JP3018584B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation

Info

Publication number
JP3018584B2
JP3018584B2 JP3147080A JP14708091A JP3018584B2 JP 3018584 B2 JP3018584 B2 JP 3018584B2 JP 3147080 A JP3147080 A JP 3147080A JP 14708091 A JP14708091 A JP 14708091A JP 3018584 B2 JP3018584 B2 JP 3018584B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
amorphous silica
weight
average particle
particle size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3147080A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04370137A (en
Inventor
史郎 本田
泰司 澤村
正幸 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP3147080A priority Critical patent/JP3018584B2/en
Publication of JPH04370137A publication Critical patent/JPH04370137A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3018584B2 publication Critical patent/JP3018584B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半田付け工程で生じるパ
ッケージクラックの問題を解消する、すなわち半田耐熱
性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which solves the problem of package cracks generated in the soldering step, that is, has excellent solder heat resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。たとえば、半導
体装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金
属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノー
ル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂
封止が行われているが、近年では経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
2. Description of the Related Art Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical properties, adhesiveness, etc., and can be imparted with various properties by blending and prescription, so that they are used as industrial materials such as paints, adhesives, and electrical insulating materials. Have been. For example, as a method of sealing electronic circuit components such as semiconductor devices, a hermetic seal made of metal or ceramic and a resin seal made of phenol resin, silicone resin, epoxy resin, and the like have been used. In view of the balance of physical properties, resin sealing with epoxy resin is mainly used.

【0003】特に最近ではプリント基板への部品実装に
おいて高密度化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴いパッケージも従来のDIP(デュアル
・インライン・パッケージ)から高密度実装、表面実装
に適した薄型のTSOP(シン・スモール・アウトライ
ン・パッケージ)やQFP(クワッド・フラット・パッ
ケージ)に移行しつつある。
In recent years, in particular, the density of components has been increased in mounting on a printed circuit board. Instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the board, "surface mounting" in which components are soldered to the board surface is performed. The “mounting method” has become popular. Along with this, the package is also shifting from the conventional DIP (dual inline package) to a thin TSOP (thin small outline package) or QFP (quad flat package) suitable for high-density mounting and surface mounting. .

【0004】表面実装方式への移行に伴い、従来あまり
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパッケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面
実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不
活性液体の飽和蒸気や赤外線によって加熱する半田リフ
ロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケー
ジ全体が210〜270℃の高温に加熱されることにな
る。そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、
半田付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低
下して製品として使用できないという問題がおきてい
た。
[0004] With the shift to the surface mounting method, the soldering process, which has not been a problem so far, has become a major problem. In the conventional pin insertion mounting method, the lead portion is only partially heated in the soldering process, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated. As a soldering method in the surface mounting method, a solder bath immersion, a solder reflow method of heating with a saturated vapor of an inert liquid or infrared rays is used. In any case, the entire package is heated to a high temperature of 210 to 270 ° C. Will be. Therefore, the package sealed with the conventional sealing resin,
There has been a problem that cracks occur in the resin portion at the time of soldering, so that the reliability is reduced and the product cannot be used as a product.

【0005】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因す
るといわれており、その対策として封止用樹脂の改良が
種々検討されている。
[0005] The occurrence of cracks in the soldering process
It is said that the moisture absorbed between the post-curing and the mounting process explosively evaporates and expands during soldering and heating, and as a countermeasure, various improvements in sealing resins have been studied. .

【0006】従来はエポキシ樹脂にオルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラッ
ク樹脂を用い、無機充填材として平均粒径10〜20μ
mの破砕状非晶性シリカを用いるのが一般的であった
が、表面実装時の加熱によりクラックが発生する問題を
回避できなかった。そこで、半田付け工程におけるクラ
ックの発生を抑える目的で、エポキシ樹脂にビフェニル
骨格を有するエポキシ樹脂を用い、無機充填材として平
均粒径12μm以下の破砕状非晶性シリカと平均粒径4
0μm以下の球状非晶性シリカとを組み合わせて用いる
方法(特開平2−99514号公報)などが提案されて
いる。
Conventionally, an orthocresol novolak type epoxy resin is used as an epoxy resin, a phenol novolak resin is used as a curing agent, and an average particle size of 10 to 20 μm is used as an inorganic filler.
Although m-crushed amorphous silica was generally used, the problem of cracking due to heating during surface mounting could not be avoided. Therefore, in order to suppress the occurrence of cracks in the soldering step, an epoxy resin having a biphenyl skeleton is used as the epoxy resin, and crushed amorphous silica having an average particle size of 12 μm or less and an average particle size of 4 μm are used as the inorganic filler.
A method using a combination of spherical amorphous silica having a particle diameter of 0 μm or less (Japanese Patent Laid-Open No. 2-99514) and the like have been proposed.

