JPH06220168A - Resin-sealed semiconductor device - Google Patents

Resin-sealed semiconductor device

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JPH06220168A
JPH06220168A JP19135093A JP19135093A JPH06220168A JP H06220168 A JPH06220168 A JP H06220168A JP 19135093 A JP19135093 A JP 19135093A JP 19135093 A JP19135093 A JP 19135093A JP H06220168 A JPH06220168 A JP H06220168A
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resin
semiconductor device
epoxy resin
epoxy
resin composition
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Hirotoshi Iketani
裕俊 池谷
Michiya Azuma
道也 東
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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject semiconductor device, excellent in heat cycle and moisture resistance, etc., and useful as an integrated circuit, etc., by sealing a semiconductor device with a resin composition comprising an epoxy resin, a specific curing agent and silicon nitride. CONSTITUTION:The objective semiconductor device is sealed with a resin composition comprising (A) an epoxy resin having 170-300 epoxy equiv. such as a novolak type, (B) a curing agent having plural phenolic hydroxyl groups in the molecule such as novolak type phenolic resin and (C) fiber or whisker of silicon nitride. The resin composition of the objective semiconductor device comprises the components (A) and (B) at a blending ratio of 0.5-1.5 expressed in terms of equiv. ratio of the phenolic hydroxyl groups in the component (B) to the epoxy groups in the component (A) and the component (C) is blended in an amount of 0.1-1000 pts.wt. based on 100 pts.wt. total amount of the components (A) and (B). Furthermore, fused silica or crystalline silica or both are preferably contained in this resin composition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は封止用エポキシ樹脂組成
物を用いた樹脂封止型半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device using an epoxy resin composition for encapsulation.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂組成物は、集積回路(I
C)、大規模集積回路(LSI)、トランジスタなどの
半導体装置、あるいは他の電子部品の封止材として重用
されている。
2. Description of the Related Art Epoxy resin compositions are used in integrated circuits (I
C), large-scale integrated circuits (LSI), semiconductor devices such as transistors, or other electronic parts are used as encapsulating materials.

【0003】近年、とくに半導体装置に対し、高い信頼
性が要求されるようになってきているため、それに伴な
ってかかる半導体装置の封止に使用されるエポキシ樹脂
組成物に対しても高い信頼性が求められている。
In recent years, in particular, semiconductor devices are required to have high reliability, so that the epoxy resin composition used for encapsulating such semiconductor devices also has high reliability. Sex is required.

【0004】このような封止用エポキシ樹脂組成物は、
まず、周囲の温度変化によって内部に封止した部品に損
傷を与えることがあってはならない。このような温度特
性は例えば、耐熱サイクル特性として評価することがで
きる。すなわち、この評価試験はエポキシ樹脂組成物に
より封止された半導体装置を高温と低温とに順次曝して
これを1サイクルとし、各サイクル毎に該半導体装置の
特性を測定して何サイクル目で特性の低下が見られたか
を評価するものである。
Such an epoxy resin composition for sealing is
First, changes in the ambient temperature must not damage the internally sealed components. Such temperature characteristics can be evaluated as, for example, heat resistance cycle characteristics. That is, in this evaluation test, a semiconductor device encapsulated with an epoxy resin composition is sequentially exposed to high temperature and low temperature to form one cycle, and the characteristics of the semiconductor device are measured for each cycle, and the characteristic cycle is evaluated. It is to evaluate whether or not the decrease in

【0005】ところで、従来の封止用エポキシ樹脂組成
物により封止された半導体装置にあっては、上記耐熱サ
イクル特性試験の際、部品が封止樹脂体から機械的応力
を受け、甚しい場合にはこの応力に耐えられずに例えば
ボンディングワイヤーが切断または接触不良を引き起こ
すなどの不都合がある。
By the way, in the conventional semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition for encapsulation, when the component is mechanically stressed by the encapsulating resin body during the heat resistance cycle characteristic test, However, there is an inconvenience in that the bonding wire cannot withstand this stress, and the bonding wire causes cutting or poor contact.

