JPS62254453A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS62254453A
JPS62254453A JP61099027A JP9902786A JPS62254453A JP S62254453 A JPS62254453 A JP S62254453A JP 61099027 A JP61099027 A JP 61099027A JP 9902786 A JP9902786 A JP 9902786A JP S62254453 A JPS62254453 A JP S62254453A
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JP
Japan
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epoxy resin
organopolysiloxane
resin composition
epoxy
component
Prior art date
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Pending
Application number
JP61099027A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsukasa Yoshida
司 吉田
Haruo Tabata
田畑 晴夫
Fujio Kitamura
北村 富士夫
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nitto Electric Industrial Co Ltd filed Critical Nitto Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP61099027A priority Critical patent/JPS62254453A/en
Publication of JPS62254453A publication Critical patent/JPS62254453A/en
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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
    • H01L23/296Organo-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
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Abstract

PURPOSE:To contrive improvement in reliability of the title semiconductor device by a method wherein a sealing work is performed using the special epoxy resin composition containing special organopolysiloxane or an additive reaction product. CONSTITUTION:A semiconductor element is sealed using the epoxy composition containing epoxy resin, novolac phenol resin component and organopolysiloxane indicated by a formula. Said epoxy resin composition is obtained by using epoxy resin, novolac phenol resin, and either of the two kinds of special compounds or both of them. Pertaining to the epoxy resin, any kind of epoxy resin can be used for the sealing of a semiconductor element, if it contains two or more epoxy radicals in a molecule. When the semiconductor element is sealed using the above-mentioned epoxy resin composition, no limitation is established for the material to be used. The R1 in the formula separately mentioned indicates a bivalent organic radical, R2 indicates a 3C or lower alkyl radical or a phenyl radical, and (n) indicates an integral number of 5-200.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、内部応力が小さく耐湿信頼性および耐熱衝
撃性に優れた封止用樹脂組成物で封止された半導体装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device encapsulated with a encapsulating resin composition that has low internal stress and excellent moisture resistance and thermal shock resistance.

〔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存し機
械的強度も高く、気密封止のため耐湿性にも優れており
、温度、湿度に対して強く、信頼性の高い封止が可能で
ある。
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 and high mechanical strength due to its constituent materials, and has excellent moisture resistance due to its airtight sealing, making it resistant to temperature and humidity and capable of highly reliable sealing. be.

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。
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、エポキシ樹脂
と、硬化剤としてのフェノール樹脂と、その他、硬化促
進剤、無機質充填剤としてのシリカ粉等の組成系で構成
されるものが、封止作業性(特にトランスファー成形作
業時の成形性)等に優れたものとして賞月されている。
The above-mentioned epoxy resin composition is particularly suitable for compositions consisting of an epoxy resin, a phenol resin as a hardening agent, and silica powder as a hardening accelerator and an inorganic filler. It has been awarded for its excellent moldability (especially during transfer molding work).

〔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、最近では、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、この種の封止用樹脂で半導体素子をモール
ドすると、従来殆ど問題にされていなかった樹脂の応力
により、パッシベーション膜や素子自体にクラックを生
じたり、アルミ配線にずれ等を生じるということがわか
ってきた。これは、素子自体の寸法が大きくなる程顕著
に現れる。したがって、今日では、この対策として、素
子に加わる応力の小さい樹脂(低応力樹脂)の開発が大
きな課題となっている。この目的達成の方法として、エ
ポキシ樹脂やフェノール樹脂自体を可撓化したり、可塑
剤を添加することが考えられる。しかし、このようにす
ることは、フェノール樹脂を硬化剤とするエポキシ樹脂
組成物では硬化樹脂のガラス転移点が硬化し高温電気特
性が低下するため信頼性が低下するため信頼性の点で問
題がある。また、合成ゴム等を添加して素子に加わる応
力を小さくし、低応力化を図ることも考えられるが、合
成ゴムを添加することによって樹脂組成物の半導体素子
およびリードフレームに対する密着性が低下し、耐湿性
が悪くなり、信頼性が低下する。
However, in recent years, due to technological innovation in the semiconductor field, the degree of integration has improved, the device size has become larger, and the wiring has become finer.Therefore, molding semiconductor devices with this type of encapsulating resin has rarely been a problem. It has been found that stress in the resin, which was not present, can cause cracks in the passivation film and the element itself, as well as misalignment of aluminum wiring. This becomes more noticeable as the dimensions of the element itself become larger. Therefore, as a countermeasure to this problem, the development of a resin that applies less stress to the element (low-stress resin) has become a major issue today. As a method for achieving this objective, it is possible to make the epoxy resin or phenol resin itself flexible or to add a plasticizer. However, doing this poses a problem in terms of reliability because in the case of epoxy resin compositions that use phenolic resin as a curing agent, the glass transition point of the cured resin hardens and the high-temperature electrical properties deteriorate, resulting in a decrease in reliability. be. It is also possible to reduce the stress applied to the element by adding synthetic rubber, etc., but adding synthetic rubber may reduce the adhesion of the resin composition to the semiconductor element and lead frame. , moisture resistance deteriorates and reliability decreases.

