JP2009007405A - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009007405A JP2009007405A JP2007167684A JP2007167684A JP2009007405A JP 2009007405 A JP2009007405 A JP 2009007405A JP 2007167684 A JP2007167684 A JP 2007167684A JP 2007167684 A JP2007167684 A JP 2007167684A JP 2009007405 A JP2009007405 A JP 2009007405A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- semiconductor
- dimethyl disulfide
- silane coupling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造において、半導体素子の封止に好適に用いられるエポキシ樹脂組成物、及びそれを用いて得られる半導体装置に関する。 The present invention relates to an epoxy resin composition suitably used for sealing a semiconductor element in the manufacture of a semiconductor device, and a semiconductor device obtained using the same.
近年、電子機器の小型化、薄型化に伴い、プリント基板等に実装される半導体装置は、はんだリフローによる表面実装法を用いて高密度実装される、いわゆる表面実装型パッケージが主流となりつつある。前記表面実装型パッケージは、半導体素子等をエポキシ樹脂組成物からなる封止材で封止することにより形成される。 2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices have become smaller and thinner, so-called surface mount packages, which are mounted with high density using a surface mount method by solder reflow, are becoming mainstream for semiconductor devices mounted on printed boards and the like. The surface-mount package is formed by sealing a semiconductor element or the like with a sealing material made of an epoxy resin composition.
エポキシ樹脂組成物からなる封止材で封止された表面実装型パッケージにおいては、封止材が空気中の水分を吸湿する。そして、表面実装工程におけるはんだリフローの際に、表面実装型パッケージが、直接はんだ温度にさらされるので、吸湿した水分が高温条件下で気化膨張する。この吸湿した水分の気化膨張により、表面実装型パッケージにクラックを生じさせたり、半導体素子やリードフレーム等との間で剥離を生じさせるという問題があった。 In a surface mount package sealed with a sealing material made of an epoxy resin composition, the sealing material absorbs moisture in the air. Then, during the solder reflow in the surface mounting process, the surface mounting type package is directly exposed to the solder temperature, so that the moisture absorbed is vaporized and expanded under a high temperature condition. Due to the vaporization and expansion of the moisture that has been absorbed, there has been a problem in that a crack is generated in the surface mount type package and peeling is caused between the semiconductor element and the lead frame.
上記問題を解決する方法としては、例えば、無機充填材を高い割合で含有する、無機充填材を高充填化したエポキシ樹脂組成物を封止材として用いることが提案されている。しかしながら、無機充填材を高充填化したエポキシ樹脂組成物は、封止成形の際の流動性が低く、得られる成形体の薄肉部に未充填部分を生じたり、成形体内部にボイドが生じたりするという未充填部分が発生するという問題があった。そして、前記未充填部分は、半導体素子と封止材との剥離の原因になったり、はんだリフローの高温条件下においてボイド内に存在する空気や水分等が膨張することによるクラック発生の原因になっていた。 As a method for solving the above problem, for example, it is proposed to use, as a sealing material, an epoxy resin composition containing an inorganic filler in a high ratio and highly filled with an inorganic filler. However, the epoxy resin composition with a highly filled inorganic filler has low fluidity at the time of sealing molding, and an unfilled portion is generated in the thin portion of the obtained molded body, or a void is generated inside the molded body. There was a problem that an unfilled portion was generated. The unfilled portion causes peeling between the semiconductor element and the sealing material, and causes cracking due to expansion of air, moisture, etc. present in the void under high temperature conditions of solder reflow. It was.
また、上記問題を解決する別の方法としては、例えば、特許文献１には、ジスルフィド系化合物を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を封止材として用いて、樹脂組成物の硬化物とリードフレームとの密着性を向上させることにより、吸湿後の半田処理においてリードフレームとの剥離が発生しない、信頼性に優れた技術が開示されている。
しかしながら、特許文献１に開示された、ジスルフィド系化合物を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、吸湿後の半田処理においてリードフレームとの剥離は抑制するものの、耐リフロークラック性が充分ではなかった。 However, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing a disulfide compound disclosed in Patent Document 1 suppresses peeling from the lead frame during solder treatment after moisture absorption, but has insufficient reflow crack resistance. It was.
特に、近年、半導体装置における回路の高密度化に伴い、半導体装置に内蔵される端子間のピッチや搭載される半導体素子間のギャップはますます狭くなり、その形状も複雑化しているために、前記未充填部分やボイドが従来の半導体装置等に比べて、より発生しやすくなっている。 In particular, with the recent increase in circuit density in semiconductor devices, the pitch between terminals built in semiconductor devices and the gap between mounted semiconductor elements have become increasingly narrower, and the shape has become more complex. The unfilled portions and voids are more likely to occur compared to conventional semiconductor devices and the like.
一方、近年、リフローはんだとしては環境負荷の低い、鉛フリーはんだが用いられてきている。鉛フリーはんだは、鉛含有はんだに比べて融点が高いために、はんだリフローの温度が、鉛含有はんだに比べて１０〜３０℃程度も高く設定される。従って、このような、従来よりも高い温度で行われるはんだリフロー工程においては、クラック等がさらに生じやすくなっている。 On the other hand, in recent years, lead-free solder having a low environmental load has been used as reflow solder. Since lead-free solder has a higher melting point than lead-containing solder, the temperature of solder reflow is set as high as about 10 to 30 ° C. compared to lead-containing solder. Therefore, in such a solder reflow process performed at a higher temperature than conventional, cracks and the like are more likely to occur.
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑み、半導体素子の封止に用いられるエポキシ樹脂組成物であって、はんだリフロー工程において生じるクラックの発生を抑制することができる半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いて得られる半導体装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the prior art, the present invention is an epoxy resin composition used for sealing a semiconductor element, and can suppress generation of cracks that occur in a solder reflow process. It is an object to provide an object and a semiconductor device obtained by using the object.
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、無機充填材、シランカップリング剤、及びジメチルジスルフィドを含有することを特徴とする。 The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is characterized by containing an epoxy resin, a phenol resin, an inorganic filler, a silane coupling agent, and dimethyl disulfide.
本発明のエポキシ樹脂組成物においては、上記構成、特にジメチルジスルフィドを含有することにより、封止成形の際の高い充填性を維持でき、さらに、樹脂組成物の硬化物と半導体素子やリードフレーム等との密着性を向上させることができる。その結果として、はんだリフローの際に半導体装置に発生するクラックの発生を低減させることができる。 In the epoxy resin composition of the present invention, by containing the above-described structure, particularly dimethyl disulfide, it is possible to maintain a high filling property at the time of sealing molding, and further, a cured product of the resin composition, a semiconductor element, a lead frame, etc. Adhesiveness can be improved. As a result, it is possible to reduce the occurrence of cracks that occur in the semiconductor device during solder reflow.
また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、前記ジメチルジスルフィドの含有割合が、０．１〜１質量％であることが、樹脂組成物の硬化物と半導体素子やリードフレーム等との密着性をより向上させる点で好ましい。 Moreover, in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, the content ratio of the dimethyl disulfide is 0.1 to 1% by mass between the cured product of the resin composition and a semiconductor element, a lead frame, or the like. It is preferable at the point which improves adhesiveness more.
また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に含有されるシランカップリング剤が、グリシドキシシランであることが好ましい。このようなシランカップリング剤を含有させることにより、高い充填性を維持しつつ、樹脂組成物の硬化物と半導体素子等との密着性をより高めることができる。 Moreover, it is preferable that the silane coupling agent contained in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is glycidoxysilane. By including such a silane coupling agent, it is possible to further improve the adhesion between the cured product of the resin composition and the semiconductor element while maintaining high filling properties.
また、本発明の半導体装置は、前記半導体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止成形して形成されることを特徴とする。このような半導体装置は、はんだリフローによる表面実装の際にクラックが生じにくいものである。 The semiconductor device of the present invention is formed by sealing and molding a semiconductor element with the above-described epoxy resin composition for sealing a semiconductor. Such a semiconductor device is less prone to crack during surface mounting by solder reflow.
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体素子を封止する際の充填性に優れており、また、半導体素子との密着性が高いものである。従って、ハンダリフローの際にパッケージクラックが発生しにくい半導体装置を得ることができる。 The epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention has excellent filling properties when encapsulating a semiconductor element, and has high adhesion to the semiconductor element. Therefore, it is possible to obtain a semiconductor device in which package cracks are unlikely to occur during solder reflow.
