JPH0680763A - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation

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JPH0680763A
JPH0680763A JP23717092A JP23717092A JPH0680763A JP H0680763 A JPH0680763 A JP H0680763A JP 23717092 A JP23717092 A JP 23717092A JP 23717092 A JP23717092 A JP 23717092A JP H0680763 A JPH0680763 A JP H0680763A
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epoxy resin
resin composition
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filler
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泰司 澤村
Yoshio Kaji
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の表面実装工程におけるパッケー
ジクラックの発生を防止するとともに、耐湿信頼性、成
形性に優れるエポキシ樹脂組成物を提供することにあ
る。 【構成】 エポキシ樹脂、硬化剤、充填材を含んでなる
エポキシ樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂が式ビ
フェニル骨格を有するエポキシ樹脂を必須成分として含
有し前記硬化剤が150℃の溶融粘度2ポイズ以下のフ
ェノールアラルキル樹脂を必須成分として含有し、充填
剤の割合が全体の86〜95重量%であることを特徴と
する半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【効果】 半田耐熱性、耐湿信頼性、流動性に優れてい
る。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide an epoxy resin composition which prevents generation of package cracks in the surface mounting process of a semiconductor device and is excellent in moisture resistance reliability and moldability. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin, a curing agent, and a filler, wherein the epoxy resin contains an epoxy resin having a formula biphenyl skeleton as an essential component, and the curing agent has a melt viscosity of 150 ° C. 2 An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, which comprises a phenol aralkyl resin having a poise or less as an essential component, and the proportion of the filler is 86 to 95% by weight of the whole. [Effect] Excellent solder heat resistance, moisture resistance reliability, and fluidity.

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、半田耐熱性、耐湿信頼
性および流動性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成
物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which is excellent in solder heat resistance, moisture resistance reliability and fluidity.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。
2. Description of the Related Art Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical characteristics, adhesiveness, etc., and can be given various characteristics by blending formulation, so they are used as industrial materials such as paints, adhesives and electrical insulation materials. Has been done.

【0003】たとえば、半導体装置などの電子回路部品
の封止方法として従来より金属やセラミックスによるハ
ーメチックシールとフェノール樹脂、シリコーン樹脂、
エポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されている。し
かし、経済性、生産性、物性のバランスの点からエポキ
シ樹脂による樹脂封止が中心になっている。
For example, as a method of sealing electronic circuit parts such as semiconductor devices, hermetic seals made of metal or ceramics and phenol resin, silicone resin, etc. have hitherto been used.
Resin encapsulation with an epoxy resin or the like has been proposed. However, resin sealing with an epoxy resin is mainly used from the viewpoint of the balance of economy, productivity and physical properties.

【0004】近年、プリント基板への部品実装において
も高密度化、自動化が進められており、従来のリードピ
ンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代わり、基
板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んに
なってきた。それに伴いパッケージも従来のDIP(デ
ュアル・インライン・パッケージ)から高密度実装、表
面実装に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック
・パッケージ)に移行しつつある。
In recent years, densification and automation have also been promoted in mounting components on a printed circuit board. Instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the substrate, components are soldered to the surface of the substrate. "Surface mounting method" has become popular. Along with this, the package is shifting from the conventional DIP (dual in-line package) to a thin FPP (flat plastic package) suitable for high-density mounting and surface mounting.

【0005】表面実装方式への移行に伴い、従来あまり
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパッケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面
実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不
活性ガスの飽和蒸気による加熱(ベーパーフェイズ法)
や赤外線リフロー法などが用いられるが、いずれの方法
でもパッケージ全体が210〜270℃の高温に加熱さ
れることになる。そのため従来の封止樹脂で封止したパ
ッケージは、半田付け時に樹脂部分にクラックが発生し
たり、チップと樹脂の間に剥離が生じたりして、信頼性
が低下して製品として使用できないという問題がおき
る。
With the shift to the surface mounting system, the soldering process, which has not been a problem so far, has become a big problem. In the conventional pin insertion mounting method, the lead portion is only partially heated in the soldering process, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated. As the soldering method in the surface mounting method, immersion in a solder bath, heating with saturated vapor of inert gas (vapor phase method)
Although an infrared reflow method or the like is used, the whole package is heated to a high temperature of 210 to 270 ° C. by either method. Therefore, the package sealed with the conventional sealing resin has a problem that the resin part is cracked during soldering or peeling occurs between the chip and the resin, which reduces reliability and cannot be used as a product. Occurs.

