JPH11302502A - Semiconductor device and epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used therein - Google Patents

Semiconductor device and epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used therein

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JPH11302502A
JPH11302502A JP10113746A JP11374698A JPH11302502A JP H11302502 A JPH11302502 A JP H11302502A JP 10113746 A JP10113746 A JP 10113746A JP 11374698 A JP11374698 A JP 11374698A JP H11302502 A JPH11302502 A JP H11302502A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
lead frame
semiconductor device
semiconductor
Prior art date
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Application number
JP10113746A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Nakao
稔 中尾
Hiromichi Nishikawa
博通 西川
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11302502A publication Critical patent/JPH11302502A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】リードフレームと封止用樹脂硬化物との接着性
が良好で半田耐熱性に優れた半導体装置を提供する。 【解決手段】下記の(A)〜(D)成分を含有するエポ
キシ樹脂組成物を用いて、リードフレーム上に載置され
た半導体素子を封止する。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)無機質充填剤。 (D)分子内にリン酸エステル構造を有するアルミニウ
ムキレート化合物。
(57) [Problem] To provide a semiconductor device having good adhesion between a lead frame and a cured resin for encapsulation and excellent in solder heat resistance. A semiconductor element mounted on a lead frame is sealed with an epoxy resin composition containing the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) an inorganic filler. (D) an aluminum chelate compound having a phosphate ester structure in the molecule.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂組成
物で封止された樹脂封止型半導体装置に係わり、特に半
田耐熱性に優れた半導体装置に関するものである。
The present invention relates to a resin-sealed semiconductor device sealed with an epoxy resin composition, and more particularly to a semiconductor device excellent in solder heat resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】トランジスタ、IC、LSI等の半導体
素子は、通常、エポキシ樹脂組成物を用いてトランスフ
ァー成形により封止される。この種のパッケージの代表
例としては、従来からデュアルインラインパッケージ
(DIP)がある。このDIPは、ピン挿入型のもので
あり、実装基板に対してピンを挿入することにより基板
に取り付けるようになっている。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices such as transistors, ICs and LSIs are usually sealed by transfer molding using an epoxy resin composition. A typical example of this type of package is a dual in-line package (DIP). This DIP is of a pin insertion type, and is attached to a mounting board by inserting pins into the board.

【0003】しかし、近年の電子機器の小型化、軽量
化、高性能化にともない実装の高密度化が進み、半導体
パッケージの表面実装化が促進されてきている。
However, as electronic devices have become smaller, lighter, and more sophisticated in recent years, the mounting density has been increased, and the surface mounting of semiconductor packages has been promoted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な表面実装型パッケージを用いた半導体装置において、
特に表面実装前にパッケージ自体が吸湿している場合に
は、半田実装時に気化した吸湿水分の蒸気圧によって、
パッケージにクラックが生じるという問題がある。
However, in a semiconductor device using the above surface mount type package,
Especially when the package itself has absorbed moisture before surface mounting, the vapor pressure of the absorbed moisture vaporized during solder mounting
There is a problem that cracks occur in the package.

【0005】このような問題の対策として、樹脂骨格の
低吸湿化や充填剤の高充填化によりパッケージの吸湿水
分を減少させる方法や、シラン化合物を添加することに
よりリードフレームと封止用樹脂硬化物との界面の接着
性を向上させる方法が提案されているが、いまだ満足出
来る結果が得られていない。また、近年パラジウムによ
る先付けめっきリードフレームが、半導体装置の製造工
程の時間短縮および合理化と鉛半田を使用しないことに
よる地球環境保護の観点から適用されるようになってき
たが、このようなリードフレームでは特に封止用樹脂硬
化物との接着性が充分でなく、半田耐熱性を悪くする原
因となっている。
As a countermeasure against such a problem, a method of reducing the moisture absorption of the package by lowering the moisture absorption of the resin skeleton and increasing the filling amount of the filler, or a method of curing the lead frame and the sealing resin by adding a silane compound. Although a method for improving the adhesiveness of the interface with an object has been proposed, satisfactory results have not yet been obtained. In recent years, lead-plated lead frames made of palladium have been applied from the viewpoint of shortening and rationalizing the manufacturing process of semiconductor devices and protecting the global environment by not using lead solder. In particular, the adhesiveness to the cured resin for sealing is not sufficient, which is a cause of deteriorating solder heat resistance.