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超し31等の封正に充分対
応でき、低応力性、耐熱性耐湿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 sealing, it can sufficiently cope with the sealing of materials such as 31, and has low stress properties. The object of the present invention is to provide a semiconductor device having extremely excellent heat resistance and moisture resistance.

〔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)および(B)成分を含有し、さらに下記の
(C)および(D)成分の少なくとも一方を含有してい
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。
In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention includes:
A semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated using an epoxy resin composition containing the following components (A) and (B) and further containing at least one of the following components (C) and (D). .

(A)エポキシ樹脂。(A) Epoxy resin.

(B)ノボラック型フェノール樹脂。(B) Novolac type phenolic resin.

(C)下記の式(1)で表されるオルガノポリシロキサ
ン。
(C) Organopolysiloxane represented by the following formula (1).

(D)下記の式(2)で表されるオルガノポリシロキサ
ンと下記の式(3)で表されるエポキシ樹脂との付加反
応生成物。
(D) An addition reaction product of an organopolysiloxane represented by the following formula (2) and an epoxy resin represented by the following formula (3).

(以下余白) なお、この発明において、付加反応生成物とは全て付加
反応したものに限らず、未反応原料を一部に含有してい
るものも含む意味で用いている。
(Hereinafter, blank spaces) In the present invention, the term "addition reaction product" is used not only to refer to all addition-reacted products, but also to include products that partially contain unreacted raw materials.

すなわち、本発明者らは、封止材料であるエポキシ樹脂
組成物硬化体の低応力性を、高温電気特性や耐湿信頼性
を損なうことなく向上させるために鋭意研究を重ねた結
果、特定のオルガノポリシロキサンもしくはこのオルガ
ノポリシロキサンと特定のエポキシ樹脂との付加反応生
成物を添加して得られるエポキシ樹脂組成物の硬化体が
、低応力性に優れ、かつ耐熱性、耐湿性においても高い
信頼度を示すことを見いだしこの発明に到達したのであ
る。
That is, the present inventors have conducted extensive research to improve the low stress properties of cured epoxy resin compositions, which are sealing materials, without impairing high-temperature electrical properties or moisture-resistance reliability. The cured product of the epoxy resin composition obtained by adding polysiloxane or the addition reaction product of this organopolysiloxane and a specific epoxy resin has excellent low stress properties and is highly reliable in terms of heat resistance and moisture resistance. This invention was achieved by discovering the following.

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、ノボラック型フェノール樹脂(B成分)
とを用い、さらに2種類の特殊な化合物(C成分、D成
分)のいずれか一方もしくは双方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 comprises an epoxy resin (component A) and a novolac type phenol resin (component B).
and one or both of two special compounds (component C, component D), and is usually in the form of a powder or a tablet made by compressing it. .

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、クレゾールノボラック型
エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、
ビスフェノールへ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、レゾルシン型エポキシ樹脂。
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 sealing resins for semiconductor devices are suitable, including cresol novolac type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins,
Diglycidyl ether to bisphenol and its polymers such as epibis type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and resorcin type epoxy resin.

脂環式エポキシ樹脂、ヘテロ環式エポキシ樹脂等が好適
なエポキシ樹脂として使用可能である。
Alicyclic epoxy resins, heterocyclic epoxy resins, etc. can be used as suitable epoxy resins.

これらの樹脂のなかでも、融点が室温を超えており、室
温下では固形状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。
Among these resins, it is preferable to use one that has a melting point above room temperature and is in the form of a solid or highly viscous solution at room temperature.

