JP2017128657A - Sealing epoxy resin composition, and semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Fumika Imamura
文香 今村
孝文 伊東
Takafumi Ito
孝文 伊東
酒井 裕行
Hiroyuki Sakai
裕行 酒井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing epoxy resin composition capable of forming a cured product which has a large thermal shrinkage from a molding temperature to a room temperature, and has high elasticity modulus in a reflow process.SOLUTION: There is provided a sealing epoxy resin composition which contains (A) an epoxy resin, (B) a phenol novolak resin that has a structure represented by formula (i) and has an allyl group, and (C) an inorganic filler, where it is desirable that the allyl group of the phenol novolak resin having the allyl group is in an ortho position, and a content of the resin is 3-15 wt.%. In formula (i), n is an integer of 0 or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、封止用エポキシ樹脂組成物、半導体装置、及びその製造方法に関する。   The present disclosure relates to an epoxy resin composition for sealing, a semiconductor device, and a manufacturing method thereof.

電子機器の小型・薄型化による高密度実装の要求が、近年、急激に増加している。このため、半導体パッケージは、従来のピン挿入型に代わり、高密度実装に適した表面実装型が主流になっている。この表面実装型の半導体パッケージは、リードをプリント基板等に直接はんだ付けして製造される。加熱方法としては、赤外線リフロー、ベーパーフェーズリフロー、はんだディップなどがあり、いずれかの加熱方法によってパッケージ全体を加熱して半導体素子がプリント基板等に実装される。   In recent years, the demand for high-density packaging due to the miniaturization and thinning of electronic devices has increased rapidly. For this reason, the surface mount type suitable for high-density mounting is the mainstream of the semiconductor package instead of the conventional pin insertion type. This surface mount type semiconductor package is manufactured by soldering leads directly to a printed circuit board or the like. As a heating method, there are infrared reflow, vapor phase reflow, solder dipping, and the like, and the semiconductor element is mounted on a printed circuit board or the like by heating the whole package by any one of the heating methods.

表面実装後には、半導体素子表面の保護し、半導体素子と基板との間の接続信頼性を確保するために、半導体素子と基板との間の空間へのアンダーフィル材の充填が行われている。   After surface mounting, underfill material is filled into the space between the semiconductor element and the substrate in order to protect the surface of the semiconductor element and ensure the connection reliability between the semiconductor element and the substrate. .

アンダーフィル材の充填による片面樹脂封止型パッケージでは、その形状が片面封止であるために、封止樹脂及び基板等のパッケージ構成部材間の線膨張係数の差、及び弾性率の差等に起因して発生する熱応力のために反りが発生する。その結果、搬送性の問題、リフロー工程時の実装信頼性の低下といった現象が生じる。   In a single-sided resin-encapsulated package filled with an underfill material, the shape of the single-sided resin-encapsulated package is single-sided, so there is a difference in coefficient of linear expansion and a difference in elastic modulus between the sealing resin and package components such as a substrate. Warpage occurs due to the thermal stress generated. As a result, phenomena such as transportability problems and a decrease in mounting reliability during the reflow process occur.

このような現象を抑制するため、封止樹脂及び基板等のパッケージ構成部材間の線膨張係数の差、及び、弾性率の差等により発生する熱応力を低減することが要望されている。例えば、特許文献1では、信頼性向上のため、半導体素子、熱硬化性樹脂組成物の硬化物、被着体の三者間の熱応答挙動の差を緩和することが提案されている。   In order to suppress such a phenomenon, it is desired to reduce the thermal stress generated due to the difference in linear expansion coefficient between the sealing resin and the package component such as the substrate and the difference in elastic modulus. For example, Patent Document 1 proposes to alleviate the difference in the thermal response behavior among the three elements of a semiconductor element, a cured product of a thermosetting resin composition, and an adherend for improving reliability.

特開2014−210880号公報JP 2014-210880 A

最近の半導体パッケージでは、封止樹脂層の厚みが薄いパッケージが増えつつある。半導体装置の小型化・薄型化には半導体素子の厚さを薄くすればよいが、半導体素子の薄型化が進むにつれて、半導体素子に対する熱応答挙動の影響(反り及び膨張等)が大きくなってくる。これは、一般的に基板等の熱膨張係数の方が半導体素子の値よりも大きいことに起因する。特に、半導体素子と基板とを接続するはんだバンプ等の接続部材には半導体素子及び基板の熱応答挙動の相違に起因する応力が集中しやすく、場合によっては接合部に破断が生じることがある。   In recent semiconductor packages, packages with a thin sealing resin layer are increasing. To reduce the size and thickness of a semiconductor device, the thickness of the semiconductor element may be reduced. However, as the semiconductor element becomes thinner, the influence of thermal response behavior (warping and expansion, etc.) on the semiconductor element increases. . This is because the coefficient of thermal expansion of the substrate or the like is generally larger than the value of the semiconductor element. In particular, stresses due to differences in the thermal response behavior of the semiconductor element and the substrate tend to concentrate on the connection member such as a solder bump that connects the semiconductor element and the substrate, and in some cases, the joint may be broken.

半導体素子の上部側に封止樹脂層が形成されているパッケージ形態において、常温時に上方に反り(以下、「cry反り」という)が発生し、リフロー温度時に下方に反る(以下、「smile反り」という)現象が生じる。このような現象を抑制するため、成形温度から常温までの封止樹脂の熱収縮率(線膨張係数:CTE1)を大きく維持しつつ、リフロー温度時の弾性率を増加させることで基板によるcry反りを抑制することが考えられる。   In a package configuration in which a sealing resin layer is formed on the upper side of a semiconductor element, warping occurs at room temperature (hereinafter referred to as “cry warping”), and warping downward at reflow temperature (hereinafter referred to as “smile warping”). ") Occurs. In order to suppress such a phenomenon, the cry warpage due to the substrate is increased by increasing the elastic modulus at the reflow temperature while maintaining a large thermal contraction rate (linear expansion coefficient: CTE1) of the sealing resin from the molding temperature to room temperature. It is conceivable to suppress this.

本発明は、成形温度から常温までの熱収縮率(線膨張係数:CTE1)が大きく、且つリフロー工程時に高い弾性率を有する硬化物を形成することが可能な封止用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、上記封止用エポキシ樹脂組成物を用いることによって、反りの発生が抑制された半導体装置、及びそのような半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention provides an epoxy resin composition for sealing capable of forming a cured product having a large thermal contraction rate (linear expansion coefficient: CTE1) from a molding temperature to room temperature and having a high elastic modulus during a reflow process. The purpose is to do. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device in which the occurrence of warpage is suppressed by using the sealing epoxy resin composition, and a method for manufacturing such a semiconductor device.

本発明は、一つの側面において、(A)エポキシ樹脂、(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂、及び(C)無機充填材を含む封止用エポキシ樹脂組成物を提供する。この封止用エポキシ樹脂組成物は、成形温度から常温までの熱収縮率(線膨張係数:CTE1)が大きく、且つリフロー工程時に高い弾性率を有する硬化物を形成することができる。これによって、半導体装置の製造に用いられたときに、半導体素子と基板との熱応答挙動の差を緩和することができる。したがって、半導体素子、バンプ等の金属、及び基板を一体成形して半導体装置を製造したときに、反りの発生を十分に抑制することができる。その結果、リフロー工程時におけるパッケージの信頼性を向上させることができる。   In one aspect, the present invention provides an epoxy resin composition for sealing containing (A) an epoxy resin, (B) a phenol novolac resin having an allyl group, and (C) an inorganic filler. This sealing epoxy resin composition can form a cured product having a high thermal contraction rate (linear expansion coefficient: CTE1) from the molding temperature to room temperature and a high elastic modulus during the reflow process. Thereby, the difference in thermal response behavior between the semiconductor element and the substrate can be alleviated when used in the manufacture of a semiconductor device. Therefore, when a semiconductor device is manufactured by integrally molding a semiconductor element, a metal such as a bump, and a substrate, warping can be sufficiently suppressed. As a result, the reliability of the package during the reflow process can be improved.

(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂は、下記一般式(i)で示される構造を有することが好ましい。

Figure 2017128657
(B) The phenol novolac resin having an allyl group preferably has a structure represented by the following general formula (i).
Figure 2017128657

上記一般式(i)中、nは0以上の整数を示す。   In the general formula (i), n represents an integer of 0 or more.

(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂のアリル基はオルト位にあることが好ましい。(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂の含有量は3〜15質量%であることが好ましい。(C)無機充填材はシリカを含むことが好ましい。   (B) The allyl group of the phenol novolak resin having an allyl group is preferably in the ortho position. (B) It is preferable that content of the phenol novolak resin which has an allyl group is 3-15 mass%. (C) The inorganic filler preferably contains silica.