【0006】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、リードフレームと封止用樹脂硬化物との接着性
が良好で半田耐熱性に優れた半導体装置およびそれに用
いる半導体封止用エポキシ樹脂組成物の提供をその目的
とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and a semiconductor device having good adhesion between a lead frame and a cured resin for encapsulation and having excellent heat resistance for soldering and an epoxy for semiconductor encapsulation used therefor. The purpose is to provide a resin composition.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、下記の(A)〜(D)成分を含有するエ
ポキシ樹脂組成物を用いて、リードフレーム上に載置さ
れた半導体素子を封止してなる半導体装置を第1の要旨
とする。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)無機質充填剤。 (D)分子内にリン酸エステル構造を有するアルミニウ
ムキレート化合物。
In order to achieve the above object, the present invention provides an epoxy resin composition containing the following components (A) to (D) mounted on a lead frame. A first gist is a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed. (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) an inorganic filler. (D) an aluminum chelate compound having a phosphate ester structure in the molecule.

【0008】また、上記(A)〜(D)成分を含有する
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を第2の要旨とする。
A second aspect of the present invention is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the above components (A) to (D).

【0009】すなわち、本発明者らは、上記の目的を達
成するため封止材料について検討を行った。そして、実
装時のパッケージクラックの発生防止を目的として、封
止樹脂であるエポキシ樹脂組成物硬化体とリードフレー
ムとの接着性の改良を中心に研究を重ねた。その結果、
封止樹脂硬化体の形成材料であるエポキシ樹脂組成物と
して、上記(D)成分である特定のアルミニウムキレー
ト化合物を用いると、リードフレームとの接着性が向上
し有効であることを見出し本発明に到達した。
That is, the present inventors have studied a sealing material to achieve the above object. Then, for the purpose of preventing the occurrence of package cracks during mounting, the research was repeated mainly on the improvement of the adhesiveness between the epoxy resin composition cured product as the sealing resin and the lead frame. as a result,
The present invention has been found that, when the specific aluminum chelate compound as the component (D) is used as the epoxy resin composition as the material for forming the cured sealing resin, the adhesion to the lead frame is improved and effective. Reached.

【0010】そして、上記リードフレームのなかでも、
近年多用されている、最外層にAuめっき層が形成され
たリードフレームに対して、優れた接着性を示すことを
突き止めた。同様に、最外層にAuめっき層が形成さ
れ、かつこのAuめっき層に隣接する下層がPdめっき
層であるリードフレームに対して、従来の封止材料では
得られなかった優れた接着性を示すことを突き止めた。
And among the above-mentioned lead frames,
It has been found that it exhibits excellent adhesiveness to a lead frame, which is frequently used in recent years and has an Au plating layer formed on the outermost layer. Similarly, an Au plating layer is formed on the outermost layer, and a lower layer adjacent to the Au plating layer has a Pd plating layer and exhibits excellent adhesiveness that cannot be obtained with a conventional sealing material. I figured it out.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

【0012】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(A成分)と、フェノール樹脂(B成
分)と、無機質充填剤(C成分)と、特定のアルミニウ
ムキレート化合物(D成分)とを用いて得ることができ
るものであり、通常、粉末状もしくはこれを打錠したタ
ブレット状になっている。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention comprises an epoxy resin (component A), a phenol resin (component B), an inorganic filler (component C), and a specific aluminum chelate compound (component D). And is usually in the form of a powder or a tablet obtained by compressing the powder.

【0013】本発明に用いるエポキシ樹脂(A成分)
は、特に限定されるものではなく通常用いられるエポキ
シ樹脂が用いられる。例えば、クレゾールノボラック
型、フェノールノボラック型、ビスフェノールA型、ビ
フェニル型やナフタレン型等の各種エポキシ樹脂やブロ
ム化エポキシ樹脂等があげられる。これらは、単独で使
用できるほか、2種以上を併用してもよい。なかでも、
低吸湿性という点から、ビフェニル型エポキシ樹脂を用
いることが好ましい。
Epoxy resin (A component) used in the present invention
Is not particularly limited, and a commonly used epoxy resin is used. For example, various epoxy resins such as cresol novolak type, phenol novolak type, bisphenol A type, biphenyl type and naphthalene type, and brominated epoxy resins can be used. These can be used alone or in combination of two or more. Above all,
From the viewpoint of low hygroscopicity, it is preferable to use a biphenyl type epoxy resin.

