JP2007063565A - Resin paste for semiconductor and semiconductor device - Google Patents

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JP2007063565A JP2006283005A JP2006283005A JP2007063565A JP 2007063565 A JP2007063565 A JP 2007063565A JP 2006283005 A JP2006283005 A JP 2006283005A JP 2006283005 A JP2006283005 A JP 2006283005A JP 2007063565 A JP2007063565 A JP 2007063565A
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semiconductor
epoxy resin
resin
resin paste
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Takashi Yagisawa
隆 八木澤
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin paste for a semiconductor which is excellent in the adhesion strength at a high temperature and has a low modulus of elasticity under elevated temperatures, and is free from the detachment of the semiconductor resin paste layer or the erosion of a wiring in a semiconductor element in solder crack resistance and moisture resistance tests. <P>SOLUTION: The resin paste for a semiconductor contains essential components of (A) an epoxy resin, (B) a curing agent and (C) a filler, wherein the epoxy resin contains 5 weight parts or over of a compound shown by a general formula (1), with 1,000 ppm or less of a hydrolyzable chlorine content, wherein R1 may be the same or different and represents a hydrogen atom or a 1-6C alkyl group and n is a positive number of 0-3, in average. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、IC、LSI等の半導体素子を金属フレーム、有機基板等に接着する樹脂ペーストに関するものである。   The present invention relates to a resin paste for bonding a semiconductor element such as an IC or LSI to a metal frame, an organic substrate or the like.

従来、IC等の半導体素子をリードフレームに接着する方法として半導体用樹脂ペーストが一般的に使用されている。近年の電子機器の小型軽量化、高機能化の動向に対応して、半導体装置の小型化、薄型化、狭ピッチ化が益々加速する方向であり、これに伴い半導体用樹脂ペーストには、半導体装置の吸湿後の耐半田クラック性や耐湿性の向上が強く求められるようになってきた。耐半田クラック性の向上には半導体素子とリードフレームが密着していることと半田処理時の応力を緩和させることが必要である。しかし従来の半導体用樹脂ペーストでは、リードフレームや半導体素子と半導体用樹脂ペーストとの密着性と熱時の弾性率を低下させることの両立化が困難で、半導体装置の信頼性が期待した程には向上しないといった問題があった。   Conventionally, a semiconductor resin paste is generally used as a method of bonding a semiconductor element such as an IC to a lead frame. In response to the recent trend toward smaller and lighter electronic devices and higher functionality, semiconductor devices are becoming increasingly smaller, thinner, and narrower in pitch. Improvement of solder crack resistance and moisture resistance after moisture absorption of the apparatus has been strongly demanded. In order to improve solder crack resistance, it is necessary that the semiconductor element and the lead frame are in close contact with each other and that stress during the soldering process be relaxed. However, with conventional semiconductor resin pastes, it is difficult to achieve a balance between the adhesion between the lead frame and the semiconductor element and the resin paste for semiconductors and the reduction of the elastic modulus during heating, as much as the reliability of semiconductor devices is expected. There was a problem of not improving.

一方、耐湿性の向上には半導体用樹脂ペースト及び封止材の不純物、特にハロゲンイオンやアルカリ金属イオンの低減が必須である。半導体装置の吸湿処理を行うと各部材界面の水分濃度が増加するため、半導体素子の表面に水分に溶けだした上記イオンが多くなることから配線の腐食が発生する。耐半田クラック試験を向上させるため、多官能エポキシ樹脂を用いた半導体用樹脂ペーストも報告されているが、接着強度は向上するが弾性率も高くなってしまうため耐半田性が向上しない。脂肪族の多官能エポキシや水添エポキシを使用した例も報告されており、接着強度と弾性率の両立化が可能であったが、樹脂中に含まれる塩素濃度が高く耐湿信頼性に劣るという問題があった。
このため、半田クラック性試験及び耐湿試験において半導体用樹脂ペースト層の剥離や半導体素子の配線腐食が起こらない信頼性に優れた半導体用樹脂ペーストが求められていた。
特開平07−026235号公報
On the other hand, in order to improve moisture resistance, it is essential to reduce impurities in semiconductor resin paste and sealing material, particularly halogen ions and alkali metal ions. When the moisture absorption treatment of the semiconductor device is performed, the moisture concentration at the interface of each member increases, so that the number of ions dissolved in the moisture increases on the surface of the semiconductor element, thereby causing corrosion of the wiring. In order to improve the solder crack resistance test, a semiconductor resin paste using a polyfunctional epoxy resin has been reported. However, although the adhesive strength is improved, the elastic modulus is also increased, so the solder resistance is not improved. Examples using aliphatic polyfunctional epoxies and hydrogenated epoxies have also been reported, and it was possible to achieve both adhesive strength and elastic modulus, but the chlorine concentration in the resin is high and the moisture resistance reliability is poor. There was a problem.
For this reason, there has been a demand for a semiconductor resin paste having excellent reliability that does not cause peeling of the semiconductor resin paste layer or wiring corrosion of the semiconductor element in the solder cracking test and moisture resistance test.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-026235

