JP2001072831A - Liquid epoxy resin composition for sealing semiconductor - Google Patents

Liquid epoxy resin composition for sealing semiconductor

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JP2001072831A
JP2001072831A JP25112899A JP25112899A JP2001072831A JP 2001072831 A JP2001072831 A JP 2001072831A JP 25112899 A JP25112899 A JP 25112899A JP 25112899 A JP25112899 A JP 25112899A JP 2001072831 A JP2001072831 A JP 2001072831A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain liquid epoxy resin composition for sealing semiconductor, capable of preventing the generation of a peeling and crack and having high reliability. SOLUTION: This liquid state epoxy resin composition containing (A) a liquid state epoxy resin, (B) an inorganic filler and (C) an acid anhydride-based curing agent as essential components, is characterized by having >=500 ppm water contact in the inorganic filler, >=0.5 wt.% amount of a compound having carboxyl group contained in the acid anhydride and >=0.2 wt.% amount of a compound having the carboxyl group from the acid anhydride contained in the composition.

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、半導体装置のポッ
ティング材やコーティング材として好適に用いられ、特
にフリップチップ用アンダーフィル材等として保存安定
性に優れており、隙間侵入性に優れた半導体封止用液状
エポキシ樹脂組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitably used as a potting material or a coating material for a semiconductor device, and is particularly excellent in storage stability as a flip-chip underfill material and the like, and a semiconductor sealing material having excellent gap penetration. The present invention relates to a liquid epoxy resin composition for stopping.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電気機
器の小型、軽量化、高機能化に伴い、半導体の実装方法
もピン挿入タイプから表面実装が主流になっている。そ
して、ベアチップ実装の一つにフリップチップ(FC)
実装がある。FC実装とは、LSIチップの配線パター
ン面に高さ10〜100μm程度のバンプといわれる電
極を数個から数千個形成し、基板の電極を導電ペースト
或いは半田等で接合する方式である。このため、FCの
保護に用いる封止材料は、基板とLSIチップのバンプ
等による数10μm程度(通常40μmから20μm程
度)の隙間に浸透させる必要がある。従来のフリップチ
ップ用アンダーフィル材として使用される液状エポキシ
樹脂組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤及び無機質充填剤
を配合し、信頼性を高めるために半導体のチップや基
板、バンプと線膨張係数を一致させるために、多量の無
機質充填剤を配合する処方が主流となってきている。
2. Description of the Related Art With the miniaturization, weight reduction, and enhancement of functions of electric equipment, semiconductor mounting methods have become the mainstream from pin insertion type to surface mounting. And one of bare chip mounting is flip chip (FC)
There is an implementation. FC mounting is a method in which several to thousands of electrodes called bumps having a height of about 10 to 100 μm are formed on the wiring pattern surface of an LSI chip, and the electrodes on the substrate are joined by a conductive paste or solder. For this reason, it is necessary that the sealing material used to protect the FC penetrates into a gap of about several tens of μm (normally about 40 μm to 20 μm) formed by bumps of the substrate and the LSI chip. The liquid epoxy resin composition used as the conventional underfill material for flip chips is composed of an epoxy resin, a hardener and an inorganic filler. In order to achieve the same, a formulation incorporating a large amount of an inorganic filler has become mainstream.

【0003】しかしながら、このように多量の無機質充
填剤を含むフリップチップ用アンダーフィル材において
は、狭ギャップ(40μmから20μm程度)に対して
侵入しにくく、生産性が非常に悪くなるといった問題点
が提示されており、この改善が望まれる。この場合、無
機質充填剤の粒径が小さくなれば、狭ギャップには対応
できることは容易に推測できるが、粒径を小さくするこ
とによる硬化物の弾性率の上昇が生じ、硬化物内の応力
緩和が図りにくくなり、剥離、クラックが生じ易いとい
う問題が指摘された。
[0003] However, such an underfill material for a flip chip containing a large amount of an inorganic filler has a problem that it hardly penetrates into a narrow gap (about 40 μm to 20 μm), and the productivity is extremely deteriorated. This has been suggested and this improvement is desired. In this case, if the particle size of the inorganic filler is small, it can be easily presumed that the narrow gap can be accommodated.However, the reduction in the particle size causes an increase in the elastic modulus of the cured product, thereby relaxing the stress in the cured product. However, it has been pointed out that the problem is that the peeling and cracking easily occur.

