JP6036054B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same Download PDF

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Description

本発明は、高温高湿信頼性等に優れた半導体装置の封止材料として用いられる半導体封止用エポキシ樹脂組成物、およびそれを用いた半導体装置に関するものである。   The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used as a sealing material for a semiconductor device excellent in high temperature and high humidity reliability, and a semiconductor device using the same.

トランジスタ,IC,LSI等の各種半導体素子は、従来、セラミックパッケージ等によって封止され、半導体装置化されていたが、最近では、コスト、量産性の観点から、プラスチックパッケージを用いた樹脂封止が主流になっている。この種の樹脂封止には、従来から、エポキシ樹脂組成物が使用されており、良好な成績を収めている。   Conventionally, various semiconductor elements such as transistors, ICs, and LSIs have been encapsulated by ceramic packages or the like to form semiconductor devices, but recently, from the viewpoint of cost and mass productivity, resin encapsulation using plastic packages has been performed. It has become mainstream. Conventionally, epoxy resin compositions have been used for this type of resin sealing, and good results have been achieved.

このように樹脂封止される半導体素子と配線回路とを導通させるための手段としては、従来から金ワイヤーが用いられてきたが、最近では、低コスト化等のため、金ワイヤーに代えて銅ワイヤーを適用することが顕著になってきている。しかしながら、それに伴い、高温高湿信頼性の低下、具体的には130℃×85%RHにおける高温高湿信頼性(HAST特性)の低下が懸念されている。   As a means for electrically connecting the semiconductor element and the wiring circuit to be encapsulated in this way, a gold wire has been used conventionally, but recently, in order to reduce the cost, copper is used instead of the gold wire. The application of wire has become prominent. However, along with this, there is concern about a decrease in high-temperature and high-humidity reliability, specifically, a decrease in high-temperature and high-humidity reliability (HAST characteristics) at 130 ° C. × 85% RH.

HAST特性の低下は、封止用樹脂に起因するものと、銅ワイヤーに起因するものとの2種類が考えられる。また、HAST特性の低下を改善するため、例えば、イオントラップ剤を多量に添加し、原因不純物イオンをトラップし、HAST信頼性を向上させるなどの手法を採ることが提案されている(特許文献1、2参照)。   There are two types of HAST characteristic degradation, one caused by the sealing resin and the other caused by the copper wire. Further, in order to improve the degradation of HAST characteristics, for example, it has been proposed to add a large amount of ion trapping agent, trap causative impurity ions, and improve HAST reliability (Patent Document 1). 2).

特開2011−258603号公報JP 2011-258603 A 特開2009−152561号公報JP 2009-152561 A

しかしながら、HAST特性の低下のメカニズムや具体的対策は未だ充分に確立されていないのが現状であることから、半導体封止用樹脂組成物の組成等の更なる改良が求められている。   However, since the mechanism and specific measures for lowering HAST characteristics have not been sufficiently established, further improvements in the composition of the resin composition for semiconductor encapsulation are required.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、銅ワイヤーに対する高温高湿信頼性特性(HAST特性)等に優れた半導体装置の封止材料となりうる半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that can be a sealing material for a semiconductor device excellent in high-temperature and high-humidity reliability characteristics (HAST characteristics) with respect to a copper wire and the like An object of the present invention is to provide a semiconductor device using this.

上記目的を達成するため、本発明は、下記の(A)〜()成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、上記(A)成分と(B)成分との配合割合が、(A)成分中のエポキシ基1当量あたり、(B)成分中の水酸基当量が0.5〜1.5当量であり、上記(C)成分の含有量が、上記(B)成分に対して1.0〜12.0重量%であり、上記(D)成分の含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の80〜92重量%であり、上記(E)成分の含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の0.5〜5.0重量%であり、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を下記の条件(x)で硬化した後、下記の条件(y)にて吸湿処理してなる硬化物(誘電緩和測定装置の電極の直径以上×厚み1±0.6mmの円板状)を誘電緩和測定した際に、イオン分極起因の誘電損失のピーク上において、誘電損失が0.81±0.05となる時点の周波数が25Hz以下となる半導体封止用エポキシ樹脂組成物を第1の要旨とする。
(A)ビフェニル型エポキシ樹脂。
(B)フェノール樹脂。
(C)イミダゾール系硬化促進剤。
(D)無機質充填剤。
(E)重量平均分子量が2500以下の、ケイ素に直接結合する官能基にアルコキシ基を含有せず、シラノール基を含有するシリコーン化合物であって、下記の一般式(a)で表される構造単位および下記の一般式(b)で表される構造単位を有するシリコーン化合物。

Figure 0006036054
(x)175±10℃×120±40秒間の加熱硬化の後、175±10℃×3±2時間のアフターキュア。
(y)130℃×85%RHにて80±30時間の吸湿処理。 In order to achieve the above object, the present invention is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the following components (A) to ( E ), and the blending ratio of the component (A) and the component (B): However, per 1 equivalent of epoxy group in component (A), the hydroxyl group equivalent in component (B) is 0.5 to 1.5 equivalents, and the content of component (C) is The content of the component (D) is 80 to 92% by weight of the entire epoxy resin composition, and the content of the component (E) is an epoxy resin. 0.5 to 5.0% by weight of the total composition, and after the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is cured under the following condition (x), it is subjected to moisture absorption treatment under the following condition (y). When dielectric relaxation measurement was performed on a cured product (diameter or more of the electrode of the dielectric relaxation measuring device × disk thickness of 1 ± 0.6 mm), In the peak of the dielectric loss on the polarization caused, the frequency at which the dielectric loss is 0.81 ± 0.05 for the first aspect of the semiconductor encapsulating epoxy resin composition comprising the following 25 Hz.
(A) Biphenyl type epoxy resin.
(B) Phenolic resin.
(C) Imidazole-based curing accelerator.
(D) Inorganic filler.
(E) A weight average molecular weight of 2500 or less, which is a silicone compound containing a silanol group and not containing an alkoxy group in a functional group directly bonded to silicon, and represented by the following general formula (a) And a silicone compound having a structural unit represented by the following general formula (b).
Figure 0006036054
(X) After curing at 175 ± 10 ° C. × 3 ± 2 hours after heat curing at 175 ± 10 ° C. × 120 ± 40 seconds.
(Y) Moisture absorption treatment at 130 ° C. × 85% RH for 80 ± 30 hours.

そして、本発明は、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子を樹脂封止してなる半導体装置を第2の要旨とする。   And this invention makes the 2nd summary the semiconductor device formed by resin-sealing a semiconductor element using the said epoxy resin composition for semiconductor sealing.

すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、まずHAST特性の不良は銅ワイヤーの接続部(ボンディング部)の腐食に起因した断線であるという知見を得た。そして、その知見に基づき、さらに研究を行なった結果、そのボンディング部の腐食に関して、封止樹脂中に存在する塩素イオンが大きく関与していることを突き止めた。このボンディング部の腐食スピードには、当然ながら封止樹脂中の塩素イオン濃度も関係はするが、それよりも塩素イオンの封止樹脂中での易動度が実効的な因子であることを突き止めた。そして、上記実効因子である塩素イオンの封止樹脂中での易動度を定量評価するために、様々な評価方法を検討した結果、HAST特性の試験環境下と同等の吸湿処理を施した封止樹脂硬化物を誘電緩和測定し、その時得られるイオン分極に起因する誘電損失ピークの位置、すなわち封止樹脂中での平均のイオンの易動度と、銅ワイヤーに対するHAST特性が非常に密接な相関関係にあることを見いだし、本発明に到達した。   That is, the present inventors have intensively studied to solve the above problems. In the course of that research, we first learned that a failure in HAST characteristics was a disconnection caused by corrosion of the connection part (bonding part) of the copper wire. As a result of further research based on the knowledge, it was found that chlorine ions existing in the sealing resin are greatly involved in the corrosion of the bonding portion. Obviously, the corrosion rate of the bonding part is related to the chlorine ion concentration in the sealing resin, but the mobility of chlorine ions in the sealing resin is more effective than that. It was. In order to quantitatively evaluate the mobility of chlorine ions, which are the effective factors, in the sealing resin, various evaluation methods were examined. As a result, the sealing with the moisture absorption treatment equivalent to the HAST test environment was performed. Dielectric relaxation measurement is performed on the cured resin, and the position of the dielectric loss peak due to ionic polarization obtained at that time, that is, the mobility of the average ion in the sealing resin, and the HAST characteristics for the copper wire are very close. It was found that there is a correlation, and the present invention has been reached.