本発明の目的は、熱時の接着強度に優れ且つ熱時低弾性率であり、耐半田クラック性試験及び耐湿試験において半導体用樹脂ペースト層の剥離や半導体素子の配線腐食が起こらない信頼性に優れた半導体用樹脂ペーストを提供することにある。   The object of the present invention is excellent in adhesive strength during heating and low elastic modulus during heating, and in the reliability that does not cause peeling of the resin paste layer for semiconductors and wiring corrosion of semiconductor elements in the solder crack resistance test and moisture resistance test. The object is to provide an excellent resin paste for semiconductors.

本発明は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、及び(C)フィラーを必須成分とし、該エポキシ樹脂中に一般式(1)で示される化合物を5重量部以上含み、且つ一般式(1)で示される化合物の加水分解性塩素含有量が1000ppm以下である半導体用樹脂ペーストである。
(R1は水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基であり、同一でも異なっていてもよい。nは平均値で0〜3の正数。)
The present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) a filler as essential components, and contains 5 parts by weight or more of the compound represented by the general formula (1) in the epoxy resin. The resin paste for semiconductors in which the hydrolyzable chlorine content of the compound represented by (1) is 1000 ppm or less.
(R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and may be the same or different. N is an average value of 0 to 3 positive numbers.)

更に好ましい形態としては、一般式(1)で示される化合物が、式(2)又は式(3)で示される化合物である半導体用樹脂ペーストである。
(nは平均値で0〜3の正数。)
(nは平均値で0〜3の正数。)
また、(A)エポキシ樹脂が、一般式(1)で示される化合物と25℃で液状のビスフェノールF型エポキシ樹脂又はビスフェノールA型エポキシ樹脂を併用している半導体用樹脂ペーストである。
また上記に記載の半導体用樹脂ペーストを用いて製作された半導体装置である。
As a more preferable form, the semiconductor paste is a compound represented by the general formula (1), which is a compound represented by the formula (2) or the formula (3).
(N is a positive number from 0 to 3 as an average value.)
(N is a positive number from 0 to 3 as an average value.)
The (A) epoxy resin is a resin paste for semiconductors in which a compound represented by the general formula (1) and a bisphenol F type epoxy resin or a bisphenol A type epoxy resin that are liquid at 25 ° C. are used in combination.
Moreover, it is a semiconductor device manufactured using the resin paste for semiconductors described above.

本発明に従うと、熱時の接着強度に優れ且つ熱時低弾性率であり、耐半田クラック性試験及び耐湿試験において半導体用樹脂ペースト層の剥離や半導体素子の配線腐食が起こらない信頼性に優れた半導体用樹脂ペースト、及びこれを用いた半導体装置が得られる。   According to the present invention, it has excellent adhesive strength when heated and low elastic modulus when heated, and has excellent reliability that does not cause peeling of the resin paste layer for semiconductor and wiring corrosion of the semiconductor element in the solder crack resistance test and moisture resistance test. A semiconductor resin paste and a semiconductor device using the same are obtained.

本発明で用いられる一般式(1)で示されるエポキシ樹脂は、
(R1は水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基であり、同一でも異なっていてもよい。nは平均値で0〜3の正数。)
であり、加水分解性塩素含有量が1000ppm以下のエポキシ樹脂である。1000ppmを超えると半導体用樹脂ペースト中の塩素イオンが多くなり、耐湿信頼性試験時に半導体素子の配線を腐食させるために好ましくなく、加水分解性塩素含有量が少ないほど耐湿信頼性が向上するため好ましい。
一般式(1)のnの平均値が3を越えると、粘度が上昇したり、エポキシ基間の距離
が長くなるため硬化物の架橋密度が低下し、接着強度が低下するため、好ましくない。
The epoxy resin represented by the general formula (1) used in the present invention is
(R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and may be the same or different. N is an average value of 0 to 3 positive numbers.)
It is an epoxy resin having a hydrolyzable chlorine content of 1000 ppm or less. If it exceeds 1000 ppm, chlorine ions in the resin paste for semiconductors increase, which is not preferable for corroding the wiring of the semiconductor element during the moisture resistance reliability test, and the moisture resistance reliability is improved as the hydrolyzable chlorine content is decreased. .
When the average value of n in the general formula (1) exceeds 3, the viscosity is increased or the distance between epoxy groups is increased, so that the crosslink density of the cured product is lowered and the adhesive strength is lowered.

