JP4196033B2

JP4196033B2 - RELEASE COMPOSITION COMPOSITION AND METHOD FOR PRODUCING SEALED SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME

Info

Publication number: JP4196033B2
Application number: JP4369999A
Authority: JP
Inventors: 博則池田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2019-02-22
Also published as: JP2000239490A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型を用いて成形を行う際に金型面の離型処理を行うのに使用される樹脂組成物とこれを用いた封止半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子（チップ）などの電子部品の封止方法として、セラミックや熱硬化性樹脂を封止材に用いる方法が、従来より行われている。なかでも、エポキシ樹脂による封止が、経済性と性能のバランスの点で好ましく、広く行われている。半導体素子の樹脂封止は、例えばリードフレーム用金属上に半導体素子を搭載し、その半導体素子とリードフレームをボンディングワイヤー等を用いて電気的に接続し、金型を使用して、半導体素子の全体及びリードフレームの一部を、樹脂で封止することにより行われる。
【０００３】
このとき、金型からの成形品の脱型を容易にするために、金型面に離型処理を行う必要がある。金型面に離型剤を塗布する外部離型処理は成形工程を一旦停止し、金型を冷やして離型処理を行う方法であり、生産性が悪いので、封止用エポキシ樹脂組成物中に離型剤を配合しておくことにより離型剤塗布を不必要とする内部離型処理が一般に行われている。
【０００４】
この場合、樹脂封止のショット数が増すにつれて次第に離型剤による金型面汚れが増して来る。この金型面汚れがある段階に達すると成形品表面に欠陥が発生して来るので、金型面をクリーニングする必要がある。このクリーニング処理は、生産性を考慮し、成形工程を一旦停止して行うことを避けるために、樹脂汚れを除去する性質を持つ他の樹脂を配合したクリーニング用樹脂組成物を用いて数ショットのクリーニング処理成形を行い、前記の金型汚れを除去するようにしている。このクリーニング処理成形のあと、再び、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置の封止成形を所定のショット数行い、また、クリーニング処理成形を行う。封止半導体装置の製造はこれら両工程の繰り返しで行われる。
【０００５】
ところが、前記クリーニング処理成形により、金型面に付着していた離型剤も同時に除去されるため、クリーニング処理成形直後の封止成形で得られる成形品は、表面欠陥を持つか、時には脱型不良を起こす。これによる歩留りの低下と生産性低下が従来、問題であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、このような歩留り低下や生産性低下を防ぐための離型処理用樹脂組成物とこれを用いた、歩留りが良く生産性も高い封止半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者は、種々検討した結果、クリーニング処理成形工程と本来の成形工程の間に、本来の成形用樹脂組成物よりも離型剤含有量の高い離型処理用樹脂組成物を用いて数ショットの離型処理成形を行えば良いことを着想し、また、樹脂成形がエポキシ樹脂組成物を用いて行う封止用半導体装置の製造である場合においては、離型剤としてカルナバワックスと脂肪酸アミドをやや多い目に用いれば良いことを見いだし、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明にかかる離型処理用樹脂組成物は、金型面に離型処理を施すためのエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂と硬化剤と硬化促進剤と無機充填材とを含み、さらに、離型剤としてカルナバワックスおよび脂肪酸アミドを、それぞれの含有量が組成物全体の０．２〜０．７重量％となる範囲で含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる封止半導体装置の製造方法は、エポキシ樹脂と硬化剤と硬化促進剤と無機充填材とを含むとともに０．４重量％以下の離型剤をも含む封止用エポキシ樹脂組成物を用いて所定ショット数の半導体装置の封止成形を行ったのち、クリーニング剤を含むクリーニング用樹脂組成物を用いて数ショットのクリーニング処理成形を行うことを繰り返す半導体装置の製造方法において、前記クリーニング処理成形のあとで、上記離型処理用エポキシ樹脂組成物を用いて数ショットの離型処理成形を行い、そののち、前記所定ショット数の半導体装置の封止成形を行うようにすることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる離型処理用樹脂組成物は、本来の成形に使用される離型剤含有樹脂組成物とほぼ同じ基本的組成において離型剤の量だけは本来の量よりも多くしている。したがって、樹脂の種類や量、その他の配合物の種類や量を含むその組成は成形用樹脂組成物の組成に応じて変化させるのである。
【００１１】
以下では、封止半導体装置の製造に用いるエポキシ樹脂組成物を例に挙げて、これを具体的に説明する。
