JPH10251486A - Resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device sealed therewith - Google Patents

Resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device sealed therewith

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JPH10251486A
JPH10251486A JP5925797A JP5925797A JPH10251486A JP H10251486 A JPH10251486 A JP H10251486A JP 5925797 A JP5925797 A JP 5925797A JP 5925797 A JP5925797 A JP 5925797A JP H10251486 A JPH10251486 A JP H10251486A
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metal hydroxide
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semiconductor
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Yoshio Yamaguchi
美穂 山口
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満 清水
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resin composition for semiconductor sealing excellent in safety, reliability of humidity resistance and flame retardancy by mixing a thermosetting resin with a curing agent, a specified metal hydroxide treated with a specified silicone compound, a specified metal oxide and an inorganic filler. SOLUTION: This composition comprises a thermosetting resin, a curing agent, a metal hydroxide represented by the formula: m(Ma Ob ).CH2 O (M is a metallic element; a, b and c are positive numbers; and m is a positive number of 1 or greater) and treated with a silicone compound represented by the formula (x and y are integers; R1 , R2 and R3 , which may be the same or different from each other, are each -CH3 , -OH, -NH2 , -H or the like), a metal oxide represented by the formula: m'(Qd Qe ) (Q is a metallic element belonging to a group selected among groups IVa, Va, VIa, VIIa, VIII, Ib and IIb in the periodic table and is different from metallic element M in the metal hydroxide; d and e are positive numbers; and m' is a positive number of 1 or greater) and an inorganic filler.

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、難燃性および耐湿
信頼性に優れた半導体封止用樹脂組成物およびそれを用
いた半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition for semiconductor encapsulation having excellent flame retardancy and moisture resistance reliability, and a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】トランジスタ,IC,LSI等の半導体
素子は、従来セラミック等によって封止され半導体装置
化されていたが、最近では、コスト,量産性の観点か
ら、プラスチックを用いた樹脂封止型の半導体装置が主
流になっている。この種の樹脂封止には、従来からエポ
キシ樹脂組成物が用いられており良好な成績を収めてい
る。しかし、半導体分野の技術革新によって集積度の向
上とともに素子サイズの大形化,配線の微細化が進み、
パッケージも小形化,薄形化する傾向にあり、これに伴
って封止材料に対してより以上の信頼性の向上が要望さ
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor devices such as transistors, ICs and LSIs have been sealed with ceramics and the like to form semiconductor devices. However, recently, from the viewpoint of cost and mass productivity, a resin-sealed type using plastic has been used. Semiconductor devices have become mainstream. Epoxy resin compositions have conventionally been used for this type of resin sealing and have achieved good results. However, due to technological innovation in the semiconductor field, the degree of integration has been improved, the element size has been increased, and the wiring has been miniaturized.
There is also a tendency for packages to be smaller and thinner, and accordingly, there is a demand for further improvement in reliability of sealing materials.

【0003】一方、半導体装置等の電子部品は、難燃性
の規格であるUL94 V−0に適合することが必要不
可欠である。従来から、半導体封止用樹脂組成物に難燃
作用を付与する方法として、臭素化エポキシ樹脂および
酸化アンチモンを添加する方法が一般的に行われてい
る。
On the other hand, it is essential that electronic components such as semiconductor devices conform to UL94 V-0, which is a flame retardant standard. Conventionally, as a method of imparting a flame retardant effect to a resin composition for semiconductor encapsulation, a method of adding a brominated epoxy resin and antimony oxide has been generally performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記難
燃化付与技術に関して2点大きな問題があった。
However, there are two major problems with the above-mentioned flame-retarding technology.

【0005】第1の問題点として、三酸化アンチモン自
身の有害性,燃焼時に臭化水素,ブロム系ガス,臭素化
アンチモン等の発生による人体への有害性や機器への腐
食性と、半導体素子封止過程で産出する産業廃棄物や使
用後の半導体装置の処分の問題等環境上の安全性が問題
となっている。
[0005] The first problem is the harmfulness of antimony trioxide itself, the harmfulness to the human body due to the generation of hydrogen bromide, bromide-based gas, antimony bromide and the like during combustion, corrosiveness to equipment, and Environmental safety such as industrial waste produced during the sealing process and disposal of used semiconductor devices has become a problem.

【0006】第2の問題点としては、上記難燃化付与技
術を採用した半導体装置を高温で長時間放置すると、遊
離した臭素の影響で半導体素子上のアルミニウム配線が
腐食し、半導体装置の故障の原因となり高温信頼性の低
下が問題となっている。
A second problem is that when a semiconductor device employing the above-described flame-retarding technology is left at a high temperature for a long period of time, the aluminum wiring on the semiconductor element is corroded by the effect of liberated bromine, resulting in failure of the semiconductor device. This causes a problem of deterioration in high-temperature reliability.

【0007】上記の問題点を解決するために、難燃剤と
してノンハロゲン−ノンアンチモン系である金属水酸化
物を無機難燃剤として添加する方法が提案されている。
しかしながら、この方法では大量の(例えば40重量%
以上の)金属水酸化物を使用せねばならず、結果、別の
大きな問題が生じることとなる。
[0007] In order to solve the above problems, a method has been proposed in which a non-halogen / non-antimony metal hydroxide is added as an inorganic flame retardant as a flame retardant.
However, this method requires a large amount (for example, 40% by weight).
Metal hydroxides must be used, which leads to another major problem.

【0008】第1の問題点は、半田付け時に半導体装置
の膨れや、クラックが発生しやすい点である。近年、半
導体装置の実装方法として表面実装が主流になってお
り、半田付け時には半田浸漬、赤外リフロー、ベーパー
フェイズリフロー等の半田処理方法が選択されて使用さ
れる。いずれの処理を採用しても、半導体装置が高温
(通常215〜260℃)に曝されるため、従来の金属
水酸化物が添加された樹脂組成物を用いた樹脂封止によ
る半導体装置では、金属水酸化物の吸水量が多いため、
吸湿した水分の急激な気化により半導体装置の膨れやク
ラックが発生するという、いわゆる、耐半田性の低下と
いう問題が生じている。
[0008] The first problem is that the semiconductor device is liable to swell or crack during soldering. 2. Description of the Related Art In recent years, surface mounting has become the mainstream as a mounting method for semiconductor devices, and soldering methods such as solder immersion, infrared reflow, and vapor phase reflow are selected and used at the time of soldering. Regardless of which process is adopted, the semiconductor device is exposed to a high temperature (usually 215 to 260 ° C.). Therefore, in a conventional semiconductor device formed by resin sealing using a resin composition to which a metal hydroxide is added, Due to the high water absorption of metal hydroxide,
There is a problem in that the semiconductor device swells or cracks due to rapid vaporization of the absorbed moisture, which is a so-called decrease in solder resistance.

【0009】第2の問題点として、耐湿信頼性に関して
80〜130℃、相対湿度70〜100%の高温高湿環
境下での半導体素子機能が低下するという点である。ま
た、発熱量の大きい半導体素子や自動車のエンジン周り
に搭載する半導体装置等では、長期間の使用により脱水
反応が生起するため、耐湿信頼性が低下するという問題
が生じる可能性がある。
A second problem is that the semiconductor device functions under a high-temperature and high-humidity environment of 80 to 130 ° C. and a relative humidity of 70 to 100% in terms of humidity resistance reliability. In addition, in a semiconductor element that generates a large amount of heat or a semiconductor device mounted around an engine of an automobile, a dehydration reaction occurs when used for a long period of time, so that there is a possibility that a problem that the moisture resistance reliability is reduced may occur.

【0010】このように、従来の難燃化技術では、上記
のような問題が生じるため、燃焼時に有害ガスの発生の
ない、安全かつ無公害な材料であって、半導体装置の半
田付け時において金属水酸化物の脱水による半導体装置
の膨れやクラックを起こさず、長期間の高温高湿雰囲気
下での放置によっても半導体素子上のアルミニウム配線
の腐食や耐湿信頼性の低下の生起しない難燃化技術の開
発が強く望まれている。そこで、本出願人は、熱硬化性
樹脂および硬化剤とともに、金属水酸化物と金属酸化物
とを併用した半導体封止用熱硬化性樹脂組成物を提案し
上記課題の解決を図った(特願平7−507466号公
報)。この半導体封止用熱硬化性樹脂組成物を用いるこ
とにより確かに難燃性および耐湿信頼性の向上効果は得
られたが、近年の半導体分野の技術革新に伴いより一層
の耐湿信頼性の向上が望まれその要望に応える必要性が
出ている。
[0010] As described above, the conventional flame-retardant technology has the above-mentioned problems, and is a safe and non-polluting material which does not generate harmful gas during combustion. Does not cause swelling or cracking of semiconductor devices due to dehydration of metal hydroxide, and does not cause corrosion of aluminum wiring on semiconductor elements or deterioration of humidity resistance reliability even if left in a high temperature and high humidity atmosphere for a long time. Development of technology is strongly desired. Accordingly, the present applicant has proposed a thermosetting resin composition for semiconductor encapsulation using a metal hydroxide and a metal oxide together with a thermosetting resin and a curing agent, and has solved the above-mentioned problems (see, No. 7-507466). Although the use of this thermosetting resin composition for semiconductor encapsulation certainly improved the flame retardancy and the moisture resistance reliability, it has been further improved with the recent technological innovation in the semiconductor field. There is a need to meet the demand.

【0011】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、安全性はもちろん、耐湿信頼性および難燃性に
優れた半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導
体装置の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a resin composition for semiconductor encapsulation which is excellent not only in safety but also in moisture resistance reliability and flame retardancy, and a semiconductor device using the same. Aim.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、下記の(イ)〜(ホ)成分を含有する半
導体封止用樹脂組成物を第1の要旨とする。 (イ)熱硬化性樹脂。 (ロ)硬化剤。 (ハ)下記の一般式(1)で表される金属水酸化物が、
下記の一般式(2)で表されるシリコーン化合物によっ
て処理されてなる処理済み金属水酸化物。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides, as a first gist, a resin composition for semiconductor encapsulation containing the following components (a) to (e). (A) thermosetting resin. (B) Curing agent. (C) a metal hydroxide represented by the following general formula (1):
A treated metal hydroxide which is treated with a silicone compound represented by the following general formula (2).

【0013】[0013]

【化4】m(Ma b )・cH2 O ・・・(1) 〔上記式(1)において、Mは金属元素であり、a,
b,cは正数、mは1以上の正数である。〕
Embedded image m (M a O b ) · cH 2 O (1) [In the above formula (1), M is a metal element;
b and c are positive numbers, and m is a positive number of 1 or more. ]

【0014】[0014]

【化5】 (ニ)下記の一般式(3)で表される金属酸化物。Embedded image (D) A metal oxide represented by the following general formula (3).

【0015】[0015]

【化6】m′(Qd e ) ・・・(3) 〔上記式(3)において、Qは、周期律表のIVa,V
a,VIa, VIIa,VIII,Ib,IIbから選ばれた族に
属する金属元素であり、かつ上記式(1)のMとは異な
る金属元素である。また、d,eは正数、m′は1以上
の正数である。〕 (ホ)無機質充填剤。
M ′ (Q d O e ) (3) [In the above formula (3), Q represents IVa, V in the periodic table.
a, VIa, VIIa, VIII, Ib, IIb are metal elements belonging to the group selected from the group consisting of metal elements different from M in the above formula (1). D and e are positive numbers, and m 'is a positive number of 1 or more. (E) Inorganic filler.

【0016】また、本発明は、上記半導体封止用樹脂組
成物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装置を第
2の要旨とする。
In a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed using the above resin composition for semiconductor sealing.

【0017】すなわち、本発明者らは、安全性はもちろ
ん耐湿信頼性および難燃性に優れた半導体封止用樹脂組
成物を得るために一連の研究を重ねた。その研究の過程
で、従来の難燃剤に代わる新たな難燃剤を得るために種
々の化合物について試験を行った。その結果、樹脂とし
て熱硬化性樹脂を用いるとともに、難燃剤として、上記
一般式(1)で表される金属水酸化物が上記一般式
(2)で表されるシリコーン化合物によって処理されて
なる処理済み金属水酸化物と、上記一般式(3)で表さ
れる金属酸化物とを併用すると、これら併用系の難燃剤
は安全・無公害であり、さらに、耐湿信頼性に優れた封
止樹脂用形成材料が得られることを見いだし本発明に到
達した。
That is, the present inventors have conducted a series of studies in order to obtain a resin composition for semiconductor encapsulation which is excellent not only in safety but also in moisture resistance reliability and flame retardancy. During the course of the study, various compounds were tested to obtain new flame retardants that could replace conventional flame retardants. As a result, a treatment obtained by using a thermosetting resin as a resin and treating a metal hydroxide represented by the above general formula (1) with a silicone compound represented by the above general formula (2) as a flame retardant When the used metal hydroxide is used in combination with the metal oxide represented by the above general formula (3), the flame retardant of these combined use is safe and non-polluting, and further, is a sealing resin excellent in moisture resistance reliability. The present inventors have found that a forming material can be obtained, and have reached the present invention.

【0018】また、上記一般式(1)で表される金属水
酸化物および上記一般式(3)で表される金属酸化物に
代えて、この金属水酸化物と金属酸化物とが複合化した
複合形態である複合化金属水酸化物を用いても、上記と
同様、この複合化金属水酸化物は安全・無公害であり、
優れた難燃性および耐湿信頼性が得られる。
Further, instead of the metal hydroxide represented by the general formula (1) and the metal oxide represented by the general formula (3), the metal hydroxide and the metal oxide are complexed. Even if the composite metal hydroxide in the composite form is used, as described above, the composite metal hydroxide is safe and pollution-free,
Excellent flame retardancy and moisture resistance reliability are obtained.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

【0020】本発明に用いられる半導体封止用樹脂組成
物は、熱硬化性樹脂(イ成分)と、硬化剤(ロ成分)
と、特殊な金属水酸化物(ハ成分)と、特定の金属酸化
物(ニ成分)と、無機質充填剤(ホ成分)を用いて得ら
れるものであり、通常、粉末状あるいはこれを打錠した
タブレット状になっている。
The resin composition for semiconductor encapsulation used in the present invention comprises a thermosetting resin (component (A)) and a curing agent (component (B)).
And a special metal hydroxide (component (c)), a specific metal oxide (component (d)), and an inorganic filler (component (e)). It has a tablet shape.

【0021】上記熱硬化性樹脂(イ成分)としては、エ
ポキシ樹脂,ポリマレイミド樹脂,不飽和ポリエステル
樹脂,フェノール樹脂等があげられる。特に、本発明に
おいてはエポキシ樹脂,ポリマレイミド樹脂を用いるこ
とが好ましい。
Examples of the thermosetting resin (component (a)) include an epoxy resin, a polymaleimide resin, an unsaturated polyester resin, and a phenol resin. Particularly, in the present invention, it is preferable to use an epoxy resin or a polymaleimide resin.

【0022】上記エポキシ樹脂としては、特に限定する
ものではなく従来公知のものが用いられる。例えば、ビ
スフェノールA型,フェノールノボラック型,クレゾー
ルノボラック型,ビフェニル型等があげられる。
The epoxy resin is not particularly limited, and a conventionally known epoxy resin is used. For example, bisphenol A type, phenol novolak type, cresol novolak type, biphenyl type and the like can be mentioned.

【0023】また、上記ポリマレイミド樹脂としては、
特に限定するものではなく従来公知のものが用いられ、
1分子中に2個以上のマレイミド基を有するものであ
る。例えば、N,N′−4,4′−ジフェニルメタンビ
スマレイミド、2,2−ビス−〔4−(4−マレイミド
フェノキシ)フェニル〕プロパン等があげられる。
Further, the above-mentioned polymaleimide resin includes:
It is not particularly limited and conventionally known ones are used.
It has two or more maleimide groups in one molecule. For example, N, N'-4,4'-diphenylmethanebismaleimide, 2,2-bis- [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane and the like can be mentioned.

【0024】上記熱硬化性樹脂(イ成分)とともに用い
られる硬化剤(ロ成分)としては、例えば、フェノール
樹脂,酸無水物,アミン化合物等従来公知のものが用い
られる。そして、上記熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂
を用いる場合、フェノール樹脂が好適に用いられる。上
記フェノール樹脂としては、フェノールノボラック、ク
レゾールノボラック、ビスフェノールA型ノボラック、
ナフトールノボラックおよびフェノールアラルキル樹脂
等があげられる。
As the curing agent (component (b)) used together with the thermosetting resin (component (a)), for example, conventionally known ones such as phenolic resin, acid anhydride and amine compound are used. When an epoxy resin is used as the thermosetting resin, a phenol resin is preferably used. Examples of the phenol resin include phenol novolak, cresol novolak, bisphenol A type novolak,
Examples include naphthol novolak and phenol aralkyl resin.

【0025】また、熱硬化性樹脂としてポリマレイミド
樹脂を用いる際の硬化剤としては、特に限定するもので
はなく従来公知のものが用いられる。例えば、上記エポ
キシ樹脂用硬化剤をハロゲン化アリルとアルカリの存在
下で反応させて得られるアルケニルフェノール類やアミ
ン類があげられる。
The curing agent when using a polymaleimide resin as the thermosetting resin is not particularly limited, and a conventionally known curing agent is used. Examples thereof include alkenylphenols and amines obtained by reacting the above-mentioned curing agent for epoxy resin with allyl halide in the presence of alkali.

【0026】上記熱硬化性樹脂(イ成分)および硬化剤
(ロ成分)とともに用いられる特殊な金属水酸化物(ハ
成分)は、下記の一般式(1)で表される金属水酸化物
が、下記の一般式(2)で表されるシリコーン化合物に
よって処理されたものである。
The special metal hydroxide (c component) used together with the thermosetting resin (a component) and the curing agent (b component) is a metal hydroxide represented by the following general formula (1). And a silicone compound represented by the following general formula (2).

【0027】[0027]

【化7】m(Ma b )・cH2 O ・・・(1) 〔上記式(1)において、Mは金属元素であり、a,
b,cは正数、mは1以上の正数である。〕
Embedded image m (M a O b ) · cH 2 O (1) [In the above formula (1), M is a metal element;
b and c are positive numbers, and m is a positive number of 1 or more. ]

【0028】[0028]

【化8】 Embedded image

【0029】上記一般式(1)で表される金属水酸化物
に関して、式(1)中の金属元素を示すMとしては、A
l,Mg,Ca,Ni,Co,Sn,Zn,Cu,F
e,Ti,B等があげられる。
With respect to the metal hydroxide represented by the general formula (1), M representing the metal element in the formula (1) is A
1, Mg, Ca, Ni, Co, Sn, Zn, Cu, F
e, Ti, B and the like.

【0030】上記式(1)で表される金属水酸化物の具
体的な代表例としては、Al2 3・cH2 O(0<c
≦3)、MgO・cH2 O(0<c≦1)、CaO・c
2O(0<c≦1)、Nib O・cH2 O(0.5<
b≦2、0<c≦2)、CoOb ・cH2 O(1≦b≦
2,0<c≦2)、PbOb ・cH2 O(0.5≦b≦
2,0<c≦2)、SnOb ・cH2 O(1≦b≦2,
0<c≦2)、ZnO・cH2 O(0<c≦1)、Fe
b ・cH2 O(1≦b≦1.5,0.5≦c≦1.
5)、CuOb ・cH2 O(0.5≦b≦1,0<c≦
1)等があげられる。これらは2種以上併せて用いられ
る。特に2種以上併せて用いる際に、機械的に混合して
用いることも有効である。
As a specific representative example of the metal hydroxide represented by the above formula (1), Al 2 O 3 .cH 2 O (0 <c
≦ 3), MgO · cH 2 O (0 <c ≦ 1), CaO · c
H 2 O (0 <c ≦ 1), Ni b O · cH 2 O (0.5 <
b ≦ 2, 0 <c ≦ 2, CoO b · cH 2 O (1 ≦ b ≦
2,0 <c ≦ 2), PbO b .cH 2 O (0.5 ≦ b ≦
2, 0 <c ≦ 2), SnO b .cH 2 O (1 ≦ b ≦ 2)
0 <c ≦ 2), ZnO · cH 2 O (0 <c ≦ 1), Fe
O b · cH 2 O (1 ≦ b ≦ 1.5, 0.5 ≦ c ≦ 1.
5), CuO b .cH 2 O (0.5 ≦ b ≦ 1, 0 <c ≦
1) and the like. These are used in combination of two or more. In particular, when two or more kinds are used together, it is also effective to use them by mechanically mixing them.

【0031】上記一般式(1)で表される金属水酸化物
のなかでも、単位重量あたりの脱水に伴う吸熱エネルギ
ーの大きな金属水酸化物が好適に用いられる。さらに、
熱硬化性樹脂の分解温度付近に脱水に伴う吸熱の発生す
るものが好ましいことから、MgO・cH2 O(0<c
≦1)、Al2 3 ・cH2 O(0<c≦3)を用いる
ことが特に好ましい。
Among the metal hydroxides represented by the general formula (1), a metal hydroxide having a large endothermic energy upon dehydration per unit weight is preferably used. further,
Since it is preferable to use a material that generates endothermicity due to dehydration near the decomposition temperature of the thermosetting resin, MgO · cH 2 O (0 <c
≦ 1), it is particularly preferable to use Al 2 O 3 .cH 2 O (0 <c ≦ 3).

【0032】上記一般式(1)で表される金属水酸化物
の熱的性質において、脱水開始温度が200℃以上であ
ることが好ましい。特に好ましくは脱水開始温度が26
0℃以上のものである。なお、上記脱水開始温度とは、
熱天秤を使用した熱重量法(大気中にて測定)により昇
温速度10℃/minで測定される値であり、加熱減量
が5重量%に達したときの温度、および微分加熱減量値
(加熱減量を時間で一次微分した値、すなわち加熱減量
速度)が0.5重量%/minを超えたときの温度のい
ずれか低い方の温度とする。
In the thermal properties of the metal hydroxide represented by the general formula (1), the dehydration start temperature is preferably 200 ° C. or higher. Particularly preferably, the dehydration start temperature is 26.
0 ° C or higher. Incidentally, the dehydration start temperature,
This is a value measured at a heating rate of 10 ° C./min by a thermogravimetric method (measured in the atmosphere) using a thermobalance, and the temperature when the weight loss on heating reaches 5% by weight, and the differential weight loss on heating ( The value obtained by linearly differentiating the heating weight loss with time, that is, the heating weight loss rate) exceeds 0.5% by weight / min, whichever is lower.

