JPS63156819A - Epoxy resin composition for sealing semiconductor - Google Patents
Epoxy resin composition for sealing semiconductorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関する
ものである。さらに詳しくは、この発明は、耐熱衝撃性
とともに、吸湿、および半田処理後の耐湿性にも優れた
半導体封止用のエポキシ樹脂組成物に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. More specifically, the present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that has excellent thermal shock resistance, moisture absorption, and moisture resistance after soldering.
（背景技術）
半導体封止用材料としてのエポキシ樹脂については、該
樹脂に低応力を付与することを目的に、従来よりシリコ
ン系改質剤、さらにはゴム、低応力樹脂などを用いるこ
とが検討されてきている。(Background technology) Regarding epoxy resin as a material for semiconductor encapsulation, the use of silicone-based modifiers, rubber, low stress resins, etc. has been considered for the purpose of imparting low stress to the resin. It has been done.
しかしながら、これまでの検討の状況では、従来のシリ
コン系改質剤などによっては、低応力化とともに、耐湿
性という封止材にとって重要な性能とが両立しないとい
う重大な問題があった。However, in the current state of research, there has been a serious problem that conventional silicone-based modifiers are incompatible with low stress and moisture resistance, which is an important performance for sealing materials.
また、最近の傾向として、ＩＣパッケージの薄型化、小
型化かさらに進む方向にあり、ユーザーの要求も厳しく
なってきており、従来にないような加速評価により半導
体の信頼性を評価するようになっている。その代表的な
例として、５ＤＲ１ＦＰにおける複合信頼性の評価があ
る。In addition, the recent trend is for IC packages to become thinner and smaller, and user demands are also becoming stricter, and the reliability of semiconductors has been evaluated using unprecedented accelerated evaluation. ing. A typical example is the evaluation of composite reliability in 5DR1FP.
このような状況において、パッケージをある一定の条件
下で吸湿させた後、および半田処理した後の耐湿性の向
上や、これら処理においてのパッケージの耐クラツク性
の向上などが一層必要になっている。しかしながら、こ
れらの課順に対処するには、従来の低応力化の方法ては
限界があり、満足のいくものではなかった。Under these circumstances, there is an increasing need to improve the moisture resistance of packages after they have been allowed to absorb moisture under certain conditions and after soldering, and to improve the crack resistance of packages during these treatments. . However, conventional stress reduction methods have limitations in dealing with these order of tasks and are not satisfactory.
このため、熱衝撃を受けた場合の耐クラック性に優れる
とともに、耐湿性、特に吸湿や半田処理後の耐湿性に優
れた半導体封止用のエポキシ樹脂組成物の実現が強く望
まれていた。Therefore, it has been strongly desired to realize an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that has excellent crack resistance when subjected to thermal shock and also has excellent moisture resistance, particularly moisture resistance after moisture absorption and soldering.
（発明の目的）
この発明は、上記の通りの事情を鑑みてなされたもので
あり、吸湿後の半田処理などの複合処理した際の耐クラ
ツク性を向上させるとともに、これら処理後の耐湿性を
も向上させる半導体封止用のエポキシ樹脂組成物を提倶
することを目的としている。(Object of the Invention) This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and aims to improve the crack resistance when complex treatments such as soldering after moisture absorption are performed, and to improve the moisture resistance after these treatments. The object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that improves the performance of semiconductor encapsulation.
（発明の開示）
この発明の半導、体封止用のエポキシ樹脂組成物は上記
の目的を実現するために、エポキシ樹脂またはフェノー
ルノボラック樹脂にシリコンゴムパウダー、変性シリコ
ン樹脂およびアルコキシシラン類を溶融して反応させた
低応力変性エポキシ樹脂または低応力変性フェノールノ
ボラック樹脂を含有することを特徴としている。(Disclosure of the Invention) In order to achieve the above object, the epoxy resin composition of the present invention for encapsulating semiconductors and bodies melts silicone rubber powder, modified silicone resin, and alkoxysilanes into epoxy resin or phenol novolac resin. It is characterized by containing a low stress modified epoxy resin or a low stress modified phenol novolac resin that has been reacted by
この発明に用いる低応力変性エポキシ樹脂または低応力
変性フェノールノボラック樹脂を得るなめのエポキシ樹
脂またはフェノールノボラック樹脂の種類には格別の限
定はない。通常用いられているものが適宜に使用される
。There is no particular limitation on the type of epoxy resin or phenol novolak resin used to obtain the low stress modified epoxy resin or low stress modified phenol novolak resin used in this invention. Those commonly used are used as appropriate.