【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、剥離、クラックが防止され、信頼性に優れた半導体
封止用液状エポキシ樹脂組成物を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which is prevented from peeling and cracking and has excellent reliability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、(A)液状エポキシ樹脂、(B)無機質充填剤、
(C)酸無水物系硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂組
成物において、水分の含有率が500ppm以下の無機
質充填剤を用い、かつカルボキシル基を有する化合物が
0.5重量%以下である酸無水物系硬化剤を用いると共
に、このカルボキシル基を有する化合物の組成物中にお
ける含有量を0.2重量%以下に制御することにより、
信頼性テスト後のディバイスチップの剥離とクラックの
抑制が図られることを見出した。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, (A) a liquid epoxy resin, (B) an inorganic filler,
(C) An acid anhydride in which a liquid epoxy resin composition containing an acid anhydride-based curing agent uses an inorganic filler having a water content of 500 ppm or less and a carboxyl group-containing compound is 0.5% by weight or less. By using a compound-based curing agent and controlling the content of the compound having a carboxyl group in the composition to 0.2% by weight or less,
It has been found that peeling and cracking of the device chip after the reliability test can be suppressed.

【0006】即ち、硬化剤として酸無水物はその低粘性
によりアンダーフィル材に使用され得るが、その中に含
有する酸無水物から誘導されるカルボキシル基を有する
化合物が多量に含まれると硬化性に影響を及ぼすことが
判明した。またその際、無機質充填剤中の水分量及び酸
無水物系硬化剤中の酸無水物から誘導されるカルボキシ
ル基を有する化合物の含有量を制御することにより、液
状エポキシ樹脂組成物中の酸無水物から誘導されるカル
ボキシル基を有する化合物の含有量を制御することがで
き、その硬化性に起因するチップ面にかかる応力を均一
化することにより、チップの剥離及びクラックを防止す
ることができることを見出し、得られた液状エポキシ樹
脂組成物を用いて封止された本発明の半導体装置は非常
に信頼性の高いものであることを知見し、本発明をなす
に至ったものである。
That is, an acid anhydride can be used as a curing agent in an underfill material due to its low viscosity. However, if a large amount of a compound having a carboxyl group derived from the acid anhydride contained therein is contained in a large amount, the curability becomes poor. Was found to affect. At that time, by controlling the amount of water in the inorganic filler and the content of the compound having a carboxyl group derived from the acid anhydride in the acid anhydride-based curing agent, the acid anhydride in the liquid epoxy resin composition is controlled. That the content of the compound having a carboxyl group derived from the product can be controlled, and that the stress applied to the chip surface due to its curability can be uniformed, thereby preventing chip separation and cracking. The present inventors have found and found that the semiconductor device of the present invention sealed with the obtained liquid epoxy resin composition is very reliable, and have accomplished the present invention.

【0007】従って、本発明は、(A)液状エポキシ樹
脂、(B)無機質充填剤、(C)酸無水物系硬化剤を必
須成分とする液状エポキシ樹脂組成物において、上記無
機質充填剤の水分含有率が500ppm以下であり、上
記酸無水物中に含まれるカルボキシル基を有する化合物
量が0.5重量%以下であり、かつ組成物中に含まれる
上記酸無水物からのカルボキシル基を有する化合物量が
0.2重量%以下であることを特徴とする半導体封止用
液状エポキシ樹脂組成物を提供する。
Accordingly, the present invention provides a liquid epoxy resin composition comprising (A) a liquid epoxy resin, (B) an inorganic filler, and (C) an acid anhydride-based curing agent as essential components. A compound having a content of not more than 500 ppm, a compound having a carboxyl group contained in the acid anhydride being 0.5% by weight or less, and having a carboxyl group from the acid anhydride contained in the composition; Provided is a liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the amount is 0.2% by weight or less.

