JPH10173102A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
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- JPH10173102A JPH10173102A JP33221396A JP33221396A JPH10173102A JP H10173102 A JPH10173102 A JP H10173102A JP 33221396 A JP33221396 A JP 33221396A JP 33221396 A JP33221396 A JP 33221396A JP H10173102 A JPH10173102 A JP H10173102A
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- epoxy resin
- die pad
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂封止型半導体
装置に関し、さらに詳しくはダイパッド面が予めシラン
カップリング剤で被覆処理され、しかも、封止樹脂が、
部分架橋官能性ゴム粒子を含有するエポキシ樹脂組成物
で成形された半導体装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin-sealed semiconductor device, and more particularly, to a die pad surface which is previously coated with a silane coupling agent.
The present invention relates to a semiconductor device formed of an epoxy resin composition containing partially crosslinked functional rubber particles.
【0002】[0002]
【従来の技術】エポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置
のなかでも、近年、ますます、クワッドフラットパッケ
ージ(QFP)、ロープロファイル・クワッド・フラッ
ト・パッケージ(LQFP)やシン・スモール・アウト
ライン・パッケージ(thin small outline package:T
SOP)等の薄型表面実装型パッケージが増えてきてお
り、回路基板への半田実装時のリフロークラック耐性が
要求されている。2. Description of the Related Art Among semiconductor devices using epoxy resin compositions, in recent years, quad flat packages (QFPs), low profile quad flat packages (LQFPs) and thin small outline packages (QFPs) have been increasingly used. thin small outline package: T
SOP) and other thin surface-mount packages are increasing, and reflow crack resistance during solder mounting on a circuit board is required.
【0003】このリフロークラックの原因としては、パ
ッケージを構成する樹脂硬化体に吸湿された水分が半田
リフロー時に、例えば、ダイパッド裏面(半導体素子搭
載面と反対面)と樹脂硬化体の剥離界面や、半導体素子
と樹脂硬化体の剥離界面で気化膨張して起きる熱応力
に、樹脂硬化体が強度的に耐えきれずにクラックに至る
ことが原因としてあげられる。The cause of the reflow crack is, for example, a peeling interface between the back surface of the die pad (the surface opposite to the semiconductor element mounting surface) and the cured resin when moisture absorbed by the cured resin constituting the package is reflowed by soldering. The cause may be that the cured resin does not withstand the thermal stress caused by the vaporization and expansion at the peeling interface between the semiconductor element and the cured resin, and the crack occurs without being able to withstand the strength.
【0004】従来、このリフロークラックに対するエポ
キシ樹脂組成物の改善方法としては、例えば、特開平3
−17474号公報にみられるように、低溶融粘度エポ
キシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤を必須成分とする樹脂
成分に、シリカ充填剤を高密度充填することにより樹脂
組成物硬化体の吸水率を大幅に減ずる方法が主流であっ
た。しかし、パッケージ自身がますます薄型化している
状況下では、封止樹脂を形成するエポキシ樹脂組成物の
みの低吸湿化では不充分であり、より一層優れた耐リフ
ロークラック性が要求されている。Conventionally, as a method for improving the epoxy resin composition against the reflow crack, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
As can be seen in JP-A-17474, the resin composition containing low-melting viscosity epoxy resin and phenolic resin curing agent as essential components is filled with a silica filler at a high density to greatly increase the water absorption of the cured resin composition. The method of reduction was the mainstream. However, in a situation where the package itself is becoming thinner and thinner, it is not sufficient to reduce the moisture absorption of only the epoxy resin composition forming the sealing resin, and there is a demand for even better reflow crack resistance.
【0005】一方、リフロークラック時に発生する熱応
力を緩和する手段として、例えば、特公平4−1583
0号公報にみられるように、架橋した官能性ゴム粒子を
用いることも提案されているが、この方法ではある程度
の熱応力を緩和することは可能であっても、耐リフロー
クラック性に関しては不充分であった。On the other hand, as means for reducing thermal stress generated at the time of reflow crack, for example, Japanese Patent Publication No. 4-1583
As disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 0-204, the use of crosslinked functional rubber particles has been proposed, but this method can alleviate the thermal stress to some extent, but does not provide reflow crack resistance. It was enough.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みなされたものであって、半田リフロー時にお
ける優れた耐リフロークラック性を備えた半導体装置の
提供をその目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having excellent reflow crack resistance during solder reflow.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、リードフレームと、このリ
ードフレームのダイパッド上に搭載された半導体素子を
樹脂硬化体で封止してなる半導体装置であって、上記ダ
イパッド面がシランカップリング剤で被覆処理され、か
つ、上記樹脂硬化体が、下記の(A)〜(D)成分を含
有するエポキシ樹脂組成物によって形成されているとい
う構成をとる。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)硬化促進剤。 (D)部分架橋官能性ゴム粒子。To achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention comprises a lead frame and a semiconductor element mounted on a die pad of the lead frame sealed with a cured resin. A semiconductor device, wherein the die pad surface is coated with a silane coupling agent, and the cured resin is formed of an epoxy resin composition containing the following components (A) to (D). Take the configuration. (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) a curing accelerator. (D) Partially crosslinked functional rubber particles.
【0008】本発明は、リフロークラックの原因とな
る、例えば、ダイパッド面のうち半導体素子搭載面の反
対面と樹脂硬化体の剥離界面や、半導体素子と樹脂硬化
体の剥離界面を密着界面主体として、水蒸気の気化膨張
による熱応力を減少させ、さらに、微小剥離界面が存在
してもこの微小剥離界面で発生する熱応力に耐え得るよ
うに、半田リフロー時の高温での樹脂硬化体自身の伸び
率に着目し、これを向上させることにより総合的に耐パ
ッケージクラック性を向上させたものである。すなわ
ち、本発明は、リードフレームのダイパッド面をシラン
カップリング剤で被覆処理するとともに、封止樹脂部分
となるエポキシ樹脂硬化体を、部分架橋官能性ゴム粒子
を含有する特殊なエポキシ樹脂組成物によって形成した
半導体装置である。このため、上記ダイパッドとエポキ
シ樹脂組成物からなる樹脂硬化体との界面の接着性が向
上し、かつ、上記樹脂硬化体自身の半田リフロー時の高
温(例えば、260℃程度)での伸び特性が向上するこ
とにより高温凝集力が向上することから、従来の方法で
は得られなかった優れた耐半田パッケージクラック性が
実現する。According to the present invention, for example, a separation interface between a surface opposite to a semiconductor element mounting surface of a die pad surface and a cured resin body, or a separation interface between a semiconductor element and a cured resin body, which causes a reflow crack, is mainly used as an adhesion interface. In order to reduce the thermal stress due to the vaporization and expansion of water vapor and to withstand the thermal stress generated at the minute peeling interface even if there is a minute peeling interface, the elongation of the resin cured body itself at a high temperature during solder reflow By paying attention to the ratio and improving this, the package crack resistance is improved overall. That is, the present invention covers the die pad surface of the lead frame with a silane coupling agent, and cures the epoxy resin cured product serving as the sealing resin portion with a special epoxy resin composition containing partially crosslinked functional rubber particles. It is a formed semiconductor device. For this reason, the adhesiveness at the interface between the die pad and the cured resin body made of the epoxy resin composition is improved, and the elongation characteristics of the cured resin body at a high temperature (for example, about 260 ° C.) during solder reflow are improved. Since the high temperature cohesive force is improved by the improvement, excellent solder package crack resistance, which cannot be obtained by the conventional method, is realized.
