JP2023149827A - Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体封止用樹脂組成物およ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.
これまで半導体封止用樹脂組成物において、様々な開発がなされてきた。このような技術として、たとえば、特許文献１には、エポキシ樹脂を含有する半導体封止材用樹脂組成物に関する技術が開示されている。この樹脂組成物は、具体的には、エポキシ樹脂と、酸無水物、アミン化合物及びフェノール化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種と、有機基含有シルセスキオキサンと、シリカと、複合金属水酸化物とを含有してなり、かつ、該エポキシ樹脂、酸無水物、アミン化合物及びフェノール化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種は融点が１００℃以上である。 Various developments have been made in resin compositions for semiconductor encapsulation. As such a technique, for example, Patent Document 1 discloses a technique related to a resin composition for a semiconductor encapsulant containing an epoxy resin. Specifically, this resin composition includes an epoxy resin, at least one selected from the group consisting of acid anhydrides, amine compounds, and phenol compounds, organic group-containing silsesquioxane, silica, and composite metal water. At least one selected from the group consisting of epoxy resins, acid anhydrides, amine compounds, and phenol compounds has a melting point of 100° C. or higher.
半導体封止用樹脂組成物は、上述のように、半導体素子や、電子部品等が搭載された配線基板等を封止する封止材を形成するために用いられる。 As described above, the semiconductor encapsulating resin composition is used to form a encapsulating material for encapsulating semiconductor elements, wiring boards on which electronic components, etc. are mounted.
ここで、通常、半導体装置を構成するにあたっては、この半導体素子をたとえば銅やニッケル等の金属製のワイヤを用い、リードフレーム等の他の金属部材とボンディングし、電気的な接続を図ることとなる。ここで、半導体装置を長期間使用する場合、この金属と封止材との密着性が十分なものでないと、半導体装置の信頼性を損なわれてしまうという懸念が生じる。 Normally, when configuring a semiconductor device, this semiconductor element is bonded to another metal member such as a lead frame using a wire made of metal such as copper or nickel to establish an electrical connection. Become. Here, when a semiconductor device is used for a long period of time, there is a concern that the reliability of the semiconductor device will be impaired unless the adhesion between the metal and the sealing material is sufficient.
とりわけ、近年では、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３、またはダイヤモンドのようなワイドバンドギャップ材料を使用したパワー半導体素子を備える半導体装置が提案されている。こうしたパワー半導体装置においては、導電部材として、たとえばニッケルめっきリードフレームが用いられる。 In particular, in recent years, semiconductor devices including power semiconductor elements using wide bandgap materials such as SiC, GaN, Ga 2 O 3 or diamond have been proposed. In such a power semiconductor device, a nickel-plated lead frame, for example, is used as a conductive member.
このようなパワー半導体素子は、使用時における発熱が大きいため、半導体装置使用時における信頼性の低下を招きやすいという傾向があり、信頼性低下を抑制するという点において、半導体封止用樹脂組成物の密着性をより高い水準とすることが求められる。 Such power semiconductor elements generate a large amount of heat during use, which tends to cause a decrease in reliability during use of semiconductor devices.In order to suppress the decrease in reliability, resin compositions for semiconductor encapsulation are recommended. It is necessary to achieve a higher level of adhesion.
このような背景から、本発明では、リードフレーム等の導電部材やそのメッキ材料として用いられる素材の一つであるニッケルに対する密着性が高い半導体封止用樹脂組成物を提供することを課題とする。 Against this background, an object of the present invention is to provide a resin composition for semiconductor encapsulation that has high adhesion to nickel, which is one of the materials used as conductive members such as lead frames and plating materials therefor. .
本発明者が検討したところ、半導体封止用樹脂組成物のニッケルに対する密着性を向上させることのできるエポキシ樹脂改質剤を見出した。当該エポキシ樹脂改質剤を使用することで、半導体封止用樹脂組成物のニッケルに対する密着性を向上させることを見出し、本発明を完成するに至った。 After investigation, the present inventor found an epoxy resin modifier that can improve the adhesion of a resin composition for semiconductor encapsulation to nickel. The inventors have discovered that the use of the epoxy resin modifier improves the adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation to nickel, and have completed the present invention.
本発明によれば、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
無機フィラーと、
シランカップリング剤と、
エポキシ樹脂改質剤と、
硬化促進剤と、
を含む半導体封止用樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂改質剤が、以下の成分（Ａ）および成分（Ｂ）の少なくとも一方である、
半導体封止用樹脂組成物が提供される。
（Ａ）重量平均分子量が１×１０4以上であり、エポキシ当量が２００以上１０００以下である、エポキシ基含有（メタ）アクリル樹脂
（Ｂ）アクリル酸エステル共重合体の側鎖にポリエーテル鎖を介してグリシジル基を有する化合物
According to the invention,
Epoxy resin and
a hardening agent;
Inorganic filler;
a silane coupling agent,
an epoxy resin modifier;
a curing accelerator;
A resin composition for semiconductor encapsulation comprising:
The epoxy resin modifier is at least one of the following components (A) and (B),
A resin composition for semiconductor encapsulation is provided.
(A) An epoxy group-containing (meth)acrylic resin having a weight average molecular weight of 1 x 10 4 or more and an epoxy equivalent of 200 or more and 1000 or less. (B) A polyether chain in the side chain of an acrylic ester copolymer. Compounds with glycidyl groups through
また本発明によれば、
基板上に搭載された半導体素子と、
上記半導体素子を封止する封止部材と、を備える半導体装置であって、
上記封止部材が、上記半導体封止用樹脂組成物の硬化物からなる、半導体装置が提供される。
Further, according to the present invention,
A semiconductor element mounted on a substrate,
A semiconductor device comprising a sealing member for sealing the semiconductor element,
A semiconductor device is provided, in which the sealing member is made of a cured product of the resin composition for semiconductor sealing.
本発明によれば、ニッケルに対する密着性を向上させることができる半導体封止用樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a resin composition for semiconductor encapsulation that can improve adhesion to nickel.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。
また、本発明において配合される各種成分については、それぞれ一種のみ含んでもよいし、二種以上含んでもよい。
また、本明細書において、数値範囲を説明する際の「ａ～ｂ」との表記は、断らない限り、ａ以上ｂ以下のことを表す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in all the drawings, similar components are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, the figure is a schematic diagram and does not correspond to the actual dimensional ratio.
Further, the various components to be blended in the present invention may each contain only one type, or two or more types.
In addition, in this specification, the notation "a to b" when describing a numerical range represents a value greater than or equal to a and less than or equal to b, unless otherwise specified.
まず、本実施形態に係る半導体封止用樹脂組成物について説明する。 First, the resin composition for semiconductor encapsulation according to this embodiment will be explained.
＜半導体封止用樹脂組成物＞
本実施形態において、半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機フィラー、シランカップリング剤、エポキシ樹脂改質剤および硬化促進剤と、を含む。また、エポキシ樹脂改質剤が、以下の成分（Ａ）および成分（Ｂ）の少なくとも一方である。
（Ａ）重量平均分子量が１万以上であり、エポキシ当量が２００以上１０００以下である、エポキシ基含有（メタ）アクリル樹脂
（Ｂ）アクリル酸エステル共重合体の側鎖にポリエーテル鎖を介してグリシジル基を有する化合物
半導体封止用樹脂組成物は、たとえばパワー半導体素子の封止に好適に用いられ、より好ましくは後述の条件（ｉ）～（ｉｖ）のいずれかを満たすパワー半導体素子の封止に用いられる。
以下、半導体封止用樹脂組成物が含むまたは含むことができる各成分や、半導体封止用樹脂組成物の各種性状について、より詳しく説明する。
<Resin composition for semiconductor encapsulation>
In this embodiment, the resin composition for semiconductor encapsulation includes an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a silane coupling agent, an epoxy resin modifier, and a curing accelerator. Further, the epoxy resin modifier is at least one of the following components (A) and (B).
(A) An epoxy group-containing (meth)acrylic resin having a weight average molecular weight of 10,000 or more and an epoxy equivalent of 200 or more and 1,000 or less. (B) A polyether chain attached to the side chain of an acrylic acid ester copolymer. The compound having a glycidyl group The resin composition for semiconductor encapsulation is suitably used, for example, for encapsulating a power semiconductor element, and more preferably for encapsulating a power semiconductor element that satisfies any of the conditions (i) to (iv) described below. Used for stopping.
Hereinafter, each component that the resin composition for semiconductor encapsulation contains or can contain and various properties of the resin composition for semiconductor encapsulation will be explained in more detail.
（エポキシ樹脂改良剤）
エポキシ樹脂改質剤は成分（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方である。
このうち、成分（Ａ）は、エポキシ基含有（メタ）アクリル樹脂である。
成分（Ａ）の重量平均分子量は、半導体封止用樹脂組成物のニッケルに対する密着性を向上する観点から、１×１０4以上であり、好ましくは２×１０4以上、より好ましくは３×１０4以上、さらにより好ましくは４×１０4以上である。また、同様の観点から、成分（Ａ）の重量平均分子量は、好ましくは２×１０5以下であり、より好ましくは１×１０5以下、さらに好ましくは８×１０4以下、さらにより好ましくは６×１０4以下である。
成分（Ａ）のエポキシ当量［ｇ／ｅｑ．］は、半導体封止用樹脂組成物のニッケルに対する密着性を向上する観点から、２００以上であり、好ましくは２５０以上であり、より好ましくは３００以上である。また、同様の観点から、成分（Ａ）のエポキシ当量［ｇ／ｅｑ．］は、１０００以下であり、好ましくは８００以下であり、より好ましくは６００以下、さらに好ましくは４００以下である。
(Epoxy resin improver)
The epoxy resin modifier is at least one of components (A) and (B).
Among these, component (A) is an epoxy group-containing (meth)acrylic resin.
The weight average molecular weight of component (A) is 1×10 4 or more, preferably 2×10 4 or more, more preferably 3×10 from the viewpoint of improving the adhesion of the semiconductor encapsulating resin composition to nickel. It is 4 or more, even more preferably 4×10 4 or more. Further, from the same viewpoint, the weight average molecular weight of component (A) is preferably 2 x 10 5 or less, more preferably 1 x 10 5 or less, even more preferably 8 x 10 4 or less, even more preferably 6 ×10 4 or less.
Epoxy equivalent of component (A) [g/eq. ] is 200 or more, preferably 250 or more, and more preferably 300 or more from the viewpoint of improving the adhesion of the semiconductor encapsulating resin composition to nickel. Moreover, from the same viewpoint, the epoxy equivalent of component (A) [g/eq. ] is 1000 or less, preferably 800 or less, more preferably 600 or less, still more preferably 400 or less.
