JPH10298408A - Epoxy resin composition and semiconductor device sealed therewith - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device sealed therewith

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JPH10298408A
JPH10298408A JP11057097A JP11057097A JPH10298408A JP H10298408 A JPH10298408 A JP H10298408A JP 11057097 A JP11057097 A JP 11057097A JP 11057097 A JP11057097 A JP 11057097A JP H10298408 A JPH10298408 A JP H10298408A
Authority
JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
weight
flame retardant
semiconductor device
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Withdrawn
Application number
JP11057097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Fujita
浩史 藤田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition excellent in soldering stress resistance and high-temperature storage stability and a semiconductor device sealed therewith. SOLUTION: This invention provides an epoxy resin composition comprising an epoxy resin, a phenolic resin curing agent, a cure accelerator, a surface treating agent, a flame retardant, 0.1-5 wt.%, based on the total epoxy resin composition, at least one flame retardant aid selected from diantimony tetraoxide and diantimony pentoxide, 80-95 wt.% inorganic filler being amorphous silica and 0.1-5 wt.% compound represented by the formula: Mgx Zny Alz (OH)2x+2y+3z-2n (CO3 )n .nH2 O [wherein x, y, z and m satisfy the following relationships, and n is 0 or a positive number. 0<z/(x+y)<=1; 0<y/x<=1; x≠0; y≠0; and 0<=m/z<1.5] and a semiconductor device sealed therewith.

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、半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物及びその組成物を使用した半導体装置で
あり、特に半導体パッケージの中でもパッケージの厚さ
が2.0mm以下の薄型のQFPやSOP等に用いられ
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device using the composition. Particularly, in a semiconductor package, a thin QFP having a package thickness of 2.0 mm or less, It is used for SOP and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、I
C、LSI等の電子部品又は半導体素子は、主にエポキ
シ樹脂組成物で封止されており、特にIC、LSI等の
集積回路では耐熱性、耐湿性に優れたオルソクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂をフェノールノボラック樹脂
で硬化させ、充填材として溶融シリカ、結晶シリカ等の
無機充填材を配合したエポキシ樹脂組成物が用いられて
いる。しかし、近年の集積回路の高集積化に伴い、半導
体チップが大型化し、かつ、パッケージは、従来のDI
Pタイプから表面実装化された小型で、かつ薄型のQF
P、SOP、SOJ、TSOP、TQFP、PLCC等
に変わってきている。即ち、大型チップを小型で薄型の
パッケージに封入することにより、熱応力によりクラッ
クが発生し、これらクラックによる耐湿性の低下等が大
きな問題となってきている。特に、半田付け工程におい
て急激に200℃以上の高温にさらされ、このためにパ
ッケージが割れたり、チップと封止樹脂との界面剥離が
生じて耐湿性が低下したりするという問題点がでてきて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, diodes, transistors, I
Electronic components or semiconductor elements such as C and LSI are mainly encapsulated with an epoxy resin composition. In particular, in integrated circuits such as IC and LSI, ortho-cresol novolac type epoxy resin having excellent heat resistance and moisture resistance is converted to phenol. An epoxy resin composition cured with a novolak resin and blended with an inorganic filler such as fused silica or crystalline silica as a filler is used. However, with the recent increase in the degree of integration of integrated circuits, semiconductor chips have become larger, and packages have become
Small and thin QF surface mounted from P type
P, SOP, SOJ, TSOP, TQFP, PLCC, etc. have been changed. That is, by encapsulating a large chip in a small and thin package, cracks are generated due to thermal stress, and a decrease in moisture resistance due to the cracks has become a serious problem. In particular, during the soldering process, the package is rapidly exposed to a high temperature of 200 ° C. or more, which causes a problem that the package is cracked or the interface between the chip and the sealing resin is peeled off and the moisture resistance is reduced. ing.

【0003】上記の半田付け工程における熱応力を低減
するために、エポキシ樹脂組成物の硬化物の熱時の弾性
率を低下させる手法が検討されており、このことは結果
的に硬化物のガラス転移温度(以下Tgという)を低下
させることになる。特にTgが150℃未満であると、
150℃以上の温度で評価される高温保管特性の低下が
著しく、パッケージとしての信頼性の低下が懸念され
る。高温保管特性を向上させる手法として、エポキシ樹
脂組成物中に含まれるブロム化合物やアンチモン化合物
の検討(例えば、特開昭61−143464号公報、特
開昭61−163922号公報等)、又アンチモン化合
物による検討(例えば、酸化アンチモンの種類につい
て、特開昭56−129245号公報、特開昭61−5
3321号公報等)、更にハイドロタルサイト系化合物
の検討(例えば、特開昭63−252451号公報、特
開平1−206656号公報、特開平1−64243号
公報、特開平5−25365号公報等)で提案されてい
る。しかしながら、これらの提案はいずれも高温保管特
性をある程度向上させる手法ではあったが、飛躍的な向
上には達していなかった。
[0003] In order to reduce the thermal stress in the above-mentioned soldering process, a method of reducing the elastic modulus of a cured product of the epoxy resin composition when heated has been studied. This will lower the transition temperature (hereinafter referred to as Tg). Especially when Tg is less than 150 ° C,
The high-temperature storage characteristics evaluated at a temperature of 150 ° C. or more are significantly reduced, and there is a concern that the reliability of the package may be reduced. As a technique for improving the high-temperature storage characteristics, studies on bromo compounds and antimony compounds contained in the epoxy resin composition (for example, JP-A-61-143664, JP-A-61-163922, etc.), and antimony compounds (For example, regarding the type of antimony oxide, see JP-A-56-129245, JP-A-61-5
3321) and further studies of hydrotalcite-based compounds (for example, JP-A-63-252451, JP-A-1-206656, JP-A-1-64243, JP-A-5-25365, etc. ). However, although these proposals are all techniques for improving the high-temperature storage characteristics to some extent, they have not reached a dramatic improvement.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、半田付け工
程における耐熱性及び高温保管特性を両立するための種
々の検討の結果なされたもので、その目的とするところ
は、実装時の半田付け工程における耐パッケージクラッ
ク性と高温保管特性を著しく向上させ、両特性を両立さ
せた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びその組成物を
使用して封止した半導体装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made as a result of various studies for achieving both heat resistance and high-temperature storage characteristics in a soldering process. An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, in which package crack resistance and high-temperature storage characteristics in a process are remarkably improved and both characteristics are compatible, and a semiconductor device encapsulated using the composition.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、表面処理剤、
難燃剤、並びに全エポキシ樹脂組成物中に、(a)難燃
助剤として四酸化二アンチモン、五酸化二アンチモンの
内から選ばれる少なくとも1種を0.1〜5重量%、
(b)無機充填材として非晶性シリカを80〜95重量
%、及び(c)下記式(1)で表される化合物を0.1
〜5重量%含有するエポキシ樹脂組成物であって、該エ
ポキシ樹脂組成物の熱機械分析装置によるガラス転移温
度が90〜150℃であることを特徴とするエポキシ樹
脂組成物及びその組成物を使用して封止した半導体装置
である。 MgxZnyAlz(OH)2x+2y+3z-2m(CO3m・nH2O (1) [式中のx,y,z,mはそれぞれ以下の関係で表さ
れ、nは0又は正数を示す。 0<z/(x+y)≦1、0<y
/x≦1、x≠0、y≠0、0≦m/z<1.5 ]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an epoxy resin, a phenol resin curing agent, a curing accelerator, a surface treatment agent,
0.1 to 5% by weight of (a) at least one selected from diantimony tetroxide and diantimony pentoxide as a flame retardant aid in the flame retardant and the total epoxy resin composition;
(B) 80 to 95% by weight of amorphous silica as an inorganic filler, and (c) 0.1% of a compound represented by the following formula (1).
An epoxy resin composition containing the epoxy resin composition having a glass transition temperature of 90 to 150 ° C. by a thermomechanical analyzer. This is a semiconductor device sealed by sealing. Mg x Zn y Al z (OH) 2x + 2y + 3z-2m (CO 3 ) m · nH 2 O (1) [where x, y, z, and m are represented by the following relationships, and n is Indicates 0 or a positive number. 0 <z / (x + y) ≦ 1, 0 <y
/ X ≦ 1, x ≠ 0, y ≠ 0, 0 ≦ m / z <1.5]

