JP2744499B2 - Epoxy resin composition - Google Patents

Epoxy resin composition

Info

Publication number
JP2744499B2
JP2744499B2 JP33294489A JP33294489A JP2744499B2 JP 2744499 B2 JP2744499 B2 JP 2744499B2 JP 33294489 A JP33294489 A JP 33294489A JP 33294489 A JP33294489 A JP 33294489A JP 2744499 B2 JP2744499 B2 JP 2744499B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
test
solder
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP33294489A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03195723A (en
Inventor
直樹 茂木
滋 成瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP33294489A priority Critical patent/JP2744499B2/en
Publication of JPH03195723A publication Critical patent/JPH03195723A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2744499B2 publication Critical patent/JP2744499B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表面実装化における半田付け時でのパッケー
ジに受ける耐熱ストレス性に優れた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having excellent heat stress resistance to a package during soldering in surface mounting.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、ダイオード、トランジスタ、集積回路等の電子
部品を熱硬化性樹脂で封止しているが、特に集積回路で
は耐熱性、耐湿性に優れたO−クレゾールノボラックエ
ポキシ樹脂をノボラック型フェノール樹脂で硬化させた
エポキシ樹脂が用いられている。
Conventionally, electronic components such as diodes, transistors, and integrated circuits are sealed with a thermosetting resin. Especially for integrated circuits, O-cresol novolak epoxy resin, which has excellent heat resistance and moisture resistance, is cured with a novolak type phenol resin. Epoxy resin is used.

ところが近年、集積回路の高集積化に伴いチップがだ
んだん大型化し、かつパッケージは従来のDIPタイプか
ら表面実装化された小型、薄型のフラットパッケージ、
SOP、SOJ、PLCCに変わってきている。
However, in recent years, chips have become larger and larger as integrated circuits have become more highly integrated.
It is changing to SOP, SOJ, PLCC.

即ち大型チップを小型で薄いパッケージに封入するこ
とになり、応力によりクラック発生、これらのクラック
による耐湿性の低下等の問題が大きくクローズアップさ
れてきている。
That is, a large chip is sealed in a small and thin package, and cracks are generated due to stress, and problems such as a decrease in moisture resistance due to the cracks have been greatly highlighted.

特に半田づけの工程において急激に200℃以上の高温
にさらされることによりパッケージの割れや樹脂とチッ
プの剥離により耐湿性が劣化してしまうといった問題点
がでてきている。
In particular, there is a problem that the package is cracked due to sudden exposure to a high temperature of 200 ° C. or more in the soldering process, and the moisture resistance is deteriorated due to the separation of the resin and the chip.

これらの大型チップを封止するのに適した、信頼性の
高い封止用樹脂組成物の開発が望まれてきている。
Development of a highly reliable sealing resin composition suitable for sealing these large chips has been desired.

これらの問題を解決するために半田付け時の熱衝撃を
緩和する目的で、熱可塑性オリゴマーの添加(特開昭62
−115849号公報)や各種シリコーン化合物の添加(特開
昭62−11585号公報、62−116654号公報、62−128162号
公報)、更にはシリコーン変性(特開昭62−136860号公
報)などの手法で対処しているがいずれも半田付け時に
パッケージにクラックが生じてしまい信頼性の優れた半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を得るまでには至らなか
った。
In order to solve these problems, thermoplastic oligomers were added to alleviate the thermal shock during soldering (Japanese Patent Laid-Open No.
No. 1-115849), addition of various silicone compounds (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-11585, 62-116654 and 62-128162), and silicone modification (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-136860). In all cases, cracks occurred in the package during soldering, and it was not possible to obtain a highly reliable epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