（エポキシ樹脂組成物）
以下に述べるエポキシ樹脂組成物の説明は、特に断らない限り、封止成形用および離型処理成形用に共通する。
【００１２】
エポキシ樹脂としては、封止材に一般的に使用可能なエポキシ樹脂を使用することができる。エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を持っているものであれば特に制限はないが、例えば、オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いても併用してもよい。
【００１３】
硬化剤としては、一般的に封止材に使用可能であり上記エポキシ樹脂の硬化剤として使用可能なものであれば特に限定はなく、たとえば、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、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂などの多価フェノール化合物；無水ヘキサヒドロフタル酸等の酸無水物；キシレノール、レゾルシン等とホルムアルデヒドとを縮合反応して得られるノボラック樹脂；アミン系硬化剤等が挙げられる。これらは単独で用いても併用してもよい。これらのうちでも、フェノールノボラック樹脂が、反応性が高く、成形性に優れるため好ましく、フェノールノボラック樹脂のみを硬化剤として用いるとさらに好ましい。
【００１４】
前記硬化剤の配合割合は、エポキシ樹脂１当量に対して硬化剤０．５〜１．５当量の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは０．８〜１．２当量である。硬化剤の配合割合が上記範囲を外れると、十分な硬化反応が進行せず、未硬化の樹脂が金型を汚すおそれがある。
エポキシ樹脂組成物では、硬化促進のために、通常、硬化促進剤が用いられる。硬化促進剤としては、一般的に封止材に使用可能でありエポキシ樹脂と硬化剤の反応を促進させる作用があるものであれば特に制限はないが、たとえば、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）、トリブチルホスフィン、トリメチルホスフィン等の有機ホスフィン類；２−メチルイミダゾール（２ＭＺ）、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；１，８−ジアザビシクロ〔５，４，０〕ウンデセン−７（ＤＢＵ）、トリエタノールアミン、ベンジルジメチルアミン等の３級アミン類などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、併用してもよい。
【００１５】
前記硬化促進剤の配合割合は、エポキシ樹脂組成物全体に対して硬化促進剤０．０３〜１．０重量％であることが好ましい。硬化促進剤の配合量が０．０３重量％未満では、ゲル化時間が長くなり、硬化時の剛性の低下により作業性を低下させる傾向がみられ、逆に１．０重量％を超えると、成形中に硬化してしまい、未充填が発生しやすくなる傾向にある。
【００１６】
エポキシ樹脂組成物では、無機充填材が用いられる。無機充填材としては、一般的に封止材に使用可能であり粉末状のものであれば特に限定する訳ではないが、溶融シリカ（非晶質シリカとも言う。）、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム等を挙げることができる。これらは単独で使用されるほか、併用されることもある。これらのうちでも、溶融シリカおよび／または結晶シリカが、成形性と硬化物性とのバランスに優れ、かつ、経済的であるため、好ましい。無機充填材の粉末は、封止材に通常用いられる程度の平均粒径、たとえば、平均粒径１〜１００μｍの範囲のもの、であればよい。無機充填材の配合割合は、特に限定されないが、従来よりも高充填、たとえば、組成物全体の７０〜９２重量％であることが好ましい。この範囲を下回ると、強度が十分でなかったり、吸湿量が大きくなり、信頼性が低下する。他方、上回ると流動性の低下をもたらし充填不良（未充填部を生じること）、ワイヤースイープまたは断線（ワイヤーボンディングされている場合のみ）のおそれがある。
【００１７】
本発明にかかる離型処理用エポキシ樹脂組成物では、離型剤としてカルナバワックスおよび脂肪酸アミドが用いられる。カルナバワックスは、主に金型クリーニング直後に離型性を早期に回復させることができ、脂肪酸アミドは主に金型汚れを抑制することができる。
カルナバワックスおよび脂肪酸アミドの配合割合は、それぞれ、エポキシ樹脂組成物全体に対して０．２〜０．７重量％であり、好ましくは０．２５〜０．４５重量％である。それぞれの配合割合が０．２重量％未満であると、離型性が低下する。他方、それぞれの配合割合が０．７重量％を超えると、金型汚れが激しく生じるようになる。
【００１８】
しかし、通常の封止用エポキシ樹脂組成物では、離型剤として、カルナバワックスおよび脂肪酸アミド以外のものを用いてもよく、たとえば、高級脂肪酸（または、その金属石鹸類）、エステル類、アマイド類、ポリエチレン系ワックス等のポリオレフィン類などが挙げられる。ただし、離型剤の合計使用量は０．４重量％以下にすることが好ましい。これ以上に多く用いると、離型剤による金型面汚れが早くなり、生産性が悪くなるからである。なお、離型剤の合計使用量は０．１重量％以上にしておくことが、封止成形中での離型性維持のためには好ましい。
【００１９】
エポキシ樹脂組成物では、上記離型剤の分散性を高め、その金型表面へのブリードを防ぎ、金型汚れを抑制するために、下記一般式（１）で示されるポリオルガノシロキサンを、ブリード防止剤として用いることが好ましい。
【００２０】
【化２】

