JPH0564181B2 - - Google Patents
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- JPH0564181B2 JPH0564181B2 JP59192059A JP19205984A JPH0564181B2 JP H0564181 B2 JPH0564181 B2 JP H0564181B2 JP 59192059 A JP59192059 A JP 59192059A JP 19205984 A JP19205984 A JP 19205984A JP H0564181 B2 JPH0564181 B2 JP H0564181B2
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- epoxy resin
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、シリコーン樹脂をエポキシマトリ
ツクス中に分散させた耐クラツク性、高湿耐加水
分解性に優れた新規な半導体封止用エポキシ樹脂
組成物に関する。
〔従来の技術〕
現在、IC,LSIなどの半導体素子をシリコーン
樹脂又はエポキシ樹脂などを用いて封止する樹脂
封止法が広く採用され、これらの中でもエポキシ
樹脂は比較的優れた気密性を与え、かつ安価であ
ることから半導体封止用樹脂として汎用されてい
る。
しかし、このエポキシ樹脂により半導体素子を
封止した場合には、硬化する際の収縮によるスト
レス又は内部素子とエポキシ樹脂との膨張係数の
差によつて生じるストレスなどにより素子のボン
デイングワイアの変形、断線が生じ内部素子を損
傷する欠点がある。そのため、これらのストレス
を低減せしめるために、エポキシマトリツクス中
に可撓性付与剤を添加したり、エポキシ樹脂にシ
リコーン樹脂側鎖を導入したり、又は膨張係数を
小さくするために無機充填剤の添加量を増大させ
るなどの方法により検討されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の可撓性付与剤の添加やエポキシ樹脂にシ
リコーン樹脂側鎖を導入する方法に対しては、エ
ポキシ樹脂のガラス転移点の低下をきたし、高温
における電気的、機械的特性、耐湿性が低下する
という問題が生じる。一方、無機充填剤の添加量
を増大し、膨張係数を低減させるには、70重量%
以上の添加量が必要であるがこの場合、樹脂組成
物の粘度が増大し、流動性が著しく低下して素子
の封止が困難となるという問題点がある。
この発明は、かかる問題点を解決するためにな
されたもので、ストレスにより素子に損傷を与え
ない耐クラツク性および耐湿信頼性に優れ、かつ
作業性の低下のない半導体封止用エポキシ樹脂組
成物を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明の半導体封止用樹脂組成物は、エポキ
シ樹脂100重量部、このエポキシ樹脂の硬化剤、
並びにあらかじめシリコーン樹脂100重量部に対
して粉末シリカを30重量部以下混合した混合物30
重量部以下を含有するものより成る。
〔作用〕
一般的に可撓化剤として知られているシリコー
ン樹脂は、エポキシ樹脂と非相溶性であるが、予
め、シリコーン樹脂100重量部に対して粉末シリ
カを30重量部以下を混合したものを、エポキシ樹
脂に混合することにより、相分離の生じない均一
に安定した分散状態を得ることができる。
〔実施例〕
この発明に係わるエポキシ樹脂としては、たと
えばノボラツク系エポキシ樹脂、ビスフエノール
A系エポキシ樹脂、脂環族系エポキシ樹脂など
種々のタイプのエポキシ樹脂が使用できるが、高
温特性の優れたノボラツク系エポキシ樹脂の使用
が好ましい。これらのエポキシ樹脂は単独又は2
種以上の使用も可能である。なお、これらのエポ
キシ樹脂とともに、必要に応じて臭素化ノボラツ
ク系エポキシ樹脂、臭素化ビスフエノールA系エ
ポキシ樹脂などのエポキシ樹脂も併用可能であ
る。
この発明に係わる硬化剤としては、フエノール
ノボラツクなどのフエノール系化合物やメチルヘ
キサハイドロ無水フタル酸、テトラハイドロ無水
フタル酸、メチレンエンドメチレン無水フタル
酸、無水クロレンデイツク酸、無水パイロメリツ
ト酸、無水ドデセニルサクセニツク酸などの酸無
水物系化合物があげられる。
又、反応促進剤を用いることも好ましく、反応
促進剤としては、例えば2−エチルイミダゾー
ル、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、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、
2−ヘブタデシルイミダゾール、1−ビニル−2
−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾ
ールなどのイミダゾール系化合物およびこれらの
前駆物質であるイミダゾリン化合物や、例えばト
リエチルアミン、2,4,6−ジメチルメチルア
ミノフエノール、ベンジルジメチルアミン、a−
メチルベンジルメチルアミン、ピペリジン、ジメ
チルラウリルアミン、ジアルキルアミノメタノー
ルアミン、テトラメチルグアニジン、2−ジメチ
ルアミノ−2−ヒドロキシプロパン、N,N′−
ジメチルピペラジン、N−メチルモルホリン、ピ
ペラジン、2−(ジメチルアミノメチル)フエノ
ール、ヘキサメチレンテトラミン、1−ヒドロキ
シルエチル−2−ヘプタデシルグリオキサリジン
などの第3級アミンおよびその他のアミン系化合
物やイミダゾール系化合物などがあげらえる。
この発明に係わる粉末シリカとしては、粒径が
50μm以下、SiO2純度99%以上のものが好まし
く、50μm以上では分散性が悪くなり、99%以下
では特性の安定性が悪くなる。
この発明に係わるシリコーン樹脂は、一般式
式中、Rは水素および一価の炭化水素基の内の
一種、R1およびR2は水酸基、ビニル基およびエ
ポキシ基の内の一種を含む炭化水素基並びに水素
の内の一種、nは整数である。
で示され、シリコーンオイルやシリコーンゴム等
も含まれ、可撓化剤として用いられる。
上記シリコーン樹脂100重量部に対して粉末シ
リカを30重量部以下予め混合したことがこの発明
の特徴であり、この方法により、シリコーン樹脂
をエポキシマトリツクス中に均一かつ安定に分散
させることに成功した。以下、可撓化剤と示すの
は上記粉末シリカとシリコーン樹脂との混合物で
ある。シリコーン樹脂と粉末シリカとの混合は、
ロールを用いて簡単に行なわれる。配合比はシリ
コーン樹脂100部に対し、粉末シリカ30重量部以
下が好ましく、中でも5〜20重量部が特に好まし
い。配合量が少ないと、エポキシ樹脂との相溶性
に劣り、30重量部を越えるとエポキシ樹脂中での
分散性に劣る。
上記シリコーン樹脂と粉末シリカの混合物は、
エポキシ樹脂100重量部に対し、30重量部以下配
合するのが好ましく、特に5〜20重量部が好まし
い。少ないと耐クラツク性、耐湿性の向上の効果
が少なく、30重量部以上では、機械的強度が低下
し好ましくない。
この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
は必要に応じて、結晶性シリカ、溶融シリカ、ア
ルミナなどの無機充填剤や、カーボンブラツクな
