JP6789030B2 - Encapsulating resin composition and semiconductor device - Google Patents

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本発明は、半導体等の電子部品の封止材として使用される樹脂組成物、及びこれを用いた半導体装置に関する。 The present invention relates to a resin composition used as a sealing material for electronic parts such as semiconductors, and a semiconductor device using the resin composition.

トランジスタ、集積回路(IC)、大規模集積回路(LSI)等の半導体装置における封止材として、エポキシ樹脂をベースとし、これに硬化剤や硬化促進剤、さらにはシリカ粉末等の無機充填剤、着色剤等を配合した樹脂組成物が広く用いられている。これは、エポキシ樹脂組成物が電気特性や耐熱性、耐湿性、機械特性に優れており、かつ生産性やコストのバランスを備えているためである。 As a sealing material in semiconductor devices such as transistors, integrated circuits (ICs), and large-scale integrated circuits (LSIs), epoxy resin is used as a base, and curing agents, curing accelerators, and inorganic fillers such as silica powder are used. Resin compositions containing colorants and the like are widely used. This is because the epoxy resin composition is excellent in electrical properties, heat resistance, moisture resistance, and mechanical properties, and has a balance between productivity and cost.

しかし、近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化という市場の要求に応えるべく、半導体素子の高集積化や半導体装置の表面実装化が進み、それに伴い半導体素子の封止に使用されるエポキシ樹脂組成物への要求もますます厳しいものとなってきている。 However, in recent years, in order to meet the market demands for miniaturization, weight reduction, and high performance of electronic devices, high integration of semiconductor elements and surface mounting of semiconductor devices have progressed, and along with this, they are used for sealing semiconductor elements. The demand for epoxy resin compositions is becoming more and more stringent.

特に、表面実装される半導体装置では、半導体装置が半田リフロー時に高温にさらされ、半導体素子やリードフレームとエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面に剥離が発生し、ひいては半導体装置にクラックが生じる等、信頼性を大きく損なう不良が生じることがある。このため、これらの不良の防止、すなわち耐リフロー性の向上が大きな課題となっている。 In particular, in surface-mounted semiconductor devices, the semiconductor device is exposed to high temperatures during solder reflow, causing peeling at the interface between the semiconductor element or lead frame and the cured product of the epoxy resin composition, which in turn causes cracks in the semiconductor device. Etc., defects that greatly impair reliability may occur. Therefore, prevention of these defects, that is, improvement of reflow resistance has become a major issue.

かかる課題に対し、これまで、低弾性、低吸湿の樹脂を使用することが検討されてきた。これは、低弾性化によってリフロー時に半導体素子やリードフレームとエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面に発生する応力を緩和することができ、また低吸湿化によって封止材中への水の吸収が抑制され、水が気化し膨張することによって生じる剥離を低減することができるからである。 To solve this problem, it has been studied to use a resin having low elasticity and low moisture absorption. This is because the stress generated at the interface between the semiconductor element or lead frame and the cured product of the epoxy resin composition during reflow can be relaxed due to the low elasticity, and the absorption of water into the encapsulant due to the low moisture absorption. This is because the peeling caused by the vaporization and expansion of water can be reduced.

一方、車載用の電子機器等に搭載される半導体装置では、パソコンや家電製品よりも厳しい環境下、例えば150℃以上の高温下での動作信頼性が求められる。また最近の炭化珪素(SiC)デバイスを使用した半導体装置では、動作温度は200℃以上にも達するとされている。そのため、これらの用途で使用される半導体の封止材には、高い耐熱性が要求されている。 On the other hand, semiconductor devices mounted on in-vehicle electronic devices and the like are required to have operational reliability in a harsher environment than personal computers and home appliances, for example, at a high temperature of 150 ° C. or higher. Further, in recent semiconductor devices using silicon carbide (SiC) devices, the operating temperature is said to reach 200 ° C. or higher. Therefore, the semiconductor encapsulant used in these applications is required to have high heat resistance.

エポキシ樹脂組成物、特にエポキシ樹脂とフェノール硬化剤とを組み合わせた組成物において、耐熱性を高めるためには、架橋密度を高くし、高いガラス転移温度(Tg)を得ることが有効である。しかし、架橋密度を高くすると、一般に硬化物は剛直な構造体となり高弾性になる傾向がある。また、架橋点が構造的に分極しているため、吸湿性も高くなる。 In an epoxy resin composition, particularly a composition in which an epoxy resin and a phenol curing agent are combined, it is effective to increase the crosslink density and obtain a high glass transition temperature (Tg) in order to increase the heat resistance. However, when the crosslink density is increased, the cured product generally becomes a rigid structure and tends to have high elasticity. In addition, since the cross-linking points are structurally polarized, the hygroscopicity is also high.

このように耐リフロー性及び耐熱性に優れるエポキシ樹脂組成物の要求があるが、これらを両立させることは非常に難しい。このような中、高耐熱性樹脂として知られるベンゾオキサジン樹脂をエポキシ樹脂と組み合わせた組成物が報告されている(例えば、特許文献1、2参照。)。この組成物はベンゾオキサジン樹脂とエポキシ樹脂が反応することで密度の高い架橋構造が得られ、200℃を超えるTgを有し得るとともに、ベンゾオキサジン樹脂がその構造により架橋点の分極を緩和するため、吸湿性も低い。 As described above, there is a demand for an epoxy resin composition having excellent reflow resistance and heat resistance, but it is very difficult to achieve both of these. Under such circumstances, a composition in which a benzoxazine resin known as a highly heat-resistant resin is combined with an epoxy resin has been reported (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In this composition, a benzoxazine resin and an epoxy resin react to obtain a dense crosslinked structure, which can have a Tg of more than 200 ° C., and the benzoxazine resin relaxes the polarization of the crosslinked point due to the structure. , Hygroscopicity is also low.

しかし、硬化物が高弾性となることには変わりなく、封止材として用いるには耐リフロー性の点で未だ改善すべき余地があった。さらに、ベンゾオキサジン樹脂とエポキシ樹脂との架橋反応の反応速度が遅いため、一般的な封止材の成形条件では硬化不良を起こすという問題もあった。 However, the cured product still has high elasticity, and there is still room for improvement in terms of reflow resistance in order to use it as a sealing material. Further, since the reaction rate of the cross-linking reaction between the benzoxazine resin and the epoxy resin is slow, there is also a problem that curing failure occurs under general encapsulant molding conditions.

特開2010−254895号公報JP-A-2010-254895 特開2011−231196号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-231196

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、耐リフロー性及び耐熱性が良好で、かつ成形性にも優れる封止用樹脂組成物、及びこのような組成物により封止された高信頼性の半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is sealed by a sealing resin composition having good reflow resistance and heat resistance and also excellent moldability, and such a composition. An object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor device.

本発明の封止用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)所定の構造を有する主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂、(C)フェノール硬化剤、(D)硬化促進剤、(E)無機充填剤を含む樹脂組成物であって、(A)エポキシ樹脂と(B)ビスマレイミド樹脂の配合比(A):(B)が質量比で95:5〜50:50であり、かつ(E)無機充填剤の含有量が組成物全体の70〜95質量%であることを特徴とする。 The sealing resin composition of the present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) a bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain having a predetermined structure, (C) a phenol curing agent, and (D) curing. A resin composition containing an accelerator and (E) an inorganic filler, wherein the compounding ratio (A): (B) of (A) epoxy resin and (B) bismaleimide resin is 95: 5 to 50: by mass ratio. It is 50, and the content of the (E) inorganic filler is 70 to 95% by mass of the entire composition.

本発明の半導体装置は、電子部品が、本発明の電子部品封止用樹脂組成物の硬化物によって封止されていることを特徴とする。 The semiconductor device of the present invention is characterized in that the electronic component is sealed by a cured product of the resin composition for sealing the electronic component of the present invention.

本発明の電子部品封止用樹脂組成物及び半導体装置によれば、得られる硬化物の耐リフロー性及び耐熱性が良好で、かつ成形性にも優れるため、高信頼性の半導体装置を得ることができる。 According to the resin composition for encapsulating electronic components and the semiconductor device of the present invention, the obtained cured product has good reflow resistance and heat resistance, and is also excellent in moldability, so that a highly reliable semiconductor device can be obtained. Can be done.

本発明の封止用樹脂組成物は、上記したように(A)エポキシ樹脂、(B)主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂、(C)フェノール硬化剤、(D)硬化促進剤、(E)無機充填剤を含む樹脂組成物である。以下、この封止用樹脂組成物を構成する各成分について詳細に説明する。 As described above, the sealing resin composition of the present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) a bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain, (C) a phenol curing agent, and (D) promoting curing. A resin composition containing an agent and (E) an inorganic filler. Hereinafter, each component constituting this sealing resin composition will be described in detail.

本発明の封止用樹脂組成物において、(A)エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するものであれば、その分子量や分子構造等は特に限定されない。具体的には、例えば、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂;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;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二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、ナフトール型エポキシ樹脂;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等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 In the sealing resin composition of the present invention, as long as the epoxy resin (A) has two or more epoxy groups in one molecule, its molecular weight, molecular structure, and the like are not particularly limited. Specifically, for example, crystalline epoxy resins such as biphenyl aralkyl type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, and stillben type epoxy resin; novolak type epoxy such as phenol novolac type epoxy resin and cresol novolac type epoxy resin. Resin: Polyfunctional epoxy resin such as triphenol methane type epoxy resin and alkyl-modified triphenol methane type epoxy resin; Phenol aralkyl type epoxy resin having a phenylene skeleton; Dihydroxynaphthalene type epoxy resin and dihydroxynaphthalene dimer are converted into glycidyl ether. Naftor type epoxy resin such as the epoxy resin obtained in the above; Triazine nucleus-containing epoxy resin such as triglycidyl isocyanurate and monoallyl glycidyl isocyanurate; Arashi bridge cyclic hydrocarbon compound modified phenol type such as dicyclopentadiene modified phenol type epoxy resin Epoxy resin and the like can be mentioned. One type of these epoxy resins may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(A)エポキシ樹脂としては、なかでも、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂が好ましく、特にビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂が好ましい。 As the epoxy resin (A), a biphenyl type epoxy resin and a biphenyl aralkyl type epoxy resin are preferable, and a biphenyl aralkyl type epoxy resin is particularly preferable.

本発明の封止用樹脂組成物において、(B)成分は、主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂であり、2つのマレイミド基を連結する主鎖が、炭素数が1以上の脂肪族炭化水素基を有して構成されるものである。ここで、脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分枝鎖状及び環状のいずれの形態でもよく、炭素数が6以上であることが好ましく、炭素数が12以上であることがより好ましく、炭素数が24以上であることが特に好ましい。また、この脂肪族炭化水素基はマレイミド基に直接結合していることが好ましい。 In the sealing resin composition of the present invention, the component (B) is a bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain, and the main chain connecting the two maleimide groups has one or more carbon atoms. It is composed of an aliphatic hydrocarbon group. Here, the aliphatic hydrocarbon group may be in any form of linear, branched or cyclic, preferably having 6 or more carbon atoms, and more preferably 12 or more carbon atoms. It is particularly preferable that the number of carbon atoms is 24 or more. Further, it is preferable that this aliphatic hydrocarbon group is directly bonded to the maleimide group.

このようなビスマレイミド樹脂を含有することで、耐熱性に優れるとともに、低応力で耐リフロー性の良好な封止用樹脂組成物が得られる。 By containing such a bismaleimide resin, a sealing resin composition having excellent heat resistance, low stress and good reflow resistance can be obtained.

この(B)成分としては、次の一般式(1)で表されるイミド拡張型のビスマレイミド化合物(B1)が好ましいものとして挙げられる。

Figure 0006789030
(式中、nは1〜10の整数である。) As the component (B), an imide-extended bismaleimide compound (B1) represented by the following general formula (1) is preferably mentioned.
Figure 0006789030
(In the formula, n is an integer of 1 to 10.)

このビスマレイミド化合物(B1)としては、例えば、BMI−3000(デジグナーモレキュールズ社製、商品名;分子量 3000)、BMI−5000(デジグナーモレキュールズ社製、商品名;分子量 5000)、等が挙げられる。 Examples of the bismaleimide compound (B1) include BMI-3000 (manufactured by Digigner Moleculars, trade name; molecular weight 3000), BMI-5000 (manufactured by Digigner Moleculars, trade name; molecular weight 5000), and the like. And so on.

このビスマレイミド化合物(B1)はポリスチレン換算による数平均分子量が500以上8000以下であることが好ましく、1500以上5000以下であることがより好ましい。数平均分子量が500未満では耐熱性が低下し、5000を超えると成形性が低下する傾向にあるため好ましくない。 The polystyrene-equivalent number average molecular weight of the bismaleimide compound (B1) is preferably 500 or more and 8000 or less, and more preferably 1500 or more and 5000 or less. If the number average molecular weight is less than 500, the heat resistance tends to decrease, and if it exceeds 5000, the moldability tends to decrease, which is not preferable.

また、この(B)成分としては、次の一般式(2)で表されるビスマレイミド化合物(B2)が好ましいものとして挙げられる。

Figure 0006789030
(式中、Qは炭素数6以上の2価の直鎖状、分枝鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基を示し、Pは2価の原子又は基であって、O、CO、COO、CH、C(CH、C(CF、S、S、SO及びSOから選ばれる2価の原子又は基を少なくとも1つ以上含む基であり、mは1〜10の整数を表す。) Further, as the component (B), the bismaleimide compound (B2) represented by the following general formula (2) is preferably mentioned.
Figure 0006789030
(Wherein, Q is a divalent linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group having at least 6 carbon atoms, P is a divalent atom or group, O, CO, COO, CH 2, C (CH 3) 2, C (CF 3) 2, S, is also a divalent atom selected from S 2, SO and SO 2 is at least one or more group containing group, m Represents an integer of 1-10.)

ここで、Qで表される基は、炭素数6〜44が好ましく、Pで表される2価の原子は、O、S等が挙げられ、2価の基は、CO、COO、CH、C(CH、C(CF、S、SO、SO等、また、これらの原子又は基を少なくとも1つ以上含む有機基が挙げられる。上記した原子又は基を含む有機基としては、上記以外の構造として、炭素数1〜3の炭化水素基、ベンゼン環、シクロ環、ウレタン結合等を有するものが挙げられ、その場合のPとして次の化学式で表される基が例示できる。
Here, the group represented by Q preferably has 6 to 44 carbon atoms, the divalent atom represented by P includes O, S and the like, and the divalent group is CO, COO, CH 2 , C (CH 3) 2, C (CF 3) 2, S 2, SO, SO 2 , etc., also, these atoms or include organic groups containing at least one or more groups. Examples of the organic group containing an atom or group described above, a structure other than the above hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, a benzene ring, cyclopentane ring, can be mentioned those having a urethane bond or the like, as P in that case Examples of groups represented by the following chemical formulas can be given.

Figure 0006789030
Figure 0006789030

このビスマレイミド化合物(B2)としては、BMI−1500(デジグナーモレキュールズ社製、商品名;分子量 1500)、等が挙げられる。 Examples of the bismaleimide compound (B2) include BMI-1500 (manufactured by Digigner Moleculars, trade name; molecular weight 1500) and the like.

この(B)成分は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。(B)成分の配合比率が高いほど、吸水率が小さくなり、耐リフロー性の良好な封止用樹脂組成物が得られる。 This component (B) may be used alone or in combination of two or more. The higher the compounding ratio of the component (B), the smaller the water absorption rate, and a sealing resin composition having good reflow resistance can be obtained.

また、(B)成分の2種以上を混合する際、上記ビスマレイミド化合物(B1)とビスマレイミド化合物(B2)とを併用することが好ましい。このとき、ビスマレイミド化合物(B1)と(B2)とを、質量基準で、(B1)/(B2)が50/50〜95/5の比率で組み合わせて用いることが好ましい。上記比率で(B1)が50以上であると、耐熱性が向上し、95以下であると成形性が良好であり好ましい。すなわち、(B1)/(B2)が上記範囲にあると、耐熱性が高く、成形性の良好な封止用樹脂組成物が得られる。 Further, when mixing two or more of the components (B), it is preferable to use the bismaleimide compound (B1) and the bismaleimide compound (B2) in combination. At this time, it is preferable to use the bismaleimide compound (B1) and (B2) in combination at a ratio of (B1) / (B2) of 50/50 to 95/5 on a mass basis. When (B1) is 50 or more in the above ratio, the heat resistance is improved, and when it is 95 or less, the moldability is good, which is preferable. That is, when (B1) / (B2) is in the above range, a sealing resin composition having high heat resistance and good moldability can be obtained.

また、上記した(A)エポキシ樹脂と(B)ビスマレイミド樹脂の配合比(A):(B)は、質量比で95:5〜50:50が好ましく、85:15〜60:40がより好ましい。このような範囲とすることで、耐熱性に優れるとともに、低応力で耐リフロー性の良好な封止用樹脂組成物とすることができる。 The compounding ratio (A): (B) of the (A) epoxy resin and (B) bismaleimide resin described above is preferably 95: 5 to 50:50, more preferably 85: 15 to 60:40 in terms of mass ratio. preferable. Within such a range, it is possible to obtain a sealing resin composition having excellent heat resistance, low stress, and good reflow resistance.

本発明の封止用樹脂組成物において、(C)フェノール硬化剤は、主として成形性を高める作用を有する。(C)フェノール硬化剤は、上記(A)成分のエポキシ樹脂のエポキシ基と反応し得るフェノール性水酸基を一分子中に2個以上有するものであれば、特に制限なく使用することができる。 In the sealing resin composition of the present invention, the phenol curing agent (C) mainly has an action of enhancing moldability. The phenol curing agent (C) can be used without particular limitation as long as it has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule capable of reacting with the epoxy group of the epoxy resin of the component (A).

具体的には、例えば、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、置換又は非置換のビフェノール等の、1分子中に2個のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物;フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェニルフェノール、アミノフェノール等のフェノール類及び/又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック型フェノール樹脂;上記フェノール類及び/又はナフトール類と、ジメトキシパラキシレン、ビス(メトキシメチル)ビフェニル等とから合成されるフェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂;パラキシリレン変性フェノール樹脂、メタキシリレン変性フェノール樹脂、メラミン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂等の変性樹脂;フェノール類及び/又はナフトール類と、ジシクロペンタジエンとから共重合により合成される、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型ナフトール樹脂;多環芳香環変性フェノール樹脂;ビフェニル型フェノール樹脂;トリフェニルメタン型フェノール樹脂等が挙げられる。さらに、上記フェノール樹脂の2種以上を共重合して得られるフェノール樹脂であってもよい。(C)フェノール硬化剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Specifically, for example, phenolic compounds having two phenolic hydroxyl groups in one molecule, such as resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, substituted or unsubstituted biphenol; phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol. , Phenols such as bisphenol A, bisphenol F, phenylphenol, aminophenol and / or naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, dihydroxynaphthalene, and aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde, salicylaldehyde. A novolak-type phenolic resin obtained by condensing or co-condensing with an acidic catalyst; a phenol aralkyl resin and naphthol synthesized from the above phenols and / or naphthols and dimethoxyparaxylene, bis (methoxymethyl) biphenyl and the like. Aralkyl-type phenolic resins such as aralkyl resin and biphenyl aralkyl resin; modified resins such as paraxylylene-modified phenolic resin, methaxylylene-modified phenolic resin, melamine-modified phenolic resin, and terpene-modified phenolic resin; Dicyclopentadiene-type phenolic resin, dicyclopentadiene-type naphthol resin; polycyclic aromatic ring-modified phenolic resin; biphenyl-type phenolic resin; triphenylmethane-type phenolic resin, etc., which are synthesized by copolymerization from. Further, it may be a phenol resin obtained by copolymerizing two or more of the above phenol resins. As the phenol curing agent (C), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(C)フェノール硬化剤としては、なかでもアラルキル型フェノール樹脂が好ましく、特に、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂が好ましい。 As the phenol curing agent (C), an aralkyl type phenol resin is preferable, and a phenol aralkyl resin and a biphenyl aralkyl resin are particularly preferable.

(C)フェノール硬化剤の配合量は、(A)エポキシ樹脂及び(B)主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂の合計量100質量部に対して、通常1〜30質量部、好ましくは5〜20質量部である。(C)フェノール硬化剤の配合量が1質量部未満であるか、又は30質量部を超えると成形性が低下するおそれがある。 The amount of the (C) phenol curing agent to be blended is usually 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the (A) epoxy resin and (B) the bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain. It is preferably 5 to 20 parts by mass. If the blending amount of the phenol curing agent (C) is less than 1 part by mass or exceeds 30 parts by mass, the moldability may be lowered.

本発明の封止用樹脂組成物において、(D)硬化促進剤は、エポキシ樹脂の硬化促進剤として一般に使用されているものであれば特に制限なく使用される。具体的には、例えば、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7,1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5,5,6−ジブチルアミノ−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等のシクロアミジン化合物;これらのシクロアミジン化合物に無水マレイン酸、1,4−ベンゾキノン、2,5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン、フェニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合を持つ化合物を付加してなる分子内分極を有する化合物;ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の三級アミン化合物及びこれらの誘導体;2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン等のイミダゾール環を有するジアミノ−s−トリアジン化合物等のイミダゾール化合物及びこれらの誘導体;トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン化合物;これらの有機ホスフィン化合物に無水マレイン酸、1,4−ベンゾキノン、2,5−トルキノン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルベンゾキノン、2,6−ジメチルベンゾキノン、2,3−ジメトキシ−5−メチル−1,4−ベンゾキノン、フェニル−1,4−ベンゾキノン等のキノン化合物、ジアゾフェニルメタン、フェノール樹脂等のπ結合を持つ化合物を付加してなる分子内分極を有するリン化合物;テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムエチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムテトラブチルボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート;2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩及びこれらの誘導体等が挙げられる。(D)硬化促進剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 In the sealing resin composition of the present invention, the curing accelerator (D) is not particularly limited as long as it is generally used as a curing accelerator for epoxy resins. Specifically, for example, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7,1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonen-5,5,6-dibutylamino-1,8- Cycloamidine compounds such as diazabicyclo [5.4.0] undecene-7; these cycloamidine compounds include maleic anhydride, 1,4-benzoquinone, 2,5-turquinone, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dimethyl. Kinone compounds such as benzoquinone, 2,6-dimethylbenzoquinone, 2,3-dimethoxy-5-methyl-1,4-benzoquinone, phenyl-1,4-benzoquinone, and compounds having a π bond such as diazophenylmethane and phenol resin. Compounds having intramolecular polarization formed by adding benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, tris (dimethylaminomethyl) phenol and other tertiary amine compounds and derivatives thereof; 2-methylimidazole, 2-ethyl Imidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl -5-Hydroxymethylimidazole, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-undecylimidazolyl- Diamino having an imidazole ring such as (1')] -ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'-methylimidazolyl- (1')] -ethyl-s-triazine Imidazole compounds such as −s-triazine compounds and derivatives thereof; organic phosphine compounds such as tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, tris (4-methylphenyl) phosphine, diphenylphosphine, phenylphosphine; these organic phosphine compounds Maleic anhydride, 1,4-benzoquinone, 2,5-torquinone, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dimethylbenzoquinone, 2,6-dimethylbenzoquinone, 2,3-dimethoxy-5-methyl-1,4 -A phosphorus compound having intramolecular polarization by adding a quinone compound such as benzoquinone or phenyl-1,4-benzoquinone, or a compound having a π bond such as diazophenylmethane or phenol resin; tetraphenylphosphonium tetraphenyl Tetra-substituted phosphonium-tetra-substituted borates such as borate, tetraphenylphosphonium ethyltriphenylborate, tetrabutylphosphonium tetrabutylborate; tetras such as 2-ethyl-4-methylimidazole tetraphenylborate, N-methylmorpholin tetraphenylborate, etc. Examples thereof include phenylborone salts and derivatives thereof. (D) As the curing accelerator, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(D)硬化促進剤としては、なかでもイミダゾール系硬化促進剤が好ましく、特に上述したイミダゾール化合物が好ましい。 As the (D) curing accelerator, an imidazole-based curing accelerator is preferable, and the above-mentioned imidazole compound is particularly preferable.

(D)硬化促進剤の配合量は、(A)エポキシ樹脂及び(B)主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂の合計量100質量部に対して、通常0.2〜8.0質量部、好ましくは1.0〜5.0質量部の範囲である。(D)硬化促進剤の配合量が0.2質量部未満では、硬化性の向上にあまり効果がなく、また8.0質量部を超える場合には、組成物の流動性が低下し、未充填等の成形不具合が発生するおそれがある。 The amount of the (D) curing accelerator to be blended is usually 0.2 to 8 with respect to 100 parts by mass of the total amount of the (A) epoxy resin and (B) the bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain. It is in the range of 0 parts by mass, preferably 1.0 to 5.0 parts by mass. (D) If the blending amount of the curing accelerator is less than 0.2 parts by mass, it is not so effective in improving the curability, and if it exceeds 8.0 parts by mass, the fluidity of the composition is lowered and not yet. Molding defects such as filling may occur.

本発明の封止用樹脂組成物において、(E)無機充填剤は、封止用樹脂組成物に一般に使用されているものであれば特に制限なく使用される。具体的には、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア等の粉体、これらを球形化したビーズ、単結晶繊維、ガラス繊維等を用いることができる。(E)無機充填剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 In the sealing resin composition of the present invention, the inorganic filler (E) is not particularly limited as long as it is generally used for the sealing resin composition. Specifically, molten silica, crystalline silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, potassium titanate, barium titanate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, beryllia, zirconia, fosterite, steer. Powders such as tight, spinel, mullite, and titania, spherical beads, single crystal fibers, glass fibers, and the like can be used. (E) As the inorganic filler, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

(E)無機充填剤としては、熱膨張係数を低減する観点からは溶融シリカが好ましく、また高熱伝導性を高める観点からは、アルミナが好ましい。また、無機充填剤の形状は、成形時の流動性を向上させ、金型の摩耗を抑える観点からは、球形であることが好ましい。特に、コストと性能のバランスを考慮すると、(E)無機充填剤としては溶融シリカを用いることが好ましく、球状溶融シリカを用いることがより好ましい。 As the inorganic filler (E), molten silica is preferable from the viewpoint of reducing the coefficient of thermal expansion, and alumina is preferable from the viewpoint of increasing high thermal conductivity. Further, the shape of the inorganic filler is preferably spherical from the viewpoint of improving the fluidity during molding and suppressing the wear of the mold. In particular, considering the balance between cost and performance, it is preferable to use fused silica as the (E) inorganic filler, and it is more preferable to use spherical fused silica.

(E)無機充填剤の配合割合は、封止用樹脂組成物の全量に対して70〜95質量%であり、82〜91質量%であることが好ましい。(E)無機充填剤の配合割合が70質量%未満では、線膨張係数が増大して成形品の寸法精度、耐湿性、機械的強度等が低下する。一方、95質量%を超えると、溶融粘度が増大して流動性が低下し、成形性が不良となる。 The blending ratio of the inorganic filler (E) is 70 to 95% by mass, preferably 82 to 91% by mass, based on the total amount of the sealing resin composition. If the blending ratio of the inorganic filler (E) is less than 70% by mass, the coefficient of linear expansion increases and the dimensional accuracy, moisture resistance, mechanical strength, etc. of the molded product decrease. On the other hand, if it exceeds 95% by mass, the melt viscosity increases, the fluidity decreases, and the moldability becomes poor.

本発明の封止用樹脂組成物は、必須成分である上記(A)〜(E)成分の他に、本発明の効果を阻害しない範囲で、電子部品封止用樹脂組成物に一般に配合されるその他の添加剤を必要に応じて添加してもよい。その他の添加剤としては、難燃剤;カップリング剤;合成ワックス、天然ワックス、高級脂肪酸、高級脂肪酸の金属塩等の離型剤;カーボンブラック、コバルトブルー等の着色剤;シリコーンオイル、シリコーンゴム等の改質剤;ハイドロタルサイト類等の安定剤、イオン捕捉剤等が挙げられる。これらの各添加剤はいずれも、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The sealing resin composition of the present invention is generally blended with the resin composition for sealing electronic components in addition to the above-mentioned components (A) to (E), which are essential components, as long as the effects of the present invention are not impaired. Other additives may be added as needed. Other additives include flame retardants; coupling agents; mold release agents such as synthetic waxes, natural waxes, higher fatty acids, and metal salts of higher fatty acids; colorants such as carbon black and cobalt blue; silicone oils, silicone rubbers, etc. Modulators; Stabilizers such as hydrotalcites, ion trappers and the like. Each of these additives may be used alone or in combination of two or more.

難燃剤の具体例としては、ハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の金属元素を含む難燃剤や、リン酸エステル等のリン系難燃剤等が挙げられる。 Specific examples of the flame retardant include a halogen-based flame retardant, an antimony trioxide, an aluminum hydroxide, a magnesium hydroxide, a zinc oxide and other metal elements, a phosphorus-based flame retardant such as a phosphoric acid ester, and the like. ..

カップリング剤の具体例としては、エポキシシラン系、アミノシラン系、ウレイドシラン系、ビニルシラン系、アルキルシラン系、有機チタネート系、アルミニウムアルコレート系等のカップリング剤が挙げられる。硬化性を向上させる観点からは、なかでも、アミノシラン系カップリング剤が好ましく、特に、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシランが好ましい。 Specific examples of the coupling agent include epoxysilane-based, aminosilane-based, ureidosilane-based, vinylsilane-based, alkylsilane-based, organic titanate-based, and aluminum alcoholate-based coupling agents. From the viewpoint of improving curability, aminosilane-based coupling agents are particularly preferable, and in particular, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and 3-aminopropyl. Methyldiethoxysilane and 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane are preferred.

本発明の封止用樹脂組成物において、上記の任意成分の配合量は、組成物の全量に対して、0.05〜3質量%であることが好ましく、0.1〜1.5質量%であることがより好ましい。 In the sealing resin composition of the present invention, the blending amount of the above optional components is preferably 0.05 to 3% by mass, preferably 0.1 to 1.5% by mass, based on the total amount of the composition. Is more preferable.

本発明の封止用樹脂組成物を調製するにあたっては、(A)エポキシ樹脂、(B)主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂、(C)フェノール硬化剤、(D)硬化促進剤、(E)無機充填剤及び前述した必要に応じて配合される各種成分をミキサー等によって十分に混合(ドライブレンド)した後、熱ロールやニーダ等の混練装置により溶融混練し、冷却後、適当な大きさに粉砕するようにすればよい。 In preparing the sealing resin composition of the present invention, (A) epoxy resin, (B) bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain, (C) phenol curing agent, and (D) curing acceleration After sufficiently mixing (dry blending) the agent, (E) inorganic filler and various components to be blended as necessary with a mixer or the like, melt-kneading with a kneading device such as a hot roll or kneader, cooling, and then It may be crushed to an appropriate size.

本発明の封止用樹脂組成物は、各種電気部品、又は半導体素子等の各種電子部品の、被覆、絶縁、封止等に用いることができる。半導体素子としては、トランジスタ、集積回路、ダイオード、サイリスタ等が例示される。本発明の封止用樹脂組成物によって半導体素子等の電子部品を封止する方法としては、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の成形方法が用いられる。成形は、例えば、温度120〜200℃、圧力2〜20MPaで行うことができる。このような条件で半導体素子等の電子部品を成形封止することにより、耐リフロー性に優れ、かつ高温動作時の信頼性に優れた樹脂封止型の電子部品装置、半導体装置を得ることができる。 The sealing resin composition of the present invention can be used for coating, insulating, sealing and the like of various electric parts or various electronic parts such as semiconductor elements. Examples of semiconductor elements include transistors, integrated circuits, diodes, thyristors, and the like. As a method for sealing an electronic component such as a semiconductor element with the sealing resin composition of the present invention, a molding method such as a transfer mold, a compression mold, or an injection mold is used. Molding can be performed, for example, at a temperature of 120 to 200 ° C. and a pressure of 2 to 20 MPa. By molding and sealing electronic components such as semiconductor elements under such conditions, it is possible to obtain resin-sealed electronic component devices and semiconductor devices that have excellent reflow resistance and high reliability during high-temperature operation. it can.

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
(A)成分として、ビフェニル型エポキシ樹脂(商品名:YX−4000H、三菱化学(株)製、エポキシ当量192、融点105℃)3.0質量部及びビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(商品名:NC−3000、日本化薬(株)製、エポキシ当量276、軟化点57℃)5.5質量部、(B)成分として、上記式(1)の主鎖に脂肪族炭化水素基を有する固形ビスマレイミド樹脂(商品名:BMI−5000、デジグナーモレキュールズ社製;数平均分子量5000)2.0質量部、(C)成分として、ビフェニルアラルキル樹脂(商品名:HE200C−10、エア・ウォーター(株)製、水酸基当量205、軟化点70℃)1.0質量部、(D)成分として、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン(商品名:2MZA、四国化工業(株)製)0.3質量部、(E)無機充填剤として球状溶融シリカ(商品名:FB−105、電気化学工業(株)製、平均粒径11μm)87.0質量部、シランカップリング剤として3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(商品名:Z−6883、東レ・ダウコ―ニング(株)製)0.4質量部、離型剤として、カルナバワックス(商品名:カルナバワックス1号、東洋アドレ(株)製)0.2質量部、安定剤として、合成ハイドロタルサイト(商品名:DHT−4C、協和化学工業(株)製)0.3質量部、及び着色剤として、カーボンブラック(商品名:MA−100、三菱化学(株)製)0.3質量部を常温でミキサーを用いて混合した後、熱ロールを用いて70℃〜110℃に加熱混練し、冷却後粉砕して、封止用樹脂組成物を得た。
(Example 1)
As components (A), 3.0 parts by mass of biphenyl type epoxy resin (trade name: YX-4000H, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., epoxy equivalent 192, melting point 105 ° C.) and biphenyl aralkyl type epoxy resin (trade name: NC-) 3000, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 276, softening point 57 ° C.) 5.5 parts by mass, solid bismaleimide having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain of the above formula (1) as the component (B). Resin (trade name: BMI-5000, manufactured by Digigner Moleculars; number average molecular weight 5000) 2.0 parts by mass, as component (C), biphenyl aralkyl resin (trade name: HE200C-10, Air Water Co., Ltd.) ), Hydropoxy equivalent 205, softening point 70 ° C.) 1.0 part by mass, as component (D), 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl (1')]-ethyl-s-triazine ( Product name: 2MZA, manufactured by Shikoku Kagyo Co., Ltd., 0.3 parts by mass, (E) Spherical molten silica as an inorganic filler (trade name: FB-105, manufactured by Electrochemical Industry Co., Ltd., average particle size 11 μm) 87.0 parts by mass, 0.4 parts by mass of 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane (trade name: Z-6883, manufactured by Toray Doukoning Co., Ltd.) as a silane coupling agent, carnauba wax as a release agent (Product name: Carnauba wax No. 1, manufactured by Toyo Adre Co., Ltd.) 0.2 parts by mass, as a stabilizer, synthetic hydrotalcite (trade name: DHT-4C, manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.) 0.3 mass As a part and a colorant, 0.3 parts by mass of carbon black (trade name: MA-100, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) is mixed at room temperature using a mixer, and then 70 ° C to 110 ° C using a thermal roll. Was heated and kneaded, cooled and then pulverized to obtain a sealing resin composition.

(実施例2)
(C)成分として、ビフェニルアラルキル樹脂(HE200C−10)の代わりに、フェノールアラルキル樹脂(商品名:HE100C−10、エア・ウォーター(株)製、水酸基当量168、軟化点68℃)1.0質量部を用いた他は実施例1と同様にして、封止用樹脂組成物を得た。
(Example 2)
As the component (C), instead of the biphenyl aralkyl resin (HE200C-10), a phenol aralkyl resin (trade name: HE100C-10, manufactured by Air Water Co., Ltd., hydroxyl group equivalent 168, softening point 68 ° C.) 1.0 mass A resin composition for sealing was obtained in the same manner as in Example 1 except that the portion was used.

(実施例3)
(D)成分として、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル(1’)]−エチル−s−トリアジン(2MZA)の代わりに、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール(商品名:2P4MHZ、四国化成工業(株)製)0.3質量部を用いた他は実施例1と同様にして、封止用樹脂組成物を得た。
(Example 3)
As component (D), 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethyl instead of 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazole (1')]-ethyl-s-triazine (2MZA) A sealing resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.3 parts by mass of imidazole (trade name: 2P4MHZ, manufactured by Shikoku Chemicals Corporation) was used.

(実施例4)
(A)成分のビフェニル型エポキシ樹脂(YX−4000H)の配合量を1.0質量部、(B)成分のビスマレイミド樹脂の配合量を4.0質量部とした他は、実施例1と同様にして、封止用樹脂組成物を得た。
(Example 4)
The amount of the biphenyl type epoxy resin (YX-4000H) as the component (A) was 1.0 part by mass, and the amount of the biphenylimide resin as the component (B) was 4.0 parts by mass. Similarly, a sealing resin composition was obtained.

(比較例1)
(A)成分のビフェニル型エポキシ樹脂(YX−4000H)の配合量を1.5質量部、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(NC−3000)の配合量を3.0質量部、(B)成分のビスマレイミド樹脂の配合量を6.0質量部とした他は、実施例1と同様にして、封止用樹脂組成物を得た。
(Comparative Example 1)
The amount of the component (A) biphenyl type epoxy resin (YX-4000H) is 1.5 parts by mass, the amount of the biphenyl aralkyl type epoxy resin (NC-3000) is 3.0 parts by mass, and the amount of the component (B) screw. A sealing resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the maleimide resin blended was 6.0 parts by mass.

(比較例2)
(B)成分のビスマレイミド樹脂を配合せず、(A)成分のビフェニル型エポキシ樹脂(YX−4000H)の配合量を4.0質量部、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(NC−3000)の配合量を6.5質量部とした他は、実施例1と同様にして、電子部品封止用樹脂組成物を得た。
(Comparative Example 2)
The amount of the biphenyl type epoxy resin (YX-4000H) of the component (A) is 4.0 parts by mass, and the amount of the biphenyl aralkyl type epoxy resin (NC-3000) is mixed without blending the component (B) bismaleimide resin. A resin composition for encapsulating electronic parts was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was 6.5 parts by mass.

上記各実施例及び比較例で得られた封止用樹脂組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価した。結果を組成とともに表1に示す。 Various characteristics of the sealing resin compositions obtained in each of the above Examples and Comparative Examples were evaluated by the methods shown below. The results are shown in Table 1 together with the composition.

[評価方法]
(1)ガラス転移温度(Tg)
封止用樹脂組成物を、金型温度180℃、成形圧力8.0MPa、成形時間2分間の条件でトランスファー成形して、長さ15mm×幅4mm×厚さ3mmの成形品を作製し、さらに、175℃、8時間の後硬化を行って、試験片を得た。得られた試験片について、熱機械分析装置(商品名:TMA/SS150、(株)島津製作所製)を用いて、昇温速度5℃/min、空気中で圧縮測定により分析を行い、熱機械分析(TMA)曲線を得た。得られたTMA曲線の60℃及び240℃の接線の交点における温度を読み取り、この温度をガラス転移温度(単位:℃)とした。
[Evaluation methods]
(1) Glass transition temperature (Tg)
The sealing resin composition is transfer-molded under the conditions of a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 8.0 MPa, and a molding time of 2 minutes to prepare a molded product having a length of 15 mm, a width of 4 mm, and a thickness of 3 mm. After curing at 175 ° C. for 8 hours, a test piece was obtained. The obtained test piece was analyzed by thermomechanical analyzer (trade name: TMA / SS150, manufactured by Shimadzu Corporation) at a heating rate of 5 ° C./min by compression measurement in air, and then thermomechanical analysis was performed. An analytical (TMA) curve was obtained. The temperature at the intersection of the tangents of 60 ° C. and 240 ° C. of the obtained TMA curve was read, and this temperature was taken as the glass transition temperature (unit: ° C.).

(2)熱時弾性率
封止用樹脂組成物を、金型温度180℃、成形圧力8.0MPa、成形時間2分間の条件でトランスファー成形して、長さ45mm×幅4mm×厚さ3mmの成形品を作製し、さらに、175℃、8時間の後硬化を行って、試験片を得た。得られた試験片について、動的粘弾性試験装置(商品名:DMA Q800、ティーエーインスツルメント社製)を用いて、昇温速度5℃/min、周波数10Hz、空気中で分析を行い、260℃における弾性率を求めた。この値を、熱時弾性率(単位:GPa)とした。
(2) Elastic modulus during heat The sealing resin composition was transfer-molded under the conditions of a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 8.0 MPa, and a molding time of 2 minutes to obtain a length of 45 mm, a width of 4 mm, and a thickness of 3 mm. A molded product was prepared, and further cured at 175 ° C. for 8 hours to obtain a test piece. The obtained test piece was analyzed in air at a heating rate of 5 ° C./min and a frequency of 10 Hz using a dynamic viscoelasticity test device (trade name: DMA Q800, manufactured by TA Instruments). The elastic modulus at 260 ° C. was determined. This value was taken as the thermal elastic modulus (unit: GPa).

(3)プレッシャークッカー(PC)吸水率
封止用樹脂組成物を、金型温度180℃、成形圧力8.0MPa、成形時間2分間の条件でトランスファー成形して、直径50mm、厚さ3mmの円板状の成形品を作製し、さらに、175℃、8時間の後硬化を行って、試験片を得た。得られた試験片のPC試験前(吸湿処理前)の質量と、PC試験後(吸湿処理後)の質量を測定し、試験片のPC吸水率(単位:%)を下記式によって算出した。なお、PC試験は、温度:127℃、圧力:2気圧(約0.2MPa)、相対湿度:100%RHの条件で、24時間処理することで行った。
(3) Pressure Cooker (PC) Water Absorption Rate The sealing resin composition is transfer-molded under the conditions of a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 8.0 MPa, and a molding time of 2 minutes to form a circle having a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm. A plate-shaped molded product was prepared, and further cured at 175 ° C. for 8 hours to obtain a test piece. The mass of the obtained test piece before the PC test (before the moisture absorption treatment) and the mass after the PC test (after the moisture absorption treatment) were measured, and the PC water absorption rate (unit:%) of the test piece was calculated by the following formula. The PC test was carried out under the conditions of temperature: 127 ° C., pressure: 2 atm (about 0.2 MPa), and relative humidity: 100% RH for 24 hours.

PC吸水率
={(吸湿処理後の質量−吸湿処理前の質量)/吸湿処理前の質量}×100(%)
PC water absorption rate = {(mass after moisture absorption treatment-mass before moisture absorption treatment) / mass before moisture absorption treatment} x 100 (%)

(4)成形性
ICパッケージVQFP80(パッケージサイズ:14mm×14mm×1.4mm、銅(Cu)フレーム、銀(Ag)リングメッキ有り)を、封止用樹脂組成物によって、金型温度180℃、成形圧力12.0MPa、成形時間2分間の条件でトランスファー成形した。得られた成形品3ショット分(6フレーム)の外観を目視で観察するとともに、超音波探傷装置(日立建機ファインテック(株)社製、商品名:FS300II)により内部及び外部におけるボイドの発生状況を観察した。また、カル・ランナー折れの発生の有無を調べた。これらを、以下の基準により判定した。
(4) Moldability IC package VQFP80 (package size: 14 mm × 14 mm × 1.4 mm, copper (Cu) frame, with silver (Ag) ring plating) is molded at a mold temperature of 180 ° C. with a sealing resin composition. Transfer molding was performed under the conditions of a molding pressure of 12.0 MPa and a molding time of 2 minutes. While visually observing the appearance of the obtained 3 shots (6 frames) of the molded product, voids are generated inside and outside by the ultrasonic flaw detector (manufactured by Hitachi Construction Machinery Finetech Co., Ltd., trade name: FS300II). I observed the situation. In addition, the presence or absence of Kal runner breakage was investigated. These were judged according to the following criteria.

<外観異常・ボイド発生>
○:外観異常及びボイドの発生なし
△:直径0.5mm以下のボイドが発生
×:直径0.5mm超のボイドが発生
<Abnormal appearance / void occurrence>
◯: Abnormal appearance and no voids △: Voids with a diameter of 0.5 mm or less are generated ×: Voids with a diameter of more than 0.5 mm are generated

<カル・ランナー折れ>
○:あり
×:なし
<Break of Cal Runner>
○: Yes ×: No

(5)耐リフロー性
上記(4)で作製したパッケージ(VQFP80)の成形品32個に、175℃で、8時間の後硬化を行った後、30℃、相対湿度60%RH、192時間の吸湿処理を行った。その後、260℃の赤外線リフロー炉内で加熱し、冷却後、上記超音波探傷装置により、樹脂硬化物とフレームとの界面、及び樹脂硬化物と半導体チップとの界面における剥離の有無を調べ、剥離が発生した数を計数した。
(5) Reflow resistance To 32 molded products of the package (VQFP80) produced in (4) above, after curing at 175 ° C. for 8 hours, then 30 ° C., relative humidity 60% RH, 192 hours. Moisture absorption treatment was performed. After that, it is heated in an infrared reflow furnace at 260 ° C., and after cooling, the presence or absence of peeling at the interface between the cured resin product and the frame and the interface between the cured resin product and the semiconductor chip is examined by the above ultrasonic flaw detector, and peeling is performed. Was counted.

(6)温度サイクル試験
QFP208(パッケージサイズ:28mm×28mm×2.7mm、銅(Cu)フレーム、銀(Ag)スポットメッキ有り)用のフレームに、8mm角の評価用チップ(TEGチップ)をマウントし、直径25μmの、パラジウム(Pd)でコーティングされたCuワイヤをボンディングした。次いで封止用樹脂組成物によって、金型温度180℃、成形圧力12.0MPa、成形時間2分間の条件でトランスファー成形し、さらに、175℃、8時間も後硬化を行って試験用半導体装置を作製した。得られた試験用半導体装置を−65〜150℃の温度範囲で1000サイクルのテストを行い、OPEN不良(配線の断線による不良)の発生数を調べた(試料総数=16個)。
(6) Temperature cycle test An 8 mm square evaluation chip (TEG chip) is mounted on a frame for QFP208 (package size: 28 mm x 28 mm x 2.7 mm, copper (Cu) frame, silver (Ag) spot plating). Then, a Cu wire coated with palladium (Pd) having a diameter of 25 μm was bonded. Next, the test semiconductor device is subjected to transfer molding using the sealing resin composition under the conditions of a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 12.0 MPa, and a molding time of 2 minutes, and further performing post-curing at 175 ° C. for 8 hours. Made. The obtained test semiconductor device was tested for 1000 cycles in a temperature range of −65 to 150 ° C., and the number of OPEN defects (defects due to disconnection of wiring) was examined (total number of samples = 16).

Figure 0006789030
Figure 0006789030

表1より、実施例1〜4の封止用樹脂組成物は、成形性に優れ、高いTg、低い熱時弾性率及び低吸湿性を有していることが分かる。また、実施例1〜4の封止用樹脂組成物は耐リフロー性に優れ、温度サイクル試験の結果も良好であり、これを用いることにより信頼性の高い半導体装置が得られることが分かる。これに対し、比較例は、成形性、Tg、弾性率、吸湿性、耐リフロー性および温度サイクル試験のいずれかの特性評価結果が不良であり、信頼性の高い半導体装置が得られないことが分かる。 From Table 1, it can be seen that the sealing resin compositions of Examples 1 to 4 have excellent moldability, high Tg, low thermal elastic modulus, and low hygroscopicity. In addition, the sealing resin compositions of Examples 1 to 4 have excellent reflow resistance and good temperature cycle test results, and it can be seen that a highly reliable semiconductor device can be obtained by using this. On the other hand, in the comparative example, the property evaluation results of any of the moldability, Tg, elastic modulus, hygroscopicity, reflow resistance and temperature cycle test are poor, and a highly reliable semiconductor device cannot be obtained. I understand.

Claims (4)

(A)エポキシ樹脂、(B)下記一般式(1)及び(2)で示される少なくとも1種を含有する、主鎖に脂肪族炭化水素基を有するビスマレイミド樹脂、(C)フェノール硬化剤、(D)硬化促進剤、(E)無機充填剤を含む樹脂組成物であって、
前記(A)エポキシ樹脂と前記(B)ビスマレイミド樹脂の配合比(A):(B)が質量比で95:5〜50:50であり、かつ、前記(E)無機充填剤の含有量が組成物全体の70〜95質量%であることを特徴とする封止用樹脂組成物。
Figure 0006789030
(式中、nは1〜10の整数を表す。)
Figure 0006789030
(式中、Qは炭素数6以上の2価の直鎖状、分枝鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基を示し、PはO、CO、COO、CH、C(CH、C(CF、S、S、SO及びSOから選ばれる2価の原子または基、或いは、これら原子または基を少なくとも1つ以上含む有機基であり、mは1〜10の整数を表す。)
(A) epoxy resin, (B) bismaleimide resin having an aliphatic hydrocarbon group in the main chain, containing at least one represented by the following general formulas (1) and (2), (C) phenol curing agent, A resin composition containing (D) a curing accelerator and (E) an inorganic filler.
The compounding ratio (A): (B) of the (A) epoxy resin and the (B) bismaleimide resin is 95: 5 to 50:50 in terms of mass ratio, and the content of the (E) inorganic filler is Is a sealing resin composition, which is 70 to 95% by mass of the whole composition.
Figure 0006789030
(In the formula, n represents an integer of 1 to 10.)
Figure 0006789030
(In the formula, Q represents a divalent linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, and P is O, CO, COO, CH 2 , C (CH 3 ) 2 , C (CF 3) 2, S, S 2, 2 -valent atom or group selected from SO, and SO 2, or, or these atoms is an organic group containing at least one group, m is 1 Represents an integer of 10.)
(A)エポキシ樹脂及び(B)ビスマレイミド樹脂の合計量100質量部に対して、(C)フェノール硬化剤を1〜30質量部、(D)硬化促進剤を0.2〜8.0質量部を含有することを特徴とする請求項1に記載の封止用樹脂組成物。 1 to 30 parts by mass of (C) phenol curing agent and 0.2 to 8.0 parts by mass of (D) curing accelerator with respect to 100 parts by mass of the total amount of (A) epoxy resin and (B) bismaleimide resin. The sealing resin composition according to claim 1, wherein the resin composition contains a portion. (D)硬化促進剤は、イミダゾール系硬化促進剤を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の封止用樹脂組成物。 (D) The sealing resin composition according to claim 1 or 2, wherein the curing accelerator contains an imidazole-based curing accelerator. 請求項1乃至3のいずれか1項記載の封止用樹脂組成物の硬化物によって半導体素子が封止されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device, wherein the semiconductor element is sealed by a cured product of the sealing resin composition according to any one of claims 1 to 3.
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