たとえば、エポキシ樹脂としてはグリシジルエーテル型
エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ハ
ロゲン化エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂などがあげられる。Examples of epoxy resins include glycidyl ether type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, halogenated epoxy resins, and bisphenol A type epoxy resins.
変性シリコン樹脂としては、官能基として、エポキシ基
、アミノ基、エポキシグリコール基、カルビノール基、
エポキシアラルキル基、エポキシポリエーテル基、カル
ボキシル基などにより変性したシリコン樹脂を用いるこ
とができる。好適なものとしては、たとえば、エポキシ
変性シリコン樹脂、アミノ変性シリコンゴムがある。こ
れら変性シリコン樹脂としては１種または２種以上併用
して用いることができる。The modified silicone resin has functional groups such as epoxy group, amino group, epoxy glycol group, carbinol group,
Silicone resins modified with epoxyaralkyl groups, epoxy polyether groups, carboxyl groups, etc. can be used. Suitable examples include epoxy-modified silicone resin and amino-modified silicone rubber. These modified silicone resins can be used alone or in combination of two or more.
変性シリコン樹脂の添加量としては、特に限定するもの
ではないが、ベース樹脂１００重量部に対して、０．５
〜２０重量部の範囲で用いるのが好ましい。The amount of modified silicone resin added is not particularly limited, but is 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of the base resin.
It is preferable to use it in a range of 20 parts by weight.
シリコンゴムパウダーとしては、分子の一部末端にエポ
キシ基を有するのが好ましい。このエポキシ基によりベ
ースのエポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂、さら
には変性シリコン樹脂との相溶性と反応性が向上するた
めである。エポキシ基の含有量としては、シリコンゴム
パウダーに対し、０．１〜１０％が好ましい。The silicone rubber powder preferably has an epoxy group at one end of the molecule. This is because the epoxy group improves the compatibility and reactivity with the base epoxy resin, phenol novolac resin, and even modified silicone resin. The content of epoxy groups is preferably 0.1 to 10% based on the silicone rubber powder.
このシリコンゴムパウダーの添加量としては、ベース樹
脂１００重量部に対し、０．５〜２０重量部の範囲とす
るのが好ましい。The amount of silicone rubber powder added is preferably in the range of 0.5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the base resin.
アルコキシシラン類としては、エポキシ変性したものが
好適である。このエポキシ変性により、シリコンゴムの
場合と同様に、ベース樹脂のエポキシ樹脂、フェノール
ノボラック樹脂、さらには変性シリコン樹脂との相溶性
と反応性が向上するためである。アルコキシシラン類の
添加量としては、ベース樹脂１００重量部に対し、０．
１〜１０重量部が好ましい。As the alkoxysilanes, epoxy-modified ones are suitable. This is because this epoxy modification improves the compatibility and reactivity with the base resin epoxy resin, phenol novolac resin, and further modified silicone resin, as in the case of silicone rubber. The amount of alkoxysilane added is 0.00 parts by weight per 100 parts by weight of the base resin.
1 to 10 parts by weight is preferred.
この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂またはフェノールノボラック樹脂に変性シリコン
樹脂、シリコンゴムパウダーおよびアルコキシシラン類
を混合し、およそ８０〜１７０’Ｃの温度で、０．５〜
２０時間反応させて得た低応力変性エポキシ樹脂または
低応力変性フェノールノボラック樹脂を使用する。The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is prepared by mixing an epoxy resin or a phenol novolak resin with a modified silicone resin, silicone rubber powder, and alkoxysilane, and heating the composition at a temperature of approximately 80 to 170'C to a temperature of 0.5~170°C.
A low stress modified epoxy resin or a low stress modified phenol novolac resin obtained by reacting for 20 hours is used.