【0006】更に、従来の樹脂封止型半導体装置にあっ
ては、高温高湿環境下において、水分が封止樹脂体を浸
透して内部の装置に達し、その結果、例えば、アルミニ
ウム配線が腐食しやすいなどの問題がある。
Further, in the conventional resin-encapsulated semiconductor device, in a high temperature and high humidity environment, moisture penetrates the encapsulating resin body to reach the internal device, and as a result, for example, aluminum wiring corrodes. There are problems such as easy to do.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のかかる問題を解消し、エポキシ樹脂組成物によって封
止された高信頼性の樹脂封止型半導体装置を提供するこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly reliable resin-encapsulated semiconductor device encapsulated with an epoxy resin composition, which solves the conventional problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく封止用エポキシ樹脂組成物の成分について種
々検討を重ねた結果、後述するようにその一成分として
窒化ケイ素(Si3 4)を配合することにより上記欠点
が改良され、高信頼性の、樹脂封止型半導体装置が得ら
れることを見出した。
Means for Solving the Problems The present inventor has achieved the above object.
The components of epoxy resin composition for encapsulation to be achieved
As a result of repeated studies, as one of the components, as will be described later
Silicon nitride (Si3 N FourThe above disadvantages
Has been improved and a highly reliable resin-sealed semiconductor device has been obtained.
I found that

【0009】すなわち、本発明の封止型半導体装置は、
(a)エポキシ樹脂、(b)1分子内に2個以上のフェ
ノール性水酸基を有する化合物よりなる硬化剤、および
(c)窒化ケイ素の繊維あるいはウィスカーを含有する
樹脂組成物により封止されてなることを特徴とする。
That is, the sealed semiconductor device of the present invention is
A resin composition containing (a) an epoxy resin, (b) a curing agent composed of a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and (c) a silicon nitride fiber or a whisker. It is characterized by

【0010】本発明に用いる封止用エポキシ樹脂組成物
において、まず、第1の必須成分であるエポキシ樹脂と
しては、通常知られているものを使用すればよく、特に
限定されるものではない。具体例としては、ビスフェノ
ールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキ
シ樹脂などの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;グリシジルアミン型エ
ポキシ樹脂;線状脂肪族エポキシ樹脂;脂環式エポキシ
樹脂;複素環式エポキシ樹脂;ハロゲン化エポキシ樹脂
など1分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹
脂があげられる。これらのエポキシ樹脂は単独で用いて
も、あるいは2種以上の混合系で用いてもよい。
In the encapsulating epoxy resin composition used in the present invention, the epoxy resin which is the first essential component may be any one known in the art and is not particularly limited. Specific examples include glycidyl ether type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin and phenol novolac type epoxy resin; glycidyl ester type epoxy resin; glycidyl amine type epoxy resin; linear aliphatic epoxy resin; alicyclic epoxy resin; complex. Cyclic epoxy resins; epoxy resins having two or more epoxy groups in one molecule such as halogenated epoxy resins. These epoxy resins may be used alone or in a mixture of two or more kinds.

【0011】なかでも、好ましいエポキシ樹脂は、エポ
キシ当量170〜300のノボラック型エポキシ樹脂で
あって、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化
フェノールノボラック型エポキシ樹脂などである。
Of these, a preferred epoxy resin is a novolac type epoxy resin having an epoxy equivalent of 170 to 300, and examples thereof include a phenol novolac type epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin, and a halogenated phenol novolac type epoxy resin.

【0012】更に、これらのエポキシ樹脂は、塩素イオ
ンの含有量が10ppm 以下、加水分解性塩素の含有量が
0.1重量%以下のものが望ましい。この理由は、10
ppmを超える塩素イオンあるいは0.1重量%を超える
加水分解性塩素が含まれていると、封止された半導体装
置の例えばAl電極などが腐食されやすくなるためであ
る。
Further, it is desirable that these epoxy resins have a chlorine ion content of 10 ppm or less and a hydrolyzable chlorine content of 0.1% by weight or less. The reason for this is 10
This is because if chlorine ions in excess of ppm or hydrolyzable chlorine in excess of 0.1% by weight is contained, the sealed semiconductor device, such as the Al electrode, is easily corroded.

【0013】ついで、第2の必須成分である硬化剤は、
1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有する化合
物であればとくに制限されるものではなく、フェノール
樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ポリオキシスチレン
または多価フェノール化合物などを使用することができ
る。
Next, the second essential component, the curing agent, is
There is no particular limitation as long as it is a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and a phenol resin, a phenol aralkyl resin, polyoxystyrene, a polyhydric phenol compound or the like can be used.

