JPH10182939A - Epoxy resin composition for sealing material and semiconductor device produced by using the composition - Google Patents

Epoxy resin composition for sealing material and semiconductor device produced by using the composition

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JPH10182939A
JPH10182939A JP34932196A JP34932196A JPH10182939A JP H10182939 A JPH10182939 A JP H10182939A JP 34932196 A JP34932196 A JP 34932196A JP 34932196 A JP34932196 A JP 34932196A JP H10182939 A JPH10182939 A JP H10182939A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin
sealing
parts
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP34932196A
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Japanese (ja)
Inventor
Shin Sawano
伸 沢野
Masayuki Kiyougaku
正之 教学
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10182939A publication Critical patent/JPH10182939A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject composition capable of forming a seal having excellent wet heat-resistance and wet electrical reliability even in the case of using an inorganic filler and a dicyclopentadiene-type epoxy resin at high ratios and useful in the field of semiconductor device by using a specific inorganic compound and a curing agent as essential components. SOLUTION: This resin composition for sealing is produced by compounding (A) an epoxy resin containing >=30wt.% of a dicyclopentadiene-type epoxy resin with (B) a curing agent containing e.g. >=30wt.% of a compound of formula I ((m) is 0-5) and (C) an inorganic filler. The amount of the component C in the composition is 70-95wt.%. The composition further contains (D) e.g. 0.2-2wt.% of a compound of formula II ((v) is 0-0.3; (w) is 0.5-2.0; (x) is 3.0-5.0; (y) is 0.4-2.0; (z) is 0.1-0.5; (n) is 1-27).

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
の製造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 a sealing material used for manufacturing 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、例えば金属製のリードフレームに半導
体素子を搭載し、その半導体素子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
素子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 Conventionally, as a method for sealing electronic parts such as semiconductor devices, a method using a ceramic or a thermosetting resin has been used. Above all, sealing with an epoxy resin composition is more preferable than the balance between economy and performance, and is widely used. The semiconductor device sealed with this epoxy resin composition is, for example, a semiconductor element is mounted on a metal lead frame, and the semiconductor element and the lead frame are electrically connected using a bonding wire or the like. And a part of the lead frame is sealed with an epoxy resin composition for a sealing material (hereinafter referred to as a sealing resin).

【0003】この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
ファー成形に使用する封止樹脂は、室温で固形状のもの
が好ましいものであり、エポキシ樹脂としてクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂を用い、また、エポキシ樹脂
の硬化剤としてフェノールノボラック樹脂を用いたもの
が一般に使用されている。
[0005] As a method of sealing with this sealing resin, transfer molding is generally performed. The sealing resin used in the transfer molding is preferably a solid one at room temperature, and a cresol novolak type epoxy resin is used as an epoxy resin, and a phenol novolak resin is used as a curing agent for the epoxy resin. Commonly used.

【0004】なお、この封止樹脂で封止した半導体装置
は、封止樹脂の硬化物(以下樹脂硬化物と記す)が吸湿
すると、半導体装置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
や、樹脂硬化物とリードフレームの間にクラックが発生
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。そのため吸湿耐熱性の改良として、封止樹脂中に無
機充填材を高い比率で配合することにより、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
て樹脂硬化物の吸湿量を減らすと共に熱膨張率を低減す
る方法や、耐湿性の高い分子構造を有するエポキシ樹脂
を配合する方法等が検討されている。
When a cured product of a sealing resin (hereinafter referred to as a cured resin) absorbs moisture, the semiconductor device sealed with the sealing resin absorbs moisture due to thermal shock of soldering when the semiconductor device is mounted. In some cases, the water rapidly expands and cracks occur inside the cured resin or between the cured resin and the lead frame, resulting in a problem that reliability is reduced. Therefore, as an improvement in moisture absorption heat resistance, by blending a high proportion of an inorganic filler in the sealing resin, the proportion of the epoxy resin, which is a component that easily absorbs moisture, in the sealing resin is reduced, and the moisture absorption of the cured resin is reduced. A method of reducing the thermal expansion coefficient while reducing the amount, a method of blending an epoxy resin having a molecular structure with high moisture resistance, and the like are being studied.