【0009】特に、上記シランカップリング剤として、
前記の一般式(1)で表される反応性シラン化合物、な
かでも、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
およびγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ンの少なくとも一方を用いることにより、樹脂硬化体と
ダイパッドの界面における一層の接着性の向上効果が得
られる。In particular, as the silane coupling agent,
By using at least one of the reactive silane compound represented by the general formula (1), and particularly, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, a resin cured product is obtained. The effect of further improving the adhesiveness at the interface between the die pad and the die pad is obtained.
【0010】また、上記シランカップリング剤によるダ
イパッド面の被覆処理を、ダイパッド面にシランカップ
リング剤を塗布した後、これを270℃以上に加熱する
という被覆処理でなされた場合、より一層強固な密着界
面を生じることとなる。[0010] Further, in the case where the coating treatment of the die pad surface with the silane coupling agent is performed by applying the silane coupling agent to the die pad surface and then heating it to 270 ° C or more, the method is more robust. An adhesive interface will result.
【0011】なお、本発明において、シランカップリン
グ剤で被覆処理されるダイパッド面とは、少なくとも、
半導体素子が搭載される面(以下「ダイパッド表面」と
いう)、および、半導体素子が搭載される面とは反対側
の面(以下「ダイパッド裏面」という)の双方をいう。In the present invention, the die pad surface coated with the silane coupling agent is at least
It refers to both the surface on which the semiconductor element is mounted (hereinafter referred to as “die pad surface”) and the surface opposite to the surface on which the semiconductor element is mounted (hereinafter referred to as “die pad back surface”).
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
【0013】本発明の半導体装置は、リードフレームの
ダイパッド上に搭載された半導体素子を樹脂硬化体で封
止してなる半導体装置である。そして、上記ダイパッド
面がシランカップリング剤で被覆処理されており、しか
も、上記樹脂硬化体が、特定のエポキシ樹脂組成物によ
って形成されている。The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device in which a semiconductor element mounted on a die pad of a lead frame is sealed with a cured resin. The die pad surface is coated with a silane coupling agent, and the cured resin is formed of a specific epoxy resin composition.
【0014】上記ダイパッド面の被覆処理に用いるシラ
ンカップリング剤としては、例えば、下記の一般式
(1)で表される反応性シラン化合物があげられる。Examples of the silane coupling agent used for coating the die pad surface include a reactive silane compound represented by the following general formula (1).
【0015】[0015]
【化2】(X)n+1 −Si−(Y)3-n …(1) 〔上記式(1)において、Xは、末端がグリシジル基、
ビニル基、メタクリロイル基、アミノ基およびメルカプ
ト基からなる群から選ばれた少なくとも一つの官能基を
有する一価の有機基であり、Yは炭素数1〜4のアルコ
キシル基であって、アルキル基を含んでいてもよい。ま
た、nは0,1または2である。〕(X) n + 1 -Si- (Y) 3-n (1) [In the above formula (1), X is a glycidyl group at the terminal,
A vinyl group, a methacryloyl group, a monovalent organic group having at least one functional group selected from the group consisting of an amino group and a mercapto group, Y is an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, May be included. N is 0, 1 or 2. ]
【0016】上記式(1)で表される反応性シラン化合
物としては、具体的には、ビニルトリス(β−メトキシ
エトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシ
ル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチ
ル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン等に代表される官能基含有
炭化水素基と加水分解性アルコキシル基からなる反応性
シラン化合物があげられる。特に、γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
メチルジエトキシシラン等のエポキシシラン類が、樹脂
硬化体とダイパッドとの密着性促進剤として好適であ
る。As the reactive silane compound represented by the above formula (1), specifically, vinyl tris (β-methoxyethoxy) silane, vinyl triethoxy silane, vinyl trimethoxy silane, γ-methacryloxypropyl trimethoxy Silane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltri Methoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-
Aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ
A reactive silane compound comprising a functional group-containing hydrocarbon group and a hydrolyzable alkoxyl group represented by -aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and the like. Particularly, epoxysilanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane are suitable as an adhesion promoter between the cured resin and the die pad.
【0017】そして、シランカップリング剤を用いたダ
イパッド面の被覆処理方法としては、例えば、シランカ
ップリング剤をそのままで、あるいはメタノール、イソ
プロパノール等のアルコール溶液、または水溶液等の状
態に希釈して、リードフレームのダイパッド面に、スプ
レー塗布やディスペンス塗布等の公知の方法で塗布した
後、これを室温乾燥または加温乾燥する被覆処理方法が
あげられる。特に、ダイパッド面にシランカップリング
剤を塗布した後、これを270℃以上、好ましくは30
0℃以上の温度範囲に加熱すると、シランカップリング
剤が加水分解してシラノール基が生成するため、このシ
ラノール基がリードフレーム材との間でオキサン結合を
生じ易く、結果、より一層強固な密着界面を生じること
となり好ましい。As a method of coating the die pad surface using a silane coupling agent, for example, the silane coupling agent is used as it is, or is diluted into an alcohol solution such as methanol or isopropanol, or an aqueous solution. A coating method may be used in which coating is performed on the die pad surface of the lead frame by a known method such as spray coating or dispense coating, followed by drying at room temperature or heating and drying. In particular, after a silane coupling agent is applied to the die pad surface, it is heated to 270 ° C. or higher, preferably 30 ° C.
When heated to a temperature range of 0 ° C. or higher, the silane coupling agent is hydrolyzed to generate silanol groups, so that the silanol groups easily form oxane bonds with the lead frame material, resulting in stronger adhesion. An interface is generated, which is preferable.
【0018】本発明において、リードフレームの材質
は、特に限定するものではなく従来のものがあげられ
る。そして、シランカップリング剤を用いた被覆処理に
際して、上記リードフレームの材質(ダイパッド部分を
含む)が、42アロイ、50アロイ等の鉄−Niアロイ
の場合は、上記シランカップリング剤塗布後の加温は空
気中で行ってもよいが、リードフレーム材が銅系の場合
は、窒素ガス等の不活性ガス中で加温作業を行うことが
好ましい。In the present invention, the material of the lead frame is not particularly limited, and may be a conventional one. When the material (including the die pad portion) of the lead frame is an iron-Ni alloy such as a 42 alloy or a 50 alloy during the coating process using the silane coupling agent, the coating after the application of the silane coupling agent is performed. The heating may be performed in the air, but when the lead frame material is a copper-based material, it is preferable to perform the heating operation in an inert gas such as a nitrogen gas.
【0019】また、上記シランカップリング剤で被覆処
理されるダイパッド面としては、先に述べたように、少
なくともダイパッド表面およびダイパッド裏面の双方が
あげられるが、通常、上記ダイパッド表面および裏面に
加えて、ダイパッドの側面および吊りピンの一部を含ん
で被覆処理される。As described above, the die pad surface coated with the silane coupling agent includes at least both the die pad surface and the die pad back surface. , Including the side surface of the die pad and a part of the suspension pin.
【0020】本発明の半導体装置の封止樹脂硬化体を形
成するエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A成分)
と、フェノール樹脂(B成分)と、硬化促進剤(C成
分)と、部分架橋官能性ゴム粒子(D成分)とを用いて
得られるものであって、通常、粉末状あるいはこれをタ
ブレットに打錠して用いられる。The epoxy resin composition for forming the cured resin of the semiconductor device of the present invention is an epoxy resin (component A).
