JPH1160914A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JPH1160914A
JPH1160914A JP9228694A JP22869497A JPH1160914A JP H1160914 A JPH1160914 A JP H1160914A JP 9228694 A JP9228694 A JP 9228694A JP 22869497 A JP22869497 A JP 22869497A JP H1160914 A JPH1160914 A JP H1160914A
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JP
Japan
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epoxy resin
filler
resin composition
viscosity
volume
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Application number
JP9228694A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhisa Kishigami
泰久 岸上
Hiroshi Sugiyama
弘志 杉山
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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 JPH1160914A publication Critical patent/JPH1160914A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject composition having three characteristics of high liquidity, low hygroscopicity, and good moldability by including an epoxy resin and a hardening (accelerating) agent and a filler so as to satisfy a specific requirement. SOLUTION: This composition is obtained by compounding (A) an epoxy resin, (B) a hardener, (C) a hardening accelerator and (D) a filler under a condition regulated so that, when an initial viscosity at (t)=0 sec (an extrapolated value) is represented by η0, and the slope of a nearly linear part B of a viscosity logarithm curve A, which is formed by measuring the viscosity of the composition from just after the preparation of the composition, and plotting the logarithm viscosity of the composition versus the measuring time (t), is represented by Cs, η0 may be 100-3,000 poise, preferably 100-1,500 poise, Cs may be <=0.1, preferably <=0.04, and the content of the component D in the whole volume of the molded composition may be 70-88 vol.%, preferably 73-88 vol.% expressed in terms of true specific gravity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の封止
等に用いられるエポキシ樹脂組成物、及びこのエポキシ
樹脂組成物で半導体素子が封止された半導体装置に関す
るものであって、詳しくは、高流動性、低吸湿性、良成
形性の三特性を併せ持ったエポキシ樹脂組成物、及び耐
湿信頼性、耐湿リフロー性に優れ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 an epoxy resin composition used for sealing a semiconductor element and the like, and a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with the epoxy resin composition. The present invention relates to an epoxy resin composition having three characteristics of high fluidity, low moisture absorption, and good moldability, and a semiconductor device excellent in moisture resistance reliability and moisture reflow resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より半導体素子(チップ)を封止し
て保護する封止材は、エポキシ樹脂組成物をトランスフ
ァー成形などで成形することによって形成されている。
この半導体素子封止用のエポキシ樹脂組成物にはエポキ
シ化合物(樹脂)と無機粉末の充填材と硬化剤が主成分
として配合されているが、このうち充填材は封止材の熱
膨張率や吸湿率の低減、及び熱伝導率の向上などの目的
で使用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a sealing material for sealing and protecting a semiconductor element (chip) has been formed by molding an epoxy resin composition by transfer molding or the like.
The epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor device contains an epoxy compound (resin), a filler of inorganic powder and a curing agent as main components. It is used for the purpose of reducing the moisture absorption and improving the thermal conductivity.

【0003】一方、近年、集積回路の機能集中が進み、
またその集積度アップが必須となってきたので、半導体
装置(パッケージ)の大型化や薄型化が図られている
が、この半導体装置の大型化や薄型化の影響で半導体素
子が破損したりしないように、エポキシ樹脂組成物の成
形体である封止材の熱膨張率や吸湿率の低減、及び熱伝
導率の向上などが一層望まれている。そこでエポキシ樹
脂組成物の充填材の含有率を上げて高充填することが行
われている。
On the other hand, in recent years, the functions of integrated circuits have been concentrated.
In addition, since the degree of integration has become indispensable, semiconductor devices (packages) have been made larger and thinner. However, semiconductor devices are not damaged by the effects of the larger and thinner semiconductor devices. As described above, it is further desired to reduce the thermal expansion coefficient and the moisture absorption rate of the sealing material, which is a molded article of the epoxy resin composition, and to improve the thermal conductivity. Therefore, high filling is performed by increasing the content of the filler in the epoxy resin composition.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしエポキシ樹脂組
成物の充填材の含有率を上げて充填材を高充填にする
と、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇して流動性が低下
すると共にエポキシ樹脂組成物の流動時の応力が増大
し、このためにリードフレームやダイパッド部が上下に
動いてステージ変位したり、ワイヤーの断線・変形など
のワイヤースイープが生じたりするという問題があっ
た。また充填材の含有率が高いエポキシ樹脂組成物をト
ランスファー成形にて成形すると、金型内の狭部又は薄
肉部においてエポキシ樹脂組成物の未充填が起こって封
止材に空洞が生じたり、封止材の表面や内部にボイドが
生じたりして成形性が低下し、この空洞やボイドに凝集
して偏在する水分によってアルミニウム配線が腐食した
りして半導体装置の耐湿信頼性が損なわれるという問題
があった。
However, when the filler content of the epoxy resin composition is increased to increase the filler content, the viscosity of the epoxy resin composition increases, the fluidity decreases, and the epoxy resin composition decreases. The stress at the time of the flow of the object increases, which causes the lead frame and the die pad to move up and down, displacing the stage, and causing wire sweep such as disconnection and deformation of the wire. Also, when an epoxy resin composition having a high filler content is formed by transfer molding, the epoxy resin composition is not filled in a narrow portion or a thin portion in the mold, so that a cavity is formed in the sealing material, A problem that voids are formed on the surface or inside of the stopper material and the formability is reduced, and aluminum wiring is corroded by moisture that is aggregated and unevenly distributed in these cavities and voids, thereby impairing the moisture resistance reliability of the semiconductor device. was there.

【0005】そこで封止材のボイドを低減するために、
エポキシ樹脂組成物のタブレット内の揮発分を低減した
り、成形時のエアーの巻き込みを低減させる方法(例え
ば、特開昭64−61028号公報、特開平1−129
424号公報)が検討されているが、これらの方法では
ボイドを十分に低減することができず、特に、薄型又は
大型の半導体装置の封止材の表面のボイドを皆無にする
までは至らず、さらなる有効なボイドの低減方策が望ま
れていた。
In order to reduce voids in the sealing material,
A method of reducing the volatile content of the epoxy resin composition in the tablet or reducing the entrainment of air during molding (for example, JP-A-64-61028, JP-A-1-129)
No. 424) has been studied, but these methods cannot sufficiently reduce the voids. In particular, the voids on the surface of the sealing material of a thin or large semiconductor device have not been completely eliminated. There has been a demand for a more effective void reduction measure.

【0006】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、リードフレームやダイパッド部のステージ変位及
びワイヤースイープ並びに空洞やボイドが発生しにく
く、しかも熱膨張率や吸湿率が低くて熱伝導率が高い封
止材を形成することができるエポキシ樹脂組成物を提供
することを目的とするものである。また本発明は、耐湿
信頼性や耐リフローの高い半導体装置を提供することを
目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is difficult to generate a stage displacement, a wire sweep, a cavity or a void in a lead frame or a die pad portion, and has a low thermal expansion coefficient and a low moisture absorption rate. It is an object of the present invention to provide an epoxy resin composition capable of forming a sealing material having a high rate. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having high humidity resistance and high reflow resistance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化
促進剤及び充填材を含有するエポキシ樹脂組成物におい
て、剪断速度が5(1/秒)の条件下で測定時間に対す
る粘度の対数をプロットして粘度対数線Aを形成し、測
定時間0秒での粘度をη0、粘度対数線Aの略直線部分
Bの傾きをCsとした時、η0が100〜3000ポイ
ズ、Csが0.1以下であり、エポキシ樹脂組成物成形
体全体積に対する充填材の含有量が真比重換算で70〜
88体積%となるように充填材を含有して成ることを特
徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an epoxy resin composition comprising an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator and a filler, wherein the shear rate is 5 ( The logarithm of the viscosity with respect to the measurement time is plotted under the condition of 1 / sec) to form a logarithmic logarithmic line A. The viscosity at the measurement time of 0 second is η0, and the slope of the substantially linear portion B of the logarithmic logarithm A is Cs. When η0 is 100 to 3000 poise and Cs is 0.1 or less, the content of the filler relative to the total volume of the epoxy resin composition molded product is 70 to 70 in terms of true specific gravity.
It is characterized by containing a filler so as to be 88% by volume.