【0006】本発明に用いるエポキシ樹脂は、モノマ
ー、オリゴマー、ポリマー全般を含み、例えばビフェニ
ル型エポキシ化合物、スチルベン型エポキシ化合物、ビ
スフェノール型エポキシ化合物、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、ジシクロペンタジエン変性エポキシ樹脂等エポキシ
基を有するもの全般をいう。本発明に用いるフェノール
樹脂硬化剤は、モノマー、オリゴマー、ポリマー全般を
含み、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノ
ボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹
脂、キシリレン変性フェノール樹脂、トリフェノールメ
タン型化合物等が挙げられる。フェノール樹脂が有する
フェノール性水酸基は、エポキシ樹脂が有するエポキシ
基と反応して架橋構造を形成する。エポキシ樹脂のエポ
キシ基とフェノール樹脂のフェノール性水酸基の当量比
は0.5〜2が好ましく、この範囲から外れると、樹脂
組成物の硬化性の低下と、あるいは硬化物のTgの低下
等が生じるおそれがある。
The epoxy resin used in the present invention includes monomers, oligomers, and polymers in general, and includes, for example, a biphenyl type epoxy compound, a stilbene type epoxy compound, a bisphenol type epoxy compound, a phenol novolak type epoxy resin, a cresol novolak type epoxy resin, and It generally refers to those having an epoxy group such as pentadiene-modified epoxy resin. The phenolic resin curing agent used in the present invention includes monomers, oligomers, and polymers in general, and examples thereof include phenol novolak resins, cresol novolak resins, dicyclopentadiene-modified phenol resins, xylylene-modified phenol resins, and triphenolmethane-type compounds. The phenolic hydroxyl group of the phenol resin reacts with the epoxy group of the epoxy resin to form a crosslinked structure. The equivalent ratio of the epoxy group of the epoxy resin to the phenolic hydroxyl group of the phenolic resin is preferably 0.5 to 2, and if it falls outside this range, the curability of the resin composition will decrease and the Tg of the cured product will decrease. There is a risk.

【0007】本発明に用いる無機充填材は、非晶性シリ
カであり、不定形シリカでも球状シリカでも構わない。
この非晶性シリカは、全樹脂組成物中に80〜95重量
%含むものが好ましい。80重量%未満であると相対的
に樹脂組成物中の有機物が多くなるため、吸水量が増加
し、耐半田クラック性に十分な特性が得られない。又、
95重量%を越えると成形するために必要な十分な流動
性が得られない。なお、非晶性シリカの添加効果を損な
わない範囲で、結晶性シリカ等の他の無機充填材を添加
してもよい。
The inorganic filler used in the present invention is amorphous silica, and may be amorphous silica or spherical silica.
The amorphous silica preferably contains 80 to 95% by weight of the total resin composition. When the content is less than 80% by weight, the organic matter in the resin composition relatively increases, so that the amount of water absorption increases, and sufficient characteristics for solder crack resistance cannot be obtained. or,
If it exceeds 95% by weight, sufficient fluidity required for molding cannot be obtained. Note that another inorganic filler such as crystalline silica may be added as long as the effect of adding the amorphous silica is not impaired.

【0008】更に本発明の樹脂組成物の熱機械分析装置
(Thermal Mechanical Analysis、以下TMAという)
によるTgは、90〜150℃が好ましく、150℃を
越えると半田付け時、熱応力を緩和しにくいため、結果
としてパッケージクラックが発生し、90℃未満である
と金型から離型する際の成形品の強度及び硬度が不足
し、離型不良を起こし、又高温保管特性にも支障が生じ
る。本発明でのTgは、エポキシ樹脂組成物を成形温度
175℃、硬化時間120秒で4mm×5mm×15m
mの大きさに成形し、175℃、8時間の条件でポスト
キュアーした試験片を熱機械分析装置[セイコー電子工
業(株)・製、TMA100]を用いて、測定温度範囲0
〜320℃、昇温速度5℃/分で測定した時の測定チャ
ートより、α1、α2を決定しその延長線の交点とする。
[0008] Further, a thermomechanical analyzer (hereinafter referred to as TMA) of the resin composition of the present invention.
Is preferably 90 to 150 ° C., and if it exceeds 150 ° C., it is difficult to relax thermal stress during soldering. As a result, a package crack occurs. Insufficient strength and hardness of the molded product causes poor mold release, and also impairs high-temperature storage characteristics. Tg in the present invention is 4 mm × 5 mm × 15 m at a molding temperature of 175 ° C. and a curing time of 120 seconds.
m and a post-cured test piece at 175 ° C. for 8 hours were measured using a thermomechanical analyzer [TMA100, manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.].
Α 1 and α 2 are determined from the measurement chart when the temperature is measured at a temperature rise rate of 5 ° C./min at 320 ° C., and the intersection of the extension lines is determined.

