JP3444237B2 - Liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device - Google Patents

Liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子等の封
止に使用される液状エポキシ樹脂組成物と、これを用い
て封止されてなる半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid epoxy resin composition used for encapsulating a semiconductor element or the like, and a semiconductor device encapsulated with the liquid epoxy resin composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来エポキシ樹脂組成物は、優れた電気
的性能と接着力を有するため、電気・電子分野の種々の
用途に使用されている。特に半導体素子の封止には高い
封止信頼性が確保できるため、封止材料として粉粒状の
成形材料や液状のポッティング材料が広く使われてい
る。
2. Description of the Related Art Conventional epoxy resin compositions have been used for various applications in the electric and electronic fields because they have excellent electrical performance and adhesive strength. In particular, a powdery molding material or a liquid potting material is widely used as a sealing material because high sealing reliability can be ensured for sealing a semiconductor element.

【0003】近年の電子機器のモバイル化、高機能化に
伴い、半導体パッケージの高集積化、高密度化、薄型
化、軽量化が必要になってきており、これらの要求に対
応して、エリアアレイ接続で高密度化を達成したBGA
(ボール・グリッド・アレイ)、CSP(チップ・スケ
ール・パッケージ)、MCM(マルチ・チップ・モジュ
ール)などの新しい半導体パッケージ形態が登場してき
ている。
As electronic devices have become more mobile and more sophisticated in recent years, it has become necessary to make semiconductor packages highly integrated, highly dense, thin, and lightweight. BGA that achieved high density with array connection
(Ball grid array), CSP (chip scale package), MCM (multi-chip module) and other new semiconductor package forms have been introduced.

【0004】これらの新しい半導体パッケージの封止に
は、従来の粉粒状の封止材を用いた金型成形方式では薄
型化に限界があると共に、多ワイヤー数に起因するワイ
ヤースイープなどの問題があるため、液状の封止材が使
用され始めている。また、金型成形方式は、品種ごとに
高価な金型を必要とするためコストアップを招くと共
に、BGA基板上の微細回路を金型で切断してしまうお
それがあるため、液状の封止材を用いて金型を使用せず
に封止をする液状封止方式が有利となっている。
For sealing of these new semiconductor packages, there is a limit to thinning with a conventional die molding method using a powdery and granular sealing material, and there are problems such as wire sweep caused by a large number of wires. For this reason, liquid encapsulants have begun to be used. In addition, since the die molding method requires an expensive die for each product type, the cost is increased, and the fine circuit on the BGA substrate may be cut by the die, so that a liquid sealing material is used. A liquid encapsulation method in which encapsulation is performed without using a mold is advantageous.

【0005】このようなメリットを有する液状封止方式
であるが、使用される液状封止材は封止作業性や信頼性
の点で、金型成形される粉粒状封止材に比べて劣ってい
るという欠点があった。それは、粉粒状封止材では硬化
剤としてフェノール系硬化剤を用いるため、耐湿信頼性
試験をした場合に加水分解しにくい、また素子との接着
力が高いという特徴に起因するものである。また、一般
的にトランスファー成形方式を行うために用いる封止材
料は常温では固型(粉粒状)であり、フィラーの高充填
化や樹脂の高Tg化が可能であるため、優れた半田耐熱
性や耐ヒートショック性が発揮できる。
Although the liquid encapsulating system has such advantages, the liquid encapsulating material used is inferior to the powder-granular encapsulating material molded by a mold in terms of sealing workability and reliability. There was a drawback that This is because the powdery and granular encapsulating material uses a phenolic curing agent as a curing agent, and is therefore resistant to hydrolysis when subjected to a moisture resistance reliability test and has a high adhesive force with the element. Further, generally, the encapsulating material used for carrying out the transfer molding method is solid (powder-granular) at room temperature, and it is possible to increase the filling of the filler and the Tg of the resin. And heat shock resistance can be demonstrated.

【0006】それに対して従来の液状封止材は、常温で
は液状であること、さらには一液性でロングポットライ
フであること、という制約があるために、用いられる硬
化剤および硬化促進剤の選定が限られており、一般的に
はアミン系や酸無水物が用いられている。しかし、アミ
ン系の硬化剤のうち、液状の芳香族アミン類はエポキシ
との反応性が高すぎてポットライフが短く、Dicy
(ジシアンジアミド)に代表される固形アミン類は粘度
が高いという欠点を有する。また、吸湿率が高く電気特
性にも劣っている。一方、酸無水物硬化剤は、硬化物の
架橋構造中のエステル構造が加水分解し易いため、耐湿
信頼性に劣ると共に、化学的な接着力も低いため耐熱信
頼性も低い傾向にあった。また、金型成形される粉粒状
封止材において用いられているフェノール系の硬化剤は
常温で固体であり、液状エポキシと併用すると非常に高
粘度となるため、フィラーを配合した液状封止材用途に
用いることは難しい。溶剤を添加して低粘度化を図るこ
ともできるが、溶剤に起因して硬化物中にボイドが発生
しやすく、外観不良や信頼性劣化が生じ、金型成形され
る粉粒状封止材並みの特性を発揮することは難しい。
On the other hand, the conventional liquid encapsulant is limited in that it is liquid at room temperature, and is one-part and has a long pot life. The selection is limited, and amine-based or acid anhydride is generally used. However, among amine-based curing agents, liquid aromatic amines have too high a reactivity with epoxy and have a short pot life.
The solid amines represented by (dicyandiamide) have the drawback of high viscosity. In addition, it has a high moisture absorption rate and inferior electrical characteristics. On the other hand, in the acid anhydride curing agent, the ester structure in the cross-linked structure of the cured product is easily hydrolyzed, so that the moisture resistance is inferior, and the chemical adhesion is low, so that the heat resistance tends to be low. In addition, since the phenolic curing agent used in the powder-molded encapsulant that is molded by a mold is solid at room temperature and has a very high viscosity when used in combination with liquid epoxy, a liquid encapsulant containing a filler is used. It is difficult to use for purposes. Although it is possible to reduce the viscosity by adding a solvent, voids are likely to occur in the cured product due to the solvent, resulting in poor appearance and reliability deterioration. It is difficult to exert the characteristics of.

