JPS62128162A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPS62128162A
JPS62128162A JP60269131A JP26913185A JPS62128162A JP S62128162 A JPS62128162 A JP S62128162A JP 60269131 A JP60269131 A JP 60269131A JP 26913185 A JP26913185 A JP 26913185A JP S62128162 A JPS62128162 A JP S62128162A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
group
constituent
silicone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60269131A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0682764B2 (en
Inventor
Toku Nagasawa
徳 長沢
Kazuo Iko
伊香 和夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Electric Industrial Co Ltd filed Critical Nitto Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60269131A priority Critical patent/JPH0682764B2/en
Publication of JPS62128162A publication Critical patent/JPS62128162A/en
Publication of JPH0682764B2 publication Critical patent/JPH0682764B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • H01L23/296Organo-silicon compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an epoxy resin composition with properties such as low stress, excellent sealing property and humidity resistance by a method wherein a semiconductor element is sealed with the epoxy resin compound containing specific constituents. CONSTITUTION:Silicon powder represented by a formula (RSiO3/2)n (R represents a mono organic radical) and a specific silicon oil are used together for a silicon base material applicable for epoxy resin composition. Such an epoxy resin composition is composed of an epoxy resin (A constituent), a hardener (S constituent), the silicon powder represented by the formula (C constituent) and the specific silicon oil (D constituent) normally powdered or formed into tablets. Said epoxy resin composition is provided with low stress as well as excellent sealing property and humidity resistance especially due to the addition of said C constituent.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、信頼性の優れた半導体装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a highly reliable semiconductor device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

トランジスタ、IC,LSI等の半導体素子は、通常セ
ラミックパッケージもしくはプラスチックパッケージ等
により封止され、半導体装置化されている。上記セラミ
ックパッケージは、構成材料そのものが耐熱性を有し、
耐湿性にも優れているため、温度、湿度に対して強く、
しかも中空パッケージのため機械的強度も高く信頼性の
高い封止が可能である。しかしながら、構成材料が比較
的高価なものであることと、量産性に劣る欠点があるた
め、最近では上記プラスチックパッケージを用いた樹脂
封止が主流になっている。この種の樹脂封止には、従来
からエポキシ樹脂組成物が使用されており、良好な成績
を収めている。
Semiconductor elements such as transistors, ICs, and LSIs are usually sealed with ceramic packages, plastic packages, or the like to form semiconductor devices. The above-mentioned ceramic package has heat resistance in the constituent material itself,
It also has excellent moisture resistance, so it is resistant to temperature and humidity.
Moreover, since it is a hollow package, it has high mechanical strength and can be sealed with high reliability. However, since the constituent materials are relatively expensive and the mass productivity is poor, resin sealing using the above-mentioned plastic package has recently become mainstream. Epoxy resin compositions have conventionally been used for this type of resin sealing, and have achieved good results.

上記エポキシ樹脂組成物としては、特に、0−クレゾー
ルノボラックエポキシ樹脂と、硬化剤としてのフェノー
ルノボラック樹脂、その他、硬化促進剤としての第三級
アミン化合物、無機充填剤としての溶融シリカ等で構成
されるものが、封止作業性(特にトランスファー成形時
の作業性)に優れているとして貫層されている。
The above epoxy resin composition is particularly composed of an 0-cresol novolac epoxy resin, a phenol novolac resin as a curing agent, a tertiary amine compound as a curing accelerator, fused silica as an inorganic filler, etc. These materials are used in multi-layer molding because of their excellent sealing workability (particularly workability during transfer molding).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、半導体分野の技術革新はめざましく、最
近では、集積度の向上とともに、素子サイズの大形化、
配線の微細化が進む反面、パッケージ形状の小形化、薄
形化が進むようになっており、これに伴って、半導体素
子の封止材料においても、従来以上の低応力性、耐熱性
、耐湿性が要求されるようになっている。これまでの封
止用エポキシ樹脂組成物では、IC,LSI等の半導体
素子の封止材料としては充分優れているが、例えば8ピ
ン以上特に16ビン以上のような大形半導体装置の封止
材料としては、素子に加わる収縮応力が大きくなりすぎ
て、耐熱衝撃性の低下や残留応力の増加を招く傾向があ
る。
However, technological innovation in the semiconductor field is remarkable, and recently, along with improvements in the degree of integration, element sizes have become larger and
While interconnects are becoming finer, packages are becoming smaller and thinner, and along with this, encapsulation materials for semiconductor devices are also becoming more resistant to stress, heat, and moisture than ever before. Sexuality is now in demand. Conventional epoxy resin compositions for encapsulation have been sufficiently excellent as encapsulating materials for semiconductor elements such as ICs and LSIs, but for example, they are encapsulating materials for large semiconductor devices with 8 pins or more, especially 16 pins or more. In this case, the shrinkage stress applied to the element becomes too large, which tends to cause a decrease in thermal shock resistance and an increase in residual stress.