【0007】しかし、これら種々の方法で改良された樹
脂も、それぞれ半田付け時のクラックに対してある程度
効果をあげてきているようであるが、その半田耐熱性は
まだ十分ではなく、パッケージ外部にクラックが発生し
なくとも半導体素子表面と封止材との間に剥離が生じ耐
湿信頼性が低下する問題も重要になってきた。
[0007] However, although the resins improved by these various methods seem to be effective to some extent against cracking during soldering, their heat resistance to soldering is not yet sufficient, and the resin may not be applied to the outside of the package. Even if cracks do not occur, the problem that peeling occurs between the surface of the semiconductor element and the encapsulant and that the moisture resistance reliability is reduced has also become important.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る半田付け工程で生じるパッケージクラックの問題を解
消する、すなわち半田耐熱性に優れる半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problem of package cracks generated in the soldering step, that is, to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having excellent solder heat resistance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定のエ
ポキシ樹脂と特定の形状、粒径の無機充填材、特定の熱
可塑性エラストマーを配合することにより、上記の課題
を解決し、目的に合致したエポキシ樹脂組成物が得られ
ることを見出し本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The present inventors have solved the above problems by blending a specific epoxy resin with an inorganic filler having a specific shape and particle size, and a specific thermoplastic elastomer. It was found that an epoxy resin composition conforming to the formula (1) was obtained, and the present invention was reached.

【0010】すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、
フェノール系硬化剤(B)、非晶性シリカ(C)および
ポリスチレン系ブロック共重合体(D)を必須成分とし
て含有してなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂
(A)が式(I)
That is, the present invention provides an epoxy resin (A),
A resin composition containing a phenolic curing agent (B), an amorphous silica (C) and a polystyrene block copolymer (D) as essential components, wherein the epoxy resin (A) has the formula (I) )

【0011】[0011]

【化2】 Embedded image

【0012】(ただし、R1 〜R8 のうち2つは2,3
−エポキシプロポキシ基であり、残りは水素原子、C1
〜C4の低級アルキル基またはハロゲン原子から選ば
れ、すべてが同一である必要はない。)で表されるエポ
キシ樹脂(a)を必須成分として含有するとともに、前
記非晶性シリカ(C)が平均粒径10μm以下の破砕状
非晶性シリカ97〜60重量%と平均粒径4μm以下の
球状非晶性シリカ3〜40重量%からなり、球状非晶性
シリカの平均粒径が破砕状非晶性シリカの平均粒径より
小さく、かつ非晶性シリカ(C)を含む無機充填材の割
合が全体の73〜88重量%であるエポキシ樹脂組成物
である。
(However, two of R 1 to R 8 are 2, 3
An epoxypropoxy group, the rest being hydrogen atoms, C 1
Selected from lower alkyl group or a halogen atom -C 4, need not all be identical. )) As an essential component, and the amorphous silica (C) is 97 to 60% by weight of crushed amorphous silica having an average particle size of 10 μm or less, and the average particle size is 4 μm or less. An inorganic filler comprising 3 to 40% by weight of spherical amorphous silica, wherein the average particle diameter of the spherical amorphous silica is smaller than the average particle diameter of the crushed amorphous silica, and the amorphous silica (C) Is 73 to 88% by weight of the total epoxy resin composition.

【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物が半田耐熱性
に優れる理由はまだ明確ではないが、(1)エポキシ樹
脂(a)が1分子中にエポキシ基を2個しか持たないこ
とにより硬化物の架橋密度が適度に低下することや、ポ
リスチレン系ブロック共重合体(D)が樹脂を疎水化す
ることなどにより低吸水性を示すこと、(2)エポキシ
樹脂(a)が剛直なナフタレン骨格を持つことと硬化物
の架橋密度が適度に低いことにより高温において強靭性
(高強度、高伸度)を示すこと、(3)非晶性シリカ
(C)の形状、粒径の特殊な組み合わせにより高温で高
い強度を示すとともに局所応力を低減させクラック伝播
を抑止していること、さらには(4)ポリスチレン系ブ
ロック共重合体(D)が広い温度範囲で半導体素子とエ
ポキシ樹脂硬化物との間に発生する歪み応力を緩和する
効果を持つことなどの効果が相乗的に働いて各々の単独
の寄与からは予想し得ないほど優れた半田耐熱性を示す
ものと思われる。
The reasons why the epoxy resin composition of the present invention is excellent in solder heat resistance are not yet clear, but (1) the epoxy resin (a) has only two epoxy groups in one molecule, so that the cured product has The crosslinking density is appropriately reduced, the polystyrene-based block copolymer (D) exhibits low water absorption by hydrophobizing the resin, and (2) the epoxy resin (a) has a rigid naphthalene skeleton. And toughness (high strength, high elongation) at high temperature due to the fact that the crosslink density of the cured product is appropriately low. (3) High temperature due to the special combination of amorphous silica (C) shape and particle size And (4) the polystyrene-based block copolymer (D) can be used in a semiconductor device and an epoxy resin cured product in a wide temperature range. From the effect the contribution of each single work synergistically, such that have the effect of relieving the strain stress generated between is believed to exhibit excellent solder heat resistance enough not have been predicted.

【0014】以下、本発明の構成を詳述する。Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

【0015】本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、上
記式(I)で表されるエポキシ樹脂(a)を必須成分と
して含有する。
The epoxy resin (A) of the present invention contains the epoxy resin (a) represented by the above formula (I) as an essential component.

【0016】本発明におけるエポキシ樹脂(a)の好ま
しい具体例としては、 1,5−ジ(2,3−エポキシ
プロポキシ)ナフタレン、1,5−ジ(2,3−エポキ
シプロポキシ)−7−メチルナフタレン、 1,6−ジ
(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,6−
ジ(2,3−エポキシプロポキシ)−2−メチルナフタ
レン、1,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)−8
−メチルナフタレン、1,6−ジ(2,3−エポキシプ
ロポキシ)−4,8−ジメチルナフタレン、2−ブロム
−1,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレ
ン、8−ブロム−1,6−ジ(2,3−エポキシプロポ
キシ)ナフタレン、2,7−ジ(2,3−エポキシプロ
ポキシ)ナフタレンなどがあげられ、特に1,5−ジ
(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,6−
ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、 2,
7−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレンが好
ましい。
Preferred specific examples of the epoxy resin (a) in the present invention include 1,5-di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene and 1,5-di (2,3-epoxypropoxy) -7-methyl Naphthalene, 1,6-di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene, 1,6-
Di (2,3-epoxypropoxy) -2-methylnaphthalene, 1,6-di (2,3-epoxypropoxy) -8
-Methylnaphthalene, 1,6-di (2,3-epoxypropoxy) -4,8-dimethylnaphthalene, 2-bromo-1,6-di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene, 8-bromo-1, Examples thereof include 6-di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene and 2,7-di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene, and particularly 1,5-di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene, 6-
Di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene, 2,
7-Di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene is preferred.

【0017】エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキ
シ樹脂(a)の割合に関しては特に制限はないが、より
十分な効果を発揮させるためには、エポキシ樹脂(a)
をエポキシ樹脂(A)中に50重量%以上含有せしめる
ことが好ましい。
The proportion of the epoxy resin (a) contained in the epoxy resin (A) is not particularly limited, but in order to achieve a more satisfactory effect, the epoxy resin (a)
Is preferably contained in the epoxy resin (A) in an amount of 50% by weight or more.

【0018】また、本発明におけるエポキシ樹脂(A)
はエポキシ樹脂(a)をエポキシ樹脂(A)中に50重
量%以上含有していれば残りは特に制限されないが、好
ましい具体例としてはオルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エ
ポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂などがあげら
れる。
The epoxy resin (A) of the present invention
The residue is not particularly limited as long as the epoxy resin (a) is contained in the epoxy resin (A) in an amount of 50% by weight or more. Preferred specific examples are ortho-cresol novolak epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, and bisphenol A Type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, biphenol type epoxy resin and the like.

【0019】本発明において、エポキシ樹脂(A)の配
合量は通常4〜20重量%、好ましくは5〜15重量%
である。
In the present invention, the amount of the epoxy resin (A) is usually 4 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight.
It is.

【0020】本発明におけるフェノール系硬化剤(B)
はエポキシ樹脂(A)と反応して硬化させるものであれ
ば特に限定されないが、好ましい具体例としてはたとえ
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、フェノールアラルキル樹脂、ビスフェノ−ルA、ビ
スフェノールFなどがあげられる。
The phenolic curing agent (B) in the present invention
Is not particularly limited as long as it is cured by reacting with the epoxy resin (A), but preferred specific examples include phenol novolak resin, cresol novolak resin, phenol aralkyl resin, bisphenol A, bisphenol F and the like. .

【0021】本発明において、フェノール系硬化剤
(B)の配合量は通常3〜15重量%、好ましくは4〜
12重量%である。さらには、エポキシ樹脂(A)とフ
ェノール系硬化剤(B)の配合比は、機械的性質および
耐湿性の点から水酸基/エポキシ基の化学当量比が0.
7〜1.3、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好
ましい。
In the present invention, the amount of the phenolic curing agent (B) is usually 3 to 15% by weight, preferably 4 to 15% by weight.
It is 12% by weight. Furthermore, the mixing ratio of the epoxy resin (A) and the phenolic curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of hydroxyl group / epoxy group is 0. 0 from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance.
It is preferably in the range of 7 to 1.3, particularly 0.8 to 1.2.

