JP2001310930A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JP2001310930A
JP2001310930A JP2000128411A JP2000128411A JP2001310930A JP 2001310930 A JP2001310930 A JP 2001310930A JP 2000128411 A JP2000128411 A JP 2000128411A JP 2000128411 A JP2000128411 A JP 2000128411A JP 2001310930 A JP2001310930 A JP 2001310930A
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Japan
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epoxy resin
resin composition
alkyl group
silicone compound
essential component
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JP2000128411A
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Japanese (ja)
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Takeshi Shimizu
健 清水
Tetsuya Saegusa
哲也 三枝
Atsuto Tokunaga
淳人 徳永
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Toray Industries Inc
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition for a semiconductor sealing agent which is excellent in solder heat resistance (adhesion) and formability (external void, internal void, package surface appearance). SOLUTION: The epoxy resin composition is characterized by containing an epoxy resin (A), curing agent (B), curing accelerator (C), bulking agent (D) and silicon compound (E) as an essential component, and the content of the bulking agent is 83-95 wt.% of the whole resin composition, and this composition is characterized by containing an organic denatured silicon compound having a specific structure of silicon compound as an essential component.

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、半田耐熱性、成形
性(ボイド)に優れるエポキシ樹脂組成物、詳しくは半
導体封止用エポキシ樹脂組成物および半導体装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition excellent in solder heat resistance and moldability (void), and more particularly to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置などの電子回路部分の封止方
法としては、経済性・生産性・物性等のバランスの点か
らエポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤からなる封止用
樹脂を用いた樹脂封止が一般的になっている。近年の半
導体装置の多ピン化、小型・薄型化、チップの大型化に
従い、封止用樹脂に対する半田耐熱性、成形性の要求も
高まっている。
2. Description of the Related Art As a method of sealing an electronic circuit portion such as a semiconductor device, a sealing resin comprising an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler is used in view of the balance between economy, productivity, and physical properties. Resin sealing has become common. With the recent increase in the number of pins, reduction in size and thickness, and increase in the size of chips in semiconductor devices, the demand for solder heat resistance and moldability for sealing resins has also increased.

【0003】これまで半田耐熱性の向上のために、樹脂
組成物中の充填剤含有量を増加させ低吸水化が図られて
きたが、その反面、パッケージ表面やパッケージ内部に
発生するボイドが増加し問題となっていた。
[0003] In order to improve solder heat resistance, a filler content in a resin composition has been increased to reduce water absorption, but on the other hand, voids generated on a package surface or inside a package have increased. Was a problem.

【0004】上記のような課題に対し、特開平8−33
7635号公報に見られるように、シリコーンオイルの
添加により外部ボイドを低減することが提案されてい
る。
To solve the above problems, Japanese Patent Laid-Open No. 8-33
As disclosed in Japanese Patent No. 7635, it has been proposed to reduce external voids by adding silicone oil.

【0005】しかしシリコーンオイルの添加のみでは、
外部ボイド、内部ボイドの低減効果は十分とはいえず、
さらにシリコーンオイル成分がパッケージ表面に浸み出
したり、外観不良(フローマーク発生)となる場合があ
った。
[0005] However, only by adding silicone oil,
The effect of reducing external voids and internal voids is not sufficient,
Further, the silicone oil component sometimes oozes out on the package surface or has poor appearance (flow mark generation).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は半田耐熱性
(密着性)、成形性(外部ボイド、内部ボイド、パッケ
ージ表面外観)に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成
物の提供を課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which is excellent in solder heat resistance (adhesion) and moldability (external voids, internal voids, package surface appearance). It is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、主と
して次の構成からなる、すなわち、「エポキシ樹脂
(A)、硬化剤(B)、硬化促進剤(C)、充填剤
(D)、シリコーン化合物(E)を必須成分として含有
し、充填剤(D)の含有量が樹脂組成物全体に対し83
〜95重量%であり、シリコーン化合物(E)が下式
(I)の構造を有する有機変性シリコーン化合物を必須
成分として含有し、さらにシリコーン化合物(E)の含
有量が樹脂組成物全体に対し0.01〜5重量%である
ことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。」
である。
That is, the present invention mainly comprises the following constitutions: "epoxy resin (A), curing agent (B), curing accelerator (C), filler (D), silicone Compound (E) is contained as an essential component, and the content of filler (D) is 83% based on the whole resin composition.
To 95% by weight, wherein the silicone compound (E) contains an organically modified silicone compound having the structure of the following formula (I) as an essential component, and the content of the silicone compound (E) is 0% based on the whole resin composition. 0.1 to 5% by weight of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. "
It is.

【0008】[0008]

【化5】 (式中、0≦x≦1000、0≦y≦300、0≦z≦
300、0≦x+y+z≦1300である。R、R’は
炭素数1〜10のアルキル基またはアルキレン基であっ
て、アルキル基の水素が水酸基またはアルキル基で置換
されていても良い。さらに、0≦a≦50、0≦b≦5
0である。)
Embedded image (Where 0 ≦ x ≦ 1000, 0 ≦ y ≦ 300, 0 ≦ z ≦
300, 0 ≦ x + y + z ≦ 1300. R and R 'are an alkyl group or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and the hydrogen of the alkyl group may be substituted with a hydroxyl group or an alkyl group. Further, 0 ≦ a ≦ 50, 0 ≦ b ≦ 5
0. )

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail.

【0010】本発明におけるエポキシ樹脂(A)は分子
内にエポキシ基を複数個もつものならば特に限定され
ず、これらの具体例としては、たとえばクレゾールノボ
ラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキ
シ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポ
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、ビスフェノールAやレゾルシ
ンなどから合成される各種ノボラック型エポキシ樹脂、
直鎖脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環
式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂およびハロ
ゲン化エポキシ樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂
(A)においては2種類以上のエポキシ樹脂を併用して
含有することができる。
The epoxy resin (A) in the present invention is not particularly limited as long as it has a plurality of epoxy groups in the molecule. Specific examples thereof include cresol novolak epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, biphenyl Epoxy resin, stilbene epoxy resin, bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, various novolak epoxy resins synthesized from bisphenol A and resorcinol,
Examples include a linear aliphatic epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, a heterocyclic epoxy resin, a spiro ring-containing epoxy resin, and a halogenated epoxy resin. In the epoxy resin (A), two or more epoxy resins can be used in combination.

【0011】これらのエポキシ樹脂(A)のなかで特に
本発明において好ましく使用されるものは、半田耐熱性
(密着性)が優れる点で、下記一般式(II)で表される
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂を含有するもので
ある。
Among these epoxy resins (A), those which are particularly preferably used in the present invention have a biphenyl skeleton represented by the following general formula (II) because of their excellent solder heat resistance (adhesion). It contains an epoxy resin.

【0012】[0012]

【化6】 (ただし式中のR1は、水素原子、アルキル基またはハ
ロゲン原子を示し、同一であっても異なっていてもよ
い。) さらにエポキシ樹脂(A)は上記式(II)で表されるビ
フェニル骨格を有するエポキシ樹脂を50重量%以上含
有することが好ましい。
Embedded image (However, R 1 in the formula represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom and may be the same or different.) Further, the epoxy resin (A) is a biphenyl skeleton represented by the above formula (II) It is preferable to contain an epoxy resin having a content of 50% by weight or more.

【0013】上記式(II)で表されるエポキシ樹脂骨格
の好ましい具体例としては、 4,4'-ビス(2,3-エポキシプロポキシ)ビフェニル 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 4,4'-ビス(2,3-エポキシプロポキシ)-3,3',5,5'-テト
ラエチルビフェニル 4,4'-ビス(2,3-エポキシプロポキシ)-3,3',5,5'-テト
ラブチルビフェニル などが挙げられ、それぞれ単独でも、または混合系で用
いる場合でも十分に効果を発揮する。
Preferred specific examples of the epoxy resin skeleton represented by the above formula (II) are 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) ) -3,3 ', 5,5'-Tetramethylbiphenyl 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3', 5,5'-Tetraethylbiphenyl 4,4'-bis (2 , 3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetrabutylbiphenyl and the like, and they are sufficiently effective when used alone or in a mixed system.

【0014】また、エポキシ樹脂(A)中に下記一般式
(III)で表される骨格を有するエポキシ樹脂を含有す
ることも、成形性(内部ボイド)の観点から好ましい。
It is also preferable that the epoxy resin (A) contains an epoxy resin having a skeleton represented by the following general formula (III) from the viewpoint of moldability (internal void).

【0015】[0015]

【化7】 (ただし式中のnは0〜5の整数であり、R2は、水素
原子、アルキル基またはハロゲン原子を示し、同一であ
っても異なっていてもよい。) さらにエポキシ樹脂(A)は上記式(III)で表される
骨格を有するエポキシ樹脂を15重量%以上含有するこ
とが好ましい。
Embedded image (However, n in the formula is an integer of 0 to 5, and R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, and may be the same or different.) Further, the epoxy resin (A) is as described above. It is preferable to contain 15% by weight or more of an epoxy resin having a skeleton represented by the formula (III).

【0016】さらに、エポキシ樹脂中に、一般式(II)
で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と一般
式(III)で表される骨格を有するエポキシ樹脂を両方
含有することがさらに好ましい。この場合、一般式(I
I)で表されるビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と
一般式(III)で表される骨格を有するエポキシ樹脂の
合計が、エポキシ樹脂(A)中80重量%以上であるこ
とが好ましい本発明において、エポキシ樹脂(A)の配
合量は、成形性および密着性の観点から、エポキシ樹脂
組成物全体に対して、通常0.5〜15重量%、さらに
好ましくは2〜10重量%である。エポキシ樹脂(A)
の配合量が0.5重量%以上であれば成形性や密着性が
不十分になったりすることがなく、15重量%以下であ
れば硬化物の線膨張係数が大きくなり、硬化物の低応力
化が困難となることもない。
Further, the epoxy resin has a general formula (II)
It is more preferable to include both an epoxy resin having a biphenyl skeleton represented by Formula (1) and an epoxy resin having a skeleton represented by Formula (III). In this case, the general formula (I
In the present invention, the total of the epoxy resin having a biphenyl skeleton represented by I) and the epoxy resin having a skeleton represented by the general formula (III) is preferably 80% by weight or more in the epoxy resin (A). The amount of the epoxy resin (A) is usually 0.5 to 15% by weight, more preferably 2 to 10% by weight, based on the entire epoxy resin composition, from the viewpoint of moldability and adhesion. Epoxy resin (A)
If the blending amount is 0.5% by weight or more, the moldability and adhesion will not be insufficient, and if it is 15% by weight or less, the coefficient of linear expansion of the cured product will be large, There is no difficulty in stressing.

【0017】本発明における硬化剤(B)は、エポキシ
樹脂(A)と反応して硬化させるものであれば特に限定
されない。通常はフェノール性水酸基を有する化合物、
酸無水物を有する化合物、アミン類が使用される。これ
らのうち、フェノール系硬化剤、すなわちフェノール性
水酸基を2個以上分子内に有する化合物の具体例として
は、たと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、フェノールアラルキル樹脂、ビスフェノ
ールAやレゾルシンなどから合成される各種ノボラック
樹脂、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン、ジヒドロ
ビフェニルなどの多種多価フェノール化合物、ポリビニ
ルフェノールが例示される。
The curing agent (B) in the present invention is not particularly limited as long as it reacts with the epoxy resin (A) and cures. Usually a compound having a phenolic hydroxyl group,
Compounds having acid anhydrides and amines are used. Among these, specific examples of the phenolic curing agent, that is, the compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule include, for example, phenol novolak resin, cresol novolak resin, phenol aralkyl resin, bisphenol A, resorcin, and the like. Examples include various novolak resins, various polyhydric phenol compounds such as tris (hydroxyphenyl) methane, dihydrobiphenyl, and polyvinyl phenol.

【0018】また酸無水物を有する化合物としては、無
水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸など
が例示される。
Examples of the compound having an acid anhydride include maleic anhydride, phthalic anhydride, and pyromellitic anhydride.

【0019】またアミン類としてはメタフェニレンジア
ミン、ジ(アミノフェニル)メタン(通称ジアミノジフ
ェニルメタン)、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳
香族アミンなどが例示される。半導体封止用としては耐
熱性、耐湿性および保存性の点から、フェノール系硬化
剤が好ましく用いられ、用途によっては2種類以上の硬
化剤を併用してもよい。
Examples of the amines include aromatic amines such as metaphenylenediamine, di (aminophenyl) methane (commonly called diaminodiphenylmethane) and diaminodiphenylsulfone. For semiconductor encapsulation, a phenol-based curing agent is preferably used from the viewpoint of heat resistance, moisture resistance and storage stability, and two or more curing agents may be used in combination depending on the application.

【0020】本発明において、硬化剤(B)の配合量
は、エポキシ樹脂組成物全体に対して通常0.5〜15
重量%、好ましくは1〜10重量%である。さらに、エ
ポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比は、機械的性
質および耐湿信頼性の点から(A)に対する(B)の化
学当量比が0.5〜1.5、特に0.8〜1.2の範囲
にあることが好ましい。
In the present invention, the compounding amount of the curing agent (B) is usually 0.5 to 15 with respect to the entire epoxy resin composition.
% By weight, preferably 1 to 10% by weight. Further, the mixing ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is 0.5 to 1.5, particularly 0, from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance reliability. It is preferably in the range of 0.8 to 1.2.

【0021】また本発明においてエポキシ樹脂(A)と
硬化剤(B)の硬化反応を促進するために硬化促進剤
(C)を用いる。硬化促進剤(C)はエポキシ樹脂
(A)と硬化剤(B)の硬化反応を促進するものならば
特に限定されず、例えば、2−メチルイミダゾール、
2,4−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチ
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−ヘプタデシルイミ
ダゾールなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミ
ン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメ
チルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェ
ノール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデ
セン−7などの三級アミン化合物、ジルコニウムテトラ
メトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラ
キス(アセチルアセト)ジルコニウム、トリ(アセチル
アセト)アルミニウムなどの有機金属化合物およびトリ
フェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチ
ルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチ
ルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホス
フィンなどの有機ホスフィン化合物があげられる。なか
でも耐湿性の点から、有機ホスフィン化合物が好ましく
用いられる。これらの硬化促進剤(C)は、用途によっ
ては2種類以上を併用してもよく、その添加量は、エポ
キシ樹脂(A)100重量部に対して0.1〜10重量
部の範囲が好ましい。
In the present invention, a curing accelerator (C) is used to accelerate the curing reaction between the epoxy resin (A) and the curing agent (B). The curing accelerator (C) is not particularly limited as long as it promotes a curing reaction between the epoxy resin (A) and the curing agent (B). For example, 2-methylimidazole,
Imidazole compounds such as 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyl Tertiary amine compounds such as dimethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetra Organometallic compounds such as methoxide, zirconium tetrapropoxide, tetrakis (acetylaceto) zirconium, tri (acetylaceto) aluminum and triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, trib Le phosphine, tri (p- methylphenyl) phosphine, an organic phosphine compound such as tri (nonylphenyl) phosphine and the like. Among them, an organic phosphine compound is preferably used from the viewpoint of moisture resistance. Two or more of these curing accelerators (C) may be used in combination depending on the application, and the addition amount thereof is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A). .

【0022】これらの硬化促進剤(C)のなかで特に本
発明において好ましく使用されるものは、成形性(外部
ボイド)が優れる点で、下記一般式(IV)で表されるテ
トラフェニルホスフォニウムテトラフェニルボレートで
ある。
Among these curing accelerators (C), those which are particularly preferably used in the present invention are those having excellent moldability (external voids), and which are represented by the following general formula (IV). And tetraphenyl borate.

【0023】[0023]

【化8】 本発明における充填剤(D)としては、非晶性シリカ、
結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ア
ルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウ
ム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベスト、ガラス
繊維などがあげられるが、なかでも非晶性シリカが線膨
張係数を低下させる効果が大きく、低応力化に有効なた
めに本発明の充填剤として配合される。
Embedded image As the filler (D) in the present invention, amorphous silica,
Crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, asbestos, glass fiber, etc., among which amorphous silica lowers the linear expansion coefficient It is blended as the filler of the present invention because it has a large effect of reducing the stress and is effective in reducing the stress.

【0024】本発明の非晶性シリカとは、結晶性シリカ
と異なり、シリカの構成元素であるケイ素原子と酸素原
子が規則正しく配列されておらず、結晶状態となってい
ないアモルファス状態のシリカである。非晶性シリカ
は、例えば結晶性シリカを一旦熔融した後、急冷するこ
とによって得ることが出来る(熔融シリカ)。非晶性シ
リカは結晶性シリカと比較して、線膨張率が小さく低応
力化に有効である。
The amorphous silica of the present invention, unlike crystalline silica, is an amorphous silica in which the constituent elements of silica, silicon and oxygen, are not regularly arranged and are not in a crystalline state. . Amorphous silica can be obtained, for example, by melting crystalline silica and then rapidly cooling it (fused silica). Amorphous silica has a smaller coefficient of linear expansion than crystalline silica and is effective in reducing stress.

【0025】非晶性シリカは任意の製造方法で製造する
ことができる。たとえば結晶性シリカを溶融する方法、
各種原料から合成する方法などがあげられる。
The amorphous silica can be produced by any production method. For example, a method of melting crystalline silica,
Examples include a method of synthesizing from various raw materials.

【0026】本発明における充填剤(D)の形状および
粒径は特に限定されないが、平均粒径3μm以上40μ
m以下の球状粒子を充填剤(D)中に50重量%以上含
有することが流動性の点から好ましい。なお、ここでい
う平均粒子径は累積重量50%になる粒径(メジアン
径)を意味する。
The shape and particle size of the filler (D) in the present invention are not particularly limited, but the average particle size is from 3 μm to 40 μm.
The filler (D) preferably contains 50% by weight or more of spherical particles having a particle size of m or less from the viewpoint of fluidity. Here, the average particle diameter means a particle diameter (median diameter) at which the cumulative weight becomes 50%.

【0027】本発明において無機質充填剤の(D)の割
合は難燃性、流動性、低応力性および密着性の点から樹
脂組成物全体の83〜95重量%であることが必要であ
り、好ましくは85〜93重量%である。
In the present invention, the proportion of (D) in the inorganic filler must be 83 to 95% by weight of the whole resin composition from the viewpoint of flame retardancy, fluidity, low stress and adhesion. Preferably it is 85 to 93% by weight.

【0028】本発明において、充填材をシランカップリ
ング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカッ
プリング剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理
することが信頼性の点で好ましい。
In the present invention, it is preferable from the standpoint of reliability that the filler is previously surface-treated with a coupling agent such as a silane coupling agent, a titanate coupling agent, or an aluminate coupling agent.

【0029】本発明におけるシリコーン化合物(E)と
は、ポリオルガノシロキサンであり、一般的にはジメチ
ルシロキサン単位、メチルフェニルシロキサン単位、ジ
フェニルシロキサン単位などの重合体であり、なかでも
ジメチルシロキサン単位を主成分(好ましくは60モル
%以上、さらに好ましくは80モル%以上)とするもの
が好ましく用いられる。また水素、エチル基、水酸基、
その他の有機基で側鎖または末端が置換されたものも任
意に使用できる。シリコーン化合物(E)の性状として
は、液状、ガム状、架橋ゴム状のものが任意に用いられ
るが、分散性の観点から液状のものが好ましく用いられ
る。シリコーン化合物(E)の分子量としては、ジシロ
キサン構造のものから架橋により無限大となっているも
のまで任意である。なかでも数平均重合度として、シロ
キサンの繰り返し単位が2以上、一方、10000以
下、さらに5000以下、さらに2000以下のものが
好ましく用いられる。
The silicone compound (E) in the present invention is a polyorganosiloxane, which is generally a polymer such as a dimethylsiloxane unit, a methylphenylsiloxane unit, a diphenylsiloxane unit, etc. Those containing components (preferably at least 60 mol%, more preferably at least 80 mol%) are preferably used. Hydrogen, ethyl group, hydroxyl group,
Those in which the side chains or terminals are substituted with other organic groups can be used arbitrarily. As the properties of the silicone compound (E), liquid, gum-like and crosslinked rubber-like ones are optionally used, but liquid ones are preferably used from the viewpoint of dispersibility. The molecular weight of the silicone compound (E) is arbitrary from a disiloxane structure to an infinite one due to crosslinking. Among them, those having a number average polymerization degree of 2 or more siloxane repeating units, 10,000 or less, 5000 or less, and 2000 or less are preferably used.

【0030】本発明においては、これらのシリコーン化
合物(E)のうち下記一般式(I)の構造を有する有機
変性シリコーン化合物を必須成分として含有すること
が、成形性(外部ボイド、内部ボイド、パッケージ表面
外観)の観点から必要である。
In the present invention, among these silicone compounds (E), an organically modified silicone compound having the structure of the following general formula (I) is contained as an essential component, and the moldability (outer void, inner void, package) It is necessary from the viewpoint of surface appearance).

【0031】[0031]

【化9】 (式中、0≦x≦1000、0≦y≦300、0≦z≦
300、0≦x+y+z≦1300である。R、R’は
炭素数1〜10のアルキル基またはアルキレン基であっ
て、アルキル基の水素が水酸基またはアルキル基で置換
されていても良い。さらに、0≦a≦50、0≦b≦5
0である。) 上記一般式(I)の構造を有する有機変性シリコーン化
合物のなかでも、ポリエーテル側鎖を持つ有機変性シリ
コーン化合物がエポキシ樹脂との相溶性に優れることか
ら好ましく用いられる。
Embedded image (Where 0 ≦ x ≦ 1000, 0 ≦ y ≦ 300, 0 ≦ z ≦
300, 0 ≦ x + y + z ≦ 1300. R and R 'are an alkyl group or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and the hydrogen of the alkyl group may be substituted with a hydroxyl group or an alkyl group. Further, 0 ≦ a ≦ 50, 0 ≦ b ≦ 5
0. Among the organically modified silicone compounds having the structure of the general formula (I), the organically modified silicone compound having a polyether side chain is preferably used because of its excellent compatibility with the epoxy resin.

【0032】本発明におけるシリコーン化合物(E)の
配合量は、樹脂組成物全体に対して好ましくは0.01
〜5重量%、さらに好ましくは0.03〜3重量%の範
囲である。配合量が0.01重量%以上であれば、外部
ボイド、内部ボイドの低減効果が十分発揮され、また5
重量%以下であれば、密着性、成形性(パッケージ表面
外観)が低下することもない。
The amount of the silicone compound (E) in the present invention is preferably 0.01 to 0.01% based on the whole resin composition.
-5% by weight, more preferably 0.03-3% by weight. When the amount is 0.01% by weight or more, the effect of reducing external voids and internal voids is sufficiently exhibited.
If it is at most% by weight, the adhesion and the moldability (package surface appearance) will not be reduced.

【0033】本発明のエポキシ樹脂組成物には、ハロゲ
ン化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物などの難燃剤、
三酸化アンチモンなどの各種難燃助剤、カーボンブラッ
クなどの着色剤、ハイドロタルサイトなどのイオン捕捉
材、オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポ
リブタジエンゴムなどのエラストマー、ポリエチレンな
どの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、
長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィ
ンワックスなどの離型剤および有機過酸化物などの架橋
剤を任意に添加することができる。
The epoxy resin composition of the present invention comprises a flame retardant such as a halogen compound such as a halogenated epoxy resin;
Various flame retardant aids such as antimony trioxide, coloring agents such as carbon black, ion scavengers such as hydrotalcite, olefin copolymers, elastomers such as modified nitrile rubber and modified polybutadiene rubber, and thermoplastic resins such as polyethylene , Long chain fatty acids, metal salts of long chain fatty acids,
Release agents such as esters of long-chain fatty acids, amides of long-chain fatty acids, and paraffin wax, and crosslinking agents such as organic peroxides can be optionally added.

【0034】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練で
製造することが好ましく、たとえばバンバリーミキサ
ー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二軸の押出機およ
びコニーダーなどの公知の混練方法を用いて溶融混練す
ることにより製造される。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably produced by melt-kneading. For example, the epoxy resin composition is melt-kneaded using a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single- or twin-screw extruder and a co-kneader. It is manufactured by

【0035】ここで半導体装置とは、トランジスタやダ
イオード、抵抗、コンデンサーなどを半導体チップや基
板の上に集積し配線して作った電子回路(集積回路)の
ことを指し、広くは本発明のエポキシ樹脂組成物により
封止した電子部品を指す。そして本発明のエポキシ樹脂
組成物を用いて半導体チップからなる半導体素子を封止
することによって半導体装置を得ることができる。
Here, the semiconductor device refers to an electronic circuit (integrated circuit) formed by integrating transistors and diodes, resistors, capacitors, and the like on a semiconductor chip or substrate and wiring them. Refers to an electronic component sealed with a resin composition. Then, a semiconductor device can be obtained by sealing a semiconductor element formed of a semiconductor chip using the epoxy resin composition of the present invention.

【0036】半導体装置の製造方法としては、例えば、
半導体素子をリードフレームに固定した状態で、本発明
のエポキシ樹脂組成物を、例えば120〜250℃、好
ましくは150〜200℃の温度で、トランスファ成
形、インジェクション成形、注型法などの方法で成形す
ることによりエポキシ樹脂の硬化物によって封止された
半導体装置が製造される。また必要に応じて追加熱処理
(例えば、150〜200℃、2〜16時間)を行うこ
とができる。
As a method of manufacturing a semiconductor device, for example,
With the semiconductor element fixed to the lead frame, the epoxy resin composition of the present invention is molded at a temperature of, for example, 120 to 250 ° C., preferably 150 to 200 ° C. by a method such as transfer molding, injection molding, or casting. Thereby, a semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin is manufactured. Further, if necessary, an additional heat treatment (for example, 150 to 200 ° C., 2 to 16 hours) can be performed.

【0037】[0037]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例中の%は重量%を示す。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. Incidentally,% in the examples indicates% by weight.

【0038】実施例及び比較例 表1に示した原料成分を、表2に示した組成比でミキサ
ーによりドライブレンドした。これを、ロール表面温度
90℃のミキシングロールを用いて5分間加熱混練後、
冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造
した。
EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES The raw material components shown in Table 1 were dry-blended by a mixer at the composition ratios shown in Table 2. This was heated and kneaded for 5 minutes using a mixing roll having a roll surface temperature of 90 ° C.
It was cooled and pulverized to produce an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

【0039】この樹脂組成物を用い、表面を窒化珪素と
したシリコンチップ(サイズ10mm×10mm)を搭
載した、160pinQFP(クワッドフラットパッケ
ージ)を低圧トランスファー成形法により175℃、キ
ュアータイム2分間の条件で成形し、下記の特性評価法
により各樹脂組成物の特性を評価した。
Using this resin composition, a 160-pin QFP (quad flat package) mounted with a silicon chip (size 10 mm × 10 mm) having a surface of silicon nitride at 175 ° C. and a cure time of 2 minutes by a low-pressure transfer molding method. After molding, the characteristics of each resin composition were evaluated by the following characteristic evaluation method.

【0040】密着性:上記160pinQFPを16個
を上記条件で成形し、175℃で4時間後硬化した後、
85℃/85%RHで4日間加湿し、チップ表面に剥離
が発生したパッケージ数を調べた。
Adhesion: 16 pieces of the above 160-pin QFP were molded under the above conditions, and after post-curing at 175 ° C. for 4 hours,
Humidification was performed at 85 ° C./85% RH for 4 days, and the number of packages having peeled off on the chip surface was examined.

【0041】外部ボイド:上記160pinQFPを1
6個を上記条件で成形し、パッケージ表面にある外部ボ
イドの数を顕微鏡観察した。観察された外部ボイドの合
計数(16個のパッケージでの合計数)により、次のA
〜Eの5段階で評価した。 A:0〜1(個/16パッケージ) B:2〜5(個/16パッケージ) C:6〜10(個/16パッケージ) D:11〜15(個/16パッケージ) E:16以上(個/16パッケージ)
External void: The above 160 pin QFP is added to 1
Six were molded under the above conditions, and the number of external voids on the package surface was observed under a microscope. According to the total number of external voids observed (total number in 16 packages), the following A
EE was evaluated on a five-point scale. A: 0 to 1 (pieces / package 16) B: 2 to 5 (pieces / package 16) C: 6 to 10 (pieces / package 16) D: 11 to 15 (pieces / package 16) E: 16 or more (pieces) / 16 package)

【0042】内部ボイド:上記160pinQFPを4
個を上記条件で成形し、パッケージ内部にある内部ボイ
ドを超音波探傷機により観察した。各パッケージで観察
された内部ボイドの数(個/パッケージ)の平均値によ
り、次のA〜Eの5段階で評価した。 A:0〜10(個/パッケージ) B:11〜20個/パッケージ) C:21〜30(個/パッケージ) D:31〜40(個/パッケージ) E:41以上(個/パッケージ)
Internal void: The above 160-pin QFP was converted to 4
The individual pieces were molded under the above conditions, and the internal voids inside the package were observed with an ultrasonic flaw detector. The average of the number of internal voids (pieces / package) observed in each package was evaluated in the following five grades A to E. A: 0 to 10 (pieces / package) B: 11 to 20 pieces / package C: 21 to 30 (pieces / package) D: 31 to 40 (pieces / package) E: 41 or more (pieces / package)

【0043】パッケージ表面外観:上記160pinQ
FPを8個を上記条件で成形し、パッケージ表面にフロ
ーマーク、浸み出しなどの不良がないかを目視で確認し
た。なお、評価は次の3段階で行った。 ○:良好 △:フローマーク、浸み出し軽微 ×:不良(フローマーク、浸み出し多数)
Package surface appearance: 160 pin Q above
Eight FPs were molded under the above conditions, and the package surface was visually checked for defects such as flow marks and seepage. The evaluation was performed in the following three stages. :: good △: flow mark, slight seepage ×: poor (many flow marks, seepage)

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】表2に見られるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物(実施例1〜8)は、密着性、外部ボイド、
内部ボイド、パッケージ表面外観に優れている。これに
対して、シリコーン化合物としてジメチルポリシロキサ
ンのみ含有する比較例1は密着性、パッケージ表面外観
に劣る。また、シリコーン化合物を全く含有しない比較
例2は、外部ボイド、内部ボイドに劣り、多量に含有す
る比較例3は、密着性、パッケージ表面外観に劣る。さ
らに、充填剤量が83重量%未満の比較例4は、密着性
に劣り、95重量%より過剰の比較例5は内部ボイド、
外部ボイドに劣ることがわかる。
As can be seen from Table 2, the epoxy resin compositions of the present invention (Examples 1 to 8) exhibited excellent adhesiveness, external voids,
Excellent internal voids and package surface appearance. On the other hand, Comparative Example 1 containing only dimethylpolysiloxane as the silicone compound is inferior in adhesion and package surface appearance. Comparative Example 2 containing no silicone compound is inferior in outer voids and internal voids, and Comparative Example 3 containing a large amount is inferior in adhesion and package surface appearance. Further, Comparative Example 4 in which the filler amount was less than 83% by weight was inferior in adhesion, and Comparative Example 5 in which the filler amount was more than 95% by weight had internal voids,
It turns out that it is inferior to an external void.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、半田耐熱性(密着
性)、成形性(外部ボイド、内部ボイド、パッケージ表
面外観)に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得
られる。
According to the present invention, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having excellent solder heat resistance (adhesion) and moldability (external voids, internal voids, package surface appearance) can be obtained.

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) C08L 63/00 C08L 63/00 A C H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC04X CD00W CD05W CD11Y CP08Y CP09Y CP18Y DK008 EW178 FD016 FD14X FD147 FD158 GQ05 4J036 AA01 AA05 AD07 AD08 AJ01 AJ02 AJ03 AJ15 AJ17 AJ21 DA04 FA01 FB07 FB16 JA07 4M109 AA01 EA04 EB04 EB19 EC05Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C08L 63/00 C08L 63/00 AC H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 F term (reference) 4J002 CC04X CD00W CD05W CD11Y CP08Y CP09Y CP18Y DK008 EW178 FD016 FD14X FD147 FD158 GQ05 4J036 AA01 AA05 AD07 AD08 AJ01 AJ02 AJ03 AJ15 AJ17 AJ21 DA04 FA01 FB07 FB16 JA07 4M109 AA01 EA04 EB04 EB19 EC05

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、硬化
促進剤(C)、充填剤(D)、シリコーン化合物(E)を
必須成分として含有し、充填剤(D)の含有量が樹脂組
成物全体に対し83〜95重量%であり、シリコーン化
合物(E)が下式(I)の構造を有する有機変性シリコー
ン化合物を必須成分として含有し、さらにシリコーン化
合物(E)の含有量が樹脂組成物全体に対し0.01〜
5重量%であることを特徴とする半導体封止用エポキシ
樹脂組成物。 【化1】 (式中、0≦x≦1000、0≦y≦300、0≦z≦
300、0≦x+y+z≦1300である。R、R’は
炭素数1〜10のアルキル基またはアルキレン基であっ
て、アルキル基の水素が水酸基またはアルキル基で置換
されていても良い。さらに、0≦a≦50、0≦b≦5
0である。)
1. An epoxy resin (A), a curing agent (B), a curing accelerator (C), a filler (D), and a silicone compound (E) as essential components, and the content of the filler (D). Is 83 to 95% by weight based on the whole resin composition, the silicone compound (E) contains an organically modified silicone compound having a structure of the following formula (I) as an essential component, and further contains the silicone compound (E) Is 0.01 to the entire resin composition
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is 5% by weight. Embedded image (Where 0 ≦ x ≦ 1000, 0 ≦ y ≦ 300, 0 ≦ z ≦
300, 0 ≦ x + y + z ≦ 1300. R and R 'are an alkyl group or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and the hydrogen of the alkyl group may be substituted with a hydroxyl group or an alkyl group. Further, 0 ≦ a ≦ 50, 0 ≦ b ≦ 5
0. )
【請求項2】エポキシ樹脂(A)が下式(II)の構造を
有するビフェニル型エポキシ樹脂を必須成分とすること
を特徴とする請求項1に記載の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。 【化2】 (ただし式中のR1は、水素原子、アルキル基またはハ
ロゲン原子を示し、同一であっても異なっていてもよ
い。)
2. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the epoxy resin (A) contains a biphenyl type epoxy resin having a structure of the following formula (II) as an essential component. Embedded image (However, R 1 in the formula represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, and may be the same or different.)
【請求項3】エポキシ樹脂(A)が下式(III)の構造
を有するエポキシ樹脂を必須成分とすることを特徴とす
る請求項1または2いずれかに記載の半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物。 【化3】 (ただし式中のnは0〜5の整数であり、R2は、水素
原子、アルキル基またはハロゲン原子を示し、同一であ
っても異なっていてもよい。)
3. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the epoxy resin (A) contains an epoxy resin having a structure represented by the following formula (III) as an essential component. . Embedded image (However, n in the formula is an integer of 0 to 5, and R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom, and may be the same or different.)
【請求項4】硬化促進剤(D)として下式(IV)の構造
を有するテトラフェニルホスフォニウムテトラフェニル
ボレートを必須成分として含有することを特徴とする請
求項1〜3いずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物。 【化4】
4. The method according to claim 1, wherein the curing accelerator (D) contains tetraphenylphosphonium tetraphenylborate having the structure of the following formula (IV) as an essential component. Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. Embedded image
【請求項5】請求項1〜4に記載のエポキシ樹脂組成物
で半導体素子が封止された半導体装置。
5. A semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with the epoxy resin composition according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7629398B2 (en) 2005-03-16 2009-12-08 Sumitomo Bakelite Company Limited Composition of epoxy resin, phenol resin and (epoxy resin-) CTBN
JP2011512441A (en) * 2008-02-15 2011-04-21 ダウ グローバル テクノロジーズ リミティド ライアビリティ カンパニー Thermosetting composition comprising silicone polyether, its manufacture and use

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