JP3562565B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP3562565B2
JP3562565B2 JP37631798A JP37631798A JP3562565B2 JP 3562565 B2 JP3562565 B2 JP 3562565B2 JP 37631798 A JP37631798 A JP 37631798A JP 37631798 A JP37631798 A JP 37631798A JP 3562565 B2 JP3562565 B2 JP 3562565B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
epoxy resin
hydrogen atom
resin
formula
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
JP37631798A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11263826A (en
Inventor
一弘 新井
和俊 富吉
利夫 塩原
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.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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 Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP37631798A priority Critical patent/JP3562565B2/en
Publication of JPH11263826A publication Critical patent/JPH11263826A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3562565B2 publication Critical patent/JP3562565B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性、保存安定性、硬化性が良好で、かつ接着性に優れ、パッケージの反り量が小さく、ワイヤー流れが少なく、耐湿信頼性に優れた硬化物を与え、ボール・グリッド・アレイ(以下、BGAと記す)封止用に好適な半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこの組成物の硬化物で封止された半導体装置、特にBGAパッケージに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
現在、半導体産業の中で樹脂封止型デバイスが主流になっているが、一般にエポキシ樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べて成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優れているため、エポキシ樹脂組成物で半導体装置を封止することが多く行われている。
【0003】
特に近年、BGAというパッケージがモトローラ社で開発されたが、これは回路基板にチップを直接実装し、その上をプラスチック封止するという特殊な構造を有している。このBGAは、基板に対して片側だけを樹脂封止するため、基板と樹脂の収縮率の差に起因するパッケージの反り現象が大きな問題となる。
【0004】
この問題点を克服するため、樹脂の高Tg(ガラス転移温度)化及び低膨張化により基板と樹脂の収縮率の差を小さくし、パッケージ反り量を抑える試みが種々行われてきた。具体的には、エポキシ樹脂に多官能型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラック樹脂、硬化促進剤にイミダゾール化合物を使用して高Tg化し、シリカフィラーを高充填することで低膨張化する提案がなされている。また、シリカフィラーを高充填し、かつ高流動性を維持するため破砕状シリカを含まない全球状シリカを使用し、その粒度分布の最適化を図る技術や、カップリング剤によるシリカ表面処理を最適化する技術も公知となっている。
【0005】
加えて、デバイスの信頼性を評価する際に重視しなければならない特性として、基板表面を被覆しているソルダマスクと樹脂との接着性が挙げられる。この樹脂とソルダマスクの接着性は、カップリング剤としてエポキシシランカップリング剤やメルカプトシランカップリング剤を選択することにより飛躍的に向上できることはよく知られている。
【0006】
しかしながら、上記の従来技術には以下に挙げる種々の欠点があることが判明してきた。即ち、硬化促進剤にイミダゾール化合物を使用したエポキシ樹脂組成物は、リン系硬化促進剤を使用した場合に比べて保存安定性に劣り、樹脂封止工程での急激な粘度上昇によるワイヤー流れ及び未充填が発生し易くなる。また、エポキシ樹脂中の加水分解性塩素が引き抜かれ易くなるため、耐湿信頼性にも問題が生じてしまう。更に、年々進むパッケージ大型化に対応するため、更なる低膨張化が必要となるが、現行のシリカ高充填では高粘度化によりワイヤー流れが頻発してしまう。
【0007】
また、上記エポキシ樹脂組成物は、添加するカップリング剤の種類によっては樹脂封止時の硬化性が阻害され、結果的にパッケージ反り量が増大してしまうことがある。
【0008】
従来のBGA封止用樹脂組成物は、上記のように様々な問題点を抱えており、有効な解決策は未だ見つからないのが現状であった。
【0009】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、流動性、保存安定性、硬化性が良好で、接着性に優れ、パッケージ反り量及びワイヤー流れ率が小さく、作業性及び信頼性に優れる硬化物を与える半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこの組成物の硬化物で封止された半導体装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、下記一般式(1)で表わされる多官能型エポキシ樹脂と、下記一般式(2)で表わされる多官能型フェノール樹脂硬化剤と、下記一般式(3)で表わされる有機リン系硬化促進剤と、下記一般式(4)で表わされるアミノシランカップリング剤と、無機質充填剤とを必須成分として組み合わせて配合することにより、上記した従来のエポキシ樹脂組成物の問題点が解決されて、流動性がよく、高温で長時間保存しても安定で、速硬化性である上、耐湿信頼性に優れ、優れた基材接着性を有し、BGAパッケージ封止時においてもパッケージ反り現象がほとんど起こらず、ワイヤー流れ率も小さい硬化物を与えること、従って、上記エポキシ樹脂組成物は、BGA封止用樹脂等として好適に使用できることを知見し、本発明をなすに至った。
【0011】
【化6】

Figure 0003562565
(但し、式中R,Rはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はtert−ブチル基であり、Rは水素原子、メチル基又はエチル基、好ましくは水素原子である。kは1〜5の整数である。)
【0012】
【化7】
Figure 0003562565
(但し、式中R,R,Rは上記と同じ意味を示し、nは1〜5の整数である。)
【0013】
【化8】
Figure 0003562565
【0014】
【化9】
Figure 0003562565
(式中、Aは炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ置換アルキル基、aは0又は1、Rは水素原子、−CNH又は−Cを示す。)
【0015】
従って、本発明は、上記一般式(1)で表わされる多官能型エポキシ樹脂と、上記一般式(2)で表わされる多官能型フェノール樹脂硬化剤と、上記一般式(3)で表わされる有機リン系硬化促進剤と、上記一般式(4)で表わされるアミノシランカップリング剤と、無機質充填剤とを必須成分として含有してなることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びこの組成物の硬化物で封止された半導体装置を提供する。
【0016】
以下、本発明につき更に詳細に説明すると、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、下記一般式(1)で示される多官能型エポキシ樹脂である。
【0017】
【化10】
Figure 0003562565
(但し、式中R,Rはそれぞれ独立に水素原子、メチル基(−CH)及びtert−ブチル基(−C(CH)から選ばれる基である。また、Rは水素原子、メチル基(−CH)又はエチル基(−C)である。kは1〜5、好ましくは1〜3の整数である。)
【0018】
上記式(1)の多官能型エポキシ樹脂は、分子運動が抑制されるためにガラス転移温度(以下、Tgと記す)が高いという特徴を有している。BGAパッケージは、ガラス繊維積層板にBTレジンなど有機樹脂を含浸させた回路基板に対する片面樹脂封止、いわゆるバイメタル構造のために大変反り易く、樹脂の選択によって反り量を低減する必要がある。反り量を低減する方法としては、その基板と同じ収縮率をもつ樹脂組成物、つまりほぼ同じTgと膨張係数の樹脂組成物で封止すればよい。従って、Tgの高いエポキシ樹脂組成物が望ましく、上記式(1)のエポキシ樹脂を使用することにより、高Tgのエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