【0008】また本発明の請求項2に記載のエポキシ樹
脂組成物は、請求項1の構成に加えて、η0が100〜
1500ポイズ、Csが0.04以下であり、エポキシ
樹脂組成物成形体全体積に対する充填材の含有量が真比
重換算で73〜88体積%となるように充填材を含有し
て成ることを特徴とするものである。また本発明の請求
項3に記載のエポキシ樹脂組成物は、請求項1又は2の
構成に加えて、充填材を構成する粉末の平均粒径が保持
される圧力で充填材を圧縮成形して充填材成形体を形成
し、この充填材成形体の見かけ体積に占める充填材の粉
末の正味体積百分率が83%以上となるような充填材を
用いて成ることを特徴とするものである。
The epoxy resin composition according to the second aspect of the present invention has, in addition to the constitution of the first aspect, an η0 of 100 to 100.
1500 poise, Cs is 0.04 or less, and the filler is contained such that the content of the filler with respect to the total volume of the epoxy resin composition molded article is 73 to 88% by volume in terms of true specific gravity. It is assumed that. The epoxy resin composition according to claim 3 of the present invention is obtained by compressing and molding the filler at a pressure at which the average particle diameter of the powder constituting the filler is maintained, in addition to the constitution of claim 1 or 2. It is characterized by forming a filler compact and using a filler such that the net volume percentage of the powder of the filler in the apparent volume of the filler compact is 83% or more.

【0009】また本発明の請求項4に記載のエポキシ樹
脂組成物は、請求項1乃至3のいずれかの構成に加え
て、エポキシ樹脂及び硬化剤の樹脂成分の150℃にお
ける粘度が2ポイズ以下であることを特徴とするもので
ある。また本発明の請求項5に記載のエポキシ樹脂組成
物発明は、請求項1乃至4のいずれかの構成に加えて、
ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノナン、イ
ミダゾール系化合物から選ばれる少なくとも一つを硬化
促進剤として用いて成ることを特徴とするものである。
The epoxy resin composition according to claim 4 of the present invention has, in addition to any one of the constitutions of claims 1 to 3, a viscosity at 150 ° C. of the resin component of the epoxy resin and the curing agent of 2 poise or less. It is characterized by being. Further, the epoxy resin composition invention according to claim 5 of the present invention provides, in addition to any one of claims 1 to 4,
It is characterized by using at least one selected from diazabicycloundecene, diazabicyclononane and imidazole compounds as a curing accelerator.

【0010】また本発明の請求項6に記載のエポキシ樹
脂組成物は、請求項1乃至5のいずれかの構成に加え
て、炭素数が26以下の脂肪酸或いは脂肪酸誘導体を全
重量に対して0.05〜5重量%含有して成ることを特
徴とするものである。本発明の請求項7に記載の半導体
装置は、請求項1乃至6のエポキシ樹脂組成物で半導体
素子をトランスファー成形にて封止して成ることを特徴
とするものである。
The epoxy resin composition according to claim 6 of the present invention further comprises, in addition to any one of the constitutions of claims 1 to 5, a fatty acid or a fatty acid derivative having 26 or less carbon atoms relative to the total weight. 0.05 to 5% by weight. A semiconductor device according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that a semiconductor element is sealed by transfer molding with the epoxy resin composition of the first to sixth aspects.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。エポキシ樹脂としては二官能ビフェニル型エポキ
シ樹脂や三官能ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂な
ど任意のものを用いることができ、また硬化剤としてフ
ェノールアラルキル型硬化剤やフェノールノボラック型
硬化剤など任意のものを用いることができる。エポキシ
樹脂と硬化剤は樹脂成分重量に対し、エポキシ当量/フ
ェノール当量の比が0.9〜1.1になるようにするの
が好ましい。またエポキシ樹脂及び硬化剤の樹脂成分の
混合物が150℃において2ポイズ以下の粘度となるよ
うに、エポキシ樹脂及び硬化剤の種類とこれらの配合割
合を設定するのが好ましい(請求項4)。150℃にお
けるエポキシ樹脂及び硬化剤の樹脂成分の混合物の粘度
が2ポイズを超えると、η0が上昇して3000を超え
てボイドの発生などの成形性低下を引き起こす恐れがあ
る。尚、この粘度は小さい程好ましいので、下限は0に
設定される。
Embodiments of the present invention will be described below. As the epoxy resin, any one such as a bifunctional biphenyl type epoxy resin or a trifunctional dicyclopentadiene type epoxy resin can be used, and as the curing agent, any one such as a phenol aralkyl type curing agent or a phenol novolak type curing agent can be used. be able to. It is preferable that the epoxy resin and the curing agent have a ratio of epoxy equivalent / phenol equivalent of 0.9 to 1.1 based on the weight of the resin component. Further, it is preferable to set the type of the epoxy resin and the curing agent and the mixing ratio thereof so that the mixture of the epoxy resin and the resin component of the curing agent has a viscosity of 2 poise or less at 150 ° C. (claim 4). When the viscosity of the mixture of the epoxy resin and the resin component of the curing agent at 150 ° C. exceeds 2 poise, η0 increases to exceed 3000, which may cause a decrease in moldability such as generation of voids. The lower limit is set to 0, since the smaller the viscosity, the better.

【0012】硬化促進剤としてはCsを低下させて粘度
の安定性を保持するものであれば任意のものを用いるこ
とができるが、潜在性(加熱による反応が進みにくい性
質)が強くてCsを低下させる効果の高いジアザビシク
ロウンデセン(DBU)、ジアザビシクロノナン(DB
N)、イミダゾール系化合物から選ばれる少なくとも一
つを用いるのが好ましい(請求項5)。またこの硬化促
進剤はエポキシ樹脂組成物のゲルタイムが20〜40秒
になるような量を配合するのが好ましい。充填材として
は無機の粉末であれば任意のものを用いることができる
が、この配合量はエポキシ樹脂組成物の全量に対して8
1〜93重量%に設定するのが好ましい。また封止材の
熱膨張率及び吸湿率を低減させるためには、それ自体の
熱膨張率が低い非晶質シリカ粉末の配合割合を大きくす
るのが好ましく、また、封止材の熱伝導率を高くするた
めには、それ自体の熱伝導率が高い結晶シリカ粉末やア
ルミナ粉末の配合割合を大きくするのが好ましい。
As the curing accelerator, any one can be used as long as it lowers Cs and maintains the stability of viscosity. Diazabicycloundecene (DBU), diazabicyclononane (DB
It is preferable to use at least one selected from N) and imidazole compounds (claim 5). The curing accelerator is preferably added in such an amount that the gel time of the epoxy resin composition becomes 20 to 40 seconds. Any filler can be used as the filler as long as it is an inorganic powder, but the amount of the filler is 8 to the total amount of the epoxy resin composition.
It is preferably set to 1 to 93% by weight. In order to reduce the coefficient of thermal expansion and the rate of moisture absorption of the sealing material, it is preferable to increase the blending ratio of the amorphous silica powder having a low coefficient of thermal expansion of itself, and the thermal conductivity of the sealing material. In order to increase the ratio, it is preferable to increase the compounding ratio of crystalline silica powder or alumina powder having a high thermal conductivity.