【００２１】
〔式（１）中、Ｘはポリエーテル基（ポリオキシアルキレン基）であり、Ｙはエポキシ基、アミノ基、カルボキシル基、フェニル基のいずれかであり、ｌ、ｍ、ｎは任意の整数である。ただし、ｌ、ｍ、ｎが同時に０にはならない。〕
上記式（１）で、Ｘであるポリエーテル基としては、たとえば下式（２）で示される基が挙げられる。
【００２２】
【化３】

【００２３】
（式（２）中、ａは２〜３、ｂ＋ｃは５〜１００、好ましくは１０〜５０、ｄは２〜３であり、繰り返し数ｂとｃの繰り返し単位の順番は入れ代わっていてもよい。）
上記一般式（１）で示されるポリオルガノシロキサンの分子量や、有する官能基数等には何らの制限もないが、１０≧ｍ≧２、１０≧ｎ≧２、３５０≧ｌ＋ｍ＋ｎ≧３０が好ましい。ｍ、ｎとも、１以下ではブリードしやすく、金型汚れが発生することがある。
【００２４】
上記ポリオルガノシロキサンの配合割合は、エポキシ樹脂組成物全体に対してポリオルガノシロキサン０．１〜２．０重量％であることが好ましく、さらに好ましくは０．２〜０．５重量％である。ポリオルガノシロキサンの配合割合が０．１重量％未満であると、離型剤がブリードして、金型汚れが生じるおそれがある。他方、ポリオルガノシロキサンの配合割合が２．０重量％を超えると、ポリオルガノシロキサン自身のブリードが金型汚れを生じさせるおそれがある。
【００２５】
エポキシ樹脂組成物には、必要に応じて、着色剤、低応力化剤、難燃剤、シランカップリング剤等が適宜量添加されてよい。着色剤としては、例えばカーボンブラック、酸化チタン等が挙げられる。低応力化剤としては、例えば、シリコーンゲル、シリコーンゴム等が挙げられる。難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、ハロゲン化合物、リン化合物等が挙げられる。前記着色剤、低応力化剤、難燃剤等は２種類以上を併用することもできる。シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
（組成物の製造）
エポキシ樹脂組成物は、前述した各成分（配合剤）をミキサー等によって均一に混合したのち、ロール、ニーダー等によって混練することで製造することができる。成分の配合順序は特に制限はない。
【００２６】
エポキシ樹脂組成物の製造は、より具体的には、例えば、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材その他の配合成分を混合又は溶融混合した後、熱ロール等で溶融混練し、この混練物を冷却・固化した後、粉砕し、必要ならタブレット状に打錠することにより行う。
（半導体装置の封止）
このようにして得られたエポキシ樹脂組成物は、金型を用い、固形の場合はタブレットをトランスファー成形することにより、リードフレームに搭載した半導体素子を封止することができる。特に、通常のエポキシ樹脂組成物で成形を行って金型汚れが生じ、この汚れをメラミン樹脂からなるクリーニング用樹脂組成物を用いて清掃した直後に、このエポキシ樹脂組成物を用いて成形を行うと、金型汚れが生じることなく、金型の離型性を回復させることができる。具体的にには、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて所定ショット数の半導体装置の封止成形を行ったのち、クリーニング用樹脂組成物を用いて数ショットのクリーニング処理成形を行い、そのあと、離型処理用エポキシ樹脂組成物を用いて数ショットの離型処理成形を行うことを繰り返して、封止半導体装置を製造する。離型処理用エポキシ樹脂組成物を用いての離型処理成形は数ショット、例えば、１〜５ショット程度行えば良い。
【００２７】
この場合、封止成形は離型剤量の少ないエポキシ樹脂組成物で行い、離型処理は離型剤量の多いエポキシ樹脂組成物で行うが、クリーニング処理はクリーニング剤配合のメラミン樹脂組成物等の他の樹脂組成物で行われる。
上記リードフレームとしては、電気伝導性の点で銅合金製のリードフレームが、また、熱膨張率の点で４２アロイ合金製のリードフレームが一般に使用されている。なお、クリーニング処理成形工程と離型処理成形工程では半導体素子を金型に入れても良く、入れないでも良い。
【００２８】
【実施例】
以下に、クリーニング処理成形工程と封止成形工程との間に、本発明にかかる離型処理用エポキシ樹脂組成物を用いた成形工程を挟んだ実施例と、離型剤配合が本発明の範囲に入らないエポキシ樹脂組成物を用いた成形工程を挟んだ比較例とを示すが、本発明の実施の範囲は下記実施例に限定されない。
【００２９】
（実施例１〜４および比較例１〜６）
実施例、比較例で使用した封止成形用および離型処理用のエポキシ樹脂組成物では、以下の成分が用いられた。
エポキシ樹脂としては、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（住友化学工業（株）製、品番ＥＳＣＮ１９５ＸＬ、エポキシ当量１９５）および臭素化エポキシ樹脂（住友化学工業（株）製、品番ＥＳＢ４００、エポキシ当量４００）を用いた。
【００３０】
硬化剤としては、フェノールノボラック型硬化剤（荒川化学（株）製、品番タマノール７５２、水酸基当量１０５）を用いた。
硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ。北興化学（株）製）を用いた。
無機充填材は、結晶シリカ（平均粒径２８μｍ）を使用した。
【００３１】
離型剤は、カルナバワックスおよびオレイン酸アミドを使用した。
ポリオルガノシロキサンは、ポリオルガノシロキサン（信越化学工業（株）製、品番Ｘ−２２−４７４１、エポキシ基当量２５００）を用いた。
難燃剤は、三酸化アンチモンを使用した。
シランカップリング剤は、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを使用した。
【００３２】
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、カルナバワックス、オレイン酸アミドおよびその他の成分を表１に示すように配合し、ミキサー等によって均一に混合したのち、ロール、ニーダー等によって混練することによって、エポキシ樹脂組成物を調製した。すなわち、２軸加熱ロールを用いて温度８５℃で５分間混練し、次いで冷却した。その後、粉砕機で粉砕して、封止成形用エポキシ樹脂組成物と離型処理用のエポキシ樹脂組成物を得た。
【００３３】
クリーニング処理用樹脂組成物は、クリーニング用メラミン樹脂組成物（松下電工社製、品番ＣＶ９７００）を用いた。
上記３種類の樹脂組成物を交互に用いて、トランスファプレスにより、成形圧力１４０ｋｇ／ｃｍ²、成形温度１７５℃、成形時間１００秒の成形条件で、ＴＯＰ−３Ｆパッケージ（１６０キャビティ、１６０個取り）の成形を繰り返した。封止成形工程では１ラウンド、２０ショットの封止成形を行ったのち、クリーニング処理成形工程に入り、５ショットのクリーニング処理成形を行い、続いて、１ショットの離型処理成形を行い、次の封止成形に入った。上記では、すべてダミーフレームを用いて成形評価を行った。
【００３４】
【表１】