また、エポキシ樹脂としては前記の各種エポキシ樹脂の
うちノボラック型エポキシ樹脂が特に好ましく、このう
ち、フェノール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、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂としては、エポキシ当量180〜210.軟化点60
〜110℃のものが一般に用いられる。
Further, as the epoxy resin, a novolac type epoxy resin is particularly preferable among the various epoxy resins mentioned above, and among these, a phenol novolac type epoxy resin usually has an epoxy equivalent of 160 to 250 and a softening point of 50 to 130°C.
The cresol novolak type epoxy resin has an epoxy equivalent of 180 to 210. Softening point 60
~110°C is generally used.

上記エポキシ樹脂とともに用いられる、B成分のノボラ
ック型フェノール樹脂は、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、0−
タレゾールノボラック、m−クレゾールノボラック、p
−タレゾールノボラック、0−エチルフェノールノボラ
ック、m−エチルフェノールノボラック、p−エチルフ
ェノールノボラック等が好適に用いられる。これらノボ
ラック樹脂は、軟化点が50〜110℃、フェノール当
量が70〜150のものを用いることが好ましい。
The novolac-type phenolic resin as component B, which is used together with the epoxy resin, acts as a curing agent for the epoxy resin, and is a phenol novolak, 0-
Talesol novolac, m-cresol novolac, p
-Taresol novolak, 0-ethylphenol novolak, m-ethylphenol novolak, p-ethylphenol novolak, etc. are preferably used. These novolak resins preferably have a softening point of 50 to 110°C and a phenol equivalent of 70 to 150.

上記C成分のオルガノポリシロキサンとしては、下記の
一般式(1) で示されるポリシロキサン骨格を有するオルガノポリシ
ロキサンが用いられる。
As the organopolysiloxane of component C, an organopolysiloxane having a polysiloxane skeleton represented by the following general formula (1) is used.

上記式(1)で表される化合物のなカシでも、2価の有
機基であるRIが、非置換もしくは置換アルキレン基か
、非置換もしくは置換フェニレン基か、非置換もしくは
置換アラルキレン基であるものを使用することが好適で
ある。ここで、非置換アルキレン基とはアルキレン基が
全て炭素原子および水素原子で構成されているものをい
い、置換アルキレン基とは上記非置換アルキレン基の水
素原子を置換基で置換したものをいう。非置換フェニレ
ン基、置換フェニレン基、非置換アラルキレン基、置換
アラルキレン基についても同様である。具体的には、上
記2価の有機基R□が、炭素数2〜10の非置換アルキ
レン基やフェニレン基、あるいは炭素数7〜15のアラ
ルキレン基である化合物を使用することが好適である。
Among the compounds represented by the above formula (1), the divalent organic group RI is an unsubstituted or substituted alkylene group, an unsubstituted or substituted phenylene group, or an unsubstituted or substituted aralkylene group. It is preferable to use Here, the term "unsubstituted alkylene group" refers to an alkylene group composed entirely of carbon atoms and hydrogen atoms, and the term "substituted alkylene group" refers to a group in which the hydrogen atoms of the above-mentioned unsubstituted alkylene group are substituted with a substituent. The same applies to unsubstituted phenylene groups, substituted phenylene groups, unsubstituted aralkylene groups, and substituted aralkylene groups. Specifically, it is preferable to use a compound in which the divalent organic group R□ is an unsubstituted alkylene group or phenylene group having 2 to 10 carbon atoms, or an aralkylene group having 7 to 15 carbon atoms.

また、上記式(1)で表される化合物のうち、R2はい
ずれもメチル基であるものが好適である。
Furthermore, among the compounds represented by the above formula (1), those in which both R2 are methyl groups are preferred.

上記式(1)のオルガノポリシロキサンは、分子量が5
00〜20000のものが望ましく、そのなかでも特に
、500〜5000程度のものが好適に用いられる。5
00未満では低応力性に効果が少なく20000を超え
るとエポキシ樹脂との反応性が悪くなるためである。
The organopolysiloxane of formula (1) above has a molecular weight of 5
00 to 20,000 is desirable, and among these, those of about 500 to 5,000 are particularly preferably used. 5
This is because if it is less than 00, there will be little effect on low stress properties, and if it exceeds 20,000, the reactivity with the epoxy resin will deteriorate.

