JPS62210655A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS62210655A
JPS62210655A JP61053282A JP5328286A JPS62210655A JP S62210655 A JPS62210655 A JP S62210655A JP 61053282 A JP61053282 A JP 61053282A JP 5328286 A JP5328286 A JP 5328286A JP S62210655 A JPS62210655 A JP S62210655A
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JP
Japan
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epoxy resin
silica
epoxy
molecule
resin composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP61053282A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Nakamura
吉伸 中村
Tsunetaka Matsumoto
松本 恒隆
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 JP61053282A priority Critical patent/JPS62210655A/en
Publication of JPS62210655A publication Critical patent/JPS62210655A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01L23/295Organic, e.g. plastic containing a filler
    • 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
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Abstract

PURPOSE:To obtain a device characterized by high moisture resisting reliability, excellent electric characteristic, high heat resisting reliability and less internal stress, by using an epoxy resin composition including a specified components. CONSTITUTION:An epoxy resin composition used for sealing is composed of the following materials: epoxy resin; phenol resin; and a remaining heterocyclic compound group, in which both ends of a molecule chain have at least two second-class amino group in a molecule. The composition is obtained by using a silica filler and the like, whose surface of a particle is covered with a coating layer. Its main part is an additive reaction product comprising the following materials: polydimethyl siloxane oligomer, in which the chain part of a molecule chain is coupled with nitrogen of the second-class amino group of any of the remaining end group; and a compound, which has at least two epoxy group in the molecule. Thus the highly reliable semiconductor, in which internal stress is decreased and the amount of a hardening accelerator is largely decreased or made to be zero, is obtained.

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、
耐透湿性にも優れているため、温度、湿度に対して強く
、しが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。しかしながら、半導体分野の技術革新
によって集積度の向上とともに素子サイズの大形化、配
線の微細化が進み、パッケージも小形化、薄形化する傾
向にあり、これに伴って封止材料に対してより以上の信
頼性(得られる半導体装置の内部応力、耐湿信頼性、耐
衝撃信頼性、耐熱信頼性等)の向上が要望されている。
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 permeability, so it is resistant to temperature and humidity, and because 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. However, due to technological innovation in the semiconductor field, the degree of integration has increased, element sizes have become larger, and interconnects have become finer, and packages are also becoming smaller and thinner. There is a demand for further improvement in reliability (internal stress, moisture resistance reliability, shock resistance reliability, heat resistance reliability, etc. of the obtained semiconductor device).

特に半導体封止に用いるエポキシ樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂、硬化剤であるフェノール樹脂およびこの両者の
反応を促進させる硬化促進剤(主に三級アミン類)を主
要成分とするものであるが、三級アミン類である硬化促
進剤は、エポキシ樹脂硬化物内でフリーに存在し、高温
になると移動しやすく、エポキシ樹脂硬化物の電気特性
(特に電気絶縁性)、耐湿性を著しく低下させ、それに
よって半導体装置の電気特性および耐湿信頼性が低下す
るため、その改善が望まれている。
In particular, epoxy resin compositions used for semiconductor encapsulation consist of an epoxy resin, a phenol resin as a curing agent, and a curing accelerator (mainly tertiary amines) that accelerates the reaction between the two. Curing accelerators, which are tertiary amines, exist freely in cured epoxy resins and are easily mobile at high temperatures, significantly reducing the electrical properties (especially electrical insulation) and moisture resistance of cured epoxy resins. This deteriorates the electrical characteristics and moisture resistance reliability of the semiconductor device, and therefore improvements are desired.

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

上記のように、これまでの封止用エポキシ樹脂組成物中
には、かなり多量の硬化促進剤が存在し2電気特性、耐
湿性の低下を招いていたのであるが、それと同時に上記
エポキシ樹脂組成物は硬化温度から室温に冷却する過程
で、収縮に基づくかなりの内部応力を発生し、それによ
り半導体素子に損傷が生じたり、断線が生じたりする等
の問題が生じていた。この内部応力低減のために、ゴム
粒子の添加、液状エラストマーによる変性等が行われて
きたが、エポキシ樹脂マトリックス中に、かかるゴム粒
子のドメインが多量に存在することによりエポキシ樹脂
組成物の流動性が減じる等の欠点も併発した。また、か
なり多量に存在する硬化促進剤は、上記のようにエポキ
シ樹脂硬化物の電気絶縁性に悪影響をおよぼしていた。
As mentioned above, in conventional epoxy resin compositions for sealing, a considerably large amount of curing accelerator was present, leading to a decrease in electrical properties and moisture resistance. In the process of cooling the product from the curing temperature to room temperature, considerable internal stress is generated due to shrinkage, which causes problems such as damage to semiconductor elements and disconnection of wires. In order to reduce this internal stress, addition of rubber particles, modification with liquid elastomers, etc. have been carried out, but the presence of a large amount of domains of such rubber particles in the epoxy resin matrix makes the fluidity of the epoxy resin composition There were also other drawbacks, such as a decrease in Furthermore, the curing accelerator present in a fairly large amount had an adverse effect on the electrical insulation properties of the cured epoxy resin as described above.

このように従来の封止用エポキシ樹脂組成物は、諸特性
がいまひとつ満足しうるちのではなく、それを用いた半
導体装置の信頼性にも限界があり、上記技術革新による
素子サイズの大形化等に対応できるようにより以上の特
性向上が強く望まれている。
In this way, conventional epoxy resin compositions for sealing do not have satisfactory properties, and there are limits to the reliability of semiconductor devices using them. It is strongly desired to improve the characteristics even further in order to be able to cope with the above problems.

このような要請に応える目的で、封止用エポキシ樹脂組
成物中に多量に含有されるシリカを合成ゴムで被覆しこ
の合成ゴム被覆シリカを充填剤として使用する提案がな
された(特開昭60−188418号)。この提案法に
よれば、合成ゴム使用による流動性の低下を抑制しなが
ら、シリカとマトリックス樹脂との界面に存在する合成
ゴム層によって内部応力の低減効果を得ることができる
。しかし、この提案法は、単に内部応力の低減効果を奏
するのみであって、上記硬化促進剤に起因する電気特性
等の改善はなされていす、しかも上記合成ゴム被覆シリ
カの製造上ならびに使用上の制約等の問題を有していた
。すなわち、上記合成ゴムは、シランカップリング剤の
バインダ作用によってシリカの外周に付着されており、
このような構造のものをつくるためには、上記シランカ
ップリング剤としてシリカと合成ゴム双方に反応する官
能基を有するものを使用し、また合成ゴムとしても上記
シランカップリング剤の官能基と反応する官能基を有す
るものを使用する必要がある。
In order to meet these demands, a proposal was made to coat silica, which is contained in a large amount in an epoxy resin composition for sealing, with synthetic rubber and to use this synthetic rubber-coated silica as a filler (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1981). -188418). According to this proposed method, the effect of reducing internal stress can be obtained by the synthetic rubber layer present at the interface between the silica and the matrix resin while suppressing the decrease in fluidity due to the use of synthetic rubber. However, this proposed method only has the effect of reducing internal stress, and does not improve the electrical properties caused by the curing accelerator. There were problems such as restrictions. That is, the synthetic rubber is attached to the outer periphery of the silica by the binder action of the silane coupling agent,
In order to create a product with such a structure, a silane coupling agent that has a functional group that reacts with both silica and synthetic rubber is used, and the synthetic rubber also reacts with the functional group of the silane coupling agent. It is necessary to use a product that has a functional group that can