【0006】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨張することに起因す
るといわれており、その対策として後硬化したパッケー
ジを完全に乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法
が用いられている。
The occurrence of cracks in the soldering process is
It is said that moisture absorbed between the post-curing and the mounting process explosively vaporizes and expands during soldering heating.As a countermeasure against this, the post-cured package is completely dried and sealed. The method of storing and shipping is used.

【0007】封止樹脂の改良も種々検討されている。た
とえば、マトリックス樹脂にノボラック型エポキシ樹脂
とフェノールアラルキル樹脂を配合する方法(特開昭5
3−299、特開昭59−67660号公報)、マトリ
ックス樹脂にビフェニル型エポキシ樹脂とフェノールア
ラルキル樹脂を用い充填剤を60〜85重量%配合する
方法(特開平3−207714号公報、特開平4−48
759号公報、特開平4−55423号公報)などが提
案されている。
Various improvements have been made to the sealing resin. For example, a method of blending a novolac type epoxy resin and a phenol aralkyl resin with a matrix resin (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5 (1999) -58138).
3-299, JP-A-59-67660), a method of blending a matrix resin with a biphenyl type epoxy resin and a phenol aralkyl resin, and a filler of 60 to 85% by weight (JP-A-3-207714 and JP-A-4). -48
No. 759 and Japanese Patent Laid-Open No. 4-55423) are proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかるに乾燥パッケー
ジを容器に封入する方法は製造工程および製品の取扱い
作業が繁雑になるうえ、製品価格が高価になる欠点があ
る。
However, the method of enclosing the dry package in the container has a drawback that the manufacturing process and the handling work of the product are complicated and the product price is high.

【0009】また、種々の方法で改良された樹脂も、そ
れぞれ少しずつ効果を挙げてきているが、まだ十分では
ない。マトリックス樹脂にノボラック型エポキシ樹脂と
フェノールアラルキル樹脂を配合する方法(特開昭53
−299、特開昭59−67660号公報)、マトリッ
クス樹脂にビフェニル型エポキシ樹脂と通常のフェノー
ルアラルキル樹脂を用い破砕系充填剤を60〜85重量
%配合する方法(特開平3−207714号公報、特開
平4−48759号公報、特開平4−55423号公
報)は、マトリックス樹脂の溶融粘度が高く充填性に問
題があるばかりか、半田付け時の樹脂部分のクラック防
止においても十分なレベルではなかった。
Further, resins improved by various methods have been gradually effective, but they are still not sufficient. A method of blending a novolac type epoxy resin and a phenol aralkyl resin with a matrix resin (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 53-53).
-299, JP-A-59-67660), and a method of blending a matrix resin with a biphenyl-type epoxy resin and an ordinary phenol aralkyl resin in an amount of 60 to 85% by weight of a crushable filler (JP-A-3-207714). JP-A-4-48759 and JP-A-4-55523) not only have a high melt viscosity of the matrix resin and have a problem in filling property, but also are not at a sufficient level in preventing cracks in the resin portion during soldering. It was

【0010】本発明の目的は、半田付け工程で生じる樹
脂クラックの問題を解決し、信頼性の低下がなく、しか
も良流動な、すなわち半田耐熱性、耐湿信頼性および流
動性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to solve the problem of resin cracks that occur during the soldering process, to prevent deterioration of reliability, and to have good flow, that is, semiconductor encapsulation excellent in solder heat resistance, moisture resistance reliability and fluidity. An epoxy resin composition for use.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、マトリッ
クス樹脂にビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と低粘
度で特定の構造を有する硬化剤を用い、充填剤を86〜
95重量%添加することにより、上記の課題を達成し、
目的に合致したエポキシ樹脂組成物が得られることを見
出し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention used an epoxy resin having a biphenyl skeleton as a matrix resin and a curing agent having a low viscosity and a specific structure, and a filler of 86 to
By adding 95% by weight, the above problems can be achieved.
The present invention has been completed by finding that an epoxy resin composition that meets the purpose can be obtained.