【0014】具体的には、例えば、フェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェ
ノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹
脂などのノボラック型フェノール樹脂;レゾール型フェ
ノール樹脂;ポリパラオキシスチレンなどのポリオキシ
スチレン;ビスフェノールA;およびこれらの化合物の
ハロゲン化物等である。このうち、ノボラック型フェノ
ール樹脂、フェノールアラルキル樹脂およびポリオキシ
スチレンはとくに好ましいものである。また、これらの
硬化剤は単独で用いても、あるいは2種以上の混合系で
用いてもよい。
Specifically, for example, novolac type phenolic resins such as phenol novolac resin, cresol novolac resin, tert-butylphenol novolac resin and nonylphenol novolac resin; resole type phenolic resin; polyoxystyrene such as polyparaoxystyrene; bisphenol A And halides of these compounds. Of these, novolac type phenol resin, phenol aralkyl resin and polyoxystyrene are particularly preferable. Further, these curing agents may be used alone or in a mixture of two or more kinds.

【0015】エポキシ樹脂と硬化剤との配合比はとくに
限定されるものではないが、反応の進行促進、および得
られる硬化物の特性の2点を勘案すると、硬化剤のフェ
ノール性水酸基数とエポキシ樹脂のエポキシ基数の比
(フェノール性水酸基数/エポキシ基数)が0.5〜
1.5の範囲となるように配合することが好ましい。
The blending ratio of the epoxy resin and the curing agent is not particularly limited, but in consideration of two points of promotion of the reaction and characteristics of the cured product obtained, the number of phenolic hydroxyl groups of the curing agent and the epoxy group. The ratio of the number of epoxy groups in the resin (number of phenolic hydroxyl groups / number of epoxy groups) is 0.5 to
It is preferable to mix them in a range of 1.5.

【0016】更に、本発明に用いる樹脂組成物は第3の
必須成分として窒化ケイ素(Si34)の繊維あるいは
ウィスカーを含有する。繊維状のSi34 としてはS
34 の長繊維を裁断したもので、例えば、直径が1
〜20μm の長繊維を1mm以内の長さに裁断して用いる
ことができる。また、ウィスカーとしては、例えば直径
が0.1〜1μm 、長さが50〜300μm のものを用
いることができる。なお、窒化ケイ素の繊維とウィスカ
ーを併用して用いることもできる。
Further, the resin composition used in the present invention contains silicon nitride (Si 3 N 4 ) fibers or whiskers as a third essential component. S as fibrous Si 3 N 4
i 3 N 4 long fibers cut into pieces with a diameter of 1
It is possible to cut long fibers of about 20 μm to a length of 1 mm or less before use. As the whiskers, those having a diameter of 0.1 to 1 μm and a length of 50 to 300 μm can be used. The silicon nitride fiber and the whiskers can be used together.

【0017】かかるSi34 の配合量は、とくに限定
されるものではないが、前記エポキシ樹脂と硬化剤の総
和100重量部に対し、0.1〜1000重量部の範囲
とすることが好ましい。この配合量が0.1重量部未満
では添加の効果が認められず、1000重量部を超える
と樹脂組成物全体の流動性が低下するという不都合が生
じる。また、このSi34 はシランカップリング剤等
の表面処理剤で処理して使用することが、樹脂封止型半
導体装置の特性を更に改善する上で好ましい。
The amount of Si 3 N 4 blended is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent. . If the blending amount is less than 0.1 parts by weight, the effect of the addition is not recognized, and if it exceeds 1000 parts by weight, the fluidity of the entire resin composition deteriorates. Further, it is preferable that this Si 3 N 4 is used after being treated with a surface treatment agent such as a silane coupling agent in order to further improve the characteristics of the resin-sealed semiconductor device.

【0018】Si34 は耐熱性、化学的安定性および
電気絶縁性に優れているため、これを配合することによ
って樹脂封止型半導体装置の特性を向上させることがで
きる。
Since Si 3 N 4 is excellent in heat resistance, chemical stability and electric insulation, the characteristics of the resin-encapsulated semiconductor device can be improved by blending it.