【0033】上記一般式(2)で表されるシリコーン化
合物の具体的な代表例としては、ジメチルシリコーンオ
イル(SH200、東レ・ダウコーニング社製)、両末
端OHシリコーンオイル(PRX−413、東レ・ダウ
コーニング社製)、メチルフェニルシリコーンオイル
(SH510、東レ・ダウコーニング社製)、メチルハ
イドロジエンシリコーンオイル(SH1107、東レ・
ダウコーニング社製)、ポリエーテル変性シリコーンオ
イル(BY16−005、東レ・ダウコーニング社
製)、アルコール変性シリコーンオイル(BY16−8
48、東レ・ダウコーニング社製)、アミノ変性シリコ
ーンオイル(BY16−828、東レ・ダウコーニング
社製)、エポキシ変性シリコーンオイル(SF841
1,BY16−839、東レ・ダウコーニング社製)、
カルボキシ変性シリコーンオイル(SF8418,BY
16−750、東レ・ダウコーニング社製)、メルカプ
ト変性シリコーンオイル(BY16−838、東レ・ダ
ウコーニング社製)等があげられる。これらは単独でも
しくは2種以上併せて用いられる。なかでも、金属水酸
化物の表面に反応,付着させ、強固な撥水性の膜を形成
するという点から、OH基やH基のような官能基をもつ
シリコーン化合物が好適に用いられる。
Specific representative examples of the silicone compound represented by the general formula (2) include dimethyl silicone oil (SH200, manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd.) and OH silicone oil at both ends (PRX-413; Dow Corning), methylphenyl silicone oil (SH510, manufactured by Dow Corning Toray), methyl hydrogen silicone oil (SH1107, manufactured by Toray
Dow Corning), polyether-modified silicone oil (BY16-005, Dow Corning Toray), alcohol-modified silicone oil (BY16-8)
48, Dow Corning Toray), amino-modified silicone oil (BY16-828, Dow Corning Toray), epoxy-modified silicone oil (SF841)
1, BY16-839, manufactured by Dow Corning Toray),
Carboxy-modified silicone oil (SF8418, BY
16-750, manufactured by Dow Corning Toray), mercapto-modified silicone oil (BY16-838, manufactured by Dow Corning Toray), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Above all, a silicone compound having a functional group such as an OH group or an H group is preferably used because it reacts and adheres to the surface of the metal hydroxide to form a strong water-repellent film.

【0034】上記一般式(1)で表される金属水酸化物
を、上記一般式(2)で表されるシリコーン化合物によ
って処理する際の処理方法としては、特に限定するもの
ではない。本発明において、上記処理方法としては、従
来公知の方法によって上記シリコーン化合物を金属水酸
化物の表面に反応させて付着させるというような積極的
な処理方法はもちろん、これ以外に、他の成分とともに
単に両者を混合させるだけの工程処理をも含める。特
に、本発明での処理方法としては、シリコーン化合物を
金属水酸化物の表面に反応させて付着させる積極的な処
理方法が好ましい。例えば、上記金属水酸化物とシリコ
ーン化合物を溶媒中で攪拌混合した後、上記溶媒を除去
する処理方法があげられる。
The method of treating the metal hydroxide represented by the general formula (1) with the silicone compound represented by the general formula (2) is not particularly limited. In the present invention, as the above-mentioned treatment method, of course, an aggressive treatment method of reacting and attaching the silicone compound to the surface of the metal hydroxide by a conventionally known method, as well as other components, together with other components It also includes a process for simply mixing the two. In particular, as the treatment method in the present invention, an aggressive treatment method in which the silicone compound is reacted and adhered to the surface of the metal hydroxide is preferable. For example, there is a treatment method in which the metal hydroxide and the silicone compound are stirred and mixed in a solvent, and then the solvent is removed.

【0035】このように、一般式(1)で表される金属
水酸化物を、上記一般式(2)で表されるシリコーン化
合物によって処理する、すなわち、上記シリコーン化合
物を用いることによって、上記式(1)で表される金属
水酸化物、後述の式(3)で表される金属酸化物との併
用による難燃性向上効果とともに、耐湿信頼性を向上さ
せるという作用効果を奏するようになる。
Thus, the metal hydroxide represented by the general formula (1) is treated with the silicone compound represented by the general formula (2), that is, by using the silicone compound, The metal hydroxide represented by (1) and the metal oxide represented by the following formula (3) are used together with the flame retardancy-improving effect and the moisture-proof reliability. .

【0036】上記一般式(1)で表される金属水酸化物
を上記一般式(2)で表されるシリコーン化合物によっ
て処理する際の上記シリコーン化合物の使用量は、上記
金属水酸化物の3〜20重量%の範囲内に設定すること
が好ましい。特に好ましくは3〜10重量%である。す
なわち、シリコーン化合物の使用量が3重量%未満で
は、シリコーン化合物を使用することにより得られる優
れた耐湿信頼性の向上効果が得られ難く、逆にシリコー
ン化合物の使用量が20重量%を超えると、これらを含
有した樹脂組成物の機械的強度が低下する傾向がみられ
るからである。
When the metal hydroxide represented by the general formula (1) is treated with the silicone compound represented by the general formula (2), the amount of the silicone compound used is 3 It is preferable to set within the range of -20% by weight. Particularly preferably, the content is 3 to 10% by weight. That is, if the amount of the silicone compound used is less than 3% by weight, it is difficult to obtain the excellent effect of improving the moisture resistance reliability obtained by using the silicone compound, and if the amount of the silicone compound exceeds 20% by weight. This is because the mechanical strength of the resin composition containing them tends to decrease.

【0037】上記熱硬化性樹脂(イ成分),硬化剤(ロ
成分)および特殊な金属水酸化物(ハ成分)とともに用
いられる特定の金属酸化物(ニ成分)は下記の一般式
(3)で表されるものである。
The specific metal oxide (two components) used together with the thermosetting resin (component (a)), the curing agent (component (b)) and the special metal hydroxide (component (c)) is represented by the following general formula (3): It is represented by

【0038】[0038]

【化9】m′(Qd e ) ・・・(3) 〔上記式(3)において、Qは、周期律表のIVa,V
a,VIa, VIIa,VIII,Ib,IIbから選ばれた族に
属する金属元素であり、かつ上記式(1)のMとは異な
る金属元素である。また、d,eは正数、m′は1以上
の正数である。〕
M ′ (Q d O e ) (3) [In the above formula (3), Q is IVa, V in the periodic table.
a, VIa, VIIa, VIII, Ib, IIb are metal elements belonging to the group selected from the group consisting of metal elements different from M in the above formula (1). D and e are positive numbers, and m 'is a positive number of 1 or more. ]

【0039】本発明は、先に述べた特殊な金属水酸化物
(ハ成分)とこの金属酸化物(ニ成分)とを併用するこ
とが特徴であり、その際には、前記式(1)で表される
金属水酸化物の式(1)中の金属元素Mと、上記式
(3)で表される金属酸化物の式(3)中の金属元素Q
とは異なるものでなければならない。
The present invention is characterized in that the above-mentioned special metal hydroxide (component (c)) is used in combination with this metal oxide (component (d)). And a metal element M in the formula (3) of the metal oxide represented by the formula (3).
Must be different.

【0040】上記一般式(3)で表される金属酸化物中
の金属元素を示すQは、周期律表のIVa,Va,VIa,
VIIa,VIII,Ib,IIbから選ばれた族に属する金属
である。例えば、鉄,コバルト,ニッケル,パラジウ
ム,銅,亜鉛,カドミウム等があげられ、単独でもしく
は2種以上併せて選択される。
Q representing the metal element in the metal oxide represented by the general formula (3) is IVa, Va, VIa, or IVa in the periodic table.
It is a metal belonging to the group selected from VIIa, VIII, Ib and IIb. For example, iron, cobalt, nickel, palladium, copper, zinc, cadmium and the like can be mentioned, and they are selected alone or in combination of two or more.

【0041】具体的な代表例としては、MgO、Ca
O、NiOb (0.5≦b≦2)、CoOb (1≦b≦
2)、PbOb (0.5≦b≦2)、SnOb (1≦b
≦2)、ZnO、FeOb (1≦b≦1.5)、CuO
b (0.5≦b≦1)、TiO b (1≦b≦2)、Pd
b (1≦b≦2)等があげられる。
As specific representative examples, MgO, Ca
O, NiOb(0.5 ≦ b ≦ 2), CoOb(1 ≦ b ≦
2), PbOb(0.5 ≦ b ≦ 2), SnOb(1 ≦ b
≦ 2), ZnO, FeOb(1 ≦ b ≦ 1.5), CuO
b(0.5 ≦ b ≦ 1), TiO b(1 ≦ b ≦ 2), Pd
Ob(1 ≦ b ≦ 2) and the like.

【0042】上記シリコーン化合物で処理される一般式
(1)で表される金属水酸化物と、一般式(3)で表さ
れる金属酸化物との好適な組み合わせとしては、例え
ば、MgO・H2 O,Al2 3 ・cH2 O(0<c≦
3)の金属水酸化物と、FeO b (1≦b≦1.5),
NiO,ZnOの金属酸化物との組み合わせがあげられ
る。
General formula treated with the above silicone compound
A metal hydroxide represented by (1) and a metal hydroxide represented by general formula (3)
Suitable combinations with metal oxides include, for example,
For example, MgOHTwoO, AlTwoOThree・ CHTwoO (0 <c ≦
3) Metal hydroxide and FeO b(1 ≦ b ≦ 1.5),
Combinations with NiO and ZnO metal oxides
You.

【0043】さらに、上記式(1)で表される金属水酸
化物および上記式(3)で表される金属酸化物は一般に
粒状物であって、いずれもレーザー式粒度測定機による
平均粒径0.1〜30μmの範囲のものが好適に用いら
れる。特に好適なのは平均粒径0.5〜20μmであ
る。
Further, the metal hydroxide represented by the above formula (1) and the metal oxide represented by the above formula (3) are generally granular, and both are average particle diameters measured by a laser type particle size measuring device. Those having a range of 0.1 to 30 μm are preferably used. Particularly preferred is an average particle size of 0.5 to 20 μm.

【0044】上記イ〜ニ成分とともに用いられる無機質
充填剤(ホ成分)としては、特に限定するものではなく
従来公知の各種充填剤があげられる。例えば、石英ガラ
ス粉末、タルク、シリカ粉末、アルミナ粉末、炭酸カル
シウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素およびカーボンブラッ
ク粉末等があげられる。特にシリカ粉末を用いることが
好適である。
The inorganic filler (component (e)) used together with the components (a) to (d) is not particularly limited, and includes various known fillers. For example, quartz glass powder, talc, silica powder, alumina powder, calcium carbonate, boron nitride, silicon nitride, carbon black powder and the like can be mentioned. In particular, it is preferable to use silica powder.

【0045】上記無機質充填剤の配合量は、この無機質
充填剤に前述の金属水酸化物と金属酸化物を加算した無
機物全体の合計量が、半導体封止用樹脂組成物全体の6
0〜92重量%に設定することが好ましい。特に好まし
くは70〜90重量%である。すなわち、無機物全体量
が60重量%を下回ると難燃性が低下する傾向がみられ
るからである。
The total amount of the inorganic filler obtained by adding the above-mentioned metal hydroxide and metal oxide to the inorganic filler is 6% of the total amount of the resin composition for semiconductor encapsulation.
It is preferable to set the amount to 0 to 92% by weight. Particularly preferably, it is 70 to 90% by weight. That is, if the total amount of the inorganic substances is less than 60% by weight, the flame retardancy tends to decrease.

【0046】そして、そのうち上記金属水酸化物と金属
酸化物の含有量は、半導体封止用樹脂組成物全体の4〜
40重量%の範囲に設定することが好ましい。特に好ま
しくは10〜30重量%である。すなわち、金属水酸化
物と金属酸化物の含有量が4重量%未満では、難燃効果
に乏しく、40重量%を超えると、耐半田性および耐湿
信頼性が低下する傾向がみられるからである。このと
き、併用する一般式(3)で表される金属酸化物は、一
般式(1)で表される金属水酸化物に対して10〜50
重量%の割合で用いられる。すなわち、金属酸化物が金
属水酸化物に対して10重量%未満では、金属酸化物に
よる炭化促進が少ないため充分な難燃化効果が得られ難
く、また50重量%を超えると、相対的に金属水酸化物
が少なくなるため、難燃効果が得られ難くなるからであ
る。
The content of the metal hydroxide and the metal oxide is 4 to 4 of the entire resin composition for encapsulating a semiconductor.
It is preferable to set it in the range of 40% by weight. Particularly preferably, it is 10 to 30% by weight. That is, when the content of the metal hydroxide and the metal oxide is less than 4% by weight, the flame-retardant effect is poor, and when the content exceeds 40% by weight, the solder resistance and the moisture resistance reliability tend to decrease. . At this time, the metal oxide represented by the general formula (3) used in combination with the metal hydroxide represented by the general formula (1) is 10 to 50 times.
Used in percentages by weight. That is, if the metal oxide is less than 10% by weight with respect to the metal hydroxide, the carbonization promotion by the metal oxide is small, so that it is difficult to obtain a sufficient flame-retardant effect. This is because it becomes difficult to obtain the flame retardant effect because the amount of metal hydroxide is reduced.

【0047】また、場合によっては、上記ハ成分中の上
記一般式(1)で表される金属水酸化物および上記ニ成
分中の一般式(3)で表される金属酸化物に代えて、こ
の金属水酸化物と金属酸化物とが複合化した複合形態で
ある複合化金属水酸化物を用いることができる。上記複
合化金属水酸化物を用いた場合の各成分の組み合わせ
は、熱硬化性樹脂(イ成分)、硬化剤(ロ成分)、無機
質充填剤(ホ成分)、前記一般式(2)で表されるシリ
コーン化合物とともに上記複合化金属水酸化物を用いる
こととなる。そして、上記複合化金属水酸化物の具体的
な代表例としては、sMgO・(1−s)NiO・cH
2 O〔0<s<1、0<c≦1〕、sMgO・(1−
s)ZnO・cH2 O〔0<s<1、0<c≦1〕、s
Al2 3 ・(1−s)Fe2 3 ・cH2 O〔0<s
<1、0<c≦3〕等があげられる。なかでも、酸化マ
グネシウム・酸化ニッケルの水和物、酸化マグネシウム
・酸化亜鉛の水和物が特に好ましく用いられる。特に上
記複合化金属水酸化物を使用する場合には、その使用量
として樹脂組成物全体の1〜30重量%の範囲でその難
燃化効果を発揮することができる。この場合も、上記と
同様、1重量%未満では難燃化効果が不充分となり、3
0重量%を超えると、半田耐熱性や耐湿信頼性が低下す
る傾向がみられる。
In some cases, in place of the metal hydroxide represented by the general formula (1) in the component (c) and the metal oxide represented by the general formula (3) in the component (d), A composite metal hydroxide in a composite form in which the metal hydroxide and the metal oxide are composited can be used. The combination of each component when using the composite metal hydroxide is represented by the thermosetting resin (component (a)), the curing agent (component (b)), the inorganic filler (component (e)), and the general formula (2). The composite metal hydroxide is used together with the silicone compound to be used. As a specific representative example of the composite metal hydroxide, sMgO. (1-s) NiO.cH
2 O [0 <s <1, 0 <c ≦ 1], sMgO · (1-
s) ZnO · cH 2 O [0 <s <1, 0 <c ≦ 1], s
Al 2 O 3. (1-s) Fe 2 O 3 .cH 2 O [0 <s
<1, 0 <c ≦ 3]. Of these, hydrates of magnesium oxide / nickel oxide and hydrates of magnesium oxide / zinc oxide are particularly preferably used. In particular, when the above-mentioned composite metal hydroxide is used, its flame retardant effect can be exhibited in the range of 1 to 30% by weight of the total amount of the resin composition. Also in this case, as in the above, if it is less than 1% by weight, the flame-retardant effect becomes insufficient and
If it exceeds 0% by weight, the solder heat resistance and the moisture resistance reliability tend to decrease.

【0048】そして、前記一般式(1)で表される金属
水酸化物を用いた半導体封止用樹脂組成物としては、つ
ぎのようにして抽出された抽出水中の塩素イオン濃度が
上記樹脂組成物の硬化体1gあたり200μg以下であ
ることが好ましい。すなわち、熱硬化性樹脂組成物5g
と蒸留水50ccを専用の抽出容器に入れ、この容器を
160℃の乾燥機内に20時間放置して抽出水(pH
6.0〜8.0)を抽出する。そして、上記抽出水をイ
オンクロマト分析して塩素イオン量(x)を測定する。
この塩素イオン量(x)は樹脂組成物硬化体中のイオン
量を10倍に希釈した値であるため、下記に示す式によ
り樹脂組成物硬化体1gあたりの塩素イオン量を算出す
る。なお、上記抽出水のpHは6.0〜8.0の範囲が
好ましい。
As the resin composition for semiconductor encapsulation using the metal hydroxide represented by the general formula (1), the concentration of chloride ions in the extraction water extracted as follows is as follows. It is preferably 200 μg or less per 1 g of the cured product. That is, 5 g of the thermosetting resin composition
And 50 cc of distilled water in a dedicated extraction container, and leave the container in a dryer at 160 ° C. for 20 hours to extract water (pH
6.0-8.0). Then, the extracted water is subjected to ion chromatography analysis to measure the amount of chloride ion (x).
Since the amount of chloride ions (x) is a value obtained by diluting the amount of ions in the cured resin composition by 10 times, the amount of chloride ions per gram of the cured resin composition is calculated by the following equation. In addition, the pH of the said extraction water has the preferable range of 6.0-8.0.

【0049】[0049]

【数1】樹脂組成物硬化体1gあたりの塩素イオン量
(μg)=x×(50/5)
## EQU1 ## Chlorine ion amount (μg) per 1 g of the cured resin composition = x × (50/5)

【0050】すなわち、樹脂組成物硬化体の抽出水中に
含有される塩素イオン濃度が200μgを超えて高い
と、半導体素子,リードフレーム等の腐食が発生した
り、耐湿性が劣化する傾向がみられるようになる。
That is, when the concentration of chloride ions contained in the extraction water of the cured resin composition is higher than 200 μg, there is a tendency that corrosion of a semiconductor element, a lead frame, etc. occurs, and moisture resistance deteriorates. Become like

【0051】なお、本発明の半導体封止用樹脂組成物に
は、上記イ〜ホ成分以外に、硬化促進剤、顔料、離型
剤、可撓性付与剤等を必要に応じて適宜に添加すること
ができる。
The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention may optionally contain a curing accelerator, a pigment, a release agent, a flexibility-imparting agent, etc., as required, in addition to the above components (a) to (e). can do.

【0052】上記硬化促進剤としては、従来公知のも
の、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等の三級アミノ
類、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリ
フェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテト
ラフェニルボレート等のリン系硬化促進剤等があげられ
る。
As the curing accelerator, conventionally known curing accelerators, for example, 1,8-diaza-bicyclo (5,4,0)
Examples include tertiary aminos such as undecene-7 and triethylenediamine, imidazoles such as 2-methylimidazole, and phosphorus-based curing accelerators such as triphenylphosphine and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate.

【0053】上記顔料としては、カーボンブラック、酸
化チタン等があげられる。また、上記離型剤としては、
ポリエチレンワックス、パラフィンや脂肪酸エステル、
脂肪酸塩等があげられる。
Examples of the pigment include carbon black and titanium oxide. Further, as the release agent,
Polyethylene wax, paraffin and fatty acid esters,
Fatty acid salts and the like.

【0054】さらに、上記可撓性付与剤としては、シリ
コーン樹脂やブタジエン−アクリロニトリルゴム等があ
げられる。
Further, examples of the above-mentioned flexibility imparting agent include silicone resin and butadiene-acrylonitrile rubber.

【0055】また、本発明の半導体封止用樹脂組成物で
は、上記各成分に加えてさらに有機系難燃剤を併用する
と、上記金属水酸化物の使用量を低減させることができ
好ましい。代表的な有機系難燃剤としては、複素環骨格
を有する化合物があげられる。
Further, in the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention, it is preferable to use an organic flame retardant in addition to the above components, since the amount of the metal hydroxide used can be reduced. Representative organic flame retardants include compounds having a heterocyclic skeleton.

【0056】上記複素環骨格を有する化合物としては、
例えば、メラミン誘導体、シアヌレート誘導体、イソシ
アヌレート誘導体等の複素環骨格を有する化合物があげ
られる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いら
れる。
The compound having the above heterocyclic skeleton includes
For example, compounds having a heterocyclic skeleton such as a melamine derivative, a cyanurate derivative, and an isocyanurate derivative can be given. These may be used alone or in combination of two or more.

【0057】上記有機系難燃剤は、前記金属水酸化物、
金属酸化物、複合化金属水酸化物と予め機械的に混合し
た後配合してもよいし、有機系難燃剤を溶剤に溶解して
これに前記金属水酸化物、金属酸化物、複合金属水酸化
物を添加して脱溶剤し表面処理したものを用いてもよ
い。
The organic flame retardant includes the metal hydroxide,
It may be blended after being mechanically mixed with a metal oxide or a composite metal hydroxide in advance, or an organic flame retardant may be dissolved in a solvent and the metal hydroxide, the metal oxide, or the composite metal hydroxide may be added thereto. A material that has been subjected to a surface treatment by adding an oxide and removing the solvent may be used.

【0058】そして、上記有機系難燃剤の含有量は、前
記金属水酸化物および金属酸化物の合計使用量、あるい
は複合金属水酸化物の使用量の1〜10重量%の範囲に
設定することが好ましい。特に好ましくは1.0〜5.
0重量%である。
The content of the organic flame retardant is set in the range of 1 to 10% by weight based on the total amount of the metal hydroxide and the metal oxide or the amount of the composite metal hydroxide used. Is preferred. Particularly preferably, 1.0 to 5.
0% by weight.

【0059】本発明の半導体封止用樹脂組成物は、例え
ばつぎのようにして製造することができる。まず、上記
一般式(2)で表されるシリコーン化合物を用い、上記
一般式(1)で表される金属水酸化物を前述の方法に従
って処理する。ついで、このシリコーン化合物で処理し
た金属水酸化物(ハ成分)とともに、残りの各成分であ
る、熱硬化性樹脂(イ成分),硬化剤(ロ成分),金属
酸化物(ニ成分)および無機質充填剤(ホ成分)ならび
に必要に応じて他の添加剤を所定の割合で配合する。つ
ぎに、この混合物をミキシングロール機等の混練機を用
いて加熱状態で溶融混練し、これを室温に冷却する。そ
して、公知の手段によって粉砕し、必要に応じて打錠す
るという一連の工程によって目的とする半導体封止用樹
脂組成物を製造することができる。
The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention can be produced, for example, as follows. First, using the silicone compound represented by the general formula (2), the metal hydroxide represented by the general formula (1) is treated according to the method described above. Next, together with the metal hydroxide (component (c)) treated with the silicone compound, the remaining components, a thermosetting resin (component (a)), a curing agent (component (b)), a metal oxide (component (d)) and an inorganic material A filler (e component) and other additives as necessary are blended in a predetermined ratio. Next, this mixture is melt-kneaded in a heated state using a kneading machine such as a mixing roll machine, and the mixture is cooled to room temperature. Then, the desired resin composition for semiconductor encapsulation can be produced by a series of steps of pulverization by known means and tableting as necessary.

【0060】このようにして得られる半導体封止用樹脂
組成物を用いての半導体素子の封止方法は、特に限定す
るものではなく、通常のトランスファー成形等の公知の
成形方法によって行うことができる。
The method for encapsulating a semiconductor element using the resin composition for encapsulating a semiconductor thus obtained is not particularly limited, and can be performed by a known molding method such as ordinary transfer molding. .

【0061】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0062】まず、実施例に先立って下記の表1に示す
金属水酸化物,金属酸化物および複合化金属水酸化物を
準備した。
First, prior to the examples, metal hydroxides, metal oxides and composite metal hydroxides shown in Table 1 below were prepared.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】一方、下記の表2に示すシリコーン化合物
を準備した。
On the other hand, silicone compounds shown in Table 2 below were prepared.

【0065】[0065]

【表2】 [Table 2]

【0066】[0066]

【実施例1〜16、比較例1〜4】まず、下記の表3〜
表5に示す組み合わせおよび配合量にて、金属水酸化
物,金属酸化物および複合化金属水酸化物と、シリコー
ン化合物を、溶媒(エチルアルコール)中で攪拌混合
し、その後アルコールを除去したものを作製した。つい
で、これと、下記の表3〜表5に示す残りの各成分を同
表に示す割合で配合し、ミキシングロール機(温度10
0℃)で3分間溶融混練を行い、冷却固化した後粉砕し
て目的とする粉末状熱硬化性樹脂組成物を得た。
Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4
In the combinations and amounts shown in Table 5, the metal hydroxide, the metal oxide and the composite metal hydroxide, and the silicone compound were stirred and mixed in a solvent (ethyl alcohol), and then the alcohol was removed. Produced. Then, this and the remaining components shown in Tables 3 to 5 below were blended in the proportions shown in the same table, and mixed on a mixing roll machine (temperature: 10).
(0 ° C.) for 3 minutes, cooled and solidified, and then pulverized to obtain a desired powdery thermosetting resin composition.

【0067】[0067]

【表3】 [Table 3]

【0068】[0068]

【表4】 [Table 4]

【0069】[0069]

【表5】 [Table 5]

【0070】このような実施例および比較例によって得
られた熱硬化性樹脂組成物を用い、半導体素子をトラン
スファー成形(条件:175℃×2分)し、175℃×
5時間で後硬化することにより半導体装置を得た。この
半導体装置は、80ピンQFP(クワッドフラットパッ
ケージ、サイズ:20×14×2mm)であり、ダイパ
ッドサイズは8×8mmである。
Using the thermosetting resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples, a semiconductor element was subjected to transfer molding (conditions: 175 ° C. × 2 minutes), and 175 ° C. ×
After curing for 5 hours, a semiconductor device was obtained. This semiconductor device has an 80-pin QFP (quad flat package, size: 20 × 14 × 2 mm) and a die pad size of 8 × 8 mm.

【0071】このようにして得られた半導体装置につい
て、130℃/85%相対湿度の高温槽中に、バイアス
電圧3.0Vをかけた状態で放置し、故障率50%にな
る時間を測定するPCBテストを行った。さらに、各熱
硬化性樹脂組成物を用いて厚み1/16インチの試験片
を成形し、UL94 V−0規格の方法に従って難燃性
を評価した。これらの結果を下記の表6〜表9に併せて
示す。
The semiconductor device thus obtained is left in a high-temperature bath of 130 ° C./85% relative humidity with a bias voltage of 3.0 V applied, and the time until the failure rate becomes 50% is measured. A PCB test was performed. Furthermore, a test piece having a thickness of 1/16 inch was molded using each thermosetting resin composition, and the flame retardancy was evaluated according to the method of UL94 V-0 standard. The results are shown in Tables 6 to 9 below.

【0072】また、上記実施例および比較例によって得
られた熱硬化性樹脂組成物の硬化体の塩素イオン濃度を
測定した。なお、塩素イオン濃度の測定方法は、前述の
方法に従った。この結果を下記の表6〜表9に併せて示
す。なお、各硬化体の抽出液のpH値も測定した。
Further, the chloride ion concentration of the cured products of the thermosetting resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples was measured. The method for measuring the chloride ion concentration followed the method described above. The results are shown in Tables 6 to 9 below. The pH value of the extract of each cured product was also measured.

【0073】[0073]

【表6】 [Table 6]

【0074】[0074]

【表7】 [Table 7]

【0075】[0075]

【表8】 [Table 8]

【0076】[0076]

【表9】 [Table 9]

【0077】上記表6〜表9から明らかなように、実施
例1〜4は、金属水酸化物Aに対してシリコーン化合物
Gを3〜17重量%の範囲で添加し処理したものであ
り、シリコーン化合物の添加量が増えるに従って塩素イ
オン濃度が低くなった。そして、難燃性レベルはもちろ
ん、耐湿信頼性においても良好な結果が得られた。
As is clear from Tables 6 to 9, Examples 1 to 4 were obtained by adding a silicone compound G to a metal hydroxide A in an amount of 3 to 17% by weight, The chlorine ion concentration decreased as the addition amount of the silicone compound increased. Good results were obtained not only in the flame retardancy level but also in the humidity resistance reliability.

【0078】また、実施例5,6は複合化金属水酸化物
E,Fに対してシリコーン化合物Gを9重量%の割合で
添加し処理したものであり、難燃性レベルおよび耐湿信
頼性とも良好な結果が得られた。
In Examples 5 and 6, silicone compound G was added to composite metal hydroxides E and F at a ratio of 9% by weight and treated, and both flame retardancy level and humidity resistance reliability were improved. Good results were obtained.

【0079】そして、実施例7,8は、金属水酸化物A
あるいは複合金属水酸化物Eに対してシリコーン化合物
Hを9重量%の割合で添加し処理したものであり、難燃
性レベルおよび耐湿信頼性とも良好な結果が得られた。
In Examples 7 and 8, the metal hydroxide A
Alternatively, silicone compound H was added to composite metal hydroxide E at a ratio of 9% by weight and treated, and good results were obtained in both flame retardancy level and humidity resistance reliability.

【0080】さらに、実施例9〜12は、金属水酸化物
Aあるいは複合金属水酸化物Eに対してシリコーン化合
物Gを9重量%の割合で添加し処理したものであり、ま
た、実施例13〜16は、金属水酸化物Bに対してシリ
コーン化合物Gを3〜17重量%の範囲で添加し処理し
たものであり、いずれも難燃性レベルおよび耐湿信頼性
とも良好な結果が得られた。
Further, in Examples 9 to 12, the silicone compound G was added to the metal hydroxide A or the composite metal hydroxide E at a ratio of 9% by weight and treated. Nos. 16 to 16 were obtained by adding the silicone compound G to the metal hydroxide B in the range of 3 to 17% by weight, and all of them showed good results in both the flame retardancy level and the humidity resistance reliability. .

【0081】一方、比較例については、金属水酸化物、
複合化金属水酸化物に対してシリコーン化合物を添加せ
ず未処理の状態で用いたものであり、難燃性レベルに関
しては問題はなかったが、いずれも塩素イオン濃度が高
く、耐湿信頼性の評価テストの結果が実施例に比べて著
しく悪かった。
On the other hand, in the comparative example, metal hydroxide,
The composite metal hydroxide was used in an untreated state without adding a silicone compound, and there was no problem with the flame retardancy level. The result of the evaluation test was significantly worse than that of the example.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上のように、本発明は、前記一般式
(1)で表される金属酸化物が前記一般式(2)で表さ
れるシリコーン化合物で処理された特殊な金属水酸化物
(ハ成分)と、特定の金属酸化物(ニ成分)を含有する
半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止した
ものである。このように、上記特殊な金属水酸化物と特
定の金属酸化物とを併用するため、高温高湿下において
も従来の難燃剤である臭素化エポキシ樹脂と比較すると
臭素の影響がなく半導体素子やアルミニウム配線の腐食
等が生じず耐湿信頼性が向上して長寿命になる。さら
に、有害なハロゲン化物や三酸化アンチモンを使用せず
に難燃性の付与が可能となることから、安全性が非常に
高く環境上無公害である。
As described above, the present invention provides a special metal hydroxide obtained by treating the metal oxide represented by the general formula (1) with the silicone compound represented by the general formula (2). A semiconductor element is encapsulated using a semiconductor encapsulation resin composition containing (C) and a specific metal oxide (D). As described above, since the above-described special metal hydroxide and the specific metal oxide are used in combination, even under high temperature and high humidity, there is no influence of bromine as compared with a brominated epoxy resin which is a conventional flame retardant, so that a semiconductor element or Corrosion of the aluminum wiring does not occur, and the moisture resistance reliability is improved and the life is extended. Furthermore, since flame retardancy can be imparted without using harmful halides or antimony trioxide, the safety is very high and the environment is pollution-free.

【0083】そして、上記ハ成分中の上記一般式(1)
で表される金属水酸化物および上記ニ成分中の一般式
(3)で表される金属酸化物に代えて、この金属水酸化
物と金属酸化物とが複合化した複合形態である複合化金
属水酸化物を用いても、上記と同様、優れた難燃性およ
び耐湿信頼性が付与され、しかも高い安全性をも備えて
いる。
The above-mentioned general formula (1)
In place of the metal hydroxide represented by the general formula (3) and the metal oxide represented by the general formula (3) in the above two components, a composite form in which the metal hydroxide and the metal oxide are composited Even if a metal hydroxide is used, excellent flame retardancy and moisture resistance reliability are imparted, as well as high safety.

【0084】このように、本発明の半導体装置は、無公
害な難燃化技術、しかも半導体装置の信頼性を格段に向
上させる技術を提供するものであり、産業上の利用価値
は極めて高いものである。
As described above, the semiconductor device of the present invention provides a non-polluting flame-retarding technology and a technology for significantly improving the reliability of the semiconductor device, and has a very high industrial utility value. It is.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (72)発明者 清水 満 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (72) Inventor Mitsuru Shimizu 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation Inside

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の(イ)〜(ホ)成分を含有する半
導体封止用樹脂組成物。 (イ)熱硬化性樹脂。 (ロ)硬化剤。 (ハ)下記の一般式(1)で表される金属水酸化物が、
下記の一般式(2)で表されるシリコーン化合物によっ
て処理されてなる処理済み金属水酸化物。 【化1】m(Ma b )・cH2 O ・・・(1) 〔上記式(1)において、Mは金属元素であり、a,
b,cは正数、mは1以上の正数である。〕 【化2】 (ニ)下記の一般式(3)で表される金属酸化物。 【化3】m′(Qd e ) ・・・(3) 〔上記式(3)において、Qは、周期律表のIVa,V
a,VIa, VIIa,VIII,Ib,IIbから選ばれた族に
属する金属元素であり、かつ上記式(1)のMとは異な
る金属元素である。また、d,eは正数、m′は1以上
の正数である。〕 (ホ)無機質充填剤。
1. A resin composition for encapsulating a semiconductor comprising the following components (a) to (e): (A) thermosetting resin. (B) Curing agent. (C) a metal hydroxide represented by the following general formula (1):
A treated metal hydroxide which is treated with a silicone compound represented by the following general formula (2). Embedded image m (M a O b ) · cH 2 O (1) [In the above formula (1), M is a metal element;
b and c are positive numbers, and m is a positive number of 1 or more. [Chemical formula 2] (D) A metal oxide represented by the following general formula (3). Embedded image m ′ (Q d O e ) (3) [In the above formula (3), Q represents IVa, V in the periodic table.
a, VIa, VIIa, VIII, Ib, IIb are metal elements belonging to the group selected from the group consisting of metal elements different from M in the above formula (1). D and e are positive numbers, and m 'is a positive number of 1 or more. (E) Inorganic filler.
【請求項2】 上記一般式(1)で表される金属水酸化
物中の金属元素を示すMが、アルミニウム,マグネシウ
ム,カルシウム,ニッケル,コバルト,スズ,亜鉛,
銅,鉄,チタンまたはホウ素である請求項1記載の半導
体封止用樹脂組成物。
2. A metal element in the metal hydroxide represented by the general formula (1), wherein M represents aluminum, magnesium, calcium, nickel, cobalt, tin, zinc,
The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, which is copper, iron, titanium or boron.
【請求項3】 上記一般式(3)で表される金属酸化物
中の金属元素を示すQが、鉄,コバルト,ニッケル,パ
ラジウム,銅,亜鉛またはカドミウムである請求項1ま
たは2記載の半導体封止用樹脂組成物。
3. The semiconductor according to claim 1, wherein Q representing a metal element in the metal oxide represented by the general formula (3) is iron, cobalt, nickel, palladium, copper, zinc or cadmium. A sealing resin composition.
【請求項4】 上記一般式(1)で表される金属水酸化
物と、一般式(3)で表される金属酸化物とが複合化し
て複合化金属水酸化物となっている請求項1〜3のいず
れか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。
4. A composite metal hydroxide formed by compounding the metal hydroxide represented by the general formula (1) and the metal oxide represented by the general formula (3). The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 上記複合化金属水酸化物が、sMgO・
(1−s)NiO・cH2 O〔0<s<1、0<c≦
1〕である請求項4記載の半導体封止用樹脂組成物。
5. The method according to claim 1, wherein the composite metal hydroxide is sMgO.
(1-s) NiO · cH 2 O [0 <s <1, 0 <c ≦
The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 4, which is [1].
【請求項6】 上記複合化金属水酸化物が、sMgO・
(1−s)ZnO・cH2 O〔0<s<1、0<c≦
1〕である請求項4記載の半導体封止用樹脂組成物。
6. The method according to claim 1, wherein the composite metal hydroxide is sMgO.
(1-s) ZnO · cH 2 O [0 <s <1, 0 <c ≦
The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 4, which is [1].
【請求項7】 上記一般式(1)で表される金属水酸化
物と一般式(3)で表される金属酸化物との合計含有量
が、樹脂組成物全体の4〜40重量%の範囲に設定され
ている請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体封止
用樹脂組成物。
7. The total content of the metal hydroxide represented by the general formula (1) and the metal oxide represented by the general formula (3) is 4 to 40% by weight of the whole resin composition. The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 3, which is set in a range.
【請求項8】 上記複合化金属水酸化物の含有量が、樹
脂組成物全体の1〜30重量%の範囲に設定されている
請求項4〜6のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂
組成物。
8. The semiconductor encapsulation according to claim 4, wherein the content of the composite metal hydroxide is set in a range of 1 to 30% by weight of the whole resin composition. Resin composition.
【請求項9】 樹脂組成物硬化体の抽出液がpH6.0
〜8.0の範囲であって、かつ、その塩素イオン濃度
が、樹脂組成物硬化体1gあたり200μg以下である
請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂
組成物。
9. The extract of the cured resin composition has a pH of 6.0.
The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 8, wherein the chloride ion concentration is in a range of from about to 8.0 and the chloride ion concentration is 200 µg or less per 1 g of the cured resin composition.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれか一項に記載の
半導体封止用樹脂組成物の硬化体が、厚み1/16イン
チでのUL94燃焼試験において、V−0相当の難燃性
を示すものである請求項1〜9のいずれか一項に記載の
半導体封止用樹脂組成物。
10. A cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 9, which has a flame retardancy equivalent to V-0 in a UL94 combustion test with a 1/16 inch thickness. The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 9, which shows:
【請求項11】 請求項1〜10のいずれか一項に記載
の半導体封止用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。
11. A semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated with the resin composition for encapsulating a semiconductor according to claim 1.
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