【0008】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明に用いられる上記(A)成分の液状エポキシ
樹脂は、一分子中に2個以上のエポキシ基があればいか
なるものでも使用可能であるが、特に、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
のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエ
ン型エポキシ樹脂などが例示される。この中でも室温で
液状のエポキシ樹脂を使用するが、特にビスフェノール
A型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等
のビスフェノール型エポキシ樹脂が望ましい。これらの
エポキシ樹脂には、下記構造で示されるエポキシ樹脂を
浸入性に影響を及ぼさない範囲で添加しても何ら問題は
ない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. As the liquid epoxy resin of the component (A) used in the present invention, any one can be used as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. In particular, bisphenol A epoxy resin and bisphenol F epoxy resin can be used. Examples include bisphenol-type epoxy resins such as resins, phenol novolak-type epoxy resins, novolak-type epoxy resins such as cresol-novolak-type epoxy resins, naphthalene-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, and cyclopentadiene-type epoxy resins. Among them, an epoxy resin which is liquid at room temperature is used, and bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin are particularly desirable. There is no problem even if an epoxy resin having the following structure is added to these epoxy resins within a range that does not affect the infiltration property.

【0009】[0009]

【化1】 Embedded image

【0010】上記液状エポキシ樹脂中の全塩素含有量
は、1,500ppm以下、望ましくは1,000pp
m以下であることが好ましい。また、100℃で50%
エポキシ樹脂濃度における20時間での抽出水塩素が1
0ppm以下であることが好ましい。全塩素含有量が
1,500ppmを超え、抽出水塩素が10ppmを超
えると、半導体素子の信頼性、特に耐湿性に悪影響を与
えるおそれがある。
The total chlorine content in the liquid epoxy resin is 1,500 ppm or less, preferably 1,000 pp
m or less. 50% at 100 ° C
Extraction water chlorine in 20 hours at epoxy resin concentration is 1
It is preferably at most 0 ppm. If the total chlorine content exceeds 1,500 ppm and the amount of extracted water chlorine exceeds 10 ppm, the reliability of the semiconductor element, particularly, the moisture resistance may be adversely affected.

【0011】本発明には、膨張係数を小さくする目的か
ら従来より知られている各種の無機質充填剤を添加す
る。無機質充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、
アルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミ、窒化珪
素、マグネシア、マグネシウムシリケートなどが使用さ
れる。アンダーフィル部の封止材には、侵入性の向上と
低線膨張化の両立を図るためフリップチップギャップ幅
(基板とチップとの間隙)に対して平均粒径が約1/1
0以下、最大粒径が1/2以下の充填剤を用いることが
好ましい。その配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤との合
計量100重量部に対して100〜400重量部、望ま
しくは、エポキシ樹脂と硬化剤との合計量100重量部
に対して150〜250重量部の範囲で配合することが
好ましい。100重量部未満では、膨張係数が大きく、
冷熱試験においてクラックの発生を誘発させるおそれが
ある。400重量部を超えると、粘度が高くなり、薄膜
侵入性の低下をもたらすおそれがある。
In the present invention, various inorganic fillers conventionally known are added for the purpose of reducing the expansion coefficient. As the inorganic filler, fused silica, crystalline silica,
Alumina, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, magnesia, magnesium silicate and the like are used. The sealing material in the underfill portion has an average particle size of about 1/1 with respect to the flip chip gap width (gap between the substrate and the chip) in order to achieve both improved penetration and low linear expansion.
It is preferable to use a filler having a maximum particle size of 0 or less and a maximum particle size of 1/2 or less. The compounding amount is 100 to 400 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the curing agent, preferably 150 to 250 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the curing agent. It is preferable to mix in the range. If it is less than 100 parts by weight, the expansion coefficient is large,
Cracks may be induced in the thermal test. If the amount exceeds 400 parts by weight, the viscosity becomes high, and there is a possibility that the penetration of the thin film is reduced.

【0012】本発明においては、無機質充填剤として水
分含有率が500ppm以下(即ち、0〜500pp
m)、特に300ppm以下(即ち、0〜300pp
m)のものを使用する。即ち、本発明は、後述するよう
に、硬化剤として酸無水物系硬化剤を使用するものであ
るが、無機質充填剤中の水分量が多いと、この水分が原
因となって酸無水物の−CO−O−CO−基から−CO
OH基を誘導し、エポキシ樹脂組成物中におけるこの酸
無水物から誘導されるカルボキシル基を有する化合物を
増大させることになるので、無機質充填剤中の水分は5
00ppm以下に制御する必要がある。
In the present invention, the inorganic filler has a water content of 500 ppm or less (that is, 0 to 500 pp).
m), especially 300 ppm or less (that is, 0 to 300 pp)
m) is used. That is, as described later, the present invention uses an acid anhydride-based curing agent as a curing agent.However, if the amount of water in the inorganic filler is large, this water causes the acid anhydride to be hardened. -CO-O-CO- group to -CO
Since the OH group is induced to increase the compound having a carboxyl group derived from this acid anhydride in the epoxy resin composition, the water content of the inorganic filler is 5%.
It is necessary to control it to 00 ppm or less.