【0005】この耐湿性の高い分子構造を有するエポキ
シ樹脂を用いる方法として、例えば特開昭61−293
219号に記載されるようなジシクロペンタジエン型エ
ポキシ樹脂を用いる方法が検討されている。しかし吸湿
耐熱性を特に向上させるために、封止樹脂中に無機充填
材を高い比率で含有させ、かつ、ジシクロペンタジエン
型エポキシ樹脂を全エポキシ樹脂中に高い比率で含有さ
せて吸湿耐熱性を改良した場合、半導体素子の表面に形
成されたアルミニウム配線の腐食が発生し、半導体装置
の耐湿電気信頼性が低下する場合があった。
As a method of using an epoxy resin having a molecular structure having high moisture resistance, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-293
No. 219, a method using a dicyclopentadiene-type epoxy resin is being studied. However, in order to improve moisture absorption heat resistance in particular, a high ratio of inorganic filler is contained in the sealing resin, and a high ratio of dicyclopentadiene type epoxy resin is contained in all epoxy resins to improve the moisture absorption heat resistance. In the case of improvement, the aluminum wiring formed on the surface of the semiconductor element may be corroded, and the reliability of the humidity resistance of the semiconductor device may be reduced.

【0006】そのため封止樹脂中に無機充填材を高い比
率で含有させ、かつ、ジシクロペンタジエン型エポキシ
樹脂を全エポキシ樹脂中に高い比率で含有させた場合で
あっても、吸湿耐熱性を低下することなしに、耐湿電気
信頼性が優れた封止ができる封止樹脂が求められてい
る。
Therefore, even when the sealing resin contains a high proportion of the inorganic filler and the dicyclopentadiene type epoxy resin contains a high proportion of the whole epoxy resin, the moisture absorption heat resistance is reduced. There is a need for a sealing resin capable of performing sealing with excellent moisture resistance and electrical reliability without performing sealing.

【0007】[0007]

【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
剤及び無機充填材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、封止樹脂中に無機充填材
を高い比率で含有させ、かつ、ジシクロペンタジエン型
エポキシ樹脂を全エポキシ樹脂中に高い比率で含有させ
た場合であっても、吸湿耐熱性を低下することなしに、
耐湿電気信頼性が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、吸湿
耐熱性及び耐湿電気信頼性が優れた半導体装置を提供す
ることを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is directed to a sealing resin (epoxy for sealing material) comprising an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler. Resin composition), in which the sealing resin contains a high proportion of an inorganic filler and the dicyclopentadiene-type epoxy resin contains a high proportion of the entire epoxy resin. Without reducing heat resistance
An object of the present invention is to provide a sealing resin capable of sealing with excellent moisture resistance and electric reliability. It is another object of the present invention to provide a semiconductor device using the sealing resin and having excellent moisture absorption heat resistance and humidity electric reliability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】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、硬化剤及び無機充填材を配合してなる封止樹脂で
あって、封止樹脂100重量部中に、無機充填材を70
〜95重量部含有し、かつ、全エポキシ樹脂100重量
部中に、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を30〜
100重量部含有する封止樹脂において、封止樹脂中
に、下記式(a)で表される化合物をも含有すると共
に、硬化剤として、下記式(b)で表されるフェノール
樹脂を含有することを特徴とする。
The sealing resin (epoxy resin composition for sealing material) according to claim 1 of the present invention is a sealing resin obtained by mixing an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler. In addition, 70 parts of the inorganic filler is added to 100 parts by weight of the sealing resin.
9595 parts by weight, and 100 parts by weight of the total epoxy resin, 30 to 30 parts by weight of the dicyclopentadiene type epoxy resin
In the encapsulating resin containing 100 parts by weight, the encapsulating resin also contains a compound represented by the following formula (a) and a phenol resin represented by the following formula (b) as a curing agent. It is characterized by the following.

【0009】[0009]

【化3】 Embedded image

【0010】[0010]

【化4】 Embedded image

【0011】本発明の請求項2に係る封止樹脂は、エポ
キシ樹脂として、エポキシ当量が300〜700のビス
フェノールA型エポキシ樹脂をも含有することを特徴と
する。
The sealing resin according to a second aspect of the present invention is characterized in that the epoxy resin also contains a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 300 to 700.

【0012】本発明の請求項3に係る半導体装置は、請
求項1又は請求項2記載の封止樹脂を用いて、半導体素
子を封止してなる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed using the sealing resin according to the first or second aspect.