【0019】
この場合、式(1)の構造に導入される置換基R,Rは、それぞれ水素原子、−CH基、−C(CH基、あるいはこれらの混合されたものである。樹脂組成物の硬化物のTgを高くしたい場合、置換基R,Rは水素原子又は−CH基で置換した構造が望ましく、また、吸水率を小さくしたい場合は、−C(CH基で置換した構造が望ましい。また、式(1)の構造に導入される置換基Rは水素原子、メチル基又はエチル基であるが、好適には水素原子である。
【0020】
上記式(1)の多官能型エポキシ樹脂は、その分子量について特に制限はないが、一般的には400〜1,200程度、好ましくは500〜800程度の範囲のものであればよい。また、エポキシ当量に関しても特に限定はないが、一般的には150〜300程度、好ましくは160〜200程度の範囲のものであればよい。また、シリコーン変性されていても問題はない。
【0021】
更に、上記式(1)のエポキシ樹脂は、耐湿信頼性向上のためにこれらのエポキシ樹脂中に含有されるアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲンその他イオン性不純物が極力少ないことが望ましい。
【0022】
本発明において、エポキシ樹脂としては、上記式(1)のエポキシ樹脂以外の他のエポキシ樹脂、例えば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等のノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;式(1)以外のトリフェノールメタン型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性エポキシ樹脂;フェノールアラルキル型エポキシ樹脂;ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂などを併用して配合することができる。
【0023】
本発明組成物に使用されるエポキシ樹脂は、全エポキシ樹脂中の70重量%以上、特に90〜100重量%が式(1)の多官能型エポキシ樹脂であることが望ましい。式(1)の多官能型エポキシ樹脂の含有量が70重量%未満で他のエポキシ樹脂が30重量%を超えると、Tgが低下し、BGAの反り量が増加してしまう場合がある。
【0024】
次に、硬化剤としては、下記一般式(2)で表わされる多官能型フェノール樹脂硬化剤を使用するものであり、本発明では式(1)の多官能型エポキシ樹脂と同様の理由で式(2)の多官能型フェノール樹脂硬化剤が使用される。
【0025】
【化11】
Figure 0003562565
(但し、式中R,Rはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はtert−ブチル基であり、好ましくは水素原子である。Rは水素原子、メチル基又はエチル基であり、好ましくは水素原子である。nは1〜5、好ましくは1〜3の整数である。)
【0026】
上記式(2)の多官能型フェノール樹脂硬化剤の分子量については特に制限はないが、一般的には200〜1,000程度、好ましくは300〜600程度の範囲のものであればよい。水酸基当量に関しても特に限定はないが、一般的には100〜150程度、好ましくは110〜120程度の範囲のものであればよい。また、シリコーン変性されていても問題はない。
【0027】
更に、式(2)の多官能型フェノール樹脂硬化剤は、耐湿信頼性向上のためにフェノール樹脂中に含有されるアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲンその他イオン性不純物が極力少ないことが望ましい。
【0028】
硬化剤としては、上記式(2)の多官能型フェノール樹脂以外の他のフェノール樹脂、例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等のノボラック樹脂;ビスフェノールA型樹脂、ビスフェノールF型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂;パラキシリレン変性フェノール樹脂;メタキシリレン変性フェノール樹脂;オルソキシリレン変性フェノール樹脂;式(2)以外のトリフェノールアルカン型樹脂;ナフタレン型フェノール樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂;ビフェニル型フェノール樹脂;フェノールアラルキル樹脂;ビフェニルアラルキル樹脂などを併用して配合してもよい。
【0029】
本発明組成物に使用されるフェノール樹脂硬化剤は、全フェノール樹脂硬化剤中の70重量%以上、好ましくは90〜100重量%が式(2)の多官能型フェノール樹脂であることが望ましい。式(2)の多官能型フェノール樹脂の含有量が70重量%未満で他のフェノール樹脂硬化剤が30重量%を超えると、Tgが低下し、BGAの反り量が増加してしまう場合がある。
【0030】
フェノール樹脂硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂硬化剤の合計に対して25〜40重量%が好ましい。25重量%未満もしくは40重量%を超える場合には、エポキシ樹脂中のエポキシ基数とフェノール樹脂硬化剤中の水酸基数との差が大きすぎて、組成物の硬化性が低下し、それが硬化物のTgの低下、線膨張係数の上昇につながり、BGAの反り量が増加してしまう場合がある。従って、フェノール樹脂硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基1モルに対し、フェノール樹脂中に含まれるフェノール性水酸基のモル比が0.5〜1.5、特には0.8〜1.2の範囲となるように配合することもできる。
【0031】
本発明で使用される硬化促進剤は、下記一般式(3)で表わされる有機リン系硬化促進剤である。
【0032】
【化12】
Figure 0003562565
【0033】
上記式(3)において、Rは水素原子、同一もしくは異種の炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基であり、例えば水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等が挙げられる。tは0〜4の整数であり、q,rはそれぞれ0〜12、好ましくは0〜4、特には0又は1の整数である。
【0034】
上記式(5)のRの水素原子、同一もしくは異種の炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基としては、上記Rと同様の基を挙げることができる。
【0035】
このような有機リン系化合物として具体的には、下記構造の化合物が例示される。
【0036】
【化13】
Figure 0003562565
【0037】
【化14】
Figure 0003562565
【0038】
これらの硬化促進剤は、1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよく、また、その添加量は特に制限されないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量100重量部に対して0.001〜10重量部、より好ましくは0.005〜5重量部、更に好ましくは0.01〜1重量部の範囲にすることが好ましい。配合量が少なすぎると硬化反応が十分に起こりにくく、金型離型性が悪くなる場合があり、多すぎると成形時の粘度が高くなるとともに、耐湿性などの信頼性が悪くなる場合がある。
【0039】
硬化促進剤として、上記式(3)の有機リン系硬化促進剤と共に必要に応じて公知のその他の硬化促進剤を併用して添加することもできる。その他の硬化促進剤としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリ(p−トルイル)ホスフィン、トリ(p−メトキシフェニル)ホスフィン、トリ(p−エトキシフェニル)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などの上記式(3)以外の有機ホスフィン化合物;テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートなどの4級ホスホニウム塩類;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等の第3級アミン化合物や1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン等のシクロアミジン化合物などのアミン系化合物;2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4,5−ジ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−フェニル−4−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジ(ヒドロキシメチル)イミダゾールなどのイミダゾール類が挙げられる。なお、その他の硬化促進剤の配合量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量とすることができ、通常エポキシ樹脂とフェノール樹脂との総量100重量部に対して0〜5重量部、特に0〜1重量部とすることができる。
