JP2002348353A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JP2002348353A
JP2002348353A JP2002079671A JP2002079671A JP2002348353A JP 2002348353 A JP2002348353 A JP 2002348353A JP 2002079671 A JP2002079671 A JP 2002079671A JP 2002079671 A JP2002079671 A JP 2002079671A JP 2002348353 A JP2002348353 A JP 2002348353A
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Japan
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epoxy resin
resin composition
filler
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JP2002079671A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Tabata
昭弘 田畑
Tomohiro Kitamura
友弘 北村
Atsuto Tokunaga
淳人 徳永
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition excellent in reliability such as soldering heat resistance, adhesion and the like, and molding properties such as filling properties in molding, curing properties and the like. SOLUTION: The epoxy resin composition comprises an epoxy resin (A), a curing agent (B) and a filler (C), where the epoxy resin (A) contains an epoxy resin (a) represented by chemical formula (I) and an epoxy resin (b) represented by chemical formula (II) and the filler (C) accounts for 85-96 wt.% in the whole resin composition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、成形性、耐リフロ
ー信頼性、及び連続成形性に優れ、特に半導体封止用と
して好適なエポキシ系樹脂組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition which is excellent in moldability, reflow resistance, and continuous moldability, and is particularly suitable for semiconductor encapsulation.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性および接着性などに優れており、さらに配合処方によ
り種々の特性が付加できるため、塗料、接着剤、電気絶
縁材料など工業材料として利用されている。
2. Description of the Related Art Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical properties, adhesiveness, etc., and can be added with various properties by blending and prescription, so that they are used as industrial materials such as paints, adhesives, and electrical insulating materials. Have been.

【0003】例えば、半導体装置などの電子回路部品の
封止方法として、従来より金属やセラミックスによるハ
ーメッチックシールとフェノール樹脂、シリコーン樹
脂、エポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されてお
り、一般にこのような封止に使用される樹脂を封止材樹
脂と呼んでいる。その中でも、経済性、生産性、物性の
バランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛
んに行われている。そして、エポキシ樹脂による封止方
法は、エポキシ樹脂に硬化剤、充填材などを添加した組
成物を用い、半導体素子を金型にセットしてトランスフ
ァー成型法などにより封止する方法が一般的に行われて
いる。
For example, as a method of sealing an electronic circuit component such as a semiconductor device, a hermetic seal made of metal or ceramic and a resin seal made of phenol resin, silicone resin, epoxy resin or the like have been conventionally proposed. The resin used for such sealing is called a sealing resin. Among them, resin sealing with an epoxy resin is most actively performed in terms of balance between economy, productivity and physical properties. The sealing method using an epoxy resin is generally performed by using a composition in which a curing agent, a filler, and the like are added to an epoxy resin, setting the semiconductor element in a mold, and sealing by a transfer molding method or the like. Have been done.

【0004】半導体封止用エポキシ系樹脂組成物に要求
される特性としては、信頼性および成形性などがあり、
信頼性としては耐湿性などが、成形性としては流動性、
熱時硬度、バリなどがあげられる。
[0004] The characteristics required of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation include reliability and moldability.
Moisture resistance etc. as reliability, fluidity as moldability,
Hardness when heated, burrs, etc. are listed.

【0005】ここでいう耐湿性とは、高温、高湿環境下
に樹脂封止半導体を放置した場合に、封止樹脂や封止樹
脂とリードフレームとの界面を通って水分が侵入するこ
とにより、半導体が故障するのを防止することであり、
近年半導体の集積度が向上するとともに、より高度の耐
湿性が要求されるようになった。
[0005] The term "moisture resistance" as used herein means that when a resin-sealed semiconductor is left in a high-temperature, high-humidity environment, moisture enters through an interface between the sealing resin and the sealing resin and the lead frame. To prevent the semiconductor from breaking down,
In recent years, the degree of integration of semiconductors has been improved, and higher moisture resistance has been required.

【0006】最近はプリント基板への半導体装置パッケ
ージの実装において高密度化、自動化が進められてお
り、従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装
法式”に代わり、基板表面に半導体装置パッケージを半
田付けする“表面実装方式”が盛んになってきた。それ
に伴い、半導体装置パッケージも従来のDIP(デュア
ル・インライン・パッケージ)から、高密度実装・表面
実装に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック・
パッケージ)に移行しつつある。その中でも最近では、
微細加工技術の進歩により、厚さ2mm以下のTSO
P、TQFP、LQFPが主流となりつつある。そのた
め湿度や温度など外部からの影響をいっそう受けやすく
なり、半田耐熱性、高温信頼性、耐熱信頼性などの信頼
性が今後ますます重要となってくる。
Recently, the density and automation of mounting a semiconductor device package on a printed circuit board have been advanced, and the semiconductor device package has been mounted on the surface of the board instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the board. "Surface mounting method" for soldering has become popular. Along with this, the semiconductor device package has been changed from the conventional DIP (dual in-line package) to a thin FPP (flat plastic package) suitable for high-density mounting and surface mounting.
Package). Among them, recently,
With the advance of fine processing technology, TSO with a thickness of 2mm or less
P, TQFP and LQFP are becoming mainstream. Therefore, it becomes more susceptible to external influences such as humidity and temperature, and reliability such as solder heat resistance, high temperature reliability, and heat resistance becomes more and more important in the future.

【0007】表面実装においては、通常半田リフローに
よる実装が行われる。この方法では、基板の上に半導体
装置パッケージを乗せ、これらを200℃以上の高温に
さらし、基板にあらかじめつけられた半田を溶融させて
半導体装置パッケージを基板表面に接着させる。このよ
うな実装方法では半導体装置パッケージ全体が高温にさ
らされるために封止樹脂の耐湿性が悪いと吸湿した水分
が半田リフロー時に爆発的に膨張し、クラックが生じる
という現象が起こる。従って半導体用封止樹脂において
耐湿性は非常に重要となる。
In surface mounting, mounting is usually performed by solder reflow. In this method, a semiconductor device package is placed on a substrate, and the semiconductor device package is exposed to a high temperature of 200 ° C. or more, and the solder previously applied to the substrate is melted to adhere the semiconductor device package to the substrate surface. In such a mounting method, since the entire semiconductor device package is exposed to high temperatures, if the moisture resistance of the sealing resin is poor, the absorbed moisture explosively expands at the time of solder reflow, and a crack occurs. Therefore, moisture resistance is very important in the sealing resin for semiconductors.

【0008】更に、近年では環境保護の点から鉛を含ん
でいない鉛フリー半田の使用が進んでいる。鉛フリー半
田は融点が高く、そのためリフロー温度も上がることに
なりこれまで以上の半田耐熱性、耐湿性が求められてい
る。
Further, in recent years, lead-free solder containing no lead has been used from the viewpoint of environmental protection. Lead-free solders have a high melting point, which increases the reflow temperature, so that higher solder heat resistance and moisture resistance are required.

【0009】一方、生産効率向上の為に成形時の時間を
短くするといった動きがあり、これまで以上の硬化性も
求められている。
On the other hand, there has been a movement to shorten the molding time in order to improve the production efficiency, and there has been a demand for even more curability than before.

【0010】一般的には、半田耐熱性を向上させるには
封止樹脂中の充填材の割合を上げることが有効であるこ
とが知られている。封止樹脂中の樹脂成分を減らすこと
により耐湿性が向上し、吸水率が低下するからである。
しかしながら、封止樹脂中の充填材の割合が高くなると
流動性がきわめて悪化するという問題があり、パッケー
ジ未充填やステージシフトなどの問題が起こる。
In general, it is known that increasing the proportion of the filler in the sealing resin is effective for improving the solder heat resistance. This is because the moisture resistance is improved and the water absorption is reduced by reducing the resin component in the sealing resin.
However, when the proportion of the filler in the sealing resin is increased, there is a problem that the fluidity is extremely deteriorated, and problems such as unfilled package and stage shift occur.

【0011】耐リフロー信頼性を向上する手段としてテ
トラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂を配合する
ことが提案されている(特開平8−134138号公
報)が、さらに耐リフロー信頼性に優れる樹脂組成物が
求められている。
As a means for improving the reflow resistance, it has been proposed to incorporate a tetramethylbisphenol F-type epoxy resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-134138). It has been demanded.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述
したエポキシ樹脂組成物が有する問題を解決し、半田耐
熱性などの信頼性および密着性、硬化性などの成形性に
優れた樹脂組成物、及び該エポキシ樹脂組成物で封止し
てなる半導体装置の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the epoxy resin composition and to provide a resin composition having excellent reliability such as solder heat resistance and excellent moldability such as adhesion and curability. And a semiconductor device sealed with the epoxy resin composition.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定構造
のエポキシ樹脂を使用し、更に封止樹脂中の充填材の比
率を上げることにより、上記の課題を達成することがで
き、目的に合致したエポキシ系樹脂組成物が得られるこ
とを見いだし、本発明に到達した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have achieved the above object by using an epoxy resin having a specific structure and further increasing the ratio of a filler in a sealing resin. It has been found that an epoxy resin composition conforming to the formula (1) can be obtained, and the present invention has been achieved.

【0014】本発明は、主として次の構成を有する。す
なわち、「エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填材
(C)を配合してなるエポキシ樹脂組成物であって、エ
ポキシ樹脂(A)が、化学式(I)で表されるエポキシ
樹脂(a1)および化学式(II)で表されるエポキシ樹
脂(a2)のみを含有し、しかもエポキシ樹脂(a1)
がエポキシ樹脂(A)中10〜90重量%及びエポキシ
樹脂(a2)がエポキシ樹脂(A)中10〜90重量%
配合し、かつ充填材(C)の配合割合が樹脂組成物全体
の85〜96重量%であることを特徴とするエポキシ系
樹脂組成物。」、「エポキシ樹脂(A)、硬化剤
(B)、充填材(C)を配合してなるエポキシ樹脂組成
物であって、エポキシ樹脂(A)が、下記化学式(I)
で表されるエポキシ樹脂(a1)、下記化学式(II)で
表されるエポキシ樹脂(a2)および下記化学式(V)
で表されるビフェニルノボラック型エポキシ樹脂(a
3)のみを含有し、かつ充填材(C)の配合割合が樹脂
組成物全体の85〜96重量%であることを特徴とする
エポキシ系樹脂組成物。」、「エポキシ樹脂(A)、硬
化剤(B)、充填材(C)を配合してなるエポキシ樹脂
組成物であって、エポキシ樹脂(A)が、下記化学式
(I)で表されるエポキシ樹脂(a1)および下記化学
式(II)で表されるエポキシ樹脂(a2)を含有し、か
つジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が含有せず、さ
らに充填材(C)の配合割合が樹脂組成物全体の85〜
96重量%であることを特徴とするエポキシ系樹脂組成
物。」である。
The present invention mainly has the following configuration. That is, an epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a filler (C), wherein the epoxy resin (A) is an epoxy resin represented by the chemical formula (I) (A1) and only the epoxy resin (a2) represented by the chemical formula (II), and the epoxy resin (a1)
Is 10 to 90% by weight in the epoxy resin (A) and 10 to 90% by weight in the epoxy resin (A)
An epoxy resin composition, which is blended and has a blending ratio of the filler (C) of 85 to 96% by weight of the entire resin composition. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a filler (C), wherein the epoxy resin (A) has the following chemical formula (I)
An epoxy resin (a1) represented by the following chemical formula (II), and an epoxy resin (a2) represented by the following chemical formula (II)
Biphenyl novolak type epoxy resin (a
An epoxy-based resin composition containing only 3) and wherein the compounding ratio of the filler (C) is 85 to 96% by weight of the entire resin composition. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a filler (C), wherein the epoxy resin (A) is represented by the following chemical formula (I): It contains a resin (a1) and an epoxy resin (a2) represented by the following chemical formula (II), does not contain a dicyclopentadiene-type epoxy resin, and has a compounding ratio of the filler (C) of the entire resin composition. 85-
An epoxy resin composition characterized by being 96% by weight. ".

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0016】本発明は、エポキシ樹脂(A)、硬化剤
(B)、充填材(C)を配合してなるエポキシ系樹脂組
成物である。
The present invention is an epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a filler (C).

【0017】本発明において、エポキシ樹脂(A)は化
学式(I)で表されるテトラメチルビフェニル型エポキ
シ樹脂(a1)および化学式(II)で表されるテトラメ
チルビスフェノールF型エポキシ樹脂(a2)を必須成
分として含有する。エポキシ樹脂(a1)を含有するこ
とにより、封止樹脂組成物の硬化性が上がり、成形性が
大幅に向上する。しかし、エポキシ樹脂(a1)の単独
使用では樹脂粘度が上がり、十分なパッケージ充填性が
得られない。また、チップ表面との密着性も十分とはい
えない。
In the present invention, the epoxy resin (A) is a tetramethylbiphenyl epoxy resin (a1) represented by the chemical formula (I) and a tetramethylbisphenol F epoxy resin (a2) represented by the chemical formula (II). Contains as an essential component. By containing the epoxy resin (a1), the curability of the sealing resin composition is increased, and the moldability is greatly improved. However, when the epoxy resin (a1) is used alone, the resin viscosity increases, and sufficient package filling properties cannot be obtained. Further, the adhesion to the chip surface is not sufficient.

【0018】[0018]

【化9】 Embedded image

【0019】[0019]

【化10】 Embedded image

【0020】一方、エポキシ樹脂(a2)を含有するこ
とにより、半田耐熱性が良くなり、信頼性が向上する。
また、封止樹脂組成物の粘度が下がり、成形性が向上す
る。しかしながらエポキシ樹脂(a2)の単独使用では
硬化性が不十分である。
On the other hand, by containing the epoxy resin (a2), the solder heat resistance is improved and the reliability is improved.
Further, the viscosity of the sealing resin composition is reduced, and the moldability is improved. However, the curability is insufficient when the epoxy resin (a2) is used alone.

【0021】本発明においては、エポキシ樹脂(a1)
とエポキシ樹脂(a2)を併用することにより極めて優
れた効果が得られることを見出した。すなわちエポキシ
樹脂(a1)とエポキシ樹脂(a2)を併用して初め
て、信頼性、密着性、硬化性、成形性すべてにおいて優
れる樹脂組成物を得ることができる。
In the present invention, the epoxy resin (a1)
It has been found that an extremely excellent effect can be obtained by using the epoxy resin and the epoxy resin (a2) together. That is, only when the epoxy resin (a1) and the epoxy resin (a2) are used together, a resin composition excellent in all of reliability, adhesion, curability, and moldability can be obtained.

【0022】エポキシ樹脂(a1)の含有量はエポキシ
樹脂(A)中5〜95重量%が好ましく、10〜90重
量%がさらに好ましい。また、エポキシ樹脂(a2)の
含有量はエポキシ樹脂(A)中95〜5重量%が好まし
く、90〜10重量%がさらに好ましい。さらにはエポ
キシ樹脂(A)がエポキシ樹脂(a1)とエポキシ樹脂
(a2)のみからなることが好ましく、この場合、エポ
キシ樹脂(a1)のエポキシ樹脂(a2)に対する配合
比率は重量比で(a1)/(a2)=10/90〜90
/10が好ましく、さらに好ましくは20/80〜80
/20が良い。
The content of the epoxy resin (a1) in the epoxy resin (A) is preferably 5 to 95% by weight, more preferably 10 to 90% by weight. Further, the content of the epoxy resin (a2) in the epoxy resin (A) is preferably 95 to 5% by weight, and more preferably 90 to 10% by weight. Further, the epoxy resin (A) is preferably composed of only the epoxy resin (a1) and the epoxy resin (a2). In this case, the mixing ratio of the epoxy resin (a1) to the epoxy resin (a2) is (a1) by weight. / (A2) = 10 / 90-90
/ 10 is preferable, and 20/80 to 80 is more preferable.
/ 20 is good.

【0023】用途によっては上記エポキシ樹脂(a1)
および(a2)以外のエポキシ樹脂を併用しても良い。
その他のエポキシ樹脂としては1分子中に2個以上のエ
ポキシ基を有する化合物であれば特に限定されず、モノ
マー、オリゴマー、ポリマー全般である。例えばクレゾ
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、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
などのビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキ
ル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、トリフェノール型エポキシ
樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂、ト
リフェニルメタン型エポキシ樹脂、およびハロゲン化エ
ポキシ樹脂などが挙げられる。その他のエポキシ樹脂と
して2種以上用いても良い。なかでも、式(V)で表さ
れるビフェニルノボラック型エポキシ樹脂(a3)が第
3のエポキシ樹脂成分として好ましく用いられる。エポ
キシ樹脂(a1)、エポキシ樹脂(a2)およびエポキ
シ樹脂(a3)の3種を用いる場合の好ましい配合割合
は (a1)と(a2)の合計量に対する(a3)の配
合比率は重量比で((a1)+(a2))/(a3)=
90/10〜10/90が好ましく、さらに好ましくは
90/10〜50/50が良い。また、これら3種を用
いる場合においても、エポキシ樹脂(a1)のエポキシ
樹脂(a2)に対する配合比率は重量比で(a1)/
(a2)=10/90〜90/10が好ましく、さらに
好ましくは20/80〜80/20が良い。
In some applications, the epoxy resin (a1)
Epoxy resins other than and (a2) may be used in combination.
Other epoxy resins are not particularly limited as long as they are compounds having two or more epoxy groups in one molecule, and include all monomers, oligomers, and polymers. For example, cresol novolak type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5 Biphenyl type epoxy resin such as 5,5'-tetraethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetrabutylbiphenyl, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthalene type An epoxy resin, a bisphenol A type epoxy resin, a triphenol type epoxy resin, an epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton, a triphenylmethane type epoxy resin, and a halogenated epoxy resin are exemplified. Two or more epoxy resins may be used. Among them, the biphenyl novolak type epoxy resin (a3) represented by the formula (V) is preferably used as the third epoxy resin component. When three types of the epoxy resin (a1), the epoxy resin (a2) and the epoxy resin (a3) are used, a preferable mixing ratio is (a1) and (a2) in a weight ratio of (a3) to the total amount of (a3). (A1) + (a2)) / (a3) =
90/10 to 10/90 are preferable, and 90/10 to 50/50 are more preferable. Even when these three types are used, the mixing ratio of the epoxy resin (a1) to the epoxy resin (a2) is (a1) / weight ratio.
(A2) = 10/90 to 90/10 is preferable, and 20/80 to 80/20 is more preferable.

【0024】[0024]

【化11】 Embedded image

【0025】本発明においてエポキシ樹脂(A)の配合
量は全樹脂組成物に対して通常2〜25重量%、特に2
〜10重量%が好ましい。
In the present invention, the amount of the epoxy resin (A) is usually 2 to 25% by weight, especially 2
-10% by weight is preferred.

【0026】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
されず、それらの具体例としては、例えばフェノールノ
ボラック、クレゾールノボラック、ナフトールノボラッ
クなどのノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、
ビフェニル骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ジシク
ロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、、ナフトール
アラルキル樹脂、ビスフェノールAなどのビスフェノー
ル化合物、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメ
リット酸などの酸無水物およびメタフェニレンジアミ
ン、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あげられこれらを単独
で用いても、2種以上の硬化剤を併用しても良い。
The curing agent (B) in the present invention is not particularly limited as long as it reacts with the epoxy resin (A) and cures. Specific examples thereof include phenol novolak, cresol novolak, naphthol novolak and the like. Novolak resin, phenol aralkyl resin,
Biphenyl skeleton-containing phenol aralkyl resin, dicyclopentadiene skeleton-containing phenol resin, naphthol aralkyl resin, bisphenol compounds such as bisphenol A, maleic anhydride, phthalic anhydride, acid anhydrides such as pyromellitic anhydride and metaphenylenediamine, diamino Examples thereof include aromatic amines such as diphenylmethane and diaminodiphenylsulfone. These may be used alone, or two or more curing agents may be used in combination.

【0027】硬化剤(B)としてはリフロー信頼性の点
からフェノールアラルキル樹脂が特に好ましく使用され
る。
As the curing agent (B), a phenol aralkyl resin is particularly preferably used from the viewpoint of reflow reliability.

【0028】本発明において、硬化剤(B)の配合量
は、全樹脂組成物に対して通常1.5〜6.0%重量で
ある。さらには、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性の点から(A)に対
する(B)の化学当量比が0.5〜1.3、特に0.6
〜1.0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 1.5 to 6.0% by weight based on the whole resin composition. 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 1.3, particularly 0, from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance. .6
It is preferably in the range of 1.0 to 1.0.

【0029】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硬化触媒を用
いても良い。硬化触媒は硬化反応を促進するものであれ
ば特に限定されず、たとえば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3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
(アセチルアセトナト)ジルコニウム、トリ(アセチル
アセトナト)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。
なかでも信頼性および成形性の点から有機ホスフィン化
合物が好ましく、トリフェニルホスフィンが特に好まし
く用いられる。
In the present invention, the epoxy resin (A)
A curing catalyst may be used to accelerate the curing reaction between the curing agent and the curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it promotes the curing reaction. 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 Methylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol,
Tertiary amine compounds such as 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetramethoxide, zirconium tetrapropoxide, tetrakis (acetylacetate) Organometallic compounds such as nato) zirconium, tri (acetylacetonato) aluminum and triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, tri (p-
Methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl)
Organic phosphine compounds such as phosphine are exemplified.
Among them, an organic phosphine compound is preferable from the viewpoint of reliability and moldability, and triphenylphosphine is particularly preferably used.

【0030】これらの硬化触媒は、用途によっては二種
以上を併用してもよく、その配合量はエポキシ樹脂
(A)100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲
が望ましい。
Two or more of these curing catalysts may be used in combination depending on the application, and the compounding amount is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A).

【0031】本発明における充填材(C)としては、無
機充填材が好ましく、具体的には非晶性シリカ、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、
酸化チタンや酸化アンチモンなどの金属酸化物、アスベ
スト、ガラス繊維およびガラス球などが挙げられるが、
中でも非晶性シリカは線膨脹係数を低下させる効果が大
きく、低応力化に有効ななため好ましく用いられる。形
状としては、破砕状のものや球状のものが用いられ、流
動性の点から球状のものが好ましく使用される。
As the filler (C) in the present invention, an inorganic filler is preferable. Specifically, amorphous silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate ,
Metal oxides such as titanium oxide and antimony oxide, asbestos, glass fibers and glass spheres, and the like,
Among them, amorphous silica is preferably used because it has a large effect of lowering the linear expansion coefficient and is effective in reducing the stress. As the shape, a crushed shape or a spherical shape is used, and a spherical shape is preferably used from the viewpoint of fluidity.

【0032】ここでいう非晶性シリカは、一般的には真
比重が2.3以下のものを意味する。この非晶性シリカ
の製造においては石英を溶融して製造される(溶融シリ
カ)のが一般的であるが必ずしも溶融状態を経る必要は
なく、公知の製造方法を用いることができ、例えば結晶
性シリカを溶融する方法および金属ケイ素の酸化による
方法、アルコキシシランの加水分解など、各種原料から
の合成方法が使用できる。
The amorphous silica referred to here generally means one having a true specific gravity of 2.3 or less. In the production of amorphous silica, quartz is generally produced by melting quartz (fused silica), but it does not necessarily have to go through a molten state, and a known production method can be used. Synthesis methods from various raw materials, such as a method of melting silica, a method of oxidizing metal silicon, and a hydrolysis of alkoxysilane, can be used.

【0033】充填材の粒径および粒度分布については、
特に限定はないが、流動性、成形時のバリ低減の点か
ら、平均粒径(メディアン径を意味する。以下同じ。)
が5〜30μmの範囲にあることが特に好ましい。ま
た、平均粒径または粒度分布の異なる充填材を2種以上
組み合わせることもできる。
Regarding the particle size and particle size distribution of the filler,
Although not particularly limited, the average particle diameter (mean means median diameter; hereinafter the same) from the viewpoint of fluidity and reduction of burrs during molding.
Is particularly preferably in the range of 5 to 30 μm. Further, two or more kinds of fillers having different average particle sizes or different particle size distributions can be combined.

【0034】本発明において、充填材(C)の割合が全
樹脂組成物に対して、85〜96重量%であることが必
要である。充填剤(C)の配合量が85重量%未満であ
ると封止樹脂の吸湿性が増加する傾向があり、良好な半
田耐熱性が得られない。また96重量%を超えると密着
性やパッケージ充填性が低下してしまう。
In the present invention, the proportion of the filler (C) needs to be 85 to 96% by weight based on the whole resin composition. If the amount of the filler (C) is less than 85% by weight, the hygroscopicity of the sealing resin tends to increase, and good solder heat resistance cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 96% by weight, the adhesiveness and the package filling property are reduced.

【0035】また得られる半導体装置のソフトエラーの
問題を回避するために、エポキシ樹脂組成物中のウラ
ン、トリウムなどα線放出物質の濃度を、極めて少な
く、具体的にはそれぞれ10ppb以下とすることが好
ましい。
In order to avoid the problem of soft errors in the obtained semiconductor device, the concentration of α-ray emitting substances such as uranium and thorium in the epoxy resin composition is extremely low, specifically, 10 ppb or less. Is preferred.

【0036】本発明では、シランカップリング剤、チタ
ンカップリング剤などのカップリング剤を配合すること
ができる。これらのカップリング剤で充填材を他の構成
成分とブレンドする以前に処理しておくことがより好ま
しい。カップリング剤としては、シランカップリング剤
が好ましく使用され、シランカップリング剤としては、
アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基などの加水分解
性基および有機基がケイ素原子に直結したもの、および
その部分加水分解縮合物が一般的に用いられる。シラン
カップリング剤中の有機基としては、窒素原子、酸素原
子、ハロゲン原子、硫黄原子などによって置換された炭
化水素基のものが使用される。 シランカップリング剤
の具体的な例としては、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメ
トキシシシラン、γ−(2,3−エポキシシクロヘキシ
ル)プロピルトリメトキシシラン、γ−(N−フェニル
アミノ)プロピルトリメトキシシラン、γ−(N−フェ
ニルアミノ)プロピルメチルジメトキシシラン、γ−
(N−メチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、γ
−(N−メチルアミノプロピル)メチルジメトキシシラ
ン、γ−(N−エチルアミノ)プロピルトリメトキシシ
ラン、γ−(N−エチルアミノ)プロピルメチルジメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−(N−エチルアミノ)プロピルメチルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−メルカトプロピルトリメトキシシラン、
γ−メルカトプロピルメチルジメトキシシラン、N−β
−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピ
ルメチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)
−γ−アミノプロピルトリエチルシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチル
ジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルトリメトキシシ
ランなどが挙げられる。
In the present invention, a coupling agent such as a silane coupling agent and a titanium coupling agent can be blended. More preferably, the filler is treated with these coupling agents before blending with other components. As the coupling agent, a silane coupling agent is preferably used, and as the silane coupling agent,
A hydrolyzable group such as an alkoxy group, a halogen atom and an amino group and an organic group directly bonded to a silicon atom, and a partial hydrolyzed condensate thereof are generally used. As the organic group in the silane coupling agent, a hydrocarbon group substituted by a nitrogen atom, an oxygen atom, a halogen atom, a sulfur atom, or the like is used. Specific examples of the silane coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ- (2,3-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane. (N-phenylamino) propyltrimethoxysilane, γ- (N-phenylamino) propylmethyldimethoxysilane, γ-
(N-methylamino) propyltrimethoxysilane, γ
-(N-methylaminopropyl) methyldimethoxysilane, γ- (N-ethylamino) propyltrimethoxysilane, γ- (N-ethylamino) propylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ- (N-ethylamino) propylmethyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane,
γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, N-β
-(Aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (aminoethyl)
-Γ-aminopropyltriethylsilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ
-(N, N-dimethylamino) propyltrimethoxysilane and the like.

【0037】良好な連続成形性を得るためシランカップ
リング剤がアミノ基含有シランカップリング剤またはエ
ポキシ基含有シランカップリング剤を含有していること
が好ましく、さらに好ましくはアミノ基含有シランカッ
プリング剤が良い。
In order to obtain good continuous moldability, the silane coupling agent preferably contains an amino group-containing silane coupling agent or an epoxy group-containing silane coupling agent, more preferably an amino group-containing silane coupling agent. Is good.

【0038】エポキシ基含有シランカップリング剤また
はアミノ基含有シランカップリング剤の含有量はシラン
カップリング剤全体に対して50重量%以上であること
が特に好ましい。
The content of the epoxy group-containing silane coupling agent or the amino group-containing silane coupling agent is particularly preferably at least 50% by weight based on the whole silane coupling agent.

【0039】カップリング剤の配合割合としてはエポキ
シ樹脂組成物全量に対して0.1〜2重量%添加するこ
とが流動性及び充填性の点で好ましい。
It is preferable to add 0.1 to 2% by weight of the coupling agent based on the total amount of the epoxy resin composition from the viewpoint of fluidity and filling property.

【0040】本発明のエポキシ樹脂組成物では、必須成
分ではないが難燃性を向上させる目的でブロム化合物を
配合できる。ブロム化合物は、通常、エポキシ樹脂組成
物に難燃剤として添加されるものであれば、特に限定さ
れない。ブロム化合物の好ましい具体例としては、ブロ
ム化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ブロム化フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ
樹脂、ブロム化ポリカーボネート樹脂、ブロム化ポリス
チレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキサイド樹脂、
テトラブロモビスフェノールA、デカブロモジフェニル
エーテルなどがあげられ、なかでも、ブロム化ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、ブロム化フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ樹脂が、成形
性の点から特に好ましい。
In the epoxy resin composition of the present invention, although not an essential component, a bromo compound can be blended for the purpose of improving flame retardancy. The bromine compound is not particularly limited as long as it is usually added as a flame retardant to the epoxy resin composition. Preferred specific examples of the brominated compound include brominated bisphenol A type epoxy resins, brominated epoxy resins such as brominated phenol novolak type epoxy resins, brominated polycarbonate resins, brominated polystyrene resins, brominated polyphenylene oxide resins,
Examples thereof include tetrabromobisphenol A and decabromodiphenyl ether. Among them, brominated epoxy resins such as brominated bisphenol A type epoxy resin and brominated phenol novolak type epoxy resin are particularly preferable from the viewpoint of moldability.

【0041】同様に、本発明のエポキシ樹脂組成物で
は、必須成分ではないがアンチモン化合物を配合でき
る。これは通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難燃
助剤として添加されるもので、特に限定されず、公知の
ものが使用できる。アンチモン化合物の好ましい具体例
としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸
化アンチモンがあげられる。
Similarly, the epoxy resin composition of the present invention may contain an antimony compound, which is not an essential component. This is usually added as a flame retardant aid to the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and is not particularly limited, and a known one can be used. Preferred specific examples of the antimony compound include antimony trioxide, antimony tetroxide, and antimony pentoxide.

【0042】これら難燃剤、難燃助剤を添加する場合、
エポキシ樹脂組成物から発生する不要物の廃棄の容易
さ、および半導体装置の信頼性の観点からBr(臭
素)、Cl(塩素)等のハロゲン原子が、エポキシ樹脂
組成物全体に対して0.1重量%以下であることがが好
ましい。またSb(アンチモン)原子の含有量は組成物
全体に対して0.05重量%以下であることが好まし
い。 本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに次に挙げ
る各種添加剤を任意に含有することができる。カーボン
ブラックおよび酸化鉄などの各種着色剤や各種顔料、シ
リコーンゴム、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各種エラストマー、
シリコーンオイル、ポリエチレンなどの各種熱可塑性樹
脂、フッ素系、シリコーン系などの界面活性剤、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
鎖脂肪酸のアミドおよびパラフィンワックスなどの各種
離型剤およびハイドロタルサイト類などのイオン捕捉
剤、有機過酸化物などの架橋剤。
When these flame retardants and flame retardant auxiliaries are added,
From the viewpoint of easy disposal of unnecessary substances generated from the epoxy resin composition and reliability of the semiconductor device, halogen atoms such as Br (bromine) and Cl (chlorine) are contained in the entire epoxy resin composition by 0.1%. It is preferable that the content is not more than% by weight. Further, the content of Sb (antimony) atoms is preferably 0.05% by weight or less based on the whole composition. The epoxy resin composition of the present invention can further optionally contain the following various additives. Various colorants and various pigments such as carbon black and iron oxide, various elastomers such as silicone rubber, olefin copolymer, modified nitrile rubber, modified polybutadiene rubber,
Various thermoplastic resins such as silicone oil and polyethylene, surfactants such as fluorine and silicone, long chain fatty acids, metal salts of long chain fatty acids, esters of long chain fatty acids, amides of long chain fatty acids and paraffin wax Release agents, ion scavengers such as hydrotalcites, and crosslinking agents such as organic peroxides.

【0043】本発明のエポキシ樹脂組成物は上記各成分
を溶融混練によって製造することが好ましい。たとえば
各種原料をミキサーなどの公知の方法で混合した後、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。溶融混練時の
樹脂温度としては、通常70〜150℃の範囲が使用さ
れる。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably produced by melt-kneading the above components. For example, it is manufactured by mixing various raw materials by a known method such as a mixer and then melt-kneading using a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder and a co-kneader. As the resin temperature during melt-kneading, a range of usually 70 to 150 ° C. is used.

【0044】本発明のエポキシ樹脂組成物は、加熱混練
で溶融し、冷却さらに粉砕した粉末の形状、粉末を打錠
して得られるタブレットの形状、加熱混練で溶融し型内
で冷却固化したタブレットの形状、加熱混練で溶融し押
し出ししてさらに切断したペレットの形状などの状態で
使用できる。
The epoxy resin composition of the present invention is melted by heating and kneading, cooled and further pulverized, the shape of a tablet obtained by compressing the powder, the tablet melted by heating and kneading and cooled and solidified in a mold. Can be used in the form of pellets which are melted by heat kneading, extruded and further cut.

【0045】そしてこれらの形状から半導体素子の封止
に供され半導体装置の製造が行われる。半導体を基板に
固定した部材に対して、本発明のエポキシ樹脂組成物
を、例えば120〜250℃、好ましくは150〜20
0℃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して、エポキシ樹脂組成物
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。
From these shapes, semiconductor elements are sealed to manufacture a semiconductor device. The epoxy resin composition of the present invention is applied to a member having a semiconductor fixed to a substrate at, for example, 120 to 250 ° C., preferably 150 to 20 ° C.
The semiconductor device is molded at a temperature of 0 ° C. by a method such as transfer molding, injection molding, or casting, and is sealed with a cured product of the epoxy resin composition.
If necessary, additional heat treatment (for example, 150 to 200
C., 2-16 hours).

【0046】[0046]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はここに掲げた実施例によって限定される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

【0047】[実施例1〜11、比較例1〜8]なお、本
発明で使用した原材料および、組成物への配合量は以下
の通りである。 〈充填材〉平均粒子径が約15μmの球状溶融シリカ
(配合量は表1に記載) 〈エポキシ樹脂I〉化学式(I)で表されるテトラメチ
ルビスフェノール型エポキシ樹脂(エポキシ当量19
3)(配合量は表1に記載)
[Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 8] The raw materials used in the present invention and the amounts to be added to the compositions are as follows. <Filler> Spherical fused silica having an average particle diameter of about 15 μm (compounding amounts are shown in Table 1) <Epoxy resin I> Tetramethylbisphenol type epoxy resin represented by the chemical formula (I) (epoxy equivalent 19
3) (Blending amount is described in Table 1)

【0048】[0048]

【化12】 Embedded image

【0049】〈エポキシ樹脂II〉化学式(II)で表され
るテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポ
キシ当量192)(配合量は表1に記載)
<Epoxy resin II> Tetramethylbisphenol F type epoxy resin represented by the chemical formula (II) (epoxy equivalent 192) (compounding amounts are described in Table 1)

【0050】[0050]

【化13】 Embedded image

【0051】〈エポキシ樹脂III〉下記化学式(V)の
R0が水素原子、n=1.8のビフェニルノボラック型
エポキシ樹脂(日本化薬(株)”NC−3000S”、
エポキシ当量282)、ICI粘度(150℃)0.0
9)
<Epoxy Resin III> Biphenyl novolak type epoxy resin of the following chemical formula (V) wherein R0 is a hydrogen atom and n = 1.8 (Nippon Kayaku Co., Ltd. "NC-3000S",
Epoxy equivalent 282), ICI viscosity (150 ° C) 0.0
9)

【0052】[0052]

【化14】 Embedded image

【0053】〈エポキシ樹脂IV〉ジシクロペンタジエン
型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)HP72
0”HP7200”、エポキシ当量260)、 〈エポキシ樹脂V〉ブロム化エポキシ樹脂(住友化学工
業(株)”ESB400T”、エポキシ当量400)、 〈硬化剤I〉化学式(III)で表されるフェノールアラ
ルキル樹脂(水酸基当量175、ICI粘度(150
℃)90mPa・S)(配合量は表1に記載)
<Epoxy resin IV> Dicyclopentadiene type epoxy resin (Dainippon Ink & Chemicals, Inc. HP72)
0 "HP7200", epoxy equivalent 260), <Epoxy resin V> brominated epoxy resin (ESB400T, Sumitomo Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent 400), <curing agent I> phenol aralkyl represented by chemical formula (III) Resin (hydroxyl equivalent 175, ICI viscosity (150
° C) 90 mPa · S) (Table 1 shows the compounding amount)

【0054】[0054]

【化15】 Embedded image

【0055】〈硬化剤II〉化学式(IV)で表されるフェ
ノールノボラック樹脂(水酸基当量107、ICI粘度
(150℃)250mPa・S)(配合量は表1に記
載)
<Curing Agent II> A phenol novolak resin represented by the chemical formula (IV) (hydroxyl equivalent 107, ICI viscosity (150 ° C.) 250 mPa · S) (compounding amounts are shown in Table 1)

【0056】[0056]

【化16】 Embedded image

【0057】〈シランカップリング剤I〉N−フェニル
アミノプロピルトリメトキシシラン 〈シランカップリング剤II〉γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン 〈シランカップリング剤III〉γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン 〈シランカップリング剤IV〉γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン 〈硬化促進剤〉トリフェニルホスフィン(配合量:樹脂
組成物に対して0.1重量%) <難燃助剤>三酸化アンチモン 〈着色剤〉カーボンブラック(配合量:樹脂組成物に対
して0.2重量%) 〈離型剤〉カルナバワックス(配合量:樹脂組成物に対
して0.3重量%) エポキシ樹脂、硬化剤および充填材は表1に示した組成
比(重量比)で、その他の成分は上記の配合量で、各成
分をミキサーによりドライブレンドした後、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のエポキシ樹脂組成物
を得た。
<Silane coupling agent I> N-phenylaminopropyltrimethoxysilane <silane coupling agent II> γ-aminopropyltrimethoxysilane <silane coupling agent III> γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane <silane Coupling agent IV> γ-mercaptopropyltrimethoxysilane <Curing accelerator> Triphenylphosphine (Blending amount: 0.1% by weight based on resin composition) <Flame retardant aid> Antimony trioxide <Colorant> Carbon Black (Blending amount: 0.2% by weight based on resin composition) <Release agent> Carnauba wax (Blending amount: 0.3% by weight based on resin composition) Epoxy resin, curing agent and filler are listed in Table. After the components are dry blended with a mixer at the composition ratio (weight ratio) shown in No. 1 and the other components are in the above-mentioned mixing amounts, the rolls are rolled. After 5 min heating kneaded with a mixing roll surface temperature of 90 ° C., cooled to obtain a epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and pulverized.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】得られたエポキシ樹脂組成物の評価は以下
の方法により行った。
The evaluation of the obtained epoxy resin composition was performed by the following method.

【0060】<半田耐熱性評価>この樹脂組成物を用い
て、低圧トランスファー成形機で金型温度175℃、キ
ュアータイム1分間の条件でパッケージを成形した。な
お評価用のチップとしては表面に窒化珪素膜を被覆した
模擬素子を搭載し、チップサイズ10mm×10mm×
0.3mmの176pinLQFP(外形:24mm×
24mm×1.4mm、フレーム材料:銅)を用いた。
<Evaluation of Solder Heat Resistance> Using this resin composition, a package was molded using a low-pressure transfer molding machine under the conditions of a mold temperature of 175 ° C. and a cure time of 1 minute. As a chip for evaluation, a simulation element having a surface coated with a silicon nitride film was mounted, and the chip size was 10 mm × 10 mm ×
0.3mm 176pin LQFP (Outer diameter: 24mm ×
24 mm x 1.4 mm, frame material: copper) was used.

【0061】上記成形により得られた176pinLQ
FPのパッケージ20個を180℃、6時間の条件でポ
ストキュアーした後、85℃/60%RHで24時間加
湿した。これを温度260℃のIRリフロー炉で10秒
間加熱処理した後、サンプルの外部クラックの発生数を
調べた。を超音波探傷機を用いて、チップ表面からの剥
離を観察した。剥離が発生した不良パッケージを除く、
良好に得られたパッケージ数を求めた。
The 176 pin LQ obtained by the above molding
After 20 FP packages were post-cured at 180 ° C. for 6 hours, they were humidified at 85 ° C./60% RH for 24 hours. After heat-treating this in an IR reflow furnace at a temperature of 260 ° C. for 10 seconds, the number of external cracks generated in the sample was examined. Was observed from the chip surface using an ultrasonic flaw detector. Excluding defective packages where peeling has occurred,
The number of successfully obtained packages was determined.

【0062】<密着性評価>上記成形により得られた1
76pinLQFPのパッケージ20個を180℃、6
時間の条件でポストキュアーした後、85℃/60%R
Hで24時間加湿した。これを温度260℃のIRリフ
ロー炉で10秒間加熱処理した後、超音波探傷機を用い
て、チップ表面からの剥離を観察した。剥離が発生した
不良パッケージを除く、良好に得られたパッケージ数を
求めた。
<Evaluation of Adhesion> 1
20 packages of 76 pin LQFP at 180 ° C, 6
After post curing under the condition of time, 85 ° C / 60% R
H was humidified for 24 hours. After heat-treating this in an IR reflow furnace at a temperature of 260 ° C. for 10 seconds, peeling from the chip surface was observed using an ultrasonic flaw detector. The number of successfully obtained packages, excluding the defective packages from which peeling occurred, was determined.

【0063】<パッケージ充填性評価>上記成形により
得られた176pinLQFPパッケージ20個を成形
後に目視および断面切断後、20倍の顕微鏡を用いて観
察し、ステージ変位・未充填の有無を調べた。ステージ
変位・未充填が発生した不良パッケージを除く、良好に
得られたパッケージ数を求めた。
<Evaluation of Package Filling Property> Twenty 176-pin LQFP packages obtained by the above-mentioned molding were visually observed and cut in cross section after molding, and then observed using a microscope with a magnification of 20 times to examine whether the stage was displaced or not filled. The number of successfully obtained packages, excluding defective packages in which stage displacement and unfilling occurred, was determined.

【0064】<ランナー折れ評価(硬化性)>上記成形
により得られたランナー10個を成形後に目視で観察
し、ランナー折れの有無を調べた。ランナーが金型に付
着、または折れが発生した不良を除く、良好に得られた
ランナー数を求めた。なお、ここでのランナーとは、成
型時のタブレットからパッケージへの樹脂の通り道のこ
とをいい、ランナーの断面は2mm×1.5mm、長さ
が25mmである。
<Evaluation of Breakage of Runner (Curability)> Ten runners obtained by the above molding were visually observed after molding, and the presence or absence of breakage of the runner was examined. The number of successfully obtained runners, excluding defects in which the runners adhered to the mold or were broken, was determined. Here, the runner means a path of the resin from the tablet to the package at the time of molding, and the cross section of the runner is 2 mm × 1.5 mm and the length is 25 mm.

【0065】<PCT(高温信頼性)評価>44pinP
LCC(外形:16mm×16mm×2.4mm、フレ
ーム材料:42アロイ)用金型を用いて、低圧トランス
ファー成形機で金型温度175℃、キュアータイム1分
間の条件でパッケージを成形した。このとき回路断線評
価用としてアルミニウム配線(配線幅8μm、配線間隔
8μm)が1チップにつき4回路分を施されたチップを
用いた。このパッケージを8個成形し、143℃/10
0%RHで加湿後、半導体回路配線の電極間の抵抗が初
期値の2倍になった時点で断線と判断し、断線箇所の割
合が63.5%に達したときの時間をもって故障時間と
した。実用上は1000時間以上が望ましい。
<PCT (High Temperature Reliability) Evaluation> 44 pin P
Using a mold for LCC (outer size: 16 mm × 16 mm × 2.4 mm, frame material: 42 alloy), a package was molded with a low-pressure transfer molding machine at a mold temperature of 175 ° C. and a cure time of 1 minute. At this time, a chip was used in which aluminum wiring (wiring width 8 μm, wiring interval 8 μm) was provided for four circuits per chip for circuit disconnection evaluation. Eight of these packages were molded and 143 ° C / 10
After humidification at 0% RH, the disconnection is determined when the resistance between the electrodes of the semiconductor circuit wiring becomes twice the initial value, and the time when the percentage of the disconnected portion reaches 63.5% is defined as the failure time. did. Practically, it is desirable that the time is 1000 hours or more.

【0066】<連続成形性(パッケージ表面汚れ)評価
>上記と同様の方法でパッケージを成形して連続成形性
の評価を行った。ただし、キュアータイムは40秒とし
た。金型クリーニングのためメラミン樹脂で1ショット
成形を行い、続いて金型と樹脂の離型性を回復するため
東レ製離型回復材“TR−4”で2ショット成形をおこ
なった。その後続いて上述の樹脂組成物で連続10ショ
ット成形を行った後のパッケージ外観を観察し、連続成
形性の評価をおこなった。パッケージ表面汚れを目視で
観察し、その面積がパーケージ表面の3%以上に達した
ものを×、3%未満2%以上のものを△、3%未満1以
上のものを○、1%未満のものを◎の4段階で判定し
た。
<Evaluation of Continuous Formability (Package Surface Dirt)> The package was formed in the same manner as described above, and the continuous formability was evaluated. However, the cure time was 40 seconds. One-shot molding was performed with a melamine resin for mold cleaning, and then two-shot molding was performed with a mold-releasing material "TR-4" manufactured by Toray to restore mold and resin releasability. Subsequently, the package appearance after continuous 10-shot molding with the above resin composition was observed, and the continuous moldability was evaluated. Dirt on the surface of the package is visually observed. If the area of the package surface reaches 3% or more of the package surface, x indicates that the area is less than 3% and 2% or more. The product was judged in four steps of ◎.

【0067】<難燃性試験>5″×1/2″×1/1
6″の燃焼試験片を175℃、キュアータイム90秒間
の条件で成形した。175℃、4時間の条件でポストキ
ュアーしたのち、UL94規格に従い難燃性を評価し
た。
<Flame Retardancy Test> 5 ″ × 1/2 ″ × 1/1
A 6 ″ combustion test piece was molded under the conditions of 175 ° C. and a cure time of 90 seconds. After post-curing at 175 ° C. for 4 hours, the flame retardancy was evaluated according to UL94 standard.

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】表2に評価結果を示す。表2に見られるよ
うに本発明のエポキシ樹脂組成物は半田耐熱性、密着
性、パッケージ充填性、硬化性に優れている。
Table 2 shows the evaluation results. As shown in Table 2, the epoxy resin composition of the present invention is excellent in solder heat resistance, adhesiveness, package filling property, and curability.

【0070】これに対して充填材の割合が低いと耐湿性
が低く、半田耐熱性、密着性について劣っている。充填
材の割合が高い場合は半田耐熱性は良好であるが、特に
パッケージ充填性が悪く、密着性が劣っている。また、
エポキシ樹脂としてテトラメチルビスフェニル型エポキ
シ樹脂単独の使用の場合は、封止樹脂組成物の粘度が高
いことから、パッケージ充填性が悪く、密着性が劣って
いる。テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂単
独の使用の場合は、硬化性が不足していることから、ラ
ンナー折れが発生している。さらに、ジシクロペンタジ
エン型エポキシ樹脂が含まれると評価結果に劣ることが
わかる。
On the other hand, when the proportion of the filler is low, the moisture resistance is low, and the solder heat resistance and the adhesion are inferior. When the proportion of the filler is high, the solder heat resistance is good, but the package filling property is particularly poor and the adhesion is inferior. Also,
In the case of using only a tetramethylbisphenyl-type epoxy resin as the epoxy resin, the sealing resin composition has a high viscosity, so that the package filling property is poor and the adhesion is poor. In the case of using only the tetramethylbisphenol F type epoxy resin, runner breakage occurs due to insufficient curability. Furthermore, it is understood that the evaluation result is inferior when the dicyclopentadiene type epoxy resin is contained.

【0071】このように、充填材の割合、エポキシ樹脂
の種類が満たされることによってのみ、十分な性能が発
揮されることがわかる。
As described above, it can be seen that sufficient performance is exhibited only when the proportion of the filler and the type of the epoxy resin are satisfied.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば半
田耐熱性などの信頼性および流動性、硬化性などの成形
性に加え、リードフレームとの密着性に優れた樹脂組成
物、及び該エポキシ樹脂組成物で封止してなる半導体装
置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, in addition to the reliability such as solder heat resistance and the moldability such as fluidity and curability, a resin composition having excellent adhesion to a lead frame, and A semiconductor device sealed with the epoxy resin composition 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 101/04 101/04 C08K 5/54 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 Fターム(参考) 4J002 BC11U CC03Z CC04Z CC05Z CC27Z CD05W CD05X CD06Y CD12U CE00Z CG03U CH07U DE077 DE127 DE137 DE147 DE237 DJ007 DJ017 DJ027 DJ037 DJ047 DL007 ED078 EJ036 EJ058 EL136 EL146 EN076 EV216 EX069 EX079 EX089 FA047 FA087 FD017 FD13U FD138 FD14Z FD146 FD149 FD150 GQ05 4J036 AA05 AA06 AD05 AD07 AD08 AF06 AF10 DB05 DB07 DB20 DB22 DB30 DC03 DC10 DD04 DD05 FA03 FA05 FA13 FB01 FB07 FB08 FB11 FB12 GA28 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA03 EB02 EB06 EC05 EC09 EC20────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) C08L 63/00 C08L 101/04 101/04 C08K 5/54 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 F-term (Reference) 4J002 BC11U CC03Z CC04Z CC05Z CC27Z CD05W CD05X CD06Y CD12U CE00Z CG03U CH07U DE077 DE127 DE137 DE147 DE237 DJ007 DJ017 DJ027 DJ037 DJ047 DL007 ED078 EJ036 EJ058 EJ058 EL136 EL1464 076 076 EX0160 FD079 FD076 FD079 EX2160FD AA05 AA06 AD05 AD07 AD08 AF06 AF10 DB05 DB07 DB20 DB22 DB30 DC03 DC10 DD04 DD05 FA03 FA05 FA13 FB01 FB07 FB08 FB11 FB12 GA28 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA03 EB02 EB06 EC05 EC09 EC20

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填
材(C)を配合してなるエポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂(A)が、化学式(I)で表されるエポキ
シ樹脂(a1)および化学式(II)で表されるエポキシ
樹脂(a2)のみを含有し、しかもエポキシ樹脂(a
1)がエポキシ樹脂(A)中10〜90重量%及びエポ
キシ樹脂(a2)がエポキシ樹脂(A)中10〜90重
量%配合し、かつ充填材(C)の配合割合が樹脂組成物
全体の85〜96重量%であることを特徴とするエポキ
シ系樹脂組成物。 【化1】 【化2】
An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a filler (C),
The epoxy resin (A) contains only the epoxy resin (a1) represented by the chemical formula (I) and the epoxy resin (a2) represented by the chemical formula (II), and the epoxy resin (a)
1) is 10 to 90% by weight in the epoxy resin (A) and 10 to 90% by weight of the epoxy resin (a2) in the epoxy resin (A), and the compounding ratio of the filler (C) is the total amount of the resin composition. 85 to 96% by weight of the epoxy resin composition. Embedded image Embedded image
【請求項2】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填
材(C)を配合してなるエポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂(A)が、下記化学式(I)で表されるエ
ポキシ樹脂(a1)、下記化学式(II)で表されるエポ
キシ樹脂(a2)および下記化学式(V)で表されるビ
フェニルノボラック型エポキシ樹脂(a3)のみを含有
し、かつ充填材(C)の配合割合が樹脂組成物全体の8
5〜96重量%であることを特徴とするエポキシ系樹脂
組成物。 【化3】 【化4】 【化5】
2. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B) and a filler (C),
The epoxy resin (A) is an epoxy resin (a1) represented by the following chemical formula (I), an epoxy resin (a2) represented by the following chemical formula (II), and a biphenyl novolak type epoxy represented by the following chemical formula (V) It contains only the resin (a3) and the compounding ratio of the filler (C) is 8% of the whole resin composition.
5 to 96% by weight of the epoxy resin composition. Embedded image Embedded image Embedded image
【請求項3】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填
材(C)を配合してなるエポキシ樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂(A)が、下記化学式(I)で表されるエ
ポキシ樹脂(a1)および下記化学式(II)で表される
エポキシ樹脂(a2)を含有し、かつジシクロペンタジ
エン型エポキシ樹脂を含有せず、さらに充填材(C)の
配合割合が樹脂組成物全体の85〜96重量%であるこ
とを特徴とするエポキシ系樹脂組成物。 【化6】 【化7】
3. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a filler (C),
The epoxy resin (A) contains an epoxy resin (a1) represented by the following chemical formula (I) and an epoxy resin (a2) represented by the following chemical formula (II), and contains a dicyclopentadiene type epoxy resin. An epoxy resin composition characterized in that the mixing ratio of the filler (C) is 85 to 96% by weight of the whole resin composition. Embedded image Embedded image
【請求項4】硬化剤(B)が下記式(III)で表される
化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のいず
れかに記載のエポキシ系樹脂組成物。 【化8】
4. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the curing agent (B) contains a compound represented by the following formula (III). Embedded image
【請求項5】Br原子の含有量が組成物全体に対し0.
1重量%以下であることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載のエポキシ系樹脂組成物。
5. The composition according to claim 1, wherein the content of Br atoms is equal to 0.1 with respect to the whole composition.
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the content is 1% by weight or less.
【請求項6】Sb原子の含有量が組成物全体に対し0.
05重量%以下であることを特徴とする請求項1〜5の
いずれかに記載のエポキシ系樹脂組成物。
6. The composition according to claim 1, wherein the content of Sb atom is 0.1 to the whole composition.
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the content is not more than 05% by weight.
【請求項7】さらにシランカップリング剤(D)を配合
し、シランカップリング剤(D)がアミノ基含有シラン
カップリング剤、エポキシ基含有シランカップリング剤
から選ばれる少なくとも1種を含有することを特徴とす
る請求項1〜6のいずれかに記載のエポキシ系樹脂組成
物。
7. A silane coupling agent (D) is further blended, and the silane coupling agent (D) contains at least one selected from an amino group-containing silane coupling agent and an epoxy group-containing silane coupling agent. The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein
【請求項8】請求項1〜7のいずれかに記載のエポキシ
系樹脂組成物の硬化物によって封止されたことを特徴と
する半導体装置。
8. A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2024111588A1 (en) * 2022-11-25 2024-05-30 株式会社レゾナック Structure, electronic component device, and method for manufacturing structure

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