JP2008239905A - Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置に関するものである。 The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device using the same.
近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体の高集積化が年々進み、また半導体パッケージの表面実装化が促進されてきている。更に地球環境へ配慮した企業活動が重要視され、有害物質である鉛を特定用途以外で全廃することが求められている。しかしながら、鉛フリー半田の融点は従来の鉛／スズ半田に比べて高いため、赤外線リフロー、半田浸漬等の半田実装時の温度も従来の２２０〜２４０℃から、２４０℃〜２６０℃へと高くなる。このような実装温度の上昇により、実装時に樹脂部にクラックが入り易くなり、信頼性を保証することが困難になってきているという問題が生じている。更にリードフレームについても、外装半田メッキも脱鉛する必要があるとの観点から、外装半田メッキの代わりに事前にニッケル・パラジウムメッキを施したリードフレームの適用が進められている。このニッケル・パラジウムメッキは一般的な封止材料との密着性が低く、実装時に界面において剥離が生じ易く、樹脂部にクラックも入り易い。 In recent years, in the market trend of downsizing, weight reduction, and high performance of electronic devices, higher integration of semiconductors has progressed year by year, and surface mounting of semiconductor packages has been promoted. Furthermore, corporate activities that take the global environment into account are regarded as important, and lead, which is a hazardous substance, must be completely abolished except for specific purposes. However, since the melting point of lead-free solder is higher than that of conventional lead / tin solder, the temperature at the time of solder mounting such as infrared reflow and solder immersion is increased from 220 to 240 ° C. to 240 to 260 ° C. . Due to such an increase in mounting temperature, there is a problem that cracks are likely to occur in the resin part during mounting, and it has become difficult to guarantee reliability. Further, with respect to the lead frame, from the viewpoint that it is necessary to remove lead from the external solder plating, the use of a lead frame that has been subjected to nickel / palladium plating in advance instead of the external solder plating is being promoted. This nickel / palladium plating has low adhesion to a general sealing material, and is likely to be peeled off at the interface during mounting, and cracks are likely to occur in the resin part.
このような課題に対し、半田耐熱性の向上に対して低吸水性のエポキシ樹脂や硬化剤を適用することにより（例えば、特許文献１、２、３参照。）、実装温度の上昇に対して対応が取れるようになってきた。その半面、このような低吸水・低弾性率を示すエポキシ樹脂組成物は架橋密度が低く、硬化直後の成形物は軟らかく、連続生産では金型への樹脂トラレ等の成形性での不具合が生じ、生産性を低下させる問題があった。
また、連続成形性向上への取り組みとしては、離型効果の高い離型剤の適用が提案されている（例えば、特許文献４参照。）が、離型効果の高い離型剤は必然的に樹脂硬化物の表面に浮き出しやすく、連続生産すると樹脂硬化物の外観を著しく汚してしまう欠点があった。樹脂硬化物の外観に優れるエポキシ樹脂組成物として特定の構造を有するシリコーン化合物を添加する手法等が提案されている（例えば、特許文献５、６参照。）が、離型性は不十分で連続成形においてエアベント部分で樹脂が付着してエアベントを塞ぐことにより、未充填等の成形不具合を生じさせる等、連続成形性の低下を引き起こす問題があった。以上より、半田耐熱性、離型性、連続成形性、樹脂硬化物の外観、金型汚れ全ての課題に対応した半導体封止用エポキシ樹脂組成物が求められている。
For such a problem, by applying a low water-absorbing epoxy resin or a curing agent to improve solder heat resistance (for example, refer to
In addition, as an effort to improve continuous moldability, application of a release agent having a high release effect has been proposed (see, for example, Patent Document 4), but a release agent having a high release effect is inevitably required. There is a drawback that the resin cured product is easily raised on the surface, and the appearance of the resin cured product is significantly soiled when continuously produced. A method of adding a silicone compound having a specific structure as an epoxy resin composition having an excellent appearance of a cured resin product has been proposed (see, for example, Patent Documents 5 and 6), but the releasability is insufficient and continuous. In molding, there is a problem of causing deterioration of continuous formability, such as causing molding defects such as unfilling by resin adhering at the air vent portion and closing the air vent. In view of the above, there is a need for an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that meets all the problems of solder heat resistance, mold release, continuous moldability, appearance of cured resin, and mold contamination.
本発明は、流動性、離型性、連続成形性のバランスに優れたエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた耐半田性に優れた半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition excellent in the balance of fluidity, releasability, and continuous moldability, and a semiconductor device excellent in solder resistance using the same.
本発明は、
［１］ （Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、並びに（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
［２］ 前記ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）が下記一般式（１）で表されるオルガノポリシロキサンである第［１］項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
［３］ 前記カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）が下記一般式（２）で表されるオルガノポリシロキサンである第［２］項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
The present invention
[1] (A) Epoxy resin, (B) Phenolic resin-based curing agent, (C) Organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group, and / or Organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy Reaction product (c2) with resin, and (D) organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and / or reaction product (d2) of an organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and an epoxy resin An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising:
[2] The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to item [1], wherein the organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group is an organopolysiloxane represented by the following general formula (1):
[3] The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to item [2], wherein the organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group is an organopolysiloxane represented by the following general formula (2):
［４］ 第［１］項ないし第［３］項のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置、
である。
[4] A semiconductor device comprising a semiconductor element sealed using the epoxy resin composition according to any one of [1] to [3],
It is.