【0040】
上記硬化促進剤は、樹脂組成物中に分散し易くするために予め樹脂成分と混合し、これを粉砕してもよい。
【0041】
本発明で使用されるシランカップリング剤は、下記一般式(4)で表わされるアミノシランカップリング剤である。
【0042】
【化15】
Figure 0003562565
(式中、Aは炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ置換アルキル基、aは0又は1、Rは水素原子、−CNH又は−Cを示す。)
【0043】
Aのアルキル基又はアルコキシ置換アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、メトキシメチル基、エトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基等が挙げられる。
【0044】
上記式(4)の化合物は、樹脂組成物中のエポキシ樹脂やフェノール樹脂硬化剤、そしてBGA基板上のソルダマスクなどのような有機成分やシリカ表面のような無機成分に対して親和性が高いため、樹脂組成物中への分散性が良好である。そのため、シリカフィラーに対する有機樹脂のぬれ性を改善し、樹脂組成物の流動性向上、有機樹脂とシリカフィラー界面の接着力向上、樹脂組成物とソルダマスクとの接着力向上効果が高い。このような特性から樹脂組成物の低粘度化が可能となり、ワイヤー流れを防止し、接着力の向上は半田浸漬時の信頼性向上につながる。
【0045】
このようなシランカップリング剤として具体例には、下記構造の化合物が例示される。
(CHO)SiCNHCNH
(CO)SiCNHCNH
(CHO)SiCNH
(CO)SiCNH
(CHO)SiCNHC
【0046】
【化16】
Figure 0003562565
【0047】
上記式(4)のシランカップリング剤の添加量は特に制限されないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量100重量部に対して0.2〜3重量部、特に0.15〜1.5重量部の範囲とすることが好ましい。
【0048】
また、本発明のシランカップリング剤は、他の種類のカップリング剤と併用しても差し支えなく、これにより他の要求性能とのバランスを向上させることができる。他のカップリング剤としては、エポキシ基やメルカプト基を有するもの、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。なお、他のカップリング剤を併用する場合は、上記式(4)のアミノシランカップリング剤の使用割合が全カップリング剤中の30重量%以上、特に50〜70重量%となるように他のカップリング剤の添加量を調整することが好ましく、30重量%未満では、BGA基板上のソルダマスクなどのような有機成分やシリカ表面のような無機成分に対しての親和性が低下し、接着性が低下したり、組成物の溶融粘度が上昇して、モールド時にワイヤー流れの原因になることがある。
【0049】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、無機質充填剤を配合することにより封止材の膨張係数を小さくし、半導体素子に加わる応力を低下させることができる。このような無機質充填剤としては、通常のエポキシ樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。具体的には、破砕状、球状の形状を有する溶融シリカ、結晶性シリカが主に用いられ、この他にアルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、ガラス繊維等を使用することもできる。
【0050】
更に、硬化物の低膨張化と成形性を両立させるためには、上記無機質充填剤として球状と破砕品とのブレンド、あるいは球状品のみを用いることが好ましい。更に、上記無機質充填剤の平均粒径は5〜30μmの範囲が好適である。この平均粒径は、例えば、レーザー光回折法の分析手段による重量平均値(又はメジアン径)などとして求めることができる。
【0051】
なお、無機質充填剤は、樹脂と無機質充填剤表面との結合強度を強くするため、予めシランカップリング剤などで表面処理したものを配合することが好ましい。ここで、表面処理に用いるカップリング剤量及び表面処理方法については特に制限されない。
【0052】
この無機質充填剤の配合量は特に限定されないが、エポキシ樹脂及び硬化剤の合計量100重量部に対して200〜1,200重量部、特に400〜1,000重量部とすることが好ましい。配合量が200重量部未満では膨張係数が大きくなり、半導体素子に加わる応力が増大し、素子特性の劣化を招く場合があり、1,200重量部を超えると成形時の粘度が高くなり、成形性が悪くなる場合がある。
【0053】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述の原料以外に必要に応じてカーボンブラック等の着色剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム、オルガノポリシロキサンとエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の芳香族樹脂との共重合体等の低応力成分などを添加することができる。なお、これら任意成分の添加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量とすることができる。
【0054】
本発明の樹脂組成物は、上記エポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、アミノシランカップリング剤、無機質充填剤、硬化促進剤、その他の添加剤をミキサーにて常温混合し、ロールや押出し機などの一般混練機にて混練して冷却後、粉砕することで成形材料とすることができる。なお、硬化条件は、165〜185℃で1〜3分程度、ポストキュアーは170〜180℃で4〜8時間程度とすることができる。
【0055】
【発明の効果】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、流動性、保存安定性、硬化性、接着性に優れ、ソルダマスクへの接着性も良好であり、パッケージ反り量が少なく、かつワイヤー流れ率が小さく、作業性及び信頼性に優れる硬化物を与えるもので、BGA封止用樹脂等として好適に使用することができる。
【0056】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。なお、以下の例において部はいずれも重量部である。
【0057】
〔実施例1〜6、比較例1〜5〕
表1,2に示す成分を熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。なお、使用したエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤の構造は下記の通りである。
【0058】
これらの組成物につき、次の(イ)〜(チ)の諸特性を測定した。結果を表1,2に併記する。
(イ)スパイラルフロー値
EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃、70kgf/mm、成形時間90秒の条件で測定した。
(ロ)ゲル化時問
組成物のゲル化時間を175℃熱板上で測定した。
(ハ)溶融粘度
高下式フローテスター(島津製作所社製)を用いて175℃で測定した。
(ニ)熱時硬度
JIS−K 6944に準じて175℃、70kgf/mm、成形時間60秒の条件で4×10×100mmの硬化物を成形したとき、その熱時硬度をバーコール硬度計で測定した。
(ホ)ガラス転移温度及び線膨張係数
175℃、70kgf/mm、成形時間90秒の条件で5×5×15mmの試験片を成形し、180℃で4時間ポストキュアーしたものを用い、ディラトメーターにより5℃/分で昇温させることにより測定した。
(ヘ)保存安定性
エポキシ樹脂組成物をアルミニウム製の密封袋に入れ、25℃で72時間高温器中に放置した。放置後の組成物のスパイラルフロー値を(イ)と同様に測定し、初期値に比べて低下したパーセンテージを算出した。
【0059】
(ト)パッケージ反り量
図1に示されるようなBGAパッケージについて、チップを実装した回路基板1上に175℃、70kgf/mm、成形時間90秒の条件で5×5×15mmの試験片を封止樹脂2として成形後、モールド樹脂面の反り量をレーザー式うねり測定装置(安永社製)で測定した。更に、180℃で4時間ポストキュアーした後、再び同様に測定した。測定条件は下記の通りである。
【0060】
測定方法:うねり測定装置(μm)
チップ無し:35×35mm
サンプル数:n=3
反り量:平均値
成形温度:175℃
成形時間:90秒
ポストキュアー:180℃で4時間
【0061】
(チ)基材接着性
175℃、70kgf/mm、成形時間90秒の条件で図2に示されるような接着性評価サンプル3を基板4上に成形し、180℃で4時間ポストキュアーをした後、プッシュプルゲージを用いて剪断接着力の測定を行った。測定条件は下記の通りである。
