JP2643706B2 - Thermosetting resin composition and semiconductor device - Google Patents

Thermosetting resin composition and semiconductor device

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JP2643706B2
JP2643706B2 JP3336055A JP33605591A JP2643706B2 JP 2643706 B2 JP2643706 B2 JP 2643706B2 JP 3336055 A JP3336055 A JP 3336055A JP 33605591 A JP33605591 A JP 33605591A JP 2643706 B2 JP2643706 B2 JP 2643706B2
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thermosetting resin
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利夫 塩原
和俊 富吉
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、流動性が良好で、膨張
係数が小さく、高いガラス転移温度を有しながら、接着
性が良好で、低吸湿性の硬化物を与える熱硬化性樹脂組
成物及びこの熱硬化性樹脂組成物の硬化物で封止された
半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermosetting resin composition which provides a cured product having good flowability, small expansion coefficient, high glass transition temperature, good adhesion and low moisture absorption. And a semiconductor device sealed with a cured product of the thermosetting resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スタ、IC、LSI、超LSIが主流となっており、中
でもエポキシ樹脂は、一般に他の熱硬化性樹脂に比べ成
形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優れて
いるため、エポキシ樹脂組成物で半導体装置を封止する
ことが多く行われているが、最近においてこれらの半導
体装置は集積度が益々大きくなり、これに応じてチップ
寸法も大きくなりつつある。一方、これに対しパッケー
ジ外形寸法は電子機器の小型化、軽量化の要求にともな
い、小型化、薄型化が進んでいる。更に、半導体部品を
回路基板へ取り付ける方法も、基板上の部品の高密度化
や基板の薄型化のため、半導体部品の表面実装化が幅広
く行われるようになってきた。
2. Description of the Related Art
In the semiconductor industry, resin-sealed diodes, transistors, ICs, LSIs, and ultra-LSIs are the mainstream. Among them, epoxy resins are generally more moldable, adhesive, and have better electrical properties than other thermosetting resins. Due to its excellent mechanical properties, moisture resistance, etc., semiconductor devices are often sealed with epoxy resin compositions, but these semiconductor devices have recently become more and more integrated, Chip dimensions are also increasing. On the other hand, package external dimensions are becoming smaller and thinner with the demand for smaller and lighter electronic devices. Further, in the method of attaching a semiconductor component to a circuit board, the surface mounting of the semiconductor component has been widely performed due to the high density of components on the substrate and the thinning of the substrate.

【0003】しかしながら、半導体装置を表面実装する
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じてしまう。このようなクラックや剥離は、表
面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿
していると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程に
おいては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実
装後のエポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置の信頼
性が大きく損なわれる場合がある。従って、これら問題
点の解決が望まれる。
[0003] However, when a semiconductor device is surface-mounted, it is common to immerse the entire semiconductor device in a solder bath or to pass the semiconductor device through a high-temperature zone in which the solder is melted. Cracks occur in the layer, and peeling occurs at the interface between the lead frame or chip and the sealing resin. Such cracks and peeling become more remarkable when the sealing resin layer of the semiconductor device absorbs moisture before the thermal shock at the time of surface mounting. Therefore, the reliability of the semiconductor device sealed with the epoxy resin composition after mounting may be greatly impaired. Therefore, it is desired to solve these problems.

【0004】なお、上記問題点の解決策として、エポキ
シ樹脂としてビフェニルタイプのエポキシ樹脂が多用さ
れているが、このエポキシ樹脂は重合度が低いため硬化
物のガラス転移温度が150℃以下となってしまい、半
導体素子封止用の材料としては不十分なものである。
As a solution to the above problem, a biphenyl type epoxy resin is frequently used as an epoxy resin. However, since this epoxy resin has a low degree of polymerization, the glass transition temperature of the cured product becomes 150 ° C. or less. As a result, it is insufficient as a material for sealing a semiconductor element.

