JP2002265759A - Semiconductor sealing epoxy resin composition and semiconductor device using the same - Google Patents

Semiconductor sealing epoxy resin composition and semiconductor device using the same

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JP2002265759A
JP2002265759A JP2001069715A JP2001069715A JP2002265759A JP 2002265759 A JP2002265759 A JP 2002265759A JP 2001069715 A JP2001069715 A JP 2001069715A JP 2001069715 A JP2001069715 A JP 2001069715A JP 2002265759 A JP2002265759 A JP 2002265759A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
component
semiconductor
phosphorus compound
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JP2001069715A
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Japanese (ja)
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Takuya Eto
拓也 恵藤
Hisashi Nakajima
恒 中島
Hironori Kobayashi
弘典 小林
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor sealing epoxy resin composition which has not only high flame retardance but also excellent moisture resistance and flowability. SOLUTION: The semiconductor sealing epoxy resin composition comprises (A) an epoxy resin, (B) a phenolic resin, (C) an inorganic filler, and (D) an organic phosphorus compound represented by formula (1) (wherein R1 , R2 , and R3 are each a monovalent organic group and may be the same or different from one another).

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、難燃性はもちろ
ん、優れた耐湿信頼性および流動性を有する半導体封止
用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置に
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 for semiconductor encapsulation having not only flame retardancy but also excellent moisture resistance reliability and fluidity, and a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、トランジスター、IC、LS
I等の半導体素子は、エポキシ樹脂組成物を用い封止さ
れ電子部品化されている。その電子部品は、難燃性の規
格であるUL−94V−0に適合することが不可欠であ
るため、これまでは臭素化エポキシ樹脂および酸化アン
チモンを添加することにより難燃性を付与する方法が採
られてきた。ところが、近年、環境保護の観点から、上
記ハロゲン系難燃剤やアンチモン化合物を用いることな
く難燃性を付与させる方法が要求されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, transistors, ICs, and LSs have been used.
Semiconductor devices such as I have been encapsulated using an epoxy resin composition to form electronic components. Since it is indispensable that the electronic component complies with UL-94V-0, which is a standard of flame retardancy, a method of imparting flame retardancy by adding a brominated epoxy resin and antimony oxide has hitherto been used. Has been taken. However, in recent years, from the viewpoint of environmental protection, there has been a demand for a method of imparting flame retardancy without using the halogen-based flame retardant or the antimony compound.

【0003】上記要求に対して、難燃付与を目的に、金
属水酸化物、硼素化合物、赤燐化合物等を用いることが
検討されてきたが、上記化合物の多くはこれらを用いる
ことにより、流動性の低下による成形性の不良、不純物
含有量の多さによる耐湿性の低下という問題を有してい
る。
[0003] In response to the above requirements, the use of metal hydroxides, boron compounds, red phosphorus compounds and the like has been studied for the purpose of imparting flame retardancy. There is a problem that the moldability is poor due to a decrease in the moldability, and the moisture resistance is deteriorated due to a large amount of impurities.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】例えば、上記化合物に
おいて、金属水酸化物等においては板状の形状を有する
ことから、封止用となるエポキシ樹脂組成物の流動性が
低下するという欠点があった。また、赤燐化合物等にお
いては、水に溶解し易いことから、高温高湿下で燐酸等
の不純物イオンの析出が多くなり、耐湿信頼性の低下を
生じるという欠点があった。さらに、有機燐化合物も難
燃性を付与することができると考えられるが、上記赤燐
化合物と同様、耐湿信頼性の低下を生じるという欠点を
有している。
For example, in the above-mentioned compounds, since metal hydroxides and the like have a plate-like shape, there is a drawback that the fluidity of the epoxy resin composition for sealing decreases. Was. In addition, red phosphorus compounds and the like have the drawback that impurity ions such as phosphoric acid are more likely to precipitate under high temperature and high humidity because they are easily dissolved in water, resulting in a decrease in the moisture resistance reliability. Further, although it is considered that the organic phosphorus compound can also impart flame retardancy, it has a drawback that the moisture resistance reliability is reduced as in the case of the above-mentioned red phosphorus compound.

【0005】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、高い難燃性はもちろん、優れた耐湿性および流
動性を兼ね備えた半導体封止用エポキシ樹脂組成物およ
びそれを用いて得られる高い信頼性を有する半導体装置
の提供をその目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having not only high flame retardancy but also excellent moisture resistance and fluidity, and can be obtained by using the same. An object is to provide a semiconductor device having high reliability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、下記の(A)〜(D)成分を含有する半
導体封止用エポキシ樹脂組成物を第1の要旨とする。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)無機質充填剤。 (D)下記の一般式(1)で表される有機燐化合物。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides, as a first gist, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the following components (A) to (D). (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) an inorganic filler. (D) An organic phosphorus compound represented by the following general formula (1).

【0007】[0007]

【化3】 Embedded image

【0008】また、本発明は、上記半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物により半導体素子を封止してなる半導体装
置を第2の要旨とする。
[0008] A second aspect of the present invention is a semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with the above-mentioned epoxy resin composition for semiconductor sealing.

【0009】本発明者らは、難燃性付与を必須条件に、
これに加えて耐湿信頼性および流動性においても優れた
封止材となり得るエポキシ樹脂組成物を得ることを目的
に一連の研究を重ねた。その結果、上記一般式(1)で
表される特定の有機燐化合物を用いると、優れた難燃性
が付与されることはもちろん、耐湿信頼性においても優
れ、かつ先に述べた金属水酸化物等のように流動性の低
下を生じず所期の目的が達成されることを見出し本発明
に到達した。
The inventors of the present invention have made it necessary to provide flame retardancy,
In addition, a series of studies were conducted for the purpose of obtaining an epoxy resin composition that could be a sealing material having excellent moisture resistance reliability and fluidity. As a result, when the specific organic phosphorus compound represented by the general formula (1) is used, not only excellent flame retardancy is imparted, but also excellent in moisture resistance reliability, and the metal hydroxide described above is used. The present inventors have found that the intended purpose can be achieved without lowering the fluidity unlike the products and the like, and have reached the present invention.

【0010】そして、上記(C)成分である無機質充填
剤を特定の範囲の含有量となるように用いる場合、難燃
性および流動性のバランスが特に良好となり、より優れ
た封止材を得ることができるようになる。
When the inorganic filler as the component (C) is used so as to have a content in a specific range, the balance between flame retardancy and fluidity becomes particularly good, and a more excellent sealing material is obtained. Will be able to do it.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

【0012】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、エポキシ樹脂(A成分)と、フェノール樹脂(B成
分)と、無機質充填剤(C成分)と、特定の有機燐化合
物(D成分)とを用いて得られるものであって、通常、
粉末状もしくはそれを打錠したタブレット状になってい
る。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention comprises an epoxy resin (component A), a phenol resin (component B), an inorganic filler (component C), and a specific organic phosphorus compound (component D). And is usually obtained by using
It is in the form of a powder or a tablet obtained by compressing it.

【0013】上記エポキシ樹脂(A成分)としては、特
に限定するものではなく、ジシクロペンタジエン型、ク
レゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビス
フェノール型、ビフェニル型等の各種のエポキシ樹脂を
用いることができる。これらエポキシ樹脂は単独で用い
てもよいし2種以上併用してもよい。そして、これらエ
ポキシ樹脂のなかでも、特に融点または軟化点が室温を
超えていることが好ましい。例えば、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量180〜2
10、軟化点60〜110℃のものが好適に用いられ
る。また、上記ビフェニル型エポキシ樹脂としては、エ
ポキシ当量180〜210、融点80〜120℃のもの
が好適に用いられる。
The epoxy resin (component A) is not particularly limited, and various epoxy resins such as dicyclopentadiene type, cresol novolak type, phenol novolak type, bisphenol type, and biphenyl type can be used. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. Among these epoxy resins, it is particularly preferable that the melting point or the softening point exceeds room temperature. For example, as a cresol novolak type epoxy resin, an epoxy equivalent of 180 to 2 is used.
10, those having a softening point of 60 to 110 ° C are preferably used. As the biphenyl type epoxy resin, those having an epoxy equivalent of 180 to 210 and a melting point of 80 to 120 ° C are preferably used.

【0014】上記フェノール樹脂(B成分)は、上記エ
ポキシ樹脂(A成分)の硬化剤として作用するものであ
り、特に限定するものではなく、ジシクロペンタジエン
型フェノール樹脂、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等があ
げられる。これらフェノール樹脂は単独で用いてもよい
し2種以上併用してもよい。そして、これらフェノール
樹脂としては、水酸基当量が70〜250、軟化点が5
0〜110℃のものを用いることが好ましい。そして、
上記エポキシ樹脂(A成分)とフェノール樹脂(B成
分)との好適な組み合わせとしては、エポキシ樹脂(A
成分)としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を用
いる場合はフェノールノボラック樹脂を用いることが好
ましく、エポキシ樹脂(A成分)としてビフェニル型エ
ポキシ樹脂を用いる場合はフェノールアラルキル樹脂を
用いることが好ましい。
The phenol resin (component B) serves as a curing agent for the epoxy resin (component A), and is not particularly limited. The phenol resin is a dicyclopentadiene type phenol resin, a phenol novolak resin, and a cresol novolak resin. And phenol aralkyl resins. These phenol resins may be used alone or in combination of two or more. These phenolic resins have a hydroxyl equivalent of 70 to 250 and a softening point of 5
It is preferable to use one having a temperature of 0 to 110 ° C. And
Preferred combinations of the epoxy resin (A component) and the phenol resin (B component) include epoxy resin (A
When a cresol novolak type epoxy resin is used as the component), a phenol novolak resin is preferably used, and when a biphenyl type epoxy resin is used as the epoxy resin (component A), it is preferable to use a phenol aralkyl resin.

【0015】上記エポキシ樹脂(A成分)とフェノール
樹脂(B成分)との配合割合は、エポキシ樹脂を硬化さ
せるに充分な量に設定することが好ましい。一般的に
は、エポキシ樹脂(A成分)中のエポキシ基1当量に対
して、フェノール樹脂(B成分)の水酸基の合計が0.
7〜1.5当量となるように配合することが好ましい。
より好ましくは0.9〜1.2当量である。
The mixing ratio of the epoxy resin (component A) and the phenol resin (component B) is preferably set to an amount sufficient to cure the epoxy resin. Generally, the total of hydroxyl groups of the phenol resin (component B) is 0.1 to 1 equivalent of epoxy group in the epoxy resin (component A).
It is preferable to mix so as to be 7 to 1.5 equivalents.
It is more preferably 0.9 to 1.2 equivalents.

【0016】上記A成分およびB成分とともに用いられ
る無機質充填剤(C成分)としては、特に限定するもの
ではなく従来公知の各種充填剤があげられ、例えば、石
英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末(溶融シリカ粉末や
結晶性シリカ粉末等)、アルミナ粉末、窒化アルミニウ
ム粉末、窒化珪素粉末等があげられる。これらは単独で
もしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、得られ
る硬化物の線膨張係数を低減できるという点から上記シ
リカ粉末を用いることが好ましく、上記シリカ粉末のな
かでも溶融シリカ粉末を用いることが高充填、高流動性
という点から特に好ましい。上記溶融シリカ粉末として
は、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末があげら
れるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を
用いることが好ましい。特に、平均粒径が10〜60μ
mの範囲、特に好ましくは25〜45μmの範囲のもの
を用いることが好ましい。なお、上記平均粒径は、例え
ば、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定
することができる。
The inorganic filler (component C) used together with the above-mentioned components A and B is not particularly limited, and includes various conventionally known fillers. Examples thereof include quartz glass powder, talc, silica powder (fused Silica powder, crystalline silica powder, etc.), alumina powder, aluminum nitride powder, silicon nitride powder and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, it is preferable to use the above silica powder from the viewpoint that the coefficient of linear expansion of the obtained cured product can be reduced, and among the above silica powders, it is particularly preferable to use a fused silica powder in terms of high filling and high fluidity. . Examples of the fused silica powder include a spherical fused silica powder and a crushed fused silica powder. From the viewpoint of fluidity, it is preferable to use a spherical fused silica powder. In particular, the average particle size is 10 to 60 μ
m, particularly preferably in the range of 25 to 45 μm. In addition, the said average particle diameter can be measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device, for example.

【0017】上記無機質充填剤(C成分)の含有量は、
エポキシ樹脂組成物全体の50〜95重量%の範囲内に
設定することが好ましく、特に好ましくは70〜90重
量%である。すなわち、50重量%未満のように少な過
ぎると、エポキシ樹脂組成物中の有機成分の占める割合
が多くなり、硬化物の難燃効果に乏しくなり、95重量
%を超えて多くなると、エポキシ樹脂組成物の流動性が
著しく低下する傾向がみられるからである。
The content of the inorganic filler (component C) is as follows:
It is preferably set within the range of 50 to 95% by weight of the entire epoxy resin composition, and particularly preferably 70 to 90% by weight. That is, if the content is too small, such as less than 50% by weight, the proportion of the organic component in the epoxy resin composition increases, and the flame retardant effect of the cured product becomes poor. This is because there is a tendency for the fluidity of the material to be significantly reduced.

【0018】上記A〜C成分とともに用いられる特定の
有機燐化合物(D成分)は、下記の一般式(1)で表さ
れる有機燐化合物である。
The specific organic phosphorus compound (component D) used together with the components A to C is an organic phosphorus compound represented by the following general formula (1).

【0019】[0019]

【化4】 Embedded image

【0020】上記式(1)において、R,Rおよび
は一価の有機基であり、そのカーボン数は、通常、
1〜15である。
In the above formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are monovalent organic groups, and the number of carbons thereof is usually
1 to 15.

【0021】そして、上記有機燐化合物として、より具
体的には、下記の一般式(2)で表されるものが用いら
れる。
More specifically, as the organic phosphorus compound, a compound represented by the following general formula (2) is used.

【0022】[0022]

【化5】 Embedded image

【0023】特に、トリフェニルホスフィンサルファイ
ドが好ましい。
Particularly, triphenylphosphine sulfide is preferable.

【0024】上記有機燐化合物(D成分)の含有量は、
エポキシ樹脂組成物全体中の0.5〜20重量%の範囲
に設定することが好ましく、特に好ましくは2〜10重
量%の範囲である。すなわち、有機燐化合物(D成分)
の含有量が0.5重量%未満のように少な過ぎると必須
条件である難燃効果に乏しく、逆に20重量%を超えて
多過ぎると耐湿信頼性が低下する傾向がみられるからで
ある。
The content of the above organic phosphorus compound (D component) is
It is preferably set in the range of 0.5 to 20% by weight in the entire epoxy resin composition, and particularly preferably in the range of 2 to 10% by weight. That is, an organic phosphorus compound (D component)
If the content is too small, such as less than 0.5% by weight, the flame-retardant effect, which is an essential condition, is poor. Conversely, if it exceeds 20% by weight, the moisture resistance reliability tends to decrease. .

【0025】なお、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物には、上記A〜D成分以外に必要に応じて、硬化
促進剤、上記D成分である有機燐化合物以外の難燃剤、
難燃助剤、離型剤、カーボンブラック等の顔料や着色
料、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノ
エチルアミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカ
ップリング剤、低応力化剤等の他の添加剤を適宜配合す
ることができる。
The epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention may further comprise, if necessary, a curing accelerator, a flame retardant other than the organic phosphorus compound as the component D, in addition to the components A to D,
Flame retardant aids, release agents, pigments and colorants such as carbon black, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ
-Other additives such as a silane coupling agent such as mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-aminoethylaminopropyltrimethoxysilane, and a low-stressing agent can be appropriately compounded.

【0026】上記硬化促進剤としては、従来公知のもの
が用いられる。具体的には、テトラホスホニウム・テト
ラフェニルボレートや、トリフェニルホスフィン等の有
機リン系化合物、1,8−ジアザビシクロ(5,4,
0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4,
3,0)ノネン−5等のジアザビシクロアルケン系化合
物等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併
せて用いられる。
Conventionally known curing accelerators are used as the above-mentioned curing accelerator. Specifically, organophosphorus compounds such as tetraphosphonium / tetraphenylborate and triphenylphosphine, and 1,8-diazabicyclo (5,4,
0) Undecene-7,1,5-diazabicyclo (4,
And diazabicycloalkene compounds such as (3,0) nonene-5. These may be used alone or in combination of two or more.

【0027】上記離型剤としては、高級脂肪酸、高級脂
肪酸エステル、高級脂肪酸カルシウム等の化合物があげ
られ、例えば、カルナバワックスやポリエチレン系ワッ
クスが用いられ、これらは単独でもしくは2種以上併せ
て用いられる。
Examples of the release agent include compounds such as higher fatty acids, higher fatty acid esters, and higher fatty acid calcium. For example, carnauba wax and polyethylene wax are used, and these may be used alone or in combination of two or more. Can be

【0028】また、上記低応力化剤としては、アクリル
酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体、メタクリル
酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等のブタジエ
ン系ゴムやシリコーン化合物があげられる。さらに、耐
湿信頼性テストにおける信頼性向上を目的としてハイド
ロタルサイト類、水酸化ビスマス等のイオントラップ剤
を配合してもよい。
Examples of the low stress agent include butadiene rubbers such as methyl acrylate-butadiene-styrene copolymer and methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer, and silicone compounds. Further, an ion trapping agent such as hydrotalcites and bismuth hydroxide may be blended for the purpose of improving the reliability in the moisture resistance reliability test.

【0029】本発明に用いられる半導体封止用エポキシ
樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造すること
ができる。すなわち、前記エポキシ樹脂(A成分)、フ
ェノール樹脂(B成分)、無機質充填剤(C成分)およ
び特定の有機燐化合物(D成分)ならびに必要に応じて
他の添加剤を常法に準じて適宜配合し、ミキシングロー
ル等の混練機を用いて加熱状態で溶融混練した後、これ
を室温下で冷却固化させる。その後、公知の手段により
粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により
目的とするエポキシ樹脂組成物を製造することができ
る。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used in the present invention can be produced, for example, as follows. That is, the epoxy resin (A component), the phenol resin (B component), the inorganic filler (C component), the specific organic phosphorus compound (D component), and if necessary, other additives are appropriately added according to a conventional method. After mixing and melting and kneading in a heated state using a kneading machine such as a mixing roll, the mixture is cooled and solidified at room temperature. Thereafter, the desired epoxy resin composition can be produced by a series of steps of pulverizing by known means and tableting as necessary.

【0030】このようにして得られたエポキシ樹脂組成
物を用いての半導体素子の封止は、特に制限するもので
はなく、通常のトランスファー成形等の公知のモールド
方法により行うことができる。
The sealing of the semiconductor element using the epoxy resin composition thus obtained is not particularly limited, and can be performed by a known molding method such as ordinary transfer molding.

【0031】このようにして得られる半導体装置は、封
止用樹脂組成物として用いられるエポキシ樹脂組成物中
に、前記特定の有機燐化合物(D成分)が含有されてい
るため、これが高い難燃性を有するとともに、優れた耐
湿信頼性および流動性を備えていることから、高い信頼
性を備えた半導体装置となる。
In the semiconductor device thus obtained, the specific organic phosphorus compound (D component) is contained in the epoxy resin composition used as the encapsulating resin composition. The semiconductor device has high reliability and excellent moisture resistance reliability and fluidity, and thus has high reliability.

【0032】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0033】まず、下記に示す各成分を準備した。First, the following components were prepared.

【0034】〔エポキシ樹脂a〕クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂(エポキシ当量195、軟化点70℃)
[Epoxy resin a] Cresol novolak type epoxy resin (epoxy equivalent 195, softening point 70 ° C.)

【0035】〔エポキシ樹脂b〕下記の式(b)で表さ
れるビフェニル型エポキシ樹脂(エポキシ当量192、
融点107℃)
[Epoxy resin b] A biphenyl type epoxy resin represented by the following formula (b) (epoxy equivalent: 192;
(Melting point 107 ° C)

【化6】 Embedded image

【0036】〔フェノール樹脂c〕フェノールノボラッ
ク樹脂(水酸基当量107、軟化点85℃)
[Phenol resin c] Phenol novolak resin (hydroxyl equivalent 107, softening point 85 ° C.)

【0037】〔フェノール樹脂d〕下記の式(d)で表
されるフェノール樹脂(水酸基当量174、軟化点70
℃)
[Phenol resin d] A phenol resin represented by the following formula (d) (having a hydroxyl equivalent of 174 and a softening point of 70)
℃)

【化7】 Embedded image

【0038】〔無機質充填剤〕球状溶融シリカ粉末(平
均粒径30μm)
[Inorganic filler] Spherical fused silica powder (average particle size 30 μm)

【0039】〔硬化促進剤〕トリフェニルホスフィン[Curing accelerator] Triphenylphosphine

【0040】〔カップリング剤〕γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン
[Coupling agent] γ-mercaptopropyltrimethoxysilane

【0041】〔エステル系ワックス〕カルナバワックス[Ester wax] Carnauba wax

【0042】〔オレフィン系ワックス〕ポリエチレン系
ワックス
[Olefin wax] Polyethylene wax

【0043】〔有機燐化合物e〕下記の式(e)で表さ
れる有機燐化合物
[Organic phosphorus compound e] An organic phosphorus compound represented by the following formula (e)

【化8】 Embedded image

【0044】〔赤燐系難燃剤〕赤燐含有率93重量%、
平均粒径30μm
[Red phosphorus flame retardant] A red phosphorus content of 93% by weight,
Average particle size 30μm

【0045】〔金属水酸化物〕Mg系の複合化金属水酸
化物
[Metal hydroxide] Mg-based composite metal hydroxide

【0046】[0046]

【実施例1〜5、比較例1〜3】下記の表1〜表2に示
す各原料を同表に示す割合で同時に配合し、ミキシング
ロール機(温度100℃)で3分間溶融混練した。つぎ
に、この溶融物を冷却した後粉砕することにより目的と
する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 The respective raw materials shown in the following Tables 1 and 2 were simultaneously mixed in the proportions shown in the same table and melt-kneaded for 3 minutes by a mixing roll machine (temperature: 100 ° C.). Next, the melted product was cooled and then pulverized to obtain a desired epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】このようにして得られた実施例および比較
例のエポキシ樹脂組成物を用い、下記の方法に従って不
純物イオン濃度を測定した。さらに、上記各エポキシ樹
脂組成物を用いて厚み1.588mm(1/16イン
チ)の試験片を成形し、UL−94V−0規格の方法に
従って難燃性を評価した。なお、「合格」とはUL−9
4V−0の合格を意味する。
Using the epoxy resin compositions of Examples and Comparative Examples obtained as described above, the impurity ion concentration was measured according to the following method. Further, a test piece having a thickness of 1.588 mm (1/16 inch) was molded using each of the epoxy resin compositions, and the flame retardancy was evaluated according to the method of UL-94V-0 standard. In addition, "pass" means UL-9
4V-0 is passed.

【0050】〔不純物イオン濃度〕各エポキシ樹脂組成
物を用い下記の条件で硬化体を作製した。そして、得ら
れた硬化体を粉砕し、目開き150μmの網に通過させ
て5gを採取した後、50mlのイオン交換水とともに
抽出容器に投入し160℃×20時間の抽出条件にて燐
酸イオンを抽出してそのイオン量をイオンクロマト分析
にて測定した。 (硬化体作製条件) 温度:175℃ 時間:120秒
[Concentration of impurity ions] A cured product was prepared using each epoxy resin composition under the following conditions. Then, the obtained cured product is pulverized, passed through a net having a mesh size of 150 μm to collect 5 g, and then put into an extraction container together with 50 ml of ion-exchanged water to remove phosphate ions under extraction conditions of 160 ° C. × 20 hours. After extraction, the amount of ions was measured by ion chromatography analysis. (Curing body preparation conditions) Temperature: 175 ° C Time: 120 seconds

【0051】また、上記実施例および比較例で得られた
エポキシ樹脂組成物を用い、半導体素子(チップサイ
ズ:7.5×7.5mm)をトランスファー成形(条
件:175℃×120秒)し、175℃×5時間の後硬
化することにより半導体パッケージを得た。このパッケ
ージは、80ピンQFP(クワッドフラットパッケー
ジ、サイズ:20mm×14mm×厚み2mm)であ
り、ダイパットサイズは8×8mmである。
Using the epoxy resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples, a semiconductor element (chip size: 7.5 × 7.5 mm) was subjected to transfer molding (condition: 175 ° C. × 120 seconds). A semiconductor package was obtained by post-curing at 175 ° C. × 5 hours. This package is an 80-pin QFP (quad flat package, size: 20 mm x 14 mm x thickness 2 mm), and has a die pad size of 8 x 8 mm.

【0052】このようにして作製した半導体パッケージ
を用いて、プレッシャークッカーバイアス試験(PCB
Tテスト)を行った(条件:130℃/85%RH、3
0Vバイアス)。なお、不良モードはリーク不良および
オープン不良を測定し、これら不良が発生するまでの時
間を測定して耐湿信頼性を評価した。
Using the semiconductor package thus manufactured, a pressure cooker bias test (PCB
T test) (conditions: 130 ° C./85% RH, 3
0V bias). In the failure mode, leakage failure and open failure were measured, and the time until these failures occurred was measured to evaluate the humidity resistance reliability.

【0053】さらに、下記の方法に示すスパイラルフロ
ー(SF)により流動性の評価を行った。
Further, fluidity was evaluated by a spiral flow (SF) shown in the following method.

【0054】〔スパイラルフローの測定〕スパイラルフ
ロー測定用金型を用い、175±5℃にてEMMI 1
−66に準じてスパイラルフロー値を測定した。
[Measurement of Spiral Flow] Using a mold for measuring spiral flow, EMMI 1 was measured at 175 ± 5 ° C.
The spiral flow value was measured according to -66.

【0055】これらの測定・評価結果を下記の表3〜表
4に併せて示す。
The results of the measurement and evaluation are shown in Tables 3 and 4 below.

【0056】[0056]

【表3】 [Table 3]

【0057】[0057]

【表4】 [Table 4]

【0058】上記表3〜表4の結果、実施例品の全ては
良好な難燃性を示すとともに、燐酸イオン量が少なく、
耐湿信頼性評価試験および流動性評価試験においても優
れた結果が得られた。
As a result of the above Tables 3 and 4, all of the products of the examples show good flame retardancy and a small amount of phosphate ions.
Excellent results were also obtained in the moisture resistance reliability evaluation test and the fluidity evaluation test.

【0059】これに対して、赤燐系難燃剤を使用した比
較例1品は、難燃性は問題無いが、燐酸イオン量が多く
耐湿信頼性試験結果が悪かった。また、燐系難燃剤を使
用せず、金属水酸化物を難燃剤として使用した比較例2
品は、難燃性試験および耐湿信頼性試験結果は良好だっ
たものの、スパイラルフロー値が短く流動性に劣り成形
材料としての使用に問題がある。さらに、金属水酸化物
とともにビフェニル型エポキシ樹脂とフェノールアラル
キル樹脂を用いた比較例3品は、比較例2品と同様に流
動性に劣り、成形材料としての使用に問題がある。
On the other hand, the product of Comparative Example 1 using the red phosphorus-based flame retardant had no problem with the flame retardancy, but had a large amount of phosphate ions and the result of the humidity resistance test was poor. Comparative Example 2 using a metal hydroxide as a flame retardant without using a phosphorus-based flame retardant
Although the product was good in the results of the flame retardancy test and the humidity resistance test, it had a short spiral flow value and was inferior in fluidity, and thus had a problem in use as a molding material. Furthermore, Comparative Example 3, which uses a biphenyl-type epoxy resin and a phenol aralkyl resin together with a metal hydroxide, has poor fluidity similarly to Comparative Example 2, and has a problem in use as a molding material.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように、本発明は、前記A〜C成
分とともに前記一般式(1)で表される特定の有機燐化
合物(D成分)を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組
成物である。このため、高い難燃性はもちろん、高温高
湿条件下での不純物が従来よりも析出し難くなり、優れ
た耐湿信頼性および流動性を有するようになる。したが
って、この半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半
導体素子を封止することにより、信頼性に優れた半導体
装置を得ることができる。
As described above, the present invention provides an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the specific organic phosphorus compound (component D) represented by the general formula (1) together with the components A to C. It is. For this reason, impurities under high-temperature and high-humidity conditions are harder to precipitate than conventional, as well as high flame retardancy, and excellent moisture resistance reliability and fluidity are obtained. Therefore, a semiconductor device having excellent reliability can be obtained by sealing a semiconductor element with the epoxy resin composition for semiconductor sealing.

【0061】そして、上記C成分である無機質充填剤を
特定の範囲の含有量となるように用いると、難燃性およ
び流動性のバランスが特に良好となり、より優れた封止
材を得ることができる。
When the inorganic filler as the component C is used so as to have a content in a specific range, the balance between the flame retardancy and the fluidity becomes particularly good, and a more excellent sealing material can be obtained. it can.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 弘典 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 Fターム(参考) 4J002 CC03X CC04X CC05X CC14X CD02W CD04W CD05W CD06W DE146 DF016 DJ026 DJ046 DL006 EW017 EW167 FD016 FD020 FD090 FD140 FD150 GQ01 4J036 AA02 AB01 AB07 AC08 AD01 AD08 AJ08 DA04 DA05 DD01 DD07 FA01 FA12 FB07 FB08 JA07 KA06 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB07 EB12 EC01 EC20  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Hironori Kobayashi 1-2-1 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation F-term (reference) 4J002 CC03X CC04X CC05X CC14X CD02W CD04W CD05W CD06W DE146 DF016 DJ026 DJ046 DL006 EW017 EW167 FD016 FD020 FD090 FD140 FD150 GQ01 4J036 AA02 AB01 AB07 AC08 AD01 AD08 AJ08 DA04 DA05 DD01 DD07 FA01 FA12 FB07 FB08 JA07 KA06 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EB03 EB07 EB12 EC01 EC20

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記(A)〜(D)成分を含有すること
を特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)無機質充填剤。 (D)下記の一般式(1)で表される有機燐化合物。 【化1】
1. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation comprising the following components (A) to (D): (A) Epoxy resin. (B) a phenolic resin. (C) an inorganic filler. (D) An organic phosphorus compound represented by the following general formula (1). Embedded image
【請求項2】 上記(D)成分が、下記の一般式(2)
で表される有機燐化合物である請求項1記載の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。 【化2】
2. The component (D) is represented by the following general formula (2)
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, which is an organic phosphorus compound represented by the formula: Embedded image
【請求項3】 上記(C)成分である無機質充填剤の含
有量が、エポキシ樹脂組成物全体中50〜95重量%の
範囲に設定されている請求項1または2記載の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物。
3. The epoxy for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the content of the inorganic filler as the component (C) is set in a range of 50 to 95% by weight of the whole epoxy resin composition. Resin composition.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載の半
導体封止用エポキシ樹脂組成物により半導体素子を封止
してなる半導体装置。
4. A semiconductor device comprising a semiconductor element encapsulated with the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1.
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