【0012】すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A) 、硬
化剤(B) 、充填剤(C) を含んでなるエポキシ樹脂組成物
であって、前記エポキシ樹脂(A) が次の一般式(I)
That is, the present invention provides an epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B) and a filler (C), wherein the epoxy resin (A) is represented by the following general formula (I) )

【化3】 (式中、R1 〜R8 は水素原子、炭素数1〜4のアルキ
ル基またはハロゲン原子を示す。)で表される骨格を有
するエポキシ樹脂(a) を必須成分として含有し、かつ前
記硬化剤(B) が次の一般式(II)
[Chemical 3] (In the formula, R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom.) An epoxy resin (a) having a skeleton represented by the formula is contained as an essential component, and the curing is performed. The agent (B) has the following general formula (II)

【化4】 (式中、Rは同一でも異なっていてもよく、それぞれ水
素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基を示
す。mは0以上の整数を示す。)で表される骨格を有す
るフェノール化合物で、しかもそのフェノール化合物の
150℃での溶融粘度が2ポイズ以下のフェノール化合
物(b) を必須成分として含有し、前記充填剤(C) の割合
が全体の86〜95重量%であることを特徴とする半導
体封止用エポキシ樹脂組成物である。
[Chemical 4] (In the formula, R may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. M represents an integer of 0 or more.) Phenol having a skeleton A phenol compound (b) having a melt viscosity of 2 poise or less at 150 ° C as a compound, and the proportion of the filler (C) is 86 to 95% by weight based on the whole amount. It is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

【0013】以下、本発明の構成を詳述する。The structure of the present invention will be described in detail below.

【0014】本発明におけるエポキシ樹脂(A) は、上記
式(I) で表される骨格を有するエポキシ樹脂(a) を必須
成分として含有することが重要である。エポキシ樹脂
(a) を含有しない場合は半田付け工程におけるクラック
の発生防止効果は発揮されない。
It is important that the epoxy resin (A) in the present invention contains the epoxy resin (a) having the skeleton represented by the above formula (I) as an essential component. Epoxy resin
If (a) is not contained, the effect of preventing the occurrence of cracks in the soldering process will not be exhibited.

【0015】上記式(I) において、R1 〜R8 の好まし
い具体例としては、水素原子、メチル基、エチル基、プ
ロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブ
チル基、tert−ブチル基、塩素原子、臭素原子など
が挙げられる。
In the above formula (I), preferred examples of R 1 to R 8 are hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group and tert. -Butyl group, chlorine atom, bromine atom and the like.

【0016】本発明におけるエポキシ樹脂(a) の好まし
い具体例としては、4,4´−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エ
ポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチ
ルビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロ
ポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−2−ク
ロロビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプ
ロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−2−
ブロモビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラエチルビフ
ェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロポキ
シ)−3,3´,5,5´−テトラブチルビフェニルな
どが挙げられ、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロ
ポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチルビ
フェニルが特に好ましい。
Preferred specific examples of the epoxy resin (a) in the present invention include 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl and 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3. , 3 ', 5,5'-Tetramethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3', 5,5'-tetramethyl-2-chlorobiphenyl, 4,4 ' -Bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethyl-2-
Bromobiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetraethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3' , 5,5′-tetrabutylbiphenyl and the like, 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl, 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ′, 5,5'-Tetramethylbiphenyl is particularly preferred.

【0017】本発明におけるエポキシ樹脂(A) は上記の
エポキシ樹脂(a) とともにそのエポキシ樹脂(a) 以外の
他のエポキシ樹脂をも併用して含有することができる。
The epoxy resin (A) in the present invention may contain the above epoxy resin (a) in combination with an epoxy resin other than the epoxy resin (a).

【0018】併用できる他のエポキシ樹脂としては、た
とえば、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Aやレ
ゾルシンなどから合成される各種ノボラック型エポキシ
樹脂、ビスフェノールA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が挙げられる。
Other epoxy resins that can be used in combination include, for example, cresol novolac type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, various novolac type epoxy resins synthesized from bisphenol A and resorcin, bisphenol A type epoxy resins, and linear fats. Examples thereof include group epoxy resins, alicyclic epoxy resins, heterocyclic epoxy resins, halogenated epoxy resins and the like.

【0019】エポキシ樹脂(A) 中に含有されるエポキシ
樹脂(a) の割合に関しては特に制限はないが、より十分
な効果を発揮させるためには、エポキシ樹脂(a) をエポ
キシ樹脂(A) 中に通常50重量%以上、好ましくは70
重量%以上含有せしめる必要がある。
The ratio of the epoxy resin (a) contained in the epoxy resin (A) is not particularly limited, but in order to exert a more sufficient effect, the epoxy resin (a) is replaced with the epoxy resin (A). Usually 50% by weight or more, preferably 70%
It is necessary to contain at least wt%.

【0020】本発明において、エポキシ樹脂(A) の配合
量は通常2〜7重量%、好ましくは2〜5重量%であ
る。エポキシ樹脂(A) の配合量が2重量%未満では成形
性が不十分であるため好ましくない。
In the present invention, the compounding amount of the epoxy resin (A) is usually 2 to 7% by weight, preferably 2 to 5% by weight. When the compounding amount of the epoxy resin (A) is less than 2% by weight, the moldability is insufficient, which is not preferable.

【0021】本発明における硬化剤(B) は、上記式(II)
で表される骨格を有するフェノール化合物で、しかもそ
のフェノール化合物の150℃での溶融粘度が2ポイズ
以下のフェノール化合物(b) を必須成分として含有する
ことが重要である。フェノール化合物(b) を含有しない
場合は十分な半田耐熱性向上効果や耐湿信頼性向上効果
は発揮されない。
The curing agent (B) in the present invention has the above formula (II)
It is important that the phenol compound has a skeleton represented by the formula (1) and that the phenol compound (b) has a melt viscosity at 150 ° C. of 2 poise or less as an essential component. When the phenol compound (b) is not contained, the effect of improving solder heat resistance and the effect of improving moisture resistance reliability are not sufficiently exerted.

【0022】上記式(II)において、Rの好ましい具体例
としては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル
基、i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル
基、tert−ブチル基、塩素原子、臭素原子などが挙
げられる。
In the above formula (II), preferred specific examples of R are hydrogen atom, methyl group, ethyl group, propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, Examples thereof include chlorine atom and bromine atom.

【0023】フェノール化合物(b) の150℃での溶融
粘度は2ポイズ以下であり、好ましくは1.7ポイズ以
下である。フェノール化合物(b) の150℃での溶融粘
度が2ポイズより高くなると、充填剤の高充填化による
半田耐熱性の向上が困難になるばかりか、十分な流動特
性を得ることができない。
The melt viscosity of the phenol compound (b) at 150 ° C. is 2 poises or less, preferably 1.7 poises or less. When the melt viscosity of the phenol compound (b) at 150 ° C. is higher than 2 poise, it is difficult to improve the solder heat resistance by increasing the filling amount of the filler, and sufficient flow characteristics cannot be obtained.

【0024】ここでいう溶融粘度は、B型粘度計を用い
て測定した粘度である。
The melt viscosity as referred to herein is the viscosity measured using a B type viscometer.

【0025】また、フェノール化合物(b) 中に含有され
る未反応フェノールの量は、通常1重量%未満、好まし
くは0.5重量%未満、さらに好ましくは0.1重量%
未満である。未反応フェノールの含有量が1重量%以上
の場合には、トランスファー成形時の硬化特性の低下
や、耐湿信頼性の低下の原因になる。
The amount of unreacted phenol contained in the phenol compound (b) is usually less than 1% by weight, preferably less than 0.5% by weight, more preferably 0.1% by weight.
Is less than. If the content of unreacted phenol is 1% by weight or more, it may cause deterioration of curing characteristics during transfer molding and deterioration of moisture resistance reliability.

【0026】また、本発明における硬化剤(B) は上記の
フェノール化合物(b) とともにそのフェノール化合物
(b) 以外の他の硬化剤をも併用して含有することができ
る。併用できる他の硬化剤としては、たとえば、フェノ
ールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビス
フェノールAやレゾルシンから合成される各種ノボラッ
ク樹脂、各種多価フェノール化合物、無水マレイン酸、
無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およ
びメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタ
ン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミンな
どが挙げられる。なかでも、耐湿信頼性の点からフェノ
ールノボラック樹脂が好ましい。
Further, the curing agent (B) in the present invention includes the above-mentioned phenol compound (b) and the phenol compound.
A curing agent other than (b) may be used in combination. Examples of other curing agents that can be used in combination include phenol novolac resins, cresol novolac resins, various novolac resins synthesized from bisphenol A and resorcin, various polyhydric phenol compounds, maleic anhydride,
Examples thereof include acid anhydrides such as phthalic anhydride and pyromellitic anhydride, and aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane and diaminodiphenylsulfone. Of these, phenol novolac resin is preferable from the viewpoint of moisture resistance reliability.