【００３５】
離型処理用エポキシ樹脂組成物による離型処理効果を、下記の評価基準で評価し、表１に併記した。
（金型汚れ）
離型処理成形１ショットを行った後の金型面の汚れ具合を、得られたパッケージの鏡面の目視での観察によって評価した。評価基準は以下の通り。
【００３６】
○：パッケージの鏡面が光り輝いている。
△：パッケージの鏡面が白く曇っている（ぼやけている。）。
×：パッケージの鏡面に多数の汚れむらが存在する。
（離型性）
離型処理成形１ショットを行った後、次の封止成形に入った時の離型性を見た。すなわち、金型が開いた時点での成形品の金型への貼り付き具合、ランナーゲート等の金型内への残りの有無を目視で確認した。評価基準は以下の通り。
【００３７】
○：成形品の金型への貼り付き、成形屑の金型残り、および、パッケージ表面のふくれが、いずれもない。
△：成形品の金型への貼り付きはないものの、パッケージ表面のふくれが散在しており、１６０個のパッケージのうち、ふくれているものが１０個未満ある。×：成形品の金型への貼り付きが一部生じ、成形品の大半がふくれており、１６０個のパッケージのうち、ふくれているものが１０個以上ある。
【００３８】
【発明の効果】
本発明にかかる離型処理用樹脂組成物は、クリーニング直後の金型面に離型性を回復させることが出来て、成形品の歩留り低下を防ぎ、かつ、成形品の生産性を向上させる。
オルガノポリシロキサン配合の離型処理用エポキシ樹脂組成物は、離型剤の分散性が高いため、離型剤配合量を多くしても離型処理用エポキシ樹脂組成物による金型面汚れが生じにくい。
【００３９】
本発明にかかる封止半導体装置の製造方法は、本発明にかかる離型処理用エポキシ樹脂組成物を使用して半導体素子封止を行うため、成形品の歩留りが良く、かつ、成形品の生産性も高い。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin composition used for performing mold release treatment on a mold surface when molding using a mold and a method for manufacturing a sealed semiconductor device using the same.
[0002]
[Prior art]
As a method for sealing electronic components such as semiconductor elements (chips), a method using ceramic or thermosetting resin as a sealing material has been conventionally performed. Among these, sealing with an epoxy resin is preferable and widely performed in terms of balance between economy and performance. The resin sealing of the semiconductor element is performed by, for example, mounting the semiconductor element on a lead frame metal, electrically connecting the semiconductor element and the lead frame using a bonding wire or the like, and using a mold, The whole and part of the lead frame are sealed with resin.
[0003]
At this time, in order to make it easy to remove the molded product from the mold, it is necessary to release the mold surface. External mold release treatment that applies a mold release agent to the mold surface is a method in which the molding process is temporarily stopped and the mold is cooled to perform the mold release treatment, and the productivity is poor. In general, an internal mold release treatment that does not require the application of a mold release agent is performed by adding a mold release agent to the mold.
[0004]
In this case, the mold surface contamination by the release agent gradually increases as the number of shots of resin sealing increases. When this mold surface contamination level is reached, defects occur on the surface of the molded product, and the mold surface needs to be cleaned. In consideration of productivity, this cleaning process is carried out for several shots using a cleaning resin composition containing another resin having the property of removing resin dirt in order to avoid temporarily stopping the molding process. Cleaning mold is performed to remove the mold stain. After this cleaning processing molding, the sealing molding of the semiconductor device is again performed by a predetermined number of shots using the sealing epoxy resin composition, and cleaning processing molding is performed. The manufacture of the sealed semiconductor device is performed by repeating these both steps.
[0005]
However, since the mold release agent adhering to the mold surface is also removed at the same time by the cleaning treatment molding, the molded product obtained by the sealing molding immediately after the cleaning processing molding has surface defects or sometimes demolding. Cause a defect. Conventionally, a decrease in yield and a decrease in productivity due to this have been problems.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a resin composition for mold release treatment for preventing such a decrease in yield and productivity, and a method for manufacturing a sealed semiconductor device that uses this and has a high yield and high productivity. There is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventor has conducted various studies, and as a result, a mold release treatment having a release agent content higher than that of the original molding resin composition between the cleaning treatment molding process and the original molding process. It is conceived that mold release treatment molding of several shots may be performed using the resin composition for the resin, and when the resin molding is the manufacture of the semiconductor device for sealing performed using the epoxy resin composition, the mold release processing is performed. It has been found that carnauba wax and fatty acid amide may be used as slightly more molds, and the present invention has been completed.
[0008]
That is, release treatment for the resin composition of the present invention is an epoxy resin composition for applying release treatment on the mold surface comprises an epoxy resin and a curing agent and a curing accelerator and an inorganic filler Furthermore, it is characterized by containing carnauba wax and fatty acid amide as a release agent in a range in which each content is 0.2 to 0.7% by weight of the whole composition.
[0009]
A method for producing a sealed semiconductor device according to the present invention includes an epoxy resin composition for sealing, which contains an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, and also contains 0.4% by weight or less of a release agent. In the method of manufacturing a semiconductor device, after performing sealing molding of a semiconductor device having a predetermined number of shots using a resin, and repeatedly performing cleaning processing molding of several shots using a cleaning resin composition containing a cleaning agent, After the process molding, the mold release process molding is performed using the epoxy resin composition for mold release process, and then the semiconductor device is sealed and molded with the predetermined number of shots. And
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The resin composition for mold release treatment according to the present invention is substantially the same basic composition as the mold release agent-containing resin composition used for original molding, and the amount of the mold release agent is larger than the original amount. . Therefore, the type and amount of resin and the composition including the type and amount of other blends are changed according to the composition of the molding resin composition.