一方、耐半田ストレス性に優れた耐熱性エポキシ樹脂
組成物を得る為に、樹脂系としては多官能エポキシ樹脂
の使用(特開昭61−168620号公報)等が検討されてきた
が、多官能エポキシ樹脂の使用により架橋密度が上がり
耐熱性が向上するが、特に200℃〜300℃のような高温に
さらされた場合においては耐半田ストレス性が不充分で
あった。
On the other hand, in order to obtain a heat-resistant epoxy resin composition having excellent solder stress resistance, use of a polyfunctional epoxy resin as a resin system (Japanese Patent Laid-Open No. 61-168620) has been studied. The use of an epoxy resin increases the crosslink density and improves heat resistance, but when exposed to a high temperature such as 200 ° C. to 300 ° C., the solder stress resistance was insufficient.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は、このような問題に対してエポキシ樹脂とし
て分子構造の骨格中にエーテル結合を有する4官能エポ
キシ樹脂を用いることにより、半田付け時の耐熱ストレ
ス性が著しく優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
提供するところにある。
The present invention solves such a problem by using a tetrafunctional epoxy resin having an ether bond in a skeleton of a molecular structure as an epoxy resin, thereby providing an epoxy resin for semiconductor encapsulation having extremely excellent heat stress resistance during soldering. It is an object to provide a composition.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂として
下記式(I)で示される構造の4官能エポキシ樹脂 (式中のR1とR2は水素、アルキル基の中から選択される
同一もしくは異なる原子または基、R3〜R14は水素、ハ
ロゲン、アルキル基の中から選択される同一もしくは異
なる原子または基) を総エポキシ樹脂量に対して40〜100重量%含むエポキ
シ樹脂とフェノール樹脂硬化剤、無機充填材および硬化
促進剤からなることを特徴とし、従来のエポキシ樹脂組
成物に比べて非常に優れた半田付け時の耐熱ストレス性
つまり、耐半田ストレス性を有するものである。
The epoxy resin composition of the present invention is a tetrafunctional epoxy resin having a structure represented by the following formula (I) as an epoxy resin. (Wherein R 1 and R 2 are the same or different atoms or groups selected from hydrogen and an alkyl group, and R 3 to R 14 are the same or different atoms selected from hydrogen, halogen and an alkyl group, or Resin, a phenolic resin curing agent, an inorganic filler and a curing accelerator, which is 40 to 100% by weight based on the total amount of the epoxy resin, and is extremely superior to the conventional epoxy resin composition. It has heat stress resistance during soldering, that is, solder stress resistance.

〔作 用〕(Operation)

式(I)で示される構造の4官能エポキシ樹脂は骨格
中にエーテル結合を有することから、硬化物は低弾性つ
まり低応力性に優れる。また、多官能性であることから
架橋密度の向上が図れ、耐熱性にも優れる。従って、式
(I)で示される構造の4官能エポキシ樹脂を用いた半
導体封止用エポキシ樹脂組成物は最近のICパッケージの
表面実装化に対する耐半田ストレス性に優れるエポキシ
樹脂組成物といえる。
Since the tetrafunctional epoxy resin having the structure represented by the formula (I) has an ether bond in the skeleton, the cured product is excellent in low elasticity, that is, low stress. In addition, since it is polyfunctional, the crosslink density can be improved and the heat resistance is excellent. Therefore, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using a tetrafunctional epoxy resin having a structure represented by the formula (I) can be said to be an epoxy resin composition having excellent soldering stress resistance against recent surface mounting of IC packages.

式(I)で示される構造の4官能エポキシの使用量は
これを調整することにより、耐半田ストレス性を最大限
に引き出すことができる。耐半田ストレス性の効果を出
すためには式(I)で示される4官能エポキシ樹脂を総
エポキシ樹脂量の40重量%以上、好ましくは60重量%以
上の使用が望ましい。40重量%未満だと耐熱性及び低応
力性が上がらず耐半田ストレス性は不充分である。R1
R2はメチル基、またR3からR14は水素原子が好ましい。
By adjusting the amount of the tetrafunctional epoxy having the structure represented by the formula (I), the solder stress resistance can be maximized. In order to exhibit the effect of resistance to soldering stress, it is desirable to use the tetrafunctional epoxy resin represented by the formula (I) in an amount of 40% by weight or more, preferably 60% by weight or more of the total epoxy resin amount. If it is less than 40% by weight, heat resistance and low stress properties are not increased, and solder stress resistance is insufficient. R 1 and
R 2 is preferably a methyl group, and R 3 to R 14 are preferably hydrogen atoms.