【0027】硬化剤(B) 中に含有されるフェノール化合
物(b) の割合に関しては特に制限がなく必須成分として
フェノール化合物(b) が含有されれば本発明の効果は発
揮されるが、より十分な効果を発揮させるためには、フ
ェノール化合物(b) を硬化剤(B) 中に通常50重量%以
上、好ましくは70重量%以上含有せしめる必要があ
る。
The ratio of the phenol compound (b) contained in the curing agent (B) is not particularly limited, and the effect of the present invention is exhibited if the phenol compound (b) is contained as an essential component. In order to exert a sufficient effect, the phenol compound (b) must be contained in the curing agent (B) in an amount of usually 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more.

【0028】本発明において、硬化剤(B) の配合量は通
常2〜7重量%、好ましくは2〜5重量%である。さら
には、エポキシ樹脂(A) と硬化剤(B) の配合比は、機械
的性質および耐湿信頼性の点から(A) に対する(B) の化
学当量比が0.5〜1.5、特に0.8〜1.2の範囲
にあることが好ましい。
In the present invention, the content of the curing agent (B) is usually 2 to 7% by weight, preferably 2 to 5% by weight. Furthermore, the blending ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is 0.5 to 1.5, especially from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance reliability. It is preferably in the range of 0.8 to 1.2.

【0029】また、本発明においてエポキシ樹脂(A) と
硬化剤(B) の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いて
もよい。硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に
限定されず、たとえば2−メチルイミダゾール、2,4
−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミ
ダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−
4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾー
ルなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベン
ジルジメチルアミン、α−メチル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、2,
4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、
1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
などの3級アミン化合物、ジルコニウムテトラメトキシ
ド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキス(ア
セチルアセトナト)ジルコニウム、トリ(アセチルアセ
トナト)アルミニウムなどの有機金属化合物およびトリ
フェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチ
ルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチ
ルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホス
フィンなどの有機ホスフィン化合物が挙げられる。なか
でも耐湿性の点から、有機ホスフィン化合物が好まし
く、トリフェニルホスフィンが特に好ましく用いられ
る。これらの硬化触媒は、用途によっては二種以上を併
用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂(A) 100重
量部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ましい。
In the present invention, a curing catalyst may be used to accelerate the curing reaction between the epoxy resin (A) and the curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction, and for example, 2-methylimidazole, 2,4
-Dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-
Imidazole compounds such as 4-methylimidazole and 2-heptadecylimidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,
4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol,
1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7
Such as tertiary amine compounds, zirconium tetramethoxide, zirconium tetrapropoxide, tetrakis (acetylacetonato) zirconium, tri (acetylacetonato) aluminum and other organometallic compounds, and triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine , Organic phosphine compounds such as tri (p-methylphenyl) phosphine and tri (nonylphenyl) phosphine. Among them, organic phosphine compounds are preferable, and triphenylphosphine is particularly preferably used, from the viewpoint of moisture resistance. Two or more kinds of these curing catalysts may be used in combination depending on the intended use, and the addition amount thereof is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin (A).

【0030】本発明における充填剤(C) としては、溶融
シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸
カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベス
ト、ガラス繊維などが挙げられるが、なかでも溶融シリ
カは線膨張係数を低下させる効果が大きく、低応力化に
有効なため好ましく用いられる。
As the filler (C) in the present invention, fused silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, asbestos, glass fiber, etc. Among them, fused silica is particularly preferably used because it has a large effect of lowering the linear expansion coefficient and is effective in reducing stress.

【0031】充填剤(C) の形状は特に限定されないが、
球状溶融シリカを充填剤(C) 中に40重量%以上、好ま
しくは60重量%以上、さらに好ましくは90重量%以
上含有することが流動性と半田耐熱性の点から好まし
い。
The shape of the filler (C) is not particularly limited,
From the viewpoint of fluidity and solder heat resistance, it is preferable to contain spherical fused silica in the filler (C) in an amount of 40% by weight or more, preferably 60% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more.

【0032】ここでいう溶融シリカは真比重2.3以下
の非晶性シリカを意味する。その製造は必ずしも溶融状
態を経る必要はなく、任意の製造法を用いることができ
る。たとえば、結晶性シリカを溶融する方法、各種原料
から合成する方法などが挙げられる。
The fused silica referred to herein means an amorphous silica having a true specific gravity of 2.3 or less. The production does not necessarily have to go through the molten state, and any production method can be used. For example, a method of melting crystalline silica, a method of synthesizing from various raw materials, and the like can be mentioned.

【0033】本発明において、充填剤(C) の割合は半田
耐熱性、成形性および低応力性の点から全体の86〜9
5重量%、好ましくは88〜95重量%である。
In the present invention, the proportion of the filler (C) is 86 to 9 based on the solder heat resistance, moldability and low stress.
It is 5% by weight, preferably 88 to 95% by weight.

【0034】本発明において、充填剤をシランカップリ
ング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング
剤であらかじめ表面処理することが、信頼性の点で好ま
しい。カップリング剤としてエポキシシラン、アミノシ
ラン、メルカプトシランなどのシランカップリング剤が
好ましく用いられる。
In the present invention, it is preferable in terms of reliability that the filler is surface-treated in advance with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. As the coupling agent, silane coupling agents such as epoxysilane, aminosilane, mercaptosilane and the like are preferably used.

【0035】本発明のエポキシ樹脂組成物にはハロゲン
化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化合物など
の難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、カーボン
ブラック、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、オレ
フィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジ
エンゴム、変性シリコーンオイルなどのエラストマー、
ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂
肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のア
ミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機過酸
化物などの架橋剤を任意に添加することができる。
The epoxy resin composition of the present invention includes a halogen compound such as a halogenated epoxy resin, a flame retardant such as a phosphorus compound, a flame retardant aid such as antimony trioxide, a colorant such as carbon black and iron oxide, and a silicone rubber. , Olefin copolymers, modified nitrile rubber, modified polybutadiene rubber, modified silicone oil and other elastomers,
Thermoplastic resins such as polyethylene, long-chain fatty acids, metal salts of long-chain fatty acids, esters of long-chain fatty acids, amides of long-chain fatty acids, mold release agents such as paraffin wax, and crosslinking agents such as organic peroxides are added arbitrarily. can do.

【0036】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練す
ることが好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニー
ダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニー
ダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練することに
より製造される。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably melt-kneaded, for example, by melt-kneading using a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder and a cokneader. Manufactured.

【0037】[0037]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例中の%は、重量%を示す。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. In addition,% in an Example shows weight%.

【0038】実施例1〜6、比較例1〜4 表1、2、3に示した成分を、表4に示した組成比でミ
キサーによりドライブレンドした。これを、ロール表面
温度90℃のミキシングロールを用いて5分間加熱混練
後、冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
製造した。
Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 The components shown in Tables 1, 2 and 3 were dry blended with a mixer in the composition ratios shown in Table 4. The mixture was heated and kneaded for 5 minutes using a mixing roll having a roll surface temperature of 90 ° C., cooled and pulverized to produce an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【化5】 [Chemical 5]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】この組成物を用い、低圧トランスファー成
形法により175℃×2分の条件で成形し、180℃×
5時間の条件でポストキュアして次の物性測定法により
各組成物の物性を測定した。
This composition was molded by a low pressure transfer molding method under the conditions of 175 ° C. × 2 minutes and 180 ° C. ×
Post cure was carried out under the condition of 5 hours, and the physical properties of the respective compositions were measured by the following physical property measuring methods.

【0044】半田耐熱性:表面にAl蒸着した模擬素子
を搭載したチップサイズ12×12mmの160pin QF
P 20個を成形しポストキュアし、85℃/85%R
Hで72時間加湿後、最高温度245℃のIRリフロー
炉で加熱処理し外部クラック、内部クラック発生数を調
べた。
Solder heat resistance: 160-pin QF with a chip size of 12 × 12 mm equipped with a simulated element with Al vapor deposition on the surface
P 20 pieces are molded and post-cured, 85 ° C / 85% R
After moistening for 72 hours with H, heat treatment was performed in an IR reflow furnace having a maximum temperature of 245 ° C., and the number of external cracks and internal cracks was examined.

【0045】耐湿信頼性:半田耐熱評価後のQFPを用
い、121℃/100%RHのPCT条件下で、Al配
線の断線を故障として累積故障率63%になる時間を求
め特性寿命とした。
Moisture resistance reliability: Using QFP after solder heat resistance evaluation, under PCT conditions of 121 ° C./100% RH, the time at which the cumulative failure rate becomes 63% when the disconnection of the Al wiring becomes a failure was obtained and defined as the characteristic life.