【0005】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、流動性が良好であるとともに、低膨張係数、低応
力、高いガラス転移温度を有し、しかも接着性が良好
で、低吸湿性の硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物及び
この熱硬化性樹脂組成物の硬化物で封止された表面実装
時の熱衝撃や耐湿性においても高い信頼性を有する半導
体装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a good fluidity, a low expansion coefficient, a low stress, a high glass transition temperature, a good adhesive property, and a low hygroscopicity. An object of the present invention is to provide a thermosetting resin composition that gives a cured product and a semiconductor device that has high reliability in thermal shock and moisture resistance during surface mounting sealed with the cured product of the thermosetting resin composition. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、硬化剤等を含有する熱硬化性樹脂
組成物において、エポキシ樹脂として下記式(1)で示
されるフルオレン型エポキシ樹脂と下記式(4)で示さ
れるナフタレン環含有エポキシ樹脂、フェノール樹脂と
して下記一般式(2)で示されるジシクロペンタジエン
変性フェノール樹脂を配合することにより、流動性が良
好で、膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有する
上、接着性に優れ、かつ低吸湿性の硬化物を与えるこ
と、更にこの熱硬化性樹脂組成物の硬化物で封止された
半導体装置は高い信頼性を有することを知見し、本発明
をなすに至った。
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that a thermosetting resin composition containing an epoxy resin, a phenolic resin, a curing agent, and the like has an epoxy resin. A fluorene-type epoxy resin represented by the following formula (1), a naphthalene ring-containing epoxy resin represented by the following formula (4), and a dicyclopentadiene-modified phenol resin represented by the following general formula (2) as a phenol resin. It has good fluidity, low expansion coefficient, high glass transition temperature, excellent adhesiveness, and gives a cured product with low hygroscopicity, and is further sealed with a cured product of this thermosetting resin composition. The inventors have found that the stopped semiconductor device has high reliability, and have accomplished the present invention.

【0007】[0007]

【化2】 Embedded image

【0008】従って、本発明は、下記式(1)で示され
るフルオレン型エポキシ樹脂及び下記式(4)で示され
るナフタレン環含有エポキシ樹脂を含有するエポキシ樹
脂と、下記一般式(2)で示されるジシクロペンタジエ
ン変性フェノール樹脂とを必須成分としてなり、前記フ
ルオレン型エポキシ樹脂の配合量がエポキシ樹脂全体の
5重量%以上であり、前記ナフタレン環含有エポキシ樹
脂の配合量はそのナフタレン環含有量がエポキシ樹脂全
体の5〜80重量%となる量であることを特徴とする熱
硬化性樹脂組成物、及びこの組成物の硬化物で封止され
た半導体装置を提供する。
Accordingly, the present invention provides an epoxy resin containing a fluorene type epoxy resin represented by the following formula (1) and a naphthalene ring-containing epoxy resin represented by the following formula (4): And a dicyclopentadiene-modified phenol resin as an essential component, the compounding amount of the fluorene type epoxy resin is 5% by weight or more of the entire epoxy resin, and the compounding amount of the naphthalene ring-containing epoxy resin is such that the naphthalene ring content is Provided is a thermosetting resin composition, which is in an amount of 5 to 80% by weight of the entire epoxy resin, and a semiconductor device sealed with a cured product of the composition.

【0009】[0009]

【化3】 Embedded image

【0010】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明の熱硬化性樹脂組成物の第一必須成分は、下記式
(1)で示されるフルオレン型エポキシ樹脂及び下記式
(4)で示されるナフタレン環含有エポキシ樹脂であ
る。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The first essential component of the thermosetting resin composition of the present invention is represented by the following formula (1) and a fluorene epoxy resin represented by the following formula (4). It is a naphthalene ring-containing epoxy resin.

【0011】[0011]

【化4】 Embedded image

【0012】上記式(1)のフルオレン型エポキシ樹脂
の配合量は、組成物中のエポキシ樹脂全体の5%(重量
%、以下同様)以上、特に10%以上とすることが好ま
しい。配合量が5%に満たないと十分な接着性が得られ
ない場合がある。
The compounding amount of the fluorene type epoxy resin of the above formula (1) is preferably at least 5% (% by weight, hereinafter the same) of the total epoxy resin in the composition, particularly preferably at least 10%. If the amount is less than 5%, sufficient adhesiveness may not be obtained.

【0013】なお、本発明では、上記エポキシ樹脂以外
にその他のエポキシ樹脂を配合してもよい。その他のエ
ポキシ樹脂としては、例えば、1分子中にエポキシ基を
少なくとも2個以上有するエポキシ樹脂が好適であり、
具体的にはビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン
型エポキシ樹脂及びその重合物、ビフェニル型エポキシ
樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノールノボラック樹
脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、グリシジル
エステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環
型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ビスヒドロキシ
ビフェニル系エポキシ樹脂等が例示される。
In the present invention, another epoxy resin may be blended in addition to the above epoxy resin. As other epoxy resins, for example, an epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule is preferable,
Specifically, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, triphenol alkane type epoxy resin and its polymer, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol novolak resin, phenol aralkyl type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy Examples thereof include resins, alicyclic epoxy resins, heterocyclic epoxy resins, brominated epoxy resins, and bishydroxybiphenyl-based epoxy resins.

