JPH10176099A - Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor device by using the same - Google Patents

Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor device by using the same

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JPH10176099A
JPH10176099A JP33963596A JP33963596A JPH10176099A JP H10176099 A JPH10176099 A JP H10176099A JP 33963596 A JP33963596 A JP 33963596A JP 33963596 A JP33963596 A JP 33963596A JP H10176099 A JPH10176099 A JP H10176099A
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JP
Japan
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epoxy resin
group
resin composition
resin
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP33963596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Takami
博道 高見
Kazutaka Matsumoto
一高 松本
Akira Takayama
暁 高山
Tetsuo Okuyama
哲生 奥山
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an epoxy resin composition capable of manifesting an excellent fluidity and adhesion, and reducing voids in a molding material, and useful for sealing of a semiconductor device by including an epoxy resin, a hardener, a specific polysiloxane and an inorganic filler. SOLUTION: This epoxy resin composition comprises (A) an epoxy resin, (B) a hardening agent such as novolak type phenol resin, (C) a hardening promoter such as phosphorus-based one, (D) a compound of formula I at least one of R<1> is a group of formula II [at least one of R<2> is an alkyl or an aryl, the balance is H, a (cyclo)alkyl, an aryl or a halogen) X is a divalent organic group]; (n) is 1-1,000}, and (E) an inorganic filler. The composition preferably includes 0.5-10wt.% component D based on the total of the components A and B.

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、半導体素子の封止
材料として好適に用いられるエポキシ樹脂組成物、およ
びこれを用いた樹脂封止型半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition suitably used as a sealing material for a semiconductor element, and a resin-sealed semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、トランジスタ、ICおよびL
SI等の各種デバイスの封止材料としてエポキシ樹脂が
広く用いられている。エポキシ樹脂は、安価で生産性が
高く、しかも、電気特性、耐湿性、耐熱性、機械的特
性、インサートとの接着性などの諸特性にバランスがと
れているためである。
2. Description of the Related Art Conventionally, transistors, ICs and L
Epoxy resins are widely used as sealing materials for various devices such as SI. This is because epoxy resins are inexpensive and have high productivity, and are balanced in various properties such as electrical properties, moisture resistance, heat resistance, mechanical properties, and adhesiveness to inserts.

【0003】なお最近では、半導体デバイスの高集積化
に伴なって半導体チップが大型化する傾向があり、この
ために樹脂封止型半導体装置のパッケージの大型化が進
み、その一方で、実装スペースの微細化に伴なって、薄
型化の傾向が強くなっている。さらに、電子部品の高密
度実装化や組立行程の自動化の要求に応じて、半導体装
置の実装方法としては、従来の挿入方式に代わって表面
実装方式が主流になりつつある。この実装方式では、パ
ッケージを回路基板に実装する際には、赤外線リフロ
ー、ベーパーフェイズリフロー、半田浸漬等の工程が採
用されている。
In recent years, semiconductor chips have tended to increase in size as semiconductor devices have become more highly integrated, and as a result, the size of packages for resin-encapsulated semiconductor devices has increased, while the mounting space has increased. With the miniaturization of, the tendency of thinning has become stronger. Further, in response to demands for high-density mounting of electronic components and automation of an assembly process, a surface mounting method is becoming the mainstream as a semiconductor device mounting method instead of the conventional insertion method. In this mounting method, when a package is mounted on a circuit board, processes such as infrared reflow, vapor phase reflow, and solder immersion are employed.

【0004】これらの工程では、パッケージ全体が高温
(200〜260℃)に曝されるので、従来の樹脂封止
型半導体装置では、樹脂とリードフレーム材との熱膨張
の差から樹脂とベッドとの間での剥離が起こり、樹脂中
に存在していた水分が急激に気化するという現象が生じ
る。その結果、パッケージ内部の高い水蒸気圧に耐えき
れず樹脂がクラック破壊を引き起こしていた。
In these processes, the entire package is exposed to a high temperature (200 to 260 ° C.). Therefore, in a conventional resin-encapsulated semiconductor device, the resin and the bed are separated from each other by the difference in thermal expansion between the resin and the lead frame material. Separation occurs, and a phenomenon occurs that moisture existing in the resin is rapidly vaporized. As a result, the resin could not withstand the high water vapor pressure inside the package, causing the resin to crack.

【0005】このような不都合を避けるために、半導体
素子の封止に用いられるエポキシ樹脂は、低応力性や優
れた耐ハンダリフロー性等の特性を備えていなければな
らない。さらに、上述したようなチップの大型化やパッ
ケージの薄型化に伴なって、封止樹脂は流動性が高く優
れた成形性を有していることも要求される。これらの特
性を満たすために、近年では、ビフェニル型エポキシ樹
脂などの低粘度エポキシ樹脂を用い、フィラーの高充填
化を行なうことによって樹脂組成物の低吸水化や低熱膨
張化を図って耐湿性や耐リフロークラック性を向上させ
ている。
[0005] In order to avoid such inconvenience, the epoxy resin used for encapsulating a semiconductor element must have characteristics such as low stress and excellent solder reflow resistance. Further, as the chip becomes larger and the package becomes thinner as described above, the sealing resin is also required to have high fluidity and excellent moldability. In order to satisfy these characteristics, in recent years, low-viscosity epoxy resins such as biphenyl-type epoxy resins have been used, and by increasing the filling of fillers, the resin composition has low moisture absorption and low thermal expansion to achieve moisture resistance and Improved reflow crack resistance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
体素子封止用の樹脂には、種々の特性が要求されている
ものの、従来の樹脂を用いて製造された半導体装置にお
ける耐湿性や耐リフロークラック性は未だ十分ではな
い。また、マトリックス樹脂の低粘度化やフィラーの高
充填化によって、パッケージ内の欠陥(巣)の発生が増
加し、半導体装置の信頼性の低下を引き起こしている。
As described above, although various characteristics are required for a resin for encapsulating a semiconductor element, the moisture resistance and the resistance of a semiconductor device manufactured using a conventional resin are high. Reflow cracking is not yet sufficient. In addition, due to the lower viscosity of the matrix resin and the higher filling of the filler, the occurrence of defects (cavities) in the package increases, and the reliability of the semiconductor device is reduced.

【0007】そこで本発明は、流動性やリードフレーム
との密着性に優れるとともに、成形体におけるボイドが
少ないエポキシ樹脂組成物、および高い耐熱衝撃性、耐
湿信頼性、耐リフロークラック性を有する樹脂封止型半
導体装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an epoxy resin composition which is excellent in fluidity and adhesion to a lead frame, has few voids in a molded product, and has a high thermal shock resistance, moisture resistance reliability and reflow crack resistance. It is an object of the present invention to provide a stop semiconductor device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、(a)エポキシ樹脂と、(b)硬化剤
と、(c)硬化促進剤と、(d)下記一般式(1)で表
わされるポリシロキサンと、(e)無機充填剤とを含有
することを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides (a) an epoxy resin, (b) a curing agent, (c) a curing accelerator, and (d) a compound represented by the following general formula ( An epoxy resin composition characterized by containing the polysiloxane represented by 1) and (e) an inorganic filler.