このように前もってエポキシ樹脂またはフェノールノボ
ラック樹脂を低応力変性処理することにより、従来の封
止材にはない耐熱衝撃性、さらには吸湿後の半田処理の
ような、複合処理後の耐クラツク性、耐湿性に優れた封
止材用のエポキシ樹脂成型材料が得られる。By subjecting the epoxy resin or phenolic novolak resin to low stress modification treatment in advance, it has thermal shock resistance not found in conventional encapsulants, as well as crack resistance after composite processing such as soldering after moisture absorption. An epoxy resin molding material for sealing material with excellent moisture resistance can be obtained.
また、これらの封止材用の低応力変性エポキシ樹脂また
は低応力変性フェノールノボラック樹脂には、配合成分
として、シリカ粉体などの無機充填剤、着色剤、難燃剤
などを適宜に用いることもできる。In addition, inorganic fillers such as silica powder, colorants, flame retardants, etc. can be used as appropriate in the low stress modified epoxy resin or low stress modified phenol novolac resin for these sealing materials. .
この発明のエポキシ樹脂組成物については、その優れた
特性から、液状封止材あるいはフェノール成形材料とし
ても有用なものである。Due to its excellent properties, the epoxy resin composition of the present invention is useful as a liquid sealant or a phenol molding material.
次に実施例を示し、さらに具体的にこの発明について説
明する。もちろん、この発明は、以下の実施例によって
限定されるものではない。様々な態様が可能であること
はいうまでもない。Next, examples will be shown and the present invention will be explained in more detail. Of course, the invention is not limited to the following examples. It goes without saying that various embodiments are possible.
実施例 １
エポキシ樹脂１６０ｇに対して、アミン変性シリコン５
ｇ、エポキシ変性シリコン１０ｇ、シリコンゴムパウダ
ー３０ｇ、アルコキシシラン４ｇを混合し、１２０°Ｃ
の温度で５時間反応させた。Example 1 For 160 g of epoxy resin, 5 amine-modified silicone
g, 10 g of epoxy modified silicone, 30 g of silicone rubber powder, and 4 g of alkoxysilane were mixed and heated at 120°C.
The reaction was carried out at a temperature of 5 hours.
その後、生成物を冷却して変性エポキシ樹脂を得た。Thereafter, the product was cooled to obtain a modified epoxy resin.
この変性エポキシ樹脂を用いて、次の組成からなるエポ
キシ樹脂組成物を製造した。Using this modified epoxy resin, an epoxy resin composition having the following composition was manufactured.
変性エポキシ樹脂 ２０９ （ｇ）フェノ
ールノボラック樹脂 ９０ブロム化エポキシ樹脂
２〇三酸化アンチモン ３
０カルナバワツクス ４Ｃ１ｉ２
３カーボンブラツク
４シリカ ６４０
得られたエポキシ樹脂組成物を用いて半導体封止材とし
ての性能を評価した。試料としては、２．３ Ｘ３．２
ｍｍのチップサイズに平行アルミパターンを配線（線
幅、間隔、５μ、５μ）したアルミＴＥＧをｉ ｓ ｐ
ｓｏｐにパッケージしたものを用いた。Modified epoxy resin 209 (g) Phenol novolac resin 90 Brominated epoxy resin 20 Antimony trioxide 3
0 carnauba wax 4C1i2
3 carbon black
4 Silica 640 The performance as a semiconductor encapsulant was evaluated using the obtained epoxy resin composition. As a sample, 2.3 x 3.2
An aluminum TEG with parallel aluminum patterns wired (line width, spacing, 5μ, 5μ) on a chip size of mm is i sp.
The one packaged in sop was used.
評価試験条件は、次の通りとした。The evaluation test conditions were as follows.
吸 湿＝１３３℃、１００％ＲＨ１１５時間半 田＝２
６０°Ｃ／１０秒 （半田浸漬）ＰＣＴ： １５１℃
、１００％ＲＨ
（５０％累積不良時間）
その結果は表−１に示した通りであった。吸湿および半
田処理後のクラックは全く認められなかった。また、吸
湿、半田およびＰ Ｃ、Ｔ処理後の５０％不良時間も２
．００時間と非常に優れていた。Moisture absorption = 133℃, 100% RH 115 hours Soldering = 2
60°C/10 seconds (solder immersion) PCT: 151°C
, 100% RH (50% cumulative failure time) The results are as shown in Table-1. No moisture absorption or cracks were observed after soldering. In addition, the 50% failure time after moisture absorption, soldering and PC, T treatment is also 2.
