JP2016222853A - Resin composition for encapsulation, semiconductor device and production method of resin composition for encapsulation - Google Patents

Resin composition for encapsulation, semiconductor device and production method of resin composition for encapsulation Download PDF

Info

Publication number
JP2016222853A
JP2016222853A JP2015112644A JP2015112644A JP2016222853A JP 2016222853 A JP2016222853 A JP 2016222853A JP 2015112644 A JP2015112644 A JP 2015112644A JP 2015112644 A JP2015112644 A JP 2015112644A JP 2016222853 A JP2016222853 A JP 2016222853A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin composition
sealing
imidazole compound
alkyl group
sealing resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015112644A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
恭子 西殿
Kyoko Nishidono
恭子 西殿
小川 和人
Kazuto Ogawa
和人 小川
絵美 岩谷
Emi Iwatani
絵美 岩谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2015112644A priority Critical patent/JP2016222853A/en
Publication of JP2016222853A publication Critical patent/JP2016222853A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition for encapsulation which contains an imidazole compound and nonetheless has good storage stability and curability.SOLUTION: The present invention is a resin composition for encapsulation. It contains an epoxy resin, a phenolic curing agent, an inorganic filler and an imidazole compound. The imidazole compound has a melting point of 160°C or more and less than 230°C and has an alkyl group at 2-position and an alkyl group having a hydroxyl group at at least one of 4- and 5-position.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、封止用樹脂組成物、前記封止用樹脂組成物を用いて作製された半導体装置、及び前記封止用樹脂組成物の製造方法に関する。   The present invention relates to an encapsulating resin composition, a semiconductor device produced using the encapsulating resin composition, and a method for producing the encapsulating resin composition.

従来、トランジスタ、IC等の半導体素子の封止に関し、生産性向上、コスト低減等の観点から樹脂封止が行われている。樹脂封止は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂系硬化剤、硬化促進剤、及び無機充填材を必須成分とする封止用樹脂組成物を成形して封止材を得ることにより行われている。   Conventionally, with respect to sealing semiconductor elements such as transistors and ICs, resin sealing has been performed from the viewpoint of improving productivity and reducing costs. Resin sealing is performed by molding a sealing resin composition containing, for example, an epoxy resin, a phenol resin-based curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler as essential components to obtain a sealing material.

封止材を得るにあたって、エポキシ樹脂、フェノール樹脂系硬化剤、イミダゾール系硬化触媒並びに無機充填材を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物が提案されている。半導体封止用エポキシ樹脂組成物のイミダゾール系硬化触媒として、フェニルイミダゾール型、ベンズイミダゾール型の化合物を用いることが提案されている(特許文献1参照)。   In obtaining a sealing material, an epoxy resin composition for semiconductor sealing containing an epoxy resin, a phenol resin-based curing agent, an imidazole-based curing catalyst, and an inorganic filler has been proposed. It has been proposed to use phenylimidazole type and benzimidazole type compounds as imidazole-based curing catalysts for epoxy resin compositions for semiconductor encapsulation (see Patent Document 1).

特開2014−019717号公報JP 2014-019717 A

しかし、特許文献1のようなイミダゾール系硬化触媒は半導体封止用エポキシ樹脂組成物に溶解し難い傾向にある。イミダゾール系硬化触媒が上記組成物中で溶解し難いと、上記組成物の保存安定性の低下及び硬化性の低下を招く傾向がある。このため、近年の生産性向上の要求に応えられない場合がある。   However, the imidazole-based curing catalyst as in Patent Document 1 tends to hardly dissolve in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. If the imidazole-based curing catalyst is difficult to dissolve in the composition, it tends to cause a decrease in storage stability and a decrease in curability of the composition. For this reason, it may not be possible to meet recent demands for improving productivity.

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、イミダゾール化合物を含有しながら保存安定性及び硬化性が良好な封止用樹脂組成物を提供することを目的とする。加えて、前記封止用樹脂組成物を硬化させた封止材を備えることで信頼性を向上させることができる半導体装置も提供することも目的とする。更に、イミダゾール化合物を含有しながら保存安定性及び硬化性が良好な封止用樹脂組成物を得る製造方法を提供することも目的とする。   This invention is made | formed in view of the said reason, and it aims at providing the resin composition for sealing with favorable storage stability and sclerosis | hardenability, containing an imidazole compound. In addition, it is another object of the present invention to provide a semiconductor device capable of improving reliability by including a sealing material obtained by curing the sealing resin composition. It is another object of the present invention to provide a production method for obtaining an encapsulating resin composition having good storage stability and curability while containing an imidazole compound.

本発明に係る一形態は、封止用樹脂組成物であって、エポキシ樹脂と、フェノール系硬化剤と、無機充填材と、イミダゾール化合物とを含有し、前記イミダゾール化合物は、その融点が160℃以上230℃未満であり、且つアルキル基を2位に、水酸基を有するアルキル基を4、5位の少なくとも一つに備える。   One aspect of the present invention is a sealing resin composition, which contains an epoxy resin, a phenolic curing agent, an inorganic filler, and an imidazole compound, and the imidazole compound has a melting point of 160 ° C. The temperature is lower than 230 ° C., and the alkyl group is provided at the 2-position and the alkyl group having a hydroxyl group is provided at at least one of the 4- and 5-positions.

本発明に係る一形態は、半導体装置であって、半導体素子と、前記半導体素子を封止する封止材とを備え、前記封止材が前記封止用樹脂組成物の硬化物である。   One embodiment of the present invention is a semiconductor device including a semiconductor element and a sealing material that seals the semiconductor element, and the sealing material is a cured product of the sealing resin composition.

本発明に係る一形態は封止用樹脂組成物の製造方法であって、エポキシ樹脂と、フェノール系硬化剤と、無機充填材と、イミダゾール化合物とを加熱混練することを含み、前記前記イミダゾール化合物は、その融点が160℃以上230℃未満であり、且つアルキル基を2位に、水酸基を有するアルキル基を4、5位の少なくとも一つに備える。   One aspect of the present invention is a method for producing a resin composition for sealing, which comprises heating and kneading an epoxy resin, a phenolic curing agent, an inorganic filler, and an imidazole compound, and the imidazole compound Has a melting point of 160 ° C. or higher and lower than 230 ° C., and has an alkyl group at the 2nd position and an alkyl group having a hydroxyl group at at least one of the 4th and 5th positions.

本発明によれば、イミダゾール化合物を含有しながら硬化性及び保存安定性が良好な封止用樹脂組成物を得ることができる。イミダゾール化合物及びフェノール系硬化剤の両方を含有させることで、封止材の電気特性等の信頼性を向上させることができる。前記封止用樹脂組成物を硬化させた封止材を備えることで半導体装置の信頼性を向上させることもできる。   According to the present invention, it is possible to obtain an encapsulating resin composition having good curability and storage stability while containing an imidazole compound. By including both the imidazole compound and the phenolic curing agent, the reliability such as the electrical characteristics of the sealing material can be improved. The reliability of the semiconductor device can be improved by providing a sealing material obtained by curing the sealing resin composition.

本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention.