【0009】[0009]

【化3】 Embedded image

【0010】(上記一般式(1)中、R1 の少なくとも
1つは、下記一般式(2)で表わされる置換基であり、
残りは同一でも異なっていてもよく、水素原子、アルキ
ル基、シクロアルキル基、アリール基、およびハロゲン
原子からなる群から選択される置換基である。また、n
は1〜1000の整数である。)
(In the above formula (1), at least one of R 1 is a substituent represented by the following formula (2):
The rest may be the same or different and are substituents selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a halogen atom. Also, n
Is an integer of 1 to 1000. )

【化4】 Embedded image

【0011】(上記一般式(2)中、R2 の少なくとも
1つは、アルキル基またはアリール基であり、残りは同
一でも異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、シ
クロアルキル基、アリール基、およびハロゲン原子から
なる群から選択される置換基であり、Xは2価の有機基
である。) また本発明は、半導体素子と、前記半導体素子を封止す
る樹脂層とを具備し、前記樹脂層は、前述の樹脂組成物
の硬化物を用いることを特徴とする樹脂封止型半導体装
置を提供する。
(In the general formula (2), at least one of R 2 is an alkyl group or an aryl group, and the rest may be the same or different, and include a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, and an aryl group. , And a substituent selected from the group consisting of a halogen atom, and X is a divalent organic group.) The present invention also includes a semiconductor element and a resin layer that seals the semiconductor element. A resin-encapsulated semiconductor device is provided in which the resin layer uses a cured product of the above-described resin composition.

【0012】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物に配合され得
る(a)成分としてのエポキシ樹脂は、1分子中に2個
以上のエポキシ基を有するものであれば任意の化合物を
使用することができ、特に限定されない。具体的には、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型
エポキシ樹脂、ビスレノールS型エポキシ樹脂、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂、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、ナフトー
ルタイプのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール
Aのノボラック型エポキシ樹脂、フェノールまたはアル
キルフェノールとヒドロキシベンズアルデヒドとの縮合
物をエポキシ化して得られるトリス(ヒドロキシフェニ
ル)アルカンのエポキシ化物、テトラ(ヒドロキシフェ
ニル)アルカンのエポキシ化物、2,2´,4,4´−
テトラグリシドキシベンゾフェノン、パラアミノフェノ
ールのトリグリシジルエーテル、ポリアルカングリシジ
ルエーテル、1,3,5−トリグリシジルエーテルベン
ゼン、1,2,3−トリグリシジルエーテルベンゼン、
フェノールアラルキル樹脂のグリシジルエーテルなどが
挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独でまたは2
種以上混合して使用することができる。
As the epoxy resin as the component (a) which can be blended in the epoxy resin composition of the present invention, any compound having two or more epoxy groups in one molecule can be used. There is no particular limitation. In particular,
Bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, bislenol S epoxy resin, biphenyl epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, cresol novolak epoxy resin, naphthol type novolak epoxy resin, bisphenol A novolak epoxy resin Epoxidized tris (hydroxyphenyl) alkane, epoxidized tetra (hydroxyphenyl) alkane, 2,2 ', 4,4'- obtained by epoxidizing a condensation product of phenol, alkylphenol and hydroxybenzaldehyde
Tetraglycidoxybenzophenone, triglycidyl ether of paraaminophenol, polyalkaneglycidyl ether, 1,3,5-triglycidyl ether benzene, 1,2,3-triglycidyl ether benzene,
Glycidyl ether of phenol aralkyl resin and the like can be mentioned. These epoxy resins can be used alone or
A mixture of more than one species can be used.

【0014】特に、下記一般式(3)または(4)で表
わされるエポキシ樹脂を配合すると、フィラーを高充填
化したエポキシ樹脂組成物を調製することが可能であ
る。したがって、かかる樹脂組成物を用いることにより
半導体装置の耐湿性や耐リフロークラック性を向上させ
ることができる。
In particular, when an epoxy resin represented by the following general formula (3) or (4) is blended, it is possible to prepare an epoxy resin composition having a high filler content. Therefore, by using such a resin composition, the moisture resistance and the reflow crack resistance of the semiconductor device can be improved.

【0015】[0015]

【化5】 Embedded image

【0016】上記一般式中、R11は同一でも異なってい
てもよく、水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基
などのアルキル基;シクロヘキシル基、シクロペンチル
基などのシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基、
アニシル基などのアリール基;ハロゲン原子からなる群
から選択される。またA1 は、2価の有機基であり、例
えば、−O−,−S−,−Se−,−Te−および以下
に示す基が挙げられる。
In the above formula, R 11 may be the same or different and is a hydrogen atom; an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group; a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group or a cyclopentyl group; a phenyl group or a naphthyl Group,
An aryl group such as an anisyl group; selected from the group consisting of halogen atoms. The A 1 is a divalent organic group, e.g., -O -, - S -, - Se -, - Te- and include groups shown below.

【0017】[0017]

【化6】 Embedded image

【0018】上述したようなエポキシ樹脂は、硬化剤で
ある(b)成分との組み合わせによって適宜選択するこ
とができる。また樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂の
配合量は、溶融粘度を調整したり、成形品の熱膨張率等
に応じて適宜決定することができるが、通常、樹脂組成
物全体の3〜20wt%程度である。
The epoxy resin as described above can be appropriately selected depending on the combination with the component (b) which is a curing agent. The amount of the epoxy resin in the resin composition can be appropriately adjusted according to the melt viscosity or the coefficient of thermal expansion of the molded product, but is usually about 3 to 20% by weight of the entire resin composition. It is.

【0019】本発明のエポキシ樹脂組成物において、
(b)成分である硬化剤としては、フェノール樹脂が挙
げられ、具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレ
ゾールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹
脂、ビスフェノールF型ノボラック樹脂、ビスフェノー
ルA型ノボラック樹脂、ナフトール系ノボラック樹脂な
どのノボラック型フェノール樹脂;2,2´−ジメトキ
シ−p−キシレンとフェノールモノマーとの縮合重合化
合物のフェノールアラルキル樹脂、ビフェニル型フェノ
ールアラルキル樹脂、ナフタレン型フェノールアラルキ
ル樹脂、ジシクロペンタジエン・フェノール重合体、ヒ
ドロキノン、レゾルシノール、カテコール、1,2,3
−トリヒドロキシベンゼン、1,3,5−トリヒドロキ
シベンゼンなどのフェノール樹脂のうち1種または2種
以上を使用することができる。特に、下記一般式(5)
または(6)で表わされるフェノール樹脂を用いると耐
熱性を向上させることができるので好ましい。
In the epoxy resin composition of the present invention,
Examples of the curing agent as the component (b) include a phenol resin, and specifically, a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a nonylphenol novolak resin, a bisphenol F type novolak resin, a bisphenol A type novolak resin, and a naphthol type novolak resin. Novolak-type phenolic resins such as; phenol aralkyl resins of condensation polymerization compounds of 2,2'-dimethoxy-p-xylene and phenol monomers, biphenyl-type phenol aralkyl resins, naphthalene-type phenol aralkyl resins, dicyclopentadiene-phenol polymers, Hydroquinone, resorcinol, catechol, 1,2,3
One or more phenol resins such as trihydroxybenzene and 1,3,5-trihydroxybenzene can be used. In particular, the following general formula (5)
Alternatively, it is preferable to use a phenol resin represented by (6) because heat resistance can be improved.

【0020】[0020]

【化7】 Embedded image

【0021】上記一般式中、R12は、同一でも異なって
いてもよく、それぞれ水素原子;メチル基、エチル基、
プロピル基などのアルキル基;シクロヘキシル基、シク
ロペンチル基などのシクロアルキル基;フェニル基、ナ
フチル基、アニシル基などのアリール基;ハロゲン原子
などから選択され、A2 は、2価の有機基である。ま
た、jは0〜3の整数、kは1〜50の整数である。な
お、A2 として導入され得る2価の有機基としては、例
えば、以下に示す有機基が挙げられる。
In the above formula, R 12 may be the same or different and each represents a hydrogen atom; a methyl group, an ethyl group,
An alkyl group such as a propyl group; a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group and a cyclopentyl group; an aryl group such as a phenyl group, a naphthyl group and an anisyl group; a halogen atom; and A 2 is a divalent organic group. In addition, j is an integer of 0 to 3, and k is an integer of 1 to 50. The divalent organic group which can be introduced as A 2 includes, for example, the following organic groups.

【0022】[0022]

【化8】 Embedded image

【0023】本発明のエポキシ樹脂組成物において、エ
ポキシ樹脂成分とフェノール樹脂成分との配合比は、硬
化剤であるフェノール樹脂のフェノール性水酸基と、エ
ポキシ樹脂のエポキシ基数との比(フェノール性水酸基
数/エポキシ基数)が0.5〜1.5の範囲となるよう
に調製することが好ましい。この値が0.5未満では、
硬化反応を十分に生じさせることが困難となり、一方
1.5を越えると、硬化の特性、特に耐湿性が劣化しや
すくなる。
In the epoxy resin composition of the present invention, the mixing ratio of the epoxy resin component and the phenol resin component is determined by the ratio of the number of phenolic hydroxyl groups of the phenolic resin as a curing agent to the number of epoxy groups of the epoxy resin (the number of phenolic hydroxyl groups). / (The number of epoxy groups) is preferably in the range of 0.5 to 1.5. If this value is less than 0.5,
It is difficult to cause a sufficient curing reaction, while if it exceeds 1.5, the curing properties, particularly the moisture resistance, tend to deteriorate.

【0024】本発明において、(c)成分である硬化促
進剤としては、アミン系、リン系、ホウ素系、およびリ
ン−ホウ素系等を用いることができるが、これらのなか
でも、特にリン系の硬化剤促進を配合した樹脂組成物
は、硬化後の耐湿性が優れているので、半導体素子の封
止用として好適である。硬化促進剤の配合量は、樹脂成
分全体の0.05〜5wt%であることが好ましい。こ
れは、硬化促進剤の配合量が0.05wt%未満の場合
には、その効果を十分に発揮することが困難となり、一
方5wt%を越えると、ゲル時間が短くなりすぎ、未充
填が起こるおそれがあるからである。
In the present invention, as the curing accelerator as the component (c), amine-based, phosphorus-based, boron-based, phosphorus-boron-based and the like can be used. The resin composition containing the curing agent is excellent in moisture resistance after curing, and thus is suitable for sealing semiconductor elements. The compounding amount of the curing accelerator is preferably 0.05 to 5% by weight of the entire resin component. This is because when the amount of the curing accelerator is less than 0.05 wt%, it is difficult to exert its effect sufficiently, and when it exceeds 5 wt%, the gel time becomes too short and unfilling occurs. This is because there is a fear.

【0025】本発明のエポキシ樹脂組成物において、
(d)成分であるポリシロキサンは、前記一般式(1)
で表わされる化合物である。一般式(1)中、R1 の少
なくとも1つは、上記一般式(2)で表わされるような
2級または3級アミノ基であり、残りは、水素原子;メ
チル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基;シク
ロヘキシル基、シクロペンチル基などのシクロアルキル
基;フェニル基、ナフチル基、アニシル基などのアリー
ル基;およびハロゲン原子からなる群から選択される。
In the epoxy resin composition of the present invention,
The polysiloxane that is the component (d) has the general formula (1)
It is a compound represented by these. In the general formula (1), at least one of R 1 is a secondary or tertiary amino group represented by the general formula (2), and the rest is a hydrogen atom; a methyl group, an ethyl group, a propyl group Alkyl group such as cyclohexyl group and cyclopentyl group; aryl group such as phenyl group, naphthyl group and anisyl group; and halogen atom.

【0026】本発明においてポリシロキサンの分子量
は、100,000以下であることが好ましく、10,
000以下であることがより好ましい。100,000
を越えると、樹脂組成物の溶融粘度が大きくなるおそれ
がある。
In the present invention, the molecular weight of the polysiloxane is preferably 100,000 or less,
More preferably, it is not more than 000. 100,000
If it exceeds 3, the melt viscosity of the resin composition may increase.

【0027】また、リードフレーム等との密着性を考慮
すると、かかるポリシロキサンにおけるアミン当量は、
1,000以下程度であることが好ましく、1,000
を越えると、密着効果が少なくなるおそれがある。
In consideration of the adhesion to a lead frame or the like, the amine equivalent of the polysiloxane is
It is preferably about 1,000 or less, and 1,000
If it exceeds, the adhesion effect may be reduced.

【0028】なお、前記一般式(2)における2価の有
機基Xとしては、例えば、メチレン、エチレンなどのア
ルキレン;フェニレン等が挙げられる。
The divalent organic group X in the general formula (2) includes, for example, alkylene such as methylene and ethylene; and phenylene.

