JPH062808B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device

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JPH062808B2
JPH062808B2 JP1273343A JP27334389A JPH062808B2 JP H062808 B2 JPH062808 B2 JP H062808B2 JP 1273343 A JP1273343 A JP 1273343A JP 27334389 A JP27334389 A JP 27334389A JP H062808 B2 JPH062808 B2 JP H062808B2
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利夫 塩原
和俊 富吉
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、接着性、耐湿性に優れた半導体装置を与える
半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び該組成物で封止さ
れた半導体装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that provides a semiconductor device having excellent adhesiveness and moisture resistance, and a semiconductor device encapsulated with the composition. .

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by Prior Art and Invention]

最近の半導体装置は従来のセラミック、キャン封止型の
ものと比較した場合、大量生産性に優れ、しかも低価格
な製品が得られる樹脂封止方式のものが多くなりつつあ
る。
In recent semiconductor devices, resin-encapsulation type semiconductors, which are excellent in mass productivity and can be manufactured at low cost, are increasing in number as compared with conventional ceramic and can-encapsulation type devices.

この封止樹脂としては、電気特性、機械物性等に優れる
エポキシ樹脂の使用が増大している。
As this sealing resin, the use of epoxy resin, which is excellent in electrical properties and mechanical properties, is increasing.

しかしながら、エポキシ樹脂に代表される樹脂で封止を
行なった半導体装置は、セラミック、キャン封止型のも
のと比較して吸湿性を有し、また樹脂とフレームとの界
面を通しての水の進入も多いという問題を有する。
However, a semiconductor device sealed with a resin typified by an epoxy resin has hygroscopicity as compared with a ceramic or can-sealing type device, and water does not enter through an interface between the resin and the frame. It has a problem of many.

また、封止樹脂中には加水分解性のClをはじめとする
イオン性不純物が残存しており、これらは水との相互作
用により半導体装置のリーク電流を増大させたり、アル
ミニウム電極の腐食等を引き起こし、信頼性低下の多き
な原因となっている。
In addition, ionic impurities such as hydrolyzable Cl remain in the sealing resin, and these increase the leak current of the semiconductor device and the corrosion of the aluminum electrode due to the interaction with water. It is a cause of a large decrease in reliability.

そこで、エポキシ樹脂で封止した半導体装置の上述した
耐湿性の不足に起因する不良を防止する目的で種々改良
が試みられている。例えば封止材料中のイオン性不純物
を除去したり、イオン性物質をトラップするような添加
剤を添加すること等が提案されているが、これらによっ
てもイオン性物質を完全かつ確実に除去あるいはトラッ
プすることは実質的に不可能であり、所期の目的を達成
することができないという不利がある。また封止材料の
耐湿性を改良するためにはシランカップリング剤を配合
することも知られており、半導体装置封止用エポキシ樹
脂組成物のシランカップリング剤としては、エポキシ系
シラン、メルカプト系シラン、アミン系シランあるいは
不飽和炭化水素系シラン等が用いられている。
Therefore, various improvements have been attempted for the purpose of preventing defects due to the above-mentioned insufficient moisture resistance of the semiconductor device sealed with the epoxy resin. For example, it has been proposed to remove ionic impurities in the encapsulating material or to add an additive that traps ionic substances, but these also completely or surely remove or trap ionic substances. It is virtually impossible to do so, and there is a disadvantage that the intended purpose cannot be achieved. It is also known to mix a silane coupling agent in order to improve the moisture resistance of the encapsulating material, and as the silane coupling agent of the epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor device, an epoxy-based silane or a mercapto-based silane coupling agent is used. Silane, amine-based silane, unsaturated hydrocarbon-based silane, etc. are used.

この場合、メルカプト系シランとしては例えば3−メル
カプトプロピルトリメトキシシランが用いられている
が、このものは悪臭が強くて実用上問題があり、また、
アミン系シランとしては例えばN−(2−アミノエチ
ル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランが使
用されているが、これを含む組成物は保存安定性が極め
て悪いという不利がある。更に、不飽和炭化水素系シラ
ンとしては例えばビニルトリエトキシシラン、3−メタ
アクリロキシプロピルトリメトキシシランが用いられて
いるが、これらはフェノール硬化性エポキシ樹脂と反応
する官能基を有しないため、カップリング剤としての機
能を十分に発揮させることは困難である。
In this case, for example, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is used as the mercapto-based silane, but this has a bad odor and is problematic in practical use.
For example, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane is used as the amine-based silane, but a composition containing this has the disadvantage of extremely poor storage stability. Further, as the unsaturated hydrocarbon-based silane, for example, vinyltriethoxysilane and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane are used, but they do not have a functional group that reacts with the phenol-curable epoxy resin, and therefore, the cup It is difficult to fully exhibit the function as a ring agent.