【0022】また、本発明においてエポキシ樹脂(A)
とフェノール系硬化剤(B)の硬化反応を促進するため
硬化触媒を用いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進す
るものならば特に限定されず、たとえば2−メチルイミ
ダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−
4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾー
ルなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベン
ジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミ
ン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン
−7などの3級アミン化合物、トリフェニルホスフィ
ン、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニ
ル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、
トリフェニルホスフィン・トリフェニルボレート、テト
ラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどの
有機ホスフィン化合物があげられる。なかでも耐湿性の
点から、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニ
ルホスフィンが特に好ましく用いられる。
In the present invention, the epoxy resin (A)
A curing catalyst may be used to accelerate the curing reaction between the phenolic curing agent (B) and the phenolic curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it promotes the curing reaction. For example, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-
Imidazole compounds such as 4-methylimidazole and 2-heptadecylimidazole, tertiary amine compounds such as triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, and 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7; Triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine,
Organic phosphine compounds such as triphenylphosphine / triphenylborate and tetraphenylphosphine / tetraphenylborate are exemplified. Of these, organic phosphine compounds are preferred from the viewpoint of moisture resistance, and triphenylphosphine is particularly preferably used.

【0023】これらの硬化触媒は用途によっては二種以
上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂(A)
100重量部に対して0.5〜5重量部の範囲が好まし
い。
Depending on the application, two or more of these curing catalysts may be used in combination.
The range of 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight is preferred.

【0024】本発明における非晶性シリカ(C)は平均
粒径10μm以下の破砕状非晶性シリカ97〜60重量
%と平均粒径4μm以下の球状非晶性シリカ3〜40重
量%とからなり、球状非晶性シリカの平均粒径が破砕状
非晶性シリカの平均粒径より小さいものである。ここで
平均粒径は累積重量50%になる粒径(メジアン径)を
意味し、たとえばレーザー回析式粒度分布測定装置など
を用いて測定された値である。
The amorphous silica (C) in the present invention is composed of 97 to 60% by weight of crushed amorphous silica having an average particle size of 10 μm or less and 3 to 40% by weight of spherical amorphous silica having an average particle size of 4 μm or less. And the average particle size of the spherical amorphous silica is smaller than the average particle size of the crushed amorphous silica. Here, the average particle diameter means a particle diameter (median diameter) at which the cumulative weight becomes 50%, and is a value measured using, for example, a laser diffraction type particle size distribution analyzer.

【0025】破砕状非晶性シリカの平均粒径は10μm
を越えると半田耐熱性が不十分になり、10μm以下で
あれば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の
点から3μm以上、10μm以下のものが好ましく用い
られ、特に3μm以上、7μm未満のものが好ましく用
いられる。
The average particle size of the crushed amorphous silica is 10 μm.
If the heat resistance exceeds 10 mm, the solder heat resistance becomes insufficient, and if it is 10 μm or less, there is no particular limitation. However, those having a solder heat resistance of 3 μm or more and 10 μm or less are preferably used, and particularly 3 μm or more and less than 7 μm. Is preferably used.

【0026】また、球状非晶性シリカの平均粒径は4μ
mを越えると半田耐熱性が不十分になり、4μm以下で
あれば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の
点から0.01μm以上、4μm以下のものが特に好ま
しく用いられる。
The average particle size of the spherical amorphous silica is 4 μm.
If m is exceeded, the solder heat resistance becomes insufficient. If it is 4 μm or less, there is no particular limitation. However, from 0.01 μm or more and 4 μm or less from the viewpoint of solder heat resistance.

【0027】本発明における非晶性シリカ(C)におい
ては、球状非晶性シリカの平均粒径が破砕状非晶性シリ
カの平均粒径より小さいことが重要である。球状非晶性
シリカの平均粒径が破砕状非晶性シリカの平均粒径より
大きくなると半田耐熱性が大きく低下する。球状非晶性
シリカの平均粒径は破砕状非晶性シリカの平均粒径より
小さければよいが、好ましくは球状非晶性シリカの平均
粒径が破砕状非晶性シリカの平均粒径の2/3以下であ
り、特に好ましくは1/2以下である。
In the amorphous silica (C) of the present invention, it is important that the average particle size of the spherical amorphous silica is smaller than the average particle size of the crushed amorphous silica. When the average particle size of the spherical amorphous silica is larger than the average particle size of the crushed amorphous silica, the solder heat resistance is greatly reduced. The average particle size of the spherical amorphous silica may be smaller than the average particle size of the crushed amorphous silica, but preferably the average particle size of the spherical amorphous silica is 2 times the average particle size of the crushed amorphous silica. / 3 or less, particularly preferably 1/2 or less.

【0028】さらに本発明においては、破砕状非晶性シ
リカと球状非晶性シリカとの重量比が上記範囲に無い場
合は半田耐熱性に優れた硬化物が得られない。
Further, in the present invention, when the weight ratio of the crushed amorphous silica to the spherical amorphous silica is not in the above range, a cured product having excellent solder heat resistance cannot be obtained.

【0029】本発明において非晶性シリカ(C)を含む
無機充填材の割合は組成物全体の中の73〜88重量%
であり、さらに好ましくは組成物全体の中の75〜85
重量%である。無機充填材の組成物全体に対する割合が
上記の範囲に無い場合は半田耐熱性に優れた硬化物が得
られない。
In the present invention, the proportion of the inorganic filler containing amorphous silica (C) is 73 to 88% by weight in the whole composition.
And more preferably 75 to 85 in the whole composition.
% By weight. If the ratio of the inorganic filler to the entire composition is not in the above range, a cured product having excellent solder heat resistance cannot be obtained.

【0030】無機充填材中に含まれる非晶性シリカ
(C)の割合に関しては特に制限はないが、より十分な
効果を発揮させるためには非晶性シリカ(C)を無機充
填材中に通常80重量%以上、好ましくは90重量%以
上含有せしめることが好ましい。
The proportion of the amorphous silica (C) contained in the inorganic filler is not particularly limited. However, in order to exert a more satisfactory effect, the amorphous silica (C) is contained in the inorganic filler. Usually, it is preferable that the content is 80% by weight or more, preferably 90% by weight or more.

【0031】また、本発明における無機充填材は、上記
非晶性シリカ(C)を無機充填材中に80重量%以上含
有していれば残りは特に制限されないが、好ましい具体
例としては結晶性シリカ、アルミナ、マグネシア、クレ
ー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アン
チモン、各種セラミックスなどがあげられる。
The inorganic filler in the present invention is not particularly limited as long as the amorphous silica (C) is contained in an amount of 80% by weight or more in the inorganic filler. Examples include silica, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, and various ceramics.

【0032】本発明において非晶性シリカ(C)を含む
無機充填材はシランカップリング剤、チタネートカップ
リング剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理し
て使用することが耐湿信頼性の点で好ましい。カップリ
ング剤としてエポキシシラン、アミノシラン、メルカプ
トシランなどのシランカップリング剤が好ましく用いら
れる。
In the present invention, the inorganic filler containing amorphous silica (C) is preferably surface-treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent before use in terms of moisture resistance reliability. . As the coupling agent, a silane coupling agent such as epoxy silane, amino silane, and mercapto silane is preferably used.

【0033】本発明におけるポリスチレン系ブロック共
重合体(D)は、ガラス転移温度が25℃以上、好まし
くは50℃以上の芳香族ビニル炭化水素重合体ブロック
とガラス転移温度が0℃以下、好ましくは−25℃以下
の共役ジエン重合体ブロックからなる線状、放射状、分
枝状のブロック共重合体を意味する。
The polystyrene-based block copolymer (D) of the present invention has an aromatic vinyl hydrocarbon polymer block having a glass transition temperature of 25 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, and a glass transition temperature of 0 ° C. or lower, preferably It means a linear, radial or branched block copolymer composed of a conjugated diene polymer block at -25 ° C or lower.

【0034】前記の芳香族ビニル炭化水素としては、ス
チレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p
−メチルスチレン、1,3−ジメチルスチレン、ビニル
ナフタレンなどがあり、なかでもスチレンが好ましく用
いられる。
The aromatic vinyl hydrocarbon includes styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene and p-methylstyrene.
-Methylstyrene, 1,3-dimethylstyrene, vinylnaphthalene and the like, among which styrene is preferably used.

【0035】前記の共役ジエンとしては、ブタジエン
(1,3−ブタジエン)、イソプレン(2−メチル−
1,3−ブタジエン)、メチルイソプレン(2,3−ジ
メチル−1,3−ブタジエン)、1,3−ペンタジエン
などがあり、中でもブタジエン、イソプレンが好ましく
用いられる。
The conjugated diene includes butadiene (1,3-butadiene) and isoprene (2-methyl-
Examples thereof include 1,3-butadiene), methyl isoprene (2,3-dimethyl-1,3-butadiene), and 1,3-pentadiene. Of these, butadiene and isoprene are preferably used.

【0036】ポリスチレン系ブロック共重合体(D)中
に占めるガラス相ブロックである芳香族ビニル炭化水素
重合体ブロックの割合は10〜50重量%、ゴム相ブロ
ックである共役ジエン重合体ブロックの割合は90〜5
0重量%が好ましい。
The proportion of the aromatic vinyl hydrocarbon polymer block as the glass phase block in the polystyrene block copolymer (D) is 10 to 50% by weight, and the proportion of the conjugated diene polymer block as the rubber phase block is 10 to 50% by weight. 90-5
0% by weight is preferred.