本発明に従うと、半導体素子を成形封止する時の離型性、連続成形性のバランスに優れ、かつ低吸湿、低応力性、及びプレプリーティングフレームとの密着性に優れた特性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得ることができる。また、本発明に従うと、耐半田性及び半田処理後の信頼性に優れた半導体装置を高い生産性で得ることができる。 According to the present invention, a semiconductor having excellent balance between releasability and continuous moldability when molding and sealing a semiconductor element, and low moisture absorption, low stress, and excellent adhesion to a preplating frame. An epoxy resin composition for sealing can be obtained. Further, according to the present invention, a semiconductor device excellent in solder resistance and reliability after soldering can be obtained with high productivity.
本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）を含むことにより、成形封止する時の離型性、連続成形性のバランスに優れ、かつ低応力性であり、耐半田性に優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られるものである。
以下、本発明について詳細に説明する。
The present invention includes (A) an epoxy resin, (B) a phenol resin-based curing agent, (C) an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group, and / or an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group. Reaction product (c2) with epoxy resin, (D) Organopolysiloxane (d1) having carboxyl group, and / or Reaction product (d2) of organopolysiloxane (d1) having carboxyl group and epoxy resin By including the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is excellent in the balance between releasability when molding and sealing, continuous moldability, low stress, and excellent solder resistance. .
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明で用いられるエポキシ樹脂（Ａ）は、分子中に２個以上のエポキシ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、例えば、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、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するナフトールアラルキル樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのエポキシ樹脂（Ａ）は１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。これらの内で特に耐半田性が求められる場合、常温では結晶性の固体であるが、融点以上では極めて低粘度の液状となり、無機質充填材を高充填化できるビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂等が好ましい。その他のエポキシ樹脂も極力粘度の低いものを使用することが望ましい。また、耐半田性、可撓性、低吸湿化が求められる場合には、エポキシ基が結合した芳香環の間にエポキシ基を有さず、疎水性を示すフェニレン骨格やビフェニレン骨格等を有することで、低吸湿性や実装時の高温域において低弾性を示すフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂が好ましい。しかしながら、上記のような低粘度や可撓性を有するエポキシ樹脂を用いた場合には、樹脂硬化物の架橋密度が低くなるため、樹脂硬化物の金型からの離型性が低下するという問題点もあり、後述の（Ｃ）成分と（Ｄ）成分との併用により離型性を改善する必要がある場合もある。 The epoxy resin (A) used in the present invention is a monomer, oligomer, or polymer in general having two or more epoxy groups in the molecule, such as a phenol novolac type epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin, or a biphenyl type epoxy resin. Bisphenol type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin having phenylene skeleton, biphenylene skeleton, naphthol type epoxy resin, naphthol aralkyl resin having phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc., alkyl Examples include, but are not limited to, modified triphenol methane type epoxy resins, triazine nucleus-containing epoxy resins, dicyclopentadiene modified phenol type epoxy resins and the like. These epoxy resins (A) may be used alone or in combination of two or more. Of these, when solder resistance is particularly required, it is a crystalline solid at room temperature, but it becomes a liquid with a very low viscosity above the melting point, and can be highly filled with inorganic fillers. Biphenyl type epoxy resins and bisphenol type epoxy resins Stilbene type epoxy resins are preferred. It is desirable to use other epoxy resins having a viscosity as low as possible. In addition, when solder resistance, flexibility, and low moisture absorption are required, there should be no phenylene skeleton or biphenylene skeleton or the like having an epoxy group between the aromatic rings to which the epoxy group is bonded. Thus, aralkyl type epoxy resins such as phenol aralkyl type epoxy resins and naphthol aralkyl type epoxy resins exhibiting low hygroscopicity and low elasticity in a high temperature range during mounting are preferred. However, when an epoxy resin having low viscosity or flexibility as described above is used, the crosslink density of the cured resin becomes low, so that the releasability of the cured resin from the mold is lowered. There is also a point, and it is sometimes necessary to improve the releasability by the combined use of the component (C) and the component (D) described later.
本発明で用いられるエポキシ樹脂（Ａ）全体の配合割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、２重量％以上、１２重量％以下であることが好ましく、４重量％以上、１０重量％以下であることがより好ましい。エポキシ樹脂（Ａ）全体の配合割合が上記範囲内であると、耐半田性の低下、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。 The blending ratio of the entire epoxy resin (A) used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 2% by weight or more and 12% by weight or less in the total epoxy resin composition, and is preferably 4% by weight or more and 10% by weight. More preferably, it is less than or equal to weight percent. When the blending ratio of the entire epoxy resin (A) is within the above range, there is little risk of causing a decrease in solder resistance, a decrease in fluidity, and the like.
本発明で用いられるフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）は、分子中に２個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリフェノールメタン樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するナフトールアラルキル樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）は１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。これらの内で特に耐半田性が求められる場合、エポキシ樹脂と同様に、低粘度の樹脂が無機質充填材の高充填化できるという点で好ましく、更に可撓性、低吸湿性が求められる場合には、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格、ビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂の使用が好ましい。しかしながら、低粘度や可撓性を有するフェノール樹脂系硬化剤は、架橋密度が低くなるため離型性が低下するという問題点もあり、後述の（Ｃ）成分と（Ｄ）成分との併用により離型性を改善する必要がある場合もある。 The phenol resin-based curing agent (B) used in the present invention is a monomer, oligomer or polymer in general having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule. For example, phenol novolak resin, cresol novolak resin, triphenolmethane resin Terpene-modified phenol resin, dicyclopentadiene-modified phenol resin, phenol aralkyl resin having phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc., naphthol aralkyl resin having phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc., but is not limited thereto. . These phenol resin-based curing agents (B) may be used alone or in combination of two or more. Among these, when solder resistance is particularly required, a low-viscosity resin is preferable in that it can be highly filled with an inorganic filler, as in the case of an epoxy resin, and when flexibility and low hygroscopicity are required. Is preferably an aralkyl type resin such as a phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton or a biphenylene skeleton, or a naphthol aralkyl resin having a phenylene skeleton or a biphenylene skeleton. However, the phenol resin-based curing agent having low viscosity and flexibility also has a problem that the releasability is lowered because the crosslinking density is lowered, and the combination of the component (C) and the component (D) described later is used. In some cases, it is necessary to improve the releasability.
本発明で用いられるフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）の配合割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、２重量％以上、１０重量％以下であることが好ましく、３重量％以上、８重量％以下であることがより好ましい。フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）全体の配合割合が上記範囲内であると、耐半田性の低下、流動性の低下等を引き起こす恐れが少ない。 The blending ratio of the phenol resin-based curing agent (B) used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 2% by weight or more and 10% by weight or less, and preferably 3% by weight or more in the total epoxy resin composition. 8% by weight or less is more preferable. When the blending ratio of the entire phenol resin-based curing agent (B) is within the above range, there is little risk of causing a decrease in solder resistance, a decrease in fluidity, and the like.
本発明で用いられる全エポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基数（ＥＰ）と全フェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）のフェノール性水酸基数（ＯＨ）の当量比（ＥＰ／ＯＨ）としては、好ましくは０．５以上、２以下であり、特に好ましくは０．７以上、１．５以下である。上記範囲にすることで、耐湿性、硬化性等の低下を抑えることができる。 The equivalent ratio (EP / OH) of the number of epoxy groups (EP) of all epoxy resins (A) and the number of phenolic hydroxyl groups (OH) of all phenolic resin-based curing agents (B) used in the present invention is preferably 0.8. It is 5 or more and 2 or less, and particularly preferably 0.7 or more and 1.5 or less. By setting it as the above range, it is possible to suppress a decrease in moisture resistance, curability and the like.
本発明では、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）と、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）と、を併用することが好ましい。これにより、エポキシ樹脂マトリックスと（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）とを適正な状態に相溶化させることができるため、これらを併用したエポキシ樹脂組成物は、その成形時において、樹脂硬化物表面の外観と離型性とを両立させることができ、連続成形性が良好になる。 In the present invention, (C) an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and / or a reaction product (c2) of an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy resin, and (D) It is preferable to use together the organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and / or the reaction product (d2) of an organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and an epoxy resin. Thus, the epoxy resin matrix and the (D) carboxyl group-containing organopolysiloxane (d1) and / or the reaction product (d2) of the carboxyl group-containing organopolysiloxane (d1) and the epoxy resin are appropriately treated. Since the epoxy resin composition using both of them can be compatible with each other in the state, the appearance of the resin cured product surface and the releasability can be made compatible at the time of molding, and the continuous moldability becomes good. .
一方、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）を使用せずに、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）のみを使用した場合では、離型性が不充分となり、連続成形性が低下する。また、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用せずに、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）のみを使用した場合では、エポキシ樹脂マトリックス中における（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）の相溶化が不充分となり、樹脂硬化物表面の外観が悪化する。 On the other hand, without using (D) the organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and / or the reaction product (d2) of an organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and an epoxy resin, (C) When only the reaction product (c2) of an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and / or an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy resin is used, the releasability is not good. It becomes sufficient, and the continuous formability is lowered. Also, (C) an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and / or a reaction product (c2) of an epoxy resin with an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group, D) When only the carboxyl group-containing organopolysiloxane (d1) and / or the reaction product (d2) of the carboxyl group-containing organopolysiloxane (d1) and the epoxy resin is used, (D) Compatibilization of the reaction product (d2) of the organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and / or the reaction product (d2) of the organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and an epoxy resin is insufficient, and a cured resin product The appearance of the surface deteriorates.
本発明で用いられるポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）は、ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下５０〜１００℃で反応させることで得られる。ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）としては、特に限定するものではないが、下記一般式（１）で表されるオルガノポリシロキサンが好ましい。
一般式（１）において、Ｒ１は水素、メチル基、フェニル基及びＲ２から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよいが、少なくとも１つ以上がＲ２で表されるポリカプロラクトン基を有する有機基である。Ｒ２において、ａの平均値は１以上、２０以下の正数であり、Ｒ３は炭素数１〜３０の有機基である。ポリカプロラクトン基を有する有機基の炭素数が上記範囲内であると、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が適正な状態となり、樹脂硬化物表面の外観悪化を抑えることができる。また、一般式（１）において、ｎ１の平均値は１以上、５０以下の正数である。ｎ１の平均値が上記範囲内であると、オルガノポリシロキサン自体の粘度が適正な範囲となるため、流動性の悪化を引き起こす恐れが少ない。 In the general formula (1), R1 is a group selected from hydrogen, a methyl group, a phenyl group and R2, and may be the same or different from each other, but at least one is a polycaprolactone represented by R2 An organic group having a group. In R2, the average value of a is a positive number of 1 or more and 20 or less, and R3 is an organic group having 1 to 30 carbon atoms. When the carbon number of the organic group having a polycaprolactone group is within the above range, the compatibility with the epoxy resin matrix becomes appropriate, and deterioration of the appearance of the cured resin surface can be suppressed. In the general formula (1), the average value of n1 is a positive number of 1 or more and 50 or less. When the average value of n1 is within the above range, the viscosity of the organopolysiloxane itself is in an appropriate range, and therefore there is little possibility of causing deterioration of fluidity.
（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用すると、流動性の低下を引き起こさず、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）との相溶性が特に悪いエポキシ樹脂マトリックスを用いた場合においても、樹脂硬化物表面の外観を良好にすることができる。 When the reaction product (c2) of (C) an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and / or an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy resin is used, the fluidity is reduced. Epoxy that does not cause (D) an organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and / or a particularly poor compatibility between the reaction product (d2) of an organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and an epoxy resin Even when the resin matrix is used, the appearance of the cured resin surface can be improved.
ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）の製法については、特に限定するものではないが、例えば、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）をエポキシ樹脂と硬化促進剤により溶融・反応させることで得ることができる。ここで言う硬化促進剤とは、オルガノポリシロキサン（ｃ１）のポリカプロラクトン基とエポキシ化合物のエポキシ基との硬化反応を促進させるものであればよく、後述するエポキシ樹脂（Ａ）のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）のフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる硬化促進剤と同じものを用いることができる。また、ここで言うエポキシ化合物とは、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、前述したエポキシ樹脂（Ａ）と同じものを用いることができる。ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）を使用すると、更に、連続成形後の型汚れが発生し難く、連続成形性が極めて良好になる。 The method for producing a reaction product (c2) of an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy resin is not particularly limited. For example, an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group is epoxy-modified. It can be obtained by melting and reacting with a resin and a curing accelerator. The curing accelerator referred to here may be anything that accelerates the curing reaction between the polycaprolactone group of the organopolysiloxane (c1) and the epoxy group of the epoxy compound, and the epoxy group and phenol of the epoxy resin (A) described later. The same thing as the hardening accelerator which accelerates | stimulates hardening reaction with the phenolic hydroxyl group of a resin type hardening | curing agent (B) can be used. Moreover, the epoxy compound said here is the monomer, oligomer, and polymer in general which have two or more phenolic hydroxyl groups in 1 molecule, and the same thing as the epoxy resin (A) mentioned above can be used. When a reaction product (c2) of an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy resin is used, mold stains after continuous molding hardly occur and the continuous moldability becomes extremely good.
（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）の配合量は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）での配合量として、全エポキシ樹脂組成物中０．０１重量％以上、３重量％以下であることが好ましく、０．０５重量％以上、１重量％以下であることがより好ましい。配合量が上記範囲内であると、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）による樹脂硬化物表面の外観汚れを抑えることができる。また、配合量が上記範囲内であると、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）自体による樹脂硬化物表面の外観悪化を抑えることができる。 (C) The compounding amount of the reaction product (c2) of the organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and / or the organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and the epoxy resin is such that the polycaprolactone group The amount of the organopolysiloxane (c1) to be contained is preferably 0.01% by weight or more and 3% by weight or less, and preferably 0.05% by weight or more and 1% by weight or less in the total epoxy resin composition. Is more preferable. When the blending amount is within the above range, it depends on (D) the organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and / or the reaction product (d2) of an organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and an epoxy resin. Appearance stains on the surface of the cured resin can be suppressed. Moreover, the deterioration of the external appearance of the resin cured material surface by organopolysiloxane (c1) itself which has a polycaprolactone group can be suppressed as a compounding quantity exists in the said range.
本発明で用いられるカルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）は、１分子中に１個以上のカルボキシル基を有するオルガノポリシロキサンである。本発明で用いられるカルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）としては、特に限定するものではないが、下記一般式（２）で示されるオルガノポリシロキサンが望ましい。
一般式（２）の式中のＲ４は有機基であり、全有機基の内、少なくとも１個以上がカルボキシル基を有する炭素数１〜４０の有機基であり、残余の有機基は水素、フェニル基、及びメチル基から選ばれる基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。カルボキシル基を有する有機基の炭素数を上記範囲にすることで、樹脂との相溶性が低下することによる樹脂硬化物の外観の悪化を抑えることができる。また、一般式（２）中のｎ２は平均値で、１〜５０の整数である。ｎ２の値を上記範囲にすることで、オイル単体の粘度が高くなることによる流動性の低下を抑えることができる。一般式（２）で示されるオルガノポリシロキサンを使用すると、流動性の低下を引き起こさず、樹脂硬化物の外観が特に良好になる。更に、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサンの全量又は一部をエポキシ樹脂と硬化促進剤により予め溶融・反応させた反応生成物（ｄ２）を用いることで、連続成形後の型汚れがより発生し難く、連続成形性が極めて良好になる。ここで言う硬化促進剤とは、オルガノポリシロキサン中のカルボキシル基とエポキシ樹脂中のエポキシ基との硬化反応を促進させるものであればよく、前述したエポキシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる硬化促進剤と同じものを用いることができる。尚、一般式（２）で示されるオルガノポリシロキサンのカルボキシル基を有する有機基の炭素数とは、有機基中の炭化水素基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。 R4 in the formula of the general formula (2) is an organic group, and at least one of all organic groups is a C1-C40 organic group having a carboxyl group, and the remaining organic groups are hydrogen, phenyl A group selected from a group and a methyl group, which may be the same or different. By making the carbon number of the organic group having a carboxyl group within the above range, deterioration of the appearance of the cured resin product due to a decrease in compatibility with the resin can be suppressed. Moreover, n2 in General formula (2) is an average value, and is an integer of 1-50. By setting the value of n2 within the above range, it is possible to suppress a decrease in fluidity due to an increase in the viscosity of a single oil. When the organopolysiloxane represented by the general formula (2) is used, the fluidity is not lowered and the appearance of the resin cured product becomes particularly good. Further, by using a reaction product (d2) obtained by previously melting and reacting all or part of the organopolysiloxane having a carboxyl group with an epoxy resin and a curing accelerator, mold contamination after continuous molding is less likely to occur. , Continuous formability becomes extremely good. The curing accelerator referred to here may be anything that accelerates the curing reaction between the carboxyl group in the organopolysiloxane and the epoxy group in the epoxy resin, and accelerates the curing reaction between the epoxy group and the phenolic hydroxyl group described above. The same curing accelerator to be used can be used. In addition, the carbon number of the organic group having a carboxyl group of the organopolysiloxane represented by the general formula (2) indicates a sum of the carbon number of the hydrocarbon group and the carboxyl group in the organic group.
本発明で用いられる（Ｄ）成分の配合量は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）での配合量として、全エポキシ樹脂組成物中０．０１重量％以上、３重量％以下が好ましく、０．０３重量％以上、１重量％以下であることがより好ましい。配合量を上記範囲にすることで、離型剤や過剰のオルガノポリシロキサンによる樹脂硬化物の外観汚れを抑え、良好な連続成形性を得ることができる。 The blending amount of the component (D) used in the present invention is preferably 0.01% by weight or more and 3% by weight or less in the total epoxy resin composition as the blending amount in the organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group, More preferably, it is 0.03% by weight or more and 1% by weight or less. By setting the blending amount within the above range, it is possible to suppress appearance stains on the cured resin due to the release agent and excess organopolysiloxane, and to obtain good continuous moldability.
また、本発明においては、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）と、（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）とを併用する効果を損なわない範囲で、更に他のオルガノポリシロキサンを併用することができる。 In the present invention, (C) an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and / or a reaction product (c2) of an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy resin, (D) In the range which does not impair the effect which uses together the reaction product (d2) of the organopolysiloxane (d1) which has a carboxyl group, and / or the organopolysiloxane (d1) which has a carboxyl group, and an epoxy resin, Furthermore, other organopolysiloxanes can be used in combination.
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分以外の主要成分として、硬化促進剤（Ｅ）及び無機質充填材（Ｆ）を用いることができる。
本発明で用いることができる硬化促進剤（Ｅ）としては、エポキシ樹脂（Ａ）中のエポキシ基とフェノール樹脂系硬化剤（Ｂ）中のフェノール性水酸基との硬化反応の触媒となり得るものを指し、例えばトリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のアミン系化合物；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塩等の有機リン系化合物；２−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。またこれらの硬化促進剤（Ｅ）は１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can use a curing accelerator (E) and an inorganic filler (F) as main components other than the components (A) to (D).
The curing accelerator (E) that can be used in the present invention refers to one that can serve as a catalyst for the curing reaction between the epoxy group in the epoxy resin (A) and the phenolic hydroxyl group in the phenol resin-based curing agent (B). Amine compounds such as tributylamine and 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7; organophosphorus compounds such as triphenylphosphine and tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate salts; 2-methylimidazole and the like However, it is not limited to these. Moreover, these hardening accelerators (E) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
本発明で用いることができる硬化促進剤（Ｅ）の配合量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全体の０．１重量％以上、１重量％以下が好ましい。配合量が上記範囲内であると、流動性を損なうことなく、良好な硬化性を得ることができる。 Although the compounding quantity of the hardening accelerator (E) which can be used by this invention is not specifically limited, 0.1 weight% or more and 1 weight% or less of the whole epoxy resin composition are preferable. When the blending amount is within the above range, good curability can be obtained without impairing fluidity.
本発明で用いることができる無機質充填材（Ｆ）としては、一般に半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられる。これらの無機質充填材（Ｆ）は１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。無機質充填材（Ｆ）の配合量を特に多くする場合は、溶融シリカを用いるのが一般的である。溶融シリカは破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、溶融シリカの配合量を高め、かつエポキシ樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えるためには、球状のものを主に用いる方が好ましい。更に球状シリカの配合量を高めるためには、球状シリカの粒度分布がより広くなるように調整することが望ましい。 As the inorganic filler (F) that can be used in the present invention, those generally used in epoxy resin compositions for semiconductor encapsulation can be used, and are not particularly limited. For example, fused silica, Examples thereof include crystalline silica, alumina, silicon nitride, and aluminum nitride. These inorganic fillers (F) may be used alone or in combination of two or more. When the amount of the inorganic filler (F) is particularly large, it is common to use fused silica. Fused silica can be used in either crushed or spherical shape, but in order to increase the blending amount of fused silica and to suppress the increase in the melt viscosity of the epoxy resin composition, it is preferable to mainly use a spherical one. . In order to further increase the blending amount of the spherical silica, it is desirable to adjust so that the particle size distribution of the spherical silica becomes wider.
本発明で用いることができる無機質充填材（Ｆ）の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全体の７５重量％以上、９４重量％以下が好ましく、特に７８重量％以上、９２重量％以下が好ましい。含有量が上記範囲内であると、耐半田性の低下や流動性の低下を引き起こす可能性が低い。 The content of the inorganic filler (F) that can be used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 75% by weight or more and 94% by weight or less, and particularly 78% by weight or more and 92% by weight of the entire epoxy resin composition. The following is preferred. When the content is within the above range, there is a low possibility of causing a decrease in solder resistance and a decrease in fluidity.
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｆ）成分以外に、更に必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、リン化合物、金属水酸化物等の難燃剤；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤；カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤；カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤；酸化ビスマス水和物等の酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。更に、必要に応じて無機質充填材をカップリング剤やエポキシ樹脂もしくはフェノール樹脂で予め表面処理して用いてもよく、表面処理の方法としては、溶媒を用いて混合した後に溶媒を除去する方法や、直接無機質充填材に添加し、混合機を用いて処理する方法等がある。 In addition to the components (A) to (F), the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention further includes a flame retardant such as a brominated epoxy resin, antimony trioxide, a phosphorus compound, or a metal hydroxide, if necessary; Coupling agents such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; colorants such as carbon black and bengara; natural waxes such as carnauba wax, synthetic waxes such as polyethylene wax, higher fatty acids such as stearic acid and zinc stearate and the like Various additives such as mold release agents such as metal salts or paraffin; antioxidants such as bismuth oxide hydrate may be appropriately blended. Further, if necessary, the inorganic filler may be used after being surface-treated with a coupling agent, an epoxy resin or a phenol resin. As a surface treatment method, a method of removing the solvent after mixing with a solvent, There is a method of adding directly to an inorganic filler and processing using a mixer.