これに対し、エポキシ系シランは、例えば3−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランが使用
されているが、上述した問題点はないものの、接着性、
耐湿性において十分ではないという問題がある。
On the other hand, as the epoxy-based silane, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane are used. sex,
There is a problem that the moisture resistance is not sufficient.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、接着性、
耐湿性、特に吸湿半田後の耐湿性に優れた半導体封止用
エポキシ樹脂組成物及び該組成物の硬化物で封止された
半導体装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has adhesiveness,
An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation excellent in moisture resistance, particularly moisture resistance after moisture absorption soldering, and a semiconductor device encapsulated with a cured product of the composition.

〔課題を解決するための手段及び作用〕[Means and Actions for Solving the Problems]

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた
結果、エポキシ樹脂、置換又は非置換のノボラック型フ
ェノール樹脂及び無機質充填剤を主成分とするエポキシ
樹脂組成物において、カップリング剤として下記一般式
(1) (但し、Yはメトキシ基、エトキシ基、プロペノキシ
基、メチル基、及びエチル基から選ばれる同種又は異種
の基であるが、少なくとも1つはメトキシ基、エトキシ
基又はプロペノキシ基である。また、l,mはそれぞれ
1〜3の整数、l+m=4、nは2〜10の整数であ
る。) で示されるシランとγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランとを重量比として1:0〜1:5、好ましく
は1:0.1〜1:2の割合で配合すると共に、これに
水及び1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセ
ン−7を添加した場合、このエポキシ樹脂組成物はDI
P型、QFP型、SOJ型、SOP型、PLCC型のい
ずれの型の半導体装置の封止にも有効で、封止された半
導体装置は接着性、耐湿性、特に吸湿後の半田工程の耐
湿性に著しく優れていることを見い出した。
The present inventor has conducted extensive studies in order to achieve the above-mentioned object, and as a coupling agent, an epoxy resin, a substituted or unsubstituted novolac-type phenol resin, and an epoxy resin composition containing an inorganic filler as a main component are shown below. General formula
(1) (However, Y is a same or different group selected from a methoxy group, an ethoxy group, a propenoxy group, a methyl group, and an ethyl group, but at least one is a methoxy group, an ethoxy group, or a propenoxy group. , M are integers of 1 to 3, 1 + m = 4, and n is an integer of 2 to 10). 1 to 0: 1 by weight ratio of silane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. 5, and preferably water and 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 are added to the epoxy resin composition at a ratio of 1: 0.1 to 1: 2. DI
It is effective for encapsulation of any type of semiconductor device of P type, QFP type, SOJ type, SOP type, PLCC type, and the encapsulated semiconductor device has adhesiveness, moisture resistance, especially moisture resistance in the soldering process after moisture absorption. It has been found that it is extremely excellent in sex.

即ち、上記一般式(1)で示されるシラン及びγ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシランはシランカップリ
ング剤として各々公知であり、特に上記一般式(1)で
示されるシランはアルキレン鎖中にエーテル性の酸素を
含まないため、撥水性に優れると共に、イオン性不純物
が少なく、例えばサンプル量10g/HO 30mlの
2時間浸とうで抽出される液の電気伝導度は2μs/c
m、pHは5.9であり、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシランの15μs/cm、3.5に比べて著し
く優れており、このためエポキシ樹脂組成物に使用した
場合、耐湿性に優れる組成物が得られるものであるが、
その反面、フレーム、シリコンチップに対して接着力が
十分でないという欠点があり。これに対し、上記一般式
(1)で示されるシランにγ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、更にその作用を促進するため水及び
1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7(以
下、DBUと略称する)を併用すると、これらの相乗作
用で接着力が極めて向上すると共に、優れた耐湿性が維
持されることを見い出し、本発明をなすに至ったもので
ある。
That is, the silane represented by the general formula (1) and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane are known as silane coupling agents, and the silane represented by the general formula (1) is particularly an ether in the alkylene chain. Since it does not contain volatile oxygen, it has excellent water repellency and low ionic impurities. For example, the electric conductivity of the liquid extracted by immersing for 2 hours in a sample volume of 10 g / H 2 O 30 ml is 2 μs / c.
It has m and pH of 5.9, which is significantly superior to γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane of 15 μs / cm, 3.5. Therefore, when used in an epoxy resin composition, it has excellent moisture resistance. Although the composition is obtained,
On the other hand, it has the drawback that the adhesive strength to the frame and silicon chip is not sufficient. On the other hand, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane is added to the silane represented by the general formula (1), and water and 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 (hereinafter, It has been found that the combined use of (abbreviated as DBU) improves the adhesive strength by these synergistic effects, and that excellent moisture resistance is maintained, and the present invention has been completed.

