JPS5875857A - Resin-sealed semiconductor device - Google Patents

Resin-sealed semiconductor device

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JPS5875857A
JPS5875857A JP56172925A JP17292581A JPS5875857A JP S5875857 A JPS5875857 A JP S5875857A JP 56172925 A JP56172925 A JP 56172925A JP 17292581 A JP17292581 A JP 17292581A JP S5875857 A JPS5875857 A JP S5875857A
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resin
semiconductor device
sealed
compound
acid ester
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Hirotoshi Iketani
池谷 裕俊
Akiko Hatanaka
畑中 章子
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve the moisture resistance and high temperature electric characteristics of a resin-sealed semiconductor device by mixing novolac phenol resin organic phosphine compound and boric acid ester compound as hardener of a novolac epoxy resin with novolac epoxy resin. CONSTITUTION:A resin which covers a semiconductor element is produced by mixing novolac epoxy resin containing 170-300 of epoxy equivalent, and further employing novolac epoxy resin and mixing as hardener a novolac phenol resin having a softening point of 60-120 deg.C and less than 3wt% of water soluble phenol resin content at an ambient temperature. Further, the reaction mixture of organic phosphine compound and boric acid ester compound is added as a hardener accelerator to improve the moisture resistance and high temperature electric characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明社、樹脂封止蓋半導体装置に関し、更に詳しく社
、耐温性および高温電気特性に優れた樹脂封止型半導体
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a resin-sealed semiconductor device with a lid, and more particularly, the present invention relates to a resin-sealed semiconductor device with excellent temperature resistance and high-temperature electrical characteristics.

樹脂封止蓋半導体装置社、例えば、集積回路(IC)、
大規模集積回路(L8I)、トテンジスタ、〆イオード
等の半導体素子を、外部宴囲気や橡械的衝撃から保請す
るために、熱硬化性樹脂を用いて封止し【成るものであ
るO 半導体素子の封止技術として、従来杜、金属や七う之ツ
クス等を用φるバーメチツタ封止が採用されていたが、
最近では、経済的に有利であるという理由から、樹脂封
止が主流を占めて―るOかかる半導体封止用樹脂として
は、大量生産に適する低圧トランスファー形法に使用可
能な、低圧成形用エポキシ樹脂組成物が一般に広く使用
されている。しかしながら、例えば、工fキシ樹脂、ノ
がラック型フェノール樹脂硬化剤、イミダゾール硬化促
進剤等から成るエポキシ樹脂組成物を、トランスファ成
形して得られ本従来の樹脂封止型半導体装置には次のよ
うな欠点がある。即ち、(υ 耐湿性が劣るために、ア
ルlニウム電極などが腐食劣化すること、 (2)  高温時における電気特性が劣り、特に1リー
ク電流が増加するために、半導体素子の機□ 能が低下すること、 である。これらのうち(1) K ”)−て説明すると
、樹謝封止型半導体装置社高濃高温雰囲気下で使用また
は保存することがあるので、そのような条件下において
も信頼性を保証しなければならない。耐湿性の品質保証
のための信頼性評価試験としては、85℃または120
℃の飽和水蒸気中に暴露する加速評価法が行なわれて−
る・最近では電圧を印加して更に加速性を高めたバイア
ス印加梨の評価試験も実施されて−る。
Resin-sealed lid semiconductor device company, e.g. integrated circuit (IC),
In order to protect semiconductor elements such as large-scale integrated circuits (L8I), transistors, and diodes from external air and mechanical shock, they are sealed with thermosetting resin. Traditionally, the device sealing technology used was Vermechita sealing, which uses wood, metal, seven-piece wood, etc.
Recently, resin encapsulation has become mainstream because it is economically advantageous.As such resin for semiconductor encapsulation, low-pressure molding epoxy, which can be used in low-pressure transfer molding method suitable for mass production, is used. Resin compositions are generally widely used. However, for example, the conventional resin-encapsulated semiconductor device obtained by transfer molding an epoxy resin composition consisting of a synthetic resin, a resin-type phenolic resin curing agent, an imidazole curing accelerator, etc. There are some drawbacks. In other words, (υ) Aluminum electrodes deteriorate due to corrosion due to poor moisture resistance, (2) The functionality of semiconductor devices deteriorates due to poor electrical properties at high temperatures, and in particular increases in leakage current. Among these, (1) K'')--is used or stored in a high-concentration, high-temperature atmosphere, so under such conditions Reliability must also be guaranteed.Reliability evaluation tests for moisture resistance quality assurance include testing at 85°C or 120°C.
An accelerated evaluation method involving exposure to saturated water vapor at ℃ was conducted.
・Recently, evaluation tests have been conducted on bias-applied pears, which further improve acceleration by applying voltage.

