JPH11269347A - Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the composition - Google Patents
Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the compositionInfo
- Publication number
- JPH11269347A JPH11269347A JP7361598A JP7361598A JPH11269347A JP H11269347 A JPH11269347 A JP H11269347A JP 7361598 A JP7361598 A JP 7361598A JP 7361598 A JP7361598 A JP 7361598A JP H11269347 A JPH11269347 A JP H11269347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- semiconductor
- composition
- semiconductor encapsulation
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性、成形性、
信頼性に優れた封止材及びそれを用いた半導体装置に関
する。The present invention relates to flame retardancy, moldability,
The present invention relates to a sealing material excellent in reliability and a semiconductor device using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体素子の封止は、生産性、コスト等
の面から樹脂封止が主流となっている。この封止用樹脂
は、電気的特性、コスト、作業性等に優れるエポキシ樹
脂組成物が主に用いられている。しかし、エポキシ樹脂
は、難燃性が不充分なので臭素化エポキシ樹脂を添加し
て難燃性を向上させている。また、臭素系難燃剤と相乗
効果のあるアンチモン化合物（三酸化アンチモン、五酸
化アンチモン等）を併用している。近年、環境保護の観
点から、燃焼時にダイオキシンの生成が疑われる臭素系
難燃剤、及び発癌性の可能性が指摘されているアンチモ
ンに対する使用規制の要求が強まりつつある。この要求
に対し、種々の代替難燃剤が検討されてきた。例えば、
赤燐系難燃剤を半導体封止用エポキシ樹脂組成物に適用
することについて、既に各種の提案がなされている。例
えば表面層がＳｉｘＯｙであることを特徴とする赤燐難
燃剤を用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物（特開平
７−１５７５４２号公報）、酸化ビスマス、水酸化ビス
マス、硝酸ビスマス混合物を被覆してなる赤燐系難燃剤
を用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物（特開平８−
１００１０８号公報）、赤燐系難燃剤、イオン捕捉剤を
用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物（特開平８−１
５１４２７号公報）、赤燐系難燃剤、ホウ素系難燃剤を
用いた半導体封止用エポキシ樹脂組成物（特開平８−１
５１５０５号公報）、表面をフェノール樹脂と水酸化ア
ルミニウムで被覆した赤燐を用いた半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物（特開平９−１６５４９５号公報）、表面
をフェノール樹脂と水酸化アルミニウムで被覆した赤燐
を用い、かつエポキシ樹脂／硬化剤当量比、ガラス転移
温度、熱膨張係数を規定した半導体封止用エポキシ樹脂
組成物（特開平９−２２７７６５号公報）等が提案され
ているが、半導体用途の厳しい要求を必ずしも満足する
ものではなかった。表面層をＳｉｘＯｙや酸化ビスマ
ス、水酸化ビスマス、硝酸ビスマス混合物で被覆するだ
けでは赤燐から溶出するリン酸イオンによる耐湿性の低
下を免れないし、イオン捕捉剤を用いても十分な効果を
得ることは困難である。2. Description of the Related Art Resin encapsulation is mainly used for encapsulating semiconductor devices in terms of productivity and cost. As this sealing resin, an epoxy resin composition excellent in electrical characteristics, cost, workability and the like is mainly used. However, since epoxy resins have insufficient flame retardancy, brominated epoxy resins are added to improve flame retardancy. An antimony compound (antimony trioxide, antimony pentoxide, etc.) having a synergistic effect is used in combination with the brominated flame retardant. In recent years, from the viewpoint of environmental protection, the use of brominated flame retardants suspected of producing dioxins during combustion and antimony, which has been pointed out as a potential carcinogen, has been increasingly required. To meet this demand, various alternative flame retardants have been studied. For example,
Various proposals have already been made for applying a red phosphorus-based flame retardant to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. For example, the surface layer is coated with an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using a red phosphorus flame retardant (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-157542), a mixture of bismuth oxide, bismuth hydroxide, and bismuth nitrate, characterized in that the surface layer is SixOy. Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using red phosphorus-based flame retardant
No. 100108), an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using a red phosphorus-based flame retardant and an ion scavenger (Japanese Patent Laid-Open No. 8-1)
No. 51427), an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using a red phosphorus-based flame retardant and a boron-based flame retardant (Japanese Patent Laid-Open No. 8-1)
No. 51505), an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using red phosphorus whose surface is coated with a phenol resin and aluminum hydroxide (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-165495), and a surface coated with a phenol resin and aluminum hydroxide. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using red phosphorus and defining an epoxy resin / hardener equivalent ratio, a glass transition temperature, and a coefficient of thermal expansion (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-227765) has been proposed. It did not always satisfy the strict requirements of the application. Simply covering the surface layer with a mixture of SixOy, bismuth oxide, bismuth hydroxide, and bismuth nitrate is inevitable in reducing the moisture resistance due to phosphate ions eluted from red phosphorus, and a sufficient effect can be obtained even by using an ion scavenger. It is difficult.
