JP2658750B2 - Thermosetting resin composition and semiconductor device - Google Patents

Thermosetting resin composition and semiconductor device

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JP2658750B2
JP2658750B2 JP19491992A JP19491992A JP2658750B2 JP 2658750 B2 JP2658750 B2 JP 2658750B2 JP 19491992 A JP19491992 A JP 19491992A JP 19491992 A JP19491992 A JP 19491992A JP 2658750 B2 JP2658750 B2 JP 2658750B2
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利夫 塩原
和俊 富吉
貴之 青木
浩二 二ッ森
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Description

【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】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

【0005】[0005]

【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
脂として1分子中に2個以上のエポキシ基を有する非シ
クロヘキサン型エポキシ樹脂20〜95部(重量部、以
下同様)と下記式(1)で示されるシクロヘキサン型エ
ポキシ樹脂5〜80部とを併用し、かつ1分子中に2個
以上のフェノール性水酸基を有すると共に、ナフタレン
環を有するフェノール樹脂及び無機質充填剤を配合する
ことにより、流動性が良好で、高度な接着性を有すると
共に膨張係数が小さく、高いガラス転移温度を有しなが
ら、低吸湿性の硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物が得
られ、更にこの熱硬化性樹脂組成物の硬化物で封止する
ことで信頼性に優れた半導体装置を得ることができるこ
とを見い出した。
The present inventor has conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, as a epoxy resin, a non-cyclohexane type epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule has been prepared. 95 parts (parts by weight, hereinafter the same) and 5 to 80 parts of a cyclohexane type epoxy resin represented by the following formula (1) are used in combination, and each molecule has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and has a naphthalene ring. By blending a phenolic resin and an inorganic filler, it has good fluidity, high adhesiveness, low expansion coefficient, high glass transition temperature, and thermosetting that gives a cured product with low moisture absorption. It has been found that a conductive resin composition is obtained, and that a semiconductor device having excellent reliability can be obtained by sealing with a cured product of the thermosetting resin composition.

【0006】[0006]

【化2】 Embedded image

【0007】なお、シクロヘキサン型エポキシ樹脂を含
有する樹脂組成物(特開平3−14815号公報)は従
来のエポキシ樹脂組成物に比べ耐熱性に優れ、低吸水性
の硬化物を与えるが、十分満足できるものとは言い難
く、表面実装時の熱衝撃や耐湿性において高い信頼性を
得ることは困難であった。更に、シクロヘキサン型エポ
キシ樹脂を単独で使用しても接着性及び低吸水性は向上
するが、架橋密度が高くならないためガラス転移温度が
低い硬化物を与えるものであった。これに対し、本発明
者は上記式(1)で示されるシクロヘキサン型エポキシ
樹脂と1分子中に2個以上のエポキシ基を有する非シク
ロヘキサン型エポキシ樹脂、特にナフタレン環含有エポ
キシ樹脂とを特定の割合で併用し、ナフタレン環含有フ
ェノール樹脂を硬化剤に用いることで意外にもガラス転
移温度が高く、かつ極めて吸水率が少なく、しかも接着
性の良い硬化物を与える熱硬化性樹脂組成物が得られる
ことを知見し、本発明をなすに至ったものである。
[0007] A resin composition containing a cyclohexane type epoxy resin (JP-A-3-14815) has a higher heat resistance than a conventional epoxy resin composition and gives a cured product having low water absorption. It is difficult to say that it is possible, and it has been difficult to obtain high reliability in thermal shock and moisture resistance during surface mounting. Furthermore, even if the cyclohexane type epoxy resin is used alone, the adhesiveness and low water absorption are improved, but a cured product having a low glass transition temperature is provided because the crosslink density is not increased. On the other hand, the present inventor has determined that a cyclohexane type epoxy resin represented by the above formula (1) and a non-cyclohexane type epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, particularly a naphthalene ring-containing epoxy resin, have a specific ratio. By using a naphthalene ring-containing phenol resin as a curing agent, a thermosetting resin composition that surprisingly has a high glass transition temperature, has extremely low water absorption, and gives a cured product with good adhesiveness can be obtained. This has led to the achievement of the present invention.

【0008】従って、本発明は、(a)1分子中に2個
以上のエポキシ基を有する非シクロヘキサン型エポキシ
樹脂20〜95部及び上記式(1)で示されるシクロヘ
キサン型エポキシ樹脂5〜80部との混合エポキシ樹
脂、(b)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を
有すると共に、ナフタレン環を有するフェノール樹脂、
(c)無機質充填剤を配合してなることを特徴とする熱
硬化性樹脂組成物及びその硬化物で封止された半導体装
置を提供する。
Accordingly, the present invention relates to (a) 20 to 95 parts of a non-cyclohexane type epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule and 5 to 80 parts of a cyclohexane type epoxy resin represented by the above formula (1). (B) a phenolic resin having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and having a naphthalene ring,
(C) Provided are a thermosetting resin composition characterized by blending an inorganic filler, and a semiconductor device sealed with the cured product.

【0009】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ではエポキシ樹脂として1分子
中に2個以上のエポキシ基を有する非シクロヘキサン型
エポキシ樹脂とシクロヘキサン型エポキシ樹脂とを配合
する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. In the thermosetting resin composition of the present invention, a non-cyclohexane type epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule and a cyclohexane type epoxy resin are used as epoxy resins. Mix.

【0010】ここで、第一必須成分の1分子中に2個以
上のエポキシ基を有する非シクロヘキサン型エポキシ樹
脂としては、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、ジシクロペンタジエ
ン変性フェノール型エポキシ樹脂、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、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、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。
特にこれらのエポキシ樹脂の中でも次式で示されるナフ
タレン環含有エポキシ樹脂が低吸湿、高接着性を得るた
めに望ましいものである。
The non-cyclohexane type epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule of the first essential component includes bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, triphenol alkane type epoxy resin and The polymer, dicyclopentadiene-modified phenol type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, naphthalene ring-containing epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic type epoxy resin, brominated epoxy resin, bishydroxy Examples include biphenyl-based epoxy resins.
In particular, among these epoxy resins, a naphthalene ring-containing epoxy resin represented by the following formula is desirable for obtaining low moisture absorption and high adhesiveness.

【0011】[0011]

【化3】 Embedded image

【0012】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%、以下同様)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%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%以下、特に0.2%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 not more than 10% (% by weight, the same applies hereinafter), and from the viewpoint of heat resistance and moisture resistance. Desirably, it is 7% or less. In addition, the content of a binuclear substance or phenylglycidyl ether consisting of only phenol is preferably 0.5% or less, particularly preferably 0.2% or less.

【0013】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.

【0014】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.

【0015】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 such a naphthalene ring-containing epoxy resin include the following compounds.

【0016】[0016]

【化4】 Embedded image

【0017】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中に
おけるナフタレン環の含有量は5〜80%、特に10〜
60%の範囲とすることが望ましく、この範囲内でナフ
タレン環含有エポキシ樹脂の配合量を調整することが好
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%, particularly 10 to 80%.
It is desirable that the content be in the range of 60%, and it is preferable to adjust the blending amount of the naphthalene ring-containing epoxy resin within this range.

【0018】更に、本発明の第二必須成分は下記式
(1)で示されるシクロヘキサン型エポキシ樹脂であ
る。
Further, the second essential component of the present invention is a cyclohexane type epoxy resin represented by the following formula (1).

【0019】[0019]

【化5】 Embedded image

【0020】上記式(1)において繰り返し単位のnは
0〜3の整数であるが、低粘度化、高Tg化の両立を図
るため望ましくは1〜3である。繰り返し単位が3を超
えると粘度が高くなりすぎて成形作業性に劣る場合があ
る。
In the above formula (1), n of the repeating unit is an integer of 0 to 3, but is preferably 1 to 3 in order to achieve both low viscosity and high Tg. If the number of repeating units exceeds 3, the viscosity may be too high and molding workability may be poor.

【0021】上記式(1)のシクロヘキサン型エポキシ
樹脂は、エポキシ当量が220〜235、軟化点が60
〜70の範囲であることが好ましい。
The cyclohexane type epoxy resin of the above formula (1) has an epoxy equivalent of 220 to 235 and a softening point of 60.
It is preferably in the range of 70 to 70.

【0022】上記式(1)のシクロヘキサン型エポキシ
樹脂の配合量は、組成物中のエポキシ樹脂全体の5〜8
0%、特に10〜60%とする。配合量が5%に満たな
いと十分な接着性及び吸水性が得られず、80%より多
いと接着性は良好であるもののガラス転移温度が低くな
ってしまう。
The compounding amount of the cyclohexane type epoxy resin of the above formula (1) is 5-8% of the total epoxy resin in the composition.
0%, especially 10 to 60%. If the amount is less than 5%, sufficient adhesiveness and water absorption cannot be obtained, and if it is more than 80%, the adhesiveness is good but the glass transition temperature is low.

【0023】次いで、第三必須成分の1分子中に2個以
上のフェノール性水酸基を有すると共に、ナフタレン環
を有するフェノール樹脂は、第一成分及び第二成分のエ
ポキシ樹脂の硬化剤として作用するものである。ナフタ
レン環含有フェノール樹脂としては、特に下記一般式の
ものが挙げられ、下記一般式で示されるようなナフタレ
ン環含有フェノール樹脂とシクロヘキサン型エポキシ樹
脂を組み合わせることにより著しく吸水率が低下し、接
着強度の向上と低吸水化が相まって、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。
Next, a phenolic resin having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule of the third essential component and having a naphthalene ring acts as a curing agent for the epoxy resin of the first and second components. It is. As the naphthalene ring-containing phenol resin, those having the following general formula are particularly exemplified.The water absorption rate is significantly reduced by combining the naphthalene ring-containing phenol resin and the cyclohexane type epoxy resin represented by the following general formula, and the adhesive strength is lowered. The combination of the improvement and the low water absorption makes it possible to exhibit excellent characteristics of crack resistance during solder immersion after moisture absorption.

【0024】[0024]

【化6】 Embedded image

【0025】これらフェノール樹脂の代表例として次に
示すようなものが例示される。
The following are typical examples of these phenolic resins.

【0026】[0026]

【化7】 Embedded image

【0027】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
〜1300℃のものである。水酸基当量としては90〜
250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10pp
m以下であることが好ましく、ナトリウム、カリウムが
10ppm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.
1300 ° C. The hydroxyl equivalent is 90-
250 are preferred. When this phenol resin is used for semiconductor encapsulation, sodium and potassium are 10 pp
m or less, and when the semiconductor device is sealed with a resin containing more than 10 ppm of sodium and potassium, and the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time, deterioration of moisture resistance may be promoted.

【0028】なお、他のフェノール樹脂を本発明の効果
を妨げない範囲で配合することは差し支えない。
It should be noted that other phenol resins may be blended within a range that does not impair the effects of the present invention.

【0029】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部に対しフェノール樹脂を30
〜120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、1
00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,
Normally 30 parts of phenol resin per 100 parts of epoxy resin
It is preferable to mix it in an amount of from 120 parts, especially from 40 to 70 parts. If the amount is less than 30 parts, sufficient strength cannot be obtained and 1
If it exceeds 00 parts, unreacted phenol resin may remain and the moisture resistance may decrease.

【0030】本発明においては、上記1分子中に2個以
上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂、シクロヘキサン
型エポキシ樹脂、1分子中に2個以上のフェノール性水
酸基を有するナフタレン環含有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, in addition to the epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, the cyclohexane type epoxy resin, and the naphthalene ring-containing phenol resin having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, In order to further enhance the effects of the present invention, it is preferable to use a silicone-modified copolymer in combination. 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.

【0031】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, and the alkenyl group-containing naphthalene ring-containing epoxy resin or naphthalene ring-containing phenol resin include the following.

【0032】[0032]

【化8】 Embedded image

【0033】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.

【0034】[0034]

【化9】 Embedded image

【0035】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, particularly 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.