しかし、ニーキシ樹脂組成物を用いた樹脂封止型半導体
装置では、封止樹脂が@湿性を有するために、水分が外
部雰囲気から封止樹脂層を介して、或−は封止樹脂とリ
ードフレームの界面を通って内部に浸入し、半導体素子
の表面にまで到達する。
However, in a resin-encapsulated semiconductor device using a NIXY resin composition, since the encapsulating resin is wet, moisture can be absorbed from the external atmosphere through the encapsulating resin layer or between the encapsulating resin and the lead frame. penetrates into the interior through the interface and reaches the surface of the semiconductor element.

この水分と封止樹脂中に存在する不純物等の作用の結果
として、樹脂封止製半導体装置はアルlニウム電極、配
線等の腐食による不良を発生する〇またバイアス電圧を
印加した場合には、その電気化学的作用によつ【アルミ
ニウム電極、配線の腐食による不良が特に著しく多発す
る。
As a result of the action of this moisture and impurities present in the sealing resin, resin-sealed semiconductor devices develop defects due to corrosion of aluminum electrodes, wiring, etc. Also, when a bias voltage is applied, Due to its electrochemical action, failures due to corrosion of aluminum electrodes and wiring occur particularly frequently.

次に(2)にやいて説明すると、樹脂封止型半導体装置
は高温条件下で使用することがあるので、そのような条
件においても信頼性を保証しなけれにならない。そのた
めの評価試験としては80℃・〜15G℃でバイアス電
圧を印加して信頼性を評価する加速試験が一般的である
Next, to explain (2) quickly, since resin-sealed semiconductor devices are sometimes used under high temperature conditions, reliability must be guaranteed even under such conditions. An evaluation test for this purpose is generally an accelerated test in which a bias voltage is applied at 80° C. to 15 G° C. to evaluate reliability.

このような試験(お−て例えd1半導体表面が外部電荷
に鋭敏なMOII II造を有する素子や、逆/々イア
スが印加されたPN接合を有する素子等k特に着しく多
発する不良として、チャ車リンダによるリーク電流の増
加する現象がある。仁の現象社電圧が印加された素子の
表面に接している封止樹脂層に1電界が作用することK
よ抄発生する亀のと考えられる。
Such tests (for example, devices with a MOII II structure in which the d1 semiconductor surface is sensitive to external charges, or devices with a PN junction to which a reverse/solar bias is applied) are particularly susceptible to frequent failures. There is a phenomenon in which the leakage current due to the car cylinder increases.It is said that an electric field acts on the sealing resin layer that is in contact with the surface of the element to which voltage is applied.
It is thought to be a turtle that occurs in Yosho.

従来の樹脂封止型半導体装置は上記した欠点を有するも
のであるために1その改良が求められ【いた。本発明は
、かかる欠点を解消せんと−してなされたものであり、
その目的は、優れた耐湿性および高温電気特性を有する
樹脂封止型半導体装置を提供するにある。
Since conventional resin-sealed semiconductor devices have the above-mentioned drawbacks, improvements have been sought. The present invention has been made in an attempt to eliminate such drawbacks.
The purpose is to provide a resin-sealed semiconductor device having excellent moisture resistance and high-temperature electrical properties.

本発明者らは、上記目的を達成すぺ〈鋭意研宛を重ねた
結果、イミダゾール等の硬化促進剤が上記欠点を形成す
る主要因であることを解明した。
In order to achieve the above object, the present inventors have repeatedly addressed the research institute and found that the curing accelerator such as imidazole is the main factor causing the above defect.

そして、半導体を封止する樹脂体の成形材料とし【、次
に示す工4キシ樹脂組成物を使用するととkより、半導
体装置の耐湿性および高温電気特性が向上することを見
出し、本発明を完成するに鉤った◎ 即ち、本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体素子と
該半導体素子を被覆する樹脂封止体とを具備して成る樹
脂封止型半導体装置において、前記樹脂封止体が、 (−工fキシ当量170〜300を有する〕lラックフ
ッIキシ樹脂、 伽)  ノーツツタ個フェノール樹脂、(→ 有機ホス
フィン化合物、 および (由 ホウ酸エステル化合物 を會む工lキシ樹脂組成物の硬化物であることを特徴と
するものである・ 以下にお−て、本発明を更に詳しく説明する。
Then, they discovered that the moisture resistance and high-temperature electrical properties of semiconductor devices were improved by using the following polyurethane resin composition as a molding material for resin bodies that encapsulate semiconductors, and thus developed the present invention. ◎ That is, the resin-sealed semiconductor device of the present invention is a resin-sealed semiconductor device comprising a semiconductor element and a resin-sealed body covering the semiconductor element. The stopper is a resin composition in which the stopper contains (a lactic acid resin having an equivalent weight of 170 to 300), a phenolic resin, an organic phosphine compound, and a boric acid ester compound. The present invention will be explained in more detail below.

本発明に係る工Iキシ樹脂組成物は、次のものから成る
The resin composition according to the present invention consists of the following.