【0013】本発明において充填材としては、圧縮成形
前の粉末の平均粒径が圧縮成形後も保持される圧力で充
填材を圧縮成形して得られる充填材成形体の見かけ体積
に占める充填材の粉末の正味体積百分率Φが83%以上
となるようなものを用いる(請求項3)。充填材を構成
するn種(nは1以上の整数)の粉末のそれぞれの真比
重をdi 、各粉末のそれぞれの配合重量をWi (iは1
〜nの中の整数)とした場合、充填材全体の真比重dは
下記の式(a)で算出される値となる。尚、充填材の粉
末が非晶質シリカ粉末の場合、粉末内にボイド等の欠陥
が無い状態でその真比重は一般的に2.21であるが、
粉末内に欠陥が有ることもあり、この場合、非晶質シリ
カ粉末の真比重が2.21未満となっていることもあ
る。
In the present invention, as the filler, the average particle size of the powder before compression molding is a filler occupying the apparent volume of the filler molded body obtained by compression molding the filler at a pressure that is maintained after compression molding. A powder having a net volume percentage Φ of 83% or more is used (claim 3). The true specific gravity of each of n kinds of powders (n is an integer of 1 or more) constituting the filler is d i , and the compounding weight of each powder is W i (i is 1).
整数 n), the true specific gravity d of the entire filler is a value calculated by the following equation (a). When the filler powder is amorphous silica powder, its true specific gravity is generally 2.21 in a state where there are no defects such as voids in the powder,
There may be defects in the powder, and in this case, the true specific gravity of the amorphous silica powder may be less than 2.21.

【0014】d=ΣWi /Σ(Wi /di ) …(a) そして圧縮成形して得られる充填材成形体における粉末
の正味体積百分率Φは、圧縮する充填材の重量をW
(g)、充填材成形体の見かけ体積をV(cc)とする
と、下記の式(b)から算出される値である。 Φ=W/(d×V)×100 …(b) 上記の充填材成形体を形成するにあたって、充填材を圧
縮成形する際の圧力は、圧縮成形前の充填材の粉末の平
均粒径が圧縮成形後も保持される圧力であることが重要
である。この圧力が高過ぎると粉末が破壊されて、圧縮
成形後の粉末の平均粒径が圧縮成形前の粉末の平均粒径
と異なるものとなり、式(b)で求められる正味体積百
分率Φが、封止材の中における充填材の実際の性質を反
映した値とならない恐れがある。なぜなら、どのような
充填材の粉末でも圧縮成形時の圧力を極端に高くすると
破壊され、充填材成形体に空隙が含まれない状態に近づ
くことになり、正味体積百分率Φが100体積%に漸近
するようになるからである。従って、実際の封止材の中
に含有されている充填材の粉末と充填材成形体の中に存
在する充填材の粉末とが同じ状態(同じ平均粒径)とな
るように、正味体積百分率Φを求める際の充填材の圧縮
成形は、圧縮成形前の充填材の粉末の平均粒径が圧縮成
形後も保持される圧力で行うようにする。
D = ΣW i / Σ (W i / d i ) (a) Then, the net volume percentage Φ of the powder in the filler compact obtained by compression molding is obtained by dividing the weight of the filler to be compressed by W
(G) Assuming that the apparent volume of the filler molding is V (cc), it is a value calculated from the following equation (b). Φ = W / (d × V) × 100 (b) In forming the above-mentioned filler molding, the pressure at the time of compression molding of the filler is determined by the average particle diameter of the filler powder before compression molding. It is important that the pressure be maintained after compression molding. If this pressure is too high, the powder will be broken and the average particle size of the powder after compression molding will be different from the average particle size of the powder before compression molding, and the net volume percentage Φ determined by equation (b) will be The value may not reflect the actual property of the filler in the stopper. This is because any filler powder is destroyed when the pressure during compression molding is extremely increased, and the filler compact approaches a state in which no void is included, and the net volume percentage Φ approaches 100% by volume. It is because you will be. Therefore, the net volume percentage is set so that the powder of the filler contained in the actual sealing material and the powder of the filler present in the filler molding have the same state (the same average particle size). The compression molding of the filler at the time of obtaining Φ is performed at a pressure at which the average particle size of the powder of the filler before the compression molding is maintained even after the compression molding.

【0015】そして圧縮成形前の充填材の粉末の平均粒
径が圧縮成形後も保持される圧力の範囲内の最高圧力で
充填材成形体を形成し、この充填材成形体の見かけ体積
と圧縮する充填材の重量から正味体積百分率は、上記最
高圧力未満で成形された充填材成形体より得られる正味
体積百分率以上の値となる。尚、正味体積百分率Φは入
手可能な充填材の真比重などから考えると93%が上限
である。
A filler compact is formed at a maximum pressure within a range in which the average particle size of the filler powder before the compression molding is maintained even after the compression molding, and the apparent volume and compression of the filler compact are determined. From the weight of the filler to be filled, the net volume percentage is a value equal to or greater than the net volume percentage obtained from the filler molded article molded at a pressure lower than the maximum pressure. The upper limit of the net volume percentage Φ is 93% in view of the true specific gravity of the available filler.

【0016】本発明のエポキシ樹脂組成物は上記エポキ
シ樹脂と硬化剤と硬化促進剤と充填材を混合して調製さ
れるものである。そしてコーンプレート型回転粘度計を
用い、剪断速度が5(1/秒)、温度が175℃の条件
下でエポキシ樹脂組成物の粘度を調製直後から測定し、
図1に示すように、測定時間tに対するエポキシ樹脂組
成物の粘度の対数(常用対数)をプロットして粘度対数
線Aを形成し、測定時間t=0秒での初期の粘度(外挿
値)をη0、粘度対数線Aの略直線部分Bの傾き(安定
性)をCsとした時、η0が100〜3000ポイズ、
Csが0.1以下となるように、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤、充填材の各種類や配合量、及び充填材
の正味体積百分率Φを設定するのである(請求項1)。
尚、一般的にゲルタイムが30秒程度の組成物であれ
ば、測定時間0〜15秒の間において粘度対数線Aは略
直線の挙動を示す(略直線部分Bは測定時間0〜15秒
の間に形成される)。従って、本発明においても測定時
間0〜15秒の間を粘度対数線Aの略直線部分Bと見な
し、その間における傾きCsを求めるようにする。ゲル
タイムが30秒より短いものでは略直線部分Bは測定時
間0〜15秒の間より短くなり、ゲルタイムが30秒よ
り長いものでは略直線部分Bは測定時間0〜15秒の間
より長くなる。従って、Csを求める時間範囲は、測定
時間0〜15秒の間に限定されるものではない。またC
sは0を超える(Cs>0)値である。
The epoxy resin composition of the present invention is prepared by mixing the above epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator and a filler. Then, the viscosity of the epoxy resin composition was measured immediately after preparation using a cone-plate rotational viscometer at a shear rate of 5 (1 / second) and a temperature of 175 ° C.,
As shown in FIG. 1, the logarithm of the viscosity of the epoxy resin composition (common logarithm) with respect to the measurement time t is plotted to form a viscosity logarithmic line A, and the initial viscosity at the measurement time t = 0 seconds (extrapolated value). ) Is η0, and the slope (stability) of the substantially linear portion B of the viscosity logarithmic line A is Cs, η0 is 100 to 3000 poise,
The types and blending amounts of the epoxy resin, the curing agent, the curing accelerator, and the filler, and the net volume percentage Φ of the filler are set so that Cs is 0.1 or less (Claim 1).
In general, for a composition having a gel time of about 30 seconds, the viscosity logarithmic line A shows a substantially linear behavior during the measurement time of 0 to 15 seconds (the substantially linear portion B shows the measurement time of 0 to 15 seconds). Formed between them). Therefore, also in the present invention, the interval between the measurement times 0 to 15 seconds is regarded as the substantially linear portion B of the logarithmic logarithmic line A, and the slope Cs between them is determined. When the gel time is shorter than 30 seconds, the substantially straight portion B is shorter than the measurement time of 0 to 15 seconds, and when the gel time is longer than 30 seconds, the substantially straight portion B is longer than the measurement time of 0 to 15 seconds. Therefore, the time range for obtaining Cs is not limited to the measurement time of 0 to 15 seconds. Also C
s is a value exceeding 0 (Cs> 0).