これらの欠点は、特に冷熱試験を行うと顕著に判明する
。すなわち、上記従来の大形半導体装置について冷熱試
験を行うと、封止樹脂や素子の保護膜であるパッシベー
ション膜に水分侵入路となるクラックが発生する。この
ように冷熱試験でクラックを生じるような装置は、通常
の使用状態においてもクラックを生じやすいものであり
、耐湿性等の諸特性が劣り、半導体装置としての信頼性
にいまひとつ欠ける。
These shortcomings are particularly noticeable when conducting thermal tests. That is, when a thermal test is performed on the above conventional large-sized semiconductor device, cracks that become moisture intrusion paths occur in the sealing resin and the passivation film that is a protective film for the element. Devices that crack during thermal testing are likely to crack even during normal use, have poor moisture resistance and other properties, and lack reliability as a semiconductor device.

このため、封止樹脂にシリコーンオイルを添加して低応
力化を図ること等が提案されているが、シリコーンオイ
ルを添加すると、得られる半導体装置の封止樹脂部にマ
ーク表示をする場合の捺印性が悪くなる等の問題が生じ
る。
For this reason, it has been proposed to add silicone oil to the sealing resin to reduce stress. Problems such as poor sex may occur.

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、樹
脂封止に用いるエポキシ樹脂組成物として特殊な成分組
成のものを用いることにより、大形半導体装置等の封止
に充分対応でき、低応力性、捺印性、耐湿性等の特性に
著しく優れた半導体装置を提供することをその目的とす
るものである。
This invention was made in view of the above circumstances, and by using a special component composition as an epoxy resin composition used for resin encapsulation, it can be sufficiently applied to encapsulation of large semiconductor devices, etc., and has a low cost. The purpose of this invention is to provide a semiconductor device that has extremely excellent properties such as stress resistance, imprintability, and moisture resistance.

C問題点を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため、この発明の半導体装置は、
下記の(A)〜(D)成分を含有するエポキシ樹脂組成
物を用いて半導体素子を封止するという構成をとる。
Means for Solving Problem C] In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention has the following features:
The structure is such that a semiconductor element is sealed using an epoxy resin composition containing the following components (A) to (D).

(A)エポキシ樹脂。(A) Epoxy resin.

(B)硬化剤。(B) Hardening agent.

(C)つぎの弐で示されるシリコーンパウダー 〇 (RSi03y□)、l 〔但し、Rは一価の有機基である。〕 (D)エポキシ基、アミノ基、水酸基、メルカプト基お
よびカルボキシル基からな る群から選ばれた少なくとも一つの官 能基を有するシリコーンオイル。
(C) Silicone powder represented by the following 2 〇(RSi03y□), l [However, R is a monovalent organic group. (D) A silicone oil having at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, and a carboxyl group.

すなわち、本発明者らは、半導体装置の捺印性を阻害す
ることなく低応力性の向上を図るために、特にエポキシ
樹脂組成物に使用するシリコーン系材料を中心に一連の
研究を重ねた結果、一般式(RSiO37□)、、で示
されるシリコーンパウダーと、特定のシリコーンオイル
を併用すると、所期の目的を達成しうろことを見いだし
この発明に到達したのである。
In other words, the present inventors have conducted a series of studies focusing on silicone-based materials used in epoxy resin compositions in order to improve the low stress properties of semiconductor devices without impeding the marking properties. This invention was achieved by discovering that the desired objective could be achieved by using a silicone powder represented by the general formula (RSiO37□) in combination with a specific silicone oil.

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂
(A成分)と、硬化剤(B成分)と、上記一般式で示さ
れるシリコーンパウダー(C成分)と、特定のシリコー
ンオイル(D成分)とを用いて得られるものであって、
通常、粉末状もしくはそれを打錠したタブレット状にな
っている。
The epoxy resin composition used in this invention contains an epoxy resin (component A), a curing agent (component B), a silicone powder represented by the above general formula (component C), and a specific silicone oil (component D). which can be obtained by using
It is usually in the form of powder or compressed tablets.

このようなエポキシ樹脂組成物は、特に上記C成分の使
用により、低応力性、捺印性および耐湿性に優れたプラ
スチックパッケージになりうるちのであり、信頼度の高
い半導体装置を実現しうるのである。
Such an epoxy resin composition can be made into a plastic package with excellent low stress properties, imprintability, and moisture resistance, especially by using the above-mentioned component C, and it is possible to realize a highly reliable semiconductor device. .

上記エポキシ樹脂組成物のA成分となるエポキシ樹脂は
、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ化
合物であれば特に制限するものではない。すなわち、従
来から半導体装置の封止樹脂として用いられている各種
のエポキシ樹脂が好適であり、その他、ビスフェノール
Aのジグリシジルエーテルやその多量体であるエピビス
型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、し
  ′ゾルシン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等
も好適なエポキシ樹脂として使用可能である。
The epoxy resin serving as component A of the epoxy resin composition is not particularly limited as long as it is an epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule. That is, various epoxy resins conventionally used as encapsulating resins for semiconductor devices are suitable, and in addition, diglycidyl ether of bisphenol A, epibis type epoxy resin which is a polymer thereof, bisphenol F type epoxy resin, etc. 'Sorcine type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, etc. can also be used as suitable epoxy resins.