【0014】[0014]

【化5】 Embedded image

【0015】なお、上記ナフタレン環含有エポキシ樹脂
中のα−ナフトールやα,β−ナフトールのエポキシ化
物は10重量%以下であることが好ましく、耐熱性や耐
湿性の面から望ましくは7重量%以下である。この他に
フェノールのみからなる二核体やフェニルグリシジルエ
ーテルは0.5重量%以下、特に0.2重量%以下であ
ることが好ましい。
The epoxidized α-naphthol or α, β-naphthol in the above naphthalene ring-containing epoxy resin is preferably 10% by weight or less, and more preferably 7% by weight or less from the viewpoint of heat resistance and moisture resistance. It is. In addition to this, the content of a binuclear substance composed of only phenol or phenylglycidyl ether is preferably 0.5% by weight or less, particularly preferably 0.2% by weight or less.

【0016】また、ナフタレン環含有エポキシ樹脂の軟
化点はナフタレン環含有エポキシ樹脂中のα−ナフトー
ルやα,β−ナフトールのエポキシ化物含有量に影響さ
れるが、これらエポキシ樹脂は軟化点が50〜120
℃、特に70〜110℃でエポキシ当量が100〜40
0を有するものが望ましい。軟化点が50℃未満のエポ
キシ樹脂を用いた場合、硬化物のガラス転移温度が低下
するばかりか、成形時にバリやボイドが発生し易い場合
があり、また軟化点が120℃を越えると粘度が高くな
り過ぎて成形できなくなる場合がある。
The softening point of the naphthalene ring-containing epoxy resin is affected by the epoxide content of α-naphthol and α, β-naphthol in the naphthalene ring-containing epoxy resin. 120
C., especially 70-110 ° C., epoxy equivalent of 100-40.
Those having 0 are desirable. When an epoxy resin having a softening point of less than 50 ° C. is used, not only does the glass transition temperature of the cured product decrease, but burrs and voids may easily occur during molding, and if the softening point exceeds 120 ° C., the viscosity may decrease. It may be too high to be molded.

【0017】これらの樹脂を半導体封止用に用いる場
合、加水分解性塩素が1000ppm以下、特に500
ppm以下、ナトリウム、カリウムは10ppm以下で
あることが好ましい。加水分解性塩素が1000ppm
を越えたり、ナトリウム、カリウムが10ppmを超え
る樹脂で半導体装置を封止し、長時間高温高湿下に半導
体装置を放置した場合、耐湿性が劣化する場合がある。
このようなエポキシ樹脂を選択することで信頼性に優れ
た熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。
When these resins are used for semiconductor encapsulation, the content of hydrolyzable chlorine is 1000 ppm or less, especially 500 ppm.
It is preferable that the content of sodium and potassium is 10 ppm or less. Hydrolytic chlorine is 1000ppm
If the semiconductor device is sealed with a resin exceeding 10 ppm or sodium and potassium exceeding 10 ppm and the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time, the moisture resistance may be deteriorated.
By selecting such an epoxy resin, a thermosetting resin composition having excellent reliability can be obtained.

【0018】かかるナフタレン環含有エポキシ樹脂の具
体例としては下記の化合物を挙げることができる。
Specific examples of the naphthalene ring-containing epoxy resin include the following compounds.

【0019】[0019]

【化6】 Embedded image

【0020】なお、極めて吸水率の少ない、接着性の良
好な樹脂組成物を得るには、これらのエポキシ樹脂全体
中におけるナフタレン環の含有量は5〜80重量%、特
に10〜60重量%の範囲とすることが望ましく、ナフ
タレン環含有量がこの範囲内となるようにナフタレン環
含有エポキシ樹脂の配合量を調製することが好ましい。
In order to obtain a resin composition having very low water absorption and good adhesiveness, the content of naphthalene rings in these epoxy resins is 5 to 80% by weight, particularly 10 to 60% by weight. It is preferable to adjust the amount of the naphthalene ring-containing epoxy resin so that the naphthalene ring content falls within this range.

【0021】次に、第二成分のジシクロペンタジエン変
性フェノール樹脂は第一成分のエポキシ樹脂の硬化剤と
して作用するもので、下記一般式(2)で示されるもの
である。
Next, the dicyclopentadiene-modified phenol resin of the second component acts as a curing agent for the epoxy resin of the first component, and is represented by the following general formula (2).

【0022】[0022]

【化7】 (但し、式中R1は例えばメチル基、エチル基等の炭素
数1〜6のアルキル基、n=0〜15の整数である。)
Embedded image (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group, and n is an integer of 0 to 15.)

【0023】一般式(2)で示されるフェノール樹脂と
して具体的には次の化合物を挙げることができる。
Specific examples of the phenolic resin represented by the general formula (2) include the following compounds.

【0024】[0024]

【化8】 Embedded image

【0025】上記式(2)のジシクロペンタジエン変性
フェノール樹脂の配合量は、組成物中のフェノール樹脂
全体の20〜100%、特に40〜100%とすること
が好ましい。配合量が20%に満たないと十分な接着性
が得られず、耐湿性の低下を招く場合がある。
The compounding amount of the dicyclopentadiene-modified phenol resin of the above formula (2) is preferably 20 to 100%, particularly preferably 40 to 100% of the whole phenol resin in the composition. If the amount is less than 20%, sufficient adhesiveness may not be obtained, and the moisture resistance may be reduced.

【0026】本発明の熱硬化性樹脂組成物においては、
フェノール樹脂として上述したジシクロペンタジエン変
性フェノール樹脂を必須成分とするものであるが、その
ほか通常のフェノール樹脂を併用して用いることができ
る。このようなフェノール樹脂の中で代表的なものとし
ては、1分子中にフェノール性水酸基を少なくとも2個
以上有するフェノール樹脂が好適である。具体的にはノ
ボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹
脂、フェノールアラルキル樹脂、トリフェノールアルカ
ン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂、ナフタレ
ン環含有フェノール樹脂などが例示される。特に、ナフ
タレン環含有フェノール樹脂を併用することで低吸湿で
かつより接着性に優れた熱硬化性樹脂組成物が得られ
る。更にはアミン系硬化剤や酸無水物系硬化剤と併用し
ても良い。
In the thermosetting resin composition of the present invention,
Although the above-mentioned dicyclopentadiene-modified phenol resin is used as an essential component as the phenol resin, other ordinary phenol resins can be used in combination. As a typical example of such a phenol resin, a phenol resin having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule is preferable. Specific examples include phenol resins such as novolak type phenol resins, resol type phenol resins, phenol aralkyl resins, triphenol alkane type resins and polymers thereof, and naphthalene ring-containing phenol resins. In particular, by using a naphthalene ring-containing phenol resin in combination, a thermosetting resin composition having low moisture absorption and excellent adhesion can be obtained. Further, it may be used in combination with an amine curing agent or an acid anhydride curing agent.

【0027】これらフェノール樹脂の中でも下記一般式
(3)で示されるようなナフタレン環含有フェノール樹
脂とジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂を組み合
わせることが好ましく、これにより著しく吸水率が低下
し、接着強度の向上と低吸湿化が相まって、吸湿後の半
田浸漬の際の耐クラック性に優れた特性を発揮する。
Among these phenolic resins, it is preferable to combine a naphthalene ring-containing phenolic resin represented by the following general formula (3) and a dicyclopentadiene-modified phenolic resin, whereby the water absorption rate is remarkably reduced and the adhesive strength is improved. Combined with low moisture absorption, exhibiting excellent resistance to cracking during solder immersion after moisture absorption.

【0028】[0028]

【化9】 Embedded image

【0029】これらフェノール樹脂の具体例として次に
示すようなものが例示される。
Specific examples of these phenol resins include the following.

【0030】[0030]

【化10】 Embedded image

【0031】これらのフェノール樹脂は軟化点が60〜
150℃を有するものが好ましく、より好ましくは70
〜130℃のものである。水酸基当量としては90〜2
50のものが望ましい。このフェノール樹脂を半導体封
止用に用いる場合、ナトリウム、カリウムは10ppm
以下であることが好ましく、ナトリウム、カリウムが1
0ppmを越える樹脂で半導体装置を封止し、長時間高
温高湿下に半導体装置を放置した場合、耐湿性の劣化が
促進される場合がある。
These phenolic resins have a softening point of 60 to
Those having a temperature of 150 ° C. are preferred, more preferably 70 ° C.
~ 130 ° C. The hydroxyl equivalent is 90-2.
50 are preferred. When this phenol resin is used for semiconductor encapsulation, sodium and potassium are 10 ppm.
It is preferable that sodium and potassium are 1 or less.
When a semiconductor device is sealed with a resin exceeding 0 ppm and the semiconductor device is left for a long time under high temperature and high humidity, deterioration of moisture resistance may be promoted.