【0046】充填性:半田耐熱試験に用いる160pin
QFPを、成形後に目視および顕微鏡を用いて観察し、
未充填の有無を調べた。
Fillability: 160pin used for solder heat resistance test
QFP is visually and microscopically observed after molding,
The presence or absence of unfilled was examined.

【0047】吸水率:半田耐熱試験に用いる160pin
QFPでの吸水率を測定した。
Water absorption rate: 160pin used for solder heat resistance test
The water absorption rate in QFP was measured.

【0048】これらの評価結果を表5に示す。Table 5 shows the results of these evaluations.

【0049】[0049]

【表5】 [Table 5]

【0050】表5にみられるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物(実施例1〜6)は、半田耐熱性、耐湿信頼
性、充填性に優れている。これに対してエポキシ樹脂
(A) 中に本発明のエポキシ樹脂(a) を含有しない比較例
1、硬化剤(B) 中に本発明の硬化剤(b) を含有しない比
較例2、3は半田耐熱性、耐湿信頼性、充填性が劣って
いる。
As shown in Table 5, the epoxy resin compositions (Examples 1 to 6) of the present invention are excellent in solder heat resistance, moisture resistance reliability and filling property. On the other hand, epoxy resin
Comparative Example 1 which does not contain the epoxy resin (a) of the present invention in (A), Comparative Examples 2 and 3 which does not contain the curing agent (b) of the present invention in the curing agent (B) are solder heat resistance and moisture resistance reliability. Inferior in filling property and filling property.

【0051】また、充填剤の添加量が86重量%未満の
比較例4は、本発明のエポキシ樹脂と硬化剤を用いてい
るにもかかわらず、半田耐熱性、耐湿信頼性に劣ってい
る。
Comparative Example 4, in which the amount of the filler added was less than 86% by weight, was inferior in solder heat resistance and moisture resistance reliability even though the epoxy resin and the curing agent of the present invention were used.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物は、エポキシ樹脂に特定の構造を持つ2官能エポキシ
樹脂を、硬化剤に特定の構造を低粘度硬化剤を配合し、
フィラー充填量を86〜95重量%と高くしたために、
半田耐熱性、耐湿信頼性、流動性に優れている。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention comprises a bifunctional epoxy resin having a specific structure in the epoxy resin, and a low viscosity curing agent having a specific structure in the curing agent.
Since the filler filling amount is as high as 86 to 95% by weight,
Excellent solder heat resistance, moisture resistance reliability, and fluidity.

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 front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 23/29 23/31

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂(A) 、硬化剤(B) 、充填剤
(C) を含んでなるエポキシ樹脂組成物であって、前記エ
ポキシ樹脂(A) が次の一般式(I) 【化1】 (式中、R1 〜R8 は水素原子、炭素数1〜4のアルキ
ル基またはハロゲン原子を示す。)で表される骨格を有
するエポキシ樹脂(a) を必須成分として含有し、かつ前
記硬化剤(B) が次の一般式(II) 【化2】 (式中、Rは同一でも異なっていてもよく、それぞれ水
素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基を示
す。mは0以上の整数を示す。)で表される骨格を有す
るフェノール化合物で、しかもそのフェノール化合物の
150℃での溶融粘度が2ポイズ以下のフェノール化合
物(b) を必須成分として含有し、さらに前記充填剤(C)
の割合が全体の86〜95重量%であることを特徴とす
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
1. Epoxy resin (A), curing agent (B), filler
An epoxy resin composition comprising (C), wherein the epoxy resin (A) has the following general formula (I): (In the formula, R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen atom.) An epoxy resin (a) having a skeleton represented by the formula is contained as an essential component, and the curing is performed. The agent (B) has the following general formula (II): (In the formula, R may be the same or different and each represents a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. M represents an integer of 0 or more.) Phenol having a skeleton A phenol compound (b) having a melt viscosity of 2 poise or less at 150 ° C. of the compound as a compound, and the filler (C)
Is 86 to 95% by weight of the whole, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH10182940A (en) * 1996-12-27 1998-07-07 Matsushita Electric Works Ltd Epoxy resin composition for sealing material and semiconductor device produced by using the composition
JP2002121357A (en) * 2000-10-12 2002-04-23 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
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US7470754B2 (en) 2004-03-16 2008-12-30 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Biphenylaralkyl epoxy and phenolic resins

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