JPH09208807A - Epoxy resin composition for sealing material and semiconductor device using the same - Google Patents

Epoxy resin composition for sealing material and semiconductor device using the same

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JPH09208807A
JPH09208807A JP1472696A JP1472696A JPH09208807A JP H09208807 A JPH09208807 A JP H09208807A JP 1472696 A JP1472696 A JP 1472696A JP 1472696 A JP1472696 A JP 1472696A JP H09208807 A JPH09208807 A JP H09208807A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin
resin composition
sealing material
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP1472696A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuzo Hara
竜三 原
Yoshihiro Miyatani
至洋 宮谷
Takayuki Ichikawa
貴之 市川
Hironori Ikeda
博則 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09208807A publication Critical patent/JPH09208807A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an epoxy ewsin compsn. for a sealing material excellent in adhesion to a lead frame and mold release by compounding an epoxy resin with a hardner, an inorg. filler, a specific mold release, and an organosilazane. SOLUTION: This compsn. in an amt. of 100 pts.wt. comprises an epoxy resin, a hardner, 60-95 pts.wt. inorg. filler, 0.05-0.5 pt.wt. compd. having a linkage represented by -OCO-NH-COO-as a mold release, and 0.2-1.0 pt.wt. organosilazane represented by the formula (wherein R<1> to R<8> are each H or a 1-3C hydrocarbon group; and (n) is 0 or a positive integer) having 1-4 silicon atoms as a coupling agent.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の封止に使用される封止材用エポキシ樹脂組成物に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and an epoxy resin composition for an encapsulant used for encapsulating the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置などの電子部品の封止方法と
して、セラミックや、熱硬化性樹脂を用いる方法が、従
来より行われている。なかでも、エポキシ樹脂組成物に
よる封止が、経済性及び性能のバランスより好ましく、
広く行われている。このエポキシ樹脂組成物により封止
された半導体装置は、例えばリードフレーム用金属上に
半導体チップを搭載し、その半導体チップとリードフレ
ームをボンディングワイヤー等を用いて電気的に接続
し、半導体チップの全体及びリードフレームの一部を、
封止材用エポキシ樹脂組成物(以下封止樹脂と記す)で
封止して形成されている。
2. Description of the Related Art As a method for sealing electronic components such as semiconductor devices, a method using ceramic or thermosetting resin has been conventionally used. Among them, encapsulation with an epoxy resin composition is more preferable than the balance between economic efficiency and performance,
Widely used. A semiconductor device sealed with this epoxy resin composition has, for example, a semiconductor chip mounted on a lead frame metal, and the semiconductor chip and the lead frame are electrically connected using a bonding wire or the like. And part of the lead frame,
It is formed by sealing with an epoxy resin composition for a sealing material (hereinafter referred to as a sealing resin).

【0003】封止樹脂で封止する方法としては、一般に
トランスファー成形が行われている。このトランスファ
ー成形で封止をするとき、封止樹脂の硬化物(以下樹脂
硬化物と記す)と金型とが接着して離れにくくなる場合
があり、金型と樹脂硬化物の離型性の改良のために、封
止樹脂に離型剤を配合して離型性を改良する方法が検討
されている。この離型剤としては、天然カルナバや、モ
ンタン酸等、高級脂肪酸又はそのエステルが一般に使用
されている。
Transfer molding is generally used as a method of sealing with a sealing resin. When sealing is performed by this transfer molding, a cured product of the sealing resin (hereinafter referred to as a resin cured product) and the mold may adhere to each other and become difficult to separate from each other. For the purpose of improvement, a method of incorporating a release agent into the sealing resin to improve the releasability has been studied. As this release agent, natural carnauba, higher fatty acids such as montanic acid or esters thereof are generally used.

【0004】また、電子部品の樹脂硬化物が吸湿する
と、電子部品を実装する時のハンダ付けの熱衝撃によ
り、吸湿水分が急激に膨張して、樹脂硬化物の内部にク
ラックが発生し、信頼性が低下するという問題が発生す
る場合があった。そのため吸湿ハンダクラック性の改良
として、封止樹脂中に無機充填材を充填することにより
封止樹脂中の吸湿しやすい成分であるエポキシ樹脂の割
合を減らし樹脂硬化物の吸湿量を減らす方法や、無機充
填材の表面をシランカップリング剤等により処理したも
のを用いる方法等が検討されている。
Further, when the resin cured product of the electronic component absorbs moisture, the absorbed moisture rapidly expands due to thermal shock of soldering when mounting the electronic component, and a crack is generated inside the cured resin product, which is reliable. There was a case where the problem that the property deteriorates occurred. Therefore, as an improvement of moisture absorption solder cracking property, a method of reducing the moisture absorption of the resin cured product by reducing the proportion of the epoxy resin, which is a component that easily absorbs moisture in the sealing resin by filling the sealing resin with an inorganic filler, A method of using an inorganic filler whose surface is treated with a silane coupling agent or the like has been studied.