どの着色剤、カルナウパワツクス、ポリエチレン
ワツクスなどの離型剤や三酸化アンチモンなどの
難燃剤γ−グリシロキシプロピルトリメトキシシ
ランなどのカツプリング剤を添加することができ
る。
この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、従来のエポキシ樹脂やシリコーン樹脂の調製
などに使用されている公知の混合装置、例えばロ
ール、ニーダ、ライカイ機、ホモミキサー(例え
ば特殊機化工業(株)社製)などを用いて容易に調製
できる。
以下、実施例と比較例を掲げてこの発明をより
詳細に説明するが、この発明はこれに限定されな
い。
表1に、3本ロールを用いて調製したシリコー
ン樹脂および粉末シリカ混合物の組成を示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a novel epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which has excellent crack resistance and high-humidity hydrolysis resistance, and has silicone resin dispersed in an epoxy matrix. [Prior art] At present, resin encapsulation methods are widely used to encapsulate semiconductor elements such as ICs and LSIs using silicone resin or epoxy resin. Among these, epoxy resin provides relatively excellent airtightness. , and because it is inexpensive, it is widely used as a resin for semiconductor encapsulation. However, when a semiconductor element is sealed with this epoxy resin, the bonding wires of the element may be deformed or disconnected due to stress caused by shrinkage during curing or stress caused by the difference in expansion coefficient between the internal element and the epoxy resin. This has the disadvantage of causing damage to internal elements. Therefore, in order to reduce these stresses, flexibility imparting agents are added to the epoxy matrix, silicone resin side chains are introduced into the epoxy resin, or inorganic fillers are added to reduce the expansion coefficient. Methods such as increasing the amount added are being investigated. [Problems to be solved by the invention] Conventional methods of adding flexibility-imparting agents or introducing silicone resin side chains into epoxy resins lower the glass transition point of the epoxy resins, resulting in lower electrical resistance at high temperatures. The problem arises that physical properties, mechanical properties, and moisture resistance deteriorate. On the other hand, to increase the amount of inorganic filler added and reduce the expansion coefficient, 70% by weight
Although the above addition amount is necessary, there is a problem that in this case, the viscosity of the resin composition increases and the fluidity decreases significantly, making it difficult to seal the device. This invention was made to solve these problems, and provides an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that has excellent crack resistance and moisture resistance reliability that does not damage elements due to stress, and does not reduce workability. The purpose is to obtain. [Means for solving the problem] The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention contains 100 parts by weight of an epoxy resin, a curing agent for this epoxy resin,
and a mixture 30 in which not more than 30 parts by weight of powdered silica is mixed in advance with 100 parts by weight of silicone resin.