ノボラック型エポキシ樹脂としては、通常エポキシ当量
160〜250.軟化点50〜130℃のものが用いら
れ、このうち、タレヅールノボラック型エポキシ樹脂と
しては、エポキシ当量180〜210.軟化点60〜1
)0℃のものが一般に用いられる。また、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量160
〜200°C1軟化点60〜1)0℃のものが一般に用
いられる。
The novolac type epoxy resin usually has an epoxy equivalent of 160 to 250. Those having a softening point of 50 to 130°C are used, and among these, Taredur novolak type epoxy resin has an epoxy equivalent of 180 to 210°C. Softening point 60-1
) 0°C is generally used. In addition, as a phenol novolak type epoxy resin, the epoxy equivalent is 160
~200°C1 Softening point 60~1)0°C is generally used.

上記エポキシ樹脂と共に用いられるB成分の硬化剤とし
てはノボラック型フェノール樹脂、酸無水物またはアミ
ンを好適な例としてあげることができ、これらは単独で
、あるいは併用して使用できる。
Preferred examples of the curing agent for component B used with the epoxy resin include novolac type phenolic resins, acid anhydrides, and amines, and these can be used alone or in combination.

上記ノボラック型フェノール樹脂としては、フェノール
、クレゾール、ビスフェノールA等のフェノール類とホ
ルアルデヒド等のアルデヒド類を酸性触媒下で縮合する
ことにより得られるフェノールノボラック樹脂、クレゾ
ールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂
等をあげることができ、特に軟化点50−130℃のも
のが好ましい。
Examples of the above-mentioned novolac type phenolic resins include phenol novolac resins, cresol novolak resins, bisphenol A novolac resins, etc., which are obtained by condensing phenols such as phenol, cresol, and bisphenol A with aldehydes such as formaldehyde under an acidic catalyst. Among them, those having a softening point of 50 to 130°C are particularly preferred.

上記酸無水物としては、無水フタル酸、無水マレイン酸
、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロ
フタル酸、無水トリメリット酸、無水メチルエンドメチ
レンテトラヒドロフタル酸、シクロヘキサン−1,2−
ジカルボン酸無水物、シクロヘキサン−3,4−ジカル
ボン酸無水物、トリメリット酸無水物のエチレングリコ
ールエステル等をあげることができる。
Examples of the acid anhydrides include phthalic anhydride, maleic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, methylendomethylenetetrahydrophthalic anhydride, and cyclohexane-1,2-
Examples include dicarboxylic anhydride, cyclohexane-3,4-dicarboxylic anhydride, and ethylene glycol ester of trimellitic anhydride.

またアミンとしては、m−フェニレンジアミン、p−フ
ェニレンジアミン、4.4° −ジアミノジフェニルメ
タン、4,4゛ −ジアミノジフェニルスルフィド、1
.5−ジアミノナフタリン、2.4−ビス(β−アミノ
−1−ブチル)トルエン、ビス(p−β−アミノ−1−
ブチルフェニル)エーテル、ビス(p−β−メチル−〇
−アミノフェニル)ベンゼン、■、3−ジアミノー4−
イソプロピルベンゼン、m−キシリレンジアミン、p−
キシリレンジアミン、2.4−ジアミノトルエン、2,
6−ジアミノトルエン、ビス(4−アミノシクロヘキシ
ル)メタン、3−メチルへブタメチレンジアミン、4,
4−ジメチルへブタメチレンジアミン、オクタメチレン
ジアミン、2,5−ジメチルへキサメチレンジアミン、
2,5−ジメチルへブタメチレンジアミン、3−メチル
へブタメチレンジアミン、1,4−シクロヘキサンジア
ミン等をあげることができる。
The amines include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4.4°-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 1
.. 5-diaminonaphthalene, 2,4-bis(β-amino-1-butyl)toluene, bis(p-β-amino-1-
butylphenyl) ether, bis(p-β-methyl-〇-aminophenyl)benzene, ■, 3-diamino-4-
Isopropylbenzene, m-xylylenediamine, p-
xylylene diamine, 2,4-diaminotoluene, 2,
6-diaminotoluene, bis(4-aminocyclohexyl)methane, 3-methylhebutamethylenediamine, 4,
4-dimethylhexamethylenediamine, octamethylenediamine, 2,5-dimethylhexamethylenediamine,
Examples include 2,5-dimethylhbutamethylenediamine, 3-methylhbutamethylenediamine, and 1,4-cyclohexanediamine.

この発明に用いるC成分のシリコーンパウダーは、従来
知られている線状高分子、あるいはゴム状であるシリコ
ーンゴム、さらにはシリコーンオイル等のシリコーン化
合物とは異なり、一般式(RSiO*z□)、、で示さ
れるところの、緻密な三次元網目構造を有するオルガノ
ポリシロキサンの粉体である。すなわち、このシリコー
ンパウダーは、例えば下記の構造 (以下余白) を有し、点線で囲まれた部分を繰り返し単位とするもの
である。
The silicone powder of component C used in this invention differs from conventionally known linear polymers, rubber-like silicone rubbers, and silicone compounds such as silicone oil, and has the general formula (RSiO*z□), It is an organopolysiloxane powder having a dense three-dimensional network structure as shown in . That is, this silicone powder has, for example, the following structure (hereinafter referred to as a blank space), and the portion surrounded by dotted lines is a repeating unit.

