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JP2003286328A - Epoxy resin composition for sealing semiconductor and single side sealed type semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition for sealing semiconductor and single side sealed type semiconductor device

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Publication number
JP2003286328A
JP2003286328A JP2002373141A JP2002373141A JP2003286328A JP 2003286328 A JP2003286328 A JP 2003286328A JP 2002373141 A JP2002373141 A JP 2002373141A JP 2002373141 A JP2002373141 A JP 2002373141A JP 2003286328 A JP2003286328 A JP 2003286328A
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JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
chemical formula
sealing
semiconductor encapsulation
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002373141A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyotaka Hori
清隆 堀
Yoichi Hashimoto
羊一 橋本
Masayuki Kiyougaku
正之 教学
Masashi Nakamura
正志 中村
Takayuki Tsuji
隆行 辻
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.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works 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 Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP2002373141A priority Critical patent/JP2003286328A/en
Publication of JP2003286328A publication Critical patent/JP2003286328A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition for sealing semiconductors which enables carrying out sealing molding by transfer molding with no fear of coating an outer contact terminal on the surface of a substrate with a resin flowing out of an air vent. <P>SOLUTION: The epoxy resin composition for sealing semiconductors comprises an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, and a curing accelerator as the essential components, and is used for effecting sealing molding of a semiconductor element on a single side of a substrate 2 on which a semiconductor element is mounted by transfer molding. The length for the resin composition to flow out of the air vent 20 having a width of 0.75 mm and a thickness of 0.03 mm formed in a transfer mold 13 in transfer molding is ≤1 mm and, simultaneously, the gel time at 170°C is 8-30 sec. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、半導体素子が搭載
された基板の片面にのみトランスファー成形で封止成形
するために用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成
物、及びこのエポキシ樹脂組成物を用いて封止成形され
た片面封止型半導体装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used for encapsulation molding by transfer molding on only one surface of a substrate on which a semiconductor element is mounted, and the epoxy resin composition. The present invention relates to a single-sided sealed semiconductor device that is molded by sealing.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の集積度の向上による
入出力端子数の増加や、半導体素子を搭載した半導体パ
ッケージの小型化・薄型化が進むなかで、半導体装置
は、従来のSOP(Small Outline Package)やQFP
(Quad Flat Package)などに代表される、外部接続端
子をパッケージの周辺部に配置したタイプのものから、
BGA(Ball Grid Array)などに代表される、外部接
続端子をアレイ状に配置したタイプのものに移行しつつ
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, as the number of input / output terminals has increased due to the improvement in the degree of integration of semiconductor elements and the miniaturization and thinning of semiconductor packages mounting semiconductor elements have progressed, semiconductor devices have been replaced by conventional SOP (Small Outline Package) and QFP
(Quad Flat Package) and other types with external connection terminals arranged on the periphery of the package,
The type is migrating to a type in which external connection terminals are arranged in an array, represented by a BGA (Ball Grid Array).

【0003】このBGAの代表例としてはOMPAC
(Over Molded Pad Grid Carrier)方式と呼ばれるもの
がある(特許文献1等参照)。これは例えば図3に示す
ように、金属配線パターン1を有する半導体搭載用の基
板2に半導体素子3を接着剤4などにより搭載すると共
に半導体素子3を金ワイヤー5により基板2の金属配線
パターン1に電気的に接続し、基板2の半導体素子3を
搭載した片面のみに半導体封止用エポキシ樹脂をトラン
スファー成形して封止樹脂6で封止するようにしたもの
である。そしてこのものは、基板2の封止面と反対側の
面にアレイ状に並列して設けた半田ボール7によってマ
ザーボード等に電気的に接続して実装するようになって
いる。
A typical example of this BGA is OMPAC.
There is a so-called (Over Molded Pad Grid Carrier) method (see Patent Document 1, etc.). For example, as shown in FIG. 3, the semiconductor element 3 is mounted on a semiconductor mounting substrate 2 having a metal wiring pattern 1 by an adhesive agent 4 or the like, and the semiconductor element 3 is mounted by a gold wire 5 on the metal wiring pattern 1 of the substrate 2. Is electrically connected to, and the epoxy resin for semiconductor encapsulation is transfer-molded on only one surface of the substrate 2 on which the semiconductor element 3 is mounted and encapsulating with the encapsulating resin 6. Then, this is electrically connected to a mother board or the like by a solder ball 7 provided in parallel on the surface opposite to the sealing surface of the substrate 2 in an array form and mounted.

【0004】このような基板の片面のみに樹脂封止を行
なう片面封止型半導体装置においては、次のような各種
の問題点が指摘されている。すなわち、基板や、基板に
搭載される半導体素子と、封止に用いられるエポキシ樹
脂組成物やその硬化物との、封止成形時の高温から室温
まで冷却される過程での、線膨張係数の差異に起因し
て、片面封止型半導体装置に反り変形が発生し易いとい
う問題がある。
The following various problems have been pointed out in such a single-sided sealing type semiconductor device in which resin is sealed only on one side of the substrate. That is, the linear expansion coefficient of the substrate, the semiconductor element mounted on the substrate, the epoxy resin composition used for encapsulation and the cured product thereof, in the process of cooling from a high temperature during encapsulation molding to room temperature. Due to the difference, there is a problem that the one-side sealed semiconductor device is easily warped and deformed.

【0005】またこの片面封止型半導体装置を半田ボー
ルによりマザーボード等に電気的に接続するにあたっ
て、半田ボールを溶融させるために片面封止型半導体装
置はリフローと呼ばれる高温加熱工程で高温に曝される
ことになるが、封止したエポキシ樹脂組成物に吸湿され
ている水分がこの高温の作用で気化・膨張し、パッケー
ジにクラックが発生するおそれがあるという問題があ
る。
Further, when electrically connecting the one-side sealed semiconductor device to a mother board or the like with solder balls, the one-side sealed semiconductor device is exposed to a high temperature in a high temperature heating process called reflow in order to melt the solder balls. However, there is a problem in that the moisture absorbed in the encapsulated epoxy resin composition is vaporized and expanded by the action of this high temperature, which may cause cracks in the package.

【0006】さらに、高集積化によって接続端子数が増
加し、これに伴って金ワイヤーが密に並ぶことになり、
トランスファー成形して封止成形する際のエポキシ樹脂
組成物の流れによって金ワイヤーが変形されると、金ワ
イヤー同士が接触する不良が発生するおそれがあるとい
う問題がある。
Furthermore, the number of connection terminals is increased due to high integration, and accordingly, the gold wires are densely arranged,
When the gold wire is deformed by the flow of the epoxy resin composition at the time of transfer molding and sealing molding, there is a problem that a defect in which the gold wires contact each other may occur.

【0007】そこで、片面封止用のエポキシ樹脂組成物
としては、成形硬化後のガラス転移温度が封止成形温度
よりも高く、また無機充填剤の含有量を多くして硬化物
の線膨張係数が半導体素子や半導体素子を搭載する基板
に近いものにすると共に同時に吸湿率を低下させ、さら
にトランスファー成形時の溶融粘度が小さいものを用い
るなどの工夫がなされている。
Therefore, as an epoxy resin composition for one-sided encapsulation, the glass transition temperature after molding and curing is higher than the encapsulation molding temperature, and the content of the inorganic filler is increased to increase the linear expansion coefficient of the cured product. Has been devised such that it is close to a semiconductor element or a substrate on which the semiconductor element is mounted, and at the same time, the moisture absorption rate is lowered, and further, a material having a low melt viscosity during transfer molding is used.