式(I)で示される4官能エポキシ樹脂を併用するエ
ポキシ樹脂とはエポキシ基を有するもの全般をいう。た
とえば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型
エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、3官能型エ
ポキシ樹脂、トリアシン核含有エポキシ樹脂等のことを
いう。
The epoxy resin used in combination with the tetrafunctional epoxy resin represented by the formula (I) generally means an epoxy resin having an epoxy group. For example, it refers to a bisphenol-type epoxy resin, a novolak-type epoxy resin, a biphenyl-type epoxy resin, a trifunctional-type epoxy resin, a triazine nucleus-containing epoxy resin, and the like.

本発明で用いるフェノール樹脂硬化剤としては、フェ
ノール性水酸基を有するもの全般をいい、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、3官
能型フェノール樹脂、4官能型フェノール樹脂、ジシク
ロペンタジエン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジ
エン変性フェノール樹脂とフェノールノボラック及びク
レゾールノボラック樹脂との共重合物、パラキシレン変
性フェノール樹脂等のことをいう。
The phenolic resin curing agent used in the present invention generally includes those having a phenolic hydroxyl group, such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, trifunctional phenol resin, tetrafunctional phenol resin, dicyclopentadiene-modified phenol resin, It refers to a copolymer of cyclopentadiene-modified phenol resin with phenol novolak and cresol novolak resins, para-xylene-modified phenol resin, and the like.

本発明で用いる無機充填材としては、溶融シリカ粉
末、球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝集シリカ
粉末、多孔質シリカ粉末、2次凝集シリカ粉末または多
孔質シリカ粉末を粉砕したシリカ粉末、アルミナ等が挙
げられ、特に溶融シリカ粉末が好ましい。
Examples of the inorganic filler used in the present invention include fused silica powder, spherical silica powder, crystalline silica powder, secondary aggregated silica powder, porous silica powder, silica powder obtained by pulverizing secondary aggregated silica powder or porous silica powder, alumina And the like, and a fused silica powder is particularly preferred.

本発明で使用される硬化促進剤はエポキシ基とフェノ
ール性水酸基との反応を促進させるものであればよく、
一般に封止用材料に使用されているものを広く使用する
ことができ、例えばジアザビシクロウンデセン(DB
U)、トリフェニルホスフィン(TPP)、ジメチルベンジ
ルアミン(BDMA)や2メチルイミダゾール(2MZ)等が
単独もしくは2種類以上混合して用いられる。
The curing accelerator used in the present invention may be any one that promotes the reaction between the epoxy group and the phenolic hydroxyl group,
Generally used materials for sealing can be widely used, for example, diazabicycloundecene (DB
U), triphenylphosphine (TPP), dimethylbenzylamine (BDMA), 2-methylimidazole (2MZ) and the like are used alone or in combination of two or more.

本発明の封止用エポキシ樹脂組成物はエポキシ樹脂、
硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤を必須成分とする
が、これ以外に必要に応じてシランカップリング剤、ブ
ロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、ヘキサブロム
ベンゼン等の難燃剤、カーボンブラック、ベンガラ等の
着色剤、天然ワックス、合成ワックス等の離型剤及びシ
リコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加
剤を適宜配合しても差し支えがない。
The epoxy resin composition for sealing of the present invention is an epoxy resin,
A curing agent, an inorganic filler and a curing accelerator are essential components, but if necessary, a silane coupling agent, a brominated epoxy resin, a flame retardant such as antimony trioxide, hexabromobenzene, carbon black, red iron oxide, etc. And various additives such as a release agent such as natural wax and synthetic wax, and a low stress additive such as silicone oil and rubber.