【0005】しかし、離型剤を加えて離型性を改良し、
更に無機充填材を高い比率で加えて耐ハンダクラック性
を改良した封止樹脂を用いて封止した場合、リードフレ
ームと樹脂硬化物との密着強度が低下する場合があっ
た。リードフレームと樹脂硬化物との密着強度が低下す
ると、大型トランジスター等の大型ディスクリート部品
を封止するとき、パッケージ表面にふくれが発生した
り、小型の部品であっても、ハンダ付けの熱衝撃で、リ
ードフレームと樹脂硬化物との間にクラックが発生する
場合があり、金型との離型性を満足しながら、リードフ
レームと接着強度が高い封止ができる封止樹脂が求めら
れている。
However, a release agent is added to improve the releasability,
Further, when a sealing resin having improved solder crack resistance by adding a high proportion of an inorganic filler is used for sealing, the adhesion strength between the lead frame and the resin cured product may decrease. If the adhesion strength between the lead frame and the resin cured product decreases, the package surface will swell when sealing large discrete components such as large transistors, and even small components will be affected by the thermal shock of soldering. In some cases, cracks may occur between the lead frame and the resin cured product, and there is a demand for an encapsulating resin capable of encapsulating with high adhesive strength with the lead frame while satisfying the mold releasability from the mold. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、エポキシ樹脂、硬化
剤、無機充填材、離型剤及びカップリング剤を配合して
なる封止樹脂(封止材用エポキシ樹脂組成物)であっ
て、その中に、無機充填材を高い比率で含有する封止樹
脂において、リードフレームと樹脂硬化物との接着強度
及び金型と樹脂硬化物との離型性が共に優れた封止がで
きる封止樹脂を提供することを目的とする。またその封
止樹脂を用いた、リードフレームと樹脂硬化物との接着
強度が優れた半導体装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is a sealing material containing an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a release agent and a coupling agent. A sealing resin (epoxy resin composition for encapsulating material), in which an inorganic filler is contained in a high proportion, in the encapsulating resin, the adhesive strength between the lead frame and the resin cured product and the die and resin curing It is an object of the present invention to provide a sealing resin capable of sealing with excellent releasability from an object. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device using the sealing resin and having excellent adhesive strength between a lead frame and a cured resin.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、発明者らは種々検討を重ねた結果、離型剤として下
記式(a)で表される構造を有する化合物を配合し、カ
ップリング剤としてオルガノシラザンを配合すると、リ
ードフレームと樹脂硬化物との接着強度が優れ、かつ金
型との離型性が優れた封止ができることを見い出し課題
を解決した。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the inventors have conducted various studies and as a result, compounded a compound having a structure represented by the following formula (a) as a release agent, and conducted a coupling. The inventors have found that when organosilazane is blended as an agent, the adhesive strength between the lead frame and the resin cured product is excellent, and the mold releasing property with respect to the mold can be excellently sealed, and the problem has been solved.

【0008】本発明の請求項1に係る封止樹脂(封止材
用エポキシ樹脂組成物)は、エポキシ樹脂、硬化剤、無
機充填材、離型剤及びカップリング剤を配合してなる封
止樹脂100重量部中に、無機充填材を60〜95重量
部含有する封止樹脂において、離型剤として、下記式
(a)で表される構造を有する化合物を含有し、カップ
リング剤としてオルガノシラザンを含有していることを
特徴とする。
The encapsulation resin (epoxy resin composition for encapsulant) according to claim 1 of the present invention is an encapsulation compounded with an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a release agent and a coupling agent. In a sealing resin containing 60 to 95 parts by weight of an inorganic filler in 100 parts by weight of a resin, a compound having a structure represented by the following formula (a) is contained as a release agent, and an organo compound is used as a coupling agent. It is characterized by containing silazane.

【0009】[0009]

【化2】 Embedded image

【0010】本発明の請求項2に係る封止樹脂は、請求
項1記載の封止樹脂において、オルガノシラザンの珪素
数が1〜4であることを特徴とする。
The sealing resin according to a second aspect of the present invention is the sealing resin according to the first aspect, characterized in that the organosilazane has a silicon number of 1 to 4.

【0011】本発明の請求項3に係る封止樹脂は、請求
項1又は請求項2記載の記載の封止樹脂において、上記
式(a)で表される構造を有する化合物を、封止樹脂1
00重量部に対して、0.05〜0.5重量部含有して
いることを特徴とする。
The encapsulating resin according to claim 3 of the present invention is the encapsulating resin according to claim 1 or 2, wherein a compound having a structure represented by the above formula (a) is added to the encapsulating resin. 1
It is characterized by containing 0.05 to 0.5 parts by weight with respect to 00 parts by weight.

【0012】本発明の請求項4に係る封止樹脂は、請求
項1から請求項3のいずれかに記載の封止樹脂におい
て、オルガノシラザンを、封止樹脂100重量部に対し
て、0.2〜1.0重量部含有していることを特徴とす
る。
The sealing resin according to claim 4 of the present invention is the sealing resin according to any one of claims 1 to 3, in which organosilazane is added to 100 parts by weight of the sealing resin. It is characterized by containing 2 to 1.0 parts by weight.

【0013】本発明の請求項5に係る封止樹脂は、請求
項1から請求項4のいずれかに記載の封止樹脂におい
て、エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ樹脂を含有
していることを特徴とする。
A sealing resin according to a fifth aspect of the present invention is the sealing resin according to any one of the first to fourth aspects, wherein the epoxy resin contains a biphenyl type epoxy resin. And

【0014】本発明の請求項6に係る封止樹脂は、請求
項1から請求項5のいずれかに記載の封止樹脂におい
て、エポキシ樹脂が、ジシクロペンタジエン型エポキシ
樹脂を含有していることを特徴とする。
The sealing resin according to claim 6 of the present invention is the sealing resin according to any one of claims 1 to 5, wherein the epoxy resin contains a dicyclopentadiene type epoxy resin. Is characterized by.