【0013】本発明において、硬化剤としては酸無水物
を使用する。酸無水物としては、テトラヒドロ無水フタ
ル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサ
ヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水
メチルハイミック酸、ピロメリット酸二無水物、ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,
4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水
物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プ
ロパン二無水物などの、好ましくは分子中に脂肪族環又
は芳香族環を1個又は2個有すると共に、酸無水物基を
1個又は2個有する、炭素原子数4〜25個、好ましく
は8〜20個程度の酸無水物が好適である。
In the present invention, an acid anhydride is used as a curing agent. Examples of the acid anhydride include tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, pyromellitic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3, 3 ', 4,
4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride,
Preferably, one molecule of an aliphatic or aromatic ring such as bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride or 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride is present in the molecule. An acid anhydride having one or two and one or two acid anhydride groups and having 4 to 25, preferably about 8 to 20 carbon atoms is suitable.

【0014】この場合、酸無水物としては、カルボキシ
ル基(COOH基)を有する化合物の含有量が0.5重
量%以下(即ち、0〜0.5重量%)、特に0.4重量
%以下(即ち、0〜0.4重量%)のものを使用する。
カルボキシル基含有量が0.5重量%より多いと結晶化
するおそれがあり、好ましくない。この場合、カルボキ
シル基(COOH基)の含有量としては、酸無水物硬化
剤に対して0.3重量%以下(即ち、0〜0.3重量
%)、特に0.25重量%以下(0〜0.25重量%)
のものが同様の理由により好ましい。
In this case, the content of the compound having a carboxyl group (COOH group) is 0.5% by weight or less (ie, 0 to 0.5% by weight), particularly 0.4% by weight or less as the acid anhydride. (That is, 0 to 0.4% by weight) is used.
If the carboxyl group content is more than 0.5% by weight, crystallization may occur, which is not preferable. In this case, the content of the carboxyl group (COOH group) is 0.3% by weight or less (that is, 0 to 0.3% by weight), particularly 0.25% by weight or less (0% by weight) based on the acid anhydride curing agent. ~ 0.25% by weight)
Are preferred for similar reasons.

【0015】なお、酸無水物の配合量は、エポキシ樹脂
中のエポキシ基1モルに対し、硬化剤中の酸無水物基の
比を0.3〜0.7モルの範囲とすることが望ましい。
0.3モル未満では硬化性が不十分であり、0.7モル
を超えると、未反応の酸無水物が残存し、ガラス転移温
度の低下となるおそれがある。より望ましくは0.4〜
0.6モルの範囲である。
The compounding amount of the acid anhydride is preferably such that the ratio of the acid anhydride group in the curing agent to the mol of epoxy group in the epoxy resin is in the range of 0.3 to 0.7 mol. .
If it is less than 0.3 mol, the curability is insufficient, and if it exceeds 0.7 mol, unreacted acid anhydride remains and the glass transition temperature may be lowered. More preferably 0.4 to
It is in the range of 0.6 mole.

【0016】また、硬化剤としては、上記の他にジシア
ンジアミド、アジピン酸ヒドラジド、イソフタル酸ヒド
ラジド等のカルボン酸ヒドラジドも使用することができ
る。
As the curing agent, carboxylic acid hydrazides such as dicyandiamide, adipic hydrazide and isophthalic hydrazide can be used in addition to the above.