【0013】本発明によると、上記式(a)で表される
化合物が封止樹脂中のアルカリ金属カチオン、有機酸ア
ニオン等のイオン不純物を捕捉してイオン不純物の影響
を減少させるため、耐湿電気信頼性が向上すると考えら
れる。また、上記式(a)で表される化合物は、上記式
(b)で表されるフェノール樹脂の有する樹脂硬化物中
の吸湿率を低下させる効果を妨げないため、吸湿耐熱性
を低下することなしに、耐湿電気信頼性が優れた封止が
できる封止樹脂となると考えられる。
According to the present invention, the compound represented by the formula (a) captures ionic impurities such as alkali metal cations and organic acid anions in the sealing resin to reduce the influence of the ionic impurities. It is thought that reliability is improved. In addition, the compound represented by the formula (a) does not hinder the effect of lowering the moisture absorption rate in the cured resin of the phenolic resin represented by the formula (b), so that the moisture absorption heat resistance is reduced. Without this, it is considered that the sealing resin can be sealed with excellent moisture resistance and electric reliability.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明に係る封止樹脂は、少なく
ともエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填材と、上記式
(a)で表される化合物を配合してなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The sealing resin according to the present invention comprises at least an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler and a compound represented by the above formula (a).

【0015】本発明で使用するエポキシ樹脂としては、
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を、全エポキシ樹
脂100重量部中に30〜100重量部含有することが
重要である。30重量部未満の場合は、吸湿率が上昇し
て吸湿耐熱性が低下する場合がある。なお、ジシクロペ
ンタジエン型エポキシ樹脂としては、例えば、下記式
(c),式(d)で表わされる化合物等が挙げられる。
The epoxy resin used in the present invention includes:
It is important that the dicyclopentadiene type epoxy resin is contained in an amount of 30 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the total epoxy resin. If the amount is less than 30 parts by weight, the moisture absorption rate may increase and the moisture absorption heat resistance may decrease. The dicyclopentadiene type epoxy resin includes, for example, compounds represented by the following formulas (c) and (d).

【0016】[0016]

【化5】 Embedded image

【0017】[0017]

【化6】 Embedded image

【0018】本発明で使用するエポキシ樹脂としては、
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂のみに限定するも
のではなく、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を、
全エポキシ樹脂100重量部中に30重量部以上含有す
るように配合した場合、例えば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、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、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
や、これらのエポキシ樹脂構造体中の水素原子の一部を
ハロゲン化することにより難燃化したエポキシ樹脂等を
併用することができ、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 includes:
The dicyclopentadiene type epoxy resin is not limited to only the dicyclopentadiene type epoxy resin.
When compounded so as to contain 30 parts by weight or more in 100 parts by weight of all epoxy resins, for example, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin , An alicyclic epoxy resin, an epoxy resin flame-retarded by halogenating a part of hydrogen atoms in these epoxy resin structures, and the like. More than one type may be used in combination.

【0019】なお、エポキシ当量が300〜700のビ
スフェノールA型エポキシ樹脂を併用すると、特に吸湿
耐熱性が優れ好ましい。このビスフェノールA型エポキ
シ樹脂は、ビスフェノールAとエピクロルヒドリンより
合成され、両末端にエポキシ基を有する化合物である。
このエポキシ当量が300〜700のビスフェノールA
型エポキシ樹脂は、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹
脂と架橋することにより、樹脂硬化物の架橋密度を調整
し、適度な熱時弾性率の樹脂硬化物となるため、吸湿耐
熱性が向上すると考えられる。
The use of a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 300 to 700 is particularly preferred because of its excellent moisture absorption heat resistance. This bisphenol A type epoxy resin is a compound synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin and having epoxy groups at both ends.
Bisphenol A having an epoxy equivalent of 300 to 700
It is considered that the crosslinked epoxy resin adjusts the crosslink density of the cured resin by crosslinking with the dicyclopentadiene type epoxy resin, and becomes a cured resin having an appropriate elastic modulus at the time of heating.

【0020】なお、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の
エポキシ当量が300未満の場合は、エポキシ樹脂の粘
度が低下するため、トランスファー成形に適した封止樹
脂とすることが困難となり、700を超える場合は、封
止樹脂の反応性が低下するため問題となる。なお、難燃
性の改良のために、構造中の一部の水素原子を臭素原子
等のハロゲン原子に置換したハロゲン化ビスフェノール
A型エポキシ樹脂の場合は、そのハロゲン原子を水素に
置換した場合のエポキシ当量が、300〜700のもの
を併用すると、吸湿耐熱性が優れると共に難燃性が優れ
た樹脂硬化物が得られ好ましい。
When the epoxy equivalent of the bisphenol A type epoxy resin is less than 300, the viscosity of the epoxy resin decreases, so that it becomes difficult to obtain a sealing resin suitable for transfer molding. This is a problem because the reactivity of the sealing resin is reduced. In the case of a halogenated bisphenol A type epoxy resin in which some of the hydrogen atoms in the structure are replaced with halogen atoms such as bromine atoms in order to improve the flame retardancy, when the halogen atoms are replaced with hydrogen. It is preferable to use a resin having an epoxy equivalent of 300 to 700 in combination, since a cured resin having excellent heat resistance to moisture absorption and excellent flame retardancy can be obtained.