【0015】本発明の請求項7に係る半導体装置は、請
求項1から請求項6のいずれかに記載の封止樹脂を用い
て、リードフレームに搭載された半導体素子を封止して
なることを特徴とする。
A semiconductor device according to a seventh aspect of the present invention is obtained by encapsulating a semiconductor element mounted on a lead frame using the encapsulating resin according to any one of the first to sixth aspects. Is characterized by.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の封止樹脂は、少なくとも
エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材、離型剤として上記
式(a)で表される構造を有する化合物及びカップリン
グ剤としてオルガノシラザンを配合してなる。上記式
(a)で表される構造を有する化合物及びオルガノシラ
ザンを共に配合していることが重要であり、これらを共
に配合していない場合又は一方のみ配合している場合
は、リードフレームと樹脂硬化物の接着強度が低下す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The encapsulating resin of the present invention comprises at least an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a compound having a structure represented by the above formula (a) as a release agent, and an organosilazane as a coupling agent. Is compounded. It is important that the compound having the structure represented by the above formula (a) and the organosilazane are blended together, and if they are not blended together or if only one is blended, the lead frame and the resin The adhesive strength of the cured product decreases.

【0017】なお、上記式(a)で表される構造を有す
る化合物を、封止樹脂100重量部に対して、0.05
〜0.5重量部配合していることが好ましい。0.05
重量部未満の場合は、リードフレームと樹脂硬化物の接
着強度を改良する効果が小さく、0.5重量部を越えて
配合してもリードフレームと樹脂硬化物の接着強度に差
がなく、経済的でない。
The compound having the structure represented by the above formula (a) is added to 0.05 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the sealing resin.
It is preferable that the content is ˜0.5 parts by weight. 0.05
When the amount is less than the weight part, the effect of improving the adhesive strength of the lead frame and the resin cured product is small, and even when the amount exceeds 0.5 part by weight, there is no difference in the adhesive strength of the lead frame and the resin cured product, which is economical. Not relevant.

【0018】なお、離型剤としては、上記式(a)で表
される構造を有する化合物のみを配合していることに限
定するものではなく、更に必要に応じて天然カルナバ
や、ステアリン酸、モンタン酸等の直鎖脂肪酸及びその
金属塩、そのエステル等を配合してもよい。
The release agent is not limited to the compound having the structure represented by the above formula (a) alone, and if necessary, natural carnauba, stearic acid, Straight-chain fatty acids such as montanic acid, metal salts thereof, esters thereof and the like may be blended.

【0019】オルガノシラザンは、下記式(b)で表さ
れるシラン系カップリング剤である。なお式(b)中n
は0又は正の整数を表し、R1 〜R8 はそれぞれ水素又
は炭素数1〜3の炭化水素基を表す。
Organosilazane is a silane coupling agent represented by the following formula (b). In the formula (b), n
Represents 0 or a positive integer, and R 1 to R 8 each represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms.

【0020】[0020]

【化3】 Embedded image

【0021】なお、オルガノシラザンを、封止樹脂10
0重量部に対して、0.2〜1.0重量部配合している
ことが好ましい。0.2重量部未満の場合は、リードフ
レームと樹脂硬化物の接着強度を改良する効果が小さ
く、1.0重量部を越える場合は、封止樹脂中で充填材
の凝集が発生して問題となる。なお、式(b)中のnが
0であるオルガノジシラザンが、リードフレームと樹脂
硬化物の接着強度を改良する効果が大きく好ましい。
The organosilazane is added to the sealing resin 10
It is preferable to mix 0.2 to 1.0 parts by weight with respect to 0 parts by weight. If it is less than 0.2 parts by weight, the effect of improving the adhesive strength of the lead frame and the cured resin is small, and if it exceeds 1.0 parts by weight, the filler agglomerates in the sealing resin, causing a problem. Becomes Note that organodisilazane in which n in the formula (b) is 0 is preferable because it has a large effect of improving the adhesive strength of the lead frame and the cured resin.

【0022】なお、カップリング剤としては、オルガノ
シラザンのみを配合していることに限定するものではな
く、更に必要に応じて、無機充填材の分散性を良好に
し、さらにエポキシ樹脂との化学結合を強固にするため
に、エポキシシランやアミノシラン等を配合していても
よい。また、これらのカップリング剤は、封止樹脂に直
接添加してもよいが、あらかじめ無機充填材に直接噴霧
する方法や、カップリング剤を溶かした溶液に無機充填
材を浸漬する方法等により無機充填材をカップリング剤
で処理したのち、封止樹脂に添加する場合、封止樹脂に
直接添加する場合と比較して、封止樹脂とリードフレー
ムとの接着強度の改良等の効果を確実に得ることができ
好ましい。
The coupling agent is not limited to the one containing only organosilazane, and if necessary, the dispersibility of the inorganic filler is improved, and further the chemical bond with the epoxy resin is added. In order to strengthen the resin, epoxysilane, aminosilane, etc. may be blended. Further, these coupling agents may be directly added to the sealing resin, but the inorganic filler may be directly sprayed onto the inorganic filler in advance, or the inorganic filler may be immersed in a solution in which the coupling agent is dissolved. When the filler is added to the sealing resin after the filler is treated with the coupling agent, the effect of improving the adhesive strength between the sealing resin and the lead frame, etc. is ensured compared with the case where it is added directly to the sealing resin. It is possible to obtain and is preferable.