本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、フェノール系硬化剤と、無機充填材と、イミダゾール化合物とを含有する。   The sealing resin composition according to the present embodiment contains an epoxy resin, a phenolic curing agent, an inorganic filler, and an imidazole compound.

封止用樹脂組成物は、例えば図1に示すように、半導体素子50を封止するために好適である。図1のような半導体装置1は、金属製のリードフレーム53と、リードフレーム53に搭載されている半導体素子50と、半導体素子50とリードフレーム53とを電気的に接続するワイヤ56と、半導体素子50を封止する封止材62とを備える。   The sealing resin composition is suitable for sealing the semiconductor element 50, for example, as shown in FIG. 1 includes a metal lead frame 53, a semiconductor element 50 mounted on the lead frame 53, a wire 56 that electrically connects the semiconductor element 50 and the lead frame 53, and a semiconductor. And a sealing material 62 that seals the element 50.

イミダゾール化合物は、その融点が160℃以上230℃未満であり、且つアルキル基を2位に、水酸基を有するアルキル基を4、5位の少なくとも一つに備える。このため、封止用樹脂組成物中でイミダゾール化合物が分散して溶解しやすくなる。このため封止用樹脂組成物に良好な保存安定性、良好な流動性及び良好な硬化性を付与することができる。上記の通り封止用樹脂組成物の硬化性及び流動性を向上させることで、封止用樹脂組成物の成形性を向上させることができる。またイミダゾール化合物は2位にアルキル基を備えるため、2位の基に起因する立体障害を封止用樹脂組成物の硬化反応時に生じ難くすることができる。このため封止用樹脂組成物に良好な硬化性を付与することができる。また封止用樹脂組成物はイミダゾール化合物と共にフェノール系硬化剤を含有するため、イミダゾール化合物の量を抑制しながら封止用樹脂組成物に優れた硬化性を付与することができる。このため、イミダゾール化合物によるエポキシ樹脂中の塩素の引き抜きを抑制し、封止材62の電気特性等の信頼性を良好に維持することができる。   The imidazole compound has a melting point of 160 ° C. or higher and lower than 230 ° C., and has an alkyl group at the 2-position and an alkyl group having a hydroxyl group at at least one of the 4- and 5-positions. Therefore, the imidazole compound is easily dispersed and dissolved in the sealing resin composition. For this reason, good storage stability, good fluidity, and good curability can be imparted to the encapsulating resin composition. As described above, the moldability of the sealing resin composition can be improved by improving the curability and fluidity of the sealing resin composition. In addition, since the imidazole compound has an alkyl group at the 2-position, steric hindrance due to the 2-position group can be made difficult to occur during the curing reaction of the sealing resin composition. For this reason, favorable sclerosis | hardenability can be provided to the resin composition for sealing. Moreover, since the resin composition for sealing contains a phenol-type hardening | curing agent with an imidazole compound, the curability excellent in the resin composition for sealing can be provided, suppressing the quantity of an imidazole compound. For this reason, the extraction of chlorine in the epoxy resin by the imidazole compound can be suppressed, and the reliability such as the electrical characteristics of the sealing material 62 can be favorably maintained.

以下、封止用樹脂組成物について詳細に説明する。   Hereinafter, the sealing resin composition will be described in detail.

イミダゾール化合物の融点は、160℃以上230℃未満である。このため、封止用樹脂組成物を構成する原料を加熱混練して封止用樹脂組成物を調製する際に、イミダゾール化合物を封止用樹脂組成物中に容易に分散させて溶解させることができる。これにより、封止用樹脂組成物の保存安定性を向上させることができ、封止用樹脂組成物の硬化性も向上させることができる。また、イミダゾール化合物の融点が160℃以上230℃未満であることで、封止用樹脂組成物を硬化させる際の反応性を向上させることができる。これによっても封止用樹脂組成物の硬化性を向上させることができる。イミダゾール化合物の融点は180℃〜220℃の範囲内であれば更に好ましい。   The melting point of the imidazole compound is 160 ° C. or higher and lower than 230 ° C. For this reason, when preparing the sealing resin composition by heating and kneading the raw materials constituting the sealing resin composition, the imidazole compound can be easily dispersed and dissolved in the sealing resin composition. it can. Thereby, the storage stability of the resin composition for sealing can be improved, and the curability of the resin composition for sealing can also be improved. Moreover, the reactivity at the time of hardening the resin composition for sealing can be improved because melting | fusing point of an imidazole compound is 160 degreeC or more and less than 230 degreeC. Also by this, the curability of the sealing resin composition can be improved. The melting point of the imidazole compound is more preferably in the range of 180 ° C to 220 ° C.

イミダゾール化合物は、例えば下記式(I)で示される。   The imidazole compound is represented, for example, by the following formula (I).

Figure 2016222853
Figure 2016222853

式(I)のイミダゾール化合物は2位にRを、4位にRを、5位にRを、それぞれ有する。Rはアルキル基であり、R及びRの群から選択される少なくとも一つが水酸基を有するアルキル基であるとよい。 The imidazole compound of formula (I) has R 1 at the 2-position, R 2 at the 4-position, and R 3 at the 5-position. R 1 is an alkyl group, and at least one selected from the group of R 2 and R 3 is preferably an alkyl group having a hydroxyl group.

がアルキル基であるため、2位の基に起因する立体障害を封止用樹脂組成物の硬化反応時に生じ難くすることができる。更にRがアルキル基であることで、Rはベンゼン環等の嵩高い構造を備えないので、封止用樹脂組成物中でのイミダゾール化合物の分散性及び溶解性が向上する。Rの炭素数が1〜4であることが好ましく、Rがイソプロピル基であることが更に好ましい。 Since R 1 is an alkyl group, steric hindrance due to the 2-position group can be made difficult to occur during the curing reaction of the encapsulating resin composition. Furthermore, since R 1 is an alkyl group, since R 1 does not have a bulky structure such as a benzene ring, the dispersibility and solubility of the imidazole compound in the sealing resin composition are improved. R 1 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and more preferably R 1 is an isopropyl group.

及びRの各々が水素、アルキル基、又は水酸基を有するアルキル基であり、且つR及びRのうち少なくとも一方が水酸基を有するアルキル基である。R及びRのうち少なくとも一つが水酸基を有するアルキル基であることにより、このアルキル基が封止用樹脂組成物中でのイミダゾール化合物の分散性及び溶解性を更に向上させると共にこのアルキル基中の水酸基がエポキシ樹脂に対するイミダゾール化合物の相溶性を抑制する。これにより封止用樹脂組成物の保存性を向上させることができる。この場合、「アルキル基」に含まれる炭素数は1〜3にすることができる。また「水酸基を有するアルキル基」は例えばヒドロキシルアルキル基ともいう。水酸基を有するアルキル基に含まれる炭素数を1〜3にすることができる。 Each of R 2 and R 3 is hydrogen, an alkyl group, or an alkyl group having a hydroxyl group, and at least one of R 2 and R 3 is an alkyl group having a hydroxyl group. Since at least one of R 2 and R 3 is an alkyl group having a hydroxyl group, this alkyl group further improves the dispersibility and solubility of the imidazole compound in the sealing resin composition and This hydroxyl group suppresses the compatibility of the imidazole compound with the epoxy resin. Thereby, the preservability of the resin composition for sealing can be improved. In this case, the number of carbon atoms contained in the “alkyl group” can be 1 to 3. The “alkyl group having a hydroxyl group” is also referred to as a hydroxyl alkyl group, for example. Carbon number contained in the alkyl group which has a hydroxyl group can be 1-3.