【0007】このような事情から、液状封止方式に対応
して、封止作業性が良好で、かつ金型成形される粉粒状
封止材と同等以上の封止信頼性を発揮しうる液状封止材
が強く望まれている。
Under these circumstances, a liquid which has good sealing workability and can exhibit sealing reliability equal to or higher than that of the powdery or granular sealing material to be mold-molded, corresponding to the liquid sealing method. Encapsulants are strongly desired.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
を踏まえてなされたものであり、常温で液状で低粘度で
取扱性に優れ、ポットライフが長いという従来の液状封
止材の利点を失うことなく、しかも、半導体の耐湿およ
び耐熱信頼性に優れた硬化物を得ることができる半導体
封止用の液状エポキシ樹脂組成物を提供することを課題
とする。また、このような液状エポキシ樹脂組成物を用
いて封止してなる半導体装置を提供することも課題とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has the advantages of the conventional liquid encapsulant that is liquid at room temperature, has low viscosity, is excellent in handleability, and has a long pot life. It is an object of the present invention to provide a liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is capable of obtaining a cured product having excellent moisture resistance and heat resistance reliability of a semiconductor without losing the properties. It is also an object to provide a semiconductor device which is sealed with such a liquid epoxy resin composition.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかる半導体封止用の液状エポキシ樹脂組
成物は、(A)シアン酸エステル、(B)エポキシ樹
脂、(C)無機充填材、(D)金属キレートおよび/ま
たは金属塩、および(E)酸無水物を含み、(A)成分として、4,4′−エチリデンビスフェニレ
ンシアネート(A1)を含み、その配合割合が重量比
で、(A1)/(A)成分=0.1〜1であり、 (B)成分として、分子内に2個以上のグリシジル基を
有しており、室温で液状のエポキシ樹脂を含み、 (A)成分および(B)成分の少なくとも一方が室温で
液体であり、 (E)成分が室温で液体であり、 各成分の配合割合が重量比で、 (C)成分/組成物全量=0.60〜0.95 (A)成分/(B)成分=0.76〜1.43 (E)成分/(組成物全量−(C)成分)=0.01〜
0.3である、ことを特徴とする。また、本発明にかか
る半導体装置は、半導体素子が前記液状エポキシ樹脂組
成物により封止されてなるものである。
In order to solve the above problems, a liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention comprises (A) cyanate ester, (B) epoxy resin and (C) inorganic material. A filler, (D) a metal chelate and / or a metal salt, and (E) an acid anhydride, and (4) ' -ethylidene bisphenylene as a component (A)
Ncyanate (A1), the blending ratio is by weight
And (A1) / (A) component = 0.1-1, and (B) component has two or more glycidyl groups in the molecule.
Which has an epoxy resin which is liquid at room temperature, at least one of (A) component and (B) component is liquid at room temperature, (E) component is liquid at room temperature, and the mixing ratio of each component is By weight ratio, (C) component / composition total amount = 0.60 to 0.95 (A) component / (B) component = 0.76 to 1.43 (E) component / (composition total amount- (C) Component) = 0.01-
It is characterized in that it is 0.3. Further, the semiconductor device according to the present invention has a semiconductor element sealed with the liquid epoxy resin composition.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明のエポキシ樹脂組成物は、
シアン酸エステルとエポキシ樹脂とをベースとするもの
であり、(A)シアン酸エステル、(B)エポキシ樹
脂、(C)無機充填材、(D)金属キレートおよび/ま
たは金属塩、および(E)液状酸無水物を含むものであ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The epoxy resin composition of the present invention comprises
(A) cyanate ester, (B) epoxy resin, (C) inorganic filler, (D) metal chelate and / or metal salt, and (E). It contains a liquid acid anhydride.

【0011】本発明では、樹脂組成物を液状とするため
に(A)成分と(B)成分を混合した場合に、室温で液
状であることが必要である。そのため、(A)成分およ
び(B)成分の少なくとも一方が室温で液体であること
が必要である
In the present invention, when the component (A) and the component (B) are mixed in order to make the resin composition liquid, it is necessary that the resin composition be liquid at room temperature. Therefore, at least one of the component (A) and the component (B) needs to be liquid at room temperature .

【0012】(A)成分のシアン酸エステルは、シアネ
ート基(−OCN基)を有する化合物である。(A)成
分のシアン酸エステルとしては、具体的には、室温下で
液状である4,4′−エチリデンビスフェニレンシアネ
ート(A1)を含むことが必要である。4,4′−エチ
リデンビスフェニレンシアネート(A1)は、下記化学
式で示されるように、
The cyanate ester of the component (A) is cyanate.
A compound having an alkyl group (-OCN group). (A) Success
As the cyanate ester of the minutes, specifically, at room temperature
Liquid 4,4'-ethylidene bisphenylene cyane
It is necessary to include the gateway (A1). 4,4′-ethylidene bisphenylene cyanate (A1) has the following chemical formula:

【0013】[0013]

【化1】 [Chemical 1]

【0014】ビスフェノールE骨格の両端にシアネート
基を有する構造であり、室温で100cps(センチポ
イズ)前後の液体である。他のシアン酸エステルとして
は、結晶性で室温では固体の2,2−ビス(4−シアナ
トフェニル)プロパン、ビス(4−シアナト−3,5−
ジメチルフェニル)メタン、ビス(4−シアナト−フェ
ニル)チオエーテル、などのシアン酸エステルポリマー
及びこれらのモノマーを予備反応させてプレポリマー化
させた重合物が例示できるが、上記したビスフェノール
A骨格の2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパ
ンや、ジメチルフェニル骨格のビス(4−シアナト−
3,5−ジメチルフェニル)メタンなどは、非常に結晶
性に富んでおり、単体では室温で固体である。これらの
結晶性のシアン酸エステルは、液状エポキシ樹脂に加熱
溶解して液状化しても冷却後に結晶が析出して固化しや
すいという欠点がある。しかしながら、ビスフェノール
E骨格の4,4′−エチリデンビスフェニレンシアネー
ト(A1)と併用することで、固化を防止できることを
見出したものである。したがって、(A)成分のシアン
酸エステルとしては、4,4′−エチリデンビスフェニ
レンシアネート(A1)を含み、必要に応じて他のシア
ン酸エステルとして、(B)成分のエポキシ樹脂と混合
した場合に、室温で液状となるようなものを使用するこ
とができる。
It has a structure having cyanate groups at both ends of the bisphenol E skeleton, and is a liquid of about 100 cps (centipoise) at room temperature. As other cyanate ester
Is 2,2-bis (4-cyanana) which is crystalline and solid at room temperature.
Tophenyl) propane, bis (4-cyanato-3,5-
Dimethylphenyl) methane, bis (4-cyanato-phen)
Nyl) thioether, etc. cyanate ester polymers
And pre-reacting these monomers to form prepolymer
Examples thereof include 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane having a bisphenol A skeleton and bis (4-cyanato-) having a dimethylphenyl skeleton.
Etc. 3,5-dimethylphenyl) methane, rich in highly crystalline, in itself is a solid at room temperature. These crystalline cyanate esters have a drawback that crystals are likely to precipitate and solidify after cooling even if they are liquefied by being heated and dissolved in a liquid epoxy resin. However, it has been found that solidification can be prevented by using together with 4,4′-ethylidene bisphenylene cyanate (A1) having a bisphenol E skeleton. Therefore, the (A) component cyan
As the acid ester, 4,4'-ethylidene bisphenyl
Includes Lencyanate (A1) and other shears as needed
Mixing with (B) component epoxy resin as acid ester
If it does, use a liquid that becomes liquid at room temperature.
You can

【0015】本発明において、4,4′−エチリデンビ
スフェニレンシアネート(A1)の配合割合は、重量比
で、(A1)/(A)成分=0.1〜1であ、0.5
〜1であることが好ましく、0.7〜1であることがさ
らに好ましい。前記配合割合が0.1より少ない場合
は、結晶性のシアン酸エステルの固化を防止することが
困難となる。
[0015] In the present invention, the mixing ratio of 4,4'-ethylidene-bis-phenylene cyanate (A1), in weight ratio, Ri (A1) / (A) component = 0.1 der, 0.5
It is good Mashiku is to 1, more preferably from 0.7 to 1. If the blending ratio is less than 0.1, it becomes difficult to prevent the solidification of the crystalline cyanate ester.