【0008】また最近では、BGAの一群でも上記のO
MPAC方式以外に多様な方式のものが開発されてお
り、例えば図4に示すようなE−BGAがある(特許文
献2等参照)。このものは基板2の開口部9に半導体素
子3を配置して半導体素子3の裏面を剥き出しにし、半
導体素子3からの放熱特性を大幅に改善するようにした
ものである。このような片面封止型半導体装置では、半
導体素子3が金ワイヤー5で接続されるリード端子10
と、半田ボール7が接続される外部接続端子11とは基
板2の同じ面に形成されることになるので、外部接続端
子11が並んでいる面と、半導体素子3を封止樹脂6で
封止する面とが同じ側の面になる。またこのような方式
の片面封止型半導体装置では、多端子化、小型化、薄型
化のために、外部接続端子11は半導体素子3を封止樹
脂6で封止する領域のわずか数ミリ程度の近傍にまで設
けられていることが多い。
Recently, even a group of BGAs has the above-mentioned O
Various systems other than the MPAC system have been developed, and for example, there is an E-BGA as shown in FIG. 4 (see Patent Document 2, etc.). This is one in which the semiconductor element 3 is arranged in the opening 9 of the substrate 2 and the back surface of the semiconductor element 3 is exposed so that the heat dissipation characteristics from the semiconductor element 3 are greatly improved. In such a single-sided sealed semiconductor device, the semiconductor element 3 is connected to the lead terminal 10 by the gold wire 5.
Since the external connection terminals 11 to which the solder balls 7 are connected are formed on the same surface of the substrate 2, the surface on which the external connection terminals 11 are arranged and the semiconductor element 3 are sealed with the sealing resin 6. The stop surface is on the same side. Further, in the single-sided sealing type semiconductor device of such a system, the external connection terminal 11 has only a few millimeters of the area for sealing the semiconductor element 3 with the sealing resin 6 in order to increase the number of terminals, reduce the size, and reduce the thickness. It is often provided even in the vicinity of.

【0009】[0009]

【特許文献1】特開平10−284641号公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 10-284641

【特許文献2】特開2000−216284号公報[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 2000-216284

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】そして上記のような片
面封止型半導体装置をトランスファー成形して封止する
場合、基板の封止をする表面とトランスファー成形金型
との間に空気を逃がすためのエアーベントが形成されて
いるが、このエアーベントからエポキシ樹脂組成物がほ
んのわずか数ミリでも流れ出してブリードすると、この
エポキシ樹脂組成物で外部接続端子が被覆されて塞が
れ、外部接続端子による導通不良が発生するおそれがあ
るという問題があった。
When the above-mentioned single-sided sealing type semiconductor device is transfer molded and sealed, air is released between the surface of the substrate for sealing and the transfer molding die. Although the air vent of is formed, when the epoxy resin composition flows out from this air vent even for only a few millimeters and bleeds, the external connection terminal is covered and blocked by the epoxy resin composition, and There is a problem that a conduction failure may occur.

【0011】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、エアーベントに流れ出す樹脂によって基板の表面
の外部接続端子を被覆するようなおそれなく、トランス
ファー成形で封止成形を行なうことができる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とするもの
であり、また反り変形が少なく、耐リフロー性が高く、
金ワイヤーの変形が少ない片面封止型半導体装置を得る
ことができる片面封止用エポキシ樹脂組成物を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and the sealing molding can be performed by the transfer molding without fear of covering the external connection terminals on the surface of the substrate with the resin flowing out to the air vent. The purpose of the present invention is to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which also has low warpage deformation and high reflow resistance,
It is an object of the present invention to provide an epoxy resin composition for single-sided encapsulation that can obtain a single-sided encapsulation type semiconductor device in which deformation of a gold wire is small.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬
化剤、無機充填剤、硬化促進剤を必須成分として含有
し、半導体素子が搭載された基板の片面にトランスファ
ー成形で封止成形するために用いられる半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物であって、トランスファー成形金型に
形成された幅0.75mm、厚さ0.03mmのエアー
ベントからトランスファー成形の際に流出する長さが1
mm以下であり、且つ170℃でのゲルタイムが8秒〜
30秒であることを特徴とするものである。
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 of the present invention contains an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, and a curing accelerator as essential components, and a semiconductor element is An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used for encapsulation molding by transfer molding on one surface of a mounted substrate, wherein air having a width of 0.75 mm and a thickness of 0.03 mm formed in a transfer molding die. The length that flows out from the vent during transfer molding is 1
mm or less and gel time at 170 ° C. is 8 seconds to
It is characterized by being 30 seconds.

【0013】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、170℃でのゲルタイムが14秒〜30秒であるこ
とを特徴とするものである。
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the gel time at 170 ° C. is 14 seconds to 30 seconds.

【0014】また請求項3の発明は、請求項1又は2に
おいて、硬化物のガラス転移温度が170℃〜250℃
であり、且つガラス転移温度以下の温度での線膨張係数
が0.7×10−5(1/℃)〜1.6×10−5(1
/℃)であることを特徴とするものである。
The invention of claim 3 is the same as in claim 1 or 2, wherein the cured product has a glass transition temperature of 170 ° C to 250 ° C.
And a coefficient of linear expansion at a temperature below the glass transition temperature is 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.6 × 10 −5 (1
/ ° C.).

【0015】また請求項4の発明は、請求項3におい
て、硬化物のガラス転移温度以下の温度での線膨張係数
が0.7×10−5(1/℃)〜1.3×10−5(1
/℃)であることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the linear expansion coefficient of the cured product at a temperature not higher than the glass transition temperature is 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.3 × 10 −. 5 (1
/ ° C.).

【0016】また請求項5の発明は、請求項1乃至4の
いずれかにおいて、175℃における溶融粘度が1Pa
・s〜100Pa・sであることを特徴とするものであ
る。
According to the invention of claim 5, in any one of claims 1 to 4, the melt viscosity at 175 ° C. is 1 Pa.
-S to 100 Pa-s.

【0017】また請求項6の発明は、請求項5におい
て、175℃における溶融粘度が10Pa・s〜80P
a・sであることを特徴とする請求項5に記載の半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。
The invention of claim 6 is the same as in claim 5, wherein the melt viscosity at 175 ° C. is 10 Pa · s to 80 P.
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 5, wherein the epoxy resin composition is a · s.

【0018】また請求項7の発明は、請求項1乃至6の
いずれかにおいて、硬化促進剤としてイミダゾール化合
物を用いることを特徴とするものである。
Further, the invention of claim 7 is characterized in that, in any one of claims 1 to 6, an imidazole compound is used as a curing accelerator.

【0019】また請求項8の発明は、請求項1乃至7の
いずれかにおいて、エポキシ樹脂の少なくとも一部とし
て、化学式(A)、化学式(B)、化学式(C)、化学
式(D)で表されるエポキシ樹脂から一つ以上選ばれる
ものを用い、且つ硬化剤として化学式(E)、化学式
(F)、化学式(G)で表されるフェノール系樹脂から
一つ以上選ばれるものを用いることを特徴とするもので
ある。
The invention of claim 8 is based on any one of claims 1 to 7, wherein at least a part of the epoxy resin is represented by chemical formula (A), chemical formula (B), chemical formula (C) and chemical formula (D). And one or more selected from the phenolic resins represented by the chemical formulas (E), (F) and (G) as a curing agent. It is a feature.

【0020】[0020]

【化3】 [Chemical 3]

【0021】(化学式(C)においてnは1〜4の整数
である。化学式(D)のエポキシ樹脂は、化学式D1と
化学式D2のものを50:50の質量比で混合したもの
である。)
(In the chemical formula (C), n is an integer of 1 to 4. The epoxy resin of the chemical formula (D) is a mixture of the chemical formulas D1 and D2 in a mass ratio of 50:50.)

【0022】[0022]

【化4】 [Chemical 4]

【0023】(化学式(E)においてnは0〜3の整数
である。化学式(F)においてnは1〜4の整数であ
る。化学式(G)においてnは0〜3の整数である。)
また請求項9の発明は、請求項8において、化学式
(A)で表されるエポキシ樹脂と、化学式(B)〜
(D)で表されるエポキシ樹脂から一つ以上選ばれるエ
ポキシ樹脂とを併用することを特徴とするものである。
(In the chemical formula (E), n is an integer of 0 to 3. In the chemical formula (F), n is an integer of 1 to 4. In the chemical formula (G), n is an integer of 0 to 3.)
The invention according to claim 9 is the epoxy resin represented by chemical formula (A) according to claim 8 and chemical formulas (B) to
It is characterized in that it is used in combination with an epoxy resin selected from one or more of the epoxy resins represented by (D).

【0024】また請求項10の発明は、請求項1乃至8
のいずれかにおいて、無機充填剤の含有量が組成物全量
の80質量%〜95質量%であることを特徴とするもの
である。
Further, the invention of claim 10 is defined by claims 1 to 8.
In any one of the above, the content of the inorganic filler is 80% by mass to 95% by mass of the total amount of the composition.

【0025】また本発明の請求項11に係る片面封止型
半導体装置は、半導体素子が搭載された基板の片面に、
上記請求項1乃至10のいずれかに記載のエポキシ樹脂
組成物をトランスファー成形して封止して成ることを特
徴とするものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, in a single-sided sealed semiconductor device, a semiconductor element is mounted on one side of a substrate,
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 10 is formed by transfer molding and sealing.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.