また、この発明に用いられるD成分は、特定のオルガノ
ポリシロキサンと特定のエポキシ樹脂とを反応させて得
られる特殊な付加反応生成物であポリシロキサンとして
は、下記の一般式(2)で示されるポリシロキサン骨格
を有するオルガノポリシロキサンが用いられる。すなわ
ち、このオルガノポリシロキサンは、前記C成分として
用いるオルガノポリシロキサンと同様のものである。
Component D used in this invention is a special addition reaction product obtained by reacting a specific organopolysiloxane with a specific epoxy resin, and the polysiloxane is represented by the following general formula (2). An organopolysiloxane having a polysiloxane skeleton is used. That is, this organopolysiloxane is the same as the organopolysiloxane used as the C component.

一方、上記り成分の他の構成成分である特定のエポキシ
樹脂としては、下記の一般式(3)なお、上記式(3)
において、繰返し単位数pを0〜15個に限定するのは
、つぎの理由による。すなわち、繰返し単位数が15個
より多いと、得られるエポキシ樹脂組成物硬化体におい
て耐熱性が悪(なるからである。上記繰返し単位数pは
0〜5個のものが特に好適である。このようなエポキシ
樹脂はしては、油化シェルエポキシ社製のエピコート8
28.エピコートtoot、エピコート1004等があ
げられる。
On the other hand, as a specific epoxy resin that is another component of the above-mentioned components, the following general formula (3)
The reason why the number p of repeating units is limited to 0 to 15 is as follows. That is, if the number of repeating units is more than 15, the resulting cured epoxy resin composition will have poor heat resistance.The number p of repeating units is particularly preferably 0 to 5. The epoxy resin is Epicoat 8 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
28. Examples include Epicote toot and Epicote 1004.

上記特定のオルガノポリシロキサンと特定のエポキシ樹
脂とを付加反応させる際のオルガノポリシロキサンとエ
ポキシ樹脂との混合割合は、オルガノポリシロキサン中
のカルボン酸当量(イ)とエポキシ樹脂中のエポキシ当
量(ロ)の当量比(イ)/(ロ)が3/1〜1/3にな
るように設定することが好適である。すなわち、この範
囲外では付加反応終了後に未反応のオルガノポリシロキ
サンあるいはエポキシ樹脂が多く残存することになり、
得られるエポキシ樹脂組成物硬化体の耐熱性が低下する
傾向がみられるからである。
The mixing ratio of the organopolysiloxane and the epoxy resin when the above specific organopolysiloxane and the specific epoxy resin are subjected to an addition reaction is determined by the carboxylic acid equivalent (a) in the organopolysiloxane and the epoxy equivalent (b) in the epoxy resin. ) is preferably set so that the equivalent ratio (a)/(b) is from 3/1 to 1/3. That is, outside this range, a large amount of unreacted organopolysiloxane or epoxy resin will remain after the completion of the addition reaction.
This is because the heat resistance of the resulting cured epoxy resin composition tends to decrease.

なお、上記付加反応を促進するために、三級アミン系触
媒等を用いることもできる。上記三級アミン系触媒とし
ては、例えば、N、N” −ジメチルピペラジン、1.
4−ジアザ−ビシクロ(2゜2.2)オクタン(トリエ
チレンジアミン)、ピリジン、ピコリン、1.8−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−メチルイミダゾール等をあげるこ
とができる。
Note that a tertiary amine catalyst or the like can also be used to promote the above addition reaction. Examples of the above-mentioned tertiary amine catalyst include N,N''-dimethylpiperazine, 1.
4-diaza-bicyclo(2°2.2)octane (triethylenediamine), pyridine, picoline, 1,8-diaza-bicyclo(5,4,0)undecene-7, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole, etc. I can give it to you.

上記C成分、D成分はエポキシ樹脂組成物硬化体中での
分散性がよいため、従来のものに比べて機械的強度のば
らつきが少ないものとなり低応力性効果が発揮される。
Since the above-mentioned components C and D have good dispersibility in the cured epoxy resin composition, the variation in mechanical strength is smaller than that of conventional products, and a low stress effect is exhibited.