【0016】(B)成分のエポキシ樹脂は、分子内に2
個以上のグリシジル基を有する化合物である。(B)成
分のエポキシ樹脂としては、室温で液状のものを含むこ
とが必要である。室温で液状のものを単一で用いても良
いし、液状と液状、または液状と固形のエポキシ樹脂の
混合物であってもよい。具体的には、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、ノ
ボラック型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂、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、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ
樹脂、複素環型エポキシ樹脂などが例示できるが、これ
らに限定されるものではない。これらのエポキシ樹脂の
中でも特に、分子蒸留によって得られる、下式における
nが0〜1のビスフェノールAおよびビスフェノールF
型エポキシ樹脂が、低粘度でかつイオン性不純物が非常
に少なく、好ましい。
The epoxy resin as the component (B) has 2 in the molecule.
It is a compound having one or more glycidyl groups. The epoxy resin as the component (B) includes a liquid one at room temperature.
And are required. A single liquid at room temperature may be used, or a mixture of liquid and liquid, or liquid and solid epoxy resin may be used. Specifically, bisphenol A
Type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, halogenated epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, etc. However, the invention is not limited to these. Among these epoxy resins, bisphenol A and bisphenol F, in which n in the following formula is 0 to 1, obtained by molecular distillation
Type epoxy resins are preferred because of their low viscosity and very low ionic impurities.

【0017】[0017]

【化2】 [Chemical 2]

【0018】(A)成分と(B)成分の配合割合として
は、硬化物の物性および封止信頼性の点から、重量比
で、(A)成分/(B)成分=0.76〜1.43であ
り、0.91〜1.43であることが好ましく、0.9
1〜1.25であることがより好ましい。シアン酸エス
テルは、金属触媒の存在下で単独で3量化反応を起こ
し、トリアジン環を形成することが知られている。しか
し、この反応は180℃以上の高温での反応が主体であ
る。また、シアン酸エステルとエポキシ樹脂の複合樹脂
系ではシアネート基とエポキシ基の反応も起こるため、
複数の反応が競争反応として起こるものと推察される。
(A)成分/(B)成分が1.43より大きいとエポキ
シ樹脂が不足して160℃以下での硬化の場合には反応
しきれなかったシアネート基が残存してしまう。未反応
のシアネート基は、PCT(プレッシャークッカーテス
ト)等の耐湿信頼性試験の際、加水分解してカルバメー
ト基となり、さらには脱炭酸反応を起こしてしまい、耐
湿信頼性不良を引き起こしてしまう。逆に(A)成分/
(B)成分が0.76より小さいとエポキシ樹脂過剰と
なるために未反応のエポキシ基が残存する。残留した未
反応エポキシ基は硬化物の架橋密度を低下させ、ガラス
転移温度の低下や吸湿率の上昇を引き起こす。そのた
め、硬化物の熱膨張率が大きくなり、ヒートサイクルや
リフロー信頼性の悪化を引き起こす要因となる。
From the viewpoint of the physical properties of the cured product and the sealing reliability, the mixing ratio of the components (A) and (B) is (A) component / (B) component = 0.76-1. 0.43, preferably 0.91 to 1.43, and 0.9
It is more preferably 1 to 1.25. It is known that cyanate ester alone undergoes a trimerization reaction in the presence of a metal catalyst to form a triazine ring. However, this reaction is mainly a reaction at a high temperature of 180 ° C. or higher. Also, in the composite resin system of cyanate ester and epoxy resin, the reaction of the cyanate group and the epoxy group also occurs,
It is speculated that multiple reactions occur as competitive reactions.
If component (A) / component (B) is greater than 1.43, the epoxy resin will be insufficient, and in the case of curing at 160 ° C. or lower, cyanate groups that have not reacted will remain. The unreacted cyanate group is hydrolyzed into a carbamate group during a moisture resistance reliability test such as PCT (pressure cooker test) and further causes a decarboxylation reaction, resulting in poor moisture resistance reliability. Conversely, component (A) /
When the component (B) is less than 0.76, the epoxy resin becomes excessive, and unreacted epoxy groups remain. The remaining unreacted epoxy group lowers the crosslink density of the cured product, which lowers the glass transition temperature and increases the moisture absorption rate. Therefore, the coefficient of thermal expansion of the cured product becomes large, which causes deterioration of heat cycle and reflow reliability.

【0019】(C)成分の無機充填材としては、結晶シ
リカ、溶融シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化亜
鉛などを用いることができる。特に溶融シリカは、半導
体チップ表面のパッシベーション膜への傷つけ防止のた
めに、角がないもの、又は球状のものが望ましく、ま
た、その大きさは最大粒径が100μm以下であること
が望ましいが、これに限定されるものではない。
As the inorganic filler as the component (C), crystalline silica, fused silica, alumina, calcium carbonate, zinc oxide or the like can be used. In particular, the fused silica is preferably non-cornered or spherical in order to prevent damage to the passivation film on the surface of the semiconductor chip, and it is desirable that the maximum particle size is 100 μm or less. It is not limited to this.

【0020】(C)成分の配合割合は、重量比で、
(C)成分/組成物全量=0.60〜0.95であるこ
とが好ましく、0.70〜0.90であることがより好
ましく、0.75〜0.85であることがさらに好まし
い。(C)成分の配合割合が0.60より少ない場合
は、樹脂成分の比率が高くなるために半導体封止時の樹
脂組成物の収縮量が大きくなり、また熱膨張率も大きく
なるために基板の反り量が大きくなったり、熱ストレス
をかけた際のチップクラック等の不良が発生し易くな
る。また、吸湿率も大きくなるため、リフロー時のクラ
ックの原因ともなる。(C)成分の配合割合が0.95
より多い場合は、液体成分が不足して粘度が高くなり、
液体としての取り扱いが難しく封止が行えない。
The mixing ratio of the component (C) is a weight ratio,
(C) component / composition total amount = 0.60 to 0.95 is preferable, 0.70 to 0.90 is more preferable, and 0.75 to 0.85 is further preferable. If the mixing ratio of the component (C) is less than 0.60, the ratio of the resin component becomes high, so that the shrinkage amount of the resin composition at the time of encapsulating the semiconductor becomes large and the coefficient of thermal expansion also becomes large, so that the substrate The amount of warp becomes large, and defects such as chip cracks when heat stress is applied are likely to occur. Further, since the moisture absorption rate becomes large, it also causes cracks during reflow. The mixing ratio of the component (C) is 0.95
If more, the liquid component is insufficient and the viscosity becomes high,
It is difficult to handle as a liquid and cannot be sealed.