[0011]
Below, the epoxy resin composition used for manufacture of a sealing semiconductor device is mentioned as an example, and this is demonstrated concretely.
(Epoxy resin composition)
The description of the epoxy resin composition described below is common to sealing molding and mold release processing unless otherwise specified.
[0012]
As an epoxy resin, the epoxy resin generally usable for a sealing material can be used. The epoxy resin is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. For example, orthocresol novolac epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, phenol Examples thereof include novolak epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, triphenolmethane type epoxy resins, naphthalene skeleton-containing epoxy resins, and bromine-containing epoxy resins. These may be used alone or in combination.
[0013]
The curing agent is not particularly limited as long as it is generally usable as a sealing material and can be used as a curing agent for the epoxy resin. For example, phenol novolac resin, naphthalene skeleton-containing phenol resin, cresol novolac resin , Phenol aralkyl resins, naphthol aralkyl resins, dicyclopentadiene type phenol resins, triphenylmethane type phenol resins and other polyhydric phenol compounds; acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride; xylenol, resorcin, etc. and formaldehyde A novolak resin obtained by the above; an amine curing agent and the like. These may be used alone or in combination. Among these, a phenol novolac resin is preferable because of high reactivity and excellent moldability, and it is more preferable to use only a phenol novolac resin as a curing agent.
[0014]
The blending ratio of the curing agent is preferably set in the range of 0.5 to 1.5 equivalents, more preferably 0.8 to 1.2 equivalents per 1 equivalent of epoxy resin. If the blending ratio of the curing agent is out of the above range, sufficient curing reaction does not proceed, and there is a possibility that uncured resin may contaminate the mold.
In the epoxy resin composition, a curing accelerator is usually used to accelerate curing. The curing accelerator is not particularly limited as long as it is generally usable as a sealing material and has an action of promoting the reaction between the epoxy resin and the curing agent. For example, triphenylphosphine (TPP), tributyl Organic phosphines such as phosphine and trimethylphosphine; imidazoles such as 2-methylimidazole (2MZ), 2-phenyl-4-methylimidazole and 2-phenylimidazole; 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene- And tertiary amines such as 7 (DBU), triethanolamine, and benzyldimethylamine. These may be used alone or in combination.
[0015]
It is preferable that the mixture ratio of the said hardening accelerator is 0.03-1.0 weight% of hardening accelerators with respect to the whole epoxy resin composition. When the blending amount of the curing accelerator is less than 0.03% by weight, the gelation time becomes long, and a tendency to decrease workability due to a decrease in rigidity at the time of curing is seen. Conversely, when it exceeds 1.0% by weight, It tends to harden during molding, and unfilling tends to occur.
[0016]
In the epoxy resin composition, an inorganic filler is used. The inorganic filler is not particularly limited as long as it is generally usable as a sealing material and is in powder form, but is not limited to fused silica (also referred to as amorphous silica), crystalline silica, alumina, nitriding. Examples thereof include silicon and aluminum nitride. These may be used alone or in combination. Among these, fused silica and / or crystalline silica are preferable because they are excellent in balance between moldability and cured material properties and are economical. The inorganic filler powder may be an average particle size that is usually used for a sealing material, for example, an average particle size in the range of 1 to 100 μm. The blending ratio of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably higher than that in the past, for example, 70 to 92% by weight of the entire composition. Below this range, the strength is not sufficient, the amount of moisture absorption increases, and the reliability decreases. On the other hand, when it exceeds, fluidity may be lowered, resulting in poor filling (producing unfilled portions), wire sweeping or disconnection (only when wire bonding is performed).
[0017]
In the epoxy resin composition for mold release treatment according to the present invention, carnauba wax and fatty acid amide are used as a mold release agent. Carnauba wax can recover the mold release property immediately immediately after mold cleaning, and fatty acid amide can mainly suppress mold contamination.
The blending ratio of carnauba wax and fatty acid amide is 0.2 to 0.7% by weight, preferably 0.25 to 0.45% by weight, based on the whole epoxy resin composition. If the blending ratio is less than 0.2% by weight, the releasability is lowered. On the other hand, when each compounding ratio exceeds 0.7% by weight, mold fouling occurs vigorously.
[0018]
However, in a normal sealing epoxy resin composition, a release agent other than carnauba wax and fatty acid amide may be used. For example, higher fatty acids (or their metal soaps), esters, amides And polyolefins such as polyethylene wax. However, the total amount of release agent used is preferably 0.4% by weight or less. This is because if it is used more than this, the mold surface will be soiled quickly by the release agent, resulting in poor productivity. The total amount of the release agent used is preferably 0.1% by weight or more in order to maintain the release property during sealing molding.
[0019]
In the epoxy resin composition, a polyorganosiloxane represented by the following general formula (1) is bleed in order to enhance the dispersibility of the release agent, prevent bleeding to the mold surface, and suppress mold contamination. It is preferable to use it as an inhibitor.
[0020]
[Chemical 2]