【0029】一般式(2)で表わされる置換基として
は、例えば、下記一般式(7)で表わされるものが挙げ
られる。
Examples of the substituent represented by the general formula (2) include those represented by the following general formula (7).

【0030】[0030]

【化9】 Embedded image

【0031】上記一般式(7)中、R3 は、同一でも異
なっていてもよく、水素原子;メチル基、エチル基、プ
ロピル基などのアルキル基;シクロヘキシル基、シクロ
ペンチル基などのシクロアルキル基;フェニル基、ナフ
チル基、アニシル基などのアリール基;ハロゲン原子か
らなる群から選択される基であり、Xは上述したような
2価の有機基である。
In the general formula (7), R 3 may be the same or different and each is a hydrogen atom; an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group; a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group or a cyclopentyl group; An aryl group such as a phenyl group, a naphthyl group, and an anisyl group; a group selected from the group consisting of halogen atoms, and X is a divalent organic group as described above.

【0032】本発明のエポキシ樹脂組成物に(d)成分
として配合されるポリシロキサンは、上述したような特
定のアミノ基が導入された化合物である。ポリシロキサ
ンは、成形体におけるボイドの抑制に寄与し、一方アミ
ノ基は、樹脂組成物とリードフレーム材である42アロ
イとの接着性を向上させる作用を有している。特に、こ
のアミノ基が2級または3級であるため、樹脂組成物の
流動性を損なうことなく保存安定性も優れている。した
がって、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装
置は、耐熱性、耐湿性、耐リフロークラック性がよい。
The polysiloxane compounded as the component (d) in the epoxy resin composition of the present invention is a compound having a specific amino group introduced as described above. The polysiloxane contributes to the suppression of voids in the molded article, while the amino group has an effect of improving the adhesiveness between the resin composition and 42 alloy as a lead frame material. Particularly, since the amino group is secondary or tertiary, the storage stability is excellent without impairing the fluidity of the resin composition. Therefore, a semiconductor device using the epoxy resin composition of the present invention has good heat resistance, moisture resistance, and reflow crack resistance.

【0033】なお、本発明のエポキシ樹脂組成物に配合
されるポリシロキサンが、メルカプト基を有している場
合には、リードフレーム中の銀メッキ部分に対する樹脂
組成物の接着性が向上するので、半導体装置の信頼性が
さらに高められる。具体的には、前記一般式(1)にお
けるR1 の少なくとも1つにメルカプト基が導入された
ポリシロキサンを配合すれば、樹脂組成物と銀メッキと
の接着性を高めることが可能である。
When the polysiloxane compounded in the epoxy resin composition of the present invention has a mercapto group, the adhesiveness of the resin composition to the silver-plated portion in the lead frame is improved. The reliability of the semiconductor device is further improved. Specifically, if a polysiloxane having a mercapto group introduced into at least one of R 1 in the general formula (1) is blended, it is possible to enhance the adhesiveness between the resin composition and silver plating.

【0034】上述したような(d)成分の配合量は、
(a)成分であるエポキシ樹脂と(b)成分である硬化
剤との合計量に対し、0.5〜10wt%であることが
好ましい。0.5wt%未満では、ボイドを抑制すると
いう効果が十分でなく、一方10wt%を越えると、樹
脂層の曲げ強度が著しく低下するおそれがある。
The amount of the component (d) is as follows.
The amount is preferably 0.5 to 10% by weight based on the total amount of the epoxy resin (a) and the curing agent (b). If it is less than 0.5 wt%, the effect of suppressing voids is not sufficient, while if it exceeds 10 wt%, the bending strength of the resin layer may be significantly reduced.

【0035】なお、(d)成分であるポリシロキサン
は、ヘンシェルミキサー中で他の成分と混合してもよい
が、組成物中における分散性を高めるためには、溶融し
たエポキシ樹脂あるいはフェノール樹脂に添加・攪拌す
るという手法を採用することが好ましい。
The polysiloxane as the component (d) may be mixed with other components in a Henschel mixer. However, in order to enhance the dispersibility in the composition, the polysiloxane is added to the molten epoxy resin or phenol resin. It is preferable to adopt a method of adding and stirring.

【0036】本発明において、(e)成分である無機充
填剤としては、溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、
窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素および雲母
等が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上混合して
使用することができる。なお、低吸湿性でしかも低溶融
粘度の組成物が得られることから、溶融シリカや結晶性
シリカ等が特に好ましく用いられる。溶融シリカや結晶
性シリカの形状は、破砕状シリカおよび球状シリカなど
があり、これらを組み合わせて配合してもよい。
In the present invention, as the inorganic filler as the component (e), fused silica, crystalline silica, alumina,
Examples thereof include silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride and mica, and these can be used alone or in combination of two or more. Note that a fused silica, a crystalline silica, or the like is particularly preferably used because a composition having a low hygroscopicity and a low melt viscosity can be obtained. The shape of fused silica or crystalline silica includes crushed silica and spherical silica, and these may be combined and combined.

【0037】いずれの無機充填剤の場合も、ソフトエラ
ー防止するために、充填剤中のウラン(U)およびトリ
ウム(Th)の含有量は、ともに0.5ppb以下であ
ることが望まれる。
In any of the inorganic fillers, the content of uranium (U) and thorium (Th) in the filler is desirably 0.5 ppb or less in order to prevent soft errors.

【0038】無機充填剤の形状および粒径は、特に限定
されない。ただし、その形状が破砕状である場合には、
充填剤の鋭角部が素子表面に接触して局部に大きな応力
を与えて、半導体素子の誤動作を引き起こすおそれがあ
る。これを防止する観点から、破砕状無機充填剤の最大
粒径は、75μm以下であることが好ましい。
The shape and particle size of the inorganic filler are not particularly limited. However, if the shape is crushed,
The sharp corners of the filler may come into contact with the surface of the element to apply a large stress locally, which may cause a malfunction of the semiconductor element. From the viewpoint of preventing this, the maximum particle size of the crushed inorganic filler is preferably 75 μm or less.

【0039】上述したような無機充填剤の配合量は、樹
脂組成物全体に対して50〜94wt%、さらには70
〜94wt%とすることが好ましい。50wt%未満で
は十分な耐熱衝撃性を得ることが困難となり、一方94
wt%を越えると、樹脂組成物の溶融粘度が増大して成
形性が低下するおそれがある。
The amount of the inorganic filler as described above is 50 to 94% by weight, and more preferably 70 to 94% by weight, based on the whole resin composition.
It is preferable to set it to 94 wt%. If it is less than 50 wt%, it will be difficult to obtain sufficient thermal shock resistance.
If the amount exceeds wt%, the melt viscosity of the resin composition may increase and the moldability may decrease.

