JP2011046866A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition and a semiconductor device having excellent soldering characteristics. <P>SOLUTION: The epoxy resin used for sealing a semiconductor includes: (A) an epoxy resin; (B) a curing agent; (C) an inorganic filler; and (D) an organic compound having a phenolic hydroxide group and carboxylic compound. Also, the semiconductor device is a cured product of the epoxy resin composition and seals a semiconductor element inside. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物及び半導体装置に関するものである。   The present invention relates to an epoxy resin composition and a semiconductor device.

IC、LSI等の半導体素子の封止方法として、エポキシ樹脂組成物のトランスファー成形が低コスト、大量生産に適しており、採用されて久しく、信頼性の点でもエポキシ樹脂や硬化剤であるフェノール樹脂の改良により特性の向上が図られてきた。しかし、近年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体素子の高集積化が年々進み、また半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求は益々厳しいものとなってきている。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では解決出来ない問題点も出てきている。   As a sealing method for semiconductor elements such as IC and LSI, transfer molding of an epoxy resin composition is suitable for mass production at low cost and has been adopted for a long time, and a phenol resin that is an epoxy resin or a curing agent in terms of reliability. Improvements have been made to improve the characteristics. However, due to the recent trend of downsizing, weight reduction, and higher performance of electronic devices, semiconductor devices have been increasingly integrated and the surface mounting of semiconductor devices has been promoted. The demand for resin compositions has become increasingly severe. For this reason, the problem which cannot be solved with the conventional epoxy resin composition has also come out.

その最大の問題点は、表面実装の採用により半導体装置が半田浸漬、あるいはリフロー工程で急激に200℃以上の高温にさらされ、吸湿した水分が爆発的に気化する際の応力により、半導体装置にクラックが発生し、半導体素子、リードフレーム、インナーリード上の各種メッキされた各接合部分とエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面で剥離が生じ信頼性が著しく低下する現象である。   The biggest problem is that the semiconductor device is exposed to a high temperature of 200 ° C. or higher in the solder dipping or reflow process due to the use of surface mounting, and the moisture when moisture absorbed explosively vaporizes the semiconductor device. This is a phenomenon in which cracks are generated and peeling occurs at the interface between various plated joint portions on the semiconductor element, lead frame, and inner lead and the cured product of the epoxy resin composition, and the reliability is significantly reduced.

半田処理による信頼性低下を改善するために、エポキシ樹脂組成物中の無機充填材の充填量を増加させることで低吸湿化、高強度化、低熱膨張化を達成し耐半田性を向上させるとともに、低溶融粘度の樹脂を使用して、成形時に低粘度で高流動性を維持させる手法が一般的となりつつある。   In order to improve reliability reduction due to solder processing, increase the amount of inorganic filler in the epoxy resin composition to achieve low moisture absorption, high strength, low thermal expansion, and improve solder resistance. A technique of maintaining low fluidity and high fluidity during molding using a low melt viscosity resin is becoming common.

一方、半田処理後の信頼性において、エポキシ樹脂組成物の硬化物と半導体装置内部に存在する半導体素子やリードフレーム等の基材との界面の接着性は非常に重要になってきている。界面での接着力が弱いと半田処理後の基材との界面で剥離が生じ、更にはこの剥離に起因し半導体装置にクラックが発生する。   On the other hand, in terms of reliability after soldering, the adhesiveness at the interface between a cured product of the epoxy resin composition and a substrate such as a semiconductor element or a lead frame existing inside the semiconductor device has become very important. If the adhesive strength at the interface is weak, peeling occurs at the interface with the base material after the solder treatment, and further, cracks occur in the semiconductor device due to this peeling.

従来から耐半田性の向上を目的として、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランやγ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン等のシランカップリング剤がエポキシ樹脂組成物中に添加されてきた。しかし近年、実装時のリフロー温度の上昇や、ダイパッドが露出した特殊なパッケージの増加等、益々厳しくなっている耐半田性に対する要求に対して、これらのシランカップリング剤だけでは充分に対応できなくなっている。   Conventionally, silane coupling agents such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ- (methacryloxypropyl) trimethoxysilane have been added to epoxy resin compositions for the purpose of improving solder resistance. In recent years, however, these silane coupling agents are not enough to meet the increasingly demanding requirements for soldering resistance, such as an increase in reflow temperature during mounting and an increase in special packages with exposed die pads. ing.

その対処法として、アルコキシシランカップリング剤によりリードフレームの表面処理をする方法(例えば、特許文献1参照。)やチアゾール系、スルフェンアミド系、及びチウラム系化合物を添加した樹脂組成物及び樹脂封止型半導体装置(例えば、特許文献2参照。)などが提案されている。しかしながら、前者のシランカップリング剤は、熱時安定性が悪く半田浸漬や半田リフロー等の半田処理時において密着向上効果が低下する欠点があり、また、後者の化合物は分子量が大きく、また不安定な結合(窒素―硫黄結合)を数多く含んでいるため、成形後の封止樹脂中において密着性の低下を招く可能性が指摘されている。   As a countermeasure, a lead frame surface treatment with an alkoxysilane coupling agent (see, for example, Patent Document 1), a resin composition containing a thiazole, sulfenamide, or thiuram compound and a resin seal A stationary semiconductor device (see, for example, Patent Document 2) has been proposed. However, the former silane coupling agent has poor heat stability and has a drawback that the effect of improving adhesion during solder treatment such as solder dipping and solder reflow is reduced. The latter compound has a large molecular weight and is unstable. Since many bonds (nitrogen-sulfur bonds) are included, it has been pointed out that adhesion may be reduced in the molded sealing resin.

特開平6−350000号公報JP-A-6-350,000 特開平11−181240号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-181240

本発明の目的は、耐半田性および流動性に優れたエポキシ樹脂組成物及び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 and a semiconductor device excellent in solder resistance and fluidity.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体封止に用いるエポキシ樹脂組成物であって、(A)エポキシ樹脂と、(B)硬化剤と、(C)無機充填材と、(D)フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物と、を含むことを特徴とする。   The epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin composition used for semiconductor encapsulation, and (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an inorganic filler, and (D) a phenolic hydroxyl group. And an organic compound having a carboxyl group.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、 前記フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)が、下記一般式(1)で表される化合物であるものとすることができる。   In the epoxy resin composition of the present invention, the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group may be a compound represented by the following general formula (1).

Figure 2011046866
(式中、R1は単結合、二重結合、三重結合、エーテル結合、スルホン結合、エステル結合、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、及びケトン結合から選ばれる結合、あるいは芳香族環、脂肪族環、又は複素環を含む有機基、もしくは脂肪族基である。R2は、水素あるいは炭素数1〜14の有機基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルデヒド基、縮環した芳香族環、脂肪族環、又は複素環を表し、同一であっても、異なっていてもよい。aは、1〜4の整数。)
Figure 2011046866
(In the formula, R1 is a bond selected from a single bond, a double bond, a triple bond, an ether bond, a sulfone bond, an ester bond, an amide bond, an imide bond, a urethane bond, and a ketone bond, or an aromatic ring or an aliphatic ring. Or an organic group containing a heterocyclic ring or an aliphatic group, R2 is hydrogen or an organic group having 1 to 14 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an aldehyde group, or a condensed ring. Represents an aromatic ring, an aliphatic ring, or a heterocyclic ring, which may be the same or different, and a is an integer of 1 to 4.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、 前記フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)の分子量が500未満であるものとすることができる。   In the epoxy resin composition of the present invention, the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group may have a molecular weight of less than 500.

前記フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)のカルボキシル基が、脂肪族炭素に結合したカルボキシル基であるものとすることができる。   The carboxyl group of the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group may be a carboxyl group bonded to an aliphatic carbon.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記(A)エポキシ樹脂が、下記一般式(2)で表されるエポキシ樹脂を含むものとすることができる。   In the epoxy resin composition of the present invention, the (A) epoxy resin may contain an epoxy resin represented by the following general formula (2).

Figure 2011046866
Figure 2011046866

本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記(B)硬化剤が、下記一般式(3)で表されるフェノール樹脂を含むものとすることができる。   In the epoxy resin composition of the present invention, the (B) curing agent may include a phenol resin represented by the following general formula (3).

Figure 2011046866
Figure 2011046866

本発明のエポキシ樹脂組成物は、更に(E)硬化促進剤を含むものとすることができる。   The epoxy resin composition of the present invention may further contain (E) a curing accelerator.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、更に(F)シランカップリング剤及び/又は(G)芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物を含むものとすることができる。   The epoxy resin composition of the present invention may further contain (F) a silane coupling agent and / or (G) a compound in which a hydroxyl group is bonded to each of two or more adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring.

本発明の半導体装置は、上述のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物で、半導体素子が封止されていることを特徴とする。   A semiconductor device of the present invention is characterized in that a semiconductor element is sealed with a cured product of the epoxy resin composition described above.

本発明によると、銅や42アロイ等のリードフレームに搭載した半導体素子を封止した場合において、無鉛半田に対応する高温の半田処理によっても剥離やクラックが発生しない良好な耐半田性を有するエポキシ樹脂組成物及び半導体装置を得ることができる。   According to the present invention, when a semiconductor element mounted on a lead frame such as copper or 42 alloy is sealed, an epoxy having good solder resistance that does not cause peeling or cracking even by high-temperature solder processing corresponding to lead-free solder. A resin composition and a semiconductor device can be obtained.

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。It is the figure which showed the cross-section about an example of the semiconductor device using the epoxy resin composition which concerns on this invention.

以下、本発明のエポキシ樹脂組成物及び半導体装置について詳細に説明する。本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体封止に用いるエポキシ樹脂組成物であって、(A)エポキシ樹脂と、(B)硬化剤と、(C)無機充填材と、(D)フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物と、を含むことを特徴とする。また、本発明の半導体装置は、上記に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物で、半導体素子が封止されていることを特徴とする。   Hereinafter, the epoxy resin composition and semiconductor device of the present invention will be described in detail. The epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin composition used for semiconductor encapsulation, and (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an inorganic filler, and (D) a phenolic hydroxyl group. And an organic compound having a carboxyl group. A semiconductor device of the present invention is characterized in that a semiconductor element is sealed with a cured product of the epoxy resin composition described above.

まず、エポキシ樹脂組成物について説明する。本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)を含む。本発明で用いられるエポキシ樹脂(A)は、1分子内にエポキシ基を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、その分子量、分子構造は特に限定するものではないが、例えば、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、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、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、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、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有する)等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種以上を併用しても差し支えない。このようなエポキシ樹脂の中でも下記一般式(2)で表されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、耐燃性、耐半田性を特に向上させることができる。下記一般式(2)で表されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂のエポキシ樹脂(A)全体に対する配合割合としては、特に限定するものではないが、30質量%以上、100質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上、100質量%以下であることがさらに好ましい。上記範囲内であると、耐燃性、耐半田性を安定的に向上させることができる。   First, the epoxy resin composition will be described. The epoxy resin composition of the present invention contains an epoxy resin (A). The epoxy resin (A) used in the present invention is a monomer, oligomer, or polymer in general having two or more epoxy groups in one molecule, and its molecular weight and molecular structure are not particularly limited. Epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resin, triazine nucleus-containing epoxy resin, dicyclopentadiene Examples thereof include modified phenol type epoxy resins, phenol aralkyl type epoxy resins (having a phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc.), and these may be used alone or in combination of two or more. Among such epoxy resins, a phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton represented by the following general formula (2) is preferable. Thereby, especially flame resistance and solder resistance can be improved. Although it does not specifically limit as a compounding ratio with respect to the whole epoxy resin (A) of the phenol aralkyl type epoxy resin which has a biphenylene skeleton represented by following General formula (2), It is 30 to 100 mass%. More preferably, it is 50 mass% or more and 100 mass% or less. Within the above range, the flame resistance and solder resistance can be stably improved.

Figure 2011046866
Figure 2011046866

本発明で用いられるエポキシ樹脂(A)全体の配合割合としては、特に限定されないが、全エポキシ樹脂組成物中に、2質量%以上、10質量%以下であることが好ましく、2.5質量%以上、8質量%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 mass or more and 10% by mass or less, and 2.5% by mass in the total epoxy resin composition. As mentioned above, it is more preferable that it is 8 mass% or less. 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.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化剤(B)を含む。本発明で用いられる硬化剤(B)は、エポキシ樹脂と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、それらの具体例としてはフェノール系樹脂、ビスフェノールAなどのビスフェノール化合物、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物及びメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミンなどが挙げられこれらを単独で用いても、2種以上の硬化剤を併用しても良い。   The epoxy resin composition of the present invention contains a curing agent (B). The curing agent (B) used in the present invention is not particularly limited as long as it is cured by reacting with an epoxy resin. Specific examples thereof include phenolic resins, bisphenol compounds such as bisphenol A, maleic anhydride, Examples include acid anhydrides such as phthalic anhydride and pyromellitic anhydride, and aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone. These may be used alone or in combination with two or more curing agents. May be.

これらの硬化剤の中でも特にフェノール系樹脂を用いることが好ましい。本発明で用いられるフェノール系樹脂は、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、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、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、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、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)等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種以上を併用しても差し支えない。このようなフェノール系樹脂の中でも下記一般式(3)で表されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂が好ましい。これにより、耐燃性、耐半田性を特に向上させることができる。下記一般式(3)で表されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂の硬化剤(B)全体に対する配合割合としては、特に限定するものではないが、30質量%以上、100質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上、100質量%以下であることがさらに好ましい。上記範囲内であると、耐燃性、耐半田性を安定的に向上させることができる。   Among these curing agents, it is particularly preferable to use a phenolic resin. The phenolic resin used in the present invention is a monomer, oligomer, or polymer in general having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and its molecular weight and molecular structure are not particularly limited. For example, a phenol novolak resin, Examples include cresol novolac resin, dicyclopentadiene-modified phenol resin, terpene-modified phenol resin, triphenolmethane type resin, phenol aralkyl resin (having a phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc.), and these may be used alone. Two or more types may be used in combination. Among such phenol resins, a phenol aralkyl resin having a biphenylene skeleton represented by the following general formula (3) is preferable. Thereby, especially flame resistance and solder resistance can be improved. Although it does not specifically limit as a compounding ratio with respect to the whole hardening | curing agent (B) of the phenol aralkyl resin which has a biphenylene skeleton represented by following General formula (3), It is 30 mass% or more and 100 mass% or less. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 50 to 100 mass%. Within the above range, the flame resistance and solder resistance can be stably improved.

Figure 2011046866
Figure 2011046866

本発明で用いられる硬化剤(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、1質量%以上、8質量%以下であることが好ましく、2質量%以上、6質量%以下であることがより好ましい。硬化剤(B)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 curing agent (B) used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 8% by mass or less, and preferably 2% by mass or more and 6% by mass in the total epoxy resin composition. % Or less is more preferable. When the blending ratio of the curing agent (B) is within the above range, there is little possibility of causing a decrease in solder resistance, a decrease in fluidity, and the like.

エポキシ樹脂と硬化剤であるフェノール系樹脂の配合割合としては、全エポキシ樹脂のエポキシ基数(Ep)と全フェノール系樹脂のフェノール性水酸基数(Ph)との当量比(Ep/Ph)が0.8以上、1.3以下であることが好ましく、0.9以上、1.25以下であることがより好ましい。当量比が上記範囲内であると、エポキシ樹脂組成物の硬化性の低下、或いは硬化物のガラス転移温度の低下、耐湿信頼性の低下等を引き起こす可能性が低い。   As a blending ratio of the epoxy resin and the phenolic resin as the curing agent, the equivalent ratio (Ep / Ph) of the number of epoxy groups (Ep) of all epoxy resins and the number of phenolic hydroxyl groups (Ph) of all phenolic resins is 0. It is preferably 8 or more and 1.3 or less, and more preferably 0.9 or more and 1.25 or less. When the equivalence ratio is within the above range, it is less likely to cause a decrease in the curability of the epoxy resin composition, a decrease in the glass transition temperature of the cured product, a decrease in moisture resistance reliability, or the like.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、無機充填材(C)を含む。本発明で用いられる無機充填材(C)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る。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、窒化珪素等が挙げられ、最も好適に使用されるものとしては、球状の溶融シリカである。これらの無機充填材は、1種類を単独で用いても2種以上を併用しても差し支えない。   The epoxy resin composition of the present invention contains an inorganic filler (C). As an inorganic filler (C) used by this invention, what is generally used for the epoxy resin composition for semiconductor sealing can be used. Examples thereof include fused silica, crystalline silica, talc, alumina, silicon nitride and the like, and the most preferably used is spherical fused silica. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いられる無機充填材(C)の平均粒子径は、特に限定されないが、5μm以上、50μm以下が好ましく、10μm以上、45μm以下がより好ましい。平均粒子径が上記範囲内であると、流動性は良好で、下限値を下回ると十分な流動性が得られず、上限値を上回ると成形時の充填性が悪くなり、空隙が多く生じる恐れがある。   Although the average particle diameter of the inorganic filler (C) used by this invention is not specifically limited, 5 micrometers or more and 50 micrometers or less are preferable, and 10 micrometers or more and 45 micrometers or less are more preferable. When the average particle size is within the above range, the fluidity is good, and when the average particle size is below the lower limit, sufficient fluidity cannot be obtained. There is.

本発明で用いられる無機充填材(C)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質量%以上、94質量%以下が好ましく、80質量%以上、92質量%以下がより好ましい。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。   Although content of the inorganic filler (C) used by this invention is not specifically limited, 75 mass% or more and 94 mass% or less of the whole epoxy resin composition are preferable, and 80 mass% or more and 92 mass% or less are more. preferable. 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.

本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)を含む。本発明で用いられるフェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)を用いると、銅や42アロイ等のリードフレームとエポキシ樹脂組成物の硬化物との密着性を向上させることができるため、表面実装の際の半田処理時、及びその後の各種の環境下においても、それらの界面での剥離を抑える効果が得られる。フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)としては、フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物であれば特に限定されないが、その分子量が500未満であるものが好ましく、300未満であるものがより好ましい。上記範囲内であると、フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)自身の粘度が高すぎないため、エポキシ樹脂組成物の粘度が低く保たれる。また、フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)の分子量の下限値については、特に限定されないが、実質的な下限値は138となる。更に、フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)としては、下記一般式(1)で表される化合物であることがより好ましい。   The epoxy resin composition of this embodiment contains the organic compound (D) which has a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group. When the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group used in the present invention can be used, the adhesion between a lead frame such as copper or 42 alloy and the cured product of the epoxy resin composition can be improved. The effect of suppressing delamination at the interface can be obtained also during the solder treatment during surface mounting and under various environments thereafter. The organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group is not particularly limited as long as it is an organic compound having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group, but preferably has a molecular weight of less than 500 and less than 300. Is more preferable. Within the above range, the viscosity of the organic resin (D) itself having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group is not too high, so that the viscosity of the epoxy resin composition is kept low. Further, the lower limit of the molecular weight of the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group is not particularly limited, but the substantial lower limit is 138. Furthermore, the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group is more preferably a compound represented by the following general formula (1).

Figure 2011046866
(式中、R1は単結合、二重結合、三重結合、エーテル結合、スルホン結合、エステル結合、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、及びケトン結合から選ばれる結合、あるいは芳香族環、脂肪族環、又は複素環を含む有機基、もしくは脂肪族基である。R1は水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルデヒド基等の置換基を1個以上有していてもよい。また、フェノールのベンゼン環に縮環していてもよい。R2は、水素あるいは炭素数1〜14の有機基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルデヒド基、縮環した芳香族環、脂肪族環、又は複素環を表し、同一であっても、異なっていてもよい。aは、1〜4の整数。)
Figure 2011046866
(In the formula, R1 is a bond selected from a single bond, a double bond, a triple bond, an ether bond, a sulfone bond, an ester bond, an amide bond, an imide bond, a urethane bond, and a ketone bond, or an aromatic ring or an aliphatic ring. Or an organic group containing a heterocyclic ring or an aliphatic group, and R 1 may have one or more substituents such as a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, and an aldehyde group. R2 may be hydrogen or an organic group having 1 to 14 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an aldehyde group, or a condensed aromatic group. A ring, an aliphatic ring, or a heterocyclic ring, which may be the same or different, a is an integer of 1 to 4)

フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)の具体例としては、2−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ安息香酸、3−メチルサリチル酸、4−メチルサリチル酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、5−メチルサリチル酸、2,5−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ−p−トルイル酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸、3−ヒドロキシ−o−トルイル酸、カフェイン酸、trans−p−クマル酸、trans−o−クマル酸、trans−m−クマル酸、α−シアノ−4−ヒドロキシけい皮酸、3,4−ジヒドロキシマンデル酸、ホモゲンチジン酸、ジフェノール酸、3,4−ジヒドロキシフェニル酢酸、3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシけい皮酸、3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシけい皮酸、ゲンチズリン酸、trans−フェルラ酸、DL−4−ヒドロキシ−3−メトキシマンデル酸、4−ヒドロキシフェニル酢酸、N−(4−ヒドロキシフェニル)グリシン、4−ヒドロキシフェニルピルビン酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル酢酸、2−ヒドロキシフェニル酢酸、3−ヒドロキシフェニル酢酸、3−ヒドロキシ−4−メトキシけい皮酸、4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニルピルビン酸、3−(4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、2−(4−ヒドロキシフェニル)グリシン、2−(4−ヒドロキシフェノキシ)プロピオン酸、6−ヒドロキシ−2,5,7,8−テトラメチルクロマン−2−カルボン酸、(4−ヒドロキシフェノキシ)酢酸、2−(4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸、3−(4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル)プロピオン酸、DL−チロニン、チロシン及びその誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group include 2-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3-hydroxybenzoic acid, 3-methylsalicylic acid, 4-methylsalicylic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, 5-methylsalicylic acid, 2,5-dihydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 3-hydroxy-p-toluic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid 3,4-dihydroxybenzoic acid, 3-hydroxy-o-toluic acid, caffeic acid, trans-p-coumaric acid, trans-o-coumaric acid, trans-m-coumaric acid, α-cyano-4-hydroxy Cinnamic acid, 3,4-dihydroxymandelic acid, homogentisic acid, diphenolic acid, 3,4-dihydride Xyphenylacetic acid, 3,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic acid, 3,5-dimethoxy-4-hydroxycinnamic acid, gentizulinic acid, trans-ferulic acid, DL-4-hydroxy-3-methoxymandelic acid, 4 -Hydroxyphenylacetic acid, N- (4-hydroxyphenyl) glycine, 4-hydroxyphenylpyruvic acid, 4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid, 2-hydroxyphenylacetic acid, 3-hydroxyphenylacetic acid, 3-hydroxy-4- Methoxycinnamic acid, 4-hydroxy-3-methoxyphenylpyruvic acid, 3- (4-hydroxyphenyl) propionic acid, 2- (4-hydroxyphenyl) glycine, 2- (4-hydroxyphenoxy) propionic acid, 6- Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid (4-Hydroxyphenoxy) acetic acid, 2- (4-hydroxyphenyl) propionic acid, 3- (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) propionic acid, DL-thyronine, tyrosine and their derivatives, etc. It is not limited.