一般式(1)で示されるエポキシ樹脂は分子内に芳香環が無いため、低粘度であり、且つ弾性率が低下するという特徴がある。通常、弾性率が低下すると、硬化物の強度や接着強度は低下する傾向であるが、一般式(1)で示されるエポキシ樹脂はエポキシ基間距離が通常のビスフェノール型エポキシ樹脂と変わらないため、硬化物の強度や接着強度が低下しないということを見出した。
一般式(1)で示されるエポキシ樹脂の例として、例えば、式(2)、式(3)及び式(4)に示す化合物があるがこれらに限定されるものではない。
Since the epoxy resin represented by the general formula (1) has no aromatic ring in the molecule, it has a low viscosity and a low elastic modulus. Usually, when the elastic modulus decreases, the strength and adhesive strength of the cured product tend to decrease, but the epoxy resin represented by the general formula (1) has the same distance between epoxy groups as a normal bisphenol-type epoxy resin, It discovered that the intensity | strength and adhesive strength of hardened | cured material did not fall.
Examples of the epoxy resin represented by the general formula (1) include, but are not limited to, compounds represented by the formula (2), the formula (3), and the formula (4).

(nは平均値で0〜3の正数。)
(nは平均値で0〜3の正数。)
(nは平均値で0〜3の正数。)
(N is a positive number from 0 to 3 as an average value.)
(N is a positive number from 0 to 3 as an average value.)
(N is a positive number from 0 to 3 as an average value.)

この中でも式(2)及び式(3)で示されるエポキシ樹脂は、加水分解性塩素量の少ない樹脂の入手が容易なこと、低粘度であり、他のエポキシ樹脂との相溶性に優れていることから特に好ましい。   Among these, the epoxy resins represented by the formulas (2) and (3) are easy to obtain a resin having a small amount of hydrolyzable chlorine, have a low viscosity, and are excellent in compatibility with other epoxy resins. This is particularly preferable.

また、必要により用途に応じた特性を損なわない範囲内で他のエポキシ樹脂を併用しても良い。この場合の他のエポキシ樹脂とはエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を指す。例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック、クレゾールノボラック類とエピクロルヒドリンとの反応によって得られるポリグリシジルエーテル、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂、 ブタンジオールジグリシジルエーテル、ネオ
ペンチルグリコールジグリシジルエーテル等の脂肪族エポキシ樹脂、ジグリシジルヒダントイン等の複素環式エポキシ樹脂、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、ジシクロペンタ
ジエンジオキサイド、アリサイクリックジエポキシーアジペイト等の脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン等が挙げられ、これらは1種類あるいは複数種を併用して使うことが可能である。
エポキシ樹脂は分子量によって各種のものがあるが、分子量が小さく常温で液状のものが、配合するときの作業性及び配合後の粘度の点から好ましい。
この中でも特に、25℃で液状のビスフェノールF型エポキシ樹脂又はビスフェノールA型エポキシ樹脂が、相溶性に優れ、低粘度であり、接着強度に優れている点で好ましい。
Moreover, you may use together another epoxy resin in the range which does not impair the characteristic according to a use if needed. In this case, other epoxy resins refer to monomers, oligomers, and polymers in general having an epoxy group. For example, crystalline epoxy resins such as polyglycidyl ether, biphenyl type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin obtained by reaction of bisphenol A, bisphenol F, phenol novolak, cresol novolaks and epichlorohydrin, butanediol di Aliphatic epoxy resins such as glycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, heterocyclic epoxy resins such as diglycidyl hydantoin, alicyclic such as vinylcyclohexene dioxide, dicyclopentadiene dioxide, alicyclic diepoxy adipate Epoxy resin, dicyclopentadiene modified phenolic epoxy resin, triphenolmethane epoxy resin, naphthol epoxy resin, biphenyl alcohol Examples thereof include aralkyl type epoxy resins and glycidylamines, and these can be used alone or in combination.
There are various types of epoxy resins depending on the molecular weight, but those having a small molecular weight and liquid at normal temperature are preferable from the viewpoint of workability when blended and viscosity after blending.
Of these, bisphenol F-type epoxy resin or bisphenol A-type epoxy resin which is liquid at 25 ° C. is particularly preferable in terms of excellent compatibility, low viscosity, and excellent adhesive strength.

エポキシ樹脂中に占める一般式(1)で示されるエポキシ樹脂の割合は、全エポキシ樹脂100重量部に対して5重量部以上である。エポキシ樹脂中に占める一般式(1)で示されるエポキシ樹脂の割合が5重量部未満であれば、硬化物の弾性率が低下しないため好ましくない。   The ratio of the epoxy resin represented by the general formula (1) in the epoxy resin is 5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total epoxy resin. If the ratio of the epoxy resin represented by the general formula (1) in the epoxy resin is less than 5 parts by weight, the elastic modulus of the cured product does not decrease, which is not preferable.

エポキシ樹脂が固形や半固形である場合や、液状でも粘度が高い場合は、エポキシ基を有する反応性希釈剤を併用することが好ましい。反応性希釈剤としては、例えば、n−ブチルグリシジルエーテル、バーサティック酸グリシジルエステル、スチレンオサイド、エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテル等が挙げられ、これらは1種類あるいは複数種を併用して使うことが可能である。   When the epoxy resin is solid or semi-solid, or when the epoxy resin is liquid but has a high viscosity, it is preferable to use a reactive diluent having an epoxy group in combination. Examples of the reactive diluent include n-butyl glycidyl ether, versatic acid glycidyl ester, styrene oxide, ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, cresyl glycidyl ether, butylphenyl glycidyl ether, and the like. It is possible to use one kind or plural kinds in combination.

本発明で用いられる硬化剤としては、例えば、イミダゾール化合物、フェノール樹脂、ジカルボン酸ジヒドラジド化合物、脂肪族アミン、芳香族アミン、ジシアンジアミド等が挙げられ、これらは1種類あるいは複数種を併用して使うことが可能である。   Examples of the curing agent used in the present invention include imidazole compounds, phenol resins, dicarboxylic acid dihydrazide compounds, aliphatic amines, aromatic amines, dicyandiamide, and the like, and these may be used alone or in combination. Is possible.

硬化剤に用いられるフェノール樹脂としては、エポキシ基と反応して架橋にあずかる活性水素基を1分子当り2個以上有することが望ましい。このようなフェノール樹脂としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールS、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシベンゾフェノン、o−ヒドロキシフェノール、m−ヒドロキシフェノール、p−ヒドロキシフェノール、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、エチリデンビスフェノール、メチルエチリデンビス(メチルフェノール)、シクロへキシリデンビスフェノール、又フェノール、クレゾール、キシレノール等の1価フェノール類とホルムアルデヒドとを稀薄水溶液中強酸性下で反応させることによって得られるフェノールノボラック樹脂、1価フェノール類とアクロレイン、グリオキザール等の多官能アルデヒド類との酸性下の初期縮合物や、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン等の多価フェノール類とホルムアルデヒドとの酸性下の初期縮合物等が挙げられ、これらは1種類あるいは複数種を併用して使うことが可能である。   It is desirable that the phenol resin used for the curing agent has two or more active hydrogen groups per molecule that react with an epoxy group to be crosslinked. Examples of such phenol resins include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, tetramethyl bisphenol A, tetramethyl bisphenol F, tetramethyl bisphenol S, dihydroxydiphenyl ether, dihydroxybenzophenone, o-hydroxyphenol, m-hydroxyphenol, p-Hydroxyphenol, biphenol, tetramethylbiphenol, ethylidene bisphenol, methyl ethylidene bis (methyl phenol), cyclohexylidene bisphenol, monohydric phenols such as phenol, cresol, xylenol and formaldehyde in a dilute aqueous solution under strong acidity Phenol novolac resin, monohydric phenols and acrolein, glyoxer Examples include acidic initial condensates with polyfunctional aldehydes such as, and acidic initial condensates of polyphenols such as resorcin, catechol, and hydroquinone with formaldehyde. It can be used in combination.

ジカルボン酸ジヒドラジド化合物としては、例えば、アジピン酸ジヒドラジド、ドデカン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、p−オキシ安息香酸ジヒドラジド等のカルボン酸ジヒドラジド等が挙げられ、これらは1種類あるいは複数種を併用して使うことが可能である。   Examples of the dicarboxylic acid dihydrazide compound include carboxylic acid dihydrazides such as adipic acid dihydrazide, dodecanoic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, and p-oxybenzoic acid dihydrazide, and these may be used alone or in combination. Is possible.

イミダゾール化合物としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−C1123−イミダゾール等の一般的なイミダゾールやトリアジンやイソシアヌル酸を付加し、保存安定性を付与した2,4−ジアミノ−6−{
2−メチルイミダゾール−(1)}−エチル−S−トリアジン、又そのイソシアネート付加物等が挙げられ、これらは1種類あるいは複数種を併用して使うことが可能である。
Examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and 2-phenyl-4. , 5-dihydroxy methyl imidazole, 2-C 11 H 23 - adds a generic imidazole or triazine and isocyanuric acid such as imidazole, diamino 2,4 imparted with storage stability 6- {
Examples include 2-methylimidazole- (1)}-ethyl-S-triazine, and its isocyanate adduct, and these can be used alone or in combination.

本発明で用いられるフィラーとしては、例えば、無機フィラー、有機フィラー等が挙げられる。
無機フィラーとしては、例えば、金粉、銀粉、銅粉、アルミニウム粉等の金属粉や、溶融シリカ、結晶シリカ、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミ、タルク等が挙げられる。これらの内、金属粉は主に導電性や熱伝導性を付与するために用いられる。
有機フィラーとしては、例えば、シリコーン樹脂、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ベンゾグアナミンやメラミンとホルムアルデヒドとの架橋物等が挙げられる。
その中でも導電性の用途には特に銀粉が入手が容易なこと、形状や粒径の種類が多く、導電性が良好であり、加熱しても導電性が変化しない点で好ましく、絶縁用途の半導体樹脂ペーストにはシリカが入手の容易さと種類の豊富さの点で好ましい。
これらのフィラーは、ハロゲンイオン、アルカリ金属イオン等のイオン性不純物の含有量が10ppm以下であることが好ましい。
又、フィラーの形状としては、例えば、フレーク状、鱗片状、樹脂状、球状等のものが用いられる。
Examples of the filler used in the present invention include inorganic fillers and organic fillers.
Examples of the inorganic filler include metal powder such as gold powder, silver powder, copper powder, and aluminum powder, fused silica, crystalline silica, silicon nitride, alumina, aluminum nitride, talc, and the like. Among these, metal powder is mainly used for imparting electrical conductivity and thermal conductivity.
Examples of the organic filler include a silicone resin, a fluororesin such as polytetrafluoroethylene, an acrylic resin such as polymethyl methacrylate, a cross-linked product of benzoguanamine, melamine, and formaldehyde.
Among them, silver powder is particularly easily available for conductive applications, and there are many types of shapes and particle diameters, good electrical conductivity, and preferable because it does not change conductivity even when heated. Silica is preferable for the resin paste in terms of availability and variety.
These fillers preferably have a content of ionic impurities such as halogen ions and alkali metal ions of 10 ppm or less.
In addition, as the shape of the filler, for example, a flake shape, a scale shape, a resin shape, a spherical shape, or the like is used.

必要とする半導体用樹脂ペーストの粘度によって、使用するフィラーの粒径は異なるが、通常、平均粒径は0.3〜20μm、最大粒径は50μm程度のものが好ましい。平均粒径が下限値未満だと粘度が高くなり、上限値を越えると塗布又は硬化時に樹脂成分が流出するのでブリードが発生する可能性がある。最大粒径が上限値を越えるとディスペンサーで半導体用樹脂ペーストを塗布するときに、ニードルの出口を塞ぎ長時間の連続使用ができない。又、比較的粗いフィラーと細かいフィラーとを混合して用いることもでき、種類、形状についても各種のものを適宜混合してもよい。   Although the particle size of the filler to be used varies depending on the required viscosity of the resin paste for semiconductor, it is usually preferable that the average particle size is 0.3 to 20 μm and the maximum particle size is about 50 μm. If the average particle size is less than the lower limit, the viscosity increases, and if it exceeds the upper limit, the resin component flows out during coating or curing, and bleeding may occur. When the maximum particle size exceeds the upper limit, when the semiconductor resin paste is applied with a dispenser, the needle outlet is blocked and continuous use for a long time cannot be performed. Moreover, a comparatively coarse filler and a fine filler can also be mixed and used, and various kinds of shapes and shapes may be appropriately mixed.

必要とされる特性を付与するためには、前記以外のフィラーを用いてもよい。例えば、粒径が1〜100nm程度のナノスケールフィラーや、シリカとアクリルとの複合材、有機フィラー表面に金属コーティングを施したもの等の様な有機化合物と無機化合物との複合フィラー等が挙げられる。尚、本発明のフィラーは、予め表面をアルコキシシラン、アシロキシシラン、シラザン、オルガノアミノシラン等のシランカップリング材等で処理したものを用いてもよい。   In order to impart the required characteristics, fillers other than those described above may be used. For example, a nanoscale filler having a particle size of about 1 to 100 nm, a composite material of silica and acrylic, a composite filler of an organic compound and an inorganic compound, such as a metal coating on the surface of the organic filler, etc. . The filler of the present invention may be prepared by treating the surface with a silane coupling material such as alkoxysilane, acyloxysilane, silazane, or organoaminosilane in advance.

本発明の半導体用樹脂ペーストは(A)〜(C)成分を必須成分とするが、それら以外にも必要に応じて硬化促進剤、ゴムやシリコーン等の低応力化剤、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、顔料、染料、消泡剤、界面活性剤、溶剤等の添加剤を適宜配合することができる。
本発明の半導体用樹脂ペーストは、(A)〜(C)成分、及びその他の添加剤等を予備混合し、ロール等を用いて混練した後、真空下脱泡する等の製造方法で得られる。
本発明の半導体用樹脂ペーストを用いて、半導体装置を製造するには、公知の方法を用いることができる。
The resin paste for semiconductors of the present invention comprises the components (A) to (C) as essential components, but in addition to these, a curing accelerator, a low stress agent such as rubber or silicone, a silane coupling agent, Additives such as titanate coupling agents, pigments, dyes, antifoaming agents, surfactants, and solvents can be appropriately blended.
The semiconductor resin paste of the present invention is obtained by a production method such as premixing the components (A) to (C) and other additives, kneading using a roll or the like, and then degassing under vacuum. .
A known method can be used to manufacture a semiconductor device using the semiconductor resin paste of the present invention.

本発明を実施例で具体的に説明する。各成分の配合割合は重量部とする。
<実施例1〜7>
表1の配合に従って各成分を混合し、ロールで混練し、真空チャンバーを用いて脱泡して半導体用樹脂ペーストを得た。得られた半導体用樹脂ペーストを以下の方法で評価した。結果を表1に示す。
The present invention will be specifically described with reference to examples. The blending ratio of each component is parts by weight.
<Examples 1-7>
Each component was mixed according to the composition of Table 1, kneaded with a roll, and defoamed using a vacuum chamber to obtain a resin paste for semiconductor. The obtained resin paste for semiconductor was evaluated by the following method. The results are shown in Table 1.

<比較例1〜9>
実施例と同様にして半導体用樹脂ペーストを得、実施例と同様にして評価した。結果を表2に示す。
<Comparative Examples 1-9>
Resin pastes for semiconductors were obtained in the same manner as in the examples and evaluated in the same manner as in the examples. The results are shown in Table 2.

<用いる原料成分>
・エポキシ樹脂:
式(2)で示される加水分解性塩素含有量700ppmのエポキシ樹脂(粘度400mPa・s/25℃、エポキシ当量190、n=0.3。)(以下EP−1という)
式(3)で示される加水分解性塩素含有量500ppmのエポキシ樹脂(粘度1500mPa・s/25℃、エポキシ当量210、n=0.3。)(以下EP−2という)
式(2)で示される加水分解性塩素含有量1500ppmのエポキシ樹脂(粘度400mPa・s/25℃、エポキシ当量190、n=0.3。)(以下EP−3という)
式(2)で示される加水分解性塩素含有量700ppmのエポキシ樹脂(半固形/25℃、エポキシ当量675、n=4.0。)(以下EP−4という)
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(粘度4000mPa・s/25℃、エポキシ当量190。)(以下、BPAEPという)
・硬化剤:
フェノールノボラック樹脂(水酸基当量104)
ジシアンジアミド
2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(以下、2P4MHZという)
<Used raw material components>
·Epoxy resin:
Epoxy resin having a hydrolyzable chlorine content of 700 ppm represented by the formula (2) (viscosity 400 mPa · s / 25 ° C., epoxy equivalent 190, n = 0.3) (hereinafter referred to as EP-1)
Epoxy resin having a hydrolyzable chlorine content of 500 ppm represented by formula (3) (viscosity 1500 mPa · s / 25 ° C., epoxy equivalent 210, n = 0.3) (hereinafter referred to as EP-2)
Epoxy resin having a hydrolyzable chlorine content of 1500 ppm represented by the formula (2) (viscosity 400 mPa · s / 25 ° C., epoxy equivalent 190, n = 0.3) (hereinafter referred to as EP-3)
Epoxy resin having a hydrolyzable chlorine content of 700 ppm represented by the formula (2) (semi-solid / 25 ° C., epoxy equivalent 675, n = 4.0) (hereinafter referred to as EP-4)
Bisphenol A type epoxy resin (viscosity 4000 mPa · s / 25 ° C., epoxy equivalent 190) (hereinafter referred to as BPAEP)
・ Curing agent:
Phenol novolac resin (hydroxyl equivalent 104)
Dicyandiamide 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (hereinafter referred to as 2P4MHZ)