【0040】さらに、上述の成分に加えて、天然ワック
ス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸やその金属塩、酸ア
ミド類、エステル類、パラフィン類などの離型剤;カー
ボンブラック、二酸化チタンなどの顔料;シランカップ
リング剤などのフィラー表面処理剤;三酸化アンチモン
などの難燃助剤などを適宜添加してもよい。
Further, in addition to the above components, release agents such as natural waxes, synthetic waxes, linear fatty acids and metal salts thereof, acid amides, esters, paraffins; and carbon black, titanium dioxide and the like. A pigment; a filler surface treating agent such as a silane coupling agent; a flame retardant auxiliary such as antimony trioxide; and the like may be appropriately added.

【0041】本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述した
各成分を加熱ロール、ニーダー、または押出機によって
溶融混練したり、微粉砕可能な特殊混合機によって混合
したり、あるいはこれらの各方法を適宜組み合わせるこ
とにより容易に調製することができる。
In the epoxy resin composition of the present invention, the above-mentioned components are melt-kneaded by a heating roll, a kneader, or an extruder, mixed by a special mixer capable of pulverization, or each of these methods is appropriately used. It can be easily prepared by combining them.

【0042】本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて半導
体素子を封止するに当たっては、最も一般的には、低圧
トランスファー成形が用いられるが、これに限定される
ものではない。すなわち、インジェクション成形、圧縮
成形および注型などの任意の方法で半導体素子を封止す
ることができる。封止後には、175℃以上の温度でア
フターキュアすることが望ましい。
In sealing a semiconductor element using the epoxy resin composition of the present invention, low pressure transfer molding is most commonly used, but is not limited thereto. That is, the semiconductor element can be sealed by any method such as injection molding, compression molding, and casting. After sealing, it is desirable to perform after-curing at a temperature of 175 ° C. or higher.

【0043】なお、本発明において封止される半導体チ
ップは特に限定されず、目的や用途等に応じた任意のチ
ップを封止することができる。
It should be noted that the semiconductor chip to be sealed in the present invention is not particularly limited, and any chip according to the purpose or use can be sealed.

【0044】本発明のエポキシ樹脂組成物には、2級ま
たは3級アミノ基を有するポリシロキサンが配合されて
いるので、流動性を損なうことなく高い保存安定性を有
しており、リードフレーム材との密着性も著しく高めら
れ、しかも成形体中におけるボイドの発生は抑制され
る。加えて、電気特性や耐湿性等のエポキシ樹脂の特性
は何等損なわれることないので、かかるエポキシ樹脂組
成物で半導体素子を封止することにより高い信頼性を有
する樹脂封止型半導体装置を製造することができる。
Since the epoxy resin composition of the present invention contains a polysiloxane having a secondary or tertiary amino group, the epoxy resin composition has high storage stability without impairing fluidity, and has a lead frame material. The adhesion to the molded article is also significantly improved, and the generation of voids in the molded article is suppressed. In addition, since the characteristics of the epoxy resin such as electrical characteristics and moisture resistance are not impaired at all, a resin-encapsulated semiconductor device having high reliability is manufactured by sealing a semiconductor element with such an epoxy resin composition. be able to.

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によってさ
らに詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定
されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. Note that the present invention is not limited to the following examples.

【0046】本実施例のエポキシ樹脂組成物に配合され
る各成分を以下に示す。
The components blended in the epoxy resin composition of this example are shown below.

【0047】エポキシ樹脂A:ビフェニル型エポキシ樹
脂(YX−4000H、油化シェルエポキシ製エポキシ
当量193) エポキシ樹脂B:ジフェニルメタン型エポキシ樹脂(E
SLV−80XY、新日鐵化学製、エポキシ当量19
6) エポキシ樹脂C:ジフェニルメタン型エポキシ樹脂(G
K−8001、新日鐵化学製、エポキシ当量205) エポキシ樹脂D:ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂
(GK−4137、新日鐵化学製、エポキシ当量17
0) 硬化剤A:フェノールアラルキル樹脂(XL−225−
4L、三井東圧化学製、水酸基当量170) 硬化剤B:ナフトール型フェノールアラルキル樹脂(S
N−180、新日鐵化学製、水酸基当量191) 硬化剤C:ビフェニル型フェノールアラルキル樹脂(M
EH−7851、明和化成製、水酸基当量191) 硬化促進剤:トリフェニルホスフィン ポリシロキサンA:両端末アミノ変成ポリシロキサン
(分子量約1000、アミン当量480)
Epoxy resin A: Biphenyl type epoxy resin (YX-4000H, epoxy equivalent 193 made by Yuka Shell Epoxy) Epoxy resin B: Diphenylmethane type epoxy resin (E
SLV-80XY, Nippon Steel Chemical, epoxy equivalent 19
6) Epoxy resin C: diphenylmethane type epoxy resin (G
Epoxy resin D: diphenyl ether type epoxy resin (GK-4137, manufactured by Nippon Steel Chemical; epoxy equivalent: 17)
0) Curing agent A: phenol aralkyl resin (XL-225-
4 L, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, hydroxyl equivalent 170) Curing agent B: naphthol type phenol aralkyl resin (S
N-180, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., hydroxyl equivalent 191) Curing agent C: biphenyl type phenol aralkyl resin (M
EH-7851, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., hydroxyl equivalent 191) Curing accelerator: triphenylphosphine polysiloxane A: amino-modified polysiloxane at both terminals (molecular weight: about 1,000, amine equivalent: 480)

【化10】 Embedded image

【0048】ポリシロキサンB:アミノ変成ポリシロキ
サン(分子量約1300、アミン当量300)
Polysiloxane B: Amino-modified polysiloxane (molecular weight: about 1300, amine equivalent: 300)

【化11】 Embedded image

【0049】ポリシロキサンC:アミノ・メルカプト変
成ポリシロキサン(分子量約1300、アミン当量66
0)
Polysiloxane C: Amino-mercapto-modified polysiloxane (molecular weight: about 1300, amine equivalent: 66)
0)

【化12】 Embedded image

【0050】ポリシロキサンD:両末端アミノ変成ポリ
シロキサン(分子量約1000、アミン当量510)
Polysiloxane D: Amino-modified polysiloxane at both ends (molecular weight: about 1,000, amine equivalent: 510)

【化13】 Embedded image

【0051】ポリシロキサンE:アミノ変成ポリシロキ
サン(分子量約1300、アミン当量630)
Polysiloxane E: Amino-modified polysiloxane (molecular weight: about 1300, amine equivalent: 630)

【化14】 Embedded image

【0052】ポリシロキサンF:エポキシ変成ポリシロ
キサン(分子量約1000)
Polysiloxane F: epoxy-modified polysiloxane (molecular weight: about 1,000)

【化15】 Embedded image

【0053】ポリシロキサンG:カルボキシ変成ポリシ
ロキサン(分子量約1000)
Polysiloxane G: carboxy-modified polysiloxane (molecular weight: about 1000)

【化16】 Embedded image

【0054】カップリング剤:γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン 離型剤:エステル系ワックス 顔料:カーボンブラック 無機充填剤:溶融シリカ粉末 これらの成分を、下記表1〜3に示す処方で配合して実
施例1〜13、比較例1〜7、および参考例1,2のエ
ポキシ樹脂組成物を調製した。なお、表中の配合量は重
量部である。
Coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane Release agent: ester wax Pigment: carbon black Inorganic filler: fused silica powder These components are blended according to the formulations shown in Tables 1 to 3 below. Thus, the epoxy resin compositions of Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 7, and Reference Examples 1 and 2 were prepared. In addition, the compounding quantity in a table | surface is a weight part.

