JP6750659B2 - Sealing resin composition and semiconductor device - Google Patents

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本発明は、封止用樹脂組成物、および半導体装置に関する。 The present invention relates to a sealing resin composition and a semiconductor device.

ボンディングワイヤを備える半導体装置における信頼性向上のため、封止用樹脂組成物について様々な検討がなされている。このような技術としては、たとえば特許文献1に記載のものが挙げられる。 In order to improve reliability in a semiconductor device including a bonding wire, various studies have been made on a resin composition for sealing. As such a technique, for example, the technique described in Patent Document 1 can be cited.

特許文献1には、加水分解性塩素量が10〜20ppmのビフェニル型エポキシ樹脂を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物が記載されている。 Patent Document 1 describes an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing a biphenyl type epoxy resin having a hydrolyzable chlorine content of 10 to 20 ppm.

特開2013−67694号公報JP, 2013-67694, A

半導体素子と、半導体素子に接続され、かつCuを主成分とするボンディングワイヤと、を封止用樹脂組成物の硬化物により封止してなる半導体装置について、その信頼性を向上させることが求められている。 A semiconductor device obtained by encapsulating a semiconductor element and a bonding wire, which is connected to the semiconductor element and contains Cu as a main component, with a cured product of a resin composition for encapsulation is required to have improved reliability. Has been.

本発明によれば、
半導体素子と、前記半導体素子に接続され、かつCuの含有量が99.9質量%以上である金属材料により構成されるボンディングワイヤと、を封止するために用いられる封止用樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
イオン捕捉剤と、
カップリング剤と、
充填剤と、
を含み、
水酸化アルミニウムを含まず、
前記カップリング剤はメルカプトシランを含み、
前記封止用樹脂組成物の固形分全体に対する前記カップリング剤の含有量は、0.05質量%以上0.5質量%以下であり、
前記封止用樹脂組成物の固形分全体に対する前記イオン捕捉剤の含有量は、0.05質量%以上0.5質量%以下であり、
以下の条件1で測定されるpH(1)と、以下の条件2で測定されるpH(2)と、の差(pH(1)−pH(2))が0.1以上1.1以下である封止用樹脂組成物が提供される。
(条件1:前記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、粉砕直後の前記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH(1))を測定する)
(条件2:前記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、前記粉砕物を、175℃で500時間保管する。次いで、保管後の前記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH(2))を測定する)

According to the invention,
A resin composition for encapsulation used for encapsulating a semiconductor element and a bonding wire connected to the semiconductor element and made of a metal material having a Cu content of 99.9% by mass or more. There
Epoxy resin,
Hardener,
An ion scavenger,
A coupling agent,
A filler,
Including,
Does not contain aluminum hydroxide,
The coupling agent includes mercaptosilane,
The content of the coupling agent with respect to the entire solid content of the resin composition for sealing is 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less,
The content of the ion scavenger with respect to the entire solid content of the sealing resin composition is 0.05 mass% or more and 0.5 mass% or less,
And pH (1) measured under the following conditions 1, and pH (2) as measured under the following conditions 2, the difference (pH (1) -pH (2 )) is 0.1 to 1.1 The resin composition for sealing which is
(Condition 1: A cured product obtained by thermally curing the encapsulating resin composition under the conditions of 175° C. for 4 hours is pulverized to obtain a pulverized product. Next, 5 g of the pulverized product immediately after pulverization is diluted with 50 ml of pure water. After putting in the water, the pure water is subjected to hot water extraction treatment at 125° C. for 20 hours, and the pH (pH (1) ) of the obtained extract is measured)
(Condition 2: The encapsulating resin composition is thermally cured under the conditions of 175° C. for 4 hours to pulverize a cured product to obtain a pulverized product. Then, the pulverized product is stored at 175° C. for 500 hours. Next, 5 g of the crushed product after storage was put into 50 ml of pure water, and the pure water was subjected to hot water extraction treatment at 125° C. for 20 hours to obtain a pH ( pH (2) ) is measured)

本発明によれば、
半導体素子と、
前記半導体素子に接続され、かつCuを主成分とするボンディングワイヤと、
上述の封止用樹脂組成物の硬化物により構成され、かつ前記半導体素子と前記ボンディングワイヤを封止する封止樹脂と、
を備える半導体装置が提供される。
According to the invention,
Semiconductor element,
A bonding wire which is connected to the semiconductor element and contains Cu as a main component;
A sealing resin constituted by a cured product of the above-mentioned sealing resin composition, and sealing the semiconductor element and the bonding wire,
There is provided a semiconductor device comprising:

本発明によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, the reliability of the semiconductor device can be improved.

本実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on this embodiment.

以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same constituents will be referred to with the same numerals, and the description thereof will not be repeated.

図1は、本実施形態に係る半導体装置100を示す断面図である。
本実施形態に係る封止用樹脂組成物は、半導体素子と、上記半導体素子に接続され、かつCuを主成分とするボンディングワイヤと、を封止するために用いられる封止用樹脂組成物であって、エポキシ樹脂と、硬化剤と、を含む。また、封止用樹脂組成物は、以下の条件1で測定されるpH(1)と、以下の条件2で測定されるpH(2)と、の差(pH(1)−pH(2))が1.1以下である。
(条件1:上記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、粉砕直後の上記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH(1))を測定する)
(条件2:上記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、上記粉砕物を、175℃で500時間保管する。次いで、保管後の上記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH(2))を測定する)
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device 100 according to this embodiment.
The encapsulating resin composition according to the present embodiment is a encapsulating resin composition used for encapsulating a semiconductor element and a bonding wire containing Cu as a main component, which is connected to the semiconductor element. It contains an epoxy resin and a curing agent. In addition, the encapsulating resin composition has a difference (pH (1) -pH (2) ) between pH (1) measured under the following condition 1 and pH (2) measured under the following condition 2. ) Is 1.1 or less.
(Condition 1: A cured product obtained by thermally curing the encapsulating resin composition under the conditions of 175° C. for 4 hours is pulverized to obtain a pulverized product. Next, 5 g of the pulverized product immediately after pulverization is diluted with 50 ml of pure water. After being placed in the above, the pure water is subjected to hot water extraction treatment at 125° C. for 20 hours, and the pH (pH (1) ) of the obtained extract is measured)
(Condition 2: The encapsulating resin composition is thermally cured under the conditions of 175° C. for 4 hours to pulverize a cured product to obtain a pulverized product. Then, the pulverized product is stored at 175° C. for 500 hours. Next, after putting 5 g of the pulverized product after storage in 50 ml of pure water, the pure water was subjected to hot water extraction treatment under the conditions of 125° C. for 20 hours, and the pH of the obtained extract solution ( pH (2) ) is measured)

半導体装置の信頼性を示す指標の一つとして、高温保管特性が挙げられる。高温保管特性は、たとえばCuを主成分とするボンディングワイヤと半導体素子との接続部についての、高温環境下で保管した後の接続性に基づいて評価され得る。しかしながら、たとえば1000時間という長時間の高温保管時においては、ボンディングワイヤと半導体素子との良好な接続性を維持することが困難となることが懸念される。このため、とくに長時間の高温保管時であっても良好な接続性を維持し得るよう、高温保管特性のさらなる向上が求められていた。 High-temperature storage characteristics are one of the indicators of the reliability of semiconductor devices. The high temperature storage characteristics can be evaluated based on, for example, the connectivity of a bonding wire containing Cu as a main component and a semiconductor element after being stored in a high temperature environment. However, there is a concern that it will be difficult to maintain good connectivity between the bonding wire and the semiconductor element during high temperature storage for a long time of, for example, 1000 hours. Therefore, further improvement in high temperature storage characteristics has been demanded so that good connectivity can be maintained even during high temperature storage for a long time.

本発明者は、高温保管特性を向上させることが可能な封止用樹脂組成物について、鋭意検討した。その結果、上記条件1で測定されるpH(1)と、上記条件2で測定されるpH(2)と、の差(pH(1)−pH(2))を制御することによって、高温保管特性の向上を図ることができることを新たに知見した。本実施形態は、このような知見に基づいて、(pH(1)−pH(2))が1.1以下である封止用樹脂組成物を実現するものである。これにより、封止用樹脂組成物を用いて製造される半導体装置の高温保管特性を向上させることができる。したがって、半導体装置の信頼性を向上させることが可能となる。 The present inventor diligently studied a sealing resin composition capable of improving high-temperature storage characteristics. As a result, by controlling the difference (pH (1) -pH (2) ) between the pH (1) measured under the above condition 1 and the pH (2) measured under the above condition 2, high temperature storage It was newly discovered that the characteristics can be improved. The present embodiment realizes a sealing resin composition having (pH (1) -pH (2) ) of 1.1 or less based on such knowledge. This can improve the high-temperature storage characteristics of the semiconductor device manufactured using the encapsulating resin composition. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved.

以下、本実施形態に係る封止用樹脂組成物、および封止用樹脂組成物の硬化物により構成される封止樹脂50を備える半導体装置100について詳細に説明する。 Hereinafter, the semiconductor device 100 including the encapsulating resin composition according to the present embodiment and the encapsulating resin 50 composed of the cured product of the encapsulating resin composition will be described in detail.

まず、封止用樹脂組成物について説明する。
封止用樹脂組成物は、半導体素子と、半導体素子に接続され、かつCuを主成分とするボンディングワイヤと、を封止するために用いられる。本実施形態においては、半導体素子およびボンディングワイヤを、封止用樹脂組成物の硬化物により構成される封止樹脂により封止することにより、半導体パッケージが形成される場合が例示される。
First, the encapsulating resin composition will be described.
The encapsulating resin composition is used for encapsulating a semiconductor element and a bonding wire that is connected to the semiconductor element and contains Cu as a main component. In the present embodiment, a case where a semiconductor package is formed by encapsulating a semiconductor element and a bonding wire with an encapsulating resin composed of a cured product of an encapsulating resin composition is exemplified.

半導体素子は、たとえばリードフレームを構成するダイパッドもしくは有機基板等の基材上、または他の半導体素子上に搭載される。このとき、半導体素子は、ボンディングワイヤを介して、リードフレームを構成するアウターリード、有機基板または他の半導体素子と電気的に接続することとなる。ボンディングワイヤは、たとえば半導体素子に設けられる電極パッドに接続される。半導体素子の電極パッドは、たとえば少なくとも表面がAlを主成分とする金属材料により構成される。 The semiconductor element is mounted on a base material such as a die pad or an organic substrate forming a lead frame, or on another semiconductor element. At this time, the semiconductor element is electrically connected to the outer lead, the organic substrate, or another semiconductor element forming the lead frame via the bonding wire. The bonding wire is connected to, for example, an electrode pad provided on the semiconductor element. At least the surface of the electrode pad of the semiconductor element is made of, for example, a metal material containing Al as a main component.