【0017】本発明において、封止材であるエポキシ樹
脂組成物成形体の全体積に対する充填材の含有量が充填
材の真比重換算で70〜88体積%となるように、充填
材をエポキシ樹脂組成物に含有させることが必要である
(請求項1)。封止材の充填材の含有量が70体積%未
満であれば、封止材の低吸湿化や低膨張率化の効果が十
分に得られない恐れがある。また、封止材の充填材の含
有量が88体積%を超えるような量の充填材をエポキシ
樹脂組成物に含有させると、エポキシ樹脂組成物の流動
性が低くなる恐れがある。
In the present invention, the filler is made of an epoxy resin so that the content of the filler relative to the total volume of the epoxy resin composition molded article as the sealing material is 70 to 88% by volume in terms of the true specific gravity of the filler. It must be contained in the composition (claim 1). If the content of the filler in the sealing material is less than 70% by volume, there is a possibility that the effect of reducing the moisture absorption and the coefficient of expansion of the sealing material may not be sufficiently obtained. In addition, if the epoxy resin composition contains an amount of the filler that exceeds 88% by volume in the sealing material, the fluidity of the epoxy resin composition may be reduced.

【0018】そして本発明のエポキシ樹脂組成物は上記
のようにη0が100〜3000ポイズ、Csが0.1
以下としたので、金型のキャビティに注入された後のエ
ポキシ樹脂組成物の粘度を低く維持して加圧保持時の圧
力損失を防止することができ、エポキシ樹脂組成物中に
生じたボイド(空気泡)を消失させて減少させることが
できる。
The epoxy resin composition of the present invention has η0 of 100 to 3000 poise and Cs of 0.1 as described above.
As described below, the viscosity of the epoxy resin composition after being injected into the cavity of the mold can be kept low to prevent pressure loss at the time of holding under pressure, and voids ( Air bubbles) can be eliminated and reduced.

【0019】つまり、充填材を70体積%以上に高充填
したエポキシ樹脂組成物の封止材に生じるピンホールや
ボイドは、エポキシ樹脂組成物が金型のゲートを経てキ
ャビティに注入される際に生じるボイドの量の多少と、
キャビティに注入後にエポキシ樹脂組成物中に生じたボ
イドが消失し易いかどうかの二つの要因が大きく影響し
ている。充填材を高充填したエポキシ樹脂組成物の場
合、その樹脂成分の粘度を低くする必要があるが、その
結果、キャビティ注入時にジェッティング流動やエアー
巻き込み等によってエポキシ樹脂組成物中にボイドが多
発する。そこで本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記の
ようにη0が100〜3000ポイズ、Csが0.1以
下として、エポキシ樹脂組成物中に生じたボイド(空気
泡)をキャビティ内で消失させて減少させることができ
るようにしたのである。
That is, pinholes and voids generated in the sealing material of the epoxy resin composition in which the filler is highly filled to 70% by volume or more when the epoxy resin composition is injected into the cavity through the gate of the mold. The amount of voids that occur and
Two factors greatly affect whether voids generated in the epoxy resin composition after injection into the cavity are easily lost. In the case of an epoxy resin composition highly filled with a filler, it is necessary to lower the viscosity of the resin component. As a result, voids frequently occur in the epoxy resin composition due to jetting flow or air entrapment during cavity injection. . Therefore, the epoxy resin composition of the present invention is reduced by eliminating voids (air bubbles) generated in the epoxy resin composition in the cavity by setting η0 to 100 to 3000 poise and Cs to 0.1 or less as described above. It was made possible.

【0020】また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、封
止材の全体積に対する充填材の含有量が充填材の真比重
換算で70〜88体積%となるように、充填材を含有さ
せたので、封止材の熱膨張率や吸湿率の低減、及び熱伝
導率の向上など図ることができ、半導体装置の耐湿信頼
性や耐湿リフロー性を高くすることができるものであ
る。
The epoxy resin composition of the present invention contains a filler so that the content of the filler relative to the total volume of the sealing material is 70 to 88% by volume in terms of the true specific gravity of the filler. Therefore, the thermal expansion coefficient and the moisture absorption rate of the sealing material can be reduced, the thermal conductivity can be improved, and the moisture resistance reliability and moisture reflow resistance of the semiconductor device can be increased.

【0021】本発明のエポキシ樹脂組成物においてη0
を低減するためには、上記正味体積百分率Φの値を大き
くして向上させ、充填材の自由体積を増大させたり、エ
ポキシ樹脂や硬化剤の樹脂成分の溶融粘度を低くしたり
することが考えられるが、内滑性の離型剤や可塑剤を添
加して配合することが効果的である。このような離型剤
や可塑剤としては、炭素数が10〜26の脂肪酸或いは
脂肪酸誘導体を用いることができる。炭素数が10〜2
6の範囲から逸脱する脂肪酸或いは脂肪酸誘導体を用い
るとη0を低減させる効果が少なくなる。またこの脂肪
酸或いは脂肪酸誘導体は、エポキシ樹脂組成物の全重量
に対して0.05〜5重量%含有させるのが好ましい。
脂肪酸或いは脂肪酸誘導体の含有率が0.05重量%未
満であれば、η0を低減させる効果が少なくなる恐れが
あり、脂肪酸或いは脂肪酸誘導体の含有率が5重量%を
超えると、エポキシ樹脂組成物(或いは封止材)とリー
ドフレームの密着性が損なわれたり、封止材が汚れ等で
外観不良を生じたりする恐れがある。
In the epoxy resin composition of the present invention, η0
In order to reduce this, it is conceivable to increase and improve the value of the above-mentioned net volume percentage Φ, to increase the free volume of the filler, or to lower the melt viscosity of the resin component of the epoxy resin or the curing agent. However, it is effective to add and mix an internal lubricating release agent or plasticizer. As such a release agent or a plasticizer, a fatty acid or fatty acid derivative having 10 to 26 carbon atoms can be used. 10 to 2 carbon atoms
When a fatty acid or a fatty acid derivative deviating from the range of 6 is used, the effect of reducing η0 is reduced. It is preferable that the fatty acid or the fatty acid derivative is contained in an amount of 0.05 to 5% by weight based on the total weight of the epoxy resin composition.
If the content of the fatty acid or the fatty acid derivative is less than 0.05% by weight, the effect of reducing η0 may be reduced. If the content of the fatty acid or the fatty acid derivative exceeds 5% by weight, the epoxy resin composition ( Alternatively, the adhesion between the lead frame and the sealing material may be impaired, or the sealing material may cause poor appearance due to dirt or the like.