【0055】エポキシ樹脂組成物の製造に当たっては、
まず、ヘンシェルミキサー中でカップリング剤を用いて
無機充填剤に表面処理を施した。さらに、エポキシ樹
脂、硬化剤等の他の成分をそれぞれ配合して60〜13
0℃の加熱ロールで混練し、冷却した後、粉砕すること
によりエポキシ樹脂組成物を得た。添加剤は、140℃
であらかじめ溶融させたエポキシ樹脂あるいはフェノー
ル樹脂に添加、混合した後に冷却、粉砕して得られたエ
ポキシ混合物あるいはフェノール樹脂混合物として添加
した。
In producing the epoxy resin composition,
First, the inorganic filler was subjected to a surface treatment using a coupling agent in a Henschel mixer. Further, other components such as an epoxy resin and a curing agent are blended, respectively, to form 60 to 13
After kneading with a heating roll at 0 ° C., cooling and pulverization, an epoxy resin composition was obtained. 140 ° C
The mixture was added to an epoxy resin or a phenol resin which had been previously melted, mixed, cooled, pulverized, and added as an epoxy mixture or a phenol resin mixture.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】[0058]

【表3】 [Table 3]

【0059】次いで、これらの実施例1〜13、比較例
1〜7および参考例1,2のエポキシ樹脂組成物につい
て、以下の評価試験を行なった。
Next, the following evaluation tests were performed on the epoxy resin compositions of Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 7, and Reference Examples 1 and 2.

【0060】(1)溶融粘度 各エポキシ樹脂組成物の粉体材料2.5gを用いて底面
積1cm2 の円柱状タブレットを作製し、フローテスタ
により測定した。フローテスタCFT−500A型(島
津製作所製)を用い、測定条件180℃、ノズル0.5
mmφ×1mm、荷重10kgで測定した。また、タブ
レットを室温で放置して所定日数経過後の粘度も測定
し、保存安定性を調べた。
(1) Melt Viscosity A columnar tablet having a bottom area of 1 cm 2 was prepared using 2.5 g of the powder material of each epoxy resin composition, and measured with a flow tester. Using a flow tester CFT-500A type (manufactured by Shimadzu Corporation), measurement conditions: 180 ° C., nozzle: 0.5
mmφ × 1 mm, measured with a load of 10 kg. In addition, the tablets were allowed to stand at room temperature, and the viscosity after a predetermined number of days had elapsed was measured to check the storage stability.

【0061】(2)曲げ強度および曲げ弾性率 各エポキシ樹脂組成物を用いて、180℃、1分の条件
で、トランスファー成形により試験片(10mm×4m
m×80mm)を作製し、175℃で8時間アフターキ
ュアして測定用の試料を得た。得られた試料について、
支点間距離64mm、クロスヘッドスピード2mm/m
inの条件で3点曲げ試験を行なうことにより、室温に
おける曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。さらに、
試験片を240℃の雰囲気中に4分間放置した後、前述
と同様の条件で曲げ試験を行なって、240℃における
曲げ強度を得た。
(2) Flexural strength and flexural modulus Using each epoxy resin composition, a test piece (10 mm × 4 m) was formed by transfer molding at 180 ° C. for 1 minute.
m × 80 mm), and after-cured at 175 ° C. for 8 hours to obtain a sample for measurement. About the obtained sample,
Distance between supporting points 64mm, crosshead speed 2mm / m
By performing a three-point bending test under the conditions of "in", the bending strength and the bending elastic modulus at room temperature were measured. further,
After the test piece was left in an atmosphere at 240 ° C. for 4 minutes, a bending test was performed under the same conditions as described above to obtain a bending strength at 240 ° C.

【0062】(3)熱膨張率 各エポキシ樹脂組成物を用いて、曲げ試験片と同じ試験
片を切り出すことにより試験片(約4mm×約4mm×
約18mm)を作製した。得られた試験片に3gの荷重
をかけた状態で、室温から5℃/分で昇温した際の試験
片の伸びを測定することにより求めた。
(3) Coefficient of thermal expansion Using each epoxy resin composition, a test piece (about 4 mm × about 4 mm ×
(About 18 mm). The obtained test piece was determined by measuring the elongation of the test piece when the temperature was raised from room temperature at 5 ° C./min under a load of 3 g.

【0063】(4)リードフレームとの密着力 各エポキシ樹脂組成物を、42アロイの板(0.3mm
厚)の上に180℃、1分の条件で一辺が2mmの立方
体状にトランスファー成形した。この試験片を用いて樹
脂組成物と42アロイとの剪断密着強度を測定した。さ
らに、42アロイ表面に銀メッキを施した板の上にも、
同様にして試験片を成形し、樹脂組成物と銀メッキとの
剪断密着強度を測定した。
(4) Adhesion force to lead frame Each epoxy resin composition was placed on a 42-alloy plate (0.3 mm
Was transferred to a cubic shape having a side of 2 mm at 180 ° C. for 1 minute. Using this test piece, the shear adhesion strength between the resin composition and 42 alloy was measured. Furthermore, on the plate which made the silver plating on the 42 alloy surface,
A test piece was molded in the same manner, and the shear adhesion strength between the resin composition and the silver plating was measured.

【0064】(5)ボイドの数 まず、各エポキシ樹脂組成物を用いてトランスファー成
形により40mm×40mm×3.6mmのパッケージ
を成形した。得られたパッケージの40mm×40mm
の面を研磨機により削り、0.3mmを削るごとに0.
1mm以上の大きさのボイドの数をカウントした。これ
を4回繰り返して、4回分の総計を取った。
(5) Number of voids First, a package of 40 mm × 40 mm × 3.6 mm was formed by transfer molding using each epoxy resin composition. 40mm × 40mm of the obtained package
Surface was ground with a grinder, and every 0.3 mm was ground.
The number of voids having a size of 1 mm or more was counted. This was repeated four times, and a total of four times was obtained.

