JP5234702B2 - Epoxy resin composition for sealing and semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、封止用エポキシ樹脂組成物、およびこれを用いた半導体装置に係り、さらに詳しくは、常温保存性が極めて良好で、かつ、流動性に優れ、特に薄型の半導体装置の封止材として好適な封止用エポキシ樹脂組成物、およびこれを用いた、ワイヤ流れ、ボイド等の成形不良の発生が少ない半導体装置に関する。 The present invention relates to an epoxy resin composition for sealing, and a semiconductor device using the same, and more particularly, has excellent room temperature storage stability and excellent fluidity, and particularly a sealing material for a thin semiconductor device. The present invention relates to a sealing epoxy resin composition suitable as a semiconductor device, and a semiconductor device using the same, with less occurrence of molding defects such as wire flow and voids.
近年の電子部品のプリント配線板への高密度実装化に伴い、半導体装置はピン挿入型のパッケージから、表面実装型のパッケージが主流になっている。さらに表面実装型のIC、LSI等は、実装密度を高くし実装高さを低くするために、薄型のパッケージになっており、同時に、素子のパッケージに対する占有体積が大きくなってきている。また、素子の多機能化、大容量化によって、チップ面積の増大、多ピン化が進み、さらにはパッド数の増大によって、パッドピッチの縮小化とパッド寸法の縮小化、いわゆる狭パッドピッチ化も進んでいる。 With recent high-density mounting of electronic components on printed wiring boards, semiconductor devices are mainly used in surface mount packages rather than pin insertion packages. Furthermore, surface-mounted ICs, LSIs, and the like are thin packages in order to increase the mounting density and reduce the mounting height, and at the same time, the occupied volume of the element in the package is increasing. In addition, the increase in the chip area and the increase in the number of pins have progressed due to the multi-functionality and large capacity of the elements, and further the increase in the number of pads has led to a reduction in pad pitch and a reduction in pad size, so-called narrow pad pitch. Progressing.
また、さらなる小型軽量化に対応すべく、パッケージの形態もQFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)といったものから、より多ピン化に対応しやすく、かつより高密度実装が可能なCSP(Chip Size Package)やBGA(Ba1l Grid Array)へ移行しつつある。これらのパッケージは、近年、高速化、多機能化を実現するために、フェースダウン型、積層(スタックド)型、フリップチップ型、ウェハーレベル型等、新しい構造のものが開発されている。このうち、積層(スタックド)型は、パッケージ内部に複数のチップを積み重ねてワイヤボンディングで接続する構造であり、機能の異なる複数のチップを一つのパッケージに搭載可能であるため、多機能化が可能となるものである。 In addition, in order to cope with further reduction in size and weight, CSP (Quad Flat Package), SOP (Small Outline Package), etc. are also available for CSPs that can easily accommodate higher pins and can be mounted at higher density. (Chip Size Package) and BGA (Ba1l Grid Array). In recent years, these packages have been developed with new structures such as a face-down type, a stacked (stacked) type, a flip chip type, and a wafer level type in order to realize high speed and multiple functions. Of these, the stacked type has a structure in which a plurality of chips are stacked inside the package and connected by wire bonding, and a plurality of chips having different functions can be mounted in one package, so that it can be multi-functional. It will be.
さらに、CSPやBGAを作製す際の樹脂封止工程も、従来の1チップ1キャビティの封止方法に代わって、複数のチップを1キャビティで封止する、いわゆる一括モールド型の封止方法が開発され、生産効率の向上、低コスト化が図られている。 Furthermore, the resin sealing process when manufacturing CSP and BGA is a so-called batch mold type sealing method in which a plurality of chips are sealed in one cavity instead of the conventional one-chip one-cavity sealing method. It has been developed to improve production efficiency and reduce costs.
一方、封止材には、半導体装置をプリント基板へ表面実装する際に問題となる耐リフロー性や、実装後の信頼性として要求される温度サイクル性等を高いレベルでクリアすることが求められ、樹脂粘度の低減とこれによる充填剤の高充填化によって封止材に低吸湿化と低膨張化を付与し対応を図ってきた。 On the other hand, the encapsulant is required to satisfy a high level of reflow resistance, which is a problem when surface-mounting a semiconductor device on a printed circuit board, and temperature cycle characteristics required for reliability after mounting. In order to cope with this problem, the sealing material has been reduced in moisture absorption and expansion by reducing the resin viscosity and increasing the filling of the filler.
しかし、従来の封止材では、ワイヤ流れやボイドといった成形不良が多発し、薄型化、チップの大面積化、多ピン化、狭パッドピッチ化等に対応した半導体装置の製造が困難であった。そして、ロングワイヤ化となる積層(スタックド)型やキャビティ体積の大きい一括モールド対応の半導体装置では、さらに厳しい流動特性が封止材には求められる。 However, conventional sealing materials frequently suffer from molding defects such as wire flow and voids, making it difficult to manufacture semiconductor devices that can cope with thinning, large chip area, multiple pins, narrow pad pitch, etc. . Further, in the case of a stacked type that is to be made into a long wire or a semiconductor device that is compatible with batch molding with a large cavity volume, more severe flow characteristics are required for the sealing material.
そこで、このような課題に対し、2級アミノ基を有するシランカップリング剤またはリン酸エステルを必須成分とする半導体装置用のエポキシ樹脂成形材料が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。また、低剪断領域での樹脂流動性を鑑みた封止材組成が提案されている(例えば、特許文献2、3参照。)。しかし、未だ十分に満足し得る結果は得られていない。 Then, the epoxy resin molding material for semiconductor devices which uses the silane coupling agent or phosphate ester which has a secondary amino group as an essential component with respect to such a subject is proposed (for example, refer patent document 1). . Moreover, the sealing material composition which considered the resin fluidity | liquidity in a low shear area | region is proposed (for example, refer patent document 2, 3). However, satisfactory results have not yet been obtained.
また、近年、半導体装置等の生産効率を高めるため、封止材の硬化時間の短縮が求められており、それと同時に、作業性の要求から常温に長時間放置しても硬化性の劣化の少ないものが求められている。そして、このような課題に対して、特定のリン化合物の使用や、特定の包接型硬化促進剤の使用が提案されている(例えば、特許文献4、5参照。)。しかし、常温保存性の観点からも、また、上述した流動性の観点からも、満足する結果は得られていない。
上述したように、近年、半導体装置においては、薄型化、チップの大面積化、多ピン化、狭パッドピッチ化等が進み、また、積層(スタックド)型といった新しい構造が実用化され、さらに、一括モールド型といったキャビティ体積の大きい封止方法が開発されてきている。そして、これらに対応すべく、封止材に対しさらなる樹脂粘度の低減や充填剤組成の変更等による改善が試みられているが、未だ十分な結果は得られていない。 As described above, in recent years, semiconductor devices have been made thinner, larger chip areas, more pins, narrower pad pitches, etc., and a new structure such as a stacked type has been put into practical use. A sealing method having a large cavity volume, such as a batch mold, has been developed. And in order to respond | correspond to these, although the improvement by further reduction of a resin viscosity, a change of a filler composition, etc. is tried with respect to a sealing material, sufficient result has not been obtained yet.
また、半導体装置等の生産効率を高めるため、封止材の硬化時間の短縮が求められ、同時に、作業性の要求から常温に長時間放置しても硬化性の劣化の少ないものが求められているが、未だ満足するものは得られてない。 In addition, in order to increase the production efficiency of semiconductor devices and the like, it is required to shorten the curing time of the sealing material, and at the same time, from the requirement of workability, there is a demand for a material with little deterioration in curability even if left at room temperature for a long time. However, I haven't been able to get what I am satisfied with.
本発明はこのような従来技術の課題に対処してなされたもので、近年の半導体装置の薄型化等に十分対応可能な優れた流動性を有し、かつ、常温に長時間放置しても硬化性等の劣化の少ない常温保存性に優れた封止用エポキシ樹脂組成物、および、これを用いて封止された、ワイヤ流れ、ボイド等の成形不良の発生が少ない半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in response to such problems of the prior art, has excellent fluidity that can sufficiently cope with the thinning of semiconductor devices in recent years, and can be left at room temperature for a long time. To provide a sealing epoxy resin composition excellent in storage stability at room temperature with little deterioration such as curability, and a semiconductor device encapsulated using the same and less likely to cause molding defects such as wire flow and voids. With the goal.