本発明にお≠て使用されるニーキシ樹脂は、ニーキシ当
量が170〜300の値を有するノがラックフッIキシ
樹脂であれば、いかなるものでも使用可能であり、例え
ば、フェノールノがラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノがラック濠エポキシ樹脂、ハシグン化フェノールノ?
ラック源ニーキシ樹脂略が挙けられゐ・かかるニーキシ
樹脂は、1種もしくは2種以上のものを混合して用いる
ことができ、更に、これらに他のエポキシ樹脂を混合し
て用いてもよ−・他のエポキシ樹脂としては、例えば、
ビスフェノールム型エポキシ樹脂略のグリシジルエーテ
ルを工fキシ11ダリシジルエステル型エポキシ樹脂、
ダリシジルアセン型ニーキシ樹脂、線状脂肪族ニーキシ
樹脂、脂環式1?キシ樹脂、資素票式1Iキシ樹脂、ハ
リグン化工lキシ樹脂等が挙けられ、これらから選ばれ
た1111□: 種もしくF12種以上のものを、ノーラック■工/′キ
シ樹脂に対し、50重量憾以下の量で配合することがで
きる。また、本発明において使用されるニーキシ樹脂は
、樹脂中に残存する塩素がアル處ニウム電極噂の腐食劣
化の原因のひとつとなるために1含有畜れる塩素イオン
は10 ppm以下、加水分解性塩素a O,1重量−
以下のものであることが望ましい。
The nixy resin used in the present invention can be any type of lac-type epoxy resin with a nixy equivalent of 170 to 300. For example, a phenolic lac-type epoxy resin can be used. , Cresol no lac moat epoxy resin, hashigunated phenol?
Lac-based Nyxy resin is mentioned. Such Nyxy resin can be used alone or in combination of two or more types, and furthermore, other epoxy resins may be mixed with these resins. - Other epoxy resins include, for example:
Bisphenol-type epoxy resin, abbreviated glycidyl ether, and glycidyl ester-type epoxy resin,
Dalicidylacene-type nixy resin, linear aliphatic nixy resin, alicyclic 1? 1111□ selected from these include oxy resin, elemental formula 1I oxy resin, Harigun Kako 1 oxy resin, etc.: 1111□: Species or F12 or more types are added to Norac ■Ko/' oxy resin, It can be blended in an amount of 50% by weight or less. In addition, the Nixy resin used in the present invention contains less than 10 ppm of chlorine ions, and hydrolyzable chlorine, since chlorine remaining in the resin is one of the causes of corrosion and deterioration of aluminum electrodes. a O, 1 weight -
The following are desirable.

本発明にお%/h″C硬化剤とし【使用されるノがラッ
クI[フェノール樹脂としcFi、例えば、フェノール
ノがラック樹脂、クレゾールノがラック樹脂、i@rt
 −2チルフエノール7メラツク樹脂、ノニルフェノー
ルノがラック樹脂等が挙けられ、これらから選ばれた1
種もしくは2種以上のものが使用される。かかる)がフ
ッタ11フエノール樹脂社、成珍時における流動性等の
作業性を考慮すると、その軟化点が60〜120℃の範
囲内にあることが好會しく、また、低分子量のフェノー
ル成分は樹脂特性劣qa*因となることから、常温にお
ける水可溶性のフエ、ノール樹脂成分量が3重量襲以下
であることが好ましい。
In the present invention, %/h''C curing agent is used as a curing agent.
-2 tylphenol 7 lac resin, nonyl phenol lac resin, etc., and 1 selected from these
A species or two or more species may be used. Considering the workability such as fluidity at the time of construction, it is preferable that the softening point is within the range of 60 to 120°C, and the low molecular weight phenol component is Since this causes poor resin properties qa*, it is preferable that the amount of the water-soluble Fe and Nol resin components at room temperature is 3 parts by weight or less.

ノfラッタ麿フェノール樹脂の配合量は、エポキシ樹脂
中の工Iキシ基の量との関係から適宜選択することが望
ましく、フェノール樹脂のフェノール性水酸基の数と工
4キシ樹脂の工lキシ基の数の比が0.5〜1.5の範
l!IKあることが望ましい。
It is desirable that the blending amount of the phenolic resin be selected appropriately based on the relationship with the amount of phenolic groups in the epoxy resin, and the number of phenolic hydroxyl groups in the phenolic resin and the phenolic group in the epoxy resin. The ratio of numbers is in the range 0.5 to 1.5! IK is desirable.

フェノール性水−基数/工fキシ基数の比が0.5未滴
、或いFil、5を超えると1反応が充分に進行せず、
硬化物の特性が低下する。
If the ratio of phenolic water groups/functional foxy groups exceeds 0.5 droplets or Fil, 5, one reaction will not proceed sufficiently;
The properties of the cured product deteriorate.

本発明において使用される有機ホスフィン化合物は、硬
化促進剤としての機能を有するものであり、かかる化合
物を配合せしめることにより、半導体装置の耐湿性およ
び高温電気特性の向上がもたらされる。
The organic phosphine compound used in the present invention has a function as a curing accelerator, and by incorporating such a compound, the moisture resistance and high temperature electrical properties of the semiconductor device are improved.