従って、本発明はエポキシ樹脂、置換又は非置換のノボ
ラック型フェノール樹脂及び無機質充填剤を主成分とす
るエポキシ樹脂に、カップリング剤として上記一般式
(1)で示されるシラン及びγ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシランとを上述した割合で配合すると共
に、水及びDBUを特定量配合したことを特徴とする半
導体封止用エポキシ樹脂組成物及び該組成物の硬化物に
より封止された半導体装置を提供する。
Therefore, the present invention provides an epoxy resin, a substituted or unsubstituted novolac type phenol resin and an epoxy resin containing an inorganic filler as a main component, and a silane represented by the above general formula (1) and γ-glycidoxy as a coupling agent. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which comprises a specific amount of water and DBU together with propyltrimethoxysilane in the above proportion, and a semiconductor device encapsulated by a cured product of the composition. provide.

以下、本発明につき更に詳述する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ
樹脂、置換又は非置換のノボラック型フェノール樹脂、
無機質充填剤を含有するものである。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is an epoxy resin, a substituted or unsubstituted novolac type phenol resin,
It contains an inorganic filler.

ここで、エポキシ樹脂としては、後述するノボラック型
フェノール樹脂によって硬化させることが可能な限り、
分子構造、分子量等に特に制限はなく、従来から知られ
ている種々のものを使用することができる。例えば、エ
ピクロルヒドリンとビスフェノールを初めとする各種ノ
ボラック樹脂から合成されるエポキシ樹脂、脂環式エポ
キシ樹脂、これらに塩素や臭素等のハロゲン原子を導入
したエポキシ樹脂などを挙げることができるが、エポキ
シ化クレゾールノボラック、エポキシ化フェノールノボ
ラックが好適に用いられ、例えば下記一般式 (但し、式中Rは水素原子又は炭素数1〜10のアルキ
ル基を示し、xは1,2又は3、yは0〜10の整数で
ある。) で示されるものを使用することができる。
Here, as the epoxy resin, as long as it can be cured by a novolac type phenol resin described later,
The molecular structure, molecular weight, etc. are not particularly limited, and various conventionally known compounds can be used. For example, an epoxy resin synthesized from various novolac resins including epichlorohydrin and bisphenol, an alicyclic epoxy resin, and an epoxy resin obtained by introducing a halogen atom such as chlorine or bromine into these can be mentioned. Novolak and epoxidized phenol novolac are preferably used. For example, the following general formula (However, in the formula, R represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, x is 1, 2, or 3, and y is an integer of 0 to 10.) can be used. .

次に、置換又は非置換のノボラック型フェノール樹脂、
上記エポキシ樹脂の硬化剤として用いられるものであ
り、具体的には下記の化合物が例示される。
Next, a substituted or unsubstituted novolac type phenolic resin,
It is used as a curing agent for the above epoxy resin, and specifically, the following compounds are exemplified.

(但し、式中pは2〜15の正数を示し、また、q,r
はq+r=2〜15になるような正数である。) 上記ノボラック型フェノール樹脂はその1種を単独で又
は2種以上を混合して使用することができる。
(However, in the formula, p represents a positive number of 2 to 15, and q, r
Is a positive number such that q + r = 2 to 15. ) The above novolac phenolic resins can be used alone or in combination of two or more.

また、無機質充填剤としては、半導体封止用エポキシ樹
脂に通常用いられているものを使用できるが、中でも石
英粉末が代表的である。この石英粉末としては結晶系シ
リカ、溶融シリカ等が使用でき、その形状は破砕品、球
状品、1μm以下の微粉等のいずれでもよいが、半導体
素子に与える局所応力を防止するために75μm以上の
粗粉を石英粉末全体の0.3重量%以下にしたものが好
ましい。また、組成物の流動性を向上させるため、平均
粒径0.4〜2μmの球状シリカを全石英粉末100重
量部中5〜20重量部用いることが望ましい。
Further, as the inorganic filler, those commonly used in epoxy resins for semiconductor encapsulation can be used, but among them, quartz powder is typical. As the quartz powder, crystalline silica, fused silica, or the like can be used, and the shape thereof may be any of a crushed product, a spherical product, and a fine powder having a particle size of 1 μm or less, but a particle size of 75 μm or more for preventing local stress applied to a semiconductor element. The coarse powder is preferably 0.3% by weight or less based on the whole quartz powder. Further, in order to improve the fluidity of the composition, it is desirable to use spherical silica having an average particle diameter of 0.4 to 2 μm in an amount of 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of all quartz powder.

なお、本発明に係る組成物の用途、目的等に応じてはシ
リカ系以外の充填剤も使用することができ、例えば、タ
ルク、マイカ、クレー、カオリン、炭酸カルシウム、ア
ルミナ、亜鉛華、バライタ、ガラスバルーン、ガラス繊
維、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、アスベス
ト、酸化チタン、酸化鉄、窒化けい素等を用いることが
できる。
In addition, depending on the use, purpose, etc. of the composition according to the present invention, fillers other than silica-based ones can be used, for example, talc, mica, clay, kaolin, calcium carbonate, alumina, zinc white, baryta, Glass balloons, glass fibers, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, asbestos, titanium oxide, iron oxide, silicon nitride and the like can be used.

これらの無機質充填剤は上述したものを単独で又は2種
以上併用して上述したエポキシ樹脂及び置換又は非置換
のノボラック型フェノール樹脂の合計量100重量部に
対し250〜600重量部、特に350〜550重量部
の範囲で使用することが好ましい。この範囲より使用量
が多すぎると、分散が困難となるばかりか、加工性、低
応力、耐クラック性の物性において不利になり、一方使
用量が少なすぎると膨張係数が大きくなる場合が生じ
る。
These inorganic fillers are used alone or in combination of two or more, and the total amount of the epoxy resin and the substituted or unsubstituted novolac type phenolic resin described above is 250 to 600 parts by weight, particularly 350 to 100 parts by weight. It is preferably used in the range of 550 parts by weight. If the amount used is more than this range, not only the dispersion becomes difficult, but also the physical properties such as workability, low stress, and crack resistance become disadvantageous, while if the amount used is too small, the expansion coefficient may increase.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物の必須成分として使
用するカップリング剤は、下記一般式(1) (但し、Yはメトキシ基、エトキシ基、プロペノキシ
基、メチル基、及びエチル基から選ばれる同種又は異種
の基であるが、少なくとも1つはメトキシ基、エトキシ
基又はプロペノキシ基である。また、l,mはそれぞれ
1〜3の整数、l+m=4、nは2〜10の整数であ
る。) で示されるシランとγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランとを1:0〜1:5、より好ましくは1:
0.1〜1:2、更に好ましくは1:0.2〜1:1の
重量割合で併用し、更に、水及びDBUを添加したもの
である。
Further, the coupling agent used as an essential component of the epoxy resin composition of the present invention, the following general formula (1) (However, Y is a same or different group selected from a methoxy group, an ethoxy group, a propenoxy group, a methyl group, and an ethyl group, but at least one is a methoxy group, an ethoxy group, or a propenoxy group. , M are each an integer of 1 to 3, 1 + m = 4, and n is an integer of 2 to 10.) 1: 0 to 1: 5 from silane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane Preferably 1:
It is used in combination at a weight ratio of 0.1 to 1: 2, more preferably 1: 0.2 to 1: 1 and further added with water and DBU.

上記一般式(1)で示されるシランとしては、具体的に次
のものが例示される。
Specific examples of the silane represented by the general formula (1) include the following.

(但し、a,bはそれぞれ0〜3の整数、a+b=3で
ある)。市販品としてはプロシル(Prosil)2210
(SCM社製)がある。
(However, a and b are integers of 0 to 3, respectively, and a + b = 3). Commercially available Prosil 2210
(Manufactured by SCM).

なお、上記一般式(1)で示されるシランとγ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシランとの配合比は上述し
たように重量比で1:0〜1:5、好ましくは1:0.
1〜1:2、更に好ましくは1:0.2〜1:1とする
もので、これにより接着性と耐湿性に優れたエポキシ樹
脂を与えることができる。
The compounding ratio of the silane represented by the general formula (1) and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane is 1: 0 to 1: 5 by weight, preferably 1: 0.
The ratio is 1 to 1: 2, and more preferably 1: 0.2 to 1: 1, whereby an epoxy resin having excellent adhesiveness and moisture resistance can be provided.

また、本発明においては、シランカップリング剤の作用
を促進するため、水及びDBUを添加するが、この場
合、上記一般式(1)で示されるシランとγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシランとの合計量100重量
部に対し、水は10重量部以下、好ましくは3〜8重量
部、DBUは2重量部以下、好ましくは0.5〜1重量
部の添加量とするものである。
In the present invention, water and DBU are added to promote the action of the silane coupling agent. In this case, the silane represented by the general formula (1) and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane are added. The amount of water added is 10 parts by weight or less, preferably 3 to 8 parts by weight, and DBU is 2 parts by weight or less, preferably 0.5 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight.

本発明に係る上述したシランカップリンク剤及び水、D
BUは、その合計量が上述したエポキシ樹脂、置換又は
非置換のフェノールノボラック樹脂及び無機質充填剤の
合計量100重量部に対して0.05〜10重量部、特
に0.5〜3重量部となるように配合することが好まし
い。配合量が0.05重量部未満では耐湿性の向上効果
があまりみられず、一方10重量部を超えると硬化物の
ガラス転移点が低くなり、また硬化物表面への滲出が見
られるようになる場合がある。
The above-mentioned silane coupling agent and water according to the present invention, D
BU is 0.05 to 10 parts by weight, particularly 0.5 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin, the substituted or unsubstituted phenol novolac resin and the inorganic filler described above. It is preferable to mix them as follows. If the blending amount is less than 0.05 parts by weight, the effect of improving the moisture resistance is not seen so much, while if it exceeds 10 parts by weight, the glass transition point of the cured product becomes low and exudation to the surface of the cured product is observed. May be.

本発明に係るカップリング剤(上記シランカップリング
剤、水、DBU)の添加方法は特に制限されず、例えば
インテグラルブレンド、無機質充填剤の表面に付着させ
る方法などを採用することができる。
The method of adding the coupling agent (the above-mentioned silane coupling agent, water, DBU) according to the present invention is not particularly limited, and for example, an integral blend, a method of adhering it to the surface of the inorganic filler, or the like can be adopted.

なお、本発明においては、上述したエポキシ樹脂と置換
又は非置換のフェノールノボラック樹脂との反応を促進
させる目的で各種硬化促進剤、例えばイミダゾールある
いはその誘導体、三級アミン系誘導体、ホスフィン系誘
導体、シクロアミジン誘導体等を併用することは何ら差
支えないが、DBUとトリフェニルホスフィンとを重量
比で0:1〜1:1の割合で含む硬化触媒を用いること
が好ましい。
In the present invention, various curing accelerators such as imidazole or a derivative thereof, a tertiary amine-based derivative, a phosphine-based derivative, and a cyclohexyl derivative for the purpose of accelerating the reaction between the above-mentioned epoxy resin and a substituted or unsubstituted phenol novolac resin. There is no problem in using an amidine derivative or the like in combination, but it is preferable to use a curing catalyst containing DBU and triphenylphosphine in a weight ratio of 0: 1 to 1: 1.

また、本発明の組成物には、可撓性を付与するためオル
ガノポリシロキサン化合物を添加することが望ましい。
かかるオルガノポリシロキサン化合物としては、エポキ
シ基、アミノ基、水酸基等を有するシリコーンオイル、
シリコーンゴム、硬化型シリコーンゴム等が挙げられる
が、特にアルケニル基含有ノボラック樹脂と下記一般式 (但し、式中R’は1価の有機基を表す。また、cは
0.001≦c≦1,dは1≦d≦3、1.001≦c
+d≦3である。)で示されるオルガノポリシロキサン
との付加反応により得られるブロック共重合体が好まし
い。なお、上記アルケニル基含有ノボラック樹脂とオル
ガノポリシロキサンとのブロック共重合体としては特開
昭63−226951号公報に記載されているものを採
用することができる。この場合、ブロック共重合体の配
合量は、上記エポキシ樹脂と置換又は非置換のフェノー
ルノボラック樹脂との合計量100重量部当たり2〜1
00重量部の範囲とすることが好ましい。ブロック共重
合体の使用量が2重量部より少ない場合には耐クラック
性向上効果が十分達成され得ない場合があり、また、1
00重量部を超える場合には、機械的な強度が低下する
場合がある。
Further, it is desirable to add an organopolysiloxane compound to the composition of the present invention in order to impart flexibility.
Examples of the organopolysiloxane compound include silicone oils having an epoxy group, an amino group, a hydroxyl group, etc.
Examples thereof include silicone rubber and curable silicone rubber. Particularly, alkenyl group-containing novolac resin and the following general formula (In the formula, R ′ represents a monovalent organic group. Further, c is 0.001 ≦ c ≦ 1, d is 1 ≦ d ≦ 3, 1.001 ≦ c.
+ D ≦ 3. The block copolymer obtained by the addition reaction with the organopolysiloxane represented by (4) is preferable. As the block copolymer of the alkenyl group-containing novolak resin and the organopolysiloxane, those described in JP-A-63-226951 can be adopted. In this case, the compounding amount of the block copolymer is 2-1 per 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the substituted or unsubstituted phenol novolac resin.
It is preferably in the range of 00 parts by weight. When the amount of the block copolymer used is less than 2 parts by weight, the effect of improving crack resistance may not be sufficiently achieved, and 1
If it exceeds 100 parts by weight, the mechanical strength may decrease.

上記エポキシ樹脂、置換又は非置換のフェノールノボラ
ック樹脂及びブロック共重合体に含まれるエポキシ基の
量(eモル)とフェノール性水酸基の量(fモル)の比
はe/f=0.5〜1.5の範囲にあることが望まし
く、e/fが上記範囲外にあると、硬化性、低応力性等
の物性において不利になる場合がある。
The ratio of the amount of epoxy groups (emol) to the amount of phenolic hydroxyl groups (fmol) contained in the epoxy resin, the substituted or unsubstituted phenol novolac resin and the block copolymer is e / f = 0.5 to 1 It is desirable to be in the range of 0.5, and if e / f is out of the above range, it may be disadvantageous in physical properties such as curability and low stress.

本発明の組成物には、更に必要により各種の添加剤を添
加することができる。例えばワックス類、ステアリン酸
などの脂肪酸及びその金属塩等の離型剤、カーボンブラ
ック等の顔料、難燃化剤、その他の添加剤の1種又は2
種以上を配合することができる。
If desired, various additives can be added to the composition of the present invention. For example, one or two of waxes, releasing agents such as fatty acids such as stearic acid and metal salts thereof, pigments such as carbon black, flame retardants, and other additives.
More than one species can be blended.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、その製造に際し上述し
た成分の所定量を均一に攪拌、混合し、予め70〜95
℃に加熱してあるニーダー、ロール、エクストルーダー
などにより混練、冷却し、粉砕するなどの方法で得るこ
とができる。ここで、成分の配合順序に特に制限はな
い。
In the production of the epoxy resin composition of the present invention, predetermined amounts of the above-mentioned components are uniformly stirred and mixed, and 70 to 95 is prepared in advance.
It can be obtained by a method such as kneading with a kneader, roll, extruder or the like heated to ℃, cooling and pulverizing. Here, there is no particular limitation on the order of mixing the components.

かくして得られる本発明の組成物はDIP型、フラット
パック型、PLCC型、SO型等の半導体装置の封止用
に有効に使用でき、この場合、成形は従来より採用され
ている成形法、例えばトランスファ成形、インジェクシ
ョン成形、注型法などを採用して行なうことができる。
なお、エポキシ脂組成物の成形温度は150〜180
℃、ポストキュアーは150〜180℃で2〜16時間
行なうことが好ましい。
The composition of the present invention thus obtained can be effectively used for encapsulating a semiconductor device such as a DIP type, a flat pack type, a PLCC type, and an SO type. In this case, the molding is performed by a conventionally adopted molding method, for example, It can be performed by adopting transfer molding, injection molding, casting method or the like.
The molding temperature of the epoxy resin composition is 150 to 180.
The post-curing is preferably performed at 150 to 180 ° C. for 2 to 16 hours.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、
上述したカップリング剤を配合したことにより、フレー
ム、シリコンチップに対する接着性に優れ、耐湿性、特
に吸湿半田後の耐湿性が良好で、このため本発明のエポ
キシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置は信頼
性に優れたものである。
As explained above, the epoxy resin composition of the present invention,
By incorporating the above-mentioned coupling agent, the adhesiveness to the frame and the silicon chip is excellent, and the moisture resistance, especially the moisture resistance after moisture absorption soldering is good. Therefore, sealing with the cured product of the epoxy resin composition of the present invention The manufactured semiconductor device has excellent reliability.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
い。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

なお、以下の例において部はいずれも重量部である。In the following examples, all parts are parts by weight.

〔実施例1〜11、比較例1〜4〕 第1表に示す成分を熱二本ロールにて均一に溶融混合
し、冷却、粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。
[Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 4] The components shown in Table 1 were uniformly melt-mixed with a hot double roll, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition.

これらの組成物につき、次の(イ)〜(ト)の諸試験を
行なった。結果を第1表に併記する。
The following tests (a) to (g) were conducted on these compositions. The results are also shown in Table 1.