【0014】また、上記エポキシ樹脂(A成分)ととも
に用いるフェノール樹脂(B成分)はエポキシ樹脂の硬
化剤としての作用を有するものであり、フェール性水酸
基を有する樹脂を指し、ICI粘度計を用いて測定され
る150℃の溶融粘度が5ポイズ以下のものが好ましく
用いられる。このようなフェノール樹脂としては特に限
定するものではないが、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等のノボラック型樹
脂、キシリレン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェ
ノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂
等があげられる。これらのフェノール樹脂も単独もしく
は2種以上併用することができる。そして、このような
フェノール樹脂のなかでも、低吸湿性という点から、下
記の一般式(1)で表されるキシリレン変性フェノール
樹脂を用いることが好ましい。上記一般式(1)におい
て、繰り返し数nとしては、n=1〜5の範囲が好適で
ある。
The phenolic resin (component B) used together with the epoxy resin (component A) has a function as a curing agent for the epoxy resin, and refers to a resin having a failing hydroxyl group. Those having a measured melt viscosity at 150 ° C. of 5 poise or less are preferably used. Such a phenol resin is not particularly limited, and examples thereof include a phenol novolak resin, a novolak resin such as a cresol novolak resin, a xylylene-modified phenol resin, a terpene-modified phenol resin, and a dicyclopentadiene-modified phenol resin. . These phenolic resins can be used alone or in combination of two or more. Among these phenol resins, it is preferable to use a xylylene-modified phenol resin represented by the following general formula (1) from the viewpoint of low moisture absorption. In the general formula (1), the number of repetitions n is preferably in the range of n = 1 to 5.

【0015】[0015]

【化1】 Embedded image

【0016】そして、上記A成分とB成分の配合割合
は、上記エポキシ樹脂(A成分)のエポキシ基(a)と
フェノール樹脂(B成分)のフェノール性水酸基(b)
との当量比〔(a)/(b)〕が(a)/(b)=0.
5〜2.0の範囲に設定することが好ましく、より好ま
しくは(a)/(b)=0.8〜1.2である。
The mixing ratio of the component A and the component B is such that the epoxy group (a) of the epoxy resin (component A) and the phenolic hydroxyl group (b) of the phenol resin (component B).
And the equivalent ratio [(a) / (b)] is (a) / (b) = 0.
It is preferable to set in the range of 5 to 2.0, and more preferably (a) / (b) = 0.8 to 1.2.

【0017】また、上記A成分およびB成分とともに用
いられる無機質充填剤(C成分)としては、溶融シリ
カ、結晶性シリカ、アルミナ等の無機粉末が用いられ
る。これらの無機質充填剤は、破砕状、球状のどちらで
も使用可能である。そして、これらは単独もしくは2種
以上混合して用いられる。特に好ましくは、溶融破砕シ
リカである。そして、平均粒径20〜40μm程度のも
のが好ましい。また、これらの無機質充填剤の配合量は
成形性と半田耐熱性とのバランスから、エポキシ樹脂組
成物中に70〜95重量%含有することが好ましい。配
合量が70重量%未満では、半田耐熱性が不充分になり
易く、95重量%を超えるとエポキシ樹脂組成物の溶融
粘度が大きくなり、成形時の流動性が低下し、未充填や
ボンディングワイヤーの変形が生じる傾向が見られるよ
うになる。
As the inorganic filler (component C) used together with the above-mentioned components A and B, inorganic powders such as fused silica, crystalline silica and alumina are used. These inorganic fillers can be used in either crushed or spherical form. These are used alone or in combination of two or more. Particularly preferred is fused silica. Further, those having an average particle size of about 20 to 40 μm are preferable. The amount of these inorganic fillers is preferably 70 to 95% by weight in the epoxy resin composition in view of the balance between moldability and solder heat resistance. If the amount is less than 70% by weight, the solder heat resistance tends to be insufficient. Tend to occur.