成分（Ｂ）の重量平均分子量は、半導体封止用樹脂組成物のニッケルに対する密着性を向上する観点から、好ましくは１×１０3以上であり、より好ましくは３×１０3以上、さらに好ましくは５×１０3以上である。また、同様の観点から、成分（Ｂ）の重量平均分子量は、好ましくは２×１０4以下であり、より好ましくは１×１０4以下、さらに好ましくは８×１０3以下である。
成分（Ｂ）のエポキシ当量［ｇ／ｅｑ．］は、半導体封止用樹脂組成物のニッケルに対する密着性を向上する観点から、好ましくは２００以上であり、より好ましくは２５０以上、さらに好ましくは３００以上である。また、同様の観点から、成分（Ｂ）のエポキシ当量［ｇ／ｅｑ．］は、好ましくは１０００以下であり、より好ましくは８００以下、さらに好ましくは５００以下である。
The weight average molecular weight of component (B) is preferably 1 x 10 3 or more, more preferably 3 x 10 3 or more, even more preferably It is 5×10 3 or more. Further, from the same viewpoint, the weight average molecular weight of component (B) is preferably 2×10 4 or less, more preferably 1×10 4 or less, and even more preferably 8×10 3 or less.
Epoxy equivalent of component (B) [g/eq. ] is preferably 200 or more, more preferably 250 or more, still more preferably 300 or more, from the viewpoint of improving the adhesion of the semiconductor encapsulating resin composition to nickel. Moreover, from the same viewpoint, the epoxy equivalent of component (B) [g/eq. ] is preferably 1000 or less, more preferably 800 or less, still more preferably 500 or less.
また、エポキシ樹脂改質剤は、具体的には以下の一般式（１）で表される。 Moreover, the epoxy resin modifier is specifically represented by the following general formula (1).
（上記一般式（１）中、Ｒ1はそれぞれ独立に、水素、メチル基またはエチル基である。Ｒ2は置換又は無置換の２価の脂肪族炭化水素基、置換又は無置換の２価の脂肪族環状炭化水素基、あるいは、置換又は無置換の２価の芳香族基である。ｍは平均値で２以上５００以下の数であり、ｎは平均値で１以上１０以下の数である。） (In the above general formula (1), R 1 is each independently hydrogen, a methyl group, or an ethyl group. R 2 is a substituted or unsubstituted divalent aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted divalent aliphatic hydrocarbon group, is an aliphatic cyclic hydrocarbon group, or a substituted or unsubstituted divalent aromatic group. m is a number from 2 to 500 on average, and n is a number from 1 to 10 on average. be.)
エポキシ樹脂改質剤が成分（Ｂ）であるとき、上記一般式（１）に記載の重合体を構成する単量体と他の単量体との共重合体であってもよい。他の単量体として、たとえば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ－プロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ－ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ－オクチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ－オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ－ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ－デシル（メタ）アクリレート、ウンデカ（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、オレイル（メタ）アクリレート、ｎ－ステアリル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ－ステアリル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、中でも炭素数１～２０のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレート；
シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等の脂環式炭化水素基または芳香族炭化水素基含有（メタ）アクリレート；
メトキシメチル（メタ）アクリレート、２－メトキシエチル（メタ）アクリレート、２－エトキシエチル（メタ）アクリレート、３－メトキシプロピル（メタ）アクリレート、３－エトキシプロピル（メタ）アクリレート、４－メトキシブチル（メタ）アクリレート、４－エトキシブチル（メタ）アクリレート等のアルコキシアルキル（メタ）アクリレート；
メトキシジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エトキシトリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート；
Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ－ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のＮ，Ｎ－ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート；
２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６－ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、８－ヒドロキシオクチル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；
２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６－ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、８－ヒドロキシオクチル（メタ）アクリレート、１０－ヒドロキシデシル（メタ）アクリレート、１２－ヒドロキシラウリル（メタ）アクリレート、（４－ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチルアクリレート等のヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート；
などが挙げられる。また、さらに組成物中での溶解性向上の観点や硬化物の機械強度向上の観点から、他の単量体は、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ－プロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ－ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレートおよびヘプチル（メタ）アクリレートからなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。
さらに、上記重合体または共重合体は、置換基を有してもよい。置換基の例として、密着性を向上させる観点から、メルカプト基、トリアゾール基などが挙げられる。
When the epoxy resin modifier is component (B), it may be a copolymer of the monomer constituting the polymer described in general formula (1) above and another monomer. Other monomers include, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, iso-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, iso-butyl (meth)acrylate, ) acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, iso-octyl (meth)acrylate, ) acrylate, nonyl (meth)acrylate, iso-nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, iso-decyl (meth)acrylate, undeca (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, oleyl (meth)acrylate, n - Alkyl (meth)acrylates such as stearyl (meth)acrylate and iso-stearyl (meth)acrylate, especially alkyl (meth)acrylates having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms;
Alicyclic hydrocarbon groups or aromatic hydrocarbon groups such as cyclohexyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, adamantyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, etc. Contains (meth)acrylate;
Methoxymethyl (meth)acrylate, 2-methoxyethyl (meth)acrylate, 2-ethoxyethyl (meth)acrylate, 3-methoxypropyl (meth)acrylate, 3-ethoxypropyl (meth)acrylate, 4-methoxybutyl (meth)acrylate Acrylate, alkoxyalkyl (meth)acrylate such as 4-ethoxybutyl (meth)acrylate;
Alkoxypolyalkylenes such as methoxydiethylene glycol mono(meth)acrylate, methoxydipropylene glycol mono(meth)acrylate, ethoxytriethylene glycol mono(meth)acrylate, ethoxydiethylene glycol mono(meth)acrylate, methoxytriethylene glycol mono(meth)acrylate, etc. Glycol mono(meth)acrylate;
N,N-dialkylaminoalkyl (meth)acrylates such as N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate and N,N-diethylaminoethyl (meth)acrylate;
Hydroxyalkyl (meth)acrylate such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth)acrylate, etc. ) acrylate;
2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth)acrylate, 10-hydroxydecyl ( Hydroxy group-containing (meth)acrylates such as meth)acrylate, 12-hydroxylauryl (meth)acrylate, and (4-hydroxymethylcyclohexyl)methyl acrylate;
Examples include. Furthermore, from the viewpoint of improving solubility in the composition and improving the mechanical strength of the cured product, other monomers such as ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, iso-propyl (meth)acrylate, etc. ) acrylate, n-butyl (meth)acrylate, iso-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate and heptyl (meth)acrylate. At least one type is preferred.
Furthermore, the above polymer or copolymer may have a substituent. Examples of the substituent include a mercapto group, a triazole group, and the like from the viewpoint of improving adhesion.
エポキシ樹脂改質剤は、好ましくは、成分（Ａ）である。また、成分（Ａ）および成分（Ｂ）の両方を含んでもよい。
半導体封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂改質剤の含有量は、ニッケルに対する密着性を向上させる観点から、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．０１質量％以上であり、より好ましくは０．１質量％以上であり、さらに好ましくは０．３質量％以上である。また同様の観点から、半導体封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂改質剤の含有量は、好ましくは５．０質量％以下であり、より好ましくは３．０質量％以下、さらに好ましくは２．０質量％以下、さらにより好ましくは１．０質量％以下である。
The epoxy resin modifier is preferably component (A). Further, it may contain both component (A) and component (B).
From the viewpoint of improving adhesion to nickel, the content of the epoxy resin modifier in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 0.01% by mass or more based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation. The content is preferably 0.1% by mass or more, and even more preferably 0.3% by mass or more. Further, from the same viewpoint, the content of the epoxy resin modifier in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 5.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, and still more preferably 2.0% by mass or less. It is .0 mass % or less, and even more preferably 1.0 mass % or less.
（エポキシ樹脂）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含む。
エポキシ樹脂は、具体的には、１分子内にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般でありうる。エポキシ樹脂の分子量や分子構造などは限定されない。
(Epoxy resin)
The semiconductor encapsulation resin composition of this embodiment contains an epoxy resin.
Specifically, the epoxy resin can be any monomer, oligomer, or polymer having two or more epoxy groups in one molecule. The molecular weight and molecular structure of the epoxy resin are not limited.
本実施形態において、エポキシ樹脂としては、たとえば、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；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、テトラメチルビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；スチルベン型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂；フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂；ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの２量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂；トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂；トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂から選択される１種または２種以上を含むことができる。
半導体封止用樹脂組成物を用いて得られる半導体装置の絶縁特性を向上させる観点から、エポキシ樹脂は、好ましくは、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、ナフタレン型エポキシ樹脂およびビフェニレン骨格を有するエポキシ樹脂からなる群から選択される１種または２種以上である。
また、本実施形態においては、エポキシ樹脂は、分子内に２個のエポキシ基を有する２官能エポキシ樹脂と、分子内に３個以上のエポキシ基を有する多官能エポキシ樹脂と、を含んでもよい。たとえば、２官能エポキシ樹脂であるビフェニル型エポキシ樹脂と、３官能エポキシ樹脂であるトリフェニルメタン型エポキシ樹脂を組み合わせて用いてもよい。
In this embodiment, the epoxy resin includes, for example, biphenylaralkyl epoxy resin; biphenyl epoxy resin; bisphenol epoxy resin such as bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, and tetramethylbisphenol F epoxy resin; type epoxy resin; novolak type epoxy resin such as phenol novolac type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin; biphenyl novolak type epoxy resin; aralkyl type epoxy resin such as phenol aralkyl type epoxy resin having a phenylene skeleton, phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton type epoxy resin; naphthalene type epoxy resin; dihydroxynaphthalene type epoxy resin, naphthol type epoxy resin such as epoxy resin obtained by glycidyl etherification of dihydroxynaphthalene dimer; triglycidyl isocyanurate, monoallyl diglycidyl isocyanurate, etc. Triazine nucleus-containing epoxy resin; dicyclopentadiene-type epoxy resin; bridged cyclic hydrocarbon compound-modified phenol-type epoxy resin such as dicyclopentadiene-modified phenol-type epoxy resin; triphenylmethane-type epoxy resin, alkyl-modified triphenylmethane-type epoxy resin It can contain one or more selected from polyfunctional epoxy resins such as.
From the viewpoint of improving the insulation properties of a semiconductor device obtained using a resin composition for semiconductor encapsulation, the epoxy resin preferably contains a biphenyl-type epoxy resin, a dicyclopentadiene-type epoxy resin, a naphthalene-type epoxy resin, and a biphenylene skeleton. One or more epoxy resins selected from the group consisting of epoxy resins.
Further, in this embodiment, the epoxy resin may include a bifunctional epoxy resin having two epoxy groups in the molecule and a polyfunctional epoxy resin having three or more epoxy groups in the molecule. For example, a biphenyl-type epoxy resin, which is a bifunctional epoxy resin, and a triphenylmethane-type epoxy resin, which is a trifunctional epoxy resin, may be used in combination.
半導体封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、成形時に好適な流動性を得て充填性や成形性の向上を図る観点から、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは２質量％以上であり、より好ましくは３質量％以上であり、さらに好ましくは４質量％以上である。
別観点として、半導体封止用樹脂組成物を用いて得られる封止材の絶縁特性向上の観点から、半導体封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは１１質量％以下であり、より好ましくは１０質量％以下であり、さらに好ましくは９質量％以下、さらにより好ましくは７質量％以下である。
The content of the epoxy resin in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably determined based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation, from the viewpoint of obtaining suitable fluidity during molding and improving fillability and moldability. is 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, still more preferably 4% by mass or more.