【0027】本発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組
成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤、硬化促進
剤を必須成分とするものであり、トランスファー成形し
て半導体搭載用の基板の片面にのみ樹脂封止することに
よって、片面封止型半導体装置を製作するようにしたも
のである。トランスファー成形は一度に多数の半導体素
子の封止が可能である等の利点があり、現在、半導体素
子の封止成形において最も広く用いられている。エポキ
シ樹脂組成物をトランスファー成形で封止成形するにあ
たって、エポキシ樹脂を十分に硬化させるために成形温
度(成形金型の温度)は160℃〜185℃に設定され
る。また成形金型にエポキシ樹脂を十分に充填させるた
めに、成形金型の型締め圧力は5MPa以上に設定さ
れ、トランスファー圧力は4MPa〜8MPaに設定さ
れる。
The epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention contains an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler and a curing accelerator as essential components, and is transfer molded to form one side of a semiconductor mounting substrate. A single-sided sealing type semiconductor device is manufactured by resin-sealing only. Transfer molding has an advantage that a large number of semiconductor elements can be sealed at one time, and is currently most widely used in the sealing molding of semiconductor elements. When sealing and molding the epoxy resin composition by transfer molding, the molding temperature (temperature of the molding die) is set to 160 ° C to 185 ° C in order to sufficiently cure the epoxy resin. Further, in order to sufficiently fill the molding die with the epoxy resin, the clamping pressure of the molding die is set to 5 MPa or more, and the transfer pressure is set to 4 MPa to 8 MPa.

【0028】図1は、トランスファー成形金型13の一
例を示すものであり、一対の型体14,15によって形
成してある。下側の型体14の上面には基板セット用凹
部16が凹設してあり、上側の型体15の下面には封止
成形用キャビティ17が凹設してある。また型体14,
15の間には上方へ開口するポット部18が形成される
ようにしてあり、このポット部18と封止成形用キャビ
ティ17とは型体15の下面に設けたランナー19で連
通させるようにしてある。さらにランナー19との連通
箇所と反対側の端部において封止成形用キャビティ17
に連通するエアーベント20が型体15の下面に設けて
ある。このエアーベント20は幅W=0.75mm、厚
さD=0.03mmに形成されるものであり、トランス
ファー成形金型13の外面で開口させてある。このトラ
ンスファー成形金型13で封止成形を行なうにあたって
は、片面に半導体素子3を接着剤4で接着して搭載した
基板2を型体14の基板セット用凹部16にはめ込んで
セットし、型体14に型体15を型締めすることによっ
て、型体15の封止成形用キャビティ17内に半導体素
子3を配置させる。このように型締めすると、エアーベ
ント20は基板2の表面に沿って配置されることにな
る。
FIG. 1 shows an example of the transfer molding die 13, which is formed by a pair of mold bodies 14 and 15. A substrate setting recess 16 is provided in the upper surface of the lower mold body 14, and a sealing molding cavity 17 is provided in the lower surface of the upper mold body 15. Also the mold 14,
A pot portion 18 that opens upward is formed between 15 and the pot portion 18 and the sealing molding cavity 17 are made to communicate with each other by a runner 19 provided on the lower surface of the mold body 15. is there. Further, at the end portion on the side opposite to the communication point with the runner 19, the cavity 17 for sealing and molding is formed.
An air vent 20 communicating with the mold body 15 is provided on the lower surface of the mold 15. The air vent 20 has a width W = 0.75 mm and a thickness D = 0.03 mm, and is opened on the outer surface of the transfer molding die 13. When performing the sealing molding with the transfer molding die 13, the substrate 2 on which the semiconductor element 3 is adhered on one side with the adhesive 4 is mounted and set in the substrate setting concave portion 16 of the molding body 14, The semiconductor element 3 is arranged in the sealing molding cavity 17 of the mold body 15 by clamping the mold body 15 to the mold 14. When the mold is clamped in this way, the air vent 20 is arranged along the surface of the substrate 2.

【0029】そしてポット部18にエポキシ樹脂組成物
を投入し、プランジャー21で加圧してランナー19を
通して封止成形用キャビティ17にエポキシ樹脂組成物
を充填することによって、図2に示すように、基板2の
半導体素子3を搭載した片面のみを封止樹脂6で封止し
た片面封止型半導体装置を成形することができる。また
このように成形される片面封止型半導体装置にあって、
エポキシ樹脂組成物が封止成形用キャビティ17からエ
アーベント20に流れ出してブリードすると、エポキシ
樹脂組成物は基板2の表面に沿ってエアーベント20を
流れるので、エアーベント20に流れ出したエアーベン
トバリ22が封止樹脂6の周縁において基板2の表面に
被覆される。
Then, by charging the epoxy resin composition into the pot portion 18 and pressurizing it with the plunger 21, the epoxy resin composition is filled in the sealing molding cavity 17 through the runner 19, as shown in FIG. It is possible to mold a one-side sealed semiconductor device in which only one surface of the substrate 2 on which the semiconductor element 3 is mounted is sealed with the sealing resin 6. Further, in the one-side sealed semiconductor device molded in this way,
When the epoxy resin composition flows out from the encapsulation molding cavity 17 into the air vent 20 and bleeds, the epoxy resin composition flows through the air vent 20 along the surface of the substrate 2, and thus the air vent burr 22 that has flowed out to the air vent 20. Is coated on the surface of the substrate 2 at the periphery of the sealing resin 6.

【0030】そこで本発明では、上記の成形温度、トラ
ンスファー圧力の条件でトランスファー成形をするにあ
たって、エアーベント20に封止成形用キャビティ17
から流れ出してブリードする長さLが1mm以下になる
ように調製したエポキシ樹脂組成物を用いるようにした
ものである。このようにエアーベント20に流れ出して
ブリードする長さLが1mm以下であると、基板2の表
面に封止領域の近傍に設けた外部接続端子の表面がエア
ーベントバリ22で覆われることを防ぐことができ、マ
ザーボード等に対する片面封止型半導体装置の電気的接
続不良が発生することを防止することができるものであ
る。封止成形用キャビティ17から流れ出してブリード
する長さLは短いほど好ましく、L=0mmであること
が理想的である。
Therefore, in the present invention, when the transfer molding is carried out under the above-mentioned molding temperature and transfer pressure, the cavity 17 for sealing molding is formed in the air vent 20.
The epoxy resin composition is prepared so that the length L flowing out from and bleeding is 1 mm or less. When the length L flowing out into the air vent 20 and bleeding is 1 mm or less, the surface of the external connection terminal provided on the surface of the substrate 2 in the vicinity of the sealing region is prevented from being covered with the air vent burr 22. Therefore, it is possible to prevent defective electrical connection of the one-side sealed semiconductor device to the mother board or the like. The shorter the length L that flows out from the sealing molding cavity 17 and bleeds, the more preferable, and ideally L = 0 mm.

【0031】そして本発明のエポキシ樹脂組成物として
は、170℃でのゲルタイムが8秒〜30秒のもの、よ
り好ましくは14秒〜30秒のもの、最も好ましくは1
4秒〜26秒のものを用いるものである。170℃での
ゲルタイムが30秒以下、より好ましくは26秒以下の
エポキシ樹脂組成物を用いることによって、トランスフ
ァー成形の際にエアーベント20に流れ出してブリード
する長さLを1mm以下にすることができるものであ
る。エポキシ樹脂組成物の170℃でのゲルタイムが3
0秒以下、より好ましくは26秒以下であると、トラン
スファー成形におけるエポキシ樹脂組成物の硬化に要す
る時間が短くなり、トランスファー成形の成形サイクル
を短くして生産性を高めることができる効果もある。し
かしエポキシ樹脂組成物のゲルタイムが短過ぎると、封
止成形用キャビティ17内へのエポキシ樹脂組成物の充
填性が悪くなって充填不良が発生するおそれがあるの
で、170℃でのゲルタイムは8秒以上であることが好
ましく、14秒以上であることがより好ましい。
The epoxy resin composition of the present invention has a gel time at 170 ° C. of 8 seconds to 30 seconds, more preferably 14 seconds to 30 seconds, and most preferably 1
The thing of 4 seconds-26 seconds is used. By using an epoxy resin composition having a gel time at 170 ° C. of 30 seconds or less, more preferably 26 seconds or less, the length L that flows out into the air vent 20 and bleeds during transfer molding can be 1 mm or less. It is a thing. The gel time of the epoxy resin composition at 170 ° C is 3
When it is 0 seconds or less, more preferably 26 seconds or less, the time required for curing the epoxy resin composition in transfer molding is shortened, and there is also an effect that the molding cycle of transfer molding can be shortened and productivity can be improved. However, if the gel time of the epoxy resin composition is too short, the filling property of the epoxy resin composition into the cavity 17 for sealing and molding may be deteriorated, which may cause defective filling. Therefore, the gel time at 170 ° C. is 8 seconds. It is preferably not less than 14 seconds, more preferably not less than 14 seconds.