このような有機ホスフィン化合物は、次記一般式 〔式中、at、ReおよびKm h 、同一でも異なっ
て−てtよく、水素原子、アルキル基、フェニル基、)
リル基等のアリール基、シクロヘキシル基略のシフ−ア
ルキル基略で示される(式中、R’aアルカンを表わし
、R“およびR′は、同一でも異なって―てもよく、水
素原子、アルキル基、フェニル基、トリル基等のアリー
ル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基を表わす
。ただし、R′およびR11′が水素原子の場合を除く
。) で示される基のように有機ホスフィンを含む有機基であ
ってもよ−。ただし、R,、R,およびR,がす゛べて
水素原子であゐ場合を除く。〕で示されるものであり、
例えば、トリフェニルホスフィン、)リッチル傘スフィ
ン、トリシクロヘキシルホスフィン、メチルジフェニル
ホスフィン等の第3ホスフィン化合物、ブチルフェニル
ホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第2ネスフイン
化舎物、7エエルホスフイン、オクチルホスフィン等の
第1ホスフイン化舎物、およびビス()7エエルホスフ
イノ)メタン、1.2−ビス()フェニルホスフィノ)
エタン等の第3ビスホスフィン化合物が挙けられ、これ
らから成る群より選ばれる1m!i[L<は2種以上の
ものが使用される。
Such an organic phosphine compound has the following general formula [wherein at, Re and Km h may be the same or different, a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group]
An aryl group such as a lyl group, an abbreviation for a cyclohexyl group, an abbreviation for an alkyl group (in the formula, R'a represents an alkane, and R' and R' may be the same or different, and a hydrogen atom, an alkyl represents an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, or a cycloalkyl group such as a cyclohexyl group (excluding cases where R' and R11' are hydrogen atoms). It may be a group, except when R, R, and R are all hydrogen atoms.
For example, tertiary phosphine compounds such as triphenylphosphine, Ritchl's sphine, tricyclohexylphosphine, and methyldiphenylphosphine, secondary phosphine compounds such as butylphenylphosphine and diphenylphosphine, and primary phosphine compounds such as 7erphosphine and octylphosphine. chemical compounds, and bis()7-elphosphino)methane, 1,2-bis()phenylphosphino)
Tertiary bisphosphine compounds such as ethane are mentioned, and 1m selected from the group consisting of these! Two or more types of i[L< are used.

これらの中でも、アリールホスフィン化合物を使用する
ことが好ましく、とりわけ、トリフェニルホスフィンな
どのシリアリールホスフィンが最も好ましい。
Among these, it is preferable to use arylphosphine compounds, with syarylphosphines such as triphenylphosphine being most preferable.

かかる有機ホスフィン化合物は、工?キシ樹脂およびフ
ェノール樹脂の総量に対して0.001〜20重量憾の
量で配合することが好ましく、特に好ましくけ、0.0
1〜5重量幅である・ 本発明において使用されるホウ酸エステル化合物L1有
機ホスフィン化合物との相互作用によって、有機ホスフ
ィン化合物単独使用の場合よシ、半導体装電の耐温性お
よび高温電気特性をより一層改善することを目的として
添加されるものである。
Such organic phosphine compounds are It is preferably blended in an amount of 0.001 to 20% by weight, particularly preferably 0.0
The boric acid ester compound L1 used in the present invention improves the temperature resistance and high-temperature electrical properties of semiconductor devices by interacting with the organic phosphine compound, compared to when the organic phosphine compound is used alone. It is added for the purpose of further improvement.

このようなホウ酸エステル化合物として社、次記一般式
CI)〜〔■〕 (RO)aB         ct〕(式中、それ、
それのRは、同一でも異なっていてもよく、tた、ユニ
ット毎に同一でも異なっていてもよく、アルキル基;前
記アルキル基の水素原子が少なくとも1つ以上水m基で
置換されたとド胃キシアルキル基;シタpヘキシル基等
のシタ田アルキル基;フェニル基、Fリル基、ナフチル
基等のアリール基;ヒドロキシフェニル基1&ニド田キ
シトリル基略のヒト−キシアリール基;ベンジル基等の
pり卆動I基等を表わし、h社正の整数である。)で示
される1分子中に1個のホウ素原子を有するモノホウ酸
エステル化合物および1分子中に2個以上のホウ素原子
を有するポリホウ酸エステル化合物が挙けられる。
As such a boric acid ester compound, the following general formula CI) ~ [■] (RO)aB ct] (in the formula, it,
R may be the same or different, and each unit may be the same or different; an alkyl group; when at least one hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a water group Xyalkyl group; Shita alkyl group such as hexyl group; Aryl group such as phenyl group, Fyl group, naphthyl group; Hydroxyaryl group such as hydroxyphenyl group & Nido oxytolyl group; p group such as benzyl group It represents a dynamic I group, etc., and is an integer of h company. ) and polyboric acid ester compounds having one boron atom in one molecule and polyboric acid ester compounds having two or more boron atoms in one molecule.