【０００３】赤燐とホウ素系難燃剤を併用することは、
難燃性に相乗効果が認められ、かつ信頼性的にも比較的
良好ではあるが、硬化性が低下する、ホウ素系難燃剤に
亜鉛が含まれるため環境問題を引き起こす可能性がある
等の問題がある。表面を水酸化アルミニウムとフェノー
ル樹脂で被覆した赤燐単独では、上記と同様に耐湿性、
高温放置性等が低下し、半導体用途としては不適当であ
る。また、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等
の金属水和物を単独で用いた場合、充分な難燃性を発揮
させるためには多量に添加せねばならず、樹脂組成物の
硬化性、強度等の劣化を招いてしまう。また、金属酸化
物と金属水和物の併用効果は、従来から報告されており
（三菱電線工業時報 第７５号、昭和６３年４月）周期
律表の特定の族の酸化物と水和物を併用したエポキシ樹
脂組成物（特開平９−１００３３７号公報）が提案され
ているが、難燃性と成形性の両立が困難で、半導体封止
用途の要求にたえるものはない。[0003] The combined use of red phosphorus and boron-based flame retardants
Although a synergistic effect is observed in the flame retardancy and the reliability is relatively good, there are problems such as reduced curability and the possibility of causing environmental problems due to the inclusion of zinc in the boron-based flame retardant. There is. Red phosphorus alone, whose surface is coated with aluminum hydroxide and phenolic resin, has the same moisture resistance as above,
High-temperature storage properties and the like are deteriorated, and are unsuitable for semiconductor applications. In addition, when a metal hydrate such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide is used alone, it must be added in a large amount in order to exhibit sufficient flame retardancy, and the curability, strength, etc. of the resin composition Will cause the deterioration. The effect of using metal oxides and metal hydrates in combination has been reported previously (Mitsubishi Electric Wire & Cable Times No. 75, April 1988). Oxides and hydrates of a specific group in the periodic table (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-100337) has been proposed, but it is difficult to achieve both flame retardancy and moldability, and none of them meet the demand for semiconductor encapsulation.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、臭素系難燃
剤、アンチモンを含有しない、成形性、信頼性、難燃性
に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用
いた半導体装置を提供することを目的とする。臭素系難
燃剤の代替材としては、金属酸化物及び金属水和物が挙
げられる。金属酸化物系難燃剤としては、ＺｎＯ、Ｓｎ
Ｏ、ＭｏＯ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣＵＯ、ＮｉＯ等が広く知
られている。しかし、これらの金属酸化物を単独で用い
た場合、半導体封止用エポキシ樹脂組成物においては硬
化性、離型性、信頼性が低下しがちであるし、かつ難燃
性も充分とは言えない。一方、金属水和物系難燃剤とし
ては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシム等が広く
知られている。しかし、これらの金属水和物を単独で用
いて難燃性を満足させるには、多量の添加が必要であ
り、半導体封止用エポキシ樹脂においては硬化性、離型
性が低下し、かつ耐リフロークラック性も低下する。特
に、酸化マグネシウムは金属水和物としては、難燃化の
効果が大きく他の金属水和物と比べて、比較的少量の添
加で目標とする難燃性を得ることができるが、ベースと
なるエポキシ樹脂との親和性が低く、成形時に白化現象
と言われる離型性不良が発生し、量産への適用が困難で
あった。これらの問題点を解決すべく本発明者らは鋭意
研究を重ねた結果、特定の金属酸化物と水酸化マグネシ
ウムの組み合わせにおいては、その相乗効果によって添
加量の低減が図れると共に、水酸化マグネシウムの表面
に特定の表面処理を行うことで、これまで問題となって
いた半導体封止用エポキシ樹脂における硬化性、離型性
が向上し、かつ耐リフロークラック性、耐湿信頼性、高
温放置信頼性も現行と同等以上の水準を維持できること
を見出し本発明に至った。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which does not contain a bromine-based flame retardant or antimony, is excellent in moldability, reliability and flame retardancy, and a semiconductor device using the same. The purpose is to provide. Alternatives to brominated flame retardants include metal oxides and metal hydrates. Metal oxide-based flame retardants include ZnO, Sn
O, MoO3, Fe2 O3, CUO, NiO and the like are widely known. However, when these metal oxides are used alone, the curability, releasability, and reliability tend to decrease in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and the flame retardancy is sufficient. Absent. On the other hand, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and the like are widely known as metal hydrate-based flame retardants. However, in order to satisfy the flame retardancy by using these metal hydrates alone, it is necessary to add a large amount of the metal hydrate. In the case of an epoxy resin for semiconductor encapsulation, the curability and the releasability are reduced, and the resistance to the resin is reduced. Reflow cracking property also decreases. In particular, magnesium oxide, as a metal hydrate, has a large flame-retarding effect and can achieve the target flame retardancy with a relatively small amount of addition compared to other metal hydrates. The resin has low affinity with the epoxy resin to be used, and a releasability