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の粒度分布を有する無機充填剤と特定の化合物で包接した硬化促進剤を必須成分とした特定の封止用エポキシ樹脂組成物およびこれを用いた半導体装置により、上記の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have a specific sealing that uses an inorganic filler having a specific particle size distribution and a curing accelerator included by a specific compound as essential components. It has been found that the above object can be achieved by an epoxy resin composition for use and a semiconductor device using the same, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、(A)ビフェニル型エポキシ樹脂、(B)前記(A)成分のエポキシ基1モルに対しフェノール性水酸基が0.5〜1.6モルとなる量のアラルキル型フェノール樹脂硬化剤、(C)組成物全体の0.01〜2重量%の、硬化促進剤を下記一般式(1)で示されるテトラキスフェノール系化合物により包接してなる包接硬化促進剤、および(D)樹脂組成物全体の50〜95重量%の無機充填剤を含有し、
下記(I)および(II)の条件を満たすことを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
(I)前記(D)無機充填剤のレーザー回折式粒度分布測定装置による粒度分布が、下記(a)および(b)の条件を満たす
(a)(D)無機充填剤の総重量に対して、粒径3μm未満の成分が15〜30重
量%、粒径3μm以上10μm以下の成分が25〜35重量%、粒径10μmを超
える成分が40〜50重量%である
(b)粒径1μm以上の粒子の重量平均粒径(D1)と数平均粒径(D2)との比
(D1)/(D2)が5.0〜9.0である
(II)高化式フロー測定装置により測定した温度175℃、剪断応力1.23×105Paにおける最低溶融粘度(η1)が3.5〜9.0Pa・s、温度175℃、剪断応力2.45×103Paにおける最低溶融粘度(η2)が0.3〜0.7Pa・sであって、前記各最低溶融粘度(η1)および(η2)が下記式を満足し、かつ、175℃におけるゲルタイムが30〜60秒である
1.0≦Log[(η1)/(η2)]≦1.3
That is, the present invention relates to (A) biphenyl type epoxy resin, (B) aralkyl type phenol resin curing in which phenolic hydroxyl group is 0.5 to 1.6 mol per mol of epoxy group of component (A). (C) an inclusion curing accelerator comprising (C) 0.01 to 2% by weight of the total composition, wherein the curing accelerator is clathrated with a tetrakisphenol compound represented by the following general formula (1) Containing 50 to 95% by weight of an inorganic filler based on the whole resin composition ;
An epoxy resin composition for sealing, which satisfies the following conditions (I) and (II):
(I) The particle size distribution by the laser diffraction particle size distribution analyzer of the (D) inorganic filler satisfies the following conditions (a) and (b): (a) (D) with respect to the total weight of the inorganic filler The component having a particle size of less than 3 μm is 15 to 30% by weight, the component having a particle size of 3 to 10 μm is 25 to 35% by weight, and the component having a particle size exceeding 10 μm is 40 to 50% by weight. The ratio (D1) / (D2) of the weight average particle diameter (D1) and the number average particle diameter (D2) of the particles of 1 μm or more is 5.0 to 9.0. (II) By the Koka type flow measuring device Minimum melt viscosity (η1) at a measured temperature of 175 ° C. and shear stress of 1.23 × 10 5 Pa is 3.5 to 9.0 Pa · s, minimum melt viscosity at a temperature of 175 ° C. and shear stress of 2.45 × 10 3 Pa (Η2) is 0.3 to 0.7 Pa · s, and each of the minimum melt viscosities ( 1) and (.eta.2) satisfies the following equation, and gel time at 175 ° C. is 30 to 60 seconds 1.0 ≦ Log [(η1) / (η2)] ≦ 1.3
また、本発明は、上記封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物によって、半導体素子が封止されてなることを特徴とする半導体装置である。 Moreover, this invention is a semiconductor device by which a semiconductor element is sealed with the hardened | cured material of the said epoxy resin composition for sealing.
本発明によれば、流動性に優れ、かつ、常温保存性も良好な封止用エポキシ樹脂組成物、およびこのような封止用エポキシ樹脂組成物で封止されたワイヤ変形、ボイド等のない高信頼性の半導体装置を得ることができる。 According to the present invention, an epoxy resin composition for sealing having excellent fluidity and good storage stability at normal temperature, and no wire deformation and voids sealed with such an epoxy resin composition for sealing. A highly reliable semiconductor device can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
まず、本発明の封止用エポキシ樹脂組成物に用いられる各成分について説明する。 First, each component used for the epoxy resin composition for sealing of this invention is demonstrated.
本発明に用いられる(A)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有するものであれば、分子構造、分子量等に制限されることなく一般に電子部品の封止材に使用されているものを広く用いることができる。具体的には、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o‐クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有する多官能のエポキシ樹脂、トリ(ヒドロキシフェニル)アルカンエポキシ樹脂、テトラ(ヒドロキシフェニル)アルカンエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、これらの臭素化物等が挙げられ、これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 As the epoxy resin (A) used in the present invention, as long as it has two or more epoxy groups in one molecule, it is generally used as a sealing material for electronic parts without being limited by molecular structure, molecular weight, etc. Can be widely used. Specifically, biphenyl type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, o-cresol novolac type epoxy resin, polyfunctional epoxy having naphthalene skeleton Resin, tri (hydroxyphenyl) alkane epoxy resin, tetra (hydroxyphenyl) alkane epoxy resin, alicyclic epoxy resin, brominated compounds thereof, and the like. These may be used alone or in combination. You may mix and use the above.
本発明においては、なかでも、ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましく、下記一般式(1)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂がより好ましい。
上記一般式(2)中のRで表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。(A)成分のエポキシ樹脂としては、一般式(2)中のRが水素原子またはメチル基で、nが0〜2の整数であるビフェニル型エポキシ樹脂が特に好ましい。 Examples of the alkyl group represented by R in the general formula (2) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, and an isobutyl group. As the epoxy resin of component (A), a biphenyl type epoxy resin in which R in the general formula (2) is a hydrogen atom or a methyl group and n is an integer of 0 to 2 is particularly preferable.
ビフェニル型エポキシ樹脂を使用する場合、そのエポキシ樹脂成分全体に対する割合は、少なくとも30重量%であることが好ましい。より好ましい割合は、50重量%以上であり、70重量%以上であると特に好ましい。 When using a biphenyl type epoxy resin, it is preferable that the ratio with respect to the whole epoxy resin component is at least 30 weight%. A more desirable ratio is 50% by weight or more, and particularly preferably 70% by weight or more.
信頼性を確保する観点から、本発明において用いられる(A)エポキシ樹脂中の全塩素含有量は、1500ppm以下であることが好ましく、1000ppm以下であることがより好ましい。また、120℃で50重量%エポキシ樹脂濃度における20時間での抽出水塩素が5ppm以下であることが好ましい。すなわち、エポキシ樹脂中の全塩素含有量が1500ppmを超えるか、または、抽出水塩素が5ppmを超えると、半導体装置の耐湿信頼性が低下するおそれがある。 From the viewpoint of ensuring reliability, the total chlorine content in the (A) epoxy resin used in the present invention is preferably 1500 ppm or less, and more preferably 1000 ppm or less. Moreover, it is preferable that the extraction water chlorine in 20 hours in the 50 weight% epoxy resin density | concentration at 120 degreeC is 5 ppm or less. That is, if the total chlorine content in the epoxy resin exceeds 1500 ppm or the extracted water chlorine exceeds 5 ppm, the moisture resistance reliability of the semiconductor device may be reduced.
本発明において用いられる(B)フェノール樹脂硬化剤としては、上記エポキシ樹脂成分のエポキシ基と反応し得るフェノール性水酸基を分子中に2個以上有するものであれば、特に制限されることなく使用される。具体的には、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノ−ル樹脂、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型フェノール樹脂、これらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチル化したノボラック型フェノール樹脂等、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、パラキシレン変性フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、多官能型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 The (B) phenolic resin curing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it has two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule that can react with the epoxy group of the epoxy resin component. The Specifically, aralkyl type phenol resins such as phenol aralkyl resin and naphthol aralkyl resin, novolak type phenol resins such as phenol novolak resin and cresol novolak resin, and modified resins thereof such as epoxidized or butylated novolak type phenol. Resin, dicyclopentadiene modified phenolic resin, paraxylene modified phenolic resin, triphenolalkane type phenolic resin, polyfunctional type phenolic resin and the like. These may be used alone or in combination of two or more. You may mix and use.
本発明においては、なかでも、アラルキル型フェノ−ル樹脂が好ましく、下記一般式(2)で示されるフェノールアラルキル樹脂がより好ましい。
上記一般式(3)中のRで表される炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基等の炭素数1〜10のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシル基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素数6〜10のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等の炭素数6〜10のアラルキル基等が挙げられる。(B)成分のフェノール樹脂硬化剤としては、一般式(3)中のRが水素原子またはメチル基で、nが0〜10の整数あるフェノールアラルキル樹脂が特に好ましい。 As the hydrocarbon group represented by R in the general formula (3), an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, methoxy group, C1-C10 alkoxyl groups, such as an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group, C6-C10 aryl groups, such as a phenyl group, a tolyl group, and a xylyl group, C6-C10, such as a benzyl group and a phenethyl group And an aralkyl group. As the phenol resin curing agent (B), a phenol aralkyl resin in which R in the general formula (3) is a hydrogen atom or a methyl group and n is an integer of 0 to 10 is particularly preferable.
フェノールアラルキル樹脂を使用する場合、そのフェノール樹脂硬化剤成分全体に対する割合は、少なくとも30重量%であることが好ましい。より好ましい割合は、50重量%以上であり、70重量%以上であると特に好ましい。 When using a phenol aralkyl resin, it is preferable that the ratio with respect to the whole phenol resin hardening | curing agent component is at least 30 weight%. A more desirable ratio is 50% by weight or more, and particularly preferably 70% by weight or more.
信頼性を確保する観点から、(B)成分のフェノール樹脂硬化剤も、120℃の温度で抽出される塩素イオンおよびナトリウムイオンは、いずれも10ppm以下であることが好ましく、5ppm以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of ensuring reliability, the phenolic resin curing agent of component (B) is also preferably 10 ppm or less, and preferably 5 ppm or less, both for chlorine ions and sodium ions extracted at a temperature of 120 ° C. More preferred.
(A)エポキシ樹脂と(B)フェノール樹脂硬化剤の混合割合は、エポキシ基1モルに対しフェノール性水酸基が0.5〜1.6モルとなる範囲が好ましく、0.6〜1.4モルとなる範囲がより好ましい。0.5モル未満ではフェノール性水酸基が不足し、エポキシ基の単独重合の割合が多くなり、ガラス転移温度が低くなるおそれがある。また、1.6モルを超えるとフェノール性水酸基の比率が高くなり、反応性が低下するほか、架橋密度が低く十分な強度が得られないおそれがある。 The mixing ratio of the (A) epoxy resin and the (B) phenolic resin curing agent is preferably in the range of 0.5 to 1.6 mol of phenolic hydroxyl group per mol of epoxy group, and 0.6 to 1.4 mol. The range which becomes is more preferable. If it is less than 0.5 mol, the phenolic hydroxyl group is insufficient, the proportion of homopolymerization of the epoxy group increases, and the glass transition temperature may be lowered. On the other hand, when the amount exceeds 1.6 mol, the ratio of phenolic hydroxyl groups increases, the reactivity decreases, and the crosslinking density is low and sufficient strength may not be obtained.
本発明において用いられる(C)包接硬化促進剤は、硬化促進剤がゲストとなり、前記一般式(1)で示されるテトラキスフェノール系化合物をホストとした包接化合物である。このような包接化合物は、(A)エポキシ樹脂に対する硬化促進作用とともに、組成物に優れた熱安定性を付与する作用を併せ有する。すなわち、この包接化合物は、保存時の耐湿性が良好で、分解や昇華が起こることはない。また、これを配合した組成物は熱安定性、すなわち、常温での安定性(一液安定性)、常温から硬化温度までの加熱時の安定性、硬化温度での安定性に優れる。したがって、得られる組成物は、常温では極めて安定であるが、ある温度以上の一定温度(硬化温度)に加熱すると速やかに硬化し、所望の硬化物を与える。 The inclusion curing accelerator (C) used in the present invention is an inclusion compound in which the curing accelerator serves as a guest and the tetrakisphenol compound represented by the general formula (1) is used as a host. Such an clathrate compound has the effect | action which provides the thermal stability excellent in the composition with the hardening acceleration | stimulation effect | action with respect to (A) epoxy resin. That is, this clathrate compound has good moisture resistance during storage and does not decompose or sublime. Moreover, the composition which mix | blended this is excellent in heat stability, ie, stability at normal temperature (one-component stability), stability at the time of heating from normal temperature to curing temperature, and stability at curing temperature. Therefore, although the obtained composition is extremely stable at room temperature, it is rapidly cured when heated to a certain temperature (curing temperature) equal to or higher than a certain temperature to give a desired cured product.
この(C)包接硬化促進剤において、ゲストとなる硬化促進剤としては、従来よりエポキシ樹脂の硬化促進剤として使用されているものであれば特に制限されることなく使用することができるが、なかでも、イミダゾール系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤が好ましく、イミダゾール系硬化促進剤がより好ましい。 In this (C) inclusion curing accelerator, the curing accelerator to be a guest can be used without particular limitation as long as it is conventionally used as a curing accelerator for epoxy resins, Of these, imidazole curing accelerators and amine curing accelerators are preferable, and imidazole curing accelerators are more preferable.
イミダゾール系硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、2−n−プロピルイミダゾール、2−ウンデシル−1H−イミダゾール、2−ヘプタデシル−1H−イミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−1H−イミダゾール、4−メチル−2−フェニル−1H−イミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2′−メチルイミダゾリル−(1′)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2′−ウンデシルイミダゾリル−(1′)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2′−エチル−4−メチルイミダゾリル−(1′)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2′−メチルイミダゾリル−(1′)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニル−4,5−ジ(2−シアノエトキシ)メチルイミダゾール、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール塩酸塩、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト等が挙げられる。 Specific examples of the imidazole curing accelerator include imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-isopropylimidazole, 2-n-propylimidazole, 2-undecyl-1H-imidazole, 2-heptadecyl-1H-imidazole. 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-1H-imidazole, 4-methyl-2-phenyl-1H-imidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl- 2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl- 2 Ethyl-4-methylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6- [2'- Methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2′-undecylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6 -[2'-ethyl-4-methylimidazolyl- (1 ')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine Isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct, 2-methylimidazole isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4,5-di Droxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenyl-4,5-di (2-cyanoethoxy) methylimidazole, 1-dodecyl-2-methyl-3 -Benzylimidazolium chloride, 1-benzyl-2-phenylimidazole hydrochloride, 1-benzyl-2-phenylimidazolium trimellitate and the like.
また、アミン系硬化促進剤の具体例としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレンジアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ジエチルアミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ペンタンジアミン、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、ペンタメチルジエチレントリアミン、アルキル−t−モノアミン、1,4−ジアザビシクロ(2,2,2)オクタン(トリエチレンジアミン)、N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルアミノエトキシエトキシエタノール、ジメチルアミノヘキサノール等の脂肪族アミン類;ピペリジン、ピペラジン、メンタンジアミン、イソホロンジアミン、メチルモルホリン、エチルモルホリン、N,N′,N″−トリス(ジアミノプロピル)ヘキサヒドロ−s−トリアジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキシスピロ(5,5)ウンデカンアダクト、N−アミノエチルピペラジン、トリメチルアミノエチルピペラジン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、N,N′−ジメチルピペラジン、1,8−ジアザビシクロ(4,5,0)ウンデセン−7等の脂環式および複素環式アミン類;o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、m−キシレンジアミン、ピリジン、ピコリン等の芳香族アミン類;エポキシ化合物付加ポリアミン、マイケル付加ポリアミン、マンニッヒ付加ポリアミン、チオ尿素付加ポリアミン、ケトン封鎖ポリアミン等の変性ポリアミン類;ジシアンジアミド;グアニジン;有機酸ヒドラジド;ジアミノマレオニトリル;アミンイミド;三フッ化ホウ素−ピペリジン錯体;三フッ化ホウ素−モノエチルアミン錯体等が挙げられる。 Specific examples of the amine curing accelerator include ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, dipropylenediamine, dimethylaminopropylamine, diethylaminopropylamine. , Trimethylhexamethylenediamine, pentanediamine, bis (2-dimethylaminoethyl) ether, pentamethyldiethylenetriamine, alkyl-t-monoamine, 1,4-diazabicyclo (2,2,2) octane (triethylenediamine), N, N , N ′, N′-tetramethylhexamethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylpropylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, , N-dimethylcyclohexylamine, dimethylaminoethoxyethoxyethanol, dimethylaminohexanol, and other aliphatic amines; piperidine, piperazine, menthanediamine, isophoronediamine, methylmorpholine, ethylmorpholine, N, N ′, N ″ -tris (diamino) Propyl) hexahydro-s-triazine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxyspiro (5,5) undecane adduct, N-aminoethylpiperazine, trimethylaminoethylpiperazine, Alicyclic and heterocyclic amines such as bis (4-aminocyclohexyl) methane, N, N′-dimethylpiperazine, 1,8-diazabicyclo (4,5,0) undecene-7; o-phenylenediamine, m -Phenylenediamine, p- Aromatic amines such as enylenediamine, diaminodiphenylmethane, m-xylenediamine, pyridine, picoline; modified polyamines such as epoxy compound-added polyamine, Michael-added polyamine, Mannich-added polyamine, thiourea-added polyamine, ketone-capped polyamine; dicyandiamide; guanidine Organic acid hydrazide; diaminomaleonitrile; amine imide; boron trifluoride-piperidine complex; boron trifluoride-monoethylamine complex;
これらの硬化促進剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。イミダゾール系硬化促進剤としては、なかでも、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールが好ましく、アミン系硬化促進剤としては、なかでも、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミンが好ましい。本発明の用いる硬化促進剤としては、特に、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾールが好ましい。 These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more. Among them, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-methylimidazole, and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole are preferable as the imidazole curing accelerator, and as the amine curing accelerator, However, ethylenediamine, trimethylenediamine, and tetramethylenediamine are preferable. As the curing accelerator used in the present invention, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-methylimidazole, and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole are particularly preferable.
また、ホストの前記一般式(1)で示されるテトラキスフェノール系化合物の具体例としては、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3、5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3、5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−クロロ−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−ブロモ−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−メトキシ−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−クロロ−5−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−クロロ−5−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス[(4−ヒドロキシ−3−フェニル)フェニル]エタン、1,1,3,3−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3、5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3,5−ジフェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,3,3−テトラキス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1,4,4−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3、5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3−メトキシ−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3、5−ジメトキシ−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3、5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1,4,4−テトラキス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタン等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。テトラキスフェノール系化合物としては、なかでも、1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1,2,2−テトラキス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)エタンが好ましい。 Specific examples of the tetrakisphenol compound represented by the general formula (1) of the host include 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis ( 3-methyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-chloro-4- Hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-bromo-4-hydroxyphenyl) ethane, 1 1,1,2,2-tetrakis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-t-butyl-4-hydroxyphenyl) ethane 1,1,2,2-tetrakis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-fluoro-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3,5-difluoro-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-methoxy-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2, 2-tetrakis (3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-chloro-5-methyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2- Tetrakis (3-bromo-5-methyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-methoxy-5-methyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2 Tetrakis (3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-chloro-5-bromo-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2, 2-tetrakis (3-chloro-5-phenyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis [(4-hydroxy-3-phenyl) phenyl] ethane, 1,1,3,3- Tetrakis (4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) ) Propane, 1,1,3,3-tetrakis (3-chloro-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3,5-dichloro-4-hydro Xylphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3-bromo-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) propane, 1, 1,3,3-tetrakis (3-phenyl-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3,5-diphenyl-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3- Tetrakis (3-methoxy-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3-t- Butyl-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1,3,3-tetrakis (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propane, 1,1, , 4-Tetrakis (4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4,4-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4,4-tetrakis (3,5-dimethyl-4 -Hydroxyphenyl) butane, 1,1,4,4-tetrakis (3-chloro-4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4,4-tetrakis (3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4,4-tetrakis (3-methoxy-4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4,4-tetrakis (3,5-dimethoxy-4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4, 4-tetrakis (3-bromo-4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4,4-tetrakis (3,5-dibromo-4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4 4- tetrakis (3-t-butyl-4-hydroxyphenyl) butane, 1,1,4,4-tetrakis (3,5-di -t- butyl-4-hydroxyphenyl) butane, and the like. These may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types. Among the tetrakisphenol compounds, 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1,2,2-tetrakis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1, 1,2,2-tetrakis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) ethane is preferred.
(C)包接硬化促進剤は、ゲストの硬化促進剤が液体の場合には、テトラキスフェノール系化合物を該液体に直接加えて反応させることにより、また、硬化促進剤が固体の場合には、硬化促進剤を含有する液体中にテトラキスフェノール系化合物を加えて反応させるか、または、固体の硬化促進剤と粉末のテトラキスフェノール系化合物とを直接に固層反応させることにより、高選択率および高収率で生成される。生成された包接硬化促進剤は、ホストのテトラキスフェノール系化合物の分子が作る結晶格子空孔内にゲストの硬化促進剤の分子が入り込んだ構造を有しており、したがって、ホストのテトラキスフェノール系化合物と、これに包接される硬化促進剤の包接比率は、硬化促進剤の分子の大きさ、構造、極性、溶解度等により変化する。この包接硬化促進剤は、結晶性の固体である。 (C) The clathrate accelerator is obtained by directly adding a tetrakisphenol compound to a reaction when the guest accelerator is a liquid, and when the accelerator is a solid, By adding a tetrakisphenol compound to a liquid containing a curing accelerator and reacting it, or by directly causing a solid curing reaction between a solid curing accelerator and a powdered tetrakisphenol compound, high selectivity and high Produced in yield. The resulting clathrate accelerator has a structure in which the molecules of the guest curing accelerator enter the crystal lattice vacancies formed by the molecules of the host tetrakisphenol compound. The inclusion ratio of the compound and the curing accelerator included in the compound varies depending on the molecular size, structure, polarity, solubility and the like of the curing accelerator. This clathrate accelerator is a crystalline solid.
この(C)包接硬化促進剤の配合量は、本発明の効果を得るうえで、樹脂組成物全体の0.01〜2重量%となる範囲が好ましい。 The blending amount of the (C) clathrate accelerator is preferably in the range of 0.01 to 2% by weight based on the entire resin composition in order to obtain the effects of the present invention.
本発明に用いられる(D)無機充填剤としては、ボールミル等で粉砕した溶融シリカ、火炎溶融することで得られる球状シリカ、ゾルゲル法などで製造される球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミ、窒化ケイ素、マグネシア、マグネシウムシリケート等が挙げられる。これらの無機充填剤は単独または2種以上混合して使用することができる。封止する半導体素子が発熱の大きい素子の場合、熱伝導率ができるだけ大きく、かつ、熱膨張係数の小さなアルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミ、窒化ケイ素等を使用することが好ましい。また、これらを溶融シリカ等とブレンドして使用してもよい。 Examples of the inorganic filler (D) used in the present invention include fused silica pulverized by a ball mill, spherical silica obtained by flame melting, spherical silica produced by a sol-gel method, crystalline silica, alumina, boron nitride , Aluminum nitride, silicon nitride, magnesia, magnesium silicate and the like. These inorganic fillers can be used alone or in combination of two or more. When the semiconductor element to be sealed is an element that generates a large amount of heat, it is preferable to use alumina, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, or the like that has as high a thermal conductivity as possible and a low thermal expansion coefficient. These may be blended with fused silica or the like.
無機充填剤の形状は特に限定されるものはなく、フレーク状、樹枝状、球状等の無機充填剤を単独または混合して用いることができる。低粘度化、高充填化のためには、球状のものが好ましい。 The shape of the inorganic filler is not particularly limited, and flaky, dendritic, spherical and other inorganic fillers can be used alone or in combination. A spherical shape is preferred for reducing the viscosity and increasing the filling.
本発明において、この(D)無機充填剤は、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した粒度分布が、下記(a)および(b)の条件を満たしていることが必要である。
(a)(D)無機充填剤の総重量に対して、粒径3μm未満の成分が15〜30重量%、粒径3μm以上10μm以下の成分が25〜35重量%、粒径10μmを超える成分が40〜50重量%である
(b)、粒径1μm以上の粒子の重量平均粒径(D1)と数平均粒径(D2)との比(D1)/(D2)が5.0〜9.0である
In the present invention, the (D) inorganic filler needs to satisfy the following conditions (a) and (b) in the particle size distribution measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device.
(A) (D) 15 to 30% by weight of a component having a particle size of less than 3 μm, 25 to 35% by weight of a component having a particle size of 3 to 10 μm, and a component having a particle size exceeding 10 μm based on the total weight of the inorganic filler (B), the ratio (D1) / (D2) of the weight average particle diameter (D1) and the number average particle diameter (D2) of the particles having a particle diameter of 1 μm or more is 5.0 to 9 .0
粒度分布が、上記条件を満たしていないと、所望の粘度特性、流動特性を達成することができなくなる。 If the particle size distribution does not satisfy the above conditions, desired viscosity characteristics and flow characteristics cannot be achieved.
本発明においては、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した粒度分布が、さらに下記(c)および(d)の条件を満たしていることが好ましく、所望の粘度特性、流動特性を達成することがより容易となる。
(c)各粒径における頻度値を示す粒度分布図の3μm未満の粒径範囲、3μm以上10μm以下の粒径範囲および10μmを超える粒径範囲のそれぞれに少なくとも1つのピークを有する
(d)各粒径における頻度値を示す粒度分布図の3μm未満の粒径範囲における最大頻度値(P1)と10μmを超える粒径範囲の最大頻度値(P2)との比(P1)/(P2)が0.3〜1.0である
In the present invention, it is preferable that the particle size distribution measured by a laser diffraction type particle size distribution analyzer further satisfies the following conditions (c) and (d), and achieves desired viscosity characteristics and flow characteristics. It becomes easier.
(C) having at least one peak in each of a particle size range of less than 3 μm, a particle size range of 3 μm or more and 10 μm or less, and a particle size range of more than 10 μm in a particle size distribution diagram showing frequency values at each particle size (d) The ratio (P1) / (P2) of the maximum frequency value (P1) in the particle size range of less than 3 μm and the maximum frequency value (P2) in the particle size range of more than 10 μm in the particle size distribution diagram showing the frequency value in the particle size is 0 .3 to 1.0
(D)無機充填剤の配合量は、樹脂組成物全体の50〜95重量%となる範囲が好ましく、75〜95重量%となる範囲がより好ましく、85〜92重量%となる範囲がよりいっそう好ましい。50重量%未満では、膨張係数を十分に下げることができないうえ、吸水率が増大し、半田リフローの際の温度でパッケージにクラックが入るおそれがある。また、95重量%を超えると、粘度が高くなり、充填性が低下するおそれがある。 (D) The amount of the inorganic filler is preferably 50 to 95% by weight of the total resin composition, more preferably 75 to 95% by weight, and even more preferably 85 to 92% by weight. preferable. If it is less than 50% by weight, the expansion coefficient cannot be sufficiently lowered, the water absorption rate increases, and the package may crack at the temperature during solder reflow. Moreover, when it exceeds 95 weight%, there exists a possibility that a viscosity may become high and a filling property may fall.
本発明においては、充填性の観点から、さらに(E)アミノ基を有するシランカップリング剤を配合することが好ましく、特に、2級アミノ基を有するシランカップリング剤の使用が好ましい。 In the present invention, from the viewpoint of filling properties, it is preferable to further blend (E) a silane coupling agent having an amino group, and it is particularly preferable to use a silane coupling agent having a secondary amino group.
2級アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリメトキシシラン、γ−アニリノメチルトリエトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノメチルメチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジエトキシシラン、γ−アニリノメチルエチルジメトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、N−(p−メトキシフェニル)−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、γ−(N−メチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−ブチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−ベンジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−メチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−エチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−ブチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−ベンジル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−メチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−エチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−ブチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−ベンジル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(β−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent having a secondary amino group include γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropyltriethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldimethoxysilane, and γ-anilinopropylmethyldiethoxy. Silane, γ-anilinopropylethyldiethoxysilane, γ-anilinopropylethyldimethoxysilane, γ-anilinomethyltrimethoxysilane, γ-anilinomethyltriethoxysilane, γ-anilinomethylmethyldimethoxysilane, γ- Anilinomethylmethyldiethoxysilane, γ-anilinomethylethyldiethoxysilane, γ-anilinomethylethyldimethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (p-methoxy) Phenyl) -γ-aminopropylto Liethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ- Aminopropylethyldiethoxysilane, N- (p-methoxyphenyl) -γ-aminopropylethyldimethoxysilane, γ- (N-methyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-ethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-butyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-benzyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N-methyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (N-ethyl) aminopropyltriethoxy Silane, γ- (N-butyl) aminopropyltriethoxysilane, γ (N-benzyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (N-methyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N-ethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N-butyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N-benzyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (β-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (N -Vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like.
また、2級アミノ基以外のアミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルトリエトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジブチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−メチル)アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(N−エチル)アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミン、N−(ジメトキシメチルシリルイソプロピル)エチレンジアミン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 Examples of the silane coupling agent having an amino group other than the secondary amino group include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, and γ-aminopropylmethyl. Diethoxysilane, γ- (N, N-dimethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N, N-diethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (N, N-dibutyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ -(N-methyl) anilinopropyltrimethoxysilane, γ- (N-ethyl) anilinopropyltrimethoxysilane, γ- (N, N-dimethyl) aminopropyltriethoxysilane, γ- (N, N-diethyl) ) Aminopropyltriethoxysilane, γ- (N, N-dibutyl) aminopropyl Riethoxysilane, γ- (N-methyl) anilinopropyltriethoxysilane, γ- (N-ethyl) anilinopropyltriethoxysilane, γ- (N, N-dimethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- ( N, N-diethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N, N-dibutyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N-methyl) anilinopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N-ethyl) anilino Examples include propylmethyldimethoxysilane, N- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine, and N- (dimethoxymethylsilylisopropyl) ethylenediamine. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
なお、本発明の効果を損なわない範囲において、この種の封止用エポキシ樹脂組成物に一般に使用されている、エポキシシラン、メルカプトシラン、アルキルシラン、フェニルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等のシランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムキレート類、アルミニウム/ジルコニウム系化合物等のカップリング剤を、上記アミノ基を有するシランカップリング剤に併用することができる。 In addition, silane coupling such as epoxy silane, mercapto silane, alkyl silane, phenyl silane, ureido silane, vinyl silane and the like generally used for this kind of sealing epoxy resin composition within a range not impairing the effect of the present invention. A coupling agent such as an agent, a titanium coupling agent, an aluminum chelate, or an aluminum / zirconium-based compound can be used in combination with the silane coupling agent having an amino group.
(E)アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量は、樹脂組成物全体の0.03〜5.0重量%となる範囲が好ましく、0.10〜2.5重量%となる範囲がより好ましい。0.03重量%未満では、プリント配線板との接着性が低下する傾向があり、5.0重量%を超えると、揮発分が多くなり、ボイド等、充填性に関する成形不良が発生しやすくなるとともに、パッケージの成形性が低下する傾向がある。 (E) As for the compounding quantity of the silane coupling agent which has an amino group, the range used as 0.03-5.0 weight% of the whole resin composition is preferable, and the range used as 0.10-2.5 weight% is more. preferable. If it is less than 0.03% by weight, the adhesiveness to the printed wiring board tends to decrease. If it exceeds 5.0% by weight, the volatile matter increases, and voids and other molding defects are likely to occur. At the same time, the formability of the package tends to decrease.
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物には、以上の各成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の組成物に一般に配合される、シリコーンゴム、シリコーンゲル等の粉末、シリコーン変性エポキシ樹脂やフェノール樹脂、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンよりなる熱可塑性樹脂等の低応力化剤、臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン等の難燃剤および難燃助剤、カーボンブラック等の着色剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーンオイルなどの濡れ向上剤、消泡剤等を、場合により配合することができる。また、粘度を下げる目的で、従来より公知のn−ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、t−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンジエポキシド、フェノール、クレゾール、t−ブチルフェノール等の希釈剤を配合することができる。 In the sealing epoxy resin composition of the present invention, in addition to the above components, powders such as silicone rubber and silicone gel, which are generally blended in this kind of composition within a range not inhibiting the effects of the present invention, Stress-reducing agents such as silicone-modified epoxy resins and phenolic resins, thermoplastic resins made of methyl methacrylate-butadiene-styrene, flame retardants and flame retardants such as brominated epoxy resins and antimony oxide, and colorants such as carbon black , Nonionic surfactants, fluorosurfactants, wetting improvers such as silicone oil, antifoaming agents, and the like can be optionally added. For the purpose of reducing the viscosity, conventionally known diluents such as n-butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, styrene oxide, t-butylphenyl glycidyl ether, dicyclopentadiene diepoxide, phenol, cresol, and t-butylphenol are used. Can be blended.
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物を成形材料として調製するにあたっては、上記したような(A)エポキシ樹脂、(B)フェノール樹脂硬化剤、(C)包接硬化促進剤、(D)無機充填剤、および、前述した必要に応じて配合される各種成分を、高速混合機等を用いて均一に混合した後、二本ロール、連続混練装置等により、例えば50〜110℃の温度で溶融混練し、薄くシート化した後、冷却し、適当な大きさに粉砕するようにすればよい。なお、(E)アミノ基を有するシランカップリング剤やこれに併用することができるその他のカップリング剤を配合する場合、(D)無機充填剤を予めこれらのカップリング剤で処理しておき、その後、他の成分と混合するようにしてもよい。 In preparing the sealing epoxy resin composition of the present invention as a molding material, (A) an epoxy resin, (B) a phenol resin curing agent, (C) an inclusion curing accelerator, (D) inorganic After the filler and various components blended as necessary are uniformly mixed using a high-speed mixer or the like, it is melted at a temperature of, for example, 50 to 110 ° C. with a two-roll, continuous kneader or the like. After kneading and forming into a thin sheet, it may be cooled and ground to an appropriate size. In addition, when blending (E) an amino group-containing silane coupling agent and other coupling agents that can be used in combination with this, (D) the inorganic filler is previously treated with these coupling agents, Then, you may make it mix with another component.
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体装置におけるワイヤ流れ、ボイド等の成形不良の発生を防止し、また、リフロー時の不良の発生を防止する観点からは、高化式フロー測定装置により測定した温度175℃、剪断応力1.23×105Paにおける最低溶融粘度(η1)が3.5〜9.0Pa・s、温度175℃、剪断応力2.45×103Paにおける最低溶融粘度(η2)が0.3〜0.7Pa・sであって、各最低溶融粘度(η1)および(η2)が下記式を満足し、かつ、175℃における硬化時間が30〜60秒であることが好ましい。
1.0≦Log[(η1)/(η2)]≦1.3
The epoxy resin composition for sealing of the present invention prevents the occurrence of molding defects such as wire flow and voids in a semiconductor device, and also from the viewpoint of preventing the occurrence of defects during reflow, an elevated flow measurement device The minimum melt viscosity (η1) at a temperature of 175 ° C. and a shear stress of 1.23 × 10 5 Pa measured at 175 ° C. is 3.5 to 9.0 Pa · s, the temperature is 175 ° C., and the minimum melt viscosity is 2.45 × 10 3 Pa. The viscosity (η2) is 0.3 to 0.7 Pa · s, the minimum melt viscosities (η1) and (η2) satisfy the following formula, and the curing time at 175 ° C. is 30 to 60 seconds. It is preferable.
1.0 ≦ Log [(η1) / (η2)] ≦ 1.3
本発明の封止用エポキシ樹脂組成物は、一般成形材料として使用することもできるが、半導体装置の封止材、特に、薄型、多ピン、ロングワイヤ、狭パッドピッチ、または、有機基板もしくは有機フィルム等の実装基板上に半導体チップが配置された、半導体装置の封止材として好適に用いられる。この場合、成形はトランスファー成形法などによって行うことができ、また、成形条件としては温度165〜185℃、時間1〜5分の条件を採用することができる。 The sealing epoxy resin composition of the present invention can also be used as a general molding material, but it is a sealing material for semiconductor devices, in particular, thin, multi-pin, long wire, narrow pad pitch, or organic substrate or organic It is suitably used as a sealing material for a semiconductor device in which a semiconductor chip is disposed on a mounting substrate such as a film. In this case, the molding can be performed by a transfer molding method or the like, and the molding conditions may be a temperature of 165 to 185 ° C. and a time of 1 to 5 minutes.
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の記載において、「%」は「重量%」を意味する。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples at all. In the following description, “%” means “% by weight”.
[無機充填剤調製物の製造]
粒度分布の異なる各種球状溶融シリカ粉末を適宜混合して、粒径が3μm未満の粒子、粒径が3μm以上10μm以下の粒子および粒径が10μmを超える粒子がそれぞれ表1に示すような割合の無機充填剤調製物(I)〜(VI)を得た。これらの無機充填剤(I)〜(VI)のうち、無機充填剤調製物(VI)は、各粒径における頻度値を示す粒度分布図において、3つのピーク(粒径1.73μmで最大頻度値(P1)3.43重量%、粒径7.70μmで最大頻度値3.91重量%、粒径26.1μmで最大頻度値(P2)5.60重量%)があり、粒径1.73μmにおける最大頻度値(P1)と粒径26.1μmにおける最大頻度値(P2)との比P1/P2は0.6であった。また、その他の無機充填剤調製物(I)〜(V)は、全粒径範囲で1つのピークを有していた。
[Manufacture of inorganic filler preparations]
Various kinds of spherical fused silica powders having different particle size distributions are appropriately mixed, and particles having a particle size of less than 3 μm, particles having a particle size of 3 μm or more and 10 μm or less, and particles having a particle size of more than 10 μm are shown in Table 1. Inorganic filler preparations (I) to (VI) were obtained. Among these inorganic fillers (I) to (VI), the inorganic filler preparation (VI) has three peaks (maximum frequency at a particle size of 1.73 μm) in a particle size distribution diagram showing frequency values at each particle size. Value (P1) 3.43 wt%, particle size 7.70 μm with maximum frequency value 3.91 wt%, particle size 26.1 μm with maximum frequency value (P2) 5.60 wt%). The ratio P1 / P2 between the maximum frequency value (P1) at 73 μm and the maximum frequency value (P2) at a particle size of 26.1 μm was 0.6. In addition, the other inorganic filler preparations (I) to (V) had one peak in the entire particle size range.
上記無機充填剤調製物(I)〜(VI)の粒度分布(粒径1μm以上の粒子を対象)をレーザー回折式粒度分布測定装置((株)島津製作所製のSALD−2200)を用いて測定し、粒径1μm以上の粒子を対象とした重量平均粒径(D1)、数平均粒径(D2)およびこれらの比(D1/D2)を求めたところ、表1に示すような結果が得られた。 Measure the particle size distribution of the inorganic filler preparations (I) to (VI) (for particles having a particle size of 1 μm or more) using a laser diffraction particle size distribution analyzer (SALD-2200 manufactured by Shimadzu Corporation). Then, when the weight average particle diameter (D1), the number average particle diameter (D2) and the ratio (D1 / D2) thereof were obtained for particles having a particle diameter of 1 μm or more, the results shown in Table 1 were obtained. It was.
実施例1〜7、参考例、比較例1〜5
上記無機充填剤調製物(I)〜(VI)を用い、表2および表3に示す配合割合で各成分を常温で混合(ドライブレンド)した後、80〜110℃で加熱混練し、冷却後、粉砕して封止用エポキシ樹脂組成物を製造した。Examples 1-7 , Reference Examples , Comparative Examples 1-5
Using the inorganic filler preparations (I) to (VI), the components shown in Tables 2 and 3 were mixed (dry blended) at room temperature, then heated and kneaded at 80 to 110 ° C., and then cooled. Then, an epoxy resin composition for sealing was produced by pulverization.
なお、表2および表3に示す、無機充填剤調製物(I)〜(VI)以外の材料は、次の通りである。
o‐クレゾールノボラック型エポキシ樹脂:
住友化学(株)製 商品名 ESCN−190
(エポキシ当量195、軟化点65℃)
ビフェニル型エポキシ樹脂:
ジャパンエポキシレジン(株)製 商品名 YX−4000H
(エポキシ当量196、融点106℃)
臭素化エポキシ樹脂:
東都化成(株)製 商品名 YDB−400
(エポキシ当量375、軟化点80℃、臭素含有量48重量%)
フェノールノボラック樹脂:明和化成(株)製 商品名 H−1
(水酸基当量106、軟化点80℃)
フェノールアラルキル樹脂:三井化学(株)製 商品名 XL−225
(水酸基当量175、軟化点70℃)
包接硬化促進剤(I):1,1,2,2−テトラキス(4−ヒドロキシフェニル)エタン(TEP)により包接された含有率30%の2−エチル−4−メチルイミダゾール
日本曹達(株)製 商品名 TEP−2E4MZ
包接硬化促進剤(II):TEPにより包接された含有率10%のエチレンジアミン
日本曹達(株)製 商品名 TEP−ED
包接硬化促進剤(III):TEPにより包接された含有率42%の2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール
日本曹達(株)製 商品名 TEP−2P4MHZ
硬化促進剤:2−エチル−4−メチルイミダゾール
シランカップリング剤(I):γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
シランカップリング剤(II):γ‐アニリノプロピルトリメトキシシラン
着色剤:カーボンブラック
三菱化学(株)製 商品名 MA−600
離型剤:カルナバワックス
セラリカ野田(株)製 商品名 精製カルナバワックスNo.1
難燃助剤:三酸化アンチモン
東湖産業(株)製 商品名 HTT−200
The materials other than the inorganic filler preparations (I) to (VI) shown in Tables 2 and 3 are as follows.
o-Cresol novolac epoxy resin:
Product name ESCN-190 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(Epoxy equivalent 195, softening point 65 ° C.)
Biphenyl type epoxy resin:
Product name YX-4000H manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.
(Epoxy equivalent 196, melting point 106 ° C.)
Brominated epoxy resin:
Product name YDB-400 manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.
(Epoxy equivalent 375, softening point 80 ° C., bromine content 48% by weight)
Phenol novolac resin: Product name H-1 manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.
(Hydroxyl equivalent 106, softening point 80 ° C.)
Phenol aralkyl resin: product name XL-225 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
(Hydroxyl equivalent 175, softening point 70 ° C.)
Inclusion hardening accelerator (I): 2-ethyl-4-methylimidazole with a content of 30% clathrated with 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane (TEP) Product name TEP-2E4MZ
Inclusion curing accelerator (II): 10% ethylenediamine clathrated by TEP, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. Product name TEP-ED
Inclusion hardening accelerator (III): 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole with 42% content included by TEP Nippon Soda Co., Ltd. Product name TEP-2P4MHZ
Curing accelerator: 2-ethyl-4-methylimidazole Silane coupling agent (I): γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane Silane coupling agent (II): γ-anilinopropyltrimethoxysilane Colorant: Carbon black Product name MA-600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Mold release agent: Carnauba wax Product name: Purified carnauba wax No. 1
Flame retardant aid: Antimony trioxide manufactured by Toko Sangyo Co., Ltd. Trade name HTT-200
上記各実施例および各比較例で得られた封止用エポキシ樹脂組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価した。 About the epoxy resin composition for sealing obtained by each said Example and each comparative example, various characteristics were evaluated by the method shown below.
[スパイラルフロー]
温度175℃、圧力9.8MPaの条件でトランスファー成形し、スパイラルフローを測定した。
[ゲルタイム]
175℃に保たれた熱盤上で一定量の封止用エポキシ樹脂組成物を直径4〜5cmの円状に広げ一定速度で練り合わせ、試料がゲルになるまでの時間を計測した。
[最低溶融粘度]
高化式フロー測定装置((株)島津製作所製 CFT−500C)を用い、10kgの加圧下、直径1mmのノズルを用い、温度175℃で、剪断応力1.23×105Paにおける最低溶融粘度(η1)および剪断応力2.45×103Paにおける最低溶融粘度(η2)を測定するとともに、その対数比Log(η1/η2)を算出した。
[保存安定性]
25℃で168時間保管後の封止用エポキシ樹脂組成物 について、前記と同様にしてスパイラルフローを測定し、初期スパイラルフローに対する残存率(%)を算出した。
[ワイヤの変形およびボイドの発生]
2連のQFPマトリックスフレーム(試料数10)を用い、温度175℃、圧力6.9MPaの条件でマルチプランジャ装置を使用してトランスファー成形し、得られたQFPパッケージの内部および外部に発生したボイドの数(各試料で発生したボイドの合計数)を計数した。内部ボイドは、超音波探傷装置を用い、一方、外部ボイドは目視観察により計数した。また、軟X線装置を用いてQFPパッケージのベント部およびコーナー部におけるワイヤの変形の有無を調べ、その変形発生率を算出した。なお、ボイドの発生の計測は、初期の封止用エポキシ樹脂組成物および25℃で168時間保管後の封止用エポキシ樹脂組成物に対して行った。
[耐リフロー性]
アルミからなるジグザグ配線を形成したシリコンチップ(6mm×6mm)を42アロイからなるリードフレームに接着し、封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、温度175℃、圧力6.9MPaの条件でトランスファー成形して封止した後、チップ表面のアルミ電極とリードフレーム間を直径30μmの金線でワイヤボンディングし、さらに、温度180℃で10時間の後硬化を行って半導体装置(20mm×14mm×2.0mm)を作製した。この半導体装置に85℃、85%RH、72時間の吸湿処理を行った後、240℃の赤外線リフロー炉中で90秒間加熱し、半導体パッケージにおけるクラックの発生状況を調べ、その発生率を算出した(試料数20)。
[耐湿信頼性]
封止用エポキシ樹脂組成物を用い、175℃、6.9MPaの条件でトランスファー成形し、その後、温度180℃で10時間の後硬化を行って表面実装型のQFP−1H(タブ6.7mm×6.7mm)パッケージを作製し、このパッケージに85℃、85%RH、72時間の吸湿処理、および、240℃、90秒間のリフロー処理を行った後、65℃、95%RHで500時間の耐湿性試験(PCT)を行い、チップ上のアルミニウム電極の腐蝕発生率を調べた(試料数20)。
[高温放置信頼性]
耐湿信頼性の評価試験の場合と同様にして作製した半導体パッケージを180℃の恒温槽内に1000時間置いた後、金ワイヤとアルミニウム配線の接合部不良の発生の有無を調べ、その発生率を求めた(試料数20)。
[Spiral flow]
Transfer molding was performed under conditions of a temperature of 175 ° C. and a pressure of 9.8 MPa, and the spiral flow was measured.
[Geltime]
A predetermined amount of the epoxy resin composition for sealing was spread in a circular shape having a diameter of 4 to 5 cm on a hot plate kept at 175 ° C. and kneaded at a constant speed, and the time until the sample became a gel was measured.
[Minimum melt viscosity]
Minimum melt viscosity at a shear stress of 1.23 × 10 5 Pa at a temperature of 175 ° C. using a Koka-type flow measuring device (CFT-500C manufactured by Shimadzu Corporation) under a pressure of 10 kg and using a nozzle with a diameter of 1 mm. The minimum melt viscosity (η2) at (η1) and the shear stress of 2.45 × 10 3 Pa was measured, and the logarithmic ratio Log (η1 / η2) was calculated.
[Storage stability]
For the sealing epoxy resin composition stored at 25 ° C. for 168 hours, the spiral flow was measured in the same manner as described above, and the residual ratio (%) relative to the initial spiral flow was calculated.
[Deformation of wire and generation of voids]
Using a double QFP matrix frame (10 samples), transfer molding was performed using a multi-plunger device under conditions of a temperature of 175 ° C. and a pressure of 6.9 MPa, and voids generated inside and outside of the obtained QFP package The number (total number of voids generated in each sample) was counted. Internal voids were counted using an ultrasonic flaw detector, while external voids were counted by visual observation. Moreover, the presence or absence of the deformation | transformation of the wire in the vent part and corner part of a QFP package was investigated using the soft X-ray apparatus, and the deformation | transformation incidence rate was computed. The generation of voids was measured for the initial epoxy resin composition for sealing and the epoxy resin composition for sealing after storage at 25 ° C. for 168 hours.
[Reflow resistance]
A silicon chip (6 mm × 6 mm) with zigzag wiring made of aluminum is bonded to a lead frame made of 42 alloy, and transfer molding is performed using a sealing epoxy resin composition at a temperature of 175 ° C. and a pressure of 6.9 MPa. After sealing, the aluminum electrode on the chip surface and the lead frame are wire-bonded with a gold wire having a diameter of 30 μm, and further post-cured at a temperature of 180 ° C. for 10 hours to obtain a semiconductor device (20 mm × 14 mm × 2. 0 mm). The semiconductor device was subjected to moisture absorption treatment at 85 ° C. and 85% RH for 72 hours, and then heated in an infrared reflow furnace at 240 ° C. for 90 seconds to investigate the occurrence of cracks in the semiconductor package, and the rate of occurrence was calculated. (Sample number 20).
[Moisture resistance reliability]
Using an epoxy resin composition for sealing, transfer molding was performed under the conditions of 175 ° C. and 6.9 MPa, and then post-curing was performed at a temperature of 180 ° C. for 10 hours to obtain a surface mount type QFP-1H (tab 6.7 mm × 6.7 mm) package, and the package was subjected to moisture absorption treatment at 85 ° C. and 85% RH for 72 hours and reflow treatment at 240 ° C. for 90 seconds, and then at 65 ° C. and 95% RH for 500 hours. A moisture resistance test (PCT) was performed to examine the corrosion rate of the aluminum electrode on the chip (number of samples: 20).
[High temperature storage reliability]
After placing the semiconductor package produced in the same manner as the evaluation test of the moisture resistance reliability in a constant temperature bath at 180 ° C. for 1000 hours, the presence or absence of a defective joint between the gold wire and the aluminum wiring was examined, and the rate of occurrence was determined. Determined (20 samples).
これらの結果を組成とともに表2および表3に示す。
表2および表3からも明らかなように、実施例の封止用エポキシ樹脂組成物は、常温における保存安定性が比較例に比べ大幅に改善されており、かつ、耐リフロー性、耐湿信頼性、高温放置性についても良好な特性を有していた。 As is apparent from Tables 2 and 3, the sealing epoxy resin compositions of the examples have significantly improved storage stability at room temperature compared to the comparative examples, and also have reflow resistance and moisture resistance reliability. Also, it had good characteristics in terms of high temperature storage.
Claims (7)
下記(I)および(II)の条件を満たすことを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。
(I)前記(D)無機充填剤のレーザー回折式粒度分布測定装置による粒度分布が、下記(a)および(b)の条件を満たす
(a)(D)無機充填剤の総重量に対して、粒径3μm未満の成分が15〜30重
量%、粒径3μm以上10μm以下の成分が25〜35重量%、粒径10μmを超
える成分が40〜50重量%である
(b)粒径1μm以上の粒子の重量平均粒径(D1)と数平均粒径(D2)との比
(D1)/(D2)が5.0〜9.0である
(II)高化式フロー測定装置により測定した温度175℃、剪断応力1.23×105Paにおける最低溶融粘度(η1)が3.5〜9.0Pa・s、温度175℃、剪断応力2.45×103Paにおける最低溶融粘度(η2)が0.3〜0.7Pa・sであって、前記各最低溶融粘度(η1)および(η2)が下記式を満足し、かつ、175℃におけるゲルタイムが30〜60秒である
1.0≦Log[(η1)/(η2)]≦1.3 (A) Biphenyl type epoxy resin, (B) Aralkyl type phenol resin curing agent in an amount such that phenolic hydroxyl group is 0.5 to 1.6 mol per mol of epoxy group of component (A) , (C) Composition 0.01 to 2% by weight of the whole product, a clathrate accelerator obtained by clathrating a curing accelerator with a tetrakisphenol compound represented by the following general formula (1), and (D) 50 of the total resin composition Containing ~ 95 wt% inorganic filler,
An epoxy resin composition for sealing, which satisfies the following conditions (I) and (II):
(I) The particle size distribution by the laser diffraction particle size distribution analyzer of the (D) inorganic filler satisfies the following conditions (a) and (b): (a) (D) with respect to the total weight of the inorganic filler The component having a particle size of less than 3 μm is 15 to 30% by weight, the component having a particle size of 3 to 10 μm is 25 to 35% by weight, and the component having a particle size exceeding 10 μm is 40 to 50% by weight. The ratio (D1) / (D2) of the weight average particle diameter (D1) and the number average particle diameter (D2) of the particles of 1 μm or more is 5.0 to 9.0. (II) By the Koka type flow measuring device Minimum melt viscosity (η1) at a measured temperature of 175 ° C. and shear stress of 1.23 × 10 5 Pa is 3.5 to 9.0 Pa · s, minimum melt viscosity at a temperature of 175 ° C. and shear stress of 2.45 × 10 3 Pa (Η2) is 0.3 to 0.7 Pa · s, and each of the minimum melt viscosities ( 1) and (.eta.2) satisfies the following equation, and gel time at 175 ° C. is 30 to 60 seconds 1.0 ≦ Log [(η1) / (η2)] ≦ 1.3
(c)各粒径における頻度値を示す粒度分布図の3μm未満の粒径範囲、3μm以
上10μm以下の粒径範囲および10μmを超える粒径範囲のそれぞれに少なくと
も1つのピークを有する
(d)各粒径における頻度値を示す粒度分布図の3μm未満の粒径範囲における最
大頻度値(P1)と10μmを超える粒径範囲の最大頻度値(P2)との比(P
1)/(P2)が0.3〜1.0である 2. The epoxy resin composition for sealing according to claim 1, wherein the particle size distribution of the (D) inorganic filler measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer further satisfies the following conditions (c) and (d): .
(C) The particle size distribution diagram showing the frequency value for each particle size has at least one peak in each of a particle size range of less than 3 μm, a particle size range of 3 μm to 10 μm, and a particle size range of more than 10 μm. d) Ratio of the maximum frequency value (P1) in the particle size range of less than 3 μm to the maximum frequency value (P2) in the particle size range of more than 10 μm in the particle size distribution diagram showing the frequency value at each particle size (P
1) / (P2) is 0.3 to 1.0
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