【0009】本発明に用いる硬化促進剤は、2−メチル
イミダゾール等のイミダゾール類、第3級アミン類、ホ
スフィン化合物、有機アルミニウム化合物等のエポキシ
樹脂とフェノール樹脂硬化剤の架橋反応を促進する触媒
の全般をいう。全エポキシ樹脂組成物中の配合量として
は、0.02〜0.5重量%が好ましい。本発明でも用
いる表面処理剤は、シランカップリング剤、チタンカッ
プリング剤等の無機充填材改質剤のことをいう。全エポ
キシ樹脂組成物中の配合量としては、0.1〜2.0重
量%が好ましい。
The curing accelerator used in the present invention is a catalyst which promotes a crosslinking reaction between an epoxy resin such as imidazoles such as 2-methylimidazole, tertiary amines, phosphine compounds and organoaluminum compounds and a phenol resin curing agent. General. The compounding amount in the entire epoxy resin composition is preferably 0.02 to 0.5% by weight. The surface treatment agent used in the present invention refers to an inorganic filler modifier such as a silane coupling agent and a titanium coupling agent. The compounding amount in the entire epoxy resin composition is preferably from 0.1 to 2.0% by weight.

【0010】本発明で用いる難燃剤は、臭素化エポキシ
樹脂のことであり、臭素化ビスフェノール型エポキシ樹
脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等の臭
素を含有するエボキシ樹脂の全般をいう。全エポキシ樹
脂組成物中の配合量としては、0.1〜0.5重量%が
好ましい。本発明で用いる難燃助剤は、四酸化二アンチ
モン、又は五酸化二アンチモンを指す。四酸化二アンチ
モン、五酸化二アンチモンは単独でも混合して用いても
よく五酸化アンチモンに関しては含水物化合物でも差し
支えない。これらの配合量は、全エポキシ樹脂組成物中
にの0.1〜5重量%含むものが好ましい。0.1重量
%未満であるとエポキシ樹脂組成物に必須の特性である
難燃性が得られないので好ましくない。一方、5重量%
を越えると全エポキシ樹脂組成物に含有されるアンチモ
ンの原子量が増えることにより、耐湿性の低下、高温保
管特性の低下が著しくなり好ましくない。
The flame retardant used in the present invention is a brominated epoxy resin, and refers to all brominated epoxy resins such as a brominated bisphenol type epoxy resin and a brominated phenol novolak type epoxy resin. The compounding amount in the entire epoxy resin composition is preferably from 0.1 to 0.5% by weight. The flame retardant aid used in the present invention refers to diantimony tetroxide or diantimony pentoxide. Diantimony pentoxide and diantimony pentoxide may be used alone or as a mixture. Antimony pentoxide may be a hydrated compound. It is preferable that the amount of these components is 0.1 to 5% by weight based on the total epoxy resin composition. If the content is less than 0.1% by weight, the flame retardancy which is an essential property of the epoxy resin composition cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, 5% by weight
If it exceeds 300, the atomic weight of antimony contained in all the epoxy resin compositions increases, and the moisture resistance and the high-temperature storage characteristics decrease significantly, which is not preferable.

【0011】本発明で用いる下記式(1)で表される化
合物の添加量は0.1〜5重量%、好ましくは0.2〜
3重量%である。添加量が0.1重量%未満であると高
温保管特性の向上効果が不十分であり、5重量%を越え
ると成形性が低下し実用上問題が起こる。 MgxZnyAlz(OH)2x+2y+3z-2m(CO3m・nH2O (1) [式中のx,y,z,mはそれぞれ以下の関係で表さ
れ、nは0又は正数を示す。 0<z/(x+y)≦1、0<y
/x≦1、x≠0、y≠0、0≦m/z<1.5 ] 式(1)で表される化合物は一般的にハイドロタルサイ
ト系化合物と呼ばれる化合物の一種であるが、その組成
中に亜鉛原子を含有していることが特徴である。
The amount of the compound represented by the following formula (1) used in the present invention is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight.
3% by weight. If the addition amount is less than 0.1% by weight, the effect of improving the high-temperature storage characteristics is insufficient, and if it exceeds 5% by weight, the moldability deteriorates and practical problems occur. Mg x Zn y Al z (OH) 2x + 2y + 3z-2m (CO 3 ) m · nH 2 O (1) [where x, y, z, and m are represented by the following relationships, and n is Indicates 0 or a positive number. 0 <z / (x + y) ≦ 1, 0 <y
/ X ≦ 1, x ≠ 0, y ≠ 0, 0 ≦ m / z <1.5] The compound represented by the formula (1) is a kind of a compound generally called a hydrotalcite compound, and its composition It is characterized by containing a zinc atom.