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分及びその他の添加剤等を、ミキサー等を用いて混合したもの、更にその後、加熱ニーダ、熱ロール、押し出し機等の混練機を用いて加熱混練し、続いて冷却、粉砕したものなど、必要に応じて適宜分散度や流動性等を調整したものを用いることができる。 The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is obtained by mixing the components (A) to (D) and other additives using a mixer or the like, and then heating kneader, heat roll, extruder, etc. A kneading machine that is heated and kneaded, followed by cooling and pulverization, and the like, which are appropriately adjusted in degree of dispersion and fluidity, can be used.
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよい。 In order to encapsulate a semiconductor element using the epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention and produce a semiconductor device, it may be cured by a conventional molding method such as transfer molding, compression molding, or injection molding. .
本発明で封止を行う半導体素子としては、特に限定されるものではなく、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられる。
本発明の半導体装置の形態としては、特に限定されないが、例えば、デュアル・インライン・パッケージ（ＤＩＰ）、プラスチック・リード付きチップ・キャリヤ（ＰＬＣＣ）、クワッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、スモール・アウトライン・パッケージ（ＳＯＰ）、スモール・アウトライン・Ｊリード・パッケージ（ＳＯＪ）、薄型スモール・アウトライン・パッケージ（ＴＳＯＰ）、薄型クワッド・フラット・パッケージ（ＴＱＦＰ）、テープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）、チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）等が挙げられる。
上記トランスファーモールドなどの成形方法で封止された半導体装置は、そのまま、或いは８０℃から２００℃程度の温度で、１０分から１０時間程度の時間をかけて完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。
The semiconductor element that performs sealing in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include an integrated circuit, a large-scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode, and a solid-state imaging element.
The form of the semiconductor device of the present invention is not particularly limited. For example, the dual in-line package (DIP), the plastic lead chip carrier (PLCC), the quad flat package (QFP), the small outline, and the like. Package (SOP), Small Outline J Lead Package (SOJ), Thin Small Outline Package (TSOP), Thin Quad Flat Package (TQFP), Tape Carrier Package (TCP), Ball Grid Examples include an array (BGA), a chip size package (CSP), and the like.
A semiconductor device sealed by a molding method such as the above transfer mold is mounted on an electronic device or the like as it is or after being completely cured at a temperature of about 80 ° C. to 200 ° C. for about 10 minutes to 10 hours. Is done.
図１は、本発明に係るエポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。ダイパッド３上に、ダイボンド材硬化体２を介して半導体素子１が固定されている。半導体素子１の電極パッドとリードフレーム５との間は金線４によって接続されている。半導体素子１は、封止用樹脂組成物の硬化体６によって封止されている。
FIG. 1 is a view showing a cross-sectional structure of an example of a semiconductor device using the epoxy resin composition according to the present invention. The semiconductor element 1 is fixed on the
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は重量部とする。
実施例１
エポキシ樹脂１：下記式（３）で表されるエポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＮＣ３０００Ｐ。エポキシ当量２７４、軟化点５８℃。下記式（３）において、ｎ３の平均値３．８。） ８．００重量部
Example 1
Epoxy resin 1: Epoxy resin represented by the following formula (3) (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., NC3000P. Epoxy equivalent 274, softening point 58 ° C. In the following formula (3), the average value of n3 is 3.8. ) 8.00 parts by weight
フェノール樹脂系硬化剤１：下記式（４）で表されるエポキシ樹脂（明和化成（株）製、ＭＥＨ−７８５１ＳＳ。水酸基当量２０３、軟化点１０７℃。下記式（４）において、ｎ４の平均値は３．５。） ５．４０重量部
オルガノポリシロキサンＣ１：下記式（５）で表されるオルガノポリシロキサン（ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下８０℃で反応させることで得た。下記式（５）においてｎ５の平均値は１８．０。） ０．２０重量部
オルガノポリシロキサンＤ１：下記式（６）で表されるオルガノポリシロキサン（東レダウ（株）製、ＢＹ１６−７５０） ０．２０重量部
０．２０重量部
溶融球状シリカ（平均粒径２１μｍ） ８５．００重量部
カップリング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン） ０．４０重量部
カーボンブラック ０．４０重量部
カルナバワックス ０．２０重量部
を混合し、熱ロールを用いて、９５℃で８分間溶融混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を、以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
Organopolysiloxane D1: Organopolysiloxane represented by the following formula (6) (manufactured by Toray Dow Co., Ltd., BY16-750) 0.20 part by weight
0.20 parts by weight Fused spherical silica (average particle size 21 μm) 85.00 parts by weight Coupling agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) 0.40 parts by weight Carbon black 0.40 parts by weight Carnauba wax 0.20 Part by weight was mixed, melted and kneaded at 95 ° C. for 8 minutes using a hot roll, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition. The obtained epoxy resin composition was evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.
評価方法
スパイラルフロー：低圧トランスファー成形機（コータキ精機株式会社製、ＫＴＳ−１５）を用いて、ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用金型に、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰa、硬化時間１２０秒の条件でエポキシ樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。単位はｃｍ。判定基準は７０ｃｍ未満を不合格、７０ｃｍ以上を合格とした。
Evaluation method: Spiral flow: Using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15, manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66, a mold temperature of 175 ° C. and an injection pressure of 6. The epoxy resin composition was injected under the conditions of 9 MPa and a curing time of 120 seconds, and the flow length was measured. The unit is cm. The criteria for the evaluation were less than 70 cm, and 70 cm or more.
連続成形性：低圧トランスファー自動成形機（第一精巧製、ＧＰ−ＥＬＦ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力９．８ＭＰａ、硬化時間７０秒の条件で、エポキシ樹脂組成物によりシリコンチップ等を封止して８０ピン・クワッド・フラット・パッケージ（８０ｐＱＦＰ；Ｃｕ製リードフレーム、パッケージ外寸：１４ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ厚、パッドサイズ：６．５ｍｍ×６．５ｍｍ、チップサイズ６．０ｍｍ×６．０ｍｍ×０．３５ｍｍ厚）を得る成形を、連続で７００ショットまで行なった。判定基準は未充填等全く問題なく７００ショットまで連続成形できたものを◎、未充填等全く問題なく５００ショットまで連続成形できたものを○、それ以外を×とした。 Continuous moldability: Silicon chip using epoxy resin composition under conditions of mold temperature of 175 ° C, injection pressure of 9.8 MPa, curing time of 70 seconds using low pressure transfer automatic molding machine (Daiichi Seisaku, GP-ELF) 80-pin quad flat package (80pQFP; Cu lead frame, package outer dimensions: 14mm x 20mm x 2mm thickness, pad size: 6.5mm x 6.5mm, chip size 6.0mm x 6.0 mm × 0.35 mm thickness) was continuously performed up to 700 shots. Judgment criteria were ◎ for those that could be continuously molded up to 700 shots without any problems such as unfilled, ◯ for those that could be continuously molded up to 500 shots without any problems such as unfilled, and x otherwise.
パッケージ外観及び金型汚れ性：上記連続成形性の評価において、３００、５００及び７００ショット成形後のパッケージ表面及び金型表面について、目視で汚れを評価した。パッケージ外観判断及び金型汚れ基準は、７００ショットまで汚れていないものを◎で、５００ショットまで汚れていないものを○で、３００ショットまで汚れていないものを△で、汚れているものを×で表す。また、上記連続成形性において、３００ショットまで連続成形できなかったものについては、連続成形を断念した時点でのパッケージ外観及び金型汚れ状況で判断し、汚れていないものを△で、汚れているものを×とした。 Package appearance and mold stain resistance: In the evaluation of the continuous moldability, the package surface and mold surface after 300, 500 and 700 shot molding were visually evaluated for stain. The package appearance judgment and mold contamination criteria are ◎ for those that are not dirty up to 700 shots, ◯ for those that are not dirty up to 500 shots, △ that are not dirty up to 300 shots, and × that are dirty. To express. In addition, in the above-described continuous formability, those that could not be continuously formed up to 300 shots were judged by the package appearance and the mold contamination status at the time when continuous molding was abandoned. The thing was made into x.
耐半田性：上記連続成形性の評価において成形したパッケージを、１７５℃、８時間加熱処理を行って後硬化し、次いで８５℃、相対湿度６０％で１６８時間加湿処理後、２６０℃の半田槽にパッケージを１０秒間浸漬した。半田に浸漬させたパッケージ２０個の半導体素子とエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面の密着状態を、超音波探傷装置（日立建機ファインテック社製 ｍｉ−ｓｃｏｐｅ １０）により観察し、剥離発生率［（剥離発生パッケージ数）／（全パッケージ数）×１００］を算出した。耐半田性の判断基準は、剥離が発生しなかったものは◎、剥離発生率が５％以上、１０％未満のものは○、１０％以上、２０％未満のものは△、２０％以上のものは×とした。 Solder resistance: A package molded in the above-described evaluation of continuous formability is subjected to post-curing by heat treatment at 175 ° C. for 8 hours, and then humidified for 168 hours at 85 ° C. and 60% relative humidity, and then a solder bath at 260 ° C. The package was immersed for 10 seconds. The adhesion state of the interface between the 20 semiconductor elements immersed in the solder and the cured epoxy resin composition is observed with an ultrasonic flaw detector (mi-scope 10 manufactured by Hitachi Construction Machinery Finetech Co., Ltd.), and peeling occurs. The rate [(number of peeled packages) / (total number of packages) × 100] was calculated. The judgment criteria for solder resistance are ◎ for those where no peeling occurred, ◯ for peeling occurrence rates of 5% or more and less than 10%, ◯ for 10% or more, less than 20%, △, or 20% or more. The thing was set as x.
実施例２〜８、比較例１〜５
表１及び２の配合に従い、実施例１と同様にしてエポキシ樹脂組成物を得て、実施例１と同様にして評価した。結果を表１及び２に示す。
実施例１以外で用いた原材料を以下に示す。
エポキシ樹脂２：ビフェニル型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、ＹＸ−４０００。エポキシ当量１９０ｇ／ｅｑ、融点１０５℃。）
エポキシ樹脂３：オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）製、ＥＯＣＮ−１０２０ ６２。エポキシ当量２００ｇ／ｅｑ、軟化点６２℃。）
フェノール樹脂系硬化剤２：パラキシリレン変性ノボラック型フェノール樹脂（三井化学（株）製、ＸＬＣ−４Ｌ。水酸基当量１６８ｇ／ｅｑ、軟化点６２℃。）
Examples 2-8, Comparative Examples 1-5
According to the composition of Tables 1 and 2, an epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 1 and 2.
The raw materials used other than Example 1 are shown below.
Epoxy resin 2: biphenyl type epoxy resin (YX-4000, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 190 g / eq, melting point 105 ° C.)
Epoxy resin 3: Orthocresol novolak type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-1020 62. Epoxy equivalent 200 g / eq, softening point 62 ° C.)
Phenol resin-based curing agent 2: paraxylylene-modified novolak-type phenol resin (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., XLC-4L. Hydroxyl equivalent 168 g / eq, softening point 62 ° C.)
オルガノポリシロキサンＣ２：下記式（７）で表されるオルガノポリシロキサン（ポリカプロラクトンとオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下８０℃で反応させることで得た。下記式（７）においてｎ７の平均値は１８．０。）
オルガノポリシロキサンＤ２：下記式（８）で表されるオルガノポリシロキサン（ウンデシレン酸とオルガノポリシロキサンを混合し、白金触媒下８０℃で反応させることで得た。下記式（８）においてｎ８の平均値は７．０。）
反応生成物Ａ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製、ＹＬ−６８１０、エポキシ当量１７０ｇ／ｅｑ、融点４７℃）６６．１重量部を１４０℃で加温溶融し、オルガノポリシロキサンＤ１を３３．１重量部及びトリフェニルホスフィン０．８重量部を添加して、３０分間溶融混合して反応生成物Ａを得た。 Reaction product A: 66.1 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin, YL-6810, epoxy equivalent 170 g / eq, melting point 47 ° C.) at 140 ° C. is heated and melted to obtain 33 organopolysiloxane D1. Then, 1 part by weight and 0.8 part by weight of triphenylphosphine were added and melt-mixed for 30 minutes to obtain a reaction product A.
オルガノポリシロキサン１：下記式（９）で表されるオルガノポリシロキサン（東レダウコーニング製、Ｌ−４５。下記式（９）においてｎ９の平均値は１８．０。）
実施例１〜８は、（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、並びに（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）をともに含むものであり、（Ｃ）成分の配合量や種類を変えたもの、（Ｄ）成分の配合量や種類を変えたもの、或いは、樹脂の種類や無機質充填材の配合量を変えたものを含むものであるが、いずれにおいても、流動性（スパイラルフロー）、連続成形性、パッケージ外観、金型汚れ性、耐半田性の全てに亘ってバランスがとれた、良好な結果が得られた。 In Examples 1 to 8, (C) organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and / or reaction product (c2) of an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy resin, and (D) It contains both an organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group and / or a reaction product (d2) of an epoxy resin with an organopolysiloxane (d1) having a carboxyl group, and component (C) Including those in which the amount and type of component (D) are changed, those in which the amount and type of component (D) are changed, and those in which the type of resin and the amount of inorganic filler are changed are included. Good results (balanced in all aspects) (spiral flow), continuous formability, package appearance, mold contamination, and solder resistance Obtained.
一方、比較例１は（Ｄ）成分を用いていないものであるが、離型性が不充分なため、連続成形性が低下する結果となった。
また、比較例２は（Ｃ）成分を用いていないものであるが、（Ｄ）成分の分散が不充分となり、パッケージ表面の外観が悪化し、金型キャビティが汚れる結果となった。
また、比較例３は（Ｄ）成分の代わりにポリカプロラクトン基及びカルボキシル基を有さないオルガノポリシロキサン１を用いたものであるが、充分な離型性が得られず、連続成形性が劣る結果となった。
また、比較例４は（Ｃ）成分の代わりに、ポリカプロラクトン基及びカルボキシル基を有さないオルガノポリシロキサン１を用いたものであるが、（Ｄ）成分の分散が不充分となり、パッケージ表面の外観が悪化し、金型キャビティが汚れる結果となった。
比較例５は、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分をともに用いていないものであるが、離型性が不充分なため、連続成形性が劣る結果となった。
On the other hand, Comparative Example 1 did not use the component (D), but due to insufficient releasability, continuous moldability was reduced.
In Comparative Example 2, the component (C) was not used, but the component (D) was not sufficiently dispersed, the appearance of the package surface was deteriorated, and the mold cavity was soiled.
In Comparative Example 3, organopolysiloxane 1 having no polycaprolactone group and carboxyl group is used in place of the component (D), but sufficient releasability cannot be obtained and continuous moldability is poor. As a result.
In Comparative Example 4, organopolysiloxane 1 having no polycaprolactone group and carboxyl group is used in place of the component (C). However, the dispersion of the component (D) becomes insufficient, and the package surface The appearance deteriorated and the mold cavity became dirty.
In Comparative Example 5, both the component (C) and the component (D) were not used, but the releasability was insufficient, resulting in poor continuous moldability.
本発明に従うと、半導体装置実装時において優れた半田耐熱性を示すとともに、半導体素子の封止成形時における離型性、連続成形性、樹脂硬化物表面の外観、金型汚れ性等とのバランスに優れる封止用エポキシ樹脂組成物が得られるため、工業的な樹脂封止型半導体装置、特に表面実装用の樹脂封止型半導体装置の製造に好適に用いることができる。 According to the present invention, it exhibits excellent solder heat resistance when mounted on a semiconductor device, and is balanced with mold release properties, continuous moldability, appearance of a cured resin surface, mold contamination, etc., when sealing a semiconductor element. Therefore, it can be suitably used for manufacturing an industrial resin-sealed semiconductor device, particularly a resin-sealed semiconductor device for surface mounting.
１ 半導体素子
２ ダイボンド材硬化体
３ ダイパッド
４ 金線
５ リードフレーム
６ 半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
（Ｂ）フェノール樹脂系硬化剤、
（Ｃ）ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）、及び／又は、ポリカプロラクトン基を有するオルガノポリシロキサン（ｃ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｃ２）、
並びに
（Ｄ）カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）、及び／又は、カルボキシル基を有するオルガノポリシロキサン（ｄ１）とエポキシ樹脂との反応生成物（ｄ２）
を含むことを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (A) epoxy resin,
(B) a phenolic resin-based curing agent,
(C) an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and / or a reaction product (c2) of an organopolysiloxane (c1) having a polycaprolactone group and an epoxy resin,
And (D) an organopolysiloxane having a carboxyl group (d1) and / or a reaction product of an organopolysiloxane having a carboxyl group (d1) and an epoxy resin (d2)
An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising:
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