And a phenolic resin (component B), a curing accelerator (component C), and partially cross-linked functional rubber particles (component D), which are usually powdered or pressed into tablets. Used as tablets.
【0021】上記エポキシ樹脂(A成分)としては、特
に限定するものではなく従来公知の各種のエポキシ樹脂
が用いられるが、なかでも、ノボラック型エポキシ樹脂
が好適に用いられる。上記ノボラック型エポキシ樹脂と
しては、エポキシ当量150〜250、軟化点50〜1
30℃のフェノールノボラック型エポキシ樹脂、エポキ
シ当量180〜210、軟化点60〜110℃のクレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂等があげられる。さら
に、上記ノボラック型エポキシ樹脂とともに、ガラス転
移温度が成形上の不具合が生じない範囲内であれば、
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ビフェニ
ル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
ビスフェノールF型エポキシ樹脂等を併用することもで
きる。The epoxy resin (component A) is not particularly limited, and various conventionally known epoxy resins can be used. Among them, a novolak type epoxy resin is preferably used. The novolak type epoxy resin includes an epoxy equivalent of 150 to 250 and a softening point of 50 to 1.
Examples thereof include a phenol novolak type epoxy resin at 30 ° C, a cresol novolak type epoxy resin having an epoxy equivalent of 180 to 210 and a softening point of 60 to 110 ° C. Further, together with the novolak type epoxy resin, if the glass transition temperature is within a range that does not cause molding problems,
4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,
Biphenyl type epoxy resin such as 3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl, bisphenol A type epoxy resin,
A bisphenol F type epoxy resin or the like can be used in combination.
【0022】上記A成分とともに用いられるフェノール
樹脂(B成分)は上記エポキシ樹脂(A成分)の硬化剤
としての作用を奏するものであって、特に限定するもの
ではなく従来公知のものが用いられる。例えば、水酸基
当量が100〜200の、フェノールノボラック樹脂、
アルキル置換フェノールノボラック樹脂、フェノールア
ラルキル樹脂等があげられる。The phenolic resin (component B) used together with the component A serves as a curing agent for the epoxy resin (component A), and is not particularly limited, and a conventionally known one can be used. For example, a phenol novolak resin having a hydroxyl equivalent of 100 to 200,
Examples include an alkyl-substituted phenol novolak resin and a phenol aralkyl resin.
【0023】上記エポキシ樹脂(A成分)とフェノール
樹脂(B成分)の配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキ
シ基1当量に対してフェノール樹脂中の水酸基が0.8
〜1.2当量となるように設定することが好ましい。The mixing ratio of the epoxy resin (A component) and the phenol resin (B component) is such that the hydroxyl group in the phenol resin is 0.8 to 1 equivalent of the epoxy group in the epoxy resin.
It is preferable to set so as to be 1.2 equivalents.
【0024】上記A成分およびB成分とともに用いられ
る硬化促進剤(C成分)としては、例えば、1,8−ジ
アザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセン(以下
「DBU」と略す)があげられるが、これ以外に、2,
4,6−トリ(ジメチルアミノ)メチルフェノール、2
−メチルイミダゾール等のフェノール樹脂硬化エポキシ
樹脂の硬化反応の触媒となるものは全てDBUとともに
併用して用いることができる。Examples of the curing accelerator (component C) used together with the above-mentioned components A and B include 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7-undecene (hereinafter abbreviated as "DBU"). But in addition to this,
4,6-tri (dimethylamino) methylphenol, 2
Any catalyst that serves as a catalyst for the curing reaction of a phenolic resin-cured epoxy resin such as -methylimidazole can be used in combination with DBU.
【0025】上記硬化促進剤(C成分)の配合量は、エ
ポキシ樹脂組成物全体の0.1〜10重量%(以下
「%」と略す)の範囲に設定することが好ましく、特に
好ましくは0.5〜5%である。The amount of the curing accelerator (component C) is preferably set in the range of 0.1 to 10% by weight (hereinafter abbreviated as "%") of the entire epoxy resin composition, and particularly preferably 0. 0.5-5%.
【0026】上記A〜C成分とともに用いられる部分架
橋官能性ゴム粒子(D成分)としては、例えば、粒子径
が1nm〜1μmのアクリロニトリル−ブタジエン−架
橋性単量体−反応性官能基単量体等の構成からなるゴム
粒子等があげられる。The partially crosslinked functional rubber particles (component D) used together with the above components A to C include, for example, acrylonitrile-butadiene-crosslinkable monomer-reactive functional group monomer having a particle diameter of 1 nm to 1 μm. And the like.
【0027】上記架橋性単量体としては、ジビニルベン
ゼン、エチレングリコールジアクリレート、エチレング
リコールジメタクリレート、ジビニルエーテル等があげ
られる。Examples of the crosslinkable monomer include divinylbenzene, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, divinyl ether and the like.
【0028】また、上記反応性官能基単量体としては、
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、グ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、
2,3−エポキシアクリレート、2,3−エポキシメタ
クリレート、アリルグリシジルエーテル等があげられ
る。The reactive functional group monomer includes:
Acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate,
Examples thereof include 2,3-epoxy acrylate, 2,3-epoxy methacrylate, and allyl glycidyl ether.
【0029】上記部分架橋官能性ゴム粒子(D成分)と
して、なかでも、エポキシ基含有ゴム粒子、カルボキシ
ル基含有ゴム粒子を用いることが好ましく、これらは単
独でもしくは併せて用いられる。As the partially crosslinked functional rubber particles (component (D)), it is particularly preferable to use epoxy group-containing rubber particles and carboxyl group-containing rubber particles, and these may be used alone or in combination.
【0030】特に、上記エポキシ基含有ゴム粒子とし
て、エポキシ基含有架橋アクリロニトリル−ブタジエン
ゴム粒子(エポキシ基含有架橋NBR粒子)を用いるこ
とが好ましく、具体的には、グリシジルアクリレート
(またはグリシジルメタクリレートまたは2,3−エポ
キシアクリレートまたは2,3−エポキシメタクリレー
ト)と、アクリロニトリルと、ブタジエンの架橋された
ゴム状共重合体粒子が好ましい。In particular, as the epoxy group-containing rubber particles, it is preferable to use epoxy group-containing crosslinked acrylonitrile-butadiene rubber particles (epoxy group-containing crosslinked NBR particles), and specifically, glycidyl acrylate (or glycidyl methacrylate or 2,2). Crosslinked rubber-like copolymer particles of 3-epoxy acrylate or 2,3-epoxy methacrylate), acrylonitrile and butadiene are preferred.
【0031】また、上記カルボキシル基含有ゴム粒子と
して、カルボキシル基含有架橋アクリロニトリル−ブタ
ジエンゴム粒子(カルボキシル基含有架橋NBR粒子)
を用いることが好ましく、具体的には、アクリル酸(ま
たはメタクリル酸)と、アクリロニトリルと、ブタジエ
ンの架橋されたゴム状共重合体粒子が好ましい。Further, as the carboxyl group-containing rubber particles, carboxyl group-containing crosslinked acrylonitrile-butadiene rubber particles (carboxyl group-containing crosslinked NBR particles)
It is preferable to use acrylic acid (or methacrylic acid), acrylonitrile, and butadiene crosslinked rubber-like copolymer particles.