【0021】なお、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を
併用する場合には、全エポキシ樹脂100重量部中に、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂を10〜50重量部、
より好ましくは20〜40重量部含有すると好ましい。
50重量部を超える場合は、樹脂硬化物のガラス転移温
度が低下して耐熱性が低下する場合があり、10重量部
未満の場合は、樹脂硬化物の架橋密度を調整する効果が
得られない。
When a bisphenol A type epoxy resin is used in combination, 100 parts by weight of all epoxy resins are
10 to 50 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin,
More preferably, the content is 20 to 40 parts by weight.
If the amount exceeds 50 parts by weight, the glass transition temperature of the cured resin may be lowered and the heat resistance may be reduced. If the amount is less than 10 parts by weight, the effect of adjusting the crosslinking density of the cured resin is not obtained. .

【0022】本発明で使用する硬化剤としては、上記式
(b)で表されるフェノール樹脂を含有することが重要
である。含有しない場合は、吸湿耐熱性が低下する場合
がある。上記式(b)で表されるフェノール樹脂は、一
般にジシクロペンタジエン型フェノール樹脂と呼ばれる
フェノール樹脂であり、このフェノール樹脂を用いてエ
ポキシ樹脂を硬化すると、樹脂硬化物中の吸湿率を低下
させる効果がある。
It is important that the curing agent used in the present invention contains a phenol resin represented by the above formula (b). If it is not contained, the moisture absorption heat resistance may decrease. The phenolic resin represented by the above formula (b) is a phenolic resin generally called a dicyclopentadiene-type phenolic resin, and when an epoxy resin is cured using this phenolic resin, the effect of reducing the moisture absorption rate in the resin cured product is reduced There is.

【0023】なお、本発明で使用する硬化剤としては、
上記式(b)で表されるフェノール樹脂のみに限定する
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
ンの縮合体や、アミン系硬化剤や、酸無水物等が挙げら
れる。これらの硬化剤は、単独で用いても、2種類以上
を併用してもよい。
The curing agent used in the present invention includes:
It is not limited only to the phenolic resin represented by the above formula (b), but includes, for example, a phenol novolak resin and its derivative, a cresol novolak resin and its derivative,
Mono- or dihydroxynaphthalene novolak resins and derivatives thereof, condensates of phenols or naphthols with p-xylene, amine-based curing agents, acid anhydrides, and the like are included. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.

【0024】なお、上記式(b)で表されるフェノール
樹脂以外の硬化剤を含有させる場合には、上記式(b)
で表されるフェノール樹脂を重量比率で30%以上含有
させると、特に吸湿耐熱性が優れ好ましい。硬化剤全体
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、好ましくは0.7〜1.3の範囲で配合
される。
When a curing agent other than the phenol resin represented by the above formula (b) is contained, the above formula (b)
When the phenolic resin represented by the formula (1) is contained in a weight ratio of 30% or more, the heat resistance to moisture absorption is particularly excellent, which is preferable. The compounding amount of the entire curing agent is usually 0.1 to 10, preferably 0.7 to 1.3 in an equivalent ratio to the epoxy resin.

【0025】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溶融シリカ等のシリカを用いた
場合、樹脂硬化物の熱膨張率が小さくなり、半導体素子
の熱膨張率に近づくため好ましい。
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. No. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more. Note that when silica such as crystalline silica or fused silica is used as the inorganic filler, the coefficient of thermal expansion of the cured resin becomes small, which is preferable because it approaches the coefficient of thermal expansion of the semiconductor element.

【0026】なお、無機充填材を、封止樹脂100重量
部中に、70〜95重量部配合することが重要である。
70重量部未満の場合、樹脂硬化物の吸湿量が増加し、
吸湿耐熱性が低下する場合があり、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。なお、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。な
お、無機充填材は、平均粒径0.5〜50μm程度の無
機充填材が、トランスファー成形に適した封止樹脂を製
造しやすく好ましい。
It is important to add 70 to 95 parts by weight of the inorganic filler to 100 parts by weight of the sealing resin.
If less than 70 parts by weight, the moisture absorption of the cured resin increases,
In some cases, the heat resistance to moisture absorption is reduced. If the heat resistance is more than 95 parts by weight, the viscosity of the sealing resin increases, and the moldability at the time of sealing decreases, which is a problem. When an inorganic substance is blended in the sealing resin as a flame retardant, a colorant, or the like, the above parts by weight are calculated in addition to the weight of the inorganic filler. In addition, as the inorganic filler, an inorganic filler having an average particle size of about 0.5 to 50 μm is preferable because a sealing resin suitable for transfer molding can be easily manufactured.

