剤は、下記の一般式(2)で表される有機ホスフィン化
合物である。
The curing accelerator used together with the epoxy resin (component A) and the specific phenol resin (component B) is an organic phosphine compound represented by the following general formula (2).

【0014】[0014]

【化8】 〔上記式(2)において、Rは水素,アルキル基,アル
コキシ基またはシクロアルキル基である。〕
[Chemical 8] [In the above formula (2), R is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or a cycloalkyl group. ]

【0015】特に、表面実装用封止パッケージの対衝撃
信頼性においては、Rが水素,メチル基またはメトキシ
基であることが好ましい。そして、上記一般式(2)で
表される硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂(A成
分)およびフェノール樹脂(B成分)の総量に対して
0.1〜20重量%(以下「%」と略す)の割合に設定
することが好ましい。すなわち、0.1%未満では所望
のパッケージに対する衝撃信頼性が得られ難く、逆に2
0%を超えると高温時の電気特性が低下することによっ
て耐湿信頼性が低下する傾向がみられるからである。
In particular, it is preferable that R is hydrogen, a methyl group or a methoxy group in terms of impact resistance of the surface mount sealed package. And the compounding quantity of the hardening accelerator represented by the said General formula (2) is 0.1-20 weight% with respect to the total amount of an epoxy resin (A component) and a phenol resin (B component) (henceforth "%"). Is abbreviated). That is, if less than 0.1%, it is difficult to obtain the impact reliability for a desired package, and conversely 2
This is because if it exceeds 0%, the electrical resistance at high temperature tends to deteriorate, and the moisture resistance reliability tends to deteriorate.

【0016】上記無機充填剤(D成分)としては、溶融
シリカ粉末または結晶性シリカ粉末を用いることが好適
であり、粒度200メッシュ以上の粗粒を除いた物を用
いることが好ましい。そして、上記充填剤の形状として
は球状および破砕により得られる角状のもの等必要に応
じて適宜選択することができる。また、充填剤中に含ま
れるウラン,トリウム等の放射性元素、アルカリ金属,
アルカリ土金属およびそれらのイオン、さらにはハロゲ
ンイオン等の不純物の含有量は、できるだけ少ないほう
が好ましく、その許容量は各種半導体装置の種類により
決定される。上記無機質充填剤(C成分)の配合量は、
エポキシ樹脂組成物全体の60〜95%の範囲に設定す
ることが好ましく、特に好ましくは75〜90%の範囲
である。すなわち、無機充填剤の配合量が60%未満で
は、封止樹脂の吸湿量が増大し、また強度が低下するた
め半田時の耐パッケージクラック性に劣り、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、ワイヤー流れ等の成形不良を発生する傾向が
みられるからである。
As the above-mentioned inorganic filler (component D), it is preferable to use fused silica powder or crystalline silica powder, and it is preferable to use a material obtained by removing coarse particles having a particle size of 200 mesh or more. The shape of the above-mentioned filler can be appropriately selected as necessary, such as spherical shape and angular shape obtained by crushing. In addition, radioactive elements such as uranium and thorium contained in the filler, alkali metals,
The content of impurities such as alkaline earth metals and their ions, and further halogen ions is preferably as small as possible, and the permissible amount thereof is determined by the type of various semiconductor devices. The amount of the inorganic filler (C component) blended is
It is preferably set in the range of 60 to 95% of the total epoxy resin composition, and particularly preferably in the range of 75 to 90%. That is, when the content of the inorganic filler is less than 60%, the moisture absorption of the sealing resin increases and the strength decreases, so that the package crack resistance during soldering is inferior, and conversely 95%.
If it exceeds, the melt viscosity of the encapsulating resin increases, and there is a tendency that molding defects such as unfilling and wire flow occur during molding.

【0017】この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
には、上記A〜D成分以外に必要に応じて難燃剤、カッ
プリング剤、離型剤等を適宜配合することができる。
In the epoxy resin composition used in the present invention, a flame retardant, a coupling agent, a release agent and the like can be appropriately blended in addition to the above components A to D, if necessary.