【0018】つぎに、上記A〜C成分とともに用いられ
る特定のアルミニウムキレート化合物(D成分)は、分
子内にリン酸エステル構造を有するアルミニウムキレー
ト化合物であり、このD成分を配合することにより封止
材料であるエポキシ樹脂組成物の硬化体とリードフレー
ムとの接着性が向上するという効果が得られるようにな
る。そして、本発明に用いられる特定のアルミニウムキ
レート化合物としては、例えば下記の一般式(2)で表
される、分子内にリン酸エステル構造を有するアルミニ
ウムキレート化合物が好ましく用いられ、アルミニウム
イソプロポキサイドのようなアルミニウムアルコラート
と、β−ケトエステルやβ−ジケトンのようなキレート
剤と、酸性リン酸エステル類を反応させることにより得
ることができる。
Next, the specific aluminum chelate compound (D component) used together with the above-mentioned A to C components is an aluminum chelate compound having a phosphate ester structure in the molecule. The effect of improving the adhesiveness between the lead frame and the cured body of the epoxy resin composition as the material can be obtained. As the specific aluminum chelate compound used in the present invention, for example, an aluminum chelate compound having a phosphate ester structure in a molecule represented by the following general formula (2) is preferably used. It can be obtained by reacting such an aluminum alcoholate, a chelating agent such as β-ketoester or β-diketone, and an acidic phosphate ester.

【0019】[0019]

【化2】 Embedded image

【0020】上記一般式(2)で表されるアルミニウム
キレート化合物において、R1 がイソプロピル基、R2
がメチル基、R3 がエトキシ基、R4 がオクチル基であ
るアルミニウムキレート化合物、R1 がイソプロピル
基、R2 がメチル基、R3 がエトキシ基、R4 がイソブ
チル基であるアルミニウムキレート化合物を用いること
が接着性の向上という点から特に好ましい。
In the aluminum chelate compound represented by the general formula (2), R 1 is an isopropyl group, R 2
Is a methyl group, R 3 is an ethoxy group, R 4 is an octyl group, an aluminum chelate compound wherein R 1 is an isopropyl group, R 2 is a methyl group, R 3 is an ethoxy group, and R 4 is an isobutyl group. It is particularly preferable to use it from the viewpoint of improving adhesiveness.

【0021】上記特定のアルミニウムキレート化合物
(D成分)の配合量は、エポキシ樹脂組成物全体に対し
て0.1〜2.0重量%の範囲に設定することが好まし
く、特に好ましくは0.2〜0.5重量%である。すな
わち、上記D成分の配合量が少なすぎると、リードフレ
ームに対する充分な接着性の向上効果が得られ難く、逆
に2.0重量%を超え多すぎると、樹脂の硬化性が低下
する傾向がみられるからである。
The amount of the specific aluminum chelate compound (component D) is preferably set in the range of 0.1 to 2.0% by weight, particularly preferably 0.2% by weight, based on the entire epoxy resin composition. ~ 0.5% by weight. That is, if the amount of the component D is too small, it is difficult to obtain a sufficient effect of improving the adhesiveness to the lead frame. Conversely, if it exceeds 2.0% by weight, the curability of the resin tends to decrease. Because it can be seen.

【0022】さらに、本発明に用いられるエポキシ樹脂
組成物には、上記(A)〜(D)成分以外にも、必要に
応じて従来から用いられているその他の添加剤を適宜に
配合することができる。
Further, in addition to the above components (A) to (D), other conventionally used additives may be appropriately added to the epoxy resin composition used in the present invention, if necessary. Can be.

【0023】上記その他の添加剤としては、例えば、硬
化促進剤、離型剤、難燃助剤、着色剤、シランカップリ
ング剤、低応力化剤等があげられる。
Examples of the other additives include a curing accelerator, a release agent, a flame retardant aid, a coloring agent, a silane coupling agent, and a stress reducing agent.

【0024】上記硬化促進剤としては、1,8−ジアザ
ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等のアミン類、
イミダゾール類、有機ホスフィン化合物や四級ホスホニ
ウム化合物等の有機リン化合物等があげられ、これらは
単独もしくは併せて使用することができる。
Examples of the curing accelerator include amines such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7;
Examples include imidazoles, organic phosphorus compounds such as organic phosphine compounds and quaternary phosphonium compounds, and these can be used alone or in combination.

【0025】上記離型剤としては、従来公知のステアリ
ン酸、パルミチン酸等の長鎖のカルボン酸、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、カルナバワックス、モンタンワックス等のワッ
クス類を用いることができる。
Examples of the releasing agent include 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 carnauba wax and montan wax. Can be used.

【0026】また、難燃助剤としては、三酸化アンチモ
ン、五酸化アンチモン等があげられる。
Further, examples of the flame retardant auxiliary include antimony trioxide, antimony pentoxide and the like.

【0027】さらに、着色剤としては、カーボンブラッ
ク等があげられる。
Further, examples of the coloring agent include carbon black.

【0028】また、低応力化剤としては、アクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)やメタ
クリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体(MB
S)のようなブタジエン系ゴムやシリコーン化合物があ
げられる。
As the stress reducing agent, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (MB
Butadiene rubbers and silicone compounds such as S).

【0029】本発明に用いられる半導体封止用エポキシ
樹脂組成物は、例えばつぎのようにして製造することが
できる。すなわち、まず上記(A)〜(D)成分ならび
に上記その他の添加剤を適宜配合し、この混合物をミキ
シングロール等の混練機にかけ加熱状態で溶融混合し、
これを室温に冷却したのち公知の手段により粉砕し、必
要に応じて打錠するという一連の工程により製造するこ
とができる。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used in the present invention can be produced, for example, as follows. That is, first, the components (A) to (D) and the other additives are appropriately compounded, and the mixture is melted and mixed in a kneading machine such as a mixing roll in a heated state.
It can be manufactured by a series of steps of cooling it to room temperature, pulverizing it by a known means, and compressing it as necessary.

【0030】このような半導体封止用エポキシ樹脂組成
物を用いてのリードフレーム上に搭載された半導体素子
の封止は、特に限定するものではなく、リードフレーム
上の半導体素子を通常のトランスファー成形等の公知の
モールド方法により封止することにより行うことができ
る。
The sealing of a semiconductor element mounted on a lead frame using such an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is not particularly limited, and the semiconductor element on the lead frame may be molded by ordinary transfer molding. The sealing can be performed by a known molding method such as the above.

【0031】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
を封止材料として用いる場合、リードフレームに対する
接着性の向上という点から、上記リードフレームに関し
て、例えば、従来の封止材料では充分な接着力が得られ
なかったことから、最外層にAuめっき層が形成された
リードフレームがあげられる。さらに、上記Auめっき
層に隣接する下層にPdめっき層が形成されたリードフ
レームがあげられる。上記Pdめっき層は、例えば、銅
あるいは銅合金等のリードフレーム素体の表面にPdめ
っきを施すことにより形成され、このようなリードフレ
ームをPdによる先付けめっきリードフレーム(以下
「Pd−PPF」という)という。通常、上記Pd−P
PFは封止樹脂硬化体との接着性に乏しいものである
が、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いた
場合、前記D成分を含有するため、得られる封止樹脂硬
化体は優れた接着性を示すようになり、その結果、高い
半田耐熱性が得られるようになる。
When the epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is used as a sealing material, the lead frame may have a sufficient adhesive strength, for example, with a conventional sealing material, in view of improving the adhesiveness to the lead frame. Was not obtained, a lead frame having an Au plating layer formed on the outermost layer can be given. Further, there is a lead frame in which a Pd plating layer is formed in a lower layer adjacent to the Au plating layer. The Pd plating layer is formed, for example, by applying Pd plating to the surface of a lead frame body such as copper or a copper alloy, and such a lead frame is pre-plated with Pd by Pd (hereinafter referred to as “Pd-PPF”). ). Usually, the above Pd-P
PF is poor in adhesiveness to the cured sealing resin, but when the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is used, because the D component is contained, the obtained cured sealing resin is It exhibits excellent adhesiveness, and as a result, high solder heat resistance can be obtained.

【0032】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0033】まず、実施例に先立って下記に示す化合物
を準備した。
First, the following compounds were prepared prior to the examples.