ボンディングワイヤは、Cuを主成分とする金属材料により構成される。このような金属材料としては、たとえばCu単体からなる金属材料、またはCuを主成分として他の金属を含む合金材料が挙げられる。
本実施形態においては、Cuの含有量が99.9質量%以上である金属材料により構成されるボンディングワイヤを用いることが、低コスト化等の観点から好ましい態様の一例として挙げられる。一般的に、このようなCuワイヤを用いる場合、半導体装置の高温保管特性を向上させることが困難となることが懸念される。しかしながら、本実施形態によれば、後述するように(pH(1)−pH(2))を制御することによって、上述のようなCuワイヤを用いた場合であっても優れた高温保管特性を実現することができる。
The bonding wire is made of a metal material whose main component is Cu. As such a metal material, for example, a metal material composed of a simple substance of Cu or an alloy material containing Cu as a main component and containing another metal can be used.
In the present embodiment, using a bonding wire made of a metal material having a Cu content of 99.9% by mass or more is an example of a preferable aspect from the viewpoint of cost reduction and the like. In general, when using such a Cu wire, it may be difficult to improve the high temperature storage characteristics of the semiconductor device. However, according to the present embodiment, by controlling (pH (1) -pH (2) ) as described below, excellent high temperature storage characteristics can be obtained even when using the Cu wire as described above. Can be realized.

封止用樹脂組成物は、以下の条件1で測定されるpH(1)と、以下の条件2で測定されるpH(2)と、の差(pH(1)−pH(2))が1.1以下である。これにより、上述のように、半導体装置の高温保管特性を向上させることができる。 The encapsulating resin composition has a difference (pH (1) -pH (2) ) between the pH (1) measured under the following condition 1 and the pH (2) measured under the following condition 2. It is 1.1 or less. Thereby, as described above, the high temperature storage characteristics of the semiconductor device can be improved.

(条件1)
上記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、粉砕直後の上記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH(1))を測定する。
(Condition 1)
The encapsulating resin composition is thermally cured under the conditions of 175° C. for 4 hours to pulverize a cured product to obtain a pulverized product. Next, 5 g of the pulverized product immediately after pulverization was put into 50 ml of pure water, and the pure water was subjected to a hot water extraction treatment under the conditions of 125° C. for 20 hours to obtain a pH (pH ( 1) Measure).

(条件2)
上記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、上記粉砕物を、175℃で500時間保管する。次いで、保管後の上記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH(2))を測定する。
(Condition 2)
The encapsulating resin composition is thermally cured under the conditions of 175° C. for 4 hours to pulverize a cured product to obtain a pulverized product. Then, the pulverized product is stored at 175° C. for 500 hours. Next, after putting 5 g of the crushed product after storage in 50 ml of pure water, the pure water was subjected to a hot water extraction treatment under the conditions of 125° C. for 20 hours, and the pH (pH ( 2) Measure).

上記条件1および上記条件2において、硬化物の粉砕処理は、たとえばTI−100((株)シー・エム・ティー製)を用いて、硬化物5.2gを粉砕釜に入れて、2分間粉砕することにより行うことができる。また、上記条件1および上記条件2において、熱水抽出処理は、たとえば内容器がポリテトラフルオロエチレン製であり、外容器が金属製である耐圧容器を使用して行うことができる。また、上記条件2において、粉砕物の保管は、とくに限定されないが、たとえば温度175℃に保ったクリーンオーブン内に、上記封止用樹脂組成物を入れた密閉容器を載置することにより行うことが可能である。 In the above Condition 1 and Condition 2, for the pulverization treatment of the cured product, for example, TI-100 (manufactured by CMT Co., Ltd.) was used, 5.2 g of the cured product was placed in a pulverization kettle and pulverized for 2 minutes. This can be done by Further, in the above Condition 1 and Condition 2, the hot water extraction treatment can be performed using, for example, a pressure resistant container whose inner container is made of polytetrafluoroethylene and whose outer container is made of metal. Further, under the above condition 2, the crushed product is not particularly limited to be stored, but for example, it is carried out by placing a closed container containing the resin composition for sealing in a clean oven maintained at a temperature of 175°C. Is possible.

半導体装置の高温保管特性をより効果的に向上させる観点からは、(pH(1)−pH(2))が0.8以下であることがより好ましく、0.6以下であることがとくに好ましい。(pH(1)−pH(2))の下限値は、とくに限定されないが、たとえば0.1とすることができる。 From the viewpoint of more effectively improving the high temperature storage characteristics of the semiconductor device, (pH (1) -pH (2) ) is more preferably 0.8 or less, and particularly preferably 0.6 or less. .. The lower limit of (pH (1) -pH (2) ) is not particularly limited, but may be 0.1, for example.

本実施形態においては、封止用樹脂組成物の上記条件1により測定されるpH(1)が、5以上7以下であることが好ましく、5以上6.5以下であることがより好ましい。これにより、高温保管特性や耐リフロー性等の封止用樹脂組成物に求められる諸特性のバランスをより効果的に向上させることができる。したがって、封止用樹脂組成物を用いて得られる半導体装置の信頼性向上に寄与することも可能となる。 In the present embodiment, the pH (1) of the encapsulating resin composition measured under the above condition 1 is preferably 5 or more and 7 or less, and more preferably 5 or more and 6.5 or less. This makes it possible to more effectively improve the balance of various characteristics required for the encapsulating resin composition, such as high-temperature storage characteristics and reflow resistance. Therefore, it is possible to contribute to the improvement of the reliability of the semiconductor device obtained by using the sealing resin composition.

本実施形態において、封止用樹脂組成物のpH(1)、pH(2)、および(pH(1)−pH(2))は、たとえば封止用樹脂組成物に含まれる各成分の種類や含有量、および封止用樹脂組成物の調製方法等を適切に調整することにより制御することが可能である。この封止用樹脂組成物の調製方法の一例としては、後述する充填剤(C)に対するカップリング剤(D)による表面処理が挙げられる。 In the present embodiment, the pH (1) , pH (2) , and (pH (1) -pH (2) ) of the encapsulating resin composition are, for example, the types of each component contained in the encapsulating resin composition. The content can be controlled by appropriately adjusting the content, the content, the method for preparing the encapsulating resin composition, and the like. An example of the method for preparing this encapsulating resin composition is surface treatment with a coupling agent (D) for the filler (C) described below.

封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)と、硬化剤(B)と、を含む。これにより、封止用樹脂組成物を用いて、ボンディングワイヤおよび半導体素子を封止するための封止樹脂を形成することが可能となる。 The encapsulating resin composition contains an epoxy resin (A) and a curing agent (B). This makes it possible to form a sealing resin for sealing the bonding wire and the semiconductor element using the sealing resin composition.

((A)エポキシ樹脂)
エポキシ樹脂(A)としては、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は特に限定されない。
本実施形態において、エポキシ樹脂(A)は、たとえば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、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフタレン型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂から選択される一種類または二種類以上を含むことができる。これらの中でも、ナフタレン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、およびビフェニル型エポキシ樹脂のうちの一種または二種以上を含むことがより好ましく、アラルキル型エポキシ樹脂を含むことがとくに好ましい。なお、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、およびテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ならびにスチルベン型エポキシ樹脂は、結晶性を有するものであることが好ましい。
((A) Epoxy resin)
As the epoxy resin (A), general monomers, oligomers and polymers having two or more epoxy groups in one molecule can be used, and the molecular weight and the molecular structure thereof are not particularly limited.
In this embodiment, the epoxy resin (A) is, for example, a biphenyl type epoxy resin; a bisphenol type epoxy resin such as a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, or a tetramethylbisphenol F type epoxy resin; a stilbene type epoxy resin; a phenol. Novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins and other novolac type epoxy resins; triphenol methane type epoxy resins, polyfunctional epoxy resins such as alkyl-modified triphenol methane type epoxy resins; phenol aralkyl type epoxy resins having phenylene skeleton, biphenylene Aralkyl type epoxy resin such as phenol aralkyl type epoxy resin having a skeleton; dihydroxynaphthalene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin such as epoxy resin obtained by converting dimer of dihydroxynaphthalene into glycidyl ether; triglycidyl isocyanurate, monoallyl One or more selected from triazine nucleus-containing epoxy resins such as diglycidyl isocyanurate; bridged cyclic hydrocarbon compound-modified phenol type epoxy resins such as dicyclopentadiene modified phenol type epoxy resins can be contained. Among these, it is more preferable to contain one kind or two or more kinds of the naphthalene type epoxy resin, the aralkyl type epoxy resin, and the biphenyl type epoxy resin, and it is particularly preferable to contain the aralkyl type epoxy resin. The aralkyl type epoxy resin, the biphenyl type epoxy resin, the bisphenol A type epoxy resin, the bisphenol F type epoxy resin, the bisphenol type epoxy resin such as the tetramethylbisphenol F type epoxy resin, and the stilbene type epoxy resin have crystallinity. It is preferably one.

エポキシ樹脂(A)としては、下記式(1)で表されるエポキシ樹脂、下記式(2)で表されるエポキシ樹脂、下記式(3)で表されるエポキシ樹脂、および下記式(4)で表されるエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含有するものを用いることがより好ましい。これらの中でも、下記式(1)で表されるエポキシ樹脂、下記式(2)で表されるエポキシ樹脂、および下記式(4)で表されるエポキシ樹脂のうちの少なくとも一種を含有するものを用いることがとくに好ましい。 As the epoxy resin (A), an epoxy resin represented by the following formula (1), an epoxy resin represented by the following formula (2), an epoxy resin represented by the following formula (3), and a formula (4) below. It is more preferable to use a resin containing at least one selected from the group consisting of epoxy resins represented by. Among these, those containing at least one of the epoxy resin represented by the following formula (1), the epoxy resin represented by the following formula (2), and the epoxy resin represented by the following formula (4) It is particularly preferable to use.

Figure 0006750659
(式(1)中、Arはフェニレン基またはナフチレン基を表し、Arがナフチレン基の場合、グリシジルエーテル基はα位、β位のいずれに結合していてもよい。Arはフェニレン基、ビフェニレン基またはナフチレン基のうちのいずれか1つの基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に炭素数1〜10の炭化水素基を表す。gは0〜5の整数であり、hは0〜8の整数である。nは重合度を表し、その平均値は1〜3である)
Figure 0006750659
(In the formula (1), Ar 1 represents a phenylene group or a naphthylene group. When Ar 1 is a naphthylene group, the glycidyl ether group may be bonded to either the α-position or the β-position. Ar 2 is a phenylene group. , A biphenylene group or a naphthylene group, R a and R b each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, g is an integer of 0 to 5, and h is an integer of 0 to 8 .n 3 denote the degree of polymerization, the average value is 1-3)

Figure 0006750659
(式(2)中、複数存在するRは、それぞれ独立に水素原子または炭素数1〜4の炭化水素基を表す。nは重合度を表し、その平均値は0〜4である)
Figure 0006750659
(In the formula (2), a plurality of R c's each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. n 5 represents a degree of polymerization, and the average value thereof is 0 to 4).

Figure 0006750659
(式(3)中、複数存在するRおよびRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。nは重合度を表し、その平均値は0〜4である)
Figure 0006750659
(In the formula (3), a plurality of R d and R e each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. n 6 represents a degree of polymerization, and its average value is 0 to 4; Is)

Figure 0006750659
(式(4)中、Rはそれぞれ独立して水素または炭素数1〜4の炭化水素基を表し、Rはそれぞれ独立して炭素数1〜4の炭化水素基を表す。aおよびbは0または1の整数であり、cは0〜5の整数である)
Figure 0006750659
(In the formula (4), R f's each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and R g's each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. a and b Is an integer of 0 or 1 and c is an integer of 0-5)

封止用樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂(A)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがとくに好ましい。エポキシ樹脂(A)の含有量を上記下限値以上とすることにより、封止用樹脂組成物の流動性を向上させることができる。また、封止用樹脂組成物の粘度上昇に起因したボンディングワイヤ切れをより確実に抑制することも可能となる。一方で、封止用樹脂組成物中におけるエポキシ樹脂(A)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることがとくに好ましい。エポキシ樹脂(A)の含有量を上記上限値以下とすることにより、半導体装置の耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させることができる。 The content of the epoxy resin (A) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 1% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more, based on the entire encapsulating resin composition. It is particularly preferable that the content is 5% by mass or more. By setting the content of the epoxy resin (A) to be the above lower limit value or more, the fluidity of the encapsulating resin composition can be improved. Further, it becomes possible to more reliably suppress the breakage of the bonding wire due to the increase in the viscosity of the sealing resin composition. On the other hand, the content of the epoxy resin (A) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 50% by mass or less, and preferably 30% by mass or less, based on the entire encapsulating resin composition. More preferably, it is particularly preferably 20% by mass or less. By setting the content of the epoxy resin (A) to the above upper limit value or less, it is possible to improve the moisture resistance reliability and the reflow resistance of the semiconductor device.

((B)硬化剤)
封止用樹脂組成物に含まれる硬化剤(B)としては、たとえば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、および縮合型の硬化剤の3タイプに大別することができる。
((B) curing agent)
The curing agent (B) contained in the encapsulating resin composition can be roughly classified into three types, for example, a polyaddition type curing agent, a catalyst type curing agent, and a condensation type curing agent.

硬化剤(B)に用いられる重付加型の硬化剤としては、たとえばジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、メタキシレリレンジアミン(MXDA)などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、m−フェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド(DICY)、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物;ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物;ノボラック型フェノール樹脂、ポリビニルフェノールなどのフェノール樹脂系硬化剤;ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物;イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物;カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。 Examples of the polyaddition type curing agent used for the curing agent (B) include diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), aliphatic polyamines such as metaxylylenediamine (MXDA), diaminodiphenylmethane (DDM), In addition to aromatic polyamines such as m-phenylenediamine (MPDA) and diaminodiphenyl sulfone (DDS), polyamine compounds containing dicyandiamide (DICY), organic acid dihydralazide, and the like; hexahydrophthalic anhydride (HHPA), methyltetrahydrophthalic anhydride ( Acid anhydrides containing alicyclic acid anhydrides such as MTHPA), trimellitic anhydride (TMA), pyromellitic anhydride (PMDA), aromatic acid anhydrides such as benzophenonetetracarboxylic acid (BTDA); novolak type Phenolic resin-based curing agents such as phenolic resins and polyvinyl phenols; polymercaptan compounds such as polysulfides, thioesters and thioethers; isocyanate compounds such as isocyanate prepolymers and blocked isocyanates; organic acids such as carboxylic acid-containing polyester resins.

硬化剤(B)に用いられる触媒型の硬化剤としては、たとえばベンジルジメチルアミン(BDMA)、2,4,6−トリスジメチルアミノメチルフェノール(DMP−30)などの3級アミン化合物;2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール(EMI24)などのイミダゾール化合物;BF3錯体などのルイス酸などが挙げられる。 Examples of the catalyst-type curing agent used as the curing agent (B) include tertiary amine compounds such as benzyldimethylamine (BDMA) and 2,4,6-trisdimethylaminomethylphenol (DMP-30); 2-methyl Examples thereof include imidazole compounds such as imidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole (EMI24); Lewis acids such as BF3 complex.

硬化剤(B)に用いられる縮合型の硬化剤としては、たとえばレゾール型フェノール樹脂;メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂;メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂などが挙げられる。 Examples of the condensation-type curing agent used as the curing agent (B) include a resol-type phenol resin; a urea resin such as a methylol group-containing urea resin; and a melamine resin such as a methylol group-containing melamine resin.

これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、および保存安定性等についてのバランスを向上させる観点から、フェノール樹脂系硬化剤が好ましい。フェノール樹脂系硬化剤としては、一分子内にフェノール性水酸基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量、分子構造は特に限定されない。
硬化剤(B)として用いられるフェノール樹脂系硬化剤は、たと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、ビスフェノールノボラック等のノボラック型樹脂;ポリビニルフェノール;トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物等から選択される一種または二種以上を含むことができる。これらの中でも、耐リフロー性や高温保管特性のバランスを向上させる観点からは、アラルキル型樹脂および多官能型フェノール樹脂のうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。
Among these, a phenol resin-based curing agent is preferable from the viewpoint of improving the balance of flame resistance, moisture resistance, electrical characteristics, curability, storage stability, and the like. As the phenol resin-based curing agent, any of monomers, oligomers and polymers having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule can be used, and its molecular weight and molecular structure are not particularly limited.
Examples of the phenol resin-based curing agent used as the curing agent (B) include novolac type resins such as phenol novolac resin, cresol novolac resin, and bisphenol novolac resin; polyvinylphenol; polyfunctional phenol resins such as triphenolmethane type phenol resin; terpenes. Modified phenol resin such as modified phenol resin and dicyclopentadiene modified phenol resin; aralkyl type resin such as phenol aralkyl resin having phenylene skeleton and/or biphenylene skeleton, naphthol aralkyl resin having phenylene and/or biphenylene skeleton; bisphenol A, bisphenol One or more selected from bisphenol compounds such as F can be included. Among these, from the viewpoint of improving the balance between reflow resistance and high-temperature storage characteristics, it is preferable to include at least one of an aralkyl type resin and a polyfunctional phenol resin.

硬化剤(B)としては、下記式(5)で表される化合物、および下記式(6)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1種の硬化剤を含むことがとくに好ましい。 It is particularly preferable that the curing agent (B) contains at least one curing agent selected from the group consisting of the compound represented by the following formula (5) and the compound represented by the following formula (6).

Figure 0006750659
(式(5)中、Arはフェニレン基またはナフチレン基を表し、Arがナフチレン基の場合、水酸基はα位、β位のいずれに結合していてもよい。Arは、フェニレン基、ビフェニレン基またはナフチレン基のうちのいずれか1つの基を表す。RおよびRは、それぞれ独立に炭素数1〜10の炭化水素基を表す。iは0〜5の整数であり、jは0〜8の整数である。nは重合度を表し、その平均値は1〜3である)
Figure 0006750659
(In formula (5), Ar 3 represents a phenylene group or a naphthylene group, and when Ar 3 is a naphthylene group, the hydroxyl group may be bonded to either the α-position or the β-position. Ar 4 is a phenylene group, It represents any one of a biphenylene group and a naphthylene group, R n and R m each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, i is an integer of 0 to 5, and j is j. It is an integer of 0 to 8. n 4 represents the degree of polymerization, and its average value is 1 to 3).

Figure 0006750659
(式(6)中、複数存在するRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。nは重合度を表し、その平均値は0〜4である)
Figure 0006750659
(In formula (6), a plurality of R h each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. n 8 represents a degree of polymerization, and its average value is 0 to 4)

封止用樹脂組成物中における硬化剤(B)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、4質量%以上であることがとくに好ましい。硬化剤(B)の含有量を上記下限値以上とすることにより、十分な流動性を有する封止用樹脂組成物を実現し、成型性の向上を図ることができる。一方で、封止用樹脂組成物中における硬化剤(B)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して15質量%以下であることが好ましく、13質量%以下であることがより好ましく、11質量%以下であることがとくに好ましい。硬化剤(B)の含有量を上記上限値以下とすることにより、半導体装置の耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させることができる。 The content of the curing agent (B) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 2% by mass or more, and more preferably 3% by mass or more, based on the entire encapsulating resin composition. It is particularly preferable that the content is 4% by mass or more. By setting the content of the curing agent (B) to the above lower limit value or more, a sealing resin composition having sufficient fluidity can be realized and moldability can be improved. On the other hand, the content of the curing agent (B) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 15% by mass or less, and preferably 13% by mass or less, based on the entire encapsulating resin composition. More preferably, it is particularly preferably 11% by mass or less. By setting the content of the curing agent (B) to the upper limit value or less, the moisture resistance reliability and reflow resistance of the semiconductor device can be improved.

((C)充填剤)
封止用樹脂組成物は、たとえば充填剤(C)をさらに含むことができる。充填材(C)としては、一般の半導体封止用エポキシ樹脂組成物に使用されているものを用いることができ、たとえば溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイト、窒化珪素等の無機充填材、オルガノシリコーンパウダー、ポリエチレンパウダー等の有機充填材が挙げられる。これらのうち、溶融球状シリカを用いることがとくに好ましい。これらの充填材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、充填材(C)の形状としては、とくに限定されないが、封止用樹脂組成物の溶融粘度の上昇を抑えつつ、充填材の含有量を高める観点から、できるだけ真球状であり、かつ粒度分布がブロードであることが好ましい。
((C) Filler)
The encapsulating resin composition can further include a filler (C), for example. As the filler (C), those used in general epoxy resin compositions for semiconductor encapsulation can be used, for example, fused spherical silica, fused crushed silica, crystalline silica, talc, alumina, titanium white, nitride. Examples thereof include inorganic fillers such as silicon and organic fillers such as organosilicone powder and polyethylene powder. Of these, it is particularly preferable to use fused spherical silica. These fillers may be used alone or in combination of two or more.
Moreover, the shape of the filler (C) is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing the content of the filler while suppressing an increase in the melt viscosity of the encapsulating resin composition, it is as spherical as possible and has a particle size. It is preferred that the distribution is broad.

封止用樹脂組成物中における充填剤(C)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して、35質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、65質量%以上であることがとくに好ましい。充填剤(C)の含有量を上記下限値以上とすることにより、低吸湿性および低熱膨張性を向上させ、耐湿信頼性や耐リフロー性をより効果的に向上させることができる。一方で、封止用樹脂組成物中における充填剤(C)の含有量は、95質量%以下であることが好ましく、93質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることがとくに好ましい。充填剤(C)の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の流動性の低下にともなう成型性の低下や、高粘度化に起因したボンディングワイヤ流れ等を抑制することが可能となる。 The content of the filler (C) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 35% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more, based on the entire encapsulating resin composition. , 65% by mass or more is particularly preferable. By setting the content of the filler (C) to the above lower limit value or more, low hygroscopicity and low thermal expansion can be improved, and moisture resistance reliability and reflow resistance can be more effectively improved. On the other hand, the content of the filler (C) in the encapsulating resin composition is preferably 95 mass% or less, more preferably 93 mass% or less, and 90 mass% or less. Particularly preferred. By controlling the content of the filler (C) to be not more than the above upper limit, it is possible to suppress a decrease in moldability due to a decrease in fluidity of the encapsulating resin composition and a bonding wire flow due to an increase in viscosity. It becomes possible.

