JPH082936B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation

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JPH082936B2
JPH082936B2 JP30596586A JP30596586A JPH082936B2 JP H082936 B2 JPH082936 B2 JP H082936B2 JP 30596586 A JP30596586 A JP 30596586A JP 30596586 A JP30596586 A JP 30596586A JP H082936 B2 JPH082936 B2 JP H082936B2
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裕彦 香川
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関す
るものである。さらに詳しくは、この発明は、耐熱衝撃
性とともに、吸湿、および半田処理後の耐湿性にも優れ
た半導体封止用のエポキシ樹脂組成物に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. More specifically, the present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is excellent not only in thermal shock resistance but also in moisture absorption and moisture resistance after soldering.

(背景技術) 半導体封止用材料としてのエポキシ樹脂については、
該樹脂に低応力を付与することを目的に、従来よりシリ
コン系改質剤、さらにはゴム、低応力樹脂などを用いる
ことが検討されてきている。
(Background Art) Regarding epoxy resin as a material for semiconductor encapsulation,
For the purpose of imparting a low stress to the resin, it has been conventionally considered to use a silicon-based modifier, rubber, a low stress resin and the like.

しかしながら、これまでの検討の状況では、従来のシ
リコン系改質剤などによっては、低応力化とともに、耐
湿性という封止材にとって重要な性能とが両立しないと
いう重大な問題があった。
However, in the situation of the investigation so far, there has been a serious problem that the conventional silicon-based modifiers and the like have a low stress and are incompatible with moisture resistance, which is an important performance for the sealing material.

また、最近の傾向として、ICパッケージの薄型化、小
型化がさらに進む方向にあり、ユーザーの要求も厳しく
なってきており、従来にないような加速評価により半導
体の信頼性を評価するようになっている。その代表的な
例として、SDP、FPにおける複合信頼性の評価がある。
In addition, as a recent trend, IC packages are becoming thinner and smaller, and user demands are becoming stricter, and semiconductor reliability is being evaluated by unprecedented accelerated evaluation. ing. As a typical example, there is evaluation of compound reliability in SDP and FP.

このような状況において、パッケージをある一定の条
件下で吸湿させた後、および半田処理した後の耐湿性の
向上や、これら処理においてのパッケージの耐クラック
性の向上などが一層必要になっている。しかしながら、
これらの課題に対処するには、従来の低応力化の方法で
は限界があり、満足のいくものではなかった。
In such a situation, there is a further need to improve the moisture resistance of the package after absorbing moisture under certain conditions and after soldering, and to improve the crack resistance of the package in these treatments. . However,
In order to deal with these problems, the conventional methods for reducing the stress have limitations and are not satisfactory.

このため、熱衝撃を受けた場合の耐クラック性に優れ
るとともに、耐湿性、特に吸湿や半田処理後の耐湿性に
優れた半導体封止用のエポキシ樹脂組成物の実現が強く
望まれていた。
Therefore, it has been strongly desired to realize an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is excellent in crack resistance when it is subjected to thermal shock and is also excellent in moisture resistance, particularly moisture absorption and moisture resistance after soldering.

(発明の目的) この発明は、上記の通りの事情を鑑みてなされたもの
であり、吸湿後の半田処理などの複合処理した際の耐ク
ラック性を向上させるとともに、これら処理後の耐湿性
をも向上させる半導体封止用のエポキシ樹脂組成物を提
供することを目的としている。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and improves the crack resistance at the time of composite treatment such as solder treatment after moisture absorption, and at the same time, improves the moisture resistance after these treatments. Another object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that also improves

(発明の開示) この発明の半導体封止用のエポキシ樹脂組成物は上記
の目的を実現するために、エポキシ樹脂またはフェノー
ルノボラック樹脂にシリコンゴムパウダー、変性シリコ
ン樹脂およびアルコキシシラン類を溶融して反応させた
低応力変性エポキシ樹脂または低応力変性フェノールノ
ボラック樹脂を含有することを特徴としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is a reaction in which an epoxy resin or a phenol novolac resin is melted with a silicone rubber powder, a modified silicone resin and an alkoxysilane. It is characterized by containing the low stress modified epoxy resin or the low stress modified phenol novolac resin.

この発明に用いる低応力変性エポキシ樹脂または低応
力変性フェノールノボラック樹脂を得るためのエポキシ
樹脂またはフェノールノボラック樹脂の種類には格別の
限定はない。通常用いられているものが適宜に使用され
る。
There is no particular limitation on the type of epoxy resin or phenol novolac resin for obtaining the low stress modified epoxy resin or low stress modified phenol novolac resin used in the present invention. What is usually used is appropriately used.

たとえば、エポキシ樹脂としては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、
ハロゲン化エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ
樹脂などがあげられる。
For example, as the epoxy resin, a glycidyl ether type epoxy resin, a glycidyl ester type epoxy resin,
Examples thereof include halogenated epoxy resin and bisphenol A type epoxy resin.

変性シリコン樹脂としては、官能基として、エポキシ
基、アミノ基、エポキシグリコール基、カルビノール
基、エポキシアラルキル基、エポキシポリエーテル基、
カルボキシル基などにより変性したシリコン樹脂を用い
ることができる。好適なものとしては、たとえば、エポ
キシ変性シリコン樹脂、アミノ変性シリコン樹脂があ
る。これら変性シリコン樹脂としては1種または2種以
上併用して用いることができる。
As the modified silicone resin, as a functional group, an epoxy group, an amino group, an epoxy glycol group, a carbinol group, an epoxy aralkyl group, an epoxy polyether group,
A silicone resin modified with a carboxyl group or the like can be used. Suitable examples include epoxy-modified silicone resin and amino-modified silicone resin. These modified silicone resins may be used alone or in combination of two or more.

変性シリコン樹脂の添加量としては、特に限定するも
のではないが、ベース樹脂100重量部に対して、0.5〜20
重量部の範囲で用いるのが好ましい。
The amount of the modified silicone resin added is not particularly limited, but is 0.5 to 20 with respect to 100 parts by weight of the base resin.
It is preferably used in the range of parts by weight.

シリコンゴムパウダーとしては、分子の一部末端にエ
ポキシ基を有するのが好ましい。このエポキシ基により
ベースのエポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂、さ
らには変性シリコン樹脂との相溶性と反応性が向上する
ためである。エポキシ基の含有量としては、シリコンゴ
ムパウダーに対し、0.1〜10%が好ましい。
The silicone rubber powder preferably has an epoxy group at a part of the molecule. This is because the epoxy group improves the compatibility and reactivity with the base epoxy resin, the phenol novolac resin, and the modified silicone resin. The content of the epoxy group is preferably 0.1 to 10% with respect to the silicone rubber powder.

このシリコンゴムパウダーの添加量としては、ベース
樹脂100重量部に対し、0.5〜20重量部の範囲とするのは
好ましい。
The addition amount of the silicone rubber powder is preferably in the range of 0.5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin.

アルコキシシラン類としては、エポキシ変性したもの
が好適である。このエポキシ変性により、シリコンゴム
の場合と同様に、ベース樹脂のエポキシ樹脂、ウェノー
ルノボラック樹脂、さらには変性シリコン樹脂との相溶
性と反応性が向上するためである。アルコキシシラン類
の添加量としては、ベース樹脂100重量部に対し、0.1〜
10重量部が好ましい。
As the alkoxysilanes, epoxy-modified ones are preferable. This is because the epoxy modification improves the compatibility and reactivity with the epoxy resin of the base resin, the wenol novolac resin, and the modified silicone resin, as in the case of the silicone rubber. The amount of alkoxysilane added is 0.1 to 100 parts by weight of the base resin.
10 parts by weight is preferred.

この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポ
キシ樹脂またはフェノールノボラック樹脂に変性シリコ
ン樹脂、シリコンゴムパウダーおよびアルコキシシラン
類を混合し、およそ80〜170℃の温度で、0.5〜20時間反
応させて得た低応力変性エポキシ樹脂または低応力変性
フェノールノボラック樹脂を使用する。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is a mixture of an epoxy resin or a phenol novolac resin with a modified silicone resin, a silicone rubber powder and alkoxysilanes, and reacted at a temperature of about 80 to 170 ° C. for 0.5 to 20 hours. The low stress modified epoxy resin or the low stress modified phenol novolac resin obtained in this way is used.

このように前もってエポキシ樹脂またはフェノールノ
ボラック樹脂を低応力変性処理することにより、従来の
封止材にはない耐熱衝撃性、さらには吸湿後の半田処理
のような、複合処理後の耐クラック性、耐湿性に優れた
封止材用のエポキシ樹脂成型材料が得られる。
Thus, by subjecting the epoxy resin or the phenol novolac resin to a low stress denaturing treatment in advance, thermal shock resistance not present in conventional encapsulants, and further soldering treatment after absorbing moisture, such as crack resistance after a composite treatment, An epoxy resin molding material for a sealing material having excellent moisture resistance can be obtained.

また、これらの封止材用の低応力変性エポキシ樹脂ま
たは低応力変性フェノールノボラック樹脂には、配合成
分として、シリカ粉体などの無機充填剤、着色剤、難燃
剤などを適宜に用いることもできる。
Further, in the low stress modified epoxy resin or the low stress modified phenol novolac resin for these encapsulants, an inorganic filler such as silica powder, a colorant, a flame retardant, etc. can be appropriately used as a compounding component. .