It consists of a material containing not more than parts by weight. [Function] Silicone resin, which is generally known as a flexibilizing agent, is incompatible with epoxy resin, but 30 parts by weight or less of powdered silica is mixed in advance with 100 parts by weight of silicone resin. By mixing with the epoxy resin, a uniformly stable dispersion state without phase separation can be obtained. [Example] Various types of epoxy resins can be used as the epoxy resin according to the present invention, such as novolac epoxy resin, bisphenol A epoxy resin, and alicyclic epoxy resin. The use of epoxy resins is preferred. These epoxy resins can be used alone or in combination.
It is also possible to use more than one species. In addition to these epoxy resins, epoxy resins such as brominated novolak epoxy resins and brominated bisphenol A epoxy resins can also be used in combination, if necessary. The curing agents used in this invention include phenolic compounds such as phenol novolac, methylhexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyleneendomethylene phthalic anhydride, chlorendic anhydride, pyromellitic anhydride, and dodecyl anhydride. Examples include acid anhydride compounds such as nilsaxenic acid. It is also preferable to use a reaction accelerator, such as 2-ethylimidazole, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2- methylimidazole,
2-hebutadecylimidazole, 1-vinyl-2
-Imidazole compounds such as methylimidazole and 2-undecylimidazole and their precursor imidazoline compounds, such as triethylamine, 2,4,6-dimethylmethylaminophenol, benzyldimethylamine, a-
Methylbenzylmethylamine, piperidine, dimethyllaurylamine, dialkylaminomethanolamine, tetramethylguanidine, 2-dimethylamino-2-hydroxypropane, N,N'-
Tertiary amines such as dimethylpiperazine, N-methylmorpholine, piperazine, 2-(dimethylaminomethyl)phenol, hexamethylenetetramine, 1-hydroxylethyl-2-heptadecylglyoxalidine, and other amine-based compounds and imidazole-based compounds. Examples include compounds. The powdered silica according to this invention has a particle size of
It is preferable to have a SiO 2 purity of 50 μm or less and a purity of 99% or more. If it is 50 μm or more, the dispersibility will be poor, and if it is less than 99%, the stability of the properties will be poor. The silicone resin according to this invention has the general formula In the formula, R is one kind of hydrogen and a monovalent hydrocarbon group, R 1 and R 2 are one kind of hydrocarbon group including a hydroxyl group, a vinyl group, and an epoxy group, and one kind of hydrogen, and n is an integer. It is. This includes silicone oil, silicone rubber, etc., and is used as a flexibilizing agent. A feature of this invention is that 30 parts by weight or less of powdered silica is mixed in advance with 100 parts by weight of the silicone resin, and by this method, the silicone resin was successfully dispersed uniformly and stably in the epoxy matrix. . Hereinafter, what is referred to as a flexibilizing agent is a mixture of the powdered silica and silicone resin. The mixture of silicone resin and powdered silica is
It is easily done using a roll. The blending ratio is preferably 30 parts by weight or less of powdered silica per 100 parts of silicone resin, and particularly preferably 5 to 20 parts by weight. If the amount is small, the compatibility with the epoxy resin will be poor, and if it exceeds 30 parts by weight, the dispersibility in the epoxy resin will be poor. The above mixture of silicone resin and powdered silica is
The amount is preferably 30 parts by weight or less, particularly preferably 5 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the epoxy resin. If it is less than 30 parts by weight, the effect of improving crack resistance and moisture resistance will be small, and if it is more than 30 parts by weight, mechanical strength will decrease, which is not preferable. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention may contain inorganic fillers such as crystalline silica, fused silica, and alumina, colorants such as carbon black, carnaupawa wax, polyethylene wax, etc., as necessary. A mold release agent, a flame retardant such as antimony trioxide, and a coupling agent such as γ-glysiloxypropyltrimethoxysilane can be added. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can be used in conventional mixing devices used for preparing epoxy resins and silicone resins, such as rolls, kneaders, Raikai machines, and homomixers (for example, Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). Co., Ltd.). This invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the invention is not limited thereto. Table 1 shows the composition of the silicone resin and powdered silica mixture prepared using three rolls.
【表】
実施例1〜10および比較例1〜9は、表2およ
び表3に示した割合で、エポキシ樹脂、硬化剤、
硬化促進剤、可撓化剤、無機充填剤、着色剤、離
型剤、カツプリング剤等を配合し、ニーダーを用
いて40℃で10分間真空混合してこの発明の実施例
の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
上記のようにして得られた組成物の安定性、ガ
ラス転移点、曲げ弾性率、耐クラツク性および耐
湿性を調べた結果を表4および表5に示した。安
定性の試験に関しては、表2および表3の配合の
内、硬化促進剤、無機充填剤、着色剤、離型剤、
およびカツプリング剤を含まない組成物を上記方
法で調製後40℃で静置し、目視による相分離の有
無により評価した。実施例1〜10は48時間以上安
定であるのに対し、シリコーン樹脂だけを分散さ
せた比較例1,2および、シリコーン樹脂と粉末
シリカをあらかじめ混合することなく分散させた
比較例7,8は安定性に劣る。また、粉末シリカ
を多く含んだ可撓化剤を用いた比較例3,4は、
可撓化剤の凝集力が強くマクロな不均一さを生じ[Table] In Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 9, epoxy resin, curing agent,
A curing accelerator, a flexibilizing agent, an inorganic filler, a coloring agent, a mold release agent, a coupling agent, etc. are blended and mixed in a vacuum at 40° C. for 10 minutes using a kneader to form a material for semiconductor encapsulation according to an embodiment of the present invention. An epoxy resin composition was obtained. Tables 4 and 5 show the results of examining the stability, glass transition point, flexural modulus, crack resistance, and moisture resistance of the compositions obtained as described above. Regarding the stability test, among the formulations in Tables 2 and 3, curing accelerator, inorganic filler, coloring agent, mold release agent,
A composition containing no coupling agent was prepared by the above method and then allowed to stand at 40° C., and visually evaluated for the presence or absence of phase separation. Examples 1 to 10 are stable for 48 hours or more, whereas Comparative Examples 1 and 2, in which only silicone resin is dispersed, and Comparative Examples 7 and 8, in which silicone resin and powdered silica are dispersed without mixing them in advance, are stable for 48 hours or more. Less stable. In addition, Comparative Examples 3 and 4 using a flexibilizing agent containing a large amount of powdered silica,
The cohesive force of the flexibilizer is strong and causes macroscopic non-uniformity.