そして、用いるオルガノポリシロキサン、エポキシ樹脂
の骨格が、いずれも耐熱性に優れているため、耐熱信頼
性も高いものとなる。したがって、後述するように得ら
れる半導体装置の耐湿信頼性、耐熱信頼性を確保するの
である。
Furthermore, since the skeletons of the organopolysiloxane and epoxy resin used both have excellent heat resistance, the heat resistance reliability is also high. Therefore, as will be described later, the moisture resistance reliability and heat resistance reliability of the semiconductor device obtained are ensured.

これらC成分とD成分の付加反応生成物とは、単独で用
いてもよいし併せて用いてもよい。
These addition reaction products of component C and component D may be used alone or in combination.

また、この発明では、上記A成分、B成分、C成分、D
成分以外に必要に応じて硬化促進剤、無機質充填剤、離
型剤等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−トリ 
(ジメチルアミノメチル)フェノール、2−メチルイミ
ダゾール等の三級アミン類をあげることができる。充填
剤としては、シリカ粉、アルミナ、炭酸カルシウム、石
英ガ与ス粉、珪石粉、タルク、クレー、酸化ジルコニウ
ム、ケイ酸ジルコニウム、酸化ベリリウム等を用いるこ
とができる。離型剤としては、従来公知のステアリン酸
、パルチミ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
、カルバナワックス、モンタンワックス等のワックス類
等を用いることができる。
In addition, in this invention, the above-mentioned A component, B component, C component, D
In addition to the ingredients, a curing accelerator, an inorganic filler, a mold release agent, etc. can be used as necessary. As the curing accelerator, any catalyst for the curing reaction of the phenol-cured epoxy resin can be used; for example, 2.4.6-tri
Examples include tertiary amines such as (dimethylaminomethyl)phenol and 2-methylimidazole. As the filler, silica powder, alumina, calcium carbonate, quartz gas powder, silica powder, talc, clay, zirconium oxide, zirconium silicate, beryllium oxide, 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, and waxes such as carbana wax and montan wax are used. be able to.

さらに、カップリング剤、難燃剤9着色剤等の通常用い
られる添加剤を添加することができる。
Furthermore, commonly used additives such as coupling agents, flame retardants, and colorants can be added.

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、上記原料を用
いて、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 manufactured using the above raw materials, for example, in the following manner.

すなわち、まず、エポキシ樹脂(A成分)、ノボラック
型フェノール樹脂(B成分)、特定のオルガノポリシロ
キサンあるいは特定のオルガノポリシロキサンとエポキ
シ樹脂の付加反応生成物(C成分、D成分の片方もしく
は双方)、無機質充填剤その他の添加剤とを適宜配合し
、この配合物をミキシングロール機等の混練機にかけて
加熱状態で混練して半硬化状の樹脂組成物とし、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, first, an epoxy resin (component A), a novolac type phenolic resin (component B), a specific organopolysiloxane, or an addition reaction product of a specific organopolysiloxane and an epoxy resin (one or both of components C and D). , inorganic fillers and other additives are suitably blended, and this blend is kneaded in a heated state using a kneading machine such as a mixing roll machine to obtain a semi-cured resin composition. After cooling this to room temperature, it is mixed with a known method. The desired epoxy resin composition can be obtained through a series of steps of pulverizing by a means and tableting if necessary.

このとき、上記C成分、D成分の配合量は、エポキシ樹
脂100重量部(以下「部」と略す)に対して3〜40
部用いることが得られる硬化体の低応力性の点から好ま
しく、また、上記無機質充填剤の配合量は、エポキシ樹
脂組成物全体に対して、30〜90重量%となることが
好ましい。
At this time, the blending amount of the C component and D component is 3 to 40 parts by weight per 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as "parts") of the epoxy resin.
It is preferred that the inorganic filler be used in an amount of 30 to 90% by weight based on the entire epoxy resin composition.

なお、上記エポキシ樹脂組成物の製法においては、C成
分、D成分を他の原料と同時に配合しているが、C成分
、D成分を用いて予めエポキシ樹脂(A成分)あるいは
ノボラック型フェノール樹脂(B成分)を変性させてか
ら他の原料と配合してもよい。
In addition, in the method for manufacturing the epoxy resin composition described above, components C and D are blended together with other raw materials. Component B) may be modified and then blended with other raw materials.