【0032】そして、上記部分架橋官能性ゴム粒子(D
成分)は、予め部分的な架橋構造を有していることが必
要であり、その架橋度合いは、例えば、つぎのような方
法に従ってゲル分率を測定しその値で表すことができ
る。すなわち、まず、測定対象となるゴム粒子の重量
(W1 )を測定した後、これをメチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、N−メチル−2−ピロリドン等
の有機溶剤中に投入し、室温で168時間浸漬する。こ
のとき、ゲル化していない部分が有機溶剤に溶ける。つ
ぎに、不溶物を120±5℃で2時間乾燥した後、残留
物(ゲル化物)の重量(W2 )を測定し、下記の式に基
づいてゲル分率を算出する。Then, the partially crosslinked functional rubber particles (D
Component) must have a partial cross-linked structure in advance, and the degree of cross-linking can be represented by, for example, measuring the gel fraction according to the following method and expressing the value. That is, first, the weight (W 1 ) of a rubber particle to be measured is measured, and then the rubber particle is put into an organic solvent such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, N-methyl-2-pyrrolidone, and immersed at room temperature for 168 hours. I do. At this time, the non-gelled portion dissolves in the organic solvent. Next, after drying the insoluble matter at 120 ± 5 ° C. for 2 hours, the weight (W 2 ) of the residue (gelled matter) is measured, and the gel fraction is calculated based on the following equation.
【0033】[0033]
【数1】ゲル分率(%)=(W2 /W1 )×100## EQU1 ## Gel fraction (%) = (W 2 / W 1 ) × 100
【0034】そして、上記架橋度合いとなるゲル分率と
しては、50〜100%の範囲が好ましい。特に好まし
くはゲル分率が90〜95%である。すなわち、ゲル分
率が、50%未満では、半田リフロー温度等の高温での
組成物硬化体の弾性変形を保持し難くなる。The gel fraction, which is the degree of crosslinking, is preferably in the range of 50 to 100%. Particularly preferably, the gel fraction is 90 to 95%. That is, when the gel fraction is less than 50%, it becomes difficult to maintain elastic deformation of the cured composition at a high temperature such as a solder reflow temperature.
【0035】このように、本発明に用いられるエポキシ
樹脂組成物を構成する成分として、上記部分架橋官能性
ゴム粒子を用いることにより、半田リフロー温度での組
成物硬化体の熱応力に対する抵抗性が向上するという作
用が生じ、その結果、例えば、半田リフロー時の高温で
の樹脂硬化体自身の伸び率が向上して微小剥離界面で発
生する熱応力にも耐えうるようになり、上記ダイパッド
面へのシランカップリング剤の被覆処理との相乗効果に
より、耐パッケージクラック性の著しい向上効果を奏す
るようになる。As described above, by using the above-mentioned partially crosslinked functional rubber particles as a component constituting the epoxy resin composition used in the present invention, the resistance to the thermal stress of the composition cured product at the solder reflow temperature is reduced. As a result, for example, as a result, the elongation of the resin cured body itself at a high temperature during solder reflow is improved, and the resin cured body can withstand the thermal stress generated at the minute peeling interface. The synergistic effect with the coating treatment of the silane coupling agent of (1) has a remarkable effect of improving package crack resistance.
【0036】しかし、高温での樹脂硬化体自身の伸び率
を向上する目的であれば、従来技術である、分子中にエ
ポキシ基と反応する官能基を含有する液状アクリロニト
リル−ブタジエンゴムを用いることも提案されている
が、これらの手段では、ガラス転移温度が低下する、高
温での電気抵抗率が低下する、エポキシ樹脂硬化体中で
の分散性が悪くトランスファー成形時に成形不良を招き
易いという問題が生じる。この発明者は、D成分である
部分架橋官能性ゴム粒子を用いることにより、上記効果
が得られるとともに、このような問題が解決されること
を見出し本発明に至った。However, for the purpose of improving the elongation of the cured resin itself at a high temperature, a liquid acrylonitrile-butadiene rubber containing a functional group which reacts with an epoxy group in the molecule, which is a conventional technique, may be used. Although these methods have been proposed, these methods have the problems that the glass transition temperature decreases, the electrical resistivity at high temperatures decreases, the dispersibility in the epoxy resin cured product is poor, and molding defects tend to occur during transfer molding. Occurs. The present inventors have found that the above effects can be obtained and that such problems can be solved by using partially crosslinked functional rubber particles as the D component, and have reached the present invention.
【0037】上記部分架橋官能性ゴム粒子(D成分)の
配合量は、上記A〜D成分の合計量(エポキシ樹脂+フ
ェノール樹脂+硬化促進剤+部分架橋官能性ゴム粒子)
に対して1〜20%に設定することが好ましく、特に好
ましくは2〜15%である。すなわち、D成分の配合量
が1%未満では、半田リフロー時の高温での樹脂硬化体
の伸び率を向上させて優れた耐リフロークラック性の向
上効果を得ることが困難であり、逆に20%を超えると
トランスファーモールド時の組成物の溶融粘度が上昇
し、キャビティ内充填が困難になるからである。The blending amount of the partially crosslinked functional rubber particles (component D) is the total amount of the above components A to D (epoxy resin + phenol resin + curing accelerator + partially crosslinked functional rubber particles).
Is preferably set to 1 to 20%, particularly preferably 2 to 15%. That is, if the amount of the component D is less than 1%, it is difficult to improve the elongation of the resin cured product at a high temperature during solder reflow to obtain an excellent effect of improving reflow crack resistance. %, The melt viscosity of the composition during transfer molding increases, making it difficult to fill the cavity.
【0038】さらに、本発明に用いられるエポキシ樹脂
組成物には、上記A〜D成分以外に、必要に応じて、無
機質充填剤、難燃剤、着色剤、イオントラップ剤および
各種添加剤等の従来から用いられている他の成分を適宜
に用いることができる。Further, in addition to the above-mentioned components A to D, the epoxy resin composition used in the present invention may contain, if necessary, conventional fillers such as inorganic fillers, flame retardants, coloring agents, ion trapping agents and various additives. Other components used from the above can be used as appropriate.
【0039】上記無機質充填剤としては、従来公知のも
のがあげられるが、なかでも、結晶性シリカおよび溶融
性シリカを用いることが好ましく、特に、破砕状シリ
カ、球状シリカの粒子が用いられる。そして、その配合
量は、エポキシ樹脂組成物中60〜92%の割合、より
好ましくは70〜90%の割合で用いられる。As the above-mentioned inorganic filler, there may be mentioned conventionally known ones. Among them, crystalline silica and fusible silica are preferably used, and in particular, crushed silica and spherical silica particles are used. And, the compounding amount is used in a proportion of 60 to 92%, more preferably in a proportion of 70 to 90% in the epoxy resin composition.
【0040】上記難燃剤としては、ノボラック型ブロム
化エポキシ樹脂、ビスフェノールA型ブロム化エポキシ
樹脂、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等の化合物
を適宜に単独でもしくは2種以上併せて用いられる。As the flame retardant, a compound such as a novolak type brominated epoxy resin, a bisphenol A type brominated epoxy resin, antimony trioxide, antimony pentoxide or the like is appropriately used alone or in combination of two or more.
【0041】上記着色剤としては、カーボンブラックや
各種顔料を使用することができる。As the colorant, carbon black and various pigments can be used.
【0042】また、耐湿信頼性向上の目的でハイドロタ
ルサイト化合物等のイオントラップ剤、より一層の低応
力化を図る目的で各種シリコーンオイルやシリコーンゴ
ム、合成ゴムを用いることもできる。さらに、モンタン
ワックス類、カルナバワックス類、ポリエチレンワック
ス類、ステアリン酸ワックス類等の各種金型離型剤やそ
の他の各種カップリング剤等があげられる。It is also possible to use an ion trapping agent such as a hydrotalcite compound for the purpose of improving the moisture resistance reliability, and various silicone oils, silicone rubbers and synthetic rubbers for the purpose of further reducing the stress. Furthermore, various mold release agents such as montan waxes, carnauba waxes, polyethylene waxes, and stearic acid waxes, and other various coupling agents can be used.
【0043】本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物
は、例えば、つぎのようにして製造することができる。
すなわち、まず、上記部分架橋官能性ゴム粒子(D成
分)を、80〜150℃程度に加熱した2本ロールに、
エポキシ樹脂(A成分)およびフェノール樹脂(B成
分)とともに投入し、溶融混練を充分に行う。その後、
残りの成分を投入して加熱混練することにより得られ
る。得られたエポキシ樹脂組成物を冷却粉砕して粉末状
として用いてもよいし、さらにタブレット状に打錠して
用いてもよい。The epoxy resin composition used in the present invention can be produced, for example, as follows.
That is, first, the above-mentioned partially crosslinked functional rubber particles (D component) are applied to two rolls heated to about 80 to 150 ° C.
It is charged together with the epoxy resin (A component) and the phenol resin (B component), and is sufficiently melt-kneaded. afterwards,
It is obtained by charging the remaining components and heating and kneading. The obtained epoxy resin composition may be cooled and pulverized and used as a powder, or may be further tableted and used.
【0044】このようにして得られたエポキシ樹脂組成
物は、例えば、従来公知の低圧トランスファー成形機を
用いた成形工程に供される。すなわち、予め、前述のシ
ランカップリング剤を用いて被覆処理したダイパッドに
半導体素子を搭載して金ワイヤーで電気的接続がなされ
たリードフレームをトランスファー成形機の金型内に設
置する。ついで、一般的に165〜185℃の加熱下で
トランスファー成形により目的とする樹脂封止型の半導
体装置が得られる。The epoxy resin composition thus obtained is subjected to, for example, a molding step using a conventionally known low-pressure transfer molding machine. That is, a semiconductor element is mounted on a die pad previously coated with the above-mentioned silane coupling agent, and a lead frame electrically connected by a gold wire is placed in a mold of a transfer molding machine. Next, a desired resin-encapsulated semiconductor device is obtained by transfer molding generally under heating at 165 to 185 ° C.
【0045】このようにして得られる半導体装置は、リ
ードフレームのダイパッド面と樹脂硬化体の界面での密
着性の向上効果と、樹脂硬化体自身の凝集力の向上効果
との相乗効果により、基板への半田実装に際しての耐パ
ッケージクラック性が従来と比べて飛躍的に向上する。The semiconductor device thus obtained has a substrate effect due to the synergistic effect of the effect of improving the adhesion at the interface between the die pad surface of the lead frame and the cured resin and the effect of improving the cohesive force of the cured resin itself. The package crack resistance at the time of solder mounting on the semiconductor device is dramatically improved as compared with the related art.
【0046】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。Next, examples will be described together with comparative examples.
【0047】(1)部分架橋官能性ゴム粒子として、エ
ポキシ基含有部分架橋NBR共重合粒子を用いた場合に
ついて述べる。(1) A case where epoxy group-containing partially crosslinked NBR copolymer particles are used as partially crosslinked functional rubber particles will be described.
【0048】〔エポキシ樹脂組成物a〜eの作製〕下記
の表1に示す各成分を用いて、つぎのようにして封止用
のエポキシ樹脂組成物を作製した。まず、95℃に加熱
した2本ロールに、下記の表1に示すクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂と、エポキシ基含有部分架橋NBR
共重合粒子を同表に示す配合割合で投入して、30分間
混練することにより上記エポキシ基含有部分架橋NBR
共重合粒子を充分に分散させた。さらに、これに下記の
表1に示す残りの成分を同表に示す配合割合で投入して
加熱混練した。その後、混練物をロールより取り出し、
室温まで冷却した後、粉砕し、さらに打錠工程を経由す
ることによりタブレット状に圧縮成形した。[Preparation of Epoxy Resin Compositions a to e] Using the components shown in Table 1 below, epoxy resin compositions for sealing were prepared as follows. First, a cresol novolak type epoxy resin shown in Table 1 below and an epoxy group-containing partially crosslinked NBR were placed on two rolls heated to 95 ° C.
The copolymer particles were added at the mixing ratio shown in the same table and kneaded for 30 minutes to obtain the epoxy group-containing partially crosslinked NBR.
The copolymer particles were sufficiently dispersed. Further, the remaining components shown in Table 1 below were added thereto in the mixing ratio shown in the same table, and were heated and kneaded. After that, remove the kneaded material from the roll,
After cooling to room temperature, the mixture was pulverized and further compression-molded into a tablet through a tableting step.
【0049】[0049]
【表1】 [Table 1]
【0050】また、上記のようにして作製した各エポキ
シ樹脂組成物a〜eの物性を下記の方法に従って測定し
た。その結果を下記の表2に示す。The physical properties of each of the epoxy resin compositions a to e prepared as described above were measured according to the following methods. The results are shown in Table 2 below.
【0051】〔175℃スパイラルフロー〕EMMI規
格に準じた金型を用い、成形温度175℃、成形圧力7
0kgf/cm2 で測定した。[175 ° C. Spiral Flow] Using a mold conforming to the EMMI standard, a molding temperature of 175 ° C. and a molding pressure of 7
It was measured at 0 kgf / cm 2 .
【0052】〔25℃および260℃の伸び〕JIS
K 6911に準じた。[Elongation at 25 ° C. and 260 ° C.] JIS
K 6911.
【0053】〔25℃および260℃の強度〕JIS
K 6911に準じた。[Strength at 25 ° C. and 260 ° C.] JIS
K 6911.
【0054】〔25℃および260℃の弾性率〕JIS
K 6911に準じた。[Elastic modulus at 25 ° C. and 260 ° C.] JIS
K 6911.
【0055】[0055]
【表2】 [Table 2]
【0056】[0056]
【実施例1】厚み1.5mmの80ピンQFP用42ア
ロイ製リードフレームのダイパッド(大きさ:9.5×
9.5mm)のダイパッド表面および裏面に、後記の表
3に示すシランカップリング剤を刷毛塗りして空気中で
300℃にて1時間加熱した。続いて、厚み0.375
mmで大きさ8×8mmのシリコンペレットを銀ペース
トでダイボンディングして180℃で30分間乾燥する
ことにより、ダイパッド表面にシリコンペレットを接着
し固定した。Example 1 A die pad of a 1.5 mm-thick 42-alloy lead frame for 80-pin QFP (size: 9.5 ×
A silane coupling agent shown in Table 3 below was brush-coated on the front and back surfaces of the die pad (9.5 mm), and heated at 300 ° C. for 1 hour in the air. Subsequently, the thickness 0.375
A silicon pellet having a size of 8 mm × 8 mm was die-bonded with a silver paste and dried at 180 ° C. for 30 minutes to bond and fix the silicon pellet on the surface of the die pad.
【0057】引き続き、この半導体チップが装着された
リードフレームを成形金型に装填して、70kg/cm
2 のモールド圧力で175℃で2分間、上記エポキシ樹
脂組成物bからなるタブレットをトランスファー成形し
て、厚みが2.5mm、3.0mm、3.5mmの3種
類のQFP樹脂封止型パッケージ(大きさ:14×20
mm)を作製し、175℃×5時間の後硬化して目的と
する半導体装置を得た。Subsequently, the lead frame on which the semiconductor chip is mounted is loaded into a molding die, and the lead frame is set to 70 kg / cm.
2 minutes at 175 ° C. in 2 of mold pressure, a tablet made of the epoxy resin composition b was transfer molding, thickness 2.5 mm, 3.0 mm, 3 kinds of QFP resin-sealed package of 3.5 mm ( Size: 14 × 20
mm), and post-cured at 175 ° C. for 5 hours to obtain a target semiconductor device.
【0058】[0058]
【実施例2〜6】樹脂封止用のエポキシ樹脂組成物を後
記の表3に示すエポキシ樹脂組成物に代えた。また、ダ
イパッド表面および裏面を被覆処理するシランカップリ
ング剤の種類を後記の表3に示すシランカップリング剤
に代えた。それ以外は実施例1と同様にして目的とする
半導体装置を得た。Examples 2 to 6 The epoxy resin compositions for resin encapsulation were replaced with the epoxy resin compositions shown in Table 3 below. Further, the type of the silane coupling agent for coating the front and back surfaces of the die pad was changed to a silane coupling agent shown in Table 3 below. Otherwise in the same manner as in Example 1, a target semiconductor device was obtained.
【0059】[0059]
【比較例1】ダイパッド表面および裏面をシランカップ
リング剤で被覆処理しなかった。それ以外は、封止用樹
脂としてエポキシ樹脂組成物aを用い実施例1と同様に
して目的とする半導体装置を得た。Comparative Example 1 The front and back surfaces of a die pad were not coated with a silane coupling agent. Except for this, the intended semiconductor device was obtained in the same manner as in Example 1, except that the epoxy resin composition a was used as the sealing resin.
【0060】[0060]
【比較例2】ダイパッド表面および裏面を後記の表4に
示すシランカップリング剤で被覆処理した。また、樹脂
封止用のエポキシ樹脂組成物を後記の表4に示すエポキ
シ樹脂組成物(エポキシ樹脂組成物a)に代えた。それ
以外は実施例1と同様にして目的とする半導体装置を得
た。Comparative Example 2 The front and back surfaces of a die pad were coated with a silane coupling agent shown in Table 4 below. The epoxy resin composition for resin encapsulation was replaced with an epoxy resin composition (epoxy resin composition a) shown in Table 4 below. Otherwise in the same manner as in Example 1, a target semiconductor device was obtained.
【0061】[0061]
【比較例3】ダイパッド表面および裏面をシランカップ
リング剤で被覆処理しなかった。それ以外は、封止用樹
脂としてエポキシ樹脂組成物cを用い実施例1と同様に
して目的とする半導体装置を得た。Comparative Example 3 The front and back surfaces of the die pad were not coated with a silane coupling agent. Except for this, the intended semiconductor device was obtained in the same manner as in Example 1, except that the epoxy resin composition c was used as the sealing resin.
【0062】このようにして得られた各半導体装置(各
実施例および比較例について3種類の厚みのパッケー
ジ)について、120℃で24時間乾燥した後、85℃
/85%RHに336時間放置して飽和吸湿させた後、
260℃の半田浴に60秒間浸漬することによりパッケ
ージクラック発生の有無を目視により調べた。その結果
を下記の表3および表4に併せて示す。The semiconductor devices thus obtained (packages having three different thicknesses in each of the examples and comparative examples) were dried at 120 ° C. for 24 hours, and then dried at 85 ° C.
/ 85% RH for 336 hours to allow saturated moisture absorption,
By dipping in a solder bath at 260 ° C. for 60 seconds, the presence or absence of occurrence of a package crack was visually checked. The results are shown in Tables 3 and 4 below.
【0063】[0063]
【表3】 [Table 3]
【0064】[0064]
【表4】 [Table 4]
【0065】前記表2の結果から、エポキシ基含有部分
架橋NBR粒子を配合したエポキシ樹脂組成物b〜e
は、エポキシ基含有架橋NBRを配合していないエポキ
シ樹脂組成物aに比べて伸び特性が向上していることが
わかる。From the results shown in Table 2, the epoxy resin compositions b to e containing the epoxy group-containing partially crosslinked NBR particles were added.
Indicates that elongation characteristics are improved as compared with the epoxy resin composition a in which the epoxy group-containing crosslinked NBR is not blended.
【0066】一方、上記表3および表4の結果から、ダ
イパッド面をシランカップリング剤で被覆処理せず、し
かも、エポキシ基含有架橋NBRを配合していないエポ
キシ樹脂組成物を用いた比較例1では異なる厚みのパッ
ケージ全てにおいてパッケージクラックが発生した。ま
た、ダイパッド面をシランカップリング剤で被覆処理し
ただけの比較例2も、比較例1とほぼ同等の結果が得ら
れ、耐パッケージクラック性に劣ることがわかる。さら
に、ダイパッド面をシランカップリング剤で被覆処理せ
ず、エポキシ基含有部分架橋NBR粒子を配合したエポ
キシ樹脂組成物を封止用樹脂として用いた比較例3は、
厚み3.0mmおよび3.5mmのパッケージではパッ
ケージクラックが発生しなかったが、厚み2.5mmの
パッケージでは全てにパッケージクラックが発生した。
したがって、薄型のパッケージに関しては充分な耐パッ
ケージクラック性を備えていないことがわかる。これに
対して、ダイパッド面をシランカップリング剤で被覆処
理したリードフレームを用いるとともに、エポキシ基含
有部分架橋NBR粒子を配合したエポキシ樹脂組成物を
封止用樹脂として用いた実施例は、異なる厚みのパッケ
ージの全てにおいて、パッケージクラックが全く発生し
ていない。このことから、耐パッケージクラック性に優
れていることは明らかである。On the other hand, from the results in Tables 3 and 4, Comparative Example 1 using an epoxy resin composition in which the die pad surface was not coated with a silane coupling agent and in which no epoxy group-containing crosslinked NBR was blended was used. Then, package cracks occurred in all packages having different thicknesses. Further, Comparative Example 2 in which the die pad surface was simply coated with the silane coupling agent also provided substantially the same results as Comparative Example 1, indicating that the package crack resistance was poor. Further, Comparative Example 3 in which the die pad surface was not coated with a silane coupling agent and an epoxy resin composition containing partially crosslinked NBR particles containing an epoxy group was used as a sealing resin,
Package cracks did not occur in the packages having a thickness of 3.0 mm and 3.5 mm, but package cracks occurred in all the packages having a thickness of 2.5 mm.
Therefore, it is understood that the thin package does not have sufficient package crack resistance. On the other hand, examples using a lead frame having a die pad surface coated with a silane coupling agent and using an epoxy resin composition containing partially crosslinked NBR particles containing an epoxy group as a sealing resin have different thicknesses. No package cracks occurred in all of the packages. From this, it is clear that the package crack resistance is excellent.
【0067】(2)部分架橋官能性ゴム粒子として、カ
ルボキシル基含有部分架橋NBR共重合粒子を用いた場
合について述べる。(2) A case where carboxyl group-containing partially crosslinked NBR copolymer particles are used as partially crosslinked functional rubber particles will be described.
【0068】〔エポキシ樹脂組成物f〜iの作製〕下記
の表5に示す各成分を用いて、つぎのようにして封止用
のエポキシ樹脂組成物を作製した。まず、95℃に加熱
した2本ロールに、下記の表5に示すクレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂と、カルボキシル基含有部分架橋N
BR共重合粒子を同表に示す配合割合で投入して、30
分間混練することにより上記カルボキシル基含有部分架
橋NBR共重合粒子を充分に分散させた。さらに、これ
に下記の表5に示す残りの成分を同表に示す配合割合で
投入して加熱混練した。その後、混練物をロールより取
り出し、室温まで冷却した後、粉砕し、さらに打錠工程
を経由することによりタブレット状に圧縮成形した。[Preparation of Epoxy Resin Compositions fi] Using the components shown in Table 5 below, an epoxy resin composition for sealing was prepared as follows. First, a cresol novolak type epoxy resin shown in Table 5 below and a carboxyl group-containing partially crosslinked N were added to two rolls heated to 95 ° C.
The BR copolymer particles were charged at the compounding ratio shown in the same table, and 30
By kneading for minutes, the carboxyl group-containing partially crosslinked NBR copolymer particles were sufficiently dispersed. Further, the remaining components shown in Table 5 below were added thereto in the mixing ratio shown in the same table, and were heated and kneaded. Thereafter, the kneaded product was taken out from the roll, cooled to room temperature, pulverized, and further compression-molded into a tablet by passing through a tableting step.
【0069】[0069]
【表5】 [Table 5]
【0070】また、上記のようにして作製した各エポキ
シ樹脂組成物f〜iの物性を前記と同様の方法に従って
測定した。その結果を下記の表6に示す。The physical properties of the epoxy resin compositions fi prepared as described above were measured in the same manner as described above. The results are shown in Table 6 below.
【0071】[0071]
【表6】 [Table 6]
【0072】[0072]
【実施例7】厚み1.5mmの80ピンQFP用42ア
ロイ製リードフレームのダイパッド(大きさ:9.5×
9.5mm)のダイパッド表面および裏面に、後記の表
7に示すシランカップリング剤を刷毛塗りして空気中で
300℃にて1時間加熱した。続いて、厚み0.375
mmで大きさ8×8mmのシリコンペレットを銀ペース
トでダイボンディングして180℃で30分間乾燥する
ことにより、ダイパッド表面にシリコンペレットを接着
し固定した。Embodiment 7 A die pad of a 1.5 mm thick 80-pin QFP 42 alloy lead frame (size: 9.5 ×
A silane coupling agent shown in Table 7 below was brush-coated on the front and back surfaces of a die pad (9.5 mm), and heated in air at 300 ° C. for 1 hour. Subsequently, the thickness 0.375
A silicon pellet having a size of 8 mm × 8 mm was die-bonded with a silver paste and dried at 180 ° C. for 30 minutes to bond and fix the silicon pellet on the surface of the die pad.
【0073】引き続き、この半導体チップが装着された
リードフレームを成形金型に装填して、70kg/cm
2 のモールド圧力で175℃で2分間、上記エポキシ樹
脂組成物fからなるタブレットをトランスファー成形し
て、厚みが2.5mm、3.0mm、3.5mmの3種
類のQFP樹脂封止型パッケージ(大きさ:14×20
mm)を作製し、175℃×5時間の後硬化して目的と
する半導体装置を得た。Subsequently, the lead frame on which the semiconductor chip was mounted was loaded in a molding die, and the lead frame was set at 70 kg / cm.
2 minutes at 175 ° C. in 2 of mold pressure, a tablet made of the epoxy resin composition f was transfer molding, thickness 2.5 mm, 3.0 mm, 3 kinds of QFP resin-sealed package of 3.5 mm ( Size: 14 × 20
mm), and post-cured at 175 ° C. for 5 hours to obtain a target semiconductor device.
【0074】[0074]
【実施例8〜12】樹脂封止用のエポキシ樹脂組成物を
後記の表7に示すエポキシ樹脂組成物に代えた。また、
ダイパッド表面および裏面を被覆処理するシランカップ
リング剤の種類を後記の表7に示すシランカップリング
剤に代えた。それ以外は実施例1と同様にして目的とす
る半導体装置を得た。Examples 8 to 12 The epoxy resin compositions for resin encapsulation were replaced with the epoxy resin compositions shown in Table 7 below. Also,
The type of silane coupling agent for coating the front and back surfaces of the die pad was changed to a silane coupling agent shown in Table 7 below. Otherwise in the same manner as in Example 1, a target semiconductor device was obtained.
【0075】[0075]
【比較例4】ダイパッド表面および裏面をシランカップ
リング剤で被覆処理しなかった。それ以外は、封止用樹
脂としてエポキシ樹脂組成物iを用い実施例1と同様に
して目的とする半導体装置を得た。Comparative Example 4 The front and back surfaces of the die pad were not coated with a silane coupling agent. Except for this, the intended semiconductor device was obtained in the same manner as in Example 1, except that the epoxy resin composition i was used as the sealing resin.
【0076】このようにして得られた各半導体装置(実
施例および比較例についてそれぞれ厚みの異なる3種類
のパッケージ)について、120℃で24時間乾燥した
後、85℃/85%RHに336時間放置して飽和吸湿
させた後、260℃の半田浴に60秒間浸漬することに
よりパッケージクラック発生の有無を目視により調べ
た。その結果を下記の表7および表8に併せて示す。Each of the semiconductor devices thus obtained (three types of packages having different thicknesses for the example and the comparative example) was dried at 120 ° C. for 24 hours and then left at 85 ° C./85% RH for 336 hours. After that, the package was immersed in a solder bath at 260 ° C. for 60 seconds to visually check for the occurrence of package cracks. The results are shown in Tables 7 and 8 below.
【0077】[0077]
【表7】 [Table 7]
【0078】[0078]
【表8】 [Table 8]
【0079】前記表6の結果から、カルボキシル基含有
部分架橋NBR粒子を配合したエポキシ樹脂組成物f〜
iは、前記の部分架橋NBR粒子を配合していないエポ
キシ樹脂組成物aに比べて伸び特性が向上していること
がわかる。From the results in Table 6 above, the epoxy resin compositions f to which the carboxyl group-containing partially crosslinked NBR particles were blended.
As for i, it is understood that the elongation property is improved as compared with the epoxy resin composition a in which the partially crosslinked NBR particles are not blended.
【0080】一方、上記表7および表8の結果から、ダ
イパッド面をシランカップリング剤で被覆処理せず、カ
ルボキシル基含有部分架橋NBR粒子を配合したエポキ
シ樹脂組成物を封止用樹脂として用いた比較例4は、厚
み3.0mmおよび3.5mmのパッケージではパッケ
ージクラックが発生しなかったが、厚み2.5mmのパ
ッケージでは全てにパッケージクラックが発生した。し
たがって、薄型のパッケージに関しては充分な耐パッケ
ージクラック性を備えていないことがわかる。これに対
して、ダイパッド面をシランカップリング剤で被覆処理
したリードフレームを用いるとともに、カルボキシル基
含有部分架橋NBR粒子を配合したエポキシ樹脂組成物
を封止用樹脂として用いた実施例は、異なる厚みのパッ
ケージの全てにおいて、パッケージクラックが全く発生
していない。このことから、耐パッケージクラック性に
優れていることは明らかである。On the other hand, from the results in Tables 7 and 8, the die pad surface was not coated with a silane coupling agent, and an epoxy resin composition containing partially crosslinked NBR particles containing carboxyl groups was used as a sealing resin. In Comparative Example 4, package cracks did not occur in the packages having a thickness of 3.0 mm and 3.5 mm, but package cracks occurred in all the packages having a thickness of 2.5 mm. Therefore, it is understood that the thin package does not have sufficient package crack resistance. On the other hand, examples using a lead frame having a die pad surface coated with a silane coupling agent and using an epoxy resin composition containing carboxyl group-containing partially crosslinked NBR particles as a sealing resin have different thicknesses. No package cracks occurred in all of the packages. From this, it is clear that the package crack resistance is excellent.
【0081】[0081]
【発明の効果】以上のように、本発明は、リードフレー
ムと、このリードフレームのダイパッド上に搭載された
半導体素子を樹脂硬化体で封止してなる半導体装置であ
って、上記ダイパッド面がシランカップリング剤で被覆
処理され、しかも、上記樹脂硬化体が、部分架橋官能性
ゴム粒子を含有する特殊なエポキシ樹脂組成物によって
形成されている。このため、ダイパッドとエポキシ樹脂
組成物からなる樹脂硬化体との界面の接着性が向上し、
かつ、上記樹脂硬化体自身の半田温度(例えば、260
℃程度)での伸び特性が向上することにより高温凝集力
が向上することから、従来の方法では得られなかった優
れた耐半田パッケージクラック性が実現する。As described above, the present invention relates to a semiconductor device in which a lead frame and a semiconductor element mounted on a die pad of the lead frame are sealed with a cured resin. The resin cured product is coated with a silane coupling agent, and is formed of a special epoxy resin composition containing partially crosslinked functional rubber particles. For this reason, the adhesiveness of the interface between the die pad and the cured resin body made of the epoxy resin composition is improved,
In addition, the solder temperature of the resin cured body itself (for example, 260
Since the high temperature cohesive force is improved by improving the elongation characteristics at about (° C.), excellent solder package crack resistance, which cannot be obtained by the conventional method, is realized.
【0082】特に、上記シランカップリング剤として、
前記の式(1)で表される反応性シラン化合物、なかで
も、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランおよ
びγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランの
少なくとも一方を用いることにより、樹脂硬化体とダイ
パッドの界面における一層の接着性の向上効果が得られ
る。In particular, as the silane coupling agent,
By using at least one of the reactive silane compound represented by the above formula (1), in particular, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, a cured resin is obtained. The effect of further improving the adhesiveness at the interface of the die pad can be obtained.
【0083】また、上記シランカップリング剤によるダ
イパッド面の被覆処理を、ダイパッド面にシランカップ
リング剤を塗布した後、これを270℃以上に加熱する
という被覆処理でなされた場合、より一層強固な密着界
面を生じることとなる。Further, when the coating treatment of the die pad surface with the silane coupling agent is performed by applying the silane coupling agent to the die pad surface and then heating it to 270 ° C. or more, the solidification becomes even stronger. An adhesive interface will result.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 33:20 61:04) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08L 33:20 61:04)
Claims (10)
のダイパッド上に搭載された半導体素子を樹脂硬化体で
封止してなる半導体装置であって、上記ダイパッド面が
シランカップリング剤で被覆処理され、かつ、上記樹脂
硬化体が、下記の(A)〜(D)成分を含有するエポキ
シ樹脂組成物によって形成されていることを特徴とする
半導体装置。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)硬化促進剤。 (D)部分架橋官能性ゴム粒子。1. A semiconductor device comprising a lead frame and a semiconductor element mounted on a die pad of the lead frame sealed with a cured resin, wherein the die pad surface is coated with a silane coupling agent. Further, the semiconductor device is characterized in that the cured resin is formed of an epoxy resin composition containing the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) a curing accelerator. (D) Partially crosslinked functional rubber particles.
般式(1)で表される反応性シラン化合物である請求項
1記載の半導体装置。 【化1】(X)n+1 −Si−(Y)3-n …(1) 〔上記式(1)において、Xは、末端がグリシジル基、
ビニル基、メタクリロイル基、アミノ基およびメルカプ
ト基からなる群から選ばれた少なくとも一つの官能基を
有する一価の有機基であり、Yは炭素数1〜4のアルコ
キシル基であって、アルキル基を含んでいてもよい。ま
た、nは0,1または2である。〕2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the silane coupling agent is a reactive silane compound represented by the following general formula (1). (X) n + 1 -Si- (Y) 3-n (1) [In the above formula (1), X represents a glycidyl group at the terminal,
A vinyl group, a methacryloyl group, a monovalent organic group having at least one functional group selected from the group consisting of an amino group and a mercapto group, Y is an alkoxyl group having 1 to 4 carbon atoms, May be included. N is 0, 1 or 2. ]
ン化合物が、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ランおよびγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシ
シランの少なくとも一方である請求項2記載の半導体装
置。3. The reactive silane compound represented by the general formula (1) is at least one of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane. Semiconductor device.
ッド面の被覆処理が、ダイパッド面にシランカップリン
グ剤を塗布した後、これを270℃以上に加熱して行わ
れる被覆処理である請求項1〜3のいずれか一項に記載
の半導体装置。4. The coating treatment of the die pad surface with the silane coupling agent is a coating treatment performed by applying a silane coupling agent to the die pad surface and heating the silane coupling agent to 270 ° C. or higher. The semiconductor device according to claim 1.
ム粒子が、カルボキシル基含有ゴム粒子およびエポキシ
基含有ゴム粒子の少なくとも一方である請求項1〜4の
いずれか一項に記載の半導体装置。5. The semiconductor according to claim 1, wherein the partially crosslinked functional rubber particles as the component (D) are at least one of a carboxyl group-containing rubber particle and an epoxy group-containing rubber particle. apparatus.
ルボキシル基含有架橋アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ム粒子である請求項5記載の半導体装置。6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the carboxyl group-containing rubber particles are carboxyl group-containing crosslinked acrylonitrile-butadiene rubber particles.
シ基含有架橋アクリロニトリル−ブタジエンゴム粒子で
ある請求項5または6記載の半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 5, wherein the epoxy group-containing rubber particles are epoxy group-containing crosslinked acrylonitrile-butadiene rubber particles.
ム粒子の含有量が、上記(A)〜(D)成分の合計量に
対して1〜20重量%に設定されている請求項1〜7の
いずれか一項に記載の半導体装置。8. The content of the partially crosslinked functional rubber particles as the component (D) is set to 1 to 20% by weight based on the total amount of the components (A) to (D). The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7.
1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセ
ンである請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体装
置。9. The curing accelerator as the component (C),
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7-undecene.
半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)硬化促進剤。 (D)部分架橋官能性ゴム粒子。10. An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) a curing accelerator. (D) Partially crosslinked functional rubber particles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33221396A JPH10173102A (en) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | Semiconductor device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-12-12 JP JP33221396A patent/JPH10173102A/en active Pending
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