【0023】本発明で使用するエポキシ樹脂としては特
に限定するものではなく、例えばオルソクレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂等が挙
げられ、これらを単独で用いても、2種類以上を併用し
てもよい。
The epoxy resin used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include orthocresol novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin. , Heterocyclic epoxy resins and the like, and these may be used alone or in combination of two or more kinds.

【0024】なお、下記式(c)で表わされるビフェニ
ル型エポキシ樹脂を封止樹脂に含有する場合、硬化した
とき靱性が高いエポキシ樹脂のため、吸湿ハンダクラッ
ク性が向上し好ましく、また硬化するときの粘度を低下
させる樹脂のため、半導体素子やリードフレーム等を封
止するとき、成形性が向上し好ましい。なお式(c)中
11〜R14はそれぞれ水素又はメチル基を表す。
When the biphenyl type epoxy resin represented by the following formula (c) is contained in the encapsulating resin, the epoxy resin having high toughness when cured is preferable because the moisture absorption solder cracking property is improved. This resin is preferred because it improves the moldability when sealing a semiconductor element, a lead frame, etc. In the formula (c), R 11 to R 14 each represent hydrogen or a methyl group.

【0025】[0025]

【化4】 Embedded image

【0026】また、エポキシ樹脂として下記式(d)で
表わされるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を含有
する場合、吸湿信頼性及び吸湿ハンダクラック性を向上
することができ好ましい。なお式(d)中mは0又は正
の整数を表す。
When the epoxy resin contains a dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the following formula (d), the moisture absorption reliability and moisture absorption solder cracking property can be improved, which is preferable. In the formula (d), m represents 0 or a positive integer.

【0027】[0027]

【化5】 Embedded image

【0028】本発明で使用する硬化剤としては、エポキ
シ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定する
ものではなく、例えばフェノールノボラック樹脂及びそ
の誘導体、クレゾールノボラック樹脂及びその誘導体、
モノまたはジヒドロキシナフタレンノボラック樹脂及び
その誘導体、フェノール類やナフトール類とp−キシレ
ンの縮合体、ジシクロペンタジエンとフェノールの共重
合体等のフェノール系硬化剤や、アミン系硬化剤や、酸
無水物等が挙げられる。上記硬化剤は、単独で用いて
も、2種類以上を併用してもよい。なお、フェノールノ
ボラック樹脂を用いた場合、樹脂硬化物の吸湿率を低下
することができ好ましい。その配合量としては、通常エ
ポキシ樹脂に対して、当量比で0.1〜10の範囲で配
合される。
The curing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it can be cured by reacting with an epoxy resin. For example, phenol novolac resin and its derivative, cresol novolac resin and its derivative,
Mono- or dihydroxynaphthalene novolac resin and its derivatives, phenol-based curing agents such as condensation products of phenols and naphthols with p-xylene, copolymers of dicyclopentadiene and phenol, amine-based curing agents, acid anhydrides, etc. Is mentioned. The above curing agents may be used alone or in combination of two or more. Note that the use of a phenol novolak resin is preferable because the moisture absorption of the cured resin can be reduced. The compounding amount thereof is usually 0.1 to 10 in terms of an equivalent ratio to the epoxy resin.

【0029】本発明で使用する無機充填材としては特に
限定するものではなく、例えば結晶シリカ、溶融シリ
カ、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、窒化ケイ素、タルク、ケイ酸カ
ルシウム等が挙げられる。上記無機充填材は、単独で用
いても、2種類以上を併用してもよい。なお、無機充填
材として結晶シリカ又は非晶質シリカ等のシリカを用い
た場合、樹脂硬化物の線膨張係数が小さくなり好まし
い。なお、無機充填材を、封止樹脂100重量部中に、
60〜95重量部含有することが重要である。60重量
部未満の場合、樹脂硬化物の吸湿量が増加し、耐ハンダ
クラック性が低下する場合があり問題となり、95重量
部を越える場合、封止樹脂の粘度が高くなり、封止する
際の成形性が低下し問題となる。封止樹脂中に、難燃
剤、着色剤等として無機物を配合した場合、上記重量部
の計算に当たっては、無機充填材の重量に加えて計算す
る。
The inorganic filler used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include crystalline silica, fused silica, alumina, magnesia, titanium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, silicon nitride, talc, calcium silicate and the like. Can be mentioned. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more. When silica such as crystalline silica or amorphous silica is used as the inorganic filler, the linear expansion coefficient of the cured resin is small, which is preferable. In addition, the inorganic filler in 100 parts by weight of the sealing resin,
It is important to contain 60 to 95 parts by weight. If it is less than 60 parts by weight, the moisture absorption of the resin cured product may increase and the solder crack resistance may decrease, which is a problem. However, the moldability of is reduced, which is a problem. When an inorganic material is blended in the encapsulating resin as a flame retardant, a colorant, etc., the weight part is calculated in addition to the weight of the inorganic filler.