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
、耐熱性、耐湿性に優れている。これはC成分、D成分
中のオルガノポリシロキサンから誘導される5i−0−
Si結合部分が、硬化樹脂の分子骨格中に導入されてお
り、しかも上記オルガノポリシロキサンとこれに付加反
応するエポキシ樹脂の前記のような特質により、エポキ
シ樹脂組成物硬化体の機械的強度のばらつきが小さくな
るためと考えられる。
The semiconductor device thus obtained has extremely low stress properties, excellent heat resistance, and excellent moisture resistance. This is 5i-0- derived from organopolysiloxane in component C and component D.
The Si bonding moiety is introduced into the molecular skeleton of the cured resin, and due to the above-mentioned characteristics of the organopolysiloxane and the epoxy resin that undergoes an addition reaction thereto, variations in mechanical strength of the cured epoxy resin composition can be avoided. This is thought to be due to the fact that it becomes smaller.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明の半導体装置は、特定のオルガ
ノポリシロキサンあるいは特定のオルガノポリシロキサ
ンとエポキシ樹脂との付加反応生成物(C成分、D成分
の片方もしくは双方)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パッケ
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、  ″耐湿信頼性、耐熱信頼性が高く、しかも内
部応力が小さく、信頼度の極めて高いものである。特に
、上記特殊なエポキシ樹脂組成物による封止により、超
LSI等の封止に充分対応でき、素子サイズが16mm
”以上、素子上のA1配線の幅が2μm以下の特殊な半
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。
As described above, the semiconductor device of the present invention has a special epoxy resin composition containing a specific organopolysiloxane or an addition reaction product between a specific organopolysiloxane and an epoxy resin (one or both of the C component and the D component). Because the sealed plastic package is different from conventional epoxy resin compositions, it has high moisture-resistance reliability, high heat-resistance reliability, low internal stress, and high reliability. In particular, by sealing with the special epoxy resin composition mentioned above, it is fully compatible with the sealing of VLSI etc., and the device size is 16 mm.
``As described above, high reliability as described above can be obtained in a special semiconductor device in which the width of the A1 wiring on the element is 2 μm or less, and this is a major feature.

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

〈C成分の準備〉 まず、下記の第1表に示す特定のオルガノポリシロキサ
ンa、b、cを準備した。
<Preparation of Component C> First, specific organopolysiloxanes a, b, and c shown in Table 1 below were prepared.

くD成分の調製〉 まず、上記第1表に示す特定のオルガノポリシロキサン
と同様のオルガノポリシロキサンa゛。
Preparation of Component D> First, an organopolysiloxane a similar to the specific organopolysiloxane shown in Table 1 above.

b’、c’(それぞれa、b、cに対応)と、下記の第
2表に示す特定のエポキシ樹脂d、eとを準備した。
b', c' (corresponding to a, b, c, respectively) and specific epoxy resins d, e shown in Table 2 below were prepared.

(以下余白) つぎに、攪拌機、温度計およびリフラックスコンデンサ
ーを備えたフラスコ中に、下記の第3表に示す割合で上
記a”〜C°と1,4−ジオキサン(溶媒)と2−メチ
ルイミダゾール(触媒)とを入れ、12時間加熱還流攪
拌して反応させたのち、溶媒を留去し、8種類の付加反
応生成物を得た。
(Left below) Next, in a flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, add the above a'' to C°, 1,4-dioxane (solvent), and 2-methyl in the proportions shown in Table 3 below. After adding imidazole (catalyst) and reacting with stirring under heating under reflux for 12 hours, the solvent was distilled off to obtain 8 types of addition reaction products.

(以下余白) 〈変性フェノール樹脂の調製〉 このようにして得られたD成分と、前記C成分とノボラ
ック型フェノール樹脂(A成分)とを第4表に従って配
合し、175℃で1〜5時間攪拌して12種類の変性フ
ェノール樹脂(■〜@)を得た。
(Left below) <Preparation of modified phenolic resin> Component D thus obtained, the above component C, and novolac type phenolic resin (component A) were blended according to Table 4, and the mixture was heated at 175°C for 1 to 5 hours. By stirring, 12 types of modified phenol resins (■ to @) were obtained.

(以下余白) 〔実施例1〜12) このようにして得られた変性フェノール樹脂(■〜@)
と他の原料とを第5表に従って配合し、ミキシングロー
ル機(ロール温度100’cl?10分間溶融混練を行
い冷却固化後粉砕し、目的とする粉末状のエポキシ樹脂
組成物を得た。
(Left below) [Examples 1 to 12] Modified phenolic resins obtained in this way (■ to @)
and other raw materials were blended according to Table 5, melt-kneaded for 10 minutes using a mixing roll machine (roll temperature 100'cl), cooled and solidified, and then pulverized to obtain the intended powdered epoxy resin composition.