上記のように、本発明者らは、従来の技術常識であった封止樹脂に含まれるイオン濃度に着目するのではなく、封止樹脂中におけるイオンの易動度という特性に着目し、イオンの易動度を定量評価することにより、その定量評価と銅ワイヤーに対するHAST特性との相関関係を求めたのである。その結果、HAST特性の試験環境下と同等の吸湿処理を施した封止樹脂硬化物を誘電緩和測定し、その時得られるイオン分極起因の誘電損失ピーク上で、誘電損失の値が0.81±0.05となる時点の周波数が25Hz以下であれば、銅ワイヤーに対するHAST特性が良好であるという相関関係を見いだしたのである。   As described above, the present inventors pay attention to the characteristic of ion mobility in the sealing resin, not the ion concentration contained in the sealing resin, which has been a common knowledge in the prior art. By quantitatively evaluating the mobility, the correlation between the quantitative evaluation and the HAST characteristics for the copper wire was obtained. As a result, dielectric relaxation measurement was performed on the cured resin cured product subjected to the moisture absorption treatment equivalent to that under the HAST characteristic test environment, and the dielectric loss value was 0.81 ± on the dielectric loss peak caused by ionic polarization obtained at that time. If the frequency at the time of 0.05 is 25 Hz or less, a correlation was found that the HAST characteristic for the copper wire was good.

このように、本発明は、前記(A)〜()成分を特定量含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を所定の条件(x)で硬化した後、所定の条件(y)にて吸湿処理してなる硬化物(誘電緩和測定装置の電極の直径以上の円板状)を誘電緩和測定した際に、イオン分極起因の誘電損失ピーク上で、誘電損失が0.81±0.05となる時点の周波数が25Hz以下となる物性を備えた半導体封止用エポキシ樹脂組成物である。このため、これを封止材料として用いて形成される封止樹脂は、銅ワイヤーに対する優れた高温高湿信頼性を備えるものである。 As described above, in the present invention, after curing the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing a specific amount of the components (A) to ( E ) under a predetermined condition (x), the predetermined condition (y) When a cured product (a disk shape larger than the diameter of the electrode of the dielectric relaxation measuring device) obtained by moisture absorption treatment is measured for dielectric relaxation, the dielectric loss is 0.81 ± 0.05 on the dielectric loss peak due to ion polarization. It is the epoxy resin composition for semiconductor sealing provided with the physical property in which the frequency at the time of becoming becomes 25 Hz or less. For this reason, the sealing resin formed using this as a sealing material is provided with the excellent high temperature, high humidity reliability with respect to a copper wire.

特に、硬化前の粉末状態でのエポキシ樹脂組成物の、175℃における最低溶融粘度が100Pa・s以下であると、より一層ワイヤー流れ特性に優れるようになる。   In particular, when the minimum melt viscosity at 175 ° C. of the epoxy resin composition in a powder state before curing is 100 Pa · s or less, the wire flow characteristics are further improved.

また、前記(A)成分がビフェニル型エポキシ樹脂であり、かつ前記(A)〜(D)成分とともに、重量平均分子量が2500以下の、アルコキシ基を有さないシリコーン化合物(E成分)を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であるため、高温高湿信頼性により優れるようになるとともに、ワイヤー流れ特性にも優れるようになる。 Moreover, the said (A) component is a biphenyl type epoxy resin, and contains the silicone compound (E component) which does not have an alkoxy group with a weight average molecular weight of 2500 or less with the said (A)-(D) component. since a semiconductor encapsulating epoxy resin composition, together with so excellent in high-temperature, high-humidity reliability, so excellent in wire flow characteristics.

誘電緩和測定装置を模式的に示す概略図である。It is the schematic which shows a dielectric relaxation measuring apparatus typically. 金線ワイヤー流れ評価の測定に用いられる半導体装置を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the semiconductor device used for the measurement of gold wire wire flow evaluation. 金線ワイヤー流れ量の測定方法を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the measuring method of a gold wire wire flow rate.

つぎに、本発明を実施するための形態について説明する。   Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described.

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物(以下、「エポキシ樹脂組成物」と略すことがある)は、エポキシ樹脂(A成分)と、フェノール樹脂(B成分)と、特定の硬化促進剤(C成分)と、無機質充填剤(D成分)と、特定のシリコーン化合物(E成分)とを用いて得られるものであって、通常、粉末状(パウダー)もしくはこれを打錠したタブレット状になっている。 The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as “epoxy resin composition”) includes an epoxy resin (A component), a phenol resin (B component), and a specific curing accelerator ( C component), an inorganic filler (D component), and a specific silicone compound (E component) , which are usually in the form of powder (powder) or tablet tableted from this. ing.

<エポキシ樹脂(A成分)>
上記エポキシ樹脂(A成分)としては、信頼性・成形性の点からビフェニル型エポキシ樹脂があげられる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量150〜250g/eq、軟化点もしくは融点が50〜130℃のものが好適に用いられる。
<Epoxy resin (component A)>
As the epoxy resin (A component), biphenyl type epoxy resins and the like from the viewpoint of reliability and formability. The epoxy resins such as this, for example, an epoxy equivalent of 150 to 250 g / eq, a softening point or melting point is preferably used in 50 to 130 ° C..

<フェノール樹脂(B成分)>
上記エポキシ樹脂(A成分)とともに用いられるフェノール樹脂(B成分)は、上記エポキシ樹脂(A成分)の硬化剤としての作用を有するものであり、1分子中に2個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般をいう。例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビフェニル型ノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、ナフトールノボラック樹脂、フェノールビフェニレン樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、フェノールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂、フェノールビフェニレン樹脂が好ましく用いられる。
<Phenolic resin (component B)>
The phenol resin (component B) used together with the epoxy resin (component A) has a function as a curing agent for the epoxy resin (component A) and has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. Monomers, oligomers and polymers in general. For example, phenol novolak resin, cresol novolak resin, biphenyl type novolak resin, triphenylmethane type phenol resin, naphthol novolak resin, phenol biphenylene resin, phenol aralkyl resin, biphenyl aralkyl type phenol resin and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, phenol novolac resins, triphenylmethane type phenol resins, and phenol biphenylene resins are preferably used.

上記エポキシ樹脂(A成分)とフェノール樹脂(B成分)との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量あたり、フェノール樹脂(B成分)中の水酸基当量が0.5〜1.5当量となるように配合する必要がある。より好ましくは0.7〜1.1当量であり、特に好ましくは0.8〜1.0当量である。 The mixing ratio of the epoxy resin (component A) and the phenol resin (component B) is such that the hydroxyl group equivalent in the phenol resin (component B) is 0.5 to 1.5 equivalents per equivalent of epoxy group in the epoxy resin. It is necessary to blend so as to be. More preferably, it is 0.7-1.1 equivalent, Most preferably, it is 0.8-1.0 equivalent.

特定の硬化促進剤(C成分)>
上記A成分およびB成分とともに用いられる特定の硬化促進剤(C成分)としては、イミダゾール系硬化促進剤があげられる。
< Specific curing accelerator (C component)>
The component A and B specific curing accelerator to be used together with the component as the component (C) is b imidazole-based curing accelerator and the like.

記イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、下記の一般式(1)で表されるイミダゾール化合物が好ましく用いられる。このようなイミダゾール化合物としては、具体的には、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等があげられる。 The pre-Symbol imidazole curing accelerator, for example, imidazole compounds are preferably used represented by the following general formula (1). Specific examples of such an imidazole compound include 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole.

Figure 0006036054
Figure 0006036054

上記特定の硬化促進剤の含有量は、上記フェノール樹脂(B成分)に対して1.0〜12.0重量%に設定する必要がある。より好ましくは3.0〜10.0重量%である。 Content of the said specific hardening accelerator needs to be set to 1.0-12.0 weight% with respect to the said phenol resin (B component) . More preferably, it is 3.0-10.0 weight%.