【0017】更に、必要により、本発明の組成物には、
イミダゾール誘導体、3級アミン化合物、有機リン系化
合物から選ばれる1種又は2種以上を配合することがで
きる。ここで、イミダゾール誘導体としては、2−メチ
ルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、4−メチル
イミダゾール、4−エチルイミダゾール、2−フェニル
イミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾー
ル、2−フェニル−4−ヒドロキシメチルイミダゾー
ル、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノ
エチル−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−
メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェ
ニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等が挙
げられる。また、3級アミン化合物としては、トリエチ
ルアミン、ベンジルトリメチルアミン、α−メチルベン
ジルジメチルアミン等の窒素原子に結合する置換基とし
てアルキル基やアラルキル基を有するアミン化合物、
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7
及びそのフェノール塩、オクチル酸塩、オレイン酸塩な
どのシクロアミジン化合物やその有機酸との塩、或いは
下記式の化合物などのシクロアミジン化合物と4級ホウ
素化合物との塩又は錯塩などが挙げられる。
Further, if necessary, the composition of the present invention comprises:
One or two or more selected from imidazole derivatives, tertiary amine compounds, and organic phosphorus compounds can be blended. Here, as the imidazole derivative, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 4-methylimidazole, 4-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-hydroxymethyl Imidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 2-phenyl-4-
Methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole and the like can be mentioned. Examples of the tertiary amine compound include amine compounds having an alkyl group or an aralkyl group as a substituent bonded to a nitrogen atom, such as triethylamine, benzyltrimethylamine, and α-methylbenzyldimethylamine.
1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7
And a salt thereof with a cycloamidine compound such as a phenol salt, an octylate salt or an oleate salt, or an organic acid thereof, or a salt or a complex salt of a cycloamidine compound such as a compound of the following formula with a quaternary boron compound.

【0018】[0018]

【化2】 Embedded image

【0019】また、有機リン系化合物としては、トリフ
ェニルホスフィン等のトリオルガノホスフィン化合物や
テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等
の4級ホスホニウム塩などが挙げられる。
Examples of the organic phosphorus compounds include triorganophosphine compounds such as triphenylphosphine and quaternary phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate.

【0020】その配合量は、上記エポキシ樹脂と硬化剤
との合計100重量部に対して0.01〜10重量部、
望ましくは0.5〜5重量部である。0.01重量部よ
り少ないと硬化性が低下し、10重量部より多いと硬化
性に優れるが、保存性が低下する傾向となる。
The compounding amount is 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent.
Desirably, it is 0.5 to 5 parts by weight. If the amount is less than 0.01 part by weight, the curability is reduced. If the amount is more than 10 parts by weight, the curability is excellent, but the storage stability tends to be reduced.

【0021】本発明の組成物には、応力を低下させる目
的でシリコーンゴム、シリコーンオイルや液状のポリブ
タジエンゴム、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチ
レン共重合体といった熱可塑性樹脂などを配合してもよ
い。好ましくは、アルケニル基含有エポキシ樹脂又はフ
ェノール樹脂のアルケニル基と、下記式(1)で示され
る一分子中の珪素原子の数が20〜400、好ましくは
40〜200であり、SiH基(即ち、ケイ素原子に結
合した水素原子)の数が1〜5であるオルガノハイドロ
ジェンポリシロキサンのSiH基との付加反応により得
られる共重合体を配合することがよい。 HabSiO(4-a-b)/2 (1) (式中、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基、aは
0.005〜0.1、bは1.8〜2.2、1.81≦
a+b≦2.3を満足する正数を示す。)
The composition of the present invention may contain a thermoplastic resin such as silicone rubber, silicone oil, liquid polybutadiene rubber, or methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer for the purpose of reducing stress. Preferably, the alkenyl group of the alkenyl group-containing epoxy resin or phenol resin and the number of silicon atoms in one molecule represented by the following formula (1) are 20 to 400, preferably 40 to 200, and a SiH group (that is, It is preferable to blend a copolymer obtained by an addition reaction of an organohydrogenpolysiloxane having 1 to 5 hydrogen atoms bonded to silicon atoms with SiH groups. H a R b SiO (4-ab) / 2 (1) (wherein, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, a is 0.005 to 0.1, b is 1.8 to 2. 2, 1.81 ≦
It indicates a positive number satisfying a + b ≦ 2.3. )

【0022】なお、Rの一価炭化水素基としては、炭素
数1〜10、特に1〜8のものが好ましく、メチル基、
エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イ
ソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、シクロ
ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基、ビ
ニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセ
ニル基等のアルケニル基、フェニル基、キシリル基、ト
リル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル
基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などや、これ
らの炭化水素基の水素原子の一部又は全部を塩素、フッ
素、臭素等のハロゲン原子で置換したクロロメチル基、
ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基等のハロゲン
置換一価炭化水素基を挙げることができる。上記共重合
体としては、中でも下記構造のものが望ましい。
The monovalent hydrocarbon group of R preferably has 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 8 carbon atoms.
Ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, alkyl group such as decyl group, vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, hexenyl group Alkenyl groups such as phenyl group, xylyl group, and tolyl group; aralkyl groups such as benzyl group, phenylethyl group, and phenylpropyl group; and a part or all of hydrogen atoms of these hydrocarbon groups. A chloromethyl group substituted by a halogen atom such as fluorine, bromine,
Examples thereof include a halogen-substituted monovalent hydrocarbon group such as a bromoethyl group and a trifluoropropyl group. Among the above copolymers, those having the following structures are particularly desirable.