ところが、上記のような原料は比較的特殊な部類に属す
るものであって使用原料に制約を受けるうえ、それを用
いての合成ゴム被覆シリカの製造は煩雑である。しかも
得られる合成ゴム被覆シリカは上記成分を構成要素とし
ており、広い範囲のエポキシ樹脂組成物に適用できない
という難点を有している。
However, the above-mentioned raw materials belong to a relatively special category, and there are restrictions on the raw materials that can be used, and the production of synthetic rubber-coated silica using them is complicated. Moreover, the resulting synthetic rubber-coated silica contains the above-mentioned components and has the disadvantage that it cannot be applied to a wide range of epoxy resin compositions.

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において、内部応力
を低減させるようにすると同時に、硬化促進剤の量を大
幅に低減あるいは皆無にし優れた信頼性を有する半導体
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 it is possible to reduce the internal stress in the epoxy resin composition used for resin sealing, and at the same time, to significantly reduce or eliminate the amount of curing accelerator, thereby achieving excellent results. The purpose is to provide a reliable semiconductor device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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)、  (B)および(C)成分を含有して
い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。
In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention includes:
A configuration is adopted in which a semiconductor element is sealed using an epoxy resin composition containing the following components (A), (B), and (C).

(A)エポキシ樹脂。(A) Epoxy resin.

(B)フェノール樹脂。(B) Phenol resin.

(C)分子鎖の両末端が、分子内に少なくとも2個の第
二級アミノ基を有する複素 環式化合物残基で構成され、上記分子 鎖の鎖状部分が上記末端残基のいずれ かの第二級アミノ基の窒素と結合して いるポリジメチルシロキサンオリゴマ ーと、分子内に少なくとも2個のエポ キシ基を有する化合物との付加反応生 成物主体の被覆層により粒子表面が被 覆されているシリカ充填剤。
(C) Both ends of the molecular chain are composed of residues of a heterocyclic compound having at least two secondary amino groups in the molecule, and the chain portion of the molecular chain is composed of residues of a heterocyclic compound having at least two secondary amino groups in the molecule, and the chain portion of the molecular chain is Silica filling whose particle surface is coated with a coating layer mainly composed of an addition reaction product of a polydimethylsiloxane oligomer bonded to the nitrogen of a secondary amino group and a compound having at least two epoxy groups in the molecule. agent.

すなわち、この発明は、上記付加反応生成物主体の被覆
層により粒子表面が被覆されているシリカをC成分とし
て使用するものであり、このシリカは上記合成ゴム被覆
シリカのようにバインダを用いて被覆層をシリカ表面に
結合する必要がなく、したがって、原料の選択の自由度
が広く製造が容易であり、またバインダ成分等を含んで
いず広範囲のエポキシ樹脂組成物に適用可能である。そ
の結果、この発明によれば、半導体装置製造に際して工
程の複雑化を招くことがなく、しかも、上記C成分のシ
リカ充填剤の使用により内部応力の低減効果だけでなく
、硬化促進剤の大幅低減ないしは皆無化を実現でき、そ
れによって半導体装置の信頼性の大幅な向上を実現しう
るようになる。
That is, this invention uses silica whose particle surface is coated with a coating layer mainly composed of the above-mentioned addition reaction product as component C, and this silica is coated with a binder like the above-mentioned synthetic rubber-coated silica. There is no need to bond the layer to the silica surface, so there is a wide degree of freedom in selecting raw materials, and manufacturing is easy. Furthermore, it does not contain a binder component and can be applied to a wide range of epoxy resin compositions. As a result, according to the present invention, there is no complication of the process when manufacturing semiconductor devices, and the use of the silica filler as component C not only reduces internal stress but also significantly reduces the amount of curing accelerator. It becomes possible to realize the elimination of such defects, thereby making it possible to significantly improve the reliability of semiconductor devices.

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、フェノール樹脂(B成分)と、分子鎖の
両末端が分子内に少な(とも2個の第二級アミノ基を有
する複素環式化合物残基で構成され上記分子鎖の鎖状部
分が上記末端残基のいずれかの第二級アミノ基の窒素と
結合しているポリジメチルシロキサンオリゴマーと、分
子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物との
付加反応生成物主体の被覆層により粒子表面が被覆され
ているシリカ充填剤(C成分)等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。なお、上記「オリゴマー」とは、
二量体も含む意味で用いている。
The epoxy resin composition used in this invention consists of an epoxy resin (component A), a phenol resin (component B), and a heterocyclic ring in which both ends of the molecular chain have a small number (both have two secondary amino groups) in the molecule. A polydimethylsiloxane oligomer composed of residues of a compound of the formula formula, in which the chain part of the molecular chain is bonded to the nitrogen of any secondary amino group of the terminal residue, and at least two epoxy groups in the molecule. It is obtained using a silica filler (component C) whose particle surface is coated with a coating layer mainly composed of an addition reaction product with a compound having In addition, the above "oligomer" is
The term is used to include dimers.

上記A成分となるエポキシ樹脂は、特に制限するもので
はなく、タレゾールノボラック型、フェノールノボラッ
ク型やビスフェノールA型等、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あげ
られる。これらの樹脂のなかでも、融点が室温を超えて
おり、室温下では固形杖もしくは高粘度の溶液状を呈す
るものを用いることが好結果をもたらす。ノボラック型
エポキシ樹脂としては、通常エポキシ当ff1160〜
250.軟化点50−130’C(7)ものが用いられ
、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、エポ
キシ当ff1180〜21o、軟化点60〜110℃の
ものが一般に用いられる。
The epoxy resin serving as the above A component is not particularly limited, and various epoxy resins conventionally used as encapsulating resins for semiconductor devices can be mentioned, such as Talesol novolac type, phenol novolac type, and bisphenol A type. . Among these resins, those having a melting point above room temperature and exhibiting a solid rod or a highly viscous solution form at room temperature bring about good results. As a novolak type epoxy resin, usually epoxy ff1160~
250. A cresol novolak type epoxy resin having a softening point of 50-130'C (7) is generally used, and a cresol novolac type epoxy resin having an epoxy ff of 1180-21o and a softening point of 60-110°C is generally used.

上記エポキシ樹脂とともに用いられる、B成分のフェノ
ール樹脂は、上記エポキシ樹脂の硬化剤として作用する
ものであり、フェノールノボラック、クレゾールノボラ
ック等が好適に用いられる。これらのノボラック樹脂は
、軟化点が50〜110℃、水酸基当量が70〜150
のものを用いることが好ましい。特に上記ノボラック樹
脂のなかでもクレゾールノボラックを用いることが好結
果をもたらす。
The phenolic resin of component B used together with the epoxy resin acts as a curing agent for the epoxy resin, and phenol novolak, cresol novolac, etc. are preferably used. These novolak resins have a softening point of 50 to 110°C and a hydroxyl equivalent of 70 to 150.
It is preferable to use one. Particularly, among the above novolac resins, use of cresol novolac brings about good results.