【0034】<エポキシ樹脂> (a):o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポ
キシ当量:195、軟化点:80℃)
<Epoxy resin> (a): o-cresol novolak type epoxy resin (epoxy equivalent: 195, softening point: 80 ° C.)

【0035】(b):ノボラック型ブロム化エポキシ樹
脂(エポキシ当量:275、軟化点:84℃)
(B): Novolac type brominated epoxy resin (epoxy equivalent: 275, softening point: 84 ° C.)

【0036】<フェノール樹脂> (c):フェノールノボラック樹脂(水酸基当量:10
6、軟化点:83℃、150℃、溶融粘度:2ポイズ)
<Phenol resin> (c): Phenol novolak resin (hydroxyl equivalent: 10)
6, softening point: 83 ° C, 150 ° C, melt viscosity: 2 poise)

【0037】(d):下記の式(3)で表されるキシリ
レン変性フェノール樹脂(水酸基当量:170、軟化点
83℃、150℃溶融粘度:1.8ポイズ)
(D): Xylylene-modified phenolic resin represented by the following formula (3) (hydroxyl equivalent: 170, softening point: 83 ° C., 150 ° C. melt viscosity: 1.8 poise)

【0038】[0038]

【化3】 Embedded image

【0039】(e):フェノールノボラック樹脂(水酸
基当量:106、軟化点:91℃、150℃溶融粘度:
11ポイズ)
(E): phenol novolak resin (hydroxyl equivalent: 106, softening point: 91 ° C., 150 ° C. melt viscosity:
11 poise)

【0040】<無機質充填剤> (f):溶融破砕シリカ(平均粒径:20μm)<Inorganic filler> (f): fused silica (average particle size: 20 μm)

【0041】<アルミニウムキレート化合物> (g):一般式(2)において、R1 :イソプロピル
基、R2 :メチル基、R3:エトキシ基、R4 :オクチ
ル基であるアルミニウムキレート化合物
<Aluminum chelate compound> (g): an aluminum chelate compound represented by the formula (2), wherein R 1 is an isopropyl group, R 2 is a methyl group, R 3 is an ethoxy group, and R 4 is an octyl group.

【0042】(h):一般式(2)において、R1 :イ
ソプロピル基、R2 :メチル基、R3:エトキシ基、R
4 :イソブチル基であるアルミニウムキレート化合物
(H): In the general formula (2), R 1 : isopropyl group, R 2 : methyl group, R 3 : ethoxy group, R
4 : Aluminum chelate compound that is an isobutyl group

【0043】(i):下記の式(4)で表されるアルミ
ニウムキレート化合物
(I): an aluminum chelate compound represented by the following formula (4):

【0044】[0044]

【化4】 Embedded image

【0045】[0045]

【実施例1〜8、比較例1〜2】つぎに、下記の表1〜
表2に示す成分を同表に示す割合で配合し、ミキシング
ロール機で混練して冷却した後、粉砕することにより目
的とする粉末状のエポキシ樹脂組成物を得た。
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2
The components shown in Table 2 were blended in the proportions shown in the table, kneaded with a mixing roll machine, cooled, and then pulverized to obtain a desired powdery epoxy resin composition.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】上記エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素
子トランスファー成形(175℃×90sec成形、1
80℃×5時間後硬化)でモールドすることにより半導
体装置を得た。この半導体装置は、160ピンのクワッ
ドフラットパッケージ(QFP−160)を用い、リー
ドフレームとして、銅合金素体の、その表面にNi:厚
み500μm、Pd:厚み50μm、そして最外層にA
u:厚み8nmの各めっきをそれぞれ施したものを用い
た。このようにして得られた半導体装置について、85
℃/85%RHで168時間吸湿させた後、260℃の
半田中へ浸漬してパッケージクラックが発生するまでの
時間を測定した。
Using the epoxy resin composition, transfer molding of a semiconductor element (175 ° C. × 90 sec.
The semiconductor device was obtained by molding at 80 ° C. × 5 hours post-curing). This semiconductor device uses a 160-pin quad flat package (QFP-160), and as a lead frame, Ni: 500 μm in thickness, Pd: 50 μm in thickness, and A in outermost layer of a copper alloy body.
u: Each plated with a thickness of 8 nm was used. About the semiconductor device thus obtained, 85
After absorbing moisture for 168 hours at a temperature of 85 ° C./85% RH, it was immersed in solder at 260 ° C. to measure the time until a package crack occurred.