【0062】
測定方法:剪断接着力(kgf) 剪断速度 1mm/秒
基板:PSR4000AUS5コートBT板
接着面積:10mm
サンプル数:n=8
接着力データ:平均値
成形温度:175℃
成形時間:90秒
ポストキュアー:180℃で4時間
劣化条件:85℃、85%RH、72時間−IRリフロー2回
【0063】
【化17】
Figure 0003562565
【0064】
【化18】
Figure 0003562565
【0065】
【表1】
Figure 0003562565
【0066】
【表2】
Figure 0003562565
【0067】
表1,2の結果より、本発明の特定構造のエポキシ樹脂、フェノール樹脂硬化剤、硬化促進剤、シランカップリング剤を配合したエポキシ樹脂組成物は、流動性が良好であり、速硬化性に優れると共に保存安定性に優れ、また、高いガラス転移温度を有し、BGAパッケージの反り量が小さい上、ソルダマスクへの接着性が良好である。従って、本発明のエポキシ樹脂組成物を使用した半導体装置は、リフロー時の耐クラック性及び信頼性に優れるものであることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図1】パッケージ反り量評価に使用するBGAパッケージの概略図である。
【図2】基材接着性に使用した接着性評価サンプルの概略図である。
【符号の説明】
1 回路基板
2 封止樹脂
3 接着性評価サンプル
4 基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a cured product having good fluidity, storage stability, good curability, excellent adhesiveness, small package warpage, small wire flow, and excellent moisture resistance reliability. The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation suitable for array (hereinafter referred to as BGA) encapsulation, and a semiconductor device encapsulated with a cured product of the composition, particularly a BGA package.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
At present, resin-encapsulated devices are the mainstream in the semiconductor industry, but epoxy resins generally have better moldability, adhesiveness, electrical properties, mechanical properties, moisture resistance, etc. than other thermosetting resins. Therefore, semiconductor devices are often sealed with an epoxy resin composition.
[0003]
In particular, in recent years, a package called BGA has been developed by Motorola, which has a special structure in which a chip is directly mounted on a circuit board and a plastic is sealed thereon. In the BGA, since only one side of the substrate is sealed with resin, a package warping phenomenon caused by a difference in shrinkage between the substrate and the resin is a serious problem.
[0004]
In order to overcome this problem, various attempts have been made to reduce the difference in shrinkage between the substrate and the resin by increasing the Tg (glass transition temperature) and reducing the expansion of the resin, thereby suppressing the amount of package warpage. Specifically, a proposal has been made to increase the Tg by using a polyfunctional epoxy resin as an epoxy resin, a phenol novolak resin as a curing agent, and an imidazole compound as a curing accelerator, and to reduce the expansion by increasing the amount of silica filler. ing. In addition, to maintain a high level of silica filler and maintain high fluidity, use spherical silica that does not contain crushed silica and optimize the particle size distribution, and optimize the silica surface treatment with a coupling agent Techniques for making the same known are also known.
[0005]
In addition, a characteristic that must be emphasized when evaluating the reliability of the device is the adhesiveness between the solder mask covering the substrate surface and the resin. It is well known that the adhesiveness between the resin and the solder mask can be dramatically improved by selecting an epoxy silane coupling agent or a mercapto silane coupling agent as the coupling agent.
[0006]
However, it has been found that the above-mentioned prior art has various disadvantages described below. That is, the epoxy resin composition using the imidazole compound as the curing accelerator has poor storage stability as compared with the case where the phosphorus-based curing accelerator is used. Filling is likely to occur. In addition, since the hydrolyzable chlorine in the epoxy resin is easily extracted, a problem also occurs in the moisture resistance reliability. Further, in order to cope with an ever-increasing package size, it is necessary to further reduce the expansion. However, with the current high filling of silica, the flow of the wire frequently occurs due to the high viscosity.
[0007]
Further, in the epoxy resin composition, depending on the type of the coupling agent to be added, the curability at the time of resin encapsulation is inhibited, and as a result, the amount of package warpage may increase.
[0008]
The conventional resin composition for BGA encapsulation has various problems as described above, and at present, no effective solution has been found yet.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and has good fluidity, storage stability and curability, excellent adhesiveness, small package warpage and wire flow rate, workability and reliability. It is an object of the present invention to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that gives a cured product excellent in heat resistance, and a semiconductor device encapsulated with a cured product of this composition.
[0010]
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that a polyfunctional epoxy resin represented by the following general formula (1) and a polyfunctional phenol resin curing agent represented by the following general formula (2) And an organic phosphorus-based curing accelerator represented by the following general formula (3), an aminosilane coupling agent represented by the following general formula (4), and an inorganic filler are combined and blended as essential components. It solves the problems of conventional epoxy resin compositions, has good fluidity, is stable even when stored at high temperatures for a long time, has fast curing properties, has excellent moisture resistance reliability, and has excellent substrate adhesion. And a hardened product having little wire warpage and a small wire flow rate even at the time of BGA package encapsulation. Therefore, the epoxy resin composition is used as a BGA encapsulating resin or the like. It was found that can be suitably used, the present invention has been accomplished.
[0011]
Embedded image
Figure 0003562565
(Wherein, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a methyl group or a tert-butyl group, and R 3 is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, preferably a hydrogen atom. It is an integer of 5.)
[0012]
Embedded image
Figure 0003562565
(Wherein, R 1 , R 2 , and R 3 have the same meaning as described above, and n is an integer of 1 to 5.)
[0013]
Embedded image
Figure 0003562565
[0014]
Embedded image
Figure 0003562565
(In the formula, A represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy-substituted alkyl group, a represents 0 or 1, R 6 represents a hydrogen atom, —C 2 H 4 NH 2 or —C 6 H 5. )
[0015]
Accordingly, the present invention provides a polyfunctional epoxy resin represented by the general formula (1), a polyfunctional phenol resin curing agent represented by the general formula (2), and an organic compound represented by the general formula (3). An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, comprising a phosphorus-based curing accelerator, an aminosilane coupling agent represented by the above general formula (4), and an inorganic filler as essential components, and a composition thereof. Provided is a semiconductor device sealed with a cured product.
[0016]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is a polyfunctional epoxy resin represented by the following general formula (1).
[0017]
Embedded image
Figure 0003562565
(However, a radical selected from each of R 1, R 2 has the formula independently represent a hydrogen atom a methyl group (-CH 3) and tert- butyl (-C (CH 3) 3) . In addition, R 3 is hydrogen atom, a methyl group (-CH 3) or ethyl (-C 2 H 5) .k 1 to 5, preferably an integer of 1 to 3.)
[0018]
The polyfunctional epoxy resin of the above formula (1) has a feature that a glass transition temperature (hereinafter, referred to as Tg) is high because molecular motion is suppressed. The BGA package is very easily warped because of a so-called bimetal structure in which a glass substrate is impregnated with an organic resin such as BT resin on a glass fiber laminate, which is a so-called bimetal structure, and it is necessary to reduce the amount of warpage by selecting a resin. As a method for reducing the amount of warpage, the substrate may be sealed with a resin composition having the same shrinkage as the substrate, that is, a resin composition having substantially the same Tg and expansion coefficient. Therefore, an epoxy resin composition having a high Tg is desirable, and an epoxy resin composition having a high Tg can be obtained by using the epoxy resin of the above formula (1).
[0019]
In this case, the substituents R 1 and R 2 introduced into the structure of the formula (1) are a hydrogen atom, a —CH 3 group, a —C (CH 3 ) 3 group, or a mixture thereof. If you want to increase the Tg of the cured product of the resin composition, the substituents R 1, R 2 is desirably substituted with structures hydrogen atom or -CH 3 group, and if you want to decrease the water absorption, -C (CH 3 A structure substituted with three groups is desirable. The substituent R 3 introduced into the structure of the formula (1) is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, but is preferably a hydrogen atom.
[0020]
The molecular weight of the polyfunctional epoxy resin of the above formula (1) is not particularly limited, but may be generally about 400 to 1,200, preferably about 500 to 800. Although there is no particular limitation on the epoxy equivalent, it is generally 150 to 300, preferably 160 to 200. There is no problem even if the silicone is modified.
[0021]
Further, the epoxy resin of the above formula (1) desirably contains as little alkali metal, alkaline earth metal, halogen and other ionic impurities as possible in these epoxy resins in order to improve the moisture resistance reliability.
[0022]
In the present invention, as the epoxy resin, an epoxy resin other than the epoxy resin of the above formula (1), for example, a novolak type epoxy resin such as an orthocresol novolak type epoxy resin and a phenol novolak type epoxy resin; a biphenyl type epoxy resin; bisphenol Bisphenol type epoxy resins such as A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin; Triphenol methane type epoxy resin other than formula (1); Naphthalene type epoxy resin; Dicyclopentadiene modified epoxy resin; Phenol aralkyl type epoxy resin; Biphenyl aralkyl It can be used in combination with a type epoxy resin.
[0023]
The epoxy resin used in the composition of the present invention is desirably 70% by weight or more, particularly 90 to 100% by weight, of the total epoxy resin is a polyfunctional epoxy resin of the formula (1). If the content of the polyfunctional epoxy resin of the formula (1) is less than 70% by weight and the content of the other epoxy resin exceeds 30% by weight, Tg may decrease and the warpage of the BGA may increase.
[0024]
Next, as the curing agent, a polyfunctional phenol resin curing agent represented by the following general formula (2) is used. In the present invention, the formula (1) is used for the same reason as the polyfunctional epoxy resin of the formula (1). The polyfunctional phenol resin curing agent of (2) is used.
[0025]
Embedded image
Figure 0003562565
(Wherein, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a methyl group or a tert-butyl group, preferably a hydrogen atom. R 3 is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, preferably A hydrogen atom, and n is an integer of 1 to 5, preferably 1 to 3.)
[0026]
The molecular weight of the polyfunctional phenolic resin curing agent of the formula (2) is not particularly limited, but may be generally in the range of about 200 to 1,000, preferably about 300 to 600. Although there is no particular limitation on the hydroxyl group equivalent, it is generally about 100 to 150, preferably about 110 to 120. There is no problem even if the silicone is modified.
[0027]
Further, the polyfunctional phenol resin curing agent of the formula (2) desirably contains as little alkali metal, alkaline earth metal, halogen and other ionic impurities as possible in the phenol resin in order to improve moisture resistance reliability.
[0028]
As the curing agent, other phenolic resins other than the polyfunctional phenolic resin of the above formula (2), for example, novolak resins such as phenol novolak resin and cresol novolak resin; bisphenol type phenols such as bisphenol A type resin and bisphenol F type resin Resin; para-xylylene-modified phenolic resin; meta-xylylene-modified phenolic resin; ortho-xylylene-modified phenolic resin; triphenolalkane-type resin other than formula (2); naphthalene-type phenolic resin; Resin; biphenyl aralkyl resin or the like may be used in combination.
[0029]
The phenolic resin curing agent used in the composition of the present invention is desirably 70% by weight or more, preferably 90 to 100% by weight, of the total phenolic resin curing agent is a polyfunctional phenolic resin of the formula (2). If the content of the polyfunctional phenolic resin of the formula (2) is less than 70% by weight and the amount of the other phenolic resin curing agent exceeds 30% by weight, the Tg may decrease and the warpage of the BGA may increase. .
[0030]
The compounding amount of the phenol resin curing agent is preferably 25 to 40% by weight based on the total of the epoxy resin and the phenol resin curing agent. When the content is less than 25% by weight or more than 40% by weight, the difference between the number of epoxy groups in the epoxy resin and the number of hydroxyl groups in the phenolic resin curing agent is too large, and the curability of the composition is reduced. Of TGA and an increase of the coefficient of linear expansion, and the amount of warpage of the BGA may increase. Therefore, the compounding amount of the phenolic resin curing agent is such that the molar ratio of the phenolic hydroxyl group contained in the phenolic resin to the mol of epoxy group contained in the epoxy resin is 0.5 to 1.5, particularly 0.8. It can be blended so as to be in the range of -1.2.
[0031]
The curing accelerator used in the present invention is an organic phosphorus curing accelerator represented by the following general formula (3).
[0032]
Embedded image
Figure 0003562565
[0033]
In the above formula (3), R 4 is a hydrogen atom, the same or different alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, for example, a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, Examples include an isobutyl group, a tert-butyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, and a tert-butoxy group. t is an integer of 0 to 4, and q and r are each an integer of 0 to 12, preferably 0 to 4, particularly 0 or 1.
[0034]
Examples of the hydrogen atom, the same or different alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms of R 5 in the above formula (5) include the same groups as those of the above R 4 .
[0035]
Specific examples of such an organic phosphorus compound include compounds having the following structures.
[0036]
Embedded image
Figure 0003562565
[0037]
Embedded image
Figure 0003562565
[0038]
One of these curing accelerators may be used alone, or two or more of them may be used in combination. The amount of the curing accelerator is not particularly limited, but the total amount of the epoxy resin and the curing agent is 100 parts by weight. It is preferably in the range of 0.001 to 10 parts by weight, more preferably 0.005 to 5 parts by weight, still more preferably 0.01 to 1 part by weight. If the amount is too small, the curing reaction does not easily occur sufficiently, and the mold releasability may deteriorate.If the amount is too large, the viscosity at the time of molding increases, and the reliability such as moisture resistance may deteriorate. .
[0039]
As a curing accelerator, other known curing accelerators can be used in combination with the organic phosphorus-based curing accelerator of the above formula (3), if necessary. Other curing accelerators include, for example, triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-tolyl) phosphine, tri (p-methoxyphenyl) phosphine, tri (p-ethoxyphenyl) phosphine, triphenylphosphine triphenylborate and the like. Organic phosphine compounds other than the above formula (3); quaternary phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate; tertiary amine compounds such as triethylamine, benzyldimethylamine and α-methylbenzyldimethylamine; Amine compounds such as cycloamidine compounds such as diazabicyclo (5.4.0) undecene; 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4,5-dimethylimidazole Tetrazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-di (hydroxymethyl) imidazoles such as imidazole. In addition, the compounding amount of the other curing accelerator can be a normal amount as long as the effect of the present invention is not impaired, and is usually 0 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the phenol resin. In particular, it can be 0 to 1 part by weight.
[0040]
The curing accelerator may be preliminarily mixed with a resin component so as to be easily dispersed in the resin composition, and may be pulverized.
[0041]
The silane coupling agent used in the present invention is an aminosilane coupling agent represented by the following general formula (4).
[0042]
Embedded image
Figure 0003562565
(In the formula, A represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy-substituted alkyl group, a represents 0 or 1, R 6 represents a hydrogen atom, —C 2 H 4 NH 2 or —C 6 H 5. )
[0043]
Examples of the alkyl group or the alkoxy-substituted alkyl group of A include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a methoxymethyl group, an ethoxymethyl group, a methoxyethyl group, and an ethoxy group. And an ethyl group.
[0044]
The compound of the above formula (4) has a high affinity for an epoxy resin or a phenol resin curing agent in a resin composition, and an organic component such as a solder mask on a BGA substrate or an inorganic component such as a silica surface. Good dispersibility in the resin composition. Therefore, the wettability of the organic resin with respect to the silica filler is improved, the fluidity of the resin composition is improved, the adhesive strength between the organic resin and the silica filler is improved, and the adhesive strength between the resin composition and the solder mask is enhanced. Due to such characteristics, the viscosity of the resin composition can be reduced, the flow of the wire is prevented, and the improvement of the adhesive strength leads to the improvement of the reliability at the time of solder immersion.
[0045]
Specific examples of such a silane coupling agent include compounds having the following structures.
(CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2
(C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NHC 2 H 4 NH 2
(CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2
(C 2 H 5 O) 3 SiC 3 H 6 NH 2
(CH 3 O) 3 SiC 3 H 6 NHC 6 H 5
[0046]
Embedded image
Figure 0003562565
[0047]
The addition amount of the silane coupling agent of the above formula (4) is not particularly limited, but is 0.2 to 3 parts by weight, particularly 0.15 to 1.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the curing agent. Is preferably in the range of parts.