上記C成分は、上記のような特定のポリジメチルシロキ
サンオリゴマーと、分子内に少なくとも2個のエポキシ
基を有する化合物との付加反応生成物主体の被覆層によ
り被覆されているシリカ充填剤であり、その被覆層の主
体となる付加反応生成物に用いられるポリジメチルシロ
キサンオリゴマーは分子鎖の両末端が分子内に少なくと
も2個の第二級アミノ基を有する複素環式化合物残基で
構成され、上記分子鎖の鎖状部分が上記末端残基のいず
れかの第二級アミノ基の窒素と結合しているという構造
のものである。ここで主体とは、被覆層の全体が、主体
となる付加反応生成物で構成されている場合も含める趣
旨である。
The C component is a silica filler coated with a coating layer mainly composed of an addition reaction product of a specific polydimethylsiloxane oligomer as described above and a compound having at least two epoxy groups in the molecule, The polydimethylsiloxane oligomer used as the addition reaction product that forms the main part of the coating layer is composed of residues of a heterocyclic compound having at least two secondary amino groups in the molecule at both ends of the molecular chain, and It has a structure in which the chain portion of the molecular chain is bonded to the nitrogen of any of the secondary amino groups of the terminal residues. Here, the term "mainly" is intended to include cases where the entire coating layer is composed of the addition reaction product serving as the main.

上記のようなポリジメチルシロキサンオリゴマーの具体
例として上記複素環式化合物残基が例えばピペラジン残
基の場合、模式的に下記(イ)式のように表される。
As a specific example of the above-mentioned polydimethylsiloxane oligomer, when the above-mentioned heterocyclic compound residue is, for example, a piperazine residue, it is schematically represented by the following formula (a).

上記のような第二級アミノ基を有する複素環式化合物残
基としては、上記ピペラジン残基以外にビラゾリジン残
基やイミダゾリジン残基等があげられる。
Examples of the heterocyclic compound residue having a secondary amino group as described above include, in addition to the piperazine residue described above, a virazolidine residue and an imidazolidine residue.

上記のようなポリジメチルシロキサンオリゴマーは、公
知の方法で得ることができる。例えば、■カルボキシプ
ロピル末端ジシロギサンとアミノエチルピペラジンとの
反応生成物(その化学構造は後記の式(1)の通り)を
予め作製し、このピペラジン末端ジメチルシロキサンニ
量体(後記の式(1)参照)への環状テトラジメチルシ
ロキサンの平衡化重合により、ピペラジン末端ポリジメ
チルシロキサンオリゴマー(その化学構造は後記の式(
2)の通り)を得ることができる。また、他の方法とし
て、■まず、アリルグリシジルエーテルとメタクロロシ
ランの反応生成物であるエポキシ末端ジメチルシロキサ
ン二量体(その化学構造は後記の式(3)の通り)への
環状テトラジメチルシロキサンの平衡化重合により、エ
ポキシ末端ポリジメチルシロキサンオリゴマー(その化
学構造は後記の式(4)の通り)を合成する。つぎに、
このオリゴマーに大過剰のピペラジンを反応させること
により、ピペラジン末端ポリジメチルシロキサンオリゴ
マー(その化学構造は後記の式(5)の通り)を得るこ
とができる。当然のことながら、■の方法とは逆に、上
記エポキシ末端ジメチルシロキサン二量体(式(3))
に、まず大過剰のピペラジンを反応させることにより、
ピペラジン末端ジメチルシロキサンニ量体を合成し、つ
ぎに、■の方法と同様、環゛状テトラジメチルシロキサ
ンの平衡化重合によりオリゴマーを得ルコとも可能であ
る。
Polydimethylsiloxane oligomers as described above can be obtained by known methods. For example, ■ a reaction product of carboxypropyl-terminated disiloxane and aminoethylpiperazine (its chemical structure is as shown in formula (1) below) is prepared in advance, and this piperazine-terminated dimethylsiloxane dimer (formula (1) shown below) is prepared in advance. The equilibration polymerization of cyclic tetradimethylsiloxane into a piperazine-terminated polydimethylsiloxane oligomer (the chemical structure of which is expressed by the formula (see below))
2) can be obtained. In addition, as another method, (1) First, a cyclic tetradimethylsiloxane is added to an epoxy-terminated dimethylsiloxane dimer (the chemical structure is as shown in formula (3) below), which is a reaction product of allyl glycidyl ether and metachlorosilane. An epoxy-terminated polydimethylsiloxane oligomer (the chemical structure of which is shown in formula (4) below) is synthesized by equilibration polymerization. next,
By reacting this oligomer with a large excess of piperazine, a piperazine-terminated polydimethylsiloxane oligomer (the chemical structure of which is as shown in formula (5) below) can be obtained. Naturally, contrary to method (2), the above epoxy-terminated dimethylsiloxane dimer (formula (3))
By first reacting with a large excess of piperazine,
It is also possible to synthesize a piperazine-terminated dimethylsiloxane dimer and then obtain an oligomer by equilibration polymerization of cyclic tetradimethylsiloxane in the same manner as in method (2).

(以下余白) これらのポリジメチルシロキサンオリゴマーの合成方法
については多くの文献に述べであるが、代表的なものと
して、R,S、バウアー(R,S、Bauer)績エポ
キシレジンケミストリーn、ACSシンポジウムシリー
ズ、 AC5(1983) P21〜P54 (Epo
xy Re5tn Chemistry II 、 A
C3Symposium−5eries)があり、詳細
に解説されている。
(Left below) Synthesis methods for these polydimethylsiloxane oligomers are described in many documents, but a representative example is the one published by R.S. Bauer, Epoxy Resin Chemistry n, ACS Symposium. Series, AC5 (1983) P21-P54 (Epo
xy Re5tn Chemistry II, A
C3Symposium-5eries) and is explained in detail.

上記のような、分子鎖の両末端が分子内に少なくとも2
個の第二級アミノ基を有する複素環式化合物残基で構成
され上記分子鎖の鎖状部分が上記末端残基のいずれかの
第二級アミノ基の窒素と結合している特殊なポリジメチ
ルシロキサンオリゴマーは、数平均分子量が30000
以下であることが望ましく、より望ましいのは2000
0以下であり、最も好適なのは15000以下である。
As mentioned above, both ends of the molecular chain are present within the molecule at least two times.
A special polydimethyl composed of heterocyclic compound residues having secondary amino groups, in which the chain part of the molecular chain is bonded to the nitrogen of any of the secondary amino groups of the terminal residues. The siloxane oligomer has a number average molecular weight of 30,000
It is preferably less than or equal to 2000, more preferably 2000.
It is 0 or less, and most preferably 15,000 or less.