【0012】一般的に報告されているハイドロタルサイ
ト系化合物は式2の様に亜鉛原子を含有していないタイ
プであるがマグネシウム原子の一部を亜鉛原子に置換す
ることにより金属イオン半径が広がり、ハロゲン原子
(特に臭素原子)の捕捉効果が高くなることが特徴であ
る。 MgxAly(OH)2x+3y-2z(CO3z・mH2O (2) [式中のx,y,zはそれぞれ以下の関係で表され、m
は0又は正数を示す。0<y/x≦1、0≦z/y<1.5 ]
The generally reported hydrotalcite-based compound is of the type not containing a zinc atom as in formula 2, but the metal ion radius is increased by substituting a part of the magnesium atom with a zinc atom. It is characterized in that the effect of capturing halogen atoms (especially bromine atoms) is enhanced. Mg x Al y (OH) 2x + 3y-2z (CO 3 ) z · mH 2 O (2) [where x, y, and z are represented by the following relations, respectively.
Represents 0 or a positive number. 0 <y / x ≦ 1, 0 ≦ z / y <1.5]

【0013】本発明で用いられる上記式1で表される化
合物の好ましい具体例は、 ・Mg3.5Zn1.0Al2(OH)13CO3・3.5H2O ・Mg3.5Zn1.0Al2(OH)13CO3 ・Mg4.0Zn1.0Al1.5(OH)13CO3 ・Mg3.5Zn2.5Al2(OH)16CO3・4H2O 等が挙げられる。
Preferred specific examples of the compound represented by the above formula 1 used in the present invention are: Mg 3.5 Zn 1.0 Al 2 (OH) 13 CO 3 3.5 H 2 O Mg 3.5 Zn 1.0 Al 2 (OH) 13 CO 3 .Mg 4.0 Zn 1.0 Al 1.5 (OH) 13 CO 3 .Mg 3.5 Zn 2.5 Al 2 (OH) 16 CO 3 .4H 2 O.