上記ホウ酸エステル化合物としては、例えば、ホウ酸ト
リメチル、ホウ酸シリエチル、ホウ酸トリイソプロピル
、ホウ酸シリブチル、ホウ酸Yリシクロヘキシル、ホウ
酸シリア二二ル、ホウ酸トリタレシル、ホウl!シリノ
ニルフェニル、ホウ酸トリナフチル、ホウ酸トリベンジ
ル、fリホウ蒙メチル、lリホウ酸イソプ田ピル、lリ
ホウ酸ブチル、ポリホウlI7エエル、ぼりホウ酸タレ
シル、4リホウ酸ヘンシル、ジヘキシレンダ9コールパ
イがレーY% Fリヘキシレンダリコールパイがレート
、ジ(2,6−シーtert−ブチルフェニル)n−ブ
チルダレ−)%  )リメトキシHaキソール等が挙け
られ、これらから成る群より選ばれる1種もしくFiZ
種以上のものが使用されゐ。
Examples of the above-mentioned boric acid ester compounds include trimethyl borate, sylethyl borate, triisopropyl borate, silybutyl borate, Y-lycyclohexyl borate, cyaninyl borate, tritalesyl borate, boric acid! Silinonylphenyl, trinaphthyl borate, tribenzyl borate, fmonmethyl borate, l isoptapyr liporate, l butyl liporate, polyborate lI7 el, talesyl borate, 4 hensyl borate, dihexylenda 9 colpai is ray Y% FiZ or one selected from the group consisting of
More than seeds are used.

かかるホウ酸エステル化合物社、ニーキシ樹脂およびフ
ェノール樹脂の総量に対しく0.01〜10重量外の量
で配合することが好まし一層本発明のニーキシ樹脂組成
物は、上記した成分の他に、無機質充填剤および各種添
加剤を含むものであってよ一層 上記無機質充填剤としては、例えば、石英ガラス粉末、
結晶性シリカ粉末、ガラス繊維、タルク、アルミナ粉末
、ケイ酸カルシウム粉末、炭酸カルシウム粉末、硫酸バ
リウム粉末、マグネシア粉末等が挙けられ、これらから
成る群より選ばれる1種もしくは2種以上のものが使用
される。これらのうちで−石英ガラス粉末、結晶性シリ
カ粉末を用−ることが、高純度および低熱膨張係数を有
することから好まし−0 かかる無機質充填剤の配合mは、使用するエポキシ樹脂
、フェノール樹脂および無機質充てん剤の種1IiKよ
って適宜選択する必要があるが、例えば−トランスファ
成形に使用する場合には、エポキシ樹脂およびフェノー
ル樹脂の総量に対し、重量比で1.5〜4倍程度が好ま
しい。また、無機質充填剤の粒径祉、適宜選択して使用
すればよく、粒子の粗いものと細かいものを組み合わ豐
て混合することにより、成形性を改善する仁とができる
〇また、各種添加剤としては、例えば、天然ワックス類
、合成ワックス鎖、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド類、
エステル類、/ダラフイン類等の離蓋剤、塩素化ノ臂ラ
フイン、ブロムトルエン、へ+tブリムベンゼン、ヨ酸
化アンチそン等のmm剤、カー?ンツラツタ等の着色剤
、およびシランカップリング剤等を、目的に応じ、適宜
添加配合したものであってよい。
It is preferred that the boric acid ester compound is blended in an amount of 0.01 to 10% by weight based on the total amount of the nixy resin and phenol resin. The inorganic filler includes an inorganic filler and various additives, and examples of the inorganic filler include quartz glass powder,
Examples include crystalline silica powder, glass fiber, talc, alumina powder, calcium silicate powder, calcium carbonate powder, barium sulfate powder, magnesia powder, and one or more selected from the group consisting of these. used. Among these, it is preferable to use quartz glass powder and crystalline silica powder because they have high purity and a low coefficient of thermal expansion. It is necessary to select the filler appropriately depending on the type of inorganic filler 1IiK, but for example, when used in -transfer molding, the weight ratio is preferably about 1.5 to 4 times the total amount of epoxy resin and phenol resin. In addition, the particle size of the inorganic filler can be appropriately selected and used, and by mixing coarse and fine particles, it is possible to improve moldability.In addition, various additives can be used. For example, natural waxes, synthetic wax chains, metal salts of straight chain fatty acids, acid amides,
Lifting agents such as esters/Darafins, mm agents such as chlorinated Raffin, bromotoluene, he+t-brimbenzene, antisulfur iooxide, car? Depending on the purpose, a coloring agent such as pineapple, a silane coupling agent, etc. may be appropriately added and blended.