As another point of view, from the viewpoint of improving the insulation properties of the encapsulant obtained using the resin composition for semiconductor encapsulation, the content of the epoxy resin in the resin composition for semiconductor encapsulation is lower than the resin composition for semiconductor encapsulation. It is preferably 11% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, even more preferably 9% by mass or less, even more preferably 7% by mass or less, based on the total amount.
（硬化剤）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、硬化剤を含む。硬化剤は、エポキシ樹脂と反応してそれを硬化させるものである限り、限定されない。
硬化剤として具体的には、アミン硬化剤（アミノ基を有する硬化剤）、フェノール樹脂硬化剤などを挙げることができる。
(hardening agent)
The resin composition for semiconductor encapsulation of this embodiment contains a curing agent. The curing agent is not limited as long as it reacts with the epoxy resin and cures it.
Specific examples of the curing agent include amine curing agents (curing agents having an amino group), phenol resin curing agents, and the like.
アミン硬化剤としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の炭素数２～２０の脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、４，４'－ジアミノジフェニルメタン、４，４'－ジアミノジフェニルプロパン、４，４'－ジアミノジフェニルエーテル、４，４'－ジアミノジフェニルスルホン、４，４'－ジアミノジシクロヘキサン、ビス（４－アミノフェニル）フェニルメタン、１，５－ジアミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミン、１，１－ビス（４－アミノフェニル）シクロヘキサン等の芳香族ジアミン、ジシアノジアミド等を挙げることができる。 Examples of the amine curing agent include aliphatic diamines having 2 to 20 carbon atoms such as ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, and hexamethylenediamine, metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, paraxylenediamine, and 4,4'-diaminodiphenylmethane. , 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodicyclohexane, bis(4-aminophenyl)phenylmethane, 1,5- Examples include aromatic diamines such as diaminonaphthalene, metaxylene diamine, paraxylene diamine, 1,1-bis(4-aminophenyl)cyclohexane, and dicyanodiamide.
フェノール樹脂硬化剤としては、一分子内にフェノール性水酸基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量、分子構造は限定されない。
このようなフェノール樹脂硬化剤としては、たと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、ｔｅｒｔ－ブチルフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂；ポリビニルフェノール樹脂；ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂やトリフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂；テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂；フェニレン骨格およびビフェニレン骨格の少なくとも一方を含有するフェノールアラルキル樹脂、レゾール型フェノール樹脂；ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン；フェニレン骨格およびビフェニレン骨格の少なくとも一方を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物等が挙げられ、これらは１種類を単独で用いても２種類以上を併用してもよい。中でも、高温高湿環境条件下における半導体装置の耐湿信頼性を向上させる観点から、多官能型フェノール樹脂を含むことが好ましい。
As the phenolic resin curing agent, monomers, oligomers, and polymers in general having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule can be used, and the molecular weight and molecular structure thereof are not limited.
Examples of such phenolic resin curing agents include novolac type resins such as phenol novolac resin, cresol novolac resin, tert-butylphenol novolak resin, bisphenol novolak resin, and nonylphenol novolac resin; polyvinylphenol resin; biphenylaralkyl type phenolic resin and triphenyl Polyfunctional phenolic resins such as phenolic resins having a methane skeleton; modified phenolic resins such as terpene-modified phenolic resins and dicyclopentadiene-modified phenolic resins; phenolic aralkyl resins and resol-type phenolic resins containing at least one of a phenylene skeleton and a biphenylene skeleton ; polyoxystyrene such as polyparaoxystyrene; aralkyl type resin such as naphthol aralkyl resin having at least one of a phenylene skeleton and a biphenylene skeleton; bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol F; It may be used or two or more types may be used in combination. Among these, it is preferable to include a polyfunctional phenol resin from the viewpoint of improving the moisture resistance reliability of the semiconductor device under high temperature and high humidity environmental conditions.
電子装置の封止における耐湿性や信頼性を向上する観点から、硬化剤としては、１分子内に少なくとも２個のフェノール性水酸基を有する化合物が好ましい。より具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ｔｅｒｔ－ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；レゾール型フェノール樹脂；ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン；フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂等が好ましく挙げられる。 From the viewpoint of improving moisture resistance and reliability in sealing electronic devices, the curing agent is preferably a compound having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule. More specifically, novolak-type phenolic resins such as phenol novolac resin, cresol novolak resin, tert-butylphenol novolak resin, and nonylphenol novolak resin; resol-type phenolic resin; polyoxystyrene such as polyparaoxystyrene; phenylene skeleton-containing phenol aralkyl resin , biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl resins, etc. are preferably mentioned.
半導体封止用樹脂組成物中の硬化剤の含有量は、電子装置を封止する際の優れた流動性、充填性、成形性などの向上を図る観点から、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは１．０質量％以上であり、より好ましくは２．０質量％以上であり、さらに好ましくは３．０質量％以上である。
別観点として、電子装置の耐湿信頼性や耐リフロー性向上の観点から、半導体封止用樹脂組成物中の硬化剤の含有量は、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは７．０質量％以下であり、より好ましくは６．０質量％以下であり、さらに好ましくは５．０質量％以下である。
The content of the curing agent in the resin composition for semiconductor encapsulation is determined based on the overall content of the resin composition for semiconductor encapsulation, from the viewpoint of improving fluidity, fillability, moldability, etc. when encapsulating electronic devices. It is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 2.0% by mass or more, even more preferably 3.0% by mass or more.
As another point of view, from the viewpoint of improving the moisture resistance reliability and reflow resistance of electronic devices, the content of the curing agent in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 7% based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation. It is .0 mass % or less, more preferably 6.0 mass % or less, and still more preferably 5.0 mass % or less.
（無機フィラー）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、無機フィラーを含む。
無機フィラーとして、具体的には、シリカ、アルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、マイカ、ガラス繊維等が挙げられる。
(Inorganic filler)
The resin composition for semiconductor encapsulation of this embodiment contains an inorganic filler.
Specific examples of the inorganic filler include silica, alumina, titanium white, aluminum hydroxide, talc, clay, mica, and glass fiber.
無機フィラーは、シリカを含むことが好ましい。シリカとしては、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、２次凝集シリカ等を挙げることができる。これらの中でも溶融球状シリカが好ましい。 Preferably, the inorganic filler contains silica. Examples of the silica include fused crushed silica, fused spherical silica, crystalline silica, and secondary agglomerated silica. Among these, fused spherical silica is preferred.
無機フィラーは、通常、粒子である。
無機フィラーの平均粒径は、限定されないが、典型的には１～１００μｍ、好ましくは１～５０μｍ、より好ましくは１～４０μｍである。平均粒径が適当であることにより、硬化時の適度な流動性を確保すること等ができる。
無機フィラーの平均粒径は、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置（たとえば、株式会社堀場製作所製の湿式粒度分布測定機ＬＡ－９５０）により体積基準の粒子径分布のデータを取得し、そのデータを処理することで求めることができる。測定は、通常、湿式で行われる。
Inorganic fillers are usually particles.
The average particle size of the inorganic filler is not limited, but is typically 1 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, and more preferably 1 to 40 μm. By having an appropriate average particle size, it is possible to ensure appropriate fluidity during curing.
The average particle size of the inorganic filler is determined by obtaining volume-based particle size distribution data using a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device (for example, a wet particle size distribution measuring device LA-950 manufactured by Horiba, Ltd.). It can be determined by processing data. Measurements are usually performed wet.
シリカ等の無機フィラーには、シランカップリング剤などのカップリング剤による表面修飾が行われていてもよい。これにより、無機フィラーの凝集が抑制され、より良好な流動性を得ることができる。また、無機フィラーと他の成分との親和性が高まり、無機フィラーの分散性が向上する。このことは、硬化物の機械的強度の向上や、マイクロクラックの発生抑制などに寄与すると考えられる。
表面修飾のためのカップリング剤としては、後述のカップリング剤として挙げているもの等を用いることができる。
Inorganic fillers such as silica may be surface-modified with a coupling agent such as a silane coupling agent. Thereby, aggregation of the inorganic filler is suppressed, and better fluidity can be obtained. Moreover, the affinity between the inorganic filler and other components increases, and the dispersibility of the inorganic filler improves. This is thought to contribute to improving the mechanical strength of the cured product and suppressing the generation of microcracks.
As the coupling agent for surface modification, those listed below as coupling agents can be used.
半導体封止用樹脂組成物中の無機フィラーの含有量の下限値は制限されないが、たとえば、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、５５質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることがさらに好ましい。無機フィラーの含有量を適度に多くすることにより、低吸湿性などを実現し、電子装置の耐湿信頼性や耐リフロー性をより効果的に向上させることができる。無機フィラーを適度に多くして、相対的に樹脂成分（エポキシ樹脂や硬化剤など）を少なくすれば、理論上は硬化収縮が少なくなるため、反りを一層低減しうる。また、無機フィラーを適度に多くして、相対的に樹脂成分を少なくすることで、半導体封止用樹脂組成物を硬化物とした後の熱膨張変化を小さくすることができる。熱膨張変化が小さいと、反りの「悪化」を抑えやすくなるため、好ましい。
半導体封止用樹脂組成物中の無機フィラーの含有量の上限値は制限されないが、たとえば、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、９８質量％以下であることが好ましく、９５質量％以下であることがより好ましく、９２質量％以下であることがさらに好ましい。無機フィラーの含有量を適度に少なくすることにより、成形時の流動性の低下に伴う成形性の低下等を抑制することが可能となる。
The lower limit of the content of the inorganic filler in the resin composition for semiconductor encapsulation is not limited, but for example, it is preferably 55% by mass or more, and 70% by mass or more based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation. More preferably, it is 85% by mass or more. By appropriately increasing the content of the inorganic filler, low moisture absorption can be achieved, and the moisture resistance reliability and reflow resistance of electronic devices can be more effectively improved. If the amount of inorganic filler is increased appropriately and the resin component (epoxy resin, curing agent, etc.) is relatively decreased, then in theory, curing shrinkage will be reduced, so warping can be further reduced. Further, by appropriately increasing the amount of inorganic filler and relatively decreasing the resin component, it is possible to reduce the change in thermal expansion after the resin composition for semiconductor encapsulation is made into a cured product. It is preferable that the change in thermal expansion is small because it will be easier to suppress "deterioration" of warpage.
The upper limit of the content of the inorganic filler in the resin composition for semiconductor encapsulation is not limited, but for example, it is preferably 98% by mass or less, and 95% by mass or less based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation. More preferably, it is 92% by mass or less. By appropriately reducing the content of the inorganic filler, it becomes possible to suppress a decrease in moldability due to a decrease in fluidity during molding.
（硬化促進剤）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、硬化促進剤を含む。硬化促進剤としては、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応を促進することができるものであれば、制限することなく使用することができ、たとえば、テトラフェニルホスホニウム・４，４'－スルフォニルジフェノラートが挙げられる。
(hardening accelerator)
The resin composition for semiconductor encapsulation of this embodiment contains a curing accelerator. The curing accelerator can be used without any limitation as long as it can promote the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent. For example, tetraphenylphosphonium/4,4'-sulfonyl diphenol Lato is an example.
半導体封止用樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量の下限値は、十分な硬化性等を得る観点から、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．０５質量％以上であり、より好ましくは０．１質量％以上であり、さらに好ましくは０．１５質量％以上である。
半導体封止用樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量の上限値は、十分な流動性を得る観点から、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは１．０質量％以下であり、より好ましくは０．９質量％以下であり、さらに好ましくは、０．８質量％以下、さらにより好ましくは０．５質量％以下である。
The lower limit of the content of the curing accelerator in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 0.05% by mass or more based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation, from the viewpoint of obtaining sufficient curability. It is more preferably 0.1% by mass or more, and still more preferably 0.15% by mass or more.
The upper limit of the content of the curing accelerator in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 1.0% by mass or less based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation, from the viewpoint of obtaining sufficient fluidity. It is more preferably 0.9% by mass or less, still more preferably 0.8% by mass or less, even more preferably 0.5% by mass or less.
（シランカップリング剤）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、シランカップリング剤を含む。シランカップリング剤としては、ビニルトリス（β－メトキシエトキシ）シラン、ビニルエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の（メタ）アクリルシラン類、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、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチルトリメトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、Ｎ－β（アミノエチル）γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－β（アミノエチル）γ－アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ－β（アミノエチル）γ－アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ－アミノプロピルトリエトキシシラン、γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－フェニル－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－フェニル－γ－アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン類、γ－メルカプト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エトキシシラン等のチオシラン類等が挙げられる。
(Silane coupling agent)
The resin composition for semiconductor encapsulation of this embodiment contains a silane coupling agent. Examples of the silane coupling agent include vinyl silanes such as vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, vinylethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane, (meth)acrylic silanes such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and β-(3 ,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)methyltrimethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl) ) Methyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and other epoxysilanes, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β( Aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-amino Examples include aminosilanes such as propyltrimethoxysilane and N-phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, and thiosilanes such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropyltriethoxysilane.
シランカップリング剤の含有量の下限値は、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．０５質量％以上、さらに好ましくは０．１質量％以上である。またシランカップリング剤の含有量の上限値は、半導体封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．９質量％以下、より好ましくは０．８質量％以下、さらに好ましくは０．５質量％以下である。
シランカップリング剤の含有量を上記範囲内とすることで、半導体封止用樹脂組成物の流動性と密着性を向上させ、半導体封止用樹脂組成物の成形品の機械強度と信頼性を向上することができる。
The lower limit of the content of the silane coupling agent is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation. % or more. The upper limit of the content of the silane coupling agent is preferably 0.9% by mass or less, more preferably 0.8% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass, based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation. % by mass or less.
By controlling the content of the silane coupling agent within the above range, the fluidity and adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation can be improved, and the mechanical strength and reliability of molded products of the resin composition for semiconductor encapsulation can be improved. can be improved.
（離型剤）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、離型剤をさらに含んでもよい。離型剤としては、たとえば、カルナバワックス等の天然ワックス；モンタン酸エステルワックス、酸化ポリエチレンワックス等の合成ワックス；ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類；パラフィン；およびエルカ酸アミドなどのカルボン酸アミド等が挙げられる。
離型剤の含有量は半導体封止用樹脂組成物全体に対してたとえば０．０１～０．５質量％とすることができる。
(Release agent)
The semiconductor encapsulating resin composition of this embodiment may further contain a mold release agent. Examples of mold release agents include natural waxes such as carnauba wax; synthetic waxes such as montanic acid ester wax and oxidized polyethylene wax; higher fatty acids and their metal salts such as zinc stearate; paraffin; and carboxylic acids such as erucic acid amide. Amides and the like can be mentioned.
The content of the mold release agent can be, for example, 0.01 to 0.5% by mass based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation.
（低応力材）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、低応力材をさらに含んでもよい。
低応力材の具体例として、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーンレジン、エポキシ化ポリブタジエン、カルボキシル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムが挙げられる。樹脂流動性向上の観点から、低応力材は、好ましくはシリコーンオイルおよびカルボキシル基末端ブタジエンアクリロニトリルゴムからなる群から選択される１種以上を含む。
(Low stress material)
The semiconductor encapsulating resin composition of this embodiment may further contain a low stress material.
Specific examples of low stress materials include silicone oil, silicone rubber, silicone resin, epoxidized polybutadiene, and carboxyl group-terminated butadiene acrylonitrile rubber. From the viewpoint of improving resin fluidity, the low stress material preferably contains one or more selected from the group consisting of silicone oil and carboxyl group-terminated butadiene acrylonitrile rubber.
半導体封止用樹脂組成物中の低応力材の含有量は、パワーモジュールの接続信頼性を向上させる観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．０１質量％以上であり、より好ましくは０．０２質量％、さらに好ましくは０．１質量％以上、さらに好ましくは１質量％以上であり、また、好ましくは４．０質量％以下であり、より好ましくは３．５質量％以下である。 The content of the low stress material in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 0.01% by mass or more based on the entire resin composition for encapsulation, from the viewpoint of improving the connection reliability of the power module. , more preferably 0.02% by mass, further preferably 0.1% by mass or more, even more preferably 1% by mass or more, and preferably 4.0% by mass or less, more preferably 3.5% by mass. % or less.
（イオントラップ剤）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、イオントラップ剤をさらに含んでもよい。
イオントラップ剤の具体例として、マグネシウム・アルミニウム・ハイドロオキサイド・カーボネート・ハイドレートが挙げられる。
(ion trap agent)
The semiconductor encapsulation resin composition of this embodiment may further contain an ion trapping agent.
Specific examples of ion trapping agents include magnesium aluminum hydroxide carbonate hydrate.
半導体封止用樹脂組成物中のイオントラップ剤の含有量は、パワーモジュールの接続信頼性を向上させる観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは０．０１質量％以上であり、より好ましくは０．０２質量％以上、さらに好ましくは０．０５質量％以上であり、また、好ましくは１．０質量％以下であり、より好ましくは０．５質量％以下である。 The content of the ion trapping agent in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 0.01% by mass or more based on the entire resin composition for encapsulation, from the viewpoint of improving the connection reliability of the power module. , more preferably 0.02% by mass or more, still more preferably 0.05% by mass or more, and preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less.
（その他の添加剤）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物には、上記成分に加え、本発明の目的とする所望の特性を阻害しない範囲で、有機フィラーや、従来公知の添加剤、たとえば、難燃剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーン可とう剤等を必要に応じて使用してもよい。
半導体封止用樹脂組成物中の添加剤の含有量は、それぞれの添加剤について、半導体封止用樹脂組成物全体に対してたとえば０．０１～１質量％程度とすることができる。
(Other additives)
In addition to the above-mentioned components, the resin composition for semiconductor encapsulation of the present embodiment may contain organic fillers and conventionally known additives such as flame retardants, carbon, etc., to the extent that the desired properties aimed at by the present invention are not inhibited. A coloring agent such as black, a silicone softening agent, etc. may be used as necessary.
The content of the additive in the resin composition for semiconductor encapsulation can be, for example, about 0.01 to 1% by mass of each additive, based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation.
以下、半導体封止用樹脂組成物の特性について説明する。 The characteristics of the resin composition for semiconductor encapsulation will be explained below.
本実施形態における、半導体封止用樹脂組成物のニッケル密着性に関するダイシェア強度（２５℃）は、半導体封止用樹脂組成物を用いて得られる半導体装置の信頼性を向上させる観点から、好ましくは４ＭＰａ以上であり、より好ましくは４．３ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは４．５ＭＰａ以上である。また半導体封止用樹脂組成物のニッケル密着性に関するダイシェア強度（２５℃）の上限値は、限定されることはないが、好ましくは４０ＭＰａ以下であり、より好ましくは３０ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは２０ＭＰａ以下である。 In this embodiment, the die shear strength (25°C) regarding nickel adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably It is 4 MPa or more, more preferably 4.3 MPa or more, and still more preferably 4.5 MPa or more. Further, the upper limit of the die shear strength (25°C) regarding the nickel adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation is not limited, but is preferably 40 MPa or less, more preferably 30 MPa or less, and even more preferably It is 20 MPa or less.
本実施形態における、半導体封止用樹脂組成物のニッケル密着性に関するダイシェア強度（２６０℃）は、熱履歴時における半導体封止用樹脂組成物を用いて得られる半導体装置の信頼性を向上させる観点から、好ましくは０．２ＭＰａ以上であり、より好ましくは０．２５ＭＰａ以上である。また半導体封止用樹脂組成物のニッケル密着性に関するダイシェア強度（２６０℃）の上限値は、限定されることはないが、好ましくは２．０ＭＰａ以下であり、より好ましくは１．０ＭＰａ以下である。 In this embodiment, the die shear strength (260°C) regarding the nickel adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation is a point of view for improving the reliability of a semiconductor device obtained using the resin composition for semiconductor encapsulation during thermal history. Therefore, it is preferably 0.2 MPa or more, more preferably 0.25 MPa or more. Further, the upper limit of die shear strength (260°C) regarding nickel adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation is not limited, but is preferably 2.0 MPa or less, more preferably 1.0 MPa or less. .
本実施形態における、半導体封止用樹脂組成物の銅密着性に関するダイシェア強度（２５℃）は、半導体封止用樹脂組成物を用いて得られる半導体装置の信頼性を向上させる観点から、好ましくは１０．０ＭＰａ以上であり、より好ましくは１１．０ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは１２．５ＭＰａ以上である。また半導体封止用樹脂組成物の銅密着性に関するダイシェア強度（２５℃）の上限値は、限定されることはないが、好ましくは１８．０ＭＰａ以下であり、より好ましくは１７．０ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは１６．０ＭＰａ以下である。 In this embodiment, the die shear strength (25°C) regarding the copper adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably It is 10.0 MPa or more, more preferably 11.0 MPa or more, and still more preferably 12.5 MPa or more. Further, the upper limit of die shear strength (25°C) regarding copper adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation is not limited, but is preferably 18.0 MPa or less, more preferably 17.0 MPa or less. , more preferably 16.0 MPa or less.
半導体封止用樹脂組成物のニッケル密着性に関するダイシェア強度（２５℃）は、以下の方法で測定するものである。
半導体封止用樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力１０ＭＰａ、硬化時間１８０秒の条件で、ニッケル板上に３．６ｍｍφ×３ｍｍ寸法で成形し、試験片を得る。ニッケル板の当該試験片と接する面の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１６μｍである。その後、１７５℃３時間の条件で硬化した当該試験片について、自動ダイシェア測定装置を用いて、試験片とニッケル板との接合部を押すツールとニッケル板のと距離０．１２５ｍｍ、荷重センサの速度０．３ｍｍ／ｓ、２５℃の条件にてダイシェア強度（ＭＰａ）を測定する。
２６０℃におけるニッケル密着性に関するダイシェア強度（２６０℃）についても、測定温度を２６０℃とする他は、２５℃におけるニッケル密着性に関するダイシェア強度の測定方法に準じて測定する。
また、２５℃における銅密着性に関するダイシェア強度は、２５℃におけるニッケル密着性に関するダイシェア強度測定方法において、ニッケル板を銅板とする他は、２５℃におけるニッケル密着性に関するダイシェア強度測定方法に準じて測定する。
The die shear strength (25° C.) regarding the nickel adhesion of the resin composition for semiconductor encapsulation is measured by the following method.