．． 00 hours, which was very good.
実施例 ２
エポキシ樹脂１６０ｇに対して、アミノ変性シリコン５
ｇ、シリコンゴムパウダー３０ｇ、アルコキシシラン４
ｇを混合し、１４０℃で４時間反応させた。その後冷却
して、変性エポキシ樹脂を得た。Example 2 For 160g of epoxy resin, 5% amino-modified silicone
g, silicone rubber powder 30g, alkoxysilane 4
g were mixed and reacted at 140°C for 4 hours. Thereafter, it was cooled to obtain a modified epoxy resin.
この変性エポキシ樹脂を用いて次の組成からなるエポキ
シ樹脂組成物を製造した。Using this modified epoxy resin, an epoxy resin composition having the following composition was manufactured.
変性エポキシ樹脂 １９５ （ｇ ）フェ
ノールノボラック樹脂 ９０ブロム化エポキシ樹
脂 ２〇三酸化アンチモン
３０カルナバワツクス ４１１Ｚ３
カーボンブラック ４シリカ
６４０得られた組成物を実施例１と同
様にして性能評価した。その結果は表−１に示した通り
であった。Modified epoxy resin 195 (g) Phenol novolac resin 90 Brominated epoxy resin 20 Antimony trioxide
30 Carnauba Wax 411Z3 Carbon Black 4 Silica
The performance of the obtained composition was evaluated in the same manner as in Example 1. The results were as shown in Table-1.
実施例１と同様に耐熱衝撃性、耐湿性に優れていた。Similar to Example 1, it had excellent thermal shock resistance and moisture resistance.
実施例 ３
フェノールノボラック樹脂１６０ｇに対して、アミノ変
性シリコン５ｇ、エポキシ変性シリコンＬｏｇ、シリコ
ンゴムパウダー３０ｇ、アルコキシシラン４ｇを混合し
、１２０°Ｃて５時間反応さぜな。Example 3 160 g of phenol novolak resin was mixed with 5 g of amino-modified silicon, epoxy-modified silicon Log, 30 g of silicone rubber powder, and 4 g of alkoxysilane, and reacted at 120°C for 5 hours.
＝ ９−
得られた変性フェノールノボラック樹脂を用いて次の組
成からなる組成物を製造した。= 9- Using the obtained modified phenol novolac resin, a composition having the following composition was manufactured.
変性フェノールノボラック樹脂 １３９ （ｇ）エポ
キシ樹脂 １６０ブロム化エポキシ
樹脂 ２〇三酸化アンチモン
３０カルナバワツクス ４Ｃ１１Ｚ
３カーボンブラツク
４シリカ ６
４０得られた組成物を実施例１と同様にして性能評価し
た。その結果は表−１に示した通りであった。Modified phenolic novolac resin 139 (g) Epoxy resin 160 Brominated epoxy resin 20 Antimony trioxide
30 Carnauba wax 4C11Z
3 carbon black
4 Silica 6
The performance of the obtained composition was evaluated in the same manner as in Example 1. The results were as shown in Table-1.
吸湿および半田後のクラックは全く認められなかった。No moisture absorption or cracks after soldering were observed.
また、吸湿、半田およびＰＣＴ処理後の５０％不良時間
も２００時間と非常に優れていた。Furthermore, the 50% failure time after moisture absorption, soldering, and PCT treatment was also very excellent at 200 hours.
比較例 １
比較のために、次の組成からなるエポキシ樹脂組成物を
製造した。Comparative Example 1 For comparison, an epoxy resin composition having the following composition was manufactured.
エポキシ樹脂 １６０ （ｇ）フェ
ノールノボラック樹脂 ９０ブロム化エポキシ樹
脂 ２〇三酸化アンチモン
３０カルナバワツクス ４Ｃ１１Ｚ
３カーボンブラツク
４カツプリング剤 ４
シリカ ６４０
このあらかじめ変性していないエポキシ樹脂、フェノー
ルノボラック樹脂を用いた組成物についても、実施例１
と同様の方法により性能評価した。Epoxy resin 160 (g) Phenol novolac resin 90 Brominated epoxy resin 20 Antimony trioxide
30 Carnauba wax 4C11Z
3 carbon black
4 Coupling agent 4
Silica 640 Example 1
Performance was evaluated using the same method.