【0032】上述したエポキシ樹脂とフェノール樹脂の
配合比率はエポキシ基と水酸基の当量比によって決定さ
れる。本発明においてはエポキシ基/水酸基が0.5〜
2、特に0.8〜1.5の範囲であることが好ましく、
通常エポキシ樹脂100部(重量部、以下同じ)に対し
フェノール樹脂を30〜100部、特に40〜70部配
合することが好ましい。配合量が30部未満では十分な
強度が得られず、100部を越えると未反応のフェノー
ル樹脂が残って耐湿性が低下する場合がある。
The mixing ratio between the epoxy resin and the phenol resin is determined by the equivalent ratio between the epoxy group and the hydroxyl group. In the present invention, the epoxy group / hydroxyl group is 0.5 to
2, particularly preferably in the range of 0.8 to 1.5,
Usually, it is preferable to mix 30 to 100 parts, especially 40 to 70 parts of a phenol resin with respect to 100 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the epoxy resin. If the amount is less than 30 parts, sufficient strength may not be obtained, and if it exceeds 100 parts, unreacted phenol resin may remain and moisture resistance may decrease.

【0033】本発明においては、フルオレン型エポキシ
樹脂とジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂に加え
て、本発明の効果を更に増強させるためにシリコーン変
性共重合体を併用することが好ましい。このシリコーン
変性共重合体としては、アルケニル基を含有するエポキ
シ樹脂やフェノール樹脂、あるいはアルケニル基を含有
するナフタレン環含有エポキシ樹脂やナフタレン環含有
フェノール樹脂とオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン中のSiH基との付加反応によって得られるものが好
適である。
In the present invention, it is preferable to use a silicone-modified copolymer in addition to the fluorene-type epoxy resin and the dicyclopentadiene-modified phenol resin in order to further enhance the effect of the present invention. Examples of the silicone-modified copolymer include an alkenyl group-containing epoxy resin or a phenol resin, or an alkenyl group-containing naphthalene ring-containing epoxy resin or a naphthalene ring-containing phenol resin and the addition of SiH groups in an organohydrogenpolysiloxane. Those obtained by the reaction are preferred.

【0034】アルケニル基を含有するエポキシ樹脂又は
フェノール樹脂、アルケニル基を含有するナフタレン環
含有エポキシ樹脂又はナフタレン環含有フェノール樹脂
の具体例として次に示すものが挙げられる。
Specific examples of the alkenyl group-containing epoxy resin or phenol resin, the alkenyl group-containing naphthalene ring-containing epoxy resin or the naphthalene ring-containing phenol resin include the following.

【0035】[0035]

【化11】 Embedded image

【0036】また、オルガノポリシロキサンの具体例と
して次に示すものが挙げられる。
The following are specific examples of the organopolysiloxane.

【0037】[0037]

【化12】 Embedded image

【0038】上述したシリコーン変性共重合体の配合量
は、組成物中のエポキシ樹脂とフェノール樹脂の合計量
100部に対して0〜50部、特に1〜30部の範囲と
することが好ましく、50部を超えると十分な接着性向
上が期待できないばかりか、硬化物の水の拡散係数が大
きくなり、水が入りやすくなる場合がある。
The amount of the silicone-modified copolymer is preferably in the range of 0 to 50 parts, more preferably 1 to 30 parts, based on 100 parts of the total amount of the epoxy resin and the phenol resin in the composition. If it exceeds 50 parts, not only the sufficient improvement in adhesiveness cannot be expected, but also the diffusion coefficient of water of the cured product becomes large, and water may easily enter.

【0039】次に、本発明では無機質充填剤を使用する
ことができる。これら無機質充填剤は封止材の膨張係数
を小さくし、半導体素子に加わる応力を低下させるため
のものであり、具体例としては破砕状、球状の形状を持
った溶融シリカ、結晶性シリカが主に用いられ、この他
にアルミナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミニウムなども
使用可能である。なお、硬化物の低膨張化と成形性を両
立させるためには球状と破砕品のブレンド、あるいは球
状品のみを用いた方がよい。また、無機質充填剤は平均
粒径が5〜20ミクロンであることが好ましい。更に、
この種の無機質充填剤はあらかじめシランカップリング
剤で表面処理して使用した方がよい。
Next, in the present invention, an inorganic filler can be used. These inorganic fillers are used to reduce the expansion coefficient of the sealing material and reduce the stress applied to the semiconductor element. Specific examples thereof include crushed and spherical fused silica and crystalline silica. In addition, alumina, silicon nitride, aluminum nitride and the like can also be used. In order to achieve both low expansion of the cured product and moldability, it is better to use a blend of spherical and crushed products, or to use only spherical products. Also, the inorganic filler preferably has an average particle size of 5 to 20 microns. Furthermore,
This kind of inorganic filler is preferably used after surface treatment with a silane coupling agent in advance.

【0040】無機質充填剤の充填量は組成物中のエポキ
シ樹脂とフェノール樹脂の合計量100部に対して10
0〜1800部が好ましく、100部未満では膨張係数
が大きくなり、半導体素子に加わる応力が増大し、素子
特性の劣化を招く場合があり、1800部を超えると成
形時の粘度が高くなり、成形性が悪くなる場合がある。
The amount of the inorganic filler is 10 parts per 100 parts of the total amount of the epoxy resin and the phenol resin in the composition.
0 to 1800 parts is preferable, and if it is less than 100 parts, the expansion coefficient increases, the stress applied to the semiconductor element increases, and the element characteristics may deteriorate. If it exceeds 1800 parts, the viscosity at the time of molding increases, May deteriorate.

【0041】更に、本発明の組成物には硬化促進剤を添
加することが好ましく、硬化促進剤としては例えばイミ
ダゾールもしくはその誘導体、ホスフィン誘導体、シク
ロアミジン誘導体が代表例として挙げられる。硬化促進
剤の配合量は、エポキシ樹脂100部に対し0.001
〜5部、特に0.1〜2部とすることが好ましく、0.
001部未満では短時間で硬化させることができない場
合があり、5部を超えると硬化速度が早すぎて良好な成
形品が得られない場合がある。
Further, it is preferable to add a curing accelerator to the composition of the present invention. Examples of the curing accelerator include, for example, imidazole or a derivative thereof, a phosphine derivative, and a cycloamidine derivative. The amount of the curing accelerator is 0.001 to 100 parts of the epoxy resin.
To 5 parts, preferably 0.1 to 2 parts, more preferably 0.1 to 2 parts.
If it is less than 001 parts, it may not be possible to cure in a short time, and if it exceeds 5 parts, the curing speed may be too fast to obtain a good molded product.

【0042】本発明には更に本発明の熱硬化性樹脂組成
物の硬化物に可撓性や強靭性を付与するため、各種有機
合成ゴム、メタクリル酸メチル−スチレン−ブタジエン
共重合体、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重
合体などの熱可塑性樹脂、シリコーンゲルやシリコーン
ゴムなどの微粉末を添加することができる。また二液タ
イプのシリコーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填剤
表面を処理しても良い。これらの中では特にシリコーン
変性共重合体やメタクリル酸メチル−スチレン−ブタジ
エン共重合体がエポキシ樹脂の低応力化に効果がある。
In the present invention, various organic synthetic rubbers, methyl methacrylate-styrene-butadiene copolymer, styrene-styrene are used to impart flexibility and toughness to the cured product of the thermosetting resin composition of the present invention. Thermoplastic resins such as ethylene-butene-styrene copolymers and fine powders such as silicone gels and silicone rubbers can be added. Alternatively, the surface of the inorganic filler may be treated with a two-pack type silicone rubber or silicone gel. Among these, a silicone-modified copolymer and a methyl methacrylate-styrene-butadiene copolymer are particularly effective in reducing the stress of the epoxy resin.

【0043】これらの低応力化剤の使用量は通常熱硬化
性樹脂組成物全体の0.5〜10重量%、特に1〜5重
量%が好ましい。0.5重量%より少ない配合量では十
分な耐熱衝撃性を与えない場合があり、一方10重量%
より多いと機械的強度が低下する場合がある。
The amount of use of these low stress agents is usually 0.5 to 10% by weight, particularly preferably 1 to 5% by weight, based on the whole thermosetting resin composition. If the amount is less than 0.5% by weight, sufficient thermal shock resistance may not be provided.
If it is larger, the mechanical strength may decrease.

【0044】本発明の組成物には必要に応じ、カルナバ
ワックス、高級脂肪酸、合成ワックス類などの離型剤、
更にシランカップリング剤、酸化アンチモン、リン化合
物などを配合しても良い。
The composition of the present invention may contain, if necessary, a release agent such as carnauba wax, higher fatty acid, or synthetic wax.
Further, a silane coupling agent, antimony oxide, a phosphorus compound or the like may be blended.

【0045】本発明の組成物は、上記した各成分を加熱
ロールによる溶融混練、ニーダーによる溶融混練、連続
押し出し機による溶融混練などで製造することができ
る。なお、成分の配合順序に特に制限はない。
The composition of the present invention can be produced by melt-kneading the above-mentioned components with a heating roll, melt-kneading with a kneader, or melt-kneading with a continuous extruder. There is no particular limitation on the order of compounding the components.

【0046】かくして得られる本発明の熱硬化性樹脂組
成物は、DIP型、フラットパック型、PLCC型,S
O型等の半導体パッケージに有効で、この場合、従来よ
り採用されている成形法、例えばトランスファー成形、
インジェクション成形、注型法等を採用して行うことが
できる。なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物の成形温度
は150〜180℃、ポストキュアーは150〜185
℃で2〜16時間行うことが好ましい。
The thermosetting resin composition of the present invention thus obtained comprises DIP type, flat pack type, PLCC type,
It is effective for semiconductor packages such as O-type, and in this case, a molding method conventionally used, for example, transfer molding,
Injection molding, casting and the like can be employed. In addition, the molding temperature of the thermosetting resin composition of this invention is 150-180 degreeC, and post cure is 150-185.
C. for 2 to 16 hours.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱硬化性
樹脂組成物はフルオレン型エポキシ樹脂及びジシクロペ
ンタジエン変性フェノール樹脂を必須成分とすることに
より、高ガラス転移温度を保持しながら、低吸湿性、高
接着性を有する硬化物を与えるもので、半導体パッケー
ジ用として好適に使用されるものである。
As described above, the thermosetting resin composition of the present invention comprises a fluorene-type epoxy resin and a dicyclopentadiene-modified phenol resin as essential components, thereby maintaining a high glass transition temperature while maintaining a low glass transition temperature. It gives a cured product having hygroscopicity and high adhesiveness, and is suitably used for semiconductor packages.

【0048】[0048]

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、下記の例において部はいずれも重量部
を示す。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, all parts are parts by weight.

【0049】〔実施例、比較例〕 表1に示す成分に加え、球状シリカ550部、三酸化ア
ンチモン10部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン1.5部、ワックスE1.5部、カーボンブラ
ック1.0部、トリフェニルホスフィン0.8部を加え
て得られた配合物を熱二本ロールで均一に溶融混練し
て、4種の熱硬化性樹脂組成物を製造した(実施例1,
2、比較例1,2)。
Examples and Comparative Examples In addition to the components shown in Table 1, 550 parts of spherical silica, 10 parts of antimony trioxide, 1.5 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 1.5 parts of wax E, carbon The mixture obtained by adding 1.0 part of black and 0.8 part of triphenylphosphine was uniformly melt-kneaded with a hot two-roll mill to produce four types of thermosetting resin compositions. ,
2, Comparative Examples 1 and 2).

【0050】これらの熱硬化性樹脂組成物について以下
の(イ)〜(ホ)の諸特性を測定した。結果を表1に示
す。 (イ)スパイラルフロー EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃、70
kg/cm2の条件で測定した。 (ロ)機械的強度(曲げ強度、曲げ弾性率) JISK6911に準じて175℃、70kg/c
2、成形時間2分の条件で10×100×4mmの抗
折棒を成形し、180℃で4時間ポストキュアーしたも
ので測定した。 (ハ)ガラス転移温度、膨張係数 175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件で4
×4×15mmの試験片を成形し、180℃で4時間ポ
ストキュアーしたものを用い、ディラトメーターにより
毎分5℃で昇温させることにより測定した。 (ニ)吸湿後の吸湿量と半田クラック性及び耐湿性 175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件でア
ルミニウム配線腐食測定用の耐湿性試験用半導体装置を
厚さ2mmのフラットパッケージに封止し、180℃で
4時間ポストキュアーした。このパッケージを85℃/
85%RHの雰囲気中72時間放置して吸湿処理を行っ
た後、吸湿量を測定し、これを260℃の半田浴に10
秒浸漬した。この時に発生するパッケージのクラック発
生数を確認した後、良品のみを120℃の飽和水蒸気雰
囲気中に所定時間放置し、不良発生率を調べた。 (ホ)接着性 42アロイ板に直径15mm、高さ5mmの円筒成形品
を175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした後、12
1℃、2.1気圧の条件で16時間放置した後、215
℃のベーパーフェーズリフロー中に1分間浸漬した。そ
の後、42アロイとの接着力を引張強度で調べた。
The following various properties (a) to (e) of these thermosetting resin compositions were measured. Table 1 shows the results. (A) Spiral flow Using a mold conforming to the EMMI standard, 175 ° C, 70
It was measured under the condition of kg / cm 2 . (B) Mechanical strength (flexural strength, flexural modulus) 175 ° C, 70 kg / c according to JIS K6911
A bending rod of 10 × 100 × 4 mm was molded under the conditions of m 2 and molding time of 2 minutes, and post-curing was performed at 180 ° C. for 4 hours. (C) Glass transition temperature, expansion coefficient 175 ° C, 70 kg / cm 2 , molding time 2 minutes
A test piece of × 4 × 15 mm was molded and post-cured at 180 ° C. for 4 hours, and the temperature was measured at 5 ° C./min by a dilatometer. (D) Moisture absorption, solder cracking and moisture resistance after moisture absorption A semiconductor device for moisture resistance testing for measuring aluminum wiring corrosion at 175 ° C., 70 kg / cm 2 , and a molding time of 2 minutes is packaged in a flat package having a thickness of 2 mm. It was sealed and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. 85 ° C /
After being left to stand in an atmosphere of 85% RH for 72 hours to perform a moisture absorption treatment, the amount of moisture absorption was measured, and this was placed in a 260 ° C. solder bath for 10 hours.
Dipped for 2 seconds. After confirming the number of cracks generated in the package at this time, only non-defective products were left in a saturated steam atmosphere at 120 ° C. for a predetermined time, and the defect occurrence rate was examined. (E) Adhesiveness A cylindrical product having a diameter of 15 mm and a height of 5 mm was molded on a 42 alloy plate under the conditions of 175 ° C., 70 kg / cm 2 , and a molding time of 2 minutes, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours.
After leaving for 16 hours at 1 ° C. and 2.1 atm, 215
It was immersed for 1 minute in the vapor phase reflow at ℃. Then, the adhesive strength with 42 alloy was investigated by tensile strength.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[0052]