defect called a whitening phenomenon occurs during molding, making it difficult to apply to mass production. The present inventors have conducted intensive studies to solve these problems, and as a result, in the combination of a specific metal oxide and magnesium hydroxide, the amount of addition can be reduced by the synergistic effect, and the magnesium hydroxide By performing a specific surface treatment on the surface, the curability and releasability of the epoxy resin for semiconductor encapsulation, which has been a problem so far, are improved, and the reflow crack resistance, moisture resistance reliability, and high temperature storage reliability are also improved. The present inventors have found that a level equivalent to or higher than the current level can be maintained, and have reached the present invention.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、エポ
キシ樹脂、フェノール硬化剤及び無機充填材を主成分と
する封止材において、難燃剤として特定の金属酸化物と
表面処理を行った水酸化マグネシウムを必須成分とし
て、配合したことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹
脂組成物及びそれを用いた半導体装置に関する。That is, the present invention provides a sealing material mainly composed of an epoxy resin, a phenol curing agent and an inorganic filler, and a surface treatment with a specific metal oxide as a flame retardant. The present invention relates to an epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, wherein magnesium is an essential component, and a semiconductor device using the same.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明において、用いられるエポ
キシ樹脂としては、電子部品封止用エポキシ樹脂成形材
料で一般に使用されているものであれば特に制限はな
く、それらを例示すればフェノールノボラック型エポキ
シ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を
はじめとするフェノール類とアルデヒド類のノボラック
樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールＡ、ビスフ
ェノールＦ、ビスフェノールＳ、アルキル置換ビスフェ
ノール等のジグリシジルエーテル、ジアミノジフェニル
メタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒ
ドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキ
シ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得
られる線状脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポキシ樹
脂等があり、これらを適宜何種類でも併用することがで
きる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The epoxy resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used in an epoxy resin molding material for sealing electronic parts. Epoxy resins, novolak resins of phenols and aldehydes such as ortho-cresol novolak type epoxy resins, epoxy resins, diglycidyl ethers such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, alkyl-substituted bisphenols, diaminodiphenylmethane, isocyanuric acid Glycidylamine type epoxy resin obtained by the reaction of polyamine and epichlorohydrin such as, linear aliphatic epoxy resin obtained by oxidizing olefin bond with a peracid such as peracetic acid, and alicyclic epoxy resin, and the like. It can be used in combination in an appropriate number of types.
【０００７】中でも、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
フェニル等のアルキル置換ビスフェノール型ジエポキシ
樹脂を用いた場合、接着性、吸湿性が良好であると同時
に該エポキシ樹脂は、溶融時の粘度が特に低いため、充
填剤の配合量を大幅に向上できる。これにより、耐リフ
ローリラック性及び耐湿性に優れた成形材料が得られ、
使用エポキシ樹脂全量に対し６０重量％以上使用するこ
とが好ましい。この理由としては、６０重量％未満では
当該エポキシ樹脂の低吸湿性、高接着性の特長が発揮さ
れず、耐はんだ性に対して効果が小さいためである。当
該エポキシ樹脂は、４，４’−ビスヒドロキシ３，
３’，５，５’−テトラメチルビフェニルをエピクロル
ヒドリンを用いて、エポキシ化して得られるものなどが
挙げられる。[0007] In particular, when an alkyl-substituted bisphenol type epoxy resin such as 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl is used, adhesiveness and moisture absorption are obtained. At the same time, the epoxy resin has a particularly low viscosity at the time of melting, so that the compounding amount of the filler can be greatly improved. Thereby, a molding material having excellent reflow resistance and moisture resistance can be obtained,
It is preferable to use 60% by weight or more based on the total amount of the epoxy resin used. The reason for this is that if the content is less than 60% by weight, the epoxy resin does not exhibit the characteristics of low moisture absorption and high adhesiveness, and has little effect on solder resistance. The epoxy resin is 4,4′-bishydroxy 3,
Those obtained by epoxidizing 3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl using epichlorohydrin and the like can be mentioned.