【0049】また、接着力はつぎのようにして測定し
た。すなわち、図1に示す、上型10,中型11,下型
12の3層構造からなる成形型の、中型11と下型12
との間に測定用の金属板13(上記リードフレームと同
じ材質:銅合金素体に厚み500μmのニッケルめっき
層が形成され、さらに厚み50μmのPdめっき層が形
成され、さらに厚み8nmの金めっき層が形成された
板:大きさ3cm×7cm)を挟持させたものを準備
し、型内にエポキシ樹脂組成物14を充填して図2に示
す測定用のサンプルを成形した。図2において、13は
測定用の金属板であり、15は円錐台形状の樹脂硬化体
(下面の直径1cm、上面の直径<1cm)である。成
形は、通常のモールド条件と同じく、175℃×2分間
の成形とし、さらに175℃×5時間の後硬化を行っ
た。そして、得られたサンプルを、図3に示すように、
固定治具16に固定し、金属板13の端部を引張試験機
17でチャックし、樹脂硬化体15と金属板13の剪断
接着力を測定した。そして、この剪断接着力より樹脂硬
化体15と金属板13の接着性を評価した。
The adhesive strength was measured as follows. That is, the middle mold 11 and the lower mold 12 of the mold having a three-layer structure of the upper mold 10, the middle mold 11, and the lower mold 12 shown in FIG.
A metal plate 13 for measurement (the same material as the lead frame: a nickel plating layer having a thickness of 500 μm on a copper alloy body, a Pd plating layer having a thickness of 50 μm, and gold plating having a thickness of 8 nm) A plate on which a layer was formed: a size of 3 cm × 7 cm) was prepared, and the epoxy resin composition 14 was filled in a mold to form a measurement sample shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 13 denotes a metal plate for measurement, and reference numeral 15 denotes a resin-cured body having a truncated cone shape (the lower surface has a diameter of 1 cm and the upper surface has a diameter of <1 cm). Molding was performed at 175 ° C. for 2 minutes, and post-curing was performed at 175 ° C. for 5 hours, similarly to the usual molding conditions. Then, the obtained sample is, as shown in FIG.
The metal plate 13 was fixed to a fixing jig 16, and the end of the metal plate 13 was chucked by a tensile tester 17, and the shear adhesive strength between the cured resin 15 and the metal plate 13 was measured. Then, the adhesiveness between the cured resin body 15 and the metal plate 13 was evaluated from the shear adhesive strength.

【0050】また、スパーラルフローはEMMI規格に
準じた金型を使用して、175℃,70kg/cm2
条件で評価した。
Further, the sparral flow was evaluated under the conditions of 175 ° C. and 70 kg / cm 2 using a mold conforming to the EMMI standard.

【0051】さらに、縦80mm×横10mm×厚み4
mmの棒状の板(硬化体)を175℃×90秒の硬化条
件で成形した後、素早くショアー硬度計で樹脂の熱時硬
度を測定し樹脂の硬化性を評価した。
Further, 80 mm long × 10 mm wide × thickness 4
After molding a bar-shaped plate (cured body) having a thickness of 175 ° C. for 90 seconds, the hardness of the resin was measured with a Shore hardness meter to evaluate the curability of the resin.

【0052】これらの測定・評価の結果を下記の表3〜
表4に併せて示す。
The results of these measurements and evaluations are shown in Tables 3 to 5 below.
Also shown in Table 4.