【0030】本発明の封止樹脂には、必要に応じて、硬
化促進剤、着色剤、低応力化剤、イオントラップ剤及び
難燃剤等を配合させることもできる。硬化促進剤として
は例えば、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチ
ルアミン等の三級アミン化合物、2−メチルイミダゾー
ル、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニ
ルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾー
ル等のイミダゾール化合物、トリフェニルホスフィン、
トリブチルホスフィン等の有機ホスフィン化合物等が挙
げられる。着色剤としては例えば、カーボンブラック、
酸化チタン等が挙げられる。低応力化剤としては例え
ば、シリコーンゲル、シリコーンゴム、シリコーンオイ
ル等が挙げられる。難燃剤としては例えば、三酸化アン
チモン、ハロゲン化合物、リン化合物等が挙げられる。
これらの硬化促進剤、着色剤、低応力化剤、イオントラ
ップ剤及び難燃剤等は2種類以上を併用することもでき
る。
If desired, the encapsulating resin of the present invention may contain a curing accelerator, a coloring agent, a stress reducing agent, an ion trap agent, a flame retardant and the like. Examples of the curing accelerator include tertiary amine compounds such as 1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-7, triethylenediamine, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole, and 2-ethyl-4-methyl. Imidazole compounds such as imidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, triphenylphosphine,
Examples thereof include organic phosphine compounds such as tributylphosphine. As the colorant, for example, carbon black,
Titanium oxide and the like can be mentioned. Examples of the stress reducing agent include silicone gel, silicone rubber, silicone oil and the like. Examples of the flame retardant include antimony trioxide, halogen compounds, phosphorus compounds and the like.
Two or more kinds of these curing accelerators, coloring agents, stress reducing agents, ion trap agents, flame retardants and the like can be used in combination.

【0031】本発明の封止樹脂は、均一に混合され、混
練されていることが好ましい。混練の方法としては例え
ば、ロール、ニーダー、ミキサー等を用いて加熱して行
われ、その後冷却、粉砕するなどの方法で封止樹脂は製
造される。
The sealing resin of the present invention is preferably uniformly mixed and kneaded. As a method of kneading, for example, a sealing resin is manufactured by heating using a roll, a kneader, a mixer, or the like, and then cooling, pulverizing, or the like.

【0032】[0032]

【実施例】【Example】

(実施例1〜4、比較例1〜5、参考例)封止樹脂とし
て、下記の4種類のエポキシ樹脂、2種類の無機充填
材、2種類の離型剤、2種類のカップリング剤、硬化
剤、硬化促進剤、着色剤及び難燃剤を表1及び表2に示
す重量比で配合した。なお、表1及び表2の中の、式
(a)離型剤比率は、封止樹脂100重量部に対する、
上記式(a)で表される構造を有する化合物の重量部を
表し、オルガノシラザン比率は、封止樹脂100重量部
に対する、オルガノシラザンの重量部を表す。 ・エポキシ樹脂ア:オルソクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂[住友化学社製、商品名ESCN195XL] ・エポキシ樹脂イ:上記式(c)で表され、R11〜R14
が全て水素であるビフェニル型エポキシ樹脂[油化シェ
ルエポキシ社製、商品名YX4000H] ・エポキシ樹脂ウ:上記式(d)で表されるジシクロペ
ンタジエン型エポキシ樹脂[大日本インキ社製、商品名
EXA7200] ・エポキシ樹脂エ:テトラブロモビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂[住友化学社製、商品名ESB−400T] ・硬化剤:フェノール樹脂[荒川化学社製、商品名タマ
ノール752] ・無機充填材カ:溶融シリカ[龍森社製、商品名RO
8] ・無機充填材キ:結晶シリカ[龍森社製、商品名3K] ・離型剤サ:天然カルナバ[大日化学社製、商品名F−
1−100] ・離型剤シ:上記式(a)で表される構造を有する化合
物[ヘキスト社製、商品名NC133] ・カップリング剤タ:γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン[東レダウコーニング社製、商品名SH6
040] ・カップリング剤チ:ヘキサメチルジシラザン[東レダ
ウコーニング社製、商品名SZ6079] ・硬化促進剤:2−フェニルイミダゾール ・着色剤:カーボンブラック ・難燃剤:三酸化アンチモン
(Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 5, Reference Example) As a sealing resin, the following four types of epoxy resins, two types of inorganic fillers, two types of release agents, two types of coupling agents, A curing agent, a curing accelerator, a colorant and a flame retardant were blended in the weight ratios shown in Tables 1 and 2. The ratio of the release agent of the formula (a) in Tables 1 and 2 is based on 100 parts by weight of the sealing resin.
The part by weight of the compound having the structure represented by the above formula (a) is represented, and the organosilazane ratio represents the part by weight of organosilazane relative to 100 parts by weight of the sealing resin. -Epoxy resin a: Ortho-cresol novolac type epoxy resin [Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name ESCN195XL] -Epoxy resin a: represented by the above formula (c), R 11 to R 14
Is a biphenyl type epoxy resin [made by Yuka Shell Epoxy Co., trade name YX4000H] -Epoxy resin C: Dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the above formula (d) [manufactured by Dainippon Ink and Co., trade name EXA7200] -Epoxy resin d: Tetrabromobisphenol A type epoxy resin [Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name ESB-400T] -Curing agent: Phenolic resin [Arakawa Chemical Co., Ltd., trade name Tamanol 752] -Inorganic filler F: Melt Silica [Tatsumori Co., product name RO
8] -Inorganic filler K: crystalline silica [Tatsumori Co., trade name 3K] -Release agent: natural carnauba [Dainichi Chemical Co., trade name F-
1-100] -Release agent Si: Compound having structure represented by the above formula (a) [Hoechst, trade name NC133] -Coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane [Toray Dow Corning, product name SH6
040] -Coupling agent H: hexamethyldisilazane [Toray Dow Corning, trade name SZ6079] -Curing accelerator: 2-phenylimidazole-Colorant: carbon black-Flame retardant: antimony trioxide