A resin composition for semiconductor encapsulation was molded onto a nickel plate with dimensions of 3.6 mmφ x 3 mm using a low-pressure transfer molding machine under the conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 10 MPa, and a curing time of 180 seconds, and then tested. Get a piece. The average surface roughness (Ra) of the surface of the nickel plate in contact with the test piece was 16 μm. After that, the test piece was cured at 175°C for 3 hours, and an automatic die shear measurement device was used to press the joint between the test piece and the nickel plate at a distance of 0.125 mm between the nickel plate and the tool, and at the speed of the load sensor. Die shear strength (MPa) is measured under the conditions of 0.3 mm/s and 25°C.
The die shear strength (260°C) related to nickel adhesion at 260°C is also measured according to the method for measuring die shear strength related to nickel adhesion at 25°C, except that the measurement temperature is 260°C.
In addition, the die shear strength related to copper adhesion at 25°C is measured according to the die shear strength measurement method related to nickel adhesion at 25°C, except that the nickel plate is a copper plate. do.
本実施形態における、半導体封止用樹脂組成物の硬化物の２５℃における曲げ弾性率は、硬化物の強度を高める観点から、好ましくは７０００ＭＰａ以上であり、より好ましくは１００００ＭＰａ以上、さらに好ましくは１２０００ＭＰａ以上であり、さらにより好ましくは１５０００ＭＰａ以上である。また、応力緩和特性に優れた硬化物を実現する観点から、半導体封止用樹脂組成物の２５℃における曲げ弾性率は、たとえば２２０００ＭＰａ以下であり、好ましくは２００００ＭＰａ以下であり、より好ましくは１９５００ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは１９０００ＭＰａ以下である。 In this embodiment, the flexural modulus at 25°C of the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 7,000 MPa or more, more preferably 10,000 MPa or more, and even more preferably 12,000 MPa, from the viewpoint of increasing the strength of the cured product. or more, and even more preferably 15,000 MPa or more. In addition, from the viewpoint of realizing a cured product with excellent stress relaxation properties, the flexural modulus of the resin composition for semiconductor encapsulation at 25°C is, for example, 22,000 MPa or less, preferably 20,000 MPa or less, and more preferably 19,500 MPa or less. and more preferably 19,000 MPa or less.
本実施形態における、半導体封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における曲げ弾性率は、硬化物の強度を高める観点から、好ましくは２００ＭＰａ以上であり、より好ましくは３００ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは４００ＭＰａ以上である。また、応力緩和特性に優れた硬化物を実現する観点から、半導体封止用樹脂組成物の２６０℃における曲げ弾性率は、たとえば７００ＭＰａ以下であり、好ましくは６５０ＭＰａ以下であり、より好ましくは６００ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは５５０ＭＰａ以下である。 In this embodiment, the flexural modulus at 260°C of the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 200 MPa or more, more preferably 300 MPa or more, and even more preferably is 400 MPa or more. In addition, from the viewpoint of realizing a cured product with excellent stress relaxation properties, the flexural modulus of the resin composition for semiconductor encapsulation at 260°C is, for example, 700 MPa or less, preferably 650 MPa or less, and more preferably 600 MPa or less. and more preferably 550 MPa or less.
本実施形態における、半導体封止用樹脂組成物の硬化物の２５℃における曲げ強度は、硬化物の強度を高める観点から、好ましくは９０ＭＰａ以上であり、より好ましくは１００ＭＰａ以上であり、さらに好ましくは１０５ＭＰａ以上である。また、応力緩和特性に優れた硬化物を実現する観点から、半導体封止用樹脂組成物の２５℃における曲げ強度は、好ましくは１５０ＭＰａ以下であり、より好ましくは１３０ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは１１５ＭＰａ以下である。 In this embodiment, the bending strength at 25°C of the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 90 MPa or more, more preferably 100 MPa or more, and even more preferably It is 105 MPa or more. Further, from the viewpoint of realizing a cured product with excellent stress relaxation properties, the bending strength at 25°C of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 150 MPa or less, more preferably 130 MPa or less, and even more preferably 115 MPa. It is as follows.
本実施形態における、半導体封止用樹脂組成物の硬化物の２６０℃における曲げ強度は、硬化物の強度を高める観点から、好ましくは１０ＭＰａ以上であり、より好ましくは１２ＭＰａ以上である。また、応力緩和特性に優れた硬化物を実現する観点から、半導体封止用樹脂組成物の２６０℃における曲げ強度は、好ましくは２０ＭＰａ以下であり、より好ましくは１５ＭＰａ以下である。 In this embodiment, the bending strength at 260° C. of the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 10 MPa or more, more preferably 12 MPa or more, from the viewpoint of increasing the strength of the cured product. Moreover, from the viewpoint of realizing a cured product with excellent stress relaxation properties, the bending strength at 260° C. of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 20 MPa or less, more preferably 15 MPa or less.
半導体封止用樹脂組成物の硬化物の曲げ弾性率および曲げ強度は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて、以下の手順で測定する。
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力１０．０ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で半導体封止用樹脂組成物を注入成形し、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの成形品を得る。得られた成形品を、たとえばオーブンを用いて１７５℃で４時間加熱硬化し、測定用の試験片を得る。動的粘弾性測定装置を用いた３点曲げ法により、得られた試験片の２５℃における曲げ弾性率（ＭＰａ）および曲げ強度（ＭＰａ）を測定する。
２６０℃における曲げ弾性率（ＭＰａ）および曲げ強度（ＭＰａ）についても、測定温度を２６０℃とする他は、２５℃における曲げ弾性率および曲げ強度の測定方法に準じて測定する。
The flexural modulus and flexural strength of the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation are measured according to JIS K 6911 according to the following procedure.
Using a low-pressure transfer molding machine, the resin composition for semiconductor encapsulation is injection molded under the conditions of a mold temperature of 175° C., an injection pressure of 10.0 MPa, and a curing time of 120 seconds to obtain a molded product of 80 mm x 10 mm x 4 mm. The obtained molded product is heated and cured at 175° C. for 4 hours using an oven, for example, to obtain a test piece for measurement. The flexural modulus (MPa) and flexural strength (MPa) of the obtained test piece at 25° C. are measured by a three-point bending method using a dynamic viscoelasticity measuring device.
The flexural modulus (MPa) and flexural strength (MPa) at 260°C are also measured according to the method for measuring the flexural modulus and flexural strength at 25°C, except that the measurement temperature is 260°C.
半導体封止用樹脂組成物中のＣｌ－イオンの含有量は、半導体封止用樹脂組成物を用いて得られる半導体装置の絶縁特性を向上する観点から、好ましくは３０ｐｐｍ以下であり、より好ましくは２５ｐｐｍ以下、さらに好ましくは２０ｐｐｍ以下である。同様の観点から、半導体封止用樹脂組成物中のＣｌ－イオンの含有量は、好ましくは検出限界未満であり、また、たとえば１ｐｐｍ以上であってもよい。
ここで、半導体封止用樹脂組成物中のＣｌ－イオンの含有量および後述するＳＯ４
２－イオンの含有量は、以下の方法で測定される。
（測定方法）
半導体封止用樹脂組成物を１７５℃、８時間の条件で硬化させ、ミルで粉砕し、パウダーにする。得られた各パウダー５ｇに対して５０ｍＬの純水で希釈し、スターラーを用いて２時間撹拌する。その後、１２５℃のオーブンに入れ、２０時間抽出を行う。その後、得られた抽出液をイオンクロマトグラフィーで測定する。
The content of Cl - ions in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 30 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, from the viewpoint of improving the insulation properties of a semiconductor device obtained using the resin composition for semiconductor encapsulation. It is 25 ppm or less, more preferably 20 ppm or less. From the same viewpoint, the content of Cl - ions in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably less than the detection limit, and may be, for example, 1 ppm or more.
Here, the content of Cl - ions and the content of SO 4 2- ions, which will be described later, in the resin composition for semiconductor encapsulation are measured by the following method.
(Measuring method)
The resin composition for semiconductor encapsulation is cured at 175° C. for 8 hours, and then ground in a mill to form a powder. 5 g of each powder obtained was diluted with 50 mL of pure water and stirred using a stirrer for 2 hours. Then, it is placed in an oven at 125°C and extracted for 20 hours. Thereafter, the obtained extract is measured by ion chromatography.
半導体封止用樹脂組成物中のＳＯ４ ２－イオンの含有量は、半導体封止用樹脂組成物を用いて得られる半導体装置の絶縁特性を向上する観点から、好ましくは４０ｐｐｍ以下であり、より好ましくは３５ｐｐｍ以下、さらに好ましくは３３ｐｐｍ以下である。同様の観点から、半導体封止用樹脂組成物中のＳＯ４ ２－イオンの含有量は、好ましくは検出限界未満であり、また、たとえば１５ｐｐｍ以上であってもよい。 The content of SO 4 2- ions in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 40 ppm or less, and more Preferably it is 35 ppm or less, more preferably 33 ppm or less. From the same viewpoint, the content of SO 4 2- ions in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably less than the detection limit, and may be, for example, 15 ppm or more.
半導体封止用樹脂組成物のスパイラルフロー流動長は、半導体封止用樹脂組成物の流動性をより好ましいものとする観点から、好ましくは７０ｃｍ以上であり、より好ましくは８０ｃｍ以上、さらに好ましくは９０ｃｍ以上であり、また、好ましくは１３０ｃｍ以下であり、より好ましくは１２０ｃｍ以下、さらに好ましくは１１５ｃｍ以下である。
スパイラルフローの測定方法については実施例の項で後述する。
The spiral flow flow length of the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 70 cm or more, more preferably 80 cm or more, and even more preferably 90 cm, from the viewpoint of making the fluidity of the semiconductor encapsulation resin composition more preferable. or more, and preferably 130 cm or less, more preferably 120 cm or less, still more preferably 115 cm or less.
The method for measuring spiral flow will be described later in the Examples section.
（半導体封止用樹脂組成物の形状）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物の形状は、限定されない。形状は、たとえば、粒子状、顆粒状、タブレット状またはシート状である。
(Shape of resin composition for semiconductor encapsulation)
The shape of the resin composition for semiconductor encapsulation of this embodiment is not limited. The shape is, for example, particulate, granule, tablet, or sheet.
（半導体封止用樹脂組成物の製造方法）
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物の製造方法は限定されない。
たとえば、上述の各成分を、公知の手段で混合し、さらにロール、ニーダーまたは押出機等の混練機で溶融混練し、冷却し、その後に粉砕する方法により得ることができる。
必要に応じて、粉砕後にタブレット状に打錠成形してもよい。
必要に応じて、粉砕後にたとえば真空ラミネート成形または圧縮成形によりシート状にしてもよい。
必要に応じて、得られた半導体封止用樹脂組成物の分散度や流動性等を調整してもよい。
(Method for producing resin composition for semiconductor encapsulation)
The method for producing the resin composition for semiconductor encapsulation of this embodiment is not limited.
For example, it can be obtained by mixing the above-mentioned components by known means, melt-kneading with a kneader such as a roll, kneader, or extruder, cooling, and then pulverizing.
If necessary, it may be compressed into a tablet after pulverization.
If necessary, it may be formed into a sheet after pulverization, for example, by vacuum lamination or compression molding.
If necessary, the degree of dispersion, fluidity, etc. of the obtained resin composition for semiconductor encapsulation may be adjusted.
（電子装置の製造方法）
本実施形態に係る電子装置の製造方法は、上記半導体封止用樹脂組成物を用いて電子部品を封止する工程を含む電子装置の製造方法である。
(Method for manufacturing electronic devices)
The method for manufacturing an electronic device according to the present embodiment is a method for manufacturing an electronic device including a step of encapsulating an electronic component using the resin composition for semiconductor encapsulation.
本実施形態に係る電子装置の製造方法について説明する。
本実施形態に係る電子装置の製造方法は、たとえば、基材上に電子部品を配設する配設工程と、上述した半導体封止用樹脂組成物を用いて、電子部品を封止する封止工程と、を含む。
A method for manufacturing an electronic device according to this embodiment will be described.
The method for manufacturing an electronic device according to the present embodiment includes, for example, a step of disposing electronic components on a base material, and a step of encapsulating the electronic components using the above-mentioned resin composition for semiconductor encapsulation. process.
（配設工程）
配設工程では、基材上に電子部品を配設する。
配設工程で配設される電子部品の数は限定されず、たとえば、基材上に１個の電子部品を配設してもよく、基材上に複数の電子部品を配設してもよい。
配設工程では、たとえば、ウエハなどの基材上に電子回路などの電子部品を形成してもよく、有機基材などの基材上に半導体素子などの電子部品を配置してもよい。
本実施形態に係る半導体封止用樹脂組成物は、充填性に優れるため、たとえば、複数のチップをスタックさせて配置する場合に好適に用いることができる。
(Installation process)
In the placement step, electronic components are placed on the base material.
The number of electronic components arranged in the arrangement process is not limited; for example, one electronic component may be arranged on the base material, or a plurality of electronic components may be arranged on the base material. good.
In the arrangement step, for example, electronic components such as electronic circuits may be formed on a base material such as a wafer, or electronic components such as semiconductor elements may be disposed on a base material such as an organic base material.
Since the resin composition for semiconductor encapsulation according to the present embodiment has excellent filling properties, it can be suitably used, for example, when a plurality of chips are arranged in a stack.
（封止工程）
封止工程では、上述した半導体封止用樹脂組成物を用いて、電子部品を封止する。これにより、上述した封止部材を半導体封止用樹脂組成物の硬化物で形成することができる。
封止する方法としては、具体的には、トランスファー成形法、圧縮成形法、インジェクション成形などが挙げられる。これらの方法により、半導体封止用樹脂組成物を、成形し、硬化させることにより封止部材を形成することができる。
(Sealing process)
In the sealing step, the electronic component is sealed using the semiconductor sealing resin composition described above. Thereby, the above-mentioned sealing member can be formed from a cured product of the resin composition for semiconductor sealing.
Specific examples of the sealing method include transfer molding, compression molding, and injection molding. By these methods, a sealing member can be formed by molding and curing a resin composition for semiconductor sealing.
（電子装置）
本実施形態における電子装置は、配線基板と、上記配線基板の少なくとも一面上に搭載された複数の電子部品と、上記複数の電子部品を封止する封止樹脂部材と、を備える電子装置であって、上記封止樹脂部材が、上記半導体封止用樹脂組成物の成形体で構成される。
(electronic equipment)
The electronic device in this embodiment is an electronic device that includes a wiring board, a plurality of electronic components mounted on at least one surface of the wiring board, and a sealing resin member that seals the plurality of electronic components. The encapsulating resin member is formed of a molded body of the semiconductor encapsulating resin composition.
（半導体装置）
電子装置の一例として、半導体装置の構成を説明する。
本実施形態に係る半導体装置は、基板上に搭載された半導体素子と、上記半導体素子を封止する封止部材と、を備える半導体装置であって、上記封止部材が、上記の半導体封止用樹脂組成物の硬化物からなる。
(semiconductor device)
The configuration of a semiconductor device will be described as an example of an electronic device.
A semiconductor device according to this embodiment is a semiconductor device including a semiconductor element mounted on a substrate and a sealing member for sealing the semiconductor element, wherein the sealing member seals the semiconductor element. It consists of a cured product of a resin composition for use.
また、本実施形態における半導体装置は、上述した本実施形態における半導体封止用樹脂組成物の硬化物によりパワー半導体素子が封止されているパワー半導体装置とすることができ、好ましくはパワーモジュールである。パワー半導体素子は、以下の条件（ｉ）～（ｉｖ）のいずれかを満たす。
（ｉ）消費電力２．０Ｗ以上の半導体素子
（ｉｉ）ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３およびダイヤモンドからなる群から選択される１種以上の半導体からなる半導体素子
（ｉｉｉ）電圧が１．０Ｖ以上の半導体素子
（ｉｖ）パワー密度が１０Ｗ／ｃｍ３以上の半導体素子
Further, the semiconductor device in this embodiment can be a power semiconductor device in which a power semiconductor element is encapsulated with the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation in this embodiment described above, and is preferably a power module. be. The power semiconductor element satisfies any of the following conditions (i) to (iv).
(i) Semiconductor element with power consumption of 2.0 W or more (ii) Semiconductor element made of one or more semiconductors selected from the group consisting of SiC, GaN, Ga 2 O 3 and diamond (iii) Voltage of 1.0 V or more (iv) Semiconductor element with a power density of 10 W/cm3 or more
半導体装置の基材は、たとえば、インターポーザ等の配線基板、またはリードフレームである。また、半導体素子は、ワイヤボンディングまたはフリップチップ接続等により、基材に電気的に接続される。
半導体封止用樹脂組成物を用いた封止成形により半導体素子を封止して得られる半導体装置としては、たとえば、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ－ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｎｏｎ－ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＬＦ－ＢＧＡ（Ｌｅａｄ Ｆｌａｍｅ ＢＧＡ）、ＴＯ－２２０、ＴＯ－２４７等が挙げられる。
本実施形態において、半導体封止用樹脂組成物は、近年これらのパッケージの成形に多く適用されるＭＡＰ（Ｍｏｌｄ Ａｒｒａｙ Ｐａｃｋａｇｅ）成形により形成される構造体にも適用できる。この場合、基材上に搭載される複数の半導体素子を、半導体封止用樹脂組成物を用いて一括して封止することによりパッケージが得られる。
以下、図面を参照してさらに具体的に説明する。
The base material of the semiconductor device is, for example, a wiring board such as an interposer or a lead frame. Further, the semiconductor element is electrically connected to the base material by wire bonding, flip chip connection, or the like.
Examples of semiconductor devices obtained by sealing a semiconductor element by sealing molding using a resin composition for semiconductor sealing include QFP (Quad Flat Package), SOP (Small Outline Package), and BGA (Ball Grid Array). , CSP (Chip Size Package), QFN (Quad Flat Non-leaded Package), SON (Small Outline Non-leaded Package), LF-BGA (Lead Flame BGA), Examples include TO-220 and TO-247.
In this embodiment, the resin composition for semiconductor encapsulation can also be applied to a structure formed by MAP (Mold Array Package) molding, which has been frequently applied to molding these packages in recent years. In this case, a package is obtained by collectively sealing a plurality of semiconductor elements mounted on a base material using a resin composition for semiconductor sealing.
A more specific explanation will be given below with reference to the drawings.
図１は、半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施形態において、半導体装置の構成は、図１に示すものには限られない。
図１は、本実施形態に係る半導体装置１００の一例を示す断面図である。本実施形態に係る半導体装置１００は、基板３０上に搭載された半導体素子２０と、半導体素子２０を封止する封止材５０と、を備えている。半導体素子２０は、たとえば、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３、またはダイヤモンドにより形成されたパワー半導体素子である。また、封止材５０は、本実施形態に係る半導体封止用樹脂組成物を硬化して得られる硬化物により構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a semiconductor device. Note that in this embodiment, the configuration of the semiconductor device is not limited to that shown in FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a
半導体装置１００において、半導体素子２０は、上述した条件（ｉ）～（ｉｖ）のいずれかを満たすパワー半導体素子とすることができる。半導体素子２０は、たとえば入力電力が１．７Ｗ以上であるパワー半導体素子であってもよい。
半導体素子２０の材料は、好ましくは上述した条件（ｉｉ）のもの、すなわちＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３およびダイヤモンドからなる群から選択される１種以上の半導体である。
また、半導体素子２０の消費電力は、たとえば上述した条件（ｉ）の２．０Ｗ以上であり、好ましくは３．０Ｗ以上であり、また、たとえば４．０Ｗ以下であってもよい。
半導体素子２０の電圧は、たとえば上述した条件（ｉｉｉ）の１．０Ｖ以上であり、好ましくは３．０Ｖ以上であり、また、たとえば５．０Ｖ以上であってもよく、たとえば２０Ｖ以上であってもよい。また、半導体素子２０の電圧は、たとえば２０００Ｖ以下であってもよく、また、たとえば１００Ｖ以下であってもよい。
また、半導体素子２０のパワー密度は、たとえば上述した条件（ｉｖ）の１０Ｗ／ｃｍ３以上であり、好ましく２０Ｗ／ｃｍ３以上であり、また、たとえば３０Ｗ／ｃｍ３以上であってもよい。また、半導体素子２０のパワー密度は、たとえば２００Ｗ／ｃｍ３以下であってもよい。
また、半導体素子２０は、たとえば２００℃以上、好ましくは２６０℃以上という高温環境下で動作することができる。
In the
The material of the
Further, the power consumption of the
The voltage of the
Further, the power density of the
Further, the
また、半導体素子２０としては、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられるが、これらに限定されない。なお、本実施形態において、半導体封止用樹脂組成物の封止対象となる半導体素子は、受光素子および発光素子（発光ダイオード等）等の光半導体素子を除く、いわゆる、光の入出を伴わない素子をいう。
半導体素子２０は、好ましくは、基板３０上に設けられたパワー半導体素子であり、整流ダイオード、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）およびトライアックからなる群から選択される１または２以上の電子部品を含む。
Further, examples of the
The
図１に示した半導体装置１００は、具体的にはパワーモジュールであり、基板３０としてリードフレームを使用している。リードフレームの表面の材料は、好ましくはニッケルまたはニッケル合金である。リードフレームはたとえばニッケルまたはニッケル合金で構成されていてもよいし、銅等の他の導電材料がニッケルメッキされているものであってもよい。半導体素子２０は、たとえば基板３０のうちのダイパッド３２上に搭載され、かつワイヤ４０を介してアウターリード３４へ電気的に接続される。
ワイヤ４０の材料としては、たとえば、Ａｕ線、Ａｌ線、Ｃｕ線、Ａｇ線、Ｎｉ線、ニッケル合金線が挙げられ、ワイヤ４０は、好ましくはニッケルまたはニッケル合金で構成される。
The
Examples of the material for the
封止材５０は、たとえば半導体素子２０のうちの基板３０と対向する一面とは反対側の他面を覆うように半導体素子２０を封止する。図１の例では、半導体素子２０の上記他面と側面を覆うように封止材５０が形成されている。封止材５０は、たとえば半導体封止用樹脂組成物をトランスファー成形法または圧縮成形法等の公知の方法を用いて封止成形することにより形成することができる。
The sealing
半導体装置１００においては、半導体素子２０は、上述したようにＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３、またはダイヤモンドにより形成されたパワー半導体素子であり、たとえば２００℃以上という高温で動作することができる。このような高温環境での長時間使用においても、本実施形態に係る半導体封止用樹脂組成物を用いて形成した封止材５０は、リードフレームである基板３０やワイヤ４０に接する封止材５０のニッケルに対する密着性が優れており、十分な密着性を示すことができる。このため、半導体装置１００の信頼性を向上させることが可能となる。
In the
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above may also be adopted.
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
（実施例１～３、比較例１および２）
＜半導体封止用樹脂組成物の調製＞
以下のようにして、実施例および比較例の半導体封止用樹脂組成物を調製した。
まず、後掲の表１に記載の各成分を、ミキサーを用いて混合した。次いで、得られた混合物を、ロール混練し、その後冷却し、さらに粉砕し、粉粒体である半導体封止用樹脂組成物を得た。
また、後述の曲げ弾性率および曲げ強度の測定、ならびに、密着性評価（ダイシェア強度の測定）においては、加圧力２ＭＰａの条件でタブレットマシン（三菱マテリアルテクノ社製、Ｓ－２０Ａ）により、上記半導体封止用樹脂組成物の粉粒体を圧縮率９１％、直径１８ｍｍ、高さ３２ｍｍ、重量１４．５ｇのタブレットに打錠して用いた。
用いた各成分の詳細は下記のとおりである。
(Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2)
<Preparation of resin composition for semiconductor encapsulation>
Resin compositions for semiconductor encapsulation of Examples and Comparative Examples were prepared as follows.
First, the components listed in Table 1 below were mixed using a mixer. Next, the obtained mixture was roll-kneaded, then cooled, and further pulverized to obtain a resin composition for semiconductor encapsulation in the form of powder.
In addition, in the measurement of the bending elastic modulus and bending strength, and the adhesion evaluation (measurement of die shear strength), which will be described later, the above-mentioned semiconductor was The powder of the sealing resin composition was compressed into tablets with a compression ratio of 91%, a diameter of 18 mm, a height of 32 mm, and a weight of 14.5 g.
Details of each component used are as follows.
（エポキシ樹脂）
・エポキシ樹脂１：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＮＣ３０００）
(Epoxy resin)
・Epoxy resin 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., NC3000)
（硬化剤）
・フェノール樹脂硬化剤１：ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂（明和化成社製、ＭＥＨ－７８５１ＳＳ）
(hardening agent)
・Phenol resin curing agent 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl resin (manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., MEH-7851SS)
（無機フィラー）
・無機フィラー１：溶融球状シリカ（デンカ社製、ＦＢ－９５０ＦＣ、平均粒径２２μｍ）
・無機フィラー２：溶融球状シリカ（デンカ社製、ＦＢ－１０５、平均粒径１０．６μｍ）
・無機フィラー３：溶融球状シリカ（アドマテックス社製、ＳＣ－２５００－ＳＱ、平均粒径０．６μｍ）
(Inorganic filler)
・Inorganic filler 1: Fused spherical silica (manufactured by Denka, FB-950FC, average particle size 22 μm)
・Inorganic filler 2: Fused spherical silica (manufactured by Denka, FB-105, average particle size 10.6 μm)
・Inorganic filler 3: Fused spherical silica (manufactured by Admatex, SC-2500-SQ, average particle size 0.6 μm)
（シランカップリング剤）
・シランカップリング剤１：３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（チッソ社製、Ｓ５１０）
・シランカップリング剤２：３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン
・シランカップリング剤３：Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング株式会社製、ＣＦ－４０８３）
(Silane coupling agent)
- Silane coupling agent 1: 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Chisso Corporation, S510)
- Silane coupling agent 2: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane - Silane coupling agent 3: N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd., CF-4083)
（エポキシ樹脂改質剤）
・エポキシ樹脂改質剤１：エポキシ基含有（メタ）アクリル樹脂（一般式（１）、重量平均分子量５．６×１０4、エポキシ当量３５０ｇ／ｅｑ．）
・エポキシ樹脂改質剤２：エポキシ基含有（メタ）アクリル樹脂（一般式（１）、重量平均分子量４．５×１０4、エポキシ当量３６０ｇ／ｅｑ．）
・エポキシ樹脂改質剤３：アクリル酸エステル共重合物の側鎖にポリエーテル鎖を介してグリシジル基を有する化合物（一般式（１）、重量平均分子量０．７×１０4、エポキシ当量３２０ｇ／ｅｑ．）
(Epoxy resin modifier)
- Epoxy resin modifier 1: Epoxy group-containing (meth)acrylic resin (general formula (1), weight average molecular weight 5.6 x 10 4 , epoxy equivalent 350 g/eq.)
- Epoxy resin modifier 2: Epoxy group-containing (meth)acrylic resin (general formula (1), weight average molecular weight 4.5 x 10 4 , epoxy equivalent 360 g/eq.)
- Epoxy resin modifier 3: A compound having a glycidyl group in the side chain of an acrylic acid ester copolymer via a polyether chain (general formula (1), weight average molecular weight 0.7 x 10 4 , epoxy equivalent weight 320 g/ eq.)
（硬化促進剤）
・硬化促進剤１：テトラフェニルホスホニウム・４，４'－スルフォニルジフェノラート
(hardening accelerator)
・Curing accelerator 1: Tetraphenylphosphonium ・4,4'-sulfonyl diphenolate
（離型剤）
・離型剤１：酸化ポリエチレンワックス（クラリアント・ジャパン社製、リコワックス ＰＥＤ１９１）
(Release agent)
・Release agent 1: Oxidized polyethylene wax (manufactured by Clariant Japan, Licowax PED191)
（着色剤）
・着色剤１：カーボンブラック
（イオントラップ剤）
・イオントラップ剤１：マグネシウム・アルミニウム・ハイドロオキサイド・カーボネート・ハイドレート（協和化学工業社製、ＤＨＴ－４Ｈ）
（低応力材）
・低応力材１：シリコーンレジン（信越化学社製、ＫＲ－４８０）
・低応力材２：エポキシ化ポリブタジエン（日本曹達株式会社製、ＪＰ－２００）
・低応力材３：製造例１で得られた溶融反応物Ａ
(colorant)
・Coloring agent 1: Carbon black (ion trapping agent)
・Ion trap agent 1: Magnesium aluminum hydroxide carbonate hydrate (manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., DHT-4H)
(Low stress material)
・Low stress material 1: Silicone resin (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KR-480)
・Low stress material 2: Epoxidized polybutadiene (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., JP-200)
・Low stress material 3: Molten reactant A obtained in Production Example 1
（製造例１）
下記式（８）で表されるエポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ジャバンエポキシレジン社製、ｊＥＲ（登録商標）ＹＬ６８１０、軟化点４５℃、エポキシ当量１７２）６６．１質量部を１４０℃で加温溶融し、オルガノポリシロキサン１（下記式（７）で示されるオルガノポリシロキサン）３３．１質量部およびトリフェニルホスフィン０．８質量部を添加して、３０分間溶融混合して溶融反応物Ａを得た。
(Manufacturing example 1)
66.1 parts by mass of an epoxy resin represented by the following formula (8) (bisphenol A type epoxy resin, manufactured by Javan Epoxy Resin Co., Ltd., jER (registered trademark) YL6810, softening point 45 ° C., epoxy equivalent 172) was added at 140 ° C. Melt it warmly, add 33.1 parts by mass of organopolysiloxane 1 (organopolysiloxane represented by the following formula (7)) and 0.8 parts by mass of triphenylphosphine, and melt and mix for 30 minutes to obtain molten reactant A. I got it.
（上記式（７）において、ｎ７の平均値は７．５である。）
・低応力材４：カルボキシル基末端ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（宇部興産社製、ＣＴＢＮ１００８ＳＰ）
(In the above formula (7), the average value of n7 is 7.5.)
・Low stress material 4: Carboxyl group-terminated butadiene/acrylonitrile copolymer (manufactured by Ube Industries, CTBN1008SP)
各例で得られた半導体封止用樹脂組成物について、以下の測定をおこなった。結果を表１にあわせて示す。 The following measurements were performed on the resin compositions for semiconductor encapsulation obtained in each example. The results are also shown in Table 1.
＜ニッケル密着性（ダイシェア強度）＞
各例で得られた半導体封止用樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、Ｙシリーズ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力１０ＭＰａ、硬化時間１８０秒の条件で、ニッケル板上に３．６ｍｍφ×３ｍｍの寸法で成形し、ニッケル密着性（２５℃）測定用試験片を得た。ニッケル板のニッケル密着性（２５℃）測定用試験片と接する面の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１６μｍのものを用いた。その後、１７５℃３時間の条件で硬化した当該ニッケル密着性（２５℃）測定用試験片について、自動ダイシェア測定装置（ノードソン・アドバンスド・テクノロジー社製、ＤＡＧＥ４０００型）を用いて、試験片とニッケル板との接合部を押すツールとニッケル板との距離０．１２５ｍｍ、荷重センサの速度０．３ｍｍ／ｓ、２５℃の条件にて２５℃におけるダイシェア強度（ＭＰａ）を測定した。
２６０℃におけるダイシェア強度（ＭＰａ）についても、測定温度を２６０℃とする他は、２５℃におけるダイシェア強度（ＭＰａ）の測定方法に準じて測定した。
<Nickel adhesion (die shear strength)>
The resin composition for semiconductor encapsulation obtained in each example was processed using a low-pressure transfer molding machine (TOWA Corporation, Y series) under conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 10 MPa, and a curing time of 180 seconds. A test piece for measuring nickel adhesion (25° C.) was obtained by molding on a nickel plate with dimensions of 3.6 mmφ×3 mm. The average surface roughness (Ra) of the surface of the nickel plate in contact with the test piece for measuring nickel adhesion (25° C.) was 16 μm. After that, the test piece for measuring nickel adhesion (25°C), which had been cured under the conditions of 175°C for 3 hours, was tested using an automatic die shear measuring device (DAGE4000 model, manufactured by Nordson Advanced Technology). The die shear strength (MPa) at 25° C. was measured under the following conditions: the distance between the nickel plate and the tool that presses the joint with the nickel plate was 0.125 mm, the speed of the load sensor was 0.3 mm/s, and the temperature was 25° C.