【0065】(6)耐熱衝撃性 各エポキシ樹脂組成物を用い、大型の耐熱衝撃性試験用
の半導体チップ(15mm×15mm)を封止し、パッ
ケージを作製した。このパッケージに対し、まず耐リフ
ロー性を調べるときと同じ条件でアフターキュア、吸
湿、リフロー処理を行なった。その後、−65℃(30
分)、室温(5分)、150℃(30分)、室温(5
分)を1サイクルとする冷熱サイクルを50〜400サ
イクル繰り返し、デバイスの動作特性チェックにより不
良発生率を調べた。
(6) Thermal Shock Resistance A large semiconductor chip (15 mm × 15 mm) for a thermal shock resistance test was sealed using each epoxy resin composition to prepare a package. The package was first subjected to after-curing, moisture absorption, and reflow treatment under the same conditions as those used for checking reflow resistance. Then, at -65 ° C (30
Minutes), room temperature (5 minutes), 150 ° C. (30 minutes), room temperature (5 minutes)
) Was repeated 50 to 400 cycles, and the failure occurrence rate was examined by checking the operation characteristics of the device.

【0066】(7)耐リフロークラック性 各エポキシ樹脂組成物を用いて、試験用デバイス(10
mm×18mmのチップ)をトランスファー成形により
封止して、13mm×22mm×1.5mmのパッケー
ジを作製し、175℃で8時間アフターキュアした。次
いで、このパッケージを85℃、相対湿度85%の雰囲
気中に168時間放置して吸湿処理を行なった後、24
0℃で赤外線リフロー処理を施してクラックの発生を調
べた。
(7) Reflow Crack Resistance Using each epoxy resin composition, a test device (10
(mm × 18 mm chip) was sealed by transfer molding to prepare a 13 mm × 22 mm × 1.5 mm package, and after-cured at 175 ° C. for 8 hours. Next, the package is left in an atmosphere at 85 ° C. and a relative humidity of 85% for 168 hours to perform a moisture absorption process.
Infrared reflow treatment was performed at 0 ° C. to check for cracks.

【0067】(8)耐湿信頼性 前述の耐リフロークラック性を調べるものと同様のパッ
ケージを作製し、同様の条件でアフターキュア、吸湿、
リフロー処理を行なった後、127℃の飽和水蒸気中に
放置し、不良(リーク不良、オープン不良)の発生率を
調べた。
(8) Moisture Resistance Reliability A package similar to that described above for examining the reflow crack resistance was prepared, and after-curing, moisture absorbing, and
After performing the reflow treatment, the substrate was left in 127 ° C. saturated steam, and the occurrence rate of defects (leak defect, open defect) was examined.

【0068】これらの結果を下記表4ないし9に示す。The results are shown in Tables 4 to 9 below.

【0069】[0069]

【表4】 [Table 4]

【0070】[0070]

【表5】 [Table 5]

【0071】[0071]

【表6】 [Table 6]

【0072】[0072]

【表7】 [Table 7]

【0073】[0073]

【表8】 [Table 8]

【0074】[0074]

【表9】 [Table 9]

【0075】表4および5に示されるように、本発明
(実施例1〜13)のエポキシ樹脂組成物は、いずれも
適切な溶融粘度を有しており、42アロイとの接着力は
16MPa以上であるとともに成形体中のボイドの数も
少ない。特に、メルカプト基を有する置換基が導入され
たポリシロキサンを配合した樹脂組成物(実施例5)
は、これらの特性に加えて、さらに銀メッキとの密着力
も優れており18MPaにも及んでいる。しかも、本発
明のエポキシ樹脂組成物を硬化させてなる樹脂層は、高
い曲げ強度を有している。
As shown in Tables 4 and 5, each of the epoxy resin compositions of the present invention (Examples 1 to 13) had an appropriate melt viscosity, and had an adhesive strength to 42 alloy of 16 MPa or more. And the number of voids in the compact is small. Particularly, a resin composition containing a polysiloxane into which a substituent having a mercapto group is introduced (Example 5)
Has excellent adhesion to silver plating in addition to these properties, reaching up to 18 MPa. Moreover, the resin layer obtained by curing the epoxy resin composition of the present invention has high bending strength.

【0076】これに対して、表6に示されるように、ポ
リシロキサンを配合しない樹脂組成物(比較例1)は、
42アロイや銀メッキとの密着力が劣っていることに加
えて、成形体に著しく多数のボイドが発生している。ま
た、1級アミノ基を有するポリシロキサンを配合した樹
脂組成物(比較例2,5)は、溶融粘度が大きくその増
大も激しいので、保存安定性が乏しいことがわかる。さ
らに、アミノ基を有しないポリシロキサンを配合した樹
脂組成物(比較例3,4,6,7)は、42アロイとの
十分な密着力が得られない。なお、ポリシロキサンの配
合量が少ない場合には、ボイドの発生を抑制する効果が
十分でなく、逆に多すぎる場合には充分に高い曲げ強度
が得られないことが、参考例1および2の結果としてそ
れぞれ示されている。
On the other hand, as shown in Table 6, the resin composition containing no polysiloxane (Comparative Example 1)
In addition to the inferior adhesion to the 42 alloy and silver plating, the molded article has a large number of voids. In addition, the resin compositions containing the polysiloxane having a primary amino group (Comparative Examples 2 and 5) have a high melt viscosity and a sharp increase, so that the storage stability is poor. Furthermore, the resin composition (Comparative Examples 3, 4, 6, and 7) containing a polysiloxane having no amino group cannot obtain a sufficient adhesive force with 42 alloy. In addition, when the blending amount of the polysiloxane is small, the effect of suppressing the generation of voids is not sufficient, and when it is too large, a sufficiently high bending strength cannot be obtained. The results are shown respectively.

【0077】このように、比較例の樹脂組成物は、いず
れも良好な溶融特性、リードフレームとの高い密着力、
およびボイドの抑制を同時に満たすことができない。2
級または3級アミノ基を有するポリシロキサンが配合さ
れた場合にのみ、溶融特性に優れ、リードフレームとの
密着力が高く、ボイドの少ない成形体を形成可能な樹脂
組成物が得られることがわかる。
As described above, all of the resin compositions of Comparative Examples have good melting properties, high adhesion to the lead frame,
And the suppression of voids cannot be satisfied at the same time. 2
Only when a polysiloxane having a tertiary or tertiary amino group is blended, it is found that a resin composition having excellent melting properties, high adhesion to a lead frame, and capable of forming a molded article with few voids can be obtained. .

