JP2001270932A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JP2001270932A
JP2001270932A JP2000088884A JP2000088884A JP2001270932A JP 2001270932 A JP2001270932 A JP 2001270932A JP 2000088884 A JP2000088884 A JP 2000088884A JP 2000088884 A JP2000088884 A JP 2000088884A JP 2001270932 A JP2001270932 A JP 2001270932A
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package
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition which can reduce the warpage of a semiconductor package (e.g. a BGA) and can enhance the reflow resistance and a semiconductor device sealed with the same. SOLUTION: This epoxy resin composition contains an epoxy resin represented by formula (1) (wherein n is 0-5), a phenol novolak resin represented by formula (2) (wherein m is 0-10, and when m is 0, then the compound is dinuclear) and having a content of dinuclear compound of 10 wt.% or lower, an inorganic filler, and a cure accelerator.

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、半導体を封止する
ために用いられるエポキシ樹脂組成物、及びこのエポキ
シ樹脂組成物を用いて封止し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 an epoxy resin composition used for encapsulating a semiconductor, and a semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体用パッケージの小型・薄型
化は急速に進展し、面実装型パッケージとしてSOPや
QFPに代表される周辺端子型パッケージの端子数は、
実用上の限界に達しつつある。このような中、BGAに
代表されるボール端子型パッケージが新たに開発され、
ICやLSIチップのパッケージの主流となってきてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the size and thickness of semiconductor packages have been rapidly reduced, and the number of terminals of a peripheral terminal type package represented by a SOP or QFP as a surface mount type package has been increasing.
It is reaching practical limits. Under such circumstances, a ball terminal type package represented by BGA has been newly developed,
It has become the mainstream of IC and LSI chip packages.

【0003】BGAの形態としては、チップ接続方法な
どにより種々のものがある。このうち主として製造され
ているものは、チップ接続方法としてワイヤボンディン
グ方式を採用しているものである。例えばこのBGA
は、パッケージ基板の片面にチップを載置し、チップと
パッケージ基板上の導体パターンとを金の細線ワイヤ等
で結線し、その後チップ搭載面のみをトランスファー成
形法によってエポキシ樹脂組成物などの封止材で成形封
止すると共に、チップ搭載面の反対面に位置する電極パ
ッドに半田ボールを設けて形成されるものである。
There are various types of BGAs depending on a chip connection method and the like. Among these, those mainly manufactured adopt a wire bonding method as a chip connection method. For example, this BGA
Is to mount the chip on one side of the package substrate, connect the chip to the conductor pattern on the package substrate with a thin gold wire, etc., and then seal only the chip mounting surface with epoxy resin composition etc. by transfer molding method It is formed by molding and sealing with a material and by providing a solder ball on an electrode pad located on the surface opposite to the chip mounting surface.

【0004】しかしながら、このようなBGAのパッケ
ージは、線膨張係数(α1)の異なる封止材とパッケー
ジ基板とが片面で貼り合わされているため、成形直後か
ら常温まで冷却される間に、封止材とパッケージ基板と
の接着面に収縮率の不均衡が生じ、パッケージに反りが
発生するといった問題があった。
However, in such a BGA package, a sealing material having a different linear expansion coefficient (α1) and a package substrate are bonded on one side, so that the sealing material is cooled immediately after molding to room temperature. There has been a problem that an imbalance in the shrinkage rate occurs on the bonding surface between the material and the package substrate, and the package warps.

【0005】また、封止材とパッケージ基板との密着性
が低い場合には、パッケージをリフロー半田付けにより
実装基板に実装する際、パッケージにクラックが発生す
るなどして、耐リフロー性などの信頼性が低くなるもの
であった。
[0005] Further, when the adhesion between the encapsulant and the package substrate is low, when the package is mounted on the mounting substrate by reflow soldering, cracks occur in the package, and reliability such as reflow resistance is low. The property was reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】そこで、封止材とし
て、トリフェノールメタン型のエポキシ樹脂を主成分と
するエポキシ樹脂組成物を用いる試みがなされている。
これを用いると、封止材のガラス転移温度(Tg)が成
形温度よりも高くなり、成形直後から常温まで冷却され
る際、封止材とパッケージ基板との収縮率が同程度にな
って、パッケージに反りが発生しにくくなるものであ
る。
Attempts have been made to use an epoxy resin composition containing a triphenolmethane-type epoxy resin as a main component as a sealing material.
When this is used, the glass transition temperature (Tg) of the sealing material becomes higher than the molding temperature, and when cooled to room temperature immediately after molding, the shrinkage ratio between the sealing material and the package substrate becomes almost the same, The package is less likely to warp.

【0007】しかしながら、このものではパッケージの
反りを低減することは可能になるが、封止材とパッケー
ジ基板との密着性を改善することはできず、パッケージ
の耐リフロー性は満足できる水準には達していないもの
であり、反りと耐リフロー性との両方の問題を解決する
ことはできないものであった。
However, this method can reduce the warpage of the package, but cannot improve the adhesion between the sealing material and the package substrate, and the reflow resistance of the package is at a satisfactory level. Thus, both the problems of warpage and reflow resistance cannot be solved.