(イ)スパイラルフロー値 EMMI規格に準じた金型を使用して、180℃、70
kg/cm2の条件で測定した。
(A) Spiral flow value Using a mold conforming to the EMMI standard, 180 ° C, 70
It was measured under the condition of kg / cm 2 .

(ロ)機械的強度(曲げ強度及び曲げ弾性率) JIS−K6911に準じて180℃、70kg/cm2
成形時間2分の条件で10×4×100mmの抗折棒を成
形し、180℃で4時間ポストキュアーしたものについ
て測定した。
(B) Mechanical strength (flexural strength and flexural modulus) 180 ° C., 70 kg / cm 2 , according to JIS-K6911
Measurement was performed on a 10 × 4 × 100 mm bending bar molded under the condition of a molding time of 2 minutes and post-cured at 180 ° C. for 4 hours.

(ハ)膨張係数、ガラス転移温度 4mmφ×15mmの試験片を用いて、ディラトメーターに
より毎分5℃の速さで昇温した時の値を測定した。
(C) Expansion coefficient, glass transition temperature Using a test piece of 4 mmφ × 15 mm, the value when the temperature was raised at a rate of 5 ° C./min was measured by a dilatometer.

(ニ)接着性(I) 図面に示すパッケージを成形条件175℃×2分で成形
し、180℃で4時間ポストキュアーした後、フレーム
(材質:42アロイ、厚さ:0.25mm)の引き抜き力
を測定した。
(D) Adhesiveness (I) The package shown in the drawing is molded under molding conditions of 175 ° C. × 2 minutes, post-cured at 180 ° C. for 4 hours, and then the frame (material: 42 alloy, thickness: 0.25 mm) is pulled out. The force was measured.

なお、図面において、1はフレーム、2は封止樹脂であ
る。また、寸法はmmである。
In the drawings, 1 is a frame and 2 is a sealing resin. The dimensions are mm.

(ホ)耐湿性(I) 9.0×4.5×0.5mmの大きさのシリコンチップを
20PINのPLCCフレームに接着し、これにエポキ
シ樹脂組成物成形条件180℃×2分で成形し、180
℃で4時間ポストキュアーした。
(E) Moisture resistance (I) A silicon chip with a size of 9.0 × 4.5 × 0.5 mm is adhered to a PLC frame of 20 PIN, and the epoxy resin composition is molded under the condition of 180 ° C. × 2 minutes. , 180
Post cure at 4 ° C for 4 hours.

これを85℃/85%RHの雰囲気中に72時間放置し
た後、温度260℃の半田浴に浸漬し、次いで130℃
/85%RHの雰囲気中に放置し、100時間後のAl
腐食発生率を測定した。なお、Alのパターン巾は5μ
mである。
This is left in an atmosphere of 85 ° C / 85% RH for 72 hours, then immersed in a solder bath at a temperature of 260 ° C, and then 130 ° C.
/ Allow 100 hours after leaving in the atmosphere of 85% RH
The corrosion incidence was measured. The pattern width of Al is 5μ.
m.

(ヘ)耐湿性(II) 8.0×10.0×0.5mmの大きさのシリコンチップ
を10×14×2.3mmの大きさのフラットパッケージ
に接着し、これにエポキシ樹脂組成物を成形条件180
℃×2分で成形し、180℃で4時間ポストキュアーし
た。
(F) Moisture resistance (II) A silicon chip with a size of 8.0 × 10.0 × 0.5 mm is adhered to a flat package with a size of 10 × 14 × 2.3 mm, and an epoxy resin composition is applied to this. Molding condition 180
It was molded at ℃ × 2 minutes and post-cured at 180 ℃ for 4 hours.

これを85℃/85%RHの雰囲気中に48時間放置し
た後、温度260℃の半田浴に浸漬し、次いで121℃
/100%RHの雰囲気中に放置し、100時間後のA
l腐食発生率を測定した。なお、Alのパターン巾は5
μmである。
This was left in an atmosphere of 85 ° C / 85% RH for 48 hours, then immersed in a solder bath at a temperature of 260 ° C, and then 121 ° C.
/ 100% RH, 100 hours after leaving
l Corrosion incidence was measured. The pattern width of Al is 5
μm.

(ト)接着性(II) 9.0×4.5×0.5mmの大きさのシリコンチップを
14PIN−ICフレーム(42アロイ)に接着し、こ
れにエポキシ樹脂組成物を成形条件180℃×2分で成
形し、180℃で4時間ポストキュアーした後、121
℃/100%RHの雰囲気中に24時間放置し、次いで
215℃/30秒半田浸漬を行なった。
(G) Adhesiveness (II) A silicon chip having a size of 9.0 × 4.5 × 0.5 mm is adhered to a 14PIN-IC frame (42 alloy), and an epoxy resin composition is formed thereon under a molding condition of 180 ° C. × Molded in 2 minutes and post-cured at 180 ° C for 4 hours, then 121
The sample was left to stand in an atmosphere of ° C / 100% RH for 24 hours, and then immersed in solder at 215 ° C / 30 seconds.