本発明は、別の側面において、上述の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止されている素子を備える半導体装置を提供する。この半導体装置における封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物は、成形温度から常温までの熱収縮率(線膨張係数:CTE1)が大きく、且つリフロー工程時に高い弾性率を有する。このため、反りの発生が十分に低減されている。素子としては、例えば半導体素子が挙げられる。   In another aspect, the present invention provides a semiconductor device including an element sealed with a cured product of the above-described sealing epoxy resin composition. A cured product of the epoxy resin composition for sealing in this semiconductor device has a large thermal contraction rate (linear expansion coefficient: CTE1) from the molding temperature to room temperature, and has a high elastic modulus during the reflow process. For this reason, generation | occurrence | production of curvature is fully reduced. Examples of the element include a semiconductor element.

本発明は、さらに別の側面において、上述の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて封止する工程を有する、半導体装置の製造方法を提供する。封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物は、成形温度から常温までの熱収縮率(線膨張係数:CTE1)が大きく、且つリフロー工程時に高い弾性率を有する。このため、反りの発生が十分に低減された半導体装置を製造することができる。   In still another aspect, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of sealing using the above-described sealing epoxy resin composition. The cured product of the epoxy resin composition for sealing has a large thermal contraction rate (linear expansion coefficient: CTE1) from the molding temperature to room temperature, and has a high elastic modulus during the reflow process. For this reason, it is possible to manufacture a semiconductor device in which the occurrence of warpage is sufficiently reduced.

本発明によれば、成形温度から常温までの熱収縮率(線膨張係数:CTE1)が大きく、且つリフロー工程時に高い弾性率を有する硬化物を形成することが可能な封止用エポキシ樹脂組成物が提供される。また、上記封止用エポキシ樹脂組成物を用いることによって、反りの発生が抑制された半導体装置、及びそのような半導体装置の製造方法が提供される。   According to the present invention, an epoxy resin composition for sealing capable of forming a cured product having a large thermal contraction rate (linear expansion coefficient: CTE1) from a molding temperature to room temperature and having a high elastic modulus during a reflow process. Is provided. Moreover, by using the epoxy resin composition for sealing, a semiconductor device in which the occurrence of warpage is suppressed and a method for manufacturing such a semiconductor device are provided.

以下、本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。   Embodiments of the present invention will be described below. However, the following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents.

本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。さらに本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。   In the present specification, a numerical range indicated using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. Further, when referring to the amount of each component in the composition in the present specification, when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition, the plurality of the components present in the composition unless otherwise specified. It means the total amount of substance.

<封止用エポキシ樹脂組成物>
本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂、及び(C)無機充填剤を少なくとも含む。封止用エポキシ樹脂組成物は粉末状であってもよい。(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂は、一般的なフェノールノボラック樹脂と比較して、高粘度である一方で、軟化点は低温である。
<Epoxy resin composition for sealing>
The epoxy resin composition for sealing of this embodiment contains (A) an epoxy resin, (B) a phenol novolac resin having an allyl group, and (C) an inorganic filler. The epoxy resin composition for sealing may be in a powder form. (B) The phenol novolac resin having an allyl group has a higher viscosity than the general phenol novolac resin, while the softening point is low.

本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物は、常温及び常圧下において固体である。その形状に制限はなく、粉状、粒状、又はタブレット状等、如何なる形状でもよい。本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物は、フリップチップ実装に用いたとき、アンダーフィル材として要求される高い充填性を有する。したがって、ボイド等の成形不良を低減できることから、その工業的価値は大きい。本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物は、ファインピッチなバンプを有し、入出力数(バンプ数)の多いフリップチップ実装型半導体装置の封止に好適である。   The epoxy resin composition for sealing of this embodiment is solid at normal temperature and normal pressure. There is no restriction | limiting in the shape, What kind of shapes, such as a powder form, a granular form, or a tablet form, may be sufficient. The epoxy resin composition for sealing of this embodiment has a high filling property required as an underfill material when used for flip chip mounting. Therefore, since the molding defects such as voids can be reduced, its industrial value is great. The sealing epoxy resin composition of this embodiment is suitable for sealing a flip chip mounting type semiconductor device having fine pitch bumps and a large number of inputs / outputs (number of bumps).

本明細書において、常温とは20℃であり、常圧とは大気圧である。以下に、封止用エポキシ樹脂組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。   In this specification, normal temperature is 20 ° C. and normal pressure is atmospheric pressure. Below, each component contained in the epoxy resin composition for sealing is demonstrated in detail.

<(A)エポキシ樹脂>
(A)エポキシ樹脂としては、封止用エポキシ樹脂組成物に一般的に使用されているもので特に制限はない。例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂(トリフェニルメタン型エポキシ樹脂)をはじめとするフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノール類と、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物と、を酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したものが挙げられる。
<(A) Epoxy resin>
(A) As an epoxy resin, there is no restriction | limiting in particular by what is generally used for the epoxy resin composition for sealing. For example, phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, including biphenyl type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, orthocresol novolak type epoxy resin, epoxy resin having triphenylmethane skeleton (triphenylmethane type epoxy resin), Acid catalysts for phenols such as bisphenol A and bisphenol F, naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, and dihydroxynaphthalene, and compounds having an aldehyde group such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde, and salicylaldehyde Examples thereof include epoxidized novolak resins obtained by condensation or cocondensation below.

また、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、アルキル置換若しくは非置換のビフェノール等のジグリシジルエーテル、又はスチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フタル酸、ダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリン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、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリン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、ジシクロペンタジエンとフェノール類の共縮合樹脂のエポキシ化物(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂)、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂(ナフタレン型エポキシ樹脂)、フェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂が挙げられる。   Also, by reaction of epichlorohydrin with bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, diglycidyl ether such as alkyl-substituted or unsubstituted biphenol, or polybasic acid such as stilbene type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin, phthalic acid, dimer acid The resulting glycidyl ester type epoxy resin, diaminodiphenylmethane, isocyanuric acid, and other polyamines and epoxidized glycidylamine type epoxy resin, dicyclopentadiene and phenol co-condensation resin (dicyclopentadiene type epoxy resin) Of aralkyl type phenol resins such as epoxy resin having naphthalene ring (naphthalene type epoxy resin), phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, etc. Poxy compounds, trimethylolpropane type epoxy resins, terpene modified epoxy resins, linear aliphatic epoxy resins obtained by oxidizing olefinic bonds with peracids such as peracetic acid, alicyclic epoxy resins, sulfur atom-containing epoxy resins It is done.

これらのうちの1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。これらのエポキシ樹脂のうち、信頼性・成形性の点から、ビフェニル型エポキシ樹脂、又は、低級アルキル基をフェニル環に付加したような低吸湿型のエポキシ樹脂を含むことが好ましい。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量150〜250g/eqであり、軟化点又は融点が50〜130℃のものが好適である。   One of these may be included alone, or two or more may be included in combination. Among these epoxy resins, from the viewpoint of reliability and moldability, it is preferable to include a biphenyl type epoxy resin or a low moisture absorption type epoxy resin in which a lower alkyl group is added to a phenyl ring. As such an epoxy resin, for example, those having an epoxy equivalent of 150 to 250 g / eq and a softening point or melting point of 50 to 130 ° C. are suitable.

充填性及び耐リフロー性の観点からは、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂及び硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールF型エポキシ樹脂比率を高くすることがより好ましい。硬化性の観点からは、ノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からは、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましく、耐熱性及び低反り性の観点からは、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂が好ましく、これらのエポキシ樹脂の少なくとも1種を含有していることが好ましい。   From the viewpoints of filling properties and reflow resistance, biphenyl type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, stilbene type epoxy resins and sulfur atom-containing epoxy resins are preferable, and it is more preferable to increase the ratio of bisphenol F type epoxy resins. From the viewpoint of curability, a novolac type epoxy resin is preferable. From the viewpoint of low hygroscopicity, a dicyclopentadiene type epoxy resin is preferable. From the viewpoint of heat resistance and low warpage, naphthalene type epoxy resin and triphenylmethane are preferable. Type epoxy resins are preferred, and preferably contain at least one of these epoxy resins.

ビフェニル型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(I)で示されるエポキシ樹脂が挙げられる。ビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(II)で示されるエポキシ樹脂が挙げられる。スチルベン型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(III)で示されるエポキシ樹脂が挙げられる。硫黄原子含有エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(IV)で示されるエポキシ樹脂が挙げられる。   Examples of the biphenyl type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (I). Examples of the bisphenol F type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (II). As a stilbene type epoxy resin, the epoxy resin shown, for example by the following general formula (III) is mentioned. As a sulfur atom containing epoxy resin, the epoxy resin shown, for example by the following general formula (IV) is mentioned.

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(I)中、R〜Rは、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示す。複数あるR〜Rのそれぞれは同一であってもよく異なっていてもよい。nは0〜3の整数を示す。 In general formula (I), R 1 to R 8 represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Each of the plurality of R 1 to R 8 may be the same or different. n represents an integer of 0 to 3.

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(II)中、R〜Rは水素原子、置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基、置換若しくは非置換の炭素数6〜10のアリル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜10のアラルキル基を示す。複数あるR〜Rのそれぞれは同一であってもよく異なっていてもよい。nは0〜3の整数を示す。 In general formula (II), R 1 to R 8 are a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted carbon. An allyl group having 6 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms is shown. Each of the plurality of R 1 to R 8 may be the same or different. n represents an integer of 0 to 3.

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(III)中、R〜Rは水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数1〜5の一価の炭化水素基を示す。複数あるR〜Rのそれぞれは同一であってもよく異なっていてもよい。nは0〜10の整数を示す。 In general formula (III), R 1 to R 8 represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms. Each of the plurality of R 1 to R 8 may be the same or different. n represents an integer of 0 to 10.

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(IV)中、R〜Rは水素原子、置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基、又は、置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基を示す。複数あるR〜Rのそれぞれは同一であってもよく異なっていてもよい。nは0〜3の整数を示す。 In general formula (IV), R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. Each of the plurality of R 1 to R 8 may be the same or different. n represents an integer of 0 to 3.

置換若しくは非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基としては、置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基、及び置換若しくは非置換の炭素数6〜10のアリル基が挙げられる。   Examples of the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted allyl group having 6 to 10 carbon atoms. It is done.

置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、及びイソブチル基等が挙げられる。置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、及びブトキシ基等が挙げられる。   Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, and isobutyl group. Examples of the substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.

上記一般式(I)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては、例えば、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ビフェニル又は4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂、及び、エピクロルヒドリンと4,4’−ビフェノール又は4,4’−(3,3’,5,5’−テトラメチル)ビフェノールとを反応させて得られるエポキシ樹脂が挙げられる。これらのなかでも、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニルを主成分として含有するエポキシ樹脂が好ましい。   Examples of the biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (I) include 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl or 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) -3. , 3 ′, 5,5′-tetramethylbiphenyl as the main component, and epichlorohydrin and 4,4′-biphenol or 4,4 ′-(3,3 ′, 5,5′-tetramethyl) The epoxy resin obtained by making biphenol react is mentioned. Among these, an epoxy resin containing 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl as a main component is preferable.

上記一般式(II)で示されるビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、例えば、R、R、R及びRがメチル基で、R、R、R及びRが水素原子であり、n=0を主成分とする商品名YSLV−80XY(新日鐵化学株式会社製)が市販品として入手可能である。 As the bisphenol F type epoxy resin represented by the general formula (II), for example, R 1 , R 3 , R 6 and R 8 are methyl groups, and R 2 , R 4 , R 5 and R 7 are hydrogen atoms. Yes, a trade name YSLV-80XY (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) whose main component is n = 0 is available as a commercial product.

上記一般式(III)で示されるスチルベン型エポキシ樹脂は、原料であるスチルベン系フェノール類とエピクロルヒドリンとを塩基性物質存在下で反応させて得ることができる。この原料であるスチルベン系フェノール類としては、例えば3−t−ブチル−4,4’−ジヒドロキシ−3’,5,5’−トリメチルスチルベン、3−t−ブチル−4,4’−ジヒドロキシ−3’,5’,6−トリメチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジ−t−ブチル−5,5’−ジメチルスチルベン、4,4’−ジヒドロキシ−3,3’−ジ−t−ブチル−6,6’−ジメチルスチルベンが挙げられる。これらのなかでも3−t−ブチル−4,4’−ジヒドロキシ−3’,5,5’−トリメチルスチルベン及び4,4’−ジヒドロキシ−3,3’,5,5’−テトラメチルスチルベンが好ましい。これらのスチルベン型フェノール類は、1種を単独で含んでもよく、2種以上を組み合わせて含んでもよい。   The stilbene type epoxy resin represented by the above general formula (III) can be obtained by reacting a raw material stilbene phenol and epichlorohydrin in the presence of a basic substance. Examples of the raw material stilbene phenols include 3-t-butyl-4,4′-dihydroxy-3 ′, 5,5′-trimethylstilbene, 3-t-butyl-4,4′-dihydroxy-3. ', 5', 6-trimethylstilbene, 4,4'-dihydroxy-3,3 ', 5,5'-tetramethylstilbene, 4,4'-dihydroxy-3,3'-di-t-butyl-5 , 5′-dimethylstilbene, 4,4′-dihydroxy-3,3′-di-t-butyl-6,6′-dimethylstilbene. Of these, 3-t-butyl-4,4′-dihydroxy-3 ′, 5,5′-trimethylstilbene and 4,4′-dihydroxy-3,3 ′, 5,5′-tetramethylstilbene are preferred. . These stilbene type phenols may contain 1 type independently, and may contain 2 or more types in combination.

上記一般式(IV)で示される硫黄原子含有エポキシ樹脂のなかでも、R、R、R及びRが水素原子で、R、R、R及びRがアルキル基であるエポキシ樹脂が好ましく、R、R、R及びRが水素原子で、R及びRがt−ブチル基で、R及びRがメチル基であるエポキシ樹脂がより好ましい。このような化合物としては、商品名YSLV−120TE(新日鐵化学株式会社製)等が市販品として入手可能である。 Among the sulfur atom-containing epoxy resins represented by the general formula (IV), R 2 , R 3 , R 6 and R 7 are hydrogen atoms, and R 1 , R 4 , R 5 and R 8 are alkyl groups. Epoxy resins are preferred, and R 2 , R 3 , R 6 and R 7 are hydrogen atoms, R 1 and R 8 are t-butyl groups, and R 4 and R 5 are methyl groups. As such a compound, a trade name YSLV-120TE (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) and the like are available as commercial products.

上記一般式(I)〜(IV)で示されるエポキシ樹脂は、いずれか1種を単独で含んでもよいし、2種以上を組み合わせて含んでもよい。その含有量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して合わせて40質量%以上とすることが好ましく、60質量%以上とすることがより好ましく、80質量%以上とすることがさらに好ましい。   The epoxy resins represented by the general formulas (I) to (IV) may include any one of them alone or in combination of two or more. The content is preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more, based on the total amount of the epoxy resin in order to exhibit its performance. preferable.

ノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(V)で示されるエポキシ樹脂が挙げられる。   As a novolak-type epoxy resin, the epoxy resin shown by the following general formula (V) is mentioned, for example.

Figure 2017128657
Figure 2017128657

上記一般式(V)中、複数あるRはそれぞれ独立して、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示す。nは0〜10の整数を示す。   In the general formula (V), a plurality of R's each independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 10.

上記一般式(V)で示されるノボラック型エポキシ樹脂は、ノボラック型フェノール樹脂にエピクロルヒドリンを反応させることによって容易に得られる。なかでも、一般式(V)中のRとしては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基が好ましく、水素原子又はメチル基がより好ましい。nは0〜3の整数が好ましい。上記一般式(V)で示されるノボラック型エポキシ樹脂のなかでも、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。   The novolak type epoxy resin represented by the general formula (V) can be easily obtained by reacting a novolak type phenol resin with epichlorohydrin. Especially, as R in general formula (V), it is a C1-C10 alkyl group, such as a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a methoxy group, and an ethoxy group. C1-C10 alkoxy groups, such as a propoxy group and a butoxy group, are preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is more preferable. n is preferably an integer of 0 to 3. Among the novolak epoxy resins represented by the general formula (V), orthocresol novolac epoxy resins are preferable.

ノボラック型エポキシ樹脂を使用する場合、その含有量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましい。   When using a novolak type epoxy resin, the content thereof is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, based on the total amount of the epoxy resin in order to exhibit its performance.

ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(VI)で示されるエポキシ樹脂が挙げられる。   Examples of the dicyclopentadiene type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (VI).

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(VI)中、複数あるRはそれぞれ独立して、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示し、複数あるRはそれぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示す。nは0〜10の整数を示し、mは0〜6の整数を示す。 In general formula (VI), a plurality of R 1 s each independently represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of R 2 s independently , A substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. n represents an integer of 0 to 10, and m represents an integer of 0 to 6.

上記一般式(VI)中のRとしては、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、t−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、メルカプト基置換アルキル基等の置換又は非置換の炭素数1〜5の一価の炭化水素基が挙げられる。これらのなかでもメチル基、エチル基等のアルキル基及び水素原子が好ましく、水素原子及びメチル基がより好ましい。 R 1 in the general formula (VI) is, for example, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, a t-butyl group or other alkyl group, a vinyl group, an allyl group, or a butenyl group. And a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms such as an alkenyl group, a halogenated alkyl group, an amino group-substituted alkyl group, a mercapto group-substituted alkyl group, and the like. Among these, an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group and a hydrogen atom are preferable, and a hydrogen atom and a methyl group are more preferable.

上記式(VI)中のRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、t−ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基等のアルケニル基、ハロゲン化アルキル基、アミノ基置換アルキル基、及びメルカプト基置換アルキル基などの置換又は非置換の炭素数1〜5の一価の炭化水素基が挙げられる。これらのなかでもmが0であることが好ましい。 R 2 in the above formula (VI) is, for example, an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group or a t-butyl group, an alkenyl group such as a vinyl group, an allyl group or a butenyl group. And substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 5 carbon atoms such as a halogenated alkyl group, an amino group-substituted alkyl group, and a mercapto group-substituted alkyl group. Among these, m is preferably 0.

ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を使用する場合、その含有量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましい。   When a dicyclopentadiene type epoxy resin is used, the content thereof is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, based on the total amount of the epoxy resin in order to exhibit its performance.

ナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(VII)で示されるエポキシ樹脂が挙げられる。トリフェニルメタン型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(VIII)で示されるエポキシ樹脂が挙げられる。   As a naphthalene type epoxy resin, the epoxy resin shown, for example by the following general formula (VII) is mentioned. Examples of the triphenylmethane type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (VIII).

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(VII)中、R〜Rは置換又は非置換の炭素数1〜12の一価の炭化水素基を示す。複数あるR〜Rのそれぞれは同一であってもよく異なっていてもよい。pは1又は0で、l、mはそれぞれ0〜11の整数を示す。ここで、(l+m)は1〜11の整数であり、(l+p)は1〜12の整数である。iは0〜3の整数、jは0〜2の整数、kは0〜4の整数を示す。 In general formula (VII), R 1 to R 3 represent a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. Each of the plurality of R 1 to R 4 may be the same or different. p is 1 or 0, and l and m each represent an integer of 0 to 11. Here, (l + m) is an integer of 1 to 11, and (l + p) is an integer of 1 to 12. i represents an integer of 0 to 3, j represents an integer of 0 to 2, and k represents an integer of 0 to 4.

上記一般式(VII)で示されるナフタレン型エポキシ樹脂としては、l個の構成単位及びm個の構成単位をランダムに含むランダム共重合体、交互に含む交互共重合体、規則的に含む共重合体、ブロック状に含むブロック共重合体が挙げられ、これらのいずれか1種を単独で含んでいてもよいし、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。   The naphthalene type epoxy resin represented by the general formula (VII) includes a random copolymer containing 1 constituent unit and m constituent units at random, an alternating copolymer containing alternating units, and a copolymer containing regularly. Examples thereof include a block copolymer including a coalescence and a block, and any one of these may be included alone, or two or more may be included in combination.

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(VIII)中、複数あるRは水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示し、nは1〜10の整数を示す。   In general formula (VIII), a plurality of Rs represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 10.

上記一般式(VII)及び(VIII)で示されるエポキシ樹脂は、いずれか1種を単独で含んでもよいし、2種以上を組み合わせて含んでもよいが、その含有量は、その性能を発揮するためにエポキシ樹脂全量に対して合わせて20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましい。   The epoxy resins represented by the general formulas (VII) and (VIII) may contain any one kind or may contain two or more kinds in combination, but the content exhibits its performance. Therefore, it is preferable that it is 20 mass% or more in total with respect to the epoxy resin whole quantity, It is more preferable that it is 30 mass% or more, It is further more preferable that it is 50 mass% or more.

上記のビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂は、いずれか1種を単独で含んでいてもよいし、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。   The biphenyl type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, sulfur atom-containing epoxy resin, novolac type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin and triphenylmethane type epoxy resin 1 type may be included independently and 2 or more types may be combined and included.

<(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂>
上記(A)エポキシ樹脂とともに、封止用エポキシ樹脂組成物に含まれる(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂(以下、便宜上「(B)アリル化フェノールノボラック樹脂」という場合もある。)は、上記(A)エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を有するものであり、1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般をいう。
<(B) Phenol novolac resin having an allyl group>
The (B) allyl group-containing phenol novolak resin (hereinafter also referred to as “(B) allylated phenol novolak resin” for convenience) included in the sealing epoxy resin composition together with the above (A) epoxy resin. The (A) epoxy resin has a function as a curing agent, and refers to all monomers, oligomers, and polymers having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule.

(B)アリル化フェノールノボラック樹脂は、下記一般式(i)で示される構造を有することが好ましい。

Figure 2017128657
(B) The allylated phenol novolac resin preferably has a structure represented by the following general formula (i).
Figure 2017128657

上記一般式(i)中、nは0以上の整数を示す。(B)アリル化フェノールノボラック樹脂の水酸基当量は、例えば、140〜200g/eqであり、軟化点は50〜130℃である。
In the general formula (i), n represents an integer of 0 or more. (B) The hydroxyl equivalent of the allylated phenol novolak resin is, for example, 140 to 200 g / eq, and the softening point is 50 to 130 ° C.

(B)アリル化フェノールノボラック樹脂のアリル基はオルト位にあることが好ましい。(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂の含有量は、曲げ弾性率を一層高くする観点から、封止用エポキシ樹脂組成物全体に対して、3〜15質量%であることが好ましく、3〜10質量%であることがより好ましい。   (B) The allyl group of the allylated phenol novolak resin is preferably in the ortho position. (B) The content of the phenol novolak resin having an allyl group is preferably 3 to 15% by mass with respect to the entire epoxy resin composition for sealing, from the viewpoint of further increasing the flexural modulus. More preferably, it is 10 mass%.

上記(A)エポキシ樹脂の硬化剤としては(B)アリル化フェノールノボラック樹脂を単独で含んでいてもよいし、(B)アリル化フェノールノボラック樹脂とは異なるその他フェノール樹脂等と組み合わせて含んでいてもよい。硬化剤全量に対する(B)アリル化フェノールノボラック樹脂の含有量は、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることが好ましい。   The curing agent for the (A) epoxy resin may contain (B) an allylated phenol novolac resin alone or (B) in combination with other phenolic resins different from the allylated phenol novolak resin. Also good. The content of the (B) allylated phenol novolak resin with respect to the total amount of the curing agent is preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more.

その他のフェノール樹脂として例えば、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類、及び/又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂、フェノール類及び/又はナフトール類とジメトキシパラキシレン又はビス(メトキシメチル)ビフェニルから合成されるフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂、フェノール類及び/又はナフトール類とシクロペンタジエンから共重合により合成される、ジクロペンタジエン型フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のジ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が挙げられる。   Examples of other phenol resins include phenols such as phenol, cresol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, phenylphenol, and aminophenol, and / or naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, dihydroxynaphthalene, and formaldehyde From novolak-type phenol resins, phenols and / or naphthols and dimethoxyparaxylene or bis (methoxymethyl) biphenyl obtained by condensation or cocondensation with a compound having an aldehyde group such as benzaldehyde and salicylaldehyde under an acidic catalyst Synthesized phenol / aralkyl resins, aralkyl-type phenol resins such as naphthol / aralkyl resins, phenols and / or naphthols and cyclopentadiene Examples thereof include dicopentadiene type phenolic resins such as dichloropentadiene type phenol novolak resin and naphthol novolak resin, and terpene-modified phenolic resins synthesized by combination.

さらに、(B)アリル化フェノールノボラック樹脂と共に含まれるフェノールノボラック樹脂は、難燃性の観点からは、ビフェニル型フェノール樹脂が好ましく、耐リフロー性及び硬化性の観点からは、アラルキル型フェノール樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からは、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂が好ましく、耐熱性、低膨張率及び低そり性の観点からは、トリフェニルメタン型フェノール樹脂が好ましく、硬化性の観点からは、ノボラック型フェノール樹脂が好ましい。上述の特性のいずれかを向上する観点から、これらのフェノール樹脂の少なくとも1種を含有していることが好ましい。   Furthermore, (B) the phenol novolac resin contained together with the allylated phenol novolak resin is preferably a biphenyl type phenol resin from the viewpoint of flame retardancy, and an aralkyl type phenol resin is preferable from the viewpoint of reflow resistance and curability. From the viewpoint of low hygroscopicity, dicyclopentadiene type phenol resin is preferable. From the viewpoint of heat resistance, low expansion coefficient and low warpage, triphenylmethane type phenol resin is preferable, and from the viewpoint of curability, novolak. Type phenolic resin is preferred. From the viewpoint of improving any of the above properties, it is preferable to contain at least one of these phenol resins.

ビフェニル型フェノール樹脂としては、例えば下記一般式(IX)で示されるフェノール樹脂が挙げられる。   As a biphenyl type phenol resin, the phenol resin shown by the following general formula (IX) is mentioned, for example.

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(IX)中、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数1〜10のアルコキシ基、置換若しくは非置換の炭素数6〜10のアリル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜10のアラルキル基を示す。複数あるR〜Rのそれぞれは同一であってもよく異なっていてもよい。nは0〜3の整数を示す。 In general formula (IX), R 1 to R 9 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and a substituted group. Alternatively, it represents an unsubstituted allyl group having 6 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms. Each of the plurality of R 1 to R 9 may be the same or different. n represents an integer of 0 to 3.

上記一般式(IX)中のR〜Rは、好ましくは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数6〜10のアリル基、及び、ベンジル基、フェネチル基等の炭素数6〜10のアラルキル基から選ばれ、より好ましくは水素原子及びメチル基から選ばれる。 R 1 to R 9 in the general formula (IX) are preferably each independently of 1 to 10 carbon atoms such as a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, and an isobutyl group. Alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as alkyl groups, methoxy groups, ethoxy groups, propoxy groups, and butoxy groups, allyl groups having 6 to 10 carbon atoms such as phenyl groups, tolyl groups, and xylyl groups, and benzyl groups and phenethyl groups. It is selected from an aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms such as a group, and more preferably selected from a hydrogen atom and a methyl group.

上記一般式(IX)で示されるビフェニル型フェノール樹脂としては、例えばR〜Rが全て水素原子である化合物が挙げられる。なかでも溶融粘度の観点から、nが1以上の縮合体を50質量%以上含む縮合体の混合物が好ましい。このような化合物としては、商品名MEH−7851(明和化成株式会社製)が市販品として入手可能である。 Examples of the biphenyl type phenol resin represented by the general formula (IX) include compounds in which R 1 to R 9 are all hydrogen atoms. Among these, from the viewpoint of melt viscosity, a mixture of condensates containing 50% by mass or more of a condensate having n of 1 or more is preferable. As such a compound, a trade name MEH-7851 (manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.) is commercially available.

ビフェニル型フェノール樹脂を使用する場合、その含有量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、80質量%以上であることがさらに好ましい。   When a biphenyl type phenol resin is used, its content is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and more preferably 80% by mass with respect to the total amount of the curing agent in order to exhibit its performance. % Or more is more preferable.

アラルキル型フェノール樹脂としては、例えばフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂が挙げられる。これらのなかでも、下記一般式(X)で示されるフェノール・アラルキル樹脂が好ましく、一般式(X)中のRが水素原子で、nの平均値が0〜8であるフェノール・アラルキル樹脂がより好ましい。具体例としては、p−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂、及びm−キシリレン型フェノール・アラルキル樹脂が挙げられる。これらのアラルキル型フェノール樹脂を用いる場合、その含有量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して30〜70質量%であることが好ましく、50〜60質量%であることがより好ましい。   Examples of the aralkyl type phenol resin include a phenol aralkyl resin and a naphthol aralkyl resin. Among these, a phenol / aralkyl resin represented by the following general formula (X) is preferable, and a phenol / aralkyl resin in which R in the general formula (X) is a hydrogen atom and the average value of n is 0 to 8 is more preferable. preferable. Specific examples include p-xylylene type phenol / aralkyl resins and m-xylylene type phenol / aralkyl resins. When using these aralkyl type phenol resins, the content thereof is preferably 30 to 70% by mass, more preferably 50 to 60% by mass with respect to the total amount of the curing agent in order to exhibit its performance. .

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(X)中、Rは、水素原子、又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示し、nは0〜10の整数を示す。   In general formula (X), R represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 10.

ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂としては、例えば下記一般式(XI)で示されるフェノール樹脂が挙げられる。   Examples of the dicyclopentadiene type phenol resin include a phenol resin represented by the following general formula (XI).

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(XI)中、複数あるRはそれぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示し、複数あるRはそれぞれ独立して、置換又は非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示す。nは0〜10の整数を示し、mは0〜6の整数を示す。 In general formula (XI), a plurality of R 1 s each independently represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a plurality of R 2 s independently A substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is shown. n represents an integer of 0 to 10, and m represents an integer of 0 to 6.

ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂を含有する場合、その含有量は、その性能を発揮するために、硬化剤全量に対して30〜70質量%であることが好ましく、50〜60質量%以上であることがより好ましい。   When the dicyclopentadiene type phenol resin is contained, the content thereof is preferably 30 to 70% by mass and more preferably 50 to 60% by mass or more based on the total amount of the curing agent in order to exhibit the performance. Is more preferable.

トリフェニルメタン型フェノール樹脂としては、例えば下記一般式(XII)で示されるフェノール樹脂が挙げられる。   As a triphenylmethane type phenol resin, the phenol resin shown by the following general formula (XII) is mentioned, for example.

Figure 2017128657
Figure 2017128657

一般式(XII)中、複数あるRはそれぞれ独立して、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜10の一価の炭化水素基を示し、nは1〜10の整数を示す。   In general formula (XII), a plurality of R's each independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 10.

トリフェニルメタン型フェノール樹脂を含有する場合、その含有量は、その性能を発揮するために、硬化剤全量に対して30〜70質量%であることが好ましく、50〜60質量%であることがより好ましい。   When the triphenylmethane type phenol resin is contained, the content thereof is preferably 30 to 70% by mass and 50 to 60% by mass with respect to the total amount of the curing agent in order to exhibit the performance. More preferred.

ノボラック型フェノール樹脂としては、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、及びナフトールノボラック樹脂が挙げられる。これらのなかでもフェノールノボラック樹脂が好ましい。(B)アリル化フェノールノボラック樹脂とは異なるノボラック型フェノール樹脂を含有する場合、その含有量は、その性能を発揮するために硬化剤全量に対して30〜70質量%であることが好ましく、50〜60質量%であることがより好ましい。   Examples of novolak type phenol resins include phenol novolak resins, cresol novolak resins, and naphthol novolak resins. Of these, phenol novolac resins are preferred. (B) When containing a novolak-type phenol resin different from the allylated phenol novolak resin, the content is preferably 30 to 70% by mass with respect to the total amount of the curing agent in order to exhibit its performance, 50 More preferably, it is -60 mass%.

上記のビフェニル型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂及びノボラック型フェノール樹脂は、いずれか1種を単独で含んでいてもよいし、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。フェノール樹脂の含有量は、硬化剤全量に対して合わせて60質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましい。   The biphenyl type phenol resin, the aralkyl type phenol resin, the dicyclopentadiene type phenol resin, the triphenylmethane type phenol resin and the novolac type phenol resin may contain any one kind alone, or two or more kinds. It may be included in combination. The content of the phenol resin is preferably 60% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more, based on the total amount of the curing agent.

(B)アリル化フェノールノボラック樹脂の150℃における溶融粘度は、充填性の観点から2ポイズ以下が好ましく、1ポイズ以下がより好ましい。ここで、溶融粘度とはICIコーンプレート粘度計で測定した粘度を示す。   (B) The melt viscosity at 150 ° C. of the allylated phenol novolak resin is preferably 2 poises or less, more preferably 1 poise or less from the viewpoint of filling properties. Here, the melt viscosity is a viscosity measured with an ICI cone plate viscometer.

(A)エポキシ樹脂と(B)アリル化フェノールノボラック樹脂との当量比、すなわち、エポキシ樹脂中のエポキシ基数に対するアリル化フェノールノボラック樹脂中の水酸基数の比(アリル化フェノールノボラック樹脂中の水酸基数/エポキシ樹脂中のエポキシ基数)は、特に制限はないが、それぞれの未反応分を少なく抑えるために0.5〜2であることが好ましく、0.6〜1.3であることがより好ましい。成形性及び耐リフロー性に優れる封止用エポキシ樹脂組成物を得るためには、0.8〜1.2であることがさらに好ましい。   (A) Equivalent ratio of epoxy resin and (B) allylated phenol novolak resin, that is, ratio of number of hydroxyl groups in allylated phenol novolak resin to number of epoxy groups in epoxy resin (number of hydroxyl groups in allylated phenol novolak resin / The number of epoxy groups in the epoxy resin is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2 and more preferably 0.6 to 1.3 in order to suppress each unreacted component. In order to obtain a sealing epoxy resin composition excellent in moldability and reflow resistance, it is more preferably 0.8 to 1.2.

<(C)無機充填材>
上記(A)エポキシ樹脂と(B)アリル化フェノールノボラック樹脂とともに封止用エポキシ樹脂組成物に含まれる(C)無機充填材としては、シリカ粉末又はアルミナ粉末が挙げられる。シリカ粉末としては、溶融シリカ粉末及び結晶性シリカ粉末等が挙げられる。これら無機充填材は1種を単独で含んでいてもよく、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。上記シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を含むことが、高充填性、高流動性という点から特に好ましい。上記溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末が挙げられるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を含むことが好ましい。また、熱伝導性が要求される場合はアルミナ粉末を含むことが好ましい。
<(C) Inorganic filler>
Examples of the inorganic filler (C) contained in the sealing epoxy resin composition together with the (A) epoxy resin and (B) allylated phenol novolak resin include silica powder and alumina powder. Examples of the silica powder include fused silica powder and crystalline silica powder. These inorganic fillers may contain 1 type independently, and may contain it in combination of 2 or more types. Among the silica powders, the inclusion of fused silica powder is particularly preferable from the viewpoints of high filling properties and high fluidity. Examples of the fused silica powder include spherical fused silica powder and crushed fused silica powder. From the viewpoint of fluidity, the fused silica powder preferably contains spherical fused silica powder. Moreover, when heat conductivity is requested | required, it is preferable to contain an alumina powder.

(C)無機充填材は、平均粒径1〜100μmであることが、流動性を良好にするという点から好ましい。さらに、(C)無機充填材は、平均粒径が3〜30μmであり、且つ、粒径2μm以下の粒子が無機充填材全体の5〜40質量%である粒度分布を有することがより好ましい。これによって、優れたモールドアンダーフィルの狭ギャップ充填性を発揮することができる。   (C) It is preferable that the inorganic filler has an average particle diameter of 1 to 100 μm from the viewpoint of improving fluidity. Furthermore, (C) the inorganic filler preferably has a particle size distribution in which the average particle size is 3 to 30 μm, and the particles having a particle size of 2 μm or less are 5 to 40% by mass of the entire inorganic filler. Thereby, the narrow gap filling property of the excellent mold underfill can be exhibited.

本明細書における(C)無機充填材の平均粒径及び粒度分布は、JIS M 8100:1992(粉塊混合物−サンプリング方法通則)に準じて無機充填材(溶融球状シリカ等)を採取し、JIS R 1622:1995(ファインセラミックス原料粒子径分布測定のための試料調製通則)に準じて無機充填材を測定用試料として調製し、JIS R 1629:1997(ファインセラミックス原料のレーザー回折・散乱法による粒子径分布測定方法)に準じて島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布測定装置SALD−7000(レーザー波長:405nm)を用いて、溶媒に水を用い、無機充填材の屈折率が実数部1.45、虚数部0.00の条件のもと、粒子径基準を体積基準として測定される。   The average particle size and particle size distribution of (C) inorganic filler in the present specification are obtained by collecting inorganic filler (fused spherical silica, etc.) according to JIS M 8100: 1992 (powder mixture-general rule of sampling method). An inorganic filler was prepared as a measurement sample in accordance with R 1622: 1995 (general rules for sample preparation for fine ceramic raw material particle size distribution measurement), and JIS R 1629: 1997 (particles of fine ceramic raw material by laser diffraction / scattering method). In accordance with the diameter distribution measuring method), a laser diffraction particle size distribution measuring device SALD-7000 (laser wavelength: 405 nm) manufactured by Shimadzu Corporation is used, water is used as a solvent, and the refractive index of the inorganic filler is a real part. Under the condition of 45 and imaginary part 0.00, the particle diameter standard is measured as the volume standard.

(C)無機充填材の平均粒径が30μmを超えると、充填性が低下する傾向がある。また、(C)無機充填材の平均粒径が3μm未満であると、溶融粘度が増大しワイヤー流れが発生する傾向がある。さらに、(C)無機充填材の粒度分布において、粒径2μm以下の粒子が5質量%未満であると、アンダーフィル充填性が低下し、粒径2μm以下の粒子が40質量%を超えると溶融粘度が増大する傾向がある。   (C) When the average particle diameter of the inorganic filler exceeds 30 μm, the filling property tends to be lowered. Moreover, when the average particle diameter of the (C) inorganic filler is less than 3 μm, the melt viscosity tends to increase and a wire flow tends to occur. Furthermore, (C) In the particle size distribution of the inorganic filler, if the particles having a particle size of 2 μm or less are less than 5% by mass, the underfill filling property is lowered, and if the particles having a particle size of 2 μm or less exceed 40% by mass, the particles are melted Viscosity tends to increase.

(C)無機充填材の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の60〜92質量%であることが好ましく、75〜85質量%であることがより好ましい。(C)無機充填材の体積分率は60〜85体積%であることが好ましく、65〜80体積%であることが好ましい。すなわち、(C)無機充填材の含有量が少なすぎると、無機充填材による吸水率の低減効果が小さくなり、エポキシ樹脂組成物の吸水率の絶対値自体がそもそも大きくなり、その結果、高温高湿信頼性が低下する傾向にある。逆に無機充填材(C)の含有量が多すぎると、エポキシ樹脂組成物の流動性が低下し、ワイヤー流れ及び未充填が発生する傾向にある。   (C) It is preferable that content of an inorganic filler is 60-92 mass% of the whole epoxy resin composition, and it is more preferable that it is 75-85 mass%. (C) It is preferable that the volume fraction of an inorganic filler is 60 to 85 volume%, and it is preferable that it is 65 to 80 volume%. That is, if the content of (C) the inorganic filler is too small, the effect of reducing the water absorption rate by the inorganic filler is reduced, and the absolute value of the water absorption rate of the epoxy resin composition itself is increased in the first place. The humidity reliability tends to decrease. Conversely, when there is too much content of an inorganic filler (C), the fluidity | liquidity of an epoxy resin composition will fall, and it exists in the tendency for a wire flow and unfilling to generate | occur | produce.

本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物(半導体封止用エポキシ樹脂組成物)には、上記A〜C以外に必要に応じて、硬化促進剤,カップリング剤,離型剤,及びカーボンブラックをはじめとする顔料等の他の添加剤を、任意成分として含んでもよい。   The epoxy resin composition for sealing (epoxy resin composition for semiconductor sealing) of the present embodiment includes a curing accelerator, a coupling agent, a release agent, and carbon black as necessary in addition to the above A to C. Other additives such as pigments may be included as optional components.

硬化促進剤としては、従来公知のものが用いられる。具体的には、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン等の有機リン系化合物、フェニルイミダゾール等のイミダゾール系化合物、及び1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(4.3.0)ノネン−5等のジアザビシクロアルケン系化合物等が挙げられる。これらは、1種を単独で含んでもよいし、2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。硬化促進剤の含有割合は、封止用エポキシ樹脂組成物全体の0.05〜0.5質量%であることが好ましい。   A conventionally well-known thing is used as a hardening accelerator. Specifically, organophosphorus compounds such as tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate and triphenylphosphine, imidazole compounds such as phenylimidazole, and 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7, 1, And diazabicycloalkene compounds such as 5-diazabicyclo (4.3.0) nonene-5. These may contain 1 type independently and may contain 2 or more types in combination. It is preferable that the content rate of a hardening accelerator is 0.05-0.5 mass% of the whole epoxy resin composition for sealing.

シランカップリング剤としては、2個以上のアルコキシ基を有するものが好適に用いられる。具体的には、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、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−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、及びヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。これらは1種を単独で含んでもよいし、2種以上を組み合わせて含んでもよい。   As the silane coupling agent, those having two or more alkoxy groups are preferably used. Specifically, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ- ( 2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, and hexamethyldisilazane. These may contain 1 type independently and may contain 2 or more types in combination.

離型剤としては、高級脂肪酸,高級脂肪酸エステル,及び高級脂肪酸カルシウム等の化合物が挙げられる。例えば、カルナバワックス及びポリエチレン系ワックスが挙げられる。これらは1種を単独で含んでもよいし、2種以上を組み合わせて含んでもよい。   Examples of the mold release agent include compounds such as higher fatty acids, higher fatty acid esters, and higher fatty acid calcium. Examples thereof include carnauba wax and polyethylene wax. These may contain 1 type independently and may contain 2 or more types in combination.

さらに、耐湿信頼性テストにおける信頼性向上を目的として、ハイドロタルサイト類,又は水酸化マグネシウム等のイオントラップ剤を含んでもよい。   Furthermore, for the purpose of improving reliability in the moisture resistance reliability test, hydrotalcites or ion trapping agents such as magnesium hydroxide may be included.

本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、(A)エポキシ樹脂、(B)アリル化フェノールノボラック樹脂、(C)無機充填材、及び必要に応じて他の添加剤を常法に準じて適宜配合し、ミキシングロール機等の混練機を用いて加熱状態で溶融混練して混練物を得る。その後、混練物を室温下で冷却固化させる。その後、公知の手段により粉砕し、必要に応じて打錠する。このような一連の工程により目的とする封止用エポキシ樹脂組成物を製造することができる。   The sealing epoxy resin composition of this embodiment can be manufactured as follows, for example. That is, (A) an epoxy resin, (B) an allylated phenol novolac resin, (C) an inorganic filler, and if necessary, other additives are appropriately blended according to a conventional method, and a kneader such as a mixing roll machine Is used to melt and knead in a heated state to obtain a kneaded product. Thereafter, the kneaded product is cooled and solidified at room temperature. Then, it grind | pulverizes by a well-known means and it compresses as needed. The target sealing epoxy resin composition can be produced by such a series of steps.

<半導体装置>
続いて、本実施形態の半導体装置について説明する。また、かかる半導体装置の説明を通じて本実施形態の封止用エポキシ樹脂組成物の好適な用途及び使用方法について説明する。
<Semiconductor device>
Next, the semiconductor device of this embodiment will be described. Moreover, the suitable use and usage method of the epoxy resin composition for sealing of this embodiment are demonstrated through description of this semiconductor device.

本実施形態の半導体装置は、上述の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物により封止された素子を備える半導体装置である。半導体装置は、例えば、リードフレーム、配線済みのテープキャリア、配線板、ガラス、シリコンウエハ等の支持部材と、支持部材上に搭載された素子と、当該素子を封止するエポキシ樹脂組成物の硬化物と、を備える。   The semiconductor device of this embodiment is a semiconductor device provided with the element sealed with the hardened | cured material of the above-mentioned epoxy resin composition for sealing. A semiconductor device is, for example, a support member such as a lead frame, a wired tape carrier, a wiring board, glass, or a silicon wafer, an element mounted on the support member, and a curing of an epoxy resin composition that seals the element. A thing.

素子としては、半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、サイリスタ等の能動素子、並びに、コンデンサ、抵抗体、及びコイル等の受動素子等が挙げられる。このような素子が、上記実施形態に係るエポキシ樹脂組成物で封止される工程を経て、半導体装置が製造される。   Examples of the element include active elements such as a semiconductor chip, a transistor, a diode, and a thyristor, and passive elements such as a capacitor, a resistor, and a coil. A semiconductor device is manufactured through a process in which such an element is sealed with the epoxy resin composition according to the embodiment.

半導体装置の具体例としては、半導体チップを、上記実施形態に係るエポキシ樹脂組成物で封止したTCP(Tape Carrier Package);配線板又はガラス上に形成した配線に、ワイヤボンディング、フリップチップボンディング、はんだ等で接続した半導体チップ、トランジスタ、ダイオード、若しくはサイリスタ等の能動素子、及び/又はコンデンサ、抵抗体、若しくはコイル等の受動素子を、上記実施形態に係るエポキシ樹脂組成物で封止したCOB(Chip On Board)モジュール;ハイブリッドIC;マルチチップモジュール;裏面に配線板接続用の端子を形成した有機基板の表面に素子を搭載し、バンプ又はワイヤボンディングにより素子と有機基板に形成された配線を接続した後、上記実施形態に係るエポキシ樹脂組成物で素子を封止したBGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)などが挙げられる。また、プリント回路板においても上記実施形態に係るエポキシ樹脂組成物を有効に使用することができる。   Specific examples of the semiconductor device include a TCP (Tape Carrier Package) in which a semiconductor chip is sealed with the epoxy resin composition according to the above embodiment; wire bonding, flip chip bonding, wiring formed on a wiring board or glass; COB (in which an active element such as a semiconductor chip, transistor, diode, or thyristor connected by solder or the like and / or a passive element such as a capacitor, resistor, or coil is sealed with the epoxy resin composition according to the above-described embodiment) Chip On Board) module; hybrid IC; multi-chip module; devices are mounted on the surface of an organic substrate on which wiring board connection terminals are formed on the back surface, and the devices and wiring formed on the organic substrate are connected by bump or wire bonding After the above embodiment That the epoxy resin composition sealing the element with sealed and BGA (Ball Grid Array), and the like CSP (Chip Size Package). In addition, the epoxy resin composition according to the above embodiment can also be used effectively in a printed circuit board.

実施例及び比較例を用いて本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。   The contents of the present invention will be described in more detail using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1〜4、比較例1〜2)
<封止用エポキシ樹脂組成物の作製>
(A)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂として、以下を使用した。
・エポキシ樹脂1:o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、日本化薬株式会社製、商品名:EOCN−1020、エポキシ当量:195g/eq、融点:67℃
・エポキシ樹脂2:エポキシ樹脂、日立化成株式会社、商品名:PYB−3K2、エポキシ当量:192g/eq、融点:106℃
・エポキシ樹脂3:ビフェニル型エポキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名:エピコートYX−4000H、エポキシ当量:196g/eq、融点:106℃
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-2)
<Preparation of epoxy resin composition for sealing>
(A) Epoxy resin The following was used as an epoxy resin.
Epoxy resin 1: o-cresol novolac type epoxy resin, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: EOCN-1020, epoxy equivalent: 195 g / eq, melting point: 67 ° C.
Epoxy resin 2: Epoxy resin, Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: PYB-3K2, epoxy equivalent: 192 g / eq, melting point: 106 ° C.
Epoxy resin 3: biphenyl type epoxy resin, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name: Epicoat YX-4000H, epoxy equivalent: 196 g / eq, melting point: 106 ° C.

(B)硬化剤
硬化剤として、以下を使用した。
・硬化剤1:フェノール・キシリレン樹脂、明和化成株式会社製、商品名:MEHC−7800SS、水酸基当量:170g/eq、軟化点:65℃
・硬化剤2:フェノール樹脂、日立化成株式会社製、商品名:HPM−J3、水酸基当量:120g/eq、軟化点:90℃
・硬化剤3:フェノールノボラック樹脂、明和化成株式会社製、商品名:MEH−5000S、水酸基当量:168g/eq、軟化点:73℃
(B) Curing agent The following was used as a curing agent.
Curing agent 1: phenol / xylylene resin, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., trade name: MEHC-7800SS, hydroxyl equivalent: 170 g / eq, softening point: 65 ° C.
Curing agent 2: phenol resin, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: HPM-J3, hydroxyl equivalent: 120 g / eq, softening point: 90 ° C.
Curing agent 3: phenol novolac resin, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., trade name: MEH-5000S, hydroxyl group equivalent: 168 g / eq, softening point: 73 ° C.

(C)無機充填材
無機充填材として、以下を使用した。
・無機充填材1:溶融シリカ、平均粒径:17μm、電気化学工業株式会社製、商品名:FB−9454FC
・無機充填材2:溶融シリカ、平均粒径:0.7μm、電気化学工業株式会社製、商品名:SFP−30M
(C) Inorganic filler The following was used as the inorganic filler.
Inorganic filler 1: fused silica, average particle size: 17 μm, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name: FB-9454FC
Inorganic filler 2: fused silica, average particle size: 0.7 μm, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name: SFP-30M

(D)カップリング剤
カップリング剤として、以下を使用した。
・カップリング剤:3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製、商品名:KBM−403
(D) Coupling agent The following was used as a coupling agent.
Coupling agent: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KBM-403

その他の添加物として、以下を使用した。
・硬化促進剤:トリブチルホスフィンとベンゾキノンの付加物
・着色剤:カーボンブラック(三菱化学株式会社製、商品名:MA−600MJ)
・離型剤:ヘキストワックス(クラリアント社製、商品名:HW−E)
・イオントラップ剤(堺化学工業株式会社製、商品名:HT−P)
The following were used as other additives.
Curing accelerator: adduct of tributylphosphine and benzoquinone Colorant: Carbon black (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name: MA-600MJ)
Release agent: Hoechst wax (Clariant, trade name: HW-E)
・ Ion trap agent (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., trade name: HT-P)

各成分を表1に示す割合で配合し、ミキサーにて十分に混合した後、2軸混練機を用いて約100℃にて2分間溶融混練した。この溶融物を冷却した後、固体状になったものを粉末状に粉砕して、実施例1〜4、比較例1〜2の粉末状エポキシ樹脂組成物をそれぞれ作製した。表1中の配合単位は特に記載のない限り質量部である。また「−」は未配号であることを示す。表1中、フィラー量(Vf)とは、粉末状エポキシ樹脂組成物に含まれる無機充填剤の体積分率(体積%)を示す。
Each component was blended in the proportions shown in Table 1 and thoroughly mixed with a mixer, and then melt-kneaded at about 100 ° C. for 2 minutes using a biaxial kneader. After this melt was cooled, the solid material was pulverized into powders to prepare powdery epoxy resin compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, respectively. The blending units in Table 1 are parts by mass unless otherwise specified. "-" Indicates unsigned. In Table 1, the filler amount (Vf) indicates the volume fraction (volume%) of the inorganic filler contained in the powdered epoxy resin composition.

Figure 2017128657
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このようにして得られた各実施例及び各比較例のエポキシ樹脂組成物を用い、下記に示す方法に従って各評価を行った。   Each evaluation was performed according to the method shown below using the epoxy resin composition of each Example and each comparative example thus obtained.

<評価>
(1)線膨張係数(α1,α2)及びガラス転移温度(Tg)
各実施例及び各比較例のエポキシ樹脂組成物を、トランスファー成形機を用いて成形して硬化させ、台形の試験片(20mm×下辺5mm上辺4mm×3mm)を作製した。成形及び硬化は、成形温度175℃、成形時間90秒間の条件で行った。175℃で5時間の条件で後硬化を行った。
<Evaluation>
(1) Linear expansion coefficient (α1, α2) and glass transition temperature (Tg)
The epoxy resin compositions of each Example and each Comparative Example were molded and cured using a transfer molding machine to produce a trapezoidal test piece (20 mm × 5 mm lower side 4 mm × 3 mm upper side). Molding and curing were performed under conditions of a molding temperature of 175 ° C. and a molding time of 90 seconds. Post-curing was performed at 175 ° C. for 5 hours.

TMA高精度二試料熱分析(セイコーインスツルメンツ製、商品名:SS6100)を用い、荷重10g、昇温速度5℃/minの条件で、試験片の線膨張係数(α)及びガラス転移温度(Tg)及びを測定した。2つの測定温度の間における線膨張係数(α)は次の式によって算出される。   Using TMA high-accuracy two-sample thermal analysis (trade name: SS6100, manufactured by Seiko Instruments Inc.), the linear expansion coefficient (α) and glass transition temperature (Tg) of the test piece under the conditions of a load of 10 g and a heating rate of 5 ° C./min. And were measured. The linear expansion coefficient (α) between the two measured temperatures is calculated by the following equation.

α=l/(LΔt)
L=室温における試験片の長さ(mm)
l=伸び(mm)
Δt=測定温度差(℃)
α = 1 / (LΔt)
L = length of test piece at room temperature (mm)
l = Elongation (mm)
Δt = measured temperature difference (° C.)

測定温度が80℃と100℃の2点の測定温度間における線膨張係数αをα1、200℃と230℃の2点の測定温度間における線膨張係数αをα2とした。ガラス転移温度は、両直線の交点の温度とした。これらの結果を表2に示す。   The linear expansion coefficient α between two measurement temperatures of 80 ° C. and 100 ° C. was α1, and the linear expansion coefficient α between two measurement temperatures of 200 ° C. and 230 ° C. was α2. The glass transition temperature was the temperature at the intersection of both straight lines. These results are shown in Table 2.

(2)曲げ強度・曲げ弾性率
各実施例及び各比較例のエポキシ樹脂組成物を、上記(1)と同じ条件で成形して硬化させ、直方体形状の試験片(長さ×幅×高さ=80mm×10mm×4mm)を作製した。この試験片の引っ張り試験を、万能引張試験器TENSILONを用いて荷重速度5mm/min、温度260℃の条件で行った。そして、次の式により、曲げ強さ及び曲げ弾性率を算出した。これらの結果を表2に示す。
(2) Flexural strength and flexural modulus The epoxy resin compositions of the examples and comparative examples were molded and cured under the same conditions as in (1) above, and a rectangular parallelepiped test piece (length × width × height) = 80 mm x 10 mm x 4 mm). The tensile test of this test piece was performed using a universal tensile tester TENSILON under conditions of a load speed of 5 mm / min and a temperature of 260 ° C. And bending strength and a bending elastic modulus were computed by the following formula | equation. These results are shown in Table 2.

бf=(3PLv)/(2Wh
Ef=(Lv3m)/(4Wh
бf:曲げ強さ(MN/m
Ef:曲げ弾性率(GN/m
P :試験片が折れた時の荷重(N)
Lv:支点間距離(m)
W :試験片の幅(m)
h :試験片の高さ(m)
m :荷重−たわみ曲線の初期直線部分の接線の勾配(N/m)
бf = (3PLv) / (2Wh 2 )
Ef = (Lv 3 m) / (4 Wh 3 )
бf: Bending strength (MN / m 2 )
Ef: flexural modulus (GN / m 2 )
P: Load when the test piece is broken (N)
Lv: Distance between supporting points (m)
W: Width of test piece (m)
h: Height of test piece (m)
m: gradient of the tangent of the initial straight line portion of the load-deflection curve (N / m)

Figure 2017128657
Figure 2017128657

硬化剤3を含むエポキシ樹脂組成物(実施例1〜4)に比べて、硬化剤3を含まないエポキシ樹脂組成物(比較例1,2)は、高温曲げ弾性率が小さかった。硬化剤3を含むエポキシ樹脂組成物(実施例1〜4)は、大きいα1を維持しつつ、高い高温曲げ弾性率を有していた。また、硬化剤3の含有率が大きくなると、線膨張係数α1及び高温曲げ弾性率は向上する傾向にあった。   Compared with the epoxy resin composition containing the hardening | curing agent 3 (Examples 1-4), the epoxy resin composition (Comparative Examples 1 and 2) which does not contain the hardening | curing agent 3 had a small high temperature bending elastic modulus. The epoxy resin compositions (Examples 1 to 4) containing the curing agent 3 had a high high-temperature bending elastic modulus while maintaining a large α1. Moreover, when the content rate of the hardening | curing agent 3 became large, there existed a tendency for the linear expansion coefficient (alpha) 1 and a high temperature bending elastic modulus to improve.

したがって、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いることで、成形温度から常温までの線膨張係数α1を大きくしつつ、リフロー温度時の弾性率を高くすることができる。ゆえに封止樹脂及び基板等のパッケージ構成部材との間の線膨張係数の差、及び弾性率の差等に起因して発生する熱応力を軽減することができる。このため、パッケージの反りを抑制することが可能である。   Therefore, by using the epoxy resin composition of the present invention, the elastic modulus at the reflow temperature can be increased while increasing the linear expansion coefficient α1 from the molding temperature to room temperature. Therefore, the thermal stress generated due to the difference in coefficient of linear expansion between the sealing resin and the package component such as the substrate, the difference in elastic modulus, and the like can be reduced. For this reason, it is possible to suppress the curvature of a package.

本開示によれば、成形温度から常温までの熱収縮率(線膨張係数:CTE1)が大きく、且つリフロー工程時に高い弾性率を有する硬化物を形成することが可能な封止用エポキシ樹脂組成物が提供される。また、上記封止用エポキシ樹脂組成物を用いることによって、反りの発生が抑制された半導体装置、及びそのような半導体装置の製造方法が提供される。   According to the present disclosure, an epoxy resin composition for sealing capable of forming a cured product having a large thermal contraction rate (linear expansion coefficient: CTE1) from a molding temperature to room temperature and having a high elastic modulus during a reflow process. Is provided. Moreover, by using the epoxy resin composition for sealing, a semiconductor device in which the occurrence of warpage is suppressed and a method for manufacturing such a semiconductor device are provided.

Claims (7)

(A)エポキシ樹脂、
(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂、及び
(C)無機充填材、
を含む封止用エポキシ樹脂組成物。
(A) epoxy resin,
(B) a phenol novolac resin having an allyl group, and (C) an inorganic filler,
An epoxy resin composition for sealing.
前記(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂が、下記一般式(i)で示される構造を有する、請求項1に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。
Figure 2017128657

[式(i)中、nは0以上の整数を示す。]
The epoxy resin composition for sealing according to claim 1, wherein the (B) phenol novolak resin having an allyl group has a structure represented by the following general formula (i).
Figure 2017128657

[In formula (i), n represents an integer of 0 or more. ]
前記(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂のアリル基がオルト位にある、請求項1又は2に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition for sealing according to claim 1 or 2, wherein the allyl group of the (B) allyl group-containing phenol novolac resin is in the ortho position. 前記(B)アリル基を有するフェノールノボラック樹脂の含有量が3〜15質量%である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition for sealing according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the (B) phenol novolac resin having an allyl group is 3 to 15% by mass. 前記(C)無機充填材がシリカを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition for sealing according to any one of claims 1 to 4, wherein the (C) inorganic filler contains silica. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止されている素子を備える半導体装置。   A semiconductor device provided with the element sealed with the hardened | cured material of the epoxy resin composition for sealing as described in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の封止用エポキシ樹脂組成物を用いて素子を封止する工程を有する、半導体装置の製造方法。   The manufacturing method of a semiconductor device which has the process of sealing an element using the epoxy resin composition for sealing as described in any one of Claims 1-5.
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