イミダゾール化合物は、例えば、2−プロピル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−イソプロピル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−メチル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−エチル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することができる。   Examples of the imidazole compound include 2-propyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-isopropyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-methyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-ethyl-4,5- It can contain at least one compound selected from the group consisting of dihydroxymethylimidazole.

イミダゾール化合物は融点の異なる複数種の化合物を含むことが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物を加熱して封止材62を成形する際に封止用樹脂組成物の流動性及び硬化性をバランスよく向上させることができる。複数種の化合物における融点の差は10〜80℃の範囲内であることが好ましい。   The imidazole compound preferably includes a plurality of compounds having different melting points. In this case, when the sealing resin composition is heated to mold the sealing material 62, the fluidity and curability of the sealing resin composition can be improved in a balanced manner. It is preferable that the difference between the melting points of the plural kinds of compounds is in the range of 10 to 80 ° C.

イミダゾール化合物の含有量は、例えば、エポキシ樹脂100質量部に対して0.5〜20質量部の範囲であることが好ましく、2〜15質量部の範囲であることがより好ましい。イミダゾール化合物が上記範囲内で含有されていると、封止材62の信頼性を良好に維持しながら封止用樹脂組成物の硬化性が良好になる。これにより封止用樹脂組成物の硬化反応を早めることができる。このため半導体装置1を得る効率を向上することができる。加えて、封止用樹脂組成物の保存安定性及び流動性も良好になる。これにより半導体素子50を封止させる前に封止用樹脂組成物が硬化することを生じ難くすることができる。封止用樹脂組成物では、良好な硬化性、成形時の良好な流動性及び良好な保存安定性を得ることができる。このため半導体装置1の生産効率と信頼性とを向上することができる。   The content of the imidazole compound is, for example, preferably in the range of 0.5 to 20 parts by mass and more preferably in the range of 2 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. When the imidazole compound is contained within the above range, the curability of the encapsulating resin composition becomes good while maintaining the reliability of the encapsulant 62 well. Thereby, the hardening reaction of the resin composition for sealing can be accelerated. For this reason, the efficiency of obtaining the semiconductor device 1 can be improved. In addition, the storage stability and fluidity of the encapsulating resin composition are also improved. Thereby, it can be made hard to produce that the resin composition for sealing hardens before sealing semiconductor element 50. In the resin composition for sealing, good curability, good fluidity at the time of molding, and good storage stability can be obtained. For this reason, the production efficiency and reliability of the semiconductor device 1 can be improved.

エポキシ樹脂は、例えばグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂及びオレフィン酸化型(脂環式)エポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。より具体的には、エポキシ樹脂は、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のアルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂;ナフトールノボラック型エポキシ樹脂;フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂;ビフェニ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ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能型エポキシ樹脂;トリフェニルメタン型エポキシ樹脂;テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;ビスフェノールA型ブロム含有エポキシ樹脂等のブロム含有エポキシ樹脂;ジアミノジフェニルメタンやイソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂;並びにフタル酸やダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種以上の成分を含有することができる。
The epoxy resin can contain at least one component selected from the group consisting of, for example, a glycidyl ether type epoxy resin, a glycidyl amine type epoxy resin, a glycidyl ester type epoxy resin, and an olefin oxidation type (alicyclic) epoxy resin. . More specifically, the epoxy resin is, for example, an alkylphenol novolak type epoxy resin such as a phenol novolak type epoxy resin or a cresol novolak type epoxy resin; a naphthol novolak type epoxy resin; a phenol aralkyl type epoxy resin having a phenylene skeleton, a biphenylene skeleton, or the like; Biphenyl aralkyl type epoxy resin; naphthol aralkyl type epoxy resin having phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc .; polyfunctional type epoxy resin such as triphenol methane type epoxy resin and alkyl-modified triphenol methane type epoxy resin; triphenyl methane type epoxy resin; Tetrakisphenol ethane type epoxy resin; dicyclopentadiene type epoxy resin; stilbene type epoxy resin; bisphenol A type epoxy resin, bis Biphenol type epoxy resins such as enol F type epoxy resins; Biphenyl type epoxy resins; Naphthalene type epoxy resins; Alicyclic epoxy resins; Bromine containing epoxy resins such as bisphenol A type bromine containing epoxy resins; Polyamines such as diaminodiphenylmethane and isocyanuric acid One or more components selected from the group consisting of glycidylamine-type epoxy resins obtained by the reaction of glycidylamine-type epoxy resins obtained by the reaction of chloroidin with epichlorohydrin; and polybasic acids such as phthalic acid and dimer acid and epichlorohydrin Can be contained.

フェノール系硬化剤は、封止用樹脂組成物の硬化剤であり、封止材62の物性、封止用樹脂組成物の成形性等を考慮して配合される。フェノール系硬化剤として、封止用樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂と反応して架橋構造を生成しうる化合物が使用される。   The phenolic curing agent is a curing agent for the sealing resin composition, and is blended in consideration of the physical properties of the sealing material 62, the moldability of the sealing resin composition, and the like. As the phenolic curing agent, a compound that can react with the epoxy resin contained in the sealing resin composition to form a crosslinked structure is used.

本実施形態では、封止用樹脂組成物は硬化剤として酸無水物を更に含有してもよい。   In the present embodiment, the sealing resin composition may further contain an acid anhydride as a curing agent.

フェノール系硬化剤は、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂;フェニレン骨格又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂;フェニレン骨格又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;トリフェノールメタン型樹脂等の多官能型フェノール樹脂;ジシクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトールノボラック樹脂等のジシクロペンタジエン型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール型樹脂;並びにトリアジン変性ノボラック樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。特にフェノール系硬化剤がフェノールアラルキル型フェノール樹脂とビフェニルアラルキル型フェノール樹脂のうち少なくとも一方を含有することが好ましい。   The phenolic curing agent is, for example, a novolak resin such as a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, or a naphthol novolak resin; a phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton or a biphenylene skeleton; an aralkyl resin such as a naphthol aralkyl resin having a phenylene skeleton or a biphenylene skeleton Polyfunctional phenolic resin such as triphenolmethane type resin; dicyclopentadiene type phenolic resin such as dicyclopentadiene type phenol novolak resin, dicyclopentadiene type naphthol novolac resin; terpene modified phenolic resin; bisphenol A, bisphenol F, etc. It may contain at least one component selected from the group consisting of bisphenol type resins; and triazine-modified novolak resins. In particular, the phenolic curing agent preferably contains at least one of a phenol aralkyl type phenol resin and a biphenyl aralkyl type phenol resin.

封止用樹脂組成物にエポキシ樹脂とフェノール系硬化剤とを含有させるにあたって、封止用樹脂組成物中の、エポキシ基/水酸基の当量比が0.5〜1.5の範囲であることが好ましく、0.9〜1.5の範囲であることがより好ましく、1.0〜1.3の範囲内であることが更に好ましい。   When the epoxy resin and the phenolic curing agent are contained in the sealing resin composition, the equivalent ratio of epoxy group / hydroxyl group in the sealing resin composition is in the range of 0.5 to 1.5. Preferably, it is in the range of 0.9 to 1.5, more preferably in the range of 1.0 to 1.3.

無機充填材は、例えば溶融球状シリカ等の溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ及び窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。封止用樹脂組成物に無機充填材を含有させることで、封止材62の熱膨張係数を調整できる。特に無機充填材が溶融シリカを含有することが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物中の無機充填材の高い充填性と、成形時の封止用樹脂組成物の高い流動性とが得られる。無機充填材がアルミナ、結晶シリカ及び窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することも好ましく、この場合、封止材62の高い熱伝導性が得られる。   The inorganic filler can contain at least one component selected from the group consisting of fused silica such as fused spherical silica, crystalline silica, alumina, and silicon nitride. The thermal expansion coefficient of the sealing material 62 can be adjusted by including an inorganic filler in the sealing resin composition. In particular, the inorganic filler preferably contains fused silica. In this case, high filling property of the inorganic filler in the sealing resin composition and high fluidity of the sealing resin composition at the time of molding can be obtained. It is also preferable that the inorganic filler contains at least one component selected from the group consisting of alumina, crystalline silica, and silicon nitride. In this case, high thermal conductivity of the sealing material 62 can be obtained.

無機充填材の平均粒径は例えば0.2〜70μmの範囲内である。平均粒径が0.5〜20μmの範囲内であれば、封止用樹脂組成物の成形時に特に良好な流動性が得られる。なお、平均粒径は、レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から算出される体積基準のメディアン径であり、市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて得られる。   The average particle size of the inorganic filler is, for example, in the range of 0.2 to 70 μm. When the average particle size is in the range of 0.5 to 20 μm, particularly good fluidity can be obtained at the time of molding the sealing resin composition. The average particle diameter is a volume-based median diameter calculated from the measured value of the particle size distribution by the laser diffraction / scattering method, and is obtained using a commercially available laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.

無機充填材は、成形時の封止用樹脂組成物の粘度、封止材62の物性等の調整のために、平均粒径の異なる二種以上の成分を含有してもよい。   The inorganic filler may contain two or more components having different average particle diameters in order to adjust the viscosity of the sealing resin composition during molding, the physical properties of the sealing material 62, and the like.

無機充填材は、封止用樹脂組成物全量に対して60〜93質量%の範囲内であることが好ましい。無機充填材が少なすぎると封止材62の線膨張係数が大きくなるためリフロー時等の半導体装置1の反りが大きくなる可能性がある。一方、無機充填材が多すぎると封止用樹脂組成物の十分な流動性が確保されず、成形時にワイヤースイープが大きくなる場合がある。   The inorganic filler is preferably in the range of 60 to 93 mass% with respect to the total amount of the sealing resin composition. If the amount of the inorganic filler is too small, the linear expansion coefficient of the sealing material 62 increases, so that the warp of the semiconductor device 1 during reflow may increase. On the other hand, when there are too many inorganic fillers, sufficient fluidity | liquidity of the resin composition for sealing may not be ensured, and a wire sweep may become large at the time of shaping | molding.

封止用樹脂組成物は、カップリング剤を含有してもよい。カップリング剤は、無機充填材と熱硬化性樹脂成分との親和性向上及びリードフレーム53に対する封止材62の接着性向上に寄与することができる。   The resin composition for sealing may contain a coupling agent. The coupling agent can contribute to improving the affinity between the inorganic filler and the thermosetting resin component and improving the adhesion of the sealing material 62 to the lead frame 53.

カップリング剤は、例えばシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、及びアルミニウム/ジルコニウムカップリング剤からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。シランカップリング剤は、例えば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エトキシシラン、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のグリシドキシシラン;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、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等のアミノシラン;アルキルシラン;ウレイドシラン;並びにビニルシランからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。   The coupling agent can contain at least one component selected from the group consisting of, for example, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, and an aluminum / zirconium coupling agent. Examples of the silane coupling agent include glycidoxysilanes such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; N From the group consisting of aminosilanes such as -β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane; alkylsilanes; ureidosilanes; It can contain at least one selected component.

カップリング剤は、無機充填材とカップリング剤の合計量に対して0.1〜2.0質量%の範囲内であることが好ましい。この場合、封止材62とリードフレーム53との密着性が特に高くなる。   The coupling agent is preferably in the range of 0.1 to 2.0 mass% with respect to the total amount of the inorganic filler and the coupling agent. In this case, the adhesion between the sealing material 62 and the lead frame 53 is particularly high.

封止用樹脂組成物には、本実施形態の効果を損なわない範囲内において、上記成分以外の添加剤を含有してもよい。添加剤として、離型剤、難燃剤、着色剤、低応力化剤、及びイオントラップ剤が挙げられる。   The sealing resin composition may contain additives other than the above components as long as the effects of the present embodiment are not impaired. Examples of the additive include a release agent, a flame retardant, a colorant, a stress reducing agent, and an ion trapping agent.

離型剤は、例えばカルナバワックス、ステアリン酸、モンタン酸、カルボキシル基含有ポリオレフィン、エステルワックス、酸化ポリエチレン、及び金属石鹸からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。   The mold release agent may contain at least one component selected from the group consisting of carnauba wax, stearic acid, montanic acid, carboxyl group-containing polyolefin, ester wax, oxidized polyethylene, and metal soap, for example.

難燃剤は、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤リンからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。   The flame retardant can contain, for example, at least one component selected from the group consisting of magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and red phosphorus.

着色剤は、例えば、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン、フタロシアニン及びペリレンブラックからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。   The colorant can contain, for example, at least one component selected from the group consisting of carbon black, bengara, titanium oxide, phthalocyanine, and perylene black.

低応力化剤は、例えば、シリコーンエラストマー、シリコーンレジン、シリコーンオイル及びブタジエン系ゴムからなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。ブタジエン系ゴムは、例えばアクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体及びメタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体のうち少なくとも一方の成分を含有することができる。   The stress reducing agent can contain, for example, at least one component selected from the group consisting of silicone elastomers, silicone resins, silicone oils, and butadiene rubbers. The butadiene-based rubber can contain at least one component of, for example, methyl acrylate-butadiene-styrene copolymer and methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer.

イオントラップ剤は、例えばハイドロタルサイト類化合物と金属元素の含水酸化物とのうち少なくとも一方を含有することができる。金属元素の含水酸化物は、例えばアルミニウムの含水酸化物、ビスマスの含水酸化物、チタンの含水酸化物、及びジルコニウムの含水酸化物からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。   The ion trapping agent can contain, for example, at least one of a hydrotalcite compound and a hydrated oxide of a metal element. The hydrous oxide of the metal element can contain at least one component selected from the group consisting of, for example, a hydrous oxide of aluminum, a hydrous oxide of bismuth, a hydrous oxide of titanium, and a hydrous oxide of zirconium. .

封止用樹脂組成物を製造するにあたって、粉体状のイミダゾール化合物を準備する。この粉体状のイミダゾール化合物は目開き250μmの篩を通過し得ることが好ましい。この場合、封止用樹脂組成物中でイミダゾール化合物が特に分散して溶解しやすくなる。イミダゾール化合物は目開き212μmの篩を通過し得ることも好ましい。なお、篩はJIS Z 8801に準じて作製される。   In producing a sealing resin composition, a powdery imidazole compound is prepared. It is preferable that the powdery imidazole compound can pass through a sieve having an opening of 250 μm. In this case, the imidazole compound is particularly dispersed and easily dissolved in the sealing resin composition. It is also preferable that the imidazole compound can pass through a sieve having an opening of 212 μm. The sieve is produced according to JIS Z 8801.

粉体状のイミダゾール化合物の平均粒径が3〜50μmの範囲内であることも好ましい。この場合、封止用樹脂組成物中でイミダゾール化合物が特に分散して溶解しやすくなる。なお、イミダゾール化合物の平均粒径はレーザー回折・散乱法で測定される。   It is also preferred that the powdery imidazole compound has an average particle size in the range of 3 to 50 μm. In this case, the imidazole compound is particularly dispersed and easily dissolved in the sealing resin composition. The average particle size of the imidazole compound is measured by a laser diffraction / scattering method.

粉体状のイミダゾール化合物を含む原料を加熱混練して混合することで、封止用樹脂組成物を得ることができる。より具体的には、例えば熱硬化性成分、無機充填材及び粉体状のイミダゾール化合物を含む原料を、ミキサー、ブレンダーなどで十分均一になるまで混合し、続いて熱ロールやニーダーなどの混練機により加熱されている状態で原料を溶融混合してから、室温に冷却する。原料を加熱混練する際の温度は80℃〜120℃の範囲内であることが好ましい。   A resin composition for sealing can be obtained by heating and kneading and mixing a raw material containing a powdery imidazole compound. More specifically, for example, a raw material containing a thermosetting component, an inorganic filler, and a powdery imidazole compound is mixed with a mixer, a blender or the like until sufficiently uniform, and then a kneader such as a heat roll or a kneader. The raw material is melt-mixed while being heated by heating, and then cooled to room temperature. The temperature at which the raw materials are heated and kneaded is preferably in the range of 80 ° C to 120 ° C.

上記のようにして得られた混合物を公知の手段で粉砕することで、粉体状の封止用樹脂組成物を製造することができる。この場合、熱硬化性成分はエポキシ樹脂及びフェノール系硬化剤を含むことができる。封止用樹脂組成物は粉体状でなくてもよく、例えばタブレット状であってもよい。タブレット状である場合の封止用樹脂組成物は成形条件に適した寸法と質量を有することが好ましい。   By pulverizing the mixture obtained as described above by a known means, a powdery sealing resin composition can be produced. In this case, the thermosetting component can include an epoxy resin and a phenolic curing agent. The encapsulating resin composition may not be in powder form, and may be in tablet form, for example. The encapsulating resin composition in the tablet form preferably has dimensions and mass suitable for molding conditions.

封止用樹脂組成物の170℃でのスパイラルフロー長さは40〜300cmであることが好ましく、100〜300cmであることがより好ましい。この場合、成形時の封止用樹脂組成物の流動性の悪化に起因する封止材62の未充填、いわゆるウェルドボイド、が発生しにくくなる。加えて、成形時に半導体素子50とリードフレーム53を接続しているワイヤ56がダメージを受けにくくなる。なお、封止用樹脂組成物のスパイラルフロー長さは、封止用樹脂組成物の組成を本実施形態の範囲内で適宜設定することで制御できる。   The spiral flow length at 170 ° C. of the encapsulating resin composition is preferably 40 to 300 cm, and more preferably 100 to 300 cm. In this case, non-filling of the sealing material 62 due to deterioration of the fluidity of the sealing resin composition at the time of molding, so-called weld void is less likely to occur. In addition, the wire 56 connecting the semiconductor element 50 and the lead frame 53 is less likely to be damaged during molding. The spiral flow length of the encapsulating resin composition can be controlled by appropriately setting the composition of the encapsulating resin composition within the range of the present embodiment.

封止用樹脂組成物のゲルタイムは、10〜100秒であることが好ましく、15〜80秒であることがより好ましい。この場合、封止材62を作製する場合の成形サイクルが特に短くなり、半導体装置1の生産性が特に高くなる。なお、ゲルタイムは、JSRトレーディング株式会社製のキュラストメータVPS型を用いて、封止用樹脂組成物を170℃で加熱しながらトルクを測定した場合に、加熱開始時からトルクの測定値が9.81(N/m)に達するまでに要する時間と定義される。   The gel time of the encapsulating resin composition is preferably 10 to 100 seconds, and more preferably 15 to 80 seconds. In this case, the molding cycle for producing the sealing material 62 is particularly short, and the productivity of the semiconductor device 1 is particularly high. The gel time was measured when the torque was measured using a curast meter VPS type manufactured by JSR Trading Co., Ltd. while heating the sealing resin composition at 170 ° C. It is defined as the time required to reach .81 (N / m).

封止用樹脂組成物から作製された封止材62を備える半導体装置1、及びその製造方法の例について説明する。   An example of the semiconductor device 1 including the sealing material 62 manufactured from the sealing resin composition and a method for manufacturing the semiconductor device 1 will be described.

半導体装置1のパッケージ形態は、例えばMini、Dパック、D2パック、To22O、To3P、デュアル・インライン・パッケージ(DIP)等の挿入型パッケージ、又はクワッド・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)等の表面実装型のパッケージである。   The package form of the semiconductor device 1 is, for example, an insertion type package such as Mini, D pack, D2 pack, To22O, To3P, dual in-line package (DIP), quad flat package (QFP), small outline package, etc. (SOP), small outline J-lead package (SOJ), etc.

図1に、本実施形態における半導体装置1の断面図を示す。この半導体装置1は、金属製のリードフレーム53と、リードフレーム53に搭載されている半導体素子50と、半導体素子50とリードフレーム53とを電気的に接続するワイヤ56と、半導体素子50を封止する封止材62とを備える。   FIG. 1 shows a cross-sectional view of a semiconductor device 1 in the present embodiment. The semiconductor device 1 includes a metal lead frame 53, a semiconductor element 50 mounted on the lead frame 53, a wire 56 that electrically connects the semiconductor element 50 and the lead frame 53, and the semiconductor element 50. And a sealing material 62 to be stopped.

本実施形態では、リードフレーム53は、ダイパッド58、インナーリード521及びアウターリード522を備える。リードフレーム53は、例えば42アロイなどの鉄合金又は銅を主に含む金属材料から形成することができる。   In the present embodiment, the lead frame 53 includes a die pad 58, inner leads 521, and outer leads 522. The lead frame 53 can be formed of a metal material mainly including an iron alloy such as 42 alloy or copper, for example.

リードフレーム53のダイパッド58上に半導体素子50を適宜のダイボンド材60で固定する。これによりリードフレーム53に半導体素子50を搭載する。半導体素子50は、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、ダイオード又は固体撮像素子である。半導体素子50は、SiC、GaN等の新規のパワーデバイスであってもよい。   The semiconductor element 50 is fixed on the die pad 58 of the lead frame 53 with an appropriate die bonding material 60. As a result, the semiconductor element 50 is mounted on the lead frame 53. The semiconductor element 50 is, for example, an integrated circuit, a large-scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode, or a solid-state imaging element. The semiconductor element 50 may be a new power device such as SiC or GaN.

続いて、半導体素子50とリードフレーム53におけるインナーリード521とを、ワイヤ56で接続する。ワイヤ56は、金製でもよいが、銀及び銅のうち少なくとも一方を含んでもよい。   Subsequently, the semiconductor element 50 and the inner lead 521 in the lead frame 53 are connected by a wire 56. The wire 56 may be made of gold, but may include at least one of silver and copper.

続いて、封止用樹脂組成物を成形して硬化させる。これにより、封止用樹脂組成物は半導体素子50を封止する封止材62となる。封止用樹脂組成物がフェノール系硬化剤及びイミダゾール化合物の両方を含有することで、上記の通り封止材62における電気特性等の信頼性を向上させることができる。   Subsequently, the sealing resin composition is molded and cured. Thereby, the sealing resin composition becomes the sealing material 62 for sealing the semiconductor element 50. By including both the phenolic curing agent and the imidazole compound, the sealing resin composition can improve reliability such as electrical characteristics in the sealing material 62 as described above.

なお、半導体装置1を作製するにあたって、半導体素子50をリードフレーム53以外の基板に搭載してから封止用樹脂組成物を成形して硬化させることで半導体素子50を封止する封止材62を設けてもよい。基板としては、例えばPBGA(Plastic Ball Grid Array)基板が挙げられる。   In manufacturing the semiconductor device 1, the semiconductor element 50 is mounted on a substrate other than the lead frame 53 and then the sealing resin composition is molded and cured to seal the semiconductor element 50. May be provided. An example of the substrate is a PBGA (Plastic Ball Grid Array) substrate.

封止用組成物を加圧成形法で成形することで封止材62を作製することが好ましい。加圧成形法は、例えば射出成形法、トランスファ成形法又は圧縮成形法である。   It is preferable to produce the sealing material 62 by molding the sealing composition by a pressure molding method. The pressure molding method is, for example, an injection molding method, a transfer molding method, or a compression molding method.

封止用樹脂組成物を加圧成形方で成形する際の成形圧力は3.0MPa以上であることが好ましく、成形温度は120℃以上であることが好ましい。この場合、未充填、いわゆるウェルドボイドや内部ボイド、が少なく均一な封止材62で半導体素子50が封止された、半導体装置1を得ることができる。   The molding pressure when molding the sealing resin composition by pressure molding is preferably 3.0 MPa or more, and the molding temperature is preferably 120 ° C. or more. In this case, it is possible to obtain the semiconductor device 1 in which the semiconductor element 50 is sealed with the uniform sealing material 62 with less filling, so-called weld voids and internal voids.

半導体装置1がトランスファ成形法で成形される場合、金型への封止用樹脂組成物の注入圧力が3MPa以上であることが好ましく、4〜710MPaの範囲内であれば更に好ましい。また、加熱温度(金型温度)は120℃以上であることが好ましく、160〜190℃の範囲内であれば更に好ましい。また、加熱時間は30〜300秒の範囲内であることが好ましく、60〜180秒の範囲内であれば更に好ましい。   When the semiconductor device 1 is molded by the transfer molding method, the injection pressure of the sealing resin composition into the mold is preferably 3 MPa or more, and more preferably in the range of 4 to 710 MPa. Moreover, it is preferable that heating temperature (mold temperature) is 120 degreeC or more, and if it exists in the range of 160-190 degreeC, it is still more preferable. The heating time is preferably in the range of 30 to 300 seconds, and more preferably in the range of 60 to 180 seconds.

トランスファ成形法では、金型内で封止材62を作製した後、金型を閉じたままで封止材62を加熱することにより後硬化(ポストキュア)を行ってから、金型を開いて半導体装置1を取り出すことが好ましい。後硬化のための加熱条件は、例えば加熱時間が160〜190℃の範囲内、加熱時間が2〜8時間の範囲内である。   In the transfer molding method, after the sealing material 62 is manufactured in a mold, the sealing material 62 is heated with the mold closed and post-curing is performed, and then the mold is opened and the semiconductor is opened. The device 1 is preferably removed. The heating conditions for post-curing are, for example, a heating time in the range of 160 to 190 ° C. and a heating time in the range of 2 to 8 hours.

半導体装置1がトランスファ成形法で成形される場合は、圧縮圧力が3MPa以上であることが好ましく、5.0〜10MPaの範囲内であれば更に好ましい。加熱温度(金型温度)は120℃以上であることが好ましく、150〜185℃の範囲内であれば更に好ましい。加熱時間は60〜300秒の範囲内であることが好ましい。   When the semiconductor device 1 is molded by the transfer molding method, the compression pressure is preferably 3 MPa or more, and more preferably within the range of 5.0 to 10 MPa. The heating temperature (mold temperature) is preferably 120 ° C. or higher, and more preferably in the range of 150 to 185 ° C. The heating time is preferably in the range of 60 to 300 seconds.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.

<封止用樹脂組成物の調製>
各実施例及び比較例において、後掲の表に示す成分を配合し、ミキサーで均一に混合分散してから、ニーダーで100℃で加熱混練し、得られた混合物を冷却してから粉砕した。これにより得られた粉体を打錠することで、タブレット状の封止用樹脂組成物を得た。
<Preparation of sealing resin composition>
In each of Examples and Comparative Examples, the components shown in the following table were blended, mixed and dispersed uniformly with a mixer, heated and kneaded with a kneader at 100 ° C., and the resulting mixture was cooled and pulverized. The powder obtained in this manner was tableted to obtain a tablet-like sealing resin composition.

なお、表に示す成分の詳細は次の通りである。
・無機充填材:球状溶融シリカ 電気化学工業 FB910
・シランカップリング剤:3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン KBM802)。
・エポキシ樹脂:ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学製、品番YX4000、エポキシ当量186)。
・フェノール系硬化剤:ビフェニルアラルキル樹脂(明和化成製、品番MEH−7851SS)。
・離型剤:カルナバワックス。
・硬化促進剤1−1:2−イソプロピル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(日本合成化学工業社製、融点;191℃);目開き250μmの篩を通過させたもの。
・硬化促進剤1−2:2−イソプロピル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(日本合成化学工業社製);目開き212μmの篩を通過させたもの。
・硬化促進剤2:2−メチル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(日本合成化学工業社製、融点;173℃);目開き250μmの篩を通過させたもの。
・硬化促進剤3:2−エチル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(融点;180℃);目開き250μmの篩を通過させたもの。
・硬化促進剤4:2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業社製 品番2PHZ、融点;230℃);目開き250μmの篩を通過させたもの。
・顔料:三菱化学製、品番MA600。
The details of the components shown in the table are as follows.
・ Inorganic filler: Spherical fused silica Electrochemical industry FB910
Silane coupling agent: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (Shin-Etsu Silicone KBM802).
Epoxy resin: biphenyl type epoxy resin (Mitsubishi Chemical make, product number YX4000, epoxy equivalent 186).
-Phenolic curing agent: biphenyl aralkyl resin (Maywa Kasei, product number MEH-7851SS).
-Mold release agent: Carnauba wax.
Curing accelerator 1-1: 2-isopropyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry, melting point: 191 ° C.); passed through a sieve having an opening of 250 μm.
Curing accelerator 1-2: 2-isopropyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.); passed through a sieve having an opening of 212 μm.
Curing accelerator 2: 2-methyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., melting point: 173 ° C.); passed through a sieve having an opening of 250 μm.
Curing accelerator 3: 2-ethyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (melting point: 180 ° C.); passed through a sieve having an opening of 250 μm.
Curing accelerator 4: 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (product number 2PHZ, melting point: 230 ° C., manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.); passed through a sieve having an opening of 250 μm.
Pigment: Mitsubishi Chemical, product number MA600.

<評価試験>
各実施例及び比較例で得られた封止用樹脂組成物、及び各封止用樹脂組成物を用いて作製された半導体装置に対し、次の評価試験を実施した、これらの結果は後掲の表に示す。
<Evaluation test>
The following evaluation tests were performed on the sealing resin compositions obtained in the respective Examples and Comparative Examples, and the semiconductor devices manufactured using the respective sealing resin compositions. These results will be described later. It is shown in the table.

(1)ゲルタイム
JSRトレーディング株式会社製のキュラストメータVPS型を用いて、封止用樹脂組成物を170℃で加熱しながらトルクを測定した。加熱開始時からトルクの測定値が9.81(N/m)に達するまでに要した時間を調査し、この時間をゲルタイムとした。更にこのようにして得られたゲルタイムを封止用樹脂組成物の硬化性の指標とした。
(1) Gel Time Torque was measured while heating the sealing resin composition at 170 ° C. using a curast meter VPS type manufactured by JSR Trading Co., Ltd. The time required from the start of heating until the measured torque value reached 9.81 (N / m) was investigated, and this time was defined as the gel time. Furthermore, the gel time thus obtained was used as an index of curability of the sealing resin composition.

(2)ゲルタイム保持率
温度30℃で48時間放置してから封止用樹脂組成物のゲルタイムを測定した。製造直後のゲルタイムに対する放置後のゲルタイムの百分率をゲルタイム保持率とした。このゲルタイム保持率を封止用樹脂組成物における保存安定性を調査する一つの指標とした。
(2) Gel time retention The gel time of the sealing resin composition was measured after standing at a temperature of 30 ° C. for 48 hours. The percentage of gel time after standing with respect to the gel time immediately after production was defined as the gel time retention rate. This gel time retention rate was used as one index for investigating the storage stability of the sealing resin composition.

(3)ゲルタイム保持率の評価
ゲルタイムの保持率が95%以上の場合を「○」、85〜94%の場合を「△」、84%以下の場合を「×」と評価した。
(3) Evaluation of Gel Time Retention Rate A case where the gel time retention rate was 95% or higher was evaluated as “◯”, a case where it was 85 to 94% was evaluated as “Δ”, and a case where it was 84% or lower was evaluated as “X”.

(4)スパイラルフロー
成形時の流動性の指標として、各実施例及び比較例における製造直後の封止用エポキシ樹脂組成物のスパイラルフロー長さを、ASTM D3123に準拠したスパイラルフロー測定金型を用いて、金型温度170℃、注入圧力6.9MPa、成形時間120秒の条件で測定した。このようにして得られたスパイラルフロー長さを封止用樹脂組成物の流動性の指標とした。
(4) Spiral flow As an index of fluidity at the time of molding, the spiral flow length of the epoxy resin composition for sealing immediately after production in each example and comparative example is used as a spiral flow measuring die in accordance with ASTM D3123. The mold temperature was 170 ° C., the injection pressure was 6.9 MPa, and the molding time was 120 seconds. The spiral flow length thus obtained was used as an indicator of the fluidity of the sealing resin composition.

(5)スパイラルフロー保持率
各実施例及び比較例における封止用樹脂組成物を、温度30℃にて48時間放置してから、封止用樹脂組成物のスパイラルフロー長さを測定した。製造直後のスパイラルフロー長に対する放置後のスパイラルフロー長さの百分率を、スパイラルフロー保持率とした。このスパイラルフロー保持率を封止用樹脂組成物における保存安定性を調査する他の指標とした。
(5) Spiral flow retention rate The sealing resin compositions in the examples and comparative examples were allowed to stand at a temperature of 30 ° C for 48 hours, and then the spiral flow length of the sealing resin composition was measured. The percentage of the spiral flow length after standing with respect to the spiral flow length immediately after production was defined as the spiral flow retention rate. This spiral flow retention was used as another index for investigating the storage stability of the sealing resin composition.

(6)スパイラルフロー保持率の評価
スパイラルフローの保持率が75%以上の場合を「○」、65〜74%の場合を「△」、65%以下の場合を「×」と評価した。
(6) Evaluation of spiral flow retention rate The case where the spiral flow retention rate was 75% or more was evaluated as “◯”, the case where it was 65 to 74% was evaluated as “Δ”, and the case where it was 65% or less was evaluated as “x”.

(7)溶け残り評価
各実施例及び比較例で得られたタブレットの一面を2mmずつ八回研磨した。一回研磨する毎に、研磨面を金属顕微鏡で観察した。その結果、研磨面に硬化促進剤の溶け残りが一度も認められない場合を「○」、研磨面に硬化促進剤の溶け残りが一度でも認められた場合を「×」と評価した。
(7) Evaluation of undissolved residue One side of the tablet obtained in each Example and Comparative Example was polished 8 times by 2 mm. Every time polishing was performed, the polished surface was observed with a metal microscope. As a result, the case where the undissolved residue of the curing accelerator was never recognized on the polished surface was evaluated as “◯”, and the case where the undissolved residue of the curing accelerator was observed even once on the polished surface was evaluated as “X”.

(8)半導体装置の評価
外寸法が35mm×35mmのPBGA基板に半導体素子を搭載し、半導体素子とPBGA基板とを直径20μm及び長さ5mmの金製ワイヤで接続させた。そして金型の内部に半導体素子を配置させて封止材をトランスファ成形法で作製した。金型を170℃に加熱して各実施例及び比較例の封止用樹脂組成物を6.9MPaの注入圧力で金型内に供した。成形時の封止用樹脂組成物の流れにより金製ワイヤが最も変形する量(最大変形量)を確認し、金製ワイヤの変形率(最大変形量/ワイヤ長)を算出した。この変形率を「初期変形率」の欄に示す。また、30℃48時間放置後の封止用樹脂組成物についても、上記と同じ手順で金製ワイヤの変形率を算出した。この変形率を「30℃48時間後の変形率」の欄に示す。
(8) Evaluation of Semiconductor Device A semiconductor element was mounted on a PBGA substrate having an outer dimension of 35 mm × 35 mm, and the semiconductor element and the PBGA substrate were connected by a gold wire having a diameter of 20 μm and a length of 5 mm. And the semiconductor element was arrange | positioned inside a metal mold | die and the sealing material was produced with the transfer molding method. The mold was heated to 170 ° C., and the sealing resin compositions of Examples and Comparative Examples were supplied into the mold at an injection pressure of 6.9 MPa. The amount of deformation (maximum deformation amount) of the gold wire was confirmed by the flow of the sealing resin composition during molding, and the deformation rate (maximum deformation amount / wire length) of the gold wire was calculated. This deformation rate is shown in the column of “initial deformation rate”. For the sealing resin composition after standing at 30 ° C. for 48 hours, the deformation rate of the gold wire was calculated in the same procedure as described above. This deformation rate is shown in the column of “deformation rate after 30 hours at 30 ° C.”.

Figure 2016222853
Figure 2016222853

表1の結果から、比較例1、2の封止用樹脂組成物では硬化促進剤(イミダゾール化合物)が溶け残っていたが、実施例1−11の封止用樹脂組成物では硬化促進剤が溶け残っていなかった。実施例1−5,7−9及び10の封止用樹脂組成物では特に良好なゲルタイムの評価結果が得られた。また実施例1、3−5及び6の封止用樹脂組成物では特に良好なスパイラルフローの評価結果が得られた。これらに対し、比較例1、2では、ゲルタイム及びスパイラルフローの両方の結果から保持率(保存安定性)が低下する傾向が見出された。製造直後の封止用樹脂組成物を用いた場合、及び30℃48時間放置後の封止用樹脂組成物を用いた場合のどちらでも、実施例1−7の封止用樹脂組成物は比較例1及び2のものよりも金製ワイヤを変形させ難くして封止材を形成することができることが分かった。   From the results in Table 1, the curing accelerator (imidazole compound) remained undissolved in the encapsulating resin compositions of Comparative Examples 1 and 2, but the encapsulating resin composition of Example 1-11 had no curing accelerator. It didn't melt away. In the sealing resin compositions of Examples 1-5, 7-9 and 10, particularly good gel time evaluation results were obtained. In addition, in the sealing resin compositions of Examples 1, 3-5, and 6, particularly favorable spiral flow evaluation results were obtained. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, it was found that the retention rate (storage stability) tends to decrease from the results of both gel time and spiral flow. The sealing resin composition of Example 1-7 was compared both in the case of using the sealing resin composition immediately after production and in the case of using the sealing resin composition after standing at 30 ° C. for 48 hours. It was found that the sealing material can be formed by making the gold wire harder to deform than those in Examples 1 and 2.

1 半導体装置
50 半導体素子
62 封止材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 50 Semiconductor element 62 Sealing material

Claims (6)

エポキシ樹脂と、フェノール系硬化剤と、無機充填材と、イミダゾール化合物とを含有し、
前記イミダゾール化合物は、その融点が160℃以上230℃未満であり、且つアルキル基を2位に、水酸基を有するアルキル基を4、5位の少なくとも一つに備える封止用樹脂組成物。
Contains an epoxy resin, a phenolic curing agent, an inorganic filler, and an imidazole compound,
The imidazole compound has a melting point of 160 ° C. or higher and lower than 230 ° C., and has an alkyl group at the 2nd position and an alkyl group having a hydroxyl group at at least one of the 4th and 5th positions.
前記2位の前記アルキル基の炭素数は1〜4である請求項1に記載の封止用樹脂組成物。   The sealing resin composition according to claim 1, wherein the alkyl group at the 2-position has 1 to 4 carbon atoms. 前記2位の前記アルキル基はイソプロピル基である請求項1に記載の封止用樹脂組成物。   The sealing resin composition according to claim 1, wherein the alkyl group at the 2-position is an isopropyl group. 前記イミダゾール化合物は融点が異なる複数の化合物からなる請求項1に記載の封止用樹脂組成物。   The sealing resin composition according to claim 1, wherein the imidazole compound includes a plurality of compounds having different melting points. 半導体素子と、
前記半導体素子を封止する封止材とを備え、
前記封止材が請求項1乃至4の何れか1項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物である半導体装置。
A semiconductor element;
A sealing material for sealing the semiconductor element,
A semiconductor device in which the encapsulant is a cured product of the encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 4.
エポキシ樹脂と、フェノール系硬化剤と、無機充填材と、イミダゾール化合物とを加熱混練することを含み、
前記前記イミダゾール化合物は、その融点が160℃以上230℃未満であり、且つアルキル基を2位に、水酸基を有するアルキル基を4、5位の少なくとも一つに備える封止用樹脂組成物の製造方法。
Including heat-kneading an epoxy resin, a phenolic curing agent, an inorganic filler, and an imidazole compound,
The above-mentioned imidazole compound has a melting point of 160 ° C. or higher and lower than 230 ° C., and a sealing resin composition comprising an alkyl group at the 2-position and a hydroxyl group-containing alkyl group at the 4-position or 5-position. Method.
JP2015112644A 2015-06-02 2015-06-02 Resin composition for encapsulation, semiconductor device and production method of resin composition for encapsulation Pending JP2016222853A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015112644A JP2016222853A (en) 2015-06-02 2015-06-02 Resin composition for encapsulation, semiconductor device and production method of resin composition for encapsulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015112644A JP2016222853A (en) 2015-06-02 2015-06-02 Resin composition for encapsulation, semiconductor device and production method of resin composition for encapsulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016222853A true JP2016222853A (en) 2016-12-28

Family

ID=57747210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015112644A Pending JP2016222853A (en) 2015-06-02 2015-06-02 Resin composition for encapsulation, semiconductor device and production method of resin composition for encapsulation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016222853A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5130912B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4404050B2 (en) Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device using the same
JP6023992B1 (en) Epoxy resin composition for sealing, cured product, and semiconductor device
JP5256185B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
CN107429042B (en) Sealing resin composition, semiconductor device using same, and method for manufacturing semiconductor device using same
JP2008235669A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP6197187B1 (en) Semiconductor device
JP4404051B2 (en) Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device using the same
JP6094958B2 (en) Epoxy resin composition for sealing power semiconductor element of power module and power module using the same
JP2013067694A (en) Epoxy resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device
JP2008081733A (en) Epoxy resin composition for use in semiconductor sealing, and semiconductor device
JP2006008956A (en) Resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the same
JP2012241178A (en) Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device
JP2009286843A (en) Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor and semiconductor device using same
JP6025043B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
JP2012251048A (en) Epoxy resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device
JP2018002911A (en) Epoxy resin composition for sealing, cured product, and semiconductor device
JP2021187868A (en) Thermosetting resin composition and electronic device
JP2016222853A (en) Resin composition for encapsulation, semiconductor device and production method of resin composition for encapsulation
JP7296578B2 (en) Semiconductor sealing composition and electronic component device
JP7365641B2 (en) Encapsulating resin composition and semiconductor device
JP4850599B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device obtained using the same
JP5102095B2 (en) Semiconductor-encapsulated epoxy resin composition for compression molding and semiconductor device using the same
JP2021138809A (en) Sealing resin composition, and semiconductor device
JP2022057463A (en) Sealing resin composition, and semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20170207