これについて、超音波探傷装置(日立AT5000)で
チップと封止材界面の接着性を調べ、下記の基準で評価
した。
About this, the adhesiveness of the interface between the chip and the sealing material was examined with an ultrasonic flaw detector (Hitachi AT5000), and evaluated according to the following criteria.

○:極めて良好 △:良 好 ×:不 良 (1)エポキシ樹脂(I) EOCN1020-70(日本化薬製) エポキシ当量196 (2)エポキシ樹脂(II) EPPN501H(日本化薬製) エポキシ当量162 (3)Br化エポキシ樹脂 BREN-S(日本化薬製) エポキシ当量280 (4)フェノールノボラック樹脂 KH3488(大日本インキ社製) フェノール当量11
0 (5)ブロック共重合体 との付加反応物 〔エポキシ当量305,オルガノポリシロキサン分34
重量%〕 (但し、式中の添数字は平均値を示す。) (6)石英粉末(I) 平均粒径12μm,粒径75μm以上の含有量0.1重
量%のシリカ。
○: Very good △: Good ×: Poor (1) Epoxy Resin (I) EOCN1020-70 (Nippon Kayaku) Epoxy Equivalent 196 (2) Epoxy Resin (II) EPPN501H (Nippon Kayaku) Epoxy Equivalent 162 (3) Br Epoxy Resin BREN-S (Japan Kayaku) Epoxy equivalent 280 (4) Phenol novolac resin KH3488 (Dainippon Ink and Chemicals) Phenol equivalent 11
0 (5) Block copolymer When Addition reaction product with [epoxy equivalent 305, organopolysiloxane 34
% By weight] (However, the subscripts in the formula indicate average values.) (6) Quartz powder (I) Silica having an average particle size of 12 μm and a particle size of 75 μm or more and a content of 0.1% by weight.

(7)石英粉末(II) 平均粒径0.5μm,比表面積6m2/gのシリカ。(7) Quartz powder (II) Silica having an average particle size of 0.5 μm and a specific surface area of 6 m 2 / g.

(8)カップリング剤(I) プロシル(Prosil)2210(SCM社製) (9)カップリング剤(II) (10)カップリング剤(III) (11)γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
KBM403E(信越化学社製)
(8) Coupling agent (I) Prosil 2210 (manufactured by SCM) (9) Coupling agent (II) (10) Coupling agent (III) (11) γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane
KBM403E (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

【図面の簡単な説明】 図面は接着性(I)試験で使用したパッケージを示す斜
視図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawing is a perspective view showing a package used in the adhesion (I) test.

───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 23/29 23/31 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 23/29 23/31

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エポキシ樹脂、置換又は非置換のノボラッ
ク型フェノール樹脂及び無機質充填剤を主成分とするエ
ポキシ樹脂組成物において、下記一般式(1) (但し、Yはメトキシ基、エトキシ基、プロペノキシ
基、メチル基、及びエチル基から選ばれる同種又は異種
の基であるが、少なくとも1つはメトキシ基、エトキシ
基又はプロペノキシ基である。また、l,mはそれぞれ
1〜3の整数、l+m=4、nは2〜10の整数であ
る。) で示されるシランとγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシランとを重量比として1:0〜1:5の割合で配
合すると共に、水を上記両シランの合計量100重量部
に対し10重量部以下の割合で配合し、1,8−ジアザ
ビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7を上記両シランの合計
量100重量部に対し2重量部以下の割合で配合してな
ることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
1. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin, a substituted or unsubstituted novolac type phenol resin and an inorganic filler as main components, wherein the following general formula (1) (However, Y is a same or different group selected from a methoxy group, an ethoxy group, a propenoxy group, a methyl group, and an ethyl group, but at least one is a methoxy group, an ethoxy group, or a propenoxy group. , M are integers of 1 to 3, 1 + m = 4, and n is an integer of 2 to 10). 1 to 0: 1 by weight ratio of silane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane. 5 parts, and water in an amount of 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of both silanes, and 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 was added to the total amount of both silanes. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is compounded in a proportion of 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight.
【請求項2】請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物の硬化物で封止された半導体装置。
2. A semiconductor device encapsulated with a cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1.
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