[0021]
[In Formula (1), X is a polyether group (polyoxyalkylene group), Y is any one of an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, and a phenyl group, and l, m, and n are arbitrary integers. is there. However, l, m, and n are not 0 at the same time. ]
Examples of the polyether group represented by X in the above formula (1) include a group represented by the following formula (2).
[0022]
[Chemical 3]

[0023]
(In formula (2), a is 2 to 3, b + c is 5 to 100, preferably 10 to 50, d is 2 to 3, and the order of repeating units b and c may be interchanged. .)
Although there is no restriction | limiting in the molecular weight of the polyorganosiloxane shown by the said General formula (1), the number of functional groups, etc., 10> = m> = 2, 10> = n> = 2, 350> = l + m + n> = 30 is preferable. If both m and n are 1 or less, bleeding tends to occur and mold contamination may occur.
[0024]
The blending ratio of the polyorganosiloxane is preferably 0.1 to 2.0% by weight, more preferably 0.2 to 0.5% by weight, based on the whole epoxy resin composition. If the blending ratio of the polyorganosiloxane is less than 0.1% by weight, the mold release agent may bleed and mold contamination may occur. On the other hand, if the blending ratio of the polyorganosiloxane exceeds 2.0% by weight, the bleed of the polyorganosiloxane itself may cause mold contamination.
[0025]
An appropriate amount of a colorant, a stress reducing agent, a flame retardant, a silane coupling agent and the like may be added to the epoxy resin composition as necessary. Examples of the colorant include carbon black and titanium oxide. Examples of the stress reducing agent include silicone gel and silicone rubber. Examples of the flame retardant include antimony trioxide, a halogen compound, and a phosphorus compound. Two or more colorants, stress reducing agents, flame retardants and the like can be used in combination. Examples of the silane coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, and γ-mercaptopropyltrimethoxysilane.
(Production of composition)
The epoxy resin composition can be produced by uniformly mixing the aforementioned components (compounding agents) with a mixer or the like and then kneading them with a roll, a kneader or the like. There is no restriction | limiting in particular in the compounding order of a component.
[0026]
More specifically, the production of the epoxy resin composition is, for example, mixed or melt-mixed with an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler and other compounding components, and then melt-kneaded with a hot roll or the like. The kneaded product is cooled and solidified, then pulverized, and if necessary, compressed into tablets.
(Semiconductor device sealing)
The epoxy resin composition thus obtained can seal a semiconductor element mounted on a lead frame by using a mold and, if solid, transfer molding a tablet. In particular, molding is performed with a normal epoxy resin composition, resulting in mold stains. Immediately after the stain is cleaned using a cleaning resin composition made of melamine resin, molding is performed using this epoxy resin composition. Then, the mold releasability can be recovered without causing mold contamination. Specifically, after performing sealing molding of a predetermined number of shots of the semiconductor device using the sealing epoxy resin composition, performing cleaning processing molding of several shots using the cleaning resin composition, and then The sealing semiconductor device is manufactured by repeatedly performing several shots of the mold release process using the mold release process epoxy resin composition. Mold release treatment molding using the epoxy resin composition for release treatment may be performed for several shots, for example, about 1 to 5 shots.
[0027]
In this case, sealing molding is performed with an epoxy resin composition having a small amount of mold release agent, and mold release processing is performed with an epoxy resin composition having a large amount of mold release agent, but cleaning processing is performed with a melamine resin composition containing a cleaning agent, etc. Other resin compositions are used.
As the lead frame, a lead frame made of copper alloy is generally used in terms of electrical conductivity, and a lead frame made of 42 alloy alloy is generally used in terms of coefficient of thermal expansion. In the cleaning process molding step and the mold release process molding step, the semiconductor element may or may not be placed in the mold.
[0028]
【Example】
In the following, an example in which a molding process using the epoxy resin composition for mold release treatment according to the present invention is sandwiched between the cleaning process molding process and the sealing molding process, and the composition of the mold release agent is within the scope of the present invention. Although the comparative example which pinched | molded the shaping | molding process using the epoxy resin composition which does not enter into is shown, the scope of implementation of the present invention is not limited to the following example.
[0029]
(Examples 1-4 and Comparative Examples 1-6)
The following components were used in the epoxy resin compositions for sealing molding and mold release used in Examples and Comparative Examples.
As the epoxy resin, ortho-cresol novolak type epoxy resin (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., product number ESCN195XL, epoxy equivalent 195) and brominated epoxy resin (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., product number ESB400, epoxy equivalent 400) are used. It was.
[0030]
As the curing agent, a phenol novolac type curing agent (manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd., product number Tamanol 752, hydroxyl equivalent 105) was used.
As the curing accelerator, triphenylphosphine (TPP, manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.) was used.
As the inorganic filler, crystalline silica (average particle size 28 μm) was used.
[0031]
Carnauba wax and oleic amide were used as mold release agents.
As the polyorganosiloxane, polyorganosiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product number X-22-4741, epoxy group equivalent 2500) was used.
Antimony trioxide was used as the flame retardant.
As the silane coupling agent, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane was used.
[0032]
An epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, carnauba wax, oleic amide and other components are blended as shown in Table 1, and mixed uniformly by a mixer or the like, and then kneaded by a roll, a kneader or the like. Thus, an epoxy resin composition was prepared. That is, it knead | mixed for 5 minutes at the temperature of 85 degreeC using the biaxial heating roll, and then cooled. Then, it grind | pulverized with the grinder and obtained the epoxy resin composition for sealing molding, and the epoxy resin composition for mold release processes.
[0033]
The cleaning melamine resin composition (manufactured by Matsushita Electric Works, product number CV9700) was used as the cleaning resin composition.
Using the above three types of resin compositions alternately, a transfer press is used to form a TOP-3F package (160 cavities, 160 pieces) under molding conditions of a molding pressure of 140 kg / cm ² , a molding temperature of 175 ° C., and a molding time of 100 seconds. The molding was repeated. In the sealing molding process, after one round of 20 shots of sealing molding is performed, the cleaning processing molding process is started, five shots of cleaning processing molding are performed, and then one shot of release processing molding is performed. Entered sealing molding. In the above, molding evaluation was performed using a dummy frame.
[0034]
[Table 1]

[0035]
The effect of mold release treatment by the epoxy resin composition for mold release treatment was evaluated according to the following evaluation criteria, and is also shown in Table 1.
(Mold dirt)
The condition of the mold surface after one shot of mold release treatment molding was evaluated by visual observation of the mirror surface of the obtained package. The evaluation criteria are as follows.
[0036]
○: The mirror surface of the package is shining.
(Triangle | delta): The mirror surface of a package is cloudy white (it is blurred).
X: A lot of dirt unevenness exists on the mirror surface of the package.
(Releasability)
After performing one shot of mold release treatment, the mold release property was observed when entering the next sealing molding. That is, the degree of sticking of the molded product to the mold when the mold was opened and the presence or absence of the runner gate and the like in the mold were visually confirmed. The evaluation criteria are as follows.
[0037]
◯: There is no sticking of the molded product to the mold, mold residue of molding waste, and blistering on the package surface.
Δ: Although there is no sticking of the molded product to the mold, blisters on the surface of the package are scattered, and out of 160 packages, there are less than 10 blisters. X: Part of the molded product sticking to the mold occurs, most of the molded product is swollen, and there are 10 or more of the 160 packages that are swollen.
[0038]
【The invention's effect】
The resin composition for mold release treatment according to the present invention can recover the mold release property on the mold surface immediately after cleaning, prevent the yield of the molded product from being lowered, and improve the productivity of the molded product.
The mold release treatment epoxy resin composition containing the organopolysiloxane has high dispersibility of the mold release agent, so that even if the amount of the mold release agent is increased, mold surface contamination is caused by the release resin composition. Hateful.
[0039]
The method for manufacturing a sealed semiconductor device according to the present invention performs sealing of semiconductor elements using the epoxy resin composition for mold release treatment according to the present invention, so that the yield of the molded product is good and the production of the molded product The nature is also high.