【０００８】本発明において用いられる（Ｂ）成分の硬
化剤としては、酸無水物類、アミン類、フェノール化合
物等が使用でき、中でもフェノール化合物が好適であ
る。これらフェノール化合物としては、フェノール、ク
レゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビ
スフェノールＡ、ビスフェノールＦ、等のフェノール類
またはα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシ
ナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセ
トアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒ
ド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒
下で縮合または共縮合させて得られる樹脂、ポリパラビ
ニルフェノール樹脂、フェノール類とジメトキシパラキ
シレンから合成されるキシリレン基を有するフェノール
・アラルキル樹脂等があり、単独または２種類以上併用
してもよい。中でも、キシリレン基を有するフェノール
・アラルキル樹脂あるいは、構造式（１）As the curing agent (B) used in the present invention, acid anhydrides, amines, phenol compounds and the like can be used, and among them, phenol compounds are preferable. Examples of these phenol compounds include phenols such as phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, or naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, dihydroxynaphthalene and formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde. , Resins obtained by condensing or co-condensing aldehydes such as salicylaldehyde under an acidic catalyst, polyparavinylphenol resins, phenol-aralkyl resins having a xylylene group synthesized from phenols and dimethoxyparaxylene, and the like. May be used alone or in combination of two or more. Among them, a phenol-aralkyl resin having a xylylene group or a structural formula (1)
【化２】 で示されるフェノール樹脂を用いた場合、接着性、吸湿
性が良好であると同時に該フェノール樹脂は溶融時の粘
度が低いため、充填剤の配合量を増量できる。これによ
り、耐リフロークラック性及び耐湿性に優れた成形材料
が得られ、添加量としては、使用硬化剤全量に対し６０
重量％以上使用することが好ましい。この理由として
は、６０重量％未満では当該フェノール樹脂の低吸湿
性、高接着性の特長が発揮されず、耐はんだ性に対して
効果が小さいためである。さらには、前出の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等のアルキル置換ビフェ
ノール型ジエポキシ樹脂と組み合わせて使用すること
で、特に優れた耐はんだ性が得られる。また、（Ａ）の
エポキシ樹脂と（Ｂ）の硬化剤の当量比は、特に限定は
されないが、それぞれの未反応分を少なく抑えるため
に、０．７〜１．３の範囲に設定することが好ましい。Embedded image When the phenolic resin represented by the formula (1) is used, the adhesiveness and the hygroscopicity are good, and at the same time, the viscosity of the phenolic resin at the time of melting is low, so that the amount of the filler can be increased. As a result, a molding material having excellent reflow crack resistance and moisture resistance can be obtained.
Preferably, it is used in an amount of at least% by weight. The reason for this is that if the content is less than 60% by weight, the characteristics of the phenolic resin having low hygroscopicity and high adhesiveness are not exhibited, and the effect on the solder resistance is small. Furthermore, 4,4'-
Bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5
When used in combination with an alkyl-substituted biphenol type diepoxy resin such as 5'-tetramethylbiphenyl, particularly excellent solder resistance can be obtained. The equivalent ratio of the epoxy resin (A) to the curing agent (B) is not particularly limited, but is set in the range of 0.7 to 1.3 in order to reduce the amount of each unreacted component. Is preferred.
【０００９】本発明において用いられる（Ｃ）成分のエ
ポキシ樹脂と硬化剤の反応を促進するために硬化促進剤
としては、一般的なものを広く使用できるが、特に硬化
剤としてフェノール化合物を使用する場合の硬化促進剤
としては、例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，
０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びそ
の誘導体、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルア
ミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノー
ル、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール等の三
級アミン類、２−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等のイミダゾール類、ト
リブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、ト
リフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類、トリフェ
ニルホスホニウム−トリフェニルボラン、トリフェニル
ホスフィン−ヘンゾキノン付加物、トリパラトリルフォ
スフィン−ベンゾキノン付加物、テトラフェニルホスホ
ニウム・テトラフェニルボレート等のテトラ置換ホスホ
ニウム・テトラ置換ボレート、２−エチル−４−メチル
イミダゾール・テトラフェニルボレート、Ｎ−メチルモ
ルホリン・テトラフェニルボレード等のテトラフェニル
ボロン塩等があり、単独または併用して使用することが
できる。中でも、特性のバランスの点でトリフェニルホ
スフィン−ベンゾキノン付加物、トリパラトリルホスフ
ィン−ヘンゾキノン付加物、が好適である。As the curing accelerator for promoting the reaction between the epoxy resin (C) used in the present invention and the curing agent, general curing accelerators can be widely used. In particular, a phenol compound is used as the curing agent. As the curing accelerator in this case, for example, 1,8-diazabicyclo (5,4,
0) diazabicycloalkenes such as undecene-7 and derivatives thereof, tertiary amines such as triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2-methylimidazole, -Phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole,
Imidazoles such as 2-heptadecyl imidazole, organic phosphines such as tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, and triphenylphosphine; triphenylphosphonium-triphenylborane; triphenylphosphine-henzoquinone adduct; triparatolylphosphine-benzoquinone adduct There are tetra-substituted phosphonium-tetra-substituted borates such as tetraphenylphosphonium-tetraphenyl borate, tetraphenylboron salts such as 2-ethyl-4-methylimidazole-tetraphenylborate, N-methylmorpholine-tetraphenylborate, and the like. They can be used alone or in combination. Among them, a triphenylphosphine-benzoquinone adduct and a triparatolylphosphine-henzoquinone adduct are preferred from the viewpoint of the balance of properties.