[0048]
In addition, the silane coupling agent of the present invention may be used in combination with other types of coupling agents, thereby improving the balance with other required performance. As other coupling agents, those having an epoxy group or a mercapto group, for example, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, mercaptopropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned. When another coupling agent is used in combination, the aminosilane coupling agent of the above formula (4) is used in an amount of 30% by weight or more, particularly 50 to 70% by weight of the total coupling agent. It is preferable to adjust the amount of the coupling agent to be added. If the amount is less than 30% by weight, the affinity for an organic component such as a solder mask on a BGA substrate or an inorganic component such as a silica surface is reduced, and the adhesive property is lowered. Or the melt viscosity of the composition may increase, causing wire flow during molding.
[0049]
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can reduce the expansion coefficient of the encapsulant and reduce the stress applied to the semiconductor element by incorporating an inorganic filler. As such an inorganic filler, those which are blended in a usual epoxy resin composition can be used. Specifically, crushed, spherical fused silica and crystalline silica are mainly used, and in addition, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, glass fiber, etc. You can also.
[0050]
Furthermore, in order to achieve both low expansion of the cured product and moldability, it is preferable to use a blend of spherical and crushed products or only spherical products as the inorganic filler. Further, the average particle size of the inorganic filler is preferably in the range of 5 to 30 μm. The average particle size can be determined, for example, as a weight average value (or a median diameter) by a laser beam diffraction analysis method.
[0051]
It is preferable that the inorganic filler be surface-treated with a silane coupling agent or the like in advance in order to increase the bonding strength between the resin and the surface of the inorganic filler. Here, the amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.
[0052]
The blending amount of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 200 to 1,200 parts by weight, particularly preferably 400 to 1,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the curing agent. If the compounding amount is less than 200 parts by weight, the expansion coefficient increases, the stress applied to the semiconductor element increases, and the element characteristics may deteriorate. If the compounding amount exceeds 1,200 parts by weight, the viscosity at the time of molding increases, May worsen.
[0053]
The epoxy resin composition of the present invention may further contain a coloring agent such as carbon black, a brominated epoxy resin, a flame retardant such as antimony trioxide, a silicone oil, a silicone rubber, an organopolysiloxane and an epoxy resin, if necessary, in addition to the above-mentioned raw materials. And a low stress component such as a copolymer with an aromatic resin such as a phenol resin. In addition, the addition amount of these optional components can be a usual amount as long as the effect of the present invention is not hindered.
[0054]
The resin composition of the present invention is prepared by mixing the epoxy resin, phenolic resin curing agent, aminosilane coupling agent, inorganic filler, curing accelerator, and other additives at room temperature with a mixer, and kneading with a general kneader such as a roll or an extruder. After kneading and cooling in a machine, the mixture is pulverized to obtain a molding material. The curing condition can be set at 165 to 185 ° C. for about 1 to 3 minutes, and the post cure can be performed at 170 to 180 ° C. for about 4 to 8 hours.
[0055]
【The invention's effect】
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention has excellent fluidity, storage stability, curability, adhesiveness, good adhesiveness to a solder mask, a small amount of package warpage, and a low wire flow rate. It provides a cured product excellent in workability and reliability, and can be suitably used as a BGA sealing resin or the like.
[0056]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In the following examples, all parts are parts by weight.
[0057]
[Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 5]
The components shown in Tables 1 and 2 were uniformly melt-mixed with a hot two roll, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. The structures of the epoxy resin, phenol resin curing agent, curing accelerator, and silane coupling agent used are as follows.
[0058]
With respect to these compositions, the following various properties (a) to (h) were measured. The results are shown in Tables 1 and 2.
(A) Spiral flow value A spiral flow value was measured using a mold conforming to the EMMI standard under the conditions of 175 ° C., 70 kgf / mm 2 , and a molding time of 90 seconds.
(B) Gelation time The gelation time of the composition was measured on a hot plate at 175 ° C.
(C) Melt viscosity The melt viscosity was measured at 175 ° C. using a low-profile flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation).
(D) Hardness at the time of heating A cured product of 4 × 10 × 100 mm was molded at 175 ° C., 70 kgf / mm 2 , and molding time of 60 seconds according to JIS-K 6944, and the hardness at the time of heating was measured with a Barcol hardness meter. It was measured.
(E) A 5 × 5 × 15 mm test piece was molded under the conditions of a glass transition temperature and a coefficient of linear expansion of 175 ° C., 70 kgf / mm 2 , and a molding time of 90 seconds. The measurement was performed by raising the temperature at 5 ° C./min with a tomometer.
(F) Storage stability The epoxy resin composition was put in a sealed aluminum bag and left in a high-temperature device at 25 ° C for 72 hours. The spiral flow value of the composition after standing was measured in the same manner as in (a), and the percentage decreased compared to the initial value was calculated.
[0059]
(G) Amount of package warpage For a BGA package as shown in FIG. 1, a 5 × 5 × 15 mm test piece was placed on a circuit board 1 on which a chip was mounted at 175 ° C., 70 kgf / mm 2 , and a molding time of 90 seconds. After molding as the sealing resin 2, the amount of warpage of the mold resin surface was measured with a laser type undulation measuring device (manufactured by Yasunaga). Further, after post-curing at 180 ° C. for 4 hours, the same measurement was performed again. The measurement conditions are as follows.
[0060]
Measurement method: undulation measurement device (μm)
Without tip: 35 × 35mm
Number of samples: n = 3
Warpage: average value Molding temperature: 175 ° C
Molding time: 90 seconds Post cure: 4 hours at 180 ° C.
(H) Substrate adhesion 175 ° C., 70 kgf / mm 2 , molding time 90 seconds, an adhesive evaluation sample 3 as shown in FIG. 2 was molded on a substrate 4 and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. After that, the shear adhesion was measured using a push-pull gauge. The measurement conditions are as follows.