【0021】(D)成分の金属キレートおよび/または
金属塩は、(A)成分のシアン酸エステルの硬化触媒で
ある。金属キレートとしては、具体的には、1〜6また
はそれ以上のキレート環を有する非イオン型またはイオ
ン型の金属キレートを挙げることができ、金属として、
鉄、コバルト、亜鉛、スズ、アルミニウム、マンガンな
どが例示できる。金属キレートの配位子としては、アセ
チルアセトナート、サリチルアルデヒド、ベンゾイルア
セトンなどが例示できる。また、金属塩としては、ナフ
テン酸塩、オクテン酸塩等を例示できる。
The metal chelate and / or metal salt of the component (D) is a curing catalyst for the cyanate ester of the component (A). Specific examples of the metal chelate include nonionic or ionic metal chelates having 1 to 6 or more chelate rings.
Examples include iron, cobalt, zinc, tin, aluminum and manganese. Examples of the ligand of the metal chelate include acetylacetonate, salicylaldehyde, and benzoylacetone. Further, examples of the metal salt include naphthenate and octenoate.

【0022】本発明では、(D)成分として、鉄(III
)のキレート(D1)や、コバルト(III )のキレー
ト(D2)を用いることで、以下のような効果を得るこ
とができる。シアン酸エステルは金属キレートを核とし
て約180℃以上の高温で3量化反応を起こしトリアジ
ン骨格を形成することが知られており、各種の金属キレ
ートがシアン酸エステルの単独硬化の触媒となることは
公知である。硬化触媒のシアネート基の吸引が金属の種
類によって異なるため、この3量化反応の速さは用いる
金属キレートにより異なっており、一般的には、亜鉛、
スズ、銅、マンガン、チタニウム、アルミニウム等の金
属キレートが知られている。しかしながら、本発明のよ
うに樹脂成分としてシアン酸エステルの他にエポキシ樹
脂をも含む場合には、反応機構は非常に複雑となる。シ
アネート基の3量化反応と並行してシアネート基とエポ
キシ基とが反応してオキサゾリン骨格を形成する反応も
起こるためである。
In the present invention, iron (III) is used as the component (D).
By using the chelate (D1) of (1) or the chelate (D2) of cobalt (III), the following effects can be obtained. It is known that cyanate ester forms a triazine skeleton by causing a trimerization reaction at a high temperature of about 180 ° C. or higher with a metal chelate as a nucleus, and various metal chelates do not act as a catalyst for independent curing of cyanate ester. It is known. Since the suction of the cyanate group of the curing catalyst differs depending on the type of metal, the speed of this trimerization reaction differs depending on the metal chelate used, and in general, zinc,
Metal chelates of tin, copper, manganese, titanium, aluminum and the like are known. However, when an epoxy resin is included as a resin component in addition to the cyanate ester as in the present invention, the reaction mechanism becomes very complicated. This is because a reaction between the cyanate group and the epoxy group to form an oxazoline skeleton also occurs in parallel with the trimerization reaction of the cyanate group.

【0023】後述するようにエポキシ樹脂組成物に低弾
性化成分としてゲル状シリコーン樹脂が含まれる場合、
このゲル状シリコーン樹脂を含む樹脂系はチクソトロピ
ーな粘性を示す傾向にある。チクソトロピーな液状物は
表面張力が大きいため凸な形状になりやすく、そのた
め、半導体パッケージの封止用途のうちキャビティダウ
ンタイプのBGA等のように、封止樹脂の形状がフラッ
トな形状になる必要のあるパッケージ用の封止材として
は不利である。しかしながら、このとき金属キレートと
して鉄(III )キレート(D1)を用いることでチクソ
トロピーが非常に小さくなり、高流動性を示すようにな
る。金属キレートの配位子としては、特に限定されず、
アセチルアセトナート、サリチルアルデヒド、ベンゾイ
ルアセトンなどが例示できる。硬化触媒の使用量はシア
ン酸エステルの量に依存するため、重量比で、(D1)
/(A)成分=0.0001〜0.01であることが好
ましく、0.0005〜0.005であることがより好
ましく、0.001〜0.003であることがさらに好
ましい。硬化触媒の使用量が上記範囲にあることで、良
好な硬化性とロングポットライフを示す。
As described below, when the epoxy resin composition contains a gel silicone resin as a low elasticity component,
A resin system containing this gel-like silicone resin tends to exhibit thixotropic viscosity. A thixotropic liquid substance has a large surface tension and is likely to have a convex shape. Therefore, it is necessary that the sealing resin has a flat shape like the cavity-down type BGA in the semiconductor package sealing applications. It is a disadvantage as an encapsulant for some packages. However, at this time, by using the iron (III) chelate (D1) as the metal chelate, the thixotropy becomes extremely small, and high fluidity is exhibited. The ligand of the metal chelate is not particularly limited,
Acetylacetonate, salicylaldehyde, benzoylacetone, etc. can be exemplified. Since the amount of the curing catalyst used depends on the amount of the cyanate ester, the weight ratio is (D1).
/ (A) component = 0.0001 to 0.01 is preferable, 0.0005 to 0.005 is more preferable, and 0.001 to 0.003 is further preferable. When the amount of the curing catalyst used is in the above range, good curability and long pot life are exhibited.

【0024】一方、COB(チップオンボード)パッケ
ージのように、チップの周辺にダム等がない場合には、
狭い面積を効率良く封止するために、逆に封止樹脂が高
チクソトロピー性で極力流動しないことが求められる。
流動してしまうとチップやワイヤーが露出して不良の原
因となるためである。この場合、金属キレートとしてコ
バルト(III )のキレート(D2)を用いることで、高
チクソトロピー性が実現できる。金属キレートの配位子
としては、特に限定されず、アセチルアセトナート、サ
リチルアルデヒド、ベンゾイルアセトンなどが例示でき
る。硬化触媒の使用量はシアン酸エステルの量に依存す
るため、重量比で、(D2)/(A)成分=0.000
1〜0.01であることが好ましく、0.0005〜
0.005であることがより好ましく、0.001〜
0.003であることがさらに好ましい。硬化触媒の使
用量が上記範囲にあることで、良好な硬化性とロングポ
ットライフを示す。
On the other hand, when there is no dam around the chip like a COB (chip on board) package,
On the contrary, in order to efficiently seal a small area, it is required that the sealing resin has high thixotropy and does not flow as much as possible.
This is because if they flow, the chips and wires are exposed, causing defects. In this case, high thixotropy can be realized by using the cobalt (III) chelate (D2) as the metal chelate. The metal chelate ligand is not particularly limited, and examples thereof include acetylacetonate, salicylaldehyde, and benzoylacetone. Since the amount of the curing catalyst used depends on the amount of the cyanate ester, the weight ratio of (D2) / (A) component = 0.000.
It is preferably 1 to 0.01, and 0.0005 to
0.005 is more preferable, and 0.001-
It is more preferably 0.003. When the amount of the curing catalyst used is in the above range, good curability and long pot life are exhibited.

【0025】(E)成分の酸無水物は、(A)成分のシ
アン酸エステルと(B)成分のエポキシ樹脂との反応の
助硬化剤である。酸無水物を併用することで、エポキシ
樹脂組成物のチクソトロピー性を下げることが可能とな
り、封止時の流動性向上に大きな効果が見られる。本発
明のエポキシ樹脂組成物は液状であるため、(E)成分
の酸無水物も室温で液体である必要がある。
The acid anhydride as the component (E) is a co-curing agent for the reaction between the cyanate ester as the component (A) and the epoxy resin as the component (B). By using an acid anhydride together, the thixotropy of the epoxy resin composition can be reduced, and a great effect can be seen in improving the fluidity at the time of sealing. Since the epoxy resin composition of the present invention is liquid, the acid anhydride as the component (E) needs to be liquid at room temperature.

【0026】(E)成分の配合割合としては、(E)成
分/(組成物全量−(C)成分)=0.01〜0.3で
あり、0.05〜0.2であることが好ましく、0.1
0〜0.15であることがより好ましい。(E)成分の
配合割合が0.01よりも少ないと上記効果が得られに
くい。(E)成分の配合割合が0.3よりも多いと、反
応性が低下するとともに耐湿信頼性が悪化する。なお、
(E)成分の酸無水物と(B)成分のエポキシ樹脂のみ
ではほとんど反応は起こらないが、(A)成分のシアン
酸エステルと(D)成分の金属キレートおよび/または
金属塩とを含む系では良好な反応性を示すことを見出し
た。その反応機構の詳細は不明であるが、シアン酸エス
テルとエポキシ樹脂との反応でオキサゾリンが生成する
過程での水酸基および活性水素が酸無水物との反応を促
進すると推測される。
The mixing ratio of the component (E) is such that the component (E) / (the total amount of the composition-the component (C)) = 0.01 to 0.3, and preferably 0.05 to 0.2. Preferably 0.1
It is more preferably 0 to 0.15. If the blending ratio of the component (E) is less than 0.01, it is difficult to obtain the above effect. When the blending ratio of the component (E) is more than 0.3, the reactivity decreases and the moisture resistance reliability deteriorates. In addition,
Although a reaction hardly occurs only with the acid anhydride of the component (E) and the epoxy resin of the component (B), a system containing a cyanate ester of the component (A) and a metal chelate and / or a metal salt of the component (D). Then, it was found that it showed good reactivity. Although the details of the reaction mechanism are unknown, it is presumed that the hydroxyl group and active hydrogen in the process of producing oxazoline in the reaction between the cyanate ester and the epoxy resin promote the reaction with the acid anhydride.

【0027】本発明のエポキシ樹脂組成物では、さらに
(F)成分としてゲル状シリコーン樹脂を含むことがで
きる。封止材は、プリント回路基板上にBGAやCSP
等の半導体チップを実装した上にオーバーコート封止し
て用いられるが、封止樹脂の弾性率が高いと基板の反り
が大きくなってしまい、実用化できなくなってしまう。
そのため、低弾性化剤としてゲル状シリコーン樹脂を含
むことが好ましい。
The epoxy resin composition of the present invention may further contain a gel silicone resin as the component (F). The sealing material is BGA or CSP on the printed circuit board.
It is used by mounting a semiconductor chip such as the above on an overcoat and encapsulating it, but if the elastic modulus of the encapsulating resin is high, the warp of the substrate becomes large and it cannot be put to practical use.
Therefore, it is preferable to include a gel silicone resin as the low elasticity agent.

【0028】一般的な低弾性化剤として、ポリブタジエ
ン系ラバー、シリコーンパウダー、シリコーンオイル等
が知られている。しかしながら、これらは次のような欠
点を有する。ポリブタジエン系ラバーは二重結合の熱劣
化(酸化)に起因して、長期耐熱性が低い。シリコーン
系樹脂は熱的には安定しており優れているが、パウダー
タイプでは粒子の凝集および液体の上層への浮き上が
り、分離の問題がある。また、粘度が高くなって均一分
散できないために低弾性効果が少ない。シリコーンオイ
ルは、エポキシ樹脂との相溶性が悪い上に比重が小さい
ため封止材の上部に相分離しやすい。また、封止材とパ
ッケージ基板との界面にブリードアウトしやすく、その
成分が離型剤的に働くため接着力が低下し、界面剥離の
原因となり易い。
Polybutadiene rubber, silicone powder, silicone oil, etc. are known as general low-elasticity agents. However, these have the following drawbacks. Polybutadiene rubber has low long-term heat resistance due to thermal deterioration (oxidation) of double bonds. Silicone-based resins are thermally stable and excellent, but powder-type resins have problems of particle aggregation, floating on the upper layer of the liquid, and separation. Further, since the viscosity is so high that the particles cannot be uniformly dispersed, the low elasticity effect is small. Silicone oil is poorly compatible with epoxy resin and has a small specific gravity, so that it is likely to be phase-separated in the upper part of the encapsulant. In addition, bleeding out easily occurs at the interface between the encapsulant and the package substrate, and the component acts as a release agent, so that the adhesive force is reduced and the interface easily peels off.

【0029】これに対して、本発明で(F)成分として
使用するゲル状シリコーン樹脂は、パウダーとオイルの
中間に位置するものである。ゲル状シリコーン樹脂の構
成成分の主剤であるシリコーンオイルと硬化剤のシリコ
ーンオイルを混合し、これをエポキシ樹脂を加温した中
に加え、ミキサー等で強いシェアをかけながら攪拌し、
ゲル成分を微細分散させることで海島構造を形成するこ
とができる。これにより、粒子の凝集や上層への浮き上
がり、相分離の問題を起こすことなく、効果的に低弾性
効果を発揮することができる。海島構造の島のサイズは
10μm以下が望ましく、そのためには、(F)成分の
配合割合は、重量比で、(F)成分/(組成物全量−
(C)成分)<0.3であることが好ましく、0.2未
満であることがより好ましい。(F)成分の配合割合が
0.3以上の場合、エポキシ樹脂組成物の粘度が高くな
り取扱性が悪化する。
On the other hand, the gel silicone resin used as the component (F) in the present invention is located between powder and oil. Mix the silicone oil, which is the main component of the gel-like silicone resin, and the silicone oil, which is the curing agent, add this to the epoxy resin that has been heated, and stir while applying a strong share with a mixer,
A sea-island structure can be formed by finely dispersing the gel component. As a result, the low elasticity effect can be effectively exhibited without agglomeration of particles, floating to the upper layer, and the problem of phase separation. The size of the island having a sea-island structure is preferably 10 μm or less. For that purpose, the mixing ratio of the component (F) is (F) component / (total amount of composition−).
(Component (C)) <0.3 is preferable, and less than 0.2 is more preferable. When the blending ratio of the component (F) is 0.3 or more, the viscosity of the epoxy resin composition becomes high and the handleability deteriorates.

【0030】(F)成分のゲル状シリコーン樹脂として
は、下記式で表されるシリコーン重合体と、自硬化性シ
リコーンゴムあるいはゲルとからなることが好ましい。
The gel silicone resin as the component (F) preferably comprises a silicone polymer represented by the following formula and a self-curing silicone rubber or gel.

【0031】[0031]

【化3】 [Chemical 3]

【0032】上式において、Rはメチル基、エチル基等
のアルキル基あるいはフェニル基を表す。Xはポリオキ
シエチレン基、ポリオキシプロピレン基、あるいはこれ
らの共重合基等のポリオキシアルキレン基含有基を表
す。l,m,nは1以上の整数である。l/(l+m+
n)=0.05〜0.99が好ましく、m/(l+m+
n)=0.001〜0.5が好ましく、n/(l+m+
n)=0.001〜0.8が好ましい。このシリコーン
重合体はブロック共重合体であっても、ランダム共重合
体であってもよい。
In the above formula, R represents an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, or a phenyl group. X represents a polyoxyalkylene group-containing group such as a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group, or a copolymerization group thereof. l, m, and n are integers of 1 or more. l / (l + m +
n) = 0.05 to 0.99 is preferable, and m / (l + m +
n) = 0.001 to 0.5 is preferable, and n / (l + m +
n) = 0.001 to 0.8 is preferable. This silicone polymer may be a block copolymer or a random copolymer.

【0033】自硬化性シリコーンゴムあるいはゲルとし
ては、SiH基が付加反応できるビニル基等を含有して
いれば良く、付加反応タイプのものが好ましい。1液
系、多成分系は問わない。このシリコーン重合体を含有
させることによって自硬化性シリコーンゴムあるいはゲ
ルの分散を助け、微細な海島構造を形成させることがで
きる上、一部は自硬化性シリコーンゴムあるいはゲルと
の反応も期待される。
As the self-curing silicone rubber or gel, it is sufficient that it contains a vinyl group or the like which can undergo an SiH group addition reaction, and an addition reaction type one is preferable. It does not matter whether it is a one-component system or a multi-component system. By including this silicone polymer, it is possible to help disperse the self-curing silicone rubber or gel and form a fine sea-island structure. In addition, a part of the reaction with the self-curing silicone rubber or gel is also expected. .

【0034】本発明のエポキシ樹脂組成物では、さらに
(G)成分としてチタネート系カップリング剤を含むこ
とができる。一般的にはエポキシ樹脂封止材のカップリ
ング剤としては、エポキシシランやアミノシラン等の核
金属としてSiを有するシランカップリング剤が用いら
れる。しかしながら、シアン酸エステルとエポキシ樹脂
を含む系においては、核金属としてTiを有するチタネ
ート系カップリング剤を用いることで、流動性の向上と
低温速硬化性を発現することができることを本発明者ら
は見出した。(G)成分の配合割合は、重量比で、
(G)成分/(組成物全量−(C)成分)=0.001
〜0.1であることが好ましく、0.005〜0.05
であることがより好ましく、0.01〜0.03である
ことがさらに好ましい。この配合割合が0.001未満
の場合、(G)成分の添加効果が得られにくい。0.1
を越える場合、硬化物の架橋密度が低下し、信頼性が悪
化する。また、ポットライフが短くなってしまう。
The epoxy resin composition of the present invention may further contain a titanate coupling agent as the component (G). Generally, a silane coupling agent having Si as a core metal such as epoxysilane or aminosilane is used as the coupling agent for the epoxy resin sealing material. However, in a system containing a cyanate ester and an epoxy resin, by using a titanate-based coupling agent having Ti as a core metal, the present inventors have found that it is possible to improve fluidity and develop low-temperature fast-curing property. Found. The mixing ratio of the component (G) is a weight ratio,
(G) component / (total amount of composition- (C) component) = 0.001
Is preferably 0.1 to 0.005 to 0.05
Is more preferable, and 0.01 to 0.03 is further preferable. When the blending ratio is less than 0.001, it is difficult to obtain the effect of adding the component (G). 0.1
If it exceeds, the cross-linking density of the cured product will decrease and the reliability will deteriorate. Also, the pot life will be shortened.

【0035】さらに、本発明のエポキシ樹脂組成物に
は、必要に応じて、難燃剤、顔料、染料、離型剤、消泡
剤、界面活性剤、イオントラップ剤、希釈剤、Si系カ
ップリング剤等を添加することができる。本発明のエポ
キシ樹脂組成物は、前述した各成分をミキサー、ブレン
ダー等によって均一に混合したのち、ロール、ニーダー
等によって混練し、最終真空脱泡することで製造するこ
とができる。成分の配合順序は特に制限はない。
Further, in the epoxy resin composition of the present invention, a flame retardant, a pigment, a dye, a release agent, a defoaming agent, a surfactant, an ion trap agent, a diluent, and a Si-based coupling, if necessary. Agents and the like can be added. The epoxy resin composition of the present invention can be produced by uniformly mixing the above-mentioned components with a mixer, a blender or the like, kneading them with a roll, a kneader or the like, and finally defoaming under vacuum. The order of mixing the components is not particularly limited.

【0036】このようにして得られた液状のエポキシ樹
脂組成物は、金型を用いることなく液状封止により、半
導体素子を封止することができ、これにより本発明の半
導体装置を得ることができる。
The liquid epoxy resin composition thus obtained can seal a semiconductor element by liquid sealing without using a mold, whereby a semiconductor device of the present invention can be obtained. it can.

【0037】[0037]

【実施例】以下に実施例によりさらに詳細に本発明を説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 (1)実施例、比較例で使用した化合物は以下のとおり
である。 [(A)成分:シアン酸エステル] 「L10」(旭チバ(株)製AroCy L−10) 4,4′−エチリデンビスフェニレンシアネート (ビスフェノールE骨格を有し、室温で液体) 「B10」(旭チバ(株)製AroCy B−10) 2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパン (ビスフェノールA骨格を有し、室温で固体) 「M30」(旭チバ(株)製AroCy M−30) (ビスフェノールF骨格を有し、室温で固体) [(B)成分:エポキシ樹脂] 「YD8125」(東都化成(株)製) エポキシ当量175,25℃における粘度40ポイズの
分子蒸留タイプのビスフェノールA型エポキシ樹脂 「エピコート828」(油化シェル(株)製) ビスフェノールA型エポキシ樹脂 [(C)成分:無機充填材] 市販の球状溶融シリカを用いた。 [(D)成分:金属キレートおよび/または金属塩] 鉄(III )アセチルアセトン (CH3COC
HCOCH33Fe コバルト(III )アセチルアセトン (CH3COC
HCOCH33Co ナフテン酸マンガン [(E)成分:酸無水物] 「B650」(大日本インキ化学工業(株)製エピク
ロンB650) メチルヘキサヒドロフタル酸無水物,分子量168 「B570」(大日本インキ化学工業(株)製) メチルテトラヒドロフタル酸無水物 [(F)成分:ゲル状シリコーン樹脂]XE5818
(東芝シリコーン(株)製RTVシリコーン樹脂)を用
いた。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. (1) The compounds used in Examples and Comparative Examples are as follows. [(A) component: cyanate ester] "L10" (AroCy L-10 manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd.) 4,4'-ethylidene bisphenylene cyanate (having a bisphenol E skeleton and being liquid at room temperature) "B10" ( AroCy B-10 manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd. 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane (having a bisphenol A skeleton and solid at room temperature) “M30” (AroCy M-30 manufactured by Asahi Ciba Co., Ltd.) ) (Has a bisphenol F skeleton and is solid at room temperature) [(B) component: epoxy resin] "YD8125" (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) Epoxy equivalent bisphenol A of viscosity 40 poise at 175, 25 ° C Type epoxy resin "Epicoat 828" (manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) Bisphenol A type epoxy resin [(C) component: inorganic filler] Commercially available spherical melt It was used Rica. [Component (D): Metal Chelate and / or Metal Salt] Iron (III) acetylacetone (CH 3 COC)
HCOCH 3 ) 3 Fe Cobalt (III) acetylacetone (CH 3 COC
HCOCH 3 ) 3 Co Manganese naphthenate [(E) component: acid anhydride] "B650" (Epiclone B650 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) Methyl hexahydrophthalic anhydride, molecular weight 168 "B570" (Dainippon Nihon) Ink Chemical Industry Co., Ltd.) Methyl tetrahydrophthalic anhydride [(F) component: gel silicone resin] XE5818
(RTV silicone resin manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) was used.

【0038】これをエポキシ樹脂「YD8125」の中
へ所定量添加し、ディスパーにて80℃3時間加熱分散
し、作製した。 [(G)成分:カップリング剤] 「KR−TTS」(味の素ファインテクノ(株)製プ
レンアクトKR−TTS) 下記化学式で示されるチタネート系カップリング剤
A predetermined amount of this was added to the epoxy resin "YD8125", and the mixture was heated and dispersed at 80 ° C. for 3 hours in a disper to prepare. [(G) component: coupling agent] "KR-TTS" (Plainact KR-TTS manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Inc.) A titanate coupling agent represented by the following chemical formula.

【0039】[0039]

【化4】 [Chemical 4]

【0040】比重0.95,赤褐色の液体 「A187」(日本ユニカー(株)製) 下記化学式で示されるエポキシシラン系カップリング剤Specific gravity 0.95, reddish brown liquid "A187" (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) Epoxy silane coupling agent represented by the following chemical formula

【0041】[0041]

【化5】 [Chemical 5]

【0042】(2)エポキシ樹脂組成物の作製 表1〜4に示した配合割合(重量部)で、各原料を配合
し、ミキサーで均一に混合した後、真空脱泡して液状エ
ポキシ樹脂組成物を得た(実施例1〜23、比較例1〜
6)。 (3)性能評価 (2)で得られた各エポキシ樹脂組成物を用いて、各種
液体性状および硬化性、物性を測定した。また、回路基
板上に搭載、ワイヤーボンディングされたシリコンチッ
プを封止し、120℃で1時間加熱後、150℃で3時
間加熱して硬化させた。これを用いて各種信頼性評価も
行った。
(2) Preparation of Epoxy Resin Composition Liquid raw resin compositions were prepared by blending the respective raw materials in the blending ratios (parts by weight) shown in Tables 1 to 4 and uniformly mixing with a mixer, followed by vacuum defoaming. A product was obtained (Examples 1 to 23, Comparative Example 1 to
6). (3) Various liquid properties, curability, and physical properties were measured using each epoxy resin composition obtained in the performance evaluation (2). Moreover, the silicon chip mounted on the circuit board and wire-bonded was sealed, heated at 120 ° C. for 1 hour, and then heated at 150 ° C. for 3 hours to be cured. Various reliability evaluations were also performed using this.

【0043】各性能の評価方法は次のとおりである。 粘度 得られた液状エポキシ樹脂組成物の25℃での粘度(初
期の粘度)をB型粘度 計を用いて測定した。 チクソトロピー性 の粘度測定方法において、粘度計ローターの回転数の
比が1/10になる値での粘度を求めて、低速での粘度
を高速の粘度で割って算出した値を使用した。 ポットライフ 得られた液状エポキシ樹脂組成物を5℃で1ヶ月間保存
後の25℃での粘度をB型粘度計を用いて測定し、この
1ヶ月間保存後の粘度を上記の初期の粘度で割って算出
した値を使用した。 ゲルタイム 150℃に保った熱盤上に得られた液状エポキシ樹脂組
成物を0.5g塗下し、スパチュラで混ぜながら糸引き
がなくなるまでの時間を測定した。 反り量 フラットなガラスエポキシ基板(厚み0.5mm)の3
5×35mmの周囲にシリコーンゴム製ダム(高さ1m
m)を形成し、内部に2.0gの液状エポキシ樹脂組成
物を塗布し、硬化する。硬化した基板の反り量を表面粗
さ計にて測定した。 流動高さ フラットなセラミック基板を70℃の熱盤上に設置し、
得られた液状エポキシ樹脂組成物を0.65g塗布し、
5分間放置後硬化する。この硬化物の高さを測定した。 PCT信頼性 ガラスエポキシ基板上に実装搭載した9mm×9mmの
シリコンチップ(3μm幅Alパターン回路)を、液状
エポキシ樹脂組成物を用いて封止、加熱硬化して得られ
たテストボードを121℃、2気圧、相対湿度100%
のPCT(プレッシャークッカーテスト)条件で処理
し、回路の不良発生までの時間を評価した。なお、n=
10で実施した。 TCT信頼性 と同様のテストボードを、気相で−55℃で30分、
室温で5分、125℃で30分の温度サイクルを1サイ
クルとして処理し、1000サイクル処理した。100
0サイクル処理終了時点での発生不良の率を求めた。な
お、n=10で実施した。 リフロー信頼性 と同様のテストボードを、30℃、相対湿度60%の
恒温槽中に192h放置し吸湿させる。その後、赤外線
リフロー炉(ピーク温度240℃、10秒)を2回処理
して、そのときの発生不良の率を求めた。なお、n=1
0で実施した。
The evaluation method of each performance is as follows. Viscosity The viscosity (initial viscosity) of the obtained liquid epoxy resin composition at 25 ° C. was measured using a B-type viscometer. In the thixotropic viscosity measurement method, the viscosity at a value at which the rotation speed ratio of the viscometer rotor became 1/10 was obtained, and the value calculated by dividing the low-speed viscosity by the high-speed viscosity was used. Pot life: The liquid epoxy resin composition obtained was stored at 5 ° C. for 1 month, and the viscosity at 25 ° C. was measured using a B-type viscometer. The value calculated by dividing by was used. 0.5 g of the obtained liquid epoxy resin composition was applied on a hot plate kept at a gel time of 150 ° C., and the time until the stringing disappeared was measured while mixing with a spatula. 3 of glass epoxy board (0.5mm thickness) with flat warpage
Silicon rubber dam (height 1m
m) is formed, 2.0 g of the liquid epoxy resin composition is applied to the inside, and cured. The amount of warpage of the cured substrate was measured with a surface roughness meter. Place a ceramic substrate with a flat flow height on a hot platen at 70 ° C,
0.65 g of the obtained liquid epoxy resin composition is applied,
Cure for 5 minutes. The height of this cured product was measured. A test board obtained by sealing and heating a 9 mm × 9 mm silicon chip (3 μm width Al pattern circuit) mounted and mounted on a PCT reliable glass epoxy substrate with a liquid epoxy resin composition at 121 ° C. 2 atmospheric pressure, relative humidity 100%
Under the PCT (pressure cooker test) conditions, and the time until the occurrence of a circuit defect was evaluated. Note that n =
Conducted at 10. A test board similar to TCT reliability was tested in the vapor phase at -55 ° C for 30 minutes.
A temperature cycle of 5 minutes at room temperature and 30 minutes at 125 ° C. was set as one cycle, and 1000 cycles were performed. 100
The rate of occurrence defects at the end of the 0 cycle treatment was determined. In addition, it implemented by n = 10. A test board having the same reflow reliability is left to stand in a constant temperature bath at 30 ° C. and 60% relative humidity for 192 hours to absorb moisture. Then, the infrared reflow furnace (peak temperature of 240 ° C., 10 seconds) was treated twice, and the rate of occurrence defects at that time was obtained. Note that n = 1
It was carried out at 0.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】[0047]

【表4】 [Table 4]

【0048】[0048]

【発明の効果】発明にかかるエポキシ樹脂組成物は、
常温で液状で低粘度で取扱性に優れ、ポットライフが長
いという従来の液状封止材の利点を有しながら、しか
も、半導体の耐湿および耐熱信頼性に優れた硬化物を得
ることができる。また、本発明のエポキシ樹脂組成物
、室温で液状の4,4′−エチリデンビスフェニレン
シアネートを特定割合で含むので、たとえ室温で固体の
シアン酸エステルと併用したとしても、樹脂組成物の固
化を防止することができる。
The epoxy resin composition according to the present invention is
It is possible to obtain a cured product that is liquid at room temperature, has low viscosity, is excellent in handleability, and has the advantages of a conventional liquid encapsulant that has a long pot life, and that is also excellent in moisture resistance and heat resistance reliability of a semiconductor. Further, the epoxy resin composition of the present invention
Since comprises a specific ratio of 4,4'-ethylidene-bis-phenylene cyanate liquid at room temperature, even if in combination at room temperature and cyanate ester solid, it is possible to prevent the solidification of the resin composition.

【0049】求項の発明のエポキシ樹脂組成物によ
れば、鉄(III )キレートを含むので、チクソトロピー
が非常に小さくなり、高流動性を示す。そのため、BG
A等のように封止樹脂の形状がフラットな形状になる必
要のある用途で有利である。
[0049] According to the epoxy resin composition of the invention Motomeko 2, because it contains iron (III) chelate, thixotropy becomes very small, it shows high fluidity. Therefore, BG
This is advantageous in applications where the shape of the sealing resin needs to be flat, such as A.

【0050】求項の発明のエポキシ樹脂組成物によ
れば、チタネート系カップリング剤を含むので、流動性
の向上と低温速硬化性を実現することができる。
[0050] According to the epoxy resin composition of the invention Motomeko 3, because it contains a titanate coupling agent, it is possible to realize an improvement and low-temperature rapid curability of fluidity.

【0051】求項の発明にかかる半導体装置は、上
記本発明にかかるエポキシ樹脂組成物を使用して半導体
封止を液状封止方式で行うため、半導体パッケージの高
集積化、高密度化、薄型化、軽量化が可能で、しかも、
半導体の耐湿および耐熱信頼性に優れている。
The semiconductor device according to the invention of Motomeko 4, for performing a liquid seal type semiconductor encapsulation using epoxy resin composition according to the present invention, higher integration of semiconductor packages, high density Can be made thinner and lighter, and
Excellent in moisture resistance and heat resistance of semiconductors.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 23/31 (56)参考文献 特開 平10−287809(JP,A) 特開 平9−100349(JP,A) 特開 平11−124487(JP,A) 特開 平9−124898(JP,A) 特開 平9−100393(JP,A) 特開 平9−12685(JP,A) 特開 平9−52941(JP,A) 特開 平8−53602(JP,A) 特開 昭62−185720(JP,A) 特開 昭56−112923(JP,A) 特開 平12−336246(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 63/00 - 63/10 C08L 79/04 - 79/08 C08G 59/42 C08G 59/68 - 59/70 H01L 23/29 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 23/31 (56) References JP-A-10-287809 (JP, A) JP-A-9-100349 (JP, A) Special Kaihei 11-124487 (JP, A) JP 9-124898 (JP, A) JP 9-100393 (JP, A) JP 9-12685 (JP, A) JP 9-52941 ( JP, A) JP 8-53602 (JP, A) JP 62-185720 (JP, A) JP 56-112923 (JP, A) JP 12-336246 (JP, A) (58) ) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08L 63/00-63/10 C08L 79/04-79/08 C08G 59/42 C08G 59/68-59/70 H01L 23/29

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (A)シアン酸エステル、(B)エポキ
シ樹脂、(C)無機充填材、(D)金属キレートおよび
/または金属塩、および(E)酸無水物を含むエポキシ
樹脂組成物において、 (A)成分および(B)成分の少なくとも一方が室温で
液体であり、(A)成分として、4,4′−エチリデンビスフェニレ
ンシアネート(A1)を含み、その配合割合が重量比
で、(A1)/(A)成分=0.1〜1であり、 (B)成分として、分子内に2個以上のグリシジル基を
有しており、室温で液状のエポキシ樹脂を含み、 (E)成分が室温で液体であり、 各成分の配合割合が重量比で、 (C)成分/組成物全量=0.60〜0.95 (A)成分/(B)成分=0.76〜1.43 (E)成分/(組成物全量−(C)成分)=0.01〜
0.3である、ことを特徴とする半導体封止用液状エポ
キシ樹脂組成物。
1. An epoxy resin composition comprising (A) cyanate ester, (B) epoxy resin, (C) inorganic filler, (D) metal chelate and / or metal salt, and (E) acid anhydride. At least one of the component (A) and the component (B) is a liquid at room temperature, and as the component (A), 4,4′-ethylidenebisphenylene
Ncyanate (A1), the blending ratio is by weight
And (A1) / (A) component = 0.1-1, and (B) component has two or more glycidyl groups in the molecule.
It has an epoxy resin which is liquid at room temperature, the component (E) is liquid at room temperature, the mixing ratio of each component is a weight ratio, and the component (C) / total amount of composition = 0.60-0. 95 (A) component / (B) component = 0.76 to 1.43 (E) component / (total amount of composition− (C) component) = 0.01 to
The liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is 0.3.
【請求項2】 前記(D)成分として、鉄(III )キレ
ート(D1)を含み、その配合割合が重量比で、(D
1)/(A)成分=0.0001〜0.01である、請
求項記載の半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物。
2. An iron (III) chelate (D1) is contained as the component (D), and the mixing ratio thereof is (D).
The liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 , wherein 1) / (A) component = 0.0001 to 0.01.
【請求項3】 さらに(G)成分としてチタネート系カ
ップリング剤を含み、その配合割合が重量比で、(G)
成分/(組成物全量−(C)成分)=0.001〜0.
1である、請求項1または2に記載の半導体封止用液状
エポキシ樹脂組成物。
3. A titanate coupling agent is further included as the component (G), and the compounding ratio thereof is (G) by weight.
Ingredient / (total amount of composition- (C) ingredient) = 0.001 to 0.
1, according to claim 1 or for semiconductor encapsulation liquid epoxy resin composition according to 2.
【請求項4】 半導体素子がエポキシ樹脂組成物により
封止されてなる半導体装置において、前記エポキシ樹脂
組成物として請求項1からのいずれかに記載の半導体
封止用液状エポキシ樹脂組成物が用いられることを特徴
とする半導体装置。
4. A semiconductor device in a semiconductor device comprising sealed with the epoxy resin composition, a semiconductor sealing liquid epoxy resin composition according to any of claims 1 3 is used as the epoxy resin composition A semiconductor device characterized by being provided.
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