【0037】ガラス相ブロックとゴム相ブロックとの組
み合わせは多数あり、そのいずれでもよいが、ガラス相
ブロックとゴム相ブロックとが一つずつ結合したジブロ
ック共重合体、ゴム相ブロックの両端にガラス相ブロッ
クが結合したトリブロック共重合体が特に好ましい。こ
の場合のガラス相ブロックの数平均分子量は好ましくは
1,000〜100,000、特に好ましくは2,00
0〜50,000であり、ゴム相ブロックの数平均分子
量は好ましくは5,000〜200,000、特に好ま
しくは10,000〜100,000である。
There are many combinations of a glass phase block and a rubber phase block, and any one of them may be used. A diblock copolymer in which a glass phase block and a rubber phase block are bonded one by one, Triblock copolymers with attached phase blocks are particularly preferred. In this case, the number average molecular weight of the glass phase block is preferably 1,000 to 100,000, particularly preferably 2,000.
The number average molecular weight of the rubber phase block is preferably from 5,000 to 200,000, and particularly preferably from 10,000 to 100,000.

【0038】ポリスチレン系ブロック共重合体(D)に
は上記のブロック共重合体の不飽和結合の一部が水素添
加により還元された水添ブロック共重合体も含まれる。
The polystyrene-based block copolymer (D) also includes a hydrogenated block copolymer in which some of the unsaturated bonds in the above-mentioned block copolymer have been reduced by hydrogenation.

【0039】ここで、芳香族ビニル炭化水素重合体ブロ
ックの芳香族二重結合の25%以下および共役ジエン重
合体ブロックの脂肪族二重結合の80%以上が水添され
ていることが好ましい。
Here, it is preferable that 25% or less of the aromatic double bond of the aromatic vinyl hydrocarbon polymer block and 80% or more of the aliphatic double bond of the conjugated diene polymer block are hydrogenated.

【0040】ポリスチレン系ブロック共重合体(D)の
好ましい具体例としては、ポリスチレン/ポリブタジエ
ン/ポリスチレントリブロック共重合体(SBS)、ポ
リスチレン/ポリイソプレン/ポリスチレントリブロッ
ク共重合体(SIS)、SBSの水添共重合体(SEB
S)、SISの水添共重合体、ポリスチレン/ポリイソ
プレンジブロック共重合体、ポリスチレン/ポリイソプ
レンジブロック共重合体の水添共重合体(SEP)など
があげられる。
Preferred specific examples of the polystyrene block copolymer (D) include polystyrene / polybutadiene / polystyrene triblock copolymer (SBS), polystyrene / polyisoprene / polystyrene triblock copolymer (SIS), and SBS. Hydrogenated copolymer (SEB
S), hydrogenated copolymer of SIS, polystyrene / polyisoprene diblock copolymer, hydrogenated copolymer of polystyrene / polyisoprene diblock copolymer (SEP) and the like.

【0041】本発明においてポリスチレン系ブロック共
重合体(D)の配合量は通常0.2〜10重量%、好ま
しくは0.5〜5重量%である。0.2重量%未満では
半田耐熱性に対する向上効果がほとんど現れず、10重
量%を越えると流動性が低下するために成形が困難にな
り実用的ではない。
In the present invention, the blending amount of the polystyrene block copolymer (D) is usually 0.2 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight. If the amount is less than 0.2% by weight, the effect of improving solder heat resistance hardly appears. If the amount is more than 10% by weight, the fluidity is reduced and molding becomes difficult, which is not practical.

【0042】さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物には
ハロゲン化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化
合物などの難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、
カーボンブラックなどの着色剤、シリコーンゴム、変性
ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどのエラスト
マー、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、
長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪
酸のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤を任意に
添加することができる。
Further, the epoxy resin composition of the present invention contains a halogen compound such as a halogenated epoxy resin, a flame retardant such as a phosphorus compound, a flame retardant auxiliary such as antimony trioxide,
Colorants such as carbon black, elastomers such as silicone rubber, modified nitrile rubber, and modified polybutadiene rubber, thermoplastic resins such as polyethylene, long-chain fatty acids,
A release agent such as a metal salt of a long-chain fatty acid, an ester of a long-chain fatty acid, an amide of a long-chain fatty acid, or paraffin wax can be arbitrarily added.

【0043】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練す
ることが好ましく、たとえばニーダー、ロール、単軸も
しくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練
方法を用いて溶融混練することにより、製造される。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably melt-kneaded, and is manufactured by melt-kneading using a known kneading method such as a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder and a co-kneader. You.

【0044】[0044]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0045】実施例1〜9、比較例1〜7 表1に示した配合物と表2に示したポリスチレン系ブロ
ック共重合体(D)とを各々表3、表4(実施例)およ
び表5、表6(比較例)に示した組成比でミキサ−によ
りドライブレンドした。これを、バレル設定温度90℃
の二軸の押出機を用いて溶融混練後、冷却・粉砕してエ
ポキシ樹脂組成物を製造した。
Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 7 The blends shown in Table 1 and the polystyrene block copolymer (D) shown in Table 2 were used in Tables 3 and 4 (Examples) and Table 4, respectively. 5. Dry blending was performed by a mixer at the composition ratio shown in Table 6 (Comparative Example). This is the barrel setting temperature 90 ° C
After melt-kneading using a twin screw extruder, the mixture was cooled and pulverized to produce an epoxy resin composition.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】[0050]

【表5】 [Table 5]

【0051】[0051]

【表6】 [Table 6]

【0052】この組成物を用い、以下に示した半田耐熱
性試験を行い、結果を表7および表8に示した。
Using this composition, the following solder heat resistance test was conducted, and the results are shown in Tables 7 and 8.

【0053】半田耐熱性試験:80pinQFPデバイ
ス(パッケージサイズ:17×17×1.7mm、チッ
プサイズ:9×9×0.5mm)を、低圧トランスファ
ー成形機を用いて175℃×120秒の条件で成形し、
175℃で12時間硬化させた。このテストデバイス1
6個を、85℃/85%RHで所定の時間加湿させた
後、260℃に加熱した半田浴に10秒間浸漬してクラ
ックの発生したデバイスを不良とした。また、半田浴に
浸漬したデバイスのうちクラックの発生しなかったデバ
イスを超音波探傷装置により内部観察し、半導体素子表
面の剥離の有無を調べた。
Solder heat resistance test: An 80-pin QFP device (package size: 17 × 17 × 1.7 mm, chip size: 9 × 9 × 0.5 mm) was tested at 175 ° C. × 120 seconds using a low-pressure transfer molding machine. Molded,
Cured at 175 ° C. for 12 hours. This test device 1
After the six pieces were humidified at 85 ° C./85% RH for a predetermined period of time, they were immersed in a solder bath heated to 260 ° C. for 10 seconds, and the cracked device was determined to be defective. In addition, among the devices immersed in the solder bath, devices in which cracks did not occur were internally observed with an ultrasonic flaw detector to check whether or not the semiconductor element surface had peeled off.

【0054】[0054]

【表7】 [Table 7]

【0055】[0055]

【表8】 [Table 8]

【0056】表7にみられるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物(実施例1〜9)は半田耐熱性に優れてい
る。特に実施例3〜8では加湿条件を厳しくすると破砕
状非晶性シリカの平均粒径のより小さいもののほうがよ
り半田耐熱性に優れることがわかった。これに対して表
8にみられるように、エポキシ樹脂(a)を含有しない
比較例1、球状非晶性シリカを含有しない比較例2、球
状非晶性シリカの平均粒径が破砕状非晶性シリカの平均
粒径より大きい比較例5、破砕状非晶性シリカ、球状非
晶性シリカの平均粒径がそれぞれ本発明の範囲を外れる
比較例6、比較例7ではいずれも半田耐熱性が悪い。ま
た、球状非晶性シリカを含有しない比較例2やポリスチ
レン系ブロック共重合体(D)を含有しない比較例3、
比較例4ではパッケージクラックの発生しないデバイス
でも半導体素子表面に剥離が観察された。
As shown in Table 7, the epoxy resin compositions of the present invention (Examples 1 to 9) have excellent solder heat resistance. In particular, in Examples 3 to 8, when the humidification conditions were strict, it was found that those having a smaller average particle size of the crushed amorphous silica were more excellent in solder heat resistance. In contrast, as shown in Table 8, Comparative Example 1 not containing the epoxy resin (a), Comparative Example 2 not containing the spherical amorphous silica, and the average particle size of the spherical amorphous silica was crushed amorphous. In Comparative Example 5 larger than the average particle size of the fusible silica, Comparative Example 6 and Comparative Example 7 in which the average particle sizes of the crushed amorphous silica and the spherical amorphous silica were respectively out of the range of the present invention, the solder heat resistance was low. bad. Comparative Example 2 containing no spherical amorphous silica or Comparative Example 3 containing no polystyrene-based block copolymer (D),
In Comparative Example 4, peeling was observed on the surface of the semiconductor element even in a device in which a package crack did not occur.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は優れた半
田耐熱性を有し、半導体封止用エポキシ樹脂組成物とし
て有用な樹脂組成物である。
The epoxy resin composition of the present invention has excellent solder heat resistance and is useful as an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (56)参考文献 特開 平4−325515(JP,A) 特開 平4−136024(JP,A) 特開 平3−119050(JP,A) 特開 平4−306224(JP,A) 特開 平4−226123(JP,A) 特開 平4−50222(JP,A) 特開 平2−99552(JP,A) 特開 平1−266152(JP,A) 特開 平4−202521(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 63/00 - 63/10 C08L 53/00 - 53/02 C08K 3/36 C08G 59/24 C08G 59/62 H01L 23/29 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI // H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (56) References JP-A-4-325515 (JP, A) JP JP-A-4-136024 (JP, A) JP-A-3-119050 (JP, A) JP-A-4-306224 (JP, A) JP-A-4-226123 (JP, A) JP-A-4-50222 (JP) JP-A-2-99552 (JP, A) JP-A-1-266152 (JP, A) JP-A-4-202521 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) C08L 63/00-63/10 C08L 53/00-53/02 C08K 3/36 C08G 59/24 C08G 59/62 H01L 23/29

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂(A)、フェノール系硬化
剤(B)、非晶性シリカ(C)およびポリスチレン系ブ
ロック共重合体(D)を必須成分として含有してなる樹
脂組成物であって、前記エポキシ樹脂(A)が式(I) 【化1】 (ただし、R1 〜R8 のうち2つは2,3−エポキシプ
ロポキシ基であり、残りは水素原子、C1 〜C4 の低級
アルキル基またはハロゲン原子から選ばれ、すべてが同
一である必要はない。)で表されるエポキシ樹脂(a)
を必須成分として含有するとともに、前記非晶性シリカ
(C)が平均粒径10μm以下の破砕状非晶性シリカ9
7〜60重量%と平均粒径4μm以下の球状非晶性シリ
カ3〜40重量%からなり、球状非晶性シリカの平均粒
径が破砕状非晶性シリカの平均粒径より小さく、かつ非
晶性シリカ(C)を含む無機充填材の割合が全体の73
〜88重量%である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
1. A resin composition comprising, as essential components, an epoxy resin (A), a phenolic curing agent (B), an amorphous silica (C), and a polystyrene block copolymer (D). And the epoxy resin (A) has the formula (I): (However, two of R 1 to R 8 are 2,3-epoxypropoxy groups and the rest are selected from a hydrogen atom, a C 1 -C 4 lower alkyl group or a halogen atom, and all must be the same.) Epoxy resin (a) represented by
As an essential component, and the amorphous silica (C) is a crushed amorphous silica 9 having an average particle size of 10 μm or less.
7 to 60% by weight and 3 to 40% by weight of spherical amorphous silica having an average particle diameter of 4 μm or less, wherein the average particle diameter of the spherical amorphous silica is smaller than that of the crushed amorphous silica, and The ratio of the inorganic filler containing the crystalline silica (C) is 73
An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, which is 88% by weight.
JP3147080A 1991-06-19 1991-06-19 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation Expired - Lifetime JP3018584B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3147080A JP3018584B2 (en) 1991-06-19 1991-06-19 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3147080A JP3018584B2 (en) 1991-06-19 1991-06-19 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04370137A JPH04370137A (en) 1992-12-22
JP3018584B2 true JP3018584B2 (en) 2000-03-13

Family

ID=15422021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3147080A Expired - Lifetime JP3018584B2 (en) 1991-06-19 1991-06-19 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3018584B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0711105A (en) * 1993-06-22 1995-01-13 Sumitomo Durez Co Ltd Epoxy resin composition with excellent thermal impact property
JP3238340B2 (en) * 1996-12-04 2001-12-10 住友ベークライト株式会社 Liquid epoxy resin sealing material
US6309502B1 (en) 1997-08-19 2001-10-30 3M Innovative Properties Company Conductive epoxy resin compositions, anisotropically conductive adhesive films and electrical connecting methods
JP6026095B2 (en) * 2011-10-31 2016-11-16 太陽インキ製造株式会社 Thermosetting resin composition, cured product thereof, and printed wiring board using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04370137A (en) 1992-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5360837A (en) Semiconductor device-encapsulating epoxy resin composition
JP3018584B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP3116577B2 (en) Epoxy composition for semiconductor encapsulation
JP2541712B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP2501143B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP2503067B2 (en) Epoxy composition
JPH0733429B2 (en) Epoxy resin composition
JP3147402B2 (en) Epoxy composition for semiconductor encapsulation
JP3116563B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP3092184B2 (en) Epoxy resin composition
JP2505452B2 (en) Solder heat resistant epoxy resin composition
JPH04325516A (en) Epoxy resin composition for semiconductor sealing
JP3413923B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and resin-encapsulated semiconductor device
JP3451690B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP2823569B2 (en) Epoxy composition
JPH0299551A (en) Epoxy-based resin composition
JP3451710B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and resin-encapsulated semiconductor device
JP3018585B2 (en) Epoxy resin composition
JPH04306224A (en) Epoxy resin composition
JP2955012B2 (en) Epoxy resin composition
JP3220998B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP2658704B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JP2961889B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation
JPH0676539B2 (en) Epoxy-containing composition for semiconductor encapsulation
JP3366456B2 (en) Epoxy resin composition