【表】【table】
【表】
* シリコーン樹脂と粉末シリカをあらかじめ混合す
ることなく、エポキシ樹脂中に分散した。
[Table] * Silicone resin and powdered silica were dispersed in epoxy resin without being mixed in advance.
【表】【table】
以上説明したとおり、この発明は、エポキシ樹
脂100重量部、このエポキシ樹脂の硬化剤、並び
にあらかじめシリコーン樹脂100重量部に対して
粉末シリカを30重量部以下混合した混合物30重量
部以下を含有するものを用いることにより、スト
レスにより素子に損傷を与えない耐クラツク性お
よび耐湿信頼性に優れ、かつ作業性の低下のない
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることがで
きる。
As explained above, this invention contains 100 parts by weight of an epoxy resin, a curing agent for this epoxy resin, and 30 parts by weight or less of a mixture prepared by mixing 100 parts by weight of a silicone resin with 30 parts by weight or less of powdered silica. By using the above method, it is possible to obtain an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which has excellent crack resistance and moisture resistance reliability, which does not damage elements due to stress, and which does not reduce workability.
Claims (1)
の硬化剤、並びにあらかじめシリコーン樹脂100
重量部に対して粉末シリカを30重量部以下混合し
た混合物30重量部以下を含有する半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。 2 シリコーン樹脂が、一般式 式中、Rは水素および一価の炭化水素基の内の
一種、R1およびR2は水酸基、ビニル基およびエ
ポキシ基の内の一種を含む炭化水素基並びに水素
の内の一種、nは整数である。 で示されるものである特許請求の範囲第1項記載
の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 3 一価の炭化水素基が、メチル基およびフエニ
ル基のいずれか一種である特許請求の範囲第2項
記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 4 混合物が、シリコーン樹脂100重量部に対し
て粉末シリカ5〜20重量部混合したものである特
許請求の範囲第1項ないし第3項の何れかに記載
の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 5 粉末シリカの粒径が50μm以下、SiO2純度99
%以上である特許請求の範囲第1項ないし第4項
の何れかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。[Claims] 1. 100 parts by weight of an epoxy resin, a curing agent for this epoxy resin, and 100 parts by weight of a silicone resin in advance.
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which contains 30 parts by weight or less of a mixture of 30 parts by weight or less of powdered silica. 2 Silicone resin has the general formula In the formula, R is one kind of hydrogen and a monovalent hydrocarbon group, R 1 and R 2 are one kind of hydrocarbon group including a hydroxyl group, a vinyl group, and an epoxy group, and one kind of hydrogen, and n is an integer. It is. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, which is represented by: 3. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 2, wherein the monovalent hydrocarbon group is one of a methyl group and a phenyl group. 4. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixture is a mixture of 100 parts by weight of silicone resin and 5 to 20 parts by weight of powdered silica. 5 Powdered silica particle size is 50 μm or less, SiO 2 purity is 99
% or more, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19205984A JPS6166712A (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | Epoxy resin composition for sealing semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19205984A JPS6166712A (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | Epoxy resin composition for sealing semiconductor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166712A JPS6166712A (en) | 1986-04-05 |
| JPH0564181B2 true JPH0564181B2 (en) | 1993-09-14 |
Family
ID=16284933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19205984A Granted JPS6166712A (en) | 1984-09-11 | 1984-09-11 | Epoxy resin composition for sealing semiconductor |
Country Status (1)
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| JP (1) | JPS6166712A (en) |
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Family Cites Families (6)
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-
1984
- 1984-09-11 JP JP19205984A patent/JPS6166712A/en active Granted
Also Published As
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|---|---|
| JPS6166712A (en) | 1986-04-05 |
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