【0018】上記難燃剤としては、ノボラック型ブロム
化エポキシ樹脂またはビスフェノールA型ブロム化エポ
キシ樹脂、三酸化アンチモンまたは五酸化アンチモン等
の化合物を適宜に単独でもしくは併せて用いることがで
きる。
As the flame retardant, compounds such as novolac type brominated epoxy resin or bisphenol A type brominated epoxy resin, antimony trioxide or antimony pentoxide can be appropriately used alone or in combination.

【0019】上記カップリング剤としては、シランカッ
プリング剤等があげられる。
Examples of the coupling agent include silane coupling agents and the like.

【0020】上記離型剤としては、従来公知のステアリ
ン酸,ベヘニン酸,モンタン酸等の長鎖カルボン酸,こ
れを原料とする亜鉛,アルミニウム,カルシウム等の金
属塩、エステル類,アミド類またはポリオレフィン系等
があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。
Examples of the releasing agent include long-known carboxylic acids such as stearic acid, behenic acid, and montanic acid, and metal salts, esters, amides, or polyolefins of which zinc, aluminum, calcium, etc. are used as raw materials. Examples thereof include systems, which may be used alone or in combination.

【0021】さらに、この発明に用いられるエポキシ樹
脂組成物には、上記各成分以外にシリコーンオイルおよ
びシリコーンゴム,合成ダム等のゴム成分を配合して低
応力性を図ったり、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のイオントラップ
剤を配合しても良い。
Further, the epoxy resin composition used in the present invention is blended with a rubber component such as silicone oil and silicone rubber, a synthetic dam, etc. in addition to the above-mentioned components to achieve low stress, and in a moisture resistance reliability test. An ion trap agent such as hydrotalcite may be blended for the purpose of improving reliability.

【0022】この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
以外は、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、上記エポキシ樹脂,フェノール性硬化剤
成分,硬化促進剤成分および無機質充填剤、さらに必要
に応じてその他の添加剤を適宜配合し、この配合物を温
度80〜120℃でロール機またはニーダ等により混練
する。つぎに、これを冷却した後、公知の手段によって
粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により
目的とするエポキシ樹脂組成物を製造することができ
る。なお、上記混練に先立って、原料中の固形物の粉砕
や全成分のドライブレンドを行うことが好ましい。
Other than the epoxy resin composition used in the present invention, it can be produced, for example, as follows. That is, the above-mentioned epoxy resin, phenolic curing agent component, curing accelerator component and inorganic filler are appropriately blended, and if necessary, other additives are blended, and the blended product is rolled at a temperature of 80 to 120 ° C or a kneader or the like. Knead with. Next, the desired epoxy resin composition can be produced by a series of steps of cooling this, pulverizing it by a known means, and tableting it if necessary. Prior to the above kneading, it is preferable to pulverize solids in the raw materials and dry blend all components.

【0023】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成形により行
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.

【0024】このようにして得られる半導体装置は、前
記一般式(1)で表される特殊なフェノール樹脂および
前記一般式(2)で表される特殊な硬化促進剤の作用に
より、封止樹脂の低吸湿化,低弾性率化がガラス転移温
度の特に高温領域での強度が高くなり、しかも封止樹脂
の耐湿性が大幅に向上する。このため、例えば半田実装
に際しても、パッケージクラック等が生じることがな
く、優れた耐湿および耐熱信頼性を備えている。
The semiconductor device thus obtained has a sealing resin by the action of the special phenol resin represented by the general formula (1) and the special curing accelerator represented by the general formula (2). The low moisture absorption and low elastic modulus of the resin enhances the strength especially in the high temperature region of the glass transition temperature, and further significantly improves the moisture resistance of the sealing resin. Therefore, even when soldering, for example, package cracks do not occur, and excellent moisture resistance and heat resistance are provided.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように、この発明の半導体装置
は、前記特殊なフェノール樹脂および硬化促進剤を含む
エポキシ樹脂組成物によって半導体素子を樹脂封止して
構成されている。このため、封止樹脂の低吸湿化と低弾
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、半田実装におけるような過
酷な条件においてもパッケージクラックが生じることが
なく優れた耐湿および耐熱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 and the curing accelerator. Therefore, the moisture absorption and the elastic modulus of the sealing resin can be reduced without lowering the glass transition temperature. Therefore, even under severe conditions such as solder mounting, package cracking does not occur and excellent moisture resistance and heat resistance are provided.

