JP2005082666A - Resin composition for sealing and resin-sealed semiconductor device - Google Patents
Resin composition for sealing and resin-sealed semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005082666A JP2005082666A JP2003314927A JP2003314927A JP2005082666A JP 2005082666 A JP2005082666 A JP 2005082666A JP 2003314927 A JP2003314927 A JP 2003314927A JP 2003314927 A JP2003314927 A JP 2003314927A JP 2005082666 A JP2005082666 A JP 2005082666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin composition
- resin
- sealing
- general formula
- epoxy resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 0 Cc1cc(Sc(cc2*)cc(*)c2O)cc(*)c1O Chemical compound Cc1cc(Sc(cc2*)cc(*)c2O)cc(*)c1O 0.000 description 2
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Abstract
Description
本発明は、半導体等の電子部品の封止材料として使用される高密着性、半田耐熱性に優れた封止用樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置に関する。 The present invention relates to a sealing resin composition and a resin-encapsulated semiconductor device, which are used as a sealing material for electronic components such as semiconductors and have excellent high adhesion and solder heat resistance.
従来より、半導体集積回路を機械的、化学的作用から保護するために、熱硬化性樹脂を用いて封止することが広く行われてきた。このような封止樹脂材料には、エポキシ樹脂をベースとし、これに硬化剤や硬化促進剤、さらにはシリカ粉末のような無機充填剤や顔料等を配合した組成物が、信頼性や成形性、価格の点等から一般に使用されている。 Conventionally, in order to protect a semiconductor integrated circuit from mechanical and chemical actions, sealing with a thermosetting resin has been widely performed. Such a sealing resin material is based on an epoxy resin, and a composition in which a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler such as silica powder, or a pigment is blended, has reliability and moldability. It is generally used from the viewpoint of price.
近年、ＩＣは高集積化に伴う大型化、多極化が進み、パッケージの形状も複雑化してきている。そのため、市場に大きなニーズのある表面実装対応デバイス用半導体装置の製造には、高密着性、高半田耐熱性を有する封止用樹脂が求められている。つまり、従来のエポキシ樹脂組成物では、密着力および半田耐熱性が表面実装パッケージに適用するにはやや不十分であった。 In recent years, ICs have become larger and more multipolar with higher integration, and the shape of packages has become more complex. For this reason, a sealing resin having high adhesion and high solder heat resistance is required for the manufacture of semiconductor devices for surface mounting devices that have great needs in the market. That is, in the conventional epoxy resin composition, the adhesion and solder heat resistance are somewhat insufficient for application to the surface mount package.
上記問題解決のため封止用樹脂には、高密着化、高強度化、低吸水化が要求され、そのために無機充填剤の高充填化、密着付与剤の添加などを行ってきた。しかし、反面、成形時における不具合を生じる結果が起きてきた。例えば、外部巣、内部巣の増加、ボンディングワイヤの変形、薄型パッケージにおける充填性不足という欠点である。また、半導体パッケージの組立て工程削減を行うため、事前にメッキを施したフレームを用いてモールドする手法がとられている。この結果、従来の密着付与剤では、リードフレームへの接着力が不足する事態が生じてきた。 In order to solve the above problems, the sealing resin is required to have high adhesion, high strength, and low water absorption. For this purpose, the inorganic filler has been highly filled and the adhesion imparting agent has been added. However, on the other hand, there has been a problem that causes problems during molding. For example, there are disadvantages such as an increase in external nests and internal nests, deformation of bonding wires, and insufficient filling in thin packages. Further, in order to reduce the assembly process of the semiconductor package, a method of molding using a frame plated in advance is employed. As a result, with the conventional adhesion-imparting agent, there has been a situation where the adhesive force to the lead frame is insufficient.
そこで、上記のような不具合の発生することのない高密着性、半田耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成物の開発が要望されている。 Therefore, there is a demand for the development of an epoxy resin composition excellent in high adhesion and solder heat resistance without causing the above-described problems.
一方、この種の封止樹脂材料には、安全性の点から、ＵＬ規格により難燃性を付与することが求められている。 On the other hand, this type of sealing resin material is required to be provided with flame retardancy according to UL standards from the viewpoint of safety.
従来、エポキシ樹脂組成物においては、塩素、臭素等のハロゲン元素を含むハロゲン系難燃剤とアンチモン化合物（通常、三酸化アンチモン）の併用による難燃化が一般的である。 Conventionally, in an epoxy resin composition, a flame retardant is generally used by using a halogen-based flame retardant containing a halogen element such as chlorine or bromine and an antimony compound (usually antimony trioxide).
しかしながら、これらのハロゲン系難燃剤とアンチモン化合物は、電子部品の信頼性を低下させるという問題点がある。加えて、最近では、これらの環境への影響が指摘され始めている。 However, these halogen-based flame retardants and antimony compounds have a problem that the reliability of electronic parts is lowered. In addition, these environmental impacts have recently started to be pointed out.
このため、リン系難燃剤や金属水和物の単独もしくは併用など、ハロゲン系難燃剤およびアンチモンを含有しない難燃化技術の開発が進められているが、従来のハロゲン系難燃剤とアンチモン化合物の併用に比べ、長期の耐湿信頼性が低下するという問題がある。 For this reason, the development of flame retardant technologies that do not contain halogen-based flame retardants and antimony, such as phosphorus-based flame retardants and metal hydrates alone or in combination, is underway. There is a problem that the long-term moisture resistance reliability is reduced as compared with the combined use.
上述したように、市場に大きなニーズのある表面実装対応デバイス用半導体装置の製造には、高密着性、半田耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成物が求められている。また、このようなエポキシ樹脂組成物において、環境への配慮等からハロゲン系難燃剤およびアンチモン化合物の併用に代わる信頼性の高い難燃化技術の開発も求められている。 As described above, an epoxy resin composition excellent in high adhesion and solder heat resistance is required for the manufacture of semiconductor devices for surface mounting devices that have great needs in the market. In addition, in such an epoxy resin composition, development of a highly reliable flame retardant technique that replaces the combined use of a halogen-based flame retardant and an antimony compound is also required for environmental considerations.
本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもので、実装時の高い半田耐熱性を維持し、金属フレームに対して高い接着力を有する半導体封止用樹脂組成物及びこの樹脂組成物で封止された樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to eliminate the above-described drawbacks, and maintains a high solder heat resistance during mounting and has a high adhesion to a metal frame and a semiconductor sealing resin composition and the resin composition An object of the present invention is to provide a resin-encapsulated semiconductor device encapsulated in
また、本発明は、難燃性に優れ、しかも長期にわたって良好な耐湿性が保持されるうえ、環境上の問題もない封止用樹脂組成物及びこの樹脂組成物で封止された樹脂封止型半導体装置を提供することをも目的とする。 The present invention also provides a sealing resin composition that is excellent in flame retardancy and has good moisture resistance over a long period of time and has no environmental problems, and a resin sealing sealed with this resin composition. Another object is to provide a type semiconductor device.
本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、特定の構造をもつエポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤を組み合わせるとともに、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７、シランカップリング剤およびジルコニウム系無機イオン交換体および特定のチオエーテル化合物を併用することによって、半田耐熱性を向上させることができるとともに、難燃剤を使用することなく優れた難燃性を付与することができることを見いだし、本発明を完成させたものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors combined an epoxy resin having a specific structure with a phenol resin curing agent, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7. In addition to using a silane coupling agent, a zirconium-based inorganic ion exchanger, and a specific thioether compound, the solder heat resistance can be improved and excellent flame retardancy can be imparted without using a flame retardant. The present invention has been completed by finding out that it can be achieved.
即ち、本発明は、
（Ａ）下記一般式に示す成分を含むエポキシ樹脂、
（但し、式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子又はメチル基を、ｎは０又は１以上の整数を表す）
（Ｂ）下記一般式に示す成分を含むフェノール樹脂硬化剤、
（但し、式中、ｎは０又は１以上の整数を表す）
（Ｃ）無機充填剤、
（Ｄ）１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７、
（Ｅ）シランカップリング剤、
（Ｆ）ジルコニウム系無機イオン交換体および
（Ｇ）下記一般式化３又は化４に示す密着付与剤
（但し、式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子又はメチル基を表す）
を必須成分としてなり、樹脂組成物全体に対して（Ｃ）無機充填剤を２５〜９５重量％の割合で含有することを特徴とする封止用樹脂組成物であり、（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤と（Ａ）エポキシ樹脂との当量比（フェノール樹脂硬化剤の水酸基数／エポキシ樹脂のエポキシ基数）が０．４〜１．３であることをも特徴とし、さらに実質的に難燃剤を含有しないことを特徴としている。また、この封止用樹脂組成物の硬化物によって、半導体素子を封止してなることを特徴とする樹脂封止型半導体装置である。
That is, the present invention
(A) an epoxy resin containing a component represented by the following general formula;
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 represent a hydrogen atom or a methyl group, and n represents 0 or an integer of 1 or more.)
(B) a phenolic resin curing agent containing a component represented by the following general formula;
(In the formula, n represents 0 or an integer of 1 or more.)
(C) inorganic filler,
(D) 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7,
(E) a silane coupling agent,
(F) Zirconium-based inorganic ion exchanger and (G) an adhesion imparting agent represented by the following general formula 3 or 4
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a methyl group)
Is a resin composition for sealing, comprising (C) an inorganic filler in a proportion of 25 to 95% by weight with respect to the entire resin composition, and (B) a phenol resin cured (A) The equivalent ratio of the epoxy resin (the number of hydroxyl groups of the phenol resin curing agent / the number of epoxy groups of the epoxy resin) is 0.4 to 1.3, and further substantially contains a flame retardant. It is characterized by not. Moreover, it is a resin-encapsulated semiconductor device characterized in that a semiconductor element is encapsulated with a cured product of the encapsulating resin composition.
ここで、（Ｇ）成分の含有量が、全体の０．０１〜１０重量％であってもよい。さらに、（Ｇ）成分の化３で示される密着付与剤が、ビス（４ヒドロキシ−３−メチルフェニル）スルフィド、４，４′−チオジ（２，６−ジメチルフェノール）および４，４′−チオジ（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）より選ばれる少なくとも１種であってもよい。 Here, the content of the component (G) may be 0.01 to 10% by weight of the whole. Further, the adhesion-imparting agent represented by Chemical Formula 3 of (G) component is bis (4hydroxy-3-methylphenyl) sulfide, 4,4′-thiodi (2,6-dimethylphenol) and 4,4′-thiodi. It may be at least one selected from (2,6-di-t-butylphenol).
上記構成の封止用樹脂組成物においては、特定の構造をもつエポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤を組み合わせるとともに、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７、シランカップリング剤およびジルコニウム系無機イオン交換体および特定のチオエーテル化合物を併用したことにより、表面実装対応デバイス用半導体装置にも十分対応可能な優れた半田耐熱性を備え、かつ難燃性にも優れたものとなる。 In the sealing resin composition having the above structure, an epoxy resin having a specific structure and a phenol resin curing agent are combined, and 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7, a silane coupling agent, and zirconium are combined. By using the inorganic inorganic ion exchanger and the specific thioether compound in combination, it has excellent solder heat resistance that can sufficiently cope with a semiconductor device for surface mounting devices, and has excellent flame retardancy.
本発明の封止用樹脂組成物は、実質的に難燃剤を含有しないため、難燃剤の使用に伴う耐湿信頼性の低下や環境に与える影響を低減することができる。 Since the sealing resin composition of the present invention does not substantially contain a flame retardant, it is possible to reduce the deterioration of moisture resistance reliability associated with the use of the flame retardant and the influence on the environment.
また、本発明の樹脂封止型半導体装置は、本発明の半田耐熱性に優れ、かつ難燃性を備えた封止用樹脂組成物の硬化物によって半導体素子が封止されていることを特徴としている。そのため、本発明の樹脂封止型半導体装置は、いかなる実施方式であっても信頼性の高い実装が可能となり、また難燃性も具備したものとなる。 The resin-encapsulated semiconductor device of the present invention is characterized in that the semiconductor element is encapsulated by a cured product of the encapsulating resin composition having excellent solder heat resistance and flame retardancy of the present invention. It is said. Therefore, the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention can be mounted with high reliability regardless of the implementation method, and also has flame retardancy.
本発明の封止用樹脂組成物の硬化物は、高温下での耐クラック性および耐湿信頼性が極めて良好であり、表面実装タイプの半導体装置の封止に好適である。また本発明の封止用樹脂組成物で封止された半導体デバイスは、表面実装を行っても、その後の耐湿性が良好であり、高い信頼性を有するものである。また、本発明によれば、難燃性に優れ、しかも長期にわたって良好な耐湿性が保持されるうえ、環境上の問題もない封止用樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置を得ることができる。 The cured product of the encapsulating resin composition of the present invention has very good crack resistance and moisture resistance reliability at high temperatures, and is suitable for encapsulating a surface-mount type semiconductor device. The semiconductor device encapsulated with the encapsulating resin composition of the present invention has good moisture resistance and high reliability even after surface mounting. Further, according to the present invention, it is possible to obtain a sealing resin composition excellent in flame retardancy and having good moisture resistance for a long period of time and having no environmental problems, and a semiconductor device using the same. it can.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明に用いる（Ａ）成分のエポキシ樹脂としては、前述の式化１に示すものであり、式中のＲ成分はＣＨ2 が好ましい。アルキル成分が多くなると難燃性が低下してくるためである。これらの樹脂は、信頼性を確保するため、樹脂中に含まれる塩素が、１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。これらエポキシ樹脂の具体例としては、ＣＥＲ−３０００Ｌ（日本化薬社製商品名、軟化温度９０℃、エポキシ当量２４０）が挙げられる。 The use in the present invention (A) component of the epoxy resin are those shown in formalized 1 above, R component in the formula CH 2 are preferred. This is because when the alkyl component increases, the flame retardancy decreases. These resins preferably have a chlorine content of 1000 ppm or less in order to ensure reliability. Specific examples of these epoxy resins include CER-3000L (Nippon Kayaku Co., Ltd. trade name, softening temperature 90 ° C., epoxy equivalent 240).
なお、本発明においては、本発明の効果が失われない範囲で、前記化１のエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を併用することができる。併用する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ない。具体的には、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、ナフトールのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡのグリシジルエーテル、テトラ（ヒドロキシフェニル）アルカンのエポキシ化物、ビスヒドロキシビフェニル系エポキシ樹脂などが挙げられ、これらのエポキシ樹脂は、単独もしくは２種類以上混合して用いることができる。このようなエポキシ樹脂を併用する場合、その配合割合は、エポキシ樹脂総重量の１〜３０重量％の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、５〜２０重量％の範囲である。 In the present invention, an epoxy resin other than the epoxy resin of Chemical Formula 1 can be used in combination as long as the effects of the present invention are not lost. The epoxy resin used in combination is not particularly limited as long as it is a compound having two or more epoxy groups in one molecule. Specifically, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, bisphenol A glycidyl ether, epoxidized product of tetra (hydroxyphenyl) alkane, bishydroxy Biphenyl type epoxy resin etc. are mentioned, These epoxy resins can be used individually or in mixture of 2 or more types. When such an epoxy resin is used in combination, the blending ratio is preferably in the range of 1 to 30% by weight of the total weight of the epoxy resin. More preferably, it is in the range of 5 to 20% by weight.
本発明に用いる（Ｂ）フェノール樹脂硬化剤は、前述の式化２に示されるものである。具体例としては、ＸＬＣ−４Ｌ（三井東圧社製商品名、軟化温度６２℃、水酸基当量１７０）が挙げられる。 The (B) phenol resin curing agent used in the present invention is represented by the above-described Formula 2. Specific examples include XLC-4L (trade name, Mitsui Toatsu Co., Ltd., softening temperature 62 ° C., hydroxyl equivalent 170).
なお、本発明においては、その効果が失われない範囲で、前記化２に示されるフェノール樹脂硬化剤以外のフェノール樹脂硬化剤を併用することができる。併用するフェノール樹脂硬化剤としては、１分子中に２個以上の水酸基を有する化合物であれば特に限定されない。フェノール樹脂の水酸基当量として１３０以上であることが好ましい。これにより十分な難燃性・低吸湿性を確保することができる。また、半導体封止装置の信頼性を確保するためには、フェノール樹脂中に含まれるフリーのフェノール類の濃度が１％以下であることが好ましい。これらフェノール樹脂の具体例としては、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル型樹脂、ナフトールアラルキル型樹脂、トリフェニルメタン型樹脂などが挙げられる。 In the present invention, a phenol resin curing agent other than the phenol resin curing agent shown in Chemical Formula 2 can be used in combination as long as the effect is not lost. The phenol resin curing agent used in combination is not particularly limited as long as it is a compound having two or more hydroxyl groups in one molecule. It is preferable that it is 130 or more as a hydroxyl equivalent of a phenol resin. Thereby, sufficient flame retardance and low hygroscopicity can be ensured. Moreover, in order to ensure the reliability of a semiconductor sealing device, it is preferable that the density | concentration of the free phenols contained in a phenol resin is 1% or less. Specific examples of these phenol resins include phenol novolac resins, phenol aralkyl type resins, naphthol aralkyl type resins, and triphenylmethane type resins.
上記（Ａ）成分のエポキシ樹脂と（Ｂ）成分のフェノール樹脂硬化剤の配合比は、（Ｂ）硬化剤であるフェノール樹脂のフェノール性水酸基数と（Ａ）エポキシ樹脂のエポキシ基数との当量比（フェノール性水酸基数／エポキシ基数）が０．４〜１．３の範囲内となるよう配合することが望ましい。より好ましくは０．５〜１．１の範囲である。上記当量比が０．４未満では成形性、硬化性、型離れ性などが低下し、１．３を超えると、耐リフロー性が低下する。また、接着性が低下し弾性率も大きくなる。 The blending ratio of the epoxy resin of the component (A) and the phenol resin curing agent of the component (B) is equivalent ratio of the number of phenolic hydroxyl groups of the phenol resin as the curing agent (B) and the number of epoxy groups of the epoxy resin (A). It is desirable to blend such that (the number of phenolic hydroxyl groups / the number of epoxy groups) is in the range of 0.4 to 1.3. More preferably, it is the range of 0.5-1.1. If the equivalent ratio is less than 0.4, moldability, curability, mold release properties, and the like are lowered, and if it exceeds 1.3, reflow resistance is lowered. In addition, the adhesiveness decreases and the elastic modulus increases.
本発明に用いる（Ｃ）成分の無機充填剤としては、一般に使用されているものが広く使用されるが、それらの中でも不純物濃度が低く、平均粒径３０μｍ以下のシリカ粉末が好ましく使用される。平均粒径が３０μｍを超えると耐湿性および成形性が劣り好ましくない。無機充填剤の配合割合は、全体の樹脂組成物に対して２５〜９５重量％の割合で含有することが望ましい。その割合が２５重量％未満では、樹脂組成物の吸湿率が大きくなり、半田浸漬後の耐湿性に劣り、また９５重量％を超えると極端に流動性が悪くなり、成形性に劣り好ましくない。 As the inorganic filler of the component (C) used in the present invention, those generally used are widely used. Among them, silica powder having a low impurity concentration and an average particle size of 30 μm or less is preferably used. If the average particle size exceeds 30 μm, the moisture resistance and moldability are inferior, which is not preferable. The blending ratio of the inorganic filler is desirably 25 to 95% by weight with respect to the entire resin composition. If the ratio is less than 25% by weight, the moisture absorption rate of the resin composition increases, and the moisture resistance after solder immersion is poor. If it exceeds 95% by weight, the fluidity becomes extremely poor and the moldability is inferior.
本発明に用いる（Ｄ）１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）は、本発明の樹脂組成物を十分な物性をもった硬化物として硬化させるために必須の成分である。本発明においては、このＤＢＵをそのまま配合せず、フェノール樹脂硬化剤と加熱溶融混合させてフェノール塩としたものを用いるようにしてもよい。このようなＤＢＵ塩の具体例としては、サンアプロ社製のＵ−ＣＡＴ ＳＡ８３１，Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ８４１，Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ８５１（以上いずれも商品名）等が挙げられる。また、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、その他の硬化促進剤２種以上を硬化性に支障のない範囲で併用することができる。硬化促進剤の配合割合は、樹脂組成物全体に対して０．０１〜５重量％含有するように配合することが望ましい。その配合量が０．０１重量％未満では樹脂組成物のゲルタイムが長く、硬化特性も悪くなり、また、５重量％を超えると極端に流動性が悪くなって成形性に劣り、さらに電気特性も悪くなり耐湿性に劣り好ましくない。 (D) 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 (DBU) used in the present invention is an essential component for curing the resin composition of the present invention as a cured product having sufficient physical properties. It is. In the present invention, the DBU may not be blended as it is, but a phenol salt obtained by heat-melt mixing with a phenol resin curing agent may be used. Specific examples of such DBU salts include U-CAT SA831, U-CAT SA841, U-CAT SA851 (all are trade names) manufactured by San Apro. In addition, two or more phosphorus-based curing accelerators, imidazole-based curing accelerators, and other curing accelerators can be used in combination as long as the curability is not affected. The blending ratio of the curing accelerator is desirably blended so as to contain 0.01 to 5% by weight with respect to the entire resin composition. If the blending amount is less than 0.01% by weight, the gel time of the resin composition is long and the curing characteristics are deteriorated, and if it exceeds 5% by weight, the fluidity becomes extremely poor and the moldability is inferior. It becomes bad and inferior in moisture resistance.
本発明に用いる（Ｅ）シランカップリング剤は、カップリング剤として無機充填剤の表面処理に使用できるものであればいかなるものでもよいが、シリコーン原子に結合したアルコキシ基を有するシラン化合物が好ましく、なかでも一級アミンもしくは二級アミンを有するシランカップリング剤が好ましい。これらのカップリング剤を用いることにより、組成物の成形性をより良好にすることができる。好ましいシランカップリング剤の具体的化合物は、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−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらのアミノシランは単独または２種以上混合して使用することができ、さらにアミノシラン以外のカップリング剤を併用しても差支えない。これらのカップリング剤の配合割合は、樹脂組成物全体の０．０１〜５重量％であることが好ましい。０．０１重量％未満では成形性の向上に効果がなく、５重量％を超えると信頼性に悪影響を与え好ましくない。 The (E) silane coupling agent used in the present invention may be any as long as it can be used for the surface treatment of an inorganic filler as a coupling agent, but a silane compound having an alkoxy group bonded to a silicone atom is preferable. Of these, a silane coupling agent having a primary amine or a secondary amine is preferred. By using these coupling agents, the moldability of the composition can be improved. Specific compounds of preferred silane coupling agents are γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxy. Examples include silane and γ-N-phenylaminopropyltrimethoxysilane. These aminosilanes can be used alone or in combination of two or more, and a coupling agent other than aminosilane can be used in combination. The blending ratio of these coupling agents is preferably 0.01 to 5% by weight of the entire resin composition. If it is less than 0.01% by weight, there is no effect in improving moldability, and if it exceeds 5% by weight, the reliability is adversely affected, which is not preferable.
本発明に用いる（Ｆ）ジルコニウム系無機イオン交換体としては、イオン選択性が大きく、共存するイオンから特定のイオンが分離できるものあれば如可なるものであってもよいが、耐熱性、耐有機薬品性、耐水性の良いものが好ましい。具体的には、ＩＸＥ−８００（東亜合成株式会社製、商品名）が挙げられる。 The (F) zirconium-based inorganic ion exchanger used in the present invention may be any as long as it has a high ion selectivity and can separate specific ions from coexisting ions. Those having good organic chemicals and water resistance are preferred. Specifically, IXE-800 (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) can be mentioned.
本発明に用いる前述の式化３又は式化４で示される（Ｇ）密着付与剤は、本発明の特徴をなす成分であり、組成物の硬化性を低下させることなく、各種リードフレーム材に対する密着性を高める働きをする。本発明においては、特に前述の一般式化３は、Ｒ1 、Ｒ3 がメチル基で、Ｒ2 、Ｒ4 が水素原子であるビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）スルフィド、一般式化４は、４，４′−チオジ（２，６−ジメチルフェノール）および４，４′−チオジ（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）が好ましい。官能基中の硫黄原子は、非鉄金属である金、銀、銅との親和力が高いので、各種金属フレームやＰｄ／Ａｕメッキフレームに対する接着力が向上する。 The (G) adhesion imparting agent represented by Formula 3 or Formula 4 used in the present invention is a component that characterizes the present invention, and can be applied to various lead frame materials without reducing the curability of the composition. It works to improve adhesion. In the present invention, in particular, the above general formula 3 is bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) sulfide in which R 1 and R 3 are methyl groups and R 2 and R 4 are hydrogen atoms, 4 is preferably 4,4'-thiodi (2,6-dimethylphenol) and 4,4'-thiodi (2,6-di-t-butylphenol). Since the sulfur atom in the functional group has a high affinity with non-ferrous metals such as gold, silver, and copper, adhesion to various metal frames and Pd / Au plated frames is improved.
上記（Ｇ）密着付与剤の配合割合は、樹脂組成物全体の０．０１〜１０重量％であることが好ましい。更に好ましくは、０．０１〜５．０重量％である。０．０１重量％未満では接着力の向上に効果なく、１０重量％を超えると反応性が高くなるため流動性や保存安定性に悪影響を与え好ましくない。 The blending ratio of the (G) adhesion promoter is preferably 0.01 to 10% by weight based on the entire resin composition. More preferably, it is 0.01 to 5.0 weight%. If it is less than 0.01% by weight, the adhesive force is not improved, and if it exceeds 10% by weight, the reactivity is increased, so that the fluidity and storage stability are adversely affected.
本発明の樹脂組成物は、前述した特定のエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、無機充填剤、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７、シランカップリング剤、ジルコニウム系無機イオン交換体および特定の構造をもつ硫黄を有する密着付与剤を必須成分とするが、本発明の目的に反しない限度において、また必要に応じて、例えば、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸やその金属塩、酸アミド類、エステル類、パラフィン類等の離型剤；カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤；ゴム系やシリコーン系等の低応力付与剤などを適宜、添加配合することができる。 The resin composition of the present invention includes the specific epoxy resin, phenol resin curing agent, inorganic filler, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7, silane coupling agent, zirconium-based inorganic ion exchange described above. However, as long as it does not contradict the purpose of the present invention, and if necessary, for example, natural waxes, synthetic waxes, linear fatty acids, Release agents such as metal salts, acid amides, esters and paraffins; colorants such as carbon black and bengara; low stress imparting agents such as rubbers and silicones can be appropriately added and blended.
本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として調製する場合の一般的な方法としては、前述したエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、無機充填剤、１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７、シランカップリング剤、ジルコニウム系無機イオン交換体、密着付与剤およびその他成分を所定の組成比に選択した原料成分を配合し、ミキサー等の混合機によって十分均一に混合した後、さらに熱ロールによる溶融混合処理、または二軸押出機、ニーダ等による混合処理を行い、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。こうして得られた成形材料は、半導体封止をはじめとする電子部品（電気部品を含む）の封止、被覆、絶縁等に適用すれば、優れた特性と信頼性を付与させることができる。 As a general method for preparing the sealing resin composition of the present invention as a molding material, the aforementioned epoxy resin, phenol resin curing agent, inorganic filler, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] Undecene-7, silane coupling agent, zirconium-based inorganic ion exchanger, adhesion-imparting agent, and other ingredients are blended with raw material components selected in a predetermined composition ratio, and after sufficiently uniformly mixed by a mixer such as a mixer, A melt mixing process using a hot roll, or a mixing process using a twin-screw extruder, a kneader, or the like is performed, followed by cooling and solidification, and pulverization to an appropriate size to obtain a molding material. If the molding material thus obtained is applied to sealing, covering, insulation, etc. of electronic parts (including electrical parts) including semiconductor sealing, excellent characteristics and reliability can be imparted.
本発明の樹脂封止型半導体装置は、上記のようにして得られた封止用樹脂組成物を用いて、半導体チップなど素子を樹脂封止することにより容易に製造することができる。封止を行う半導体チップとしては、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等で特に制限されるものではない。樹脂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があるが、射出成形、圧縮成形および注型などによる封止も可能である。封止用樹脂組成物は封止成形の際の加熱によって硬化し、最終的にはこの組成物の硬化物によって封止された半導体封止装置が得られる。加熱による硬化は、１５０℃以上に加熱して後硬化させることが望ましい。チップを搭載する基板としては、セラミックス、プラスティック、ポリイミドフィルム、リードフレーム等であるが、これらに限定されるものではない。 The resin-encapsulated semiconductor device of the present invention can be easily manufactured by resin-encapsulating an element such as a semiconductor chip using the encapsulating resin composition obtained as described above. The semiconductor chip for sealing is not particularly limited, for example, with an integrated circuit, a large-scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode, or the like. The most common method of resin sealing is low-pressure transfer molding, but sealing by injection molding, compression molding or casting is also possible. The encapsulating resin composition is cured by heating at the time of encapsulating, and finally a semiconductor encapsulating device encapsulated by the cured product of the composition is obtained. As for the curing by heating, it is desirable to perform post-curing by heating to 150 ° C. or higher. The substrate on which the chip is mounted includes ceramics, plastic, polyimide film, lead frame, etc., but is not limited to these.
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by these Examples.
まず、表１に示す各成分を同表に示す割合で配合してなるエポキシ樹脂組成物を以下のようにして調製した（表中の配合量は重量部を示す）。即ち、初めにヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカップリング剤で処理し、次いで他の成分を配合混合して６０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後粉砕することにより、封止用樹脂組成物を得た。 First, an epoxy resin composition obtained by blending the components shown in Table 1 in the proportions shown in the same table was prepared as follows (the blending amount in the table indicates parts by weight). That is, the filler is first treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, then the other components are blended and mixed, kneaded with a heating roll at 60 to 130 ° C., cooled, and then pulverized for sealing. A resin composition was obtained.
まず、表１に示す各成分を同表に示す割合で配合してなるエポキシ樹脂組成物を以下のようにして調製した（表中の配合量は重量部を示す）。即ち、初めにヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカップリング剤で処理し、次いで他の成分を配合混合して６０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後粉砕することにより、封止用樹脂組成物を得た。 First, an epoxy resin composition obtained by blending the components shown in Table 1 in the proportions shown in the same table was prepared as follows (the blending amounts in the table indicate parts by weight). That is, the filler is first treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, then the other components are blended and mixed, kneaded with a heating roll at 60 to 130 ° C., cooled, and then pulverized for sealing. A resin composition was obtained.
まず、表１に示す各成分を同表に示す割合で配合してなるエポキシ樹脂組成物を以下のようにして調製した（表中の配合量は重量部を示す）。即ち、初めにヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカップリング剤で処理し、次いで他の成分を配合混合して６０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後粉砕することにより、封止用樹脂組成物を得た。 First, an epoxy resin composition obtained by blending the components shown in Table 1 in the proportions shown in the same table was prepared as follows (the blending amount in the table indicates parts by weight). That is, the filler is first treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, then the other components are blended and mixed, kneaded with a heating roll at 60 to 130 ° C., cooled, and then pulverized for sealing. A resin composition was obtained.
まず、表１に示す各成分を同表に示す割合で配合してなるエポキシ樹脂組成物を以下のようにして調製した（表中の配合量は重量部を示す）。即ち、初めにヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカップリング剤で処理し、次いで他の成分を配合混合して６０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後粉砕することにより、封止用樹脂組成物を得た。 First, an epoxy resin composition obtained by blending the components shown in Table 1 in the proportions shown in the same table was prepared as follows (the blending amounts in the table indicate parts by weight). That is, the filler is first treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, then the other components are blended and mixed, kneaded with a heating roll at 60 to 130 ° C., cooled, and then pulverized for sealing. A resin composition was obtained.
比較例１〜２として、表１に示す各成分を同表に示す割合で配合してなるエポキシ樹脂組成物を以下のようにして調製した（表中の配合量は重量部を示す）。即ち、初めにヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカップリング剤で処理し、次いで他の成分を配合混合して６０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後粉砕することにより、封止用樹脂組成物を得た。
．エポキシ樹脂Ａ：ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（ＣＥＲ−３０００Ｌ、日本化薬株式会社製、エポキシ当量２４０）
．エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂（長春株式会社製、エポキシ当量１９８）、
．フェノール樹脂Ａ：フェノールアラルキル樹脂（ＸＬＣ−４Ｌ三井東圧化学株式会社製、水酸基当量１７０）、
．フェノール樹脂Ｂ：フェノールノボラック樹脂（Ｈ−４、明和化成株式会社製、水酸基当量１０４）、
．硬化促進剤：ＤＢＵ（Ｕ−ＣＡＴ ＳＡ８４１、サンアブロ株式会社製、ＤＢＵ３０％含有のフェノールノボラック塩）、
．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（Ａ−１８７、日本ユニカー株式会社製）、
・ジルコニウム系無機イオン交換体：陰イオン交換体（ＩＸＥ−８００、東亜合成株式会社製）、
．密着付与剤：化３の密着付与剤（ＨＭＰＳ、住友精化株式会社製）
化４の密着付与剤（アクターＲ、川口化学工業株式会社製）
．離型剤：カルナバワックス、
．着色剤：カーボンブラック、
．充填剤：球状溶融シリカ粉（平均粒径２０μｍ）。
. Epoxy resin A: biphenyl aralkyl epoxy resin (CER-3000L, Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 240)
. Epoxy resin B: Orthocresol novolac epoxy resin (manufactured by Changchun Co., Ltd., epoxy equivalent 198),
. Phenol resin A: Phenol aralkyl resin (XLC-4L, Mitsui Toatsu Chemicals, hydroxyl equivalent 170),
. Phenol resin B: Phenol novolac resin (H-4, Meiwa Kasei Co., Ltd., hydroxyl equivalent 104),
. Curing accelerator: DBU (U-CAT SA841, manufactured by San Avro Corporation, phenol novolac salt containing 30% DBU),
. Silane coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (A-187, manufactured by Nihon Unicar Corporation),
Zirconium-based inorganic ion exchanger: anion exchanger (IXE-800, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.)
. Adhesion imparting agent: Adhesion imparting agent of Chemical formula 3 (HMPS, manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.)
Adhesion imparting agent of Chemical Formula 4 (Actor R, manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.)
. Mold release agent: carnauba wax,
. Colorant: Carbon black,
. Filler: spherical fused silica powder (average particle size 20 μm).
次いで、これらの封止用樹脂組成物について、それぞれ下記の評価試験を行った。 Next, the following evaluation tests were performed on these sealing resin compositions.
［耐湿信頼性］
耐湿性を調べるために以下の試験を行った。各エポキシ樹脂組成物を用い、試験用デバイスを封止した後、１７５℃において４時間アフターキュアを行った。次いで、このパッケージを３０℃、相対湿度７０％の雰囲気中に２１６時間放置して吸湿処理を行った後、これを最高温度２６０℃のＩＲリフロー炉に４回通した。さらに、このパッケージを１２７℃の飽和水蒸気雰囲気中に放置し、不良（リーク不良、オープン不良）発生率を調べた。
[Moisture resistance reliability]
The following test was conducted to examine the moisture resistance. After sealing the device for a test using each epoxy resin composition, after-curing was performed at 175 degreeC for 4 hours. Next, the package was left in an atmosphere of 30 ° C. and a relative humidity of 70% for 216 hours for moisture absorption treatment, and then passed through an IR reflow furnace having a maximum temperature of 260 ° C. four times. Furthermore, this package was left in a saturated steam atmosphere at 127 ° C., and the occurrence rate of defects (leak defects, open defects) was examined.
［難燃性］
封止用樹脂組成物を１７５℃，９０秒間のトランスファー成形し、次いで、１７５℃，８時間の後硬化を行って、１２０ｍｍ×１２ｍｍ×０．８ｍｍおよび１２０ｍｍ×１２ｍｍ×３．２ｍｍの硬化物を得、ＵＬ−９４耐炎性試験規格に基く燃焼試験を行った。
[Flame retardance]
The encapsulating resin composition was transfer molded at 175 ° C. for 90 seconds, and then post-cured at 175 ° C. for 8 hours to obtain 120 mm × 12 mm × 0.8 mm and 120 mm × 12 mm × 3.2 mm cured products. The combustion test based on the UL-94 flame resistance test standard was conducted.
上記試験結果を表２、３に示す。
Claims (6)
（但し、式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子又はメチル基を、ｎは０又は１以上の整数を表す）
（Ｂ）下記一般式に示す成分を含むフェノール樹脂硬化剤、
（但し、式中、ｎは０又は１以上の整数を表す）
（Ｃ）無機充填剤、
（Ｄ）１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデセン−７、
（Ｅ）シランカップリング剤、
（Ｆ）ジルコニウム系無機イオン交換体および
（Ｇ）下記一般式化３又は化４に示す密着付与剤
（但し、式中、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子又はメチル基を表す）
を必須成分としてなり、樹脂組成物全体に対して（Ｃ）無機充填剤を２５〜９５重量％の割合で含有することを特徴とする封止用樹脂組成物。 (A) an epoxy resin containing a component represented by the following general formula;
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 represent a hydrogen atom or a methyl group, and n represents 0 or an integer of 1 or more.)
(B) a phenolic resin curing agent containing a component represented by the following general formula;
(In the formula, n represents 0 or an integer of 1 or more.)
(C) inorganic filler,
(D) 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7,
(E) a silane coupling agent,
(F) Zirconium-based inorganic ion exchanger and (G) an adhesion imparting agent represented by the following general formula 3 or 4
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or a methyl group)
Is an essential component, and contains (C) an inorganic filler in a proportion of 25 to 95% by weight with respect to the entire resin composition.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003314927A JP2005082666A (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Resin composition for sealing and resin-sealed semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003314927A JP2005082666A (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Resin composition for sealing and resin-sealed semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005082666A true JP2005082666A (en) | 2005-03-31 |
Family
ID=34415339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003314927A Pending JP2005082666A (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Resin composition for sealing and resin-sealed semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005082666A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101348443B1 (en) | 2006-07-26 | 2014-01-06 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Phosphor-containing curable silicone composition for led and led light-emitting device using the composition |
-
2003
- 2003-09-08 JP JP2003314927A patent/JP2005082666A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101348443B1 (en) | 2006-07-26 | 2014-01-06 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Phosphor-containing curable silicone composition for led and led light-emitting device using the composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4692885B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| TWI403529B (en) | Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor and semiconductor device | |
| JP4250987B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2012241178A (en) | Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device | |
| JP2006213849A (en) | Sealing resin composition and semiconductor sealing apparatus | |
| JP2012251048A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device | |
| JP2658755B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP3740988B2 (en) | Resin composition for sealing and semiconductor device | |
| JPH09169891A (en) | Epoxy resin composition for sealing material, its production and inorganic filler | |
| JP2005290111A (en) | Resin composition for encapsulation and semiconductor device | |
| JP2005082666A (en) | Resin composition for sealing and resin-sealed semiconductor device | |
| JP2658752B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2007045916A (en) | Resin composition for sealing, and resin-sealed type semiconductor device | |
| JP2005281584A (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2006104393A (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2004140186A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JP2013234305A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device | |
| JP4687195B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device | |
| JP2006111672A (en) | Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device | |
| JP2004155841A (en) | Sealing resin composition, and semiconductor sealing device | |
| JP2004155839A (en) | Sealing resin composition and resin sealing type semiconductor device | |
| JPH11158354A (en) | Resin composition for sealing and resin-sealed semiconductor device | |
| JP2005075874A (en) | Sealing resin composition and resin-sealed semiconductor device | |
| JP2003040981A (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JPH07238147A (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device |