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JPS62292828A - Composition for sealing semiconductor device - Google Patents

Composition for sealing semiconductor device

Info

Publication number
JPS62292828A
JPS62292828A JP13504786A JP13504786A JPS62292828A JP S62292828 A JPS62292828 A JP S62292828A JP 13504786 A JP13504786 A JP 13504786A JP 13504786 A JP13504786 A JP 13504786A JP S62292828 A JPS62292828 A JP S62292828A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
composition
present
semiconductor device
epoxy resins
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
Application number
JP13504786A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kota Nishii
耕太 西井
Azuma Matsuura
東 松浦
Yukio Takigawa
幸雄 瀧川
Yoshihiro Nakada
義弘 中田
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu 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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP13504786A priority Critical patent/JPS62292828A/en
Publication of JPS62292828A publication Critical patent/JPS62292828A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔概 要〕 半導体装置やその他の電子回路部品を封止するためのエ
ポキシ樹脂組成物が開示される。本発明の樹脂組成物は
、多官能エポキシ樹脂と、ノボラ7り型フェノール樹脂
と、ケイ素官能型シリルイソシアネートとを少なくとも
含むことを特徴とする。本発明によれば、高温多湿状態
に長時間放置後も信頬性の高い電子部品を提供すること
ができる。゛ 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置用封止組成物に関する。本発明は、
さらに詳しく述べると、主成分としてのエポキシ樹脂に
加えて、硬化剤、カップリング剤などを含んでなる半導
体装置用封止組成物に関する。本発明の封止組成物は、
高密度化、高信頼度化の要求が強い半導体装置や電子回
路部品の分野において封止用樹脂として有利に使用する
ことができる。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Summary] An epoxy resin composition for sealing semiconductor devices and other electronic circuit components is disclosed. The resin composition of the present invention is characterized in that it contains at least a polyfunctional epoxy resin, a novola 7-type phenolic resin, and a silicon-functional silyl isocyanate. According to the present invention, it is possible to provide an electronic component with high reliability even after being left in a hot and humid state for a long time. [Field of Industrial Application] The present invention relates to a encapsulating composition for semiconductor devices. The present invention
More specifically, the present invention relates to a encapsulating composition for semiconductor devices that contains a curing agent, a coupling agent, etc. in addition to an epoxy resin as a main component. The encapsulating composition of the present invention includes:
It can be advantageously used as a sealing resin in the field of semiconductor devices and electronic circuit components, where there are strong demands for higher density and higher reliability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、例えば、IC,LSIなどの半導体装置やその他
の電子回路部品を封止するため、エポキシ樹脂が広く封
止用樹脂として用いられている。
Conventionally, epoxy resins have been widely used as sealing resins for sealing semiconductor devices such as ICs and LSIs and other electronic circuit components.

それというのも、エポキシ樹脂は、−]’Rに、アミン
類、酸無水物、フェノール樹脂などの硬化剤を用いて硬
化させると、電気的、機械的、そして熱的にすぐれた性
質を奏するようになるからである。
This is because epoxy resin exhibits excellent electrical, mechanical, and thermal properties when cured using curing agents such as amines, acid anhydrides, and phenolic resins. This is because it becomes like this.

ところで、樹脂封止されてなる電子部品が高温多湿状態
に長時間放置されると、樹脂バルク中や、樹脂とリード
線、素子との隙間を通じて、外部の水がパッケージ内部
に浸入し、素子上のアルミニウム配線、ポンディングパ
ッド部のアルミニウムを腐食し、断線をひきおこす問題
がある。このような問題の対策として、例えば、素子表
面のカップリング剤処理がある。カップリング剤として
は、エポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、3−
グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどが用いら
れている。あるいは、このカップリング剤処理に代えて
、素材の高純度化、樹脂の低応力化などが図られている
By the way, if electronic components sealed with resin are left in high temperature and high humidity conditions for a long time, water from the outside can enter the package through the resin bulk or the gaps between the resin, lead wires, and elements, causing damage to the elements. There is a problem in that the aluminum wiring and the aluminum in the bonding pad part corrode, causing wire breakage. As a countermeasure for such a problem, for example, there is a coupling agent treatment on the surface of the element. Coupling agents include epoxysilane, methyltrimethoxysilane, 3-
Glycidoxypropyltrimethoxysilane and the like are used. Alternatively, instead of this coupling agent treatment, efforts are being made to improve the purity of the raw material and reduce the stress of the resin.