【0032】また本発明のエポキシ樹脂組成物として
は、硬化物のガラス転移温度(Tg)がトランスファー
成形温度より高い170℃〜250℃であり、且つガラ
ス転移温度以下の温度での線膨張係数(α)が0.7
×10−5(1/℃)〜1.6×10−5(1/℃)で
あるものを用いるのが好ましい。ガラス転移温度以下の
温度での線膨張係数(α)は0.7×10−5(1/
℃)〜1.3×10−5(1/℃)であることがより好
ましく、0.7×10−5(1/℃)〜1.0×10
−5(1/℃)であることが最も好ましい。硬化物のガ
ラス転移温度や線膨張係数がこの範囲のものを用いるこ
とによって、片面封止型半導体装置が成形温度から室温
にまで冷却された後の片面封止型半導体装置の反り変形
を低減することができるものである。
In the epoxy resin composition of the present invention, the cured product has a glass transition temperature (Tg) of 170 ° C. to 250 ° C., which is higher than the transfer molding temperature, and a coefficient of linear expansion at a temperature not higher than the glass transition temperature ( α 1 ) is 0.7
× preferably used 10 -5 (1 / ℃) ~1.6 what is × 10 -5 (1 / ℃) . The linear expansion coefficient (α 1 ) at a temperature below the glass transition temperature is 0.7 × 10 −5 (1 /
C.) to 1.3 × 10 −5 (1 / ° C.), more preferably 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.0 × 10
Most preferably, it is −5 (1 / ° C.). By using a cured product having a glass transition temperature and a linear expansion coefficient in this range, warp deformation of the one-side sealed semiconductor device after the one-side sealed semiconductor device is cooled from the molding temperature to room temperature is reduced. Is something that can be done.

【0033】すなわち、片面封止型半導体装置に用いら
れる基板2は一般にガラス基材ビスマレイミド系樹脂基
板やガラス基材エポキシ系樹脂基板が用いられるが、こ
れらの線膨張係数は通常1.0×10−5(1/℃)〜
1.7×10−5(1/℃)程度であり、本発明のエポ
キシ樹脂組成物として硬化物のガラス転移温度が上記の
範囲のものを用いることによって、基板2とエポキシ樹
脂組成物による封止樹脂6の線膨張係数の差異に起因す
る反り変形を低減することができるものである。尚、こ
こでいう線膨張係数は線膨張率測定機(東京工業社製
「DILATRONIC」)を用いて得られる80〜1
20℃の線膨張係数を指している。また樹脂組成物の硬
化物はガラス転移温度以上の温度では物性が大きく変化
するが、ガラス転移温度がトランスファー成形温度以上
であると、トンラスファー成形を行なってから成形硬化
物の片面封止型半導体装置を取り出すまでの間に物性の
大きな変化を発生させることがなくなるので、片面封止
型半導体装置の反りの発生も小さくすることができるも
のである。
That is, as the substrate 2 used for the single-sided sealing type semiconductor device, a glass-based bismaleimide resin substrate or a glass-based epoxy resin substrate is generally used, and the linear expansion coefficient of these is usually 1.0 ×. 10 -5 (1 / ° C) ~
It is about 1.7 × 10 −5 (1 / ° C.), and by using the epoxy resin composition of the present invention having a glass transition temperature of the cured product within the above range, the substrate 2 and the epoxy resin composition are sealed. The warp deformation caused by the difference in the linear expansion coefficient of the stop resin 6 can be reduced. The linear expansion coefficient referred to here is 80 to 1 obtained by using a linear expansion coefficient measuring device (“DILATRONIC” manufactured by Tokyo Kogyo Co., Ltd.).
It refers to a linear expansion coefficient of 20 ° C. Further, the physical properties of the cured product of the resin composition greatly change at temperatures above the glass transition temperature. However, if the glass transition temperature is above the transfer molding temperature, the cured product of the molded product after transfer molding is performed on one side. Since a large change in the physical properties does not occur until the semiconductor device is taken out, it is possible to reduce the occurrence of warpage of the one-side sealed semiconductor device.

【0034】さらに本発明のエポキシ樹脂組成物として
は、175℃における溶融粘度が1Pa・s〜100P
a・sであるものを用いるのが好ましく、より好ましく
は10Pa・s〜80Pa・sである。175℃におけ
る溶融粘度が100Pa・s以下、特に80Pa・s以
下のエポキシ樹脂組成物を用いることによって、上記の
成形温度のトランスファー成形金型13でトランスファ
ー成形する際に、半導体素子3と基板2とを電気的に接
続するための金ワイヤー5が変形することを低減するこ
とができるものである。溶融粘度が低過ぎると、エアー
ベント20に流れ出してブリードする長さが1mmを超
えて長くなるおそれがあるので、175℃における溶融
粘度は1Pa・s以上、特に10Pa・s以上であるこ
とが好ましい。ここでいう溶融粘度は、高化式フローテ
スター(島津製作所社製「CFT−100C」)を用い
て得られる175℃での粘度である。
Further, the epoxy resin composition of the present invention has a melt viscosity at 175 ° C. of 1 Pa · s to 100 P.
It is preferable to use the one having a · s, more preferably 10 Pa · s to 80 Pa · s. By using an epoxy resin composition having a melt viscosity at 175 ° C. of 100 Pa · s or less, particularly 80 Pa · s or less, when the transfer molding is performed by the transfer molding die 13 having the above molding temperature, the semiconductor element 3 and the substrate 2 are It is possible to reduce the deformation of the gold wire 5 for electrically connecting the. If the melt viscosity is too low, the length of the material flowing out into the air vent 20 and bleeding may be longer than 1 mm. Therefore, the melt viscosity at 175 ° C. is preferably 1 Pa · s or more, particularly 10 Pa · s or more. . The melt viscosity referred to here is the viscosity at 175 ° C. obtained using a Koka type flow tester (“CFT-100C” manufactured by Shimadzu Corporation).

【0035】そして本発明に係るエポキシ樹脂組成物に
おいて、エポキシ樹脂としては例えばビフェニル型エポ
キシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル
ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂など
を用いることができるが、上記の化学式(A)〜(D)
で示されるエポキシ樹脂から一種以上を選択して用いる
のが好ましい。
In the epoxy resin composition according to the present invention, as the epoxy resin, for example, biphenyl type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, biphenyl novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, etc. are used. However, the above chemical formulas (A) to (D)
It is preferable to use one or more selected from the epoxy resins represented by.

【0036】化学式(A)〜(D)で示されるエポキシ
樹脂のなかでも、化学式(A)で示されるものと、化学
式(B)〜(D)で示されるものから選ばれる1種以上
とを併用するのが好ましい。エポキシ樹脂として化学式
(A)で示されるものを用いることによって、エポキシ
樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を170℃以上に
調整することが容易になり、またエポキシ樹脂として化
学式(B)、(C)、(D)で示されるものを用いるこ
とによって、エポキシ樹脂組成物の175℃における溶
融粘度を100Pa・s以下、特に80Pa・s以下に
調整することが容易になるものである。化学式(A)の
エポキシ樹脂と化学式(B)〜(D)のエポキシ樹脂を
併用するにあたって、化学式(A)のエポキシ樹脂と化
学式(B)〜(D)から選ばれるエポキシ樹脂との比率
は、(A):[(B)〜(D)]=95:5〜50:5
0の質量比の範囲に設定するのが好ましく、最も好まし
いのは(A):[(B)〜(D)]=70:30であ
る。エポキシ樹脂の配合量は特に制限されるものではな
いが、組成物全量に対して2.0質量%〜16.0質量
%の範囲に設定するのが好ましい。
Among the epoxy resins represented by the chemical formulas (A) to (D), the epoxy resin represented by the chemical formula (A) and one or more kinds selected from those represented by the chemical formulas (B) to (D) are selected. It is preferable to use them in combination. By using the epoxy resin represented by the chemical formula (A), it becomes easy to adjust the glass transition temperature of the cured product of the epoxy resin composition to 170 ° C. or higher, and the epoxy resin represented by the chemical formula (B), ( By using the compounds represented by C) and (D), it becomes easy to adjust the melt viscosity of the epoxy resin composition at 175 ° C. to 100 Pa · s or less, particularly 80 Pa · s or less. When the epoxy resin of the chemical formula (A) and the epoxy resins of the chemical formulas (B) to (D) are used together, the ratio of the epoxy resin of the chemical formula (A) and the epoxy resin selected from the chemical formulas (B) to (D) is (A): [(B) to (D)] = 95: 5 to 50: 5
It is preferable to set the mass ratio in the range of 0, and the most preferable range is (A): [(B) to (D)] = 70:30. The blending amount of the epoxy resin is not particularly limited, but it is preferably set in the range of 2.0% by mass to 16.0% by mass based on the total amount of the composition.

【0037】また本発明に係るエポキシ樹脂組成物にお
いて、硬化剤としてはフェノールノボラック樹脂、クレ
ゾールノボラック樹脂、ビフェニルノボラック樹脂、フ
ェノールアラルキル樹脂、ビスフェノール樹脂などを用
いることができるが、既述の化学式(E)〜(G)で示
されるフェノール系樹脂から1種以上を選択して用いる
のが好ましい。硬化剤として化学式(E)〜(G)で示
されるフェノール系樹脂を用いることによって、エポキ
シ樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を170℃以上
に調整することが容易になるものである。この硬化剤の
配合量は特に制限されるものではないが、組成物全量に
対して1.0質量%〜5.0質量%の範囲に設定するの
が好ましい。
In the epoxy resin composition according to the present invention, a phenol novolac resin, a cresol novolac resin, a biphenyl novolac resin, a phenol aralkyl resin, a bisphenol resin or the like can be used as a curing agent, and the above-mentioned chemical formula (E ) To (G), it is preferable to use one or more selected from the phenolic resins. By using the phenolic resin represented by the chemical formulas (E) to (G) as the curing agent, it becomes easy to adjust the glass transition temperature of the cured product of the epoxy resin composition to 170 ° C. or higher. The compounding amount of the curing agent is not particularly limited, but it is preferably set in the range of 1.0% by mass to 5.0% by mass with respect to the total amount of the composition.

【0038】また本発明に係るエポキシ樹脂組成物にお
いて、硬化促進剤としてはイミダゾール化合物を用いる
のが好ましい。イミダゾール化合物としては、2−フェ
ニルイミダゾールや2−フェニル−4,5−ジヒドロキ
シメチルイミダゾールなどを例示することができる。イ
ミダゾール化合物は1種類を単独で、あるいは2種類以
上を併用することができるものであり、イミダゾール化
合物は単体のもの以外にも、イミダゾール化合物とフェ
ノールノボラック樹脂との反応物を用いることも可能で
ある。硬化促進剤としてこのようにイミダゾール化合物
を用いることによって、エポキシ樹脂組成物の170℃
でのゲルタイムを30秒以下、特に26秒以下に調整す
ることが容易になるものである。硬化促進剤の配合量は
特に制限されるものではないが、組成物全量に対して
0.1質量%〜1.0質量%の範囲に設定するのが好ま
しい。
In the epoxy resin composition according to the present invention, it is preferable to use an imidazole compound as a curing accelerator. Examples of the imidazole compound include 2-phenylimidazole and 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole. The imidazole compound can be used alone or in combination of two or more kinds. The imidazole compound can be a single substance or a reaction product of the imidazole compound and the phenol novolac resin. . By thus using the imidazole compound as a curing accelerator, the epoxy resin composition at 170 ° C.
It is easy to adjust the gel time at 30 seconds or less, particularly 26 seconds or less. The compounding amount of the curing accelerator is not particularly limited, but it is preferably set in the range of 0.1% by mass to 1.0% by mass with respect to the total amount of the composition.

【0039】さらに本発明に係るエポキシ樹脂組成物に
おいて、無機充填剤としては溶融シリカ、結晶シリカ、
アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム等の粉末を使用
することができるが、これらの中でも溶融シリカが最も
好ましい。そしてこの無機充填剤の配合量は全組成物中
の80質量%〜95質量%の範囲に設定するのが好まし
い。無機充填剤の配合量をこの範囲に設定することによ
って、エポキシ樹脂組成物の硬化物の線膨張係数を0.
7×10−5(1/℃)〜1.6×10−5(1/℃)
の範囲、特に0.7×10−5(1/℃)〜1.3×1
−5(1/℃)の範囲、さらに0.7×10−5(1
/℃)〜1.0×10−5(1/℃)の範囲に調整する
ことが容易になるものである。
Further, in the epoxy resin composition according to the present invention, as the inorganic filler, fused silica, crystalline silica,
Powders of alumina, silicon nitride, aluminum nitride and the like can be used, and among these, fused silica is most preferable. And it is preferable to set the compounding quantity of this inorganic filler in the range of 80 mass% -95 mass% in the whole composition. By setting the compounding amount of the inorganic filler in this range, the cured product of the epoxy resin composition has a linear expansion coefficient of 0.
7 × 10 -5 (1 / ° C) to 1.6 × 10 -5 (1 / ° C)
Range of 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.3 × 1
0 range of -5 (1 / ℃), further 0.7 × 10 -5 (1
/ ° C) to 1.0 x 10 -5 (1 / ° C).

【0040】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記エポ
キシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填剤、及び必要
に応じて難燃剤、離型剤、カーボンブラック、有機染料
等の着色剤などを配合し、これらの各成分をミキサー、
ブレンダー等で均一に混合した後、加熱ロール、ニーダ
ー等で混練することによって、調製することができるも
のである。各成分の配合順序は特に制限されないもので
あり、また混練した後に冷却固化し、これを粉砕してパ
ウダー化した状態で成形に供したり、あるいはパウダー
を打錠してタブレット化した状態で成形に供したりする
ことができるものである。
The epoxy resin composition of the present invention comprises the above-mentioned epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and if necessary, a flame retardant, a release agent, carbon black, a coloring agent such as an organic dye and the like. Blend and mix each of these ingredients with a mixer,
It can be prepared by uniformly mixing with a blender or the like and then kneading with a heating roll, a kneader or the like. The mixing order of each component is not particularly limited, and after kneading, the mixture is cooled and solidified, and this is crushed and powdered, or the powder is tableted and molded into a tablet. It is something that can be offered.

【0041】[0041]

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.

【0042】表1の配合の各成分をミキサーで十分均一
になるまで混合した後、加熱ロールで5分間混練し、混
練物を冷却固化した後に粉砕機で粉砕することによっ
て、実施例1〜10及び比較例1〜4のエポキシ樹脂組
成物を調製した。
Examples 1 to 10 were prepared by mixing the components of the formulation shown in Table 1 with a mixer until they were sufficiently homogeneous, kneading with a heating roll for 5 minutes, cooling and solidifying the kneaded product, and then pulverizing with a pulverizer. And the epoxy resin composition of Comparative Examples 1-4 was prepared.

【0043】ここで表1の各成分は次の通りである。 ・化学式(A)のエポキシ樹脂:三井化学社製「VG3
101L」 ・化学式(B)のエポキシ樹脂:東都化成社製「YDC
1312」 ・化学式(C)のエポキシ樹脂: 日本化薬社製「CE
R3000L」 ・化学式(D)のエポキシ樹脂:ジャパンエポキシ社製
「YL6121H」 ・化学式(E)のフェノール系樹脂:明和化成社製「M
EH7500SS」 ・化学式(F)のフェノール系樹脂:明和化成社製「M
EH7851SS」 ・化学式(G)のフェノール系樹脂:明和化成社製「D
L92」 ・オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂:住友化学
工業社製「ESCN195XL」 ・ビフェニルエポキシ樹脂:ジャパンエポキシ社製「X
Y4000H」 ・フェノールノボラック樹脂:明和化成社製「H−1」 ・フェノールアラルキル樹脂:住友ケミカル社製「HE
100C15」 ・2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾ
ール:四国化成社製「2PHZ」 ・2−フェニルイミダゾール:四国化成社製「2PZ」 ・溶融シリカ:平均粒径15μm ・カップリング剤:γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン
The components of Table 1 are as follows. -Epoxy resin of chemical formula (A): "VG3" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
101L "-Epoxy resin of chemical formula (B):" YDC "manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.
1312 "・ Epoxy resin of chemical formula (C):" CE "manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
R3000L "-Epoxy resin of chemical formula (D):" YL6121H "manufactured by Japan Epoxy Co., Ltd.-Phenolic resin of chemical formula (E):" M "manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.
EH7500SS "-Phenolic resin of chemical formula (F): Meiwa Kasei's" M "
EH7851SS "-phenolic resin of chemical formula (G): Meiwa Kasei Co., Ltd." D
L92 "-Orthocresol novolac epoxy resin: Sumitomo Chemical Co., Ltd." ESCN195XL "-Biphenyl epoxy resin: Japan Epoxy" X
Y4000H "-Phenol novolac resin:" H-1 "manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.-Phenol aralkyl resin:" HE "manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
100C15 "・ 2-Phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole:" 2PHZ "manufactured by Shikoku Chemicals ・ 2-Phenylimidazole:" 2PZ "manufactured by Shikoku Chemicals ・ Fused silica: average particle size 15 μm ・ Coupling agent: γ- Mercaptopropyltrimethoxysilane

