JP3740988B2 - Resin composition for sealing and semiconductor device - Google Patents

Description

【０００９】
また請求項２の発明は、請求項１において、シリコーンレジンによって被覆されたシリコーンゴムパウダーを含有して成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、硬化促進剤として、下記の式（Ｄ）で示されるホスフィン系化合物と下記の式（Ｅ）で示されるフェノールノボラック化合物との反応物を含有するものを配合して成ることを特徴とするものである。
【００１１】
【化４】

【００１２】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、充填材として、溶融シリカを充填材全量中に５０〜９０質量％と結晶シリカを充填材全量中に１０〜５０質量％含有するものを配合して成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項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封止用樹脂組成物によって封止されて成ることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
本発明においてエポキシ樹脂としては、上記の式（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（以下、式（Ａ）のエポキシ樹脂ともいう）を用いるものであり、これによって封止材を低吸湿化し耐湿性を向上させることができるものである。また式（Ａ）のエポキシ樹脂以外に、一般的に半導体封止用として使用されるものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００１６】
但し、この際には式（Ａ）のエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂全量中の２０〜１００質量％を占めるように配合するものであり、好ましくは５０〜１００質量％である。このとき式（Ａ）のエポキシ樹脂の配合量が２０質量％未満であると、封止材の耐湿性を向上させることができないものである。
【００１７】
また硬化剤としては、上記の式（Ｂ）及び式（Ｃ）で示されるフェノール系硬化剤（以下、それぞれ式（Ｂ）の硬化剤、式（Ｃ）の硬化剤ともいう）を併用するものである。特に、式（Ｂ）の硬化剤は低吸湿性であるため、封止材を低吸湿化し耐湿性を向上させることができるものであり、一方、式（Ｃ）の硬化剤を用いると、封止材のガラス転移温度（Ｔｇ）が通常よりも１０〜２０℃上昇し、アフターキュアーレスであっても、つまりアフターキュアーを行わなくても封止材のガラス転移温度（Ｔｇ）を高く保つことができるものである。尚、本発明において式（Ｃ）の硬化剤は、２〜１２核体（ｎ＝０〜１０）のものからなるものであって、２核体（ｎ＝０）のものが全体の１０質量％以下であるものを用いるものである。また式（Ｂ）や式（Ｃ）の硬化剤以外に、一般的に半導体封止用として使用されるものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、フェノールノボラック樹脂、ナフタレン骨格含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂等を挙げることができる。
【００１８】
但し、式（Ｂ）及び式（Ｃ）の硬化剤は、それぞれ硬化剤全量中の２０〜８０質量％を占めるように配合するものである。式（Ｂ）の硬化剤が２０質量％未満であると、良好な耐湿性を有する封止材を得ることができないものであり、また式（Ｃ）の硬化剤が２０質量％未満であると、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する封止材を得ることができなくなるものである。逆に、上記の硬化剤のうちいずれか一方が８０質量％を超えると、必然的に他方が２０質量％未満となり、上記のような問題点が生じるものである。
【００１９】
本発明に係る封止用樹脂組成物は、上記のエポキシ樹脂及び硬化剤からなるものであるが、以下のような成分も含有することができる。
【００２０】
即ち改質剤として、表面がシリコーンレジンによって被覆されたシリコーンゴムパウダーを用いることができる。このようなシリコーンゴムパウダーを用いると、封止材の密着性が向上すると共に低応力化することができ、実装する際の半田浴への浸漬時及びリフロー時における耐クラック性（耐リフロー性）を向上させることができて好ましい。尚、シリコーンゴムパウダーの配合量は、封止用樹脂組成物全量中の０．３〜５質量％であることが好ましい。
【００２１】
また硬化促進剤として、一般的に半導体封止用に使用されるものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、トリメチルホスフィン等の有機リン化合物類、２−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類や、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン等の三級アミン類等を挙げることができる。
【００２２】
ここで、特に好ましい硬化促進剤としては、上記の式（Ｄ）で示されるホスフィン系化合物（以下、式（Ｄ）のＴＰＰＫともいう）と上記の式（Ｅ）で示されるフェノールノボラック化合物（以下、式（Ｅ）のフェノールノボラック化合物ともいう）との反応物（以下、ＴＰＰＫ−Ａともいう）である。このＴＰＰＫ−Ａを用いると、成形直後の封止材の硬化度を向上させることができ、アフターキュアーを行わなくても、アフターキュアーが行われた状態に近付けることができるものである。特に、本発明ではアフターキュアーレス時のガラス転移温度（Ｔｇ）を通常のアフターキュアー時のものに近付けることができるものである。
【００２３】