【0026】まず、実施例に先立って下記に示す2種類
のエポキシ樹脂A,Bと、2種類のフェノール樹脂C,
Dと、硬化促進剤を準備した。
First, prior to the examples, two kinds of epoxy resins A and B shown below and two kinds of phenolic resins C and
D and a curing accelerator were prepared.

【0027】〔エポキシ樹脂A〕下記の構造式(3)で
表されるエポキシ樹脂。 (エポキシ当量200,軟化点73℃)
[Epoxy Resin A] An epoxy resin represented by the following structural formula (3). (Epoxy equivalent 200, softening point 73 ° C)

【化9】 [Chemical 9]

【0028】〔エポキシ樹脂B〕下記の構造式(4)で
表されるエポキシ樹脂。 (エポキシ当量200,軟化点100℃)
[Epoxy Resin B] An epoxy resin represented by the following structural formula (4). (Epoxy equivalent 200, softening point 100 ° C)

【化10】 [Chemical 10]

【0029】〔フェノール樹脂C〕下記の構造式(5)
で表されるフェノール樹脂。 (フェノール当量180,軟化点120℃,繰り返し数
n=4)
[Phenolic Resin C] The following structural formula (5)
The phenolic resin represented by. (Phenol equivalent 180, softening point 120 ° C, number of repetitions n = 4)

【化11】 [Chemical 11]

【0030】〔フェノール樹脂D〕下記の構造式(6)
で表されるフェノール樹脂。 (フェノール当量110,軟化点82℃)
[Phenol Resin D] The following structural formula (6)
The phenolic resin represented by. (Phenol equivalent 110, softening point 82 ° C)

【化12】 [Chemical 12]

【0031】〔硬化促進剤〕[Curing accelerator]

【化13】 〔1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7〕
[Chemical 13] [1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-
7]

【0032】[0032]

【実施例1〜8、比較例1〜4】下記の表1および表2
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(温度100℃)で10分間混練し、冷却固化後粉
砕を行うことにより目的とする粉末状のエポキシ樹脂組
成物を得た。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4 Tables 1 and 2 below.
The respective components shown in Table 1 were blended in the proportions shown in the same table, kneaded with a mixing roll (temperature 100 ° C.) for 10 minutes, cooled and solidified, and then pulverized to obtain a target powdery epoxy resin composition.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】このようにして得られた粉末状のエポキシ
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)
(サイズ: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
秒間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での限界吸湿時間を測定した。
また、上記実施例および比較例で得られたエポキシ樹脂
組成物を用いて、厚み1mm×直径50mm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%RH下で500
時間吸湿させて飽和吸湿率を測定した。さらに、硬化物
の曲げ強度および曲げ弾性率をJIS−K−6911
5.17に準じて室温および260℃下で測定した。さ
らに、上記実施例および比較例で得られたエポキシ樹脂
組成物を用い上記と同様にして得られたパッケージを8
5℃/85%RH下で72時間吸湿させた後、260℃
×10秒間の半田浸漬を行った。これを121℃×10
0℃RH下に放置して、半導体素子表面のアルミパター
ン部の腐蝕による50%の不良の発生した耐湿性劣化時
間を測定した。つぎに、上記と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
クルテスト(以下「TCTテスト」と称す)にかけ、半
導体素子表面のアルミパターン配線部の、封止樹脂から
受ける熱応力による変形量を測定した。これらの結果を
下記の表3〜表5に示した。
A semiconductor device was obtained by molding a semiconductor element by transfer molding using the powdery epoxy resin composition thus obtained. This semiconductor device is an 80-pin 4-way flat package (QFP)
(Size: 20 mm x 14 mm x thickness 2.5 mm)
7mm x 7mm die bond plate, 6.5mm x
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, and the limit moisture absorption time at 85 ° C./85% RH until package cracking was measured.
Further, using the epoxy resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples, a disc-shaped cured product having a thickness of 1 mm and a diameter of 50 mm was prepared (curing condition: 180 ° C. × 5 hours). 500 at 85 ° C / 85% RH
It was allowed to absorb moisture for a period of time to measure the saturated moisture absorption rate. Furthermore, the flexural strength and flexural modulus of the cured product are measured according to JIS-K-6911.
It measured at room temperature and 260 degreeC according to 5.17. Furthermore, using the epoxy resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples, a package obtained in the same manner as above was used.
After absorbing moisture at 5 ° C / 85% RH for 72 hours, 260 ° C
The solder was dipped for 10 seconds. 121 ℃ × 10
It was left at 0 ° C. RH, and the moisture resistance deterioration time in which 50% of defects due to corrosion of the aluminum pattern portion on the surface of the semiconductor element occurred was measured. Next, the package obtained in the same manner as above was subjected to a 300-cycle test (hereinafter referred to as “TCT test”) at 150 ° C./5 minutes to −60 ° C./5 minutes, and an aluminum pattern wiring portion on the surface of the semiconductor element was tested. The amount of deformation due to the thermal stress received from the sealing resin was measured. The results are shown in Tables 3 to 5 below.

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】[0038]

【表5】 [Table 5]

【0039】上記表3〜表5の結果から、実施例品は比
較例品に比べて飽和吸湿率が低く硬化物特性に優れてい
る。しかも、パッケージクラック発生限界吸湿時間およ
び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 shown in Tables 3 to 5, the products of Examples have lower saturated moisture absorption than the products of Comparative Examples and are excellent in cured product characteristics. Moreover, the moisture absorption time for the package cracking 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.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 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 front page (72) Inventor Hisashi Nakajima 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Prefecture Nitto Denko Corporation (72) Inventor Kazuhiro Ikemura 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Prefecture Nitto Denko Corporation (72) Inventor Takashi Takashi 1-2-1 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)〜(D)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。 (C)下記の一般式(2)で表される硬化促進剤。 (D)無機充填剤。 【化1】 〔上記式(1)において、nは0〜5である。〕 【化2】 〔上記式(2)において、Rは水素,アルキル基,アル
コキシ基またはシクロアルキル基である。〕
1. A semiconductor device obtained by encapsulating a semiconductor element with an epoxy resin composition containing the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) A phenolic resin represented by the following general formula (1). (C) A curing accelerator represented by the following general formula (2). (D) Inorganic filler. [Chemical 1] [In the above formula (1), n is 0 to 5. ] [Chemical 2] [In the above formula (2), R is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or a cycloalkyl group. ]
【請求項2】 (C)成分である無機充填剤が、エポキ
シ樹脂組成物中75重量%以上含有されている請求項1
記載の半導体装置。
2. The epoxy resin composition containing 75% by weight or more of the inorganic filler as the component (C).
The semiconductor device described.
【請求項3】 下記の(A)〜(D)成分を含有する半
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。 (C)下記の一般式(2)で表される硬化促進剤。 (D)無機充填剤。 【化3】 〔上記式(1)において、nは0〜5である。〕 【化4】 〔上記式(2)において、Rは水素,アルキル基,アル
コキシ基またはシクロアルキル基である。〕
3. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) A phenolic resin represented by the following general formula (1). (C) A curing accelerator represented by the following general formula (2). (D) Inorganic filler. [Chemical 3] [In the above formula (1), n is 0 to 5. ] [Chemical 4] [In the above formula (2), R is hydrogen, an alkyl group, an alkoxy group or a cycloalkyl group. ]
【請求項4】 (C)成分である無機充填剤が、全体の
75重量%以上含有されている請求項3記載の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。
4. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 3, wherein the inorganic filler as the component (C) is contained in an amount of 75% by weight or more based on the whole.
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