【0019】また、Si34 は高い熱伝導性を有する
ため、樹脂封止型半導体装置の放熱特性も向上する。こ
れを、他の熱伝導性充填材、例えば、マグネシア、アル
ミナ、炭化ケイ素を含有した封止型半導体装置と比較す
ると、本発明の封止型半導体装置は上記のものと比べて
耐湿特性あるいは電気絶縁性が格段に優れている。
Since Si 3 N 4 has a high thermal conductivity, the heat dissipation characteristics of the resin-sealed semiconductor device are also improved. Comparing this with other thermally conductive fillers, such as magnesia, alumina, and silicon carbide-containing encapsulation semiconductor devices, the encapsulation-type semiconductor device of the present invention is superior in moisture resistance or electrical characteristics to those described above. Excellent insulation.

【0020】更に、Si34 は熱膨張係数が小さく
(炭化ケイ素の約1/2 、アルミナ、マグネシアの約1/3
〜1/4)、樹脂組成物の熱膨張係数の低下に大きく寄与す
る。
Further, Si 3 N 4 has a small coefficient of thermal expansion (about 1/2 that of silicon carbide, about 1/3 that of alumina and magnesia).
~ 1/4), greatly contributes to the reduction of the thermal expansion coefficient of the resin composition.

【0021】本発明の樹脂封止型半導体装置に用いる樹
脂組成物にあっては、上記した必須成分に加えて、例え
ば公知の無機質充填剤、硬化促進剤を添加配合すること
が好ましい。
In the resin composition used in the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention, it is preferable to add, for example, a known inorganic filler or curing accelerator in addition to the above-mentioned essential components.

【0022】無機質充填剤としては、例えば、溶融シリ
カ、結晶性シリカ、ガラス繊維、タルク、アルミナ、ケ
イ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マグ
ネシア等をあげることができ、中でも、溶融シリカ、結
晶性シリカは高純度でしかも熱膨張性が低いため好まし
いものである。
Examples of the inorganic filler include fused silica, crystalline silica, glass fiber, talc, alumina, calcium silicate, calcium carbonate, barium sulfate, magnesia, and the like. Among them, fused silica, crystalline Silica is preferred because it has high purity and low thermal expansion property.

【0023】とくに、これらシリカの配合量が、樹脂成
分(エポキシ樹脂と硬化剤)100重量部に対し0.1
〜1000重量部の範囲にあるときは、Si34 とシ
リカの長所が有効に組み合されて優れた特性の封止型半
導体装置を得ることができる。
In particular, the amount of the silica compounded is 0.1 with respect to 100 parts by weight of the resin component (epoxy resin and curing agent).
When the amount is in the range of up to 1000 parts by weight, the advantages of Si 3 N 4 and silica are effectively combined, and a sealed semiconductor device having excellent characteristics can be obtained.

【0024】一方、硬化促進剤は、樹脂の硬化時間の短
縮ならびに硬化物の特性向上のために資する成分であ
り、本発明においては、とくに有機ホスフィン化合物を
用いることが望まれる。
On the other hand, the curing accelerator is a component that contributes to shortening the curing time of the resin and improving the properties of the cured product. In the present invention, it is particularly desirable to use an organic phosphine compound.

【0025】かかる有機ホスフィン化合物の具体例とし
ては、フェニルホスフィン、オクチルホスフィン、ジフ
ェニルホスフィン、ブチルフェニルホスフィン、メチル
ジフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィ
ン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、
トリフェニルホスフィンオキサイド、さらには1,2−
ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、ビス(ジフェニ
ルホスフィノ)メタンなどがあげられる。これらの化合
物は封止後は酸化されてオキサイドの形で含有してもよ
い。
Specific examples of such organic phosphine compounds include phenylphosphine, octylphosphine, diphenylphosphine, butylphenylphosphine, methyldiphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine,
Triphenylphosphine oxide, and further 1,2-
Examples thereof include bis (diphenylphosphino) ethane and bis (diphenylphosphino) methane. These compounds may be oxidized after sealing and contained in the form of oxide.

【0026】これらのうち、アリールホスフィン化合
物、例えば、トリフェニルホスフィン、1,2−ビス
(ジフェニルホスフィノ)エタン、ビス(ジフェニルホ
スフィノ)メタンなどはとくに好ましいものである。こ
れらの有機ホスフィン化合物は1種もしくは2種以上の
混合系で用いてもよい。
Of these, arylphosphine compounds such as triphenylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, bis (diphenylphosphino) methane and the like are particularly preferable. These organic phosphine compounds may be used alone or in a mixture of two or more.

【0027】なお、この有機ホスフィン化合物の組成比
は樹脂成分(エポキシ樹脂と硬化剤)の0.01〜20
重量%でもよいが、とくに、0.01〜5重量%の範囲
であることが好ましい。
The composition ratio of this organic phosphine compound is 0.01 to 20 of the resin components (epoxy resin and curing agent).
Although it may be wt%, it is particularly preferably in the range of 0.01 to 5 wt%.

【0028】本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、
更に必要に応じて、他の添加剤、例えば天然ワックス
類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド
類、エステル類もしくはパラフィン類などの離型剤、塩
素化パラフィン、ブロムトルエン、ヘキサブロムベンゼ
ン、三酸化アンチモンなどの難燃剤、カーボンブラック
などの着色剤、シランカップリング剤などを適宜添加配
合しても差支えない。
The encapsulating epoxy resin composition of the present invention includes
Further, if necessary, other additives such as natural waxes, synthetic waxes, metal salts of linear fatty acids, release agents such as acid amides, esters or paraffins, chlorinated paraffin, bromotoluene, hexa and the like. Flame retardants such as brombenzene and antimony trioxide, colorants such as carbon black, silane coupling agents and the like may be appropriately added and blended.

【0029】上述した封止用エポキシ樹脂組成物を成形
材料として調製するための方法はどのようなものであっ
てもよく、上記の所定の組成比に選んだ原料成分を、例
えばミキサーによって充分混合後、さらに熱ロールによ
る溶融混合処理、またはニーダーなどによる混合処理を
加えるなどの方法を適用することができる。
Any method may be used for preparing the above-mentioned encapsulating epoxy resin composition as a molding material, and the raw material components selected in the above predetermined composition ratio are thoroughly mixed by, for example, a mixer. After that, a method of applying a melt mixing treatment with a hot roll, a mixing treatment with a kneader, or the like can be applied.

【0030】一方、本発明の樹脂封止型半導体装置は、
上記封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置を封
止することにより容易に製造することができる。封止の
最も一般的な方法としては低圧トランスファ成形法があ
るが、インジェクション成形、圧縮成形、注型などによ
る封止も可能である。エポキシ樹脂組成物は封止の際に
加熱して硬化させ、最終的にはこの組成物の硬化物によ
って封止された樹脂封止型半導体装置を得ることができ
る。硬化に際しては150℃以上に加熱することが特に
望ましい。
On the other hand, the resin-sealed semiconductor device of the present invention is
It can be easily manufactured by encapsulating a semiconductor device using the encapsulating epoxy resin composition. The most common sealing method is a low-pressure transfer molding method, but sealing by injection molding, compression molding, casting or the like is also possible. The epoxy resin composition is heated and cured during encapsulation, and finally a resin-encapsulated semiconductor device encapsulated with the cured product of this composition can be obtained. Heating at 150 ° C. or higher is particularly desirable for curing.

【0031】なお、本発明でいう半導体装置とは集積回
路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイ
オードなどであって、特に限定されるものではない。
The semiconductor device in the present invention is an integrated circuit, a large scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode, etc., and is not particularly limited.

【0032】[0032]

【実施例および比較例】以下に、本発明を実施例および
比較例によって詳細に説明する。
EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples and Comparative Examples.

【0033】実施例1、2および比較例1〜4 〔I〕トランスファ成形材料の調製 (1)エポキシ当量220のクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂(エポキシ樹脂A)、(2)エポキシ当量2
90の臭素化エポキシノボラック樹脂(エポキシ樹脂
B)、(3)分子量700のフェノールノボラック樹脂
硬化剤、(4)平均直径8μm 、平均長さ100μm の
窒化ケイ素の繊維、(5)平均直径0.5μm 、平均長
さ100μm の窒化ケイ素のウィスカー、(6)マグネ
シア粉末、(7)アルミナ粉末、(8)炭化ケイ素粉
末、(9)結晶性シリカ粉末、(10)トリフェニルホ
スフィン硬化促進剤、(11)三酸化アンチモン、(1
2)カルナバワックス、(13)カーボンブラック、
(14)シランカップリング剤(γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン)を表1に示す組成(重量部)
に選んだ。ただし成分(4)〜(9)の配合量に関して
は、各例中の(4)〜(9)成分の体積%の和が、いず
れも、組成物全体の約52%になるようにして相互の比
較を行った。これらの組成物をミキサーによる混合およ
び加熱ロールによる混練を行うことによって比較例を含
め5種のトランスファ成形材料を調製した。 〔II〕樹脂による半導体装置の封止 このようにして得た成形材料を用いてトランスファ成形
してMOS型集積回路を樹脂封止した。封止は予熱機で
90℃に加熱した成形材料を170℃で2分間モールド
し、更に180℃で4時間アフタキュアすることにより
行った。 〔III 〕耐湿試験(バイアスPCT) 上記の樹脂封止した半導体装置各50個を、120℃、
2気圧の水蒸気中で10V印加して、アルミニウム配線
の腐食による断線不良を調べる耐湿試験を行い、その結
果を表2に示した。ただし、比較例4は半導電性の炭化
ケイ素を用いたため封止樹脂の絶縁性が悪く、集積回路
が短絡不良を発生し、良品が得られなかったので試験か
ら外した。
Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 [I] Preparation of transfer molding material (1) Epoxy equivalent of 220 cresol novolac type epoxy resin (epoxy resin A), (2) Epoxy equivalent 2
90 brominated epoxy novolac resin (epoxy resin B), (3) curing agent of 700 molecular weight phenol novolac resin, (4) silicon nitride fiber having an average diameter of 8 μm, average length of 100 μm, (5) average diameter of 0.5 μm , Silicon nitride whiskers having an average length of 100 μm, (6) magnesia powder, (7) alumina powder, (8) silicon carbide powder, (9) crystalline silica powder, (10) triphenylphosphine curing accelerator, (11) ) Antimony trioxide, (1
2) carnauba wax, (13) carbon black,
(14) Composition of silane coupling agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) shown in Table 1 (parts by weight)
Chose to. However, regarding the blending amounts of the components (4) to (9), the sum of the volume% of the components (4) to (9) in each example is about 52% of the total composition, and the mutual amounts are adjusted. Were compared. Five kinds of transfer molding materials including comparative examples were prepared by mixing these compositions with a mixer and kneading with a heating roll. [II] Sealing of semiconductor device with resin Transfer molding was performed using the molding material thus obtained, and the MOS type integrated circuit was resin-sealed. The sealing was performed by molding a molding material heated to 90 ° C. by a preheater at 170 ° C. for 2 minutes and further after curing at 180 ° C. for 4 hours. [III] Humidity resistance test (bias PCT) Each of the above 50 resin-sealed semiconductor devices is
A moisture resistance test was conducted by applying 10 V in water vapor of 2 atm to check for disconnection defects due to corrosion of aluminum wiring. The results are shown in Table 2. However, in Comparative Example 4, since semiconductive silicon carbide was used, the insulating property of the sealing resin was poor, short circuit failure occurred in the integrated circuit, and a non-defective product could not be obtained, so it was removed from the test.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】実施例3〜6および比較例5〜8 〔I〕トランスファ材料の調製 実施例1、2で用いた各成分及び、(15)ガラス繊維
(平均直径9μm 、平均長さ500μm )(16)溶融
シリカ粉末を用いて表3に示す組成(重量部)から成る
組成物をつくった。各組成物をミキサーによる混合、加
熱ロールによる混練を行うことによって比較例を含め8
種のトランスファ成形材料を調製した。 〔II〕樹脂による半導体装置の封止 このようにして得た成形材料を用いてトランスファ成形
してMOS型集積回路を樹脂封止した。封止は予熱機で
90℃に加熱した成形材料を170℃で2分間モールド
し、更に180℃で4時間アフタキュアすることにより
行った。 〔III 〕熱サイクル試験 次に、得られた樹脂封止型半導体装置各100個につい
て、以下に記す熱サイクル試験を実施して特性評価を行
った。+200℃と−65℃の2つの恒温槽を用意し、
上記樹脂封止型半導体装置を+200℃の恒温槽に入れ
て30分間放置した。その後取り出して常温中に5分間
放置し、次に−65℃の恒温槽に30分間放置した。そ
の後取り出して再び常温中に5分間放置した。以上の操
作を1サイクルとし、連続的に熱サイクル試験を実施し
た。熱サイクル試験の経過に従って随時サイクルを中断
し、樹脂封止型半導体装置の特性をテスターを用いて測
定し、不良の発生を調べた。その結果を表4に示した。
Examples 3 to 6 and Comparative Examples 5 to 8 [I] Preparation of Transfer Material Each component used in Examples 1 and 2, and (15) glass fiber (average diameter 9 μm, average length 500 μm) (16) ) A composition having the composition (parts by weight) shown in Table 3 was prepared using fused silica powder. By mixing each composition with a mixer and kneading with a heating roll, including a comparative example, 8
A seed transfer molding material was prepared. [II] Sealing of semiconductor device with resin Transfer molding was performed using the molding material thus obtained, and the MOS type integrated circuit was resin-sealed. The sealing was performed by molding a molding material heated to 90 ° C. by a preheater at 170 ° C. for 2 minutes and further after curing at 180 ° C. for 4 hours. [III] Thermal Cycle Test Next, the thermal cycle test described below was carried out for 100 each of the obtained resin-encapsulated semiconductor devices to evaluate the characteristics. Prepare two constant temperature baths of + 200 ℃ and -65 ℃,
The resin-sealed semiconductor device was placed in a constant temperature bath at + 200 ° C. and left for 30 minutes. Then, it was taken out and allowed to stand at room temperature for 5 minutes, and then left at -65 ° C in a constant temperature bath for 30 minutes. Then, it was taken out and left again for 5 minutes at room temperature. The above operation was set as one cycle, and the heat cycle test was continuously performed. The cycle was interrupted as needed in accordance with the progress of the thermal cycle test, the characteristics of the resin-sealed semiconductor device were measured using a tester, and the occurrence of defects was investigated. The results are shown in Table 4.

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、封止用
エポキシ樹脂組成物により封止された本発明の樹脂封止
型半導体装置は、耐熱サイクル特性ならびに耐湿性に優
れた信頼性の高いものであるため、その工業的価値は大
である。
As is clear from the above description, the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention encapsulated with the encapsulating epoxy resin composition is excellent in heat cycle characteristics and moisture resistance and highly reliable. Since it is a thing, its industrial value is great.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/29 23/31 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 23/29 23/31

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)エポキシ樹脂、(b)1分子内に
2個以上のフェノール性水酸基を有する化合物よりなる
硬化剤、および(c)窒化ケイ素の繊維あるいはウィス
カーを含有する樹脂組成物により封止されてなることを
特徴とする樹脂封止型半導体装置。
1. A resin composition comprising (a) an epoxy resin, (b) a curing agent composed of a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and (c) a silicon nitride fiber or whiskers. A resin-encapsulated semiconductor device, which is encapsulated.
【請求項2】 該エポキシ樹脂が、エポキシ当量170
〜300のノボラック型エポキシ樹脂である特許請求の
範囲第1項記載の装置。
2. The epoxy resin has an epoxy equivalent of 170.
The device of claim 1 which is a novolac type epoxy resin of 300 to 300.
【請求項3】 該硬化剤が、ノボラック型フェノール樹
脂である特許請求の範囲第1項記載の装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the curing agent is a novolac type phenol resin.
【請求項4】 該エポキシ樹脂と該硬化剤の配合比が、
硬化剤のフェノール性水酸基とエポキシ樹脂のエポキシ
基の当量比で0.5〜1.5の範囲である特許請求の範
囲第1項記載の装置。
4. The compounding ratio of the epoxy resin and the curing agent is
The apparatus according to claim 1, wherein the equivalent ratio of the phenolic hydroxyl group of the curing agent and the epoxy group of the epoxy resin is in the range of 0.5 to 1.5.
【請求項5】 該窒化ケイ素の配合量が、エポキシ樹脂
と硬化剤との総和100重量部に対し、0.1〜100
0重量部の範囲である特許請求の範囲第1項記載の装
置。
5. The amount of the silicon nitride compounded is 0.1 to 100 relative to 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent.
A device according to claim 1 in the range of 0 parts by weight.
【請求項6】 該エポキシ樹脂組成物が、さらに、溶融
シリカおよび/または結晶性シリカを含むものである特
許請求の範囲第1項記載の装置。
6. The device according to claim 1, wherein the epoxy resin composition further contains fused silica and / or crystalline silica.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7898094B2 (en) * 2006-01-31 2011-03-01 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor devices and semiconductor devices encapsulated therewith

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