尚、本発明において上記の式（Ｅ）のフェノールノボラック化合物は、３核体以上（ｋ≧１）のものからなるものであって、３核体（ｋ＝１）のものが全体の４５質量％以上であり、５核体以上（ｋ≧３）のものが全体の４０質量％以下であり、軟化点が８０℃以下であるものを用いるものである。また上記のＴＰＰＫ−Ａを調製するにあたっては、式（Ｅ）のフェノールノボラック化合物１００質量部に対して式（Ｄ）のＴＰＰＫが５０質量部以下、好ましくは式（Ｅ）のフェノールノボラック化合物１００質量部に対して式（Ｄ）のＴＰＰＫが５〜４０質量部となるように両者を混合し、１５０〜２００℃、好ましくは１６０〜１９０℃の温度下において、この混合物が透明になるまで撹拌して行うことができるものである。
【００２４】
上記に例示した硬化促進剤は、１種のみを使用したり２種以上を併用したりすることができるものであるが、添加量は封止用樹脂組成物全量中に０．０３〜２質量％となるように配合することが好ましい。０．０３質量％未満であると、硬化時の剛性を高く得ようとすればゲル化時間を長く取らなければならず、作業性の低下をもたらすおそれがある。逆に２質量％を超えると、成形途中で硬化が進み未充填（ボイド）が発生するおそれがある。
【００２５】
また充填材として、一般的に半導体封止用として使用されるものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機充填材を挙げることができる。このような充填材の含有量は、封止用樹脂組成物全量中に６５〜８５質量％であることが好ましい。また、上記に例示した充填材の中では、溶融シリカと結晶シリカを併用するのが好ましく、特に溶融シリカが充填材全量中の５０〜９０質量％、かつ結晶シリカが充填材全量中の１０〜５０質量％を占めるように配合するのが好ましい。このように溶融シリカと結晶シリカを併用すると、封止材の密着性が向上すると共に、作製される半導体装置の熱伝導率を高めることができるものである。尚、溶融シリカが５０質量％未満であると、線膨張率（α１）が大きくなり耐リフロー性が低下するおそれがある。逆に９０質量％を超えると、封止材の密着性や熱伝導率を十分に高めることができないおそれがある。一方、結晶シリカが１０質量％未満であると、封止材の密着性や熱伝導率を十分に高めることができないおそれがある。逆に５０質量％を超えると、線膨張率（α１）が大きくなり耐リフロー性が低下すると共に、金型を用いて封止成形する場合に金型摩耗が大きくなるという問題が引き起こされるおそれがある。
【００２６】
また、上述した成分の他に、一般的に半導体封止用として使用されるものであれば特に限定されることなく用いることができる。例えば、カルナバワックス等の離型剤や、リン系難燃剤、ブロム化合物、三酸化アンチモン等の難燃剤や、カーボンブラック、有機染料等の着色剤や、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のシランカップリング剤等を挙げることができる。
【００２７】
そして、本発明に係る封止用樹脂組成物は、上記のエポキシ樹脂、硬化剤を主成分とし、さらに必要に応じてシリコーンゴムパウダー、硬化促進剤、充填材その他の成分を配合し、これをミキサー等で均一に混合した後に、加熱ロールやニーダー等で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。ここで、上記の各成分の配合順序は特に限定されるものではなく、また混練物を必要に応じて冷却固化し粉砕してパウダー化したり、あるいはタブレット化したりして使用することができる。
【００２８】
上記のようにして調製した封止用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、半導体素子を封止用樹脂組成物による封止材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。
【００２９】
このようにして得られる半導体装置にあって、封止材中に式（Ａ）のエポキシ樹脂や式（Ｂ）の硬化剤が含有されていることによって、耐湿性に優れたものとなり、また式（Ｃ）の硬化剤が含有されていることによって、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）が高められたものとなるものである。従って、アフターキュアーを省略したりあるいはアフターキュアーにかける時間を短縮しても、得られる半導体装置は、アフターキュアーを行ったものと比べて遜色が無い上に、半田浴への浸漬時やリフロー時においてパッケージクラックが発生しなくなり、耐クラック性に優れたものとなるものである。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３１】
（実施例１〜５及び比較例１，２）
エポキシ樹脂として、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂である大日本インキ化学工業（株）製「ＨＰ７２００」（式（Ａ）のエポキシ樹脂）、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂である住友化学工業（株）製「ＥＳＣＮ１９５ＸＬ」、ブロム化エポキシ樹脂である住友化学工業（株）製「ＥＳＢ４００」（難燃剤を兼ねる）を用いた。
【００３２】
また硬化剤として、ジビニルベンゼン系フェノール樹脂である大日本インキ化学工業（株）製「ＣＺ２５６Ａ」（式（Ｂ）の硬化剤）、一般のフェノールノボラック樹脂である明和化成（株）製「Ｈ−１」、２核体（ｎ＝０）が全体の１０質量％以下のフェノールノボラック樹脂である明和化成（株）製「ＤＬ−９２」（式（Ｃ）の硬化剤）を用いた。
【００３３】
また改質剤として、表面がシリコーンレジンにより被覆されたシリコーンゴムパウダーである信越化学工業（株）製「ＫＭＰ−６００」（平均粒径５μｍ）を用いた。
【００３４】
また硬化促進剤として、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、ＴＰＰＫ−Ａを用いた。ここで、ＴＰＰＫ−Ａを調製するにあたっては、北興化学工業（株）製テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート（式（Ｄ）のＴＰＰＫ）２５ｇと、３核体（ｋ＝１）の含有量が６９．７質量％、５核体以上（ｋ≧３）の含有量が４．６質量％、軟化温度が６３℃のフェノールノボラック化合物（式（Ｅ）のフェノールノボラック化合物）７５ｇとを５００ｍｌのステンレスビーカーに入れ、窒素雰囲気下、１７０〜１８０℃で加熱溶解し撹拌して行った。