この発明のエポキシ樹脂組成物については、その優れ
た特性から、液状封止材あるいはフェノール成形材料と
しても有用なものである。
The epoxy resin composition of the present invention is also useful as a liquid sealing material or a phenol molding material because of its excellent properties.

次に実施例を示し、さらに具体的にこの発明について
説明する。もちろん、この発明は、以下の実施例によっ
て限定されるものではない。様々な態様が可能であるこ
とはいうまでもない。
Next, examples will be shown and the present invention will be described more specifically. Of course, the present invention is not limited by the following embodiments. It goes without saying that various modes are possible.

実施例1 エポキシ樹脂160gに対して、アミノ変性シリコン5g、
エポキシ変性シリコン10g、シリコンゴムパウダー30g、
アルコキシシラン4gを混合し、120℃の温度で5時間反
応させた。その後、生成物を冷却して変性エポキシ樹脂
を得た。
Example 1 5 g of amino-modified silicone to 160 g of epoxy resin,
Epoxy modified silicone 10g, silicone rubber powder 30g,
4 g of alkoxysilane was mixed and reacted at a temperature of 120 ° C. for 5 hours. Then, the product was cooled to obtain a modified epoxy resin.

この変性エポキシ樹脂を用いて、次の組成からなるエ
ポキシ樹脂組成物を製造した。
An epoxy resin composition having the following composition was produced using this modified epoxy resin.

変性エポキシ樹脂 209(g) フェノールノボラック樹脂 90 ブロム化エポキシ樹脂 20 三酸化アンチモン 30 カルナバワックス 4 C11Z 3 カーボンブラック 4 シリカ 640 得られたエポキシ樹脂組成物を用いて半導体封止材と
しての性能を評価した。試料としては、2.3×3.2mmのチ
ップサイズに平行アルミパターンを配線(線幅、間隔、
5μ,5μ)したアルミTEGを18pSOPにパッケージしたも
のを用いた。
Modified epoxy resin 209 (g) Phenol novolac resin 90 Brominated epoxy resin 20 Antimony trioxide 30 Carnauba wax 4 C 11 Z 3 Carbon black 4 Silica 640 Performance of semiconductor encapsulant using the obtained epoxy resin composition evaluated. As a sample, wiring a parallel aluminum pattern to the chip size of 2.3 × 3.2 mm (line width, spacing,
5μ, 5μ) aluminum TEG packaged in 18p SOP was used.

評価試験条件は、次の通りとした。 The evaluation test conditions were as follows.

吸 湿: 133℃、 100%RH、 15時間 半 田: 260℃/10秒 (半田浸漬) P C T: 151℃、 100%RH (50%累積不良時間) その結果は表−1に示した通りであった。吸湿および
半田処理後のクラックは全く認められなかった。また、
吸湿、半田およびPCT処理後の50%不良時間も200時間と
非常に優れていた。
Moisture absorption: 133 ℃, 100% RH, 15 hours Half field: 260 ℃ / 10 seconds (solder immersion) PCT: 151 ℃, 100% RH (50% cumulative failure time) The results are shown in Table-1. there were. No cracks were observed after moisture absorption and soldering. Also,
The 50% failure time after moisture absorption, soldering and PCT treatment was also very good at 200 hours.

実施例2 エポキシ樹脂160gに対して、アミノ変性シリコン5g、
シリコンゴムパウダー30g、アルコキシシラン4gを混合
し、140℃で4時間反応させた。その後冷却して、変性
エポキシ樹脂を得た。
Example 2 5 g of amino-modified silicone to 160 g of epoxy resin,
30 g of silicone rubber powder and 4 g of alkoxysilane were mixed and reacted at 140 ° C. for 4 hours. Then, it cooled and the modified epoxy resin was obtained.

この変性エポキシ樹脂を用いて次の組成からなるエポ
キシ樹脂組成物を製造した。
An epoxy resin composition having the following composition was produced using this modified epoxy resin.

変性エポキシ樹脂 195(g) フェノールノボラック樹脂 90 ブロム化エポキシ樹脂 20 三酸化アンチモン 30 カルナバワックス 4 C11Z 3 カーボンブラック 4 シリカ 640 得られた組成物を実施例1と同様にして性能評価し
た。その結果は表−1に示した通りであった。実施例1
と同様に耐熱衝撃性、耐湿性に優れていた。
Modified epoxy resin 195 (g) Phenolic novolac resin 90 Brominated epoxy resin 20 Antimony trioxide 30 Carnauba wax 4 C 11 Z 3 Carbon black 4 Silica 640 The composition obtained was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. Example 1
It was also excellent in thermal shock resistance and moisture resistance.

実施例3 フェノールノボラック樹脂160gに対して、アミノ変性
シリコン5g、エポキシ変性シリコン10g、シリコンゴム
パウダー30g、アルコキシシラン4gを混合し、120℃で5
時間反応させた。
Example 3 To 160 g of phenol novolac resin, 5 g of amino-modified silicone, 10 g of epoxy-modified silicone, 30 g of silicone rubber powder and 4 g of alkoxysilane were mixed, and the mixture was mixed at 120 ° C. for 5 hours.
Allowed to react for hours.

得られた変性フェノールノボラック樹脂を用いて次の
組成からなる組成物を製造した。
A composition having the following composition was produced using the obtained modified phenol novolac resin.

変性フェノールノボラック樹脂 139(g) エポキシ樹脂 160 ブロム化エポキシ樹脂 20 三酸化アンチモン 30 カルナバワックス 4 C11Z 3 カーボンブラック 4 シリカ 640 得られた組成物を実施例1と同様にして性能評価し
た。その結果は表−1に示した通りであった。
Modified phenol novolac resin 139 (g) Epoxy resin 160 Brominated epoxy resin 20 Antimony trioxide 30 Carnauba wax 4 C 11 Z 3 Carbon black 4 Silica 640 The performance of the composition obtained was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

吸湿および半田後のクラックは全く認められなかっ
た。また、吸湿、半田およびPCT処理後の50%不良時間
も200時間と非常に優れていた。
No moisture absorption or cracks after soldering were observed. The 50% failure time after moisture absorption, soldering and PCT treatment was also 200 hours, which was excellent.

比較例1 比較のために、次の組成からなるエポキシ樹脂組成物
を製造した。
Comparative Example 1 For comparison, an epoxy resin composition having the following composition was produced.

エポキシ樹脂 160(g) フェノールノボラック樹脂 90 ブロム化エポキシ樹脂 20 三酸化アンチモン 30 カルナバワックス 4 C11Z 3 カーボンブラック 4 カップリング剤 4 シリカ 640 このあらかじめ変性していないエポキシ樹脂、フェノ
ールノボラック樹脂を用いた組成物についても、実施例
1と同様の方法により性能評価した。
Epoxy resin 160 (g) Phenol novolac resin 90 Brominated epoxy resin 20 Antimony trioxide 30 Carnauba wax 4 C 11 Z 3 Carbon black 4 Coupling agent 4 Silica 640 This pre-modified epoxy resin and phenol novolac resin were used. The performance of the composition was evaluated in the same manner as in Example 1.

その結果は表−1に示した通りであり、耐熱衝撃性、
耐湿性ともに、実施例1〜3のものに比べてはるかに劣
っていた。
The results are shown in Table-1, which shows thermal shock resistance,
Both of the moisture resistance were far inferior to those of Examples 1 to 3.

比較例2 比較例1で用いた組成物にさらにエポキシ変性シリコ
ン10g、アミノ変性シリコン5g、シリコンゴム30gを加え
た組成物を製造した。
Comparative Example 2 A composition was prepared by further adding 10 g of epoxy-modified silicone, 5 g of amino-modified silicone, and 30 g of silicone rubber to the composition used in Comparative Example 1.

この場合の封止材としての性能も、実施例1と同様に
して評価した。表−1に示したように、実施例1〜3に
比べてはるかに劣っていた。
The performance as a sealing material in this case was also evaluated in the same manner as in Example 1. As shown in Table-1, it was far inferior to Examples 1 to 3.

比較例3 比較例1で用いた組成物にさらにアミノ変性シリコン
5g、シリコンゴム30gを加えた組成物を製造した。
Comparative Example 3 The composition used in Comparative Example 1 was further supplemented with amino-modified silicone.
A composition containing 5 g and 30 g of silicone rubber was produced.

この場合の封止材としての性能も実施例1と同様にし
て評価したが、表−1に示したように、実施例1〜3に
比べてはるかに劣っていた。
The performance as a sealing material in this case was also evaluated in the same manner as in Example 1, but as shown in Table 1, it was far inferior to Examples 1 to 3.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 23/31

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エポキシ樹脂またはフェノールノボラック
樹脂にシリコンゴムパウダー,変性シリコン樹脂および
アルコキシシラン類を溶融して反応させた低応力変性エ
ポキシ樹脂または低応力変性フェノールノボラック樹脂
を含有す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. A low stress modified epoxy resin or a low stress modified phenol novolac resin obtained by melting and reacting an epoxy resin or a phenol novolac resin with a silicon rubber powder, a modified silicone resin and an alkoxysilane. Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
JP30596586A 1986-12-22 1986-12-22 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation Expired - Lifetime JPH082936B2 (en)

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