【0027】また、封止樹脂中に、上記式(a)で表さ
れる化合物をも含有することが重要である。含有しない
場合は、耐湿電気信頼性が低下する場合がある。この上
記式(a)で表される化合物を含有すると、封止樹脂中
のアルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、
有機酸アニオン、ハロゲンアニオン等を捕捉してイオン
不純物を減少させるため、耐湿電気信頼性が向上すると
考えられる。この上記式(a)で表される化合物の配合
量としては、封止樹脂100重量部中に、0.2〜2重
量部配合すると好ましい。0.2重量部未満の場合は、
耐湿電気信頼性を向上する効果が小さく、2重量部を越
えて配合しても耐湿電気信頼性を向上させる効果に差が
無いため経済的でない。
It is important that the sealing resin also contains the compound represented by the above formula (a). If it is not contained, the moisture resistance electrical reliability may decrease. When the compound represented by the formula (a) is contained, an alkali metal cation, an alkaline earth metal cation,
It is considered that the moisture resistance electric reliability is improved because organic acid anions, halogen anions and the like are trapped to reduce ionic impurities. The compound represented by the formula (a) is preferably compounded in an amount of 0.2 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the sealing resin. If less than 0.2 parts by weight,
The effect of improving the wet electric reliability is small, and even if the amount exceeds 2 parts by weight, there is no difference in the effect of improving the wet electric reliability, so that it is not economical.

【0028】なお封止樹脂には、必要に応じて硬化促進
剤、シランカップリング剤、離型剤、着色剤、低応力化
剤、界面活性剤及び難燃剤等を含有することもできる。
The sealing resin may contain a curing accelerator, a silane coupling agent, a release agent, a coloring agent, a low stress agent, a surfactant, a flame retardant, and the like, if necessary.

【0029】封止樹脂に含有することができる硬化促進
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。
As the curing accelerator that can be contained in the sealing resin, for example, 1,8-diaza-bicyclo (5,
(4,0) tertiary amine compounds such as undecene-7, triethylenediamine, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole,
Examples thereof include imidazole compounds such as 2-phenylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole, and organic phosphine compounds such as triphenylphosphine and tributylphosphine.

【0030】封止樹脂に含有することができるシランカ
ップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン等のエポキシシランや、N−フ
ェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のア
ミノシラン等が挙げられる。なお、シランカップリング
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、シランカップリング剤
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
機充填材をシランカップリング剤で処理したのち、封止
樹脂に添加する方法の場合、封止樹脂に直接添加する場
合と比較して、樹脂硬化物とリードフレームとの接着性
や、成形性が優れ好ましい。
Examples of the silane coupling agent that can be contained in the sealing resin include epoxy silanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and aminosilanes such as N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane. And the like. The silane coupling agent may be added directly to the sealing resin.However, the inorganic filler may be sprayed directly on the inorganic filler in advance, or the inorganic filler may be immersed in a solution in which the silane coupling agent is dissolved. The method of adding the filler to the sealing resin after treating the filler with the silane coupling agent has lower adhesiveness and moldability between the cured resin and the lead frame compared to the case of adding the filler directly to the sealing resin. Excellent and preferred.

【0031】封止樹脂に含有することができる離型剤と
しては、例えば、ステアリン酸、モンタン酸、パルミチ
ン酸、オレイン酸、リノール酸等の脂肪酸、その脂肪酸
のカルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、亜
鉛塩等の塩、その脂肪酸のアミド、リン酸エステル、ポ
リエチレン、ビスアマイド、カルボキシル基含有ポリオ
レフィン及び天然カルナバ等が挙げられる。
Examples of the release agent that can be contained in the sealing resin include fatty acids such as stearic acid, montanic acid, palmitic acid, oleic acid, and linoleic acid, and calcium, magnesium, and aluminum salts of the fatty acids. Examples include salts such as zinc salts, amides and phosphates of fatty acids thereof, polyethylene, bisamide, carboxyl group-containing polyolefin, and natural carnauba.

【0032】封止樹脂に含有することができる着色剤と
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、封止樹脂に含有することができる低応力化剤と
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、封止樹脂に含有すること
ができる界面活性剤としては例えば、ポリエチレングリ
コール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂
肪酸モノグリセリド等が挙げられ、封止樹脂に含有する
ことができる難燃剤としては、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。
Examples of the coloring agent that can be contained in the sealing resin include carbon black and titanium oxide. Examples of the low-stressing agent that can be contained in the sealing resin include silicone gel, Silicone rubber, silicone oil, and the like, and examples of surfactants that can be contained in the sealing resin include, for example, polyethylene glycol fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, and fatty acid monoglyceride. Examples of possible flame retardants include antimony trioxide, halogen compounds, phosphorus compounds and the like.

【0033】これらの硬化促進剤、シランカップリング
剤、離型剤、着色剤、低応力化剤、界面活性剤及び難燃
剤等は2種類以上を併用することもできる。
Two or more of these curing accelerators, silane coupling agents, release agents, coloring agents, low stress agents, surfactants, and flame retardants can be used in combination.

【0034】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。
It is preferable that the sealing resin of the present invention is 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.

【0035】そして、上記で得られた封止樹脂を用いて
トランスファー成形等を行って、半導体素子やリードフ
レーム等を封止すると、吸湿耐熱性及び耐湿電気信頼性
が優れた半導体装置が得られる。なお成形する方法とし
ては上記封止樹脂を用いること以外は特に限定するもの
ではなく、一般の方法で成形が可能である。
When a semiconductor element, a lead frame, and the like are sealed by performing transfer molding or the like using the sealing resin obtained above, a semiconductor device having excellent moisture absorption heat resistance and humidity electric reliability is obtained. . The method of molding is not particularly limited except that the above sealing resin is used, and molding can be performed by a general method.

【0036】[0036]

【実施例】【Example】

(実施例1〜3、比較例1〜3、参考例)封止樹脂の原
料として、下記の4種類のエポキシ樹脂、2種類の硬化
剤、硬化促進剤、無機充填材、上記式(a)で表される
化合物、シランカップリング剤、離型剤、難燃剤及び着
色剤を用いた。 ・エポキシ樹脂1: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HP7200](エポキ
シ当量285) ・エポキシ樹脂2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂
[油化シェルエポキシ社製、商品名エピコート100
1](エポキシ当量475) ・エポキシ樹脂3:ブロム化ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂(エポキシ当量170) ・エポキシ樹脂4: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
キシ当量195) ・硬化剤1:上記式(b)で表されるフェノール樹脂
[日本石油化学社製、商品名DPP−M] ・硬化剤2:フェノールノボラック樹脂[群栄化学社
製、商品名PSM6200] ・硬化促進剤:トリフェニルホスフィン[北興化学工業
社製] ・無機充填材:溶融シリカ[龍森社製、商品名RO8] ・上記式(a)で表される化合物:[東和合成社製、商
品名IXE600] ・シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン[東レダウコーニング社製、商品名S
H6040] ・離型剤:天然カルナバ[大日化学社製、商品名F−1
−100] ・着色剤:カーボンブラック ・難燃剤:三酸化アンチモン。
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-3, Reference Examples) As a raw material of the sealing resin, the following four types of epoxy resins, two types of curing agents, a curing accelerator, an inorganic filler, and the above formula (a) , A silane coupling agent, a release agent, a flame retardant, and a colorant. -Epoxy resin 1: dicyclopentadiene type epoxy resin [HP7200, trade name, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc .; epoxy equivalent: 285]-Epoxy resin 2: bisphenol A type epoxy resin [trade name, Epicoat 100, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.]
1] (Epoxy equivalent 475) Epoxy resin 3: Brominated bisphenol A type epoxy resin (Epoxy equivalent 170) Epoxy resin 4: Cresol novolac type epoxy resin [ESCN195XL, trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.] (Epoxy equivalent 195) Curing agent 1: Phenol resin represented by the above formula (b) [Nippon Petrochemical Co., Ltd., trade name DPP-M] Curing agent 2: Phenol novolak resin [Gunei Chemical Co., trade name PSM6200] Curing acceleration Agent: triphenylphosphine [manufactured by Hokko Chemical Industry Co., Ltd.]-Inorganic filler: fused silica [manufactured by Tatsumori Co., trade name: RO8]-Compound represented by the above formula (a): [manufactured by Towa Gosei Co., Ltd., trade name: IXE600] • Silane coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane [Toray Dow Corning Co., trade name S
H6040]-Release agent: natural carnauba [Dainichi Kagaku Co., trade name F-1]
-100] Colorant: carbon black Flame retardant: antimony trioxide.

【0037】上記の各原料を表1に示す重量比で配合・
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。なお表1中、「式(a)化合物」は上記式(a)で
表される化合物を表し、「式(b)フェノール樹脂」は
上記式(b)で表されるフェノール樹脂を表す。
Each of the above raw materials was blended in the weight ratio shown in Table 1.
After mixing, the mixture was kneaded at a temperature of 85 ° C. for 5 minutes using a heating roll, and then cooled. Then, it was pulverized to obtain a sealing resin. In Table 1, “compound of formula (a)” represents a compound represented by the above formula (a), and “formula (b) phenol resin” represents a phenol resin represented by the above formula (b).

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】(評価)実施例1〜3、比較例1〜3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耐湿電気信頼性、吸湿耐熱性、吸湿
率及び熱時弾性率を下記の方法で測定した。
(Evaluation) Using the sealing resins obtained in Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Examples, samples for evaluation were prepared by the following method, and the electrical resistance to moisture, the heat resistance to moisture absorption, The moisture absorption rate and the elastic modulus during heating were measured by the following methods.

【0040】耐湿電気信頼性は、10μm幅のアルミニ
ウム配線を形成した9.6×9.6×0.4mmのテス
ト素子を、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、封止樹脂を用いて
成形及び後硬化して15×19×2.4mmの60ピン
QFP型評価用サンプルを作製した。次いでその評価用
サンプルを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133℃/100%RHの条件のPCT処理
を200時間及び500時間行った後、評価用サンプル
各10個中のアルミニウム配線にオープンが発生してい
るサンプル数を求めた。
The moisture resistance electrical reliability was determined by bonding a 9.6 × 9.6 × 0.4 mm test element on which a 10 μm wide aluminum wiring was formed to a 150 μm thick 42 alloy alloy lead frame with a silver paste. Then, it was molded and post-cured using a sealing resin to prepare a 15 × 19 × 2.4 mm 60-pin QFP type evaluation sample. Next, the sample for evaluation was subjected to a moisture absorption treatment under the condition of 85 ° C./85% RH for 72 hours, and then dipped in 250 ° C. solder for 10 seconds and heated. Next, after performing PCT processing under the conditions of 133 ° C./100% RH for 200 hours and 500 hours, the number of samples in which aluminum wiring was open in each of ten evaluation samples was determined.

【0041】また、同様に吸湿処理及びハンダ浸漬処理
をした後、138.5℃/85%RH/25Vの条件の
USPCBT処理を500時間行った後、評価用サンプ
ル各10個中のアルミニウム配線にオープンが発生して
いるサンプル数を求めた。
Similarly, after moisture absorption treatment and solder immersion treatment, USPCBT treatment at 138.5 ° C./85% RH / 25 V was performed for 500 hours. The number of samples where an open occurred was determined.

【0042】なお、成形及び後硬化の方法は、トランス
ファー成形機を用いて、170℃の温度で90秒成形し
た後、175℃の温度で6時間、後硬化して行った。
The molding and post-curing 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.

【0043】吸湿耐熱性は、9.6×9.6×0.4m
mの半導体素子を用いて、耐湿電気信頼性の評価と同様
の評価用サンプルを作製し、耐湿電気信頼性の評価と同
様の吸湿処理及びハンダ浸漬処理をした後、評価用サン
プルを半分に切断し、次いで切断面を研磨した後、樹脂
硬化物の内部や樹脂硬化物とリードフレームの間のクラ
ックの有無を顕微鏡で観察した。クラックの大きさが7
5μm以上のものを不良として、評価用サンプル各10
個中の不良サンプル数を求めた。
The heat resistance to moisture absorption is 9.6 × 9.6 × 0.4 m
Using the semiconductor device of m, a sample for evaluation similar to the evaluation of the moisture resistance reliability was prepared, and after performing the same moisture absorption treatment and solder immersion treatment as the evaluation of the humidity resistance resistance, the evaluation sample was cut in half. Then, after the cut surface was polished, the presence or absence of cracks inside the cured resin or between the cured resin and the lead frame was observed with a microscope. Crack size is 7
Samples for evaluation of 10 μm or more
The number of defective samples in each piece was determined.

【0044】吸湿率は、直径50mm厚み3mmの円盤
型評価用サンプルを、耐湿電気信頼性の評価用サンプル
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1
6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。熱時弾性率は、JIS規格K6911に
従い、240℃で曲げ弾性率を求めた。
The moisture absorption was determined by molding and post-curing a disk-shaped evaluation sample having a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm in the same manner as the sample for evaluating the resistance to humidity and electricity.
At 85 ° C./85% RH
After moisture absorption for 72 hours under the conditions of
The difference from the weight immediately after drying for 6 hours was measured, and the increase rate was calculated and obtained. The elastic modulus under heat was determined at 240 ° C. in accordance with JIS K6911.

【0045】(結果)結果は表1に示したように、各実
施例は、比較例1,2と比べて耐湿電気信頼性が優れて
おり、比較例3及びジシクロペンタジエン型エポキシ樹
脂を含有しない参考例と同等であること、並びに、比較
例1,3及び参考例と比べて吸湿耐熱性が優れており、
比較例2と同等であることが確認された。すなわち、各
実施例は、吸湿耐熱性を低下することなしに、耐湿電気
信頼性が優れることが確認された。
(Results) As shown in Table 1, the results of Examples are superior in moisture resistance and electric reliability compared to Comparative Examples 1 and 2, and Comparative Example 3 and dicyclopentadiene type epoxy resin are contained. Not equivalent to the reference example, and excellent in moisture absorption heat resistance as compared with the comparative examples 1, 3 and the reference example,
It was confirmed that this was equivalent to Comparative Example 2. That is, it was confirmed that each of the examples had excellent moisture-resistant electrical reliability without lowering the moisture absorption heat resistance.

【0046】また、エポキシ当量が300〜700のビ
スフェノールA型エポキシ樹脂を適度な配合比率含有す
る実施例2は、実施例1,3と比べて吸湿耐熱性が特に
優れていることが確認された。
Further, it was confirmed that Example 2 which contained a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 300 to 700 at an appropriate compounding ratio was particularly excellent in moisture absorption heat resistance as compared with Examples 1 and 3. .

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の請求項1及び請求項2に係る封
止樹脂(封止材用エポキシ樹脂組成物)は、封止樹脂中
に上記式(a)で表される化合物、及び上記式(b)で
表されるフェノール樹脂を配合しているため、この封止
樹脂を用いて封止をすると、吸湿耐熱性を低下すること
なしに、耐湿電気信頼性が優れた封止が可能となる。
According to the first and second aspects of the present invention, the sealing resin (the epoxy resin composition for a sealing material) comprises a compound represented by the above formula (a) in the sealing resin; Since the phenolic resin represented by the formula (b) is blended, sealing with this sealing resin enables sealing with excellent moisture and electric reliability without deteriorating moisture absorption heat resistance. Becomes

【0048】本発明の請求項3に係る半導体装置は、上
記式(a)で表される化合物、及び上記式(b)で表さ
れるフェノール樹脂を配合した封止樹脂を用いて封止を
しているため、吸湿耐熱性及び耐湿電気信頼性が優れた
半導体装置となる。
According to a third aspect of the present invention, a semiconductor device is sealed by using a compound represented by the above formula (a) and a sealing resin containing a phenol resin represented by the above formula (b). As a result, the semiconductor device has excellent moisture absorption heat resistance and moisture resistance electric reliability.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/31 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 23/31

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填材を
配合してなる封止材用エポキシ樹脂組成物であって、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70〜95重量部含有し、かつ、全エポキシ樹脂1
00重量部中に、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂
を30〜100重量部含有する封止材用エポキシ樹脂組
成物において、封止材用エポキシ樹脂組成物中に、下記
式(a)で表される化合物をも含有すると共に、硬化剤
として、下記式(b)で表されるフェノール樹脂を含有
することを特徴とする封止材用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 【化2】
1. An epoxy resin composition for a sealing material comprising an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler, wherein 100 parts by weight of the epoxy resin composition for a sealing material contains 70 parts of an inorganic filler. -95 parts by weight and total epoxy resin 1
In an epoxy resin composition for a sealing material containing 30 to 100 parts by weight of a dicyclopentadiene type epoxy resin in 00 parts by weight, the epoxy resin composition for a sealing material is represented by the following formula (a). An epoxy resin composition for a sealing material, comprising a compound and a phenol resin represented by the following formula (b) as a curing agent. Embedded image Embedded image
【請求項2】 エポキシ樹脂として、エポキシ当量が3
00〜700のビスフェノールA型エポキシ樹脂をも含
有す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. An epoxy resin having an epoxy equivalent of 3
2. The epoxy resin composition for a sealing material according to claim 1, further comprising a bisphenol A type epoxy resin of from 00 to 700.
【請求項3】 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を用いて、半導体素子を封止してな
る半導体装置。
3. A semiconductor device in which a semiconductor element is sealed using the epoxy resin composition for a sealing material according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003055632A (en) * 2001-08-21 2003-02-26 Lintec Corp Pressure-sensitive adhesive tape
JP2009120815A (en) * 2007-09-14 2009-06-04 Nippon Kayaku Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device

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