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、無機充填材、シランカップリング剤、及びジメチルジスルフィドを含有することを特徴とするものである。 The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention comprises an epoxy resin, a phenol resin, an inorganic filler, a silane coupling agent, and dimethyl disulfide.
本発明で用いられるエポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を特に限定なく用いることができる。具体的には、例えば、ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂である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、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、及びブロム含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。 As the epoxy resin used in the present invention, a known epoxy resin can be used without any particular limitation. Specifically, for example, a biphenyl type epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, a cresol novolac type epoxy resin, a bisphenol type epoxy resin, a stilbene type epoxy resin, a triphenolmethane type epoxy resin, a phenol which is an epoxy resin having a biphenyl skeleton. Examples include aralkyl type epoxy resins, naphthol type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, and bromine-containing epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, a biphenyl type epoxy resin is preferable.
前記エポキシ樹脂のエポキシ当量としては、１５０〜２２０ｇ／ｅｑであることが好ましい。 The epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 150 to 220 g / eq.
本発明のエポキシ樹脂組成物におけるエポキシ樹脂の含有割合は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全量に対して、４〜９質量％であることが好ましい。 Although the content rate of the epoxy resin in the epoxy resin composition of this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 4-9 mass% with respect to the epoxy resin composition whole quantity.
本発明で用いられるフェノール樹脂は、前記エポキシ樹脂に対する硬化剤であり、公知のフェノール樹脂を特に限定なく用いることができる。具体的には、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等の各種多価フェノール化合物あるいはナフトール化合物等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、フェノールアラルキル樹脂が好ましい。 The phenol resin used in the present invention is a curing agent for the epoxy resin, and a known phenol resin can be used without any particular limitation. Specific examples include various polyphenol compounds such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, phenol aralkyl resin, and naphthol aralkyl resin, or naphthol compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, a phenol aralkyl resin is preferable.
前記フェノール樹脂の水酸基当量としては、１００〜２２０ｇ／ｅｑであることが好ましい。 The hydroxyl equivalent of the phenol resin is preferably 100 to 220 g / eq.
本発明のエポキシ樹脂組成物に配合されるフェノール樹脂の割合は、特に限定されないが、全エポキシ樹脂に対する配合割合で、全エポキシ樹脂／全フェノール樹脂（当量比）＝０．５〜１．５、好ましくは０．８〜１．２であることが好ましい。このような配合割合で配合した場合には、充分に樹脂成分を硬化させることができる。 Although the ratio of the phenol resin blended in the epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited, it is a blend ratio with respect to the total epoxy resin, and the total epoxy resin / total phenol resin (equivalent ratio) = 0.5 to 1.5, Preferably it is 0.8-1.2. When blended at such a blending ratio, the resin component can be sufficiently cured.
なお、本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化反応を促進させるために、硬化促進剤を含有することが好ましい。硬化促進剤としては、エポキシ樹脂とフェノール樹脂との硬化反応を促進することができるものであれば、特に限定なく用いることができる。具体的には、例えば、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリメチルホスフィン等の有機ホスフィン化合物、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、ベンジルジメチルアミン等の三級アミン類、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類等が挙げられる。 The epoxy resin composition of the present invention preferably contains a curing accelerator in order to accelerate the curing reaction. Any curing accelerator can be used without particular limitation as long as it can accelerate the curing reaction between the epoxy resin and the phenol resin. Specifically, for example, organic phosphine compounds such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphine, tributylphosphine, trimethylphosphine, 1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-7, triethylenediamine And tertiary amines such as benzyldimethylamine, and imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole and 2-phenylimidazole.
前記硬化促進剤は、全樹脂成分（エポキシ樹脂とフェノール樹脂との合計量）に対して、１．５〜３．５質量％配合するのが好ましい。硬化促進剤の配合割合が、前記範囲の場合には、成形時の樹脂の流動性を充分維持しながら、硬化促進効果を充分に高めることができる。 The curing accelerator is preferably blended in an amount of 1.5 to 3.5% by mass with respect to all resin components (total amount of epoxy resin and phenol resin). When the blending ratio of the curing accelerator is within the above range, the curing accelerating effect can be sufficiently enhanced while sufficiently maintaining the fluidity of the resin during molding.
本発明で用いられる無機充填材としては、公知の無機充填材を特に限定なく用いることができる。具体的には、例えば、溶融シリカや結晶シリカ等のシリカ、アルミナ、窒化珪素等の従来からエポキシ樹脂組成物の無機充填材として用いられているものが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、シリカが好ましい。 As the inorganic filler used in the present invention, a known inorganic filler can be used without any particular limitation. Specifically, what is conventionally used as an inorganic filler of an epoxy resin composition, such as silica, such as a fused silica and a crystalline silica, an alumina, and silicon nitride, is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silica is preferable.
前記無機充填材を含有することにより、エポキシ樹脂組成物の熱膨張率を低減させるとともに、吸湿性を低減できる。その結果、はんだリフローの際のクラックの発生をさらに抑制することができる。 By containing the inorganic filler, the coefficient of thermal expansion of the epoxy resin composition can be reduced and the hygroscopicity can be reduced. As a result, the occurrence of cracks during solder reflow can be further suppressed.
前記無機充填材の含有割合は、エポキシ樹脂組成物の全体量に対して８５〜９１質量％であることが好ましい。前記含有割合がエポキシ樹脂組成物の全体量に対して多すぎる場合には、樹脂の成形流動性が低下し、パッケージの未充填箇所が生じやすくなり、また、エポキシ樹脂組成物の粘度が増大して封止材料中に空気の混入が生じやすい。そのため内部にボイド等が生じてはんだリフロー時にパッケージにクラックが発生しやすくなる傾向がある。また、前記配合割合が少なすぎる場合には、エポキシ樹脂組成物の吸湿性を充分に低下させることができず、はんだリフロー時にパッケージにクラックが発生しやすくなる傾向がある。 It is preferable that the content rate of the said inorganic filler is 85-91 mass% with respect to the whole quantity of an epoxy resin composition. When the content ratio is too large with respect to the total amount of the epoxy resin composition, the molding fluidity of the resin is lowered, unfilled portions of the package are easily generated, and the viscosity of the epoxy resin composition is increased. Therefore, air is easily mixed in the sealing material. For this reason, voids or the like are generated inside, and the package tends to be easily cracked during solder reflow. Moreover, when there are too few said mixture ratios, the hygroscopic property of an epoxy resin composition cannot fully be reduced, and there exists a tendency for a crack to generate | occur | produce in a package at the time of solder reflow.
本発明で用いられるシランカップリング剤としては、公知のシランカップリング剤を特に限定なく用いることができる。具体的には、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランやγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のグリシドキシシラン、γ―アミノプロピルトリエトキシシランやＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、グリシドキシシランが好ましく、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが特に好ましい。 As the silane coupling agent used in the present invention, a known silane coupling agent can be used without any particular limitation. Specifically, for example, glycidoxy silane such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane and N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane. Examples include aminosilanes such as methoxysilane and mercaptosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, glycidoxysilane is preferable, and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane is particularly preferable.
前記シランカップリング剤を含有することにより、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体素子等との密着性をより高めることができる。その結果、はんだリフローの際のクラックの発生をさらに抑制することができる。 By containing the silane coupling agent, the adhesion between the cured product of the epoxy resin composition and the semiconductor element can be further increased. As a result, the occurrence of cracks during solder reflow can be further suppressed.
前記シランカップリング剤の含有割合は、エポキシ樹脂組成物の全体量に対して、０．３〜０．７質量％であることが好ましい。前記含有割合がエポキシ樹脂組成物の全体量に対して多すぎる場合には、無機充填材（フィラー）の凝集物が発生しやすく、エポキシ樹脂組成物の粘度が低くなったり、シランカップリング剤を含有しない場合より、耐リフロークラック性が悪化する傾向がある。また、前記配合割合が少なすぎる場合には、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体素子等との密着性を充分に高めることができず、はんだリフロー時にパッケージにクラックが発生しやすくなる傾向がある。 It is preferable that the content rate of the said silane coupling agent is 0.3-0.7 mass% with respect to the whole quantity of an epoxy resin composition. When the content ratio is too large with respect to the total amount of the epoxy resin composition, aggregates of inorganic fillers (fillers) are likely to be generated, the viscosity of the epoxy resin composition becomes low, or a silane coupling agent is added. The reflow crack resistance tends to be worse than when it is not contained. Moreover, when the said mixture ratio is too small, the adhesiveness of the hardened | cured material of an epoxy resin composition, a semiconductor element, etc. cannot fully be improved, but there exists a tendency for a crack to generate | occur | produce easily at the time of solder reflow. .
本発明で用いるジメチルジスルフィドは、成形時の樹脂の流動性を充分維持しながら、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体素子等との密着性を高めることができる。その結果、半導体素子を封止する際の充填性に高め、はんだリフローの際のクラックの発生を抑制することができる。 The dimethyl disulfide used in the present invention can enhance the adhesion between the cured product of the epoxy resin composition and the semiconductor element, etc. while sufficiently maintaining the fluidity of the resin during molding. As a result, it is possible to improve the filling property when sealing the semiconductor element and to suppress the occurrence of cracks during the solder reflow.
前記ジメチルジスルフィドの含有割合は、０．１〜１質量％であることが好ましい。前記含有割合が０．１質量未満であると、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体素子等との密着性を充分に高めることができず、はんだリフロー時にパッケージにクラックが発生しやすくなる。また、前記含有割合が１質量％を超えると、樹脂の成形流動性が低下し、パッケージの未充填箇所が生じやすくなり、また、エポキシ樹脂組成物の粘度が増大して封止材料中に空気の混入が生じやすい。そのため内部にボイド等が生じてはんだリフロー時にパッケージにクラックが発生しやすくなる。 It is preferable that the content rate of the said dimethyl disulfide is 0.1-1 mass%. When the content is less than 0.1 mass, the adhesion between the cured product of the epoxy resin composition and the semiconductor element cannot be sufficiently increased, and cracks are likely to occur in the package during solder reflow. On the other hand, if the content exceeds 1% by mass, the molding fluidity of the resin is lowered, and the unfilled portion of the package is likely to occur, and the viscosity of the epoxy resin composition is increased and air is contained in the sealing material. Is likely to occur. For this reason, voids or the like are generated inside, and cracks are likely to occur in the package during solder reflow.
また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、上記以外の成分として、本発明の目的とする所望の特性を阻害しない範囲で従来公知の添加剤、例えば離型剤、着色剤、シリコーン可とう剤、難燃剤、難燃助剤、流動改質剤、及び滑剤等を必要に応じて添加してもよい。 In addition, the epoxy resin composition of the present invention contains, as components other than those described above, conventionally known additives, for example, mold release agents, colorants, and silicone flexible agents, as long as they do not impair the desired characteristics of the present invention. A flame retardant, a flame retardant aid, a flow modifier, a lubricant and the like may be added as necessary.
前記離型剤としては、例えばカルナバワックス、ステアリン酸、モンタン酸、カルボシキル基含有ポリオレフィン等が好ましく用いられる。 As the mold release agent, for example, carnauba wax, stearic acid, montanic acid, carboxyl group-containing polyolefin and the like are preferably used.
前記着色剤としては、カーボンブラック等が好ましく用いられる。 As the colorant, carbon black or the like is preferably used.
前記シリコーン可とう剤としては、公知のシリコーン可とう剤を使用することができる。具体的には、例えば、シリコーンオイル、シリコーンゲル、シリコーンゴム及びシリコーンエラストマ等が挙げられる。シリコーン可とう剤を含有すると、充填性及び耐はんだリフロー性を向上させることができるため好ましい。 As the silicone flexible agent, a known silicone flexible agent can be used. Specific examples include silicone oil, silicone gel, silicone rubber, and silicone elastomer. The inclusion of a silicone flexible agent is preferable because the filling property and solder reflow resistance can be improved.
本発明のエポキシ樹脂組成物を調製するにあたっては、前記エポキシ樹脂、フェノール樹脂、無機充填材、シランカップリング剤、ジメチルジスルフィド及びその他の成分を所定の量配合し、ミキサーやブレンダーなどで均一に混合した後、ニーダーやロール等で加熱しながら混練する。そして、混練後に、冷却固化し、粉砕して粉状に形成してもよい。前記混練時の温度としては、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂等の組成にもよるが、８０〜１２０℃程度で溶融混練することが好ましい。 In preparing the epoxy resin composition of the present invention, the epoxy resin, phenol resin, inorganic filler, silane coupling agent, dimethyl disulfide and other components are blended in predetermined amounts and mixed uniformly with a mixer or blender. And kneading while heating with a kneader or roll. Then, after kneading, it may be cooled and solidified, and pulverized to form a powder. The temperature at the time of kneading depends on the composition of the epoxy resin and phenol resin, but is preferably melt-kneaded at about 80 to 120 ° C.
前記のようにして得られた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装置を製造するにあたっては、リードフレームや基板等に半導体素子を搭載した後、これを前記エポキシ樹脂組成物で封止する。この封止にはトランスファー成形（トランスファーモールド）等を採用することができ、半導体素子を搭載したリードフレームや基板等を金型内のキャビティに配置した後、キャビティに上記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を充填し、これを加熱して硬化させて封止を形成するものである。このトランスファー成形を採用した場合の金型の温度は１７０〜１８０℃、成形時間は３０〜１２０秒に設定することができるが、金型の温度や成形時間及びその他の成形条件は、従来の封止成形と同様に設定することができ、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の材料の種類や製造される半導体装置の種類によって適宜設定変更できる。 In manufacturing a semiconductor device using the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention obtained as described above, after mounting a semiconductor element on a lead frame, a substrate or the like, this is used as the epoxy resin composition. Seal with. For this sealing, transfer molding (transfer molding) or the like can be adopted. After placing a lead frame or a substrate mounted with a semiconductor element in a cavity in a mold, the above-described epoxy resin for semiconductor sealing is placed in the cavity. The composition is filled, and this is heated and cured to form a seal. When this transfer molding is adopted, the mold temperature can be set to 170 to 180 ° C., and the molding time can be set to 30 to 120 seconds. However, the mold temperature, molding time and other molding conditions are the same as those of the conventional sealing. The setting can be made in the same manner as that of the fixed molding, and the setting can be changed as appropriate depending on the type of material of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and the type of semiconductor device to be manufactured.
以下に、本発明を実施例により、さらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
表１に示すような配合割合（質量％）で、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、無機充填材、ジメチルジスルフィド、シランカップリング剤、カルナバワックス、カーボンブラック、硬化促進剤をブレンダーで３０分間混合し均一化した後、８０℃に加熱した２本ロールで溶融混練し、冷却後粉砕機で粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製した。 Mixing and homogenizing epoxy resin, phenol resin, inorganic filler, dimethyl disulfide, silane coupling agent, carnauba wax, carbon black, and curing accelerator for 30 minutes with blender as shown in Table 1 Then, the mixture was melt-kneaded with two rolls heated to 80 ° C., cooled and pulverized with a pulverizer to prepare an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
なお、実施例及び比較例においては次の原材料を用いた。
・エポキシ樹脂：ビフェニル型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製のＹＸ４０００Ｈ、エポキシ当量１９６ｇ／ｅｑ）
・フェノール樹脂：フェノールアラルキル樹脂（三井化学株式会社製のＸＬ−２２５、水酸基当量１７６ｇ／ｅｑ）
・無機充填材：シリカ（電気化学工業株式会社製のＦＢ８２０）
・ジメチルジスルフィド：和光純薬工業株式会社製
・ジプロピルジスルフィド：和光純薬工業株式会社製
・シランカップリング剤：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製のＫＢＭ４０３）
・カルナバワックス：大日化学株式会社製のＦ１−１００
・カーボンブラック：三菱化学株式会社製の４０Ｂ
・硬化促進剤：トリフェニルホスフィン（北興化学工業株式会社製）
In the examples and comparative examples, the following raw materials were used.
Epoxy resin: biphenyl type epoxy resin (YX4000H manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 196 g / eq)
-Phenol resin: Phenol aralkyl resin (XL-225 manufactured by Mitsui Chemicals, hydroxyl equivalent 176 g / eq)
Inorganic filler: Silica (FB820 manufactured by Electrochemical Industry Co., Ltd.)
Dimethyl disulfide: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Dipropyl disulfide: manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Silane coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM403 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Carnauba wax: F1-100 manufactured by Dainichi Chemical Co., Ltd.
・ Carbon black: 40B manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
・ Curing accelerator: Triphenylphosphine (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.)
上記のように調製した各組成物を用いて、以下に示す方法により評価を行った。
［スパイラルフロー流動性］
ＡＳＴＭ Ｄ３１２３に準じたスパイラルフロー測定金型を用いて、下記成形条件により流動距離（ｃｍ）を測定した。
（成形条件）
金型温度１７５℃、注入圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ２（６．９ＭＰａ）、成形時間９０秒間、後硬化１７５℃／６時間
［耐リフロークラック性］
Ｃｕリードフレームに８×９×０．４ｍｍのテスト用チップを銀ペーストにより搭載した外形寸法２８×２８×３．２ｍｍの１６０ｐｉｎＱＦＰ（Ｑuad Ｆlat Ｐackage）のパッケージを各エポキシ樹脂組成物を用いて上記成形条件でトランスファー成形することにより封止成形して各々１０個の評価用試料を作製した。
Using each composition prepared as described above, evaluation was performed by the following method.
[Spiral flow fluidity]
The flow distance (cm) was measured under the following molding conditions using a spiral flow measurement mold according to ASTM D3123.
(Molding condition)
Mold temperature 175 ° C., injection pressure 70 kgf / cm 2 (6.9 MPa), molding time 90 seconds, post-curing 175 ° C./6 hours [reflow crack resistance]
A 160-pin QFP (Quad Flat Package) package having an outer dimension of 28 × 28 × 3.2 mm, in which 8 × 9 × 0.4 mm test chips are mounted on a Cu lead frame with silver paste, is molded using the above epoxy resin compositions. Ten samples for evaluation were produced by sealing molding by transfer molding under conditions.
次に、前記評価用試料を温度８５℃、湿度８５％の条件で１６８時間吸湿させた後、ＩＲリフロー装置により、２４０℃、１０秒間の条件でハンダリフロー処理を行ない、パッケージクラックの有無を確認し、クラックが発生していたパッケージの数で評価した。 Next, after absorbing the sample for evaluation for 168 hours under the conditions of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%, solder reflow treatment is performed under the conditions of 240 ° C. for 10 seconds using an IR reflow device to check for the presence of package cracks. The number of packages in which cracks occurred was evaluated.
また、さらに７２時間、９６時間、１６８時間のそれぞれの時間で前記と同条件の吸湿処理をした後、その評価試料をさらにＩＲリフロー装置により２６０℃、１０秒間の条件でハンダリフロー処理を行ない、同様に、クラックが発生していたパッケージの数で評価した。 In addition, after performing moisture absorption treatment under the same conditions as described above for each of 72 hours, 96 hours, and 168 hours, the evaluation sample was further subjected to solder reflow treatment at 260 ° C. for 10 seconds using an IR reflow apparatus. Similarly, the number of packages in which cracks occurred was evaluated.
結果を表１に示す。 The results are shown in Table 1.
表１からわかるように、ジメチルジスルフィドを含有する実施例１〜４のエポキシ樹脂組成物は、ジメチルジスルフィドを含有しない比較例１、及びジメチルジスルフィドを含有せずにジプロピルジスルフィドを含有する比較例２のエポキシ樹脂組成物に比べて、耐リフロークラック性が優れている。 As can be seen from Table 1, the epoxy resin compositions of Examples 1 to 4 containing dimethyl disulfide were Comparative Example 1 containing no dimethyl disulfide and Comparative Example 2 containing dipropyl disulfide without containing dimethyl disulfide. Compared to the epoxy resin composition, the reflow crack resistance is excellent.
さらに、シランカップリング剤を含有する実施例１〜４のエポキシ樹脂組成物は、シランカップリング剤を含有しない比較例３に比べて、流動性及び耐リフロークラック性のいずれにおいても優れている。このことから、ジメチルジスルフィドとシランカップリング剤とを併用することによって、流動性及び耐リフロークラック性を向上させることができることがわかる。 Furthermore, the epoxy resin compositions of Examples 1 to 4 containing a silane coupling agent are superior in both fluidity and reflow crack resistance compared to Comparative Example 3 not containing a silane coupling agent. From this, it is understood that fluidity and reflow crack resistance can be improved by using dimethyl disulfide and a silane coupling agent in combination.
また、ジメチルジスルフィドの含有割合が０．１〜１質量％である実施例１〜３のエポキシ樹脂組成物は、ジメチルジスルフィドを１質量％を超えて含有する実施例４のエポキシ樹脂組成物に比べて、流動性及び耐リフロークラック性のいずれにおいても優れている。 Moreover, the epoxy resin composition of Examples 1-3 whose content rate of dimethyl disulfide is 0.1-1 mass% is compared with the epoxy resin composition of Example 4 which contains dimethyl disulfide exceeding 1 mass%. Both fluidity and reflow crack resistance are excellent.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007167684A JP4760785B2 (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007167684A JP4760785B2 (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009007405A true JP2009007405A (en) | 2009-01-15 |
| JP4760785B2 JP4760785B2 (en) | 2011-08-31 |
Family
ID=40322813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007167684A Expired - Fee Related JP4760785B2 (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4760785B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013060545A (en) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | Phenolic resin composition |
| JP2016164270A (en) * | 2016-04-04 | 2016-09-08 | 住友精化株式会社 | Phenolic resin composition |
| JP7128598B1 (en) * | 2021-08-04 | 2022-08-31 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin mixture, epoxy resin composition and cured product thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09208819A (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-12 | Mitsubishi Eng Plast Kk | Polycarbonate resin composition |
| JPH09227770A (en) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Mitsubishi Eng Plast Kk | Polycarbonate resin composition |
| JP2004285316A (en) * | 2002-12-18 | 2004-10-14 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition and semiconductor device |
| JP2005159225A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk | Forming method of insulating film, and manufacturing method of electronic device |
-
2007
- 2007-06-26 JP JP2007167684A patent/JP4760785B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09208819A (en) * | 1996-01-31 | 1997-08-12 | Mitsubishi Eng Plast Kk | Polycarbonate resin composition |
| JPH09227770A (en) * | 1996-02-23 | 1997-09-02 | Mitsubishi Eng Plast Kk | Polycarbonate resin composition |
| JP2004285316A (en) * | 2002-12-18 | 2004-10-14 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition and semiconductor device |
| JP2005159225A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-16 | Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk | Forming method of insulating film, and manufacturing method of electronic device |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013060545A (en) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | Phenolic resin composition |
| JP2016164270A (en) * | 2016-04-04 | 2016-09-08 | 住友精化株式会社 | Phenolic resin composition |
| JP7128598B1 (en) * | 2021-08-04 | 2022-08-31 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin mixture, epoxy resin composition and cured product thereof |
| WO2023013092A1 (en) * | 2021-08-04 | 2023-02-09 | 日本化薬株式会社 | Epoxy resin mixture, epoxy resin composition and cured product of same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4760785B2 (en) | 2011-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2006059542A1 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor devices | |
| JP2012224758A (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JPH05148411A (en) | Thermosetting resin composition and semiconductor device | |
| JP4760785B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device | |
| JP4622221B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JPH0597969A (en) | Thermosetting resin composition and semiconductor device | |
| JP4496740B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP4950010B2 (en) | Manufacturing method of epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and manufacturing method of semiconductor device | |
| JP3004463B2 (en) | Epoxy resin composition | |
| JP5226957B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device | |
| JP2008156403A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device | |
| JP3740988B2 (en) | Resin composition for sealing and semiconductor device | |
| JP2007314678A (en) | Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device | |
| JP2005179585A (en) | Epoxy resin composition for use in sealing semiconductor, and semiconductor device | |
| JP5102095B2 (en) | Semiconductor-encapsulated epoxy resin composition for compression molding and semiconductor device using the same | |
| JPH05148410A (en) | Thermosetting resin composition and semiconductor device | |
| JP2009173812A (en) | Epoxy resin composition for sealing and semiconductor device | |
| JP5055778B2 (en) | Epoxy resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device | |
| JP5442929B2 (en) | Epoxy resin composition for sealing and semiconductor device using the same | |
| JP2005154717A (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JPH05206330A (en) | Epoxy resin composition | |
| JP2009235164A (en) | Semiconductor sealing epoxy resin composition, and single side sealing type semiconductor device manufactured by sealing semiconductor device using the composition | |
| JP2006225464A (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2006176595A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor apparatus | |
| JP2004155841A (en) | Sealing resin composition, and semiconductor sealing device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090224 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110426 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110510 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110523 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4760785 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |