JP2018090760A - Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device - Google Patents

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大神 浩一郎
Koichiro Ogami
浩一郎 大神
中原 和彦
Kazuhiko Nakahara
和彦 中原
矢野 博之
Hiroyuki Yano
博之 矢野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor sealing resin composition which is excellent in heat resistance, thermal decomposition stability, mechanical characteristics, adhesion to metal wiring of a semiconductor element, and curability in molding and is suitably used for sealing a power semiconductor such as SiC or GaN.SOLUTION: A semiconductor sealing resin composition contains (A) epoxy resin, (B) a phenol compound, (C) a maleimide compound, (D) a curing accelerator, and (E) an inorganic filler. The content of maleimide groups of the maleimide compound (C) is 0.7-3.0 mol and the content of epoxy groups of the epoxy resin (A) is 0.3-0.9 mol, based on 1 mol of phenolic hydroxyl groups of the phenol compound (B). The content of the inorganic filler (E) is 200 pts.mass or more based on 100 pts.mass of the total amount of the components (A), (B) and (C).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置に関し、詳しくは、耐熱性、熱分解安定性に優れ、特にパワー半導体封止に用いるのに好適な半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device, and more specifically, it is excellent in heat resistance and thermal decomposition stability, and particularly suitable for use in power semiconductor encapsulation. About.

半導体装置における封止用樹脂としては従来からエポキシ樹脂が主に使用されている。近年、電力損失低減、高パワー密度化によるデバイスの小型化の観点から、従来のSiパワー半導体に代わってSiC(炭化ケイ素)あるいはGaN(窒化ガリウム)等のパワー半導体が注目されている。高パワー密度化を達成するためには高電圧、高電流での動作が必要となるが、SiCあるいはGaN等を用いた素子においてはSi素子では困難な250℃以上での高温動作が可能である。   Conventionally, an epoxy resin has been mainly used as a sealing resin in a semiconductor device. In recent years, power semiconductors such as SiC (silicon carbide) or GaN (gallium nitride) are attracting attention in place of conventional Si power semiconductors from the viewpoint of reducing power loss and miniaturizing devices by increasing power density. In order to achieve high power density, operation at high voltage and high current is required, but in devices using SiC or GaN, high temperature operation at 250 ° C. or higher, which is difficult with Si devices, is possible. .

この様に、SiCあるいはGaNを用いた素子が250℃以上の高温で動作するため、これらの素子を封止するために用いられる封止用樹脂としては250℃レベルの高温に耐える耐熱性が求められている。   In this way, since elements using SiC or GaN operate at a high temperature of 250 ° C. or higher, the sealing resin used for sealing these elements is required to have heat resistance that can withstand a high temperature of 250 ° C. It has been.

こうした中、特許文献1には、ビフェノール−ビフェニルアラルキル構造を有するエポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、及び硬化物が開示されており、耐熱性、耐湿性、及び熱伝導性に優れることが示されている。しかしながら、このエポキシ樹脂を用いた場合においても、通常の成形手法でフェノールノボラックを硬化剤として使用した場合において、200℃前後のガラス転移温度の硬化物しか得られていない。そのため、250℃もの高い動作温度に耐えうる高耐熱性のSiC等パワー半導体向け封止材料の特性を満足し得ないという課題があった。また、特許文献1においては、SiC等パワー半導体向け封止材料において重要と考えられる熱分解安定性については述べられていない。また、特許文献2には硬化剤としてトリフェニルメタン型多価ヒドロキシ樹脂及びフェノールアラルキル樹脂の開示はあるが、基材との密着性に関しては検討されておらず、基材との密着性に課題を残している。   Under these circumstances, Patent Document 1 discloses an epoxy resin, an epoxy resin composition, and a cured product having a biphenol-biphenyl aralkyl structure, and shows that it is excellent in heat resistance, moisture resistance, and thermal conductivity. Yes. However, even when this epoxy resin is used, only a cured product having a glass transition temperature of around 200 ° C. is obtained when phenol novolac is used as a curing agent by a normal molding technique. For this reason, there is a problem that the characteristics of the sealing material for power semiconductors such as SiC having a high heat resistance that can withstand an operating temperature as high as 250 ° C. cannot be satisfied. Further, Patent Document 1 does not describe thermal decomposition stability considered to be important in a sealing material for power semiconductors such as SiC. Patent Document 2 discloses a triphenylmethane type polyvalent hydroxy resin and a phenol aralkyl resin as curing agents, but the adhesion to the substrate has not been studied, and there is a problem with the adhesion to the substrate. Is leaving.

このような背景において、従来のエポキシ樹脂に代えて耐熱性に非常に優れるマレイミド化合物を半導体封止用樹脂として用いることが検討されている。ところが、マレイミド化合物は耐熱性に非常に優れる一方で、基材との密着性が十分に得られないとか、成形時に硬化が十分に進行しないので取扱性が悪い等の問題がある。そのため、従来のマレイミド化合物系の半導体封止材料においては、耐熱性、機械特性、基材との密着性、成形時の硬化性を同時に満足しているとは言えないのが現状である(例えば、特許文献3、4)。
他方、例えば特許文献5、特許文献6及び特許文献7では、エポキシ樹脂、フェノール化合物、マレイミド化合物を組み合わせた樹脂組成物が開示されているが、これらはいずれも積層板、プリント配線板の用途を主眼とした技術であり、ここでの技術を半導体封止用樹脂に適用した場合については実証されておらず、SiCあるいはGaN等のパワー半導体向け封止材料としての耐熱性、機械特性、基材との密着性、成形時の硬化性を同時に満足しているとは言い難い。
In such a background, it has been studied to use a maleimide compound having excellent heat resistance in place of a conventional epoxy resin as a semiconductor sealing resin. However, while the maleimide compound is extremely excellent in heat resistance, there are problems such as insufficient adhesion to the substrate or poor handling properties because curing does not proceed sufficiently during molding. Therefore, in the conventional maleimide compound-based semiconductor sealing material, it cannot be said that the heat resistance, mechanical properties, adhesion to the base material, and curability at the time of molding are satisfied at the same time (for example, Patent Documents 3 and 4).
On the other hand, for example, Patent Document 5, Patent Document 6 and Patent Document 7 disclose resin compositions in which an epoxy resin, a phenol compound, and a maleimide compound are combined, and these are all used for laminated boards and printed wiring boards. This is the main technology, and it has not been proved that the technology here is applied to resin for semiconductor encapsulation. Heat resistance, mechanical properties, and base materials as encapsulating materials for power semiconductors such as SiC or GaN It is difficult to say that the adhesiveness and the curability during molding are satisfied at the same time.

WO2011/074517WO2011 / 0774517 WO2014/065152WO2014 / 065152 特開2013−199627号公報JP 2013-199627 A 特開2015−101669号公報JP2015-101669A WO2011/126070WO2011 / 126070 WO2012/057171WO2012 / 057171 特開2014−185221号公報JP 2014-185221 A

従って、本発明の目的は、耐熱性さらに熱分解安定性に特に優れ、合わせて機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性、成形時の硬化性にも優れていることにより、SiCあるいはGaN等のパワー半導体封止に用いるのに好適な半導体封止用樹脂組成物を提供することにある。また、本発明の別の目的は、この半導体封止用樹脂組成物を用いてSiCあるいはGaN等のパワー半導体を封止することにより、信頼性に優れた半導体装置を提供することにある。   Accordingly, the object of the present invention is to be particularly excellent in heat resistance and thermal decomposition stability, and in addition to being excellent in mechanical properties, adhesion to a metal wiring of a semiconductor element, and curability at the time of molding. It is providing the resin composition for semiconductor sealing suitable for using for power semiconductor sealing. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having excellent reliability by sealing a power semiconductor such as SiC or GaN using the resin composition for semiconductor sealing.

すなわち、本発明は、(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール化合物、(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、(D)硬化促進剤、及び(E)無機充填剤を含有する半導体封止用樹脂組成物であって、(B)フェノール化合物のフェノール性水酸基1molに対して、(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物のマレイミド基が0.7〜3.0molであり、(A)エポキシ樹脂のエポキシ基が0.3〜0.9molであり、(A)、(B)及び(C)成分の合計量100質量部に対して、(E)無機充填剤が200質量部以上であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物である。   That is, the present invention includes (A) an epoxy resin, (B) a phenol compound, (C) a maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule, (D) a curing accelerator, and (E) an inorganic filler. (B) The maleimide group of the maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule is 0 with respect to 1 mol of the phenolic hydroxyl group of (B) the phenol compound. 0.7-3.0 mol, (A) the epoxy group of the epoxy resin is 0.3-0.9 mol, and the total amount of components (A), (B) and (C) is 100 parts by mass, (E) The resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the inorganic filler is 200 parts by mass or more.

また、本発明は、(A)エポキシ樹脂が、下記一般式(1)または(2)で表されるエポキシ樹脂の少なくとも1種である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。

Figure 2018090760
(但し、Aはベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環を示し、iは1〜15の数、jは1又は2の数、及びkは1又は2の数を示し、Gはグリシジル基を示す。)
Figure 2018090760
(但し、R1は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、lは1〜15の数を示し、Gはグリシジル基を示す。) Moreover, this invention is a resin composition for semiconductor sealing as described above whose (A) epoxy resin is at least 1 sort (s) of the epoxy resin represented by the following general formula (1) or (2).
Figure 2018090760
(However, A shows a benzene ring, a naphthalene ring, or a biphenyl ring, i shows the number of 1-15, j shows the number of 1 or 2, and k shows the number of 1 or 2, and G shows a glycidyl group. )
Figure 2018090760
(Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, l is a number of 1 to 15, G represents a glycidyl group.)

また、本発明は、一般式(1)におけるjが2である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。   Moreover, this invention is the resin composition for semiconductor sealing as described in the above, wherein j in the general formula (1) is 2.

また、本発明は、一般式(1)が、下記一般式(3)である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。

Figure 2018090760
(但し、mは平均値として0.2〜4.0を示し、Gはグリシジル基を示す。) Moreover, this invention is the resin composition for semiconductor sealing as described above whose general formula (1) is the following general formula (3).
Figure 2018090760
(However, m shows 0.2-4.0 as an average value, G shows a glycidyl group.)

また、本発明は、(B)フェノール化合物が、下記一般式(4)〜(6)のいずれかで表されるフェノール化合物の少なくとも1種である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。

Figure 2018090760
(但し、R2は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、nは0〜5の数を示す。)
Figure 2018090760
(但し、Bはベンゼン環又はナフタレン環を示し、iは1〜15の数、jは1又は2の数を示す。)
Figure 2018090760
(但し、R3は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、lは1〜15の数を示す。) Moreover, this invention is a resin composition for semiconductor sealing as described above whose (B) phenolic compound is at least 1 sort (s) of the phenolic compound represented by either of the following general formula (4)-(6). is there.
Figure 2018090760
(Wherein, R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, n is a number of 0-5.)
Figure 2018090760
(However, B shows a benzene ring or a naphthalene ring, i shows the number of 1-15, j shows the number of 1 or 2.)
Figure 2018090760
(However, R < 3 > shows a hydrogen atom or a C1-C6 hydrocarbon group, and l shows the number of 1-15.)

また、本発明は、(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物が、N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドである上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。   The present invention also provides (C) a resin composition for encapsulating a semiconductor as described above, wherein the maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule is N, N′-4,4′-diphenylmethane bismaleimide. It is a thing.

また、本発明は、(D)硬化促進剤が、有機ホスフィン化合物である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。   Moreover, this invention is the resin composition for semiconductor sealing as described above whose (D) hardening accelerator is an organic phosphine compound.

また、本発明は、樹脂組成物を硬化したときのガラス転移温度(Tg)が250℃以上、かつ、半導体素子を封止したときの密着強度(25℃)が2.0MPa以上である上記に記載の半導体封止用樹脂組成物である。   Further, the present invention is such that the glass transition temperature (Tg) when the resin composition is cured is 250 ° C. or higher, and the adhesion strength (25 ° C.) when the semiconductor element is sealed is 2.0 MPa or higher. It is a resin composition for semiconductor sealing of description.

また、本発明は、上記に記載の半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置である。   Moreover, this invention is a semiconductor device characterized by sealing a semiconductor element using the resin composition for semiconductor sealing as described above.

本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いて得られた硬化物は、耐熱性さらに熱分解安定性に特に優れ、合わせて機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性にも優れるとともに、この半導体封止用樹脂組成物は成形時の硬化性にも優れている。そのため、本発明の半導体封止用樹脂組成物は特にパワー半導体封止の用途に好適に使用することができる。   The cured product obtained by using the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is particularly excellent in heat resistance and thermal decomposition stability, and also in excellent mechanical properties and adhesion to a metal wiring of a semiconductor element, This resin composition for encapsulating a semiconductor is also excellent in curability during molding. Therefore, the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can be suitably used particularly for power semiconductor encapsulation.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール化合物、(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、(D)硬化促進剤、及び(E)無機充填剤を必須成分とする。
上記(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール化合物、(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、(D)硬化促進剤、及び(E)無機充填剤を、それぞれ(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、及び(E)成分という。また、(A)エポキシ樹脂を(A)を付さずにエポキシ樹脂ともいう。他の成分も同様である。
上記(A)〜(E)成分の配合割合は以下の通りである。
The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention includes (A) an epoxy resin, (B) a phenol compound, (C) a maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule, (D) a curing accelerator, and (E) An inorganic filler is an essential component.
(A) epoxy resin, (B) phenol compound, (C) maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule, (D) curing accelerator, and (E) inorganic filler are each (A ) Component, (B) component, (C) component, (D) component, and (E) component. Moreover, (A) epoxy resin is also called epoxy resin without attaching (A). The same applies to the other components.
The blending ratio of the components (A) to (E) is as follows.

(B)フェノール化合物のフェノール性水酸基1molに対して、(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物のマレイミド基は0.7〜3.0molとなるように配合する。好ましくは0.8〜2.5mol、より好ましくは1.0〜2.0molである。0.7molより小さいと耐熱性が十分に発現せず、3.0molより大きいと基材との密着性及び成形時の硬化性が低下する。   (B) With respect to 1 mol of phenolic hydroxyl groups of a phenol compound, (C) The maleimide group of the maleimide compound which has a 2 or more maleimide group in 1 molecule is mix | blended so that it may become 0.7-3.0 mol. Preferably it is 0.8-2.5 mol, More preferably, it is 1.0-2.0 mol. When it is less than 0.7 mol, the heat resistance is not sufficiently exhibited, and when it is more than 3.0 mol, the adhesion to the substrate and the curability during molding are lowered.

(B)フェノール化合物のフェノール性水酸基1molに対して、(A)エポキシ樹脂のエポキシ基は0.3〜0.9molとなるように配合する。好ましくは0.4〜0.8mol、より好ましくは0.5〜0.7molである。0.3molより小さいと基材との密着性及び成形時の硬化性が低下し、0.9molより大きいと成形時の硬化性が低下する。   (B) The epoxy group of (A) an epoxy resin is mix | blended so that it may become 0.3-0.9 mol with respect to 1 mol of phenolic hydroxyl groups of a phenol compound. Preferably it is 0.4-0.8 mol, More preferably, it is 0.5-0.7 mol. If it is less than 0.3 mol, the adhesion to the substrate and the curability at the time of molding will decrease, and if it is greater than 0.9 mol, the curability at the time of molding will decrease.

(E)無機充填剤の含有量は、(A)+(B)+(C)成分の合計を100質量部としたとき、200質量部以上である。好ましくは250質量部以上であり、さらに好ましくは400質量部以上である。   (E) Content of an inorganic filler is 200 mass parts or more when the sum total of (A) + (B) + (C) component is 100 mass parts. Preferably it is 250 mass parts or more, More preferably, it is 400 mass parts or more.

本発明における半導体封止用樹脂組成物の硬化物においては、マレイミド基の不飽和結合が関与する重合反応、マレイミド基とフェノール性水酸基のマイケル付加反応、エポキシ基とフェノール性水酸基の架橋反応等が起こっていると考えられ、複数形態のネットワークが形成されて相互に入り組むことにより、耐熱性、機械特性、基材との密着性、成形時の硬化性を同時に満足するといった、従来のマレイミド化合物系では得られない特性を発現しているものである。   In the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation in the present invention, polymerization reaction involving the unsaturated bond of maleimide group, Michael addition reaction of maleimide group and phenolic hydroxyl group, crosslinking reaction of epoxy group and phenolic hydroxyl group, etc. A conventional maleimide compound that is considered to have occurred, and formed into a network of multiple forms and intermingled with each other, thereby simultaneously satisfying heat resistance, mechanical properties, adhesion to a substrate, and curability during molding It expresses characteristics that cannot be obtained by the system.

マレイミド基の重合反応によるネットワークは、特に耐熱性及び熱分解安定性を向上させる効果がある。また、マレイミド基とフェノール性水酸基のマイケル付加反応よるネットワークは、特に機械特性、基材との密着性を向上させる効果がある。また、エポキシ基とフェノール性水酸基の架橋反応によるネットワークは、特に成形時の硬化性を向上させる効果がある。   The network based on the polymerization reaction of maleimide groups is particularly effective in improving heat resistance and thermal decomposition stability. Moreover, the network by the Michael addition reaction of a maleimide group and a phenolic hydroxyl group is particularly effective in improving mechanical properties and adhesion to a substrate. Moreover, the network by the crosslinking reaction of an epoxy group and a phenolic hydroxyl group has the effect of improving the curability at the time of molding.

本発明の半導体封止用樹脂組成物で使用する(A)エポキシ樹脂は、十分な絶縁性、成形性すなわち成形時の硬化性、耐熱性、機械特性、半導体素子の金属配線との密着性を得るために必要である。(A)エポキシ樹脂は特に限定されるものではなく、分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂を用いることができ、具体的には、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。   The epoxy resin (A) used in the semiconductor sealing resin composition of the present invention has sufficient insulation, moldability, that is, curability at the time of molding, heat resistance, mechanical properties, and adhesion to the metal wiring of the semiconductor element. Is necessary to get. (A) The epoxy resin is not particularly limited, and an epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule can be used. Specifically, a cresol novolac type epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, an aralkyl can be used. Type epoxy resin, biphenyl skeleton containing aralkyl type epoxy resin, naphthalene skeleton containing aralkyl type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, A triphenylmethane type epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, etc. are mentioned, Among these, 1 type (s) or 2 or more types can be used.

中でも、下記一般式(1)または(2)で表されるエポキシ樹脂の少なくとも1種を含有することが好ましい。

Figure 2018090760
(但し、Aはベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環を示し、iは1〜15の数、jは1又は2の数、及びkは1又は2の数を示し、Gはグリシジル基を示す。)
上記ベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環は置換基を有してもよい。
Figure 2018090760
(但し、R1は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、lは1〜15の数を示し、Gはグリシジル基を示す。) Especially, it is preferable to contain at least 1 sort (s) of the epoxy resin represented by the following general formula (1) or (2).
Figure 2018090760
(However, A shows a benzene ring, a naphthalene ring, or a biphenyl ring, i shows the number of 1-15, j shows the number of 1 or 2, and k shows the number of 1 or 2, and G shows a glycidyl group. )
The benzene ring, naphthalene ring or biphenyl ring may have a substituent.
Figure 2018090760
(Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, l is a number of 1 to 15, G represents a glycidyl group.)

一般式(1)で表されるエポキシ樹脂中でもjが2であるエポキシ樹脂が好ましい。特に下記一般式(3)で表されるエポキシ樹脂が好ましい。

Figure 2018090760
(但し、mは平均値として0.2〜4.0を示し、Gはグリシジル基を示す。) Among the epoxy resins represented by the general formula (1), an epoxy resin in which j is 2 is preferable. In particular, an epoxy resin represented by the following general formula (3) is preferable.
Figure 2018090760
(However, m shows 0.2-4.0 as an average value, G shows a glycidyl group.)

これら一般式(1)〜(3)で表されるエポキシ樹脂を、全エポキシ樹脂成分中、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上含有するとよい。   The epoxy resins represented by the general formulas (1) to (3) are preferably contained in the total epoxy resin component, preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and further preferably 50% by mass or more.

エポキシ樹脂の純度については、耐湿信頼性向上の観点から、イオン性不純物、加水分解性塩素の少ないものがよい。   About the purity of an epoxy resin, a thing with few ionic impurities and hydrolyzable chlorine is good from a viewpoint of a moisture-resistant reliability improvement.

(B)フェノール化合物についても、十分な絶縁性、成形性すなわち成形時の硬化性、耐熱性、機械特性、半導体素子の金属配線との密着性を得るために必要である。(B)フェノール化合物は特に限定されるものではなく、分子中にフェノール性水酸基を2個以上有するフェノール化合物を用いることができ、具体的には、クレゾールノボラック、フェノールノボラック、アラルキル型フェノール化合物、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール化合物、ナフタレン骨格含有アラルキル型フェノール化合物、ジシクロペンタジエン型フェノール化合物、トリフェニルメタン型フェノール化合物に代表される3価以上のフェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール、4,4’−ビフェノール、2,2’−ビフェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、ナフタレンジオール等の2価のフェノール類及びこれらのビスフェノールA等の2価のフェノール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド類との反応により得られる多価フェノール化合物が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。   The (B) phenol compound is also necessary for obtaining sufficient insulation, moldability, that is, curability at the time of molding, heat resistance, mechanical properties, and adhesion to the metal wiring of the semiconductor element. (B) The phenol compound is not particularly limited, and a phenol compound having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule can be used. Specifically, cresol novolak, phenol novolak, aralkyl type phenol compound, biphenyl can be used. Skeletal-containing aralkyl type phenolic compounds, naphthalene skeleton-containing aralkyl type phenolic compounds, dicyclopentadiene type phenolic compounds, trivalent or higher phenols represented by triphenylmethane type phenolic compounds, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol 2,4'-biphenol, 2,2'-biphenol, dihydric phenols such as hydroquinone, resorcin, catechol, naphthalene diol, and these bisphenol A 2 Polyhydric phenol compounds obtained by reaction with aldehydes such as phenol and formaldehyde are mentioned, it is possible to use one or more of these.

中でも、下記一般式(4)〜(6)で表されるフェノール化合物の少なくとも1種を含有することが好ましい。このときの含有率は、全フェノール化合物成分中、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上である。

Figure 2018090760
(但し、R2は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、nは0〜5の数を示す。)
Figure 2018090760
(但し、Bはベンゼン環又はナフタレン環を示し、iは1〜15の数、jは1又は2の数を示す。)
Figure 2018090760
(但し、R3は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、lは1〜15の数を示す。) Among these, it is preferable to contain at least one phenol compound represented by the following general formulas (4) to (6). The content at this time is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and still more preferably 50% by mass or more in all phenol compound components.
Figure 2018090760
(Wherein, R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, n is a number of 0-5.)
Figure 2018090760
(However, B shows a benzene ring or a naphthalene ring, i shows the number of 1-15, j shows the number of 1 or 2.)
Figure 2018090760
(However, R < 3 > shows a hydrogen atom or a C1-C6 hydrocarbon group, and l shows the number of 1-15.)

(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物は、十分な絶縁性に加えて、極めて高水準の耐熱性を得るために必要である。このマレイミド化合物は特に限定されるものではなく、具体的には、N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、p−フェニレンビスマレイミド等のビスマレイミド化合物、及び1分子中に3個以上のマレイミド基を有するポリマレイミド化合物が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。   (C) A maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule is necessary for obtaining an extremely high level of heat resistance in addition to sufficient insulation. The maleimide compound is not particularly limited. Specifically, bismaleimide compounds such as N, N′-4,4′-diphenylmethane bismaleimide, m-phenylene bismaleimide, p-phenylene bismaleimide, and 1 Examples thereof include polymaleimide compounds having three or more maleimide groups in the molecule, and one or more of these can be used.

中でも、N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドを含有することが好ましい。このときの含有率は、(C)マレイミド化合物中、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上である。   Among these, it is preferable to contain N, N′-4,4′-diphenylmethane bismaleimide. The content at this time is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and still more preferably 50% by mass or more in the (C) maleimide compound.

(C)マレイミド化合物が、半導体封止用樹脂組成物中(A)+(B)+(C)成分の質量合計において占める割合が高いほど耐熱性は向上するが、その一方で成形時の硬化性は相反する関係となる。(A)+(B)+(C)成分中で占める(C)マレイミド化合物の割合は、好ましくは30〜70質量%、より好ましくは45〜65質量%の範囲である。   The higher the proportion of the (C) maleimide compound in the total mass of the components (A) + (B) + (C) in the resin composition for semiconductor encapsulation, the heat resistance is improved. Sex is a contradictory relationship. The proportion of the (C) maleimide compound in the components (A) + (B) + (C) is preferably 30 to 70% by mass, more preferably 45 to 65% by mass.

(D)硬化促進剤は、エポキシ樹脂、フェノール化合物、マレイミド化合物の間で形成される架橋ネットワークの形成を促進し、十分な硬化速度、耐熱性、機械特性、半導体素子の金属配線との密着性を得るために必要である。例えば、イミダゾール類、有機ホスフィン類等があり、具体的には、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン等の有機ホスフィン類が挙げられる。さらには、これらをマイクロカプセル化したものを用いることができる。イミダゾール類及び有機ホスフィン類はマレイミド基のアニオン重合反応を促進し、かつエポキシ基とフェノール性水酸基の架橋反応を促進すると考えられる。耐熱性、機械特性、基材との密着性、成形時の硬化性の向上の観点からは有機ホスフィン化合物が好ましい。これらの硬化促進剤は1種又は2種以上を用いることができる。   (D) The curing accelerator promotes the formation of a crosslinked network formed between the epoxy resin, phenolic compound, and maleimide compound, sufficient curing speed, heat resistance, mechanical properties, and adhesion to the metal wiring of the semiconductor element. Is necessary to get. For example, there are imidazoles, organic phosphines and the like. Specifically, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole, organic phosphines such as triphenylphosphine and tributylphosphine. Kind. Furthermore, those obtained by encapsulating them can be used. Imidazoles and organic phosphines are considered to promote the anionic polymerization reaction of maleimide groups and promote the crosslinking reaction of epoxy groups and phenolic hydroxyl groups. From the viewpoint of improving heat resistance, mechanical properties, adhesion to a substrate, and curability during molding, an organic phosphine compound is preferable. These curing accelerators can be used alone or in combination of two or more.

(D)硬化促進剤の含有量は、半導体封止用樹脂組成物中(A)+(B)+(C)成分の質量合計を100質量部としたとき、0.1〜10質量部の範囲であることが好ましい。0.1質量部より少ないと硬化促進効果が十分ではなく、10質量部より多いと成形時の流動性が低下して半導体封止用樹脂組成物としての加工性が低下する。   (D) Content of hardening accelerator is 0.1-10 mass parts, when the mass sum total of (A) + (B) + (C) component in the resin composition for semiconductor sealing is 100 mass parts. A range is preferable. If the amount is less than 0.1 parts by mass, the curing accelerating effect is not sufficient.

(E)無機充填剤は、樹脂組成物に通常用いられる無機充填剤であれば特に限定されるものではなく、具体的には、溶融シリカ、結晶シリカのシリカ類、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等を用いることができる。形状としては球状または破砕状のものがあるが、半導体封止用樹脂組成物として成形時の流動性を向上させるには球状のものを用い、半導体封止用樹脂組成物として機械特性を向上させるには破砕状のものを用いるのが一般的である。   (E) The inorganic filler is not particularly limited as long as it is an inorganic filler usually used in a resin composition, and specifically, fused silica, silica of crystalline silica, alumina, boron nitride, aluminum nitride. Etc. can be used. There are spherical and crushed shapes, but in order to improve the fluidity at the time of molding as a resin composition for semiconductor encapsulation, a spherical one is used, and mechanical properties are improved as a resin composition for semiconductor encapsulation. In general, a crushed material is used.

(E)無機充填剤の含有量は、半導体封止用樹脂組成物中(A)+(B)+(C)成分の質量合計を100質量部としたとき、200質量部以上である。好ましくは250質量部以上であり、さらに好ましくは400質量部以上である。200質量部より少ないと破壊強度、低熱膨張性等の機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性が十分ではなく、半導体の信頼性低下を招く。一方、多過ぎた場合、例えば1200質量部より多くなった場合は成形時の流動性低下、ボイド発生等により加工性が低下する。SiCあるいはGaNなどのパワー半導体において比較的大サイズのパッケージを成形する場合は、流動性の観点から無機充填剤の含有量は低い方が望ましい。   (E) Content of an inorganic filler is 200 mass parts or more when the mass sum total of (A) + (B) + (C) component in the resin composition for semiconductor sealing is 100 mass parts. Preferably it is 250 mass parts or more, More preferably, it is 400 mass parts or more. When the amount is less than 200 parts by mass, mechanical properties such as fracture strength and low thermal expansibility and adhesion to the metal wiring of the semiconductor element are not sufficient, and the reliability of the semiconductor is reduced. On the other hand, when the amount is too large, for example, when the amount exceeds 1200 parts by mass, the workability deteriorates due to a decrease in fluidity at the time of molding, generation of voids, and the like. When forming a relatively large package in a power semiconductor such as SiC or GaN, it is desirable that the content of the inorganic filler is low from the viewpoint of fluidity.

なお、(E)無機充填剤は、樹脂との結合を向上させるために、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等のカップリング剤で予め表面処理したものを用いることが好ましい。   In addition, it is preferable to use what (E) inorganic filler surface-treated beforehand with coupling agents, such as a silane coupling agent and a titanate coupling agent, in order to improve the coupling | bonding with resin.

本発明の半導体封止用樹脂組成物には、マレイミド基の重合反応を促進して耐熱性を高めるためにラジカル発生剤を添加することができる。ラジカル発生剤の例としては有機過酸化物等があり、有機過酸化物の具体例としては、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、α,α’−ジ(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。   A radical generator may be added to the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention in order to accelerate the polymerization reaction of maleimide groups and increase the heat resistance. Examples of radical generators include organic peroxides, and specific examples of organic peroxides include 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, α, α′-di ( t-Butylperoxy) diisopropylbenzene, di-t-butyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide and the like.

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、例えば、臭素化エポキシ等の難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤、カルナバワックス等の離型剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイル等の低応力化剤等を含有することができる。   The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention includes, for example, a flame retardant such as brominated epoxy, a flame retardant aid such as antimony trioxide, a release agent such as carnauba wax, a colorant such as carbon black, a silicone oil, etc. It is possible to contain a low stress agent.

本発明の半導体封止用樹脂組成物の調製方法は、各種原材料を均一に分散、混合できるのであればいかなる手法を用いてもよいが、一般的な方法として、所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、押出し機等によって溶融混練し、冷却、粉砕する方法が挙げられる。   The method for preparing the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention may be any method as long as various raw materials can be uniformly dispersed and mixed. As a general method, a raw material having a predetermined blending amount is mixed. Examples of the method include sufficient mixing by using a mixing roll, an extruder, and the like, followed by cooling and pulverization.

本発明の硬化物は、上記半導体封止用樹脂組成物を成形、ポストキュアにより熱硬化させることにより得られる。成形方法としては、例えば、トランスファー成形、プレス成形、注型成形、射出成形、押出成形等の方法が適用されるが、量産性の観点からはトランスファー成形が好ましい。   The hardened | cured material of this invention is obtained by shape | molding the said resin composition for semiconductor sealing, and thermosetting by postcure. As the molding method, for example, methods such as transfer molding, press molding, cast molding, injection molding, and extrusion molding are applied. From the viewpoint of mass productivity, transfer molding is preferable.

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、熱硬化としては通常条件の範囲から適宜選択されるが、例えば100℃〜200℃、好ましくは150℃〜190℃で成形した後に、200℃〜300℃、好ましくは230〜270℃でポストキュアすることにより、良好に熱硬化され、耐熱性さらに熱分解安定性に特に優れ、合わせて機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性にも優れた硬化物を得ることができる。   The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is appropriately selected from the range of normal conditions for thermosetting. For example, after molding at 100 ° C. to 200 ° C., preferably 150 ° C. to 190 ° C., 200 ° C. to 300 ° C. C., preferably 230-270.degree. C., is cured well, particularly excellent in heat resistance and thermal decomposition stability, and also excellent in mechanical properties and adhesion to the metal wiring of the semiconductor element. A cured product can be obtained.

成形時間としては、例えば1〜30分が好ましく、さらに1〜10分が好ましい。成形時間が1分より短いと硬化不良により離型が困難となり、30分より長くなると生産性が低下する。ポストキュア時間としては、例えば10分〜10時間が好ましく、さらに30分〜6時間が好ましい。ポストキュア時間が10分より短いと硬化が十分に進行せず、耐熱性及び熱分解安定性、機械特性、半導体素子の金属配線との密着性等において十分な特性が得られない。また10時間より長くなると生産性が低下する。   For example, the molding time is preferably 1 to 30 minutes, and more preferably 1 to 10 minutes. When the molding time is shorter than 1 minute, it becomes difficult to release due to poor curing, and when it is longer than 30 minutes, the productivity is lowered. The post cure time is preferably, for example, 10 minutes to 10 hours, and more preferably 30 minutes to 6 hours. When the post-cure time is shorter than 10 minutes, curing does not proceed sufficiently, and sufficient characteristics such as heat resistance, thermal decomposition stability, mechanical characteristics, and adhesion to the metal wiring of the semiconductor element cannot be obtained. Moreover, when it becomes longer than 10 hours, productivity will fall.

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、得られた硬化物の各種物性に優れており、例えば、ガラス転移温度(Tg)が250℃以上、好ましくは290℃以上、より好ましくは300℃以上であり、半導体素子との密着強度(25℃)が2.0MPa以上、好ましくは3.0MPa以上、より好ましくは4.0MPa以上である。また、マレイミド化合物を配合しているにも関わらず、成形時の硬化性にも優れている。   The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is excellent in various physical properties of the obtained cured product. For example, the glass transition temperature (Tg) is 250 ° C. or higher, preferably 290 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher. The adhesion strength (25 ° C.) with the semiconductor element is 2.0 MPa or more, preferably 3.0 MPa or more, more preferably 4.0 MPa or more. Moreover, it is excellent in curability at the time of molding in spite of blending a maleimide compound.

以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to synthesis examples, examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these.

合成例1
1000mlの4口フラスコに、4,4’−ジヒドロキシビフェニル77.5g、ジエチレングリコールジメチルエーテル180.8g、4,4’−ビスクロロメチルビフェニル41.8gを仕込み、窒素気流下、攪拌しながら170℃まで昇温して2時間反応させた。反応後、ジエチレングリコールジメチルエーテルを123g回収し、エピクロルヒドリン385.4g、ジエチレングリコールジメチルエーテル57.8gに溶解し、減圧下(約130Torr)62℃にて48%水酸化ナトリウム水溶液69.4gを4時間かけて滴下した。この間、生成する水はエピクロルヒドリンとの共沸により系外に除き、留出
したエピクロルヒドリンは系内に戻した。滴下終了後、さらに1時間反応を継続した。その後、エピクロルヒドリンを留去し、メチルイソブチルケトンを加えた後、水洗により塩を除いた後、濾過、水洗を行なった後、溶媒であるメチルイソブチルケトンを減圧留去し、エポキシ樹脂120gを得た(エポキシ樹脂A)。このエポキシ樹脂Aは、上記式(3)で表され、mは1であり、そのエポキシ当量は199であった。
Synthesis example 1
In a 1000 ml four-necked flask, 77.5 g of 4,4′-dihydroxybiphenyl, 180.8 g of diethylene glycol dimethyl ether, and 41.8 g of 4,4′-bischloromethylbiphenyl were charged, and the temperature was raised to 170 ° C. with stirring in a nitrogen stream. The reaction was allowed to warm for 2 hours. After the reaction, 123 g of diethylene glycol dimethyl ether was recovered, dissolved in 385.4 g of epichlorohydrin and 57.8 g of diethylene glycol dimethyl ether, and 69.4 g of 48% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 62 ° C. under reduced pressure (about 130 Torr) over 4 hours. . During this time, the generated water was removed from the system by azeotropy with epichlorohydrin, and the distilled epichlorohydrin was returned to the system. After completion of the dropwise addition, the reaction was continued for another hour. Thereafter, epichlorohydrin was distilled off, methyl isobutyl ketone was added, the salt was removed by washing with water, filtration and washing were performed, and then methyl isobutyl ketone as a solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 120 g of an epoxy resin. (Epoxy resin A). This epoxy resin A was represented by the above formula (3), m was 1, and its epoxy equivalent was 199.

実施例1〜17、比較例1〜6
エポキシ樹脂成分としてエポキシ樹脂a〜c、フェノール化合物としてフェノール化合物a〜e、マレイミド化合物としてN,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドを用いた。また、下記の硬化促進剤、無機充填剤、着色剤、離型剤を使用した。硬化促進剤、着色剤、離型剤については全実施例及び比較例で同量使用した。これらを表1〜表3に示す割合で配合、ロール混練を行い、半導体封止用樹脂組成物を得た。表1〜表3の数値は、エポキシ樹脂、フェノール化合物、マレイミド化合物の質量合計を100質量部としたときの質量部で示している。
Examples 1-17, Comparative Examples 1-6
Epoxy resins a to c were used as the epoxy resin component, phenol compounds a to e as the phenol compound, and N, N′-4,4′-diphenylmethane bismaleimide as the maleimide compound. In addition, the following curing accelerator, inorganic filler, colorant, and release agent were used. About the hardening accelerator, the coloring agent, and the mold release agent, the same amount was used by all the Examples and the comparative examples. These were blended and roll kneaded at the ratios shown in Tables 1 to 3 to obtain a resin composition for semiconductor encapsulation. The numerical values in Tables 1 to 3 are shown in parts by mass when the total mass of the epoxy resin, phenol compound, and maleimide compound is 100 parts by mass.

表中の略語の説明は、以下の通りである。
(エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂a:合成例1で得たエポキシ樹脂A
エポキシ樹脂b:フェノールノボラック型エポキシ樹脂
(新日鉄住金化学株式会社製、YDPN−6300、エポキシ当量172.4)
エポキシ樹脂c:ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂
(日本化薬株式会社製、NC−3000、エポキシ当量275)
(フェノール化合物)
フェノール化合物a:トリフェニルメタン型フェノール樹脂
(群栄化学工業株式会社製、TPM−100、フェノール性水酸基当量97.5)
フェノール化合物b:フェノールノボラック
(昭和電工株式会社製、BRG−555、フェノール性水酸基当量105)
フェノール化合物c:フェノールアラルキル型フェノール樹脂
(三井化学株式会社製、XLC−4L、フェノール性水酸基当量182)
フェノール化合物d:ナフトールアラルキル型フェノール樹脂
(新日鉄住金化学株式会社製、SN−485、フェノール性水酸基当量210)
フェノール化合物e:ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂
(日本化薬株式会社製、KAYAHARD GPH−65、フェノール性水酸基当量200)
(マレイミド化合物)
N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド(分子量358)
(硬化促進剤)
トリフェニルホスフィン(TPP)
(無機充填剤)
球状溶融シリカ(平均粒径30μm)
(着色剤)
カーボンブラック
(離型剤)
カルナバワックス
なお、MI/OHは、フェノール化合物のフェノール性水酸基に対するマレイミド化合物のマレイミド基のmol比を示し、EP/OHは、フェノール化合物のフェノール性水酸基に対するエポキシ樹脂のエポキシ基のmol比を示す。
なお、次の成分の使用量はいずれの実施例、比較例においても次の量(質量部)で一定としたので、その記載を省略した。
TPP;1.00、カーボンブラック;0.51、カルナバワックス;1.60。
The explanation of abbreviations in the table is as follows.
(Epoxy resin)
Epoxy resin a: Epoxy resin A obtained in Synthesis Example 1
Epoxy resin b: phenol novolac type epoxy resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., YDPN-6300, epoxy equivalent 172.4)
Epoxy resin c: biphenyl aralkyl type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000, epoxy equivalent 275)
(Phenol compound)
Phenol compound a: triphenylmethane type phenol resin (manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., TPM-100, phenolic hydroxyl group equivalent 97.5)
Phenol compound b: phenol novolak (Showa Denko KK, BRG-555, phenolic hydroxyl group equivalent 105)
Phenol compound c: Phenol aralkyl type phenol resin (Mitsui Chemicals, XLC-4L, phenolic hydroxyl group equivalent 182)
Phenol compound d: naphthol aralkyl type phenol resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., SN-485, phenolic hydroxyl group equivalent 210)
Phenol compound e: biphenyl aralkyl type phenol resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., KAYAHARD GPH-65, phenolic hydroxyl group equivalent 200)
(Maleimide compound)
N, N′-4,4′-diphenylmethane bismaleimide (molecular weight 358)
(Curing accelerator)
Triphenylphosphine (TPP)
(Inorganic filler)
Spherical fused silica (average particle size 30 μm)
(Coloring agent)
Carbon black (release agent)
Carnauba Wax MI / OH represents the molar ratio of the maleimide group of the maleimide compound to the phenolic hydroxyl group of the phenol compound, and EP / OH represents the molar ratio of the epoxy group of the epoxy resin to the phenolic hydroxyl group of the phenol compound.
In addition, since the usage-amount of the following component was made constant with the following quantity (mass part) also in any Example and comparative example, the description was abbreviate | omitted.
TPP; 1.00, carbon black; 0.51, carnauba wax; 1.60.

表4〜表6の各物性測定は、以下の評価方法によるものである。   The physical property measurements in Tables 4 to 6 are based on the following evaluation methods.

1)エポキシ当量
電位差滴定装置を用い、溶媒としてメチルエチルケトンを使用し、臭素化テトラエチルアンモニウム酢酸溶液を加え、電位差滴定装置にて0.1mol/L過塩素酸−酢酸溶液を用いて測定した。
1) Epoxy equivalent Using a potentiometric titrator, methyl ethyl ketone was used as a solvent, a brominated tetraethylammonium acetic acid solution was added, and measurement was performed using a 0.1 mol / L perchloric acid-acetic acid solution with a potentiometric titrator.

以下2)〜5)に示す評価は実施例及び比較例の半導体封止用樹脂組成物を成形、ポストキュアして得られる硬化物を用いて行うものである。そのときの条件はいずれも、成形温度175℃/成形時間5分、ポストキュア温度250℃/ポストキュア時間5時間によるものである。   The evaluations shown in 2) to 5) below are carried out using cured products obtained by molding and post-curing the resin compositions for semiconductor encapsulation of Examples and Comparative Examples. The conditions at that time are all based on a molding temperature of 175 ° C./molding time of 5 minutes and a post cure temperature of 250 ° C./post cure time of 5 hours.

2)動的粘弾性(Tg、E')
動的粘弾性測定装置(DMS6100型、エスアイアイナノテクノロジー製)を用いて、周波数10Hz、昇温速度4℃/分の条件において、貯蔵弾性率、損失弾性率及びtanδのスキャンによる測定を行った。tanδのピーク温度を読み取ってTgとし、合わせて250℃の貯蔵弾性率(E')も読み取った。
2) Dynamic viscoelasticity (Tg, E ′)
Using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus (DMS6100 type, manufactured by SII Nano Technology), measurement was performed by scanning storage elastic modulus, loss elastic modulus, and tan δ at a frequency of 10 Hz and a heating rate of 4 ° C./min. . The peak temperature of tan δ was read as Tg, and the storage elastic modulus (E ′) at 250 ° C. was also read.

3)熱分解重量減少
熱重量測定装置(TG/DTA7300型、エスアイアイナノテクノロジー製)を用いて、昇温速度10℃/分の条件において、大気雰囲気下での1%重量減少温度(Td1(Air))を測定した。
3) Pyrolysis weight reduction 1% weight reduction temperature (Td1 (Td1 (Td1 (Td1 (T / DTA7300 type, manufactured by SII Nano Technology)) Air)) was measured.

4)曲げ強度、曲げ弾性率
JISK6911に基づく3点曲げ試験法により、25℃及び250℃において測定を行った。
4) Flexural strength, flexural modulus Measurement was performed at 25 ° C. and 250 ° C. by a three-point bending test method based on JISK6911.

5)密着強度
トランスファー成形によりCu基板上に成形したカップ面積11mm2のプリンカップに対して3mm/分の速度で横荷重を加え、それによりせん断破壊したときの強度を求めた。25℃及び250℃において測定を行った。
5) Adhesive strength A lateral load was applied to a pudding cup having a cup area of 11 mm 2 formed on a Cu substrate by transfer molding at a speed of 3 mm / min, and thereby the strength when sheared was determined. Measurements were taken at 25 ° C and 250 ° C.

6)成形性(成形物の取り出し性)
規格(EMMI−1−66)に準拠したスパイラルフロー測定金型を用いて、トランスファー成形により実施例及び比較例の半導体封止用樹脂組成物を成形温度190℃/成形時間5分の条件にて成形を行った。所定の成形時間直後に成形物を金型から取り出した際、硬化が十分で成形物が良好に取り出せる程度に成形物の強度があったものを○、硬化が不十分で成形物が脆いために取り出し時の破壊により良好に取り出せなかったものを×として評価した。
6) Formability (extractability of molded product)
Using the spiral flow measurement mold compliant with the standard (EMMI-1-66), the semiconductor sealing resin compositions of Examples and Comparative Examples were formed by transfer molding under conditions of a molding temperature of 190 ° C. and a molding time of 5 minutes. Molding was performed. ○ When the molded product is taken out from the mold immediately after the predetermined molding time, the molded product is strong enough that the molded product can be taken out well. Those that could not be taken out satisfactorily due to breakage during taking out were evaluated as x.

Figure 2018090760
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本発明の半導体封止用樹脂組成物は、SiCあるいはGaN等のパワー半導体の封止に用いた場合に、耐熱性さらに熱分解安定性に特に優れ、合わせて機械特性及び半導体素子の金属配線との密着性、成形時の硬化性にも優れていることにより、信頼性に優れたパワー半導体デバイスを与える。   The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is particularly excellent in heat resistance and thermal decomposition stability when used for encapsulating a power semiconductor such as SiC or GaN. The power semiconductor device having excellent reliability can be obtained by being excellent in the adhesion and curability at the time of molding.

Claims (9)

(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール化合物、(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物、(D)硬化促進剤、及び(E)無機充填剤を含有する半導体封止用樹脂組成物であって、(B)フェノール化合物のフェノール性水酸基1molに対して、(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物のマレイミド基が0.7〜3.0molであり、(A)エポキシ樹脂のエポキシ基が0.3〜0.9molであり、(A)、(B)及び(C)成分の合計量100質量部に対して、(E)無機充填剤が200質量部以上であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。   (A) epoxy resin, (B) phenol compound, (C) a maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule, (D) a curing accelerator, and (E) an inorganic filler containing an inorganic filler Resin composition for (B) 1 mol of phenolic hydroxyl group of phenol compound, (C) maleimide group of maleimide compound having 2 or more maleimide groups in one molecule is 0.7 to 3.0 mol (A) The epoxy group of the epoxy resin is 0.3 to 0.9 mol, and (E) inorganic filler with respect to 100 parts by mass of the total amount of components (A), (B) and (C) Is a resin composition for encapsulating a semiconductor, characterized by being 200 parts by mass or more. (A)エポキシ樹脂が、下記一般式(1)または(2)で表されるエポキシ樹脂の少なくとも1種である請求項1に記載の半導体封止用樹脂組成物。
Figure 2018090760
(但し、Aはベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環を示し、iは1〜15の数、jは1又は2の数、及びkは1又は2の数を示し、Gはグリシジル基を示す。)
Figure 2018090760
(但し、R1は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、lは1〜15の数を示し、Gはグリシジル基を示す。)
(A) The resin composition for semiconductor sealing of Claim 1 whose epoxy resin is at least 1 sort (s) of the epoxy resin represented by the following general formula (1) or (2).
Figure 2018090760
(However, A shows a benzene ring, a naphthalene ring, or a biphenyl ring, i shows the number of 1-15, j shows the number of 1 or 2, and k shows the number of 1 or 2, and G shows a glycidyl group. )
Figure 2018090760
(Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, l is a number of 1 to 15, G represents a glycidyl group.)
一般式(1)におけるjが2である請求項2に記載の半導体封止用樹脂組成物。   The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 2, wherein j in the general formula (1) is 2. 一般式(1)が、下記一般式(3)である請求項2に記載の半導体封止用樹脂組成物。
Figure 2018090760
(但し、mは平均値として0.2〜4.0を示し、Gはグリシジル基を示す。)
The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 2, wherein the general formula (1) is the following general formula (3).
Figure 2018090760
(However, m shows 0.2-4.0 as an average value, G shows a glycidyl group.)
(B)フェノール化合物が、下記一般式(4)〜(6)のいずれかで表されるフェノール化合物の少なくとも1種である請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。
Figure 2018090760
(但し、R2は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、nは0〜5の数を示す。)
Figure 2018090760
(但し、Bはベンゼン環又はナフタレン環を示し、iは1〜15の数、jは1又は2の数を示す。)
Figure 2018090760
(但し、R3は水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を示し、lは1〜15の数を示す。)
(B) The phenol compound is at least one of the phenol compounds represented by any one of the following general formulas (4) to (6), The resin for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 4. Composition.
Figure 2018090760
(Wherein, R 2 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, n is a number of 0-5.)
Figure 2018090760
(However, B shows a benzene ring or a naphthalene ring, i shows the number of 1-15, j shows the number of 1 or 2.)
Figure 2018090760
(However, R < 3 > shows a hydrogen atom or a C1-C6 hydrocarbon group, and l shows the number of 1-15.)
(C)1分子中に2個以上のマレイミド基を有するマレイミド化合物が、N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドである請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。   (C) The maleimide compound having two or more maleimide groups in one molecule is N, N′-4,4′-diphenylmethane bismaleimide, The semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 5. Resin composition. (D)硬化促進剤が、有機ホスフィン化合物である請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。   (D) A hardening accelerator is an organic phosphine compound, The resin composition for semiconductor sealing as described in any one of Claims 1-6. 樹脂組成物を硬化したときのガラス転移温度(Tg)が250℃以上、かつ、半導体素子を封止したときの密着強度(25℃)が2.0MPa以上である請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物。   8. The glass transition temperature (Tg) when the resin composition is cured is 250 ° C. or higher, and the adhesion strength (25 ° C.) when the semiconductor element is sealed is 2.0 MPa or higher. The resin composition for semiconductor encapsulation according to one item. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device comprising a semiconductor element sealed with the semiconductor sealing resin composition according to claim 1.
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