・無機フィラー:
銀粉 :粒径0.1〜30μm、平均粒径3μm、フレーク状。
シリカ:平均粒径3μm、最大粒径20μm、球状
・ Inorganic filler:
Silver powder: particle size 0.1-30 μm, average particle size 3 μm, flake shape.
Silica: average particle size 3 μm, maximum particle size 20 μm, spherical

<評価方法>
・粘度:E型粘度計(3°コーン)を用いて、25℃、2.5rpmでの値を測定した。・不純物濃度:半導体用樹脂ペースト5gをオーブンを用いて200℃、60分間で硬化した。この硬化物を粉砕し、200メッシュの篩で篩分して通過した粉2gを蒸留水40gと共に耐圧容器に入れ、120℃20時間抽出した。抽出水をイオンクロマトグラフィーにより塩素イオン濃度を測定した。
・接着強度:5mm×5mmのシリコンチップを、半導体用樹脂ペーストを用いて銅フレームにマウントし、オーブンを用いて200℃、60分間で硬化した。硬化後、マウント強度測定装置を用いて25℃、260℃での熱時ダイシェア強度を測定した。
・弾性率:フッ素系樹脂シート上に半導体用樹脂ペーストを幅10mm、長さ約150mm、厚さ100μmに塗布し、200℃のオーブン中で60分間硬化した後、引っ張り試験機を用いて試験長100mm、引っ張り速度1mm/60秒、25℃、又は260℃で測定し、得られた応力−ひずみ曲線の初期勾配から弾性率を算出した。
・耐半田性(剥離率):シリコンチップ(サイズ9.0mm×9.0mm)を半導体用樹脂ペーストを用いてリードフレーム(銅製)にマウントし、オーブンを用いて窒素雰囲気下、200℃、60分間で硬化した。このリードフレームをエポキシ樹脂封止材を用いて、80ピンQFP(パッケージサイズは14×20mm、厚み2.0mm)を金型温度175℃、射出圧力7.5MPa、硬化時間60秒間でトランスファー成形し、175℃、8時間で後硬化させた。得られたパッケージを85℃、相対湿度85%の環境下で168時間放置し、その後260℃の半田槽に10秒間浸漬した。透過型の超音波探傷装置を用いてパッケージ内部の剥離面積の合計値を測定し、又、反射型の超音波探傷装置を用いてチップとエポキ シ樹脂封止材との剥離面積及びリードフレームとエポキシ樹脂封止材と
の剥離面積の合計値を測定した。(ダイアタッチ層の剥離面積)=[(透過での剥離面積の合計値)−(反射での剥離面積の合計値)]を求め、半導体用樹脂ペーストの剥離率を
、(剥離率)=[(ダイアタッチ層の剥離面積)/(チップ面積)]×100として、5個のパッケージの平均値を求め、%で表示した。
・耐湿性:IC用TEG(サイズ9.0mm×9.0mm、アルミ配線、線幅1μm)を半導体用樹脂ペーストを用いてリードフレーム(銅製)にマウントし、オーブンを用いて窒素雰囲気下、200℃、60分間で硬化した。硬化後、金線ワイヤーボンディングを行い、エポキシ樹脂封止材を用いて、80ピンQFP(パッケージサイズは14×20mm、厚み2.0mm)を金型温度175℃、射出圧力7.5MPa、硬化時間60秒間でトランスファー成形し、175℃、8時間で後硬化させた。このパッケージを125℃、相対湿度85%の環境下で10Vの電圧を印加し500時間処理後、発煙硝酸にて開封を行いTEG表面を観察し、アルミ配線腐食の有無を確認した。
<Evaluation method>
Viscosity: The value at 25 ° C. and 2.5 rpm was measured using an E-type viscometer (3 ° cone). Impurity concentration: 5 g of resin paste for semiconductor was cured in an oven at 200 ° C. for 60 minutes. The cured product was pulverized, and 2 g of the powder passed through sieving with a 200 mesh sieve was placed in a pressure vessel together with 40 g of distilled water, and extracted at 120 ° C. for 20 hours. Chlorine ion concentration of the extracted water was measured by ion chromatography.
Adhesive strength: A silicon chip of 5 mm × 5 mm was mounted on a copper frame using a resin paste for semiconductor, and cured in an oven at 200 ° C. for 60 minutes. After curing, the die shear strength during heating at 25 ° C. and 260 ° C. was measured using a mount strength measuring device.
-Modulus of elasticity: A resin paste for semiconductor is applied to a fluorine resin sheet to a width of 10 mm, a length of about 150 mm, and a thickness of 100 μm, cured in an oven at 200 ° C. for 60 minutes, and then tested using a tensile tester. The elastic modulus was calculated from the initial gradient of the obtained stress-strain curve, measured at 100 mm, a pulling speed of 1 mm / 60 seconds, 25 ° C., or 260 ° C.
Solder resistance (peeling rate): A silicon chip (size: 9.0 mm × 9.0 mm) is mounted on a lead frame (copper) using a resin paste for semiconductor, and an oven is used at 200 ° C., 60 in a nitrogen atmosphere. Cured in minutes. This lead frame was transferred and molded with an 80-pin QFP (package size: 14 x 20 mm, thickness: 2.0 mm) using an epoxy resin sealing material at a mold temperature of 175 ° C, an injection pressure of 7.5 MPa, and a curing time of 60 seconds. Post-curing was performed at 175 ° C. for 8 hours. The obtained package was left for 168 hours in an environment of 85 ° C. and 85% relative humidity, and then immersed in a solder bath at 260 ° C. for 10 seconds. Measure the total peel area inside the package using a transmissive ultrasonic flaw detector, and use the reflective ultrasonic flaw detector to peel off the chip and epoxy resin encapsulant and lead frame. The total value of the peeled area with the epoxy resin sealing material was measured. (Peeling area of die attach layer) = [(Total value of peeling area in transmission) − (Total value of peeling area in reflection)] is obtained, and the peeling rate of the resin paste for semiconductor is (peeling rate) = [ (Die attach layer peeling area) / (chip area)] × 100, the average value of the five packages was determined and displayed in%.
Moisture resistance: TEG for IC (size: 9.0 mm × 9.0 mm, aluminum wiring, wire width: 1 μm) is mounted on a lead frame (copper) using a semiconductor resin paste, and 200 ° C. in a nitrogen atmosphere using an oven. Cured at 60 ° C. for 60 minutes. After curing, wire wire bonding is performed, and an 80-pin QFP (package size: 14 × 20 mm, thickness: 2.0 mm) is used with an epoxy resin sealing material, a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 7.5 MPa, and a curing time. Transfer molding was performed for 60 seconds, followed by post-curing at 175 ° C. for 8 hours. The package was treated with a voltage of 10 V under an environment of 125 ° C. and a relative humidity of 85% for 500 hours, then opened with fuming nitric acid, and the surface of the TEG was observed to confirm the presence or absence of aluminum wiring corrosion.

Claims (4)

(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、及び(C)フィラーを必須成分とし、該エポキシ樹脂中に一般式(1)で示される化合物を5重量部以上含み、且つ一般式(1)で示される化合物の加水分解性塩素含有量が1000ppm以下であることを特徴とする半導体用樹脂ペースト。

(R1は水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基であり、同一でも異なっていてもよい。nは平均値で0〜3の正数。)
(A) An epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) a filler are essential components, the epoxy resin contains 5 parts by weight or more of the compound represented by the general formula (1), and the general formula (1) The resin paste for semiconductors characterized by the hydrolyzable chlorine content of the compound shown being 1000 ppm or less.

(R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and may be the same or different. N is an average value of 0 to 3 positive numbers.)
一般式(1)で示される化合物が、式(2)又は式(3)で示される化合物である請求項1記載の半導体用樹脂ペースト。

(nは平均値で0〜3の正数。)

(nは平均値で0〜3の正数。)
The resin paste for a semiconductor according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the formula (2) or the formula (3).

(N is a positive number from 0 to 3 as an average value.)

(N is a positive number from 0 to 3 as an average value.)
(A)エポキシ樹脂が、一般式(1)で示される化合物と25℃で液状のビスフェノールF型エポキシ樹脂又はビスフェノールA型エポキシ樹脂を併用している請求項1又は2記載の半導体用樹脂ペースト。 (A) The resin paste for semiconductors of Claim 1 or 2 in which the epoxy resin uses together the compound shown by General formula (1), and the bisphenol F type epoxy resin or bisphenol A type epoxy resin which is liquid at 25 degreeC. 請求項1〜3のいずれかに記載の半導体用樹脂ペーストを用いて製作されてなる半導体装置。 The semiconductor device manufactured using the resin paste for semiconductors in any one of Claims 1-3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013183735A1 (en) * 2012-06-07 2016-02-01 日本化薬株式会社 Epoxy resin, epoxy resin composition and cured product
JPWO2013183736A1 (en) * 2012-06-07 2016-02-01 日本化薬株式会社 Epoxy resin composition, cured product thereof, and curable resin composition

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