以上の組成から成る工lキシ樹脂組成物を、半導体封止
用成形材料として調製するkは、通常の方法を用いれば
よく、例えば、所定め配合量の原料混合物を、ミキサー
等によって充分混合後、更に熱ロール等によるWl、融
混合処理を施すか、またhニーダ−等による混合処理を
施すことkより、請□ 容易に工fキシ樹脂組成物から成る成形材料を得ること
がで龜る。
The resin composition having the above composition can be prepared as a molding material for semiconductor encapsulation using a conventional method. In addition, it is possible to easily obtain a molding material made of a resin composition by performing a melt mixing treatment using a heated roll or the like, or by performing a mixing treatment using a kneader or the like. .

本発明に係わるニーキシ樹脂組成物を混合するWcFi
、それぞれ秤量した各成分を同時に混合してtよいが、
一部の成分を予め混合しておき、かかる混合物と他の成
分を混合したものであってもよい・後者の場合において
、特に好ましい態様として、有機ホスフィン化合物とホ
ウ酸エステル化合物の反応混合物を用いる方法がある。
WcFi mixed with the Nixy resin composition according to the present invention
, each weighed component may be mixed at the same time, but
It is also possible to mix some of the components in advance and then mix this mixture with other components.In the latter case, a particularly preferred embodiment is to use a reaction mixture of an organic phosphine compound and a boric acid ester compound. There is a way.

かかる反応混合倫社、有機ホスフィン化合物とホウ酸エ
ステル化合物を、単に混合することにより容易に得られ
るが、必要ならd加熱により相溶させ混合するか、職−
は溶剤を添加して溶解・混合してもよψ。
Such a reaction mixture can be easily obtained by simply mixing an organic phosphine compound and a boric acid ester compound, but if necessary, they may be heated to make them compatible or mixed.
You can also dissolve and mix by adding a solvent ψ.

上記反応混合物において、有機ホスフィン化合物とホウ
酸エステル化合物は、配位化合物を形成していることが
考えられ、例えけ、トリフェニルホスフィンとホウ酸)
す7エエルとを等モルで混合した場合に&i、該化合物
がl=1の配位化合物を形成していると思われる。しか
しながら、本発明に軸−て紘1.必ずしも上記化合物を
等モルで混合する必要はなく、iた、配位化合物が形成
されている仁とを蒙寓する必要%ない。かかる化合物の
好★Lい配合比は、有機本スフィン化合物1モルに対し
、ホウ酸エステル化合物け0,01〜10モル程度の鰍
である。
In the above reaction mixture, the organic phosphine compound and the boric acid ester compound are thought to form a coordination compound, for example, triphenylphosphine and boric acid).
When mixed in equimolar amounts with &i, the compound is thought to form a coordination compound with l=1. However, based on the present invention, Hiro 1. It is not necessarily necessary to mix the above compounds in equimolar amounts, and it is not necessary to mix the compounds in which the coordination compound is formed. A preferred blending ratio of such compounds is about 0.01 to 10 moles of the boric acid ester compound to 1 mole of the organic sphine compound.

また、別の好ましい態様として、ツメラック型フェノー
ル樹脂と、有機ホスフィン化合物及びホウ酸エステル化
合物を溶融した混合物、もしくは有機ホスフィン化合物
とホウ酸エステル化合物の反応混合物とノがップタlI
フェノール樹脂を溶融した混合物を用−る方法がある。
In addition, as another preferred embodiment, a mixture obtained by melting a Tumelac type phenol resin, an organic phosphine compound and a boric acid ester compound, or a reaction mixture of an organic phosphine compound and a boric acid ester compound,
There is a method using a molten mixture of phenolic resin.

かかる溶融混合物は、有機ホスフィン化合物及びホウ酸
エステル化合物本しく社それらの反応混合物を、ノがラ
ック型フェノール樹脂中に溶解することにより容易に得
られるものであり、必要に応じて加熱溶融したものであ
ってもよ−。
Such a molten mixture can be easily obtained by dissolving a reaction mixture of an organic phosphine compound and a boric acid ester compound in a lac-type phenolic resin, and if necessary, the mixture can be heated and melted. Even if it is.

上記反応混合物★たは*m混合物を用いて成るエポキシ
樹脂封止型半導体装置の方が、より安定した特性が得ら
れるため好ましい。
An epoxy resin-encapsulated semiconductor device using the above reaction mixture ★ or *m mixture is preferable because more stable characteristics can be obtained.

本発明の樹脂封止源半導体装置は、上記エポキシ樹脂組
成物から成る成形材料を用−て、例えば、IC,LSI
、)ランジスタ、ナイリスタ、ダイオード等の半導体装
董を封止することにより製造することができる。かかる
封止方法は、一般に採用され′C−る方法でよく、例え
ば、低圧トランス7°f成形法、インジエクシ曹ン成形
沫、圧縮成形法、注掴法等が挙けられ、なかで1、低圧
トランスファ成形法を用いることが好ましい。更に、特
殊な封止法である、溶剤iwt*は非溶剤個組成物を用
いて半導体表面を被覆する封止法や、所關ジャンタシ胃
ンツーテインダとしての局部的な封止法による仁とも可
能である。崗、封止樹脂の硬化に際しては、111)0
℃以上の温度において硬化せしめることが好まし−0 以下にお−て、実施例および合成例を掲け、本発明を更
に詳しく説明する〇 合成例 FリフエJ−ルネスフイン26211 (1モル)およ
び*つ酸シリ7エエル:19(1(1モル)をフラスコ
中に入れ、加熱溶融して均一な液体とした。
The resin-sealed semiconductor device of the present invention uses a molding material made of the above-mentioned epoxy resin composition, for example, for IC, LSI, etc.
,) It can be manufactured by sealing semiconductor devices such as transistors, Nyristors, and diodes. Such a sealing method may be a generally adopted method, such as a low-pressure transformer 7°f molding method, an injection molding method, a compression molding method, a gluing method, etc., among which 1. Preferably, a low pressure transfer molding method is used. Furthermore, special encapsulation methods such as solvent IWT* can be used to coat the semiconductor surface with a non-solvent composition, or to locally encapsulate the semiconductor surface as part of a gasket. be. When curing the sealing resin, 111)0
It is preferable to cure at a temperature of ℃ or more. Silica acid 7EL:19 (1 (1 mol)) was placed in a flask and melted by heating to form a homogeneous liquid.

次−で、かかる液体を冷却して、トリ7エエルホスフイ
ンおよびホウ酸トリフェニルの等モル反応混合物を得た
The liquid was then cooled to yield an equimolar reaction mixture of tri7erphosphine and triphenyl borate.

実施例1〜3 エポキシl1llWI!としてエポキシ当量220を有
するクレゾールノがラック型エポキシ樹脂(エポキシm
1ll!A)およびエポキシ当量290を有する臭ふ化
エポキシノボラック樹脂(エポキシ樹脂B)衣用い、硬
化剤として分子量800を有する7エ/−ルツボランク
樹脂を用い、有機ホスフィン化合物としてトリ7エエル
ホスフイン、ホウ酸エステル化合物としてホウ酸トリフ
ェニルおよび合成例で得たトリフェニルホスフィンとホ
ウ酸トリフェニルの等モル反応混合物を用い、他に1石
英ガラス粉末(無機質充填剤)、三酸化アンチモン(I
it剤)、カルナバワックス(離型剤)、カーボンブラ
ック(着色剤)およびγ−グリシドキシグロビルトリメ
トキシシラン(シランカップリング剤)を用−て、表−
1に示すような配合(重量部)でエポキシ樹脂組成物(
実施@1〜3)を調製した。同時に、比較例として、硬
化促進剤に、有機ホスフィン化合物又はホウ酸エステル
化合物を単独で使用したもの、或−は2−メチルイミダ
ゾール又は三7ツ化ホウ素モノエチルアミン錯体を使用
した亀のを5種数調製した。
Examples 1-3 Epoxy l1llWI! Cresol having an epoxy equivalent weight of 220 is a lac-type epoxy resin (epoxy m
1ll! A) and an odorous epoxy novolak resin (epoxy resin B) having an epoxy equivalent weight of 290 were used, a 7E/-crucible rank resin having a molecular weight of 800 was used as a curing agent, tri7Eerphosphine was used as an organic phosphine compound, and a boric acid ester compound was used. Using triphenyl borate and the equimolar reaction mixture of triphenylphosphine and triphenyl borate obtained in the synthesis example, 1 quartz glass powder (inorganic filler), antimony trioxide (I
It is prepared by using the following:
Epoxy resin composition (by weight) as shown in 1.
Runs @1-3) were prepared. At the same time, as comparative examples, five types of turtles were prepared in which an organic phosphine compound or a boric acid ester compound was used alone, or 2-methylimidazole or boron trisulfide monoethylamine complex was used as a curing accelerator. Several preparations were made.

表−1 かかるエポキシ樹脂組成物を、それぞれミキサーにより
混合し、次−で加熱レールにより混錬して成形材料を得
た。
Table 1 The epoxy resin compositions were mixed using a mixer and then kneaded using a heating rail to obtain a molding material.

このようにして得た成形材料を用−て、トランスファ成
形を行ない、MOB型集型図積回路脂封止した。封止は
、高胸波予熱器で90℃に加熱した成形材料を、175
℃で2分間モールドし、更に、180℃で3時間アフタ
キュアすることにより行なった。
Transfer molding was performed using the molding material thus obtained, and the MOB type integrated circuit was sealed with resin. For sealing, heat the molding material to 90°C with a high chest wave preheater and heat it to 175°C.
This was carried out by molding at 180°C for 2 minutes and after-curing at 180°C for 3 hours.

上記方法により、それぞれのエポキシ樹脂組゛成物を用
いて、100個宛樹脂封止型半導体装置を作製し、次の
試験を行なった。
Using each of the epoxy resin compositions, 100 resin-sealed semiconductor devices were manufactured using the above method, and the following tests were conducted.

(1)耐瀉試験(バイアスPCT):120℃、2気圧
の水蒸気中にお−てIOV印加し、腐食によりアルミニ
ウム配線の断線が発生した不良品の累積不良率(%)を
経時的に調べた。
(1) Anti-diaphragm test (bias PCT): IOV was applied in water vapor at 120°C and 2 atm, and the cumulative failure rate (%) of defective products whose aluminum wiring broke due to corrosion was investigated over time. Ta.

(2+  MOS−B T試験=100℃のオープン中
において、オフ七ットグートM08FET回路にドレイ
ン電圧5■、オフセットダート電圧5■を印加して、リ
ーク電流値が初期値の100倍以上に増加した時点を不
良と見做し、発生した不良品の謝柚不真率(%)を経時
的に軸べた。
(2+ MOS-B T test = When the leakage current value increases to more than 100 times the initial value by applying a drain voltage of 5■ and an offset dart voltage of 5■ to the off-seven point M08FET circuit while open at 100℃) were considered to be defective, and the defect rate (%) of the defective products that occurred was plotted over time.

耐湿試験の結果を表−2に、高温電気特性を調べるため
のMOS−BT試験の結果を表−3にそれぞれ示す。
The results of the moisture resistance test are shown in Table 2, and the results of the MOS-BT test for examining high temperature electrical properties are shown in Table 3.

崗、比較例2は上記トランスファ成形条件では硬化せず
、封止できなかった。
However, Comparative Example 2 was not cured under the above transfer molding conditions and could not be sealed.

表−2 表−3 表から明らかなように、本発明に係わる工4キシ樹脂組
成物を用いて封止した樹脂封止型半導体装置は、アルミ
ニウム配線等の腐食が大きく低減され、リーク電流の増
加による半導体素子の機能低下もなく、耐湿性および高
温電気特性が極めて優れたものであることが確認された
Table 2 Table 3 As is clear from the table, the resin-sealed semiconductor device encapsulated using the polyurethane resin composition of the present invention greatly reduces corrosion of aluminum wiring, etc., and reduces leakage current. It was confirmed that there was no deterioration in the functionality of the semiconductor device due to the increase, and that the moisture resistance and high temperature electrical properties were extremely excellent.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 半導体素子と該半導体素子を被覆する樹脂封止体
とを具備して成る樹脂封止型半導体装置において、前記
樹脂封止体が、 (&)  エポキシ当量110〜300を有するノボラ
ック蓋工Iキシ樹脂、 (b)  ノがフック[1フエノール樹脂、(c)  
有機ホスフィン化合物、 および (d)  ホウ酸エステル化合物 を含む工4キシ樹脂組成物の硬化物であることを特徴と
する樹脂封止型半導体装置。 2、 エポキシ樹脂組成物として、有機ホスフィン化合
物とホウ酸エステル化合物との反応混谷物を用いる特許
請求の範囲第1項記載の樹脂封止蓋半導体装置。 3、 エポキシ樹脂組成物として、有機ホスフィン化合
物とホウ酸エステル化合物との反応混合物およびノがラ
ック溜フェノールWttから成るWI融融合合物用−ゐ
特許請求の範囲第2項記載の樹脂封止型半導体装置0 4、 エポキシ樹脂組成物として、ノlラック型フェノ
ール樹脂、有機ホスフィン化合物およびホウ−エステル
化合物から成る溶融混合物を用−る特許請求の範囲第1
項記載の樹脂封止型半導体装置。 6、 エポキシ樹脂組成物が、更に、無機質充填剤を含
んで成る特許請求の範胚第1項記載の樹脂封止蓋半導体
装置。
[Claims] 1. A resin-sealed semiconductor device comprising a semiconductor element and a resin-sealed body covering the semiconductor element, wherein the resin-sealed body has an epoxy equivalent of (&) 110 to 300. (b) novolak lidding I xy resin with novolac hook [1 phenolic resin, (c)
1. A resin-sealed semiconductor device, characterized in that it is a cured product of a polyurethane resin composition containing an organic phosphine compound and (d) a boric acid ester compound. 2. The resin-sealed lid semiconductor device according to claim 1, wherein the epoxy resin composition is a reaction mixture of an organic phosphine compound and a boric acid ester compound. 3. For use as an epoxy resin composition for a WI fusion compound comprising a reaction mixture of an organic phosphine compound and a boric acid ester compound and a rack distilled phenol Wtt - a resin-sealed type according to claim 2 Semiconductor device 04, Claim 1 in which a molten mixture consisting of a Norac type phenol resin, an organic phosphine compound and a boron ester compound is used as the epoxy resin composition.
The resin-sealed semiconductor device described in Section 1. 6. The resin-sealed lid semiconductor device according to claim 1, wherein the epoxy resin composition further contains an inorganic filler.
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