<無機質充填剤(D成分)>
上記A〜C成分とともに用いられる無機質充填剤(D成分)としては、各種充填剤が用いられ、例えば、溶融シリカ粉末や結晶性シリカ粉末等のシリカ粉末、アルミナ粉末、タルク、窒化アルミニウム粉末、窒化珪素粉末等があげられる。これら無機質充填剤は、破砕状、球状、あるいは摩砕処理したもの等いずれのものでも使用可能である。そして、これら無機質充填剤は単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、シリカ粉末を用いることが好ましく、上記シリカ粉末のなかでも、溶融シリカ粉末を用いることが、高充填性、高流動性という点から特に好ましい。上記溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末があげられるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが好ましい。
<Inorganic filler (component D)>
Various fillers are used as the inorganic filler (D component) used together with the components A to C. For example, silica powder such as fused silica powder or crystalline silica powder, alumina powder, talc, aluminum nitride powder, nitriding Examples thereof include silicon powder. These inorganic fillers can be used in any form such as crushed, spherical, or ground. And these inorganic fillers are used individually or in combination of 2 or more types. Among these, it is preferable to use silica powder, and among the above silica powders, it is particularly preferable to use fused silica powder from the viewpoints of high filling property and high fluidity. Examples of the fused silica powder include spherical fused silica powder and crushed fused silica powder. From the viewpoint of fluidity, spherical fused silica powder is preferably used.

また、無機質充填剤(D成分)としては、平均粒径5〜40μmの範囲のものを用いることが、流動性を良好にするという点から好ましい。なお、上記無機質充填剤(D成分)の平均粒径は、例えば、母集団から任意の測定試料を取り出し、市販のレーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。   Moreover, as an inorganic filler (D component), it is preferable to use a thing with the average particle diameter of the range of 5-40 micrometers from the point of making fluidity | liquidity favorable. The average particle size of the inorganic filler (D component) can be measured, for example, by taking an arbitrary measurement sample from the population and using a commercially available laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer.

そして、上記無機質充填剤(D成分)の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の80〜92重量%である。すなわち、無機質充填剤(D成分)の含有量が少なすぎると、無機質充填剤配合による吸水率の低減効果が小さくなり、エポキシ樹脂組成物の吸水率の絶対値自体がそもそも大きくなり、その結果、高温高湿信頼性が悪化したり、大幅な反りが発生したりする傾向がみられる。逆に無機質充填剤(D成分)の含有量が多すぎると、エポキシ樹脂組成物の流動性が低下し、ワイヤー流れや未充填が発生する傾向がみられるからである。 Then, the content of the inorganic filler (D component) is 8 0 to 92% by weight of the total epoxy resin composition. That is, if the content of the inorganic filler (component D) is too small, the effect of reducing the water absorption rate due to the inorganic filler blending is reduced, and the absolute value of the water absorption rate of the epoxy resin composition is increased in the first place. There is a tendency for high temperature and high humidity reliability to deteriorate and for significant warping to occur. Conversely, if the content of the inorganic filler (component D) is too large, the fluidity of the epoxy resin composition is lowered, and there is a tendency for wire flow and unfilling to occur.

<添加剤>
なお、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、上記A〜D成分、シリコーン化合物(E成分)に加えて、各種添加剤を必要に応じて適宜配合することができる。例えば、シランカップリング剤、難燃剤、難燃助剤、離型剤、イオントラップ剤、カーボンブラック等の顔料や着色料、低応力化剤、粘着付与剤等の他の添加剤を必要に応じて適宜配合することができる。
<Additives>
In addition to the above-described components A to D and the silicone compound (E component) , various additives can be appropriately blended in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention as necessary. For example, silane-coupling agents, flame retardants, flame retardant agents, release agents, ion trapping agent, pigment or colorant such as carbon black, stress-reducing agent, as necessary other additives such as tackifiers It can mix | blend suitably according to it.

<シリコーン化合物(E成分)
上記シリコーン化合物(E成分)としては、その構造的特徴として、ケイ素に直接結合する官能基にアルコキシ基を含有せず、シラノール基を含有するという特徴的構造を有するシリコーン化合物があげられる。このような特徴的構造を有するシリコーン化合物を単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
<Silicone compound (component E) >
Examples of the silicone compound (E component), as structural features of its not contain alkoxy groups on the functional groups bonded directly to silicon, silicone compound having a characteristic structure of a silanol group. Silicone compounds having such a characteristic structure are used alone or in combination of two or more.

上記シリコーン化合物(E成分)としては、例えば、いくつかの市販品があげられる。もしくは、合成することによっても製造することができる。上記特定のシリコーン化合物の市販品として、アルコキシ基非含有でシラノール基含有のシリコーン化合物としては、東レ・ダウコーニング社製の、217FLAKE、255FLAKE、SH6018FLAKE、220FLAKE等があげられる As said silicone compound (E component) , some commercial items are mention | raise | lifted, for example. Alternatively, it can also be produced by synthesis. As commercially available products of the specific silicone compound, a silicone compound containing a silanol group in containing non an alkoxy group, manufactured by Dow Corning Toray Co., 217FLAKE, 255FLAKE, SH6018FLAKE, 220FLAKE and the like.

そして、上記ケイ素に直接結合する官能基にアルコキシ基を含有せず、シラノール基を含有するシリコーン化合物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、目的とするオルガノポリシロキサンの分子構造および分子量に従ってフェニルクロロシラン類およびフェニルアルコキシシラン類からなる群から選択される1種のフェニル基を有するオルガノシラン類および任意でそれ以外の他のオルガノクロロシラン類に適宜に水を反応させた後、必要に応じて縮合反応促進触媒を用いてさらに高分子量化し、また、添加した有機溶媒、副生する塩酸や低沸点化合物を除去することによってシラノール基(−SiOH)を含有したオルガノポリシロキサンを得ることができる。そして、このようにして得られるシリコーン化合物としては、下記の一般式(a)で表される構造単位および下記の一般式(b)で表される構造単位を有するものである。   And the silicone compound which does not contain an alkoxy group in the functional group directly couple | bonded with the said silicon, but contains a silanol group can be manufactured as follows, for example. That is, organosilanes having one phenyl group selected from the group consisting of phenylchlorosilanes and phenylalkoxysilanes according to the molecular structure and molecular weight of the target organopolysiloxane and optionally other organochlorosilanes After appropriately reacting with water, if necessary, the polymer is further increased in molecular weight using a condensation reaction accelerating catalyst, and the added organic solvent, by-product hydrochloric acid and low-boiling compounds are removed to remove silanol groups (- An organopolysiloxane containing SiOH) can be obtained. And as a silicone compound obtained in this way, it has a structural unit represented by the following general formula (a), and a structural unit represented by the following general formula (b).

Figure 0006036054
Figure 0006036054

上記一般式(a)および(b)中のR1としては、上述のように、少なくとも一つはフェニル基である。そして、それ以外に、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニル基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等があげられる。なかでも、全てフェニル基、またはフェニル基とともにメチル基であることが好ましい。 As R 1 in the general formulas (a) and (b), as described above, at least one is a phenyl group. In addition, for example, alkyl such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, etc. Group, vinyl group, allyl group, butenyl group, pentenyl group, hexenyl group and other alkenyl groups, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, biphenyl group and other aryl groups, benzyl group, phenethyl group and other aralkyl groups, etc. . Especially, it is preferable that they are all a phenyl group or a methyl group with a phenyl group.

上記シリコーン化合物を製造する際の原料となる、フェニルクロロシラン類としては、具体的には、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、トリフェニルクロロシラン、フェニルメチルジクロロシラン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。   Specific examples of the phenylchlorosilanes used as a raw material for producing the silicone compound include phenyltrichlorosilane, diphenyldichlorosilane, triphenylchlorosilane, and phenylmethyldichlorosilane. These may be used alone or in combination of two or more.

上記フェニルアルコキシシラン類としては、具体的には、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。   Specific examples of the phenylalkoxysilanes include phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, and phenylmethyldiphenyl. Examples thereof include ethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more.

上記他のオルガノクロロシラン類としては、具体的には、テトラクロロシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン等のアルキルクロロシラン;トリフルオロプロピルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルメチルジクロロシラン等のフッ化アルキルクロロシラン;テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン等のアルキルアルコキシシラン;トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルメチルジメトキシシラン、トリフルオロプロピルメチルジエトキシシラン等のフッ化アルキルアルコキシシランがあげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。   Specific examples of the other organochlorosilanes include alkylchlorosilanes such as tetrachlorosilane, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, and trimethylchlorosilane; fluorinated alkylchlorosilanes such as trifluoropropyltrichlorosilane and trifluoropropylmethyldichlorosilane. Alkyl silanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane; trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoro Propyltriethoxysilane, trifluoropropylmethyldimethoxysilane, trifluoropropylmethyldiethoxy Fluorinated alkyl alkoxysilanes such as orchids and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

そして、上記縮合反応促進触媒としては、公知の縮合触媒を用いることができるが、リン化合物を縮合触媒として用いることが好ましく、特にホスフィンオキシドであるリン化合物を縮合触媒として用いることが好ましい。   As the condensation reaction promoting catalyst, a known condensation catalyst can be used, but a phosphorus compound is preferably used as the condensation catalyst, and in particular, a phosphorus compound that is phosphine oxide is preferably used as the condensation catalyst.

上記シリコーン化合物(E成分)の重量平均分子量は、2500以下でなければならない。そして、1000〜2500の範囲であることが好ましく、特に好ましくは、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度等という観点から、重量平均分子量は1200〜2500である。すなわち、シリコーン化合物の重量平均分子量が小さすぎると、相分離性の観点から適切なシリコーンのドメインが形成されず、各種特性に悪影響を与える傾向がみられ、逆にシリコーン化合物の重量平均分子量が大きすぎると、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が大幅に上昇し、ワイヤー流れが発生する傾向がみられるからである。 The weight average molecular weight of the silicone compound (E component) must be 2500 or less. Then, preferably in the range of 1,000 to 2,500, particularly preferably from the viewpoint of melt viscosity of the epoxy resin composition or the like, the weight-average molecular weight is 1,200 to 2,500. That is, if the weight average molecular weight of the silicone compound is too small, an appropriate silicone domain is not formed from the viewpoint of phase separation, and there is a tendency to adversely affect various properties. Conversely, the weight average molecular weight of the silicone compound is large. It is because the melt viscosity of an epoxy resin composition will raise significantly and the tendency for a wire flow to generate | occur | produce will be seen when too much.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物において、そのエポキシ樹脂(A成分)がビフェニル型エポキシ樹脂であり、かつ上記シリコーン化合物が、重量平均分子量が2500以下の、アルコキシ基を有さないシリコーン化合物(E成分)であるため、エポキシ樹脂組成物が、高温高湿信頼性により優れるようになるとともに、ワイヤー流れ特性にも優れるようになるため、好ましい。 In the epoxy resin composition of the present invention, the epoxy resin (component A) is a biphenyl type epoxy resin, and the silicone compound has a weight average molecular weight of 2500 or less and has no alkoxy group (E since a component), the epoxy resin composition, together with so excellent in high-temperature, high-humidity reliability, because so excellent in wire flow characteristics, preferred.

なお、上記シリコーン化合物(E成分)の重量平均分子量は、つぎのようにして測定,算出される。すなわち、上記特定のシリコーン化合物を用いて、トルエン溶液に調整し、25℃で1日放置する。その後、0.45μmメンブランフィルターにて濾過し、得られた濾液について分子量測定を行なう。この分子量測定には、例えば、GPC(東ソー社製、HLC−8120GPC、カラム:東ソー社製GMHXL、GMHXL、G3000HXL)が用いられる。また、この場合の測定条件は、カラム温度40℃、溶離液テトラヒドロフラン、流速0.8mL/分、注入量100μLである。そして、検出器は、示差屈折計を用い、ポリスチレン換算により数平均分子量(Mn)とともに重量平均分子量(Mw)を算出する。 The weight average molecular weight of the silicone compound (component E) is measured and calculated as follows. That is, the above specific silicone compound is used to prepare a toluene solution and left at 25 ° C. for 1 day. Then, it filters with a 0.45 micrometer membrane filter, and molecular weight measurement is performed about the obtained filtrate. For this molecular weight measurement, for example, GPC (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8120GPC, column: Tosoh Corporation GMH XL , GMH XL , G3000H XL ) is used. The measurement conditions in this case are a column temperature of 40 ° C., an eluent tetrahydrofuran, a flow rate of 0.8 mL / min, and an injection volume of 100 μL. And a detector calculates a weight average molecular weight (Mw) with a number average molecular weight (Mn) by polystyrene conversion using a differential refractometer.

上記シリコーン化合物(E成分)の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の0.5〜5.0重量%の範囲に設定する必要がある。特に好ましくは1.0〜4.7重量%である。すなわち、シリコーン化合物が少なすぎると、高温高湿信頼性の向上効果が得られ難くなる傾向がみられ、逆にシリコーン化合物の含有量が多すぎると、エポキシ樹脂組成物の硬化物の強度を大幅に低下させる傾向がみられるからである。 Content of the said silicone compound (E component) needs to set to the range of 0.5 to 5.0 weight% of the whole epoxy resin composition . Particularly preferred is 1.0 to 4.7% by weight. That is, if the amount of the silicone compound is too small, there is a tendency that the effect of improving the reliability of high temperature and high humidity is difficult to obtain. Conversely, if the content of the silicone compound is too large, the strength of the cured product of the epoxy resin composition is greatly increased. This is because there is a tendency to decrease.

上記シランカップリング剤としては、2個以上のアルコキシ基を有するものが好適に用いられる。具体的には、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   As the silane coupling agent, those having two or more alkoxy groups are preferably used. Specifically, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ- ( 2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

上記難燃剤としては、ノボラック型ブロム化エポキシ樹脂や金属水酸化物等があげられる。さらに、上記難燃助剤としては、三酸化二アンチモンや五酸化二アンチモン等が用いられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   Examples of the flame retardant include novolac-type brominated epoxy resins and metal hydroxides. Furthermore, as the flame retardant aid, antimony trioxide, diantimony pentoxide, or the like is used. These may be used alone or in combination of two or more.

上記離型剤としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸カルシウム等の化合物があげられ、例えば、カルナバワックスやポリエチレン系ワックス等が用いられ、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。中でも、直鎖飽和カルボン酸を単独で用いる系、あるいはこの直鎖飽和カルボン酸と酸化ポリエチレンワックスを併用する系が好ましく用いられる。   Examples of the mold release agent include compounds such as higher fatty acid, higher fatty acid ester, higher fatty acid calcium and the like. For example, carnauba wax and polyethylene wax are used, and these are used alone or in combination of two or more. Among these, a system using a linear saturated carboxylic acid alone or a system using this linear saturated carboxylic acid and oxidized polyethylene wax in combination is preferably used.

上記イオントラップ剤としては、イオントラップ能力を有する公知の化合物全てが使用でき、例えば、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス、イットリウム酸化物等が用いられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   As the ion trapping agent, all known compounds having ion trapping ability can be used. For example, hydrotalcites, bismuth hydroxide, yttrium oxide and the like are used. These may be used alone or in combination of two or more.

また、上記低応力化剤としては、例えば、アクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等のブタジエン系ゴムやシリコーン化合物等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   Examples of the stress reducing agent include butadiene rubbers such as methyl acrylate-butadiene-styrene copolymer and methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer, and silicone compounds. These may be used alone or in combination of two or more.

<半導体封止用エポキシ樹脂組成物>
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、上記A〜成分、さらに必要に応じて他の添加剤を配合し混合した後、ミキシングロール機等の混練機にかけ加熱状態で溶融混練する。ついで、これを室温に冷却固化させた後、公知の手段によって粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により目的とするエポキシ樹脂組成物を製造することができる。
<Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation>
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, the above components A to E and other additives as necessary are mixed and mixed, and then melt kneaded in a heated state in a kneader such as a mixing roll machine. Subsequently, after cooling and solidifying this to room temperature, it can grind | pulverize by a well-known means and can manufacture the target epoxy resin composition by a series of processes of tableting as needed.

このようにして得られる半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、その硬化物物性として、つぎのような物性を備えたものである。すなわち、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を下記の条件(x)で硬化した後、下記の条件(y)にて吸湿処理してなる硬化物(誘電緩和測定装置の電極の直径以上×厚み1±0.6mmの円板状)を誘電緩和測定した際に、イオン分極起因の誘電損失ピーク上において、誘電損失が0.81±0.05となる時点の周波数が25Hz以下となる物性を備えている。
(x)175±10℃×120±40秒間の加熱硬化の後、175±10℃×3±2時間のアフターキュア。
(y)130℃×85%RHにて80±30時間の吸湿処理。
The thus obtained epoxy resin composition for semiconductor encapsulation has the following physical properties as cured physical properties. That is, a cured product obtained by curing the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation under the following condition (x) and then moisture-absorbing under the following condition (y) (more than the diameter of the electrode of the dielectric relaxation measuring device × thickness) When measuring dielectric relaxation of a 1 ± 0.6 mm disk), the physical property is such that the frequency at which the dielectric loss becomes 0.81 ± 0.05 on the dielectric loss peak due to ion polarization is 25 Hz or less. I have.
(X) After curing at 175 ± 10 ° C. × 3 ± 2 hours after heat curing at 175 ± 10 ° C. × 120 ± 40 seconds.
(Y) Moisture absorption treatment at 130 ° C. × 85% RH for 80 ± 30 hours.

上記条件(x)にて硬化成形してなるエポキシ樹脂組成物の硬化物は、誘電緩和測定装置の電極の直径以上で、好ましくは厚み1±0.6mmの円板状に成形される。なお、上記寸法条件は、誘電緩和測定装置の電極間距離および電極の直径に依存するものであり、電極の直径以上の直径を有するサンプルが必要であるということを意味する。   The cured product of the epoxy resin composition formed by curing under the above condition (x) is formed into a disk shape having a diameter equal to or larger than the diameter of the electrode of the dielectric relaxation measuring device, preferably 1 ± 0.6 mm. The above dimensional condition depends on the distance between electrodes of the dielectric relaxation measuring apparatus and the diameter of the electrode, and means that a sample having a diameter larger than the diameter of the electrode is required.

すなわち、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物が、上記物性(誘電緩和測定した際の、イオン分極起因の誘電損失ピーク上の誘電損失が0.81±0.05となる時点の周波数が25Hz以下)を備えることが、従来の高温高湿信頼性特性(HAST特性)における同等の吸湿処理を施して評価試験を行なった際に200時間を超える評価結果と同等となる。このように、上記イオン分極起因の誘電損失のピークが0.81±0.05となる時点の周波数が25Hz以下であると、上記HAST特性における200時間を超える評価と同等となるのであるが、上記周波数の下限は、通常、0.01Hzである。   That is, the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation has the above physical properties (frequency at which the dielectric loss on the dielectric loss peak due to ionic polarization when the dielectric relaxation measurement is 0.81 ± 0.05. Of 25 Hz or less) is equivalent to an evaluation result of more than 200 hours when an evaluation test is performed by performing an equivalent moisture absorption treatment in the conventional high temperature and high humidity reliability characteristic (HAST characteristic). Thus, if the frequency at the time when the peak of dielectric loss due to ion polarization is 0.81 ± 0.05 is 25 Hz or less, it is equivalent to the evaluation exceeding 200 hours in the HAST characteristic. The lower limit of the frequency is usually 0.01 Hz.

つぎに、上記誘電緩和測定に関して詳しく説明する。まず、上記硬化条件(x)にて硬化してなる所定の大きさのエポキシ樹脂組成物硬化体を作製した後、この硬化体を上記吸湿条件(y)にて吸湿処理する。この吸湿処理した硬化体を用い、誘電緩和測定装置により誘電緩和測定を行なう。上記誘電緩和測定装置としては、例えば、誘電率測定用インターフェースを有するインピーダンス測定装置と動的粘弾性測定装置との組み合わせからなる構成があげられ、このような構成により適正な測定を行うことができる。図1は、本発明の評価方法に用いられる誘電緩和測定装置の一例を示す概略図であり、11aが誘電率測定用インターフェース、11bがインピーダンス測定装置、12が動的粘弾性測定装置、12aが測定用電極を示す。すなわち、この誘電緩和測定装置においては、インピーダンス測定装置11b上に接続され配置された誘電率測定用インターフェース11aが動的粘弾性測定装置12に接続されており、動的粘弾性測定装置12に測定用電極12aが取り付けられている。そして、上記測定用電極12a間に、測定対象となるサンプルを挟持させ測定に供する。なお、誘電率測定用インターフェース11aとしては、例えば、英国ソーラトロン社製の1296型誘電率測定インターフェースが用いられ、インピーダンス測定装置11bとしては、例えば、英国ソーラトロン社製の1255B型インピーダンスアナライザーが用いられる。また、動的粘弾性測定装置12としては、例えば、TAインスツルメント社製のARESが用いられる。   Next, the dielectric relaxation measurement will be described in detail. First, an epoxy resin composition cured body having a predetermined size obtained by curing under the curing condition (x) is prepared, and then the cured body is subjected to moisture absorption treatment under the moisture absorption condition (y). Using this moisture-absorbed cured body, dielectric relaxation measurement is performed by a dielectric relaxation measuring device. Examples of the dielectric relaxation measuring device include a configuration comprising a combination of an impedance measuring device having a dielectric constant measuring interface and a dynamic viscoelasticity measuring device, and appropriate measurement can be performed with such a configuration. . FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a dielectric relaxation measuring device used in the evaluation method of the present invention. 11a is a dielectric constant measuring interface, 11b is an impedance measuring device, 12 is a dynamic viscoelasticity measuring device, and 12a is The measurement electrode is shown. That is, in this dielectric relaxation measuring device, a dielectric constant measuring interface 11a connected to and arranged on the impedance measuring device 11b is connected to the dynamic viscoelasticity measuring device 12, and the dynamic viscoelasticity measuring device 12 performs measurement. A working electrode 12a is attached. And the sample used as a measuring object is pinched | interposed between the said electrodes 12a for a measurement, and it uses for a measurement. As the dielectric constant measuring interface 11a, for example, a 1296 type dielectric constant measuring interface manufactured by Solartron, UK is used, and as the impedance measuring apparatus 11b, for example, a 1255B type impedance analyzer manufactured by Solartron, UK is used. Moreover, as the dynamic viscoelasticity measuring apparatus 12, ARES made from TA Instruments is used, for example.

また、より正確な測定結果を考慮した場合、上記誘電緩和測定装置による測定は、125〜135℃雰囲気下で行うことが好ましい。より好ましくは、129〜131℃雰囲気下での測定である。   Moreover, when a more accurate measurement result is considered, it is preferable to perform the measurement by the said dielectric relaxation measuring apparatus in 125-135 degreeC atmosphere. More preferably, the measurement is performed in an atmosphere of 129 to 131 ° C.

そして、HAST試験と同様の信頼性を保持しつつ、短時間でかつ正確な測定結果が得られるという点から、上記誘電緩和測定装置による測定は、2〜6分間にて行うことが好ましい。   And it is preferable to perform the measurement by the said dielectric relaxation measuring apparatus for 2 to 6 minutes from the point that an accurate measurement result is obtained in a short time, maintaining the reliability similar to a HAST test.

特に、誘電緩和測定装置による測定において、誘電緩和測定装置の電極間に載置された上記サンプルに対し電極を押圧しながら行うことにより、サンプルと電極との接触が良好となり、より正確な測定結果を得ることができる。なお、上記押圧は、例えば、100〜500gの荷重で行われる。   In particular, in the measurement by the dielectric relaxation measuring device, the contact between the sample and the electrode is improved by pressing the electrode against the sample placed between the electrodes of the dielectric relaxation measuring device, and the more accurate measurement result Can be obtained. In addition, the said press is performed by the load of 100-500g, for example.

さらに、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物では、その硬化前の粉末状態でのエポキシ樹脂組成物の物性として、175℃における最低溶融粘度が100Pa・s以下であることが好ましい。このような物性を有することにより、一層優れたワイヤー流れ特性を奏することとなる。   Furthermore, in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of this invention, it is preferable that the minimum melt viscosity in 175 degreeC is 100 Pa.s or less as a physical property of the epoxy resin composition in the powder state before the hardening. By having such physical properties, even better wire flow characteristics are exhibited.

<半導体装置>
上記特性を備えたエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の封止方法は、特に制限するものではなく、通常のトランスファー成形等の公知のモールド方法により行うことができ、半導体装置化することができる。このようにして得られる半導体装置としては、ICやLSI等の半導体装置等があげられる。
<Semiconductor device>
The method for sealing a semiconductor element using the epoxy resin composition having the above characteristics is not particularly limited, and can be performed by a known molding method such as normal transfer molding, and can be made into a semiconductor device. it can. Examples of the semiconductor device thus obtained include semiconductor devices such as IC and LSI.

このようにして得られる本発明の半導体装置として、例えば、片面樹脂封止型パッケージがあげられる。上記片面樹脂封止型パッケージは、ビスマレイミド−トリアジン(BT)レジン等の半導体素子搭載基板上に、PSPI等のポリイミドによるパッシベーション膜にて被覆処理された半導体素子が搭載され、この搭載面側のみを封止樹脂にて樹脂封止された形態である。そして、通常、半導体素子と半導体素子搭載基板上の回路部分とは、銅ワイヤー等のボンディングワイヤーにて接続されている。   As a semiconductor device of the present invention obtained in this way, for example, a single-sided resin-encapsulated package can be mentioned. The single-sided resin-encapsulated package includes a semiconductor element coated with a passivation film made of polyimide such as PSPI on a semiconductor element mounting substrate such as bismaleimide-triazine (BT) resin. Are sealed with a sealing resin. In general, the semiconductor element and the circuit portion on the semiconductor element mounting substrate are connected by a bonding wire such as a copper wire.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。   Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

まず、実施例および比較例に先立ち、下記に示す各材料を準備した。   First, prior to Examples and Comparative Examples, the following materials were prepared.

〔エポキシ樹脂a1〕
ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学社製、YX4000H)
〔エポキシ樹脂a2〕
トリフェニルメタン型エポキシ樹脂(日本化薬社製、EPPN−501HY)
[Epoxy resin a1]
Biphenyl type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation YX4000H)
[Epoxy resin a2]
Triphenylmethane type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., EPPN-501HY)

〔フェノール樹脂b1〕
フェノールビフェニレン樹脂(明和化成社製、MEH−7851SS)
〔フェノール樹脂b2〕
フェノールノボラック樹脂(三井化学社製、VR8210
〔フェノール樹脂b3〕
トリフェニルメタン型フェノール樹脂(明和化成社製、MEH−7500)
〔フェノール樹脂b4〕
フェノールノボラック樹脂(群栄化学工業社製、GS−180)
[Phenolic resin b1]
Phenol biphenylene resin (MEH-7851SS, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
[Phenolic resin b2]
Phenol novolac resin (Mitsui Chemicals, VR8210
[Phenolic resin b3]
Triphenylmethane type phenolic resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7500)
[Phenolic resin b4]
Phenol novolac resin (manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., GS-180)

〔硬化促進剤c1〕
2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MHZ)
〔硬化促進剤c2〕
リン系硬化促進剤(北興化学工業社製、TPP−MK)
〔硬化促進剤c3〕
リン系硬化促進剤(北興化学工業社製、TPP)
〔硬化促進剤c4〕
リン系硬化促進剤(北興化学工業社製、TPP−S)
[Curing accelerator c1]
2-Phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., 2P4MHZ)
[Curing accelerator c2]
Phosphorus curing accelerator (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., TPP-MK)
[Curing accelerator c3]
Phosphorus curing accelerator (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., TPP)
[Curing accelerator c4]
Phosphorus curing accelerator (made by Hokuko Chemical Co., Ltd., TPP-S)

〔添加剤e1〕
アルコキシ基非含有シラノール基含有シリコーン化合物(東レ・ダウコーニング社製、217FLAKE、重量平均分子量2000)
〔添加剤e2〕
アルコキシ基非含有シラノール基含有シリコーン化合物(東レ・ダウコーニング社製、SH6018FLAKE、重量平均分子量2000)
〔添加剤e3〕
アルコキシ基非含有シラノール基含有シリコーン化合物(東レ・ダウコーニング社製、220FLAKE、重量平均分子量3000)
〔添加剤e4〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(東レ・ダウコーニング社製、3074INTERMEDIATE、重量平均分子量1400)
〔添加剤e5〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(東レ・ダウコーニング社製、SR2402、重量平均分子量1500)
〔添加剤e6〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(東レ・ダウコーニング社製、AY42−163、重量平均分子量4500)
〔添加剤e7〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(東レ・ダウコーニング社製、3037INTERMEDIATE、重量平均分子量1000)
〔添加剤e8〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSR165)
〔添加剤e9〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、XR31−B2733)
〔添加剤e10〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(信越化学工業社製、KR−500)
〔添加剤e11〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(信越化学工業社製、KR−9218)
〔添加剤e12〕
シラノール基非含有アルコキシ基含有シリコーン化合物(小西化学工業社製、SR−23)
[Additive e1]
Alkoxy group-free silanol group-containing silicone compound (Toray Dow Corning, 217FLAKE, weight average molecular weight 2000)
[Additive e2]
Alkoxy group-free silanol group-containing silicone compound (manufactured by Dow Corning Toray, SH6018FLAKE, weight average molecular weight 2000)
[Additive e3]
Alkoxy group-free silanol group-containing silicone compound (Toray Dow Corning, 220FLAKE, weight average molecular weight 3000)
[Additive e4]
Silanol group-free silicone group-containing silicone compound (Toray Dow Corning, 3074 INTERMEDIATE, weight average molecular weight 1400)
[Additive e5]
Silanol group-free silicone group-containing silicone compound (Toray Dow Corning, SR2402, weight average molecular weight 1500)
[Additive e6]
Silanol group-free silicone group-containing silicone compound (Toray Dow Corning, AY42-163, weight average molecular weight 4500)
[Additive e7]
Silanol group-free silicone group-containing silicone compound (Toray Dow Corning, 3037 INTERMEDIATE, weight average molecular weight 1000)
[Additive e8]
Silanol group-free alkoxy group-containing silicone compound (Momentive Performance Materials, TSR165)
[Additive e9]
Silanol group-free alkoxy group-containing silicone compound (Momentive Performance Materials, XR31-B2733)
[Additive e10]
Silanol group-free silicone group-containing silicone compound (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KR-500)
[Additive e11]
Silanol group-free alkoxy group-containing silicone compound (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KR-9218)
[Additive e12]
Silanol group-free alkoxy group-containing silicone compound (manufactured by Konishi Chemical Industries, SR-23)

〔無機質充填剤〕
球状溶融シリカ粉末(平均粒径13μm)
[Inorganic filler]
Spherical fused silica powder (average particle size 13μm)

〔顔料〕
カーボンブラック
[Pigment]
Carbon black

〔難燃剤〕
水酸化マグネシウム
〔Flame retardants〕
Magnesium hydroxide

〔シランカップリング剤〕
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
〔Silane coupling agent〕
3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane

〔離型剤〕
直鎖飽和カルボン酸(ベーカー・ペトロライト社製、Unicid−700)
〔Release agent〕
Straight chain saturated carboxylic acid (manufactured by Baker Petrolite, UNICID-700)

〔実施例1,2、参考例118、比較例1〜9〕
上記各材料を、後記の表1〜表3に示す割合で配合し、ミキサーにて充分混合した後、2軸混練機を用い100℃にて2分間溶融混練した。つぎに、この溶融物を冷却した後、固体状になったものを粉末状に粉砕することにより目的とする粉末状エポキシ樹脂組成物を作製した。
[Examples 1 and 2, Reference Examples 1 to 18 , Comparative Examples 1 to 9]
The above materials were blended in the proportions shown in Tables 1 to 3 below, mixed thoroughly with a mixer, and then melt kneaded at 100 ° C. for 2 minutes using a biaxial kneader. Next, after this melt was cooled, the solid powder was pulverized into a powdery epoxy resin composition of interest.

このようにして得られた実施例、参考例および比較例の各エポキシ樹脂組成物を用い、下記に示す方法に従って、測定,評価した。これらの結果を後記の表1〜表3に併せて示す。 Using each of the epoxy resin compositions of Examples , Reference Examples and Comparative Examples thus obtained, measurement and evaluation were performed according to the methods shown below. These results are also shown in Tables 1 to 3 below.

〔誘電緩和測定における周波数物性〕
1)サンプルの作製
上記調製の各エポキシ樹脂組成物を用い、金型を用いて175℃で120秒間のプレス成型を行い、さらに175℃で3時間の後硬化を行うことにより、直径50mmで厚み1mmの円板状樹脂硬化体サンプルを作製した。
[Frequency properties in dielectric relaxation measurement]
1) Preparation of sample Using each epoxy resin composition prepared above, press molding is performed at 175 ° C for 120 seconds using a mold, and further post-curing is performed at 175 ° C for 3 hours, so that the thickness is 50 mm. A 1 mm disk-shaped resin cured body sample was prepared.

2)吸湿処理
上記サンプルに、130℃×85%RHでの80時間の吸湿処理条件にて吸湿処理を施した。
2) Moisture absorption treatment The sample was subjected to moisture absorption treatment under conditions of moisture absorption treatment at 130 ° C x 85% RH for 80 hours.

3)誘電緩和測定
ソーラトロン社製の1296型誘電率測定インターフェースを、ソーラトロン社製の1255B型インピーダンスアナライザーに接続した。つぎに、動的粘弾性測定装置であるTAインスツルメント社製のARESに測定用電極を取り付けた後、動的粘弾性測定装置を上記誘電率測定インターフェースに接続した。このようにして誘電緩和測定装置を完成させた(図1参照)。そして、上記動的粘弾性測定装置の恒温槽の設定温度を130℃にし、ギャップゼロ設定を行った後、恒温槽の扉を開け、測定用電極間に上記作製のサンプルをセットし、恒温槽の扉を閉めた。測定用電極間には荷重を400g程度かけ、サンプルと電極とを充分に接触させた。このようにサンプルをセットしてから5分後、誘電緩和測定を開始した。また、上記サンプルと同一ギャップ(1mm)で、別途、空気の誘電率測定も行った。なお、誘電緩和測定条件は、以下の条件で行った。
・AC電圧:1V
・周波数範囲:1000000Hz〜0.01Hz
・積算時間:1秒
3) Dielectric relaxation measurement A 1296 type dielectric constant measurement interface manufactured by Solartron was connected to a 1255B type impedance analyzer manufactured by Solartron. Next, after attaching a measurement electrode to ARES manufactured by TA Instruments, which is a dynamic viscoelasticity measuring apparatus, the dynamic viscoelasticity measuring apparatus was connected to the dielectric constant measurement interface. In this way, a dielectric relaxation measuring apparatus was completed (see FIG. 1). And after setting the set temperature of the thermostat of the dynamic viscoelasticity measuring apparatus to 130 ° C. and performing the gap zero setting, the thermostat chamber door is opened, the sample prepared above is set between the measurement electrodes, and the thermostat bath Closed the door. A load of about 400 g was applied between the measurement electrodes to bring the sample and the electrode into sufficient contact. Five minutes after setting the sample in this way, dielectric relaxation measurement was started. In addition, the dielectric constant of air was separately measured with the same gap (1 mm) as the above sample. The dielectric relaxation measurement conditions were as follows.
・ AC voltage: 1V
・ Frequency range: 1000000Hz to 0.01Hz
・ Integrated time: 1 second

4)データ解析
空気の誘電率測定結果から、空気の平均の誘電率を算出した。つぎに、サンプルの誘電緩和測定結果(capacitance realと、capacitance imagenary)から、これらを空気の平均の誘電率で割り算規格化し、サンプルの誘電率と誘電損失を算出した。そして、サンプルの誘電損失を測定周波数に対してプロットし、イオンの分極由来のシグナルを確認し、上記シグナルの中で、誘電損失の値が0.812となっているところの周波数(誘電緩和測定での既定の周波数K)(Hz)を読み取った。
4) Data analysis The average dielectric constant of air was calculated from the measurement result of the dielectric constant of air. Next, from the dielectric relaxation measurement results (capacitance real and capacitance imagery) of the sample, these were divided and normalized by the average dielectric constant of air, and the dielectric constant and dielectric loss of the sample were calculated. Then, the dielectric loss of the sample is plotted against the measurement frequency, and a signal derived from the polarization of ions is confirmed. Among the signals, the frequency at which the dielectric loss value is 0.812 (dielectric relaxation measurement). The default frequency K) (Hz) was read.

〔銅ワイヤーに対する高温高湿信頼性の指標〕
前記調製の各エポキシ樹脂組成物を用い、半導体素子のトランスファー成形を、成形温度175℃,成形時間120秒間の条件にて行い、後硬化を175℃で3時間の条件にて行う(前記サンプルと同じ熱硬化条件)ことにより、片面樹脂封止型パッケージを作製した。詳しくは、半導体素子搭載基板であるBTレジン(JCI社製)(大きさ:49mm×49mm×厚み0.21mm)上に、半導体素子であるSiチップ(大きさ:30mm×30mm×厚み0.2mm)を搭載して固定し、この搭載面側のみを上記トランスファー成形により樹脂封止(封止樹脂サイズ:49mm×49mm×厚み0.7mm)することにより片面封止タイプの半導体装置を作製した。なお、SiチップとBTレジン上の回路部分との接続には銅製のボンディングワイヤーを用いた。
[Indicator of high temperature and high humidity reliability for copper wire]
Using each of the epoxy resin compositions prepared above, transfer molding of the semiconductor element is performed under conditions of a molding temperature of 175 ° C. and a molding time of 120 seconds, and post-curing is performed at 175 ° C. for 3 hours (the sample and A single-sided resin-encapsulated package was manufactured under the same thermosetting conditions. Specifically, on a BT resin (manufactured by JCI) (size: 49 mm × 49 mm × thickness 0.21 mm) as a semiconductor element mounting substrate, a Si chip (size: 30 mm × 30 mm × thickness 0.2 mm) as a semiconductor element. ) Was mounted and fixed, and only the mounting surface side was resin-sealed by the transfer molding (sealing resin size: 49 mm × 49 mm × thickness 0.7 mm) to produce a single-side sealed type semiconductor device. A copper bonding wire was used for connection between the Si chip and the circuit portion on the BT resin.

このようにして得られた片面樹脂封止型パッケージ(半導体装置)に対し、高温高湿環境下(130℃×85%RH)でのHAST試験(不飽和加圧蒸気試験:バイアス無し)を行った。その後、高温高湿処理後の片面樹脂封止型パッケージの抵抗値測定を行い、抵抗値の上昇率が10%以上となった場合を断線不良(銅ワイヤーに対する)と判断して、この断線不良が発生する高温高湿処理時間を高温高湿信頼性の不良発生時間(Cu−HAST信頼性)(時間)として測定した。   The HAST test (unsaturated pressurized steam test: no bias) in a high-temperature, high-humidity environment (130 ° C. × 85% RH) is performed on the single-sided resin-encapsulated package (semiconductor device) thus obtained. It was. Then, the resistance value of the single-sided resin-encapsulated package after the high temperature and high humidity treatment is measured, and when the increase rate of the resistance value is 10% or more, it is determined that the disconnection is defective (relative to the copper wire). The high-temperature and high-humidity treatment time during which the above occurs is measured as the defect occurrence time (Cu-HAST reliability) (time) of the high-temperature and high-humidity reliability.

〔175℃最低溶融粘度〕
前記調製の各エポキシ樹脂組成物(粉末状)の、175℃における最低溶融粘度(Pa・s)を、HAAKE社製のレオメーター、RS6000を用いて測定した。
測定ギャップ:0.5mm
回転数:5.0(1/sec)
[175 ° C minimum melt viscosity]
The minimum melt viscosity (Pa · s) at 175 ° C. of each epoxy resin composition (powder) prepared as described above was measured using a rheometer manufactured by HAAKE, RS6000.
Measurement gap: 0.5mm
Rotation speed: 5.0 (1 / sec)

〔ワイヤー流れ特性〕
図2に示すように、半導体チップ1が搭載されたPBGA基板2上に、ワイヤー径0.6mil、ワイヤー長3.2mmの金線ワイヤー3をボンディングし、評価パッケージを作製した。TOWA社製の自動成型機(Y−1)により成形(条件:175℃×120秒間)し、175℃×3時間で後硬化することにより半導体装置を得た。そして、X線解析装置を用いて、作製したパッケージにおける金線ワイヤー流れ量を測定した。測定は、各パッケージの8本の金線ワイヤーに対して行い、図3に示すように、正面方向からの金線ワイヤー3の流れ量を測定した。そして、金線ワイヤー3の流れ量の最大部分となる値をそのパッケージの金線ワイヤー流れ量の値(dmm)とし、金線流れ率〔(d/L)×100〕を算出し、8本のワイヤー流れ率の平均値を算出した。なお、Lは金線ワイヤー3のワイヤー長(mm)を示す。そして、上記金線流れ率が4%以上のものを×、4%未満のものを○として表示した。
[Wire flow characteristics]
As shown in FIG. 2, a gold wire 3 having a wire diameter of 0.6 mil and a wire length of 3.2 mm was bonded onto a PBGA substrate 2 on which the semiconductor chip 1 was mounted, thereby producing an evaluation package. A semiconductor device was obtained by molding with an automatic molding machine (Y-1) manufactured by TOWA (conditions: 175 ° C. × 120 seconds) and post-curing at 175 ° C. × 3 hours. And the amount of gold | metal wire flow in the produced package was measured using the X-ray analyzer. The measurement was performed on eight gold wire wires of each package, and the flow amount of the gold wire 3 from the front direction was measured as shown in FIG. And the value which becomes the maximum part of the flow rate of the gold wire 3 is set to the value (dmm) of the gold wire flow rate of the package, and the gold wire flow rate [(d / L) × 100] is calculated. The average value of the wire flow rate was calculated. L represents the wire length (mm) of the gold wire 3. And the thing with the said gold wire flow rate of 4% or more was displayed as (circle) the x below 4%.

〔常温反り特性〕
前記調製の各エポキシ樹脂組成物を用いて、トランスファー成形(成形温度175℃、成形時間90秒)にて半導体素子を樹脂封止し、175℃×3時間で後硬化することにより成形物(半導体パッケージ)を得た。この半導体パッケージは、ソルダーレジスト(太陽インキ製造社製、PSR−4000 AUS308)を塗工した基板(50mm×50mm×厚み0.22mm:三菱ガス化学社製、CCL−HL832)に、シリコンチップ(10mm×10mm×厚み0.37mm)を、10mm間隔で縦3個×横3個(計9個)の状態でダイボンディング材(日東電工社製、EM−700J)にて実装したものである。得られた半導体パッケージの反り量を常温(約25℃)にて測定し、その反り量が1000μm未満であれば○、1000μm以上であれば×として評価した。
[Normal temperature warping characteristics]
Using each epoxy resin composition prepared above, the semiconductor element was resin-sealed by transfer molding (molding temperature 175 ° C., molding time 90 seconds), and post-cured at 175 ° C. × 3 hours to form a molded product (semiconductor Package). This semiconductor package has a silicon chip (10 mm) on a substrate (50 mm × 50 mm × thickness 0.22 mm: Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd., CCL-HL832) coated with solder resist (manufactured by Taiyo Ink Manufacturing Co., Ltd., PSR-4000 AUS308). × 10 mm × thickness 0.37 mm) is mounted with a die bonding material (EM-700J, manufactured by Nitto Denko Corporation) in a state of 3 vertical × 3 horizontal (total 9) at 10 mm intervals. The amount of warpage of the obtained semiconductor package was measured at room temperature (about 25 ° C.).

Figure 0006036054
Figure 0006036054

Figure 0006036054
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Figure 0006036054
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上記結果から、実施例および参考例のエポキシ樹脂組成物はいずれも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤および無機質充填剤を含有し、かつ誘電緩和測定での既定の周波数Kが25Hz以下であることから、HAST試験におけるCu−HAST信頼性(高温高湿信頼性)評価に優れた結果が得られた。なかでも、実施例1,のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂がビフェニル型エポキシ樹脂であり、かつ重量平均分子量が2500以下の、アルコキシ基を有さないシリコーン化合物を含有し、さらにイミダゾール系硬化促進剤を用い、無機質充填剤が高配合量であることから、高温高湿信頼性により優れるようになるとともに、よりワイヤー流れ特性および常温反り特性に優れる結果が得られた。 From the above results, the epoxy resin compositions of Examples and Reference Examples all contain an epoxy resin, a phenol resin, a curing accelerator, and an inorganic filler, and the predetermined frequency K in dielectric relaxation measurement is 25 Hz or less. Therefore, a result excellent in Cu-HAST reliability (high temperature and high humidity reliability) evaluation in the HAST test was obtained. Among them, the epoxy resin compositions of Examples 1 and 2 contain a silicone compound having no alkoxy group, the epoxy resin being a biphenyl type epoxy resin and a weight average molecular weight of 2500 or less, and further imidazole-based curing. Since the accelerator was used and the inorganic filler was in a high blending amount, the high temperature and high humidity reliability was improved, and the wire flow characteristics and the room temperature warping characteristics were more excellent.

これに対して、比較例のエポキシ樹脂組成物はいずれも、誘電緩和測定での既定の周波数Kが25Hzより大きいことから、HAST試験におけるCu−HAST信頼性(高温高湿信頼性)評価に劣る(200時間未満)結果となった。   On the other hand, since the predetermined frequency K in dielectric relaxation measurement is larger than 25 Hz, the epoxy resin composition of the comparative example is inferior in Cu-HAST reliability (high temperature and high humidity reliability) evaluation in the HAST test. (Less than 200 hours).

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、これを用いて形成された封止樹脂が、銅ワイヤーに対する高温高湿信頼性特性(HAST特性)等に優れた半導体装置を得ることを可能とするため、各種半導体素子の封止材料として有用である。   The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention makes it possible to obtain a semiconductor device in which a sealing resin formed using this has excellent high-temperature and high-humidity reliability characteristics (HAST characteristics) for copper wires. Therefore, it is useful as a sealing material for various semiconductor elements.

Claims (4)

下記の(A)〜()成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、上記(A)成分と(B)成分との配合割合が、(A)成分中のエポキシ基1当量あたり、(B)成分中の水酸基当量が0.5〜1.5当量であり、上記(C)成分の含有量が、上記(B)成分に対して1.0〜12.0重量%であり、上記(D)成分の含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の80〜92重量%であり、上記(E)成分の含有量が、エポキシ樹脂組成物全体の0.5〜5.0重量%であり、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を下記の条件(x)で硬化した後、下記の条件(y)にて吸湿処理してなる硬化物(誘電緩和測定装置の電極の直径以上×厚み1±0.6mmの円板状)を誘電緩和測定した際に、イオン分極起因の誘電損失のピーク上において、誘電損失が0.81±0.05となる時点の周波数が25Hz以下となることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
(A)ビフェニル型エポキシ樹脂。
(B)フェノール樹脂。
(C)イミダゾール系硬化促進剤。
(D)無機質充填剤。
(E)重量平均分子量が2500以下の、ケイ素に直接結合する官能基にアルコキシ基を含有せず、シラノール基を含有するシリコーン化合物であって、下記の一般式(a)で表される構造単位および下記の一般式(b)で表される構造単位を有するシリコーン化合物。
Figure 0006036054
(x)175±10℃×120±40秒間の加熱硬化の後、175±10℃×3±2時間のアフターキュア。
(y)130℃×85%RHにて80±30時間の吸湿処理。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the following (A)-( E ) component , Comprising: The compounding ratio of the said (A) component and (B) component is epoxy group 1 in (A) component. The hydroxyl group equivalent in the component (B) is 0.5 to 1.5 equivalents per equivalent, and the content of the component (C) is 1.0 to 12.0% by weight with respect to the component (B). The content of the component (D) is 80 to 92% by weight of the entire epoxy resin composition, and the content of the component (E) is 0.5 to 5.0 based on the entire epoxy resin composition. The cured product obtained by curing the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation under the following condition (x) and then performing moisture absorption under the following condition (y) (diameter of electrode of dielectric relaxation measuring device) Above × disk thickness of 1 ± 0.6mm), when measuring dielectric relaxation, peak of dielectric loss due to ion polarization Oite, epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which has a frequency at which the dielectric loss is 0.81 ± 0.05, characterized in that the following 25 Hz.
(A) Biphenyl type epoxy resin.
(B) Phenolic resin.
(C) Imidazole-based curing accelerator.
(D) Inorganic filler.
(E) A weight average molecular weight of 2500 or less, which is a silicone compound containing a silanol group and not containing an alkoxy group in a functional group directly bonded to silicon, and represented by the following general formula (a) And a silicone compound having a structural unit represented by the following general formula (b).
Figure 0006036054
(X) After curing at 175 ± 10 ° C. × 3 ± 2 hours after heat curing at 175 ± 10 ° C. × 120 ± 40 seconds.
(Y) Moisture absorption treatment at 130 ° C. × 85% RH for 80 ± 30 hours.
硬化前の粉末状態でのエポキシ樹脂組成物の、175℃における最低溶融粘度が100Pa・s以下である請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the epoxy resin composition in a powder state before curing has a minimum melt viscosity at 175 ° C of 100 Pa · s or less. 上記(B)成分が、フェノールノボラック樹脂、トリフェニルメタン型フェノール樹脂およびフェノールビフェニレン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項1または2記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 or 2, wherein the component (B) is at least one selected from the group consisting of a phenol novolac resin, a triphenylmethane type phenol resin, and a phenol biphenylene resin. 請求項1〜のいずれか一項に記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子を樹脂封止してなる半導体装置。 The semiconductor device formed by resin-sealing a semiconductor element using the epoxy resin composition for semiconductor sealing as described in any one of Claims 1-3 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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