JP2006160560A6 - Spherical sintered ferrite particles, resin composition for semiconductor encapsulation using the same, and semiconductor device obtained using the same - Google Patents

Spherical sintered ferrite particles, resin composition for semiconductor encapsulation using the same, and semiconductor device obtained using the same Download PDF

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Abstract

【課題】その硬化体が有効な電磁波遮蔽機能を有し、かつ良好な成形性を示す半導体封止用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】下記の特性(a)〜(c)を備えた球状焼結フェライト粒子を含有する半導体封止用樹脂組成物である。
(a)可溶性イオンの含有量が5ppm以下。
(b)平均粒子径が10〜50μmの範囲である。
(c)X線回折による結晶構造がスピネル構造を示す。
【選択図】なし
The present invention provides a resin composition for encapsulating a semiconductor in which the cured product has an effective electromagnetic wave shielding function and exhibits good moldability.
A resin composition for encapsulating a semiconductor containing spherical sintered ferrite particles having the following characteristics (a) to (c).
(A) The content of soluble ions is 5 ppm or less.
(B) The average particle diameter is in the range of 10 to 50 μm.
(C) The crystal structure by X-ray diffraction shows a spinel structure.
[Selection figure] None

Description

本発明は、電磁波遮蔽性に優れた球状焼結フェライト粒子、およびそれを用いてなる電磁波遮蔽機能および電気絶縁性を備えた硬化体形成材料となる半導体封止用樹脂組成物ならびにそれを用いて得られた信頼性の高い半導体装置に関するものである。   The present invention relates to spherical sintered ferrite particles excellent in electromagnetic wave shielding properties, and a resin composition for encapsulating a semiconductor, which is a cured body forming material having an electromagnetic wave shielding function and electrical insulation properties using the same, and using the same The present invention relates to the obtained highly reliable semiconductor device.

一般に、半導体装置の製造工程において、基板へのボンディングが終了した半導体素子は、外部との接触を避けるため、熱硬化性樹脂等のモールド樹脂を用いて封止される。上記モールド樹脂としては、例えば、シリカ粉末を主体とする無機質充填剤をエポキシ樹脂に混合分散したもの等が用いられる。このモールド樹脂を用いた封止方法としては、例えば、基板にボンディングされた半導体素子を金型に入れ、これにモールド樹脂を圧送してモールド樹脂を硬化して成形するトランスファーモールド法等が実用化されている。   Generally, in a semiconductor device manufacturing process, a semiconductor element that has been bonded to a substrate is sealed using a mold resin such as a thermosetting resin in order to avoid contact with the outside. As the mold resin, for example, an inorganic filler mainly composed of silica powder mixed and dispersed in an epoxy resin is used. As a sealing method using this mold resin, for example, a transfer mold method in which a semiconductor element bonded to a substrate is placed in a mold, and the mold resin is pumped into the mold to cure and mold the mold resin is put to practical use. Has been.

従来、半導体素子をモールド樹脂によって封止した樹脂封止型半導体装置は、信頼性、量産性およびコスト等の面において優れており、セラミックを構成材料とするセラミック封止型半導体装置と共に普及している。   Conventionally, a resin-encapsulated semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated with a mold resin is excellent in terms of reliability, mass productivity, cost, etc., and has been widely used together with a ceramic-encapsulated semiconductor device made of ceramic. Yes.

ところで、電気機器においては、電磁環境両立性(EMC:Electro-Magnetic-Compatibility)の問題が注目されている。例えば、近年の情報通信機器は小型・高機能化が進み、このような機器に用いる半導体素子をより高性能化するにあたっては、消費電力を低減するため、信号の振幅を小さくしている。その結果、たとえ微弱な高周波ノイズでも半導体素子が誤動作を引き起こす可能性が高まっている。そのため、不要な電磁波を放出させない、あるいは周囲で発生した電磁波に対して耐性を有する電子デバイスの開発が進められている。   By the way, in electrical equipment, the problem of electromagnetic environment compatibility (EMC: Electro-Magnetic-Compatibility) attracts attention. For example, in recent years, information communication equipment has been reduced in size and functionality, and in order to improve the performance of semiconductor elements used in such equipment, the signal amplitude is reduced in order to reduce power consumption. As a result, there is an increased possibility that the semiconductor element will cause a malfunction even with a weak high frequency noise. Therefore, development of an electronic device that does not emit unnecessary electromagnetic waves or has resistance to electromagnetic waves generated in the surroundings is underway.

一般に、半導体封止用樹脂組成物の硬化体は、電磁波が吸収されると、このエネルギーを熱に変換する。このエネルギーの変換効率には、硬化体の誘電率を複素表示した複素誘電率の虚部ε”および透磁率を複素表示した複素透磁率の虚部μ”の各値が関係する。これらの値は入射した電磁波エネルギーの誘電損失、磁気損失の大きさをそれぞれ示し、各値が大きいほどエネルギー変換効率は高くなり、したがって、電磁波遮蔽効果は高くなる。   Generally, the cured body of the semiconductor sealing resin composition converts this energy into heat when electromagnetic waves are absorbed. The energy conversion efficiency is related to the values of the imaginary part ε ″ of the complex permittivity that is a complex representation of the dielectric constant of the cured body and the imaginary part μ ″ of the complex permeability that is a complex representation of the permeability. These values respectively indicate the magnitude of dielectric loss and magnetic loss of incident electromagnetic wave energy, and the larger each value, the higher the energy conversion efficiency, and hence the higher the electromagnetic wave shielding effect.

ところで、上記電磁波障害問題の解決法の一つとして、半導体素子を含む集積回路装置を、フェライトまたはこのフェライトに相当する特性を有する物質よりなるパッケージベースとパッケージキャップを備えたパッケージケース内に内蔵させ、気密封止して、上記ケースにてケース内外の電磁波を吸収させることが提案されている(特許文献1参照)。   By the way, as one of the solutions to the electromagnetic interference problem, an integrated circuit device including a semiconductor element is built in a package case having a package base and a package cap made of ferrite or a material having characteristics equivalent to this ferrite. It has been proposed to hermetically seal and absorb electromagnetic waves inside and outside the case with the above case (see Patent Document 1).

また、ダイパッド上に接合された半導体素子と、この半導体素子およびリードに接続されたワイヤとを備え、このワイヤ,上記半導体素子および上記リードの一部を磁性樹脂によって封止してなる樹脂封止型半導体装置が提案されている(特許文献2参照)。この場合、フェライトを分散させた磁性樹脂にて半導体装置の表面を被覆して2層の封止樹脂構造とするか、あるいは封止樹脂中のフィラーとして使用するシリカ粒子の代替としてフェライトを使用することにより1層の封止樹脂構造とすることができる。   A resin seal comprising a semiconductor element bonded on a die pad and a wire connected to the semiconductor element and a lead, and the wire, the semiconductor element, and a part of the lead are sealed with a magnetic resin. A type semiconductor device has been proposed (see Patent Document 2). In this case, the surface of the semiconductor device is covered with a magnetic resin in which ferrite is dispersed to form a two-layer sealing resin structure, or ferrite is used as an alternative to silica particles used as a filler in the sealing resin. Thereby, it can be set as the sealing resin structure of 1 layer.

さらには、半導体素子、その他のエレメントを収容する半導体パッケージであって、上記半導体パッケージ本体が磁性体粉末を混入してなるプラスチック樹脂からなる半導体パッケージが提案されている(特許文献3参照)。このプラスチック樹脂には、フェライト,アモルファス合金等の磁性体粉末が混入され、その混入量は30〜60重量%程度とすることが好ましく、30重量%未満のような添加量では、電磁雑音特性の改善を図ることができなくなり、また60重量%を超えて添加してもその増量効果はみられないとされている。   Furthermore, there has been proposed a semiconductor package containing a semiconductor element and other elements, wherein the semiconductor package body is made of a plastic resin in which magnetic powder is mixed (see Patent Document 3). In this plastic resin, magnetic powder such as ferrite and amorphous alloy is mixed, and the mixed amount is preferably about 30 to 60% by weight. When the added amount is less than 30% by weight, the electromagnetic noise characteristics are reduced. It is said that improvement cannot be achieved, and even if added in excess of 60% by weight, the effect of increasing the amount is not observed.

そして、半導体部品,この部品が固着される配線金属基板、そしてこの部品および配線金属基板の所要部を直接被覆するモールド樹脂からなる半導体装置であり、上記モールド樹脂は有機樹脂に35〜95重量%のフェライト粉末を添加したものであり、上記モールド樹脂の熱膨張率が14〜20ppm/℃である半導体装置が提案されている(特許文献4参照)。このモールド樹脂には、エポキシ樹脂に、一般式:MFe2 4 またはMO・nFe2 3 (ただし、Mは2価金属、nは整数)で示される物質からなる前記フェライト粉末が添加されている。 The semiconductor device includes a semiconductor component, a wiring metal substrate to which the component is fixed, and a mold resin that directly covers a required portion of the component and the wiring metal substrate. The mold resin is 35 to 95% by weight of the organic resin. A semiconductor device has been proposed in which a thermal expansion coefficient of the mold resin is 14 to 20 ppm / ° C. (see Patent Document 4). To this mold resin, the ferrite powder made of a substance represented by the general formula: MFe 2 O 4 or MO · nFe 2 O 3 (where M is a divalent metal and n is an integer) is added to an epoxy resin. Yes.

また、半導体素子を封止する半導体封止用樹脂組成物において、熱硬化性を示すエポキシ樹脂と、上記エポキシ樹脂の硬化剤であるフェノール樹脂硬化剤と、上記エポキシ樹脂の充填剤であるシリカ粉末と磁性体粉末とを含有し、上記シリカ粉末の平均粒子径が前記磁性体粉末の平均粒子径よりも小さい半導体封止用樹脂組成物が提案されている(特許文献5参照)。この磁性体粉末は、平均粒子径が10〜50μmであり、最大粒子径が200μm以下のフェライトで、さらに不定形であることを特徴とするものである。   Moreover, in the resin composition for semiconductor sealing which seals a semiconductor element, the epoxy resin which shows thermosetting, the phenol resin hardening | curing agent which is a hardening | curing agent of the said epoxy resin, and the silica powder which is a filler of the said epoxy resin And a magnetic substance powder, and an average particle diameter of the silica powder is smaller than the average particle diameter of the magnetic substance powder has been proposed (see Patent Document 5). This magnetic powder is characterized by ferrite having an average particle diameter of 10 to 50 μm, a maximum particle diameter of 200 μm or less, and an irregular shape.

さらに、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)磁性体粉末、および(D)硬化促進剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物において、上記(C)磁性体粉末が、50〜3000の比透磁率を有し、全エポキシ樹脂組成物中に30〜90体積%で含まれるエポキシ樹脂組成物が提案されている(特許文献6参照)。そして、この(C)磁性体粉末の比透磁率は高いものほど好ましく、50より低いと樹脂組成物とした時に複素透磁率が低くなり電磁波シールド効果が充分に得られないとされている。上記(C)磁性体粉末としては、フェライト系の粉体が好適であり、スピネル型では、Ni−Zn型フェライトやMn−Zn型フェライトが、またマグネトプランバイト型では、Zr−Mn型フェライトやTi−Mn型フェライトが好適に使用できるとされている。
特開昭64−41248号公報 特開平3−23654号公報 特開平6−151626号公報 特開平11−40708号公報 特開2002−363382号公報 特開2003−128880号公報
Furthermore, in the epoxy resin composition containing (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a magnetic powder, and (D) a curing accelerator as essential components, the (C) magnetic powder is 50 to An epoxy resin composition having a relative magnetic permeability of 3000 and included in the entire epoxy resin composition at 30 to 90% by volume has been proposed (see Patent Document 6). The higher the relative magnetic permeability of this (C) magnetic substance powder is, the lower the value is, and when it is lower than 50, the complex magnetic permeability becomes low when the resin composition is used, and the electromagnetic wave shielding effect is not sufficiently obtained. As the above-mentioned (C) magnetic substance powder, a ferrite-based powder is suitable. In the spinel type, Ni—Zn type ferrite or Mn—Zn type ferrite is used. In the magnetoplumbite type, Zr—Mn type ferrite or It is said that Ti-Mn type ferrite can be suitably used.
JP-A-64-41248 JP-A-3-23654 JP-A-6-151626 Japanese Patent Laid-Open No. 11-40708 JP 2002-363382 A JP 2003-128880 A

しかしながら、上記特許文献1のフェライトによる半導体パッケージは加工が困難で、コスト的にも実用的ではなかった。そのため、製造工程が容易で、電磁障害対策用として効果的かつ信頼性の高いフェライトを用いた半導体封止方法が求められていた。   However, the semiconductor package made of ferrite of Patent Document 1 is difficult to process and is not practical in terms of cost. Therefore, there has been a demand for a semiconductor sealing method using ferrite that is easy in manufacturing process and effective and highly reliable as an electromagnetic interference countermeasure.

また、上記特許文献2では、封止樹脂のフィラーとしてフェライトを使用することにより、1層樹脂構造として半導体デバイスの製造を容易にし、電磁ノイズによる誤動作を防止することができたが、フェライトを含有する樹脂が半導体素子に直接接触するために、可溶性イオンの多い通常のフェライトを含有する樹脂組成物では信頼性に問題があった。さらに、上記特許文献3においても、磁性体を混入したプラスチックで半導体素子等を直接モールドするために、信頼性に問題があった。   Moreover, in the said patent document 2, although the manufacture of the semiconductor device was made easy as a 1 layer resin structure by using a ferrite as a filler of sealing resin, the malfunction by electromagnetic noise was prevented, but a ferrite is contained. Since the resin to be used is in direct contact with the semiconductor element, there is a problem in reliability in the resin composition containing ordinary ferrite with a lot of soluble ions. Further, in Patent Document 3, there is a problem in reliability because a semiconductor element or the like is directly molded with a plastic mixed with a magnetic material.

そして、上記特許文献4では、35〜95重量%のフェライト粉末を添加した熱膨張率14〜20ppm/℃のモールド樹脂によってモールドすることにより信頼性を高めているが、樹脂の成形性や絶縁破壊性、あるいはバイアス電圧負荷時の短絡試験結果は開示されておらず、フェライトの高い充填率のモールド樹脂の成形性と、そのバイアス電圧負荷時の信頼性に問題があった。   And in the said patent document 4, although the reliability is improved by molding with the mold resin of 14-20 ppm / degree C of thermal expansion coefficient which added 35-95 weight% ferrite powder, the moldability and dielectric breakdown of resin are improved. The results of the short circuit test under load or bias voltage load were not disclosed, and there was a problem in the moldability of the mold resin with a high filling rate of ferrite and the reliability when the bias voltage was loaded.

さらに、上記特許文献5では、上述のように、フェライト粉末を混入したモールド樹脂の成形性と半導体素子とモールド樹脂硬化体との接触によって電流がリークし、誤動作を引き起こす危険性に着目して、特定のシリカ粉末とフェライト磁性体粉末を含有する半導体封止用樹脂組成物を提案しているが、実用的には信頼性に関して不充分であった。   Furthermore, in the above-mentioned Patent Document 5, as described above, focusing on the risk of causing current malfunction due to the mold resin moldability mixed with ferrite powder and the contact between the semiconductor element and the molded resin cured body, Although a semiconductor sealing resin composition containing a specific silica powder and a ferrite magnetic substance powder has been proposed, the reliability is practically insufficient.

そして、上記特許文献6には、半導体封止用として、50〜3000の高透磁率の磁性体粉末を含有するエポキシ樹脂組成物が提案されているが、好適とされるフェライト系の粉体は高透磁率のものでもせいぜい30程度であるため、実際には上記発明の要件を満たすものとしては程遠かった。また、フェライトに関する信頼性についても言及されておらず、その使用において問題があった。   And in the said patent document 6, although the epoxy resin composition containing the magnetic body powder of the high magnetic permeability of 50-3000 is proposed for semiconductor sealing, the ferrite type powder considered suitable is Even if it has a high magnetic permeability, it is about 30 at most, so it was actually far from satisfying the requirements of the invention. Moreover, the reliability about ferrite was not mentioned, and there was a problem in its use.

半導体封止用樹脂組成物であるモールド樹脂においては、低圧トランスファーモールドの要件から成形温度まで低い粘度を有する必要があり、高い流動性が求められている。このようなモールド樹脂系においては、従来のフェライトインゴットを機械的に粉砕してなる粉砕状Mn−Zn系フェライトやNi−Zn系フェライトでは透磁率を高める目的でフェライト粒子の充填率を高めることができなかった。すなわち、半導体封止用樹脂組成物の充填剤としてのフェライト粒子の形状や粒子サイズの適正化、そして樹脂封止型半導体装置の信頼性の面での低いイオン性不純物含有量の検討を必要とされていた。   The mold resin that is a resin composition for semiconductor encapsulation needs to have a low viscosity from the requirements of the low-pressure transfer mold to the molding temperature, and high fluidity is required. In such a mold resin system, the pulverized Mn—Zn ferrite and Ni—Zn ferrite obtained by mechanically pulverizing a conventional ferrite ingot can increase the filling rate of ferrite particles for the purpose of increasing the magnetic permeability. could not. In other words, it is necessary to optimize the shape and size of the ferrite particles as a filler for the resin composition for semiconductor encapsulation, and to examine the low ionic impurity content in terms of the reliability of the resin-encapsulated semiconductor device. It had been.

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、半導体封止用樹脂組成物の充填剤として有用な球状焼結フェライト粒子と、それを使用した有効な電磁波遮蔽機能を有し、かつ良好な成形性と信頼性を示す半導体封止用樹脂組成物およびそれを用いて封止された半導体装置の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has a spherical sintered ferrite particle useful as a filler for a resin composition for semiconductor encapsulation, and an effective electromagnetic wave shielding function using the same, Another object of the present invention is to provide a semiconductor sealing resin composition exhibiting good moldability and reliability and a semiconductor device sealed using the same.

上記の目的を達成するため、本発明は、下記の特性(a)〜(c)を備えた球状焼結フェライト粒子を第1の要旨とする。
(a)可溶性イオンの含有量が5ppm以下。
(b)平均粒子径が10〜50μmの範囲である。
(c)X線回折による結晶構造がスピネル構造を示す。
In order to achieve the above object, the first gist of the present invention is spherical sintered ferrite particles having the following characteristics (a) to (c).
(A) The content of soluble ions is 5 ppm or less.
(B) The average particle diameter is in the range of 10 to 50 μm.
(C) The crystal structure by X-ray diffraction shows a spinel structure.

また、本発明は、上記球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子からなる充填剤を含有する半導体封止用樹脂組成物を第2の要旨とする。   Moreover, this invention makes the 2nd summary the resin composition for semiconductor sealing containing the filler which consists of the said spherical sintered ferrite particle and a silica particle.

さらに、本発明は、上記半導体封止用樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止してなる半導体装置を第3の要旨とする。   Furthermore, this invention makes the 3rd summary the semiconductor device formed by sealing a semiconductor element using the said resin composition for semiconductor sealing.

すなわち、本発明者らは、電磁波遮蔽機能に優れるとともに、良好な成形性と信頼性を備えた封止材料となる樹脂組成物を得るために、その封止材料の配合材料を中心に鋭意検討を重ねた。そして、従来から電磁波遮蔽機能を付与する際に用いられているスピネル型フェライトに着目し、優れた成形性と信頼性さらに電磁波遮蔽性とを兼ね備えたスピネル型フェライト材料を得るために一連の研究を重ねた。その結果、可溶性イオンが5ppm以下(a)で、その平均粒子径が10〜50μmの範囲であり(b)、X線回折による結晶構造がスピネル構造を示す(c)球状焼結フェライト粒子を用いると、この球状焼結フェライト粒子の有する優れた電磁波遮蔽機能が有効に発現されるとともに、近年の封止材料に必要不可欠とされる信頼性が確保され、充填成分の高充填化を保ちながら、溶融時の低粘度化や硬化後の高強度化が可能となり、良好な成形性が得られることを見出し本発明に到達した。   That is, the present inventors have made extensive studies focusing on the compounding material of the sealing material in order to obtain a resin composition that is excellent in the electromagnetic wave shielding function and has a good moldability and reliability. Repeated. Focusing on the spinel type ferrite that has been used for providing electromagnetic wave shielding function, a series of researches were conducted to obtain a spinel type ferrite material that combines excellent formability, reliability, and electromagnetic wave shielding properties. Piled up. As a result, soluble ions are 5 ppm or less (a), the average particle diameter is in the range of 10 to 50 μm (b), and the crystal structure by X-ray diffraction shows a spinel structure (c) Spherical sintered ferrite particles are used. And the excellent electromagnetic wave shielding function of the spherical sintered ferrite particles is effectively expressed, and the reliability that is essential for recent sealing materials is ensured, while maintaining a high filling component, It has been found that low viscosity at the time of melting and high strength after curing are possible, and that good moldability can be obtained, and the present invention has been achieved.

このように、本発明は、前記特性(a)〜(c)を備えた球状焼結フェライト粒子であり、この特殊な球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子からなる充填剤を含有する半導体封止用樹脂組成物である。このため、低粘度で良好な流動特性を有し、しかも電磁波遮蔽機能を有するようになり、この樹脂組成物を封止材料として用いることにより、得られる半導体装置はEMCに優れたものとなる。   Thus, the present invention is a spherical sintered ferrite particle having the characteristics (a) to (c), and for semiconductor encapsulation containing a filler composed of the special spherical sintered ferrite particle and silica particle. It is a resin composition. For this reason, it has low viscosity and good flow characteristics, and also has an electromagnetic wave shielding function. By using this resin composition as a sealing material, the obtained semiconductor device is excellent in EMC.

