JP3463615B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same - Google Patents
Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を封止
するために用いられるエポキシ樹脂組成物及びこのエポ
キシ樹脂組成物を用いて封止した表面実装用パッケージ
であるＳＯＰ、ＱＦＰ等の半導体装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition used for encapsulating a semiconductor element and a semiconductor device such as SOP or QFP which is a surface mounting package encapsulated with the epoxy resin composition. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、ダイオード、トランジスタ
ー、集積回路等の電気・電子部品や、半導体装置等の封
止方法として、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂等に
よる封止方法や、ガラス、金属、セラミック等を用いた
ハーメチックシール法が採用されているが、近年では信
頼性の向上と共に大量生産が可能であり、またコストメ
リットのあるエポキシ樹脂組成物を用いた低圧トランス
ファー成形による樹脂封止が主流を占めている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a sealing method for electric / electronic parts such as diodes, transistors, integrated circuits, etc., semiconductor devices, etc., for example, a sealing method using epoxy resin or silicon resin, glass, metal, ceramics, etc. The hermetic sealing method using is adopted, but in recent years, the mainstream is resin sealing by low-pressure transfer molding using an epoxy resin composition that has improved reliability and can be mass-produced, and has a cost advantage. ing.
【０００３】そしてこのエポキシ樹脂を用いる封止法に
おいては、エポキシ樹脂としてｏ−クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、硬化剤としてフェノールノボラック
樹脂、硬化促進剤として有機リン化合物、三級アミン
類、イミダゾール類等を主成分とするエポキシ樹脂組成
物からなる成形材料が一般的に使用されている。In the encapsulation method using this epoxy resin, an o-cresol novolac type epoxy resin as an epoxy resin, a phenol novolac resin as a curing agent, an organic phosphorus compound as a curing accelerator, a tertiary amine, an imidazole, etc. A molding material composed of an epoxy resin composition as a main component is generally used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＣ、
ＬＳＩ、ＶＬＳＩ等の電子部品や半導体装置の高密度
化、高集積化に伴って、モールド樹脂の薄肉化のために
は、これまでのエポキシ樹脂組成物では必ずしもこれに
満足に対応することができなくなっている。However, the IC,
Epoxy resin compositions up to now are not always satisfactory in order to reduce the thickness of the molding resin as the density and integration of electronic parts such as LSI and VLSI and semiconductor devices become higher. It's gone.
【０００５】例えば、表面実装デバイスにおいては、実
装時にデバイス自身が半田に直接浸漬されるなど急激に
高温過酷な環境下にさらされるため、パッケージクラッ
ク等の発生が避けられない事態となっている。すなわ
ち、半導体素子を封止樹脂で封止成形した後、封止樹脂
が保管中に吸湿した水分が、ＩＲリフロー等で高温にさ
らされる際に急激に気化膨張し、封止樹脂がこれに耐え
切れずにパッケージクラックが発生するものである。For example, in a surface mount device, the device itself is suddenly exposed to a high temperature and harsh environment such as being directly immersed in solder at the time of mounting, so that a package crack or the like is inevitable. That is, after the semiconductor element is sealed and molded with the sealing resin, moisture absorbed by the sealing resin during storage is rapidly vaporized and expanded when exposed to high temperatures such as IR reflow, and the sealing resin withstands this. Package cracks occur without breaking.
【０００６】そこで、封止用エポキシ樹脂組成物におい
ては、耐熱性や密着性の向上等が従来から検討されてお
り、実際にこれらの特性の改良がなされてきている。例
えば、耐熱骨格を有するエポキシ樹脂の検討が行われて
いるが、上記のような耐吸湿半田性を高めてパッケージ
クラックの発生を十分に低減できる水準には至っていな
い。Therefore, in the epoxy resin composition for encapsulation, improvement of heat resistance and adhesiveness has been studied so far, and these characteristics have been actually improved. For example, although an epoxy resin having a heat-resistant skeleton has been studied, it has not reached a level where the moisture absorption solder resistance as described above can be enhanced and the occurrence of package cracks can be sufficiently reduced.