【００３５】
また充填剤として、溶融シリカ及び結晶シリカにそれぞれγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを噴霧して表面処理したものを用いた。
【００３６】
また難燃剤として、上記のブロム化エポキシ樹脂の他に三酸化アンチモンを用い、離型剤として、カルナバワックスを用い、着色剤として、カーボンブラックを用いた。
【００３７】
そして、上記の各成分を表１に示す配合量で配合し、これをミキサーで十分混合した後、加熱ロールで約５分間混練することによって、実施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物を調製した。
【００３８】
（スパイラルフロー及びゲルタイム）
上記のようにして得た実施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物について、１７０℃でのスパイラルフロー及びゲルタイムを測定した。
【００３９】
（耐リフロー性）
リードフレームとして、銅製のものを用い、このリードフレームのダイパッドに半導体素子（チップ）を搭載して２ｍｍ×３ｍｍ×厚み０．４ｍｍの１８ＳＯＰ用の金型にセットし、上記の実施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物を用いてこの金型にトランスファー成形することによって、性能評価用のパッケージを得た。成形条件は１７５℃、注入時間１０秒、加圧時間９０秒、注入圧力６．９ＭＰａである。上記のパッケージを１２５℃の雰囲気に２４時間放置して前乾燥処理を行い、次いで恒温高湿機を用いてこのパッケージを８５℃、湿度６０％ＲＨの雰囲気に１６８時間放置して吸湿処理を行った後、２６０℃の半田浴に１０秒間浸漬して半田処理を行った。この処理の後、超音波探査装置（キャノン（株）製「Ｍ−７００II」）によってパッケージ内部の観察を行い、封止材とチップ、ダイパッドとの間の剥離の有無、封止材のクラックの有無を検査した。結果を表１の「耐リフロー性」（チップ及びダイパッド）の欄に示す。表１において分母に検査したパッケージの個数を、分子に剥離やクラックが発生したパッケージの個数を示す。
【００４０】
（プリン密着）
上記のようにして得た実施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物を用い、１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、注入スピード１０秒、キュアータイム９０秒の条件でＣｕプレート上に接着面積１ｃｍ²のプリン型成形品をトランスファー成形により作製した。このプリン型成形品に剪断力を加え、Ｃｕプレートから剥がれるときの剪断強度を計測することによって、封止材とＣｕプレートとの密着性を評価した。
【００４１】
ここで、実施例１〜５及び比較例１，２に関する耐リフロー性及びプリン密着の測定結果は、いずれもアフターキュアーを行わなかった場合のものである。また、比較例１で耐リフロー性及びプリン密着の測定を行ったパッケージに、１７５℃、６時間のアフターキュアーを行い、得られたパッケージを比較例３とした。そして、この比較例３について、耐リフロー性及びプリン密着の測定を行った。
【００４２】
（ガラス転移温度（Ｔｇ））
上記のようにして得た実施例１〜５及び比較例１，２の封止用樹脂組成物を用いて作製された成形品にアフターキュアーを行った場合とアフターキュアーを行わなかった場合のそれぞれについて、熱機械分析法（ＴＭＡ）でディラトメータによりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した。
【００４３】
以上の測定結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】

【００４５】
表１にみられるように、各実施例のものは剥離やクラックの発生個数がいずれも少なく、耐クラック性に優れると共に密着性が高いことが確認される。
【００４６】
また実施例１〜５のものは、アフターキュアーを行わなくても、アフターキュアーを行った比較例１，２のものと同程度のガラス転移温度（Ｔｇ）を有していることが確認される。
【００４７】
また実施例１と実施例２との比較により、改質剤としてシリコーンゴムパウダーを用いると、密着性が高まることが確認される。
【００４８】
さらに実施例１と実施例３との比較により、硬化促進剤としてＴＰＰＫ−Ａを用いると、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高まることが確認される。
【００４９】
尚、スパイラルフロー及びゲルタイムについては、実施例と比較例との間には大きな差がみられないことが確認される。
【００５０】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する封止用樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、上記の式（Ａ）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂をエポキシ樹脂全量中に２０〜１００質量％含有するものを用いると共に、硬化剤として、上記の式（Ｂ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量％と上記の式（Ｃ）で示されるものを硬化剤全量中に２０〜８０質量％含有するものを用いるので、式（Ａ）のエポキシ樹脂と式（Ｂ）の硬化剤の含有によって、耐湿性を高めることができ、また式（Ｃ）の硬化剤の含有によって、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）を高めることができるものであり、封止成形を行うにあたって、アフターキュアーにかける時間を短縮することができるのは勿論、アフターキュアーの工程を省略しても、本来の特性を損なうことが無く、半田浴への浸漬時やリフロー時における耐クラック性を向上させることができるものである。
【００５１】
また請求項２の発明は、シリコーンレジンによって被覆されたシリコーンゴムパウダーを含有しているので、密着性を高めることができると共に低応力化することができるものである。
【００５２】