【0023】[0023]

【化3】 Embedded image

【0024】[0024]

【化4】 (上記式中、Rは上記と同じ、R11は水素原子又は炭素
数1〜4のアルキル基、R12は−CH2CH2CH2−、
−OCH2−CH(OH)−CH2−O−CH2CH 2CH
2−又は−O−CH2CH2CH2−である。nは4〜19
9、好ましくは19〜99の整数、pは1〜10の整
数、qは1〜10の整数である。)
Embedded image(Wherein R is the same as above, R11Is a hydrogen atom or carbon
An alkyl group of the formulas 1-4, R12Is -CHTwoCHTwoCHTwo−,
-OCHTwo-CH (OH) -CHTwo-O-CHTwoCH TwoCH
Two-Or -O-CHTwoCHTwoCHTwo-. n is 4 to 19
9, preferably an integer of 19 to 99, and p is an integer of 1 to 10.
The number and q are integers of 1 to 10. )

【0025】上記共重合体は、ジオルガノポリシロキサ
ン単位が液状エポキシ樹脂と硬化剤の合計量100重量
部に対し0〜20重量部、特には2〜15重量部含まれ
るように配合することで、応力をより一層低下させるこ
とができる。
The above copolymer is blended so that the diorganopolysiloxane unit is contained in an amount of 0 to 20 parts by weight, particularly 2 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the liquid epoxy resin and the curing agent. , The stress can be further reduced.

【0026】本発明の液状エポキシ樹脂組成物には、更
に必要に応じ、接着向上用炭素官能性シラン、カーボン
ブラックなどの顔料、染料、酸化防止剤、その他の添加
剤を配合することができる。
The liquid epoxy resin composition of the present invention may further contain, if necessary, a pigment such as a carbon-functional silane for improving adhesion, a carbon black or the like, a dye, an antioxidant, and other additives.

【0027】本発明のエポキシ樹脂組成物は、例えば、
エポキシ樹脂、シランカップリング剤、硬化促進剤、無
機質充填剤及び必要に応じて硬化剤を同時に又は別々に
必要により加熱処理を加えながら撹拌、溶解、混合、分
散させることにより製造することができる。これらの混
合物の混合、撹拌、分散等の装置は特に限定されない
が、撹拌、加熱装置を備えたライカイ機、3本ロール、
ボールミル、プラネタリーミキサー等を用いることがで
きる。これら装置を適宜組み合わせて使用してもよい。
The epoxy resin composition of the present invention is, for example,
It can be manufactured by stirring, dissolving, mixing, and dispersing an epoxy resin, a silane coupling agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and a curing agent, if necessary, simultaneously or separately while applying a heat treatment as needed. A device for mixing, stirring, and dispersing the mixture is not particularly limited, but a raikai machine equipped with a stirring and heating device, three rolls,
A ball mill, a planetary mixer or the like can be used. These devices may be used in appropriate combination.

【0028】本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、ポッ
ティング材、コーティング材等として半導体装置の封止
に使用されるが、特にフリップチップ型半導体装置のア
ンダーフィル材として好適に用いられる。
The liquid epoxy resin composition of the present invention is used for encapsulating a semiconductor device as a potting material, a coating material and the like, and is particularly suitably used as an underfill material for a flip-chip type semiconductor device.