Claims

An epoxy resin composition for performing a mold release treatment on a mold surface, including an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, and further, carnauba wax and fatty acid amide as a mold release agent, The epoxy resin composition for mold release treatment is contained in the range of 0.2 to 0.7% by weight of the total composition.

The epoxy resin composition for mold release treatment according to claim 1, which also contains an organopolysiloxane represented by the following general formula (1).

[In Formula (1), X is a polyether group (polyoxyalkylene group), Y is any one of an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, and a phenyl group, and l, m, and n are arbitrary integers. is there. However, l, m, and n are not 0 at the same time. ]

The epoxy resin composition for mold release treatment according to claim 2 , wherein the content of the organopolysiloxane is 0.1 to 2.0% by weight of the whole composition.

The epoxy resin composition for mold release treatment according to any one of claims 1 to 3, wherein the curing agent is a phenol novolac resin.

The epoxy resin composition for mold release treatment according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic filler is crystalline silica and / or fused silica.

Seal molding of a semiconductor device having a predetermined number of shots using an epoxy resin composition for sealing, which includes an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, and also includes a release agent of 0.4% by weight or less. In the method for manufacturing a semiconductor device, in which the cleaning resin composition containing a cleaning agent is repeatedly used to perform several shots of the cleaning treatment molding, after the cleaning treatment molding, Using the epoxy resin composition for mold release treatment according to any one of the above, mold release treatment molding of several shots is performed, and then the semiconductor device of the predetermined number of shots is sealed and molded. Manufacturing method of sealing semiconductor device.