【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子を封止するために用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いて製造される半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ダイオード、トランジスター集積回路などの電気、電子部品や半導体装置などの封止方法として、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などによる封止方法やガラス、金属、セラミックなどを用いたハーメチックシール法が採用されてきているが、近年では、信頼性の向上と共に大量生産やコストメリットのあるエポキシ樹脂組成物を用いた低圧トランスファー成形による樹脂封止が主流を占めている。
【０００３】
上記低圧トランスファー成形による樹脂封止においては、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を樹脂成分とし、フェノールノボラック型樹脂を硬化成分とするエポキシ樹脂組成物からなる成形材料が最も一般的に使用されている。しかし、上記エポキシ樹脂組成物は不純物として加水分解性Ｃｌ−等のハロゲンイオンを含有しているため、このようなハロゲンイオンがアルミ配線腐食や電気特性劣化などを引き起こして、耐湿信頼性を低下させるおそれがある。そこで、従来においては、上記エポキシ樹脂組成物にアンチモンビスマス系のイオントラップ剤（イオン捕捉剤、イオンキャッチャーとも呼ばれる）を添加して、このイオントラップ剤でハロゲンイオンをキャッチング（捕捉）することによって、耐湿信頼性を確保していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のイオントラップ剤にあっては、上記のように有害なアンチモンを含有しているため、産業廃棄物として廃棄された半導体装置などからアンチモンが流出することによって、水質汚染や土壌汚染などの環境汚染を引き起こすおそれがあった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、耐湿信頼性に優れていると共に、廃棄されても水質汚染や土壌汚染などの環境汚染を引き起こさない半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として下記式（Ａ）で示される脂環式エポキシ樹脂を用いて成ることを特徴とするものである。
【０００７】
【化２】
【０００８】
また請求項２の発明は、請求項１において、上記式（Ａ）で示される脂環式エポキシ樹脂の含有量がエポキシ樹脂全量に対して１０〜３０質量％であることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、上記式（Ａ）で示される脂環式エポキシ樹脂とこれ以外のエポキシ樹脂とを予め溶融混合することによってマスターバッチ化して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、加熱成形して得られる成形品のガラス転移温度が１７０℃以上であることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項５に係る半導体装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の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して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
本発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤を必須成分とするものである。
【００１４】
本発明においてエポキシ樹脂としては、上記式（Ａ）で示される脂環式エポキシ樹脂（以下「式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂」ともいう）を用いるものである。式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂は、ハロゲンイオンをキャッチングすることによってハロゲンイオンをアルミ配線などに触れさせないようにするイオン捕捉剤と同様の働きを有しており、しかもアンチモンのような有害物質ではない。よって、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂を用いれば、アルミ配線腐食や電気特性劣化などの原因となるＣｌ−等のハロゲンイオンをキャッチングすることによって耐湿信頼性を高めることができると共に、従来の有害なイオン捕捉剤を用いる必要がなくなり、水質汚染や土壌汚染などの環境汚染を防止することができるものである。なお、式（Ａ）中、ｍの実質上の上限は１５である。
【００１５】
式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂に加えて、これ以外のエポキシ樹脂を用いることができる。式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂、ブロム含有型エポキシ樹脂などを用いることができる。
【００１６】
式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂とこれ以外のエポキシ樹脂とを併用する場合に、耐湿信頼性をより高く得るためには、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂の含有量はエポキシ樹脂全量に対して１０〜３０質量％であることが好ましい。式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂の含有量が１０質量％未満であると、イオン捕捉剤としての働きを十分に発揮させることができないおそれがあり、逆に３０質量％を超えると、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の成形性等に不具合が生じるおそれがある。
【００１７】
また、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂とこれ以外のエポキシ樹脂とを併用する場合には、これらのエポキシ樹脂を予め溶融混合することによってマスターバッチ（ＭＢ）化するのが好ましい。このようにＭＢ化しておくと、半導体封止用エポキシ樹脂組成物において式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂の分散性を向上させることができるものである。よって、半導体封止用エポキシ樹脂組成物においてＣｌ−等のハロゲンイオンが分散して存在していても、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂も分散して存在しているため、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂にイオン捕捉剤としての働きを十分に発揮させることができ、その結果、優れた耐湿信頼性を一層確実に得ることができるものである。
【００１８】
また硬化剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂など各種の多価フェノール化合物やナフトール化合物を用いることができる。エポキシ樹脂と硬化剤との当量比は０．５〜１．５であることが好ましく、０．８〜１．２であることがより好ましい。
【００１９】
また無機充填剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素などを用いることができる。無機充填剤の含有量は半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して６０〜９０質量％であることが好ましい。
【００２０】
本発明においては硬化促進剤を用いることができる。硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）等の有機ホスフィン類、ジアザビシクロウンデセン等の三級アミン類、２−メチルイミダゾールや２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類を用いることができる。
【００２１】
また本発明においては離型剤を用いることができる。離型剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、カルナバワックス、ステアリン酸、モンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィンなどを用いることができる。
【００２２】
さらに必要に応じて、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トリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーン可撓剤などを用いることができる。
【００２３】
本発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤を必須成分とし、さらに必要に応じてその他の成分を配合し、これをミキサーやブレンダー等で均一に混合した後に、ニーダーやロールで加熱混練することによって調製することができるものである。混練物を必要に応じて冷却固化し、粉砕して粉状等にして使用するようにしてもよい。
【００２４】
このようにして調製した半導体封止用エポキシ樹脂組成物を加熱成形して得られる成形品のガラス転移温度（Ｔｇ）は１７０℃以上（実質上の上限は２２０℃）であることが好ましい。このようにガラス転移温度が１７０℃以上である成形品であれば、耐湿信頼性をさらに高めることができるものである。ここで、成形品のガラス転移温度を１７０℃以上に調整するにあたっては、例えば、低分子量フェノールノボラック樹脂（２核体など）の含有量が少ない硬化剤を用いたり、多官能・多核体のエポキシ樹脂を用いたりすることによって行うことができる。なお、成形品のガラス転移温度が１７０℃未満であると、プレッシャクッカー試験（ＰＣＴ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｏｋｅｒ Ｔｅｓｔ）や高温高湿バイアス試験（ＴＨＢ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｂｉａｓｔｅｓｔ）等の各種の促進試験において著しい性能劣化がみられるおそれがある。
【００２５】
そして、上記のようにして調製した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って、半導体装置を製造することができる。例えば、ＩＣ等の半導体素子を搭載したリードフレームをトランスファー成形用金型にセットし、トランスファー成形を行うことによって、半導体素子を半導体封止用エポキシ樹脂組成物による成形品で封止した半導体装置を製造することができるものである。
【００２６】
このようにして製造した半導体装置にあって、半導体素子を封止する成形品には式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂が含有されているので、環境汚染の原因となる有害なイオン捕捉剤を用いなくても、耐湿信頼性を高く得ることができるものである。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２８】
エポキシ樹脂として、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂であるダイセル化学工業（株）製「ＥＨＰＥ−１５０」、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂である住友化学工業（株）製「ＥＳＣＮ１９５ＸＬ」、ブロム含有型エポキシ樹脂（テトラブロモビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）である東都化成（株）製「ＹＤＢ−４００」を用いた。
【００２９】
上記エポキシ樹脂をそれぞれ単独で用いたほか、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂とオルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を質量比１５：６２で予め溶融混合することによってＭＢ化したものも用いた。
【００３０】
硬化剤として、フェノールノボラック樹脂である明和化成（株）製「Ｈ−１」、２核体が１０％以下であるフェノールノボラック樹脂である明和化成（株）製「ＤＬ−９２」を用いた。
【００３１】
無機充填剤として、溶融シリカ（平均粒径１０〜１２μｍ）を用いた。
【００３２】
離型剤として、カルナバワックスを用いた。
【００３３】
硬化促進剤として、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）を用いた。
【００３４】
シランカップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを用いた。
【００３５】
イオントラップ剤として、アンチモンビスマス系であるＳｂＢｉｗＯｘ（ＯＨ）ｙ（ＮＯ３）ｚ・ｎＨ２Ｏ（式中、ｗ＝０．５〜１．０、ｘ＝３．０〜３．５、ｙ＝０．４〜０．７、ｚ＝０．１〜０．５、ｎ＝１〜２）を用いた。
【００３６】
着色剤として、カーボンブラックを用いた。
【００３７】
そして、上記各成分を表１に示す配合量で配合し、これをブレンダーで３０分間混合して均一化した後、８０℃に加熱したニーダーで混練溶融させて押し出し、冷却後、粉砕機で所定粒度に粉砕して、エポキシ樹脂組成物からなる粒状の成形材料を得た。
【００３８】
上記のようにして得た実施例１〜５及び比較例１〜３の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、加熱成形して得た成形品のガラス転移温度（Ｔｇ）をＴＭＡ法で測定すると共に、プレッシャクッカー試験（ＰＣＴ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｏｋｅｒ Ｔｅｓｔ）及び高温高湿バイアス試験（ＴＨＢ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｂｉａｓｔｅｓｔ）を行った。
【００３９】
（ＰＣＴ）
リードフレームに評価用のアルミ回路を形成した半導体素子を搭載し、これを１６ＤＩＰ金型にセットした後、実施例１〜５及び比較例１〜３の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、金型温度１７０℃、キュアータイム９０秒の成形条件でトランスファー成形した。さらに成形品を１７５℃で６時間アフターキュアーすることによって、大きさ７ｍｍ×１９ｍｍ×３．３ｍｍの１６ＤＩＰを得た。この１６ＤＩＰを２０２６．５ｈＰａ（２ａｔｍ）、１２１℃、１００％ＲＨの条件下に１０００時間放置した後、回路の断線不良率を求めた。その結果を表１に示す。
【００４０】
（ＴＨＢ）
リードフレームに評価用のアルミ回路を形成した半導体素子を搭載し、これを１６ＤＩＰ金型にセットした後、実施例１〜５及び比較例１〜３の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、金型温度１７０℃、キュアータイム９０秒の成形条件でトランスファー成形した。さらに成形品を１７５℃で６時間アフターキュアーすることによって、大きさ７ｍｍ×１９ｍｍ×３．３ｍｍの１６ＤＩＰを得た。８５℃、８５％ＲＨの条件下において、上記の１６ＤＩＰの平行する２本の回路間に２５Ｖの電圧を５００時間印加した後、回路の断線不良率を求めた。その結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１にみられるように、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂を用いている実施例１〜５のものはすべて、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂を全く用いていない比較例１〜３のものよりも、ＰＣＴ及びＴＨＢにおいて不良率が低いことが確認される。
【００４３】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機充填剤を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として上記式（Ａ）で示される脂環式エポキシ樹脂を用いているので、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂がアルミ配線腐食や電気特性劣化などの原因となるＣｌ−等のハロゲンイオンをキャッチングすることによって、耐湿信頼性を高めることができると共に、従来の有害なイオン捕捉剤を用いる必要がなくなり、水質汚染や土壌汚染などの環境汚染を防止することができるものである。
【００４４】
また請求項２の発明は、上記式（Ａ）で示される脂環式エポキシ樹脂の含有量がエポキシ樹脂全量に対して１０〜３０質量％であるので、成形性等に不具合を生じさせることなく、耐湿信頼性をより高く得ることができるものである。
【００４５】
また請求項３の発明は、上記式（Ａ）で示される脂環式エポキシ樹脂とこれ以外のエポキシ樹脂とを予め溶融混合することによってマスターバッチ化しているので、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂の分散性が向上することによって、式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂にイオン捕捉剤としての働きを十分に発揮させることができ、その結果、優れた耐湿信頼性を一層確実に得ることができるものである。
【００４６】
また請求項４の発明は、加熱成形して得られる成形品のガラス転移温度が１７０℃以上であるので、耐湿信頼性をさらに高めることができるものである。
【００４７】
また請求項５に係る半導体装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の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しているので、半導体素子を封止する成形品に含有されている式（Ａ）の脂環式エポキシ樹脂によって、環境汚染の原因となる有害なイオン捕捉剤を用いなくても、耐湿信頼性を高く得ることができるものである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used for encapsulating a semiconductor element, and a semiconductor device manufactured using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, sealing methods using epoxy resin, silicone resin, etc., or hermetic sealing methods using glass, metal, ceramic, etc. have been adopted as sealing methods for electric, electronic components, semiconductor devices, etc. such as diodes and transistor integrated circuits. In recent years, resin encapsulation by low-pressure transfer molding using an epoxy resin composition, which has an advantage of mass production and cost advantages as well as improved reliability, has become the mainstream.
[0003]
In the resin sealing by the low-pressure transfer molding, a molding material composed of an epoxy resin composition containing an o-cresol novolak type epoxy resin as a resin component and a phenol novolak type resin as a curing component is most commonly used. However, the epoxy resin composition of the hydrolyzable Cl as impurities - because it contains halogen ions, such as, such halogen ions cause such as an aluminum wiring corrosion or electrical properties deteriorate, lowering the moisture resistance reliability There is a risk. Therefore, conventionally, an antimony bismuth-based ion trapping agent (also called an ion trapping agent or an ion catcher) is added to the epoxy resin composition, and the ion trapping agent catches (traps) halogen ions. Humidity reliability was secured.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since conventional ion trapping agents contain harmful antimony as described above, antimony flows out of semiconductor devices and the like discarded as industrial waste, causing water pollution and soil contamination. Could cause environmental pollution.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and has excellent moisture resistance reliability, and has an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor which does not cause environmental pollution such as water pollution or soil pollution even when discarded. It is intended to provide a device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 of the present invention is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler as essential components. Characterized by using an alicyclic epoxy resin represented by the formula:
[0007]
Embedded image
[0008]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the content of the alicyclic epoxy resin represented by the formula (A) is 10 to 30% by mass based on the total amount of the epoxy resin. is there.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the alicyclic epoxy resin represented by the formula (A) and another epoxy resin are melt-mixed in advance to form a master batch. It is assumed that.
[0010]
A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects, the glass transition temperature of a molded product obtained by heat molding is 170 ° C. or higher.
[0011]
A semiconductor device according to a fifth aspect is characterized in that a semiconductor element is encapsulated using the epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor according to any one of the first to fourth aspects.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0013]
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention contains an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler as essential components.
[0014]
In the present invention, as the epoxy resin, an alicyclic epoxy resin represented by the above formula (A) (hereinafter also referred to as “alicyclic epoxy resin of the formula (A)”) is used. The alicyclic epoxy resin of the formula (A) has the same function as an ion scavenger that catches halogen ions to prevent the halogen ions from coming into contact with aluminum wiring and the like, and has a harmful effect such as antimony. Not a substance. Therefore, when the alicyclic epoxy resin of the formula (A) is used, it is possible to improve the moisture resistance reliability by catching halogen ions such as Cl − which cause corrosion of aluminum wiring and deterioration of electric characteristics. This eliminates the need to use harmful ion scavengers, thereby preventing environmental pollution such as water pollution and soil pollution. In addition, in Formula (A), the practical upper limit of m is 15.
[0015]
Other epoxy resins can be used in addition to the alicyclic epoxy resin of the formula (A). The epoxy resin other than the alicyclic epoxy resin of the formula (A) is not particularly limited. For example, o-cresol novolak epoxy resin, biphenyl epoxy resin, dicyclopentadiene epoxy resin, bisphenol epoxy resin An epoxy resin, a polyfunctional epoxy resin, a bromo-containing epoxy resin, or the like can be used.
[0016]
When the alicyclic epoxy resin of the formula (A) is used in combination with another epoxy resin, the content of the alicyclic epoxy resin of the formula (A) must be adjusted in order to obtain higher moisture resistance reliability. It is preferably from 10 to 30% by mass based on the total amount. When the content of the alicyclic epoxy resin of the formula (A) is less than 10% by mass, the function as an ion scavenger may not be sufficiently exhibited. There is a possibility that a problem may occur in the moldability and the like of the epoxy resin composition for sealing.
[0017]
When an alicyclic epoxy resin of the formula (A) is used in combination with another epoxy resin, it is preferable to melt and mix these epoxy resins in advance to form a master batch (MB). By forming the MB, the dispersibility of the alicyclic epoxy resin of the formula (A) in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation can be improved. Therefore, even if halogen ions such as Cl − are dispersed in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, since the alicyclic epoxy resin of the formula (A) is also dispersed, the formula (A) The alicyclic epoxy resin of the above) can sufficiently exhibit the function as an ion scavenger, and as a result, excellent moisture resistance reliability can be more reliably obtained.
[0018]
The curing agent is not particularly limited. For example, various polyhydric phenol compounds such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, phenol aralkyl resin, and naphthol aralkyl resin, and naphthol compounds can be used. The equivalent ratio between the epoxy resin and the curing agent is preferably 0.5 to 1.5, and more preferably 0.8 to 1.2.
[0019]
The inorganic filler is not particularly limited, and for example, fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, and the like can be used. The content of the inorganic filler is preferably from 60 to 90% by mass based on the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
[0020]
In the present invention, a curing accelerator can be used. Examples of the curing accelerator include, but are not particularly limited to, organic phosphines such as triphenylphosphine (TPP), tertiary amines such as diazabicycloundecene, 2-methylimidazole and 2-phenylimidazole. And the like.
[0021]
In the present invention, a release agent can be used. The release agent is not particularly limited, but for example, carnauba wax, stearic acid, montanic acid, carboxyl group-containing polyolefin and the like can be used.
[0022]
If necessary, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, silane coupling agent such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, flame retardant, colorant such as carbon black, A silicone flexible agent or the like can be used.
[0023]
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention contains the above-described epoxy resin, curing agent, and inorganic filler as essential components, and further blends other components as necessary, and homogenizes the mixture with a mixer or a blender. And then kneading by heating and kneading with a kneader or a roll. If necessary, the kneaded product may be cooled and solidified, pulverized and used in the form of a powder or the like.
[0024]
The glass transition temperature (Tg) of a molded product obtained by heat-molding the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation thus prepared is preferably 170 ° C. or higher (substantially the upper limit is 220 ° C.). As described above, a molded product having a glass transition temperature of 170 ° C. or higher can further improve the moisture resistance reliability. Here, in adjusting the glass transition temperature of the molded product to 170 ° C. or higher, for example, a curing agent having a low content of a low molecular weight phenol novolak resin (such as a binuclear body) may be used, or a polyfunctional / polynuclear epoxy may be used. It can be performed by using a resin or the like. If the glass transition temperature of the molded product is lower than 170 ° C., remarkable performance deterioration occurs in various accelerated tests such as a pressure cooker test (PCT: Pressure Cooker Test) and a high temperature and high humidity bias test (THB: Temperature Humidity Biastest). May be seen.
[0025]
Then, a semiconductor device can be manufactured by sealing a semiconductor element using the epoxy resin composition for semiconductor sealing prepared as described above. For example, by setting a lead frame on which a semiconductor element such as an IC is mounted in a transfer molding die and performing transfer molding, a semiconductor device in which the semiconductor element is sealed with a molded product of a semiconductor sealing epoxy resin composition is obtained. It can be manufactured.
[0026]
In the semiconductor device manufactured in this manner, since the molded article for encapsulating the semiconductor element contains the alicyclic epoxy resin of the formula (A), a harmful ion scavenger causing environmental pollution. It is possible to obtain high moisture resistance reliability without using any of the above.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples.
[0028]
As the epoxy resin, “EHPE-150” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., which is an alicyclic epoxy resin of the formula (A), “ESCN195XL” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., which is an orthocresol novolac epoxy resin, containing bromide. A type epoxy resin (tetrabromobisphenol A type epoxy resin) “YDB-400” manufactured by Toto Kasei Co., Ltd. was used.
[0029]
In addition to using each of the above epoxy resins alone, an epoxy resin of the formula (A) and an ortho-cresol novolak type epoxy resin which were melt-mixed at a mass ratio of 15:62 to form an MB were also used.
[0030]
As a curing agent, "H-1" manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., which is a phenol novolak resin, and "DL-92" manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., which is a phenol novolac resin having a binuclear content of 10% or less.
[0031]
Fused silica (average particle size: 10 to 12 μm) was used as the inorganic filler.
[0032]
Carnauba wax was used as a release agent.
[0033]
Triphenylphosphine (TPP) was used as a curing accelerator.
[0034]
Γ-glycidoxypropyltriethoxysilane was used as a silane coupling agent.
[0035]
As an ion trapping agent, antimony bismuth-based SbBi w O x (OH) y (NO 3 ) z · nH 2 O (where w = 0.5 to 1.0, x = 3.0 to 3.5) , Y = 0.4 to 0.7, z = 0.1 to 0.5, n = 1 to 2).
[0036]
Carbon black was used as a coloring agent.
[0037]
The above components were mixed in the amounts shown in Table 1, mixed with a blender for 30 minutes, homogenized, kneaded and melted in a kneader heated to 80 ° C., extruded, cooled, and then crushed by a crusher. By pulverizing to a particle size, a granular molding material comprising an epoxy resin composition was obtained.
[0038]
Using the epoxy resin compositions for semiconductor encapsulation of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 obtained as described above, the glass transition temperature (Tg) of the molded product obtained by heat molding was determined by the TMA method. In addition to the measurement, a pressure cooker test (PCT: Pressure Cooker Test) and a high temperature and high humidity bias test (THB: Temperature Humidity Biastest) were performed.
[0039]
(PCT)
After mounting a semiconductor element having an aluminum circuit for evaluation formed on a lead frame and setting it in a 16 DIP mold, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 was used. Transfer molding was performed under molding conditions of a mold temperature of 170 ° C. and a cure time of 90 seconds. The molded product was after-cured at 175 ° C. for 6 hours to obtain 16 DIP having a size of 7 mm × 19 mm × 3.3 mm. After leaving this 16DIP under the conditions of 2026.5 hPa (2 atm), 121 ° C. and 100% RH for 1000 hours, the disconnection defect rate of the circuit was determined. Table 1 shows the results.
[0040]
(THB)
After mounting a semiconductor element having an aluminum circuit for evaluation formed on a lead frame and setting it in a 16 DIP mold, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 was used. Transfer molding was performed under molding conditions of a mold temperature of 170 ° C. and a cure time of 90 seconds. The molded product was after-cured at 175 ° C. for 6 hours to obtain 16 DIP having a size of 7 mm × 19 mm × 3.3 mm. Under a condition of 85 ° C. and 85% RH, a voltage of 25 V was applied between the two parallel circuits of 16 DIP for 500 hours, and then the disconnection failure rate of the circuits was determined. Table 1 shows the results.
[0041]
[Table 1]
[0042]
As shown in Table 1, all of Examples 1 to 5 using the alicyclic epoxy resin of the formula (A) were used in Comparative Example 1 using no alicyclic epoxy resin of the formula (A). It is confirmed that the defect rate is lower in PCT and THB than those of Nos. 1 to 3.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 of the present invention is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler as essential components. Since the alicyclic epoxy resin represented by the formula (A) is used, the alicyclic epoxy resin of the formula (A) catches halogen ions such as Cl − which cause corrosion of aluminum wiring and deterioration of electric characteristics. As a result, the moisture resistance reliability can be improved, and it is not necessary to use a conventional harmful ion scavenger, and environmental pollution such as water pollution and soil pollution can be prevented.
[0044]
According to the invention of claim 2, the content of the alicyclic epoxy resin represented by the above formula (A) is 10 to 30% by mass based on the total amount of the epoxy resin, so that there is no problem in moldability and the like. And higher humidity resistance can be obtained.
[0045]
According to the invention of claim 3, since the alicyclic epoxy resin represented by the formula (A) and another epoxy resin are melt-mixed in advance to form a masterbatch, the alicyclic epoxy resin of the formula (A) By improving the dispersibility of the epoxy resin, the alicyclic epoxy resin of the formula (A) can sufficiently exert its function as an ion scavenger, and as a result, excellent moisture resistance reliability can be more reliably obtained. Is what you can do.
[0046]
Further, in the invention of claim 4, since the glass transition temperature of the molded product obtained by heat molding is 170 ° C. or higher, the moisture resistance reliability can be further improved.
[0047]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated by using the epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor according to any one of the first to fourth aspects. By using the alicyclic epoxy resin of the formula (A) contained in the above, high humidity resistance can be obtained without using a harmful ion scavenger which causes environmental pollution.