(以下余白) 〔比較例〕 下記の第6表に示す原料を用い、これらの原料をミキシ
ングロール機で10分間混練し、得られたシート状組成
物を用い、実施例1〜12と同様にして粉末状のエポキ
シ樹脂組成物を得た。
(The following is a blank space) [Comparative Example] Using the raw materials shown in Table 6 below, these raw materials were kneaded for 10 minutes with a mixing roll machine, and the obtained sheet composition was used in the same manner as Examples 1 to 12. A powdered epoxy resin composition was obtained.

*1 :第5表に同じ *2:第4表に同じ 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、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。この
ようにして得られた半導体装置について、曲げ弾性率、
ガラス転移温度、電圧印加状態におけるプレッシャー釜
による1000時間の信顛テスト(以下rPCBTテス
ト」と略す)および−50℃/30分〜150℃/30
分の200回の温度サイクルテスト(以下rTCTテス
ト」と略す)の測定を行った。その結果を下記の第7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。
*1: Same as in Table 5 *2: Same as in Table 4 A semiconductor device was manufactured by molding a semiconductor element by transfer molding using the powdered epoxy resin composition obtained in the above Examples and Comparative Examples. Obtained. Regarding the semiconductor device obtained in this way, the bending elastic modulus,
Glass transition temperature, 1000 hour test using a pressure cooker under voltage application (hereinafter referred to as rPCBT test) and -50°C/30 minutes to 150°C/30 minutes
A temperature cycle test (hereinafter abbreviated as "rTCT test") of 200 minutes was conducted. The results are shown in Table 7 below. Note that the glass transition temperature (Tg) is the temperature at which the peak of Tan δ, which is a viscoelastic property, is reached.

(以下余白) 第7表の結果から、実施例品は比較例品に比べて低応力
性に優れており、しかもPCBTテストあいはTCTテ
ストの成績が優秀で、耐湿性、耐熱性にも優れているこ
とがわかる。
(Left below) From the results in Table 7, it can be seen that the Example product has superior low stress properties compared to the Comparative Example product, has excellent results in the PCBT test and TCT test, and has excellent moisture resistance and heat resistance. It can be seen that

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記の(A)および(B)成分を含有し、さらに
下記の(C)および(D)成分の少なくとも一方を含有
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)ノボラック型フェノール樹脂。 (C)下記の式(1)で表されるオルガノポリシロキサ
ン。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(1) 〔上記式(1)において、R_1は2価の有機基、R_
2は炭素数3以下のアルキル基もしくはフェニル基であ
り相互に同一であつても異なつていてもよい。nは5〜
200の整数である。〕(D)下記の式(2)で表され
るオルガノポリシロキサンと下記の式(3)で表される
エポ キシ樹脂との付加反応生成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(2) ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(3) 〔上記式(2)、(3)において、R_3は2価の有機
基、R_4は炭素数3以下のアルキル基もしくはフエニ
ル基であり相互に同一であつても異なつていてもよい。 R_5は水素またはメチル基であり相互に同一であつて
も異なつていてもよい。mは5〜200の整数、pは0
もしくは1〜15の整数である。〕
(1) A semiconductor element is encapsulated using an epoxy resin composition containing the following components (A) and (B) and further containing at least one of the following components (C) and (D). A semiconductor device. (A) Epoxy resin. (B) Novolac type phenolic resin. (C) Organopolysiloxane represented by the following formula (1). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(1) [In the above formula (1), R_1 is a divalent organic group, R_
2 represents an alkyl group or a phenyl group having 3 or less carbon atoms, and may be the same or different. n is 5~
It is an integer of 200. ] (D) An addition reaction product of an organopolysiloxane represented by the following formula (2) and an epoxy resin represented by the following formula (3). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(2) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(3) [In the above formulas (2) and (3), R_3 is a divalent organic The group R_4 is an alkyl group or a phenyl group having 3 or less carbon atoms, and may be the same or different. R_5 is hydrogen or a methyl group, and may be the same or different. m is an integer from 5 to 200, p is 0
Or it is an integer from 1 to 15. ]
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