【００１０】上記ベンゾキノン付加物の合成方法を、ト
リポラトリルホスフィンを例として以下に示す。 １．トリパラトリルホスフィン４４．２ｇをアセトン１
２０ｇに溶解する。 ２．ｐ−ベンゾキノン１７．６ｇをアセトン８０ｇに溶
解する。 ３．１と２の溶液を室温〜８０℃で混合する。 ４．析出した結晶をろ過して取り出し乾燥して、トリパ
ラトリルホスフィンとベンゾキノンの付加物を得る。 また、充填剤としては、吸湿性低減及び強度向上の観点
から無機充填剤を用いることが必要である。無機充填剤
としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコ
ン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化珪素、窒化
ホウ素、ベリリア、ジルコニア、等の粉体、またはこれ
らを球形化したビーズ、チタン酸カリウム、炭化珪素、
窒化珪素、アルミナ等の単結晶繊維、ガラス繊維等を１
種類以上配合することができる。さらに、難燃効果のあ
る無機質充填剤として硼酸亜鉛が挙げられ、これらを単
独または併用することができる。無機質充填剤の配合量
としては、吸湿性、線膨張係数の低減及び強度向上の観
点から７０重量％以上が好ましい。上記の無機充填剤の
中で、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱
伝導性の観点からはアルミナが好ましく、充填剤形状は
成形時の流動性及び金型磨耗性の点から球形が好まし
い。その他の添加剤として高級脂肪酸、高級脂酸金属
塩、エステル系ワックス、ポリオレフィン系ワックス等
の離型剤、カーボンブラック等の着色剤、エポキシシラ
ン、アミノシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、ア
ルキルシラン、有機チタネート、アルミニウムアルコレ
ート等のカップリング剤等を用いることができる。上記
のカップリング剤の中で、難燃性、硬化性の観点からは
アミノシランが好ましく、中でもγ−アニリノプロピル
トリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、が
リードフレームとの接着性、耐湿性、成形性の観点から
特に好ましい。A method for synthesizing the above-mentioned benzoquinone adduct will be described below using tripolatrilephosphine as an example. 1. 44.2 g of triparatolylphosphine was added to acetone 1
Dissolve in 20 g. 2. 17.6 g of p-benzoquinone are dissolved in 80 g of acetone. 3. Mix the solutions of 1 and 2 at room temperature to 80 ° C. 4. The precipitated crystals are filtered, taken out and dried to obtain an adduct of triparatolylphosphine and benzoquinone. In addition, as the filler, it is necessary to use an inorganic filler from the viewpoint of reducing the hygroscopicity and improving the strength. Examples of the inorganic filler include powders of fused silica, crystalline silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, silicon carbide, boron nitride, beryllia, zirconia, etc., or spherical beads of these, potassium titanate, carbonized silicon,
Single crystal fiber such as silicon nitride and alumina, glass fiber, etc.
More than one kind can be blended. Further, zinc borate is mentioned as an inorganic filler having a flame retardant effect, and these can be used alone or in combination. The amount of the inorganic filler is preferably 70% by weight or more from the viewpoints of hygroscopicity, reduction of linear expansion coefficient and improvement of strength. Among the above-mentioned inorganic fillers, fused silica is preferred from the viewpoint of reducing the coefficient of linear expansion, and alumina is preferred from the viewpoint of high thermal conductivity, and the shape of the filler is spherical in terms of fluidity during molding and mold abrasion. Is preferred. Other additives include higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, release agents such as ester wax and polyolefin wax, coloring agents such as carbon black, epoxy silane, amino silane, ureido silane, vinyl silane, alkyl silane, organic titanate, A coupling agent such as aluminum alcoholate can be used. Among the above coupling agents, aminosilane is preferred from the viewpoint of flame retardancy and curability, and among them, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltriethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldimethoxysilane And γ-anilinopropylmethyldiethoxysilane are particularly preferred from the viewpoints of adhesion to a lead frame, moisture resistance, and moldability.
【００１１】金属酸化物としては、亜鉛、錫、モリブデ
ン、タングステンの酸化物をそれぞれ単独で用いても良
いし、あるいは数種類を併用してもよい。特に酸化モリ
ブデン、酸化亜鉛が難燃性、硬化性の点から好適に用い
られる。樹脂組成物中の金属酸化物の含有量としては、
０．０５〜５．０％が好ましい。０．０５％よりも少な
ければ難燃性が不足するし、５．０％よりも多ければ硬
化性に問題が出易い。０．１〜２．０％の範囲が特に好
適である。金属水和物としては、ステアリン酸、シラン
カップリング剤等による表面処理を行った水酸化マグネ
シウムを用いる。これらは例えば、協和化学工業（株）
製のキスマ５Ａ、５Ｊとして容易に入手できる。水酸化
マグネシウムの含有量は、０．５〜１０％が好ましい。
０．５％よりも少ないと併用する効果が認められない
し、１０％よりも多いと流動性に問題が出やすい。１．
０〜５％の範囲が特に好適である。As the metal oxide, oxides of zinc, tin, molybdenum and tungsten may be used alone or in combination of several kinds. Particularly, molybdenum oxide and zinc oxide are preferably used from the viewpoint of flame retardancy and curability. As the content of the metal oxide in the resin composition,
0.05-5.0% is preferable. If it is less than 0.05%, the flame retardancy is insufficient, and if it is more than 5.0%, a problem is likely to occur in the curability. A range of 0.1 to 2.0% is particularly preferred. As the metal hydrate, magnesium hydroxide that has been surface-treated with stearic acid, a silane coupling agent, or the like is used. These are, for example, Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.
5A and 5J manufactured by Kisuma Corporation. The content of magnesium hydroxide is preferably from 0.5 to 10%.
If the amount is less than 0.5%, the effect of the combined use is not recognized. 1.
A range of 0-5% is particularly preferred.
【００１２】その他の添加物として、着色剤（カーボン
ブラック等），改質剤（シリコーン、シリコーンゴム
等）、イオントラッパー（ハイドロタルサイト、アンチ
モン−ビスマス等）を用いることができる。以上のよう
な原材料を用いて成形材料を作製する一般的な方法とし
ては、所定の配合量の原材料混合物をミキサー等によっ
て充分混合した後、熱ロール、押出機等によって混練
し、冷却、粉砕することによって成形材料を得ることが
できる。As other additives, a colorant (eg, carbon black), a modifier (eg, silicone, silicone rubber), and an ion trapper (eg, hydrotalcite, antimony-bismuth) can be used. As a general method for producing a molding material using the above-described raw materials, a raw material mixture having a predetermined compounding amount is sufficiently mixed by a mixer or the like, and then kneaded by a hot roll, an extruder, etc., and cooled and pulverized. Thereby, a molding material can be obtained.
【００１３】本発明で得られるエポキシ樹脂組成物を用
いて電子部品を封止する方法としては、低圧トランスフ
ァ成形法が最も一般的であるが、インジェクション成
形、圧縮成形、注型等の方法によっても可能である。上
記した手段を用いて製造したエポキシ樹脂組成物は、臭
素系難燃剤、アンチモン化合物を含有しないため環境に
優しく、かつ成形性、信頼性に優れており、トランジス
タ、ＩＣ、ＬＳＩ等の封止に好適に用いることができ
る。[0013] As a method for encapsulating an electronic component using the epoxy resin composition obtained by the present invention, a low pressure transfer molding method is the most common, but it can also be performed by a method such as injection molding, compression molding or casting. It is possible. The epoxy resin composition manufactured using the above-described means is environmentally friendly because it does not contain a brominated flame retardant or an antimony compound, and has excellent moldability and reliability, and is suitable for sealing of transistors, ICs, LSIs, and the like. It can be suitably used.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１〜５ 比較例１〜６ まず、表１に示す各種の素材を用い、実施例１、２及び
比較例１〜５は、各素材を予備混合（ドライブレンド）
した後、二軸ロール（ロール表面温度約８０℃）で１０
分間混練し、冷却粉砕して製造した。The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Examples 1 to 5 Comparative Examples 1 to 6 First, using various materials shown in Table 1, in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5, the respective materials were premixed (dry blending).
After that, 10 rolls with a biaxial roll (roll surface temperature about 80 ° C)
The mixture was kneaded for 5 minutes, cooled and pulverized to produce the product.
【００１５】[0015]
【表１】 [Table 1]
【００１６】[0016]
【表２】 [Table 2]
【００１７】なお、表１、２記載の材料は次の通りであ
る。 ビフェニル型エポキシ樹脂：油化シェル製ＹＸ−４００
０Ｈ フェノール・アラルキル樹脂：三井化学製ＸＬ−２２５ ビフェニル骨格を有する硬化剤：明和化成製ＭＥＨ−７
８５１ エポキシシラン：信越シリコーン製ＫＢＭ−４０３ ポリエチレンワックス：ヘキスト社製ＰＥＤ−１９１ 臭素型エポキシ樹脂：住友化学製ＥＳＢ−４００ 水酸化マグネシウム：協和化学製キスマ５Ｊ 溶融シリカ：球状品マイクロンＳ−ＣＯ この封止材を用い、トランスファー成形機を用い、金型
温度１８０℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ2 、硬化時間
９０秒の条件で各試験を行った。スパイラルフローは、
ＥＭＭＩ１−６６により測定した。熱時硬度はショア硬
度計にて測定した。また、この封止材を用いて、半導体
素子をトランスファー成形機で同様の条件で成形し、ポ
ストキュア（１７５℃／５ｈ）後、耐湿性と半田耐熱性
を評価した。耐熱性に用いた半導体装置は、ＳＯＰ−２
８ピンであり、８５℃／８５ＲＨ％７２時間、吸湿＋２
１５℃／９０秒（ＶＰＳ）の前処理後、ＰＣＴ（１２１
℃／２気圧）に放置して、チップ上配線の断線の有無を
評価した。高温放置性に用いた半導体装置は、ＳＯＰ−
２８ピンであり、１７５℃にて所定の時間放置後の金線
の接合強度を測定し判定した。半田耐熱性に用いた半導
体装置は、ＱＦＰ８０ピンの樹脂封止型半導体装置（外
形寸法２０×１４×２．０ｍｍ）であり、リードフレー
ムは４２アロイ材（加工なし）で８×１０ｍｍのチップ
サイズを有するものである。このようにして得られた樹
脂封止型半導体装置について、半田耐熱性を以下に示す
方法で測定した。１２５℃／２４ｈベーキング後、８５
℃／８５％ＲＨで所定の時間吸湿した後、２４０℃／１
０ｓｅｃの処理を行った時の樹脂封止型半導体装置のク
ラック発生率を求めた。上記の試験結果をまとめて表３
に示す。The materials described in Tables 1 and 2 are as follows. Biphenyl type epoxy resin: YX-400 made by Yuka Shell
0H Phenol / aralkyl resin: XL-225 manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd. Curing agent having biphenyl skeleton: MEH-7 manufactured by Meiwa Kasei
851 Epoxysilane: KBM-403 manufactured by Shin-Etsu Silicone Polyethylene Wax: PED-191 manufactured by Hoechst Company Brominated epoxy resin: ESB-400 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Magnesium hydroxide: Kisuma 5J manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd. Fused Silica: Spherical Micron S-CO Each test was performed using a stopper and a transfer molding machine under the conditions of a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 70 kgf / cm 2 , and a curing time of 90 seconds. Spiral flow is
It was measured by EMMI1-66. Hot hardness was measured by a Shore hardness tester. Further, using this sealing material, a semiconductor element was molded by a transfer molding machine under the same conditions, and after post-curing (175 ° C./5 h), the moisture resistance and the solder heat resistance were evaluated. The semiconductor device used for heat resistance is SOP-2
8 pins, 85 ° C / 85RH% for 72 hours, moisture absorption +2
After pretreatment at 15 ° C./90 seconds (VPS), PCT (121
C./2 atm.), And the presence or absence of disconnection of wiring on the chip was evaluated. The semiconductor device used for high-temperature storage is SOP-
The number of pins was 28, and the bonding strength of the gold wire after standing at 175 ° C. for a predetermined time was measured and judged. The semiconductor device used for solder heat resistance is a resin-encapsulated semiconductor device with QFP80 pins (outer dimensions 20 × 14 × 2.0 mm), and the lead frame is a 42 alloy material (unprocessed) with a chip size of 8 × 10 mm. It has. The solder heat resistance of the resin-encapsulated semiconductor device thus obtained was measured by the following method. After baking at 125 ° C / 24h, 85
C./85% RH for a predetermined time, then 240.degree.
The crack occurrence rate of the resin-encapsulated semiconductor device when the process was performed for 0 sec was determined. Table 3 summarizes the above test results.
Shown in
【００１８】[0018]
【表３】 [Table 3]
【００１９】[0019]
【発明の効果】エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填材を
主成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物におい
て、難燃剤として特定の金属酸化物と表面処理を行った
水酸化マグネシウムを必須成分として配合することによ
り、成形性、信頼性に優れ、かつ環境に対する影響が極
めて小さい成形材料を得ることができる。また、この成
形材料を用いて半導体素子を封止することで、信頼性、
難燃性に優れた半導体装置を得ることができる。EFFECT OF THE INVENTION In an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler as main components, a specific metal oxide as a flame retardant and magnesium hydroxide subjected to a surface treatment are essential components. By blending, it is possible to obtain a molding material which is excellent in moldability and reliability and has very little influence on the environment. In addition, by sealing a semiconductor element using this molding material, reliability,
A semiconductor device having excellent flame retardancy can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 9/06 Ｃ０８Ｋ 9/06 Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08K 9/06 C08K 9/06 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31
Claims (7)
化促進剤（Ｄ）亜鉛、錫、モリブデン又はタングステン
から選ばれた金属酸化物（Ｅ）表面をカップリング剤、
またはステアリン酸、またはポリアミドで被覆された水
酸化マグネシウムおよび（Ｆ）無機充填材を必須成分と
してな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. An epoxy resin (B) curing agent (C) curing accelerator (D) metal oxide selected from zinc, tin, molybdenum or tungsten (E) a coupling agent,
An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising, as essential components, magnesium hydroxide coated with stearic acid or polyamide and (F) an inorganic filler.
〜９５重量％、金属酸化物の含有量が０．０５〜５．０
重量％、水酸化マグネシウムの含有量が０．５〜１０重
量％である請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物。2. The content of the inorganic filler is 80% of the whole composition.
-95% by weight, and the content of metal oxide is 0.05-5.0.
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the content of magnesium hydroxide is 0.5 to 10% by weight.
合物である請求項１または２記載の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。3. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the epoxy resin is a biphenyl type epoxy compound.
ル・アラルキル樹脂である請求項１乃至３のいづれかに
記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。4. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the curing agent is a phenol-aralkyl resin having a xylylene group.
樹脂である請求項１ないし３のいづれかに記載の半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。 【化１】 5. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the curing agent is a phenol resin represented by the structural formula 1. Embedded image
とベンゾキノンの付加物である請求項１乃至５のいづれ
かに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。6. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the curing accelerator is an adduct of triparatolylphosphine and benzoquinone.
導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子を
封止してなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。7. A resin-encapsulated semiconductor device, wherein a semiconductor element is encapsulated by using the epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7361598A JPH11269347A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7361598A JPH11269347A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269347A true JPH11269347A (en) | 1999-10-05 |
Family
ID=13523426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7361598A Pending JPH11269347A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11269347A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000302948A (en) * | 1999-04-19 | 2000-10-31 | Toshiba Chem Corp | Resin composition for sealing and semiconductor sealing device |
| JP2007031551A (en) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device |
| JP2011122030A (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition, semiconductor device using this epoxy resin composition, organically modified inorganic filler, and process for producing epoxy resin composition |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP7361598A patent/JPH11269347A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000302948A (en) * | 1999-04-19 | 2000-10-31 | Toshiba Chem Corp | Resin composition for sealing and semiconductor sealing device |
| JP2007031551A (en) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device |
| JP2011122030A (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition, semiconductor device using this epoxy resin composition, organically modified inorganic filler, and process for producing epoxy resin composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3783312B2 (en) | Epoxy resin molding material for electronic component sealing and electronic component | |
| JP3295643B2 (en) | Epoxy resin molding compound for sealing and electronic component device | |
| JP4314538B2 (en) | Epoxy resin molding material for sealing and electronic component device | |
| JP3295629B2 (en) | Epoxy resin molding material for sealing electronic parts and electronic parts | |
| JP2000109647A (en) | Semiconductor sealing epoxy resin composition and semiconductor device using same | |
| JP2003321532A (en) | Epoxy resin molding material for sealing and electronic part apparatus | |
| JP3994511B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same | |
| JPH11269349A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the composition | |
| JP3257426B2 (en) | Epoxy resin molding material for sealing electronic parts and electronic parts | |
| JP3714399B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device | |
| JP2004107584A (en) | Epoxy resin molding material for encapsulation and electronic part device provided with element | |
| JPH11269347A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the composition | |
| JP4172065B2 (en) | Epoxy resin composition and electronic component device | |
| JPH11269346A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the composition | |
| JP3295630B2 (en) | Epoxy resin molding material for sealing electronic parts and electronic parts | |
| JP2003327792A (en) | Sealing resin composition and sealed semiconductor device | |
| JP3966289B2 (en) | Epoxy resin molding material for electronic component sealing and electronic component | |
| JP3624499B2 (en) | Epoxy resin molding material for sealing electronic parts and semiconductor device | |
| JP3736408B2 (en) | Epoxy resin composition for sealing and electronic component device | |
| JP2000109543A (en) | Epoxy resin composition for semiconductor sealing use and semiconductor device using the same | |
| JP2001064363A (en) | Epoxy resin molding material for sealing and electronic part device | |
| JPH10212396A (en) | Epoxy resin molding material for sealing electronic component and electronic part item sealed therewith | |
| JP2006077096A (en) | Epoxy resin-molding material for sealing and electronic part device | |
| JP2005350500A (en) | Epoxy resin molding material for sealing and electronic part apparatus | |
| JP2004143465A (en) | Epoxy resin molding material for sealing and electronic component device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050322 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070301 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070308 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070628 |