【0014】本発明においては、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂硬化剤、無機充填材、硬化促進剤、表面処理
剤、難燃剤及び難燃助剤の他に、必要によってシリコー
ンゴム、シリコーンオイル等の低応力剤、カーボンブラ
ック等の着色剤を添加しても構わない。本発明のエポキ
シ樹脂組成物を成形材料として製造するには、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂硬化剤、無機充填材、硬化促進
剤、表面処理剤、難燃剤及び難燃助剤、その他の添加剤
をミキサー等によって十分に常温混合した後、更に熱ロ
ール、又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して封
止材料とすることができる。
In the present invention, in addition to an epoxy resin, a phenol resin curing agent, an inorganic filler, a curing accelerator, a surface treatment agent, a flame retardant and a flame retardant auxiliary, if necessary, low stress such as silicone rubber, silicone oil, etc. And a coloring agent such as carbon black. To produce the epoxy resin composition of the present invention as a molding material, an epoxy resin, a phenol resin curing agent, an inorganic filler, a curing accelerator, a surface treatment agent, a flame retardant and a flame retardant auxiliary, and other additives are mixed with a mixer. After sufficiently mixing at room temperature, the mixture is further melt-kneaded with a hot roll or a kneader, cooled, and pulverized to obtain a sealing material.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する。
実施例及び比較例で用いた原材料は以下の通りである。 ・エポキシ樹脂A: YX4000[油化シェルエポキシ(株)] (融点106℃、エポキシ当量190g/eq) ・エポキシ樹脂B: HP−7200[大日本インキ化学工業(株)] (軟化点60℃、エポキシ当量260g/eq) ・エポキシ樹脂C: ESCN−195−LA[住友化学工業(株)] (軟化点65℃、エポキシ当量200g/eq) ・硬化剤D: フェノールノボラック樹脂[住友デュレズ(株)] (軟化点90℃、水酸基当量104g/eq) ・硬化剤E: フェノールアラルキル樹脂[三井東圧化学(株)] (軟化点80℃、水酸基当量175g/eq) ・臭素化エポキシ樹脂F: エピクロン153[大日本インキ化学工業(株)] (軟化点70℃、エポキシ当量400g/eq、臭素含
有率48重量%) ・溶融シリカ粉末 (平均粒径20μm、比表面積40m2/eq) ・カーボンブラック ・カルナバワックス ・エポキシシランカップリング剤 ・1.8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−
7(以下DBUという) ・四酸化二アンチモン ・五酸化二アンチモン ・式(3)で表される化合物 Mg3.5Zn1.0Al2(OH)13CO3・3.5H2O (3) ・式(4)で表される化合物 Mg4.0Zn1.0Al2(OH)13CO3 (4) ・式(5)で表される化合物 Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O (5)
The present invention will be specifically described below with reference to examples.
Raw materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.・ Epoxy resin A: YX4000 [Yukaka Epoxy Co., Ltd.] (melting point: 106 ° C., epoxy equivalent: 190 g / eq) ・ Epoxy resin B: HP-7200 [Dainippon Ink and Chemicals, Inc.] (softening point: 60 ° C., Epoxy equivalent 260 g / eq) Epoxy resin C: ESCN-195-LA [Sumitomo Chemical Industries, Ltd.] (Softening point 65 ° C, epoxy equivalent 200 g / eq) Curing agent D: Phenol novolak resin [Sumitomo Durez Co., Ltd.] (Softening point 90 ° C., hydroxyl equivalent 104 g / eq) Curing agent E: Phenol aralkyl resin [Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.] (Softening point 80 ° C., hydroxyl equivalent 175 g / eq) Brominated epoxy resin F: epiclone 153 [Dainippon Ink and Chemicals, Inc.] (Softening point 70 ° C., epoxy equivalent 400 g / eq, bromine content 48% by weight) ・ Fused silica powder (flat (Equivalent particle size 20 μm, specific surface area 40 m 2 / eq) ・ Carbon black ・ Carnauba wax ・ Epoxysilane coupling agent ・ 1.8-diazabicyclo (5.4.0) undecene
7 Compound represented by (hereinafter DBU hereinafter) · tetroxide antimony pentoxide antimony formula (3) Mg 3.5 Zn 1.0 Al 2 (OH) 13 CO 3 · 3.5H 2 O (3) · (4 Compound represented by the formula: Mg 4.0 Zn 1.0 Al 2 (OH) 13 CO 3 (4) Compound represented by the formula (5) Mg 4.5 Al 2 (OH) 13 CO 3 .3.5H 2 O (5)

【0016】 《実施例1》 ・エポキシ樹脂A 7.0重量部 ・硬化剤D 2.6重量部 ・硬化剤E 2.6重量部 ・臭素化エポキシ樹脂F 1.0重量部 ・溶融シリカ粉末 82.8重量部 ・カーボンブラック 0.2重量部 ・カルナバワックス 0.3重量部 ・エポキシシランカップリング剤 0.3重量部 ・DBU 0.2重量部 ・四酸化二アンチモン 2.0重量部 ・式(3)で表される化合物 1.0重量部 をミキサーで常温で混合し、70〜120℃で2軸ロー
ルにより混練し、冷却後粉砕して成形材料とした。得ら
れた成形材料をダブレット化し、低圧トランスファー成
形機にて175℃、70kg/cm2、120秒の条件
で半田クラック試験用として6×6mmのチップを52
pQFPに封止し、又高温保管試験用として3×3.5
mmのチップを16pDIPに封止した。封止したテス
ト用素子について下記の半田クラック試験及び高温保管
試験を行った。その他についてもこの成形材料を用いて
以下の評価を行った。
Example 1 7.0 parts by weight of epoxy resin A 2.6 parts by weight of curing agent D 2.6 parts by weight of curing agent E 1.0 part by weight of brominated epoxy resin F Melted silica powder 82.8 parts by weight ・ Carbon black 0.2 parts by weight ・ Carnauba wax 0.3 parts by weight ・ Epoxysilane coupling agent 0.3 parts by weight ・ DBU 0.2 parts by weight ・ Diantimony tetroxide 2.0 parts by weight ・1.0 part by weight of the compound represented by the formula (3) was mixed at room temperature with a mixer, kneaded at 70 to 120 ° C. with a biaxial roll, cooled, and pulverized to obtain a molding material. The obtained molding material was doublet, and a 6 × 6 mm chip was used for a solder crack test at 175 ° C., 70 kg / cm 2 and 120 seconds by a low pressure transfer molding machine.
Sealed in pQFP, and 3 × 3.5 for high temperature storage test
mm chips were sealed in 16pDIP. The sealed test elements were subjected to the following solder crack test and high-temperature storage test. For the others, the following evaluation was performed using this molding material.

【0017】《評価方法》 ・スパイラルフロー:EMMI−I−66に準じた試験
用金型を用い、175℃、70kg/cm2、120秒
の条件で測定。 ・ガラス転移点(Tg):成形温度175℃、硬化時間
120秒で4mm×5mm×15mmの大きさに成形
し、175℃、8時間の条件でポストキュアーした試験
片を熱機械分析装置[セイコー電子工業(株)・製、TM
A100]を用いて、測定温度範囲0〜320℃、昇温
速度5℃/分で測定した時の測定チャートより、α1
α2を決定しその延長線の交点とする。 ・半田クラック性試験:封止したテスト用素子を85
℃、相対湿度85%の環境下で72時間及び168時間
処理し、その後260℃の半田槽に10秒間浸漬後、顕
微鏡で外部クラックを観察。 ・高温保管特性試験:封止したテスト用素子を185℃
の環境下に放置し、1000時間後の電気抵抗値を測定
した。電気抵抗値2Ω以上を不良とし、その発生率を評
価。 ・硬化性:バコール硬度計(BACOL#935)を用い金型温
度175℃、圧力70kg/cm2、硬化時間120秒
で離型した10秒後に熱時硬度を測定し、硬化性とし
た。 ・難燃性試験:試験片の厚みを1.6mmとし、UL−
94準拠。 以上の試験結果を表1に示す。
<< Evaluation Method >> Spiral flow: Measured under the conditions of 175 ° C., 70 kg / cm 2 , and 120 seconds using a test mold according to EMMI-I-66. -Glass transition point (Tg): A test piece molded into a size of 4 mm x 5 mm x 15 mm with a molding temperature of 175 ° C and a curing time of 120 seconds, and post-cured at 175 ° C for 8 hours is a thermomechanical analyzer [Seiko Electronic Industry Co., Ltd., TM
A100], from the measurement chart when measured at a measurement temperature range of 0 to 320 ° C. and a heating rate of 5 ° C./min, α 1 ,
to determine the α 2 to the intersection of the extension line. -Solder crack test: 85 sealed test elements
72 hours and 168 hours in an environment of 85 ° C. and a relative humidity of 85%, and then immersed in a solder bath at 260 ° C. for 10 seconds, and observed external cracks with a microscope.・ High temperature storage characteristics test: Sealed test element at 185 ° C
And the electric resistance after 1000 hours was measured. An electrical resistance value of 2Ω or more was regarded as defective, and the occurrence rate was evaluated. Curability: Hardness was measured using a Bacoal hardness meter (BACOL # 935) 10 seconds after the mold was released at a mold temperature of 175 ° C., a pressure of 70 kg / cm 2 , and a curing time of 120 seconds. -Flame retardancy test: UL-
94 compliant. Table 1 shows the test results.

【0018】《実施例2〜9》表1及び表2の処方に従
って配合し、実施例1と同様にして成形材料を得た。こ
の成形材料でスパイラルフロー、Tgを測定した。又こ
の成形材料で試験用の封止した成形品を得、この成形品
を用いて実施例1と同様に試験を行った。試験結果を表
1及び表2に示す。 《比較例1〜9》表3及び表4の処方に従って配合し、
実施例1と同様にして成形材料を得た。この成形材料で
スパイラルフロー、Tgを測定した。又この成形材料で
試験用の封止した成形品を得、この成形品を用いて実施
例1と同様に試験を行った。試験結果を表3及び表4に
示す。
<< Examples 2 to 9 >> Compounds were formulated according to the formulations shown in Tables 1 and 2, and molding materials were obtained in the same manner as in Example 1. The spiral flow and Tg of this molding material were measured. Further, a sealed molded product for a test was obtained from this molding material, and a test was performed in the same manner as in Example 1 using this molded product. The test results are shown in Tables 1 and 2. << Comparative Examples 1 to 9 >> formulated according to the formulations in Tables 3 and 4,
A molding material was obtained in the same manner as in Example 1. The spiral flow and Tg of this molding material were measured. Further, a sealed molded product for a test was obtained from this molding material, and a test was performed in the same manner as in Example 1 using this molded product. The test results are shown in Tables 3 and 4.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】[0021]

【表3】 [Table 3]

【0022】[0022]

【表4】 [Table 4]

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体
デバイスの表面実装時の耐半田ストレス性を著しく向上
し、かつ高温保管特性に優れている。
The epoxy resin composition of the present invention has remarkably improved resistance to soldering stress during surface mounting of a semiconductor device and has excellent high-temperature storage characteristics.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 3/26 C08K 3/26 3/36 3/36 5/56 5/56 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08K 3/26 C08K 3/26 3/36 3/36 5/56 5/56 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、表面処理剤、難燃剤、並びに全エポキシ樹
脂組成物中に、(a)難燃助剤として四酸化二アンチモ
ン、五酸化二アンチモンの内から選ばれる少なくとも1
種を0.1〜5重量%、(b)無機充填材として非晶性
シリカを80〜95重量%、及び(c)下記式(1)で
表される化合物を0.1〜5重量%含有するエポキシ樹
脂組成物であって、該エポキシ樹脂組成物の硬化物の熱
機械分析装置によるガラス転移温度が90〜150℃で
あることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 MgxZnyAlz(OH)2x+2y+3z-2m(CO3m・nH2O (1) [式中のx,y,z,mはそれぞれ以下の関係で表さ
れ、nは0又は正数を示す。 0<z/(x+y)≦1、0<y
/x≦1、x≠0、y≠0、0≦m/z<1.5 ]
An epoxy resin, a phenol resin curing agent,
In the curing accelerator, surface treatment agent, flame retardant, and all epoxy resin compositions, (a) at least one selected from diantimony tetroxide and diantimony pentoxide as a flame retardant aid
0.1 to 5% by weight of a seed, (b) 80 to 95% by weight of amorphous silica as an inorganic filler, and (c) 0.1 to 5% by weight of a compound represented by the following formula (1) An epoxy resin composition comprising: a cured product of the epoxy resin composition having a glass transition temperature of 90 to 150 ° C. by a thermomechanical analyzer. Mg x Zn y Al z (OH) 2x + 2y + 3z-2m (CO 3 ) m · nH 2 O (1) [where x, y, z, and m are represented by the following relationships, and n is Indicates 0 or a positive number. 0 <z / (x + y) ≦ 1, 0 <y
/ X ≦ 1, x ≠ 0, y ≠ 0, 0 ≦ m / z <1.5]
【請求項2】 エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、
硬化促進剤、表面処理剤、難燃剤、並びに全エポキシ樹
脂組成物中に、(a)難燃助剤として四酸化二アンチモ
ン、五酸化二アンチモンの内から選ばれる少なくとも1
種を0.1〜5重量%、(b)無機充填材として非晶性
シリカを80〜95重量%、及び(c)下記式(1)で
表される化合物を0.1〜5重量%含有するエポキシ樹
脂組成物であって、該エポキシ樹脂組成物の熱機械分析
装置によるガラス転移温度が90〜150℃であるエポ
キシ樹脂組成物を使用し封止してなることを特徴とする
半導体装置。 MgxZnyAlz(OH)2x+2y+3z-2m(CO3m・nH2O (1) [式中のx,y,z,mはそれぞれ以下の関係で表さ
れ、nは0又は正数を示す。 0<z/(x+y)≦1、0<y
/x≦1、x≠0、y≠0、0≦m/z<1.5 ]
2. An epoxy resin, a phenol resin curing agent,
In the curing accelerator, surface treatment agent, flame retardant, and all epoxy resin compositions, (a) at least one selected from diantimony tetroxide and diantimony pentoxide as a flame retardant aid
0.1 to 5% by weight of a seed, (b) 80 to 95% by weight of amorphous silica as an inorganic filler, and (c) 0.1 to 5% by weight of a compound represented by the following formula (1) A semiconductor device characterized by being encapsulated using an epoxy resin composition containing an epoxy resin composition having a glass transition temperature of 90 to 150 ° C by a thermomechanical analyzer of the epoxy resin composition. . Mg x Zn y Al z (OH) 2x + 2y + 3z-2m (CO 3 ) m · nH 2 O (1) [where x, y, z, and m are represented by the following relationships, and n is Indicates 0 or a positive number. 0 <z / (x + y) ≦ 1, 0 <y
/ X ≦ 1, x ≠ 0, y ≠ 0, 0 ≦ m / z <1.5]
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002121263A (en) * 2000-10-17 2002-04-23 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2008214559A (en) * 2007-03-07 2008-09-18 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device

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JP2002121263A (en) * 2000-10-17 2002-04-23 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
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