【０００７】一方で、最近の環境問題の対応から、鉛フ
リー技術が積極的に取り入れられてきている。その一つ
として、Ｐｄ又はＰｄ／Ａｕ層を有するリードフレーム
（Ｐｄ／ＡｕとはＰｄを材質とするリードフレーム上に
Ａｕメッキを施したもの）の採用が挙げられる。しか
し、これらのリードフレームを採用した樹脂封止半導体
装置においては、封止樹脂とリードフレームの密着性の
低下や、耐ＩＲリフロー性の悪化が著しく、これらの改
善が望まれていた。On the other hand, lead-free technology has been positively adopted in response to recent environmental problems. One of them is the adoption of a lead frame having a Pd or Pd / Au layer (Pd / Au is a lead frame made of Pd and plated with Au). However, in the resin-encapsulated semiconductor device that employs these lead frames, the adhesiveness between the encapsulating resin and the lead frame is deteriorated and the IR reflow resistance is significantly deteriorated, and improvements thereof have been desired.
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、パッケージクラックを低減することができる半導
体封止用エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とす
るものであり、またパッケージクラック等の不良の少な
い半導体装置を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which can reduce package cracks, and package cracks and the like. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device with less defects.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬
化剤、無機充填材、硬化促進剤、難燃剤を必須成分とし
て含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、
無機充填材を半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量中、
８０〜９３重量％含有する半導体封止用エポキシ樹脂組
成物において、エポキシ樹脂として下記式（１）のエポ
キシ樹脂と下記式（２）のエポキシ樹脂とをこれらのエ
ポキシ樹脂の総量がエポキシ樹脂全量に対して２０〜１
００重量％の範囲となるように配合し、且つ、硬化成形
品の２４０℃での弾性率が０．６ＧＰａ以下であること
を特徴とするものである。The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 of the present invention is a semiconductor containing an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a curing accelerator and a flame retardant as essential components. An epoxy resin composition for encapsulation ,
Inorganic filler in the total amount of epoxy resin composition for semiconductor encapsulation,
Epoxy resin assembly for semiconductor encapsulation containing 80 to 93% by weight
In Narubutsu, epoxy resin and the following formula of the following formula as the epoxy resin (1) an epoxy resin of the (2) d
The total amount of epoxy resin is 20 to 1 with respect to the total amount of epoxy resin.
It is characterized in that it is blended so as to be in the range of 00% by weight , and the elastic modulus of the cured molded article at 240 ° C. is 0.6 GPa or less.
【００１０】[0010]
【化３】 [Chemical 3]
【００１１】[0011]
【００１２】また請求項２の発明は、硬化剤として下記
式（３）のフェノールアラルキル樹脂を配合して成るこ
とを特徴とするものである。The invention according to claim 2 is characterized in that a phenol aralkyl resin of the following formula (3) is blended as a curing agent.
【００１３】[0013]
【化４】 [Chemical 4]
【００１４】また請求項３の発明は、難燃剤として無機
リン化合物を含有することを特徴とするものである。The invention of claim 3 is characterized by containing an inorganic phosphorus compound as a flame retardant.
【００１５】また請求項４の発明は、硬化促進剤として
有機リン化合物を含有することを特徴とするものであ
る。The invention of claim 4 is characterized by containing an organic phosphorus compound as a curing accelerator.
【００１６】本発明の請求項５に係る半導体装置は、請
求項１乃至４のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ
樹脂組成物で半導体素子が封止されて成ることを特徴と
するものである。A semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that a semiconductor element is encapsulated with the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of the first to fourth aspects. is there.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
【００１８】本発明においてエポキシ樹脂としては、上
記式（１）の骨格を有するものと、上記式（２）の骨格
を有するものの２成分を少なくとも用いるようにしてあ
るが、この式（１）及び式（２）のエポキシ樹脂以外
に、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシク
ロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型
エポキシ樹脂、ブロム含有型エポキシ樹脂、ナフタレン
環を有するエポキシ樹脂等を用いることができる。ま
た、式（１）及び式（２）のエポキシ樹脂の配合量は、
エポキシ樹脂全量に対して、式（１）及び式（２）のエ
ポキシ樹脂の総量が、２０〜１００重量％の範囲となる
ように設定する。 In the present invention, at least two components are used as the epoxy resin, one having a skeleton of the above formula (1) and one having a skeleton of the above formula (2). Other than the epoxy resin of the formula (2), an o-cresol novolac type epoxy resin, a dicyclopentadiene type epoxy resin, a triphenylmethane type epoxy resin, a bromine-containing type epoxy resin, an epoxy resin having a naphthalene ring, etc. can be used. . Further, the compounding amount of the epoxy resin of the formula (1) and the formula (2) is
The epoxy resin the total amount, the total amount of the epoxy resin of formula (1) and (2), to set to be in the range of 20 to 100 wt%.
【００１９】また無機充填材としては、溶融シリカ、結
晶シリカ、アルミナ、窒化珪素等を用いることができる
ものであり、これらのなかでも溶融シリカが好ましい。
この無機充填材の配合量は、エポキシ樹脂組成物全量に
対して８０〜９３重量％の範囲に設定されるものであ
り、特に８２〜９１重量％の範囲が好ましい。無機充填
材の配合量が８０重量％未満であると、エポキシ樹脂組
成物の吸湿量が多くなり、封止樹脂の耐吸湿耐熱性等の
信頼性が低下し、逆に無機充填材の配合量が９３重量％
を超えると、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が上昇し、
成形性が低下する。As the inorganic filler, fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride and the like can be used, and among these, fused silica is preferable.
The compounding amount of this inorganic filler is set within the range of 80 to 93% by weight, and particularly preferably within the range of 82 to 91% by weight, based on the total amount of the epoxy resin composition. When the compounding amount of the inorganic filler is less than 80% by weight, the moisture absorption amount of the epoxy resin composition increases, and the reliability such as moisture absorption heat resistance of the sealing resin decreases, and conversely the compounding amount of the inorganic filler. Is 93% by weight
When it exceeds, the melt viscosity of the epoxy resin composition increases,
Moldability decreases.
【００２０】また硬化剤としては、上記式（３）の骨格
を有するフェノールアラルキル樹脂を用いることができ
るが、これのみに限定されるものではなく、このフェノ
ールアラルキル樹脂以外の硬化剤としては、１分子中に
２個以上のフェノール性水酸基を有するものであればい
ずれのものでもよく、例えばフェノールノボラック樹
脂、ナフトール樹脂等を用いることができる。As the curing agent, a phenol aralkyl resin having the skeleton of the above formula (3) can be used, but the curing agent is not limited to this, and a curing agent other than the phenol aralkyl resin is 1 Any one may be used as long as it has two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, and for example, phenol novolac resin, naphthol resin and the like can be used.
【００２１】また難燃剤としては、無機リン化合物を用
いることができるが、これのみに限定されるものではな
く、例えばブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、
窒素系難燃剤、金属水和物等を用いることができる。難
燃剤の配合量は、エポキシ樹脂組成物全量に対して、
０．１〜５重量％となるように設定するのが好ましい。As the flame retardant, an inorganic phosphorus compound can be used, but the flame retardant is not limited thereto. For example, brominated epoxy resin, antimony trioxide,
Nitrogen-based flame retardants, metal hydrates and the like can be used. The blending amount of the flame retardant is based on the total amount of the epoxy resin composition.
It is preferably set to be 0.1 to 5% by weight.
【００２２】また硬化促進剤としては、トリフェニルホ
スフィン等の有機リン化合物を用いることができるが、
これのみに限定されるものではなく、例えば１，８−ジ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）
等の三級アミン、２−フェニルイミダゾール（２ＰＺ）
等のイミダゾール類等を用いることができる。吸湿を低
減してパッケージクラックの発生を抑制するためには有
機リン化合物を用いるのが好ましい。硬化促進剤の配合
量は、組成物中の樹脂全量に対して、０．３〜２．０ｐ
ｈｒとなるように設定するのが好ましい。As the curing accelerator, an organic phosphorus compound such as triphenylphosphine can be used.
It is not limited only to this, and for example, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 (DBU)
Secondary amines such as 2-phenylimidazole (2PZ)
Imidazoles and the like can be used. It is preferable to use an organic phosphorus compound in order to reduce moisture absorption and suppress the occurrence of package cracks. The amount of the curing accelerator blended is 0.3 to 2.0 p based on the total amount of the resin in the composition.
It is preferable to set so as to be hr.
【００２３】本発明に係る封止用エポキシ樹脂組成物
は、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、無機充填材、硬化促
進剤、難燃剤を必須成分とし、さらに必要に応じてカッ
プリング剤、シリコーン可撓剤等を配合し、これをミキ
サーやブレンダー等で均一に混合した後に、ニーダーや
ロールで加熱混練することによって調製することができ
るものである。そしてこの混練物を必要に応じて冷却固
化し、粉砕して粉状等にして使用するようにしてもよ
い。The encapsulating epoxy resin composition according to the present invention contains the above-mentioned epoxy resin, curing agent, inorganic filler, curing accelerator and flame retardant as essential components, and may further contain a coupling agent and silicone if necessary. It can be prepared by blending a flexing agent and the like, uniformly mixing the same with a mixer, a blender or the like, and then heating and kneading with a kneader or a roll. Then, the kneaded product may be cooled and solidified, pulverized and powdered before use.
【００２４】そして上記のようにして調製したエポキシ
樹脂組成物を用いて封止成形することによって、半導体
装置を作製することができる。例えば、ＩＣ等の半導体
素子を搭載したリードフレームをトランスファー成形金
型にセットし、トランスファー成形を行うことによっ
て、半導体素子をエポキシ樹脂組成物による封止樹脂で
封止した半導体装置を作製することができるものであ
る。このようにして作製される半導体装置にあって、封
止樹脂は式（１）及び式（２）の骨格を有するエポキシ
樹脂を併用し、且つ、硬化成形品の２４０℃における弾
性率を０．６ＧＰａ以下にしてあるので、低吸湿性、高
密着性を実現でき、耐リフロー性等の信頼性を向上させ
てパッケージクラックの発生を防止することができるも
のである。特にリードフレームとしてＰｄで作製したも
のやＰｄ／Ａｕで作製したものの場合において、このよ
うな効果を有効に得ることができるものである。また、
硬化成形品の２４０℃における弾性率は０．２ＧＰａを
超えることが好ましい。他方、硬化成形品の２４０℃に
おける弾性率が０．６ＧＰａを超えると、チップに及ぼ
す封止樹脂からの熱応力低減が不十分となり、耐リフロ
ー性及び耐湿信頼性は悪化する。Then, a semiconductor device can be manufactured by encapsulating and molding using the epoxy resin composition prepared as described above. For example, a lead frame having a semiconductor element such as an IC mounted thereon is set in a transfer molding die, and transfer molding is performed to manufacture a semiconductor device in which the semiconductor element is sealed with a sealing resin made of an epoxy resin composition. It is possible. In the semiconductor device thus manufactured, the sealing resin is an epoxy resin having the skeletons of the formulas (1) and (2) in combination, and the elastic modulus of the cured molded product at 240 ° C. is 0. Since the pressure is 6 GPa or less, low hygroscopicity and high adhesion can be realized, reliability such as reflow resistance can be improved, and package cracking can be prevented. In particular, when the lead frame is made of Pd or Pd / Au, such an effect can be effectively obtained. Also,
The elastic modulus at 240 ° C. of the cured molded article is preferably more than 0.2 GPa. On the other hand, when the elastic modulus at 240 ° C. of the cured molded product exceeds 0.6 GPa, thermal stress exerted on the chip by the sealing resin is insufficiently reduced, and reflow resistance and moisture resistance reliability deteriorate.
【００２５】[0025]
【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
る。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.
【００２６】表１〜表３の配合物をミキサーで均一に混
合した後、ニーダーで加熱混練することによって、実施
例１〜１０及び比較例１〜５の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を得た。The compounds shown in Tables 1 to 3 were uniformly mixed with a mixer and then kneaded by heating with a kneader to obtain epoxy resin compositions for semiconductor encapsulation of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5. It was
【００２７】ここで表１〜表３において、式（１）のエ
ポキシ樹脂として、新日鉄化学社製「ＥＳＬＶ８０Ｘ
Ｙ」（エポキシ当量１９５）を、式（２）のエポキシ樹
脂として、大日本インキ化学工業社製「ＨＰ７２００」
（エポキシ当量２６４）を、オルソクレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂として、住友化学工業社製「ＥＳＣＮ
１９５ＸＬ」（エポキシ当量１９５）を、式（３）のフ
ェノールアラルキル樹脂として、住金ケミカル社製「Ｈ
Ｅ１００Ｃ」（水酸基当量１６９）を、フェノールノボ
ラック樹脂として、荒川化学社製「タマノール７５２」
（水酸基当量１０５）を用いた。また無機充填材として
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランで処理し
た溶融シリカを用いた。In Tables 1 to 3, the epoxy resin of the formula (1) is referred to as "ESLV80X" manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.
"HP7200" manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. with "Y" (epoxy equivalent 195) as the epoxy resin of formula (2)
(Epoxy equivalent 264) was used as an ortho-cresol novolac type epoxy resin, "ESCN" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
"195XL" (epoxy equivalent 195) as a phenol aralkyl resin of the formula (3), "H" manufactured by Sumikin Chemical Co., Ltd.
"Tamanol 752" manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd. using "E100C" (hydroxyl equivalent 169) as a phenol novolac resin.
(Hydroxyl equivalent 105) was used. Further, fused silica treated with γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane was used as an inorganic filler.
【００２８】上記のようにして得たエポキシ樹脂組成物
の硬化成形品について、熱時における曲げ弾性率を測定
した。曲げ弾性率の測定は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準
拠し、熱時における曲げ弾性率を求めるため、測定は２
４０℃の恒温機内にて行った。すなわち、恒温機内に上
記の成形品を試験片として設置し、この試験片に弾性限
度内の荷重をかけていき、随時たわみを計測した。この
結果得られた荷重とたわみの関係から、荷重−たわみ曲
線を作図し、これに基づき曲げ弾性率を算出した。測定
は各成形品について２回ずつ行った。結果を表１〜表３
に示す。The flexural modulus of the cured epoxy molded article thus obtained was measured during heating. The flexural modulus is measured in accordance with JIS K 6911, and the flexural modulus at the time of heating is calculated.
It was carried out in a thermostat at 40 ° C. That is, the above-mentioned molded product was installed as a test piece in a thermostat, a load within the elastic limit was applied to this test piece, and the deflection was measured at any time. A load-deflection curve was drawn from the relationship between the load and the deflection obtained as a result, and the bending elastic modulus was calculated based on this. The measurement was performed twice for each molded product. The results are shown in Table 1 to Table 3.
Shown in.
【００２９】また、上記のようにして得たエポキシ樹脂
組成物について、吸湿率を測定した。吸湿率の測定は、
エポキシ樹脂組成物を成形して、直径５０ｍｍ、厚み
３．０ｍｍのテストピースを作製し、このテストピース
を８５℃、８５％ＲＨ、７２時間の条件で吸湿させ、重
量増加を計測することによって行った。結果を表１〜表
３に示す。The moisture absorption rate of the epoxy resin composition obtained as described above was measured. The measurement of the moisture absorption rate is
The epoxy resin composition was molded to prepare a test piece having a diameter of 50 mm and a thickness of 3.0 mm, the test piece was allowed to absorb moisture under the conditions of 85 ° C., 85% RH and 72 hours, and the weight increase was measured. It was The results are shown in Tables 1 to 3.
【００３０】また、上記のようにして得たエポキシ樹脂
組成物を用いて封止成形を行い、リードフレームとして
Ｐｄ／Ａｕを用いた１５ｍｍ×１９ｍｍ×厚み２．４ｍ
ｍの８０ピンＱＦＰのＴＥＧ（テストエレメントグルー
プ）パッケージを作製し、耐リフロー性を測定した。耐
リフロー性の測定は、このパッケージを８５℃、８５％
ＲＨ、７２時間の条件で吸湿させた後、ＩＲリフロー処
理（ＥＩＡＪ規格）を行い、実体顕微鏡でクラックの発
生の有無を観察することによって行った。結果を表１〜
表３に、１０個のサンプル（分母）中の不良個数（分
子）で示す。Further, the epoxy resin composition obtained as described above was used for encapsulation and molding, and Pd / Au was used as a lead frame for 15 mm × 19 mm × thickness 2.4 m.
The 80-pin QFP TEG (test element group) package of m was produced and the reflow resistance was measured. This package was measured at 85 ° C and 85% for reflow resistance measurement.
After absorbing moisture under the conditions of RH and 72 hours, IR reflow treatment (EIAJ standard) was performed, and the presence or absence of cracks was observed with a stereoscopic microscope. The results are shown in Table 1
Table 3 shows the number of defectives (numerator) in 10 samples (denominator).
【００３１】また、この耐リフロー性測定のための吸湿
処理を行ったパッケージについてＰＣＴ試験を行った。
試験は、１３３℃、１００％ＲＨの条件下にて５００時
間処理したパッケージについて、オープン不良発生数を
測定することにより行った。結果を表１〜表３に、１０
個のサンプル（分母）中の不良個数（分子）で示す。Further, a PCT test was conducted on the package which had been subjected to the moisture absorption treatment for measuring the reflow resistance.
The test was carried out by measuring the number of open defects in a package processed for 500 hours under the conditions of 133 ° C. and 100% RH. The results are shown in Tables 1 to 3 and 10
The number of defects (numerator) in each sample (denominator) is shown.
【００３２】さらに高温放置特性を評価するために、上
記にようにして得たエポキシ樹脂組成物を用いて封止成
形を行い、４端子法の測定のできるＴＥＧ（テストエレ
メントグループ）を実装した１６ピンのＤＩＰパッケー
ジを作製し、このパッケージを１７５℃の条件下にて５
００時間処理して、オープン不良発生数を測定した。結
果を表１〜表３に、１０個のサンプル（分母）中の不良
個数（分子）で示す。Further, in order to evaluate the high temperature storage characteristics, the epoxy resin composition obtained as described above was used for encapsulation molding, and a TEG (test element group) capable of measuring by the four-terminal method was mounted. Make a DIP package of pins and place this package under the condition of 175 ℃.
After processing for 00 hours, the number of open defects was measured. The results are shown in Tables 1 to 3 by the number of defectives (numerator) in 10 samples (denominator).
【００３３】[0033]
【表１】 [Table 1]
【００３４】[0034]
【表２】 [Table 2]
【００３５】[0035]
【表３】 [Table 3]
【００３６】表１〜表３にみられるように、式（２）の
エポキシ樹脂を含有しない比較例２、式（１）及び式
（２）のエポキシ樹脂の両方を含有しない比較例３は、
いずれも吸湿率が高く、耐リフロー性及び耐湿信頼性に
乏しいものであった。他方、式（１）及び式（２）のエ
ポキシ樹脂を併用した比較例１であっても、その硬化成
形品の２４０℃における弾性率が０．６ＧＰａを超える
と、耐リフロー性及び耐湿信頼性は悪化するものであっ
た。As can be seen from Tables 1 to 3, Comparative Example 2 containing no epoxy resin of the formula (2) and Comparative Example 3 containing neither of the epoxy resins of the formulas (1) and (2)
All had a high moisture absorption rate and were poor in reflow resistance and moisture resistance reliability. On the other hand, even in Comparative Example 1 in which the epoxy resins of the formulas (1) and (2) are used together, if the elastic modulus at 240 ° C. of the cured molded product exceeds 0.6 GPa, reflow resistance and moisture resistance reliability are obtained. Was getting worse.
【００３７】また無機充填材の配合量が８０重量％未満
である比較例４及び比較例５では、エポキシ樹脂組成物
の吸湿量が多くなり、封止樹脂の耐吸湿耐熱性等の信頼
性が低下した。In Comparative Examples 4 and 5 in which the content of the inorganic filler is less than 80% by weight, the amount of moisture absorbed by the epoxy resin composition is large, and the reliability of the encapsulating resin such as resistance to moisture absorption and heat resistance is high. Fell.
【００３８】また硬化剤として式（３）のフェノールア
ラルキル樹脂を含有する実施例７は、例えば実施例２と
比較すると、より吸湿率が低下し、耐リフロー性及び耐
湿信頼性が向上するものであった。In addition, Example 7 containing the phenol aralkyl resin of the formula (3) as a curing agent has a lower moisture absorption rate and improved reflow resistance and moisture resistance reliability as compared with Example 2, for example. there were.
【００３９】また難燃剤として無機リン化合物を含有す
る実施例８は、吸湿率、耐リフロー性及び耐湿信頼性は
満足できる水準に達しており、さらに高温放置特性が他
の実施例及び比較例と比較して著しく向上した。In Example 8 containing an inorganic phosphorus compound as a flame retardant, the moisture absorption rate, reflow resistance and moisture resistance reliability reached a satisfactory level, and the high temperature storage characteristics were different from those of the other Examples and Comparative Examples. Significantly improved in comparison.
【００４０】さらに硬化促進剤以外は同一組成を有する
実施例２、実施例９及び実施例１０を比較することによ
り、硬化促進剤として１，８−ジアザビシクロ（５，
４，０）ウンデセン−７（ＤＢＵ）や２−フェニルイミ
ダゾール（２ＰＺ）を使用するよりは、吸湿率、耐リフ
ロー性及び耐湿信頼性の観点から、トリフェニルホスフ
ィンを使用する方が好ましいことが確認された。Further, by comparing Example 2, Example 9 and Example 10 having the same composition except for the curing accelerator, 1,8-diazabicyclo (5,5) was used as the curing accelerator.
It was confirmed that it is preferable to use triphenylphosphine from the viewpoint of moisture absorption rate, reflow resistance and moisture resistance reliability, rather than using 4,0) undecene-7 (DBU) or 2-phenylimidazole (2PZ). Was done.
【００４１】[0041]
【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に係る半
導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化
剤、無機充填材、硬化促進剤、難燃剤を必須成分として
含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エ
ポキシ樹脂として上記式（１）のエポキシ樹脂と上記式
（２）のエポキシ樹脂とをこれらのエポキシ樹脂の総量
がエポキシ樹脂全量に対して２０〜１００重量％の範囲
となるように配合し、且つ、硬化成形品の２４０℃にお
ける弾性率が０．６ＧＰａ以下となるようにしたので、
低吸湿性、高密着性を得ることができ、耐リフロー性等
の信頼性を向上させてパッケージクラックの発生を防止
することができるものである。As described above, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 of the present invention is a semiconductor containing an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a curing accelerator and a flame retardant as essential components. In the epoxy resin composition for sealing, the epoxy resin of the above formula (1) and the epoxy resin of the above formula (2) are used as the epoxy resin, and the total amount of these epoxy resins is
Is in the range of 20 to 100% by weight with respect to the total amount of epoxy resin
And the elastic modulus of the cured molded article at 240 ° C. is 0.6 GPa or less.
Low hygroscopicity and high adhesion can be obtained, reliability such as reflow resistance can be improved, and the occurrence of package cracks can be prevented.
【００４２】しかも、無機充填材を半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物全量中に８０〜９３重量％含有するように
したので、良好な成形性を保持しつつ耐リフロー性を向
上させてパッケージクラックの発生を防止することがで
きるものである。 Moreover , since the inorganic filler is contained in an amount of 80 to 93% by weight in the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, the reflow resistance is improved while maintaining good moldability. This makes it possible to prevent the occurrence of package cracks.
【００４３】また請求項２の発明は、硬化剤として上記
式（３）のフェノールアラルキル樹脂を配合するように
したので、吸湿を低減してパッケージクラックの発生を
防止する効果を高く得ることができるものである。According to the second aspect of the invention, since the phenol aralkyl resin of the above formula (3) is blended as the curing agent, it is possible to obtain a high effect of reducing moisture absorption and preventing the occurrence of package cracks. It is a thing.
【００４４】また請求項３の発明は、難燃剤として無機
リン化合物を含有するので、高温放置特性を著しく向上
させることができるものである。Further, in the invention of claim 3, since the inorganic phosphorus compound is contained as the flame retardant, the high temperature storage property can be remarkably improved.
【００４５】また請求項４の発明は、硬化促進剤として
有機リン化合物を含有するので、吸湿を低減してパッケ
ージクラックの発生を防止する効果を高く得ることがで
きるものである。そして本発明の請求項５に係る半導体
装置は、上記の請求項１乃至４のいずれかに記載の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体が封止されている
ので、封止樹脂が吸湿することを抑制することができ、
半田リフロー時等の高温の作用によってパッケージクラ
ックが発生することを低減することができるものであ
る。Further, according to the invention of claim 4, since the organic phosphorus compound is contained as the curing accelerator, it is possible to obtain a high effect of reducing moisture absorption and preventing the occurrence of package cracks. The semiconductor device according to claim 5 of the present invention, semiconductor according to any of the foregoing claims 1 to 4
Since the semiconductor is sealed with the epoxy resin composition for body sealing, it is possible to suppress moisture absorption of the sealing resin,
It is possible to reduce the occurrence of package cracks due to the action of high temperature during solder reflow or the like.
───────────────────────────────────────────────────── 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10−114853（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−235451（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−216059（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−97435（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−77389（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−176279（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−227765（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/04 C08G 59/20 - 59/32 C08G 59/62 H01L 23/29 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01L 23/31 (56) References JP 10-114853 (JP, A) JP 9-235451 (JP, A) Special Kaihei 7-216059 (JP, A) JP 7-97435 (JP, A) JP 10-77389 (JP, A) JP 8-176279 (JP, A) JP 9-227765 ( (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08L 63/00-63/04 C08G 59/20-59/32 C08G 59/62 H01L 23/29
Claims (5)
化促進剤、難燃剤を必須成分として含有する半導体封止
用エポキシ樹脂組成物であって、無機充填材を半導体封
止用エポキシ樹脂組成物全量中、８０〜９３重量％含有
する半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキ
シ樹脂として下記式（１）のエポキシ樹脂と下記式
（２）のエポキシ樹脂とをこれらのエポキシ樹脂の総量
がエポキシ樹脂全量に対して２０〜１００重量％の範囲
となるように配合し、且つ、半導体封止用エポキシ樹脂
組成物の硬化成形品の２４０℃での弾性率が０．６ＧＰ
ａ以下であることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。 【化１】 1. A epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a curing accelerator, a semiconductor encapsulating epoxy resin composition containing as essential components a flame retardant, an inorganic filler semiconductor sealing
80-93% by weight of the total amount of epoxy resin composition for stopping
In the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation , the epoxy resin of the following formula (1) and the epoxy resin of the following formula (2) are used as the epoxy resin, and the total amount of these epoxy resins is
Is in the range of 20 to 100% by weight with respect to the total amount of epoxy resin
And the elastic modulus at 240 ° C. of the cured molding of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is 0.6 GP.
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is a or less. [Chemical 1]
アラルキル樹脂を配合して成ることを特徴とする請求項
１に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化２】 2. A phenol of the following formula (3) as a curing agent.
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the formed isosamples blended aralkyl resin. [Chemical 2]
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体封止用
エポキシ樹脂組成物。3. A semiconductor encapsulating epoxy resin composition according to claim 1 or 2, characterized that you containing an inorganic phosphorus compound as a flame retardant.
することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。4. A semiconductor encapsulating epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it contains the organic phosphorus compound as a curing accelerator.
体封止用エポキシ樹脂組成物で半導体が封止されて成る
ことを特徴とする半導体装置。 5. The semiconductor according to any one of claims 1 to 4.
A semiconductor is sealed with an epoxy resin composition for body sealing
A semiconductor device characterized by the above.
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