【0044】[0044]

【表1−1】 [Table 1-1]

【0045】[0045]

【表1−2】 [Table 1-2]

【0046】上記のように調製した実施例1〜10及び
比較例1〜4のエポキシ樹脂組成物について、170℃
でのゲルタイム、硬化物のガラス転移温度、ガラス転移
温度以下での線膨張係数、175℃における溶融粘度を
測定した。ここで、170℃でのゲルタイムの測定は、
キュラストメーター(オリエンテック社製「CUREL
ASTOMETER V」)を用いて行なった。また硬
化物のガラス転移温度及びガラス転移温度以下での線膨
張係数の測定は、エポキシ樹脂組成物を後述のトランス
ファー成形の条件と同一の条件で硬化させると共に同一
の条件でアフターキュアさせた硬化物について、線膨張
率測定機(東京工業社製「DILATRONIC」)を
用いて膨張曲線を求めることによって行ない、そしてそ
の屈曲点をガラス転移温度とし、80〜120℃の熱膨
張係数を算出した。さらに175℃における溶融粘度の
測定は、高化式フローテスター(島津製作所社製「CF
T−100C」)を用いて行なった。これらの測定結果
を表2に示す。
The epoxy resin compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 prepared as described above were heated to 170 ° C.
The gel time, the glass transition temperature of the cured product, the coefficient of linear expansion below the glass transition temperature, and the melt viscosity at 175 ° C. were measured. Here, the measurement of gel time at 170 ° C.
Curalast meter (CUREL manufactured by Orientec
ASTOMETER V "). Further, the glass transition temperature of the cured product and the measurement of the linear expansion coefficient at the glass transition temperature or less are obtained by curing the epoxy resin composition under the same conditions as those of the transfer molding described below and after curing under the same conditions. Was measured by determining the expansion curve using a linear expansion coefficient measuring device (“DILATRONIC” manufactured by Tokyo Kogyo Co., Ltd.), and the inflection point was defined as the glass transition temperature, and the thermal expansion coefficient of 80 to 120 ° C. was calculated. Furthermore, the melt viscosity at 175 ° C. is measured by a high-performance flow tester (“CF manufactured by Shimadzu Corporation”
T-100C "). The results of these measurements are shown in Table 2.

【0047】次に、実施例1〜10及び比較例1〜4の
エポキシ樹脂組成物を用い、図1の幅0.75mm、厚
さ0.03mmのエアーベント20を有するトランスフ
ァー成形金型13でトランスファー成形を行なった。こ
こで、基板2としては大きさ35mm×35mm×0.
4mmのガラス基材ビスマレイミドトリアジン樹脂基板
(三菱ガス化学社製「BT−832」)を用い、基板2
の片面に7.6mm×7.6mm×0.35mmの大き
さの半導体素子3を接着剤4(エイブルボンド社製「エ
イブルスティック8361J」)で搭載したものを型体
14の基板セット用凹部16にはめ込んでセットした。
そして型体14,15を5MPaの型締め圧力で型締め
し、次にポット部18にエポキシ樹脂組成物を投入し、
プランジャー21で加圧して封止成形した。このとき、
型体14,15及びプランジャー21を170℃に加熱
して成形温度を170℃に設定すると共に、プランジャ
ー21の圧力を4MPaに調整してトランスファー圧力
を4MPaに設定し、約10秒かけて封止成形用キャビ
ティ17にエポキシ樹脂組成物を充填した。この後、8
0秒かけてキュアを行ない、トランスファー成形金型1
3から取り出した後、175℃で6時間アフターキュア
することによって、図2に示すような、基板2の半導体
素子3を搭載した片面を封止樹脂6で封止した片面封止
型半導体装置を得た。
Next, using the epoxy resin compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4, a transfer molding die 13 having an air vent 20 having a width of 0.75 mm and a thickness of 0.03 mm shown in FIG. Transfer molding was performed. Here, the size of the substrate 2 is 35 mm × 35 mm × 0.
Substrate 2 using a 4 mm glass base bismaleimide triazine resin substrate (“BT-832” manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.)
A semiconductor device 3 having a size of 7.6 mm × 7.6 mm × 0.35 mm is mounted on one surface of the substrate with an adhesive 4 (“Able Stick 8361J” manufactured by Ablebond Co., Ltd.), and a concave portion 16 for substrate setting of the mold body 14 is formed. I set it by fitting it in.
Then, the mold bodies 14 and 15 are clamped with a mold clamping pressure of 5 MPa, and then the pot resin 18 is charged with the epoxy resin composition,
It was pressed by the plunger 21 and sealed and molded. At this time,
The mold bodies 14 and 15 and the plunger 21 are heated to 170 ° C. to set the molding temperature to 170 ° C., the pressure of the plunger 21 is adjusted to 4 MPa and the transfer pressure is set to 4 MPa, and it takes about 10 seconds. The epoxy resin composition was filled in the sealing molding cavity 17. After this, 8
Cure for 0 seconds and transfer mold 1
After being taken out from the substrate 3, after-curing at 175 ° C. for 6 hours, a one-side sealed semiconductor device in which one side of the substrate 2 on which the semiconductor element 3 is mounted is sealed with a sealing resin 6 as shown in FIG. Obtained.

【0048】このようにして得た片面封止型半導体装置
について、エアーベント20に流出したエアーベントバ
リ22の長さLを測定した。また片面封止型半導体装置
について、反り変形の量を評価した。反り変形の量の測
定は、表面粗さ計を用いて基板2の下面の輪郭を計測す
ることによって行ない、その高低差の最大値を反り変形
とした。さらに片面封止型半導体装置について、耐リフ
ロー性を評価した。耐リフロー性の測定は、片面封止型
半導体装置を125℃、24時間の条件で前乾燥処理し
た後、85℃、60%RHの条件に設定した恒温恒湿機
中で168時間、吸湿処理を行ない、その後、ピーク温
度245℃に設定した熱風併用式遠赤外式リフロー炉を
用いてリフロー処理をし、このリフロー処理後の片面封
止型半導体装置について超音波探査装置(日立建機社製
「mi−scope」を用いて内部の観察をすることに
よって行ない、封止樹脂6と半導体素子3との界面、及
び封止樹脂6と基板2との界面での剥離発生の有無を調
べ、これを10個のものについて行なって剥離発生の個
数を評価した。これらの結果を表2に示す。
The length L of the air vent burr 22 flowing out to the air vent 20 was measured for the one-side sealed semiconductor device thus obtained. The amount of warp deformation was evaluated for the single-sided sealed semiconductor device. The amount of warp deformation was measured by measuring the contour of the lower surface of the substrate 2 using a surface roughness meter, and the maximum value of the height difference was defined as warp deformation. Further, the reflow resistance of the single-sided sealed semiconductor device was evaluated. The reflow resistance is measured by pre-drying the single-sided sealed semiconductor device at 125 ° C. for 24 hours, and then moisture absorption for 168 hours in a thermo-hygrostat set at 85 ° C. and 60% RH. After that, a reflow process was performed using a hot-air combined far-infrared reflow furnace set to a peak temperature of 245 ° C., and the single-side sealed semiconductor device after the reflow process was subjected to an ultrasonic probe (Hitachi Construction Machinery Co., Ltd.). By observing the inside using "mi-scope" manufactured, the presence or absence of peeling at the interface between the sealing resin 6 and the semiconductor element 3 and at the interface between the sealing resin 6 and the substrate 2 is checked. This was carried out for 10 pieces to evaluate the number of peeling occurrences, and these results are shown in Table 2.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】表2にみられるように、各実施例のエポキ
シ樹脂組成物は170℃でのゲルタイムが30秒以下で
あり、トランスファー成形の際のエアーベント20への
流出長さが1mm以下であった、また各実施例のエポキ
シ樹脂組成物を用いて封止成形した片面封止型半導体装
置は反り変形が小さく、耐リフロー性が良好であること
が確認される。
As can be seen from Table 2, the epoxy resin compositions of the respective examples had a gel time at 170 ° C. of 30 seconds or less, and an outflow length to the air vent 20 during transfer molding of 1 mm or less. Moreover, it is confirmed that the single-sided sealing type semiconductor device which is molded by using the epoxy resin composition of each example has a small warp deformation and a good reflow resistance.

【0051】[0051]

【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係る半
導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化
剤、無機充填剤、硬化促進剤を必須成分として含有し、
半導体素子が搭載された基板の片面にトランスファー成
形で封止成形するために用いられる半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物であって、トランスファー成形金型に形成
された幅0.75mm、厚さ0.03mmのエアーベン
トにトランスファー成形の際に流出する長さが1mm以
下であり、且つ170℃でのゲルタイムが8秒〜30秒
であることを特徴とするので、トランスファー成形の際
にエアーベントに封止樹脂が流れ出すことが極めて小さ
くなり、エアーベントに流れ出す樹脂によって基板の表
面の外部接続端子を被覆するようなおそれなく、トラン
スファー成形で封止成形を行なうことができるものであ
る。
As described above, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 of the present invention contains an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler and a curing accelerator as essential components,
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is used for encapsulation molding on one surface of a substrate on which a semiconductor element is mounted by transfer molding, wherein a width 0.75 mm and a thickness 0. Since the length of the air vent that flows into the 03 mm air vent during transfer molding is 1 mm or less, and the gel time at 170 ° C is 8 seconds to 30 seconds, the air vent is sealed during transfer molding. The flow-out of the stop resin becomes extremely small, and the sealing molding can be performed by the transfer molding without the fear that the resin flowing out to the air vent will cover the external connection terminals on the surface of the substrate.

【0052】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、170℃でのゲルタイムが14秒〜30秒であるの
で、充填不良の発生をより良好に防ぐことができるもの
である。
Further, in the invention of claim 2, in claim 1, the gel time at 170 ° C. is 14 seconds to 30 seconds, so that it is possible to better prevent the occurrence of defective filling.

【0053】また請求項3の発明は、請求項1又は2に
おいて、硬化物のガラス転移温度が170℃〜250℃
であり、且つガラス転移温度以下の温度での線膨張係数
が0.7×10−5(1/℃)〜1.6×10−5(1
/℃)であるので、基板とエポキシ樹脂組成物による封
止樹脂の線膨張係数の差異に起因する反り変形を低減す
ることができるものである。
The invention of claim 3 is the same as claim 1 or 2, wherein the glass transition temperature of the cured product is 170 ° C to 250 ° C.
And a coefficient of linear expansion at a temperature below the glass transition temperature is 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.6 × 10 −5 (1
/ ° C.), it is possible to reduce the warp deformation due to the difference in the linear expansion coefficient between the substrate and the sealing resin between the epoxy resin composition.

【0054】また請求項4の発明は、請求項3におい
て、硬化物のガラス転移温度以下の温度での線膨張係数
が0.7×10−5(1/℃)〜1.3×10−5(1
/℃)であるので、反り変形を一層低減することができ
るものである。
According to the invention of claim 4, in claim 3, the linear expansion coefficient at a temperature not higher than the glass transition temperature of the cured product is 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.3 × 10 −. 5 (1
/ ° C.), the warp deformation can be further reduced.

【0055】また請求項5の発明は、請求項1乃至4の
いずれかにおいて、175℃における溶融粘度が1Pa
・s〜100Pa・sであるので、トランスファー成形
の際に金ワイヤーがエポキシ樹脂組成物の流れで変形す
ることを低減することができるものである。
According to the invention of claim 5, in any one of claims 1 to 4, the melt viscosity at 175 ° C. is 1 Pa.
Since it is from s to 100 Pas, it is possible to reduce the deformation of the gold wire due to the flow of the epoxy resin composition during transfer molding.

【0056】また請求項6の発明は、請求項5におい
て、175℃における溶融粘度が10Pa・s〜80P
a・sであるので、金ワイヤーの変形を一層低減するこ
とができるものである。
The invention of claim 6 is the same as in claim 5, wherein the melt viscosity at 175 ° C. is 10 Pa · s to 80 P.
Since it is a · s, the deformation of the gold wire can be further reduced.

【0057】また請求項7の発明は、請求項1乃至6の
いずれかにおいて、硬化促進剤としてイミダゾール化合
物を用いるようにしたので、エポキシ樹脂組成物の17
0℃でのゲルタイムを30秒以下に調整することが容易
になるものである。
According to the invention of claim 7, in any one of claims 1 to 6, since an imidazole compound is used as a curing accelerator, the epoxy resin composition of 17
It is easy to adjust the gel time at 0 ° C. to 30 seconds or less.

【0058】また請求項8の発明は、請求項1乃至7の
いずれかにおいて、エポキシ樹脂の少なくとも一部とし
て、化学式(A)〜(D)で表されるエポキシ樹脂から
選ばれるものを用い、且つ硬化剤として化学式(E)〜
(G)で表されるフェノール系樹脂から選ばれるものを
用いるので、硬化物のガラス転移温度を170℃以上に
調整することが容易になると共に、エポキシ樹脂組成物
の175℃における溶融粘度を100Pa・s以下、特
に80Ps・s以下に調整することが容易になるもので
ある。
The invention of claim 8 is based on any one of claims 1 to 7, wherein at least a part of the epoxy resin is selected from the epoxy resins represented by the chemical formulas (A) to (D), In addition, as the curing agent, the chemical formula (E)
Since a resin selected from the phenolic resins represented by (G) is used, it becomes easy to adjust the glass transition temperature of the cured product to 170 ° C. or higher and the melt viscosity of the epoxy resin composition at 175 ° C. is 100 Pa. It is easy to adjust to s or less, particularly 80 Ps · s or less.

【0059】また請求項9の発明は、請求項8におい
て、化学式(A)で表されるエポキシ樹脂と、化学式
(B)〜(D)で表されるエポキシ樹脂から一つ以上選
ばれるエポキシ樹脂とを併用するようにしたので、硬化
物のガラス転移温度を170℃以上に調整し、エポキシ
樹脂組成物の175℃における溶融粘度を100Pa・
s以下、特に80Ps・s以下に調整することが、より
容易になるものである。
Further, the invention of claim 9 is the epoxy resin selected from the epoxy resin represented by the chemical formula (A) and the epoxy resins represented by the chemical formulas (B) to (D). Since the glass transition temperature of the cured product is adjusted to 170 ° C. or higher, the melt viscosity of the epoxy resin composition at 175 ° C. is 100 Pa.
It is easier to adjust to s or less, especially 80 Ps · s or less.

【0060】また請求項10の発明は、請求項1乃至9
のいずれかにおいて、無機充填剤の含有量が組成物全量
の80質量%〜95質量%であるので、硬化物の線膨張
係数を0.7×10−5(1/℃)〜1.6×10−5
(1/℃)の範囲、特に0.7×10−5(1/℃)〜
1.3×10−5(1/℃)の範囲に調整することが容
易になるものである。
The invention of claim 10 relates to claims 1 to 9.
In any of the above, since the content of the inorganic filler is 80% by mass to 95% by mass of the total amount of the composition, the linear expansion coefficient of the cured product is 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.6. × 10 -5
(1 / ° C) range, especially 0.7 × 10 -5 (1 / ° C) to
It is easy to adjust to the range of 1.3 × 10 −5 (1 / ° C.).

【0061】また本発明の請求項11に係る片面封止型
半導体装置は、半導体素子が搭載された基板の片面に、
上記請求項1乃至10のいずれかに記載のエポキシ樹脂
組成物をトランスファー成形して封止したものであるの
で、エアーベントに流れ出す樹脂によって基板の表面の
外部接続端子が被覆されることを防ぐことができ、マザ
ーボード等に対する電気的接続不良が発生することを防
止することができるものであり、また反り変形が少な
く、耐リフロー性が高く、金ワイヤーの変形が少ない片
面封止型半導体装置を得ることができるものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a single-sided sealed semiconductor device, wherein one side of a substrate on which a semiconductor element is mounted is
Since the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 10 is transfer molded and sealed, it is possible to prevent the external connection terminals on the surface of the substrate from being covered with the resin flowing out to the air vent. It is possible to prevent the occurrence of electrical connection failure to a motherboard, etc., and also to obtain a one-side sealed semiconductor device with less warp deformation, high reflow resistance, and less gold wire deformation. Is something that can be done.

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

【図1】トランスファー成形金型の一例を示すものであ
り、(a)は断面図、(b)は側面図である。
1A and 1B show an example of a transfer molding die, in which FIG. 1A is a sectional view and FIG. 1B is a side view.

【図2】トランスファー成形で得られた片面封止型半導
体装置の一例を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a single-sided sealed semiconductor device obtained by transfer molding.

【図3】片面封止型半導体装置の一例であるOMPAC
の断面図である。
FIG. 3 is an example of an OMPAC which is an example of a single-sided sealed semiconductor device.
FIG.

【図4】片面封止型半導体装置の一例であるE−BGA
の断面図である。
FIG. 4 is an example of a single-sided sealed semiconductor device E-BGA.
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 基板 3 半導体素子 6 封止樹脂 13 トランスファー成形金型 20 エアーベント 2 substrates 3 Semiconductor element 6 Sealing resin 13 Transfer Mold 20 air vents

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/29 B29K 63:00 23/31 105:16 // B29K 63:00 B29L 31:34 105:16 H01L 23/30 R B29L 31:34 (72)発明者 教学 正之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 中村 正志 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 辻 隆行 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Fターム(参考) 4F202 AA39C AA39D AB03 AB11 AB16 AH37 AR12 CA12 CB01 CP01 CP05 4F206 AA39C AA39D AB03 AB11 AB16 AH37 AR12 JA02 JF01 JN26 4J002 CC04X CC05X CC06X CC12X CC27X CD02W CD05W CD06W CD07W DE147 DF017 DJ007 DJ017 EU116 FD017 FD090 FD14X FD156 GQ01 GQ05 4J036 AA01 AC02 AD01 AD07 AF07 AJ05 AK02 DB06 DC40 DC41 FB06 FB07 FB08 HA13 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB02 EB04 EB12 EC04 EC20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 23/29 B29K 63:00 23/31 105: 16 // B29K 63:00 B29L 31:34 105: 16 H01L 23/30 RB29L 31:34 (72) Inventor Masayuki, 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Masashi Nakamura, 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Tsuji 1048, Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd. F-term within the company (reference) 4F202 AA39C AA39D AB03 AB11 AB16 AH37 AR12 CA12 CB01 CP01 CP05 4F206 AA39C AA39D AB03 AB11 AB16 AH37 JN12 JA02 4J002 CC04X CC05X CC06X CC12X CC27X CD02W CD05W CD06W CD07W DE147 DF017 DJ007 DJ017 EU116 FD017 FD090 FD14X FD156 GQ01 GQ05 4J036 AA01 AC02 AD01 AD07 AF07 AJ05 AK02 DB06 DC40 DC41 FB06 FB07 FB08 HA13 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB02 EB04 EB12 EC04 EC20

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤、硬
化促進剤を必須成分として含有し、半導体素子が搭載さ
れた基板の片面にトランスファー成形で封止成形するた
めに用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物であっ
て、トランスファー成形金型に形成された幅0.75m
m、厚さ0.03mmのエアーベントにトランスファー
成形の際に流出する長さが1mm以下であり、且つ17
0℃でのゲルタイムが8秒〜30秒であることを特徴と
する半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
1. A semiconductor encapsulation, which comprises an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, and a curing accelerator as essential components, and is used for encapsulating by transfer molding on one side of a substrate on which a semiconductor element is mounted. Epoxy resin composition having a width of 0.75 m formed in a transfer molding die
m, the length that flows out to the air vent of 0.03 mm in thickness during transfer molding is 1 mm or less, and 17
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which has a gel time at 0 ° C. of 8 seconds to 30 seconds.
【請求項2】 170℃でのゲルタイムが14秒〜30
秒であることを特徴とする請求項1に記載の半導体封止
用エポキシ樹脂組成物。
2. The gel time at 170 ° C. is 14 seconds to 30.
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the epoxy resin composition is a second.
【請求項3】 硬化物のガラス転移温度が170℃〜2
50℃であり、且つガラス転移温度以下の温度での線膨
張係数が0.7×10−5(1/℃)〜1.6×10
−5(1/℃)であることを特徴とする請求項1又は2
に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
3. The glass transition temperature of the cured product is 170 ° C. to 2
The linear expansion coefficient at a temperature of 50 ° C. and below the glass transition temperature is 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.6 × 10.
-5 (1 / ° C) 3. The method according to claim 1 or 2, wherein
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to 1.
【請求項4】 硬化物のガラス転移温度以下の温度での
線膨張係数が0.7×10−5(1/℃)〜1.3×1
−5(1/℃)であることを特徴とする請求項3に記
載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
4. A linear expansion coefficient at a temperature below the glass transition temperature of the cured product is 0.7 × 10 −5 (1 / ° C.) to 1.3 × 1.
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 3, wherein the epoxy resin composition is 0 −5 (1 / ° C.).
【請求項5】 175℃における溶融粘度が1Pa・s
〜100Pa・sであることを特徴とする請求項1乃至
4のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。
5. The melt viscosity at 175 ° C. is 1 Pa · s.
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 4, wherein the epoxy resin composition is from 100 to 100 Pa · s.
【請求項6】 175℃における溶融粘度が10Pa・
s〜80Pa・sであることを特徴とする請求項5に記
載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
6. The melt viscosity at 175 ° C. is 10 Pa.
It is s-80 Pa * s, The epoxy resin composition for semiconductor sealing of Claim 5 characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 硬化促進剤としてイミダゾール化合物を
用いることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記
載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
7. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein an imidazole compound is used as a curing accelerator.
【請求項8】 エポキシ樹脂の少なくとも一部として、
化学式(A)、化学式(B)、化学式(C)、化学式
(D)で表されるエポキシ樹脂から一つ以上選ばれるも
のを用い、且つ硬化剤として化学式(E)、化学式
(F)、化学式(G)で表されるフェノール系樹脂から
一つ以上選ばれるものを用いることを特徴とする請求項
1乃至7のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂
樹脂組成物。 【化1】 (化学式(C)においてnは1〜4の整数である。化学
式(D)のエポキシ樹脂は、化学式D1と化学式D2の
ものを等質量混合したものである。) 【化2】 (化学式(E)においてnは0〜3の整数である。化学
式(F)においてnは1〜4の整数である。化学式
(G)においてnは0〜3の整数である。)
8. As at least a part of the epoxy resin,
At least one selected from the epoxy resins represented by the chemical formula (A), the chemical formula (B), the chemical formula (C), and the chemical formula (D) is used, and the chemical formula (E), the chemical formula (F), and the chemical formula are used as a curing agent. The epoxy resin resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one selected from the phenolic resins represented by (G) is used. [Chemical 1] (In the chemical formula (C), n is an integer of 1 to 4. The epoxy resin of the chemical formula (D) is a mixture of the chemical formulas D1 and D2 in equal mass.) (In chemical formula (E), n is an integer of 0 to 3. In chemical formula (F), n is an integer of 1 to 4. In chemical formula (G), n is an integer of 0 to 3.)
【請求項9】 化学式(A)で表されるエポキシ樹脂
と、化学式(B)〜(D)で表されるエポキシ樹脂から
一つ以上選ばれるエポキシ樹脂とを併用することを特徴
とする請求項8に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物。
9. An epoxy resin represented by the chemical formula (A) and an epoxy resin selected from one or more of the epoxy resins represented by the chemical formulas (B) to (D) are used in combination. 8. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to 8.
【請求項10】 無機充填剤の含有量が組成物全量の8
0質量%〜95質量%であることを特徴とする請求項1
乃至9のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物。
10. The content of the inorganic filler is 8 of the total amount of the composition.
It is 0 mass% -95 mass%, It is characterized by the above-mentioned.
10. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of 9 to 9.
【請求項11】 半導体素子が搭載された基板の片面
に、上記請求項1乃至10のいずれかに記載のエポキシ
樹脂組成物をトランスファー成形して封止して成ること
を特徴とする片面封止型半導体装置。
11. A single-sided seal obtained by transfer-molding and sealing the epoxy resin composition according to claim 1 on one side of a substrate on which a semiconductor element is mounted. Type semiconductor device.
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