JP2003138097A - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and semiconductor device using it - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and semiconductor device using it

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JP2003138097A
JP2003138097A JP2001341924A JP2001341924A JP2003138097A JP 2003138097 A JP2003138097 A JP 2003138097A JP 2001341924 A JP2001341924 A JP 2001341924A JP 2001341924 A JP2001341924 A JP 2001341924A JP 2003138097 A JP2003138097 A JP 2003138097A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
semiconductor
semiconductor device
flame retardancy
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Application number
JP2001341924A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Osada
将一 長田
Hiroyuki Takenaka
博之 竹中
Kazutoshi Tomiyoshi
和俊 富吉
Kazuharu Ikeda
多春 池田
Toshio Shiobara
利夫 塩原
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor-encapsulating epoxy resin composition which can give a cured material excellent in flame retardancy and reliability, furthermore can give high grade flame retardancy though this epoxy resin composition contains neither a bromine compound such as a brominated epoxy resin or the like nor an antimony compound such as antimony trioxide or the like, consequently which has no bad influence on the human body and the environment, and to provide a semiconductor device which is encapsulated with the cured material of this semiconductor-encapsulating epoxy resin composition and has high grade flame retardancy and excellent reliability and also special usefulness in the industry. SOLUTION: The semiconductor-encapsulating epoxy resin composition comprises the essential components of (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a polycarbonate and (D) an inorganic filler. The semiconductor device is encapsulated with the cured material of the above epoxy 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、高温放置特性、難
燃性及び耐熱性に優れると共に、臭素化エポキシ樹脂等
の臭素化合物、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物
を含有しない硬化物を与えることができる半導体封止用
エポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止
した半導体装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention provides a cured product which is excellent in high-temperature storage property, flame retardancy and heat resistance and does not contain a bromine compound such as brominated epoxy resin or an antimony compound such as antimony trioxide. The present invention relates to a semiconductor encapsulating epoxy resin composition, and a semiconductor device encapsulated with a cured product of the resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体デバイスは樹脂封止型のダイオード、トランジス
ター、IC、LSI、超LSIが主流となっており、一
般にエポキシ樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べて成形性、
接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優れているた
め、エポキシ樹脂組成物で半導体装置を封止することが
多く行われている。そしてエポキシ樹脂組成物中には、
難燃性規格であるUL−94のV−0を達成するため
に、一般に臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンとが
配合されている。この臭素化エポキシ樹脂と三酸化アン
チモンとの組み合わせは、気相においてラジカルトラッ
プ、空気遮断効果が大きく、その結果、高い難燃効果が
得られるものである。
2. Description of the Related Art Currently,
The mainstream semiconductor devices are resin-sealed diodes, transistors, ICs, LSIs, and VLSIs. Generally, epoxy resin has better moldability than other thermosetting resins.
Because of its excellent adhesiveness, electrical characteristics, mechanical characteristics, moisture resistance, etc., semiconductor devices are often sealed with epoxy resin compositions. And in the epoxy resin composition,
A brominated epoxy resin and antimony trioxide are generally blended in order to achieve the flame retardancy standard UL-0 V-0. The combination of the brominated epoxy resin and antimony trioxide has a large radical trapping and air blocking effect in the gas phase, and as a result, a high flame retardant effect is obtained.

【0003】しかし、臭素化エポキシ樹脂は燃焼時に有
毒ガスを発生するという問題があり、また三酸化アンチ
モンにも粉体毒性があるため、人体、環境に対する影響
を考慮すると、これらの難燃剤を樹脂組成物中に全く含
まないことが好ましい。
However, the brominated epoxy resin has a problem that it emits a toxic gas when it is burned, and antimony trioxide also has powder toxicity. Therefore, considering the effects on the human body and the environment, these flame retardants are used as resins. It is preferred to not include it at all in the composition.

【0004】このような要求に対して、臭素化エポキシ
樹脂或いは三酸化アンチモンの代替として、従来からA
l(OH)3、Mg(OH)2等の水酸化物、赤リン、リ
ン酸エステル等のリン系難燃剤等の検討がなされてきて
いる。しかし、いずれの化合物を使用しても、成形時の
硬化性が悪くなったり、耐湿性が悪くなる等の問題点が
あり、半導体装置の信頼性を満足させるものはなく、実
用化には至っていないのが現状である。
In response to such demands, A has been used as a substitute for brominated epoxy resin or antimony trioxide.
Studies have been conducted on hydroxides such as 1 (OH) 3 and Mg (OH) 2 and phosphorus-based flame retardants such as red phosphorus and phosphoric acid ester. However, no matter which compound is used, there are problems such as poor curability during molding and poor moisture resistance, and none of them satisfy the reliability of the semiconductor device, leading to practical application. The current situation is not.

【0005】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、臭素化エポキシ樹脂等の臭素化合物及び三酸化アン
チモン等のアンチモン化合物を含有せず、難燃性及び信
頼性に優れる硬化物を得ることができる半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止し
た半導体装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a cured product which does not contain a bromine compound such as a brominated epoxy resin and an antimony compound such as antimony trioxide and is excellent in flame retardancy and reliability. It is an object of the present invention to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and a semiconductor device encapsulated with a cured product of the resin composition.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討を行っ
た結果、エポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤を含有す
る半導体封止用エポキシ樹脂組成物に、ポリカーボネー
トを配合することにより、臭素化エポキシ樹脂等の臭素
化合物及び三酸化アンチモン等のアンチモン化合物を配
合しなくとも、難燃性及び信頼性に優れる硬化物が得ら
れ、該エポキシ樹脂組成物により封止した半導体装置
は、耐熱性及び信頼性の高いものであることを見出し、
本発明をなすに至ったものである。
Means for Solving the Problems and Modes for Carrying Out the Invention As a result of intensive studies for achieving the above-mentioned object, the present inventors have found that a semiconductor encapsulation containing an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler. For epoxy resin composition, by blending a polycarbonate, even without blending a bromine compound such as a brominated epoxy resin and an antimony compound such as antimony trioxide, a cured product having excellent flame retardancy and reliability is obtained, It was found that the semiconductor device sealed with the epoxy resin composition has high heat resistance and high reliability,
The present invention has been completed.

【0007】従って、本発明は、 (A)エポキシ樹脂 (B)硬化剤 (C)ポリカーボネート (D)無機質充填剤 を必須成分と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、及びこのエポキシ樹脂組成物の硬化物で
封止された半導体装置を提供する。
Therefore, the present invention provides an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which comprises (A) epoxy resin (B) curing agent (C) polycarbonate (D) inorganic filler as an essential component, and Provided is a semiconductor device sealed with a cured product of an epoxy resin composition.

【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
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、エポキシ樹脂と反応して架橋鎖を形成する硬化
剤、ポリカーボネート及び無機質充填剤を含有するもの
である。
The present invention will be described in more detail below.
The semiconductor encapsulating epoxy resin composition of the present invention contains an epoxy resin, a curing agent that reacts with the epoxy resin to form a crosslinked chain, a polycarbonate, and an inorganic filler.

【0009】本発明に用いる(A)エポキシ樹脂として
は、一分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有し、後
述する各種の硬化剤によって硬化させることが可能であ
る限り、分子構造、分子量等に制限はなく、従来から知
られている種々のエポキシ樹脂の中から適宜選択して使
用することができる。使用する一般的なエポキシ樹脂と
しては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキ
シ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフ
ェノールプロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールア
ルカン型エポキシ樹脂及びその重合物、ビフェニル骨格
含有エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン−フェノールノボラック型エポキ
シ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキ
シ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、グリシジル
エステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環
型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうち1種を単独
で又は2種以上を併用することができる。
The (A) epoxy resin used in the present invention has at least two epoxy groups in one molecule and can be cured by various curing agents described later, so long as its molecular structure, molecular weight, etc. There is no limitation on the type, and various epoxy resins known so far can be appropriately selected and used. As a general epoxy resin used, phenol novolac type epoxy resin, novolac type epoxy resin such as cresol novolac type epoxy resin, triphenol methane type epoxy resin, triphenol alkane type epoxy resin such as triphenol propane type epoxy resin and The polymer, biphenyl skeleton-containing epoxy resin, naphthalene skeleton-containing epoxy resin,
Dicyclopentadiene-phenol novolac type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin and other bisphenol type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy Examples thereof include resins, and of these, one kind can be used alone or two or more kinds can be used in combination.

【0010】上記エポキシ樹脂は、加水分解性塩素が
1,000ppm以下、特に500ppm以下であり、
ナトリウム及びカリウムはそれぞれ10ppm以下の含
有量とすることが望ましい。加水分解性塩素が1,00
0ppmを超えたり、ナトリウム又はカリウムが10p
pmを超える場合は、長時間高温高湿下に半導体装置を
放置すると、耐湿性が劣化する場合がある。
The above epoxy resin has a hydrolyzable chlorine content of 1,000 ppm or less, particularly 500 ppm or less,
It is desirable that the content of each of sodium and potassium be 10 ppm or less. Hydrolyzable chlorine is 100
Exceeding 0ppm, sodium or potassium 10p
If it exceeds pm, the moisture resistance may deteriorate if the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time.

【0011】本発明に用いる(B)硬化剤としては、フ
ェノール化合物、アミン化合物、酸無水物等、従来から
エポキシ樹脂の硬化剤として使用されるもの全般が適用
され、特に制限されるものではないが、一分子中にフェ
ノール性水酸基を2個以上有するフェノール樹脂を好適
に使用することができる。具体的には、フェノールノボ
ラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック
型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノ
ールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、ト
リフェノールプロパン型樹脂等のトリフェノールアルカ
ン型フェノール樹脂及びその重合物、ナフタレン環含有
フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール
樹脂、ビスフェノールF型樹脂、ビスフェノールA型樹
脂等のビスフェノール型フェノール樹脂などが挙げら
れ、これらのうち1種を単独で又は2種以上を併用する
ことができる。
As the curing agent (B) used in the present invention, phenol compounds, amine compounds, acid anhydrides and the like which have been conventionally used as curing agents for epoxy resins are generally applicable and are not particularly limited. However, a phenol resin having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule can be preferably used. Specifically, phenol novolac resins, novolac type phenol resins such as cresol novolac resins, resol type phenol resins, phenol aralkyl resins, triphenol methane type resins, triphenol alkane type phenol resins such as triphenol propane type resins and their polymerization. Compounds, naphthalene ring-containing phenol resins, dicyclopentadiene modified phenol resins, bisphenol F type resins, bisphenol A type resins and other bisphenol type phenol resins, and the like, and one of these may be used alone or two or more of them may be used in combination. be able to.

【0012】上記硬化剤は、エポキシ樹脂と同様に、ナ
トリウム及びカリウムの含有量をそれぞれ10ppm以
下とすることが好ましい。ナトリウム又はカリウムが1
0ppmを超える場合は、長時間高温高湿下に半導体装
置を放置すると、耐湿性が劣化する場合がある。
As with the epoxy resin, it is preferable that the content of sodium and potassium of the above curing agent is 10 ppm or less. 1 for sodium or potassium
If it exceeds 0 ppm, the humidity resistance may deteriorate when the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time.

【0013】ここで、エポキシ樹脂と硬化剤の配合量
は、特に制限されないが、硬化剤量はエポキシ樹脂の硬
化有効量であり、上述したフェノール樹脂を用いる場合
には、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基1モルに対
して、フェノール樹脂中に含まれるフェノール性水酸基
のモル比を0.5〜2.0、特に0.7〜1.5の範囲
にすることが好ましい。
Here, the blending amounts of the epoxy resin and the curing agent are not particularly limited, but the curing agent amount is a curing effective amount of the epoxy resin, and when the above-mentioned phenol resin is used, it is contained in the epoxy resin. The molar ratio of the phenolic hydroxyl group contained in the phenolic resin to 1 mol of the epoxy group is preferably 0.5 to 2.0, particularly preferably 0.7 to 1.5.

【0014】本発明に用いる(C)ポリカーボネート
は、芳香環を有する芳香族系のポリカーボネートが好ま
しく、より好ましくは重量平均分子量が6,000〜5
0,000、特に15,000〜35,000のものが
望ましい。具体的には、下記式(1)で示されるものが
使用し得る。
The (C) polycarbonate used in the present invention is preferably an aromatic polycarbonate having an aromatic ring, more preferably a weight average molecular weight of 6,000 to 5.
Those of 10,000, especially 15,000 to 35,000 are desirable. Specifically, one represented by the following formula (1) can be used.

【化1】 [式中、Xはベンゼン環、ナフタレン環等の芳香環を有
する2価の有機基、Zはベンゼン環、ナフタレン環等の
芳香環を有する1価の有機基を示し、nは1〜200、
特に60〜120の整数である。]
[Chemical 1] [In the formula, X is a divalent organic group having an aromatic ring such as a benzene ring or naphthalene ring, Z is a monovalent organic group having an aromatic ring such as a benzene ring or naphthalene ring, and n is 1 to 200,
Particularly, it is an integer of 60 to 120. ]

【0015】この場合、Xとしては、下記のものを例示
することができ、これらの1種又は2種以上の組み合わ
せとすることができるが、これに限定されるものではな
い。
In this case, the following can be exemplified as X, and it can be one kind or a combination of two or more kinds, but it is not limited thereto.