【0022】また本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて
大型、薄型の半導体装置を形成する場合、封止材の熱膨
張率や吸湿率の低減、及び熱伝導率の向上などさらに図
るために、充填材の配合量をさらに増大させ、しかもη
0やCsをさらに低くする必要がある。そこで20mm
角以上の大型の半導体装置を形成する場合、或いは厚み
が1.4mm以下の薄型の半導体装置を成形する場合、
η0が100〜1500ポイズ、Csが0.04以下で
あり、エポキシ樹脂組成物成形体全体積に対する充填材
の含有量が真比重換算で73〜88体積%となるように
充填材を含有してエポキシ樹脂組成物を調製する(請求
項2)。η0やCsがこの範囲を逸脱すると、大型の半
導体装置では表面及び内部にボイドが生じたりする恐れ
があり、薄型の半導体装置では表面ボイドの他に、ワイ
ヤースイープやステージ変位や未充填などの不良を生じ
る恐れがある。
When a large and thin semiconductor device is formed using the epoxy resin composition of the present invention, in order to further reduce the coefficient of thermal expansion and moisture absorption of the sealing material and to improve the thermal conductivity, Further increase the blending amount of the filler
It is necessary to further reduce 0 and Cs. So 20mm
When forming a large-sized semiconductor device having a corner or more, or when molding a thin semiconductor device having a thickness of 1.4 mm or less,
η0 is 100 to 1500 poise, Cs is 0.04 or less, and the filler is contained so that the content of the filler with respect to the whole volume of the epoxy resin composition molded article is 73 to 88% by volume in terms of true specific gravity. An epoxy resin composition is prepared (Claim 2). If η0 and Cs deviate from this range, voids may be formed on the surface and inside in a large semiconductor device, and in a thin semiconductor device, in addition to surface voids, defects such as wire sweep, stage displacement, and unfilling may occur. May occur.

【0023】そして本発明の半導体装置は、トランスフ
ァー成形にて半導体素子を上記エポキシ樹脂組成物で封
止して形成することができ、耐湿信頼性や耐湿リフロー
性が高いものとなる。
The semiconductor device of the present invention can be formed by encapsulating a semiconductor element with the epoxy resin composition by transfer molding, and has high moisture resistance reliability and moisture reflow resistance.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳述する。
尚、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 (実施例1乃至8及び比較例1乃至3)エポキシ樹脂と
しては、二官能ビフェニル型エポキシ樹脂(油化シェル
エポキシ(株)製、エポキシ当量195、150℃での
溶融粘度0.1ポイズ、品番YX−4000H)、及び
三官能ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(大日本イ
ンキ(株)製、エポキシ当量283、150℃での溶融
粘度4ポイズ、品番HP7200H)を用いた。硬化剤
としては、フェノールアラルキル型硬化剤(三井東圧
(株)製、水酸基当量175、150℃での溶融粘度3
ポイズ、品番XL225−3L)、及びフェノールノボ
ラック型硬化剤(群栄化学(株)製、水酸基当量10
5、150℃での溶融粘度7ポイズ)を用いた。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.
Note that the present invention is not limited to this embodiment. (Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3) As the epoxy resin, a bifunctional biphenyl type epoxy resin (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., epoxy equivalent: 195, melt viscosity at 150 ° C. 0.1 poise, product number) YX-4000H) and a trifunctional dicyclopentadiene type epoxy resin (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, epoxy equivalent: 283, melt viscosity at 150 ° C .: 4 poise, product number: HP7200H). As the curing agent, a phenol aralkyl type curing agent (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd., hydroxyl equivalent 175, melt viscosity at 150 ° C. 3)
Poise, part number XL225-3L), and phenol novolak type curing agent (manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd., hydroxyl equivalent: 10)
5, a melt viscosity at 150 ° C. of 7 poise) was used.

【0025】硬化促進剤としては、ジアザビシクロウン
デセン(サンアプロ(株)製)、及びジアザビシクロノ
ナン(サンアプロ(株)製)、及びトリフェニルフォス
フィン(TPP、北興化学(株)製)を用いた。ワック
スとしては天然カルナバワックスを用いた。内滑性の脂
肪酸としては、ステアリン酸(日本油脂(株)製、品番
NAA−174、炭素数はC−18)、及びモンタン酸
(品番Wax−S、炭素数はC−28)を用いた。カッ
プリング剤としてはエポキシシラン系カップリング剤
(日本ユニカー(株)製、品番A−187)を用いた。
難燃剤としては三酸化二アンチモン(三菱マテリアル
(株)製、品番Sb2 3 −NT)を用いた。顔料とし
てはカーボンブラック(三菱マテリアル(株)製、品番
750−B)を用いた。
As the curing accelerator, diazabicycloundecene (manufactured by San Apro Co., Ltd.), diazabicyclononane (manufactured by San Apro Co., Ltd.), and triphenylphosphine (TPP, manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.) Was used. Natural carnauba wax was used as the wax. As the lubricating fatty acid, stearic acid (manufactured by NOF Corporation, product number NAA-174, carbon number is C-18), and montanic acid (product number Wax-S, carbon number is C-28) were used. . As the coupling agent, an epoxysilane-based coupling agent (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., product number A-187) was used.
(Manufactured by Mitsubishi Materials Corporation, part number Sb 2 O 3 -NT) diantimony trioxide as a flame retardant was used. Carbon black (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation, product number 750-B) was used as the pigment.

【0026】充填材(フィラー)としては、三種類(S
1、S2、S3)の非晶質シリカ粉末を混合して調製し
た。S1は(株)トクヤマ製の非晶質シリカ粉末(真比
重2.2、平均粒径15μm、比表面積0.8m2
g)、S2は(株)トクヤマ製の非晶質シリカ粉末(真
比重2.2、平均粒径8μm、比表面積1.5m2
g)、S3は(株)トクヤマ製の非晶質シリカ粉末(真
比重2.2、平均粒径0.3μm、比表面積15m2
g)である。
As the filler, three types (S)
1, S2, and S3) were prepared by mixing the amorphous silica powders. S1 is an amorphous silica powder manufactured by Tokuyama Corporation (true specific gravity 2.2, average particle size 15 μm, specific surface area 0.8 m 2 /
g) and S2 are amorphous silica powders manufactured by Tokuyama Corporation (true specific gravity 2.2, average particle diameter 8 μm, specific surface area 1.5 m 2 /
g) and S3 are amorphous silica powder manufactured by Tokuyama Corporation (true specific gravity 2.2, average particle size 0.3 μm, specific surface area 15 m 2 /
g).