【0008】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、BGA等の半導体パッケージの反りを低減し、耐
リフロー性を高めることのできるエポキシ樹脂組成物、
及びこのエポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体装
置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and has been made of an epoxy resin composition capable of reducing warpage of a semiconductor package such as BGA and improving reflow resistance.
It is another object of the present invention to provide a semiconductor device sealed using the epoxy resin composition.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
エポキシ樹脂組成物は、下記式(1)で示されるエポキ
シ樹脂、2核体が10質量%以下である下記式(2)で
示されるフェノールノボラック樹脂、無機充填材、硬化
促進剤を含有して成ることを特徴とするものである。
The epoxy resin composition according to claim 1 of the present invention has an epoxy resin represented by the following formula (1) and a binuclear body having a content of 10% by mass or less. It comprises a phenol novolak resin, an inorganic filler, and a curing accelerator.

【0010】[0010]

【化2】 Embedded image

【0011】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、シリコーンレジンで表面が被覆されたシリコーンゴ
ムパウダーを含有して成ることを特徴とするものであ
る。
[0011] The invention of claim 2 is characterized in that, in claim 1, it comprises a silicone rubber powder whose surface is coated with a silicone resin.

【0012】また請求項3の発明は、請求項1又は2に
おいて、硬化促進剤がイミダゾール類であることを特徴
とするものである。
The invention of claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the curing accelerator is an imidazole.

【0013】また請求項4の発明は、請求項1乃至3の
いずれかにおいて、硬化物の線膨張係数(α1)が1.
0〜1.6(×10-5/℃)であることを特徴とするも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the cured product has a linear expansion coefficient (α1) of 1.
0 to 1.6 (× 10 −5 / ° C.).

【0014】また本発明の請求項5に係る半導体装置
は、請求項1乃至4のいずれかに記載のエポキシ樹脂組
成物で封止されて成ることを特徴とするものである。
A semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention is characterized by being sealed with the epoxy resin composition according to any one of the first to fourth aspects.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0016】本発明においてエポキシ樹脂としては、式
(1)で示されるエポキシ樹脂を用いるものである。チ
ップを搭載したパッケージ基板に、このエポキシ樹脂を
用いて調製したエポキシ樹脂組成物からなる封止材を封
止して形成されるパッケージの反りは、封止材の硬化物
のガラス転移温度(Tg)が高まって体積変化が小さく
なることにより、低減することができるものである。さ
らに、後述する式(2)で示されるフェノールノボラッ
ク樹脂で、2核体が10質量%以下であるものと組み合
わせることで、パッケージの反りをさらに低減すること
ができると共に、チップやパッケージ基板との密着性を
高め、リフロー半田付けによる剥離やクラックなどの発
生を防止することができるものである。
In the present invention, the epoxy resin represented by the formula (1) is used as the epoxy resin. The warpage of a package formed by sealing a sealing material made of an epoxy resin composition prepared using this epoxy resin on a package substrate on which a chip is mounted is determined by the glass transition temperature (Tg) of the cured product of the sealing material. ) Is increased and the volume change is reduced, so that it can be reduced. Furthermore, by combining with a phenol novolak resin represented by the formula (2) described below and having a binuclear body of 10% by mass or less, the warpage of the package can be further reduced and the chip and the package substrate can be further reduced. It can enhance the adhesion and prevent the occurrence of peeling, cracks, and the like due to reflow soldering.

【0017】また、式(1)で示されるエポキシ樹脂の
他に、例えば、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹
脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノー
ル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシク
ロペンタジエン型エポキシ樹脂等、封止材に一般的に配
合されているエポキシ樹脂を混合して用いることができ
る。このようなエポキシ樹脂を併用する場合は、式
(1)で示されるエポキシ樹脂の配合量は、エポキシ樹
脂全量に対して20質量%以上であることが好ましく、
さらに好ましくはエポキシ樹脂全量に対して50質量%
以上である。配合量には特に上限はなく、100質量%
用いることができる。しかし、配合量が20質量%未満
であると、前述した効果を高く得ることができないおそ
れがある。
In addition to the epoxy resin represented by the formula (1), for example, orthocresol novolak epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, etc. An epoxy resin generally compounded in the stopper can be used as a mixture. When such an epoxy resin is used in combination, the amount of the epoxy resin represented by the formula (1) is preferably 20% by mass or more based on the total amount of the epoxy resin,
More preferably, 50% by mass based on the total amount of the epoxy resin.
That is all. There is no particular upper limit for the amount of compounding, and 100% by mass.
Can be used. However, if the compounding amount is less than 20% by mass, the above-described effects may not be obtained at a high level.