The die shear strength (MPa) at 260°C was also measured according to the method for measuring die shear strength (MPa) at 25°C, except that the measurement temperature was 260°C.
＜銅密着性（ダイシェア強度）＞
各例で得られた半導体封止用樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、Ｙシリーズ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力１０ＭＰａ、硬化時間１８０秒の条件で、銅板上に３．６ｍｍφ×３ｍｍの寸法で成形し、銅密着性（２５℃）測定用試験片を得た。銅板の銅密着性（２５℃）測定用試験片と接する面の平均表面粗さ（Ｒａ）は、１６μｍのものを用いた。その後、１７５℃３時間の条件で硬化した当該銅密着性（２５℃）測定用試験片について、自動ダイシェア測定装置（ノードソン・アドバンスド・テクノロジー社製、ＤＡＧＥ４０００型）を用いて、銅密着性（２５℃）測定用試験片と銅板との接合部を押すツールと銅板との距離０．１２５ｍｍ、荷重センサの速度０．３ｍｍ／ｓ、２５℃条件にて２５℃におけるダイシェア強度（ＭＰａ）を測定した。
<Copper adhesion (die shear strength)>
The resin composition for semiconductor encapsulation obtained in each example was processed using a low-pressure transfer molding machine (TOWA Corporation, Y series) under conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 10 MPa, and a curing time of 180 seconds. A test piece for measuring copper adhesion (25° C.) was obtained by molding it on a copper plate with dimensions of 3.6 mmφ×3 mm. The average surface roughness (Ra) of the surface of the copper plate in contact with the test piece for measuring copper adhesion (25° C.) was 16 μm. Thereafter, the test piece for copper adhesion (25°C) measurement, which had been cured for 3 hours at 175°C, was measured using an automatic die shear measuring device (Model DAGE4000, manufactured by Nordson Advanced Technology). ℃) The die shear strength (MPa) at 25°C was measured at a distance of 0.125 mm between the tool that presses the joint between the measurement test piece and the copper plate and the copper plate, and a speed of the load sensor of 0.3 mm/s at 25°C. .
＜スパイラルフロー＞
低圧トランスファー成形機を用いて、ＥＭＭＩ－１－６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で各例で得られた半導体封止用樹脂組成物を注入し、流動長（ｃｍ）を測定することにより行った。
<Spiral flow>
The semiconductors obtained in each example were placed in a spiral flow measurement mold according to EMMI-1-66 using a low-pressure transfer molding machine under conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 120 seconds. This was carried out by injecting the sealing resin composition and measuring the flow length (cm).
＜曲げ弾性率および曲げ強度＞
２５℃における曲げ弾性率および曲げ強度は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて、以下の手順で測定した。
各例で得られた半導体封止用樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機（ＴＯＷＡ株式会社製、Ｙシリーズ）を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力１０．０ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で注入成形し、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの成形品を得た。得られた成形品を、１７５℃で４時間加熱硬化し、弾性率（２５℃）測定用の試験片を得た。ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準拠した３点曲げ法により、当該弾性率（２５℃）測定用試験片の２５℃における曲げ弾性率（ＭＰａ）および曲げ強度（ＭＰａ）を測定した。
２６０℃における曲げ弾性率（ＭＰａ）および曲げ強度（ＭＰａ）についても、測定温度を２６０℃とする他は、２５℃における曲げ弾性率および曲げ強度の測定方法に準じて測定した。
<Bending modulus and bending strength>
The flexural modulus and flexural strength at 25°C were measured according to JIS K 6911 using the following procedure.
The resin composition for semiconductor encapsulation obtained in each example was molded using a low-pressure transfer molding machine (TOWA Corporation, Y series) under conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 10.0 MPa, and a curing time of 120 seconds. Injection molding was performed to obtain a molded product measuring 80 mm x 10 mm x 4 mm. The obtained molded article was heat-cured at 175° C. for 4 hours to obtain a test piece for measuring the elastic modulus (25° C.). The bending elastic modulus (MPa) and bending strength (MPa) at 25° C. of the test piece for measuring elastic modulus (25° C.) were measured by a three-point bending method according to JIS K 6911.
The flexural modulus (MPa) and flexural strength (MPa) at 260°C were also measured according to the method for measuring the flexural modulus and flexural strength at 25°C, except that the measurement temperature was 260°C.
＜Ｃｌ－イオンおよびＳＯ４
２－イオン＞
各例で得られた半導体封止用樹脂組成物中のＣｌ－イオンおよびＳＯ４
２－イオンの含有量（ｐｐｍ）を以下のとおり測定した。
半導体封止用樹脂組成物を１７５℃、８時間の条件で硬化させ、ミルで粉砕し、パウダーにした。得られた各パウダー５ｇに対して５０ｍＬの純水で希釈し、スターラーを用いて２時間撹拌した。その後、１２５℃のオーブンに入れ、２０時間抽出を行った。その後、得られた抽出液をイオンクロマトグラフィーで測定した。
<Cl - ion and SO 4 2- ion>
The content (ppm) of Cl - ions and SO 4 2- ions in the resin composition for semiconductor encapsulation obtained in each example was measured as follows.
The resin composition for semiconductor encapsulation was cured at 175° C. for 8 hours, and ground into powder using a mill. 5 g of each powder obtained was diluted with 50 mL of pure water and stirred for 2 hours using a stirrer. Thereafter, it was placed in an oven at 125°C and extracted for 20 hours. Thereafter, the obtained extract was measured by ion chromatography.
実施例および比較例の半導体封止用樹脂組成物の組成および評価結果を表１にまとめて示す。 The compositions and evaluation results of the resin compositions for semiconductor encapsulation of Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1.
表１より、各実施例で得られた半導体封止用樹脂組成物は、ニッケルに対する密着性が良好であった。 From Table 1, the resin compositions for semiconductor encapsulation obtained in each example had good adhesion to nickel.
２０ 半導体素子
３０ 基板
３２ ダイパッド
３４ アウターリード
４０ ワイヤ
５０ 封止材
１００ 半導体装置
20
Claims (7)
硬化剤と、
無機フィラーと、
シランカップリング剤と、
エポキシ樹脂改質剤と、
硬化促進剤と、
を含む半導体封止用樹脂組成物であって、
前記エポキシ樹脂改質剤が、以下の成分（Ａ）および成分（Ｂ）の少なくとも一方である、
半導体封止用樹脂組成物。
（Ａ）重量平均分子量が１×１０4以上であり、エポキシ当量が２００以上１０００以下である、エポキシ基含有（メタ）アクリル樹脂
（Ｂ）アクリル酸エステル共重合体の側鎖にポリエーテル鎖を介してグリシジル基を有する化合物 Epoxy resin and
a hardening agent;
Inorganic filler;
a silane coupling agent,
an epoxy resin modifier;
a curing accelerator;
A resin composition for semiconductor encapsulation comprising:
The epoxy resin modifier is at least one of the following components (A) and (B),
Resin composition for semiconductor encapsulation.
(A) An epoxy group-containing (meth)acrylic resin having a weight average molecular weight of 1 x 10 4 or more and an epoxy equivalent of 200 or more and 1000 or less. (B) A polyether chain in the side chain of an acrylic ester copolymer. Compounds with glycidyl groups through
［２５℃における曲げ弾性率］
曲げ弾性率は、以下の手順で測定する。
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力１０．０ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で当該半導体封止用樹脂組成物を注入成形し、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの成形品を得る。前記成形品を、１７５℃で４時間加熱硬化し、測定用の試験片を得る。動的粘弾性測定装置を用いた３点曲げ法により、前記試験片の２５℃における曲げ弾性率（ＭＰａ）を測定する。 A claim in which the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation has a flexural modulus of 7,000 MPa or more and 20,000 MPa or less, as measured under the conditions described below in [Flexural modulus at 25° C.] in accordance with JIS K 6911. Item 1. The resin composition for semiconductor encapsulation according to item 1.
[Bending elastic modulus at 25°C]
The flexural modulus is measured by the following procedure.
Using a low-pressure transfer molding machine, the resin composition for semiconductor encapsulation is injection molded under the conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 10.0 MPa, and a curing time of 120 seconds to obtain a molded product of 80 mm x 10 mm x 4 mm. . The molded article is heated and cured at 175° C. for 4 hours to obtain a test piece for measurement. The flexural modulus (MPa) of the test piece at 25° C. is measured by a three-point bending method using a dynamic viscoelasticity measuring device.
［２６０℃における曲げ弾性率］
曲げ弾性率は、以下の手順で測定する。
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力１０．０ＭＰａ、硬化時間１２０秒の条件で当該半導体封止用樹脂組成物を注入成形し、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの成形品を得る。前記成形品を、１７５℃で４時間加熱硬化し、測定用の試験片を得る。動的粘弾性測定装置を用いた３点曲げ法により、前記試験片の２６０℃における曲げ弾性率（ＭＰａ）を測定する。 A claim in which the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation has a flexural modulus of 200 MPa or more and 600 MPa or less, as measured under the conditions described below in [Flexural modulus at 260° C.] in accordance with JIS K 6911. Item 2. The resin composition for semiconductor encapsulation according to item 1 or 2.
[Bending elastic modulus at 260°C]
The flexural modulus is measured by the following procedure.
Using a low-pressure transfer molding machine, the resin composition for semiconductor encapsulation is injection molded under the conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 10.0 MPa, and a curing time of 120 seconds to obtain a molded product of 80 mm x 10 mm x 4 mm. . The molded article is heated and cured at 175° C. for 4 hours to obtain a test piece for measurement. The bending elastic modulus (MPa) of the test piece at 260° C. is measured by a three-point bending method using a dynamic viscoelasticity measuring device.
（ｉ）消費電力２．０Ｗ以上の半導体素子
（ｉｉ）ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３およびダイヤモンドからなる群から選択される１種以上の半導体からなる半導体素子
（ｉｉｉ）電圧が１．０Ｖ以上の半導体素子
（ｉｖ）パワー密度が１０Ｗ／ｃｍ３以上の半導体素子 The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 5, which is used for encapsulating a power semiconductor element that satisfies any of the following conditions (i) to (iv).
(i) Semiconductor element with power consumption of 2.0 W or more (ii) Semiconductor element made of one or more semiconductors selected from the group consisting of SiC, GaN, Ga 2 O 3 and diamond (iii) Voltage of 1.0 V or more (iv) Semiconductor element with a power density of 10 W/cm 3 or more
前記半導体素子を封止する封止部材と、を備える半導体装置であって、
前記封止部材が、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の硬化物からなる、半導体装置。 A semiconductor element mounted on a substrate,
A semiconductor device comprising a sealing member that seals the semiconductor element,
A semiconductor device, wherein the sealing member is made of a cured product of the resin composition for semiconductor sealing according to any one of claims 1 to 6.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2022058603A JP2023149827A (en) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device |
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