【0036】次に、本発明で使用する第四必須成分の無
機質充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成物に配合さ
れるものを使用することができる。この無機質充填剤は
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, as the inorganic filler of the fourth essential component used in the present invention, those which are usually compounded in an epoxy resin composition can be used. This inorganic filler is 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. Further, it is better to use this kind of inorganic filler after surface treatment with a silane coupling agent in advance.

【0037】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.

【0038】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, a curing accelerator is preferably added 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.

【0039】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.

【0040】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%、特に1〜5%が好
ましい。0.5%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%より多いと機械的
強度が低下する場合がある。
The amount of the low stress agent used is usually 0.5 to 10%, preferably 1 to 5% of the whole thermosetting resin composition. If the amount is less than 0.5%, sufficient thermal shock resistance may not be provided, while if it is more than 10%, the mechanical strength may be reduced.

【0041】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.

【0042】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 by a heating roll, melt-kneading by a kneader, melt-kneading by a continuous extruder, or the like. There is no particular limitation on the order of compounding the components.

【0043】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 a DIP type, a flat pack type, a 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.

【0044】[0044]

【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1分子中に2個以上のエポキシ基を有する
非シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エ
ポキシ樹脂、1分子中に2個以上のフェノール性水酸基
を有するフェノール樹脂を主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、低線膨張係
数、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 non-cyclohexane type epoxy resin having two or more epoxy groups per molecule, a cyclohexane type epoxy resin having two or more epoxy groups per molecule, and two per group. By using a phenolic resin having a phenolic hydroxyl group as a main component, a cured product having low hygroscopicity, low linear expansion coefficient, and high adhesiveness is provided while maintaining a high glass transition temperature. It is preferably used as

【0045】[0045]

【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.

【0046】〔実施例、比較例〕表1に示す成分に加
え、球状シリカ600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0.75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、8種の熱硬化性
樹脂組成物を製造した(実施例1〜5、比較例1〜
3)。
Examples and Comparative Examples In addition to the components shown in Table 1, 600 parts of spherical silica, 10 parts of antimony trioxide, γ
-Glycidoxypropyltrimethoxysilane 1.5 parts,
A mixture obtained by adding 1.5 parts of wax E, 1.0 part of carbon black, and 0.75 part of triphenylphosphine is uniformly melt-kneaded with a hot two-roll mill to obtain eight kinds of thermosetting resin compositions. (Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 5)
3).

【0047】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) were measured for these thermosetting resin compositions. 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.

【0048】[0048]

【表1】 *:エポキシ樹脂、フェノール樹脂としては下記のもの
を使用した。
[Table 1] *: The following were used as epoxy resin and phenol resin.

【0049】[0049]

【化10】 Embedded image

【0050】[0050]

【化11】 Embedded image

【0051】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 coefficient of expansion, a high glass transition temperature, and a cured product having good adhesion and low hygroscopicity. I understood.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31 (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 (72)発明者 二ッ森 浩二 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4−164917(JP,A)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location H01L 23/31 (72) Inventor Takayuki Aoki 1-10 Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Prefecture 10 Shin-Etsu Chemical Inside the Silicone Electronic Materials Research Laboratory, Industrial Co., Ltd. (72) Koji Nitsumori 1-10, Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Prefecture, Japan Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory (56) References JP4 −164917 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (a)1分子中に2個以上のエポキシ基
を有する非シクロヘキサン型エポキシ樹脂20〜95重
量部及び下記式(1)で示されるシクロヘキサン型エポ
キシ樹脂5〜80重量部との混合エポキシ樹脂、 【化1】 (b)1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有す
ると共に、ナフタレン環を有するフェノール樹脂、
(c)無機質充填剤を配合してなることを特徴とする熱
硬化性樹脂組成物。
(A) a mixture of 20 to 95 parts by weight of a non-cyclohexane type epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule and 5 to 80 parts by weight of a cyclohexane type epoxy resin represented by the following formula (1): Mixed epoxy resin, (B) a phenolic resin having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and having a naphthalene ring;
(C) A thermosetting resin composition comprising an inorganic filler.
【請求項2】 請求項1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。
2. A semiconductor device sealed with a cured product of the thermosetting resin composition according to claim 1.
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