【0027】この充填材の正味体積百分率Φは、圧縮圧
力100MPaの単軸加圧により円筒状の充填材成形体
を形成し、圧縮成形した充填材の真比重d及び重量W
(g)と、充填材成形体の見かけ体積をV(cc)とを
上記の式(b)に代入して算出した。尚、充填材成形体
を解砕して圧縮成形後の充填材の粉末の平均粒径を測定
した結果、圧縮成形前の充填材の粉末の平均粒径と同じ
であったので、上記圧縮圧力100MPaでは充填材の
粉末(非晶質シリカ粉末)の破壊は生じていない。ま
た、充填材の粉末の粒度分布はレーザー散乱粒度分布計
(セイシン企業製のSKレーザーTRO−7000S)
を用いて測定し、その時の重量累積曲線から50μm以
上の粉末の割合を求めた。
The net volume percentage Φ of the filler is determined by forming a cylindrical filler compact by uniaxial pressing at a compression pressure of 100 MPa, and calculating the true specific gravity d and weight W of the compacted filler.
(G) and the apparent volume of the filler molded body were calculated by substituting V (cc) into the above equation (b). The average particle size of the powder of the filler after compression molding was measured by disintegrating the molded material of the filler. As a result, the average particle size of the powder of the filler before compression molding was the same. At 100 MPa, no destruction of the filler powder (amorphous silica powder) occurred. The particle size distribution of the filler powder is measured by a laser scattering particle size distribution meter (SK laser TRO-7000S manufactured by Seishin Enterprise).
And the ratio of powder having a size of 50 μm or more was determined from the weight accumulation curve at that time.

【0028】そして上記材料を表1、2で示す割合で混
合してエポキシ樹脂組成物を調製し、このエポキシ樹脂
組成物の物性及びエポキシ樹脂組成物を用いて形成され
る半導体装置の物性を次のようにして測定した。 (η0及びCs)(株)レオロジー製の回転式レオメー
ター、ソリキッドメータ(MR−300型)を用いた。
測定治具としてはコーン角5度のコーンプレートを使用
し、正弦波モードにより剪断速度が5(1/秒)におけ
るエポキシ樹脂組成物の調製直後からの粘度を測定し、
初期(測定時間0秒後)の粘度をη0とした。次に、横
軸を時間、縦軸を粘度の対数値でプロットして粘度対数
線Aを描画し、測定時間0〜15秒の間を略直線部分B
とし、この略直線部分Bの傾きを求めてCsとした。
The above materials were mixed in the proportions shown in Tables 1 and 2 to prepare an epoxy resin composition. The physical properties of the epoxy resin composition and the physical properties of a semiconductor device formed using the epoxy resin composition were as follows. Was measured as follows. (Η0 and Cs) A rotary rheometer and a liquid meter (MR-300 type) manufactured by Rheology Co., Ltd. were used.
Using a cone plate having a cone angle of 5 degrees as a measuring jig, the viscosity was measured immediately after preparation of the epoxy resin composition at a shear rate of 5 (1 / sec) in a sine wave mode,
The initial viscosity (after 0 seconds of the measurement time) was defined as η0. Next, the horizontal axis is plotted with time, and the vertical axis is plotted with a logarithmic value of viscosity to draw a logarithmic logarithmic line A.
The inclination of the substantially straight line portion B was obtained and set as Cs.

【0029】(ゲルタイム)(株)オリエンテック製の
キュラストメーターV型を用いて、175℃の条件下で
測定した。 (溶融粘度)(株)島津製作所製のフローテスターCF
T500A型を用い、175℃、荷重10kgf、ノズ
ルサイズ1mmφ×10mmにして、最低溶融粘度を求
めた。
(Gel Time) The gel time was measured at 175 ° C. using a Curastometer V type manufactured by Orientec Co., Ltd. (Melt viscosity) Flow tester CF manufactured by Shimadzu Corporation
Using a T500A type, the minimum melt viscosity was determined at 175 ° C., a load of 10 kgf, and a nozzle size of 1 mmφ × 10 mm.

【0030】(スパイラルフロー)EMMI標準に準拠
し、スパイラルフロー専用金型を用い、175℃のトラ
ンスファー成形時の試料の流れ長さを測定した。 (熱膨張率)JISテストピース作製用の専用金型で1
75℃、90秒のトランスファー成形を行った後、17
5℃、6時間のアフターキュアを行い、テストピースを
形成した。これをTMA装置(TAS100システム、
理学製)を使用し、1gの圧縮荷重下で5℃/分の昇温
速度で熱膨張率を測定し、50〜100℃の温度領域で
のα1 を算出した。
(Spiral Flow) The flow length of the sample during transfer molding at 175 ° C. was measured using a mold dedicated to spiral flow in accordance with the EMMI standard. (Coefficient of thermal expansion) 1 in a special mold for manufacturing JIS test pieces
After transfer molding at 75 ° C. for 90 seconds, 17
After-curing was performed at 5 ° C. for 6 hours to form a test piece. This is called a TMA device (TAS100 system,
The thermal expansion coefficient was measured at a heating rate of 5 ° C./min under a compressive load of 1 g, and α 1 in a temperature range of 50 to 100 ° C. was calculated using a compression load of 1 g.

【0031】(成形性)成形性の評価は、性能評価用の
半導体装置(パッケージ)を形成し、これに生じるボイ
ドの量の多少を測定して行った。性能評価用の半導体装
置は、15×14mmで厚み3.0mmの60QFP用
の金型、及び28mm角で厚み3.2mmの160QF
Pの金型を用いてエポキシ樹脂組成物をトランスファー
成形して成形品を作製し、この成形品を175℃で6時
間アフターキュアして形成した。成形条件は温度が17
5℃、注入時間12秒、加圧時間90秒、注入圧力70
kg/cm2 とした。そして半導体装置の内部のボイド
は、その表裏両面から超音波探査装置((株)キャノン
製のM−700II)で観察し、これで得たチャート中で
直径1mm以上のボイド像の数を数えた。また表面のピ
ンホール及び未充填部分については目視により0.1m
mφ以上のものを不良として数えた。
(Formability) The formability was evaluated by forming a semiconductor device (package) for performance evaluation and measuring the amount of voids generated in the semiconductor device (package). The semiconductor device for performance evaluation is a 15 × 14 mm, 3.0 mm thick 60 QFP mold and a 28 mm square, 3.2 mm thick 160 QF.
Using a mold of P, the epoxy resin composition was transfer-molded to produce a molded article, and this molded article was formed by after-curing at 175 ° C. for 6 hours. Molding conditions are temperature 17
5 ° C., injection time 12 seconds, pressurization time 90 seconds, injection pressure 70
kg / cm 2 . The voids inside the semiconductor device were observed from both front and back sides with an ultrasonic probe (M-700II manufactured by Canon Inc.), and the number of void images having a diameter of 1 mm or more was counted in the chart obtained thereby. . In addition, pinholes and unfilled portions on the surface are 0.1 m visually.
Those with mφ or more were counted as defective.

【0032】(耐湿信頼性)3μmのアルミニウム配線
を施したTEGを用い、26SOPパッケージ用の金型
を用いてトランスファー成形して成形品を形成した。成
形条件は温度175℃、注入時間12秒、加圧時間90
秒、注入圧力70kg/cm2 である。この成形品を1
75℃で6時間アフターキュアし、性能評価用の26S
OPの半導体装置を得た。この性能評価用の半導体装置
を130℃、85%、30Vの条件下で放置し、50%
不良発生時間(アルミニウム配線の50%が通電不良と
なるまでの時間)を測定した。
(Moisture resistance reliability) A molded product was formed by transfer molding using a TEG having aluminum wiring of 3 μm and using a mold for a 26SOP package. The molding conditions were a temperature of 175 ° C., an injection time of 12 seconds, and a pressurization time of 90.
Second, the injection pressure is 70 kg / cm 2 . This molded product is
After-cured at 75 ° C for 6 hours, 26S for performance evaluation
An OP semiconductor device was obtained. The semiconductor device for performance evaluation was left under the conditions of 130 ° C., 85%, and 30 V, and 50%
The failure occurrence time (time until 50% of the aluminum wiring becomes a conduction failure) was measured.