【0018】また硬化剤としては、式(2)で示される
フェノールノボラック樹脂であり、且つ2核体が10質
量%以下のものを用いるものである。ここで、2核体と
は式(2)において、m=0で示されるものをいう。そ
して、上記のものと式(1)で示されるエポキシ樹脂と
組み合わせることで、パッケージの反りを少なくするこ
とができると共に、耐リフロー性を向上させることがで
きるものである。2核体が10質量%を超えたものを用
いると、架橋密度の低下をもたらし、ガラス転移温度
(Tg)が下がり、パッケージの反りが大きくなるもの
である。
As the curing agent, a phenol novolak resin represented by the formula (2) and having a binuclear content of 10% by mass or less is used. Here, the binucleate refers to a compound represented by m = 0 in the formula (2). And, by combining the above with the epoxy resin represented by the formula (1), the warpage of the package can be reduced and the reflow resistance can be improved. If the binuclear substance exceeds 10% by mass, the crosslink density is lowered, the glass transition temperature (Tg) is lowered, and the warpage of the package is increased.

【0019】また、式(2)で示されるフェノールノボ
ラック樹脂で、2核体が10質量%以下であるものの他
に、例えば、フェノールノボラック樹脂、ナフタレン骨
格含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノ
ール樹脂、フェノールアラルキル樹脂等、封止材に一般
的に配合されている硬化剤を混合して用いることができ
る。このような硬化剤を併用する場合は、2核体が10
質量%以下である式(2)で示されるフェノールノボラ
ック樹脂の配合量は、硬化剤全量に対して20質量%以
上であることが好ましく、さらに好ましくは硬化剤全量
に対して50質量%以上である。配合量には特に上限は
なく、100質量%用いることができる。しかし、配合
量が20質量%未満であると、パッケージの反りを低減
することができないおそれがある。
In addition to the phenol novolak resin represented by the formula (2), which has a binuclear content of 10% by mass or less, for example, a phenol novolak resin, a naphthalene skeleton-containing phenol resin, a dicyclopentadiene type phenol resin, A curing agent generally compounded in a sealing material, such as a phenol aralkyl resin, can be mixed and used. When such a curing agent is used in combination, the binuclear is 10%.
The compounding amount of the phenol novolak resin represented by the formula (2) which is not more than 20% by mass is preferably not less than 20% by mass, more preferably not less than 50% by mass, based on the total amount of the curing agent. is there. There is no particular upper limit on the amount of the compound, and 100% by mass can be used. However, if the amount is less than 20% by mass, the warpage of the package may not be reduced.

【0020】また無機充填材としては、特に限定される
ものではなく、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アル
ミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等、封止材に一般
的に配合されているものを用いることができる。これら
は1種を単独で用いたり、2種以上を混合して用いたり
することができる。ところで、BGA等のパッケージ基
板としては、ガラスエポキシ、BT(ビスマレイミドト
リアジン樹脂)材等の有機基板を用いることが一般的で
あり、このようなパッケージ基板の線膨張係数(α1)
は、1.3〜1.7(×10-5/℃)である。そのた
め、封止材の硬化収縮を考慮して、硬化物の線膨張係数
(α1)をパッケージ基板のそれよりもやや低めに設定
しておくと、パッケージの反りを低減することができる
ものである。よって、硬化物の線膨張係数(α1)が
1.0〜1.6(×10-5/℃)の範囲内に入るよう
に、前述した無機充填材を封止材に配合することが好ま
しい。硬化物の線膨張係数(α1)が上記の範囲から外
れると、封止材とパッケージ基板の線膨張係数(α1)
の差が大きくなってパッケージに反りが発生し易くなる
おそれがある。
The inorganic filler is not particularly limited. For example, it is possible to use inorganic fillers such as fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, and aluminum nitride which are generally blended in a sealing material. Can be. These can be used alone or in combination of two or more. By the way, as a package substrate such as a BGA, an organic substrate such as glass epoxy or BT (bismaleimide triazine resin) material is generally used, and the linear expansion coefficient (α1) of such a package substrate is used.
Is 1.3 to 1.7 (× 10 −5 / ° C.). For this reason, if the linear expansion coefficient (α1) of the cured product is set slightly lower than that of the package substrate in consideration of the curing shrinkage of the sealing material, the warpage of the package can be reduced. . Therefore, it is preferable to mix the above-mentioned inorganic filler into the sealing material such that the linear expansion coefficient (α1) of the cured product falls within the range of 1.0 to 1.6 (× 10 −5 / ° C.). . If the linear expansion coefficient (α1) of the cured product is out of the above range, the linear expansion coefficient (α1) of the sealing material and the package substrate
And the package may be easily warped.

【0021】また硬化促進剤としてイミダゾール類を用
いると、硬化物のガラス転移温度(Tg)が高まり、体
積変化が小さくなってパッケージに反りが発生しにくく
なって好ましい。このイミダゾール類としては、特に限
定されるものではなく、例えば、2−メチルイミダゾー
ル、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェ
ニルイミダゾール(2PZ)等を用いることができる。
この他、イミダゾール類以外の硬化促進剤として、例え
ば、トリフェニルホスフィン(TPP)、トリメチルホ
スフィン等の有機リン化合物類、1,8−ジアザビシク
ロ(5,4,0)ウンデセン、トリエタノールアミン、
ベンジルジメチルアミン等の三級アミン類等を用いるこ
とができる。これらは1種を単独で用いたり、2種以上
を混合して用いたりすることができる。硬化促進剤の配
合量は、エポキシ樹脂組成物全量に対して0.03〜
1.0質量%であることが好ましい。配合量が0.03
質量%未満であると、封止材のゲル化時間が遅くなり、
硬化時の剛性が低下して作業性が悪化するおそれがあ
る。逆に1.0質量%を超えると、成形中に硬化反応が
進み、ボイド、未充填が発生し易くなるおそれがある。
When an imidazole is used as a curing accelerator, the glass transition temperature (Tg) of the cured product is increased, the change in volume is reduced, and the package is less likely to warp. The imidazoles are not particularly limited, and for example, 2-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole (2PZ) and the like can be used.
In addition, as a curing accelerator other than imidazoles, for example, organic phosphorus compounds such as triphenylphosphine (TPP) and trimethylphosphine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene, triethanolamine,
Tertiary amines such as benzyldimethylamine can be used. These can be used alone or in combination of two or more. The amount of the curing accelerator is from 0.03 to the total amount of the epoxy resin composition.
It is preferably 1.0% by mass. 0.03
If it is less than mass%, the gelation time of the sealing material will be delayed,
There is a possibility that the stiffness at the time of curing is reduced and the workability is deteriorated. Conversely, if the content exceeds 1.0% by mass, the curing reaction proceeds during molding, and voids and unfilled portions may be easily generated.

【0022】また上記の成分に加えて、シリコーンゴム
パウダーを封止材に添加することができる。この際、シ
リコーンゴムパウダーの表面は、シリコーンレジンで被
覆しておくことが好ましい。このようにすると、チップ
やパッケージ基板と封止材との密着性を損なうことな
く、パッケージの反りを低減することができるものであ
る。なお、シリコーンゴムパウダーやシリコーンレジン
としては、市販のものを用いることができる。ただし、
シリコーンゴムパウダーの平均粒径は、0.5〜20μ
mであることが好ましい。平均粒径が上記の範囲から外
れると、成形時における封止材の流動性が低下したり、
前述した密着性が低下したりするおそれがある。またシ
リコーンゴムパウダーの配合量は、エポキシ樹脂組成物
全量に対して0.3〜5.0質量%であることが好まし
い。配合量が上記の範囲から外れると、成形時における
封止材の流動性が低下するおそれがある。
In addition to the above components, silicone rubber powder can be added to the sealing material. At this time, it is preferable that the surface of the silicone rubber powder be covered with a silicone resin. By doing so, it is possible to reduce the warpage of the package without impairing the adhesion between the chip or the package substrate and the sealing material. In addition, a commercially available thing can be used as a silicone rubber powder and a silicone resin. However,
The average particle size of the silicone rubber powder is 0.5-20μ
m is preferable. If the average particle size is out of the above range, the flowability of the sealing material during molding is reduced,
There is a possibility that the aforementioned adhesiveness may be reduced. The amount of the silicone rubber powder is preferably 0.3 to 5.0% by mass based on the total amount of the epoxy resin composition. If the amount is outside the above range, the fluidity of the sealing material during molding may be reduced.

【0023】さらに上記の成分以外に、封止材に一般的
に配合されている添加剤を適宜配合して用いることがで
きる。例えば、離型剤としては、カルナバワックスを、
難燃剤としては、リン系難燃剤、ブロム化合物、三酸化
アンチモン等を、着色剤としては、カーボンブラック、
有機染料等を、カップリング剤としては、γ−グリシド
キシプロピルトリエトキシシラン等を用いることができ
る。
Further, in addition to the above components, additives generally compounded in the sealing material can be appropriately compounded and used. For example, as a release agent, carnauba wax,
As the flame retardant, phosphorus-based flame retardants, bromo compounds, antimony trioxide, etc., and as the colorant, carbon black,
Organic dyes and the like can be used as coupling agents such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane.