【化13】 Embedded image

【0053】[0053]

【化14】 Embedded image

【0054】表1の結果より、本発明の熱硬化性樹脂組
成物は流動性、膨張係数が小さく、高ガラス転移温度を
有する上、接着性が良好でかつ低吸湿性の硬化物を与え
ることがわかった。
From the results shown in Table 1, it can be seen that the thermosetting resin composition of the present invention has a low fluidity, a low expansion coefficient, a high glass transition temperature, and a cured product having good adhesiveness and low hygroscopicity. I understood.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 貴之 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (56)参考文献 特開 平1−105562(JP,A) 特開 平1−268713(JP,A) 特開 昭62−201922(JP,A) 特開 昭62−201923(JP,A) 特開 昭62−96521(JP,A) 特開 平2−73823(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takayuki Aoki 1-10 Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Prefecture Inside the Silicone Electronics Materials Research Laboratory, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (56) References JP-A-1-105562 ( JP, A) JP-A-1-268713 (JP, A) JP-A-62-201922 (JP, A) JP-A-62-201923 (JP, A) JP-A-62-96521 (JP, A) Hei 2-73823 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記式(1)で示されるフルオレン型エ
ポキシ樹脂及び下記式(4)で示されるナフタレン環含
有エポキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂と、下記一般式
(2)で示されるジシクロペンタジエン変性フェノール
樹脂とを必須成分としてなり、前記フルオレン型エポキ
シ樹脂の配合量がエポキシ樹脂全体の5重量%以上であ
り、前記ナフタレン環含有エポキシ樹脂の配合量はその
ナフタレン環含有量がエポキシ樹脂全体の5〜80重量
%となる量であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成
物。 【化1】
An epoxy resin containing a fluorene type epoxy resin represented by the following formula (1) and a naphthalene ring-containing epoxy resin represented by the following formula (4), and a dicyclopentadiene represented by the following general formula (2) A modified phenol resin as an essential component, the compounding amount of the fluorene-type epoxy resin is 5% by weight or more of the entire epoxy resin, and the compounding amount of the naphthalene ring-containing epoxy resin is such that the naphthalene ring content of the entire epoxy resin is A thermosetting resin composition having an amount of 5 to 80% by weight. Embedded image
【請求項2】 更に下記一般式(3)で示されるナフタ
レン環含有フェノール樹脂を配合してなる請求項1記載
の熱硬化性樹脂組成物。 【化15】 (但し、式中Rは炭素数1〜10のアルキル基、Aは
水酸基、Bは水酸基又は水素原子、kは0〜5の整数、
lは0〜3の整数、mは0〜2の整数、pは1又は2を
示す。なお、Aはナフタレン環のいずれのリングに付加
してもよく、両リングに同時に付加してもよい。)
2. The thermosetting resin composition according to claim 1, further comprising a naphthalene ring-containing phenol resin represented by the following general formula (3). Embedded image (Where R 1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, A is a hydroxyl group, B is a hydroxyl group or a hydrogen atom, k is an integer of 0 to 5,
1 represents an integer of 0 to 3, m represents an integer of 0 to 2, and p represents 1 or 2. A may be added to either ring of the naphthalene ring or may be added to both rings simultaneously. )
【請求項3】 請求項1又は2記載の熱硬化性樹脂組成
物の硬化物で封止された半導体装置。
3. A semiconductor device sealed with a cured product of the thermosetting resin composition according to claim 1.
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