そして、上記球状焼結フェライト粒子として、前記特性(a)〜(c)に加えて、その粒度分布において粒径5〜15μmの範囲と、粒径20〜50μmの範囲にそれぞれピークを有する〔特性(d)〕ものを用いると、その充填性が向上し、より一層高い流動性と優れた電磁波遮蔽機能を有するようになる。   In addition to the above characteristics (a) to (c), the spherical sintered ferrite particles have peaks in the particle size distribution in the range of 5 to 15 μm and the range of 20 to 50 μm [Characteristics] When (d)] is used, its filling property is improved, and it has a higher fluidity and an excellent electromagnetic wave shielding function.

そして、上記球状焼結フェライト粒子のBET法による比表面積が、0.02〜0.1m2 /gであると、より一層高い流動性を備えたものが得られるようになる。 And when the specific surface area by the BET method of the said spherical sintered ferrite particle is 0.02-0.1 m < 2 > / g, what was provided with much higher fluidity comes to be obtained.

また、上記球状焼結フェライト粒子の水銀圧入法による細孔容積が、0.2リットル/kg以下であると、より一層高い流動性を備えたものが得られるようになる。   Further, when the pore volume of the spherical sintered ferrite particles by the mercury intrusion method is 0.2 liter / kg or less, a product having even higher fluidity can be obtained.

本発明においては、特定の球状焼結フェライト粒子が用いられ、この特定の球状焼結フェライト粒子を半導体封止用樹脂組成物に用いることを最大の特徴とし、例えば、エポキシ樹脂と、フェノール樹脂系硬化剤と、さらに硬化促進剤およびシリカ粉末を用いて得られるものであり、通常、粉末状あるいはこれを打錠したタブレット状になっている。   In the present invention, specific spherical sintered ferrite particles are used, and this specific spherical sintered ferrite particle is most characterized in that it is used for a resin composition for semiconductor encapsulation. For example, an epoxy resin and a phenol resin system are used. It is obtained by using a curing agent, a curing accelerator and silica powder, and is usually in the form of a powder or a tablet obtained by tableting this.

上記特定の球状焼結フェライト粒子は、原材料の段階で水洗し、さらに球状に焼結させた後水洗するか、あるいは、球状に焼結させた後、充分に水洗することにより、可溶性イオンを5ppm以下とする。好ましくは1ppm以下に低減することである。このように、可溶性イオン量を極限まで低減することによって、半導体封止用樹脂組成物の信頼性を高めることが可能になる。なお、可溶性イオン量は測定限界以下の場合は、0ppmとして、検出されたイオンの総量を計算する。   The above-mentioned specific spherical sintered ferrite particles are washed with water at the raw material stage and further sintered into a spherical shape and then washed with water, or after being sintered into a spherical shape and sufficiently washed with water, The following. Preferably, it is reduced to 1 ppm or less. Thus, it becomes possible to improve the reliability of the resin composition for semiconductor encapsulation by reducing the amount of soluble ions to the limit. If the amount of soluble ions is below the measurement limit, the total amount of detected ions is calculated as 0 ppm.

上記特定の球状焼結フェライト粒子としては、X線回折による結晶構造がスピネル構造を示す球状焼結フェライト粒子である。近年、半導体の動作周波数が1GHzを超えてきているため、シールドする必要のある不要電波の高周波数化に対応可能となるからである。また、上記球状焼結フェライト粒子は、Mg,Zn,Ni,MnおよびCuからなる群から選ばれた少なくとも一つの金属元素MとFeとからなる金属酸化物であることが好ましい。すなわち、半導体封止用材料としては、できるだけ高抵抗であることが求められるからである。さらに、球状焼結フェライト粒子の組成は、上記金属元素MとFeとのモル比が、M:Fe=1:1.57〜1:2.17の範囲であることが好ましい。すなわち、両者のモル比が上記範囲を外れると、フェライト化が充分に進行せず、必要な磁気特性を確保することが困難となるからである。また、焼結フェライト粒子が球状以外の形状、例えば、不定形である場合には、樹脂組成物の粘度が高くなり、流動性も悪化することとなる。   The specific spherical sintered ferrite particles are spherical sintered ferrite particles whose crystal structure by X-ray diffraction shows a spinel structure. This is because, in recent years, the operating frequency of semiconductors has exceeded 1 GHz, so that it is possible to cope with higher frequencies of unnecessary radio waves that need to be shielded. The spherical sintered ferrite particles are preferably a metal oxide composed of at least one metal element M and Fe selected from the group consisting of Mg, Zn, Ni, Mn and Cu. That is, the semiconductor sealing material is required to have as high resistance as possible. Further, in the composition of the spherical sintered ferrite particles, the molar ratio of the metal element M and Fe is preferably in the range of M: Fe = 1: 1.57 to 1: 2.17. That is, if the molar ratio of both is out of the above range, ferritization does not proceed sufficiently, and it becomes difficult to secure necessary magnetic properties. In addition, when the sintered ferrite particles have a shape other than a spherical shape, for example, an indeterminate shape, the viscosity of the resin composition is increased and the fluidity is also deteriorated.

そして、上記球状焼結フェライト粒子は、BET法による比表面積が0.02〜0.1m2 /gの範囲であることが好ましい。さらに、水銀圧入法による細孔容積が0.2リットル/kg以下であることがより好ましい。このような比表面積および細孔面積を有する球状焼結フェライト粒子は焼結が進み粒子の表面性が滑らかになっているため、半導体装置の封止の際の樹脂組成物の流動性が向上する。さらに、細孔が少ないため、水洗によって可溶性イオンを5ppm以下に洗い流すことが容易となる。 The spherical sintered ferrite particles preferably have a specific surface area in the range of 0.02 to 0.1 m 2 / g by the BET method. Furthermore, the pore volume by mercury porosimetry is more preferably 0.2 liter / kg or less. Spherical sintered ferrite particles having such a specific surface area and pore area are sintered and the surface properties of the particles are smooth, so that the fluidity of the resin composition at the time of sealing a semiconductor device is improved. . Furthermore, since there are few pores, it becomes easy to wash away soluble ions to 5 ppm or less by washing with water.

本発明における特定の球状焼結フェライト粒子は、その平均粒子径が10〜50μmの範囲である必要があり、より好ましくは15〜40μmであって、粒子径63μmを超える粒子が実質上存在しないことが特に好ましい。さらに、本発明の半導体封止用樹脂組成物の充填性を向上させ、流動性を確保し、かつ電磁特性である1GHzのμ″を高く維持するためには、その粒度分布において、粒子径5〜15μmの範囲と粒子径20〜50μmの範囲にそれぞれピークを有することが好ましい。なかでも、粒子径10μm近傍と粒子径30μm近傍にそれぞれピークを有する球状焼結フェライト粒子を用いることが特に好ましい。このように、粒度分布において2つのピークを有する球状焼結フェライト粒子を得る方法としては、例えば、平均粒子径が5〜15μmの範囲の球状焼結フェライト粒子と、平均粒子径が20〜50μmの範囲の球状焼結フェライト粒子の2種類の球状焼結フェライト粒子を併用して混合することにより得る方法があげられる。粒子径10μm近傍の粒子サイズの球状焼結フェライト粒子は1GHzのμ″が高い傾向にあり、半導体封止用樹脂組成物の電磁シールド特性を向上させる効果を有するからである。なお、上記特定の球状焼結フェライト粒子の平均粒子径および粒度分布は、例えば、レーザー回折式粒度分布装置を用いて測定することができる。   The specific spherical sintered ferrite particles in the present invention must have an average particle size in the range of 10 to 50 μm, more preferably 15 to 40 μm, and substantially no particles exceeding the particle size of 63 μm. Is particularly preferred. Furthermore, in order to improve the filling property of the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention, to secure fluidity and to maintain 1 GHz μ ″ which is an electromagnetic property high, in the particle size distribution, the particle size 5 It is preferable to have peaks in the range of ˜15 μm and particle sizes in the range of 20 to 50 μm, and it is particularly preferable to use spherical sintered ferrite particles having peaks in the vicinity of 10 μm and 30 μm, respectively. Thus, as a method of obtaining spherical sintered ferrite particles having two peaks in the particle size distribution, for example, spherical sintered ferrite particles having an average particle diameter of 5 to 15 μm and an average particle diameter of 20 to 50 μm. There is a method obtained by mixing and mixing two types of spherical sintered ferrite particles in a range of spherical sintered ferrite particles. This is because spherical sintered ferrite particles having a particle size in the vicinity of m tend to have a high μ ″ of 1 GHz, and have the effect of improving the electromagnetic shielding characteristics of the resin composition for semiconductor encapsulation. In addition, the average particle diameter and particle size distribution of the specific spherical sintered ferrite particles can be measured using, for example, a laser diffraction particle size distribution apparatus.

このような特定の球状焼結フェライト粒子は、例えば、つぎのようにして製造することができる。まず、フェライト原料粉末を用いる場合について説明する。すなわち、所望の組成に計量した各原料を水溶媒中に攪拌混合してスラリー濃度60〜90重量%の水分散スラリーに調節した後、上記スラリーを噴霧乾燥し、その後、800〜1300℃程度で熱処理を行うことにより球状焼結フェライト粒子を生成する。得られた球状焼結フェライト粒子を体積率30倍程度の電気伝導度1μS/cm以下の純水中において30分間程度攪拌水洗した後、乾燥することにより特定の球状焼結フェライト粒子を製造することができる。   Such specific spherical sintered ferrite particles can be produced, for example, as follows. First, the case where ferrite raw material powder is used will be described. That is, each raw material weighed in a desired composition is stirred and mixed in an aqueous solvent and adjusted to a water-dispersed slurry having a slurry concentration of 60 to 90% by weight, and then the slurry is spray-dried, and then at about 800 to 1300 ° C. Spherical sintered ferrite particles are generated by heat treatment. The obtained spherical sintered ferrite particles are stirred and washed for 30 minutes in pure water having an electric conductivity of 1 μS / cm or less with a volume ratio of about 30 times, and then dried to produce specific spherical sintered ferrite particles. Can do.

本発明における特定の球状焼結フェライト粒子の成分元素供給源となるフェライト原料粉末としては、Mg,Zn,Ni,Mn,Cuの酸化物、水酸化物、蓚酸塩、炭酸塩等を用いることができる。また、Fe元素の供給源としては、酸化鉄を用い、目的とするフェライト組成比率となるように混合して使用する。   As the ferrite raw material powder serving as the component element supply source of the specific spherical sintered ferrite particles in the present invention, Mg, Zn, Ni, Mn, Cu oxide, hydroxide, oxalate, carbonate, etc. may be used. it can. Further, iron oxide is used as the Fe element supply source, and the mixture is used so as to achieve the desired ferrite composition ratio.

また、上記フェライト原料粉末の粒子形態としては、立方体状、多面体状、針状、板状等のいずれの形態の粒子であってもよい。このフェライト原料粉末の平均粒子径としては、0.01〜5.0μmであることが好ましく、より好ましくは0.1〜2.0μmの範囲である。すなわち、0.01μm未満では、スラリー粘度が高くなり噴霧乾燥する際に支障が生ずる傾向がみられ、5.0μmを超えると、焼結体の表面粗度が大きくなり、比表面積が大きくなりすぎて、充填率が上がらなくなる傾向がみられるからである。   The ferrite raw material powder may have any particle form such as cubic, polyhedral, needle-like, or plate-like. The average particle diameter of the ferrite raw material powder is preferably 0.01 to 5.0 μm, more preferably 0.1 to 2.0 μm. That is, if it is less than 0.01 μm, the slurry viscosity becomes high, and there is a tendency to cause trouble when spray drying. If it exceeds 5.0 μm, the surface roughness of the sintered body increases and the specific surface area becomes too large. This is because the filling rate tends to not increase.

上記特定の球状焼結フェライト粒子の製造過程においてスラリー化する際に凝集防止剤を用いてもよい。この凝集防止剤としては、一般の界面活性剤を使用することができ、無機化合物粒子や焼結フェライト粒子表面に有すると水酸基と結合可能な官能基を有するものが好ましく、具体的には、ポリカルボン酸ナトリウム塩、アニオン性ポリカルボン酸アンモニウム塩、ナフタレンスルホン酸ナトリウム塩等があげられる。そして、焼成後のイオン性不純物の残渣を考慮すると、ポリカルボン酸アンモニウム塩アニオン40%溶液を用いることが好ましい。   An agglomeration inhibitor may be used when slurrying in the production process of the specific spherical sintered ferrite particles. As the anti-aggregation agent, a general surfactant can be used, and those having a functional group capable of binding to a hydroxyl group when it is present on the surface of inorganic compound particles or sintered ferrite particles are preferable. Examples thereof include carboxylic acid sodium salt, anionic polycarboxylic acid ammonium salt, and naphthalenesulfonic acid sodium salt. In view of the residue of ionic impurities after firing, it is preferable to use a 40% solution of ammonium polycarboxylate anion.

また、他の製法について述べると、上記フェライト原料粉末を所望の組成に計量し乾式混合あるいは湿式混合により攪拌混合した後、800〜900℃で一次焼結し、乾式粉砕あるいは湿式粉砕を行い、0.1〜5.0μmのフェライト結晶粒子を作製する。ついで、前記フェライト結晶粒子を含有するスラリーをスラリー濃度60〜90重量%の水分散スラリーに調整し、上記スラリーを噴霧乾燥し、その後、900〜1300℃の熱処理を行うことにより、球状焼結フェライト粒子を生成する。得られた球状焼結フェライト粒子を希釈体積率30倍程度の電気伝導度1μS/cm以下の純水中において30分間程度攪拌水洗した後、乾燥することにより本発明の球状焼結フェライト粒子を製造することができる。なお、上記スラリー化する際に用いる凝集防止剤としては、先に述べたフェライト原料粉末を用いた製造の際に用いられるものと同様のものが用いられる。   In other production methods, the ferrite raw material powder is weighed to a desired composition and stirred and mixed by dry mixing or wet mixing, followed by primary sintering at 800 to 900 ° C., dry pulverization or wet pulverization. .1 to 5.0 μm ferrite crystal particles are prepared. Next, the slurry containing the ferrite crystal particles is adjusted to an aqueous dispersion slurry having a slurry concentration of 60 to 90% by weight, the slurry is spray-dried, and then heat treated at 900 to 1300 ° C. Generate particles. The obtained spherical sintered ferrite particles are stirred and washed for 30 minutes in pure water having an electric conductivity of 1 μS / cm or less with a dilution volume ratio of about 30 times, and then dried to produce the spherical sintered ferrite particles of the present invention. can do. In addition, as a coagulation inhibitor used when making the said slurry, the thing similar to what is used in the case of manufacture using the ferrite raw material powder mentioned previously is used.

上記フェライト結晶粒子は、立方体状、多面体状、針状、板状等のいずれの形態の粒子であってもよい。このフェライト結晶粒子の平均粒子径としては、0.01〜5.0μmであることが好ましく、より好ましくは0.2〜3.0μmの範囲である。すなわち、0.01μm未満では、スラリー粘度が高くなり噴霧乾燥する際に支障が生ずる傾向がみられ、5.0μmを超えると、焼結体の表面粗度が大きくなり、比表面積が大きくなりすぎて、充填率が上がらなくなる傾向がみられるからである。   The ferrite crystal particles may be particles in any form such as a cubic shape, a polyhedral shape, a needle shape, and a plate shape. The average particle diameter of the ferrite crystal particles is preferably 0.01 to 5.0 μm, more preferably 0.2 to 3.0 μm. That is, if it is less than 0.01 μm, the slurry viscosity becomes high, and there is a tendency to cause trouble when spray drying. If it exceeds 5.0 μm, the surface roughness of the sintered body increases and the specific surface area becomes too large. This is because the filling rate tends to not increase.

本発明における球状焼結フェライト粒子の製造に際しては、上記噴霧乾燥はスラリー濃度50〜90重量%にて行うことが好ましく、より好ましくは50〜80重量%である。すなわち、50重量%未満では、細孔容積が大きくなる傾向がみられ、また90重量%を超えると、スラリー粘度が高くなり、球形の形状の確保が困難となり、また粒度分布の調整が困難となる傾向がみられるからである。   In the production of the spherical sintered ferrite particles in the present invention, the spray drying is preferably performed at a slurry concentration of 50 to 90% by weight, more preferably 50 to 80% by weight. That is, when the amount is less than 50% by weight, the pore volume tends to increase. When the amount exceeds 90% by weight, the slurry viscosity increases, it is difficult to ensure a spherical shape, and the particle size distribution is difficult to adjust. This is because there is a tendency to become.

さらに、本発明においては、フェライトの組成によって異なるが、800〜1300℃程度の温度で、1〜8時間の焼成を行う。すなわち、800℃未満では、フェライト化が不充分となる傾向がみられ、1300℃を超えると、焼結粒子同士が融着し、雪だるま状の形状粒子が増加する傾向がみられるからである。   Furthermore, in this invention, although it changes with compositions of a ferrite, it bakes for 1 to 8 hours at the temperature of about 800-1300 degreeC. That is, when the temperature is lower than 800 ° C., the tendency to become ferritic tends to be insufficient, and when the temperature exceeds 1300 ° C., the sintered particles tend to be fused with each other, and the snowball-shaped shaped particles tend to increase.

このような特定の球状焼結フェライト粒子の半導体封止用樹脂組成物中の配合割合は、電磁波遮蔽効果を高めるためには、樹脂組成物硬化体の複素透磁率の虚数部μ″が大きいことが必要で、そのためには上記球状焼結フェライト粒子の配合割合は、樹脂組成物全体の32.5体積%以上に設定することが好ましく、より好ましくは40体積%以上である。上限は一般に80体積%程度である。そして、上限は一般に樹脂組成物の流動性が確保される範囲であり、この上限を超えると、流動性が低下し、加工が困難となる傾向がみられる。   In order to improve the electromagnetic wave shielding effect, the blend ratio of such specific spherical sintered ferrite particles in the resin composition for semiconductor encapsulation is such that the imaginary part μ ″ of the complex magnetic permeability of the resin composition cured body is large. Therefore, the blending ratio of the spherical sintered ferrite particles is preferably set to 32.5% by volume or more, more preferably 40% by volume or more of the total resin composition, and the upper limit is generally 80. The upper limit is generally a range in which the fluidity of the resin composition is ensured, and if this upper limit is exceeded, the fluidity tends to decrease and processing tends to be difficult.

そして、本発明の半導体封止用樹脂組成物としては、先に述べたように、この特定の球状焼結フェライト粒子を用いることを最大の特徴とし、これに、例えば、エポキシ樹脂と、フェノール樹脂系硬化剤と、さらに硬化促進剤およびシリカ粉末を用いて得られる。   The semiconductor sealing resin composition of the present invention has the greatest feature of using the specific spherical sintered ferrite particles as described above, and includes, for example, an epoxy resin and a phenol resin. It is obtained by using a system curing agent, and further a curing accelerator and silica powder.

上記エポキシ樹脂としては、常温(25℃)で固形を示すものであれば特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、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があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   The epoxy resin is not particularly limited as long as it is solid at room temperature (25 ° C.), and conventionally known ones such as biphenyl type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, and the like. can give. These may be used alone or in combination of two or more.

上記フェノール樹脂系硬化剤は、上記エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を奏するものであり、常温(25℃)で固形を示すものであれば特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールA型ノボラック、ナフトールノボラック、フェノールアラルキル樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   The phenolic resin-based curing agent functions as a curing agent for the epoxy resin, and is not particularly limited as long as it exhibits a solid at room temperature (25 ° C.). Examples thereof include novolak, cresol novolak, bisphenol A type novolak, naphthol novolak, and phenol aralkyl resin. These may be used alone or in combination of two or more.

上記エポキシ樹脂とフェノール樹脂系硬化剤との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対してフェノール樹脂中の水酸基当量を0.5〜1.6の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは0.8〜1.2の範囲に設定することである。   As for the blending ratio of the epoxy resin and the phenol resin-based curing agent, the hydroxyl group equivalent in the phenol resin is preferably set in the range of 0.5 to 1.6 with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the epoxy resin. More preferably, it is set in the range of 0.8 to 1.2.

上記硬化促進剤としては、特に限定するものではなく従来公知のもの、例えば、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリエチレンジアミン等の3級アミン類、2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等のリン系硬化促進剤等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   The curing accelerator is not particularly limited and is conventionally known, for example, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, tertiary amines such as triethylenediamine, 2-methylimidazole, etc. And phosphorus-based curing accelerators such as imidazoles, triphenylphosphine, and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate. These may be used alone or in combination of two or more.

上記硬化促進剤の含有量は、通常、上記フェノール樹脂系硬化剤100重量部(以下「部」と略す)に対して0.5〜10部の範囲に設定される。   Content of the said hardening accelerator is normally set to the range of 0.5-10 parts with respect to 100 weight part (henceforth "part") of the said phenol resin type hardening | curing agent.

本発明の半導体封止用樹脂組成物においては、充填剤として上記球状焼結フェライト粒子とともに、成形バリを減ずるために従来から半導体封止用材料として用いられているシリカ粒子が併用される。上記球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子との併用割合は特に限定するものではないが、電磁波遮蔽効果を高めるためには、球状焼結フェライト粒子が多い程好ましいので、球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子との比率において、球状焼結フェライト粒子の占める割合を充填剤全体(球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子)の50体積%以上とすることが好ましい。さらに、上記球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子の合計体積を、樹脂組成物全体の65〜80体積%の範囲に設定することが好ましい。すなわち、合計体積が65体積%未満では、半導体封止用樹脂組成物の線膨張係数が大きくなってしまい、半導体素子の線膨張係数との差によって、温度サイクル等によりクラックが生じるおそれがある。また、80体積%を超えると、半導体封止用樹脂組成物の流動性が低下してしまい、半導体素子を封止することが困難となり、半導体素子と電極とを結合する金線の変形あるいは切断等が生じるおそれがあるからである。   In the semiconductor sealing resin composition of the present invention, together with the spherical sintered ferrite particles as a filler, silica particles conventionally used as a semiconductor sealing material in order to reduce molding burrs are used in combination. The combined ratio of the spherical sintered ferrite particles and the silica particles is not particularly limited, but in order to increase the electromagnetic shielding effect, the larger the spherical sintered ferrite particles, the more preferable. The ratio of the spherical sintered ferrite particles is preferably 50% by volume or more of the entire filler (spherical sintered ferrite particles and silica particles). Furthermore, it is preferable to set the total volume of the spherical sintered ferrite particles and the silica particles to a range of 65 to 80% by volume of the entire resin composition. That is, when the total volume is less than 65% by volume, the linear expansion coefficient of the resin composition for semiconductor encapsulation becomes large, and cracks may occur due to a temperature cycle or the like due to a difference from the linear expansion coefficient of the semiconductor element. Moreover, when it exceeds 80 volume%, the fluidity | liquidity of the resin composition for semiconductor sealing will fall, it will become difficult to seal a semiconductor element, and the deformation | transformation or cutting | disconnection of the gold wire which couple | bonds a semiconductor element and an electrode will be carried out. This is because there is a risk that the above may occur.

上記シリカ粒子としては、平均粒子径が1〜40μmで、最大粒子径が200μm以下、より好ましくは最大粒子径が100μm以下、特に好ましくは63μm以下のものを用いる。そして、さらに好ましくは、平均粒子径5〜15μmのシリカ粒子と、平均粒子径0.2〜2μmのシリカ粒子を併用することであり、このような構成とすることにより球状焼結フェライト粒子の充填性と流動性を高めることが可能となる。詳しくは、平均粒子径5〜15μmのシリカ粒子を充填剤全体の4〜30体積%に、平均粒子径20〜50μmの球状焼結フェライト粒子を充填剤全体の50〜93体積%に、平均粒子径0.2〜2μmのシリカ粒子を充填剤全体の3〜30体積%にそれぞれ設定することが好ましい。または、上記平均粒子径5〜15μmのシリカ粒子の一部または全部を球状焼結フェライト粒子に置き換える、すなわち平均粒子径5〜15μmの球状焼結フェライト粒子とすることによって、さらに電磁波遮蔽特性を高めることが可能となる。なお、上記シリカ粒子の平均粒子径は、前述の特定の球状焼結フェライト粒子の場合と同様、例えば、レーザー回折式粒度分布装置を用いて測定することができる。   As the silica particles, those having an average particle size of 1 to 40 μm and a maximum particle size of 200 μm or less, more preferably a maximum particle size of 100 μm or less, particularly preferably 63 μm or less are used. More preferably, silica particles having an average particle diameter of 5 to 15 μm and silica particles having an average particle diameter of 0.2 to 2 μm are used in combination. And fluidity can be improved. Specifically, silica particles having an average particle diameter of 5 to 15 μm are added to 4 to 30% by volume of the whole filler, spherical sintered ferrite particles having an average particle diameter of 20 to 50 μm are added to 50 to 93% by volume of the whole filler, and average particles It is preferable to set the silica particles having a diameter of 0.2 to 2 μm to 3 to 30% by volume of the whole filler. Alternatively, by replacing part or all of the silica particles having an average particle diameter of 5 to 15 μm with spherical sintered ferrite particles, that is, by using spherical sintered ferrite particles having an average particle diameter of 5 to 15 μm, the electromagnetic wave shielding characteristics are further improved. It becomes possible. In addition, the average particle diameter of the said silica particle can be measured using a laser diffraction type particle size distribution apparatus similarly to the case of the above-mentioned specific spherical sintered ferrite particle.

上記シリカ粒子としては、例えば、球状溶融シリカ粉末、摩砕処理シリカ粉末、破砕状シリカ粉末等が用いられる。特に、球状溶融シリカ粉末を用いることにより、半導体封止用樹脂組成物の溶融粘度を低減する効果が高くなり好ましい。   Examples of the silica particles include spherical fused silica powder, ground silica powder, and crushed silica powder. In particular, it is preferable to use spherical fused silica powder because the effect of reducing the melt viscosity of the resin composition for semiconductor encapsulation is increased.

なお、半導体装置の用途や使用環境等に応じて、本発明の半導体封止用樹脂組成物には、さらに各種充填剤を配合してもよい。このような充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム粉末、チタン白、アルミナ粉末、窒化珪素粉末等を用いることができ、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。   In addition, according to the use of a semiconductor device, use environment, etc., you may further mix | blend various fillers with the resin composition for semiconductor sealing of this invention. As such a filler, for example, calcium carbonate powder, titanium white, alumina powder, silicon nitride powder and the like can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.

さらに、半導体封止用樹脂組成物には、低応力化剤、顔料、離型剤、カップリング剤および難燃剤等の他の添加剤を必要に応じて適宜配合してもよい。   Furthermore, you may mix | blend other additives, such as a stress reducing agent, a pigment, a mold release agent, a coupling agent, and a flame retardant, with a semiconductor sealing resin composition as needed.

上記低応力化剤としては、側鎖エチレングリコールタイプのジメチルシロキサン等のシリコーン化合物、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等があげられる。   Examples of the stress reducing agent include silicone compounds such as side chain ethylene glycol type dimethylsiloxane, acrylonitrile-butadiene rubber, and the like.

上記顔料としては、カーボンブラック、酸化チタン等があげられる。   Examples of the pigment include carbon black and titanium oxide.

上記離型剤としては、ポリエチレンワックス、カルナバワックス、脂肪酸塩等があげられる。   Examples of the release agent include polyethylene wax, carnauba wax, fatty acid salt and the like.

また、上記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、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シランカップリング剤等があげられる。   Examples of the coupling agent include silane coupling agents such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane.

また、上記難燃剤としては、臭素化エポキシ樹脂等を用いることができ、これに三酸化アンチモン等の難燃助剤等が用いられる。   Moreover, brominated epoxy resin etc. can be used as said flame retardant, Flame retardant adjuvants, such as antimony trioxide, etc. are used for this.

さらに、上記難燃剤以外に、下記の一般式(1)で表される金属水酸化物を用いることができる。この金属水酸化物は、結晶形状が多面体形状を有するものであり、従来の六角板形状を有するもの、あるいは、鱗片状等のように、いわゆる厚みの薄い平板形状の結晶形状を有するものではなく、縦、横とともに厚み方向(c軸方向)への結晶成長が大きい、例えば、板状結晶のものが厚み方向(c軸方向)に結晶成長してより立体的かつ球状に近似させた粒状の結晶形状、例えば、略12面体、略8面体、略4面体等の形状を有する金属水酸化物をいう。   In addition to the flame retardant, a metal hydroxide represented by the following general formula (1) can be used. This metal hydroxide has a polyhedral shape in crystal form, not a conventional hexagonal plate shape, or a so-called thin plate-like crystal shape such as a scale shape. The crystal growth in the thickness direction (c-axis direction) as well as length and width is large. For example, a plate-like crystal grows in the thickness direction (c-axis direction) and is more like a three-dimensional and spherical shape. It refers to a metal hydroxide having a crystal shape, such as a substantially dodecahedron, a substantially octahedron, or a substantially tetrahedron.

Figure 2006160560
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このような結晶形状が多面体形状を有する金属水酸化物は、例えば、金属水酸化物の製造工程における各種条件等を制御することにより、縦,横とともに厚み方向(c軸方向)への結晶成長が大きい、所望の多面体形状、例えば、略12面体、略8面体、略4面体等の形状を有する金属水酸化物を得ることができ、通常、これらの混合物からなる。   Such a metal hydroxide having a polyhedral shape has a crystal growth in the thickness direction (c-axis direction) as well as in the vertical and horizontal directions, for example, by controlling various conditions in the production process of the metal hydroxide. A metal hydroxide having a large desired polyhedral shape, for example, a substantially dodecahedron, a substantially octahedron, a substantially tetrahedron, or the like can be obtained, and is usually composed of a mixture thereof.

上記多面体形状を有する金属水酸化物の具体的な代表例としては、Mg1-X NiX (OH)2 〔0.01<X<0.5〕、Mg1-X ZnX (OH)2 〔0.01<X<0.5〕等があげられる。これら金属水酸化物の市販品としては、例えば、タテホ化学工業社製のエコーマグをあげることができる。 As specific representative examples of the metal hydroxide having the polyhedral shape, Mg 1-X Ni X (OH) 2 [0.01 <X <0.5], Mg 1-X Zn X (OH) 2 [0.01 <X <0.5] and the like. Examples of commercial products of these metal hydroxides include Echo Mug manufactured by Tateho Chemical Industry Co., Ltd.

また、上記多面体形状を有する金属水酸化物のアスペクト比は、通常1〜8、好ましくは1〜7、特に好ましくは1〜4である。ここでいうアスペクト比とは、金属水酸化物の長径と短径との比で表したものである。すなわち、アスペクト比が8を超えると、この金属水酸化物を含有するエポキシ樹脂組成物の溶融粘度が高まる傾向がみられる。   Moreover, the aspect-ratio of the metal hydroxide which has the said polyhedral shape is 1-8 normally, Preferably it is 1-7, Most preferably, it is 1-4. The aspect ratio here is represented by the ratio between the major axis and the minor axis of the metal hydroxide. That is, when the aspect ratio exceeds 8, there is a tendency that the melt viscosity of the epoxy resin composition containing the metal hydroxide is increased.

本発明にかかる半導体封止用樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、エポキシ樹脂、フェノール樹脂系硬化剤、硬化促進剤、球状焼結フェライト粒子、さらに必要に応じてシリカ粒子等の無機質充填剤、低応力化剤、顔料、離型剤、カップリング剤および難燃剤等の他の添加剤を所定量配合する。ついで、熱ロールやエクストルーダー、ニーダー等を用いて、例えば、温度95〜100℃の温度環境下にて充分に溶融混練分散する。そして、この混合物を冷却して粉砕し、10メッシュの篩を通過した粉末状の半導体封止用樹脂組成物を製造することができる。また、必要に応じてタブレット状に圧縮成形するという一連の工程により目的とする形態の半導体封止用樹脂組成物を製造することができる。   The resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention can be produced, for example, as follows. In other words, epoxy resin, phenol resin-based curing agent, curing accelerator, spherical sintered ferrite particles, and if necessary, inorganic fillers such as silica particles, low stress agents, pigments, mold release agents, coupling agents and difficult A predetermined amount of other additives such as a flame retardant is blended. Next, using a hot roll, an extruder, a kneader or the like, for example, the mixture is sufficiently melt-kneaded and dispersed in a temperature environment of 95 to 100 ° C., for example. And this mixture is cooled and grind | pulverized, The powdery resin composition for semiconductor sealing which passed the 10-mesh sieve can be manufactured. Moreover, the resin composition for semiconductor sealing of the target form can be manufactured according to a series of processes of compression-molding into a tablet shape as needed.

このようにして得られる半導体封止用樹脂組成物は、主に半導体装置が有する半導体素子を細部にわたって封止することになり、半導体素子を外部との物理的接触から保護し、かつ電磁波を遮蔽する用途に用いられる。   The resin composition for encapsulating a semiconductor thus obtained mainly encapsulates the semiconductor element of the semiconductor device in detail, protects the semiconductor element from physical contact with the outside, and shields electromagnetic waves. Used for applications.

本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いて樹脂封止された半導体装置について、その断面図に基づいて説明する。   A semiconductor device encapsulated with the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention will be described with reference to a cross-sectional view thereof.

図1に示す半導体装置10は、エリア実装型の半導体装置であって、基板11にはスルーホールに配線12が埋め込まれ形成されている。そして、上記基板11上には上記配線12に接続された電極15が形成されるとともに半導体素子14が搭載されている。一方、基板11の他面側にはソルダボール13が設けられ、配線12を介して上記電極15と導通しており、半導体素子14がワイヤーボンディング17を介して上記電極15と導通している。図1において、16は半導体素子14を封止する、本発明の半導体用樹脂組成物によって形成される硬化体である。   A semiconductor device 10 shown in FIG. 1 is an area mounting type semiconductor device, and a wiring 11 is embedded in a through hole in a substrate 11. An electrode 15 connected to the wiring 12 is formed on the substrate 11 and a semiconductor element 14 is mounted thereon. On the other hand, a solder ball 13 is provided on the other surface side of the substrate 11 and is electrically connected to the electrode 15 via the wiring 12, and the semiconductor element 14 is electrically connected to the electrode 15 via the wire bonding 17. In FIG. 1, reference numeral 16 denotes a cured body formed by the semiconductor resin composition of the present invention that seals the semiconductor element 14.

図2は本発明の半導体用樹脂組成物を用いて樹脂封止された半導体装置の他の例の断面図である。この半導体装置20は、周辺端子実装型の半導体装置であって、基板21上に搭載された半導体素子22が、電極23にワイヤーボンディング25を介して接続されている。そして、この半導体素子22の全体が、基板21の両面にわたって硬化体24によって樹脂封止されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of another example of a semiconductor device sealed with a resin composition for a semiconductor of the present invention. The semiconductor device 20 is a peripheral terminal mounting type semiconductor device, and a semiconductor element 22 mounted on a substrate 21 is connected to an electrode 23 via a wire bonding 25. The entire semiconductor element 22 is resin-sealed with a cured body 24 over both surfaces of the substrate 21.

上記図1および図2に示す構成の半導体装置10,20は、例えば、基板11,21に搭載された半導体素子14,22を成形用金型に入れた後、加熱した半導体封止用樹脂組成物を低圧で移送して成形する低圧トランスファーモールド法等を用いて製造することができる。   The semiconductor devices 10 and 20 having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 include, for example, a semiconductor composition for semiconductor encapsulation that is heated after the semiconductor elements 14 and 22 mounted on the substrates 11 and 21 are placed in a molding die. It can be manufactured using a low-pressure transfer molding method or the like in which an object is transferred and molded at a low pressure.

その一例として、まず、基板11,21上に配置されて、ワイヤーボンディング17,25を介して電極15,23にそれぞれ接続された半導体素子14,22が、上型と下型からなる成形用金型にセットされる。ついで、半導体封止用樹脂組成物をプランジャーで加圧して移送し、硬化するまで加圧を維持する。硬化後、上型と下型を取り外し、硬化体16,24によって半導体素子14,22が樹脂封止された半導体装置10,20が製造される。   As an example, first, the semiconductor elements 14 and 22 disposed on the substrates 11 and 21 and connected to the electrodes 15 and 23 via the wire bondings 17 and 25, respectively, are formed from an upper mold and a lower mold. Set to type. Next, the semiconductor sealing resin composition is pressurized and transferred with a plunger, and the pressure is maintained until it is cured. After the curing, the upper mold and the lower mold are removed, and the semiconductor devices 10 and 20 in which the semiconductor elements 14 and 22 are sealed with the cured bodies 16 and 24 are manufactured.

このようにして得られた半導体装置10,20は、半導体素子14,22が外部から保護されるとともに、硬化体16,24に含まれる前記特定の焼結体フェライト粉末が有する磁気損失によって電磁波が遮蔽されるため、EMCを必要とする電子デバイスあるいは電子機器への適用が可能である。   In the semiconductor devices 10 and 20 thus obtained, the semiconductor elements 14 and 22 are protected from the outside, and electromagnetic waves are generated by the magnetic loss of the specific sintered ferrite powder contained in the cured bodies 16 and 24. Since it is shielded, it can be applied to electronic devices or electronic devices that require EMC.

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

まず、下記に示すように球状焼結体フェライトを作製した。
〔球状焼結体フェライトaの作製〕
フェライト原料粉末であるNiOを15mol%、ZnOを25mol%、CuOを12mol%、Fe2 3 を48mol%の割合とし、合計で4kgとなる量を純水2.6kgとともにボールミルに仕込み、20分間攪拌した。ついで、凝集防止剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩アニオン40%(サンノプコ社製、SNディスパーサント5468)20gと、消泡剤としてシリコーン消泡剤(サンノプコ社製、SNデフォーマー465)10gを添加し、混合してスラリーを作製した。得られたスラリー濃度は60重量%であった。続いて、上記スラリーを噴霧乾燥して造粒粉末を得た。得られた粉末は、原料粒子が球状に集合した粉体で、表面は原料の大きさとその分布がそのまま表面の凹凸となっていた。つぎに、上記粉末を800℃で2時間熱処理し、引き続き1000℃で3時間熱処理(焼成)することによって、表面が滑らかな球状焼結フェライト粒子を得た。続いて、2回にわたって計30倍重量のイオン交換水中で各20分間攪拌・水洗・脱水し、乾燥することにより、可溶性イオンが5ppm以下の球状焼結フェライト粒子aを作製した。なお、X線回折による結晶構造はスピネル構造であった。
First, spherical sintered ferrite was prepared as shown below.
[Preparation of Spherical Sintered Ferrite a]
The ferrite raw material powder is NiO 15 mol%, ZnO 25 mol%, CuO 12 mol% and Fe 2 O 3 48 mol%. The total amount of 4 kg is charged into a ball mill together with 2.6 kg of pure water for 20 minutes. Stir. Subsequently, 20 g of polycarboxylic acid ammonium salt anion 40% (manufactured by San Nopco, SN Dispersant 5468) is added as an aggregation inhibitor, and 10 g of silicone antifoaming agent (manufactured by San Nopco, SN deformer 465) is added and mixed. Thus, a slurry was prepared. The resulting slurry concentration was 60% by weight. Subsequently, the slurry was spray-dried to obtain a granulated powder. The obtained powder was a powder in which raw material particles were gathered in a spherical shape, and the surface had unevenness on the surface as it was in the size and distribution of the raw material. Next, the powder was heat-treated at 800 ° C. for 2 hours, and then heat-treated (fired) at 1000 ° C. for 3 hours to obtain spherical sintered ferrite particles having a smooth surface. Subsequently, spherical sintered ferrite particles a having a soluble ion content of 5 ppm or less were prepared by stirring, washing, dewatering and drying for 20 minutes in ion-exchanged water having a total weight of 30 times twice. The crystal structure by X-ray diffraction was a spinel structure.

〔球状焼結体フェライトbの作製〕
フェライト原料粉末であるNiOを15mol%、ZnOを25mol%、CuOを12mol%、Fe2 3 を48mol%の割合となるよう、湿式混合し、脱水後従来法にて800℃で2時間熱処理(仮焼)して、得られたフェライト粉末を乾式で粉砕し、平均粒子径1μmのフェライト結晶粒子を得た。続いて、上記フェライト結晶粒子4kgを分取し、純水1.3kgに投入した。ついで、凝集防止剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩アニオン40%(サンノプコ社製、SNディスパーサント5468)30gと、消泡剤としてシリコーン消泡剤(サンノプコ社製、SNデフォーマー465)16gを添加し、混合・攪拌してスラリーを作製した。得られたスラリー濃度は75重量%であった。続いて、上記スラリーを噴霧乾燥して造粒粉末を得た。得られた粉末は、平均粒子径1μmの大きさのフェライト結晶粒子が球状に集合した粉体で、表面は粒子径の分布がそのまま表面の凹凸となっていた。続いて、1000℃で3時間熱処理(焼成)することによって、表面が滑らかな球状焼結フェライト粒子を得た。そして、2回にわたって計30倍重量のイオン交換水中で各20分間攪拌・水洗・脱水し、乾燥することにより、可溶性イオンが5ppm以下の球状焼結フェライト粒子bを作製した。なお、X線回折による結晶構造はスピネル構造であった。
[Preparation of Spherical Sintered Ferrite b]
NiO and 15 mol% is a ferrite material powder, ZnO and 25 mol%, 12 mol% of CuO, Fe 2 O 3 so that the proportion of 48 mol% and wet-mixed, heat treatment for 2 hours at 800 ° C. at dehydration after conventional methods ( Calcination was performed, and the obtained ferrite powder was pulverized by a dry method to obtain ferrite crystal particles having an average particle diameter of 1 μm. Subsequently, 4 kg of the ferrite crystal particles were collected and charged into 1.3 kg of pure water. Next, 30 g of polycarboxylic acid ammonium salt anion 40% (manufactured by San Nopco, SN Dispersant 5468) is added as an aggregation inhibitor, and 16 g of silicone antifoaming agent (manufactured by San Nopco, SN deformer 465) is added and mixed. -A slurry was prepared by stirring. The resulting slurry concentration was 75% by weight. Subsequently, the slurry was spray-dried to obtain a granulated powder. The obtained powder was a powder in which ferrite crystal particles having an average particle size of 1 μm were gathered into a spherical shape, and the particle size distribution on the surface was uneven as it was. Subsequently, spherical sintered ferrite particles having a smooth surface were obtained by heat treatment (firing) at 1000 ° C. for 3 hours. Then, spherical sintered ferrite particles b having a soluble ion of 5 ppm or less were prepared by stirring, washing, dewatering and drying for 20 minutes in ion-exchanged water having a total weight of 30 times twice. The crystal structure by X-ray diffraction was a spinel structure.

〔球状焼結フェライト粒子c〜kの作製〕
原料粉末あるいはフェライト結晶粒子の平均粒子径、組成、スラリー濃度、洗浄水希釈倍率を後記の表1に示すように変えた。それ以外は、上記球状焼結フェライト粒子aまたはbと同様の方法にて球状焼結フェライト粒子c〜kを作製した。なお、X線回折による結晶構造はいずれもスピネル構造であった。
[Production of Spherical Sintered Ferrite Particles ck]
The average particle diameter, composition, slurry concentration, and washing water dilution factor of the raw material powder or ferrite crystal particles were changed as shown in Table 1 below. Otherwise, spherical sintered ferrite particles c to k were prepared in the same manner as the spherical sintered ferrite particles a or b. In addition, all the crystal structures by X-ray diffraction were spinel structures.

ただし、球状焼結フェライト粒子hにおいては水洗を行わなかった。また、球状焼結フェライト粒子e,g,jおよびkにおいては、スラリー濃度のみを変更しただけではなく、分級操作によって平均粒子径をコントロールした。   However, the spherical sintered ferrite particles h were not washed with water. In addition, in the spherical sintered ferrite particles e, g, j and k, not only the slurry concentration was changed, but also the average particle size was controlled by classification operation.

そして、球状焼結フェライト粒子a〜kの作製に関わる製造条件を後記の表1に示すとともに、得られた球状焼結フェライト粒子a〜kの物性を下記に示す方法に従って測定し、その結果を後記の表2に示す。なお、後記の表1に記載の作製方法(a)とは、前記球状焼結フェライト粒子aと同様の作製方法で作製したことを示し、作製方法(b)とは、前記球状焼結フェライト粒子bと同様の作製方法で作製したことを示す。また、作製方法(a)における平均粒子径は原料粉末の粒径を表し、作製方法(b)における平均粒子径はフェライト結晶粒子の平均粒子径を表す。   And while manufacturing conditions in connection with preparation of spherical sintered ferrite particle ak are shown in Table 1 of a postscript, the physical property of obtained spherical sintered ferrite particle ak is measured according to the method shown below, and the result is shown. It is shown in Table 2 below. The production method (a) described in Table 1 below indicates that the production method was the same as that for the spherical sintered ferrite particles a, and the production method (b) is the production method for the spherical sintered ferrite particles. It shows that it produced with the production method similar to b. Moreover, the average particle diameter in the preparation method (a) represents the particle diameter of the raw material powder, and the average particle diameter in the preparation method (b) represents the average particle diameter of the ferrite crystal particles.

〔粒子形態の観察〕
走査型電子顕微鏡(日立製作所社製、S−800)を用いて、粒子形態を観察した。
[Observation of particle morphology]
The particle morphology was observed using a scanning electron microscope (S-800, manufactured by Hitachi, Ltd.).

〔平均粒子径と粒度分布の測定〕
平均粒子径と粒度分布はレーザー回折式粒度分布装置(SYMPATEC社製、HELOS&RODOS)を用いて乾式法で測定した。体積基準の粒径であり、平均粒子径には50%径を用いている。分散空気圧は300Paに設定し、分散時間は1.5〜4秒、透過率は2〜50%の範囲で再現性の良い条件で測定した。
[Measurement of average particle size and particle size distribution]
The average particle size and particle size distribution were measured by a dry method using a laser diffraction particle size distribution device (manufactured by SYMPATEC, HELOS & RODOS). The particle diameter is based on volume, and the average particle diameter is 50%. The dispersion air pressure was set to 300 Pa, the dispersion time was 1.5 to 4 seconds, and the transmittance was 2 to 50%.

〔細孔容積の測定〕
水銀圧入式オートポア922(島津製作所社製)により細孔容積を測定した。
(Measurement of pore volume)
The pore volume was measured with a mercury intrusion autopore 922 (manufactured by Shimadzu Corporation).

〔BET比表面積の測定〕
湯浅アイオニクス社製の全自動表面積測定装置4ソープにより窒素吸着法でBET比表面積を測定した。
[Measurement of BET specific surface area]
The BET specific surface area was measured by a nitrogen adsorption method using a fully automatic surface area measuring device 4 soap manufactured by Yuasa Ionics.

〔可溶性イオン量の測定〕
テフロン(登録商標)製圧力容器を用いて、試験検体5gに純水5gを加え、密閉後121℃で20時間抽出して冷却した後、抽出液をイオンクロマトグラフ(日本ダイオネクス社製、DX−500およびDX−AQ)を用いてイオン種とその量を測定した。
[Measurement of soluble ion content]
Using a pressure vessel made of Teflon (registered trademark), 5 g of pure water was added to 5 g of the test sample, and after sealing, extracted at 121 ° C. for 20 hours and cooled, the extract was subjected to ion chromatography (made by Nippon Dionex, DX- 500 and DX-AQ) were used to measure ionic species and their amounts.

Figure 2006160560
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Figure 2006160560
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〔実施例1〜8、比較例1〜6〕
ビフェニル型エポキシ樹脂(軟化点105℃、エポキシ当量192)、フェノールアラルキル樹脂(軟化点60℃、水酸基当量169)、難燃剤として臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(軟化点77℃、エポキシ当量465)、三酸化アンチモン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、カーボンブラック、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メトキシシラン、ポリエチレンワックスおよび球状シリカ粉末α(球状溶融シリカ、平均粒子径8.0μm、最大粒子径9.0μm)、球状シリカ粉末β(球状溶融シリカ、平均粒子径1.5μm、最大粒子径1.9μm)を用いるとともに上記球状焼結体フェライトa〜kを用い、下記の表3〜表4に示す割合で配合し混合した。なお、実施例4,5,7,8については、二種類の平均粒子径の異なる球状焼結フェライト粒子を予め混合して用いた。この実施例5の混合した球状焼結フェライト粒子の粒度分布を図3に示す。図3において、10μm付近と30μm付近にピークがあることがわかる。同様にして実施例4,7,8について、その粒度分布を測定した。その結果、実施例4では、その粒度分布において10μm付近と30μm付近にピークがあった。また、実施例7では、その粒度分布において12μm付近と40μm付近にピークがあった。さらに、実施例8では、その粒度分布において12μm付近と30μm付近にピークがあった。
[Examples 1-8, Comparative Examples 1-6]
Biphenyl type epoxy resin (softening point 105 ° C., epoxy equivalent 192), phenol aralkyl resin (softening point 60 ° C., hydroxyl group equivalent 169), brominated bisphenol A type epoxy resin (softening point 77 ° C., epoxy equivalent 465) as a flame retardant, Antimony trioxide, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, carbon black, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane as a silane coupling agent, polyethylene wax and spherical silica powder α (spherical fused silica, average particle size 8.0 μm, maximum The particle diameter is 9.0 μm), spherical silica powder β (spherical fused silica, average particle diameter of 1.5 μm, maximum particle diameter of 1.9 μm) and the spherical sintered ferrites a to k are used. They were blended and mixed at the ratio shown in Table 4. In Examples 4, 5, 7, and 8, two kinds of spherical sintered ferrite particles having different average particle diameters were mixed in advance and used. The particle size distribution of the mixed spherical sintered ferrite particles of Example 5 is shown in FIG. In FIG. 3, it can be seen that there are peaks near 10 μm and 30 μm. Similarly, the particle size distribution of Examples 4, 7, and 8 was measured. As a result, in Example 4, the particle size distribution had peaks in the vicinity of 10 μm and 30 μm. In Example 7, the particle size distribution had peaks in the vicinity of 12 μm and in the vicinity of 40 μm. Furthermore, in Example 8, the particle size distribution had peaks in the vicinity of 12 μm and in the vicinity of 30 μm.

ついで、上記混合物を温度95〜110℃に加熱した熱ロールで3分間溶融混合して冷却した後、10メッシュの篩を通過した粉末状の半導体封止用樹脂組成物を作製した。   Next, the mixture was melt-mixed for 3 minutes with a hot roll heated to a temperature of 95 to 110 ° C. and cooled, and then a powdery semiconductor sealing resin composition that passed through a 10-mesh sieve was prepared.

Figure 2006160560
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Figure 2006160560
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〔試験片の作製〕
磁気特性および誘電特性を測定するための成形体をつぎのようにして作製した。すなわち、上記粉末状の半導体封止用樹脂組成物を、成形圧力6.86MPa×金型温度175℃×成形時間2分間の条件で直径35mmのタブレット状に打錠成形し、さらに温度175℃で5時間の条件で硬化させ成形体を作製した。ついで、この成形体を超音波カッターにより、外径7mm、内径3mm、厚み2mmの円筒ドーナツ状の試験片に切り出した。
[Preparation of test piece]
A molded body for measuring magnetic properties and dielectric properties was produced as follows. That is, the powdered resin composition for encapsulating a semiconductor was tablet-molded into a tablet having a diameter of 35 mm under the conditions of molding pressure 6.86 MPa × mold temperature 175 ° C. × molding time 2 minutes, and further at a temperature of 175 ° C. A molded body was produced by curing under conditions of 5 hours. Next, this molded body was cut into a cylindrical donut-shaped test piece having an outer diameter of 7 mm, an inner diameter of 3 mm, and a thickness of 2 mm using an ultrasonic cutter.

〔磁気特性および誘電特性の測定〕
磁気特性および誘電特性の測定は、ヒューレットパッカード社製のネットワークアナライザー8720Dに、上述したドーナツ状試験片を装着し、同軸管法、1GHzの条件で測定した。
[Measurement of magnetic and dielectric properties]
The magnetic properties and dielectric properties were measured by mounting the above-mentioned donut-shaped test piece on a network analyzer 8720D manufactured by Hewlett-Packard Co., and measuring under the coaxial tube method and 1 GHz conditions.

〔溶融粘度の測定〕
得られた粉末状の半導体封止用樹脂組成物を高化式フローテスター(島津製作所社製、CFT500型)を用いて、175℃における溶融粘度を測定した。
(Measurement of melt viscosity)
The melt viscosity at 175 ° C. of the obtained powdery resin composition for encapsulating a semiconductor was measured using a Koka type flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation, CFT500 type).

〔成形バリの測定〕
樹脂バリ評価金型を用いて(5〜20μmクリアランス)、キャビティからもれた樹脂バリの長さをノギスを用いて測定した。
[Measurement of molding burr]
Using a resin burr evaluation mold (5 to 20 μm clearance), the length of the resin burr leaked from the cavity was measured using a caliper.

〔加速信頼性試験〕
粉末状の半導体封止用樹脂組成物を用い、半導体素子をトランスファー成形(条件:175℃×2分、175℃×5時間後硬化)することにより半導体装置を作製した。この半導体装置(パッケージ)は16ピンデュアルインラインパッケージ(DIP)であり、半導体素子はSi上に絶縁膜を介してアルミニウム配線が形成されたものである。このようにして作製された実施例,比較例の半導体装置各々10個について、プレッシャークッカーバイアステスト(PCBT)を行った。このPCBTは、130℃×85%RHの高温高湿槽中で5Vのバイアス電圧を印加し、アルミニウム配線が断線する時間を測定した。そして、半導体素子の50%が断線した時間が100時間を超えたものを○、100時間以内に半導体素子の50%が断線したものを×、さらに40時間以内に半導体素子の50%が断線したものを××として評価した。
[Accelerated reliability test]
A semiconductor device was produced by transfer molding (conditions: 175 ° C. × 2 minutes, 175 ° C. × 5 hours post-curing) using the powdery resin composition for encapsulating a semiconductor. This semiconductor device (package) is a 16-pin dual in-line package (DIP), and the semiconductor element has an aluminum wiring formed on Si via an insulating film. A pressure cooker bias test (PCBT) was performed on each of the 10 semiconductor devices of the example and the comparative example thus manufactured. For this PCBT, a bias voltage of 5 V was applied in a high-temperature and high-humidity bath of 130 ° C. × 85% RH, and the time for disconnecting the aluminum wiring was measured. And, when the time when 50% of the semiconductor elements were disconnected exceeded 100 hours, ○, when 50% of the semiconductor elements were disconnected within 100 hours, x, and further 50% of the semiconductor elements were disconnected within 40 hours Things were evaluated as xx.

このようにして測定した結果を下記の表5〜表6に併せて示す。   The results thus measured are also shown in Tables 5 to 6 below.

Figure 2006160560
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Figure 2006160560
Figure 2006160560

上記表5〜表6の結果から、可溶性イオンが5ppm以下で、平均粒子径が10〜50μmであるスピネル構造の球状焼結フェライト粒子を配合した実施例品となる半導体封止用樹脂組成物は、複素透磁率が大きく、電磁波遮蔽機能に優れたものであることがわかる。また、溶融粘度はいずれも300〜400dPa・sと適度な粘度を有し、流動性に優れるものである。しかも、成形バリも小さく、加速信頼性試験において好ましい結果が得られた。さらに、その粒度分布において粒径5〜15μmの範囲と、粒径20〜50μmの範囲にそれぞれピークを有するスピネル構造の球状焼結フェライト粒子を配合した実施例4,5品となる半導体封止用樹脂組成物は、特に複素透磁率が大きく、電磁波遮蔽機能に優れたものであった。また、実施例7,8においては、複素透磁率の高さの割に溶融粘度の低い樹脂組成物が得られた。   From the results shown in Tables 5 to 6, the resin composition for semiconductor encapsulation, which is an example product in which spherical sintered ferrite particles having a spinel structure having a soluble ion of 5 ppm or less and an average particle diameter of 10 to 50 μm, are blended. It can be seen that the complex permeability is large and the electromagnetic wave shielding function is excellent. Moreover, all melt viscosity has an appropriate viscosity of 300-400 dPa * s, and is excellent in fluidity | liquidity. Moreover, molding burrs are small, and favorable results were obtained in the accelerated reliability test. Further, in the particle size distribution, for semiconductor sealing, which is a product of Examples 4 and 5 in which spherical sintered ferrite particles having a spinel structure each having a peak in the range of 5 to 15 μm and in the range of 20 to 50 μm are mixed. The resin composition had a particularly high complex permeability and an excellent electromagnetic wave shielding function. Moreover, in Examples 7 and 8, a resin composition having a low melt viscosity was obtained for the high complex permeability.

これに対して、本発明に用いられる上記球状焼結フェライト粒子の特性から外れた球状焼結フェライト粒子を配合した比較例品は、信頼性試験に劣っているか、溶融粘度が高過ぎて連続生産が困難であるか、あるいは溶融粘度が低過ぎて成形バリが大きい、また必要とする磁気損失μ″を確保することができないという問題を有するものであった。   On the other hand, the comparative product in which the spherical sintered ferrite particles deviating from the characteristics of the spherical sintered ferrite particles used in the present invention are inferior in the reliability test, or the melt viscosity is too high and the continuous production is performed. Or the melt viscosity is too low and the molding burr is large, and the required magnetic loss μ ″ cannot be ensured.

本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the semiconductor device of this invention. 本発明の半導体装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the semiconductor device of this invention. 実施例5にて用いた球状焼結フェライト粒子の粒度分布を示す曲線図である。6 is a curve diagram showing a particle size distribution of spherical sintered ferrite particles used in Example 5. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10,20 半導体装置
11,21 基板
14,22 半導体素子
16,24 硬化体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 Semiconductor device 11,21 Substrate 14,22 Semiconductor element 16,24 Hardened body

Claims (15)

下記の特性(a)〜(c)を備えたことを特徴とする球状焼結フェライト粒子。
(a)可溶性イオンの含有量が5ppm以下。
(b)平均粒子径が10〜50μmの範囲である。
(c)X線回折による結晶構造がスピネル構造を示す。
Spherical sintered ferrite particles having the following characteristics (a) to (c):
(A) The content of soluble ions is 5 ppm or less.
(B) The average particle diameter is in the range of 10 to 50 μm.
(C) The crystal structure by X-ray diffraction shows a spinel structure.
上記特性(a)〜(c)に加えて、下記の特性(d)を備えている請求項1記載の球状焼結フェライト粒子。
(d)球状焼結フェライト粒子の粒度分布において粒径5〜15μmの範囲と、粒径20〜50μmの範囲にそれぞれピークを有する。
2. Spherical sintered ferrite particles according to claim 1, wherein in addition to the characteristics (a) to (c), the following characteristic (d) is provided.
(D) The particle size distribution of the spherical sintered ferrite particles has a peak in the range of 5 to 15 μm and the range of 20 to 50 μm.
球状焼結フェライト粒子が、Mg,Zn,Ni,MnおよびCuからなる群から選ばれた少なくとも一つの金属元素Mと、Feとからなる酸化物である請求項1または2記載の球状焼結フェライト粒子。   The spherical sintered ferrite according to claim 1 or 2, wherein the spherical sintered ferrite particles are an oxide composed of Fe and at least one metal element M selected from the group consisting of Mg, Zn, Ni, Mn and Cu. particle. 上記球状焼結フェライト粒子を構成する金属元素MとFeとのモル比(M:Fe)が、M:Fe=1:1.57〜1:2.17の範囲である請求項3記載の球状焼結フェライト粒子。   4. The spherical shape according to claim 3, wherein a molar ratio (M: Fe) between the metal element M and Fe constituting the spherical sintered ferrite particle is in a range of M: Fe = 1: 1.57 to 1: 2.17. Sintered ferrite particles. 上記球状焼結フェライト粒子のBET法による比表面積が、0.02〜0.1m2 /gである請求項1〜4のいずれか一項に記載の球状焼結フェライト粒子。 The spherical sintered ferrite particles according to claim 1, wherein the spherical sintered ferrite particles have a specific surface area of 0.02 to 0.1 m 2 / g according to the BET method. 上記球状焼結フェライト粒子の水銀圧入法による細孔容積が、0.2リットル/kg以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載の球状焼結フェライト粒子。   The spherical sintered ferrite particles according to any one of claims 1 to 5, wherein the spherical sintered ferrite particles have a pore volume of 0.2 liter / kg or less by a mercury intrusion method. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子からなる充填剤を含有することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。   A resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising a filler composed of the spherical sintered ferrite particles according to claim 1 and silica particles. 上記球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子からなる充填剤の含有割合が、樹脂組成物全体の65〜80体積%の範囲である請求項7記載の半導体封止用樹脂組成物。   The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 7, wherein the content ratio of the filler composed of the spherical sintered ferrite particles and the silica particles is in the range of 65 to 80% by volume of the whole resin composition. 上記球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子からなる充填剤において、球状焼結フェライト粒子の占める割合が、充填剤全体の50体積%以上である請求項7または8記載の半導体封止用樹脂組成物。   The resin composition for encapsulating a semiconductor according to claim 7 or 8, wherein in the filler composed of the spherical sintered ferrite particles and the silica particles, the proportion of the spherical sintered ferrite particles is 50% by volume or more of the entire filler. 上記球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子からなる充填剤の配合組成が、下記の(d1)〜(d3)に設定されている請求項9記載の半導体封止用樹脂組成物。
(d1)平均粒子径5〜15μmのシリカ粒子が充填剤全体の4〜30体積%。
(d2)平均粒子径20〜50μmの球状焼結フェライト粒子が充填剤全体の50〜93体積%。
(d3)平均粒子径0.2〜2μmのシリカ粒子が充填剤全体の3〜30体積%。
The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 9, wherein the composition of the filler composed of the spherical sintered ferrite particles and the silica particles is set to the following (d1) to (d3).
(D1) Silica particles having an average particle diameter of 5 to 15 μm are 4 to 30% by volume of the whole filler.
(D2) Spherical sintered ferrite particles having an average particle diameter of 20 to 50 μm are 50 to 93% by volume of the whole filler.
(D3) Silica particles having an average particle diameter of 0.2 to 2 μm are 3 to 30% by volume of the whole filler.
上記球状焼結フェライト粒子とシリカ粒子からなる充填剤の配合組成が、下記の(d4)〜(d6)に設定されている請求項9記載の半導体封止用樹脂組成物。
(d4)平均粒子径5〜15μmの球状焼結フェライト粒子が充填剤全体の4〜30体積%。
(d5)平均粒子径20〜50μmの球状焼結フェライト粒子が充填剤全体の50〜93体積%。
(d6)平均粒子径0.2〜2μmのシリカ粒子が充填剤全体の3〜30体積%。
The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 9, wherein the composition of the filler composed of the spherical sintered ferrite particles and the silica particles is set to the following (d4) to (d6).
(D4) Spherical sintered ferrite particles having an average particle diameter of 5 to 15 μm are 4 to 30% by volume of the whole filler.
(D5) Spherical sintered ferrite particles having an average particle diameter of 20 to 50 μm are 50 to 93% by volume of the whole filler.
(D6) Silica particles having an average particle diameter of 0.2 to 2 μm are 3 to 30% by volume of the whole filler.
シリカ粒子が、球状シリカ粒子である請求項7〜11のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。   The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 7 to 11, wherein the silica particles are spherical silica particles. 上記半導体封止用樹脂組成物が、エポキシ樹脂とフェノール樹脂系硬化剤を含有する請求項7〜12のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。   The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 7 to 12, wherein the resin composition for semiconductor encapsulation contains an epoxy resin and a phenol resin-based curing agent. 上記半導体封止用樹脂組成物が、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂系硬化剤とともに硬化促進剤を含有する請求項13記載の半導体封止用樹脂組成物。   The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 13, wherein the resin composition for semiconductor encapsulation contains a curing accelerator together with an epoxy resin and a phenol resin curing agent. 請求項7〜14のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止してなる半導体装置。   The semiconductor device formed by sealing a semiconductor element using the resin composition for semiconductor sealing as described in any one of Claims 7-14.
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