また請求項３の発明は、硬化促進剤として、上記の式（Ｄ）で示されるホスフィン系化合物と上記の式（Ｅ）で示されるフェノールノボラック化合物との反応物を含有するものを配合しているので、成形後の硬化度を向上させることができ、アフターキュアーを行わなくても、アフターキュアを行った状態に近付けることができると共に、通常よりもガラス転移温度（Ｔｇ）を高めることができるものである。
【００５３】
また請求項４の発明は、充填材として、溶融シリカを充填材全量中に５０〜９０質量％と結晶シリカを充填材全量中に１０〜５０質量％含有するものを配合しているので、密着性を向上させることができると共に、成形品の熱伝導率を高めることができるものである。
【００５４】
また請求項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封止用樹脂組成物によって封止されているので、アフターキュアーにかける時間を短縮あるいはアフターキュアーを省略することが可能となり、成形後すぐに次工程へ供給することができて、ユーザーへの製品供給速度を高めることができるものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing resin composition used for sealing a semiconductor element, and a semiconductor device sealed using the sealing resin composition.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, low-pressure transfer molding using an epoxy resin has been the mainstream as a sealing method for electrical / electronic components such as diodes, transistors, integrated circuits, and semiconductor devices. Thus, in the sealing method using an epoxy resin, it is most common to use a resin composition in which an o-cresol novolac type epoxy resin is blended as a resin component and triphenylphosphine is blended as a curing component. It is. For example, when such a resin composition is used as a sealing material for a semiconductor device or the like, first, the semiconductor element is die-bonded at a predetermined position on a metal lead frame, and then the semiconductor element and the lead frame are bonded by wire bonding or the like. After connection, these are resin-sealed by low-pressure transfer molding using the above-described sealing material.
[0003]
And usually after-curing is performed by heating at 170-180 degreeC after this for about 4-12 hours. After the semiconductor element is sealed with the sealing material in this way, after-curing is performed, by completely curing the sealing material, the residual stress generated inside the package is released and the distortion is removed. It is to do.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, semiconductor manufacturers want to reduce the time required for manufacturing semiconductor devices and supply products to users as soon as possible. Rather, the above-mentioned after-curing process is rather omitted or shortened. Is preferred. Also, from the viewpoint that oven management is necessary and complicated when performing aftercuring, omission or shortening of the aftercuring process has been desired.
[0005]
However, if the after-curing process is actually omitted or shortened, the original properties of the sealing material are impaired. That is, when trying to mount a semiconductor device with insufficient after cure on a wiring board, package cracks occur during immersion in a solder bath or IR reflow, and crack resistance is greatly impaired.