その結果は表−１に示した通りであり、耐熱衝撃性、耐
湿性ともに、実施例１〜３のものに比べてはるかに劣っ
ていた。The results are shown in Table 1, and both thermal shock resistance and moisture resistance were far inferior to those of Examples 1 to 3.
比較例 ２
比較例１で用いた組成物にさらにエポキシ変性シリコン
１０ｇ、アミノ変性シリコン５ｇ、シリコンゴム３０ｇ
を加えた組成物を製造した。Comparative Example 2 In addition to the composition used in Comparative Example 1, 10 g of epoxy-modified silicone, 5 g of amino-modified silicone, and 30 g of silicone rubber were added.
A composition was prepared with the addition of
この場合の封止材としての性能も、実施例１と同様にし
て評価した。表−１に示したように、実施例１〜３に比
べてはるかに劣っていた。The performance as a sealing material in this case was also evaluated in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, it was far inferior to Examples 1 to 3.
比較例 ３
比較例１で用いた組成物にさらにアミノ変性シリコン５
ｇ、シリコンゴム３０ｇを加えた組成物を製造した。Comparative Example 3 The composition used in Comparative Example 1 was further supplemented with amino-modified silicone 5.
A composition was prepared in which 30 g of silicone rubber was added.
この場合の封止材としての性能も実施例１と同様にして
評価したが、表−１に示したように、実施例１〜３に比
べてはるかに劣っていた。The performance as a sealing material in this case was also evaluated in the same manner as in Example 1, but as shown in Table 1, it was far inferior to Examples 1 to 3.
一 １３ −1 13 -
Claims (1)
コンゴムパウダー、変性シリコン樹脂およびアルコキシ
シラン類を溶融して反応させた低応力変性エポキシ樹脂
または低応力変性フェノールノボラック樹脂を含有する
ことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。An epoxy for semiconductor encapsulation characterized by containing a low-stress modified epoxy resin or a low-stress modified phenol novolak resin obtained by melting and reacting an epoxy resin or a phenol novolak resin with silicone rubber powder, a modified silicone resin, and an alkoxysilane. Resin composition.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30596586A JPH082936B2 (en) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30596586A JPH082936B2 (en) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63156819A true JPS63156819A (en) | 1988-06-29 |
| JPH082936B2 JPH082936B2 (en) | 1996-01-17 |
Family
ID=17951431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30596586A Expired - Lifetime JPH082936B2 (en) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH082936B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232120A (en) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Epoxy resin composition for sealing semiconductor |
| JPH0291966A (en) * | 1988-09-29 | 1990-03-30 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device |
| JPH0379657A (en) * | 1989-08-23 | 1991-04-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Preparation of epoxy resin composition |
| JPH0381360A (en) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Matsushita Electric Works Ltd | Preparation of epoxy resin composition |
| EP0430254A2 (en) * | 1989-11-30 | 1991-06-05 | Dow Corning Toray Silicone Company, Limited | Curable epoxy resin compositions |
-
1986
- 1986-12-22 JP JP30596586A patent/JPH082936B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232120A (en) * | 1988-07-21 | 1990-02-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Epoxy resin composition for sealing semiconductor |
| JPH0476371B2 (en) * | 1988-07-21 | 1992-12-03 | Matsushita Electric Works Ltd | |
| JPH0291966A (en) * | 1988-09-29 | 1990-03-30 | Nitto Denko Corp | Semiconductor device |
| JPH0379657A (en) * | 1989-08-23 | 1991-04-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Preparation of epoxy resin composition |
| JPH0381360A (en) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Matsushita Electric Works Ltd | Preparation of epoxy resin composition |
| EP0430254A2 (en) * | 1989-11-30 | 1991-06-05 | Dow Corning Toray Silicone Company, Limited | Curable epoxy resin compositions |
| EP0430254A3 (en) * | 1989-11-30 | 1992-07-08 | Dow Corning Toray Silicone Company, Limited | Curable epoxy resin compositions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH082936B2 (en) | 1996-01-17 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |