JP2012067252A - Sealing epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、封止用エポキシ樹脂組成物、およびこれを用いた半導体装置に係り、さらに詳しくは、パワーデバイス用途に有用な、高熱伝導性で、難燃性を有し、かつ環境対応にも優れる封止用エポキシ樹脂組成物、およびこれを用いた半導体装置に関する。 The present invention relates to an epoxy resin composition for sealing, and a semiconductor device using the same, and more specifically, has high thermal conductivity, flame retardancy, and environmental friendliness useful for power device applications. The present invention relates to an excellent epoxy resin composition for sealing and a semiconductor device using the same.
パワーデバイス等の半導体装置の樹脂封止に使用されるエポキシ樹脂組成物には、素子が放出する多量の熱に対応するため高い熱伝導性が要求される。そこで、良好な熱伝導率を得るために、例えば、結晶シリカと粒径の小さい溶融球状シリカを併用して、無機充填剤を高密度に充填させたエポキシ樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。 Epoxy resin compositions used for resin sealing of semiconductor devices such as power devices are required to have high thermal conductivity in order to cope with a large amount of heat released from the element. Therefore, in order to obtain good thermal conductivity, for example, an epoxy resin composition in which crystalline silica and fused spherical silica having a small particle diameter are used in combination and filled with an inorganic filler at a high density has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、無機充填剤の充填量を増加させると、組成物の流動性が低下する。その結果、例えば、インナーリードのアイランド部が曲げ加工されて半導体素子が実装されているような半導体装置に適用した場合に、金型キャビティ内におけるインナーリード表裏の樹脂組成物の流動性のバランスが崩れて、ボイドが発生したり、ボンディングワイヤが変形したり、アイランドシフトが生じたりする等の不具合が発生するおそれがあった。 However, increasing the filling amount of the inorganic filler decreases the fluidity of the composition. As a result, for example, when applied to a semiconductor device in which the island portion of the inner lead is bent and the semiconductor element is mounted, the balance of the fluidity of the resin composition on the front and back of the inner lead in the mold cavity is achieved. There is a possibility that a failure such as a void may occur, a bonding wire may be deformed, or an island shift may occur may occur.
一方、近時、環境への負荷を低減するため、ハロゲン系難燃剤を使用せずに良好な難燃性を付与した封止用エポキシ樹脂組成物が要求されており、一般には、ハロゲン系難燃剤に代わる難燃剤として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水和物の使用が検討されている。 On the other hand, in recent years, in order to reduce the burden on the environment, there has been a demand for an epoxy resin composition for sealing that imparts good flame retardancy without using a halogen flame retardant. The use of metal hydrates such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide as a flame retardant instead of a flame retardant has been studied.
しかしながら、金属水和物で高い難燃性を得るためには金属水和物を多量に添加する必要があり、成形品の機械的強度の低下が懸念される。この問題に対し、粒径の小さい金属水和物を使用すれば、難燃性を高めることができ、その使用量を減らすことができるが、粒径の小さい金属水和物の使用は、流動性や硬化性等を低下させる。そこで、高い難燃性と、良好な流動性、硬化性を両立させるべく、特定の粒度分布を持つ金属水和物を使用した組成物が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。 However, in order to obtain high flame retardancy with a metal hydrate, it is necessary to add a large amount of the metal hydrate, and there is concern about a decrease in the mechanical strength of the molded product. In response to this problem, if a metal hydrate having a small particle size is used, the flame retardancy can be increased and the amount of use can be reduced. Decrease the property and curability. Then, in order to make high flame retardance, favorable fluidity | liquidity, and sclerosis | hardenability compatible, the composition using the metal hydrate which has a specific particle size distribution is proposed (for example, refer patent document 3).
しかしながら、上述したような良好な熱伝導率を得るためにシリカ粉末を高充填した封止用エポキシ樹脂組成物に適用した場合、金属水和物の粒度を特定しただけでは、良好な流動性や硬化性等が得られないうえに、目標とする熱伝導性も得られないことがあった。 However, when applied to an epoxy resin composition for sealing that is highly filled with silica powder in order to obtain a good thermal conductivity as described above, only by specifying the particle size of the metal hydrate, good fluidity and In addition to being unable to obtain curability and the like, the target thermal conductivity may not be obtained.
さらに、封止用エポキシ樹脂組成物には、金型からの離型性を高めるため、通常、ワックス類が配合されるが、金属水和物は吸油量が大きいため、ワックス類を吸収しやすく、金型離型性が低下するという問題もあった。離型性が低下した状態で成形すると、成形品に割れや欠けが発生するおそれがあり、特に、樹脂組成物の強度が低い場合には、これらの不具合の発生が顕著である。この問題に対処して、例えば、離型剤の配合量を増やしたり、離型性の高い離型剤を使用することが考えられるが、その場合、離型剤の表面への染み出し量が多くなり、金型や半導体装置の表面が汚れやすくなり、生産性が損なわれるおそれがある。 Furthermore, in order to improve the releasability from the mold, the epoxy resin composition for sealing is usually blended with waxes, but the metal hydrate has a large oil absorption amount, so it is easy to absorb the waxes. There was also a problem that mold releasability was lowered. If molding is performed in a state in which the releasability is lowered, the molded product may be cracked or chipped. Particularly, when the strength of the resin composition is low, the occurrence of these problems is remarkable. To deal with this problem, for example, it is conceivable to increase the amount of the release agent or to use a release agent having a high release property. The number of molds and the surface of the semiconductor device is likely to become dirty, which may impair productivity.
また、難燃剤として、金属水和物を使用せずに、架橋型ホスファゼン化合物および環状化合物を配合した封止用エポキシ樹脂組成物、あるいは架橋フェノキシホスファゼン化合物とホウ酸亜鉛を併用した封止用エポキシ樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献4、5参照。)。しかしながら、前者では、有機系難燃剤の多量配合により、熱伝導率や強度が低下し、半導体装置に割れや欠けが発生するおそれがある。また、後者では、スルーゲート方式により、複数のキャビティを直列に接続して、単位面積当たりの素子数を増加させた金型を用いて成形した場合、いわゆるスリットバリの発生が問題になることがあった。 In addition, as a flame retardant, a sealing epoxy resin composition containing a cross-linked phosphazene compound and a cyclic compound without using a metal hydrate, or a sealing epoxy resin using a cross-linked phenoxyphosphazene compound and zinc borate in combination. Resin compositions have been proposed (see, for example, Patent Documents 4 and 5). However, in the former, due to the large amount of the organic flame retardant, the thermal conductivity and strength are lowered, and there is a possibility that the semiconductor device may be cracked or chipped. In the latter case, when a plurality of cavities are connected in series by the through-gate method and molded using a mold with an increased number of elements per unit area, so-called slit burrs may be a problem. there were.
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、熱伝導性、難燃性、強度、成形性のバランスが良好で、成形時の金型からの離型性、バリの抑制に優れ、環境への負荷も少ない封止用エポキシ樹脂組成物、およびそのような封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止された信頼性に優れた半導体装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and has a good balance of thermal conductivity, flame retardancy, strength and moldability, mold release from the mold during molding, An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for sealing excellent in suppression and less burden on the environment, and a highly reliable semiconductor device sealed using such an epoxy resin composition for sealing Yes.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂、トリフェニルホスフィン、特定のシリカ粉末、ホスファゼン化合物、金属水和物および/またはホウ酸金属塩を必須成分とした特定の封止用エポキシ樹脂組成物およびこれを用いた半導体装置により、上記の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have found that cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac resin, triphenylphosphine, specific silica powder, phosphazene compound, metal hydrate and / or boron. The inventors have found that the above object can be achieved by a specific sealing epoxy resin composition containing an acid metal salt as an essential component and a semiconductor device using the same, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の一態様に係る封止用エポキシ樹脂組成物は、(A)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、(B)フェノールノボラック樹脂、(C)トリフェニルホスフィン、(D)(d1)平均粒径10〜30μmの結晶シリカ粉末70質量%以上、(d2)平均粒径3.0μm未満の結晶シリカ粉末10重量%以下、(d3)平均粒径3.0μm未満の溶融球状シリカ粉末5〜15質量%、および(d4)平均粒径0.5〜3μmの溶融球状シリカ粉末5〜15質量%からなるシリカ粉末混合物、(E)ホスファゼン化合物、並びに(F)金属水和物および/またはホウ酸金属塩を必須成分とし、前記(D)シラン粉末混合物の組成物全体に対する割合が70〜85質量%であることを特徴としている。 That is, the epoxy resin composition for sealing according to one embodiment of the present invention includes (A) a cresol novolac type epoxy resin, (B) a phenol novolac resin, (C) triphenylphosphine, (D) (d1) an average particle diameter. 70% by mass or more of crystalline silica powder of 10 to 30 μm, (d2) 10% by weight or less of crystalline silica powder having an average particle size of less than 3.0 μm, (d3) 5 to 15 mass of fused spherical silica powder having an average particle size of less than 3.0 μm And (d4) a silica powder mixture comprising 5 to 15% by mass of fused spherical silica powder having an average particle size of 0.5 to 3 μm, (E) a phosphazene compound, and (F) a metal hydrate and / or a metal borate A salt is an essential component, and the ratio of the (D) silane powder mixture to the entire composition is 70 to 85% by mass.
また、本発明の他の態様に係る半導体装置は、熱伝導率が2W/mK以上である、上記封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物によって半導体素子が封止されてなることを特徴としている。 A semiconductor device according to another aspect of the present invention is characterized in that a semiconductor element is sealed with a cured product of the above-described sealing epoxy resin composition having a thermal conductivity of 2 W / mK or more. .
本発明によれば、熱伝導性、難燃性、強度、成形性のバランスが良好で、成形時の金型からの離型性、バリの抑制に優れ、かつ環境への負荷も少ない封止用エポキシ樹脂組成物、およびそのような封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止された信頼性に優れた半導体装置を得ることができる。 According to the present invention, the balance of thermal conductivity, flame retardancy, strength and moldability is good, the mold releasability from the mold at the time of molding, the suppression of burrs, and the environmental load is small An epoxy resin composition for use, and a semiconductor device with excellent reliability sealed using such an epoxy resin composition for sealing can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
まず、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物に用いられる各成分について説明する。
本発明に用いられる(A)成分のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂は成形性およびはんだ耐熱性に優れるという特徴を有している。硬化性の観点からは、エポキシ当量が150〜300の範囲のものが好ましく、180〜250の範囲のものがより好ましい。具体的には、(A)成分としては、住友化学工業(株)製のESCN−190(o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の商品名;エポキシ当量195、軟化点65℃)等が好ましく使用される。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。このクレゾールノボラック型エポキシ樹脂の配合量は、特に限定されるものではないが、組成物の全量に対して7〜35質量%の範囲が好ましく、8〜15質量%の範囲がより好ましい。7質量%未満では吸水率が増加するおそれがある。また、35質量%を超えると難燃性が低下するおそれがある。
First, each component used for the epoxy resin composition for sealing of this invention is demonstrated.
The component (A) cresol novolac type epoxy resin used in the present invention is characterized by excellent moldability and solder heat resistance. From the viewpoint of curability, the epoxy equivalent is preferably in the range of 150 to 300, more preferably in the range of 180 to 250. Specifically, as the component (A), ESCN-190 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (trade name of o-cresol novolac type epoxy resin; epoxy equivalent 195, softening point 65 ° C.) is preferably used. . A cresol novolac type epoxy resin may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it. Although the compounding quantity of this cresol novolak type epoxy resin is not specifically limited, The range of 7-35 mass% is preferable with respect to the whole quantity of a composition, and the range of 8-15 mass% is more preferable. If it is less than 7% by mass, the water absorption rate may increase. Moreover, when it exceeds 35 mass%, there exists a possibility that a flame retardance may fall.
本発明においては、必要に応じて、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を併用することができる。例えば、硬化性等を調整する目的で、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ビフェニル型またはスチルベン型二官能エポキシ化合物等を使用することができる。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。他のエポキシ樹脂を併用する場合、エポキシ樹脂総質量の50質量%以下の範囲で配合することが好ましい。より好ましい範囲は、エポキシ樹脂総質量の30質量%以下である。 In the present invention, an epoxy resin other than the cresol novolac type epoxy resin can be used in combination as necessary. For example, for the purpose of adjusting curability etc., phenol novolac type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, containing triazine nucleus Epoxy resins, biphenyl type or stilbene type bifunctional epoxy compounds can be used. These epoxy resins may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them. When using together with another epoxy resin, it is preferable to mix | blend in the range of 50 mass% or less of epoxy resin total mass. A more preferable range is 30% by mass or less of the total mass of the epoxy resin.
本発明に用いられる(B)成分のフェノールノボラック樹脂としては、上記(A)成分のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基と反応し得るフェノール性水酸基を分子中に2個以上有するものであれば、特に制限されることなく使用される。本発明の目的のためには、フェノール性水酸基当量が100〜200の範囲のものが好ましく、硬化性の観点からは、フェノール性水酸基当量が100〜150の範囲のものが特に好ましい。また、軟化点が50〜110℃の範囲のものが好ましく、70〜90℃の範囲のものがより好ましい。具体的には、(B)成分としては、明和化成(株)製のH−1(商品名;水酸基当量106、軟化点83℃)等が好ましく使用される。フェノールノボラック樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。このフェノールノボラック樹脂の配合量は、上記(A)成分のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、および必要に応じて配合されるその他のエポキシ樹脂中のエポキシ基1当量当たり、フェノールノボラック樹脂中のフェノール性水酸基当量が0.5〜2.0当量となる範囲が好ましく、0.8〜1.20当量となる範囲がより好ましい。0.5当量未満となる範囲では難燃性等が低下するおそれがある。また、2.0当量を超える範囲では吸水率が増加して信頼性が低下するおそれがある。 As the phenol novolak resin of component (B) used in the present invention, if it has two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule that can react with the epoxy group of the cresol novolak type epoxy resin of component (A), It is used without particular limitation. For the purposes of the present invention, those having a phenolic hydroxyl group equivalent in the range of 100 to 200 are preferred, and those having a phenolic hydroxyl group equivalent in the range of 100 to 150 are particularly preferred from the viewpoint of curability. Moreover, the thing of the range whose softening point is 50-110 degreeC is preferable, and the thing of the range which is 70-90 degreeC is more preferable. Specifically, H-1 (trade name; hydroxyl equivalent 106, softening point 83 ° C.) manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd. is preferably used as the component (B). A phenol novolac resin may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it. The amount of this phenol novolak resin is equivalent to the phenolic hydroxyl group equivalent in the phenol novolak resin per one equivalent of the epoxy group in the cresol novolac type epoxy resin of the above component (A) and other epoxy resins blended as necessary. Is preferably in the range of 0.5 to 2.0 equivalents, more preferably in the range of 0.8 to 1.20 equivalents. In the range of less than 0.5 equivalent, flame retardancy and the like may be reduced. Moreover, in the range exceeding 2.0 equivalent, there exists a possibility that a water absorption rate may increase and reliability may fall.
本発明においては、必要に応じて、フェノールノボラック樹脂以外の、上記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するフェノール樹脂を併用することができる。具体的には、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、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂の変性樹脂(例えば、エポキシ化もしくはブチル化したノボラック型フェノール樹脂等)、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パラキシレン変性フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、多官能型フェノール樹脂等を使用することができる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。他のフェノール樹脂を併用する場合、フェノール樹脂総質量の50質量%以下の範囲で配合することが好ましい。より好ましい範囲は、フェノール樹脂総質量の30質量%以下である。なお、フェノールノボラック樹脂以外のフェノール樹脂を併用する場合、それらの樹脂中のフェノール性水酸基当量が、(A)成分のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、および必要に応じて配合されるその他のエポキシ樹脂中のエポキシ基1当量当たり、前述した範囲、すなわち0.5〜2.0当量となる範囲が好ましく、0.8〜1.20当量となる範囲がより好ましい。 In this invention, the phenol resin which acts as a hardening | curing agent of the said epoxy resin other than a phenol novolak resin can be used together as needed. Specifically, modified resins of novolak type phenol resins such as cresol novolak resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, phenol novolak resin, cresol novolak resin (for example, epoxidized or butylated novolak type phenol resin), di A cyclopentadiene modified phenol resin, a paraxylene modified phenol resin, a triphenolalkane type phenol resin, a polyfunctional type phenol resin, or the like can be used. These may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types. When using other phenol resin together, it is preferable to mix | blend in the range of 50 mass% or less of phenol resin total mass. A more preferable range is 30% by mass or less of the total mass of the phenol resin. When a phenol resin other than phenol novolac resin is used in combination, the phenolic hydroxyl group equivalent in the resin is the cresol novolac type epoxy resin of component (A), and other epoxy resins blended as necessary. The range described above, that is, a range of 0.5 to 2.0 equivalents per equivalent of epoxy group is preferable, and a range of 0.8 to 1.20 equivalents is more preferable.
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物においては、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の反応を促進させる硬化促進剤として、(C)トリフェニルホスフィンが使用される。トリフェニルホスフィンとしては、不純物濃度が低いものが好ましい。このトリフェニルホスフィンの配合量は、特に限定されるものではないが、組成物の全量に対して0.01〜5質量%の範囲が好ましい。トリフェニルホスフィンをこの範囲で配合することによって、良好な金型離型性を得ることができる。また、その結果、金型清掃の周期を延長させることができるため、連続成形性に優れたものとなる。また、トリフェニルホスフィンの配合量が0.01質量%未満では、ゲルタイムが長くなり、半導体装置の生産サイクルが長くなる。逆に、5質量%を超えると、流動性が低下して充填性が不良となり、また、実装後の耐湿信頼性が低下するおそれがある。より好ましい範囲は、組成物の全量に対して0.05〜1.0質量%の範囲である。 In the sealing epoxy resin composition of the present invention, (C) triphenylphosphine is used as a curing accelerator for promoting the reaction between the epoxy resin and the phenol resin. Triphenylphosphine having a low impurity concentration is preferable. Although the compounding quantity of this triphenylphosphine is not specifically limited, The range of 0.01-5 mass% is preferable with respect to the whole quantity of a composition. By mixing triphenylphosphine within this range, good mold releasability can be obtained. As a result, the cycle of mold cleaning can be extended, so that the continuous formability is excellent. Moreover, if the compounding quantity of triphenylphosphine is less than 0.01 mass%, gel time will become long and the production cycle of a semiconductor device will become long. On the other hand, if it exceeds 5% by mass, the fluidity is lowered and the filling property becomes poor, and the moisture resistance reliability after mounting may be lowered. A more preferable range is a range of 0.05 to 1.0% by mass with respect to the total amount of the composition.
本発明においては、必要に応じて、トリフェニルホスフィン以外の公知の硬化促進剤、例えば、リン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、DBU(ジアザビシクロウンデセン)系硬化促進剤等を、本発明の効果を阻害しない範囲で併用することができる。これらの硬化促進剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 In the present invention, if necessary, a known curing accelerator other than triphenylphosphine, for example, a phosphorus curing accelerator, an imidazole curing accelerator, a DBU (diazabicycloundecene) curing accelerator, It can use together in the range which does not inhibit the effect of this invention. These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.
本発明に用いられる(D)成分のシリカ粉末混合物は、(d1)平均粒径10〜30μm、好ましくは25〜30μmの結晶シリカ粉末、(d2)平均粒径3.0μm未満、好ましくは0.5〜2.0μmの結晶シリカ粉末、(d3)平均粒径3.0μm未満、好ましくは0.5〜1.5μmの溶融球状シリカ粉末、および(d4)平均粒径5〜15μm、好ましくは8〜15μmの溶融球状シリカ粉末の混合物である。 The silica powder mixture of component (D) used in the present invention comprises (d1) crystalline silica powder having an average particle size of 10 to 30 μm, preferably 25 to 30 μm, and (d2) an average particle size of less than 3.0 μm, preferably 0.00. 5 to 2.0 μm crystalline silica powder, (d3) fused spherical silica powder having an average particle size of less than 3.0 μm, preferably 0.5 to 1.5 μm, and (d4) average particle size of 5 to 15 μm, preferably 8 It is a mixture of fused spherical silica powder of ˜15 μm.
(D)成分のシリカ粉末混合物は、(d1)〜(d4)成分の合計量で、組成物の全量に対して70〜85質量%、好ましくは75〜85質量%の割合で配合される。シリカ粉末混合物の割合が70質量%未満では熱伝導率が低くなり、85質量%を超えると流動性が低下して成形が困難になる。 The silica powder mixture of component (D) is the total amount of components (d1) to (d4), and is blended in a proportion of 70 to 85% by mass, preferably 75 to 85% by mass, based on the total amount of the composition. When the proportion of the silica powder mixture is less than 70% by mass, the thermal conductivity is low, and when it exceeds 85% by mass, the fluidity is lowered and molding becomes difficult.
また、(D)成分のシリカ粉末混合物において、(d1)平均粒径10〜30μmの結晶シリカ粉末の割合は70質量%以上、好ましくは70〜75質量%であり、(d2)平均粒径3.0μm未満の結晶シリカ粉末の割合は10重量%以下、好ましくは5〜10質量%である。(d1)平均粒径10〜30μmの結晶シリカ粉末の割合が70質量%未満であるか、または(d2)平均粒径3.0μm未満の結晶シリカ粉末の割合が10重量%を超えると、良好な熱伝導性を発現させることができない。 In the silica powder mixture of component (D), the ratio of (d1) crystalline silica powder having an average particle size of 10 to 30 μm is 70% by mass or more, preferably 70 to 75% by mass, and (d2) average particle size of 3 The proportion of crystalline silica powder of less than 0.0 μm is 10% by weight or less, preferably 5 to 10% by weight. (D1) The ratio of the crystalline silica powder having an average particle diameter of 10 to 30 μm is less than 70% by mass, or (d2) the ratio of the crystalline silica powder having an average particle diameter of less than 3.0 μm is more than 10% by weight. High thermal conductivity cannot be expressed.
また、(D)成分のシリカ粉末混合物において、(d3)平均粒径3.0μm未満の溶融球状シリカ粉末の割合は5〜15質量%、好ましくは5〜10質量%であり、(d4)平均粒径5〜15μmの溶融球状シリカ粉末の割合は5〜15質量%、好ましくは5〜10質量%である。(d3)平均粒径3.0μm未満の溶融球状シリカ粉末および(d4)平均粒径5〜15μmの溶融球状シリカ粉末のいずれか一方でも、配合量が前記割合を外れると、流動性が低下して成形が困難になる。 In the silica powder mixture of component (D), the ratio of (d3) fused spherical silica powder having an average particle size of less than 3.0 μm is 5 to 15% by mass, preferably 5 to 10% by mass, and (d4) average The ratio of the fused spherical silica powder having a particle size of 5 to 15 μm is 5 to 15% by mass, preferably 5 to 10% by mass. If any of (d3) fused spherical silica powder having an average particle size of less than 3.0 μm and (d4) fused spherical silica powder having an average particle size of 5 to 15 μm is out of the above ratio, the fluidity is lowered. Molding becomes difficult.
さらに、本発明においては、(d3)平均粒径3.0μm未満の溶融球状シリカ粉末と(d4)平均粒径5〜15μmの溶融球状シリカ粉末との質量比(d3)/(d4)が0.75〜1.25であることが好ましい。質量比(d3)/(d4)を前記範囲とすることで、金型キャビティ内のインナーリードやアイランド表裏における樹脂組成物のバランスが良好となり、ボイド、アイランドシフト、ボンディングワイヤの変形等の発生を抑えることができる。質量比(d3)/(d4)は0.85〜1.15であることがより好ましい。 Furthermore, in the present invention, the mass ratio (d3) / (d4) of (d3) fused spherical silica powder having an average particle size of less than 3.0 μm and (d4) fused spherical silica powder having an average particle size of 5 to 15 μm is 0. It is preferable that it is .75-1.25. By setting the mass ratio (d3) / (d4) within the above range, the balance of the resin composition between the inner lead and the island front and back in the mold cavity is improved, and the occurrence of voids, island shift, bonding wire deformation, etc. Can be suppressed. The mass ratio (d3) / (d4) is more preferably 0.85 to 1.15.
なお、上記シリカ粉末の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所(株)製 製品名 シーラスレーザータイプ920)により測定した粒度分布において積算重量が50%になる粒径である。 The average particle size of the silica powder is a particle size at which the cumulative weight becomes 50% in the particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device (product name: Cirrus Laser Type 920, manufactured by Horiba, Ltd.).
本発明に用いられる(E)成分のホスファゼン化合物は、次述する(F)成分とともに、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物に難燃性を付与する成分である。ホスファゼン化合物としては、特に、フェノキシホスファゼン化合物をフェニレン基等の架橋基で架橋させた架橋フェノキシホスファゼン化合物が好ましく使用される。 The phosphazene compound of component (E) used in the present invention is a component that imparts flame retardancy to the sealing epoxy resin composition of the present invention, together with component (F) described below. As the phosphazene compound, a crosslinked phenoxyphosphazene compound obtained by crosslinking a phenoxyphosphazene compound with a crosslinking group such as a phenylene group is particularly preferably used.
フェノキシホスファゼン化合物としては、下記構造式(1)で示される環状フェノキシホスファゼン化合物、下記構造式(2)で示される鎖状フェノキシホスファゼン化合物等が挙げられる。
また、架橋基としては、フェニレン基の他、下記構造式(3)で表されるビスフェニレン基等が挙げられる。
(E)成分のホスファゼン化合物としては、なかでも、環状フェノキシホスファゼン化合物を架橋させたものが好ましい。ホスファゼン化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 As the phosphazene compound of component (E), a crosslinked phenoxyphosphazene compound is preferable. A phosphazene compound may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
このホスファゼン化合物の配合量は、特に限定されるものではないが、組成物の全量に対して0.1〜3.0質量%の範囲が好ましく、0.1〜2.0質量%の範囲がより好ましい。0.1質量%未満では難燃性付与効果が十分ではなく、また、3.0質量%を超えると半導体装置の信頼性を低下させるおそれがある。 The blending amount of the phosphazene compound is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 3.0% by mass, and in the range of 0.1 to 2.0% by mass with respect to the total amount of the composition. More preferred. If it is less than 0.1% by mass, the effect of imparting flame retardancy is not sufficient, and if it exceeds 3.0% by mass, the reliability of the semiconductor device may be lowered.
本発明に用いられる(F)成分は、金属水和物および/またはホウ酸金属塩であり、180℃以上の温度で結晶水を放出するか、熱分解によって水を放出するものであればよい。金属水和物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。水酸化アルミニウムの市販品を具体的に示すと、例えば、日本軽金属(株)製のB−52、B−73、B−1403、B−703(以上、いずれも商品名)等、昭和電工(株)製のH−100E、H−210、H−310、H−X、H−42M(以上、いずれも商品名)等が挙げられる。また、水酸化マグネシウムの市販品を具体的に示すと、例えば、協和化学(株)製のキスマ5A、キスマ5B、キスマ5E(以上、いずれも商品名)等、神島化学(株)製の水マグ10、水マグ10A(以上、いずれも商品名)等が挙げられる。 The component (F) used in the present invention is a metal hydrate and / or a boric acid metal salt that releases crystal water at a temperature of 180 ° C. or higher or releases water by thermal decomposition. . Examples of the metal hydrate include aluminum hydroxide and magnesium hydroxide. Specific examples of commercially available aluminum hydroxide include B-52, B-73, B-1403, and B-703 (all are trade names) manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd. H-100E, H-210, H-310, H-X, H-42M (all are trade names), etc. Specific examples of commercially available magnesium hydroxide include water manufactured by Kamiwa Chemical Co., Ltd., such as Kisuma 5A, Kisuma 5B, Kisuma 5E (all of which are trade names). Examples thereof include a mug 10 and a water mug 10A (all are trade names).
ホウ酸金属塩としては、例えば、ホウ砂、ホウ酸亜鉛、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等が挙げられる。これらのなかでも、結晶水の放出温度が200℃以上であり、かつ低分子ガスの補足能力のあるホウ酸亜鉛が好適である。ホウ酸亜鉛は、一般に、2ZnO・3B2O3・xH2O(x=3.3〜3.7)で示される式を持つ水和物であるが、xが3.5で、かつ260℃もしくはそれより高い温度まで安定なものが好ましい。ホウ酸亜鉛の好ましい市販品を具体的に示すと、例えば、水澤化学工業(株)製のアルカネックスFRF−30、アルカネックスFRC−150、アルカネックスFRC−500、アルカネックスFRC−600(以上、いずれも商品名)等、リオテイントジャパン(株)製のファイヤーブレイクZB(商品名)等が挙げられる。ちなみにアルカネックスFRC−500は、2ZnO・3B2O3・3.5H2Oである。 Examples of the boric acid metal salt include borax, zinc borate, aluminum borate, magnesium borate and the like. Among these, zinc borate having a crystal water discharge temperature of 200 ° C. or higher and having a low-molecular gas capturing ability is preferable. Zinc borate is generally a hydrate having a formula represented by 2ZnO · 3B 2 O 3 · xH 2 O (x = 3.3 to 3.7), but x is 3.5 and 260 Those which are stable up to a temperature of 0 ° C. or higher are preferred. Specific examples of preferable commercial products of zinc borate include Alkanex FRF-30, Alkanex FRC-150, Alkanex FRC-500, Alkanex FRC-600 (above, manufactured by Mizusawa Chemical Co., Ltd.) All of them are trade names) and Firebreak ZB (trade names) manufactured by Rio Taint Japan Co., Ltd. Incidentally Arca Nex FRC-500 is a 2ZnO · 3B 2 O 3 · 3.5H 2 O.
なお、金属水和物およびホウ酸金属塩はそれぞれ1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 In addition, a metal hydrate and a boric acid metal salt may each be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
また、(F)成分の金属水和物および/またはホウ酸金属塩は、全体として、平均粒径が20μm以下、最大粒径が100μm以下であることが好ましく、平均粒径が10μm以下、最大粒径が50μm以下であることがより好ましい。平均粒径が20μmを超えるか、または最大粒径が100μmを超えた場合には、流動性の低下、充填性の低下、ワイヤ流れ等を招くおそれがある。さらに、(F)成分に用いる金属水和物およびホウ酸金属塩は、粒径が0.1〜50μmであることが好ましく、0.2〜30μmであることがより好ましい。粒径が0.1μm未満では、比表面積が大きくなるため吸油量が増大し、流動性や金型離型性等が低下するおそれがある。また、粒径が50μmを超えると、場合により機械的強度が低下するおそれがある。 The metal hydrate and / or borate metal salt of component (F) as a whole preferably has an average particle size of 20 μm or less and a maximum particle size of 100 μm or less, and an average particle size of 10 μm or less and a maximum More preferably, the particle size is 50 μm or less. When the average particle diameter exceeds 20 μm, or the maximum particle diameter exceeds 100 μm, there is a possibility of causing a decrease in fluidity, a decrease in filling property, a wire flow, and the like. Furthermore, the metal hydrate and metal borate used for the component (F) preferably have a particle size of 0.1 to 50 μm, and more preferably 0.2 to 30 μm. When the particle size is less than 0.1 μm, the specific surface area increases, so that the amount of oil absorption increases, and the fluidity and mold releasability may decrease. On the other hand, if the particle diameter exceeds 50 μm, the mechanical strength may be lowered in some cases.
なお、上記金属水和物およびホウ酸金属塩の平均粒径、最大粒径および粒径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所(株)製 製品名 シーラスレーザータイプ920)により求めることができ、平均粒径については、同装置で測定された粒度分布において積算重量が50%になる粒径である。 The average particle size, maximum particle size, and particle size of the metal hydrate and metal borate are determined by, for example, a laser diffraction particle size distribution analyzer (product name: Cirrus Laser Type 920, manufactured by Horiba, Ltd.). The average particle size is a particle size at which the cumulative weight is 50% in the particle size distribution measured by the same apparatus.
(F)成分の金属水和物および/またはホウ酸金属塩の配合量は、特に限定されるものではないが、組成物の全量に対して5〜15質量%の範囲が好ましく、7〜10質量%の範囲がより好ましい。5質量%未満では難燃性付与効果が十分ではなく、また、15質量%を超えると、封止材としての成形性や接着力が低下するとともに、吸湿率が増加し、半導体装置の信頼性を低下させるおそれがある。 (F) Although the compounding quantity of the metal hydrate of a component and / or a boric-acid metal salt is not specifically limited, The range of 5-15 mass% is preferable with respect to the whole quantity of a composition, 7-10 A range of mass% is more preferred. If it is less than 5% by mass, the effect of imparting flame retardancy is not sufficient, and if it exceeds 15% by mass, the moldability and adhesive strength as a sealing material are reduced and the moisture absorption rate is increased, thereby improving the reliability of the semiconductor device. May be reduced.
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、充填性、無機充填剤と樹脂との密着性等を高める目的で、さらにカップリング剤を配合することができる。カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムキレート類、アルミニウム/ジルコニウム系化合物等が挙げられるが、添加による効果等の観点から、なかでもシランカップリング剤が好ましい。 In the sealing epoxy resin composition of the present invention, a coupling agent can be further blended for the purpose of enhancing the filling property, the adhesion between the inorganic filler and the resin, and the like. Examples of the coupling agent include silane coupling agents, titanium coupling agents, aluminum chelates, aluminum / zirconium-based compounds, and the like, and silane coupling agents are particularly preferable from the viewpoint of the effect of addition.
好ましいシランカップリング剤の例としては、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、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等が挙げられる。例えば、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランはNUC A−187、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランはNUC A−189、γ−アミノプロピルトリエトキシシランはNUC A−1100、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシランはNUC A−1160、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はNUC A−1120という商品名で、いずれもユニカー(株)より市販されている。 Examples of preferred silane coupling agents include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, N-β-aminoethyl. -Γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like. For example, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane is NUC A-187, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane is NUC A-189, γ-aminopropyltriethoxysilane is NUC A-1100, γ-ureidopropyltriethoxysilane. NUC A-1160 and N-β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane are trade names NUC A-1120, both of which are commercially available from Unicar Corporation.
カップリング剤の配合量は、添加による効果、耐熱性、コスト等の観点から、組成物の全量に対して0.03〜5.0質量%の範囲が好ましく、0.1〜2.5質量%の範囲がより好ましい。 The blending amount of the coupling agent is preferably in the range of 0.03 to 5.0% by mass with respect to the total amount of the composition, from the viewpoint of the effect by addition, heat resistance, cost, etc. % Range is more preferred.
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、以上の各成分の他、この種の組成物に一般に配合される、合成ワックス、天然ワックス、エステル類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド等の離型剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力付与剤等を、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて配合することができる。 In addition to the above components, the sealing epoxy resin composition of the present invention generally contains a synthetic wax, natural wax, ester, metal salt of linear fatty acid, acid amide, etc. A release agent, a colorant such as carbon black, a low-stress imparting agent such as silicone oil and silicone rubber, and the like can be blended as necessary within a range that does not impair the effects of the present invention.
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物の一般的な調製方法は、まず、乾式混合装置に(D)成分のシリカ粉末混合物、(E)成分のホスファゼン化合物および(F)成分の金属水和物および/またはホウ酸金属塩を加え、混合する。なお、(D)成分の(d1)〜(d4)成分は予め混合することなく乾式混合装置に個々に加えるようにしてもよい。次に、予め粉末状態にした(A)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、(B)フェノールノボラック樹脂、(C)トリフェニルホスフィン、および必要に応じて配合される各種成分を加え、均一に混合する。その後、この混合物を二本ロール、連続混練装置等により溶融混練し、シート化した後、冷却し、適当な大きさに粉砕する。。 The general preparation method of the epoxy resin composition for sealing of the present invention is as follows. First, in a dry mixing apparatus, (D) component silica powder mixture, (E) component phosphazene compound, and (F) component metal hydrate. Add and / or add metal borate and mix. In addition, you may make it add (d1)-(d4) component of (D) component separately to a dry-type mixing apparatus, without mixing previously. Next, (A) cresol novolac type epoxy resin, (B) phenol novolac resin, (C) triphenylphosphine, and various components blended as necessary are added in a powder state and mixed uniformly. Thereafter, the mixture is melt-kneaded with a two-roll, continuous kneader, etc., formed into a sheet, cooled, and pulverized to an appropriate size. .
本発明の半導体装置は、上記封止用エポキシ樹脂組成物を用いて各種の半導体素子を封止することにより製造することができる。封止を行う半導体素子としては、IC、ダイオード、、サイリスタ、トランジスタ等が例示される。封止方法としては、低圧トランスファー法が一般的であるが、射出成形、圧縮成形、注型等による封止も可能である。封止用エポキシ樹脂組成物で封止後は、加熱して硬化させ、最終的にその硬化物によって封止された半導体装置が得られる。なお、硬化物は、熱線法により測定される熱伝導率が2W/m・K以上であることが好ましい。 The semiconductor device of this invention can be manufactured by sealing various semiconductor elements using the said epoxy resin composition for sealing. Examples of semiconductor elements that perform sealing include ICs, diodes, thyristors, and transistors. As a sealing method, a low-pressure transfer method is generally used, but sealing by injection molding, compression molding, casting, or the like is also possible. After sealing with the sealing epoxy resin composition, the semiconductor device is finally heated and cured to be sealed with the cured product. The cured product preferably has a thermal conductivity of 2 W / m · K or more measured by a hot wire method.
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、高い熱伝導性を有するとともに、流動性が良好で成形性に優れ、さらに金型離型性が良好で、ハロゲンフリーの優れた難燃性を有している。したがって、各種半導体装置の封止材として、なかでも、パワーデバイスと称するトランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の半導体装置の封止材として非常に有用である。 The sealing epoxy resin composition of the present invention has high thermal conductivity, good fluidity, excellent moldability, good mold releasability, and excellent halogen-free flame retardancy. is doing. Therefore, it is very useful as a sealing material for various semiconductor devices, especially as a sealing material for semiconductor devices such as transistors, diodes, and thyristors called power devices.
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。また、以下の記載において、「部」は「質量部」を示すものとする。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, this invention is not limited to these Examples at all. In the following description, “part” means “part by mass”.
(実施例1)
シリカ粉末として、平均粒径11μmの結晶シリカ粉末((株)龍森製 商品名 MCC−4;結晶シリカ粉末(d1)と表記)57部、平均粒径1.5μmの結晶シリカ粉末((株)龍森製 商品名 5X;結晶シリカ粉末(d2)と表記)7部、平均粒径0.5μmの溶融球状シリカ粉末((株)アドマテックス製 商品名 SO−25R;溶融球状シリカ粉末(d3)と表記)5部、および平均粒径5.8μmの溶融球状シリカ粉末(電気化学工業(株)製 商品名 FB−7SDC;溶融球状シリカ粉末(d4)と表記)5部と、ホウ酸金属塩として、平均粒径8μmのホウ酸亜鉛(水澤化学工業(株)製 商品名 FRC−150)10部とをミキサーに入れ、攪拌しながらシランカップリング剤(日本ユニカー(株)製 商品名 Y−9669)0.5部を添加して表面処理した。その後、シリコーンオイル(信越シリコーン(株)製 商品名 KF−101)0.2部を添加した。
Example 1
As silica powder, 57 parts of crystalline silica powder having an average particle diameter of 11 μm (trade name MCC-4; expressed as crystalline silica powder (d1) manufactured by Tatsumori Co., Ltd.), crystalline silica powder having an average particle diameter of 1.5 μm ) Tatsumori product name 5X; crystalline silica powder (indicated as d2)) 7 parts, fused spherical silica powder having an average particle size of 0.5 μm (trade name SO-25R, manufactured by Admatechs Co., Ltd.) fused spherical silica powder (d3) )) 5 parts, 5 parts of fused spherical silica powder having an average particle size of 5.8 μm (trade name FB-7SDC manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd .; designated as fused spherical silica powder (d4)), and metal borate As a salt, 10 parts of zinc borate having an average particle diameter of 8 μm (trade name: FRC-150, manufactured by Mizusawa Chemical Industry Co., Ltd.) is placed in a mixer and stirred with a silane coupling agent (trade name, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.). -9669) 0. 5 parts were added for surface treatment. Thereafter, 0.2 part of silicone oil (trade name KF-101, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was added.
さらに、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(住友化学工業(株)製 商品名 ESCN−190;エポキシ当量195、軟化点65℃)9.7部、フェノールノボラック樹脂(明和化成(株)製 商品名 H−1;水酸基当量106、軟化点83℃)4.8部、トリフェニルホスフィン(ケイアイ化成(株)製 商品名 PP−360)0.15部、架橋フェノキシホスファゼン(大塚化学(株)製 商品名 SPE−100)0.15部、精製カルナバワックス((株)セラリカNODA製 商品名 No−1)0.3部、およびカーボンブラック(三菱化学(株)製 商品名 MA−600)0.2部を添加し、常温で混合した後、2軸ロール混練機を用いて60〜70℃で混練し、冷却後、粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。 Furthermore, o-cresol novolak type epoxy resin (trade name ESCN-190, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd .; epoxy equivalent 195, softening point 65 ° C.) 9.7 parts, phenol novolac resin (trade name, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.) -1; hydroxyl group equivalent 106, softening point 83 ° C. 4.8 parts, triphenylphosphine (trade name PP-360, manufactured by Keiai Kasei Co., Ltd.) 0.15 parts, crosslinked phenoxyphosphazene (trade name, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) 0.15 part of SPE-100), refined carnauba wax (trade name No-1 manufactured by Celerica NODA) 0.3 part, and carbon black (trade name MA-600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 0.2 part After mixing at room temperature, the mixture was kneaded at 60 to 70 ° C. using a biaxial roll kneader, cooled and pulverized to produce a sealing epoxy resin composition.
(実施例2)
ホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量を7.0部に変えた以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Example 2)
A sealing epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of zinc borate (trade name FRC-150) was changed to 7.0 parts.
(実施例3)
ホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量を15.0部に変えた以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Example 3)
A sealing epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of zinc borate (trade name FRC-150) was changed to 15.0 parts.
(実施例4)
ホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)に代えて平均粒径1.0μmの水酸化アルミニウム(日本軽金属(株)製 商品名 B−1403)を用いた以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
Example 4
Sealed in the same manner as in Example 1 except that aluminum hydroxide (trade name B-1403 manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) having an average particle diameter of 1.0 μm was used instead of zinc borate (trade name FRC-150). An epoxy resin composition was prepared.
(実施例5)
ホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)に代えて平均粒径1.0μmの水酸化マグネシウム(タテホ化学工業(株)製 商品名 エコーマグ)を用いた以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Example 5)
For sealing in the same manner as in Example 1 except that magnesium hydroxide (trade name Echo Mug, manufactured by Tateho Chemical Industry Co., Ltd.) having an average particle diameter of 1.0 μm was used instead of zinc borate (trade name FRC-150). An epoxy resin composition was produced.
(実施例6)
ホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)10.0部に代えて、同ホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)5.0部および平均粒径1.0μmの水酸化アルミニウム(商品名 B−1403)5.0部を用いた以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Example 6)
Instead of 10.0 parts of zinc borate (trade name FRC-150), 5.0 parts of the same zinc borate (trade name FRC-150) and aluminum hydroxide having an average particle size of 1.0 μm (trade name B-1403) ) A sealing epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that 5.0 parts was used.
(実施例7)
トリフェニルホスフィン(商品名 PP−360)の添加量を0.30部とし、かつホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量を8.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Example 7)
The same procedure as in Example 1 except that the addition amount of triphenylphosphine (trade name PP-360) was 0.30 parts and the addition amount of zinc borate (trade name FRC-150) was 8.0 parts. An epoxy resin composition for sealing was produced.
(実施例8)
o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名 ESCN−190)、フェノールノボラック樹脂(商品名 H−1)、結晶シリカ粉末(d2)、溶融球状シリカ粉末(d3)、溶融球状シリカ粉末(d4)、およびホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量をそれぞれ表1に示すように変えた以外は実施例と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Example 8)
o-cresol novolac type epoxy resin (trade name ESCN-190), phenol novolac resin (trade name H-1), crystalline silica powder (d2), fused spherical silica powder (d3), fused spherical silica powder (d4), and An epoxy resin composition for sealing was produced in the same manner as in Example except that the addition amount of zinc borate (trade name FRC-150) was changed as shown in Table 1.
(実施例9)
フェノキシホスファゼン(商品名 SPE−100)の添加量を0.50部とし、かつホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量を4.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
Example 9
Sealed in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of phenoxyphosphazene (trade name SPE-100) was 0.50 parts and the addition amount of zinc borate (trade name FRC-150) was 4.0 parts. A stopping epoxy resin composition was produced.
(比較例1)
結晶シリカ粉末(d1)、結晶シリカ粉末(d2)、溶融球状シリカ粉末(d3)および溶融球状シリカ粉末(d4)の添加量を、それぞれ40.0部、5.0部、7.0部および6.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 1)
The addition amounts of crystalline silica powder (d1), crystalline silica powder (d2), fused spherical silica powder (d3) and fused spherical silica powder (d4) are 40.0 parts, 5.0 parts, 7.0 parts and A sealing epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount was 6.0 parts.
(比較例2)
結晶シリカ粉末(d2)の添加量を10.0部に変えた以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 2)
A sealing epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of crystalline silica powder (d2) added was changed to 10.0 parts.
(比較例3)
溶融球状シリカ粉末(d3)の添加量を2.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 3)
A sealing epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the fused spherical silica powder (d3) added was 2.0 parts.
(比較例4)
溶融球状シリカ粉末(d3)および溶融球状シリカ粉末(d4)の添加量を、それぞれ5.5部および2.0部とし、かつホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量を11.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 4)
The addition amounts of the fused spherical silica powder (d3) and the fused spherical silica powder (d4) are 5.5 parts and 2.0 parts, respectively, and the added quantity of zinc borate (trade name FRC-150) is 11.0. A sealing epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the part was used.
(比較例5)
結晶シリカ粉末(d2)および溶融球状シリカ粉末(d3)の添加量を、それぞれ5.0部および13.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 5)
An epoxy resin composition for sealing was produced in the same manner as in Example 1 except that the addition amounts of the crystalline silica powder (d2) and the fused spherical silica powder (d3) were 5.0 parts and 13.0 parts, respectively. .
(比較例6)
結晶シリカ粉末(d2)の添加量を5.0部とし、溶融球状シリカ粉末(d4)の添加量を13.0部とし、かつホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量を11.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 6)
The addition amount of the crystalline silica powder (d2) is 5.0 parts, the addition amount of the fused spherical silica powder (d4) is 13.0 parts, and the addition amount of zinc borate (trade name FRC-150) is 11. A sealing epoxy resin composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the content was 0 part.
(比較例7)
フェノキシホスファゼン(商品名 SPE−100)の添加量を3.00部とし、かつホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)を未配合とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 7)
Epoxy resin composition for sealing in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of phenoxyphosphazene (trade name SPE-100) was 3.00 parts and zinc borate (trade name FRC-150) was not blended. The thing was manufactured.
(比較例8)
結晶シリカ粉末(d1)、結晶シリカ粉末(d2)、溶融球状シリカ粉末(d3)および溶融球状シリカ粉末(d4)の添加量を、それぞれ50.0部、5.0部、7.0部および6.0部とし、フェノキシホスファゼン(商品名 SPE−100)の添加量を0.10部とし、かつホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量を20.0部とした以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 8)
The addition amounts of crystalline silica powder (d1), crystalline silica powder (d2), fused spherical silica powder (d3) and fused spherical silica powder (d4) are 50.0 parts, 5.0 parts, 7.0 parts and Example except that the amount of addition of 6.0 parts, the amount of phenoxyphosphazene (trade name SPE-100) was 0.10 parts, and the amount of zinc borate (trade name FRC-150) was 20.0 parts. In the same manner as in Example 1, a sealing epoxy resin composition was produced.
(比較例9)
トリフェニルホスフィン(商品名 PP−360)に代えて、2−エチル−4−メチル
イミダゾール(四国化成(株)製 商品名 キュアゾール2E4MZ)を使用した以外は実施例1と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 9)
Epoxy for sealing in the same manner as in Example 1 except that 2-ethyl-4-methylimidazole (trade name: Curesol 2E4MZ, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) was used instead of triphenylphosphine (trade name: PP-360). A resin composition was produced.
(比較例10)
o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品名 ESCN−190)、フェノールノボラック樹脂(商品名 H−1)、結晶シリカ粉末(d1)、結晶シリカ粉末(d2)溶融球状シリカ粉末(d3)、溶融球状シリカ粉末(d4)、およびホウ酸亜鉛(商品名 FRC−150)の添加量をそれぞれ表1に示すように変えた以外は実施例と同様にして封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。
(Comparative Example 10)
o-cresol novolac type epoxy resin (trade name ESCN-190), phenol novolac resin (trade name H-1), crystalline silica powder (d1), crystalline silica powder (d2) fused spherical silica powder (d3), fused spherical silica An epoxy resin composition for sealing was produced in the same manner as in Example except that the addition amount of powder (d4) and zinc borate (trade name FRC-150) was changed as shown in Table 1.
上記各実施例および各比較例で得られた封止用樹脂組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価した。結果を表1および表2に併せ示す。 About the resin composition for sealing obtained by each said Example and each comparative example, various characteristics were evaluated by the method shown below. The results are shown in Table 1 and Table 2.
[金型離型性]
封止用エポキシ樹脂組成物を175℃に加熱した金型で成形し、その金型から離型する際の荷重(離型荷重)をプッシュ・プル・ゲージにより測定するとともに、その測定値より下記の基準で評価した。なお、金型には鏡面加工を施した金型と梨地面の金型を用いた。
○:離型荷重値40N未満
△:離型荷重値40N以上50N未満
×:離型荷重値50N以上
[スパイラルフロー]
EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー金型を用い、封止用エポキシ樹脂組成物を温度175℃、圧力9.8MPaの条件でトランスファー成形し、スパイラルフローを測定した。
[フロー粘度]
高化式フローテスタ((株)島津製作所製 CFT−100)を用い、温度175℃、荷重圧力10kgf/cm2(約0.98MPa)でのフロー粘度を測定した。
[スリットバリ]
スリットバリ測定用金型(厚さ10μmおよび20μm、長さ200mm、幅8mmのスリット)を用いて、封止用エポキシ樹脂組成物を温度175℃、注入圧力7.0MPa、硬化時間120秒の条件で成形した後、スリット内に充填された距離を測定し、下記の基準で評価した。
○:バリ長3mm未満
△:バリ長3mm以上5mm未満
×:バリ長5mm以上
[熱伝導度]
封止用エポキシ樹脂組成物を175℃、8時間の条件で加熱成形して直径100mm、厚さ25mmの試験片を作製した。この試験片について、迅速熱伝導率測定装置(京都電子工業(株)製)を用いて測定した。
[Mold releasability]
The epoxy resin composition for sealing is molded with a mold heated to 175 ° C., and the load (mold release load) at the time of releasing from the mold is measured with a push-pull gauge. Evaluation based on the criteria. The mold used was a mirror-finished mold and a satin-finished mold.
○: Release load value of less than 40N Δ: Release load value of 40N or more and less than 50N ×: Release load value of 50N or more [spiral flow]
Using a spiral flow mold according to EMMI-1-66, the sealing epoxy resin composition was transfer molded under the conditions of a temperature of 175 ° C. and a pressure of 9.8 MPa, and the spiral flow was measured.
[Flow viscosity]
The flow viscosity at a temperature of 175 ° C. and a load pressure of 10 kgf / cm 2 (about 0.98 MPa) was measured using a Koka flow tester (CFT-100, manufactured by Shimadzu Corporation).
[Slit burr]
Using a mold for slit burr measurement (thickness 10 μm and 20 μm, length 200 mm, width 8 mm slit), the sealing epoxy resin composition was subjected to conditions of a temperature of 175 ° C., an injection pressure of 7.0 MPa, and a curing time of 120 seconds. Then, the distance filled in the slit was measured and evaluated according to the following criteria.
○: Burr length less than 3 mm Δ: Burr length 3 mm or more and less than 5 mm ×: Burr length 5 mm or more [thermal conductivity]
The sealing epoxy resin composition was thermoformed at 175 ° C. for 8 hours to prepare a test piece having a diameter of 100 mm and a thickness of 25 mm. About this test piece, it measured using the rapid thermal conductivity measuring apparatus (Kyoto Electronics Industry Co., Ltd. product).
[熱時曲げ強度]
封止用エポキシ樹脂組成物を175℃、120秒間の条件でトランスファー成形し、その後、後硬化を行わずに直径100mm、厚さ3.0mmの試験片を作製した。この試験片についてJIS K 6911にしたがって、インストロン万能試験機(インストロン社製 測定機名 5942)を用いて、温度175℃における曲げ硬度を測定した。
[難燃性]
封止用エポキシ樹脂組成物を175℃、120秒間の条件でトランスファー成形し、その後、175℃、8時間の後硬化を行って12.7mm×1.27mm×0.8mmの硬化物を得、UL94耐炎性試験規格に基づく燃焼試験を行った。
[成形性]
20個取り金型(3ピン小型半導体装置:縦2.5mm×横1.5mm×高さ0.5mm)を使用して、封止用エポキシ樹脂組成物を温度175℃、注入圧力7.0MPa、硬化時間120秒の条件で封止成形し、金型を開く際に成形品に目視による観察で割れまたは欠けが発生した数を計数した。同様に、目視による観察で半導体装置裏面への封止用エポキシ樹脂組成物の充填が十分になされなかった成形品の数(不良数)を計数した。
[Hot bending strength]
The sealing epoxy resin composition was transfer molded at 175 ° C. for 120 seconds, and then a test piece having a diameter of 100 mm and a thickness of 3.0 mm was prepared without post-curing. With respect to this test piece, the bending hardness at a temperature of 175 ° C. was measured using an Instron universal testing machine (measuring machine name 5942 manufactured by Instron) according to JIS K 6911.
[Flame retardance]
The epoxy resin composition for sealing was transfer molded at 175 ° C. for 120 seconds, and then post-cured at 175 ° C. for 8 hours to obtain a cured product of 12.7 mm × 1.27 mm × 0.8 mm, A combustion test based on the UL94 flame resistance test standard was conducted.
[Formability]
Using a 20-cavity mold (3-pin small semiconductor device: vertical 2.5 mm × horizontal 1.5 mm × height 0.5 mm), the sealing epoxy resin composition was heated to a temperature of 175 ° C. and an injection pressure of 7.0 MPa. Then, sealing molding was carried out under the condition of a curing time of 120 seconds, and the number of cracks or chippings observed by visual observation in the molded product when the mold was opened was counted. Similarly, the number (number of defects) of molded products that were not sufficiently filled with the epoxy resin composition for sealing on the back surface of the semiconductor device by visual observation was counted.
表1、2から明らかなように、本発明の実施例の封止用エポキシ樹脂組成物、特に、シリカ粉末成分として、平均粒径10〜30μmの結晶シリカ粉末70質量%以上、平均粒径3.0μm未満の結晶シリカ粉末10質量%以下、平均粒径3.0μm未満の溶融球状シリカ粉末5〜15質量%、平均粒径5〜15μmの溶融球状シリカ粉末5〜15質量%からなり、かつ平均粒径3.0μm未満の溶融球状シリカ粉末と平均粒径5〜15μmの溶融球状シリカ粉末との混合比(質量基準)が0.75〜1.25であるシリカ粉末を使用した実施例では、硬化物強度特性と金型離型性のバランスに優れ、良好な成形を有するとともに、難燃性や熱伝導性にも優れていることがわかった。 As is apparent from Tables 1 and 2, the epoxy resin composition for sealing of the examples of the present invention, in particular, as a silica powder component, 70% by mass or more of crystalline silica powder having an average particle size of 10 to 30 μm and an average particle size of 3 10% by mass or less of crystalline silica powder less than 0.0 μm, 5 to 15% by mass of fused spherical silica powder having an average particle size of less than 3.0 μm, 5 to 15% by mass of fused spherical silica powder having an average particle size of 5 to 15 μm, and In an example using a silica powder having a mixing ratio (mass basis) of a fused spherical silica powder having an average particle size of less than 3.0 μm and a fused spherical silica powder having an average particle size of 5 to 15 μm of 0.75 to 1.25 It was found that the cured product strength characteristics and mold releasability were excellent and had good molding, as well as excellent flame retardancy and thermal conductivity.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107429039A (en) * | 2015-03-19 | 2017-12-01 | 衡所华威电子有限公司 | Epoxy molding compounds, preparation method and use |
JP2019011406A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | 京セラ株式会社 | Granular resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
JP2019065952A (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 積水化学工業株式会社 | Resin transparent joint |
WO2020090491A1 (en) | 2018-11-01 | 2020-05-07 | 住友ベークライト株式会社 | Power device-sealing resin composition and power device |
JP2020158684A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 住友ベークライト株式会社 | Encapsulating resin composition and semiconductor device |
CN115572461A (en) * | 2022-09-05 | 2023-01-06 | 江苏科化新材料科技有限公司 | Epoxy resin molding material and preparation method and application thereof |
-
2010
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107429039A (en) * | 2015-03-19 | 2017-12-01 | 衡所华威电子有限公司 | Epoxy molding compounds, preparation method and use |
JP2019011406A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | 京セラ株式会社 | Granular resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
JP7002866B2 (en) | 2017-06-29 | 2022-01-20 | 京セラ株式会社 | Resin composition for encapsulating powdered and granular semiconductors and semiconductor devices |
JP2019065952A (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 積水化学工業株式会社 | Resin transparent joint |
JP7048241B2 (en) | 2017-09-29 | 2022-04-05 | 積水化学工業株式会社 | Resin transparent fitting |
WO2020090491A1 (en) | 2018-11-01 | 2020-05-07 | 住友ベークライト株式会社 | Power device-sealing resin composition and power device |
KR20210087477A (en) | 2018-11-01 | 2021-07-12 | 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 | Resin composition for sealing power device and power device |
JP2020158684A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 住友ベークライト株式会社 | Encapsulating resin composition and semiconductor device |
JP7354567B2 (en) | 2019-03-27 | 2023-10-03 | 住友ベークライト株式会社 | Encapsulating resin composition and semiconductor device |
CN115572461A (en) * | 2022-09-05 | 2023-01-06 | 江苏科化新材料科技有限公司 | Epoxy resin molding material and preparation method and application thereof |
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