((D)カップリング剤)
充填剤(C)には、カップリング剤(D)を用いて表面処理が施すことができる。カップリング剤(D)としては、たとえばエポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン、メタクリルシラン等の各種シラン系化合物、チタン系化合物、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公知のカップリング剤を用いることができる。これらを例示すると、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−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−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、γ−アニリノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−[ビス(β−ヒドロキシエチル)]アミノプロピルトリエトキシシラン、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、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−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)アミノプロピルジメトキシメチルシラン、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、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、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、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、ビニ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、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルーブチリデン)プロピルアミンの加水分解物等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等のチタネート系カップリング剤が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、エポキシシラン、メルカプトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシランまたはビニルシランのシラン系化合物がより好ましい。また、耐リフロー性等の半導体装置の信頼性を向上させる観点からは、メルカプトシランを用いることがとくに好ましい。
((D) Coupling agent)
The filler (C) can be surface-treated with the coupling agent (D). Examples of the coupling agent (D) include various silane compounds such as epoxysilane, mercaptosilane, aminosilane, alkylsilane, ureidosilane, vinylsilane, and methacrylsilane, titanium compounds, aluminum chelates, and aluminum/zirconium compounds. A known coupling agent can be used. These are exemplified by vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxy. Silane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane , Vinyltriacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, γ-anilinopropylmethyldimethoxysilane, γ-[bis(β-hydroxyethyl) ] Aminopropyltriethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β-(aminoethyl)- γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-(β-aminoethyl)aminopropyldimethoxymethylsilane, N-(trimethoxysilylpropyl)ethylenediamine, N-(dimethoxymethylsilyl Isopropyl)ethylenediamine, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, N-β-(N-vinylbenzylaminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane , Vinyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propyl Silane coupling agents such as amine hydrolysates, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tris(dioctyl pyrophosphate) titanate, isopropyl tri(N-aminoethyl-aminoethyl) titanate, tetraoctyl bis(ditridecyl phosphite) Titanate, tetra(2,2-diallyloxymethyl-1-butyl)bis(ditridecyl)phosphite titanate, bis(dioctylpa) (Irophosphate) oxyacetate titanate, bis(dioctyl pyrophosphate) ethylene titanate, isopropyl trioctanoyl titanate, isopropyl dimethacryl isostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzene sulfonyl titanate, isopropyl isostearoyl diacrylic titanate, isopropyl tri(dioctyl phosphate) titanate , Titanate-based coupling agents such as isopropyl tricumyl phenyl titanate and tetraisopropyl bis(dioctyl phosphite) titanate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silane compounds such as epoxysilane, mercaptosilane, aminosilane, alkylsilane, ureidosilane or vinylsilane are more preferable. Further, from the viewpoint of improving the reliability of the semiconductor device such as reflow resistance, it is particularly preferable to use mercaptosilane.

充填剤(C)に対するカップリング剤(D)による表面処理は、たとえば次のように行うことができる。まず、充填剤(C)をミキサーに投入した後、撹拌を開始し、そこにさらにカップリング剤(D)を投入してこれらを1〜5分間撹拌し、充填剤(C)およびカップリング剤(D)の混合物を得る。次いで、この混合物をミキサーから取り出して放置する。放置時間は、適宜選択することができ、たとえば3分〜1時間とすることができる。これにより、カップリング剤(D)により表面処理が施された充填剤(C)が得られる。また、放置処理後の充填剤(C)に対して、さらに熱処理を施してもよい。熱処理は、たとえば30〜80℃、0.1〜10時間の条件下において行うことができる。さらに、本実施形態においては、ミキサー内の充填剤(C)に対して噴霧器を用いてカップリング剤(D)を噴霧しながら、充填剤(C)を撹拌することにより、充填剤(C)およびカップリング剤(D)の混合物を得てもよい。噴霧器としては、たとえば二流体ノズル等を備えた微細な液滴を噴霧し得る装置を用いることができる。このような噴霧器を使用することにより、充填剤(C)表面がより均一にカップリング剤(D)で処理され好ましい。
本実施形態においては、たとえば上記表面処理の条件を調整することにより、封止用樹脂組成物のpH(1)、pH(2)、および(pH(1)−pH(2))を制御することができる。この表面処理の条件としては、たとえば噴霧器の使用の有無、放置時間、熱処理の有無および熱処理条件等が挙げられる。
The surface treatment of the filler (C) with the coupling agent (D) can be performed, for example, as follows. First, after charging the filler (C) into the mixer, stirring is started, the coupling agent (D) is further charged therein, and these are stirred for 1 to 5 minutes to obtain the filler (C) and the coupling agent. A mixture of (D) is obtained. The mixture is then removed from the mixer and left to stand. The leaving time can be appropriately selected and can be set to, for example, 3 minutes to 1 hour. As a result, the filler (C) surface-treated with the coupling agent (D) is obtained. Further, the filler (C) after the standing treatment may be further heat-treated. The heat treatment can be performed, for example, under the conditions of 30 to 80° C. and 0.1 to 10 hours. Furthermore, in the present embodiment, the filler (C) is stirred by spraying the coupling agent (D) onto the filler (C) in the mixer using a sprayer. And a mixture of coupling agent (D) may be obtained. As the atomizer, for example, a device equipped with a two-fluid nozzle or the like and capable of atomizing fine droplets can be used. By using such an atomizer, the surface of the filler (C) is more uniformly treated with the coupling agent (D), which is preferable.
In the present embodiment, the pH (1) , pH (2) , and (pH (1) -pH (2) ) of the encapsulating resin composition are controlled, for example, by adjusting the conditions of the surface treatment. be able to. The conditions for this surface treatment include, for example, whether or not a sprayer is used, the standing time, the presence or absence of heat treatment, and heat treatment conditions.

なお、カップリング剤(D)は、充填剤(C)に対して上記表面処理を行うことにより封止用樹脂組成物に含まれる場合以外に、ミキサー内に直接投入して他の成分と混合することにより封止用樹脂組成物内に含まれていてもよい。 In addition, the coupling agent (D) is directly charged into a mixer and mixed with other components, except when the coupling agent (D) is contained in the encapsulating resin composition by performing the surface treatment on the filler (C). By doing so, it may be contained in the resin composition for sealing.

封止用樹脂組成物中におけるカップリング剤(D)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.15質量%以上であることがとくに好ましい。カップリング剤(D)の含有量を上記下限値以上とすることにより、封止用樹脂組成物中における充填剤(C)の分散性を良好なものとすることができる。このため、耐湿信頼性や耐リフロー性等をより効果的に向上させることが可能となる。一方で、封止用樹脂組成物中におけるカップリング剤(D)の含有量は、たとえば2質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがとくに好ましい。カップリング剤(D)の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の流動性を良好なものとし、成形性の向上を図ることができる。 The content of the coupling agent (D) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 0.05% by mass or more, and 0.1% by mass or more, based on the entire encapsulating resin composition. It is more preferable that the amount is 0.15 mass% or more, and it is particularly preferable. When the content of the coupling agent (D) is at least the above lower limit value, the dispersibility of the filler (C) in the encapsulating resin composition can be improved. Therefore, it is possible to more effectively improve the moisture resistance reliability, the reflow resistance, and the like. On the other hand, the content of the coupling agent (D) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and 0.5% by mass or less. Is particularly preferable. By setting the content of the coupling agent (D) to the above upper limit value or less, the fluidity of the encapsulating resin composition can be improved, and the moldability can be improved.

((E)イオン捕捉剤)
封止用樹脂組成物は、たとえばイオン捕捉剤(E)をさらに含むことができる。
イオン捕捉剤(E)としては、とくに限定されないが、たとえばハイドロタルサイト類および多価金属酸性塩等の無機イオン交換体が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、高温保管特性を向上させる観点からは、ハイドロタルサイト類を用いることがとくに好ましい。
((E) Ion scavenger)
The encapsulating resin composition can further include, for example, an ion scavenger (E).
The ion scavenger (E) is not particularly limited, and examples thereof include inorganic ion exchangers such as hydrotalcites and polyvalent metal acid salts. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is particularly preferable to use hydrotalcites from the viewpoint of improving the high temperature storage characteristics.

封止用樹脂組成物中におけるイオン捕捉剤(E)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.15質量%以上であることがとくに好ましい。イオン捕捉剤(E)の含有量を上記下限値以上とすることにより、高温保管特性をより効果的に向上させることができる。また、ボンディングワイヤと半導体素子との間における腐食を確実に抑制し、接続信頼性を良好に保つことができる。一方で、封止用樹脂組成物中におけるイオン捕捉剤(E)の含有量は、たとえば1質量%以下であることが好ましく、0.8質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることがとくに好ましい。イオン捕捉剤(E)の含有量を上記上限値以下とすることにより、半導体装置の耐湿信頼性や耐リフロー性を向上させることができる。 The content of the ion scavenger (E) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 0.05% by mass or more, and 0.1% by mass or more, based on the entire encapsulating resin composition. It is more preferable that the amount is 0.15 mass% or more, and it is particularly preferable. By setting the content of the ion scavenger (E) to be the lower limit value or more, the high temperature storage characteristics can be more effectively improved. In addition, corrosion between the bonding wire and the semiconductor element can be surely suppressed, and good connection reliability can be maintained. On the other hand, the content of the ion scavenger (E) in the sealing resin composition is, for example, preferably 1% by mass or less, more preferably 0.8% by mass or less, and 0.5% by mass. % Or less is particularly preferable. By setting the content of the ion scavenger (E) to be not more than the above upper limit, it is possible to improve the moisture resistance reliability and the reflow resistance of the semiconductor device.

(硬化促進剤(F))
封止用樹脂組成物は、たとえば硬化促進剤(F)を含むことができる。硬化促進剤(F)は、エポキシ樹脂(A)のエポキシ基と、硬化剤(B)(たとえば、フェノール樹脂系硬化剤のフェノール性水酸基)と、の架橋反応を促進させるものであればよく、たとえば一般の封止用エポキシ樹脂組成物に使用するものを用いることができる。
(Curing accelerator (F))
The encapsulating resin composition can include, for example, a curing accelerator (F). The curing accelerator (F) may be any agent that promotes a crosslinking reaction between the epoxy group of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) (for example, a phenolic hydroxyl group of a phenol resin curing agent), For example, those used for general epoxy resin compositions for sealing can be used.

本実施形態において、硬化促進剤(F)は、たとえば有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、ベンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾール等が例示されるアミジンや3級アミン、前記アミジンやアミンの4級塩等の窒素原子含有化合物から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。これらの中でも、硬化性を向上させる観点からはリン原子含有化合物を含むことがより好ましい。また、成形性と硬化性のバランスを向上させる観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有するものを含むことがより好ましい。 In the present embodiment, the curing accelerator (F) contains a phosphorus atom such as an organic phosphine, a tetra-substituted phosphonium compound, a phosphobetaine compound, an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, an adduct of a phosphonium compound and a silane compound, and the like. Compounds: 1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole, and the like, such as amidines and tertiary amines, nitrogen atoms containing quaternary salts of the amidines and amines It may contain one kind or two or more kinds selected from the compounds. Among these, it is more preferable to include a phosphorus atom-containing compound from the viewpoint of improving curability. Further, from the viewpoint of improving the balance between moldability and curability, it has latent properties such as tetra-substituted phosphonium compounds, phosphobetaine compounds, adducts of phosphine compounds and quinone compounds, and adducts of phosphonium compounds and silane compounds. It is more preferable to include those.

封止用樹脂組成物で用いることができる有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィンが挙げられる。 Examples of the organic phosphine that can be used in the encapsulating resin composition include a first phosphine such as ethylphosphine and phenylphosphine; a second phosphine such as dimethylphosphine and diphenylphosphine; trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, and triphenyl. A third phosphine such as phosphine may be mentioned.