〔発明が解決しようとする問題点] 上記した対策は、しかし、高温多湿状態に長時間放置後
も信頼性の高い電子部品を提供するうえで完全とは認め
がたい。なかんずく、樹脂バルク中のi3 ?W水、吸
湿水に対する抑制は十分とは言えない。この対策は、し
たがって、樹脂封止型半導体装置の耐湿信頼性向上を図
るうえで、非常に重要な課題となってきている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned measures cannot be recognized as perfect in providing electronic components that are highly reliable even after being left in high temperature and high humidity conditions for a long time. Above all, i3 in the resin bulk? The suppression of W water and hygroscopic water cannot be said to be sufficient. Therefore, countermeasures against this problem have become a very important issue in order to improve the moisture resistance reliability of resin-sealed semiconductor devices.

〔問題点を解決するための手段〕 上記した問題点は、本発明によれば、多官能エポキシ樹
脂、ノボラック型フェノール樹脂、そしてケイ素官能型
シリルイソシアネートを少なくとも含むことを特徴とす
る半導体装置用封止組成物によって解決することができ
る。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, the above-mentioned problems can be solved by providing an encapsulation for a semiconductor device characterized by containing at least a polyfunctional epoxy resin, a novolac type phenol resin, and a silicon-functional silyl isocyanate. This problem can be solved by using antiseptic compositions.

本発明の封止組成物において、ノボラック型フェノール
樹脂は硬化剤として、ケイ素官能型シリルイソシアネー
トはカップリング剤として、それぞれ用いられる。本発
明の組成物は、この分野で普通に用いられている添加剤
、例えば硬化促進剤(触媒)、充填剤、離型剤、難燃剤
、その他を、その用途、その使用目的に応じて、任意に
含有することができる。
In the sealing composition of the present invention, the novolak phenolic resin is used as a curing agent, and the silicon-functional silyl isocyanate is used as a coupling agent. The composition of the present invention contains additives commonly used in this field, such as curing accelerators (catalysts), fillers, mold release agents, flame retardants, and others, depending on the use and purpose of use. It can be contained arbitrarily.

本発明において用いられるエポキシ樹脂は通常知られて
いるものであり、特に限定されない。有利に使用ししる
エポキシ樹脂の一例として、ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂、フェノール−ノボラック型エポキシ樹脂、タレ
ゾール−ノボラック型エポキシ樹脂などのグリシジルエ
ーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ
樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、環状脂肪族型
エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂など、分子中に
エポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂を挙げること
ができる。これらのエポキシ樹脂は、単独で使用しても
、あるいは2種以上の混合系で使用してもよい。
The epoxy resin used in the present invention is commonly known and is not particularly limited. Examples of epoxy resins which may be advantageously used include glycidyl ether type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, glycidyl amine type epoxy resins, such as bisphenol A type epoxy resins, phenol-novolak type epoxy resins, Talesol-novolac type epoxy resins. Examples include epoxy resins having two or more epoxy groups in the molecule, such as cycloaliphatic epoxy resins and halogenated epoxy resins. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.

また、硬化剤として用いられるフェノール樹脂は、例え
ばタレゾールノボラック、フェノールノボラックなどの
ノボラック型フェノール樹脂を包含する。
Further, the phenolic resin used as a curing agent includes, for example, novolak-type phenolic resins such as Talesol novolak and phenol novolak.

さらに加えて、本発明の効果を得、かつそれを向上せし
めるために、カップリング剤としてのケイ素官能型シリ
ルイソシアネートの添加は欠かせない。有用なケイ素官
能型シリルイソシアネートとしては、例えば、トリメチ
ルシリルイソシアネート、ジメチルシリルイソシアネー
ト、メチルシリルイソシアネートなどのアルキルシリル
イソシアネート、アルコキシシランイソシアネート、テ
トライソシアネート、その他を挙げることができる。
Furthermore, in order to obtain and improve the effects of the present invention, it is essential to add silicon-functional silyl isocyanate as a coupling agent. Useful silicon-functional silyl isocyanates include, for example, alkylsilyl isocyanates such as trimethylsilyl isocyanate, dimethylsilyl isocyanate, methylsilyl isocyanate, alkoxysilane isocyanates, tetraisocyanates, and the like.

さらに、本発明においては、その用途、使用目的に応じ
て、例えば炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、チタニ
ア、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、ガラス
、マイカ、カーボンなどの粉末や短繊維充填剤、脂肪酸
及びワックス等の離型剤、エポキシシラン、アミノシラ
ン、アルキルチタネート系化合物等のカップリング剤、
そしてさらに、アンチモンやリンの化合物、及びハロゲ
ン含有化合物のような難燃剤を加えることができる。
Furthermore, in the present invention, powders and short fiber fillers such as calcium carbonate, silica, alumina, titania, aluminum silicate, zirconium silicate, glass, mica, carbon, fatty acids and Mold release agents such as wax, coupling agents such as epoxysilane, aminosilane, alkyl titanate compounds,
Additionally, flame retardants such as antimony and phosphorus compounds and halogen-containing compounds can be added.

また、上記した樹脂分の硬化反応を促進する目的で、各
種の触媒を用いることができる。このような触媒、すな
わち、硬化促進剤としては、例えば、次のような化合物
が有用であるニトリエタノールアミン、テトラメチルブ
タンジアミン、テトラメチルペンクンジアミン等の三級
アミン、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、セ
チルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリ
メチルアンモニウムクロライド、トリメチルドデジルア
ンモニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩、更に
は2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾー
ル、2−エチルイミダゾール、2−メチル−4−エチル
イミダゾール、1−アジン−2−メチルイミダゾール、
1−アジン−2−ウンデシルイミダゾール等のイミダゾ
ール化合物、あるいは又、トリフェニルホスフィン、メ
チルジフェニルホスフィン等のホスフィン系化合物、又
は、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、
トリエチルアミンテトラフェニルボレート等のテトラフ
ェニルボロン塩、その他。これらの触媒は、単独で使用
することも、2種以上を併用することもできる。これら
の触媒は、多官能エポキシ樹脂100重量部に対して、
重量比で0.01〜10の範囲の量で用いるのが有利で
ある。
Moreover, various catalysts can be used for the purpose of promoting the curing reaction of the resin component described above. As such catalysts, i.e., curing accelerators, for example, the following compounds are useful: tertiary amines such as nitriethanolamine, tetramethylbutanediamine, tetramethylpencunediamine, cetyltrimethylammonium bromide, cetyl Quaternary ammonium salts such as trimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride, trimethyldodedylammonium chloride, and further 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-methyl-4-ethylimidazole, 1 -Azine-2-methylimidazole,
Imidazole compounds such as 1-azine-2-undecylimidazole, or phosphine compounds such as triphenylphosphine and methyldiphenylphosphine, or triphenylphosphine tetraphenylborate,
Tetraphenylboron salts such as triethylamine tetraphenylborate, and others. These catalysts can be used alone or in combination of two or more. These catalysts are based on 100 parts by weight of the polyfunctional epoxy resin.
Advantageously, amounts in the range from 0.01 to 10 by weight are used.

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、上記した成分を、
ロール、ニーグー、コニーダ等の常用の手段を用いて、
約60〜80℃の温度で加熱混練することによって調製
することができる。このようにして得られる組成物は、
約160〜190℃の温度で短時間に硬化することがで
きる。
The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention contains the above-mentioned components,
Using common means such as roll, nigu, konida, etc.
It can be prepared by heating and kneading at a temperature of about 60 to 80°C. The composition thus obtained is
It can be cured in a short time at a temperature of about 160-190°C.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の効果を確認するため、下記の第1表に記載の4
種の例を実施した。
In order to confirm the effects of the present invention, the following four
Examples of species were carried out.

0−タレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当
量200) 、硬化剤としてのノボラック型フェノール
樹脂(水酸基当量103) 、充填剤としてのシリカ粉
末、硬化促進剤としてのトリフェニルホスフィン、難燃
剤としての赤リン、着色剤としてのカーボンブランク、
離型剤としてのエステルワックス、ヘキストワノクスE
(商品名)、そしてカップリング剤としてのケイ素官能
型シリルイソシアネート(トリメチルシリルイソシアネ
ート、ジメチルシリルイソシアネート又はメチルシリル
イソシアネート)又はエポキシシランをそれぞれ次の第
1表に記載の所定量で配合し、4種類の配合物を得た。
0-talesol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent: 200), novolac type phenol resin as a curing agent (hydroxyl group equivalent: 103), silica powder as a filler, triphenylphosphine as a curing accelerator, red phosphorus as a flame retardant. , carbon blank as a colorant,
Ester wax as mold release agent, Hextowanox E
(trade name) and a silicon-functional silyl isocyanate (trimethylsilyl isocyanate, dimethylsilyl isocyanate, or methylsilyl isocyanate) or epoxy silane as a coupling agent in the prescribed amounts shown in Table 1 below. A formulation was obtained.

次いで、上記の配合物を70〜80℃の2本ロールで7
〜8分間にわたって加熱混練を行った後、冷却し粗粉砕
して目的の半導体封止用樹脂組成物を得た。上記のそれ
ぞれの樹脂組成物を用いて、256ビツトダイナミツク
・RAMメモリ用LSI(16ピン)をトランスファ成
形機で封止した。成形条件は、175℃、2.5分間、
 70 kg / c+jであった。
Then, the above formulation was heated in two rolls at 70-80°C for 7 hours.
After heating and kneading for ~8 minutes, the mixture was cooled and coarsely pulverized to obtain the desired resin composition for semiconductor encapsulation. Using each of the above resin compositions, a 256-bit dynamic RAM memory LSI (16 pins) was sealed using a transfer molding machine. The molding conditions were: 175°C, 2.5 minutes;
It was 70 kg/c+j.

次いで、得られたLSI封止品をプッシャークツカーテ
スト(以下、PCT試験と記す)に供した。
Next, the obtained LSI sealed product was subjected to a pusher-cut test (hereinafter referred to as a PCT test).

PCT試験は、LSI封止品を121 ”C12気圧、
95%RH(相対湿度)下のPCT釜に投入し、所定の
放置時間後に取り出し、LSIの電気的導通チェックを
行い、素子上のアルミニウム配線の腐食断線の有無をl
+1!認した。次の第2表に記載のような結果が得られ
た。なお、本試験の場合、それぞれの封止品について1
00個の試験片を作成した。
PCT tests test LSI sealed products at 121" C12 atm.
The LSI is placed in a PCT pot under 95% RH (relative humidity), taken out after a predetermined standing time, and the electrical continuity of the LSI is checked to determine whether there is corrosion or disconnection of the aluminum wiring on the device.
+1! Approved. The results shown in Table 2 below were obtained. In addition, in the case of this test, 1 for each sealed product.
00 test pieces were created.

表中の数値は、記載の放置時間後のアルミニウム配線の
腐食断線個数を指している。
The numerical values in the table indicate the number of corrosion breaks in the aluminum wiring after the stated standing time.

遍−」L−表 上記第2表の結果は、本発明による半導体対土用樹脂組
成物は借れて高い耐湿信頼性を有していることを立証し
ている。
The results in Table 2 above demonstrate that the resin composition for semiconductors and soil according to the present invention has high moisture resistance reliability.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、高温多湿状態に長時間放置後も信頼性
の高い電子部品が得られる。
According to the present invention, highly reliable electronic components can be obtained even after being left in high temperature and high humidity conditions for a long time.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、多官能エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂
、そしてケイ素官能型シリルイソシアネートを少なくと
も含むことを特徴とする半導体装置用封止組成物。
1. A encapsulating composition for a semiconductor device, comprising at least a polyfunctional epoxy resin, a novolak phenolic resin, and a silicon-functional silyl isocyanate.
JP13504786A 1986-06-12 1986-06-12 Composition for sealing semiconductor device Pending JPS62292828A (en)

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