[0006]
The present invention has been made in view of the above points, and even if the after-curing step is omitted or shortened, the properties as a sealing material are not impaired, and the crack resistance during immersion in a solder bath or during reflow is reduced. It is an object of the present invention to provide a sealing resin composition capable of maintaining or improving the properties and a semiconductor device sealed using the sealing resin composition.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A sealing resin composition according to claim 1 of the present invention is a dicyclopentadiene type epoxy represented by the following formula (A) as an epoxy resin in a sealing resin composition containing an epoxy resin and a curing agent. While using what contains 20-100 mass% of resin in the epoxy resin whole quantity, as a hardening | curing agent, what is shown by the following formula (B) is 20-80 mass% in a hardening agent whole quantity, and following formula (C ), Which is contained in an amount of 20 to 80% by mass in the total amount of the curing agent.
[0008]
[Chemical 3]

[0009]
The invention of claim 2 is characterized in that, in claim 1, it comprises silicone rubber powder coated with a silicone resin.
[0010]
Further, the invention of claim 3 is the method according to claim 1 or 2, wherein a reaction product of a phosphine compound represented by the following formula (D) and a phenol novolak compound represented by the following formula (E) is used as a curing accelerator. It is characterized by blending what it contains.
[0011]
[Formula 4]

[0012]
Further, the invention of claim 4 is the method according to any one of claims 1 to 3, wherein the filler contains 50 to 90% by mass of fused silica in the total amount of filler and 10 to 50% by mass of crystalline silica in the total amount of filler. It is characterized by comprising what is to be blended.
[0013]
A semiconductor device according to a fifth aspect is characterized by being sealed with the sealing resin composition according to any one of the first to fourth aspects.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0015]
In the present invention, as the epoxy resin, a dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the above formula (A) (hereinafter also referred to as an epoxy resin of the formula (A)) is used. Thus, moisture resistance can be improved. In addition to the epoxy resin of formula (A), any resin can be used without particular limitation as long as it is generally used for semiconductor encapsulation. For example, an ortho cresol novolak epoxy resin, a phenol novolac epoxy resin, a bisphenol type epoxy resin, a biphenyl type epoxy resin, etc. can be mentioned.
[0016]
However, in this case, the epoxy resin of the formula (A) is blended so as to occupy 20 to 100% by mass in the total amount of the epoxy resin, and preferably 50 to 100% by mass. At this time, when the blending amount of the epoxy resin of the formula (A) is less than 20% by mass, the moisture resistance of the sealing material cannot be improved.
[0017]
Further, as the curing agent, a phenolic curing agent represented by the above formulas (B) and (C) (hereinafter also referred to as a curing agent of the formula (B) and a curing agent of the formula (C), respectively) is used in combination. It is. In particular, since the curing agent of the formula (B) is low in hygroscopicity, the sealing material can be hygroscopically reduced and moisture resistance can be improved. On the other hand, when the curing agent of the formula (C) is used, Even if the glass transition temperature (Tg) of the stopper is increased by 10 to 20 ° C. than normal and after-curing is not performed, that is, after-curing is not performed, the glass transition temperature (Tg) of the sealing material is kept high. It is something that can be done. In the present invention, the curing agent of the formula (C) is composed of 2 to 12 nuclei (n = 0 to 10), and the dinuclear (n = 0) is 10 mass in total. % Or less is used. In addition to the curing agent represented by formula (B) or formula (C), any one can be used without particular limitation as long as it is generally used for semiconductor encapsulation. For example, a phenol novolac resin, a naphthalene skeleton-containing phenol resin, a dicyclopentadiene type phenol resin, a phenol aralkyl resin, and the like can be given.
[0018]
However, the hardening | curing agent of a formula (B) and a formula (C) is mix | blended so that 20-80 mass% may occupy in the hardening agent whole quantity, respectively. When the curing agent of the formula (B) is less than 20% by mass, a sealing material having good moisture resistance cannot be obtained, and when the curing agent of the formula (C) is less than 20% by mass. It is impossible to obtain a sealing material having a high glass transition temperature (Tg). On the other hand, if one of the curing agents exceeds 80% by mass, the other inevitably becomes less than 20% by mass, resulting in the above-mentioned problems.
[0019]
The encapsulating resin composition according to the present invention is composed of the above-described epoxy resin and curing agent, but can also contain the following components.
[0020]
That is, a silicone rubber powder whose surface is coated with a silicone resin can be used as the modifier. By using such silicone rubber powder, the adhesion of the sealing material can be improved and the stress can be reduced, and the crack resistance (reflow resistance) at the time of mounting in a solder bath and reflowing can be achieved. Can be improved. In addition, it is preferable that the compounding quantity of silicone rubber powder is 0.3-5 mass% in the resin composition for sealing.