ここで、上記数平均分子量はつぎのようにして単位重量
当たりの末端二級アミノ基を定量することにより求める
ことができる。まず、検体5gを精秤し、イソプロピル
アルコール30gに溶解させる。指示薬としてブロモフ
ェノールブルー水/エタノール溶液2〜3滴を加え、0
.IN塩酸によって滴定する。系が青紫から黄色に変化
する点を終点とする。
Here, the above-mentioned number average molecular weight can be determined by quantifying the terminal secondary amino group per unit weight as follows. First, 5 g of a specimen is accurately weighed and dissolved in 30 g of isopropyl alcohol. Add 2-3 drops of bromophenol blue water/ethanol solution as an indicator and
.. Titrate with IN hydrochloric acid. The end point is the point where the system changes from blue-purple to yellow.

上記のようなポリジメチルシロキサンオリゴマーと反応
する、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する化
合物は特に制限するものではなく、上記のように分子内
に少なくとも2個のエポキシ基を有すればたりる。その
具体例としては、ビスフェノールAルゾルシノール、ト
リヒドロキシビフェニル、ブタンジオール、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ジオキサンジオール
、エンドメチレンシクロヘキサンジオール、フタレート
、ビスフェノール−ヘキサフルオロアセトン、ビスフェ
ノールPA、ビスフェノールF1フロログリジン、2,
2′ −ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロ
パン、ビニルシクロヘキサンジオキシサイド、4,4゛
−ジ(1,2−エポキシエチル)ビフェニル等のジグリ
シジルエーテル、0−グリシジルフェニルグリシジルエ
ーテル、4.4−ジ(1,2−エポキシエチル)ジフェ
ニルエーテル、2−(3,4−エポキシ)シクロヘキシ
ル−5,5−スピロ(3,4−エポキシ)−シクロヘキ
サン−m−ジオキサン等があげられる。また、3官能以
上のものとして、グリセロール、フロログリシツール、
トリメチロールプロパン等のトリグリシジルエーテル、
トリグリシジル−p−アミノフェノール、ポリアリルグ
リシジルエーテル、1,3.5−トリ (1,2−エポ
キシエチル)ベンゼン、2.2”、4.4” −テトラ
グリシドキシテトラフェニルエタン、2.6−(2,3
−エポキシプロピル)フェニルグリシジルエーテル、ト
リグリシジル4.4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
ペンタノイック酸、トリグリシジル−1,L、3−)リ
フェニルプロパン、O−クレゾールホルムアルデヒドノ
ボラック、フェノールホルムアルデヒドノボラックのポ
リグリシジルエーテル等があげられる。
The compound having at least two epoxy groups in the molecule that reacts with the polydimethylsiloxane oligomer as described above is not particularly limited, as long as it has at least two epoxy groups in the molecule as described above. Ru. Specific examples include bisphenol A rsorcinol, trihydroxybiphenyl, butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, dioxanediol, endomethylene cyclohexanediol, phthalate, bisphenol-hexafluoroacetone, bisphenol PA, bisphenol F1 phloroglizine, 2,
2'-bis(3,4-epoxycyclohexyl)propane, vinylcyclohexane dioxide, diglycidyl ether such as 4,4'-di(1,2-epoxyethyl)biphenyl, 0-glycidylphenylglycidyl ether, 4. Examples include 4-di(1,2-epoxyethyl)diphenyl ether, 2-(3,4-epoxy)cyclohexyl-5,5-spiro(3,4-epoxy)-cyclohexane-m-dioxane, and the like. In addition, as trifunctional or more functional substances, glycerol, phloroglysitol,
triglycidyl ethers such as trimethylolpropane,
Triglycidyl-p-aminophenol, polyallyl glycidyl ether, 1,3.5-tri(1,2-epoxyethyl)benzene, 2.2", 4.4"-tetraglycidoxytetraphenylethane, 2. 6-(2,3
-epoxypropyl) phenylglycidyl ether, triglycidyl 4,4-bis(4-hydroxyphenyl)
Polyglycidyl ethers of pentanoic acid, triglycidyl-1,L,3-)liphenylpropane, O-cresol formaldehyde novolac, phenol formaldehyde novolac, and the like can be mentioned.

上記のようなポリジメチルシロキサンオリゴマーと上記
の、分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合
物(以下「エポキシ化合物」と略す)との反応は例えば
、両者を1,4−ジオキサンを媒体(約30重量%溶液
)として60℃程度の温度に加熱し混合することにより
得ることができる。このとき、反応終了後減圧乾燥して
1.4−ジオキサンを飛散させることが行われる。
For example, the reaction between the above polydimethylsiloxane oligomer and the above compound having at least two epoxy groups in the molecule (hereinafter abbreviated as "epoxy compound") can be carried out using 1,4-dioxane as a medium (approximately It can be obtained by heating to a temperature of about 60°C and mixing as a 30% by weight solution). At this time, after the reaction is completed, 1,4-dioxane is scattered by drying under reduced pressure.

上記反応に際して、上記ポリジメチルシロキサンオリゴ
マーとエポキシ化合物との割合は前者のアミン当1 (
X)と後者のエポキシ当量(Y)の比X/Yが0.5≦
X/Y≦2になるように設定することが好適である。す
なわち、上記ポリジメチルシロキサンオリゴマーにエポ
キシ化合物を入れて変質させるとポリジメチルシロキサ
ンオリゴマー単独の場合よりもシリカに対する接着力の
著しい向上がみられるようになるのであり、このような
接着力の向上効果はポリジメチルシロキサンオリゴマー
とエポキシ化合物を上記のような割合に設定することに
より好適に発揮されるからである。このような反応によ
って得られた反応生成物査模式的に表すと下記の式(ロ
)のようになる。
In the above reaction, the ratio of the polydimethylsiloxane oligomer to the epoxy compound is 1 per amine of the former (
X) and the latter epoxy equivalent (Y) ratio X/Y is 0.5≦
It is preferable to set so that X/Y≦2. In other words, when the polydimethylsiloxane oligomer is modified by adding an epoxy compound, its adhesion to silica is significantly improved compared to when the polydimethylsiloxane oligomer is used alone. This is because it is suitably exhibited by setting the polydimethylsiloxane oligomer and the epoxy compound in the above ratio. The reaction product obtained by such a reaction is schematically represented by the following formula (b).

(余  白  ) この発明で用いるC成分は上記のようにして得られた反
応生成物でシリカ表面を被覆することにより得られるも
のであり、被覆されるシリカは特に限定するものでなく
、結晶質シリカ(結晶シリカ)および非晶質シリカ(溶
融シリカ)のいずれをも用いることができる。これらの
シリカは、平均粒径が5〜80μmで100μm以上の
大粒径粒子を含まないことが好適である。
(Margin) Component C used in this invention is obtained by coating the silica surface with the reaction product obtained as described above, and the silica to be coated is not particularly limited, and may be a crystalline or Both silica (crystalline silica) and amorphous silica (fused silica) can be used. It is preferable that these silicas have an average particle size of 5 to 80 μm and do not contain large particles of 100 μm or more.

