JP6758051B2 - Liquid epoxy resin compositions, semiconductor encapsulants, and semiconductor devices - Google Patents

Liquid epoxy resin compositions, semiconductor encapsulants, and semiconductor devices Download PDF

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Description

本発明は、液状エポキシ樹脂組成物、半導体封止剤、および半導体装置に関し、特に、クリーピング抑制に優れる液状エポキシ樹脂組成物、この液状エポキシ樹脂組成物を用いる半導体封止剤、および半導体装置に関する。 The present invention relates to a liquid epoxy resin composition, a semiconductor encapsulant, and a semiconductor device, and more particularly to a liquid epoxy resin composition excellent in creeping suppression, a semiconductor encapsulant using this liquid epoxy resin composition, and a semiconductor device. ..

現在、半導体装置には、半導体チップの電極と基板の配線との接合に、主に鉛フリーはんだが使用されている。ここで、半導体チップは、信頼性保持等のために、エポキシ樹脂を主成分とする半導体封止剤で封止されている。 Currently, in semiconductor devices, lead-free solder is mainly used for joining the electrodes of semiconductor chips and the wiring of a substrate. Here, the semiconductor chip is sealed with a semiconductor encapsulant containing an epoxy resin as a main component in order to maintain reliability and the like.

従来、エポキシ樹脂組成物の硬化剤として、フェノール系が主として使用されていた。しかし、現在、半導体装置の接合に使用されている鉛フリーはんだは、融点が高い、硬い、靱性が高い、という特徴がある。エポキシ樹脂組成物を、これらの特性を有する鉛フリーはんだに対応させるためには、ガラス転移点(Tg)を高くさせる必要があり、フェノール系硬化剤で対応させることは困難である。 Conventionally, phenolic compounds have been mainly used as curing agents for epoxy resin compositions. However, lead-free solders currently used for bonding semiconductor devices are characterized by having a high melting point, being hard, and having high toughness. In order to make the epoxy resin composition compatible with lead-free solder having these characteristics, it is necessary to increase the glass transition point (Tg), and it is difficult to make it compatible with a phenolic curing agent.

エポキシ樹脂組成物のTgを高くさせる方法として、アミン系硬化剤を使用することが考えられる。しかしながら、アミン系硬化剤は、耐湿性、耐サーマルサイクル性に優れるものの、硬化速度が遅いため、半導体封止剤として半導体チップに塗布した後、エポキシ樹脂組成物が硬化する前に、半導体チップ上にエポキシ樹脂が這い上がるクリーピングという現象が発生しやすい、という問題がある。 As a method for increasing the Tg of the epoxy resin composition, it is conceivable to use an amine-based curing agent. However, although the amine-based curing agent is excellent in moisture resistance and thermal cycle resistance, the curing speed is slow. Therefore, after applying the amine-based curing agent to the semiconductor chip as a semiconductor encapsulant, before the epoxy resin composition is cured, it is placed on the semiconductor chip. There is a problem that the phenomenon of creeping in which the epoxy resin creeps up is likely to occur.

図1に、クリーピングの発生を説明するための模式図を示す。図1の左図では、基板と半導体チップであるSiダイが、バンプで接続されている。なお、図1の左図では、基板とSiダイは、半導体封止剤の濡れ性を改善するため、プラズマ処理される。図1の中央図では、Siダイの周囲に、半導体封止剤の1種であるアンダーフィル剤(CUF)をディスペンスし、基板とSiダイ間に、アンダーフィル剤を表面張力等で侵入させる。その後、図1の右図に示すように、アンダーフィル剤を加熱硬化させるときに、アンダーフィル剤がSiダイの上部に這い上がるクリーピングが発生する。 FIG. 1 shows a schematic diagram for explaining the occurrence of creeping. In the left figure of FIG. 1, the substrate and the Si die, which is a semiconductor chip, are connected by bumps. In the left figure of FIG. 1, the substrate and the Si die are plasma-treated in order to improve the wettability of the semiconductor encapsulant. In the central view of FIG. 1, an underfill agent (CUF), which is a kind of semiconductor encapsulant, is dispensed around the Si die, and the underfill agent penetrates between the substrate and the Si die by surface tension or the like. After that, as shown in the right figure of FIG. 1, when the underfill agent is heat-cured, creeping occurs in which the underfill agent creeps up on the upper part of the Si die.

本発明者らは、アミン系硬化剤を含むエポキシ樹脂組成物のクリーピングを抑制するため、エポキシ樹脂組成物にジメチルポリシロキサンを添加することを検討した。ここで、エポキシ樹脂へのジメチルポリシロキサンの添加としては、フェノール樹脂100重量部に対し、所定のシリコーン重合体100重量部以下を予め加熱溶融させた混融物を、エポキシ樹脂100重量部に対しシリコーン重合体4〜30を配合し溶融混練することを特徴とするエポキシ樹脂成形材料の製造法が、報告されている(特許文献1)。 The present inventors have studied the addition of dimethylpolysiloxane to the epoxy resin composition in order to suppress creeping of the epoxy resin composition containing an amine-based curing agent. Here, as the addition of dimethylpolysiloxane to the epoxy resin, a blend obtained by preheating and melting 100 parts by weight or less of a predetermined silicone polymer with respect to 100 parts by weight of the phenol resin is added to 100 parts by weight of the epoxy resin. A method for producing an epoxy resin molding material, which comprises blending silicone polymers 4 to 30 and melt-kneading, has been reported (Patent Document 1).

特開平05−194714号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-194714

しかしながら、上記エポキシ樹脂成形材料の製造法は、フェノール樹脂を使用しているため、上述のように、エポキシ樹脂のTgが低く、鉛フリーはんだを使用する半導体装置に使用しにくい、という問題がある。 However, since the manufacturing method of the epoxy resin molding material uses a phenol resin, there is a problem that the Tg of the epoxy resin is low and it is difficult to use it in a semiconductor device using lead-free solder as described above. ..

本発明は、エポキシ樹脂のTgを高くし、耐湿性、耐サーマルサイクル性に優れるアミン系硬化剤を使用し、かつクリーピングを抑制することができる液状エポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid epoxy resin composition capable of increasing the Tg of an epoxy resin, using an amine-based curing agent having excellent moisture resistance and thermal cycle resistance, and suppressing creeping. To do.

本発明は、以下の構成を有することによって上記問題を解決した液状エポキシ樹脂組成物、半導体封止剤、および半導体装置に関する。
〔1〕(A)エポキシ樹脂、(B)アミン系硬化剤、および(C)一般式(1):
The present invention relates to a liquid epoxy resin composition, a semiconductor encapsulant, and a semiconductor device that solve the above problems by having the following configurations.
[1] (A) epoxy resin, (B) amine-based curing agent, and (C) general formula (1):

(式中、nは1〜200である)で表されるジメチルポリシロキサン、または一般式(1)で表されるジメチルポリシロキサンを、エポキシで変性したものを含み、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分との合計100質量部に対して、0.01〜0.30質量部であることを特徴とする、液状エポキシ樹脂組成物。
Includes dimethylpolysiloxane represented by (in the formula, n is 1 to 200) or dimethylpolysiloxane represented by the general formula (1) modified with epoxy .
A liquid epoxy resin composition, wherein the component (C) is 0.01 to 0.30 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the components (A) and (B).

本発明〔1〕によれば、アミン系硬化剤を使用し、かつクリーピングを抑制することができる液状エポキシ樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention [1], it is possible to provide a liquid epoxy resin composition that can use an amine-based curing agent and suppress creeping.

本発明〔5〕によれば、アミン系硬化剤を使用し、かつクリーピングを抑制することができる液状エポキシ樹脂組成物による半導体封止剤を得ることができる。本発明〔6〕によれば、アミン系硬化剤を使用し、かつクリーピングを抑制することができる液状エポキシ樹脂組成物により、高信頼性の半導体装置を得ることができる。 According to the present invention [5], it is possible to obtain a semiconductor encapsulant using a liquid epoxy resin composition that can suppress creeping while using an amine-based curing agent. According to the present invention [6], a highly reliable semiconductor device can be obtained by using a liquid epoxy resin composition that uses an amine-based curing agent and can suppress creeping.

クリーピングの発生を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the occurrence of creeping.

本発明の液状エポキシ樹脂組成物(以下、樹脂組成物という)は、(A)エポキシ樹脂、(B)アミン系硬化剤、および(C)一般式(1): The liquid epoxy resin composition of the present invention (hereinafter referred to as a resin composition) comprises (A) an epoxy resin, (B) an amine-based curing agent, and (C) a general formula (1):

(式中、nは1〜200である)で表されるジメチルポリシロキサンを含み、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分との合計100質量部に対して、0.01〜0.30質量部であることを特徴とする。
Contains dimethylpolysiloxane represented by (in the formula, n is 1 to 200).
The component (C) is 0.01 to 0.30 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the component (A) and the component (B).

(A)成分は、樹脂組成物に、接着性、硬化性を付与し、硬化後の樹脂組成物に、耐久性、耐熱性を付与する。(A)成分としては、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂、液状ナフタレン型エポキシ樹脂、液状アミノフェノール型エポキシ樹脂、液状水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、液状脂環式エポキシ樹脂、液状アルコールエーテル型エポキシ樹脂、液状環状脂肪族型エポキシ樹脂、液状フルオレン型エポキシ樹脂、液状シロキサン系エポキシ樹脂等が挙げられ、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂、液状ナフタレン型エポキシ樹脂、液状アミノフェノール型エポキシ樹脂が、接着性、硬化性、耐久性、耐熱性の観点から好ましい。また、エポキシ当量は、粘度調整の観点から、80〜250g/eqが好ましい。市販品としては、新日鐵化学製ビスフェノールF型エポキシ樹脂(品名:YDF8170)、DIC製ビスフェノールA型エポキシ樹脂(品名:EXA−850CRP)、新日鐵化学製ビスフェノールF型エポキシ樹脂(品名:YDF870GS)、DIC製ナフタレン型エポキシ樹脂(品名:HP4032D)、三菱化学製アミノフェノール型エポキシ樹脂(グレード:JER630、JER630LSD)、モメンティブ・パフォーマンス製シロキサン系エポキシ樹脂(品名:TSL9906)、新日鐵化学株式会社製1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル(品名:ZX1658GS)等が、挙げられる。(A)成分は、単独でも2種以上を併用してもよい。 The component (A) imparts adhesiveness and curability to the resin composition, and imparts durability and heat resistance to the cured resin composition. As the component (A), liquid bisphenol A type epoxy resin, liquid bisphenol F type epoxy resin, liquid naphthalene type epoxy resin, liquid aminophenol type epoxy resin, liquid hydrogenated bisphenol type epoxy resin, liquid alicyclic epoxy resin, liquid Examples thereof include alcohol ether type epoxy resin, liquid cyclic aliphatic type epoxy resin, liquid fluorene type epoxy resin, liquid siloxane type epoxy resin, liquid bisphenol A type epoxy resin, liquid bisphenol F type epoxy resin, liquid naphthalene type epoxy resin, and the like. A liquid aminophenol type epoxy resin is preferable from the viewpoint of adhesiveness, curability, durability and heat resistance. The epoxy equivalent is preferably 80 to 250 g / eq from the viewpoint of viscosity adjustment. Commercially available products include Nippon Steel Chemical's bisphenol F type epoxy resin (product name: YDF8170), DIC's bisphenol A type epoxy resin (product name: EXA-850CRP), and Nippon Steel Chemical's bisphenol F type epoxy resin (product name: YDF870GS). ), DIC naphthalene type epoxy resin (product name: HP4032D), Mitsubishi Chemical's aminophenol type epoxy resin (grade: JER630, JER630LSD), Momentive Performance's siloxane-based epoxy resin (product name: TSL9906), Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Examples thereof include 1,4-cyclohexanedimethanol diglycidyl ether (trade name: ZX1658GS) manufactured by Japan, Ltd. The component (A) may be used alone or in combination of two or more.

(B)成分であるアミン系硬化剤としては、エポキシ基と付加反応しうる活性水素を分子内に1個以上有するものであればよく、特に限定されない。アミン化合物としては、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、n−プロピルアミン、2−ヒドロキシエチルアミノプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、4,4’−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン等の脂肪族アミン化合物;4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2−メチルアニリン等の芳香族アミン化合物;イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール等のイミダゾール化合物;イミダゾリン、2−メチルイミダゾリン、2−エチルイミダゾリン等のイミダゾリン化合物等が挙げられる。(B)成分としては、反応性、信頼性の観点から、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルチオトルエンジアミン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタンが、好ましい。 The amine-based curing agent as the component (B) is not particularly limited as long as it has one or more active hydrogens in the molecule capable of addition reaction with the epoxy group. Examples of the amine compound include diethyltoluenediamine, dimethylthiotoludiamine, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, n-propylamine, 2-hydroxyethylaminopropylamine and cyclohexylamine. , 4,4'-Diamino-dicyclohexylmethane and other aliphatic amine compounds; 4,4'-diaminodiphenylmethane, 2-methylaniline and other aromatic amine compounds; imidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2- Imidazole compounds such as isopropyl imidazole; imidazoline compounds such as imidazoline, 2-methyl imidazoline, 2-ethyl imidazoline and the like can be mentioned. As the component (B), diethyltoluenediamine, dimethylthiotoluenediamine, and 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane are preferable from the viewpoint of reactivity and reliability.

(B)成分の市販品としては、三洋化成工業製アミン系硬化剤(商品名:T−12)、日本化薬製アミン4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン(品名:カヤハードAA)等が、挙げられる。(B)成分は、単独でも2種以上を併用してもよい。 Commercially available products of the component (B) include an amine-based curing agent manufactured by Sanyo Chemical Industries (trade name: T-12) and amine 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane manufactured by Nippon Kayaku (product name: Kayahard). AA) and the like can be mentioned. The component (B) may be used alone or in combination of two or more.

(C)成分は、一般式(1):
The component (C) is a general formula (1):

(式中、nは1〜200である)で表されるジメチルポリシロキサンであり、樹脂組成物のクリーピングを抑制する。なお、(C)成分は、一般式(1)で表されるジメチルポリシロキサンを、エポキシで変性したものであってもよい。(C)成分の市販品としては、信越シリコーン製ジメチルシリコーンオイル(品名:KF69)が挙げられる。ジメチルポリシロキサンをエポキシで変性したものの市販品としては、東レダウシリコーン製エポキシ変性シリコーンオイル(品名:SF8421)が、挙げられる。 It is a dimethylpolysiloxane represented by (in the formula, n is 1 to 200) and suppresses creeping of the resin composition. The component (C) may be a dimethylpolysiloxane represented by the general formula (1) modified with an epoxy. Examples of commercially available products of the component (C) include dimethyl silicone oil manufactured by Shin-Etsu Silicone (product name: KF69). Examples of commercially available products obtained by modifying dimethylpolysiloxane with epoxy include epoxy-modified silicone oil (product name: SF8421) manufactured by Toray Dau Silicone.

(A)成分は、良好な反応性、信頼性の観点から、(A)成分と(B)成分との合計:100質量部に対して、60〜90質量部であると好ましく、65〜80質量部であると、より好ましい。 From the viewpoint of good reactivity and reliability, the component (A) is preferably 60 to 90 parts by mass, preferably 65 to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the component (A) and the component (B). It is more preferably by mass.

(B)成分は、良好な反応性、信頼性の観点から、(A)成分と(B)成分との合計:100質量部に対して、10〜40質量部であると好ましく、20〜35質量部であると、より好ましい。 From the viewpoint of good reactivity and reliability, the component (B) is preferably 10 to 40 parts by mass with respect to the total of the component (A) and the component (B): 100 parts by mass, and is preferably 20 to 35 parts by mass. It is more preferably by mass.

(C)成分は、クリーピングを抑制する観点から、(A)成分と(B)成分との合計:100質量部に対して、(C)成分が0.01〜0.30質量部であり、0.02〜0.10質量部であると、より好ましい。 From the viewpoint of suppressing creeping, the component (C) is the total of the component (A) and the component (B): 100 parts by mass, and the component (C) is 0.01 to 0.30 parts by mass. , 0.02 to 0.10 parts by mass, more preferably.

また、(C)成分は、(A)成分と(B)成分との合計100質量部に対して、(C)成分が0.01〜0.30質量部であり、0.02〜0.10質量部であると、より好ましい。ここで、樹脂組成物は、硬化時の質量減少が約1〜2質量%と少ないため、硬化物中での好ましい(C)成分の含有量は、樹脂組成物中での含有量と同様である。ここで、(C)成分の定量分析は、質量分析法で行う。 Further, as for the component (C), the component (C) is 0.01 to 0.30 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the component (A) and the component (B), and 0.02 to 0. It is more preferably 10 parts by mass. Here, since the mass loss of the resin composition during curing is as small as about 1 to 2% by mass, the content of the preferable component (C) in the cured product is the same as the content in the resin composition. is there. Here, the quantitative analysis of the component (C) is performed by mass spectrometry.

樹脂組成物は、さらに、(D)ゴム粒子を含むと好ましい。(D)成分は、樹脂組成物に弾性を付与する。ゴム粒子は、特に限定されないが、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンが、好ましい。(D)成分の市販品としては、カネカ製液状マスターバッチ(品名:カネエースMX−965、ビスフェノールF型エポキシ樹脂に、25質量%のコアシェルゴムを単一分散させたもの)等が、挙げられる。 The resin composition preferably further contains (D) rubber particles. The component (D) imparts elasticity to the resin composition. The rubber particles are not particularly limited, but silicone rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and methyl methacrylate-butadiene-styrene are preferable. Examples of commercially available products of the component (D) include a liquid masterbatch manufactured by Kaneka (product name: Kaneka MX-965, a bisphenol F type epoxy resin in which 25% by mass of core-shell rubber is single-dispersed) and the like.

樹脂組成物は、さらに、(E)充填剤を含むと好ましい。(E)成分により、樹脂組成物の線膨張係数を制御することができる。(E)成分としては、コロイダルシリカ、疎水性シリカ、微細シリカ、ナノシリカ等のシリカフィラー、アクリルビーズ、ガラスビーズ、ウレタンビーズ、ベントナイト、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が、挙げられる。また、(E)成分の平均粒径(粒状でない場合は、その平均最大径)は、特に限定されないが、0.05〜50μmであることが、樹脂組成物中に充填剤を均一に分散させるうえで好ましく、また、樹脂組成物を半導体封止剤として使用する際に、注入性に優れる等の理由から好ましい。0.01μm未満だと、樹脂組成物の粘度が上昇して、半導体封止剤として使用した際に注入性が悪化するおそれがある。50μm超だと、樹脂組成物中に充填剤を均一に分散させることが困難になるおそれがある。(E)成分の平均粒径は、0.1〜30μmであると、より好ましい。市販品としては、アドマテックス製高純度合成球状シリカ(品名:SO−E5、平均粒径:2μm;品名:SO−E2、平均粒径:0.6μm;SE2200−SEE、平均粒径:0.6μm)、デンカ製シリカ(品名:FB7SDX、平均粒径:7μm)、龍森製シリカ(品名:MSV−25G、平均粒径:29μm)等が、挙げられる。ここで、充填剤の平均粒径は、動的光散乱式ナノトラック粒度分析計により測定する。(E)成分は、単独でも2種以上を併用してもよい。 The resin composition preferably further to include (E) charging Hamazai. The coefficient of linear expansion of the resin composition can be controlled by the component (E). Examples of the component (E) include silica fillers such as colloidal silica, hydrophobic silica, fine silica, and nanosilica, acrylic beads, glass beads, urethane beads, bentonite, acetylene black, and Ketjen black. The average particle size of the component (E) (or the average maximum diameter if it is not granular) is not particularly limited, but it is 0.05 to 50 μm so that the filler is uniformly dispersed in the resin composition. In addition, it is preferable because the resin composition is excellent in injectability when used as a semiconductor encapsulant. If it is less than 0.01 μm, the viscosity of the resin composition may increase and the injectability may deteriorate when used as a semiconductor encapsulant. If it exceeds 50 μm, it may be difficult to uniformly disperse the filler in the resin composition. The average particle size of the component (E) is more preferably 0.1 to 30 μm. As a commercially available product, Admatex high-purity synthetic spherical silica (product name: SO-E5, average particle size: 2 μm; product name: SO-E2, average particle size: 0.6 μm; SE2200-SEE, average particle size: 0. 6 μm), Denka silica (product name: FB7SDX, average particle size: 7 μm), Ryumori silica (product name: MSV-25G, average particle size: 29 μm) and the like. Here, the average particle size of the filler is measured by a dynamic light scattering type nanotrack particle size analyzer. The component (E) may be used alone or in combination of two or more.

樹脂組成物は、さらに、(F)成分であるシランカップリング剤を含有すると、密着性の観点から好ましく、(F)成分としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられ、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシランが、密着性の観点から好ましい。市販品としては、信越化学工業製シランカップリング剤(品名:KBM403、KBE903、KBE9103)等が、挙げられる。(F)成分は、単独でも2種以上を併用してもよい。 It is preferable that the resin composition further contains a silane coupling agent which is the component (F) from the viewpoint of adhesion, and the component (F) includes 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltri. Methoxysilane, vinyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, Examples thereof include bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and 3-isocyanuspropyltriethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane are preferable from the viewpoint of adhesion. Examples of commercially available products include silane coupling agents manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (product names: KBM403, KBE903, KBE9103) and the like. The component (F) may be used alone or in combination of two or more.

(D)成分は、樹脂組成物への適正な弾性付与の観点から、(A)成分と(B)成分との合計:100質量部に対して、0.5〜25質量部であると好ましく、1〜20質量部であると、より好ましい。 From the viewpoint of imparting appropriate elasticity to the resin composition, the component (D) is preferably 0.5 to 25 parts by mass with respect to the total of the components (A) and (B): 100 parts by mass. , 1 to 20 parts by mass, more preferably.

(E)成分は、樹脂組成物の熱膨張率と注入性の観点から、(A)成分と(B)成分との合計:100質量部に対して、40〜450質量部であると好ましく、50〜350であると、より好ましい。 From the viewpoint of the coefficient of thermal expansion and injectability of the resin composition, the component (E) is preferably 40 to 450 parts by mass with respect to the total of the components (A) and (B): 100 parts by mass. It is more preferably 50 to 350.

また、(E)成分は、樹脂組成物の硬化後の(A)成分と(B)成分との合計:100質量部に対して、40〜450質量部であると好ましく、50〜350であると、より好ましい。ここで、樹脂組成物は、硬化時の質量減少が約1〜2質量%と少ないため、硬化物中での好ましい(E)成分の含有量は、樹脂組成物中での含有量と同様である。ここで、(E)成分の定量分析は、質量分析法で行う。 Further, the component (E) is preferably 40 to 450 parts by mass, preferably 50 to 350 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the components (A) and (B) after curing of the resin composition. And more preferable. Here, since the mass loss of the resin composition during curing is as small as about 1 to 2% by mass, the content of the preferable component (E) in the cured product is the same as the content in the resin composition. is there. Here, the quantitative analysis of the component (E) is performed by mass spectrometry.

(F)成分は、樹脂組成物:100質量部に対して、好ましくは0.03〜15質量部、より好ましくは0.1〜10質量部含有される。0.03質量部以上であると、密着性が向上し、15質量部以下であると、樹脂組成物の発泡が抑制される。 The component (F) is preferably contained in an amount of 0.03 to 15 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin composition. When it is 0.03 part by mass or more, the adhesiveness is improved, and when it is 15 parts by mass or less, foaming of the resin composition is suppressed.

本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、更に必要に応じ、カーボンブラック等の着色剤、消泡剤、硬化促進剤、レベリング剤、イオントラップ剤、難燃剤、その他の添加剤等を配合することができる。 The resin composition of the present invention contains, if necessary, a coloring agent such as carbon black, a defoaming agent, a curing accelerator, a leveling agent, an ion trapping agent, a flame retardant, and the like, as long as the object of the present invention is not impaired. Additives and the like can be blended.

本発明の樹脂組成物は、例えば、(A)成分〜(C)成分およびその他添加剤等を同時にまたは別々に、必要により加熱処理を加えながら、撹拌、溶融、混合、分散させることにより得ることができる。これらの混合、撹拌、分散等の装置としては、特に限定されるものではないが、撹拌、加熱装置を備えたライカイ機、3本ロールミル、ボールミル、プラネタリーミキサー、ビーズミル等を使用することができる。また、これら装置を適宜組み合わせて使用してもよい。 The resin composition of the present invention can be obtained, for example, by stirring, melting, mixing, and dispersing components (A) to (C) and other additives at the same time or separately, with heat treatment if necessary. Can be done. The device for mixing, stirring, dispersing, etc., is not particularly limited, but a Raikai machine equipped with a stirring and heating device, a three-roll mill, a ball mill, a planetary mixer, a bead mill, and the like can be used. .. Moreover, you may use these devices in combination as appropriate.

本発明の樹脂組成物は、温度:25℃での粘度が250Pa・s以下であると、注入性の観点から好ましい。ここで、粘度は、ブルックフィールド製HB型粘度計で測定する。 The resin composition of the present invention preferably has a viscosity at a temperature of 25 ° C. of 250 Pa · s or less from the viewpoint of injectability. Here, the viscosity is measured with an HB type viscometer manufactured by Brookfield.

本発明の樹脂組成物は、ディスペンサー、印刷等で、基板や光半導体等の電子部品の所望の位置に形成・塗布される。ここで、樹脂組成物を半導体封止剤として使用する場合には、半導体チップと基板間を埋めるように形成する。 The resin composition of the present invention is formed and applied to a desired position of an electronic component such as a substrate or an optical semiconductor by a dispenser, printing or the like. Here, when the resin composition is used as a semiconductor encapsulant, it is formed so as to fill the space between the semiconductor chip and the substrate.

本発明の樹脂組成物の硬化は、80〜200℃で0.2〜6時間で硬化させることが好ましい。 The resin composition of the present invention is preferably cured at 80 to 200 ° C. for 0.2 to 6 hours.

本発明の樹脂組成物は、エポキシ樹脂のTgを高くし、耐湿性、耐サーマルサイクル性に優れるアミン系硬化剤を使用し、かつクリーピングを抑制することができる。この樹脂組成物は、半導体封止剤として適している。また、Tgを高くし、耐湿性、耐サーマルサイクル性に優れるアミン硬化剤を使用し、クリーピングが抑制された樹脂組成物を用いる半導体封止剤の硬化物を含む半導体装置は、高信頼性である。 In the resin composition of the present invention, the Tg of the epoxy resin can be increased, an amine-based curing agent having excellent moisture resistance and thermal cycle resistance can be used, and creeping can be suppressed. This resin composition is suitable as a semiconductor encapsulant. Further, a semiconductor device containing a cured product of a semiconductor encapsulant which uses an amine curing agent having a high Tg and excellent moisture resistance and thermal cycle resistance and a resin composition in which creeping is suppressed is highly reliable. Is.

本発明について、実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例において、部、%はことわりのない限り、質量部、質量%を示す。 The present invention will be described with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. In the following examples, parts and% indicate parts by mass and% by mass unless otherwise specified.

実施例、比較例では、
(A)成分として、新日鐵化学製ビスフェノールF型エポキシ樹脂(品名:YDF8170)を、
(B)成分として、日本化薬製アミン4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン(品名:カヤハードAA)を、
(C)成分として、信越シリコーン製ジメチルシリコーンオイル(品名:KF69)、東レダウシリコーン製エポキシ変性シリコーンオイル(品名:SF8421)を、
(D)成分として、カネカ製液状マスターバッチ(品名:カネエースMX−965、ビスフェノールF型エポキシ樹脂に、25質量%のコアシェルゴムを単一分散させたもの)を、
(E)成分として、アドマテックス製シリカフィラー(品名:アドマファインSE2200−SEE、平均粒径:0.6μm)を、
使用した。
In the examples and comparative examples,
As the component (A), Nippon Steel Chemical's bisphenol F type epoxy resin (product name: YDF8170) is used.
As a component (B), Nippon Kayaku's amine 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane (product name: Kayahard AA) was used.
As the component (C), Shinetsu Silicone dimethyl silicone oil (product name: KF69) and Toray Dau Silicone epoxy-modified silicone oil (product name: SF8421) are used.
As a component (D), a liquid masterbatch made by Kaneka (product name: Kaneka MX-965, bisphenol F type epoxy resin in which 25% by mass of core-shell rubber is single-dispersed) is used.
As the component (E), a silica filler manufactured by Admatex (product name: Admafine SE2200-SEE, average particle size: 0.6 μm) is used.
used.

〔実施例2、4、比較例1、参考例1、2
表1に示す配合で原料を混合した後、室温で3本ロールミルを用いて分散し、液状エポキシ樹脂組成物(以下、「樹脂組成物」という)を作製した。作製した樹脂組成物は、すべて液状であった。
[Examples 2 and 4, Comparative Example 1 , Reference Examples 1 and 2 ]
After mixing the raw materials with the formulations shown in Table 1, they were dispersed at room temperature using a three-roll mill to prepare a liquid epoxy resin composition (hereinafter referred to as “resin composition”). The prepared resin compositions were all liquid.

〔クリーピングの評価〕
プリント基板(FR4基板)上に、幅:10mm、長さ:10mm、高さ:0.6mmのSiチップが搭載された試料を準備し、Siチップにプラズマ処理を行った。作製した樹脂組成物を、試料のSiチップの周囲に、ディスペンサーを用いて常温で塗布した後、2〜3時間放置した。放置後の試料を、90℃のホットプレートで2時間加熱した後、150℃の乾燥機で2時間硬化させた。硬化後の試料を、金属顕微鏡を用い、5倍で観察し、クリーピングの距離を測定した。クリーピングの距離が300μm未満の場合を「○」、300μm以上の場合を「×」とした。表1に、結果を示す。
[Evaluation of creeping]
A sample on which a Si chip having a width of 10 mm, a length of 10 mm, and a height of 0.6 mm was mounted on a printed circuit board (FR4 substrate) was prepared, and the Si chip was subjected to plasma treatment. The prepared resin composition was applied around the Si chip of the sample at room temperature using a dispenser, and then left to stand for 2 to 3 hours. The sample after standing was heated on a hot plate at 90 ° C. for 2 hours and then cured in a dryer at 150 ° C. for 2 hours. The cured sample was observed at a magnification of 5 using a metallurgical microscope, and the creeping distance was measured. When the creeping distance was less than 300 μm, it was evaluated as “◯”, and when it was 300 μm or more, it was evaluated as “x”. Table 1 shows the results.

〔粘度の評価〕
作製後、24時間以内の樹脂組成物の粘度を、ブルックフィールド社製HB型粘度計を用い、スピンドル:SC4−14、回転数:50rpm、温度:25℃で、測定した。粘度は、250Pa・s以下の場合を「○」、250Pa・sを超える場合を「×」とした。であると、好ましい。表1に、結果を示す。
[Evaluation of viscosity]
The viscosity of the resin composition within 24 hours after the preparation was measured using an HB type viscometer manufactured by Brookfield Co., Ltd. at a spindle: SC4-14, a rotation speed of 50 rpm, and a temperature of 25 ° C. The viscosity was “◯” when it was 250 Pa · s or less, and “x” when it exceeded 250 Pa · s. Is preferable. Table 1 shows the results.

表1からわかるように、実施例2、4の全てで、クリーピング、粘度の結果が○であった。これに対して、(C)成分を含有しない比較例1は、クリーピングの結果が×であった。 As can be seen from Table 1, the results of creeping and viscosity were ◯ in all of Examples 2 and 4. On the other hand, in Comparative Example 1 containing no component (C), the creeping result was x.

上記のように、本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂のTgを高くし、耐湿性、耐サーマルサイクル性に優れるアミン系硬化剤を使用し、かつクリーピングを抑制することができる。 As described above, the liquid epoxy resin composition of the present invention can increase the Tg of the epoxy resin, use an amine-based curing agent having excellent moisture resistance and thermal cycle resistance, and suppress creeping.

Claims (6)

(A)エポキシ樹脂、(B)アミン系硬化剤、および(C)一般式(1):
(式中、nは1〜200である)で表されるジメチルポリシロキサンを、エポキシで変性したものを含み、
(C)成分が、(A)成分と(B)成分との合計100質量部に対して、0.01〜0.30質量部であることを特徴とする、液状エポキシ樹脂組成物。
(A) Epoxy resin, (B) Amine-based curing agent, and (C) General formula (1):
Includes epoxy-modified dimethylpolysiloxane represented by (in the formula, n is 1 to 200).
A liquid epoxy resin composition, wherein the component (C) is 0.01 to 0.30 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the components (A) and (B).
(D)ゴム粒子を含む、請求項1の液状エポキシ樹脂組成物。 (D) The liquid epoxy resin composition according to claim 1, which contains rubber particles. (E)無機充填剤を含む、請求項1または2記載の液状エポキシ樹脂組成物。 (E) The liquid epoxy resin composition according to claim 1 or 2, which comprises an inorganic filler. (F)シランカップリング剤を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の液状エポキシ樹脂組成物。 (F) The liquid epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3, which contains a silane coupling agent. 請求項1〜4のいずれか1項記載の液状エポキシ樹脂組成物を用いる、半導体封止剤。 A semiconductor encapsulant using the liquid epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 4. 請求項5記載の半導体封止剤の硬化物を有する、半導体装置。 A semiconductor device having a cured product of the semiconductor encapsulant according to claim 5.
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