【化2】 〔式中、R1〜R10は、それぞれ独立に水素原子又は炭
素数1〜20の酸素原子を含んでもよい1価の炭化水素
基であり、該1価炭化水素基としては、炭素数1〜5の
アルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数2〜
5のアルケニル基、炭素数1〜5のアルコキシ基もしく
は炭素数7〜17のアラルキル基が例示される。また、
Yは、
[Chemical 2] [In the formula, R 1 to R 10 are each independently a monovalent hydrocarbon group which may contain a hydrogen atom or an oxygen atom having 1 to 20 carbon atoms, and the monovalent hydrocarbon group has 1 carbon atom (s). ˜5 alkyl group, C 6-20 aryl group, C 2 ˜
Examples thereof include an alkenyl group having 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms. Also,
Y is

【化3】 (式中、R11〜R18はそれぞれ独立に水素原子又は炭素
数1〜20の酸素原子を含んでもよい1価の炭化水素基
であり、該1価炭化水素基としては、炭素数1〜5のア
ルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数2〜5
のアルケニル基、炭素数1〜5のアルコキシ基もしくは
炭素数7〜17のアラルキル基が例示される。m,pは
1〜20の整数であり、qは1〜100の整数であ
る。)から選ばれる基である。〕
[Chemical 3] (In the formula, R 11 to R 18 are each independently a monovalent hydrocarbon group which may contain a hydrogen atom or an oxygen atom having 1 to 20 carbon atoms, and the monovalent hydrocarbon group may have 1 to 1 carbon atoms. 5 alkyl group, C6-20 aryl group, C2-5
And an alkenyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 17 carbon atoms. m and p are integers of 1 to 20, and q is an integer of 1 to 100. ) Is a group selected from. ]

【0016】一方、Zとしては、下記のものを例示する
ことができるが、これに限定されるものではない。
On the other hand, the following can be exemplified as Z, but it is not limited thereto.

【0017】[0017]

【化4】 (式中、Y,R1〜R10は上記と同様である。)[Chemical 4] (In the formula, Y and R 1 to R 10 are the same as above.)

【0018】本発明のエポキシ樹脂組成物が良好な難燃
性を示す理由は定かではないが、上記式(1)で示され
る繰り返し構造を有する化合物は、電子を共鳴安定化し
やすい構造であり、燃焼時に発生する活性ラジカルを抑
制する効果があると考えられる。
The reason why the epoxy resin composition of the present invention exhibits good flame retardancy is not clear, but the compound having a repeating structure represented by the above formula (1) has a structure that easily stabilizes electrons by resonance. It is considered to have the effect of suppressing active radicals generated during combustion.

【0019】本発明におけるポリカーボネートの重合度
は、1〜200であることが好ましい。重合度が低すぎ
ると十分な難燃性、耐熱性が得られない場合があり、ま
た高すぎると、難燃性、耐熱性は優れるものの、粘度が
上昇し、溶融混練が困難となる場合がある。諸特性を満
たすためには、60〜120であることがより好まし
い。なお、ポリカーボネートは単独で又は2種以上を組
み合わせて使用することができる。
The polymerization degree of the polycarbonate in the present invention is preferably 1 to 200. If the degree of polymerization is too low, sufficient flame retardancy and heat resistance may not be obtained, and if it is too high, flame retardancy and heat resistance are excellent, but the viscosity may increase and melt kneading may be difficult. is there. In order to satisfy various characteristics, it is more preferably 60 to 120. In addition, polycarbonate can be used individually or in combination of 2 or more types.

【0020】上記(C)ポリカーボネートの添加量は、
特に限定されるものではないが、エポキシ樹脂と硬化剤
とポリカーボネートの合計量100重量%に対して2〜
20重量%、特に2〜10重量%であることが好まし
い。添加量が2重量%未満では、難燃性、耐熱性に効果
が見られない場合があり、20重量%を超えると、流動
性が低下するおそれがある。
The addition amount of the above-mentioned (C) polycarbonate is
Although not particularly limited, it is 2 to 100% by weight of the total amount of the epoxy resin, the curing agent, and the polycarbonate.
It is preferably 20% by weight, particularly 2 to 10% by weight. If the addition amount is less than 2% by weight, the flame retardancy and heat resistance may not be effective, and if the addition amount exceeds 20% by weight, the fluidity may decrease.

【0021】なお、ポリカーボネートは、融点(軟化
点)が高いため、予めエポキシ樹脂あるいは硬化剤と相
溶させておくことが望ましい。相溶させる手段として
は、加熱溶融混合、溶媒中での混合等が挙げられる。
Since polycarbonate has a high melting point (softening point), it is desirable to make it compatible with an epoxy resin or a curing agent in advance. Means for making them compatible include heating and melting mixing, mixing in a solvent, and the like.

【0022】本発明の(D)無機質充填剤としては、通
常エポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用すること
ができる。無機質充填剤としては、例えば、溶融シリ
カ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、
窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、
ガラス繊維等が挙げられる。これら無機質充填剤の平均
粒径や形状は、特に制限されるものではないが、成形性
及び流動性の面から平均粒径が5〜40μmの球状の溶
融シリカであることが特に好ましい。なお、本発明にお
いて、平均粒径は、例えばレーザー光回折法等による重
量平均値(又はメディアン径)等として求めることがで
きる。
As the inorganic filler (D) of the present invention, those usually blended with the epoxy resin composition can be used. Examples of the inorganic filler include fused silica, silicas such as crystalline silica, alumina, silicon nitride,
Aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide,
Glass fiber etc. are mentioned. The average particle diameter and shape of these inorganic fillers are not particularly limited, but spherical fused silica having an average particle diameter of 5 to 40 μm is particularly preferable in terms of moldability and fluidity. In the present invention, the average particle diameter can be obtained as a weight average value (or median diameter) by a laser light diffraction method or the like.

【0023】本発明に用いる無機質充填剤の添加量は、
エポキシ樹脂と硬化剤とポリカーボネートの総量100
重量部に対して200〜1,200重量部であることが
好ましい。添加量が200重量部未満では、膨張係数が
大きくなり、半導体素子に加わる応力が増大し、素子特
性の劣化を招く場合があり、また組成物全体に対する樹
脂量が多くなるために、本発明の目的とする難燃性が得
られない場合がある。一方、添加量が1,200重量部
を超えると、成形時の粘度が高くなり、成形性が悪くな
る場合がある。特に好ましくは、600〜1,000重
量部である。
The addition amount of the inorganic filler used in the present invention is
Epoxy resin, hardener and polycarbonate total 100
It is preferably 200 to 1,200 parts by weight with respect to parts by weight. If the addition amount is less than 200 parts by weight, the expansion coefficient increases, the stress applied to the semiconductor element increases, which may lead to deterioration of element characteristics, and the amount of resin with respect to the entire composition increases. The desired flame retardancy may not be obtained. On the other hand, if the addition amount exceeds 1,200 parts by weight, the viscosity at the time of molding becomes high and the moldability may deteriorate. Particularly preferably, it is 600 to 1,000 parts by weight.

【0024】なお、無機質充填剤は、樹脂と無機質充填
剤との結合強度を強くするため、シランカップリング
剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤で
予め表面処理することが好ましい。このようなカップリ
ング剤としては、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エトキシ
シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチ
ルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、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、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミ
ノシラン、γ−メルカプトトリメトキシシラン等のメル
カプトシランなどのシランカップリング剤を用いること
が好ましい。ここで、表面処理に用いるカップリング剤
量及び表面処理方法については、特に制限されるもので
はない。
The inorganic filler is preferably surface-treated in advance with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent in order to increase the bonding strength between the resin and the inorganic filler. Examples of such coupling agents include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and other epoxysilanes, N -Β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane and other aminosilanes, γ-mercaptotrimethoxysilane and other mercaptosilanes and the like It is preferable to use a silane coupling agent. Here, the amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.

【0025】また、本発明において、エポキシ樹脂と硬
化剤との硬化反応を促進させるため、硬化促進剤を用い
ることが好ましい。この硬化促進剤は、硬化反応を促進
させるものであれば特に制限はなく、例えば、トリフェ
ニルホスフィン、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、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボレ
ート、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレ
ートなどのリン系化合物、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、
1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7
などの第3級アミン化合物、2−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
イミダゾールなどのイミダゾール化合物等を使用するこ
とができる。
In the present invention, it is preferable to use a curing accelerator in order to accelerate the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent. The curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction, and examples thereof include triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, triphenylphosphine / triphenylphosphine. Phosphorus compounds such as phenylborate, tetraphenylphosphine / tetraphenylborate, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine,
1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7
A tertiary amine compound such as 2-methylimidazole,
Imidazole compounds such as 2-phenylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole can be used.

【0026】硬化促進剤の配合量は有効量であるが、上
記エポキシ樹脂と硬化剤とポリカーボネートの総量10
0重量部に対し、0.1〜5重量部、特に0.5〜2重
量部とすることが好ましい。
The compounding amount of the curing accelerator is an effective amount, but the total amount of the above epoxy resin, curing agent and polycarbonate is 10
It is preferably 0.1 to 5 parts by weight, especially 0.5 to 2 parts by weight, based on 0 parts by weight.

【0027】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
には、更に必要に応じて各種の添加剤を配合することが
できる。例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマ
ー、有機合成ゴム、シリコーン系等の低応力剤、カルナ
バワックス、高級脂肪酸、合成ワックス等のワックス
類、カーボンブラック等の着色剤、ハロゲントラップ剤
などの添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加配
合することができる。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention may further contain various additives if necessary. For example, thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, organic synthetic rubbers, low stress agents such as silicones, waxes such as carnauba wax, higher fatty acids and synthetic waxes, colorants such as carbon black, and additives such as halogen trap agents. It may be added and blended within a range that does not impair the object of the present invention.

【0028】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、例えば、エポキシ樹脂、硬化剤、ポリカーボネー
ト、無機質充填剤、及びその他の添加物を所定の組成比
で配合し、これをミキサー等によって十分均一に混合し
た後、熱ロール、ニーダー又はエクストルーダー等によ
る溶融混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大
きさに粉砕して成形材料とすることができる。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention contains, for example, an epoxy resin, a curing agent, a polycarbonate, an inorganic filler, and other additives in a predetermined composition ratio, and the mixture is sufficiently mixed with a mixer or the like. After uniformly mixing, a melt mixing process using a hot roll, a kneader, an extruder or the like is performed, followed by cooling and solidification, and crushing to an appropriate size to obtain a molding material.

【0029】このようにして得られる本発明の半導体封
止用エポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置の封止用
として有効に利用でき、この場合、封止の最も一般的な
方法としては、低圧トランスファー成形法が挙げられ
る。なお、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の
成形条件は、温度150〜180℃で30〜180秒、
後硬化は温度150〜180℃で2〜16時間行うこと
が望ましい。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention thus obtained can be effectively utilized for encapsulation of various semiconductor devices. In this case, the most general encapsulation method is as follows. A low pressure transfer molding method can be mentioned. The molding conditions for the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention are as follows: a temperature of 150 to 180 ° C. for 30 to 180 seconds,
Post-curing is preferably performed at a temperature of 150 to 180 ° C. for 2 to 16 hours.

【0030】本発明において、半導体装置の種類は特に
制限はなく、従来より半導体封止用エポキシ樹脂組成物
の硬化物で封止が行われてきたいずれの半導体装置に対
しても適用でき、例えば、DIP型、SO型、PLCC
型、フラットパック型等の各種の半導体パッケージなど
を挙げることができる。
In the present invention, the type of semiconductor device is not particularly limited, and the present invention can be applied to any semiconductor device which has been conventionally sealed with a cured product of an epoxy resin composition for semiconductor sealing. , DIP type, SO type, PLCC
Examples include various semiconductor packages such as molds and flat pack types.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物は、難燃性及び信頼性に優れた硬化物を得ることがで
きるものであり、しかも、臭素化エポキシ樹脂等の臭素
化合物、三酸化アンチモン等のアンチモン化合物をエポ
キシ樹脂組成物中に含有しなくても、高い難燃性を付与
し得るので、人体、環境に対する悪影響がないものであ
る。また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の
硬化物で封止された半導体装置は、高い難燃性が付与さ
れ、信頼性に優れたものであり、産業上特に有用であ
る。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The semiconductor encapsulating epoxy resin composition of the present invention is capable of obtaining a cured product having excellent flame retardancy and reliability, and moreover, a brominated compound such as brominated epoxy resin Even if an antimony compound such as antimony oxide is not contained in the epoxy resin composition, high flame retardancy can be imparted, so that it has no adverse effect on the human body and the environment. Further, the semiconductor device encapsulated with the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is imparted with high flame retardancy and excellent in reliability, and is particularly useful industrially.

【0032】[0032]

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

【0033】[実施例1〜6、比較例1〜4]表1に示
す成分を熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉
砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。これら
の組成物につき、次の(i)〜(vii)の諸特性を測
定した。結果を表2に示した。
[Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4] The components shown in Table 1 were uniformly melt-mixed with a hot double roll, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. . The following properties (i) to (vii) of these compositions were measured. The results are shown in Table 2.

【0034】(i)スパイラルフロー値 EMMI規格に準じた金型を使用して、温度175℃、
成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で
測定した。
(I) Spiral flow value Using a mold conforming to the EMMI standard, the temperature is 175 ° C.
The measurement was performed under the conditions of a molding pressure of 6.9 N / mm 2 and a molding time of 120 seconds.

【0035】(ii)ゲル化時間 組成物のゲル化時間を175℃熱板上で測定した。(Ii) Gelation time The gel time of the composition was measured on a 175 ° C. hot plate.

【0036】(iii)高温電気抵抗性 温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間1
20秒の条件で70φ×3mmの円板を成形し、180
℃で4時間ポストキュアーした。その後150℃雰囲気
下で体積抵抗率を測定した。
(Iii) High temperature electrical resistance temperature 175 ° C., molding pressure 6.9 N / mm 2 , molding time 1
Mold a 70φ × 3mm disc under the condition of 20 seconds and
Post cure at 4 ° C for 4 hours. Then, the volume resistivity was measured in an atmosphere of 150 ° C.

【0037】(iv)難燃性 UL−94規格に基づき、1/8インチ厚の板を、温度
175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間120
秒で成形し、180℃で4時間ポストキュアーしたもの
の難燃性を調べた。
(Iv) Flame retardance Based on the UL-94 standard, a plate having a thickness of 1/8 inch was molded at a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm 2 , and a molding time of 120.
The flame-retardant property of the molded product in seconds and post-curing at 180 ° C. for 4 hours was examined.

【0038】(v)耐湿性 アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリ
コンチップを14pin−DIPフレーム(42アロ
イ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリ
ードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディン
グした後、これにエポキシ樹脂組成物を温度175℃、
成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。このパ
ッケージそれぞれ20個を121℃/100%RHの雰
囲気中20Vの直流バイアス電圧をかけて500時間放
置した後、アルミニウム腐食が発生したパッケージ数を
調べた。
(V) A moisture-resistant aluminum wiring-formed 6 × 6 mm silicon chip is bonded to a 14 pin-DIP frame (42 alloy), and the aluminum electrode on the chip surface and the lead frame are 30 μmφ gold wire. After wire-bonding with the epoxy resin composition,
Molding was carried out under conditions of molding pressure of 6.9 N / mm 2 and molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. Twenty of these packages were each left in a 121 ° C./100% RH atmosphere for 20 hours under a DC bias voltage of 20 V, and then the number of packages in which aluminum corrosion occurred was examined.

【0039】(vi)高温保管信頼性 アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリ
コンチップを14pin−DIPフレーム(42アロ
イ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリ
ードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディン
グした後、これにエポキシ樹脂組成物を温度175℃、
成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。このパ
ッケージそれぞれ20個を200℃雰囲気中500時間
放置した後、発煙硝酸で溶解、開封し、金線引張り強度
を測定した。引張り強度が初期値の70%以下となった
ものを不良とし、不良数を調べた。
(Vi) High temperature storage reliability A 6 × 6 mm silicon chip with aluminum wiring formed thereon was adhered to a 14 pin-DIP frame (42 alloy), and the aluminum electrode on the chip surface and the lead frame were 30 μmφ. After wire-bonding with a gold wire, the epoxy resin composition is applied thereto at a temperature of 175 ° C.
Molding was carried out under conditions of molding pressure of 6.9 N / mm 2 and molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. After leaving 20 of each of these packages in an atmosphere of 200 ° C. for 500 hours, they were dissolved in fuming nitric acid and opened, and the tensile strength of the gold wire was measured. When the tensile strength was 70% or less of the initial value, it was regarded as a defect, and the number of defects was examined.

【0040】(vii)耐熱性(酸素吸収性) 温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間1
20秒の条件で10×4×100mmの棒を成形して、
180℃で4時間ポストキュアーした。その後、200
℃の酸素雰囲気下で500時間放置し、酸素吸収量を調
べた。
(Vii) Heat resistance (oxygen absorption) Temperature 175 ° C., molding pressure 6.9 N / mm 2 , molding time 1
Mold a 10 x 4 x 100 mm bar under the condition of 20 seconds,
Post cure was performed at 180 ° C. for 4 hours. Then 200
It was left to stand in an oxygen atmosphere at 0 ° C. for 500 hours, and the oxygen absorption amount was examined.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】エポキシ樹脂 (イ)o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂:EO
CN1020−55(日本化薬製、エポキシ当量20
0) (ロ)ビフェニル型エポキシ樹脂:YX−4000HK
(油化シェル製、エポキシ当量190) 硬化剤 (ハ)フェノールノボラック樹脂:DL−92(明和化
成製、フェノール性水酸基当量110) (ニ)フェノールアラルキル型樹脂:MEH−7800
SS(明和化成製、フェノール性水酸基当量175) ポリカーボネート (ホ)下記式で示される(n=60)ポリカーボネート
重量平均分子量18,000 (ヘ)下記式で示される(n=110)ポリカーボネー
ト 重量平均分子量34,000 (ト)下記式で示される(n=210)ポリカーボネー
ト 重量平均分子量62,000
Epoxy resin (a) o-cresol novolac type epoxy resin: EO
CN1020-55 (Nippon Kayaku, epoxy equivalent 20
0) (b) Biphenyl type epoxy resin: YX-4000HK
(Oilized shell, epoxy equivalent 190) Curing agent (c) Phenol novolac resin: DL-92 (Maywa Kasei, phenolic hydroxyl equivalent 110) (d) Phenol aralkyl type resin: MEH-7800
SS (manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., phenolic hydroxyl equivalent 175) Polycarbonate (e) Polycarbonate weight average molecular weight represented by the following formula (n = 60) 18,000 (f) Polycarbonate weight average molecular weight represented by the following formula (n = 110) 34,000 (g) Polycarbonate represented by the following formula (n = 210) Weight average molecular weight 62,000

【化5】 セキリン:ノーバエクセル140(燐化学工業製) 無機質充填剤:球状溶融シリカ(龍森製、平均粒径20
μm) 硬化触媒:トリフェニルホスフィン(北興化学製) 離型剤:カルナバワックス(日興ファインプロダクツ
製) カーボンブラック:デンカブラック(電気化学工業製) シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、KBM−403(信越化学工業製)
[Chemical 5] Sekirin: Nova Excel 140 (manufactured by Rin Kagaku) Inorganic filler: Spherical fused silica (manufactured by Tatsumori, average particle size 20)
μm) Curing catalyst: Triphenylphosphine (manufactured by Kitako Chemical) Release agent: Carnauba wax (manufactured by Nikko Fine Products) Carbon black: Denka black (manufactured by Denki Kagaku) Silane coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane , KBM-403 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】表2の結果より、ポリカーボネートを添加
したエポキシ樹脂組成物の硬化物は難燃性、耐湿性、高
温保管信頼性に優れるものであった。また、ポリカーボ
ネートに代えて赤リンを用いた場合は、難燃性は優れる
が、耐湿性は著しく劣るものであった。従って、本発明
のエポキシ樹脂組成物は、難燃性、耐湿信頼性に優れる
硬化物が得られるものであり、しかも、臭素化エポキシ
樹脂等の臭素化合物、三酸化アンチモン等のアンチモン
化合物を樹脂組成物中に含有しないので、人体、環境に
対する悪影響がないものである。
From the results shown in Table 2, the cured product of the epoxy resin composition containing polycarbonate was excellent in flame retardancy, moisture resistance and high temperature storage reliability. When red phosphorus was used instead of polycarbonate, the flame resistance was excellent, but the moisture resistance was remarkably inferior. Therefore, the epoxy resin composition of the present invention is a flame-retardant, a cured product having excellent moisture resistance reliability is obtained, and moreover, a bromine compound such as a brominated epoxy resin, an antimony compound such as antimony trioxide is used as a resin composition. Since it is not contained in the product, it has no adverse effect on the human body and the environment.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 博之 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 富吉 和俊 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 池田 多春 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 Fターム(参考) 4J002 CC043 CC053 CD00W CE003 CG00X DE136 DE146 DJ006 DJ016 DK006 DL006 FA046 FB086 FB166 FD016 FD143 GQ05 4M109 AA01 CA21 EA02 EB03 EB06 EB07 EB13 EC20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroyuki Takenaka             Gunma Prefecture Usui District, Matsuida Town             Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone electronic materials             Inside the technical laboratory (72) Inventor Kazutoshi Tomiyoshi             Gunma Prefecture Usui District, Matsuida Town             Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone electronic materials             Inside the technical laboratory (72) Inventor Taharu Ikeda             Gunma Prefecture Usui District, Matsuida Town             Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone electronic materials             Inside the technical laboratory (72) Inventor Toshio Shiobara             Gunma Prefecture Usui District, Matsuida Town             Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone electronic materials             Inside the technical laboratory F term (reference) 4J002 CC043 CC053 CD00W CE003                       CG00X DE136 DE146 DJ006                       DJ016 DK006 DL006 FA046                       FB086 FB166 FD016 FD143                       GQ05                 4M109 AA01 CA21 EA02 EB03 EB06                       EB07 EB13 EC20

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂 (B)硬化剤 (C)ポリカーボネート (D)無機質充填剤 を必須成分と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。
1. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which comprises (A) epoxy resin (B) curing agent (C) polycarbonate (D) inorganic filler as an essential component.
【請求項2】 請求項1記載のエポキシ樹脂組成物の硬
化物で封止された半導体装置。
2. A semiconductor device encapsulated with the 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
KR100665388B1 (en) 2005-11-11 2007-01-04 곽봉주 Flexible epoxy resin composites and epoxy copper clad laminates using the same
CN108864653A (en) * 2017-05-10 2018-11-23 味之素株式会社 Resin combination
JP2018188624A (en) * 2017-05-10 2018-11-29 味の素株式会社 Resin composition
JP2019035056A (en) * 2017-08-21 2019-03-07 味の素株式会社 Resin composition

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