[0021]
Moreover, as a hardening accelerator, if it is generally used for semiconductor sealing, it can use without being specifically limited. For example, organophosphorus compounds such as triphenylphosphine (TPP) and trimethylphosphine, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole and 2-phenylimidazole, and 1,8-diazabicyclo (5,5) 4, 0) tertiary amines such as undecene-7, triethanolamine, benzyldimethylamine and the like.
[0022]
Here, as a particularly preferred curing accelerator, a phosphine compound represented by the above formula (D) (hereinafter also referred to as TPPK of the formula (D)) and a phenol novolak compound represented by the above formula (E) (hereinafter referred to as “TPPK”) , A reaction product with a phenol novolac compound of the formula (E) (hereinafter also referred to as TPPK-A). When this TPPK-A is used, the degree of cure of the sealing material immediately after molding can be improved, and it can be brought close to the state after-curing without performing after-curing. In particular, in the present invention, the glass transition temperature (Tg) at the time of after-curing can be brought close to that at the time of normal after-curing.
[0023]
In the present invention, the phenol novolak compound of the above formula (E) is composed of trinuclear or more (k ≧ 1), and the trinuclear (k = 1) is 45 mass in total. % Or more, those having 5 nuclei or more (k ≧ 3) are 40% by mass or less of the whole, and those having a softening point of 80 ° C. or less are used. In preparing the TPPK-A, the TPPK of the formula (D) is 50 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass of the phenol novolac compound of the formula (E) with respect to 100 parts by mass of the phenol novolac compound of the formula (E). Both are mixed so that the TPPK of the formula (D) is 5 to 40 parts by mass with respect to parts, and stirred at a temperature of 150 to 200 ° C., preferably 160 to 190 ° C., until the mixture becomes transparent. Can be done.
[0024]
Although the hardening accelerator illustrated above can use only 1 type or can use 2 or more types together, the addition amount is 0.03-2 mass in the resin composition for sealing. It is preferable to mix | blend so that it may become%. If it is less than 0.03% by mass, it is necessary to take a long time for gelation in order to obtain a high rigidity at the time of curing, which may cause a decrease in workability. On the other hand, if it exceeds 2% by mass, curing may progress during molding and unfilling (voids) may occur.
[0025]
Moreover, as a filler, if it is generally used for semiconductor sealing, it can use without being specifically limited. Examples thereof include inorganic fillers such as fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, and aluminum nitride. The content of such a filler is preferably 65 to 85% by mass in the total amount of the sealing resin composition. Among the fillers exemplified above, it is preferable to use fused silica and crystalline silica in combination. In particular, fused silica is 50 to 90% by mass in the total amount of filler, and crystalline silica is 10 to 10% in the total amount of filler. It is preferable to mix | blend so that 50 mass% may be occupied. Thus, when fused silica and crystalline silica are used in combination, the adhesiveness of the sealing material is improved and the thermal conductivity of the manufactured semiconductor device can be increased. If the fused silica is less than 50% by mass, the coefficient of linear expansion (α1) increases and the reflow resistance may decrease. Conversely, when it exceeds 90 mass%, there exists a possibility that the adhesiveness and thermal conductivity of a sealing material cannot fully be improved. On the other hand, if the crystalline silica is less than 10% by mass, the adhesion and thermal conductivity of the sealing material may not be sufficiently increased. On the other hand, if it exceeds 50% by mass, the linear expansion coefficient (α1) increases, the reflow resistance decreases, and there is a possibility that the problem of increased mold wear occurs when sealing molding is performed using a mold. is there.
[0026]
Further, in addition to the components described above, any material that is generally used for semiconductor encapsulation can be used without any particular limitation. For example, mold release agents such as carnauba wax, flame retardants such as phosphorus flame retardants, bromine compounds, antimony trioxide, colorants such as carbon black and organic dyes, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, etc. A silane coupling agent etc. can be mentioned.
[0027]
The sealing resin composition according to the present invention comprises the above epoxy resin and curing agent as main components, and further contains silicone rubber powder, a curing accelerator, a filler and other components as necessary. After uniformly mixing with a mixer or the like, it can be prepared by kneading with a heating roll or a kneader. Here, the blending order of the above-mentioned components is not particularly limited, and the kneaded product can be cooled and solidified and pulverized into powder or tableted as necessary.
[0028]
A semiconductor device can be manufactured by sealing molding using the sealing resin composition prepared as described above. For example, a lead frame on which a semiconductor element such as an IC is mounted 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 material made of a sealing resin composition. It is something that can be done.
[0029]
In the semiconductor device obtained in this way, the epoxy resin of the formula (A) and the curing agent of the formula (B) are contained in the sealing material, so that it has excellent moisture resistance. By containing the curing agent (C), the glass transition temperature (Tg) is higher than usual. Therefore, even if the after-curing is omitted or the time required for the after-curing is shortened, the obtained semiconductor device is not inferior to that after the after-curing, and when immersed in a solder bath or during reflow In this case, no package cracks occur and the crack resistance is excellent.
[0030]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
[0031]
(Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2)
As epoxy resins, “HP7200” (epoxy resin of formula (A)) manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc., which is a dicyclopentadiene type epoxy resin, “ESCN195XL” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., which is an orthocresol novolac epoxy resin. “ESB400” (also used as a flame retardant) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., which is a brominated epoxy resin.
[0032]
Further, as a curing agent, “CZ256A” (a curing agent of the formula (B)) manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, which is a divinylbenzene phenol resin, “H-” manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., which is a general phenol novolac resin. “DL-92” (curing agent of the formula (C)) manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., which is a phenol novolac resin having 1 or 2 nuclei (n = 0) of 10% by mass or less of the whole.
[0033]
Further, “KMP-600” (average particle size 5 μm) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., which is a silicone rubber powder whose surface is coated with a silicone resin, was used as a modifier.
[0034]
Triphenylphosphine (TPP) and TPPK-A were used as curing accelerators. Here, in preparing TPPK-A, a content of 25 g of tetraphenylphosphonium tetraphenylborate (TPPK of formula (D)) manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd. and a trinuclear body (k = 1) is 69. A 500 ml stainless beaker containing 75 g of phenol novolak compound (phenol novolak compound of formula (E)) having a content of 0.7 mass%, 5 nuclei or more (k ≧ 3) of 4.6 mass% and a softening temperature of 63 ° C. The solution was heated and dissolved at 170 to 180 ° C. and stirred under a nitrogen atmosphere.
[0035]
As the filler, fused silica and crystalline silica were each subjected to surface treatment by spraying γ-glycidoxypropyltriethoxysilane.
[0036]
In addition to the brominated epoxy resin, antimony trioxide was used as a flame retardant, carnauba wax was used as a release agent, and carbon black was used as a colorant.
[0037]
Then, each of the above components is blended in the blending amounts shown in Table 1, and after sufficiently mixing with a mixer, the mixture of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 is sealed by kneading with a heating roll for about 5 minutes. A stopping resin composition was prepared.
[0038]
(Spiral flow and gel time)
For the sealing resin compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 obtained as described above, the spiral flow and gel time at 170 ° C. were measured.
[0039]
(Reflow resistance)
A lead frame made of copper was used. A semiconductor element (chip) was mounted on the die pad of this lead frame and set in a mold for 18 SOP of 2 mm × 3 mm × thickness 0.4 mm. And the package for performance evaluation was obtained by carrying out the transfer molding to this metal mold | die using the resin composition for sealing of Comparative Examples 1 and 2. FIG. The molding conditions are 175 ° C., injection time 10 seconds, pressurization time 90 seconds, and injection pressure 6.9 MPa. The above package is left to stand in an atmosphere of 125 ° C. for 24 hours for pre-drying treatment, and then the package is left in an atmosphere of 85 ° C. and humidity of 60% 168 hours for moisture absorption treatment using a constant temperature and high humidity machine. After that, the solder treatment was performed by dipping in a solder bath at 260 ° C. for 10 seconds. After this processing, the inside of the package is observed with an ultrasonic probe (“M-700II” manufactured by Canon Inc.), whether or not there is peeling between the sealing material and the chip and the die pad, and cracks in the sealing material. Existence was checked. The results are shown in the column of “Reflow resistance” (chip and die pad) in Table 1. In Table 1, the number of packages inspected in the denominator is shown, and the number of packages in which peeling or cracking occurred in the numerator is shown.
[0040]
(Purchin adhesion)
Using the sealing resin compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 obtained as described above, Cu was used under the conditions of 175 ° C., injection pressure 6.9 MPa, injection speed 10 seconds, and cure time 90 seconds. A pudding-molded product having an adhesion area of 1 cm ² was produced on the plate by transfer molding. The adhesion between the sealing material and the Cu plate was evaluated by applying a shearing force to this pudding mold product and measuring the shear strength when it was peeled off from the Cu plate.