[0062]
Measurement method: Shear adhesive strength (kgf) Shear rate 1 mm / sec Substrate: PSR4000AUS5 coated BT board Adhesive area: 10 mm 2
Number of samples: n = 8
Adhesion data: average molding temperature: 175 ° C
Molding time: 90 seconds Post cure: 4 hours at 180 ° C. Deterioration conditions: 85 ° C., 85% RH, 72 hours—2 times of IR reflow
Embedded image
Figure 0003562565
[0064]
Embedded image
Figure 0003562565
[0065]
[Table 1]
Figure 0003562565
[0066]
[Table 2]
Figure 0003562565
[0067]
From the results of Tables 1 and 2, the epoxy resin composition containing the epoxy resin having a specific structure of the present invention, a phenol resin curing agent, a curing accelerator, and a silane coupling agent has a good fluidity and a rapid curing property. It is excellent, has excellent storage stability, has a high glass transition temperature, has a small amount of warpage of the BGA package, and has good adhesion to a solder mask. Therefore, it was confirmed that the semiconductor device using the epoxy resin composition of the present invention was excellent in crack resistance and reliability during reflow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a BGA package used for evaluating package warpage.
FIG. 2 is a schematic view of an adhesion evaluation sample used for substrate adhesion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circuit board 2 Sealing resin 3 Adhesion evaluation sample 4 Substrate

Claims (2)

下記一般式(1)で表わされる多官能型エポキシ樹脂と、下記一般式(2)で表わされる多官能型フェノール樹脂硬化剤と、下記一般式(3)で表わされる有機リン系硬化促進剤と、下記一般式(4)で表わされるアミノシランカップリング剤と、無機質充填剤とを必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
Figure 0003562565
(但し、式中R,Rはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はtert−ブチル基、Rは水素原子、メチル基又はエチル基である。kは1〜5の整数である。)
Figure 0003562565
(但し、式中R,Rはそれぞれ独立に水素原子、メチル基又はtert−ブチル基、Rは水素原子、メチル基又はエチル基である。nは1〜5の整数である。)
Figure 0003562565
〔但し、式中Rはそれぞれ独立に水素原子、同一もしくは異種の炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基を示し、mはそれぞれ独立に0〜4の整数である。Xは−(CH−(式中、pは3〜12の整数である。)又は下記一般式(5)で表わされる基である。
Figure 0003562565
(式中Rは水素原子、同一もしくは異種の炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基を示し、tは0〜4の整数であり、q,rはそれぞれ独立に0〜12の整数である。)〕
Figure 0003562565
(式中、Aは炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ置換アルキル基、aは0又は1、Rは水素原子、−CNH又は−Cを示す。)
A polyfunctional epoxy resin represented by the following general formula (1), a polyfunctional phenol resin curing agent represented by the following general formula (2), and an organic phosphorus curing accelerator represented by the following general formula (3). An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation comprising, as essential components, an aminosilane coupling agent represented by the following general formula (4) and an inorganic filler.
Figure 0003562565
(However, in the formula, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a methyl group or a tert-butyl group, and R 3 is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group. K is an integer of 1 to 5.)
Figure 0003562565
(Wherein, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a methyl group or a tert-butyl group, R 3 is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and n is an integer of 1 to 5.)
Figure 0003562565
[However, in the formula, R 4 each independently represent a hydrogen atom, the same or different alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and m is each independently an integer of 0 to 4. X is - (CH 2) p - (wherein, p is 3 to 12 integer.) Is a group represented by following general formula (5).
Figure 0003562565
(Wherein R 5 represents a hydrogen atom, an identical or different alkyl group or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, t is an integer of 0 to 4, and q and r are each independently an integer of 0 to 12) is there.)〕
Figure 0003562565
(In the formula, A represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy-substituted alkyl group, a represents 0 or 1, R 6 represents a hydrogen atom, —C 2 H 4 NH 2 or —C 6 H 5. )
請求項1記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置。A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1.
JP37631798A 1998-01-12 1998-12-22 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device Expired - Lifetime JP3562565B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37631798A JP3562565B2 (en) 1998-01-12 1998-12-22 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1635398 1998-01-12
JP10-16353 1998-01-12
JP37631798A JP3562565B2 (en) 1998-01-12 1998-12-22 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11263826A JPH11263826A (en) 1999-09-28
JP3562565B2 true JP3562565B2 (en) 2004-09-08

Family

ID=26352683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP37631798A Expired - Lifetime JP3562565B2 (en) 1998-01-12 1998-12-22 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3562565B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4568942B2 (en) * 2000-02-22 2010-10-27 住友ベークライト株式会社 Liquid resin composition and semiconductor device using the same
JP4706089B2 (en) * 2000-02-28 2011-06-22 住友ベークライト株式会社 Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2001240726A (en) * 2000-02-28 2001-09-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4569137B2 (en) * 2003-03-17 2010-10-27 住友ベークライト株式会社 Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device
JP2006057020A (en) * 2004-08-20 2006-03-02 Nitto Denko Corp Liquid epoxy resin composition
JP2006057021A (en) * 2004-08-20 2006-03-02 Nec Corp Electronic device
JP5799532B2 (en) * 2011-03-10 2015-10-28 住友ベークライト株式会社 Semiconductor sealing resin composition, semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
JP2019080060A (en) * 2017-10-20 2019-05-23 住友ベークライト株式会社 Inductor molding resin composition and integrated inductor
JP6911806B2 (en) * 2018-03-29 2021-07-28 味の素株式会社 Resin composition, sheet-like laminated material, printed wiring board and semiconductor device
EP4095903A4 (en) * 2020-01-24 2023-07-19 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing test piece for adhesion evaluation test, and adhesion evaluation method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11263826A (en) 1999-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101076977B1 (en) Resin composition for encapsulating semiconductor chip and semiconductor device
US20070027273A1 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
KR20070039486A (en) Resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device
JP3562565B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
KR100697938B1 (en) Resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device using the same
JP5386836B2 (en) Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device
JP2006152185A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4395923B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP5386837B2 (en) Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device
JP4496740B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP5057015B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
KR100562454B1 (en) Epoxy Resin Compositions for Sealing Semiconductor and Semiconductor Devices
JP2004292514A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH11130936A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2000095841A (en) Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device
JP4835851B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
JP4759994B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4379973B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2002241583A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4724947B2 (en) Epoxy resin molding material manufacturing method and semiconductor device
JP4517433B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4844726B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
JP3979634B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2001040180A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2001247749A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040512

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040525

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100611

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611

Year of fee payment: 9

EXPY Cancellation because of completion of term