【0053】[0053]

【表3】 [Table 3]

【0054】[0054]

【表4】 [Table 4]

【0055】上記表3〜表4の結果から、全ての実施例
品はスパイラルフロー値も高く流動性に優れており、し
かも高接着力を示し、かつ半田耐熱性にも優れているこ
とがわかる。特に、実施例3,6品は、接着性および半
田耐熱性に関して一層優れたものであった。これに対し
て、比較例1品はアルミニウムキレート化合物が配合さ
れておらず、流動性に関しては問題はなかったが、接着
力が著しく低く、しかも半田耐熱性に劣っている。ま
た、比較例2品は、比較例1品と同様、流動性に関して
は問題はなかったが、接着力が低く、半田耐熱性に劣っ
ている。
From the results in Tables 3 and 4, it can be seen that all the products of Examples have a high spiral flow value and are excellent in fluidity, show high adhesive strength, and are also excellent in solder heat resistance. . In particular, the products of Examples 3 and 6 were more excellent in adhesiveness and solder heat resistance. On the other hand, Comparative Example 1 did not contain an aluminum chelate compound and had no problem with fluidity, but had extremely low adhesive strength and poor soldering heat resistance. Further, the product of Comparative Example 2 had no problem in fluidity similarly to the product of Comparative Example 1, but had low adhesive strength and poor solder heat resistance.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置は、
特定のアルミニウムキレート化合物(D成分)を含む特
殊なエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を樹脂封止
して構成することにより、リードフレームと封止用樹脂
硬化物との接着性が良好となり、半田実装におけるよう
な過酷な条件下においてもパッケージクラックが生ずる
ことがなく、優れた半田耐熱性を備えている。
As described above, the semiconductor device of the present invention has the following features.
By using a special epoxy resin composition containing a specific aluminum chelate compound (D component) to seal the semiconductor element with resin, the adhesion between the lead frame and the cured resin for sealing is improved, The package does not crack even under severe conditions such as solder mounting, and has excellent solder heat resistance.

【0057】特に、近年適用されるようになってきたパ
ラジウムによる先付けリードフレームに対しても、良好
な接着性を示し半田耐熱性に優れた半導体装置を提供す
る。
In particular, the present invention provides a semiconductor device exhibiting good adhesiveness to a lead frame made of palladium which has recently been applied and having excellent solder heat resistance.

【0058】なお、本発明においては、表面実装型の半
導体装置を中心に説明したが、これに限らずピン挿入型
等の実装方式にも適用できるものである。
Although the present invention has been described centering on a surface-mount type semiconductor device, the present invention is not limited to this, and may be applied to a pin-insertion type mounting method or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】エポキシ樹脂組成物からなる樹脂硬化体の接着
性を評価する際に用いられる評価用サンプルの製造方法
を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a method for producing an evaluation sample used for evaluating the adhesiveness of a cured resin body made of an epoxy resin composition.

【図2】上記製造方法により得られた評価用サンプルを
示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an evaluation sample obtained by the above manufacturing method.

【図3】樹脂硬化体とフレームとの剪断力の測定方法を
示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method for measuring a shearing force between a cured resin body and a frame.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/29 H01L 23/50 D 23/31 23/30 R 23/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 23/29 H01L 23/50 D 23/31 23/30 R 23/50

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の(A)〜(D)成分を含有するエ
ポキシ樹脂組成物を用いて、リードフレーム上に載置さ
れた半導体素子を封止してなる半導体装置。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)無機質充填剤。 (D)分子内にリン酸エステル構造を有するアルミニウ
ムキレート化合物。
1. A semiconductor device in which a semiconductor element mounted on a lead frame is sealed with an epoxy resin composition containing the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) an inorganic filler. (D) an aluminum chelate compound having a phosphate ester structure in the molecule.
【請求項2】 上記リードフレームが最外層にAuめっ
き層を有するものである請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said lead frame has an Au plating layer as an outermost layer.
【請求項3】 上記Auめっき層に隣接する下層がPd
めっき層であるリードフレームを用いる請求項2記載の
半導体装置。
3. The method according to claim 1, wherein the lower layer adjacent to the Au plating layer is Pd.
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a lead frame which is a plating layer is used.
【請求項4】 下記の(A)〜(D)成分を含有する半
導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)無機質充填剤。 (D)分子内にリン酸エステル構造を有するアルミニウ
ムキレート化合物。
4. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation comprising the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) an inorganic filler. (D) an aluminum chelate compound having a phosphate ester structure in the molecule.
JP10113746A 1998-04-23 1998-04-23 Semiconductor device and epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used therein Pending JPH11302502A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002241585A (en) * 2001-02-19 2002-08-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device

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