又、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料と
して製造するには、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進
剤、充填剤、その他の添加剤をミキサー等によって十分
に均一に混合した後、さらに熱ロールまたはニーダー等
で溶融混練し、冷却後粉砕して成形材料とすることがで
きる。これらの成形材料は電子部品あるいは電気部品の
封止、被覆、絶縁等に適用することができる。
Further, in order to produce the epoxy resin composition for sealing of the present invention as a molding material, epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, a filler, and other additives are sufficiently uniformly mixed by a mixer or the like, Furthermore, it can be melt-kneaded with a hot roll or a kneader, cooled, and pulverized to obtain a molding material. These molding materials can be applied to sealing, coating, insulating and the like of electronic parts or electric parts.

実施例1 下記組成物 式(II)で示される4官能エポキシ樹脂 16重量部 オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂 4重量部 フェノールノボラック 10重量部 溶融シリカ粉末 68.8重量部 トリフェニルホスフィン 0.2重量部 カーボンブラック 0.5重量部 カルナバワックス 0.5重量部 を、ミキサーで常温で混合し、70〜100℃で2軸ロール
により混練し、冷却後粉砕した成形材料とした。
Example 1 The following composition: 16 parts by weight of a tetrafunctional epoxy resin represented by the formula (II) Orthocresol novolak epoxy resin 4 parts by weight Phenol novolak 10 parts by weight Fused silica powder 68.8 parts by weight Triphenylphosphine 0.2 parts by weight Carbon black 0.5 parts by weight Carnauba wax 0.5 parts by weight is mixed at room temperature with a mixer and mixed at 70-100 ° C. The molding material was kneaded by a shaft roll, cooled, and ground.

得られた成形材料をタブレット化し、低圧トランスフ
ォー成形機にて175℃、70kg/cm2、120秒の条件で半田ク
ラック試験用として6×6mmのチップを52パッケージに
封止し、又半田耐湿性試験用として3×6mmのチップを1
6pSOPパッケージに封止した。
The obtained molding material is tableted, and a 6 × 6 mm chip is sealed in a 52 package for solder crack test at 175 ° C., 70 kg / cm 2 , 120 seconds using a low pressure transformer molding machine. 3 x 6mm chip for performance test
Sealed in a 6pSOP package.

封止したテスト用素子について下記の半田クラック試
験及び半田耐湿性試験をおこなった。
The sealed test element was subjected to the following solder crack test and solder moisture resistance test.

半田クラック試験:封止したテスト用素子を85℃、85%
RHの環境下で48Hrおよび72Hr処理し、その後250℃の半
田槽に10秒間浸漬後、顕微鏡で外部クラックを観察し
た。
Solder crack test: Sealed test element at 85 ° C, 85%
After 48 hours and 72 hours treatment in an RH environment, and then immersed in a 250 ° C. solder bath for 10 seconds, external cracks were observed with a microscope.

半田耐湿性試験:封止したテスト用素子を85℃で、85%
RHの環境下で72Hr処理し、その後250℃の半田槽に10秒
間浸漬後、プレッシャークッカー試験(125℃、100%R
H)を行い回路のオーブン不良を測定した。
Solder moisture resistance test: 85% of the sealed test element at 85 ° C
Treated in a RH environment for 72 hours, then immersed in a 250 ° C solder bath for 10 seconds, and then subjected to a pressure cooker test (125 ° C, 100% R
H) was performed and the oven failure of the circuit was measured.

試験結果を第1表に示す。 The test results are shown in Table 1.

実施例2〜4 第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして
成形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形
品を得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラ
ック試験及び半田耐湿性試験を行なった。試験結果を第
1表に示す。
Examples 2 to 4 Compounded according to the prescription shown in Table 1, and a molding material was obtained in the same manner as in Example 1. A sealed molded product for a test was obtained from this molding material, and a solder crack test and a solder moisture resistance test were performed using this molded product in the same manner as in Example 1. The test results are shown in Table 1.

比較例1〜3 第1表の処方に従って配合し、実施例1と同様にして
成形材料を得た。この成形材料で試験用の封止した成形
品を得、この成形品を用いて実施例1と同様に半田クラ
ック試験及び半田耐湿性試験を行った。試験結果を第1
表に示す。
Comparative Examples 1 to 3 Compounded according to the formulation shown in Table 1 and obtained in the same manner as in Example 1. A sealed molded product for a test was obtained from this molding material, and a solder crack test and a solder moisture resistance test were performed using this molded product in the same manner as in Example 1. Test results first
It is shown in the table.