封止用樹脂組成物で用いることができるテトラ置換ホスホニウム化合物としては、例えば下記一般式(7)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the tetra-substituted phosphonium compound that can be used in the encapsulating resin composition include compounds represented by the following general formula (7).

Figure 0006750659
(上記一般式(7)において、Pはリン原子を表す。R、R、RおよびRは芳香族基またはアルキル基を表す。Aはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも1つ有する芳香族有機酸のアニオンを表す。AHはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも1つ有する芳香族有機酸を表す。x、yは1〜3の数、zは0〜3の数であり、かつx=yである。)
Figure 0006750659
(In the general formula (7), P represents a phosphorus atom. R 4 , R 5 , R 6 and R 7 represent an aromatic group or an alkyl group. A is selected from a hydroxyl group, a carboxyl group and a thiol group. AH represents an anion of an aromatic organic acid having at least one functional group in the aromatic ring, wherein AH is an aromatic having at least one functional group selected from a hydroxyl group, a carboxyl group and a thiol group in the aromatic ring. Represents an organic acid, x and y are numbers 1 to 3, z is a number 0 to 3, and x=y.)

一般式(7)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られるがこれに限定されるものではない。まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで水を加えると、一般式(7)で表される化合物を沈殿させることができる。一般式(7)で表される化合物において、リン原子に結合するR、R、RおよびRがフェニル基であり、かつAHはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール類であり、かつAは該フェノール類のアニオンであるのが好ましい。上記フェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコールなどの単環式フェノール類、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、アントラキノールなどの縮合多環式フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどのビスフェノール類、フェニルフェノール、ビフェノールなどの多環式フェノール類などが例示される。 The compound represented by the general formula (7) can be obtained, for example, as follows, but is not limited thereto. First, a tetra-substituted phosphonium halide, an aromatic organic acid, and a base are mixed in an organic solvent and uniformly mixed to generate an aromatic organic acid anion in the solution system. Then, by adding water, the compound represented by the general formula (7) can be precipitated. In the compound represented by the general formula (7), R 4 , R 5 , R 6 and R 7 bonded to the phosphorus atom are phenyl groups, and AH is a compound having a hydroxyl group on the aromatic ring, that is, phenols. And A is preferably the anion of the phenols. Examples of the phenols include monocyclic phenols such as phenol, cresol, resorcin, and catechol, condensed polycyclic phenols such as naphthol, dihydroxynaphthalene, and anthraquinol, bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S, Examples thereof include polycyclic phenols such as phenylphenol and biphenol.

封止用樹脂組成物で用いることができるホスホベタイン化合物としては、例えば、下記一般式(8)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the phosphobetaine compound that can be used in the encapsulating resin composition include compounds represented by the following general formula (8).

Figure 0006750659
(上記一般式(8)において、Rは炭素数1〜3のアルキル基、Rはヒドロキシル基を表す。fは0〜5の数であり、gは0〜3の数である。)
Figure 0006750659
(In the general formula (8), R 8 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 9 represents a hydroxyl group. f is a number of 0 to 5 and g is a number of 0 to 3.)

一般式(8)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、第三ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。 The compound represented by the general formula (8) is obtained, for example, as follows. First, it is obtained through a step of bringing a triaromatic-substituted phosphine, which is a third phosphine, into contact with a diazonium salt, and substituting the triaromatic-substituted phosphine with the diazonium group of the diazonium salt. However, it is not limited to this.

封止用樹脂組成物で用いることができるホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、例えば、下記一般式(9)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the adduct of the phosphine compound and the quinone compound that can be used in the encapsulating resin composition include compounds represented by the following general formula (9).

Figure 0006750659
(上記一般式(9)において、Pはリン原子を表す。R10、R11およびR12は炭素数1〜12のアルキル基または炭素数6〜12のアリール基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。R13、R14およびR15は水素原子または炭素数1〜12の炭化水素基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよく、R14とR15が結合して環状構造となっていてもよい。)
Figure 0006750659
(In the general formula (9), P represents a phosphorus atom. R 10 , R 11 and R 12 represent an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms and are the same as each other. R 13 , R 14 and R 15 represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and may be the same or different from each other, and R 14 and R 15 are bonded to each other. And may have a ring structure.)

ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス(ベンジル)ホスフィン等の芳香環に無置換またはアルキル基、アルコキシル基等の置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基等の置換基としては1〜6の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。 Examples of the phosphine compound used for the adduct of the phosphine compound and the quinone compound include aromatic compounds such as triphenylphosphine, tris(alkylphenyl)phosphine, tris(alkoxyphenyl)phosphine, trinaphthylphosphine, and tris(benzyl)phosphine. Those having a substituent or a substituent such as an alkyl group and an alkoxyl group are preferred, and examples of the substituent such as an alkyl group and an alkoxyl group include those having a carbon number of 1 to 6. From the viewpoint of easy availability, triphenylphosphine is preferable.

また、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもp−ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。 Further, examples of the quinone compound used for the adduct of the phosphine compound and the quinone compound include benzoquinone and anthraquinones, and among them, p-benzoquinone is preferable from the viewpoint of storage stability.

ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。 As a method for producing an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, the adduct can be obtained by contacting and mixing in a solvent in which both the organic tertiary phosphine and the benzoquinone can be dissolved. As the solvent, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, which have low solubility in adducts, are preferable. However, it is not limited to this.

一般式(9)で表される化合物において、リン原子に結合するR10、R11およびR12がフェニル基であり、かつR13、R14およびR15が水素原子である化合物、すなわち1,4−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が封止用樹脂組成物の硬化物の熱時弾性率を低下させる点で好ましい。 In the compound represented by the general formula (9), R 10 , R 11 and R 12 bonded to the phosphorus atom are phenyl groups, and R 13 , R 14 and R 15 are hydrogen atoms, that is, 1, A compound to which 4-benzoquinone and triphenylphosphine are added is preferable from the viewpoint of lowering the elastic modulus of the cured product of the encapsulating resin composition when heated.

封止用樹脂組成物で用いることができるホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、例えば下記一般式(10)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the adduct of the phosphonium compound and the silane compound that can be used in the encapsulating resin composition include compounds represented by the following general formula (10).

Figure 0006750659
(上記一般式(10)において、Pはリン原子を表し、Siは珪素原子を表す。R16、R17、R18およびR19は、それぞれ、芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。式中R20は、基YおよびYと結合する有機基である。式中R21は、基YおよびYと結合する有機基である。YおよびYは、プロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基YおよびYが珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。YおよびYはプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基YおよびYが珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。R20およびR21は互いに同一であっても異なっていてもよく、Y、Y、YおよびYは互いに同一であっても異なっていてもよい。Zは芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基である。)
Figure 0006750659
(In the general formula (10), P represents a phosphorus atom and Si represents a silicon atom. R 16 , R 17 , R 18 and R 19 are each an organic group having an aromatic ring or a heterocycle, or a fatty group. R 20 represents a group group and may be the same or different from each other, wherein R 20 is an organic group bonded to the groups Y 2 and Y 3. In the formula, R 21 is a group Y 4 and Y 5 . Y 2 and Y 3 represent a group formed by a proton-donating group releasing a proton, and the groups Y 2 and Y 3 in the same molecule bond with a silicon atom to form a chelate structure. Y 4 and Y 5 represent groups formed by releasing a proton from a proton donating group, and the groups Y 4 and Y 5 in the same molecule bond with a silicon atom to form a chelate structure. R 20 and R 21 may be the same or different from each other, and Y 2 , Y 3 , Y 4 and Y 5 may be the same or different from each other, Z 1 is an aromatic ring or It is an organic group having a heterocycle or an aliphatic group.)

一般式(10)において、R16、R17、R18およびR19としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、n−ブチル基、n−オクチル基およびシクロヘキシル基等が挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等のアルキル基、アルコキシ基、水酸基などの置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。 In the general formula (10), R 16 , R 17 , R 18 and R 19 are, for example, phenyl group, methylphenyl group, methoxyphenyl group, hydroxyphenyl group, naphthyl group, hydroxynaphthyl group, benzyl group, methyl group. , An ethyl group, an n-butyl group, an n-octyl group, a cyclohexyl group, and the like. Among these, an alkyl group such as a phenyl group, a methylphenyl group, a methoxyphenyl group, a hydroxyphenyl group, and a hydroxynaphthyl group, an alkoxy group. An aromatic group having a substituent such as a hydroxyl group or an unsubstituted aromatic group is more preferable.

また、一般式(10)において、R20は、YおよびYと結合する有機基である。同様に、R21は、基YおよびYと結合する有機基である。YおよびYはプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基YおよびYが珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。同様にYおよびYはプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基YおよびYが珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。基R20およびR21は互いに同一であっても異なっていてもよく、基Y、Y、Y、およびYは互いに同一であっても異なっていてもよい。このような一般式(10)中の−Y−R20−Y−、および−Y−R21−Y−で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを2個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、分子内にカルボキシル基、または水酸基を少なくとも2個有する有機酸が好ましく、さらには芳香環を構成する隣接する炭素にカルボキシル基または水酸基を少なくとも2個有する芳香族化合物が好ましく、芳香環を構成する隣接する炭素に水酸基を少なくとも2個有する芳香族化合物がより好ましく、例えば、カテコール、ピロガロール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,2'−ビフェノール、1,1'−ビ−2−ナフトール、サリチル酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、クロラニル酸、タンニン酸、2−ヒドロキシベンジルアルコール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,2−プロパンジオールおよびグリセリン等が挙げられるが、これらの中でも、カテコール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。 In addition, in the general formula (10), R 20 is an organic group bonded to Y 2 and Y 3 . Similarly, R 21 is an organic group bonded to the groups Y 4 and Y 5 . Y 2 and Y 3 are groups formed by releasing a proton from a proton donating group, and the groups Y 2 and Y 3 in the same molecule bond with a silicon atom to form a chelate structure. Similarly, Y 4 and Y 5 are groups formed by releasing a proton from a proton donating group, and the groups Y 4 and Y 5 in the same molecule bond with a silicon atom to form a chelate structure. The groups R 20 and R 21 may be the same or different from each other, and the groups Y 2 , Y 3 , Y 4 and Y 5 may be the same or different from each other. In the group represented by —Y 2 —R 20 —Y 3 — and —Y 4 —R 21 —Y 5 — in the general formula (10), the proton donor releases two protons. The proton donor is preferably an organic acid having at least two carboxyl groups or hydroxyl groups in the molecule, and further, a carboxyl group or a hydroxyl group at an adjacent carbon atom forming an aromatic ring. Is preferably an aromatic compound having at least two, and more preferably an aromatic compound having at least two hydroxyl groups on adjacent carbons forming an aromatic ring, for example, catechol, pyrogallol, 1,2-dihydroxynaphthalene, 2,3- Dihydroxynaphthalene, 2,2'-biphenol, 1,1'-bi-2-naphthol, salicylic acid, 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, chloranilic acid, tannic acid, 2-hydroxy Examples thereof include benzyl alcohol, 1,2-cyclohexanediol, 1,2-propanediol, and glycerin. Among these, catechol, 1,2-dihydroxynaphthalene, and 2,3-dihydroxynaphthalene are more preferable.

また、一般式(10)中のZは、芳香環または複素環を有する有機基または脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基およびオクチル基等の脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基およびビフェニル基等の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基等のグリシジルオキシ基、メルカプト基、アミノ基を有するアルキル基およびビニル基等の反応性置換基等が挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基およびビフェニル基が熱安定性の面から、より好ましい。 Further, Z 1 in the general formula (10) represents an organic group or an aliphatic group having an aromatic ring or a heterocycle, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, Aliphatic hydrocarbon groups such as hexyl group and octyl group, aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, benzyl group, naphthyl group and biphenyl group, glycidyloxy groups such as glycidyloxypropyl group, mercaptopropyl group and aminopropyl group , A mercapto group, an alkyl group having an amino group, a reactive substituent such as a vinyl group, and the like. Among them, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group are preferable from the viewpoint of thermal stability. , And more preferable.

ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法としては、メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン等のシラン化合物、2,3−ジヒドロキシナフタレン等のプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド−メタノール溶液を滴下する。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド等のテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。しかし、これに限定されるものではない。 As a method for producing an adduct of a phosphonium compound and a silane compound, a flask containing methanol is dissolved by adding a silane compound such as phenyltrimethoxysilane and a proton donor such as 2,3-dihydroxynaphthalene, and then dissolving at room temperature. A sodium methoxide-methanol solution is added dropwise with stirring. Further, a solution prepared by dissolving a tetra-substituted phosphonium halide such as tetraphenylphosphonium bromide prepared in advance in methanol is added dropwise thereto at room temperature with stirring to precipitate crystals. The precipitated crystals are filtered, washed with water, and vacuum dried to obtain an adduct of a phosphonium compound and a silane compound. However, it is not limited to this.

封止用樹脂組成物中における硬化促進剤(F)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。硬化促進剤(F)の含有量を上記下限値以上とすることにより、封止用樹脂組成物の硬化性が低下することを抑制できる。一方で、封止用樹脂組成物中における硬化促進剤(F)の含有量は、たとえば封止用樹脂組成物全体に対して1質量%以下であることが好ましく、0.8質量%以下であることがより好ましい。硬化促進剤(F)の含有量を上記上限値以下とすることにより、封止用樹脂組成物の流動性が低下することを抑制できる。 The content of the curing accelerator (F) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 0.05% by mass or more, and 0.1% by mass or more with respect to the entire encapsulating resin composition. Is more preferable. By setting the content of the curing accelerator (F) to the above lower limit value or more, it is possible to suppress deterioration of the curability of the encapsulating resin composition. On the other hand, the content of the curing accelerator (F) in the encapsulating resin composition is, for example, preferably 1% by mass or less, and 0.8% by mass or less, based on the entire encapsulating resin composition. More preferably. By setting the content of the curing accelerator (F) to the above upper limit value or less, it is possible to prevent the fluidity of the encapsulating resin composition from decreasing.

封止用樹脂組成物には、さらに必要に応じて、カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤;シリコーンゴム等の低応力成分;カルナバワックス等の天然ワックス、合成ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、ホスファゼン等の難燃剤;酸化防止剤等の各種添加剤を適宜配合してもよい。 The encapsulating resin composition may further contain, if necessary, colorants such as carbon black and red iron oxide; low stress components such as silicone rubber; natural waxes such as carnauba wax; synthetic waxes; higher fatty acids such as zinc stearate; Releasing agents such as metal salts or paraffin; flame retardants such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, zinc molybdate, and phosphazene; various additives such as antioxidants may be appropriately mixed.

封止用樹脂組成物としては、たとえば前述の各成分を、公知の手段で混合し、さらにロール、ニーダーまたは押出機等の混練機で溶融混練し、冷却した後に粉砕したものなど、必要に応じて適宜分散度や流動性等を調整したものを用いることができる。 As the sealing resin composition, for example, the above-mentioned components are mixed by a known means, further melt-kneaded by a kneader such as a roll, a kneader or an extruder, cooled, and then pulverized. It is possible to use those whose dispersion degree and fluidity are appropriately adjusted.

次に、本実施形態に係る半導体装置100について説明する。
半導体装置100は、半導体素子20と、ボンディングワイヤ40と、封止樹脂50と、を備えている。ボンディングワイヤ40は、半導体素子20に接続され、かつCuを主成分とする。また、封止樹脂50は、上述した封止用樹脂組成物の硬化物により構成され、半導体素子20およびボンディングワイヤ40を封止する。
Next, the semiconductor device 100 according to this embodiment will be described.
The semiconductor device 100 includes a semiconductor element 20, a bonding wire 40, and a sealing resin 50. The bonding wire 40 is connected to the semiconductor element 20 and contains Cu as a main component. The encapsulating resin 50 is composed of a cured product of the encapsulating resin composition described above, and encapsulates the semiconductor element 20 and the bonding wire 40.

半導体素子20は、基材30上に搭載される。基材30は、たとえばリードフレームまたは有機基板である。また、基材30は、ボンディングワイヤ40に接続される。図2では、リードフレームである基材30のうちのダイパッド32上に、ダイアタッチ材10を介して半導体素子20が搭載される場合が例示される。リードフレームである基材30は、たとえばCuまたは42アロイを主成分とする金属材料により構成される。なお、半導体素子20は、他の半導体素子上に配置されていてもよい。 The semiconductor element 20 is mounted on the base material 30. The base material 30 is, for example, a lead frame or an organic substrate. Further, the base material 30 is connected to the bonding wire 40. FIG. 2 illustrates a case where the semiconductor element 20 is mounted on the die pad 32 of the base material 30 which is the lead frame via the die attach material 10. The base material 30, which is a lead frame, is made of, for example, a metal material whose main component is Cu or 42 alloy. The semiconductor element 20 may be arranged on another semiconductor element.

半導体素子20の上面には、たとえば複数の電極パッド22が形成されている。半導体素子20に設けられた電極パッド22の少なくとも表面層は、たとえばAlを主成分とする金属材料により構成されている。これにより、Cuを主成分とするボンディングワイヤ40と電極パッド22との接続信頼性を向上させることができる。
図1においては、ボンディングワイヤ40が、半導体素子20の電極パッド22と、基材30のうちのアウターリード34と、を電気的に接続する場合が例示されている。
A plurality of electrode pads 22, for example, are formed on the upper surface of the semiconductor element 20. At least the surface layer of the electrode pad 22 provided on the semiconductor element 20 is made of, for example, a metal material containing Al as a main component. Thereby, the connection reliability between the bonding wire 40 containing Cu as a main component and the electrode pad 22 can be improved.
FIG. 1 illustrates the case where the bonding wire 40 electrically connects the electrode pad 22 of the semiconductor element 20 and the outer lead 34 of the base material 30.

封止樹脂50は、上述の封止用樹脂組成物の硬化物により構成されている。このため、基材30やボンディングワイヤ40に対する密着性が良好であり、耐リフロー性や耐湿信頼性、高温動作特性に優れた半導体装置100が得られることとなる。この効果は、ボンディングワイヤ40がCuを主成分とする金属材料により構成され、かつ基材30がCuまたは42アロイを主成分とする金属材料により構成される場合に、とくに顕著に得られる。また、半導体装置100の高温保管特性の向上を図ることも可能である。 The sealing resin 50 is composed of a cured product of the sealing resin composition described above. Therefore, the adhesion to the base material 30 and the bonding wire 40 is good, and the semiconductor device 100 having excellent reflow resistance, moisture resistance reliability, and high temperature operation characteristics can be obtained. This effect is particularly remarkable when the bonding wire 40 is made of a metal material containing Cu as a main component and the base material 30 is made of a metal material containing Cu or 42 alloy as a main component. It is also possible to improve the high temperature storage characteristics of the semiconductor device 100.

半導体装置100は、たとえば次のように製造される。
まず、基材30上に、半導体素子20を搭載する。次いで、基材30と半導体素子20を、Cuを主成分とするボンディングワイヤ40により互いに接続させる。次いで、半導体素子20と、ボンディングワイヤ40と、を上述の封止用樹脂組成物により封止する。封止成形の方法としては、とくに限定されないが、たとえばトランスファー成形法または圧縮成形法が挙げられる。これにより、半導体装置100が製造されることとなる。
The semiconductor device 100 is manufactured, for example, as follows.
First, the semiconductor element 20 is mounted on the base material 30. Next, the base material 30 and the semiconductor element 20 are connected to each other by a bonding wire 40 containing Cu as a main component. Then, the semiconductor element 20 and the bonding wire 40 are sealed with the above-mentioned sealing resin composition. The sealing molding method is not particularly limited, and examples thereof include a transfer molding method and a compression molding method. As a result, the semiconductor device 100 is manufactured.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 半導体素子と、前記半導体素子に接続され、かつCuを主成分とするボンディングワイヤと、を封止するために用いられる封止用樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
を含み、
以下の条件1で測定されるpH (1) と、以下の条件2で測定されるpH (2) と、の差(pH (1) −pH (2) )が1.1以下である封止用樹脂組成物。
(条件1:前記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、粉砕直後の前記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH (1) )を測定する)
(条件2:前記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、前記粉砕物を、175℃で500時間保管する。次いで、保管後の前記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH (2) )を測定する)
2. 1.に記載の封止用樹脂組成物において、
pH (1) が5以上7以下である封止用樹脂組成物。
3. 1.または2.に記載の封止用樹脂組成物において、
イオン捕捉剤をさらに含む封止用樹脂組成物。
4. 3.に記載の封止用樹脂組成物において、
前記封止用樹脂組成物の固形分全体に対する前記イオン捕捉剤の含有量は、0.05質量%以上1質量%以下である封止用樹脂組成物。
5. 半導体素子と、
前記半導体素子に接続され、かつCuを主成分とするボンディングワイヤと、
1.〜4.いずれか一つに記載の封止用樹脂組成物の硬化物により構成され、かつ前記半導体素子と前記ボンディングワイヤを封止する封止樹脂と、
を備える半導体装置。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within the scope of achieving the object of the present invention are included in the present invention.
Hereinafter, an example of the reference mode will be additionally described.
1. A sealing resin composition used for sealing a semiconductor element and a bonding wire containing Cu as a main component, which is connected to the semiconductor element,
Epoxy resin,
Hardener,
Including,
And pH (1) measured under the following conditions 1, and pH (2) as measured under the following conditions 2, the difference (pH (1) -pH (2 )) is 1.1 or less sealing Resin composition.
(Condition 1: The cured resin obtained by thermally curing the encapsulating resin composition under the conditions of 175° C. for 4 hours is pulverized to obtain a pulverized product. Next, 5 g of the pulverized product immediately after pulverization is diluted with 50 ml of pure water. After putting in the water, the pure water is subjected to hot water extraction treatment at 125° C. for 20 hours, and the pH (pH (1) ) of the obtained extract is measured)
(Condition 2: The encapsulating resin composition is thermally cured under the conditions of 175° C. for 4 hours to pulverize a cured product to obtain a pulverized product. Then, the pulverized product is stored at 175° C. for 500 hours. Next, 5 g of the crushed product after storage was put into 50 ml of pure water, and the pure water was subjected to hot water extraction treatment under the conditions of 125° C. for 20 hours to obtain a pH ( pH (2) ) is measured)
2. 1. In the encapsulating resin composition according to
A sealing resin composition having a pH (1) of 5 or more and 7 or less.
3. 1. Or 2. In the encapsulating resin composition according to
A resin composition for encapsulation, which further comprises an ion scavenger.
4. 3. In the encapsulating resin composition according to
The encapsulating resin composition has a content of the ion scavenger with respect to the entire solid content of the encapsulating resin composition of 0.05% by mass or more and 1% by mass or less.
5. Semiconductor element,
A bonding wire which is connected to the semiconductor element and contains Cu as a main component;
1. ~4. A sealing resin that is composed of a cured product of the sealing resin composition according to any one of the above, and that seals the semiconductor element and the bonding wire,
A semiconductor device comprising:

次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.

(封止用樹脂組成物)
実施例1〜14および比較例1〜2のそれぞれについて、以下のように封止用樹脂組成物を調整した。まず、充填剤(C)に対して、表1に示す配合量のカップリング剤(D)により表面処理を施した。次いで、表1に示す配合に従い、各成分を、ミキサーを用いて15〜28℃で混合した。次いで、得られた混合物を、70〜100℃でロール混練した。次いで、混練後の混合物を冷却し、粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。なお、表1中における各成分の詳細は下記のとおりである。また、表1中の単位は、質量%である。
(Resin composition for sealing)
For each of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 and 2, a resin composition for encapsulation was prepared as follows. First, the filler (C) was surface-treated with the coupling agent (D) in the blending amount shown in Table 1. Then, according to the formulation shown in Table 1, the respective components were mixed at 15 to 28°C using a mixer. Then, the obtained mixture was roll-kneaded at 70 to 100°C. Then, the mixture after kneading was cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition. The details of each component in Table 1 are as follows. The unit in Table 1 is% by mass.

(A)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(NC−3000P、日本化薬(株)製)
エポキシ樹脂2:ビフェニル型エポキシ樹脂(YX4000K、三菱化学(株)製)
エポキシ樹脂3:ナフタレン型エポキシ樹脂(HP−4770、DIC(株)製)
(A) Epoxy resin Epoxy resin 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl type epoxy resin (NC-3000P, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
Epoxy resin 2: Biphenyl type epoxy resin (YX4000K, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
Epoxy resin 3: naphthalene type epoxy resin (HP-4770, manufactured by DIC Corporation)

(B)硬化剤
硬化剤1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂(MEH−7851SS、明和化成(株)製)
硬化剤2:フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂(XLC−4L、三井化学(株)製)
硬化剤3:トリフェノールメタン型フェノール樹脂(MEH−7500、明和化成(株)製)
(B) Curing agent Curing agent 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl resin (MEH-7851SS, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
Curing agent 2: Phenylene skeleton-containing phenol aralkyl resin (XLC-4L, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
Hardener 3: Triphenol methane type phenol resin (MEH-7500, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)

(C)充填剤
充填剤1:シリカ(平均粒径26μm、比表面積2.4mm/g)
充填剤2:シリカ(SO−25R、(株)アドマテックス製、平均粒径0.5μm、比表面積6.0mm/g)
(C) Filler Filler 1: Silica (average particle size 26 μm, specific surface area 2.4 mm 2 /g)
Filler 2: Silica (SO-25R, manufactured by Admatechs Co., Ltd., average particle size 0.5 μm, specific surface area 6.0 mm 2 /g)

(D)カップリング剤
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−803)
(D) Coupling agent γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-803)

(E)イオン捕捉剤
ハイドロタルサイト(DHT−4H、協和化学工業(株)製)
(E) Ion scavenger hydrotalcite (DHT-4H, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.)

(F)硬化促進剤
硬化促進剤1:下記式(11)にて表される化合物
硬化促進剤2:下記式(12)にて表される化合物
(F) Curing accelerator Curing accelerator 1: Compound represented by the following formula (11) Curing accelerator 2: Compound represented by the following formula (12)

Figure 0006750659
Figure 0006750659

(硬化促進剤1の合成方法)
冷却管及び攪拌装置付きのセパラブルフラスコにベンゾキノン6.49g(0.060mol)、トリフェニルホスフィン17.3g(0.066mol)およびアセトン40mlを仕込み、攪拌下、室温で反応した。析出した結晶をアセトンで洗浄後、ろ過、乾燥し暗緑色結晶の硬化促進剤1を得た。
(Method of synthesizing curing accelerator 1)
A separable flask equipped with a cooling tube and a stirrer was charged with 6.49 g (0.060 mol) of benzoquinone, 17.3 g (0.066 mol) of triphenylphosphine and 40 ml of acetone, and reacted at room temperature with stirring. The precipitated crystals were washed with acetone, filtered and dried to obtain a hardening accelerator 1 of dark green crystals.

Figure 0006750659
Figure 0006750659

(硬化促進剤2の合成方法)
冷却管及び攪拌装置付きのセパラブルフラスコに2,3−ジヒドロキシナフタレン12.81g(0.080mol)、テトラフェニルホスホニウムブロミド16.77g(0.040mol)およびメタノール100mlを仕込み攪拌し、均一に溶解させた。予め水酸化ナトリウム1.60g(0.04ml)を10mlのメタノールに溶解した水酸化ナトリウム溶液をフラスコ内に徐々に滴下すると結晶が析出した。析出した結晶をろ過、水洗、真空乾燥し、硬化促進剤2を得た。
(Method of synthesizing curing accelerator 2)
A separable flask equipped with a cooling tube and a stirrer was charged with 12.81 g (0.080 mol) of 2,3-dihydroxynaphthalene, 16.77 g (0.040 mol) of tetraphenylphosphonium bromide and 100 ml of methanol, and stirred to dissolve uniformly. It was A sodium hydroxide solution prepared by previously dissolving 1.60 g (0.04 ml) of sodium hydroxide in 10 ml of methanol was gradually dropped into the flask to precipitate crystals. The precipitated crystal was filtered, washed with water, and vacuum dried to obtain a curing accelerator 2.

(G)離型剤
カルナバワックス
(G) Release agent carnauba wax

実施例1〜4、7〜14および比較例1〜2において、充填剤(C)に対するカップリング剤(D)による表面処理は、次のように行った。まず、充填剤1および充填剤2をミキサーに投入した後、撹拌を開始し、そこにさらにカップリング剤(D)を投入してこれらを3.0分間撹拌して、充填剤1、充填剤2およびカップリング剤(D)の混合物を得た。次いで、この混合物をミキサーから取り出し、表1に示す時間(放置時間)放置した。これにより、カップリング剤(D)により表面処理が施された充填剤(C)を得た。
実施例5においては、上記混合物を放置した後、55℃、3時間の条件下で上記混合物に対して熱処理を行う点を除いて、実施例1と同様に表面処理を行った。
実施例6においては、次のようにして充填剤1、充填剤2およびカップリング剤(D)の混合物を得た点を除いて、実施例1と同様に表面処理を行った。まず、充填剤1および充填剤2をミキサーに投入して、これらを混合した。そして、ミキサー内の充填剤1および充填剤2に対して噴霧器を用いてカップリング剤(D)を噴霧しながら、これらを3.0分間撹拌し、充填剤1、充填剤2およびカップリング剤(D)の混合物を得た。次いで、この混合物をミキサーから取り出し、表1に示す時間(放置時間)放置した。
In Examples 1 to 4, 7 to 14 and Comparative Examples 1 to 2, the surface treatment with the coupling agent (D) with respect to the filler (C) was performed as follows. First, after charging the filler 1 and the filler 2 into the mixer, stirring is started, the coupling agent (D) is further charged therein, and these are stirred for 3.0 minutes to obtain the filler 1 and the filler. A mixture of 2 and the coupling agent (D) was obtained. Next, this mixture was taken out of the mixer and left for the time (standing time) shown in Table 1. As a result, a filler (C) surface-treated with the coupling agent (D) was obtained.
In Example 5, the surface treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that after the mixture was allowed to stand, the mixture was heat-treated at 55° C. for 3 hours.
In Example 6, the surface treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the mixture of the filler 1, the filler 2 and the coupling agent (D) was obtained as follows. First, the filler 1 and the filler 2 were put into a mixer to mix them. Then, while spraying the coupling agent (D) on the filler 1 and the filler 2 in the mixer using a sprayer, these are stirred for 3.0 minutes to obtain the filler 1, the filler 2, and the coupling agent. A mixture of (D) was obtained. Next, this mixture was taken out of the mixer and left for the time (standing time) shown in Table 1.

(pH(1)の測定)
各実施例および各比較例について、得られた封止用樹脂組成物のpH(1)を次のように測定した。まず、封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得た。粉砕処理は、TI−100((株)シー・エム・ティー製)にて、硬化物5.2gを粉砕釜に入れて、2分間粉砕することにより行った。次いで、粉砕直後の上記粉砕物5gを、純水50ml中に入れた。次いで、この純水に対し、125℃、20時間の条件下で内容器がポリテトラフルオロエチレン製であり、外容器が金属製である耐圧容器を使用して熱水抽出処理を行った。これにより得られた抽出液のpHをpHメータで測定し、これをpH(1)とした。
(Measurement of pH (1) )
The pH (1) of the obtained encapsulating resin composition for each of the examples and the comparative examples was measured as follows. First, a cured product obtained by thermally curing the encapsulating resin composition under the conditions of 175° C. for 4 hours was pulverized to obtain a pulverized product. The crushing treatment was carried out by using TI-100 (manufactured by CMT Co., Ltd.) to put 5.2 g of the cured product in a crushing pot and crushing for 2 minutes. Next, 5 g of the pulverized product immediately after pulverization was put into 50 ml of pure water. Next, this pure water was subjected to hot water extraction treatment under the conditions of 125° C. and 20 hours using a pressure resistant container in which the inner container was made of polytetrafluoroethylene and the outer container was made of metal. The pH of the extract thus obtained was measured with a pH meter and defined as pH (1) .

(pH(2)の測定)
各実施例および各比較例について、得られた封止用樹脂組成物のpH(2)を次のように測定した。まず、封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得た。粉砕処理は、TI−100((株)シー・エム・ティー製)にて、硬化物5.2gを粉砕釜に入れて、2分間粉砕することにより行った。次いで、得られた上記粉砕物を、175℃で500時間保管した。次いで、保管後の上記粉砕物5gを、純水50ml中に入れた。次いで、この純水に対し、125℃、20時間の条件下で内容器がポリテトラフルオロエチレン製であり、外容器が金属製である耐圧容器を使用して熱水抽出処理を行った。これにより得られた抽出液のpHをpHメータで測定し、これをpH(2)とした。
(Measurement of pH (2) )
The pH (2) of the encapsulating resin composition obtained in each of the examples and the comparative examples was measured as follows. First, a cured product obtained by thermally curing the encapsulating resin composition under the conditions of 175° C. for 4 hours was pulverized to obtain a pulverized product. The crushing treatment was carried out by using TI-100 (manufactured by CMT Co., Ltd.) to put 5.2 g of the cured product in a crushing pot and crushing for 2 minutes. Then, the obtained pulverized product was stored at 175° C. for 500 hours. Next, 5 g of the crushed product after storage was put in 50 ml of pure water. Next, this pure water was subjected to hot water extraction treatment under the conditions of 125° C. and 20 hours using a pressure resistant container in which the inner container was made of polytetrafluoroethylene and the outer container was made of metal. The pH of the extract thus obtained was measured with a pH meter and defined as pH (2) .

(半導体装置の作製)
実施例1〜14、比較例1〜2のそれぞれについて、次のように半導体装置を作製した。
まず、アルミニウム製電極パッドを備えるTEG(Test Element Group)チップ(3.5mm×3.5mm)を、表面がAgによりめっきされたリードフレームのダイパッド部上に搭載した。次いで、TEGチップの電極パッド(以下、電極パッド)と、リードフレームのアウターリード部と、をCu99.9%の金属材料により構成されるボンディングワイヤを用いて、ワイヤピッチ120μmでワイヤボンディングした。これにより得られた構造体を、低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入圧力10.0MPa、硬化時間2分の条件で封止用樹脂組成物を用いて封止成形し、半導体パッケージを作製した。その後、得られた半導体パッケージを175℃、4時間の条件で後硬化し、半導体装置を得た。
(Fabrication of semiconductor device)
For each of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 and 2, semiconductor devices were manufactured as follows.
First, a TEG (Test Element Group) chip (3.5 mm×3.5 mm) provided with an electrode pad made of aluminum was mounted on the die pad portion of the lead frame whose surface was plated with Ag. Next, the electrode pad of the TEG chip (hereinafter referred to as the electrode pad) and the outer lead portion of the lead frame were wire-bonded at a wire pitch of 120 μm using a bonding wire made of a Cu 99.9% metal material. The structure thus obtained is sealed and molded using a resin composition for sealing under conditions of a mold temperature of 175° C., an injection pressure of 10.0 MPa and a curing time of 2 minutes using a low pressure transfer molding machine, A semiconductor package was manufactured. Then, the obtained semiconductor package was post-cured at 175° C. for 4 hours to obtain a semiconductor device.

(MSL(耐リフロー性評価))
実施例1〜14、比較例1〜2のそれぞれについて、得られた半導体装置12個に対し85℃相対湿度60%の環境下に168時間放置した後、IRリフロー処理(260℃)を行った。次いで、処理後の半導体装置内部を超音波探傷装置で観察し、封止樹脂と、リードフレームと、の界面において剥離が生じた面積を算出した。全ての半導体装置について剥離面積が5%未満の場合を◎、5%以上10%以下の場合を○、10%を超える場合を×とした。
(MSL (Reflow resistance evaluation))
In each of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 and 2, the obtained 12 semiconductor devices were left in an environment of 85° C. and a relative humidity of 60% for 168 hours, and then IR reflow treatment (260° C.) was performed. .. Next, the inside of the processed semiconductor device was observed with an ultrasonic flaw detector, and the area where peeling occurred at the interface between the sealing resin and the lead frame was calculated. For all semiconductor devices, the case where the peeled area is less than 5% is marked as ⊚, the case where the peeled area is 5% or more and 10% or less is marked as ◯, and the case where it exceeds 10% is marked as x.

(HTSL(高温保管特性評価))
実施例1〜14、比較例1〜2のそれぞれについて、得られた半導体装置を150℃の環境下に保管し、24時間ごとに半導体チップの電極パッドとボンディングワイヤとの間における電気抵抗値を測定し、その値が初期値に対して20%増加した半導体装置を不良とした。2000時間保管しても不良が発生しなかったものを◎、1000〜2000時間の間に不良が発生したものを○、1000時間以内に不良が発生したものを×とした。
(HTSL (High temperature storage characteristic evaluation))
For each of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 and 2, the obtained semiconductor device was stored in an environment of 150° C., and the electrical resistance value between the electrode pad of the semiconductor chip and the bonding wire was measured every 24 hours. The measurement was performed, and the semiconductor device whose value increased by 20% from the initial value was determined to be defective. A sample in which no defect occurred even after 2000 hours of storage was rated as ⊚, a sample in which a defect occurred in 1000 to 2000 hours was rated as ◯, and a sample in which a defect occurred within 1000 hours was rated as x.

Figure 0006750659
Figure 0006750659

表1に示すように、実施例1〜14においては、耐リフロー性および高温保管特性について良好な結果が得られた。実施例1〜6、8、10、12〜14は、実施例7、9、11と比較して、さらに優れた高温保管特性を示した。また、実施例2〜14は、実施例1と比較して、さらに優れた耐リフロー性を示した。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 14, good results were obtained with respect to reflow resistance and high temperature storage characteristics. Examples 1-6,8,10,12-14 showed the more excellent high temperature storage characteristic compared with Examples 7,9,11. Further, Examples 2 to 14 showed further excellent reflow resistance as compared with Example 1.

100 半導体装置
10 ダイアタッチ材
20 半導体素子
22 電極パッド
30 基材
32 ダイパッド
34 アウターリード
40 ボンディングワイヤ
50 封止樹脂
100 semiconductor device 10 die attach material 20 semiconductor element 22 electrode pad 30 base material 32 die pad 34 outer lead 40 bonding wire 50 sealing resin

Claims (11)

半導体素子と、前記半導体素子に接続され、かつCuの含有量が99.9質量%以上である金属材料により構成されるボンディングワイヤと、を封止するために用いられる封止用樹脂組成物であって、
エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
イオン捕捉剤と、
カップリング剤と、
充填剤と、
を含み、
水酸化アルミニウムを含まず、
前記カップリング剤はメルカプトシランを含み、
前記封止用樹脂組成物の固形分全体に対する前記カップリング剤の含有量は、0.05質量%以上0.5質量%以下であり、
前記封止用樹脂組成物の固形分全体に対する前記イオン捕捉剤の含有量は、0.05質量%以上0.5質量%以下であり、
以下の条件1で測定されるpH(1)と、以下の条件2で測定されるpH(2)と、の差(pH(1)−pH(2))が0.1以上1.1以下である封止用樹脂組成物。
(条件1:前記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、粉砕直後の前記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH(1))を測定する)
(条件2:前記封止用樹脂組成物を175℃、4時間の条件により熱硬化させて得られる硬化物を粉砕し、粉砕物を得る。次いで、前記粉砕物を、175℃で500時間保管する。次いで、保管後の前記粉砕物5gを純水50ml中に入れた後、この純水に対し125℃、20時間の条件下で熱水抽出処理を行い、得られた抽出液のpH(pH(2))を測定する)
A sealing resin composition used for sealing a semiconductor element and a bonding wire which is connected to the semiconductor element and which is made of a metal material having a Cu content of 99.9 mass% or more. There
Epoxy resin,
Hardener,
An ion scavenger,
A coupling agent,
A filler,
Including,
Does not contain aluminum hydroxide,
The coupling agent includes mercaptosilane,
The content of the coupling agent with respect to the entire solid content of the resin composition for sealing is 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less,
The content of the ion scavenger with respect to the entire solid content of the sealing resin composition is 0.05 mass% or more and 0.5 mass% or less,
The difference between the pH (1) measured under the following condition 1 and the pH (2) measured under the following condition 2 (pH(1)-pH(2)) is 0.1 or more and 1.1 or less. Which is a resin composition for sealing.
(Condition 1: A cured product obtained by thermally curing the encapsulating resin composition under the conditions of 175° C. for 4 hours is pulverized to obtain a pulverized product. Next, 5 g of the pulverized product immediately after pulverization is diluted with 50 ml of pure water. After putting in the water, the pure water is subjected to hot water extraction treatment at 125° C. for 20 hours, and the pH (pH(1)) of the obtained extract is measured)
(Condition 2: The encapsulating resin composition is thermally cured under the conditions of 175° C. for 4 hours to pulverize a cured product to obtain a pulverized product. Then, the pulverized product is stored at 175° C. for 500 hours. Next, 5 g of the crushed product after storage was put into 50 ml of pure water, and the pure water was subjected to hot water extraction treatment at 125° C. for 20 hours to obtain a pH ( pH (2)) is measured)
請求項1に記載の封止用樹脂組成物において、
pH(1)が5以上7以下である封止用樹脂組成物。
The resin composition for sealing according to claim 1,
A resin composition for encapsulation having a pH (1) of 5 or more and 7 or less.
請求項1または2に記載の封止用樹脂組成物において、
前記イオン捕捉剤がハイドロタルサイト類および多価金属酸性塩から選択される少なくとも一種を含む封止用樹脂組成物。
The encapsulating resin composition according to claim 1 or 2 ,
A resin composition for encapsulation, wherein the ion scavenger contains at least one selected from hydrotalcites and polyvalent metal acid salts.
請求項1乃至のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
前記カップリング剤はメルカプトシランのみからなる封止用樹脂組成物。
The encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 3 ,
The said coupling agent is a resin composition for sealing which consists only of mercaptosilane.
請求項1乃至のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
前記充填剤が溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、結晶シリカ、タルク、アルミナ、チタンホワイト、および窒化珪素から選択される一種または二種以上を含む封止用樹脂組成物。
The encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 4 ,
A sealing resin composition in which the filler contains one or more selected from fused spherical silica, fused crushed silica, crystalline silica, talc, alumina, titanium white, and silicon nitride.
請求項1乃至のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
前記封止用樹脂組成物全体に対する前記充填剤の含有量は35質量%以上95質量%以下である封止用樹脂組成物。
The encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 5 ,
Content of the said filler with respect to the said whole resin composition for sealing is 35 mass% or more and 95 mass% or less, The resin composition for sealing.
請求項1乃至いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
前記エポキシ樹脂はナフタレン型エポキシ樹脂を含む封止用樹脂組成物。
The resin composition for sealing according to any one of claims 1 to 6 ,
The epoxy resin is a sealing resin composition containing a naphthalene type epoxy resin.
請求項1乃至いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
前記封止用樹脂組成物全体に対する前記エポキシ樹脂の含有量は1質量%以上50質量%以下である封止用樹脂組成物。
The encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 7 ,
Content of the said epoxy resin with respect to the said whole sealing resin composition is 1 mass% or more and 50 mass% or less, The resin composition for sealing.
請求項1乃至いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
前記硬化剤がフェノール樹脂系硬化剤を含む封止用樹脂組成物。
The encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 8 ,
A resin composition for encapsulation, wherein the curing agent contains a phenolic resin curing agent.
請求項1乃至いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物において、
前記封止用樹脂組成物全体に対する前記硬化剤の含有量は2質量%以上15質量%以下である封止用樹脂組成物。
The resin composition for sealing according to any one of claims 1 to 9 ,
Content of the said hardening|curing agent with respect to the said whole sealing resin composition is 2 mass% or more and 15 mass% or less.
半導体素子と、
前記半導体素子に接続され、かつCuの含有量が99.9質量%以上である金属材料により構成されるボンディングワイヤと、
請求項1乃至10いずれか一項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物により構成され、かつ前記半導体素子と前記ボンディングワイヤを封止する封止樹脂と、
を備える半導体装置。
Semiconductor element,
A bonding wire which is connected to the semiconductor element and is made of a metal material having a Cu content of 99.9 mass% or more ;
A sealing resin which is composed of a cured product of the sealing resin composition according to any one of claims 1 to 10 , and which seals the semiconductor element and the bonding wire.
A semiconductor device comprising:
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