【0024】本発明に係るエポキシ樹脂組成物は、上記
のエポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材、硬化促進剤を必
須成分とし、さらに必要に応じて離型剤、難燃剤、着色
剤、カップリング剤等を配合し、これをミキサー、ブレ
ンダー等で均一に混合した後に、ニーダーやロールで加
熱混練することによって調製することができるものであ
る。なお、各成分を配合する順序は特に限定されない。
また得られた混練物を必要に応じて冷却固化し、粉砕し
て粉状にしたり、タブレット状にしたりして使用するよ
うにしてもよい。
The epoxy resin composition according to the present invention contains the above-mentioned epoxy resin, curing agent, inorganic filler, and curing accelerator as essential components, and further includes a releasing agent, a flame retardant, a coloring agent, and a coupling as required. The composition can be prepared by blending an agent and the like, uniformly mixing the mixture with a mixer, a blender, or the like, and then kneading the mixture with a kneader or a roll. In addition, the order which mix | blends each component is not specifically limited.
Further, the obtained kneaded material may be cooled and solidified as required, and then pulverized into a powder form or a tablet form for use.

【0025】そして、上記のようにして調製したエポキ
シ樹脂組成物を用いて封止成形することによって、半導
体装置を作製することができる。例えば、IC等のチッ
プを搭載したパッケージ基板をトランスファー成形金型
にセットし、トランスファー成形を行うことによって、
チップ搭載面をエポキシ樹脂組成物による封止材で封止
した半導体装置を作製することができるものである。
Then, a semiconductor device can be manufactured by sealing and molding using the epoxy resin composition prepared as described above. For example, by setting a package substrate on which a chip such as an IC is mounted in a transfer molding die and performing transfer molding,
A semiconductor device in which a chip mounting surface is sealed with a sealing material of an epoxy resin composition can be manufactured.

【0026】このようにして得られる半導体装置は、成
形直後から常温まで冷却される間に、チップやパッケー
ジ基板と封止材との間に収縮率の不均衡が生じることが
なく、反りが発生しなくなるものであり、またこの半導
体装置を実装基板へ実装するにあたって、リフロー半田
付けを行ってもチップやパッケージ基板と封止材との間
に、剥離やパッケージクラックが発生しなくなるもので
ある。
The semiconductor device thus obtained does not have an imbalance in shrinkage between the chip or package substrate and the encapsulant during cooling from immediately after molding to room temperature, and warpage does not occur. When the semiconductor device is mounted on a mounting substrate, peeling and package cracking do not occur between the chip or the package substrate and the sealing material even when reflow soldering is performed.

【0027】[0027]

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

【0028】表1及び表2の配合物をミキサーで均一に
混合した後、加熱ロールで約5分間混練することによっ
て、実施例1〜6及び比較例1〜4のエポキシ樹脂組成
物を得た。
[0028] The blends of Tables 1 and 2 were uniformly mixed by a mixer, and then kneaded with a heating roll for about 5 minutes to obtain epoxy resin compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4. .

【0029】ここで表1及び表2において、オルソクレ
ゾールノボラックエポキシ樹脂として、住友化学社製
「ESCN195XL」を、式(1)で示されるエポキ
シ樹脂として、日本化薬社製「EPPN501HY」
を、一般のフェノールノボラック樹脂として、明和化成
社製「H−1」(2核体は、約15質量%)を、式
(2)で示されるフェノールノボラック樹脂として、明
和化成社製「DL−92」(2核体は、約4質量%)
を、ブロム化エポキシ樹脂として、住友化学社製「ES
B400」を用いた。
In Tables 1 and 2, "ESCN195XL" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used as an orthocresol novolak epoxy resin, and "EPPN501HY" manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. was used as an epoxy resin represented by the formula (1).
As a general phenol novolak resin, "H-1" manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd. (the dinuclear is about 15% by mass), and as a phenol novolak resin represented by the formula (2), "DL-" manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd. 92 "(about 4% by mass of binucleate)
As brominated epoxy resin, "ES" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
B400 "was used.

【0030】また硬化促進剤として、2−フェニルイミ
ダゾール(2PZ)、トリフェニルホスフィン(TP
P)を、無機充填材として、カップリング剤であるγ−
グリシドキシプロピルトリエトキシシランで処理した溶
融シリカ(平均粒径15μm)を用いた。
As a curing accelerator, 2-phenylimidazole (2PZ), triphenylphosphine (TP)
P) as an inorganic filler, γ-
Fused silica (average particle size: 15 μm) treated with glycidoxypropyltriethoxysilane was used.

【0031】また表面がシリコーンレジンで被覆された
シリコーンゴムパウダーとして、信越化学社製「KMP
−600」(平均粒径5μm)を、表面がシリコーンレ
ジンで被覆されていないシリコーンゴムパウダーとし
て、東レダウコーニングシリコーン社製「E601」
(平均粒径2μm)を用いた。なお、このシリコーンゴ
ムパウダーはエポキシ基を有するものである。
As a silicone rubber powder whose surface is coated with a silicone resin, "KMP" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
“-601” (average particle size: 5 μm) as “E601” manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd. as a silicone rubber powder whose surface is not coated with silicone resin.
(Average particle size: 2 μm). The silicone rubber powder has an epoxy group.

【0032】また難燃剤として、三酸化アンチモンを、
離型剤として、カルナバワックスを用いた。
Antimony trioxide is used as a flame retardant,
Carnauba wax was used as a release agent.

【0033】次に、上記のようにして得たエポキシ樹脂
組成物の性能を以下の試験で評価した。結果を表1及び
表2にまとめて示す。 (BGAパッケージ反り)図1(a)に示すように、パ
ッケージ基板3としてBT(ビスマレイミドトリアジン
樹脂)材を用い、このパッケージ基板3に評価用TEG
チップ2を搭載して、外形サイズ7.6mm×7.6m
m×厚み0.4mmのBGA用の金型にセットし、上記
の実施例1〜6及び比較例1〜4の成形材料を用いて、
この金型にトランスファー成形した。成形条件は、温度
170℃、注入圧力9.8MPa、注入スピード10
秒、キュアータイム120秒であり、成形後に温度17
5℃で、6時間アフターキュアーすることによって、封
止材1の厚みが0.8mmのBGAパッケージを得た。
Next, the performance of the epoxy resin composition obtained as described above was evaluated by the following tests. The results are summarized in Tables 1 and 2. (BGA Package Warpage) As shown in FIG. 1A, a BT (bismaleimide triazine resin) material is used as the package substrate 3, and a TEG for evaluation is formed on the package substrate 3.
With chip 2 mounted, external size 7.6mm x 7.6m
mx 0.4 mm, set in a mold for BGA, and using the molding materials of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4,
Transfer molding was performed on this mold. The molding conditions were as follows: temperature 170 ° C., injection pressure 9.8 MPa, injection speed 10
Seconds, cure time 120 seconds, temperature after molding 17
By performing after-curing at 5 ° C. for 6 hours, a BGA package in which the thickness of the sealing material 1 was 0.8 mm was obtained.

【0034】このようにして得たBGAパッケージにつ
いて、図1(b)の矢印で示す2箇所の反りを表面粗さ
計を用いて測定した。 (耐リフロー性)前処理として上記のBGAパッケージ
を125℃、24時間乾燥させた後、30℃、70%R
Hの恒温恒湿機で168時間の吸湿処理を行い、このB
GAパッケージにIRリフロー処理(EIAJ規格)を
行った。この処理後のBGAパッケージの内部を超音波
探査装置(キャノン社製「M−700II」)で観察
し、封止材とチップとの界面部、及び封止材とパッケー
ジ基板との界面部との間の剥離やクラックの有無を調べ
た。結果を評価数(分母)に対する剥離発生数(分子)
で示す。 (ガラス転移温度(Tg))上記のようにして得たエポ
キシ樹脂組成物について、TMAで(α1(80〜12
0℃)とα2(220〜260℃)との交点として)ガ
ラス転移温度(Tg)を測定した。 (線膨張係数(α1))上記のようにして得たエポキシ
樹脂組成物について、TMAで(80〜120℃の温度
域の)線膨張係数(α1)を測定した。
With respect to the BGA package thus obtained, two warpages indicated by arrows in FIG. 1B were measured using a surface roughness meter. (Reflow resistance) After drying the above BGA package at 125 ° C. for 24 hours as a pre-treatment, the BGA package was dried at 30 ° C. and 70% R
H was subjected to a moisture absorption treatment for 168 hours using a thermo-hygrostat.
The GA package was subjected to an IR reflow process (EIAJ standard). The interior of the BGA package after this processing is observed with an ultrasonic probe (“M-700II” manufactured by Canon Inc.), and the interface between the sealing material and the chip and the interface between the sealing material and the package substrate are observed. The presence or absence of peeling or cracks between them was examined. Number of occurrences of peeling (numerator) against evaluation number (denominator)
Indicated by (Glass transition temperature (Tg)) The epoxy resin composition obtained as described above was analyzed by TMA to obtain (α1 (80 to 12)
Glass transition temperature (Tg) was measured (as the intersection of 0 ° C.) and α2 (220-260 ° C.). (Linear Expansion Coefficient (α1)) The linear expansion coefficient (α1) (in a temperature range of 80 to 120 ° C.) of the epoxy resin composition obtained as described above was measured by TMA.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】表1にみられるように、各実施例のものは
耐リフロー性に優れていると共に、BGAパッケージの
反りが小さいことが確認される。
As shown in Table 1, it is confirmed that each of the examples has excellent reflow resistance and small warpage of the BGA package.

【0038】また実施例1と実施例2とを比較すると、
表面をシリコーンレジンで被覆したシリコーンゴムパウ
ダーを添加することによって、BGAパッケージの反り
が低減することが確認される。
Further, comparing Example 1 and Example 2,
It is confirmed that the addition of silicone rubber powder whose surface is coated with silicone resin reduces the warpage of the BGA package.

【0039】また実施例1と実施例3とを比較すると、
硬化促進剤としてイミダゾール類を用いることによっ
て、BGAパッケージの反りが低減すると共に、ガラス
転移温度(Tg)が高まることが確認される。
Further, comparing Example 1 and Example 3,
It is confirmed that the use of imidazoles as a curing accelerator reduces the warpage of the BGA package and increases the glass transition temperature (Tg).

【0040】また表2にみられるように、比較例1及び
比較例2のものにはエポキシ樹脂として、式(1)で示
されるエポキシ樹脂が配合されていないため、耐リフロ
ー性に乏しいことが確認される。
As can be seen from Table 2, since the epoxy resin represented by the formula (1) was not blended as the epoxy resin in Comparative Examples 1 and 2, it was found that the resin had poor reflow resistance. It is confirmed.

【0041】また比較例3及び比較例4のものは、比較
例の中では耐リフロー性に優れているものの、硬化剤と
して、2核体が10質量%以下である式(2)で示され
るフェノールノボラック樹脂が配合されていないため、
BGAパッケージの反りが大きくなることが確認され
る。
In Comparative Examples 3 and 4, among the Comparative Examples, although excellent in reflow resistance, the curing agent is represented by Formula (2) in which the binuclear body is 10% by mass or less. Because phenol novolak resin is not blended,
It is confirmed that the warpage of the BGA package increases.

【0042】[0042]

【発明の効果】上記のように本発明の請求項1に係るエ
ポキシ樹脂組成物は、式(1)で示されるエポキシ樹
脂、2核体が10質量%以下である式(2)で示される
フェノールノボラック樹脂、無機充填材、硬化促進剤を
含有して成るので、式(1)で示されるエポキシ樹脂に
よって、硬化物のガラス転移温度(Tg)が高まって体
積変化が小さくなり、パッケージの反りを低減させるこ
とができるものである。しかも、2核体が10質量%以
下である式(2)で示されるフェノールノボラック樹脂
と組み合わせることで、パッケージの反りをさらに低減
することができると共に、チップやパッケージ基板との
密着性を高め、リフロー半田付けによる剥離やクラック
などの発生を防止することができるものである。
As described above, the epoxy resin composition according to claim 1 of the present invention is represented by the following formula (2) in which the content of the epoxy resin represented by the formula (1) is 2% by mass or less. Since it contains a phenol novolak resin, an inorganic filler, and a curing accelerator, the epoxy resin represented by the formula (1) increases the glass transition temperature (Tg) of the cured product, reduces the volume change, and warps the package. Can be reduced. In addition, by combining with a phenol novolak resin represented by the formula (2) in which the binuclear body is 10% by mass or less, the warpage of the package can be further reduced, and the adhesion to the chip or the package substrate is enhanced. It is possible to prevent the occurrence of peeling or cracks due to reflow soldering.

【0043】また請求項2の発明は、請求項1におい
て、シリコーンレジンで表面が被覆されたシリコーンゴ
ムパウダーを含有して成るので、チップやパッケージ基
板と封止材との密着性を損なうことがなく、優れた耐リ
フロー性を維持することができると共に、パッケージの
反りを低減することができるものである。
According to a second aspect of the present invention, since the first aspect of the present invention comprises the silicone rubber powder whose surface is coated with the silicone resin, the adhesion between the chip or the package substrate and the sealing material may be impaired. In addition, excellent reflow resistance can be maintained and package warpage can be reduced.

【0044】また請求項3の発明は、請求項1又は2に
おいて、硬化促進剤がイミダゾール類であるので、硬化
物のガラス転移温度(Tg)が高まり、温度変化に対す
る体積変化を小さくすることができ、パッケージに反り
が発生しにくくなるものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, since the curing accelerator is an imidazole, the glass transition temperature (Tg) of the cured product is increased, and the volume change with respect to the temperature change can be reduced. This makes the package less likely to warp.

【0045】また請求項4の発明は、請求項1乃至3の
いずれかにおいて、硬化物の線膨張係数(α1)が1.
0〜1.6(×10-5/℃)であるので、ガラスエポキ
シ、BT(ビスマレイミドトリアジン樹脂)材等のパッ
ケージ基板の線膨張係数(α1)よりもやや低めとな
り、パッケージの反りを低減することができるものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the cured product has a linear expansion coefficient (α1) of 1.
0 to 1.6 (× 10 −5 / ° C.), which is slightly lower than the linear expansion coefficient (α1) of a package substrate made of glass epoxy, BT (bismaleimide triazine resin), etc., and reduces package warpage. Is what you can do.

【0046】また本発明の請求項5に係る半導体装置
は、請求項1乃至4のいずれかに記載のエポキシ樹脂組
成物で封止されて成るので、反りの無いものであり、さ
らに実装基板へリフロー半田付けを行っても、チップや
パッケージ基板と上記のエポキシ樹脂組成物との間の密
着性が高められており、剥離やパッケージクラックが発
生しないものである。
A semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention is sealed with the epoxy resin composition according to any one of the first to fourth aspects, so that there is no warpage, and further the semiconductor device is mounted on a mounting substrate. Even when reflow soldering is performed, the adhesion between the chip or package substrate and the epoxy resin composition is enhanced, and peeling and package cracking do not occur.

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

【図1】BGAパッケージを示すものであり、(a)は
断面図、(b)は平面図である。
FIGS. 1A and 1B show a BGA package, wherein FIG. 1A is a cross-sectional view and FIG. 1B is a plan view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 封止材 2 評価用TEGチップ 3 パッケージ基板 1 sealing material 2 TEG chip for evaluation 3 package substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC04X CD07W CP033 DE146 DF016 DJ006 DJ016 EN027 EU117 EW137 FB263 FD016 FD157 GQ05 4J036 AA01 AC01 AD01 DC02 DC05 DC41 DD07 FA05 FA06 FB07 JA07 4M109 AA01 EA04 EB04 EB12 EB18 EC05 GA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 23/31 F-term (Reference) 4J002 CC04X CD07W CP033 DE146 DF016 DJ006 DJ016 EN027 EU117 EW137 FB263 FD016 FD157 GQ05 4J036 AA01 AC01 AD01 DC02 DC05 DC41 DD07 FA05 FA06 FB07 JA07 4M109 AA01 EA04 EB04 EB12 EB18 EC05 GA10

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記式(1)で示されるエポキシ樹脂、
2核体が10質量%以下である下記式(2)で示される
フェノールノボラック樹脂、無機充填材、硬化促進剤を
含有して成ることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 【化1】
An epoxy resin represented by the following formula (1):
An epoxy resin composition comprising a phenol novolak resin represented by the following formula (2) in which the binuclear body is 10% by mass or less, an inorganic filler, and a curing accelerator. Embedded image
【請求項2】 シリコーンレジンで表面が被覆されたシ
リコーンゴムパウダーを含有して成ることを特徴とする
請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
2. The epoxy resin composition according to claim 1, comprising a silicone rubber powder whose surface is coated with a silicone resin.
【請求項3】 硬化促進剤がイミダゾール類であること
を特徴とする請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成
物。
3. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the curing accelerator is an imidazole.
【請求項4】 硬化物の線膨張係数(α1)が1.0〜
1.6(×10-5/℃)であることを特徴とする請求項
1乃至3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
4. The cured product has a linear expansion coefficient (α1) of 1.0 to 1.0.
The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the epoxy resin composition is 1.6 (× 10 −5 / ° C.).
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載のエポ
キシ樹脂組成物で封止されて成ることを特徴とする半導
体装置。
5. A semiconductor device which is sealed with the epoxy resin composition according to claim 1.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161128A (en) * 2000-11-28 2002-06-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2002241581A (en) * 2001-02-14 2002-08-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2009275146A (en) * 2008-05-15 2009-11-26 Nitto Denko Corp Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the same
JP2009286841A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Panasonic Electric Works Co Ltd Epoxy resin composition for encapsulation and semiconductor device
JP2010116531A (en) * 2008-10-15 2010-05-27 Hitachi Chem Co Ltd Adhesive composition, adhesive layer, and multilayer package
CN109913034A (en) * 2019-03-11 2019-06-21 江苏艾森半导体材料股份有限公司 Dielectric ink is used in the encapsulation of semiconductor passive device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06100665A (en) * 1992-09-18 1994-04-12 Mitsui Toatsu Chem Inc Epoxy resin composition
JPH07207125A (en) * 1994-01-20 1995-08-08 Mitsui Toatsu Chem Inc Phenolic resin composition
JP3001779B2 (en) * 1994-09-19 2000-01-24 信越化学工業株式会社 Thermosetting epoxy resin composition
JP3292452B2 (en) * 1997-06-11 2002-06-17 住友ベークライト株式会社 Epoxy resin composition and semiconductor device
JP3608930B2 (en) * 1997-08-07 2005-01-12 住友ベークライト株式会社 Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH1192631A (en) * 1997-09-19 1999-04-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH11130936A (en) * 1997-10-27 1999-05-18 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH11130937A (en) * 1997-10-29 1999-05-18 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH11147936A (en) * 1997-11-19 1999-06-02 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161128A (en) * 2000-11-28 2002-06-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2002241581A (en) * 2001-02-14 2002-08-28 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2009275146A (en) * 2008-05-15 2009-11-26 Nitto Denko Corp Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the same
JP2009286841A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Panasonic Electric Works Co Ltd Epoxy resin composition for encapsulation and semiconductor device
JP2010116531A (en) * 2008-10-15 2010-05-27 Hitachi Chem Co Ltd Adhesive composition, adhesive layer, and multilayer package
CN109913034A (en) * 2019-03-11 2019-06-21 江苏艾森半导体材料股份有限公司 Dielectric ink is used in the encapsulation of semiconductor passive device
WO2020181853A1 (en) * 2019-03-11 2020-09-17 江苏艾森半导体材料股份有限公司 Insulating ink for encapsulation of passive semiconductor element

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