【0033】(耐湿リフロー性)シリコンチップを搭載
したCuフレーム上に、15×14mmで厚み3.0m
mの60QFP用の金型、及び28mm角で厚み3.2
mmの160QFPの金型を用いてエポキシ樹脂組成物
をトランスファー成形して成形品を作製した。成形条件
は温度が175℃、注入時間12秒、加圧時間90秒、
注入圧力70kg/cm2 とした。この成形品を175
℃で6時間アフターキュアし、四個の性能評価用の半導
体装置を形成した。この性能評価用の半導体装置を85
℃、85%の条件下で168時間放置した後、260℃
の半田浴に10秒間浸漬した。そしてこの後、エポキシ
樹脂組成物の封止材とチップ、フレーム、ダイパット部
との剥離、及びエポキシ樹脂組成物の封止材にクラック
が生じた半導体装置の数を数えて評価した。
(Moisture reflow resistance) A Cu frame on which a silicon chip is mounted is 15 × 14 mm and has a thickness of 3.0 m.
m for 60QFP, 28mm square and 3.2mm thick
An epoxy resin composition was transfer-molded using a 160 mm FP mold having a diameter of 160 mm to produce a molded product. The molding conditions were a temperature of 175 ° C, an injection time of 12 seconds, a pressurization time of 90 seconds,
The injection pressure was 70 kg / cm 2 . 175
After-curing at 6 ° C. for 6 hours, four semiconductor devices for performance evaluation were formed. 85 semiconductor devices for this performance evaluation
After leaving for 168 hours under the conditions of 85 ° C. and 260 ° C.
For 10 seconds. Thereafter, the number of semiconductor devices in which the sealing material of the epoxy resin composition was separated from the chip, the frame, and the die pad portion and the number of cracks in the sealing material of the epoxy resin composition were evaluated.

【0034】上記各試験の結果を表1、2に示す。Tables 1 and 2 show the results of the above tests.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】表1、2から明らかなように、実施例1乃
至8では比較例2、3よりも溶融粘度が低くすることが
でき、また比較例1乃至3よりも流動性(スパイラルフ
ロー)を高くすることができた。しかも実施例1乃至8
が成形硬化して形成される封止材は、比較例1乃至3よ
り形成される封止材よりも熱膨張率や吸湿率を低くする
ことができた。従って、実施例1乃至8を用いて形成さ
れる半導体装置(封止材)では比較例2、3を用いて形
成される半導体装置(封止材)よりもボイドの発生数が
少なく、また、実施例1乃至8を用いて形成される半導
体装置では比較例1乃至3を用いて形成される半導体装
置よりも耐湿信頼性や耐リフロー性を高くすることがで
きた。
As is clear from Tables 1 and 2, the melt viscosity of Examples 1 to 8 can be lower than that of Comparative Examples 2 and 3, and the fluidity (spiral flow) can be higher than that of Comparative Examples 1 to 3. Could be higher. Moreover, Examples 1 to 8
The sealing material formed by molding and curing was able to have a lower coefficient of thermal expansion and a lower moisture absorption than the sealing materials formed in Comparative Examples 1 to 3. Therefore, the semiconductor device (sealing material) formed using Examples 1 to 8 has a smaller number of voids than the semiconductor device (sealing material) formed using Comparative Examples 2 and 3. The semiconductor devices formed using Examples 1 to 8 were able to have higher moisture resistance reliability and reflow resistance than the semiconductor devices formed using Comparative Examples 1 to 3.

【0038】[0038]

【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に記載の
発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び充填材
を含有するエポキシ樹脂組成物において、剪断速度が5
(1/秒)の条件下で測定時間に対する粘度の対数をプ
ロットして粘度対数線を形成し、測定時間0秒での粘度
をη0、粘度対数線の略直線部分の傾きをCsとした
時、η0が100〜3000ポイズ、Csが0.1以下
であり、エポキシ樹脂組成物成形体全体積に対する充填
材の含有量が真比重換算で70〜88体積%となるよう
に充填材を含有したので、η0を100〜3000ポイ
ズ、Csを0.1以下にすることによって、粘度の上昇
を抑えて良好な流動性や成形性を得ることができ、成形
時のリードフレームやダイパッド部のステージ変位及び
ワイヤースイープ並びに空洞やボイドが発生しにくくす
ることができるものであり、しかも充填材の含有量を7
0〜88体積%と高くすることによって、熱膨張率や吸
湿率が低くて熱伝導率が高い封止材を形成することがで
きるものである。
As described above, according to the first aspect of the present invention, an epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator and a filler has a shear rate of 5%.
When the logarithm of the viscosity with respect to the measurement time is plotted under the condition of (1 / sec), a viscosity logarithmic line is formed, and the viscosity at the measurement time of 0 second is η0, and the slope of a substantially linear portion of the viscosity logarithmic line is Cs. , Η0 is 100 to 3000 poise, Cs is 0.1 or less, and the filler is contained such that the content of the filler with respect to the total volume of the epoxy resin composition molded product is 70 to 88% by volume in terms of true specific gravity. Therefore, by setting η0 to 100 to 3000 poise and Cs to 0.1 or less, it is possible to suppress a rise in viscosity and obtain good fluidity and moldability, and to displace the stage of the lead frame and die pad during molding. And wire sweep, voids and voids are less likely to be generated.
By increasing the volume to 0 to 88% by volume, a sealing material having a low coefficient of thermal expansion and a low moisture absorption and a high thermal conductivity can be formed.

【0039】また本発明の請求項2に記載の発明は、η
0が100〜1500ポイズ、Csが0.04以下であ
り、エポキシ樹脂組成物成形体全体積に対する充填材の
含有量が真比重換算で73〜88体積%となるように充
填材を含有したので、粘度の上昇をさらに抑えて良好な
流動性や成形性を得ることができ、成形時のリードフレ
ームやダイパッド部のステージ変位及びワイヤースイー
プ並びに空洞やボイドがさらに発生しにくくすることが
できるものであり、しかも充填材の含有量を73〜88
体積%と高くすることによって、さらに熱膨張率や吸湿
率が低くて熱伝導率が高い封止材を形成することができ
るものであり、大型や薄型の半導体装置の耐湿信頼性や
耐リフロー性を高くすることができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, η
0 is 100 to 1500 poise, Cs is 0.04 or less, and the filler is contained such that the content of the filler with respect to the total volume of the epoxy resin composition molded product is 73 to 88% by volume in terms of true specific gravity. In addition, good fluidity and moldability can be obtained by further suppressing the rise in viscosity, and the stage displacement and wire sweep of the lead frame and die pad during molding and wire and voids and voids can be further reduced. Yes, and the filler content is 73 to 88
By increasing the percentage by volume, it is possible to form a sealing material having a lower thermal expansion coefficient and a lower moisture absorption rate and a higher thermal conductivity, and the moisture resistance reliability and reflow resistance of a large or thin semiconductor device. Can be higher.