[0041]
Here, the measurement results of the reflow resistance and the pudding adhesion regarding Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 are those when no after-curing was performed. Further, the package obtained by measuring the reflow resistance and the pudding adhesion in Comparative Example 1 was subjected to after-curing at 175 ° C. for 6 hours, and the obtained package was referred to as Comparative Example 3. And about this comparative example 3, the reflow resistance and the purine adhesion | attachment were measured.
[0042]
(Glass transition temperature (Tg))
Each of the cases where aftercuring was performed on the molded products produced using the sealing resin compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 obtained as described above and when aftercuring was not performed. The glass transition temperature (Tg) was measured with a dilatometer by thermomechanical analysis (TMA).
[0043]
The above measurement results are shown in Table 1.
[0044]
[Table 1]

[0045]
As can be seen in Table 1, it is confirmed that each of the examples has a small number of peeling and cracks, is excellent in crack resistance and has high adhesion.
[0046]
Moreover, it is confirmed that the thing of Examples 1-5 has a glass transition temperature (Tg) comparable as the thing of the comparative examples 1 and 2 which performed aftercuring, without performing aftercuring. .
[0047]
In addition, comparison between Example 1 and Example 2 confirms that adhesion is enhanced when silicone rubber powder is used as a modifier.
[0048]
Further, comparison between Example 1 and Example 3 confirms that the glass transition temperature (Tg) is increased when TPPK-A is used as the curing accelerator.
[0049]
In addition, about spiral flow and gel time, it is confirmed that a big difference is not seen between an Example and a comparative example.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, the encapsulating resin composition according to claim 1 of the present invention is an epoxy resin and an encapsulating resin composition containing a curing agent, and the epoxy resin is represented by the above formula (A). While using what contains 20-100 mass% of cyclopentadiene type epoxy resins in epoxy resin whole quantity, as a hardening | curing agent, what is shown by said Formula (B) is 20-80 mass% in said hardening agent whole quantity, and said Since what uses 20-80 mass% of what is shown by the formula (C) of a hardener is used, moisture resistance is improved by containing the epoxy resin of a formula (A), and the hardening | curing agent of a formula (B). In addition, the glass transition temperature (Tg) can be increased more than usual by the inclusion of the curing agent of the formula (C), and the time required for after-curing is shortened when performing sealing molding. Preparative the can, of course, be omitted the step of after-curing, without compromising the original properties, is capable of improving the crack resistance at the time of the immersion time and the reflow of the solder bath.
[0051]
In addition, since the invention of claim 2 contains the silicone rubber powder coated with the silicone resin, the adhesion can be enhanced and the stress can be reduced.
[0052]
In the invention of claim 3, a curing accelerator containing a reaction product of a phosphine compound represented by the above formula (D) and a phenol novolak compound represented by the above formula (E) is blended. Therefore, the degree of curing after molding can be improved, and after-curing can be brought close to the state after after-curing, and the glass transition temperature (Tg) can be increased more than usual. Is.
[0053]
In the invention of claim 4, since the filler contains 50 to 90% by mass of fused silica in the total amount of filler and 10 to 50% by mass of crystalline silica in the total amount of filler. In addition to improving the properties, the thermal conductivity of the molded product can be increased.
[0054]
Further, since the semiconductor device according to claim 5 is encapsulated with the encapsulating resin composition according to any of claims 1 to 4, the time required for aftercuring can be shortened or aftercuring can be omitted. It becomes possible to supply to the next process immediately after molding, and the product supply speed to the user can be increased.

Claims (5)

In the sealing resin composition containing an epoxy resin and a curing agent, the epoxy resin contains a dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the following formula (A) in an amount of 20 to 100% by mass in the total amount of the epoxy resin. While using, as a hardening | curing agent, what is shown by the following formula (B) is 20-80 mass% in a hardening agent whole quantity, and what is shown by the following formula (C) is 20-80 mass% in a hardening agent whole quantity. What is contained is used. The sealing resin composition characterized by the above-mentioned.

2. The sealing resin composition according to claim 1, comprising a silicone rubber powder coated with a silicone resin. A compound comprising a reaction product of a phosphine compound represented by the following formula (D) and a phenol novolak compound represented by the following formula (E) as a curing accelerator: 3. The sealing resin composition according to 1 or 2.

4. The filler according to claim 1, wherein the filler contains 50 to 90% by mass of fused silica in the total amount of filler and 10 to 50% by mass of crystalline silica in the total amount of filler. The sealing resin composition according to any one of the above. A semiconductor device sealed with the sealing resin composition according to claim 1.