これらの化合物の中でも、カルボキシル基が脂肪族炭素に結合した化合物が特に好ましい。カルボキシル基が脂肪族炭素に結合した化合物を用いると、カルボキシルの立体的な自由度が高くなり、また、フェノール基がエポキシ樹脂(A)のエポキシ基と結合した後についても、架橋構造から一定の距離を保つことができるため、樹脂とリードフレームとの密着性向上に対して、より効率的に働くことができるものである。   Among these compounds, compounds in which a carboxyl group is bonded to an aliphatic carbon are particularly preferable. When a compound in which a carboxyl group is bonded to an aliphatic carbon is used, the steric degree of freedom of the carboxyl is increased, and even after the phenol group is bonded to the epoxy group of the epoxy resin (A), a certain amount is obtained from the crosslinked structure. Since the distance can be maintained, it can work more efficiently for improving the adhesion between the resin and the lead frame.

本発明で用いられるフェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)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0.01質量%以上、1質量%以下が好ましく、0.02質量%以上、0.5質量%以下がより好ましい。含有量が上記範囲内であると、弾性率の上昇を引き起こすことなく、優れた耐半田性を得ることができる。   The content of the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less of the entire epoxy resin composition. 02 mass% or more and 0.5 mass% or less are more preferable. When the content is within the above range, excellent solder resistance can be obtained without causing an increase in elastic modulus.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、更に硬化促進剤(E)を用いることができる。硬化促進剤(E)は、エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)の反応を促進するものであればよく、一般の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利用することができる。具体例としては、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、ベンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾール等の窒素原子含有化合物等が挙げられる。これらの硬化促進剤(E)は、1種類を単独で用いても2種以上を併用して差し支えない。これらのうち、リン原子含有化合物が好ましく、特に半導体封止用エポキシ樹脂組成物の粘度を低くすることにより流動性を向上させることができること、更に硬化立ち上がり速度という点を考慮するとテトラ置換ホスホニウム化合物が好ましく、また半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の熱時低弾性率という点を考慮するとホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物が好ましく、また潜伏的硬化性という点を考慮すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が好ましい。   The epoxy resin composition of the present invention can further use a curing accelerator (E). The curing accelerator (E) may be anything that promotes the reaction between the epoxy resin (A) and the curing agent (B), and the one used in general epoxy resin compositions for semiconductor encapsulation should be used. Can do. Specific examples include phosphorus-containing compounds such as organic phosphines, tetra-substituted phosphonium compounds, phosphobetaine compounds, adducts of phosphine compounds and quinone compounds, adducts of phosphonium compounds and silane compounds; 1,8-diazabicyclo (5 , 4, 0) Undecene-7, nitrogen atom-containing compounds such as benzyldimethylamine and 2-methylimidazole. These curing accelerators (E) may be used alone or in combination of two or more. Among these, a phosphorus atom-containing compound is preferable, and in particular, the tetra-substituted phosphonium compound can be improved in view of the fact that the fluidity can be improved by lowering the viscosity of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and further, the curing rising speed. In view of the low thermal modulus of the cured epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, an adduct of a phosphobetaine compound, a phosphine compound and a quinone compound is preferable, and the latent curability is also considered. Then, the adduct of a phosphonium compound and a silane compound is preferable.

有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィンが挙げられる。   Examples of the organic phosphine include a first phosphine such as ethylphosphine and phenylphosphine; a second phosphine such as dimethylphosphine and diphenylphosphine; and a third phosphine such as trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, and triphenylphosphine.

テトラ置換ホスホニウム化合物としては、下記一般式(4)で表される化合物等が挙げられる。   Examples of the tetra-substituted phosphonium compound include compounds represented by the following general formula (4).

Figure 2011046866
Figure 2011046866

一般式(4)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られるがこれに限定されるものではない。まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで水を加えると、一般式(4)で表される化合物を沈殿させることができる。一般式(4)で表される化合物において、リン原子に結合するR7、R8、R9及びR10がフェニル基であり、かつAHはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール類であり、かつAは該フェノール類のアニオンであるのが好ましい。   Although the compound represented by General formula (4) is obtained as follows, for example, it is not limited to this. First, a tetra-substituted phosphonium halide, an aromatic organic acid and a base are mixed in an organic solvent and mixed uniformly to generate an aromatic organic acid anion in the solution system. Then, when water is added, the compound represented by the general formula (4) can be precipitated. In the compound represented by the general formula (4), R7, R8, R9 and R10 bonded to the phosphorus atom are phenyl groups, and AH is a compound having a hydroxyl group in an aromatic ring, that is, phenols, and A Is preferably an anion of the phenol.

ホスホベタイン化合物としては、下記一般式(5)で表される化合物等が挙げられる。

Figure 2011046866
Examples of the phosphobetaine compound include compounds represented by the following general formula (5).
Figure 2011046866

一般式(5)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、第三ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。   The compound represented by the general formula (5) is obtained, for example, as follows. First, it is obtained through a step of bringing a triaromatic substituted phosphine, which is a third phosphine, into contact with a diazonium salt and replacing the triaromatic substituted phosphine with a diazonium group of the diazonium salt. However, the present invention is not limited to this.

ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、下記一般式(6)で表される化合物等が挙げられる。

Figure 2011046866
Examples of the adduct of a phosphine compound and a quinone compound include compounds represented by the following general formula (6).
Figure 2011046866

ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス(ベンジル)ホスフィン等の芳香環に無置換のもの又はアルキル基、アルコキシル基等の置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基としては1〜6の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。   The phosphine compound used as an adduct of a phosphine compound and a quinone compound has no substitution on aromatic rings such as triphenylphosphine, tris (alkylphenyl) phosphine, tris (alkoxyphenyl) phosphine, trinaphthylphosphine, tris (benzyl) phosphine, etc. Or those having a substituent such as an alkyl group or an alkoxyl group are preferred, and examples of the alkyl group and alkoxyl group include those having 1 to 6 carbon atoms. From the viewpoint of availability, triphenylphosphine is preferable.

またホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、o−ベンゾキノン、p−ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもp−ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。   In addition, examples of the quinone compound used for the adduct of the phosphine compound and the quinone compound include o-benzoquinone, p-benzoquinone, and anthraquinones. Among them, p-benzoquinone is preferable from the viewpoint of storage stability.

ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。   As a method for producing an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, the adduct can be obtained by contacting and mixing in a solvent capable of dissolving both organic tertiary phosphine and benzoquinone. The solvent is preferably a ketone such as acetone or methyl ethyl ketone, which has low solubility in the adduct. However, the present invention is not limited to this.

一般式(6)で表される化合物において、リン原子に結合するR11、R12及びR13がフェニル基であり、かつR14、R15及びR16が水素原子である化合物、すなわち1,4−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が半導体封止用樹脂組成物の硬化物熱時弾性率を低下させる点で好ましい。   In the compound represented by the general formula (6), R11, R12 and R13 bonded to the phosphorus atom are phenyl groups, and R14, R15 and R16 are hydrogen atoms, that is, 1,4-benzoquinone and triphenyl A compound to which phosphine has been added is preferred in that it reduces the elastic modulus of the cured resin thermal composition when heated.

ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、下記一般式(7)で表される化合物等が挙げられる。

Figure 2011046866
Examples of the adduct of the phosphonium compound and the silane compound include compounds represented by the following general formula (7).
Figure 2011046866

一般式(7)において、R17、R18、R19及びR20としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、n−ブチル基、n−オクチル基及びシクロヘキシル基等が挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等の置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。   In the general formula (7), examples of R17, R18, R19, and R20 include phenyl group, methylphenyl group, methoxyphenyl group, hydroxyphenyl group, naphthyl group, hydroxynaphthyl group, benzyl group, methyl group, ethyl group, n-butyl group, n-octyl group, cyclohexyl group, and the like. Among these, an aromatic group having a substituent such as phenyl group, methylphenyl group, methoxyphenyl group, hydroxyphenyl group, hydroxynaphthyl group, or the like. A substituted aromatic group is more preferred.

また、一般式(7)において、X2は、Y2及びY3と結合する有機基である。同様に、X3は、基Y4及びY5と結合する有機基である。Y2及びY3はプロトン供与性置換基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Y2及びY3が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。同様にY4及びY5はプロトン供与性置換基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Y4及びY5が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。基Y2及びY3は互いに同一でも異なっていてもよく、基Y2、Y3、Y4、及びY5は互いに同一であっても異なっていてもよい。   Moreover, in General formula (7), X2 is an organic group couple | bonded with Y2 and Y3. Similarly, X3 is an organic group bonded to the groups Y4 and Y5. Y2 and Y3 are groups formed by proton-donating substituents releasing protons, and groups Y2 and Y3 in the same molecule are bonded to a silicon atom to form a chelate structure. Similarly, Y4 and Y5 are groups formed by proton-donating substituents releasing protons, and groups Y4 and Y5 in the same molecule are combined with a silicon atom to form a chelate structure. The groups Y2 and Y3 may be the same or different from each other, and the groups Y2, Y3, Y4, and Y5 may be the same or different from each other.

このような一般式(7)中の−Y2−X2−Y3−、及び−Y4−X3−Y5−で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを2個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、例えば、カテコール、ピロガロール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,2’−ビフェノール、1,1’−ビ−2−ナフトール、2−ヒドロキシベンジルアルコール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,2−プロパンジオール及びグリセリン等が挙げられるが、これらの中でも、カテコール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。   The groups represented by -Y2-X2-Y3- and -Y4-X3-Y5- in general formula (7) are composed of groups in which a proton donor releases two protons. Examples of proton donors include catechol, pyrogallol, 1,2-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,2′-biphenol, 1,1′-bi-2-naphthol, -Hydroxybenzyl alcohol, 1,2-cyclohexanediol, 1,2-propanediol, glycerin and the like can be mentioned. Among these, catechol, 1,2-dihydroxynaphthalene and 2,3-dihydroxynaphthalene are more preferable.

また、一般式(7)中のZ1は、芳香環又は複素環を有する有機基又は脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基等の脂肪族基;フェニル基、ベンジル基、ナフチル基及びビフェニル基等の芳香族基;グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基及びビニル基等の反応性置換基を有する有機基などが挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基が熱安定性の面からより好ましい。   Z1 in the general formula (7) represents an organic group or an aliphatic group having an aromatic ring or a heterocyclic ring, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a hexyl group. Group and aliphatic groups such as octyl group; aromatic groups such as phenyl group, benzyl group, naphthyl group and biphenyl group; having reactive substituents such as glycidyloxypropyl group, mercaptopropyl group, aminopropyl group and vinyl group An organic group and the like can be mentioned, and among these, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group are more preferable from the viewpoint of thermal stability.

ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法としては、メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン等のシラン化合物、2,3−ジヒドロキシナフタレン等のプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド−メタノール溶液を滴下する。更にそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド等のテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。しかし、これに限定されるものではない。   As a method for producing an adduct of a phosphonium compound and a silane compound, a silane compound such as phenyltrimethoxysilane and a proton donor such as 2,3-dihydroxynaphthalene are added to a flask containing methanol and dissolved, and then room temperature. Sodium methoxide-methanol solution is added dropwise with stirring. Further, when a solution prepared by dissolving a tetra-substituted phosphonium halide such as tetraphenylphosphonium bromide prepared in methanol in methanol is added dropwise with stirring at room temperature, crystals are deposited. The precipitated crystals are filtered, washed with water, and vacuum dried to obtain an adduct of a phosphonium compound and a silane compound. However, it is not limited to this.

本発明で用いることができる硬化促進剤(E)の配合量は、全半導体封止用樹脂組成物中0.1質量%以上、1質量%以下が好ましい。硬化促進剤(E)の配合量の下限値が上記範囲内であると、硬化性の低下を引き起こす恐れが少ない。また、硬化促進剤(E)の配合量の上限値が上記範囲内であると、流動性の低下を引き起こす恐れが少ない。   As for the compounding quantity of the hardening accelerator (E) which can be used by this invention, 0.1 to 1 mass% is preferable in the resin composition for whole semiconductor sealing. When the lower limit of the blending amount of the curing accelerator (E) is within the above range, there is little possibility of causing a decrease in curability. Moreover, there is little possibility of causing the fall of fluidity | liquidity in the upper limit of the compounding quantity of a hardening accelerator (E) being in the said range.

本発明では、更にシランカップリング剤(F)を用いることができる。シランカップリング剤(F)は、エポキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン等が好ましいが、特にこれらに限定されず、エポキシ樹脂と無機充填剤との間で反応し、エポキシ樹脂と無機充填剤の界面強度を向上させるものであればよい。また、後述する芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物(G)(以下、「化合物(G)」とも称する。)は、当該シランカップリング剤(F)との相乗効果により、半導体封止用樹脂組成物の粘度を下げ、流動性を向上させる効果を有するため、シランカップリング剤(F)は化合物(G)の効果を充分に得るためにも有効である。エポキシシランとしては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられ、アミノシランとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(6−アミノヘキシル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(3−(トリメトキシシリル)プロピル)−1,3−ベンゼンジメタナン等が挙げられ、ウレイドシランとしては、例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられ、メルカプトシランとしては、例えば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤(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。   In the present invention, a silane coupling agent (F) can be further used. The silane coupling agent (F) is preferably an epoxy silane, amino silane, ureido silane, mercapto silane, etc., but is not particularly limited thereto, and reacts between the epoxy resin and the inorganic filler, and the epoxy resin and the inorganic filler. What is necessary is just to improve the interface strength. Further, a compound (G) (hereinafter also referred to as “compound (G)”) in which a hydroxyl group is bonded to two or more adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring, which will be described later, is the silane coupling agent (F). The silane coupling agent (F) is also effective for obtaining the effect of the compound (G) sufficiently because it has the effect of lowering the viscosity of the resin composition for encapsulating semiconductors and improving the fluidity. It is. Examples of the epoxy silane include γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy. Examples of aminosilane include γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β- Aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltri Ethoxysilane, N- (6-aminohexyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (3- (trimethoxysilyl) propyl) -1,3-benzenedimethanane, and the like. Examples of ureidosilane include γ-ureidopropyltriethoxysilane, Hexamethyldisilazane and the like can be mentioned, and examples of mercaptosilane include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and the like. These silane coupling agents (F) may be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いることができるシランカップリング剤(F)の配合量は、全半導体封止用樹脂組成物中0.01質量%以上、1質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上、0.8質量%以下であることがより好ましく、0.1質量%以上、0.6質量%以下であることが特に好ましい。シランカップリング剤(F)の配合量の下限値が上記範囲内であると、化合物(G)との相乗効果により、半導体封止用樹脂組成物の充分な低粘度化と流動性向上効果を得ることができる。また、シランカップリング剤(F)の配合量の下限値が上記範囲内であれば、エポキシ樹脂と無機充填剤との界面強度が低下することによる半導体装置における耐半田性の低下を引き起こす恐れが少ない。また、シランカップリング剤(F)の配合量の上限値が上記範囲内であれば、半導体封止用樹脂組成物の硬化物の吸水性が増大することによる耐半田性の低下も引き起こす恐れが少ない。   The blending amount of the silane coupling agent (F) that can be used in the present invention is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less in the resin composition for encapsulating all semiconductors, and 0.05% by mass. As mentioned above, it is more preferable that it is 0.8 mass% or less, and it is especially preferable that it is 0.1 mass% or more and 0.6 mass% or less. When the lower limit value of the amount of the silane coupling agent (F) is within the above range, a sufficient viscosity reduction and fluidity improvement effect of the resin composition for semiconductor encapsulation can be obtained due to a synergistic effect with the compound (G). Obtainable. Moreover, if the lower limit of the compounding amount of the silane coupling agent (F) is within the above range, there is a risk of causing a decrease in solder resistance in the semiconductor device due to a decrease in the interface strength between the epoxy resin and the inorganic filler. Few. Moreover, if the upper limit of the compounding quantity of a silane coupling agent (F) is in the said range, there exists a possibility of causing the fall of solder resistance by the water absorption of the hardened | cured material of the resin composition for semiconductor sealing increasing. Few.

本発明では、更に芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物(G)を用いることができる。芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物(G)(以下、「化合物(G)」とも称する。)は、これを用いることにより、半導体封止用樹脂組成物の粘度を下げ、流動性を向上させる効果を有するものである。化合物(G)としては、下記一般式(8)で表される単環式化合物又は下記一般式(9)で表される多環式化合物等を用いることができ、これらの化合物は水酸基以外の置換基を有していてもよい。   In the present invention, a compound (G) in which a hydroxyl group is bonded to each of two or more adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring can be used. A compound (G) in which a hydroxyl group is bonded to each of two or more adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring (hereinafter also referred to as “compound (G)”) is used as a resin composition for semiconductor encapsulation. It has the effect of lowering the viscosity of the product and improving the fluidity. As the compound (G), a monocyclic compound represented by the following general formula (8) or a polycyclic compound represented by the following general formula (9) can be used. It may have a substituent.

Figure 2011046866
Figure 2011046866

Figure 2011046866
Figure 2011046866

一般式(8)で表される単環式化合物の具体例としては、例えば、カテコール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸エステル又はこれらの誘導体が挙げられる。また、一般式(9)で表される多環式化合物の具体例としては、例えば、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン及びこれらの誘導体が挙げられる。これらのうち、流動性と硬化性の制御のしやすさから、芳香環を構成する2個の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物が好ましい。また、混練工程での揮発を考慮した場合、母核は低揮発性で秤量安定性の高いナフタレン環である化合物とすることがより好ましい。この場合、化合物(G)を、具体的には、例えば、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン及びその誘導体等のナフタレン環を有する化合物とすることができる。これらの化合物(G)は1種類を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Specific examples of the monocyclic compound represented by the general formula (8) include catechol, pyrogallol, gallic acid, gallic acid ester, and derivatives thereof. Specific examples of the polycyclic compound represented by the general formula (9) include 1,2-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, and derivatives thereof. Among these, a compound in which a hydroxyl group is bonded to each of two adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring is preferable because of easy control of fluidity and curability. In consideration of volatilization in the kneading step, it is more preferable that the mother nucleus is a compound having a low volatility and a highly stable weighing naphthalene ring. In this case, specifically, the compound (G) can be a compound having a naphthalene ring such as 1,2-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene and derivatives thereof. These compounds (G) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

かかる化合物(G)の配合量は、全半導体封止用樹脂組成物中に0.01質量%以上、1質量%以下であることが好ましく、0.03質量%以上、0.8質量%以下であることがより好ましく、0.05質量%以上、0.5質量%以下であることが特に好ましい。化合物(G)の配合量の下限値が上記範囲内であると、シランカップリング剤(F)との相乗効果により、半導体封止用樹脂組成物の充分な低粘度化と流動性向上効果を得ることができる。また、化合物(G)の配合量の上限値が上記範囲内であると、半導体封止用樹脂組成物の硬化性の低下や硬化物物性の低下を引き起こす恐れが少ない。   The compounding amount of the compound (G) is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, and 0.03% by mass or more and 0.8% by mass or less in the total semiconductor sealing resin composition. It is more preferable that it is 0.05 mass% or more and 0.5 mass% or less. When the lower limit value of the compounding amount of the compound (G) is within the above range, the resin composition for semiconductor encapsulation has sufficient viscosity reduction and fluidity improvement effect due to a synergistic effect with the silane coupling agent (F). Obtainable. Moreover, there exists little possibility of causing the fall of sclerosis | hardenability of a resin composition for semiconductor sealing, and the fall of physical property of hardened | cured material as the upper limit of the compounding quantity of a compound (G) is in the said range.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて離型剤が用いられる。離型剤としては、従来公知のものを用いることができるが、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、エステル系ワックス、ポリエチレン系ワックス等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種以上を併用しても構わない。これらのうちポリエチレン系ワックスが好ましく、ポリエチレン系ワックスとモンタン酸エステル系ワックスを併用した方がより好ましい。離型剤の配合量は、特に制限されないが、エポキシ樹脂組成物全体の0.05質量%以上、3質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上、1質量%以下であることがより好ましい。配合量が上記下限値を下回ると離型性が低下する場合があり、上記上限値を上回ると密着性及び耐半田性が低下する場合がある。   A release agent is used in the epoxy resin composition of the present invention as necessary. As the mold release agent, conventionally known ones can be used, and examples thereof include higher fatty acids, higher fatty acid metal salts, ester waxes, polyethylene waxes, and the like. You may use together a seed or more. Of these, polyethylene waxes are preferable, and it is more preferable to use polyethylene wax and montanic acid ester wax in combination. The compounding amount of the release agent is not particularly limited, but is preferably 0.05% by mass or more and 3% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or more and 1% by mass or less of the entire epoxy resin composition. Is more preferable. If the blending amount is less than the above lower limit value, the releasability may be lowered, and if it exceeds the upper limit value, the adhesion and solder resistance may be lowered.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じてイオントラップ剤が用いられる。イオントラップ剤としては従来公知のものを用いることができるが、例えば、ハイドロタルサイト類やマグネシウム、アルミニウム、ビスマス、チタン、ジルコニウムから選ばれる元素の含水酸化物等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種以上を併用しても構わない。これらのうちハイドロタルサイト類が好ましい。イオントラップ剤の配合量は、特に制限されないが、エポキシ樹脂組成物全体の0.05質量%以上、3質量%以下が好ましく、より好ましくは0.1質量%以上、1質量%以下である。配合量が前記範囲内であると、充分なイオン補足作用を発揮し、他の材料特性に対する悪影響も少ない。   In the epoxy resin composition of the present invention, an ion trap agent is used as necessary. As the ion trapping agent, conventionally known ones can be used. Examples thereof include hydrotalcites and hydrated oxides of elements selected from magnesium, aluminum, bismuth, titanium, and zirconium. It may be used alone or in combination of two or more. Of these, hydrotalcites are preferred. Although the compounding quantity of an ion trap agent is not restrict | limited in particular, 0.05 mass% or more and 3 mass% or less of the whole epoxy resin composition are preferable, More preferably, they are 0.1 mass% or more and 1 mass% or less. When the blending amount is within the above range, sufficient ion scavenging action is exhibited and there is little adverse effect on other material properties.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)、フェノール樹脂(B)、無機充填材(C)、フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)を主成分とし、必要に応じて、硬化促進剤(E)、シランカップリング剤(F)、芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物(G)、離型剤及びイオントラップ剤などの他、更にカーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイル、ゴム等の低応力添加剤、臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤等の添加剤を適宜配合しても差し支えない。   The epoxy resin composition of the present invention comprises an epoxy resin (A), a phenol resin (B), an inorganic filler (C), and an organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group as main components, and as necessary. , A curing accelerator (E), a silane coupling agent (F), a compound (G) in which a hydroxyl group is bonded to two or more adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring, a release agent, an ion trapping agent, etc. Furthermore, colorants such as carbon black, low stress additives such as silicone oil and rubber, flame retardants such as brominated epoxy resin, antimony trioxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, zinc molybdate, phosphazene, etc. These additives may be appropriately blended.

なお、本発明のエポキシ樹脂組成物は、ミキサー等を用いて原料を充分に均一に混合したもの、更にその後、熱ロール又はニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕したものなど、必要に応じて適宜分散度等を調整したものを用いることができる。   In addition, the epoxy resin composition of the present invention is obtained by mixing the raw materials sufficiently uniformly using a mixer or the like, and then melt-kneading with a hot roll or a kneader, pulverizing after cooling, etc. as necessary. What adjusted the dispersion degree etc. suitably can be used.

次に、半導体装置について説明する。上述のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子等の各種の電子部品を封止し、本発明の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して半導体装置を得ることができる。   Next, a semiconductor device will be described. In order to manufacture the semiconductor device of the present invention by sealing various electronic components such as semiconductor elements using the epoxy resin composition described above, a conventional molding method such as transfer molding, compression molding, injection molding or the like is used. A semiconductor device can be obtained by curing.

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。   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.

本発明の半導体装置としては、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。   Although it does not specifically limit as a semiconductor device of this invention, For example, a dual in-line package (DIP), a chip carrier with a plastic lead (PLCC), a quad flat package (QFP), a small outline package ( SOP), Small Outline J Lead Package (SOJ), Thin Small Outline Package (TSOP), Thin Quad Flat Package (TQFP), Tape Carrier Package (TCP), Ball Grid Array ( BGA), chip size package (CSP) and the like.

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℃〜200℃程度の温度で、10分〜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。   A semiconductor device sealed by a molding method such as a 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、本発明に係る半導体封止用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 for semiconductor encapsulation according to the present invention. The semiconductor element 1 is fixed on the die pad 3 via the die bond material cured body 2. The electrode pad of the semiconductor element 1 and the lead frame 5 are connected by a gold wire 4. The semiconductor element 1 is sealed with a cured body 6 of a sealing resin composition.

以下に本発明を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。配合割合は質量部とした。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. The blending ratio was part by mass.

(実施例1)
エポキシ樹脂1:下記式(10)で表されるエポキシ樹脂(ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂:日本化薬(株)製、商品名NC3000P、軟化点58℃、エポキシ当量273、式(10)においてnの平均値は2.3。)
6.34質量部
Example 1
Epoxy resin 1: epoxy resin represented by the following formula (10) (phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: NC3000P, softening point: 58 ° C., epoxy equivalent: 273, formula (10 ), The average value of n is 2.3.)
6.34 parts by mass

Figure 2011046866
Figure 2011046866

硬化剤1:下記式(11)で表されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂(明和化成(株)製、商品名MEH−7851SS、軟化点65℃、水酸基当量204、式(11)においてmの平均値は1.6。)
4.26質量部

Figure 2011046866
無機充填材1:溶融球状シリカ(平均粒径30μm) 88.00質量部
化合物D1:3−(4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸(東京化成工業(株)製、分子量:166.17) 0.10質量部
硬化促進剤1:トリフェニルホスフィン 0.20質量部
シランカップリング剤1:N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
0.10質量部
シランカップリング剤2:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
0.10質量部
シランカップリング剤3:3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
0.10質量部
化合物G1:2,3−ジヒドロキシナフタレン 0.10質量部
離型剤1:モンタン酸エステル系ワックス(クラリアントジャパン(株)製、商品名リコルブWE4) 0.30質量部
イオントラップ剤1:ハイドロタルサイト(協和化学工業(株)製、商品名DHT−4H) 0.20質量部
着色剤1:カーボンブラック 0.30質量部
をミキサーにて常温混合し、80〜100℃の加熱ロールで溶融混練し、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用いて、以下の方法で評価を行った。評価結果を表1に示す。 Curing agent 1: Phenol aralkyl resin having a biphenylene skeleton represented by the following formula (11) (Maywa Kasei Co., Ltd., trade name: MEH-7851SS, softening point: 65 ° C., hydroxyl equivalent: 204, m in formula (11) The average value is 1.6.)
4.26 parts by mass
Figure 2011046866
Inorganic filler 1: fused spherical silica (average particle size 30 μm) 88.00 parts by mass Compound D1: 3- (4-hydroxyphenyl) propionic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight: 166.17) 0.10 Mass parts Curing accelerator 1: Triphenylphosphine 0.20 parts by mass Silane coupling agent 1: N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane
0.10 parts by mass Silane coupling agent 2: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane
0.10 parts by mass Silane coupling agent 3: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane
0.10 parts by mass Compound G1: 2,3-dihydroxynaphthalene 0.10 parts by mass Mold release agent 1: Montanate ester wax (manufactured by Clariant Japan Co., Ltd., trade name Recolve WE4) 0.30 parts by mass Ion trapping agent 1: Hydrotalcite (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., trade name DHT-4H) 0.20 parts by mass Colorant 1: Carbon black 0.30 parts by mass is mixed at room temperature with a mixer and heated at 80 to 100 ° C. The mixture was melt-kneaded with a roll, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition. Evaluation was performed by the following method using the obtained epoxy resin composition. The evaluation results are shown in Table 1.

1.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)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、保圧時間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。単位をcmとした。
1. Spiral flow Using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15, manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), a mold for spiral flow measurement conforming to EMMI-1-66, a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 6.9 MPa, The epoxy resin composition was injected under a pressure holding time of 120 seconds, and the flow length was measured. The unit was cm.

2.硬化性(硬化トルク比)
キュラストメーター(オリエンテック(株)製、JSRキュラストメーターIVPS型)を用いて、175℃、60秒後のトルク値を300秒後のトルク値で除した値で示した。この値の大きい方が硬化性は良好である。単位は%とした。
2. Curability (curing torque ratio)
Using a curast meter (Orientec Co., Ltd., JSR curast meter IVPS type), the torque value after 60 seconds at 175 ° C. was divided by the torque value after 300 seconds. The larger this value, the better the curability. The unit is%.

3.耐半田性1
低圧トランスファー成形機(第一精工(株)製、GP−ELF)を用いて、成形温度175℃、注入圧力8.3MPa、硬化時間120秒の条件で、チップ(チップサイズ6.0mm×6.0mm×0.35mm厚)を搭載したCu製リードフレームがインサートされた金型キャビティ内にエポキシ樹脂組成物を注入、硬化させ、80ピンQFP(Quad Flat Package、パッケージサイズ:14mm×20mm×2mm厚)を作製し、アフターベークとして175℃、8時間加熱処理した。その後、60℃、相対湿度60%で120時間の加湿処理を行った後、260℃のIRリフロー処理をした。パッケージ内部の剥離とクラックを超音波探傷機(日立建機ファインテック(株)製、mi−scope hyper II)で確認し、剥離、クラックのいずれか一方でもあったものを不良とした。評価した10個のパッケージ中の不良パッケージ数を示す。
3. Solder resistance 1
Using a low-pressure transfer molding machine (Daiichi Seiko Co., Ltd., GP-ELF), a chip (chip size 6.0 mm × 6. 6) under the conditions of a molding temperature of 175 ° C., an injection pressure of 8.3 MPa, and a curing time of 120 seconds. An epoxy resin composition is injected into a mold cavity in which a Cu lead frame having a thickness of 0 mm × 0.35 mm) is inserted and cured, and then 80-pin QFP (Quad Flat Package, package size: 14 mm × 20 mm × 2 mm thickness) ) And heat-treated as an after bake at 175 ° C. for 8 hours. Then, after performing the humidification process for 120 hours at 60 degreeC and 60% of relative humidity, the IR reflow process of 260 degreeC was performed. Peeling and cracks inside the package were confirmed with an ultrasonic flaw detector (manufactured by Hitachi Construction Machinery Finetech Co., Ltd., mi-scope hyper II), and any one of either peeling or cracking was regarded as defective. The number of defective packages among the 10 packages evaluated is shown.

4.耐半田性2
低圧トランスファー成形機(第一精工(株)製、GP−ELF)を用いて、成形温度175℃、注入圧力8.3MPa、硬化時間120秒の条件で、チップ(チップサイズ6.0mm×6.0mm×0.35mm厚)を搭載したCu製リードフレームがインサートされた金型キャビティ内にエポキシ樹脂組成物を注入、硬化させ、80ピンQFP(Quad Flat Package、パッケージサイズ:14mm×20mm×2mm厚)を作製し、アフターベークとして175℃、8時間加熱処理した。その後、85℃、相対湿度60%で120時間の加湿処理を行った後、260℃のIRリフロー処理をした。パッケージ内部の剥離とクラックを超音波探傷機(日立建機ファインテック(株)製、mi−scope hyper II)で確認し、剥離、クラックのいずれか一方でもあったものを不良とした。評価した10個のパッケージ中の不良パッケージ数を示す。
4). Solder resistance 2
Using a low-pressure transfer molding machine (Daiichi Seiko Co., Ltd., GP-ELF), a chip (chip size 6.0 mm × 6. 6) under the conditions of a molding temperature of 175 ° C., an injection pressure of 8.3 MPa, and a curing time of 120 seconds. An epoxy resin composition is injected into a mold cavity in which a Cu lead frame having a thickness of 0 mm × 0.35 mm) is inserted and cured, and then 80-pin QFP (Quad Flat Package, package size: 14 mm × 20 mm × 2 mm thickness) ) And heat-treated as an after bake at 175 ° C. for 8 hours. Then, after performing the humidification process for 120 hours at 85 degreeC and 60% of relative humidity, IR reflow process of 260 degreeC was performed. Peeling and cracking inside the package were confirmed with an ultrasonic flaw detector (manufactured by Hitachi Construction Machinery Finetech Co., Ltd., mi-scope hyper II), and any of the peeling and cracking was regarded as defective. The number of defective packages among the 10 packages evaluated is shown.

実施例2〜11、比較例1〜4
表1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製造し、実施例1と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1以外で用いた成分について、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、商品名YX−4000、エポキシ当量190、融点105℃)
硬化剤2:フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂(三井化学(株)製、商品名XLC−LL、水酸基当量165、軟化点79℃)
化合物D2:4−ヒドロキシ−3−メトキシフェニル酢酸(東京化成工業(株)製、分子量:182.17)
化合物D3:trans−p−クマル酸(東京化成工業(株)製、分子量:164.16)
化合物D4:4−ヒドロキシ安息香酸(東京化成工業(株)製、分子量:138.12)
比較化合物1:フェノール(東京化成工業(株)製、分子量:94.11)
比較化合物2:プロピオン酸(東京化成工業(株)製、分子量:74.08)
Examples 2-11, Comparative Examples 1-4
According to the composition of Table 1, an epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.
The components used in other than Example 1 are shown below.
Epoxy resin 2: biphenyl type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name YX-4000, epoxy equivalent 190, melting point 105 ° C.)
Curing agent 2: Phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton (manufactured by Mitsui Chemicals, trade name: XLC-LL, hydroxyl group equivalent: 165, softening point: 79 ° C.)
Compound D2: 4-hydroxy-3-methoxyphenylacetic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight: 182.17)
Compound D3: trans-p-coumaric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight: 164.16)
Compound D4: 4-hydroxybenzoic acid (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight: 138.12)
Comparative compound 1: phenol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight: 94.11)
Comparative compound 2: Propionic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., molecular weight: 74.08)

Figure 2011046866
Figure 2011046866

表1から明らかなように実施例1〜11で得られたエポキシ組成物を用いて成形した半導体パッケージは、耐半田性に優れていた。   As is apparent from Table 1, the semiconductor package molded using the epoxy compositions obtained in Examples 1 to 11 was excellent in solder resistance.

上記のように本発明に従う実施例はいずれも、無鉛半田に対応する高温の半田処理によっても剥離やクラックが発生しない良好な耐半田性を有する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。   As described above, in all of the examples according to the present invention, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having good solder resistance that does not cause peeling or cracking even by high-temperature solder processing corresponding to lead-free solder is obtained. is there.

本発明に従うと、銅あるいは42アロイ等のリードフレームに搭載した半導体素子を封止した場合であって、無鉛半田に対応する高温の半田処理によっても剥離やクラックが発生しない良好な耐半田性を有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物が得られるので、特に表面実装型の半導体装置の製造用として好適に用いることができる。   According to the present invention, when a semiconductor element mounted on a lead frame such as copper or 42 alloy is sealed, it has good solder resistance that does not cause peeling or cracking even by high-temperature solder processing corresponding to lead-free solder. Since the epoxy resin composition for semiconductor sealing which has is obtained, it can be used suitably especially for manufacture of a surface mount type semiconductor device.

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 封止用エポキシ樹脂組成物の硬化体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor element 2 Die-bonding material hardening body 3 Die pad 4 Gold wire 5 Lead frame 6 Hardening body of epoxy resin composition for sealing

Claims (9)

半導体封止に用いるエポキシ樹脂組成物であって、
(A)エポキシ樹脂と、
(B)硬化剤と、
(C)無機充填材と、
(D)フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物と、
を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
An epoxy resin composition used for semiconductor encapsulation,
(A) an epoxy resin;
(B) a curing agent;
(C) an inorganic filler;
(D) an organic compound having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group;
An epoxy resin composition comprising:
前記フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)が、下記一般式(1)で表される化合物である請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure 2011046866
(式中、R1は単結合、二重結合、三重結合、エーテル結合、スルホン結合、エステル結合、アミド結合、イミド結合、ウレタン結合、及びケトン結合から選ばれる結合、あるいは芳香族環、脂肪族環、又は複素環を含む有機基、もしくは脂肪族基である。R2は、水素あるいは炭素数1〜14の有機基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シアノ基、ニトロ基、アルデヒド基、縮環した芳香族環、脂肪族環、又は複素環を表し、同一であっても、異なっていてもよい。aは、1〜4の整数。)
The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group is a compound represented by the following general formula (1).
Figure 2011046866
(In the formula, R1 is a bond selected from a single bond, a double bond, a triple bond, an ether bond, a sulfone bond, an ester bond, an amide bond, an imide bond, a urethane bond, and a ketone bond, or an aromatic ring or an aliphatic ring. Or an organic group containing a heterocyclic ring or an aliphatic group, R2 is hydrogen or an organic group having 1 to 14 carbon atoms, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a cyano group, a nitro group, an aldehyde group, or a condensed ring. Represents an aromatic ring, an aliphatic ring, or a heterocyclic ring, which may be the same or different, and a is an integer of 1 to 4.
前記フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)の分子量が500未満である請求項2に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to claim 2, wherein the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group has a molecular weight of less than 500. 前記フェノール性水酸基とカルボキシル基を有する有機化合物(D)のカルボキシル基が、脂肪族炭素に結合したカルボキシル基である請求項3に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to claim 3, wherein a carboxyl group of the organic compound (D) having a phenolic hydroxyl group and a carboxyl group is a carboxyl group bonded to an aliphatic carbon. 前記(A)エポキシ樹脂が、下記一般式(2)で表されるエポキシ樹脂を含む請求項4に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure 2011046866
The epoxy resin composition according to claim 4, wherein the (A) epoxy resin contains an epoxy resin represented by the following general formula (2).
Figure 2011046866
前記(B)硬化剤が、下記一般式(3)で表されるフェノール樹脂を含む請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure 2011046866
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the (B) curing agent contains a phenol resin represented by the following general formula (3).
Figure 2011046866
更に(E)硬化促進剤を含む請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 6, further comprising (E) a curing accelerator. 更に(F)シランカップリング剤及び/又は(G)芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物を含む請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物。   Furthermore, (F) Silane coupling agent and / or (G) The compound which the hydroxyl group couple | bonded with the 2 or more adjacent carbon atom which comprises an aromatic ring respectively is included. Epoxy resin composition. 請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物で、半導体素子が封止されていることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device, wherein a semiconductor element is sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 8.
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