【0029】ここで、本発明の組成物は、これに含まれ
る上記酸無水物から誘導されるカルボキシル基(COO
H基)を有する化合物の含有量が0.2重量%以下(即
ち、0〜0.2重量%)、特に0.15重量%以下(即
ち、0〜0.15重量%)であることが必要である。こ
のカルボキシル基を有する化合物の含有量が0.2重量
%を超えると、剥離、クラックが生じ易い。この場合、
カルボキシル基(COOH基)の含有量は、組成物全体
に対して0.15重量%以下(即ち、0〜0.15重量
%)、特に0.1重量%以下(0〜0.1重量%)であ
ることが同様の理由により好ましい。
Here, the composition of the present invention comprises a carboxyl group (COO) derived from the above-mentioned acid anhydride contained therein.
The content of the compound having an (H group) is 0.2% by weight or less (that is, 0 to 0.2% by weight), particularly 0.15% by weight or less (that is, 0 to 0.15% by weight). is necessary. When the content of the compound having a carboxyl group exceeds 0.2% by weight, peeling and cracking are likely to occur. in this case,
The content of the carboxyl group (COOH group) is 0.15% by weight or less (that is, 0 to 0.15% by weight), particularly 0.1% by weight or less (0 to 0.1% by weight) based on the whole composition. ) Is preferable for the same reason.

【0030】なお、剥離現象は、例えば、フリップチッ
プ型半導体装置において、基板とチップの間を侵入させ
た後、硬化を行うと、シリコンナイトライドをコートし
たチップ側で生起する。この場合、原因はいろいろ考え
られるが、硬化剤である酸無水物中に含有する酸無水物
から誘導されるカルボキシル基を有する化合物の反応の
阻害で、シリコンナイトライドとの接着力及び組成物自
身が弱いとき生じるものと考えられるが、いずれにして
も、組成物中のカルボキシル基を有する化合物量を上記
のように0.2重量%以下に局限することにより、剥離
現象を有効に防止し得る。
In a flip chip type semiconductor device, for example, in a flip chip type semiconductor device, if the substrate is cured after penetration between the substrate and the chip, it occurs on the silicon nitride coated chip side. In this case, there are various possible causes, but the inhibition of the reaction of the compound having a carboxyl group derived from the acid anhydride contained in the acid anhydride as the curing agent causes the adhesion to the silicon nitride and the composition itself. In any case, the peeling phenomenon can be effectively prevented by limiting the amount of the compound having a carboxyl group in the composition to 0.2% by weight or less as described above. .

【0031】なお、本発明の液状エポキシ樹脂組成物の
粘度は、25℃において10,000ポイズ以下である
ことが好ましい。
The viscosity of the liquid epoxy resin composition of the present invention is preferably not more than 10,000 poise at 25 ° C.

【0032】本発明の組成物を用いて半導体を封止する
成形方法、成形条件は、常法とすることができるが、特
にアンダーフィル材としては、ディバイスの空隙に樹脂
組成物を侵入させて封止する際の温度条件は60〜12
0℃であることが好ましく、更に好ましくは70〜10
0℃である。60℃未満であると、組成物の粘度が高い
ため、基板とチップの隙間を侵入させることができず、
また、120℃を超えると反応が生起し、やはり侵入を
妨げる原因となる場合がある。なお、樹脂組成物を侵入
封止させた後の成形・硬化条件は、150℃で0.5〜
2時間程度が好ましい。
The molding method and molding conditions for encapsulating a semiconductor using the composition of the present invention can be conventional methods. Particularly, as the underfill material, the resin composition is introduced into the voids of the device. Temperature conditions for sealing are 60 to 12
0 ° C., more preferably 70 to 10 ° C.
0 ° C. If the temperature is lower than 60 ° C., the viscosity of the composition is high, so that the gap between the substrate and the chip cannot be penetrated,
On the other hand, when the temperature exceeds 120 ° C., a reaction occurs, which may also hinder penetration. In addition, the molding and curing conditions after the resin composition is intruded and sealed are 0.5 to 150 ° C.
About two hours are preferable.

【0033】[0033]

【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0034】[実施例、比較例]液状エポキシ樹脂とし
てビスフェノールA型エポキシ樹脂(RE310:日本
化薬社製)を22.5重量部、硬化剤として酸無水物
(メチルテトラヒドロ無水フタル酸、MH700:新日
本理化社製)を11.0重量部、溶融シリカ(PLV7
−1−1:龍森社製)を60.0重量部、シランカップ
リング剤(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、KBM403:信越化学工業社製)を0.5重量
部、硬化促進剤(UCAT5002:旭化成社製)を
6.0重量部配合し、均一に混練することによりエポキ
シ樹脂組成物を得た。
Examples and Comparative Examples 22.5 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin (RE310: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as a liquid epoxy resin and an acid anhydride (methyltetrahydrophthalic anhydride, MH700) as a curing agent: 11.0 parts by weight of fused silica (PLV7)
-1-1: 60.0 parts by weight of Tatsumori Co., Ltd., 0.5 parts by weight of a silane coupling agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, KBM403: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and a curing accelerator (UCAT5002: manufactured by Asahi Kasei Corporation) was mixed in an amount of 6.0 parts by weight and uniformly kneaded to obtain an epoxy resin composition.

【0035】この場合、シリカとしては表1に示す水分
含有量のものを使用し、酸無水物としては表1に示す量
でカルボキシル基を有する化合物を含有するものを使用
した。また、組成物中の上記酸無水物から誘導されるカ
ルボキシル基を有する化合物の含有量は表1に示す通り
である。
In this case, silica having a water content shown in Table 1 was used as silica, and acid anhydride containing a compound having a carboxyl group in an amount shown in Table 1 was used. The content of the compound having a carboxyl group derived from the above acid anhydride in the composition is as shown in Table 1.

【0036】次に、得られたエポキシ樹脂組成物を10
mm角のチップに対し100μmの隙間をもつような基
板に積載されたディバイスに100℃でディスペンス
し、昇温7℃/分、保持150℃×2時間の条件下硬化
させた。硬化物については、剥離を評価した。剥離は市
販の超音波探傷機にてチェックした。結果を表1に併記
する。
Next, the obtained epoxy resin composition was
Dispensing was performed at 100 ° C. on a device mounted on a substrate having a gap of 100 μm with respect to a chip having a size of square mm at 100 ° C., followed by curing at a temperature rising of 7 ° C./min and holding at 150 ° C. × 2 hours. The peeling of the cured product was evaluated. Peeling was checked with a commercially available ultrasonic flaw detector. The results are also shown in Table 1.

【0037】[0037]

【表1】 *チップ個数は20で、その剥離面積の割合は(チップ
の総面積に対する剥離面積の合計(%)/20)を示
す。
[Table 1] * The number of chips is 20, and the ratio of the peeled area is (total (%) of peeled area to total area of chip / 20).

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の半導体封止用液状エポキシ樹脂
組成物は、剥離及びクラックが生じることが防止され、
信頼性の高いものである。
The liquid epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention can prevent peeling and cracking,
It is highly reliable.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 Fターム(参考) 4J002 CD021 CD041 CD051 CD061 DE076 DE146 DF016 DJ006 DJ016 DK006 EL137 EQ027 ET007 FD016 FD147 GQ05 HA01 HA02 HA08 4J036 AA01 AC01 AD01 AD08 AF06 AF15 AF16 AH02 AH18 AH19 DB17 DC31 DC35 DD07 FA03 FA04 FA05 FB05 FB16 JA07 4M109 AA01 BA04 CA05 EA03 EB02 EB04 EB06 EB12 EC03 EC09 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Toshio Shiohara 1-10 Hitomi, Matsuida-machi, Usui-gun, Gunma Prefecture F-term in the Silicon Electronics Research Laboratory, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (Reference) 4J002 CD021 CD041 CD051 CD061 DE076 DE146 DF016 DJ006 DJ 016

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)液状エポキシ樹脂、(B)無機質
充填剤、(C)酸無水物系硬化剤を必須成分とする液状
エポキシ樹脂組成物において、上記無機質充填剤の水分
含有率が500ppm以下であり、上記酸無水物中に含
まれるカルボキシル基を有する化合物量が0.5重量%
以下であり、かつ組成物中に含まれる上記酸無水物から
のカルボキシル基を有する化合物量が0.2重量%以下
であることを特徴とする半導体封止用液状エポキシ樹脂
組成物。
1. A liquid epoxy resin composition comprising (A) a liquid epoxy resin, (B) an inorganic filler, and (C) an acid anhydride-based curing agent as essential components, wherein the inorganic filler has a water content of 500 ppm. The amount of the compound having a carboxyl group contained in the acid anhydride is 0.5% by weight or less.
A liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the amount of a compound having a carboxyl group from the acid anhydride contained in the composition is 0.2% by weight or less.
【請求項2】 フリップチップ型半導体装置のアンダー
フィル材用である請求項1記載の組成物。
2. The composition according to claim 1, which is used for an underfill material of a flip-chip type semiconductor device.
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