【0040】また本発明の請求項3に記載の発明は、充
填材を構成する粉末の平均粒径が保持される圧力で充填
材を圧縮成形して充填材成形体を形成し、この充填材成
形体の見かけ体積に占める充填材の粉末の正味体積百分
率が83%以上となるような充填材を用いたので、粘度
の上昇(η0の上昇)をさらに抑えて良好な流動性や成
形性を得ることができ、成形時のリードフレームやダイ
パッド部のステージ変位及びワイヤースイープ並びに空
洞やボイドが発生しにくくすることができるものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, the filler is compression-molded at a pressure at which the average particle diameter of the powder constituting the filler is maintained, thereby forming a filler compact. Since the filler was used such that the net volume percentage of the filler powder in the apparent volume of the molded body was 83% or more, the increase in viscosity (the increase in η0) was further suppressed, and good fluidity and moldability were obtained. Thus, the stage displacement and wire sweep of the lead frame and the die pad portion at the time of molding, and the occurrence of voids and voids can be suppressed.

【0041】また本発明の請求項4に記載の発明は、エ
ポキシ樹脂及び硬化剤の樹脂成分の150℃における粘
度が2ポイズ以下であるので、粘度の上昇(η0の上
昇)をさらに抑えて良好な流動性や成形性を得ることが
でき、成形時のリードフレームやダイパッド部のステー
ジ変位及びワイヤースイープ並びに空洞やボイドが発生
しにくくすることができるものである。
In the invention according to claim 4 of the present invention, since the viscosity of the resin component of the epoxy resin and the curing agent at 150 ° C. is 2 poise or less, the increase in the viscosity (the increase in η0) can be further suppressed. The fluidity and the moldability can be obtained, and the stage displacement and the wire sweep of the lead frame and the die pad portion at the time of molding, and the occurrence of voids and voids can be suppressed.

【0042】また本発明の請求項5に記載の発明は、ジ
アザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノナン、イミ
ダゾール系化合物から選ばれる少なくとも一つを硬化促
進剤として用いたので、粘度の上昇(Csの上昇)をさ
らに抑えて良好な流動性や成形性を得ることができ、成
形時のリードフレームやダイパッド部のステージ変位及
びワイヤースイープ並びに空洞やボイドが発生しにくく
することができるものである。
In the invention according to claim 5 of the present invention, since at least one selected from diazabicycloundecene, diazabicyclononane and imidazole compounds is used as a curing accelerator, the viscosity increase (Cs ) Can be obtained, and good flowability and moldability can be obtained, and the stage displacement and wire sweep of the lead frame and the die pad portion at the time of molding, as well as cavities and voids can be suppressed.

【0043】また本発明の請求項6に記載の発明は、炭
素数が26以下の脂肪酸或いは脂肪酸誘導体を全重量に
対して0.05〜5重量%含有したので、粘度の上昇
(η0の上昇)をさらに抑えて良好な流動性や成形性を
得ることができ、成形時のリードフレームやダイパッド
部のステージ変位及びワイヤースイープ並びに空洞やボ
イドが発生しにくくすることができるものである。
In the invention according to claim 6 of the present invention, since the fatty acid or fatty acid derivative having 26 or less carbon atoms is contained in an amount of 0.05 to 5% by weight based on the total weight, an increase in viscosity (an increase in η0) is achieved. ) Can be further suppressed to obtain good fluidity and moldability, and the stage displacement and wire sweep of the lead frame and the die pad portion at the time of molding, and the occurrence of voids and voids can be suppressed.

【0044】また本発明の請求項7に記載の発明は、請
求項1乃至6のエポキシ樹脂組成物で半導体素子をトラ
ンスファー成形にて封止したので、耐湿信頼性や耐リフ
ロー性を高くすることができるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, since the semiconductor element is sealed by transfer molding with the epoxy resin composition of the first to sixth aspects, the moisture resistance reliability and the reflow resistance are improved. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のエポキシ樹脂組成物の粘度の対数の経
時変化を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the change over time of the logarithm of the viscosity of the epoxy resin composition of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 粘度対数線 B 略直線部分 A Viscosity logarithmic line B Substantially linear part

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び
充填材を含有するエポキシ樹脂組成物において、剪断速
度が5(1/秒)の条件下で測定時間に対する粘度の対
数をプロットして粘度対数線を形成し、測定時間0秒で
の粘度をη0、粘度対数線の略直線部分の傾きをCsと
した時、η0が100〜3000ポイズ、Csが0.1
以下であり、エポキシ樹脂組成物成形体全体積に対する
充填材の含有量が真比重換算で70〜88体積%となる
ように充填材を含有して成ることを特徴とするエポキシ
樹脂組成物。
1. An epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator and a filler, in which the logarithm of the viscosity with respect to the measurement time is plotted under the condition that the shear rate is 5 (1 / second). When a logarithmic line is formed and the viscosity at the measurement time of 0 second is η0, and the slope of a substantially linear portion of the viscosity logarithmic line is Cs, η0 is 100 to 3000 poise and Cs is 0.1.
An epoxy resin composition, comprising: a filler so that the content of the filler with respect to the total volume of the epoxy resin composition molded article is 70 to 88% by volume in terms of true specific gravity.
【請求項2】 η0が100〜1500ポイズ、Csが
0.04以下であり、エポキシ樹脂組成物成形体全体積
に対する充填材の含有量が真比重換算で73〜88体積
%となるように充填材を含有して成ることを特徴とする
請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
2. Filling so that η0 is 100 to 1500 poise and Cs is 0.04 or less, and the content of the filler relative to the total volume of the epoxy resin composition molded product is 73 to 88% by volume in terms of true specific gravity. The epoxy resin composition according to claim 1, comprising a material.
【請求項3】 充填材を構成する粉末の平均粒径が保持
される圧力で充填材を圧縮成形して充填材成形体を形成
し、この充填材成形体の見かけ体積に占める充填材の粉
末の正味体積百分率が83%以上となるような充填材を
用いて成ることを特徴とする請求項1又は2に記載のエ
ポキシ樹脂組成物。
3. A filler molding is formed by compression molding the filler at a pressure that maintains the average particle diameter of the powder constituting the filler, and the filler powder occupies an apparent volume of the filler molding. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the filler is used such that the net volume percentage of the resin is 83% or more.
【請求項4】 エポキシ樹脂及び硬化剤の樹脂成分の1
50℃における粘度が2ポイズ以下であることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組
成物。
4. One of the resin components of the epoxy resin and the curing agent
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the viscosity at 50 ° C is 2 poise or less.
【請求項5】 ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシ
クロノナン、イミダゾール系化合物から選ばれる少なく
とも一つを硬化促進剤として用いて成ることを特徴とす
る請求項1乃至4のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成
物。
5. The epoxy according to claim 1, wherein at least one selected from diazabicycloundecene, diazabicyclononane and imidazole compounds is used as a curing accelerator. Resin composition.
【請求項6】 炭素数が26以下の脂肪酸或いは脂肪酸
誘導体を全重量に対して0.05〜5重量%含有して成
ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の
エポキシ樹脂組成物。
6. The epoxy resin according to claim 1, wherein said epoxy resin contains a fatty acid or fatty acid derivative having 26 or less carbon atoms in an amount of 0.05 to 5% by weight based on the total weight. Composition.
【請求項7】 請求項1乃至6のエポキシ樹脂組成物で
半導体素子をトランスファー成形にて封止して成ること
を特徴とする半導体装置。
7. A semiconductor device comprising a semiconductor element encapsulated by transfer molding with the epoxy resin composition according to claim 1.
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