上記特定の反応生成物によるシリカの被覆は、上記反応
生成物とシリカとをトルエン等の有機溶媒を媒体として
混合し、これを濾過したのち、減圧乾燥することにより
行うことができる。この場合、上記反応生成物の構成成
分となっているポリジメチルシロキサンオリゴマーは、
その分子鎖の両末端に複素環式化合物残基が導入されて
おり、それによってシリカ表面に対する接着性が著しく
向上しており、シランカップリング剤等のバインダ成分
を何ら用いることなくシリカに接着し、シリカ表面を好
適に被覆するのである。特にこの発明では、上記ポリジ
メチルシロキサンオリゴマーにエポキシ化合物を反応さ
せてポリジメチルシロキサンオリゴマー中にエポキシ基
を導入しており、それによって一層シリカ表面に対する
接着性の向上効果が得られるようになる。
Coating of silica with the above-mentioned specific reaction product can be carried out by mixing the above-mentioned reaction product and silica using an organic solvent such as toluene as a medium, filtering the mixture, and then drying under reduced pressure. In this case, the polydimethylsiloxane oligomer that is a component of the above reaction product is
Heterocyclic compound residues are introduced at both ends of the molecular chain, which significantly improves adhesion to the silica surface, allowing it to adhere to silica without using any binder components such as silane coupling agents. , which suitably coats the silica surface. In particular, in this invention, an epoxy compound is reacted with the polydimethylsiloxane oligomer to introduce an epoxy group into the polydimethylsiloxane oligomer, thereby further improving the adhesion to the silica surface.

なお、この発明において、シリカが上記反応生成物に被
覆されていることは、ベンゼン−水系における生成物の
偏在能(相互作用簡易判別法)により明らかにすること
ができる。つまり、この方法において、被覆されていな
いシリカは通常水相に偏在するが、この発明の被覆シリ
カはベンゼン相に偏在する。この評価方法については、
本発明者らがすでに確立している〔松本恒隆他、第7回
複合材料シンポジウム発表報文集、261  (197
4)〕。
In the present invention, the fact that silica is coated with the reaction product can be clarified by the uneven distribution of the product in the benzene-water system (simple interaction discrimination method). That is, in this method, uncoated silica is normally unevenly distributed in the aqueous phase, but the coated silica of this invention is unevenly distributed in the benzene phase. Regarding this evaluation method,
The present inventors have already established [Tsunetaka Matsumoto et al., Collected Papers of the 7th Composite Materials Symposium, 261 (197
4)].

このようにポリジメチルシロキサンオリゴマーの分子鎖
の両末端に複素環式化合物を4人し、さらに上記ポリジ
メチルシロキサンオリゴマーをエポキシ化合物で変性す
ると、特にシリカ表面に対する接着性が著しく向上する
のであり、この現象は本発明者らが研究の過程で初めて
見いだしたものであって、それにより極めて広範囲のエ
ポキシ樹脂組成物に適用して応力低減効果、電気特性改
善効果を奏する上記反応生成物被覆シリカが簡易に得ら
れるようになったのである。これがこの発明の最大の特
徴である。
In this way, by adding four heterocyclic compounds to both ends of the molecular chain of polydimethylsiloxane oligomer and further modifying the polydimethylsiloxane oligomer with an epoxy compound, the adhesion to the silica surface in particular is significantly improved. This phenomenon was discovered by the present inventors for the first time in the course of research, and it was found that the reaction product-coated silica, which can be applied to an extremely wide range of epoxy resin compositions and has stress reduction effects and electrical property improvement effects, can be easily produced. It became possible to obtain This is the greatest feature of this invention.

上記シリカの表面を被覆している反応生成物主体の被覆
層は、ポリジメチルシロキサンオリゴマーにおける分子
鎖両末端の複素環式化合物残基の作用により樹脂の硬化
段階で硬化促進作用を発揮するとともに、ポリジメチル
シロキサン部分の作用により硬化後の段階で内部応力の
緩和作用を発揮するものであり、それによって信頼性の
高い半導体装置の実現をもたらすのである。そして、上
記反応生成物は、その構成成分であるポリジメチルシロ
キサンオリゴマーにおける分子鎖両末端の第二級アミノ
基がエポキシ基と反応しやす(、かつシリコーン化合物
がその構造上シリカと親和性が高いため、樹脂の硬化後
には、シリカとマトリックスのエポキシ樹脂との界面に
強固に固定されて存在する。したがって、高温になって
も移動せず、従来のような硬化促進剤の移動によるエポ
キシ樹脂硬化物の電気特性の低下を招かず、半導体装置
の信頼性を確保する。
The reaction product-based coating layer that covers the surface of the silica exhibits a curing accelerating effect during the resin curing stage due to the action of the heterocyclic compound residues at both ends of the molecular chain in the polydimethylsiloxane oligomer. The action of the polydimethylsiloxane portion exerts an effect of relieving internal stress at a stage after curing, thereby realizing a highly reliable semiconductor device. In the above reaction product, the secondary amino groups at both ends of the molecular chain in the polydimethylsiloxane oligomer, which is a component thereof, easily react with epoxy groups (and the silicone compound has a high affinity for silica due to its structure). Therefore, after the resin has hardened, it remains firmly fixed at the interface between the silica and the matrix epoxy resin.Therefore, it does not move even at high temperatures, and the epoxy resin cures by the movement of the curing accelerator as in the past. To ensure the reliability of a semiconductor device without causing a deterioration in the electrical characteristics of a device.

なお、上記シリカ粒子の被覆層は上記反応生成物を主体
とするものであり、場合によっては、上記反応生成物と
ともに過酸化物を併用してもよい。
The coating layer of the silica particles is mainly composed of the reaction product, and in some cases, a peroxide may be used in combination with the reaction product.

上記のようなポリジメチルシロキサンオリゴマーととも
に使用される過酸化物としては、ベンゾイルパーオキシ
ド、p−クロロベンゾイルパーオキシド、2.4−ジク
ロロベンゾイルパーオキシド、オプリリルパーオキシド
、ラウロイルパーオキシド、アセチルパーオキシド、シ
クロヘキセンパーオキシド、ヒドロキシへブチルバーオ
キシド、tert−ブチルパーベンゾエート、ter 
t−ブチルパーアセテート、ter t−ブチルオクト
エート、terL−ブチルパーオキシイソブチレート、
ジーter t−プチルバーフタレート等をあげること
ができる。
Peroxides used with the above polydimethylsiloxane oligomers include benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, oprylyl peroxide, lauroyl peroxide, acetyl peroxide. , cyclohexene peroxide, hydroxyhebutyl peroxide, tert-butyl perbenzoate, ter
tert-butyl peracetate, tert-butyl octoate, terL-butyl peroxyisobutyrate,
Examples include tert-butylbar phthalate and the like.

上記のような過酸化物を上記反応生成物と併用するとき
には、過酸化物の作用で、シリカ粒子表面に付着した反
応生成物における上記ポリジメチルシロキサンオリゴマ
ーが重合し、早期に粒子表面の被覆が完了するという効
果が得られるようになる。
When the above-mentioned peroxide is used in combination with the above-mentioned reaction product, the polydimethylsiloxane oligomer in the reaction product attached to the silica particle surface is polymerized due to the action of the peroxide, and the particle surface is quickly coated. You will get the effect of completing it.

このように過酸化物と上記反応生成物とを併用する場合
には、過酸化物の使用量は上記反応生成物に対して0.
02〜1重量部の割合になるように設定することが好結
果をもたらす。
When a peroxide and the above reaction product are used together in this manner, the amount of peroxide used is 0.00% relative to the above reaction product.
Good results can be obtained by setting the proportion to 0.02 to 1 part by weight.

そして、上記特殊な反応生成物単独ないしはこれと過酸
化物の混合物は、充填剤成分を除いたエポキシ樹脂組成
物(A+B)中に3〜50重量%含有されるように設定
することが好ましい。すなわち、含有量が上記の範囲を
外れると、得られる半導体装置の信頼性が低下する傾向
がみられるようになるからである。
The above-mentioned special reaction product alone or a mixture of this and peroxide is preferably set to be contained in an amount of 3 to 50% by weight in the epoxy resin composition (A+B) excluding the filler component. That is, if the content is out of the above range, the reliability of the resulting semiconductor device tends to decrease.

なお、この発明に用いるエポキシ樹脂組成物には必要に
応じて上記A成分ないしC成分以外に硬化促進剤が用い
られるが、その使用量を大幅削減ないしは皆無にするこ
とができる。すなわち、この発明に用いるエポキシ樹脂
組成物は、上記のような特定の反応生成物を用いること
により、上記硬化促進剤の使用量をエポキシ樹脂とフェ
ノール樹脂の合計量に対してO〜0.5%の範囲内に抑
制できるのであり、それによって耐湿性、電気特性等を
大幅に向上させうるようになるのである。
Incidentally, in the epoxy resin composition used in the present invention, a curing accelerator may be used in addition to the above-mentioned components A to C, if necessary, but the amount used can be significantly reduced or completely eliminated. That is, the epoxy resin composition used in the present invention uses the specific reaction product as described above, so that the amount of the curing accelerator used is 0 to 0.5 with respect to the total amount of the epoxy resin and the phenol resin. %, thereby making it possible to significantly improve moisture resistance, electrical properties, etc.

上記硬化促進剤としては、下記の三級アミン。Examples of the curing accelerator include the following tertiary amines.

四級アンモニウム塩、イミダゾール類およびホウ素化合
物を好適な例としてあげることができ、これらを単独で
もしくは併せて用いることができる。
Suitable examples include quaternary ammonium salts, imidazoles, and boron compounds, and these can be used alone or in combination.

三級アミン トリエタノールアミン、テトラメチルヘキサンジアミン
、トリエチレンジアミン、ジメチルアニリン、ジメチル
アミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、2.4
.6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N
、N゛−ジメチルピペラジン、ピリジン、ピコリン、■
、8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノ)メ
チルフェノール 四級アンモニウム塩 ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルト
リメチルアンモニウムクロライド、ベンジルジメチルテ
トラデシルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメ
チルアンモニウムクロライド イミダゾール類 2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール
、2−エチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチル
イミダゾール、1−シアンエチル−2−ウンデシルイミ
ダゾールホウ素化合物 テトラフェニルボロン塩類、例えばトリエチレンアミン
テトラフェニルポレート、N−メチルモルホリンテトラ
フェニルボレートまた、必要に応じて、上記の原料以外
に、無機質充填材、三酸化アンチモン、リン系化合物等
の難燃剤や顔料、シランカップリング剤等のカップリン
グ剤を用いることができる。上記無機質充填材としては
特に限定するものではな(、一般に用いられる石英ガラ
ス粉末、タルク、シリカ粉末。
Tertiary amine triethanolamine, tetramethylhexanediamine, triethylenediamine, dimethylaniline, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, 2.4
.. 6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, N
, N-dimethylpiperazine, pyridine, picoline, ■
, 8-diaza-bicyclo(5,4,0) undecene-7
, benzyldimethylamine, 2-(dimethylamino)methylphenol quaternary ammonium salt dodecyltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, benzyldimethyltetradecylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride imidazoles 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole , 2-ethylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole boron compounds tetraphenylboron salts such as triethyleneaminetetraphenylporate, N-methylmorpholinetetraphenylborate Also necessary In addition to the above raw materials, inorganic fillers, antimony trioxide, flame retardants such as phosphorus compounds, pigments, and coupling agents such as silane coupling agents may be used depending on the material. The inorganic filler is not particularly limited, and includes commonly used quartz glass powder, talc, and silica powder.

アルミナ粉末等が適宜に用いられる。Alumina powder or the like is appropriately used.

この発明に用いられるエポキシ樹脂組成物は、例えばつ
ぎのようにして製造することができる。
The epoxy resin composition used in this invention can be produced, for example, as follows.

すなわち、上記(A)、(B)および(C)成分を、ま
た場合により顔料、カップリング剤等その他の添加剤を
適宜配合し、この混合物をミキシングロール機等の混練
機にかけ加熱状態で混練して溶融混合し、これを室温に
冷却したのち公知の手段によって粉砕し、必要に応じて
打錠するという一連の工程により目的とするエポキシ樹
脂組成物を得ることができる。
That is, the above (A), (B), and (C) components are appropriately blended with other additives such as pigments and coupling agents, and the mixture is kneaded in a heated state by applying a kneading machine such as a mixing roll machine. The desired epoxy resin composition can be obtained through a series of steps of melt-mixing, cooling to room temperature, pulverizing by known means, and, if necessary, tableting.

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 known molding method such as ordinary transfer molding.

このようにして得られる半導体装置は、上記エポキシ樹
脂組成物中に、充填剤/エポキシマトリックス界面に発
生する内部応力を緩和する物質を有しており、また、そ
の電気特性、耐湿性を著しく低下させる原因となる硬化
促進剤が入っていないかまたは極微量のため、極めて電
気特性および低応力性に優れたものとなる。
The semiconductor device obtained in this way has a substance in the epoxy resin composition that relieves the internal stress generated at the filler/epoxy matrix interface, and also significantly reduces its electrical properties and moisture resistance. Since it contains no curing accelerator or only a very small amount of curing accelerator, it has extremely excellent electrical properties and low stress properties.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明の半導体装置は、上記のような特殊なシリカ充
填剤を含有する特殊なエポキシ樹脂組成物であって、硬
化促進剤が皆無かあるいは著しく低減されているものを
用いて封止されており、しかも封止樹脂中における上記
反応生成物の内部応力緩和作用により封止プラスチック
パッケージが従来のエポキシ樹脂組成物製のものと異な
るため、極めて内部応力が低(なっている。したがって
、耐湿信頼性、電気特性、耐熱信頼性が高く、しかも内
部応力が小さく、信頼性の極めて高いものとなっている
。特に、上記特殊なエポキシ樹脂組成物による封止によ
り、8ビン以上特に16ピン以上、もしくはチップの長
辺が4鶴以上の大形の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、これが大き
な特徴である。そのうえ、上記シリカ充填剤には特殊な
バインダ等の特殊成分が用いられていす、広い範囲のエ
ポキシ樹脂に適用可能であり、また製造も簡単であるた
め、半導体装置の製造に特別な工程を加える必要がなく
、半導体装置の製造の複雑化を招くこともない。
The semiconductor device of the present invention is encapsulated using a special epoxy resin composition containing the above-mentioned special silica filler, and containing no or significantly reduced curing accelerator. Furthermore, the sealing plastic package differs from conventional epoxy resin compositions due to the internal stress-relaxing effect of the reaction product in the sealing resin, resulting in extremely low internal stress. It has high electrical properties, high heat resistance reliability, and low internal stress, making it extremely reliable.In particular, by sealing with the above special epoxy resin composition, it can be used for 8 bottles or more, especially 16 pins or more, or This is a major feature, as it allows large semiconductor devices with chips with longer sides of 4 or more to achieve the above-mentioned high reliability.Furthermore, the silica filler contains a special binder, etc. The special ingredients used in this product are applicable to a wide range of epoxy resins, and manufacturing is simple, so there is no need to add special processes to the manufacturing of semiconductor devices, reducing the complexity of manufacturing semiconductor devices. I don't even invite you.

つぎに、実施例について説明する。Next, examples will be described.

〔実施例1〜6〕 まず、第1表に示すa −fの6種類のポリジメチルシ
ロキサンオリゴマーを用意した。
[Examples 1 to 6] First, six types of polydimethylsiloxane oligomers a to f shown in Table 1 were prepared.

(以下余白) 他方、第2表に示す2種類のエポキシ化合物を準備し、
上記a −fの6種類のポリジメチルシロキサンオリゴ
マーと上記2種類のエポキシ化合物を同表に示す割合で
配合し、1.4−ジオキサンを媒体(約30重量%溶液
)として60゛Cで加熱混合して反応させ、反応終了後
減圧乾燥して1〜12の反応生成物を製造した。つぎに
、上記反応生成物の30重量%トルエン溶液とシリカと
を重量比2:1で混合し、両成分を反応させたのち濾過
した。さらに減圧乾燥して溶剤を飛散させたのち、15
0℃で2時間加熱することにより粒子表面が上記ポリジ
メチルシロキサンオリゴマーで被覆された被覆シリカj
 −uを得た。シリカ粒子表面の上記ポリジメチルシロ
キサンオリゴマーとエポキシ化合物の反応生成物の被覆
量は、秤量したシリカ(加熱前)を還流下で、反応生成
物をトルエン抽出して残存したシリカ量から求めた。
(Left below) On the other hand, prepare two types of epoxy compounds shown in Table 2,
The above six types of polydimethylsiloxane oligomers a to f and the above two types of epoxy compounds are blended in the proportions shown in the same table, and heated and mixed at 60°C using 1,4-dioxane as a medium (approximately 30% solution by weight). After completion of the reaction, the mixture was dried under reduced pressure to produce reaction products 1 to 12. Next, a 30% by weight toluene solution of the above reaction product and silica were mixed at a weight ratio of 2:1, both components were allowed to react, and then filtered. After further drying under reduced pressure to scatter the solvent, 15
Coated silica whose particle surfaces are coated with the above polydimethylsiloxane oligomer by heating at 0°C for 2 hours
- got u. The amount of coverage of the reaction product of the polydimethylsiloxane oligomer and the epoxy compound on the surface of the silica particles was determined from the amount of silica remaining by extracting the reaction product with toluene from weighed silica (before heating) under reflux.

(以下余白) つぎに、上記のようにして得られた被覆シリカを用い、
これとつぎの第3表に示す原料を配合し、ミキシングロ
ール機に掛けて100℃で10分間混練し、シート状組
成物を得た。ここで、被覆シリカの添加量は、前述の反
応生成物の被覆量の測定値をもとに、シリカ単独の添加
量が700重量部となるように調整した。ついで得られ
たシーI・状組成物を粉砕し目的とする粉末状のエポキ
シ樹脂組成物を得た。
(Left below) Next, using the coated silica obtained as above,
This and the raw materials shown in Table 3 below were blended and kneaded on a mixing roll machine at 100°C for 10 minutes to obtain a sheet composition. Here, the amount of coating silica added was adjusted based on the measured value of the coating amount of the reaction product described above so that the amount of silica alone added was 700 parts by weight. The obtained C-I-shaped composition was then pulverized to obtain the desired powdered epoxy resin composition.

なお、参考例として、分子鎖両末端がカルボキシル基に
なっているポリブタジェン−アクリロニトリル共重合体
(宇部興産社製、ハイカー CTポリマー、CTBN 
 1300X8.粘度:125000cps  (27
℃)4分子量:3500.アクリロニトリル含量:17
%、カルボキシル基金、l:2.37%)を用い、かつ
第3表に示す原料を同表に示す割合で配合し、粉末状エ
ポキシ樹脂組成物をつくった。また、従来例として下記
の第3表に示す原料を同表に示すような割合で用い、粉
末状エポキシ樹脂組成物をつくった。
As a reference example, polybutadiene-acrylonitrile copolymer in which both ends of the molecular chain are carboxyl groups (manufactured by Ube Industries, Hiker CT Polymer, CTBN)
1300X8. Viscosity: 125000cps (27
℃) 4 Molecular weight: 3500. Acrylonitrile content: 17
%, carboxyl fund, l: 2.37%), and the raw materials shown in Table 3 were blended in the proportions shown in the same table to prepare a powdered epoxy resin composition. Further, as a conventional example, a powdered epoxy resin composition was prepared using the raw materials shown in Table 3 below in the proportions shown in the same table.

以上の実施例、参考例および従来例によつ一ζ得られた
粉末状のエポキシ樹脂組成物を用い、半導体素子をトラ
ンスファー成形でモールドすることにより半導体装置を
得た。
A semiconductor device was obtained by molding a semiconductor element by transfer molding using the powdered epoxy resin composition obtained in the above Examples, Reference Examples, and Conventional Examples.

このようにして得られた半導体装置について、ピエゾ抵
抗による内部応力1曲げ弾性率、電圧印加状態における
プレッシャー釜による1000時間の信頼性テスト(以
下rPCBTテスト」と略す)−50℃15分〜150
℃15分の2000回の温度サイクルテスト(以下rT
CTテスト」と略す)等の測定を行った。その結果を下
記の第4表に示した。なお、ガラス転移温度(Tg)は
、粘弾性性質のTanδのピークを示す温度を示した。
The semiconductor device thus obtained was subjected to a 1000-hour reliability test (hereinafter referred to as "rPCBT test") using a pressure cooker under internal stress due to piezoresistance, 1 bending elastic modulus, and voltage applied (hereinafter abbreviated as "rPCBT test") at -50°C for 15 minutes to 150 hours.
Temperature cycle test of 2000 times for 15 minutes at °C (rT
CT test (abbreviated as “CT test”) was performed. The results are shown in Table 4 below. In addition, the glass transition temperature (Tg) indicated the temperature at which the peak of Tan δ of viscoelastic properties was exhibited.

(以下余白) 第4表の結果から、実施測高は、参考測高および従来測
高に比べてそのプラスチックパッケージの内部応力が小
さく、電気絶縁性も良好であって耐湿性、耐熱信頼性の
高いことがわかる。
(Left below) From the results in Table 4, it can be seen that the actual height measurement has lower internal stress in the plastic package than the reference height measurement and conventional height measurement, has good electrical insulation, and has good moisture resistance and heat resistance reliability. I know it's expensive.

〔実施例13〜24〕 まず、前記第1表に示すa −fの6種類のポリジメチ
ルシロキサンオリゴマーを用意し、これと、第5表に示
す2種類のエポキシ化合物とを同表に示すような割合で
配合し、実施例1〜12と同様にして反応させて1〜1
2の付加反応生成物を製造した。つぎに、得られた付加
反応生成物を30重量%および過酸化物(ベンゾイルパ
ーオキシド)を1重量%含むトルエン溶液と、シリカと
を重量比2:1で混合し反応させたのち濾過し、減圧乾
燥することにより粒子表面が上記ポリジメチルシロキサ
ンオリゴマーで被覆された被覆シリカイ〜オを得た。こ
の場合、実施例1〜12に比べて被覆層の形成に到るま
での時間が短くなっていた。つまり、150℃における
加熱時間が30分で充分であった。
[Examples 13 to 24] First, six types of polydimethylsiloxane oligomers a to f shown in Table 1 were prepared, and these and two types of epoxy compounds shown in Table 5 were mixed as shown in the table. and reacted in the same manner as Examples 1 to 12 to obtain 1 to 1.
An addition reaction product of 2 was prepared. Next, a toluene solution containing 30% by weight of the obtained addition reaction product and 1% by weight of peroxide (benzoyl peroxide) and silica were mixed at a weight ratio of 2:1 and reacted, and then filtered. By drying under reduced pressure, a coated silica was obtained in which the particle surface was coated with the polydimethylsiloxane oligomer. In this case, the time required to form the coating layer was shorter than in Examples 1 to 12. In other words, a heating time of 30 minutes at 150°C was sufficient.

つぎに、上記のようにして得られた被覆シリカを用い、
これとつぎの第6表に示す原料を配合し、ミキシングロ
ール機に掛けて100℃で10分間混練し、シート状組
成物を得た。ついで得られたシート状組成物を粉砕し目
的とする粉末状のエポキシ樹脂組成物を得た。
Next, using the coated silica obtained as above,
This and the raw materials shown in Table 6 below were blended and kneaded on a mixing roll machine at 100°C for 10 minutes to obtain a sheet composition. Then, the obtained sheet-like composition was pulverized to obtain the desired powdered epoxy resin composition.

なお、参考例として分子鎖両末端がカルボキシル基にな
っているブタジェン−アクリロニトリル共重合体(宇部
興産社製、ハイカー CTポリマー、CTBN  13
00X8.粘度:125000cps(27℃)11分
子量:3500.アクリロニトリル含量:17%、カル
ボキシル基含量=2゜37%)を用い、これと下記の第
6表に示す原料を同表に示す割合で用い実施例1〜12
と同様にして粉末状エポキシ樹脂組成物をつくった。ま
た、従来例として下記の第6表に示す原料を同表に示す
ような割合で用い、実施例1〜12と同様にして粉末状
エポキシ樹脂組成物をつ(つた。
As a reference example, a butadiene-acrylonitrile copolymer in which both ends of the molecular chain are carboxyl groups (manufactured by Ube Industries, Ltd., Hiker CT Polymer, CTBN 13)
00X8. Viscosity: 125,000 cps (27°C) 11 Molecular weight: 3,500. Examples 1 to 12 using acrylonitrile content: 17%, carboxyl group content = 2°37%) and the raw materials shown in Table 6 below in the proportions shown in the same table.
A powdered epoxy resin composition was prepared in the same manner as above. Further, as a conventional example, powdered epoxy resin compositions were prepared in the same manner as Examples 1 to 12 using the raw materials shown in Table 6 below in the proportions shown in the same table.

(以下余白) 以上の実施例、参考例および従来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、半導体素子をトラン
スファー成形でモールドすることにより半導体装置を得
た。
(Left below) A semiconductor device was obtained by molding a semiconductor element by transfer molding using the powdered epoxy resin compositions obtained in the above examples, reference examples, and conventional examples.

このようにして得られた半導体装置について、実施例1
〜12と同様にして各種の試験を行った。その結果を第
7表に示した。
Example 1 Regarding the semiconductor device thus obtained
- Various tests were conducted in the same manner as in 12. The results are shown in Table 7.

(以下余白) 第7表の結果から、実施例13〜24によれば、実施例
1〜12と同様の優れた効果が得られることがわかる。
(The following is a margin.) From the results in Table 7, it can be seen that Examples 13 to 24 provide the same excellent effects as Examples 1 to 12.

すなわち、実施例13〜24品は、参考測高および従来
測高に比べてそのプラスチックパッケージの内部応力が
小さく、電気絶縁性も良好であって耐湿性、耐熱信頼性
が高くなっている。
That is, the products of Examples 13 to 24 have lower internal stress in their plastic packages, better electrical insulation, and higher moisture resistance and heat resistance reliability than those of the reference height measurement and conventional height measurement.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記の(A)、(B)および(C)成分を含有し
てい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)フェノール樹脂。 (C)分子鎖の両末端が、分子内に少なくとも2個の第
二級アミノ基を有する複素環式化合物残基で構成され、
上記分子鎖の鎖状部分が上記末端残基のいずれかの第二
級アミノ基の窒素と結合しているポリジメチルシロキサ
ンオリゴマーと、分子内に少なくとも2個のエポキシ基
を有する化合物との付加反応生成物主体の被覆層により
粒子表面が被覆されているシリカ充填剤。
(1) A semiconductor device in which a semiconductor element is sealed using an epoxy resin composition containing the following components (A), (B), and (C). (A) Epoxy resin. (B) Phenol resin. (C) both ends of the molecular chain are composed of heterocyclic compound residues having at least two secondary amino groups within the molecule;
Addition reaction between a polydimethylsiloxane oligomer in which the chain portion of the molecular chain is bonded to the nitrogen of any secondary amino group of the terminal residue and a compound having at least two epoxy groups in the molecule. A silica filler whose particle surfaces are covered with a product-based coating layer.
(2)エポキシ樹脂組成物中に、硬化促進剤が(A)成
分と(B)成分の合計量に対して0.5重量%以下の割
合で含有されている特許請求の範囲第1項記載の半導体
装置。
(2) Claim 1, wherein the epoxy resin composition contains the curing accelerator in a proportion of 0.5% by weight or less based on the total amount of components (A) and (B). semiconductor devices.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01304151A (en) * 1988-05-31 1989-12-07 Somar Corp One-pack epoxy resin composition
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