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】なお、上記カップリング剤は、あらかじめ
無機充填材に直接噴霧して表面処理した後、配合した。
上記の各原料を混合した後、加熱ロールを用いて、温度
85℃で5分間混練し、次いで冷却した。その後、粉砕
して封止樹脂を得た。
The above-mentioned coupling agent was blended after being directly sprayed onto the inorganic filler in advance for surface treatment.
After mixing each of the above raw materials, the mixture was kneaded with a heating roll at a temperature of 85 ° C. for 5 minutes and then cooled. Then, it was pulverized to obtain a sealing resin.

【0036】(評価)実施例1〜4、比較例1〜5及び
参考例で得られた封止樹脂を用いて、評価用サンプルを
下記の方法で作製し、その評価用サンプルの接着強度、
吸湿ハンダクラック性、吸湿信頼性、吸湿率、バリの大
きさ、離型性及びパッケージフクレ発生数を下記の方法
で測定した。
(Evaluation) Using the sealing resins obtained in Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 5 and Reference Example, an evaluation sample was prepared by the following method, and the adhesive strength of the evaluation sample was evaluated.
Moisture absorption Solder cracking property, moisture absorption reliability, moisture absorption rate, burr size, releasability and number of package blisters were measured by the following methods.

【0037】接着強度は、厚み0.5mmの42アロイ
合金製の平板の片面に、直径11.3mm、高さ1cm
のプリン型の成形物を成形し、次いで後硬化して評価用
サンプルを作製した。得られた評価用サンプルを、プッ
シュプルゲージを用いて、剪断方向に引っ張り、破断し
たときの強度を求めた。なお、成形及び後硬化の方法
は、トランスファー成型機を用いて、170℃の温度で
90秒成形した後、175℃の温度で6時間、後硬化し
た。
The adhesive strength is such that a flat plate made of a 42 alloy alloy having a thickness of 0.5 mm has a diameter of 11.3 mm and a height of 1 cm on one side.
The pudding-type molded product of 1 was molded and then post-cured to prepare a sample for evaluation. The obtained sample for evaluation was pulled in the shearing direction using a push-pull gauge to determine the strength at the time of breaking. The molding and post-curing methods were carried out by using a transfer molding machine at a temperature of 170 ° C. for 90 seconds and then at a temperature of 175 ° C. for 6 hours.

【0038】吸湿ハンダクラック性は、9.6×9.6
×0.4mmの半導体素子を厚み150μmの42アロ
イ合金製のリードフレームに銀ペーストで接着した後、
15×19×2.4mmの60ピンQFP型評価用サン
プルを、接着強度の評価用サンプルと同様にして、成形
及び後硬化して作製した。次いでこの評価用サンプル1
0個を85℃/85%RHの条件で72時間吸湿処理し
た後、250℃のハンダに10秒浸漬して加熱した。次
いで評価用サンプルを半分に切断し、切断面を研磨した
後、顕微鏡でダイパッドの端部から発止するクラックの
有無及び大きさを観察した。クラックの大きさが75μ
m以上のものを不良とした。
Moisture absorption solder cracking property is 9.6 × 9.6.
After bonding a semiconductor element of × 0.4 mm to a lead frame made of 42 alloy alloy having a thickness of 150 μm with a silver paste,
A 15 pin × 19 × 2.4 mm 60-pin QFP type evaluation sample was molded and post-cured in the same manner as the adhesive strength evaluation sample. Next, this evaluation sample 1
After 0 pieces were subjected to moisture absorption treatment under the condition of 85 ° C./85% RH for 72 hours, they were immersed in solder at 250 ° C. for 10 seconds and heated. Next, the sample for evaluation was cut in half, the cut surface was polished, and then the presence or absence and the size of cracks starting from the end of the die pad were observed with a microscope. Crack size is 75μ
Those with m or more were regarded as defective.

【0039】吸湿信頼性は、吸湿ハンダクラック性の評
価と同様の評価用サンプルを作製し、吸湿ハンダクラッ
ク性の評価と同様の吸湿処理及びハンダ浸漬処理をした
後、133℃/85%RHの条件のPCT処理を200
時間及び500時間行った。次いで評価用サンプルを半
分に切断し、切断面を研磨した後、顕微鏡でダイパッド
の端部から発止するクラックの有無及び大きさを観察し
た。クラックの大きさが75μm以上のものを不良とし
た。
Regarding the moisture absorption reliability, a sample for evaluation similar to the evaluation of the moisture absorption solder cracking property was prepared, subjected to the moisture absorption treatment and the solder dipping treatment similar to the evaluation of the moisture absorption solder cracking property, and then at 133 ° C./85% RH. PCT processing of condition 200
Time and 500 hours. Next, the sample for evaluation was cut in half, the cut surface was polished, and then the presence or absence and the size of cracks starting from the end of the die pad were observed with a microscope. A crack having a size of 75 μm or more was regarded as defective.

【0040】吸湿率は、直径50mm厚み3mmの円盤
型評価用サンプルを、接着強度の評価用サンプルと同様
にして、成形及び後硬化して作製した後、125℃の温
度で16時間乾燥し、次いで85℃/85%RHの条件
で72時間吸湿処理した後、125℃の温度で16時間
乾燥した直後の重量との差を測定して増加率を計算して
求めた。
Regarding the moisture absorption rate, a disk type evaluation sample having a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm was molded and post-cured in the same manner as the adhesive strength evaluation sample to prepare, and then dried at a temperature of 125 ° C. for 16 hours, Then, after moisture absorption treatment was performed for 72 hours under the condition of 85 ° C./85% RH, the difference from the weight immediately after being dried at a temperature of 125 ° C. for 16 hours was measured, and the increase rate was calculated.

【0041】バリの大きさは、円盤型サンプル封止部
と、その円盤の側面から円盤と直交方向に、上金型と下
金型のクリアランスが20μmとなるように形成したス
リット部を有するバリ測定金型を用いて、円盤型サンプ
ル封止部に封止樹脂を注入し、接着強度の評価用サンプ
ルと同様にして、成形のみ行いバリ評価用サンプルを5
個作製した。次いで、この評価用サンプルのスリット部
に対応する部分に発生している、スリット部を通して流
れ出たバリの長さを測定し、その平均値を求めた。
The size of the burr is such that it has a disc-shaped sample sealing portion and a slit portion formed in a direction orthogonal to the disc from the side surface of the disc so that the clearance between the upper die and the lower die is 20 μm. Using the measurement mold, the sealing resin is injected into the disk-shaped sample sealing portion, and only the molding is performed in the same manner as the adhesive strength evaluation sample.
This was produced. Next, the length of the burr flowing out through the slit portion generated in the portion corresponding to the slit portion of this evaluation sample was measured, and the average value was obtained.

【0042】離型性は、吸湿ハンダクラック性評価用の
サンプル及び吸湿信頼性の評価用サンプルを成形する際
の、金型からの脱型状態を目視により観察して評価し
た。上金型又は下金型に付着して離れないものが発生す
る場合、不合格(×)とした。
The mold releasability was evaluated by visually observing the demolded state from the mold when molding the sample for evaluating the moisture absorption solder cracking property and the sample for evaluating the moisture absorption reliability. When something that adheres to the upper mold or the lower mold and does not separate does not occur, it was determined to be unacceptable (x).

【0043】パッケージフクレ発生数は、15×20×
5mmのTOP−3Fトランジスター型評価用サンプル
を、接着強度の評価用サンプルと同様にして10個成形
し、その評価用サンプル表面のふくれ発生状態を目視に
より観察して評価した。
The number of package blisters generated is 15 × 20 ×
Ten 5 mm TOP-3F transistor type evaluation samples were molded in the same manner as the adhesive strength evaluation sample, and the state of blister generation on the surface of the evaluation sample was visually observed and evaluated.

【0044】(結果)結果は表1及び表2に示したよう
に、実施例1は上記式(a)で表される構造を有する化
合物及びオルガノシラザンの一方又は両方を配合してい
ない比較例1〜3と比較して接着強度が良好であり、実
施例2は上記式(a)で表される構造を有する化合物及
びオルガノシラザンの両方を配合していない比較例4と
比較して接着強度が良好であることが確認された。また
各実施例は、離型剤を配合していない参考例と比べ離型
性が良好であることが確認された。また無機充填材とし
て熱膨張率の大きな結晶シリカを配合した実施例1は、
同様に結晶シリカを配合した比較例1〜3と比較してパ
ッケージフクレ発生数が良好であることが確認された。
(Results) As shown in Tables 1 and 2, Example 1 is a comparative example in which one or both of the compound having the structure represented by the above formula (a) and the organosilazane are not blended. The adhesive strength is better than those of Examples 1 to 3, and Example 2 has an adhesive strength as compared with Comparative Example 4 in which neither the compound having the structure represented by the formula (a) nor the organosilazane is blended. Was confirmed to be good. In addition, it was confirmed that each of the examples has a good releasability as compared with the reference example in which the release agent is not mixed. In addition, Example 1 in which crystalline silica having a large coefficient of thermal expansion is blended as an inorganic filler,
Similarly, it was confirmed that the number of package blisters was good as compared with Comparative Examples 1 to 3 in which crystalline silica was blended.

【0045】また、ビフェニル型エポキシ樹脂を含有し
ている実施例2及び実施例3は、実施例1と比較して、
接着強度、吸湿ハンダクラック性、吸湿信頼性及び吸湿
率が良好であり、またジシクロペンタジエン型エポキシ
樹脂を含有している実施例4及び実施例5は、実施例1
と比較して、接着強度、吸湿ハンダクラック性、吸湿信
頼性及び吸湿率が良好であることが確認された。
In addition, Example 2 and Example 3 containing the biphenyl type epoxy resin, compared with Example 1,
The adhesive strength, the moisture absorption solder cracking property, the moisture absorption reliability and the moisture absorption rate are good, and Example 4 and Example 5 containing the dicyclopentadiene type epoxy resin are the same as Example 1.
It was confirmed that the adhesive strength, the moisture absorption solder cracking property, the moisture absorption reliability, and the moisture absorption rate were better than those of Comparative Example 1.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明の請求項1から請求項6に係る封
止樹脂(封止材用エポキシ樹脂組成物)は、上記式
(a)で表される構造を有する化合物及びオルガノシラ
ザンを封止樹脂に配合しているため、無機充填材を高い
比率で含有する封止樹脂であっても、この封止樹脂を用
いて封止をすると、リードフレームと樹脂硬化物との接
着強度及び金型との離型性が共に優れた封止品が得られ
る。
The encapsulating resin (epoxy resin composition for encapsulating material) according to claims 1 to 6 of the present invention encapsulates a compound having a structure represented by the above formula (a) and an organosilazane. Even if it is a sealing resin that contains a high proportion of an inorganic filler because it is compounded with a stop resin, if sealing is performed using this sealing resin, the adhesive strength between the lead frame and the cured resin and the gold A sealed product having excellent releasability from the mold can be obtained.

【0047】本発明の請求項5又は請求項6に係る封止
樹脂を用いて封止をすると、上記の効果に加えさらに、
吸湿信頼性が優れる封止品が得られる。
When the encapsulating resin according to claim 5 or 6 of the present invention is used for encapsulation, in addition to the above effects,
A sealed product having excellent moisture absorption reliability can be obtained.

【0048】本発明の請求項7に係る半導体装置は、上
記式(a)で表される構造を有する化合物及びオルガノ
シラザンを封止樹脂に配合してなる封止樹脂を用いて封
止をしているため、リードフレームと樹脂硬化物との接
着強度が優れた半導体装置となる。
A semiconductor device according to claim 7 of the present invention is sealed with a sealing resin obtained by blending a compound having a structure represented by the above formula (a) and organosilazane with a sealing resin. Therefore, the semiconductor device has excellent adhesive strength between the lead frame and the cured resin.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 博則 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Hironori Ikeda 1048 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Works, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材、離
型剤及びカップリング剤を配合してなる封止材用エポキ
シ樹脂組成物100重量部中に、無機充填材を60〜9
5重量部含有する封止材用エポキシ樹脂組成物におい
て、離型剤として、下記式(a)で表される構造を有す
る化合物を含有し、カップリング剤としてオルガノシラ
ザンを含有していることを特徴とする封止材用エポキシ
樹脂組成物。 【化1】
1. An inorganic filler is contained in an amount of 60 to 9 in 100 parts by weight of an epoxy resin composition for a sealing material, which comprises an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a release agent and a coupling agent.
In the epoxy resin composition for encapsulant containing 5 parts by weight, a compound having a structure represented by the following formula (a) is contained as a release agent, and organosilazane is contained as a coupling agent. A characteristic epoxy resin composition for a sealing material. Embedded image
【請求項2】 オルガノシラザンの珪素数が1〜4であ
ることを特徴とする請求項1記載の封止材用エポキシ樹
脂組成物。
2. The epoxy resin composition for a sealing material according to claim 1, wherein the organosilazane has a silicon number of 1 to 4.
【請求項3】 上記式(a)で表される構造を有する化
合物を、封止材用エポキシ樹脂組成物100重量部に対
して、0.05〜0.5重量部含有していることを特徴
とする請求項1又は請求項2記載の封止材用エポキシ樹
脂組成物。
3. A compound having a structure represented by the above formula (a) is contained in an amount of 0.05 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin composition for a sealing material. The epoxy resin composition for a sealing material according to claim 1 or 2.
【請求項4】 オルガノシラザンを、封止材用エポキシ
樹脂組成物100重量部に対して、0.2〜1.0重量
部含有していることを特徴とする請求項1から請求項3
のいずれかに記載の封止材用エポキシ樹脂組成物。
4. The organosilazane is contained in an amount of 0.2 to 1.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin composition for a sealing material.
An epoxy resin composition for a sealing material according to any one of 1.
【請求項5】 エポキシ樹脂が、ビフェニル型エポキシ
樹脂を含有していることを特徴とする請求項1から請求
項4のいずれかに記載の封止材用エポキシ樹脂組成物。
5. The epoxy resin composition for a sealing material according to claim 1, wherein the epoxy resin contains a biphenyl type epoxy resin.
【請求項6】 エポキシ樹脂が、ジシクロペンタジエン
型エポキシ樹脂を含有していることを特徴とする請求項
1から請求項5のいずれかに記載の封止材用エポキシ樹
脂組成物。
6. The epoxy resin composition for encapsulants according to claim 1, wherein the epoxy resin contains a dicyclopentadiene type epoxy resin.
【請求項7】 請求項1から請求項6のいずれかに記載
の封止材用エポキシ樹脂組成物を用いて、リードフレー
ムに搭載された半導体素子を封止してなる半導体装置。
7. A semiconductor device obtained by encapsulating a semiconductor element mounted on a lead frame, using the epoxy resin composition for encapsulant according to claim 1. Description:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005226048A (en) * 2004-02-16 2005-08-25 Hitachi Chem Co Ltd Adhesive composition, film-formed adhesive and circuit-joining material by using the same, and joining structure of circuit member and method for producing the same
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