【0078】かかる特性を有する本発明(実施例1〜1
3)の樹脂組成物で封止された樹脂封止型半導体装置
は、表7および8に示されるように、耐熱衝撃性、耐リ
フロークラック性および耐湿信頼性の試験に供しても不
良はほとんど発生していない。一方、表9に示されるよ
うに、ポリシロキサンを配合しない樹脂組成物(比較例
1)により封止された半導体装置は、いずれの試験にお
いても不良が発生しているが、特に耐湿信頼性が劣って
おり、300時間で不良が発生して500時間では試料
の3割近くが不良となっている。1級アミノ基が導入さ
れたポリシロキサンを配合した樹脂組成物(比較例2,
5)は粘度が大きいので、半導体素子を封止する際には
圧力が十分にかからず、得られた半導体装置は耐熱衝撃
性および耐リフロークラック性の低下が顕著である。ア
ミノ基を有しないポリシロキサンを配合した樹脂組成物
(比較例3,4,6,7)は、リードフレームとの接着
力が小さいので、得られる半導体装置は耐湿信頼性が極
めて低く、耐リフロークラック性も悪い。
The present invention having such characteristics (Examples 1 to 1)
As shown in Tables 7 and 8, the resin-encapsulated semiconductor device sealed with the resin composition of 3) shows almost no failure even when subjected to the thermal shock resistance, reflow crack resistance, and moisture resistance reliability tests. Has not occurred. On the other hand, as shown in Table 9, the semiconductor device sealed with the resin composition containing no polysiloxane (Comparative Example 1) failed in any of the tests. Inferior, a failure occurred in 300 hours, and in 500 hours, nearly 30% of the samples were defective. Resin composition containing a polysiloxane having a primary amino group introduced therein (Comparative Example 2,
In the case of 5), since the viscosity is large, a sufficient pressure is not applied when sealing the semiconductor element, and the obtained semiconductor device has a remarkable decrease in thermal shock resistance and reflow crack resistance. Since the resin composition containing the polysiloxane having no amino group (Comparative Examples 3, 4, 6, and 7) has a low adhesive strength to the lead frame, the resulting semiconductor device has extremely low humidity resistance reliability and reflow resistance. Cracking is also poor.

【0079】なお、ポリシロキサンの配合量が少ない樹
脂組成物(参考例1)および配合量が多い樹脂組成物
(参考例2)は、上述したような欠点を有しているの
で、これらで封止して得られた半導体装置は、それぞれ
耐湿信頼性および耐熱衝撃性が劣っている。
The resin composition containing a small amount of polysiloxane (Reference Example 1) and the resin composition containing a large amount of polysiloxane (Reference Example 2) have the above-mentioned disadvantages. The semiconductor devices obtained by stopping are inferior in moisture resistance reliability and thermal shock resistance, respectively.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
流動性やリードフレームとの密着性に優れるとともに、
成形体におけるボイドの少ないエポキシ樹脂組成物が提
供される。本発明のエポキシ樹脂組成物で半導体素子を
封止することにより、耐熱衝撃性、耐はんだリフロー性
および耐湿信頼性の信頼性が全て良好な樹脂封止型半導
体装置が得られる。かかる樹脂封止型半導体装置は、電
子機器の高密度化、チップの大型化に対応できるもので
あり、その工業的価値は極めて大きい。
As described in detail above, according to the present invention,
Excellent fluidity and adhesion to the lead frame,
An epoxy resin composition having less voids in a molded article is provided. By encapsulating a semiconductor element with the epoxy resin composition of the present invention, a resin-encapsulated semiconductor device having good reliability in heat shock resistance, solder reflow resistance and moisture resistance reliability can be obtained. Such a resin-sealed semiconductor device can cope with an increase in the density of an electronic device and an increase in the size of a chip, and its industrial value is extremely large.

フロントページの続き (72)発明者 奥山 哲生 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuo Okuyama 1 Tokoba Toshiba-cho, Komukai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Pref.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)エポキシ樹脂と、 (b)硬化剤と、 (c)硬化促進剤と、 (d)下記一般式(1)で表わされるポリシロキサン
と、 (e)無機充填剤と を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物 【化1】 (上記一般式(1)中、R1 の少なくとも1つは、下記
一般式(2)で表わされる置換基であり、残りは同一で
も異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、シクロ
アルキル基、アリール基、およびハロゲン原子からなる
群から選択される置換基である。また、nは1〜100
0の整数である。) 【化2】 (上記一般式(2)中、R2 の少なくとも1つは、アル
キル基またはアリール基であり、残りは同一でも異なっ
ていてもよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル
基、アリール基、およびハロゲン原子からなる群から選
択される置換基であり、Xは2価の有機基である。)
1. An epoxy resin, (b) a curing agent, (c) a curing accelerator, (d) a polysiloxane represented by the following general formula (1), and (e) an inorganic filler. An epoxy resin composition characterized by containing: (In the above general formula (1), at least one of R 1 is a substituent represented by the following general formula (2), and the rest may be the same or different and include a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group , An aryl group, and a halogen atom, and n is 1 to 100.
It is an integer of 0. ) (In the general formula (2), at least one of R 2 is an alkyl group or an aryl group, and the rest may be the same or different, and include a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and a halogen atom. A substituent selected from the group consisting of atoms, and X is a divalent organic group.)
【請求項2】 前記一般式(1)におけるR1 の少なく
とも1つが、メルカプト基を有する有機基である請求項
1に記載のエポキシ樹脂組成物。
2. The epoxy resin composition according to claim 1 , wherein at least one of R 1 in the general formula (1) is an organic group having a mercapto group.
【請求項3】 半導体素子と、前記半導体素子を封止す
る樹脂層とを具備し、前記樹脂層は、請求項1または2
に記載の樹脂組成物の硬化物を用いることを特徴とする
樹脂封止型半導体装置。
3. A semiconductor device comprising: a semiconductor element; and a resin layer encapsulating the semiconductor element, wherein the resin layer is formed of a resin.
A resin-encapsulated semiconductor device, characterized by using a cured product of the resin composition described in (1).
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006213872A (en) * 2005-02-04 2006-08-17 Tomoegawa Paper Co Ltd Adhesive composition for semiconductor device and adhesive sheet for semiconductor device
JP2007002044A (en) * 2005-06-22 2007-01-11 Tomoegawa Paper Co Ltd Adhesive composition for semiconductor device and adhesive sheet for the semiconductor device
JP2010084096A (en) * 2008-10-02 2010-04-15 Yokohama Rubber Co Ltd:The One-pack type heat-curing epoxy resin composition
US7968343B2 (en) * 2004-10-07 2011-06-28 Commissariat A L'energie Atomique Chemical sensors comprising aniline polysiloxanes as sensitive materials and use thereof for detecting of assaying nitro compounds

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