このシリコーンパウダーは、粒径が小さければ小さい程
耐熱衝撃性および残留応力の低下に対してより好ましい
効果を与えるため、この観点から少なくとも200μm
以下の粒径のものを使用することが好ましい。特に、こ
のことは、この発明のエポキシ樹脂組成物をトランスフ
ァーモールドに供する場合におけるゲート詰まり等の問
題の点からもいいうろことであり、粒径は小さければ小
さい程よい。
This silicone powder has a particle diameter of at least 200 μm, since the smaller the particle size, the more favorable effect it has on thermal shock resistance and reduction of residual stress.
It is preferable to use particles with the following particle sizes. In particular, this is true in view of problems such as gate clogging when the epoxy resin composition of the present invention is used in a transfer mold, and the smaller the particle size, the better.

また、このシリコーンパウダーの粒子形状は球状である
方が分散性に優れ、前記半導体装置の耐熱衝撃性および
残留応力の低下に対しより有効性をもつため好ましい。
Further, it is preferable that the particle shape of the silicone powder is spherical because it has excellent dispersibility and is more effective in reducing the thermal shock resistance and residual stress of the semiconductor device.

なお、前記のシリコーンパウダーの式において、すでに
述べたようにRは一価の有機基であるが、それを具体的
に例示すると、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、シクロアルキル基等のアルキル基、ビニル基、ア
リル基等のアルケニル基、フェニル基、キシリル基等の
アリール基、フェニルエチル基等のアラルキル基、ある
いはエポキシ基、アミン基、水酸基、カルボキシル基、
カルボン酸エステル基もしくはメルカプト基を有する一
価の有機置換基があげられる。
In the formula of the silicone powder, R is a monovalent organic group as mentioned above, and specific examples thereof include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, cycloalkyl group, etc. Alkyl groups, vinyl groups, alkenyl groups such as allyl groups, aryl groups such as phenyl groups, xylyl groups, aralkyl groups such as phenylethyl groups, or epoxy groups, amine groups, hydroxyl groups, carboxyl groups,
Examples include monovalent organic substituents having a carboxylic acid ester group or a mercapto group.

この発明に用いるシリコーンパウダーは、Rが上記有機
基のいずれか1種のみであるホモポリマーによるもので
あっても、またRが上記有機置換基の2種以上であるコ
ポリマーによるものであってもよい。
The silicone powder used in this invention may be a homopolymer in which R is only one of the above organic groups, or a copolymer in which R is two or more of the above organic substituents. good.

また、この発明に用いるD成分のシリコーンオイルは、
エポキシ樹脂、硬化剤のような樹脂系の変性剤としての
作用を有するものであってエポキシ基、アミノ基、水酸
基、メルカプト基、カルボキシル基からなる群から選ば
れた少なくとも一つの官能基を有するシリコーンオイル
より構成される。このオイルは単独で用いてもよいし、
数種を併用してもよい。そして、官能基以外の部分の化
学構造は、ポリジメチルシロキサンが好ましいが、一部
がメチル基に代えてフェニル基で置換されていてもよい
In addition, the silicone oil of component D used in this invention is:
A silicone that acts as a modifier for resin systems such as epoxy resins and curing agents and has at least one functional group selected from the group consisting of epoxy groups, amino groups, hydroxyl groups, mercapto groups, and carboxyl groups. Composed of oil. This oil can be used alone or
Several types may be used in combination. The chemical structure of the parts other than the functional groups is preferably polydimethylsiloxane, but a part thereof may be substituted with a phenyl group instead of a methyl group.

上記官能基は、シリコーン分子末端に結合していても、
側鎖として結合していてもよい。
Even if the above functional group is bonded to the end of the silicone molecule,
It may be bonded as a side chain.

このようなシリコーンオイルの分子量は、100以上1
ooooo以下が好ましい。すなわち、分子量が100
未満ではシリコーン分子が、硬化樹脂の骨格の可塑剤と
して作用して半導体装置の信頼性を低下させ、逆に、分
子量が100000を超えると、シリコーン分子が樹脂
系に対して親和性を示さず、実質的に樹脂系と化学反応
、すなわち、変性することが困難となり、この発明の効
果が小さくなる。
The molecular weight of such silicone oil is 100 or more.
It is preferably less than ooooo. That is, the molecular weight is 100
If the molecular weight is less than 100,000, the silicone molecules act as a plasticizer for the skeleton of the cured resin, reducing the reliability of the semiconductor device, and conversely, if the molecular weight exceeds 100,000, the silicone molecules have no affinity for the resin system. Substantially, it becomes difficult to chemically react with the resin system, that is, to modify it, and the effect of the present invention is reduced.

また、官能基当たりの当量は100以上100000以
下であることが好ましい。これは上記と同じ理由による
ものである。
Further, the equivalent weight per functional group is preferably 100 or more and 100,000 or less. This is for the same reason as above.

なお、この発明のシリコーンオイルは予めA成分である
°エポキシ樹脂およびB成分である硬化剤の少なくとも
一方と反応させてから他の原料と混合することが好まし
い。
Note that it is preferable that the silicone oil of the present invention is reacted with at least one of the epoxy resin (A component) and the curing agent (B component) in advance, and then mixed with other raw materials.

また、この発明では、上記A成分、B成分、C成分およ
びD成分以外に必要に応じて硬化促進剤、充填剤、離型
剤等のその他の原料を用いることができる。硬化促進剤
としては、フェノール硬化エポキシ樹脂の硬化反応の触
媒となるものは全て用いることができ、例えば、2,4
.6−1−リ (ジメチルアミノメチル)フェノール、
2−メチルイミダゾール、トリフェニルホスフィン等を
あげることができる。充填剤としては、石英ガラス粉珪
石粉、タルク等を用いることができる。離型剤としては
、従来公知のステアリン酸、パルミチン酸等の長鎖カル
ボン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等
の長鎖カルボン酸の金属塩、カルナバワックス、エステ
ル系ワックス類等を用いることができる。
Moreover, in this invention, other raw materials such as a curing accelerator, a filler, a mold release agent, etc. can be used as necessary in addition to the above-mentioned components A, B, C, and D. As the curing accelerator, any catalyst for the curing reaction of the phenol-cured epoxy resin can be used; for example, 2,4
.. 6-1-li (dimethylaminomethyl)phenol,
Examples include 2-methylimidazole and triphenylphosphine. As the filler, quartz glass powder, silica stone powder, talc, etc. can be used. As the mold release agent, conventionally known long chain carboxylic acids such as stearic acid and palmitic acid, metal salts of long chain carboxylic acids such as zinc stearate and calcium stearate, carnauba wax, ester waxes, etc. can be used. .

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、例えばB成分
である硬化促進剤としてノボラック型フェノール樹脂あ
るいは酸無水物を用いた場合、つぎのようにして製造す
ることができる。すなわち、まず前記エポキシ樹脂(A
成分)と硬化剤(B成分)の少なくとも一方をシリコー
ンオイル(D成分)で変性し、この変性物とシリコーン
パウダー (C成分)および必要に応じて硬化促進剤、
離型剤、充填剤等のその他の原料を混合し、80〜12
0℃で数分間混練することにより製造することができる
。なお、硬化促進剤を用いる場合には、通常、得られる
エポキシ樹脂組成物の150℃でのゲル化時間が30〜
90秒となるようにその添加量を調整して使用すること
が行われる。一方、硬化剤としてアミン系硬化剤を用い
たときは、シリコーンパウダーをエポキシ樹脂あるいは
該硬化剤と前もって溶融混練後、微粉砕しておき、全成
分をトライブレンドするのが好ましい。
The epoxy resin composition used in the present invention can be produced as follows, for example, when a novolac type phenol resin or an acid anhydride is used as the curing accelerator, which is component B. That is, first, the epoxy resin (A
At least one of component) and curing agent (component B) is modified with silicone oil (component D), and this modified product and silicone powder (component C) and, if necessary, a curing accelerator,
Mix other raw materials such as mold release agent and filler, and
It can be produced by kneading for several minutes at 0°C. In addition, when a curing accelerator is used, the gelation time of the resulting epoxy resin composition at 150°C is usually 30 to 30°C.
The amount of addition is adjusted and used so that the time is 90 seconds. On the other hand, when an amine type curing agent is used as the curing agent, it is preferable to melt-knead the silicone powder with the epoxy resin or the curing agent in advance, pulverize it, and tri-blend all the components.

この発明において、上記硬化剤(B成分)の含有量は、
エポキシ樹脂(A成分)を硬化させることができる充分
な量、すなわち、前記エポキシ樹脂の1エポキシ当量当
たり、0.4〜2.0当量、好ましくは0.6〜1.5
当量用いることが好ましい。
In this invention, the content of the curing agent (component B) is as follows:
A sufficient amount to cure the epoxy resin (component A), that is, 0.4 to 2.0 equivalents, preferably 0.6 to 1.5 equivalents per 1 epoxy equivalent of the epoxy resin.
It is preferred to use equivalent amounts.

より具体的には、前記エポキシ樹脂の1エポキシ当量に
対して硬化剤としてノボラック型フェノール樹脂を用い
た場合には、0.5〜2.0当量、好ましくは0.8〜
1.5当量、また硬化剤として酸無水物を使用した場合
では0.4〜1.2当量、好ましくは0.6〜1.0当
量、さらに硬化剤としてアミンを用いた場合には0.5
〜2.0当量、好ましくは0゜8〜1.5当量とするこ
とが望ましい。
More specifically, when a novolac type phenol resin is used as a curing agent per 1 epoxy equivalent of the epoxy resin, it is 0.5 to 2.0 equivalent, preferably 0.8 to 2.0 equivalent.
1.5 equivalents, or 0.4 to 1.2 equivalents when an acid anhydride is used as a curing agent, preferably 0.6 to 1.0 equivalents, and 0.4 to 1.0 equivalents when an amine is used as a curing agent. 5
It is desirable to set the amount to 2.0 equivalents, preferably 0.8 to 1.5 equivalents.

また、シリコーンパウダー(C成分)の含有量は、エポ
キシ樹脂組成物全体に対して2重世%(以下「%」と略
す)以上で、かつ無機成分と合わせた添加量が80%以
下になることが好ましい。
In addition, the content of silicone powder (component C) is at least 2% (hereinafter abbreviated as "%") based on the entire epoxy resin composition, and the amount added together with the inorganic components is 80% or less. It is preferable.

すなわち、2%未満では低応力性を改良するためにシリ
コーンオイルを多く添加しなければならなくなり得られ
る半導体装置の捺印性が悪くなるからである。また、シ
リコーンパウダーと無機成分の合計添加量が80%を超
えると封止樹脂組成物の分散性や流動性に問題が生じ、
得られる半導体装置が封止樹脂未充填のため欠陥品とな
るからである。
That is, if it is less than 2%, it is necessary to add a large amount of silicone oil to improve low stress properties, resulting in poor marking properties of the resulting semiconductor device. In addition, if the total amount of silicone powder and inorganic components added exceeds 80%, problems will occur with the dispersibility and fluidity of the sealing resin composition.
This is because the resulting semiconductor device is defective because it is not filled with the sealing resin.

さらに、シリコーンオイル(D成分)の含有量は、硬化
促進剤や充填剤等の添加成分を除いたエポキシ樹脂組成
物(A成分子B成分十〇成分十〇成分)に対して15%
以下とすることが好ましい。15%を超えると、得られ
る半導体装置の捺印性に問題が生じやすいからである。
Furthermore, the content of silicone oil (D component) is 15% of the epoxy resin composition (A component, B component 10 components, 10 components) excluding additive components such as curing accelerators and fillers.
The following is preferable. This is because if it exceeds 15%, problems tend to occur in the stampability of the resulting semiconductor device.

このようなエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の
封止は特に限定するものではなく、通常の方法、例えば
トランスファー成形等の公知のモールド方法により行う
ことができる。
Sealing of a semiconductor element using such an epoxy resin composition is not particularly limited, and can be performed by a conventional method, for example, a known molding method such as transfer molding.

このようにして得られる半導体装置は、極めて低応力性
、捺印性、耐湿性に優れている。
The semiconductor device obtained in this way has extremely low stress properties, excellent marking properties, and moisture resistance.

C発明の効果〕 以上のように、この発明の半導体装置は、シリコーンパ
ウダー(C成分)とシリコーンオイル(D成分)を含む
特殊なエポキシ樹脂組成物を用いて封止されており、そ
の封止プラスチックバフケージが、従来のエポキシ樹脂
組成物製のものとは異なるため、捺印性を確保したまま
で低応力化が実現されており、耐湿性に優れ、信顛度が
高(なっている。特に、上記特殊なエポキシ樹脂組成物
による封正により、超LSI等の封正に充分対応でき、
素子サイズが161)1)2以上の大形半導体装置にお
いて、上記のような高信頼度が得られるようになるので
あり、これが最大の特徴である。
Effects of Invention C] As described above, the semiconductor device of the present invention is encapsulated using a special epoxy resin composition containing silicone powder (component C) and silicone oil (component D). Since the plastic buff cage is different from conventional ones made of epoxy resin compositions, it achieves low stress while maintaining sealability, has excellent moisture resistance, and has high reliability. In particular, the special epoxy resin composition mentioned above can be used to encapsulate very large scale integrated circuits (VLSI), etc.
In a large semiconductor device with an element size of 161)1)2 or more, the above-mentioned high reliability can be obtained, and this is the greatest feature.

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

まず、つぎのようにしてエポキシ樹脂組成物をつくった
First, an epoxy resin composition was prepared as follows.

〔実施例1〕 攪拌機付セパラブルフラスコ中で0−クレゾールノボラ
ックエポキシ樹脂(エポキシ当量220、軟化点80℃
)56重量部(以下「部」と略す)を加熱溶融し、この
中に両末端アミノプロピルポリジメチルシロキサン(ア
ミン当量10000)15部を投入し、170℃で4時
間攪拌用合した。得られた変性物の全量とフェノールノ
ボラックエポキシ樹脂(水酸基当量1)0.軟化点80
℃)28部、  (Ctl+Si:+z□)、%で表さ
れるオルガノシリコーンパウダー(平均粒径50μ)5
0部、溶融性シリカ粉末345部、シランカップリング
剤(日本ユニカー社製、A−186)2部、カーボンブ
ラック2部、硬化促進剤(2,4,6−ドリスジメチル
アミノメチルフエノール)0.45部および離型剤カル
ナバワックス2.5部を80〜100℃の熱ロールで3
分間溶融混練して冷却したのち粉砕し、10メツシュパ
ス粉体とし、半導体素子封止用のエポキシ樹脂組成物を
得た。
[Example 1] 0-Cresol novolak epoxy resin (epoxy equivalent: 220, softening point: 80°C) in a separable flask with a stirrer
) 56 parts by weight (hereinafter abbreviated as "parts") was heated and melted, and 15 parts of aminopropyl polydimethylsiloxane having both ends (amine equivalent: 10,000) were added thereto, and the mixture was stirred at 170° C. for 4 hours. The total amount of the obtained modified product and the phenol novolac epoxy resin (hydroxyl group equivalent: 1) 0. Softening point 80
℃) 28 parts, (Ctl+Si:+z□), organosilicone powder expressed as % (average particle size 50μ) 5
0 parts, 345 parts of fusible silica powder, 2 parts of silane coupling agent (manufactured by Nihon Unicar Co., Ltd., A-186), 2 parts of carbon black, 0 parts of curing accelerator (2,4,6-dorisdimethylaminomethylphenol). 45 parts of mold release agent carnauba wax and 2.5 parts of carnauba wax were heated to 80 to 100°C.
The mixture was melt-kneaded for a minute, cooled, and then ground to obtain a 10-mesh pass powder to obtain an epoxy resin composition for encapsulating semiconductor devices.

〔実施例2. 4. 6] 後記の第1表に示す配合で各原料を用い、シリコーンパ
ウダーとシリコーンオイルの種類を代えた。それ以外は
全て実施例1と同様にして目的とするエポキシ樹脂組成
物を得た。なお、用いたシリコーンパウダーの種類を第
2表に、シリコーンオイルの種類を第3表に示した。
[Example 2. 4. 6] Each raw material was used in the formulation shown in Table 1 below, and the types of silicone powder and silicone oil were changed. The intended epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 in all other respects. The types of silicone powders used are shown in Table 2, and the types of silicone oils used are shown in Table 3.

C実施例3,5、比較例1〜3〕 第1表に示す量のフェノール樹脂およびシリコーンオイ
ルを攪拌機付セパラブルフラスコ中で溶融混合し、この
中に第1表に示す量の硬化促進剤を添加し、170℃で
4時間攪拌混合した。得られた変性物の全量と第1表に
示す他の原料を80〜100℃の熱ロールで3分間溶融
混練して冷却したのち粉砕し、10メツシュパス粉体と
し、半導体素子封止用のエポキシ樹脂組成物を得た。用
いたシリコーンパウダーとシリコーンオイルの種類を第
2表、第3表に示した。
C Examples 3 and 5, Comparative Examples 1 to 3] The amounts of phenolic resin and silicone oil shown in Table 1 were melted and mixed in a separable flask with a stirrer, and the curing accelerator was added in the amount shown in Table 1. was added and stirred and mixed at 170°C for 4 hours. The entire amount of the obtained modified product and the other raw materials shown in Table 1 are melt-kneaded for 3 minutes with heated rolls at 80 to 100°C, cooled, and then ground to obtain a 10-mesh pass powder. A resin composition was obtained. The types of silicone powder and silicone oil used are shown in Tables 2 and 3.

(以下余白) 第  1  表 (以下余白) 第  2  表 (以下余白) 第  3  表 (以下余白) つぎに、以上の実施例および比較例によって得られた粉
末状のエポキシ樹脂組成物を用い、充填性と捺印性を調
べるため、48個取り金型で42ピンDIPを成形した
。モールドは、低圧トランスファー成形法を用いた。す
なわち、高周波加熱装置を用いて90℃に予め熱したタ
ブレットを175℃の金型に設定注入時間20秒で注入
し、成形時間2分で成形した。
(Hereafter the margin) Table 1 (Hereafter the margin) Table 2 (Hereafter the margin) Table 3 (Hereafter the margin) Next, using the powdered epoxy resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples, filling was carried out. In order to examine the properties and marking properties, a 42-pin DIP was molded using a 48-cavity mold. The mold used a low pressure transfer molding method. That is, a tablet preheated to 90° C. using a high-frequency heating device was injected into a mold at 175° C. for a set injection time of 20 seconds, and molded for a molding time of 2 minutes.

このようにして得られた42ピンDIPの成形物表面に
ボンマークC2Mを捺印し、175℃で5時間ポストキ
ュアしたのち、トリクロロエチレンをしみ込ませた綿棒
で荷重500gをかけ、完全に消えるまでの往復回数を
求めて評価した。
Bonmark C2M was stamped on the surface of the 42-pin DIP molded product obtained in this way, and after post-curing at 175°C for 5 hours, a load of 500 g was applied with a cotton swab soaked in trichlorethylene, and the number of reciprocations was repeated until it disappeared completely. was determined and evaluated.

耐熱衝撃試験は、耐熱衝撃試験用素子を同様にしてモー
ルドしたのち175°Cで5時間ポストキュアしたもの
を40個用意した。この試料を150℃と一80℃のシ
リコ“−ンオイルに5分間ごとに交互に浸漬することを
500サイクル行い、その後パッケージを発煙硝酸によ
って加熱溶解除去し、素子表面の保護膜である窒化珪素
膜にクラックの認められたものの個数を求めて評価した
。その結果を下記の第4表に示した。
For the thermal shock test, 40 elements for the thermal shock test were molded in the same manner and post-cured at 175°C for 5 hours. This sample was immersed in silicone oil at 150°C and -80°C alternately for 5 minutes for 500 cycles, and then the package was heated and dissolved with fuming nitric acid to remove the silicon nitride film, which is a protective film on the element surface. The number of cracks observed was determined and evaluated.The results are shown in Table 4 below.

第4表の結果から、実施測高は耐熱衝撃性、充填性、捺
印性の全てに優れており、バランスのとれた信頼性の高
い半導体装置を実現しうろことがわかる。
From the results in Table 4, it can be seen that the height measurements performed were excellent in all of thermal shock resistance, filling properties, and marking properties, and a well-balanced and highly reliable semiconductor device could be realized.

これに対し、比較別品は、シリコーンパウダーを入れな
いものは捺印性が悪く、シリコーンオイルを入れないも
のは充填性が悪く、両方とも入れないものは耐熱衝撃性
が悪い。
On the other hand, as for comparative products, those without silicone powder have poor marking properties, those without silicone oil have poor filling properties, and those without both have poor thermal shock resistance.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記の(A)〜(D)成分を含有するエポキシ樹
脂組成物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装置
。 (A)エポキシ樹脂。 (B)硬化剤。 (C)つぎの式で示されるシリコーンパウダー。 (RSiO_3_/_2)_n 〔但し、Rは一価の有機基である、〕 (D)エポキシ基、アミノ基、水酸基、メルカプト基お
よびカルボキシル基からな る群から選ばれた少なくとも一つの官 能基を有するシリコーンオイル。
(1) A semiconductor device in which a semiconductor element is sealed using an epoxy resin composition containing the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) Hardening agent. (C) Silicone powder represented by the following formula. (RSiO_3_/_2)_n [However, R is a monovalent organic group] (D) Contains at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an amino group, a hydroxyl group, a mercapto group, and a carboxyl group silicone oil.
JP60269131A 1985-11-28 1985-11-28 Semiconductor device Expired - Lifetime JPH0682764B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60269131A JPH0682764B2 (en) 1985-11-28 1985-11-28 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60269131A JPH0682764B2 (en) 1985-11-28 1985-11-28 Semiconductor device

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7294490A Division JP2710921B2 (en) 1995-11-13 1995-11-13 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62128162A true JPS62128162A (en) 1987-06-10
JPH0682764B2 JPH0682764B2 (en) 1994-10-19

Family

ID=17468122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60269131A Expired - Lifetime JPH0682764B2 (en) 1985-11-28 1985-11-28 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0682764B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277697A (en) * 2002-10-07 2004-10-07 General Electric Co <Ge> Epoxy resin composition, solid element encapsulated with this composition, and method
JP2005171166A (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Sanyo Chem Ind Ltd Casting resin composition
JP2005171445A (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Kinyosha Co Ltd Resin roll for calendering
US10590319B2 (en) 2015-08-03 2020-03-17 Namics Corporation High performance, thermally conductive surface mount (die attach) adhesives

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5681333A (en) * 1979-12-05 1981-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Epoxy resin composition
JPS56129246A (en) * 1980-03-17 1981-10-09 Shin Etsu Chem Co Ltd Epoxy resin composition
JPS5756954A (en) * 1980-09-22 1982-04-05 Hitachi Ltd Resin-sealed electronic parts
JPS5869244A (en) * 1981-10-21 1983-04-25 Toray Silicone Co Ltd Epoxy resin composition for molding
JPS59129252A (en) * 1983-01-14 1984-07-25 Matsushita Electric Works Ltd Epoxy resin molding material
JPS6058425A (en) * 1983-09-07 1985-04-04 Hitachi Chem Co Ltd Epoxy resin composition
JPS6250325A (en) * 1985-08-29 1987-03-05 Hitachi Chem Co Ltd Epoxy molding material for sealing electronic component

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5681333A (en) * 1979-12-05 1981-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Epoxy resin composition
JPS56129246A (en) * 1980-03-17 1981-10-09 Shin Etsu Chem Co Ltd Epoxy resin composition
JPS5756954A (en) * 1980-09-22 1982-04-05 Hitachi Ltd Resin-sealed electronic parts
JPS5869244A (en) * 1981-10-21 1983-04-25 Toray Silicone Co Ltd Epoxy resin composition for molding
JPS59129252A (en) * 1983-01-14 1984-07-25 Matsushita Electric Works Ltd Epoxy resin molding material
JPS6058425A (en) * 1983-09-07 1985-04-04 Hitachi Chem Co Ltd Epoxy resin composition
JPS6250325A (en) * 1985-08-29 1987-03-05 Hitachi Chem Co Ltd Epoxy molding material for sealing electronic component

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277697A (en) * 2002-10-07 2004-10-07 General Electric Co <Ge> Epoxy resin composition, solid element encapsulated with this composition, and method
JP2005171166A (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Sanyo Chem Ind Ltd Casting resin composition
JP2005171445A (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Kinyosha Co Ltd Resin roll for calendering
US10590319B2 (en) 2015-08-03 2020-03-17 Namics Corporation High performance, thermally conductive surface mount (die attach) adhesives

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0682764B2 (en) 1994-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0329259B2 (en)
EP0384774A2 (en) Semiconductor device encapsulant
JPS62128162A (en) Semiconductor device
JPH0747622B2 (en) Epoxy resin composition and cured product thereof
JP2710921B2 (en) Semiconductor device
JPS6326128B2 (en)
JPS6262811A (en) Epoxy resin composition for sealing semiconductor
JP2792395B2 (en) Curing agent for epoxy resin, epoxy resin composition, and semiconductor device
JPH03411B2 (en)
JPH02133947A (en) Semiconductor device
JPS6345843A (en) Semiconductor device
JP2643706B2 (en) Thermosetting resin composition and semiconductor device
JP2641277B2 (en) Epoxy resin composition
KR100587453B1 (en) Epoxy Resin Compositions for Sealing Semiconductor and Semiconductor Devices
KR100364227B1 (en) Epoxy resin composition for sealing of semiconductor device
JP2716962B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JPH08134330A (en) Epoxy resin composition for sealing tab and tab device
JPH10176099A (en) Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor device by using the same
JP2635621B2 (en) Resin composition for semiconductor device encapsulation
JP2523669B2 (en) Semiconductor device
JP2751786B2 (en) Curing agent for epoxy resin, epoxy resin composition, and semiconductor device
JPH0697324A (en) Resin-sealed semiconductor device
JP2658750B2 (en) Thermosetting resin composition and semiconductor device
WO2005054331A1 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device using the same
JPH05105739A (en) Resin composition for sealing semiconductor

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term