〔発明の効果〕 本発明に従うと従来技術では得ることのできなかった
耐熱性及び、耐衝撃性を有するエポキシ樹脂組成物を得
ることができるので、半田付け工程による急激な温度変
化による熱ストレスを受けたときの耐クラック性に非常
に優れ、更に耐湿性が良好なことから電子、電気部品の
封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、特に表面実装
パッケージに搭載された高集積大型チップICにおいて信
頼性が非常に必要とする製品について好適である。
[Effect of the Invention] According to the present invention, it is possible to obtain an epoxy resin composition having heat resistance and impact resistance that could not be obtained by the prior art, so that thermal stress due to a rapid temperature change due to a soldering process is reduced. Very good crack resistance when receiving, and also good moisture resistance, so when used for sealing, coating, insulating, etc. of electronic and electrical parts, especially high integration mounted on surface mount package It is suitable for products that require very high reliability in large chip ICs.

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

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(A)下記式(I)で示される構造の4官
能エポキシ樹脂 (式中のR1とR2は水素、アルキル基の中から選択される
同一もしくは異なる原子又は基、R3〜R14は水素、ハロ
ゲン、アルキル基の中から選択される同一もしくは異な
る原子または基) を総エポキシ樹脂量に対して40〜100重量%含むエポキ
シ樹脂。 (B)フェノール樹脂硬化剤。 (C)無機充填材、および (D)硬化促進剤 を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
1. A tetrafunctional epoxy resin having a structure represented by the following formula (I): (Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, the same or different atoms or groups selected from alkyl groups, and R 3 to R 14 are the same or different atoms or hydrogen or halogen atoms selected from alkyl groups or Resin containing 40 to 100% by weight based on the total amount of epoxy resin. (B) Phenolic resin curing agent. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation comprising (C) an inorganic filler and (D) a curing accelerator as essential components.
JP33294489A 1989-12-25 1989-12-25 Epoxy resin composition Expired - Fee Related JP2744499B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33294489A JP2744499B2 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Epoxy resin composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33294489A JP2744499B2 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Epoxy resin composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03195723A JPH03195723A (en) 1991-08-27
JP2744499B2 true JP2744499B2 (en) 1998-04-28

Family

ID=18260553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33294489A Expired - Fee Related JP2744499B2 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Epoxy resin composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2744499B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113788803B (en) * 2021-09-13 2023-12-15 北京化工大学 Glycidyl ether type tetrafunctional epoxy resin, and condensate and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03195723A (en) 1991-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3334998B2 (en) Epoxy resin composition
JP3003887B2 (en) Resin composition for semiconductor encapsulation
JP2744499B2 (en) Epoxy resin composition
JP2963260B2 (en) Epoxy resin composition
JP2991850B2 (en) Epoxy resin composition
JP2823633B2 (en) Epoxy resin composition
JP3235798B2 (en) Epoxy resin composition
JP3310446B2 (en) Epoxy resin composition
JP3310447B2 (en) Epoxy resin composition
JPH09143345A (en) Epoxy resin composition
JP3008981B2 (en) Epoxy resin composition
JP3011807B2 (en) Epoxy resin composition
JP2843247B2 (en) Epoxy resin composition
JP2862777B2 (en) Epoxy resin composition
JP3305097B2 (en) Epoxy resin composition
JP3235799B2 (en) Epoxy resin composition
JP3305098B2 (en) Epoxy resin composition
JP3093051B2 (en) Epoxy resin composition
JP3359445B2 (en) Resin composition
JP3675571B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP3004454B2 (en) Resin composition
JP2820541B2 (en) Epoxy resin composition
JP2690992B2 (en) Epoxy resin composition
JP2793449B2 (en) Epoxy resin composition
JP3302259B2 (en) Epoxy resin composition

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees