JPH01188518A - エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置 - Google Patents
エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置Info
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- JPH01188518A JPH01188518A JP1082188A JP1082188A JPH01188518A JP H01188518 A JPH01188518 A JP H01188518A JP 1082188 A JP1082188 A JP 1082188A JP 1082188 A JP1082188 A JP 1082188A JP H01188518 A JPH01188518 A JP H01188518A
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- resin
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、優れた耐熱衝撃性及び成形性を有する硬化物
を与える半導体封止用のエポキシ樹脂組成物及び該樹脂
組成物で封止されて成る樹脂封止型半導体装置に関する
。
を与える半導体封止用のエポキシ樹脂組成物及び該樹脂
組成物で封止されて成る樹脂封止型半導体装置に関する
。
(従来の技術)
近年、半導体装置の封正に関する分野においては、半導
体素子の高集積化に伴って、素子上の各種機能単位の細
密化、素子ペレット自体の大型化が急速に進んでいる。
体素子の高集積化に伴って、素子上の各種機能単位の細
密化、素子ペレット自体の大型化が急速に進んでいる。
これらの素子ペレットの変化により封止用樹脂も従来の
封止用樹脂では耐熱衝撃性等の要求が満足できなくなっ
てきた。従来、半導体装置の封止用樹脂として用いられ
ている、フェノールノボラック樹脂で硬化させたエポキ
シ樹脂組成物は吸湿性、高温電気特性、成形性などがす
ぐれ、モールド用梗脂の主流となっている。
封止用樹脂では耐熱衝撃性等の要求が満足できなくなっ
てきた。従来、半導体装置の封止用樹脂として用いられ
ている、フェノールノボラック樹脂で硬化させたエポキ
シ樹脂組成物は吸湿性、高温電気特性、成形性などがす
ぐれ、モールド用梗脂の主流となっている。
しかし、この系統の樹脂組成物を用いて大型でかつ微細
な表面構造を有する素子ペレットを封止すると、 素子
ペレット表面のアルミニウム(AQ)パターンを保護す
るための被覆材であるリンケイ酸ガラス(PSG)膜や
窒化ケイ素(NiN)膜に割れを生じたり、素子ペレッ
トに割れを生じたりする。特に冷熱サイクル試験を実施
した場合に、その傾向が非常に大きい。その結果、ペレ
ット割れによる素子特性の不良や該膜の割れに起因する
ANパターンの腐食による不良などを生じる。
な表面構造を有する素子ペレットを封止すると、 素子
ペレット表面のアルミニウム(AQ)パターンを保護す
るための被覆材であるリンケイ酸ガラス(PSG)膜や
窒化ケイ素(NiN)膜に割れを生じたり、素子ペレッ
トに割れを生じたりする。特に冷熱サイクル試験を実施
した場合に、その傾向が非常に大きい。その結果、ペレ
ット割れによる素子特性の不良や該膜の割れに起因する
ANパターンの腐食による不良などを生じる。
その対策としては、封止樹脂の内部封入物に対する応力
を小さくし、かつ封止樹脂と素子上のPSG膜やSiN
膜などのガラス膜との密着性を大きくする必要がある。
を小さくし、かつ封止樹脂と素子上のPSG膜やSiN
膜などのガラス膜との密着性を大きくする必要がある。
例えば、封止樹脂の内部封入物に対する応力を小さくす
るため、充填剤量を増加させることにより、樹脂の熱膨
張率を低下させる方法がとられている。しかし、この場
合、多量の充填剤使用により、溶融度における粘度の著
しい上昇を招くため樹脂の成形性を損なうという問題が
あった。
るため、充填剤量を増加させることにより、樹脂の熱膨
張率を低下させる方法がとられている。しかし、この場
合、多量の充填剤使用により、溶融度における粘度の著
しい上昇を招くため樹脂の成形性を損なうという問題が
あった。
さらにこれらの素子ペレットの変化と共に、チップに及
ぼす樹脂及びフィラーの極部応力が原因と思われる信頼
性の低下が問題となっており、これの回避には、破砕状
フィラーの粗粒をカットすることが有効であると考えら
れる。また、パッケージが小型、薄形である場合、成形
金型のゲートは通常のものよりせまいため、この場合も
、大きな破砕状フィラー粒子の存在は好ましくない。し
かしながら、これらの目的で、フィラーの平均粒径を小
さくした場合にも樹脂の溶融粘度が増して、未充填やボ
ンディングワイヤの変形を生じる可能性がある。
ぼす樹脂及びフィラーの極部応力が原因と思われる信頼
性の低下が問題となっており、これの回避には、破砕状
フィラーの粗粒をカットすることが有効であると考えら
れる。また、パッケージが小型、薄形である場合、成形
金型のゲートは通常のものよりせまいため、この場合も
、大きな破砕状フィラー粒子の存在は好ましくない。し
かしながら、これらの目的で、フィラーの平均粒径を小
さくした場合にも樹脂の溶融粘度が増して、未充填やボ
ンディングワイヤの変形を生じる可能性がある。
従来、このような溶融粘度の増大を抑える手段としては
、マトリクス樹脂の分子量を小さくしたり、樹脂成型温
度1こおける粘度の低い成分を添加するなどの方策が取
られてきた。しかしながら、多くの場合ガラス転移温度
が低下するなど成型品 ・の耐熱性を損ったりあるいは
、強度が著しく低下するなどの欠点を有するため、未だ
十分な解決策を得るに至っていない。
、マトリクス樹脂の分子量を小さくしたり、樹脂成型温
度1こおける粘度の低い成分を添加するなどの方策が取
られてきた。しかしながら、多くの場合ガラス転移温度
が低下するなど成型品 ・の耐熱性を損ったりあるいは
、強度が著しく低下するなどの欠点を有するため、未だ
十分な解決策を得るに至っていない。
(発明が解決しようとする課題)
上記したように、耐熱衝撃性改善のためのフィラーの増
量や微細化は溶融粘度の増大を招き、これを抑制するた
めの方策は、未だ十分な検討がなされていない。
量や微細化は溶融粘度の増大を招き、これを抑制するた
めの方策は、未だ十分な検討がなされていない。
本発明の目的は、上記した問題点を解消し、す=4−
ぐれた耐熱衝撃性及び成型性を有する硬化物を与える半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
導体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するため、鋭意研究の結
果、1価のマレイミド化合物を樹脂組成物に配合するこ
とにより、他の特性、特に耐熱性を損なうことなく組成
物の溶融粘度を低下させ得ることを見出し、本発明を完
成するに至った。
果、1価のマレイミド化合物を樹脂組成物に配合するこ
とにより、他の特性、特に耐熱性を損なうことなく組成
物の溶融粘度を低下させ得ることを見出し、本発明を完
成するに至った。
すなわち、本発明の半導体装置封止用エポキシ樹脂組成
物及び樹脂封止型半導体装置は、(A) エポキシ樹
脂 CB) フェノール樹脂硬化剤 (C) 硬化促進剤 (D) −船人 (式中、又は水素、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ
基、カルボキシル基のいずれかを示し、またnは1〜5
の整数を示す) で表わされる1価のマレイミド化合物 (E) 無機質充てん剤 より成り、(E)の配合量が(A)(B)(C)(D)
及び(E)の総配合量に対し、50〜75容量%である
ことを特徴とする半導体封止用のエポキシ樹脂組成物及
びこれで封止されて成る樹脂封止型半導体装置である。
物及び樹脂封止型半導体装置は、(A) エポキシ樹
脂 CB) フェノール樹脂硬化剤 (C) 硬化促進剤 (D) −船人 (式中、又は水素、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ
基、カルボキシル基のいずれかを示し、またnは1〜5
の整数を示す) で表わされる1価のマレイミド化合物 (E) 無機質充てん剤 より成り、(E)の配合量が(A)(B)(C)(D)
及び(E)の総配合量に対し、50〜75容量%である
ことを特徴とする半導体封止用のエポキシ樹脂組成物及
びこれで封止されて成る樹脂封止型半導体装置である。
本発明の(A)成分であるエポキシ樹脂は、1分子中に
エポキシ基を少なくとも2個含有するものであれば、い
かなるものであってもよく、例えば、ビスフェノールA
型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環型エ
ポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂が挙げ
られ、これらは単独あるいは2種以上の混合系で使用さ
れる。
エポキシ基を少なくとも2個含有するものであれば、い
かなるものであってもよく、例えば、ビスフェノールA
型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環型エ
ポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂が挙げ
られ、これらは単独あるいは2種以上の混合系で使用さ
れる。
本発明の(B)成分であるフェノール樹脂硬化剤は、一
般にエポキシ樹脂の硬化剤として知られているものであ
ればいかなるものであってもよく、例えば、フェノール
ノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのフェ
ノール性水酸基2個以上を有するノボラック型フェノー
ル樹脂が挙げられる。
般にエポキシ樹脂の硬化剤として知られているものであ
ればいかなるものであってもよく、例えば、フェノール
ノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂などのフェ
ノール性水酸基2個以上を有するノボラック型フェノー
ル樹脂が挙げられる。
この(B)成分の配合量は(A)成分100重量部に対
し、通常、30〜150重量部である。30重量部未満
の場合は、硬化が不十分であり、150重量部を超える
と耐湿性に劣る。好ましくは、50〜100重量部であ
る。
し、通常、30〜150重量部である。30重量部未満
の場合は、硬化が不十分であり、150重量部を超える
と耐湿性に劣る。好ましくは、50〜100重量部であ
る。
本発明の(C)成分である硬化促進剤は、フェノール樹
脂を用いてエポキシ樹脂を硬化する際に、硬化促進剤と
して使用されることが知られているものであればいかな
るものであってもよい。この(C)成分の具体例として
は、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチル
イミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−メチル
イミダゾール等のイミダゾール化合物;ベンジルジメチ
ルアミン、トリスジメチルアミノメチルフェノール等の
第3アミン化合物;トリフェニルホスフィン。
脂を用いてエポキシ樹脂を硬化する際に、硬化促進剤と
して使用されることが知られているものであればいかな
るものであってもよい。この(C)成分の具体例として
は、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチル
イミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−メチル
イミダゾール等のイミダゾール化合物;ベンジルジメチ
ルアミン、トリスジメチルアミノメチルフェノール等の
第3アミン化合物;トリフェニルホスフィン。
トリシクロヘキシルホスフィン、トリブチルホスフィン
、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン化合
物;1.8−ジアザ−ビシクロ(5,4゜0)ウンデセ
ン−7もしくはその塩類等が挙げられ、これらは単独あ
るいは2種以上の混合系で使用される。
、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン化合
物;1.8−ジアザ−ビシクロ(5,4゜0)ウンデセ
ン−7もしくはその塩類等が挙げられ、これらは単独あ
るいは2種以上の混合系で使用される。
この(C)成分の配合量は(A)成分100重量部に対
して、通常、0.01重量部〜10重量部である。
して、通常、0.01重量部〜10重量部である。
0.01−重量部未満の場合には硬化性に劣り、10重
量部を超えると耐湿性が低下する。
量部を超えると耐湿性が低下する。
本発明の(D)成分である1価のマレイミド化合物は、
前述した一般式で表わされるものであればいかなるもの
であっても良いが、好ましくは、Xが水素のフェニルマ
レイミドである。この(D)成分の配合量は、 (A)
成分100重量部に対し1〜棹Q 重量部である。1重量部未満の場合には、溶融粘度を低
下させるには充分でなく、50重量部以上の場合には硬
化性に劣る。
前述した一般式で表わされるものであればいかなるもの
であっても良いが、好ましくは、Xが水素のフェニルマ
レイミドである。この(D)成分の配合量は、 (A)
成分100重量部に対し1〜棹Q 重量部である。1重量部未満の場合には、溶融粘度を低
下させるには充分でなく、50重量部以上の場合には硬
化性に劣る。
本発明の(E)成分である無機質充てん剤は通常布てん
剤として使用される無機質粉体であればいかなるもので
あってもよいが、好ましくはシリカ粉である。シリカ粉
は溶融、結晶性を問わず、これらの混合物であってもか
まわないが、好ましくは溶融シリカ粉である。またその
形状は特に限定されるものではない。さらに、封入素子
への局部的な応力の集中を回避するため、充てん剤の最
大粒径は75I#以下であることが好ましい。
剤として使用される無機質粉体であればいかなるもので
あってもよいが、好ましくはシリカ粉である。シリカ粉
は溶融、結晶性を問わず、これらの混合物であってもか
まわないが、好ましくは溶融シリカ粉である。またその
形状は特に限定されるものではない。さらに、封入素子
への局部的な応力の集中を回避するため、充てん剤の最
大粒径は75I#以下であることが好ましい。
(E)成分の配合量は前記(A)(B)(C)(D)及
び(E)成分の総配合量に対して50〜75容量%であ
る。
び(E)成分の総配合量に対して50〜75容量%であ
る。
配合量が50容量%未満の場合には、得られる硬化物が
十分な耐熱衝撃性を有することができず、75容量%を
超えると溶融粘度の上昇を招き、成形性が低下する。
十分な耐熱衝撃性を有することができず、75容量%を
超えると溶融粘度の上昇を招き、成形性が低下する。
なお、本発明の組成物は必要に応じてγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシランなどの界面処理剤、高級脂
肪酸、ワックス類などの離型剤;アンチモン、リン化合
物、臭素や塩素を含む公知の難燃化剤が配合されてもよ
く、またポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
酢酸ビニル。
プロピルトリメトキシシランなどの界面処理剤、高級脂
肪酸、ワックス類などの離型剤;アンチモン、リン化合
物、臭素や塩素を含む公知の難燃化剤が配合されてもよ
く、またポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
酢酸ビニル。
あるいはこれらの共重合体などの各種熱可塑性樹脂やシ
リコーンオイル、シリコーンゴムなどを添加してもよい
。
リコーンオイル、シリコーンゴムなどを添加してもよい
。
また本発明の樹脂封止型半導体装置とは前述したエポキ
シ樹脂で封止され得る半導体装置であれば、いかなるも
のであっても良い。
シ樹脂で封止され得る半導体装置であれば、いかなるも
のであっても良い。
以下本発明の実施例を掲げ本発明を更に詳述する。なお
、表の値は特にことわらない限りは、すべて重量%を表
わす。
、表の値は特にことわらない限りは、すべて重量%を表
わす。
(実施例)
実施例1〜3
第1表に示す組成の各成分を使用し、本発明の組成物を
得た。上記組成物は、まず、ヘンシェルミキサー中で、
充填剤を界面処理剤で処理した後、残りの成分をミキサ
ー中に投入混合した後、60〜110℃の加熱ロールで
混練し、冷却後、粉砕して得られた。
得た。上記組成物は、まず、ヘンシェルミキサー中で、
充填剤を界面処理剤で処理した後、残りの成分をミキサ
ー中に投入混合した後、60〜110℃の加熱ロールで
混練し、冷却後、粉砕して得られた。
本発明の組成物は、上記した各成分を加熱ロールによる
溶融混線、ニーダ−による溶融混線、押出機による溶融
混練、微粉砕等の特殊混合機による混合及びこれらの各
方法の適宜な組合わせによって製造することができる。
溶融混線、ニーダ−による溶融混線、押出機による溶融
混練、微粉砕等の特殊混合機による混合及びこれらの各
方法の適宜な組合わせによって製造することができる。
なお、第1表中の各樹脂はオクトクレゾールノボラック
型エポキシ樹脂(エポキシ当量196.軟化点76℃)
、難燃性エポキシ樹脂(エポキシ当量270゜軟化点8
4°C)、 フェノールノボラック樹脂(フェノール当
量106.軟化点84°C)を使用した。
型エポキシ樹脂(エポキシ当量196.軟化点76℃)
、難燃性エポキシ樹脂(エポキシ当量270゜軟化点8
4°C)、 フェノールノボラック樹脂(フェノール当
量106.軟化点84°C)を使用した。
比較例1〜3
第1表に示す組成の各成分を実施例と同様に処理し。比
較例とした。
較例とした。
(以下余白)
一11=
上記実施例1〜3、及び比較例1〜3により得られた組
成物について下記の実験を行った。その結果を第2表に
示した。
成物について下記の実験を行った。その結果を第2表に
示した。
まず前記組成物の流動性を評価するため、高化式フロー
テスターを用いて、 175℃における溶融粘度を測定
した。
テスターを用いて、 175℃における溶融粘度を測定
した。
また硬化物については、低圧トランスファモールド成型
したサンプルについて線膨張係数、ガラス転移温度を測
定した。
したサンプルについて線膨張係数、ガラス転移温度を測
定した。
さらに同組成物を用いて表面にPSG層を有する大型ペ
レット評価用素子を低圧トランスファー成型により封止
した。
レット評価用素子を低圧トランスファー成型により封止
した。
得られた試料素子について耐熱衝撃性を評価するために
、熱衝撃試験(−65℃〜150℃の冷熱サイクルテス
ト)を行い、特性不良を測定した。
、熱衝撃試験(−65℃〜150℃の冷熱サイクルテス
ト)を行い、特性不良を測定した。
第2表より明らかなとおり、実施例の本発明品は比較品
と比べて、耐熱衝撃性において優れておな り、又、充分な耐熱性を保ちながらも適度砿粘度を有す
るものである。
と比べて、耐熱衝撃性において優れておな り、又、充分な耐熱性を保ちながらも適度砿粘度を有す
るものである。
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、耐熱性を
損うことなく良好な成形性を有するとともに、優れた耐
熱衝撃性を有する硬化物を与えるため、半導体電子部品
のパッケージ材料として有用であり、その工業的価値は
極めて大である。
損うことなく良好な成形性を有するとともに、優れた耐
熱衝撃性を有する硬化物を与えるため、半導体電子部品
のパッケージ材料として有用であり、その工業的価値は
極めて大である。
代理人 弁理士 則 近 憲 佑
同 松山光之
Claims (2)
- (1)(A)エポキシ樹脂 (B)フェノール樹脂硬化剤 (C)硬化促進剤 (D)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Xは水素、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ
基、カルボキシル基のいずれかを示し、またnは1〜5
の整数を示す) で表わされる1価のマレイミド化合物 (E)無機質充てん剤 より成り、(E)の配合量が(A)(B)(C)(D)
及び(E)の総配合量に対し50〜75容量%であるこ
とを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 - (2)(A)エポキシ樹脂 (B)フェノール樹脂硬化剤 (C)硬化促進剤 (D)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Xは水素、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ
基、カルボキシル基のいずれかを示し、またnは1〜5
の整数を示す) で表わされる1価のマレイミド化合物 (E)無機質充てん剤 より成り、(E)の配合量が(A)(B)(C)(D)
及び(E)の総配合量に対し50〜75容量%であるエ
ポキシ樹脂組成物により封止されてなることを特徴とす
る樹脂封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1082188A JP2593503B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1082188A JP2593503B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01188518A true JPH01188518A (ja) | 1989-07-27 |
| JP2593503B2 JP2593503B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=11761022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1082188A Expired - Lifetime JP2593503B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2593503B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04300974A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-23 | Somar Corp | エポキシ樹脂粉体塗料 |
| US20130026660A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Namics Corporation | Liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and semiconductor device using the same |
| US8470936B2 (en) | 2011-07-29 | 2013-06-25 | Namics Corporation | Liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation |
| JP2017145334A (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 富士電機株式会社 | 樹脂組成物、半導体装置および半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-01-22 JP JP1082188A patent/JP2593503B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04300974A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-23 | Somar Corp | エポキシ樹脂粉体塗料 |
| US20130026660A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Namics Corporation | Liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and semiconductor device using the same |
| WO2013018847A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Namics Corporation | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, semiconductor device using the same, and method for producing semiconductor device |
| US8470936B2 (en) | 2011-07-29 | 2013-06-25 | Namics Corporation | Liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation |
| CN103717634A (zh) * | 2011-07-29 | 2014-04-09 | 纳美仕有限公司 | 用于半导体封装的环氧树脂组合物、使用其的半导体器件以及用于制造半导体器件的方法 |
| KR20140064820A (ko) * | 2011-07-29 | 2014-05-28 | 나믹스 코포레이션 | 반도체 인캡슐레이션용 에폭시 수지 조성물, 이를 이용한 반도체 소자 및 반도체 소자의 제조방법 |
| JP2014521754A (ja) * | 2011-07-29 | 2014-08-28 | ナミックス株式会社 | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物、それを用いた半導体装置及び半導体製造方法 |
| JP2017145334A (ja) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | 富士電機株式会社 | 樹脂組成物、半導体装置および半導体装置の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2593503B2 (ja) | 1997-03-26 |
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