JP7460025B2 - Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体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 resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device.
半導体パッケージ等を封止するための材料として、熱硬化性の樹脂組成物(封止用樹脂組成物)が知られている。 Thermosetting resin compositions (sealing resin compositions) are known as materials for sealing semiconductor packages and the like.
特許文献1、2には、エポキシ樹脂と、硬化剤として活性エステル化合物と、所定の平均粒径を有する無機充填材とを含む封止用樹脂組成物が開示されている。Patent documents 1 and 2 disclose an encapsulating resin composition containing an epoxy resin, an active ester compound as a curing agent, and an inorganic filler having a predetermined average particle size.
特許文献3には、多官能エポキシ樹脂及び二官能エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、硬化剤として活性エステル化合物と、を含む封止用樹脂組成物が開示されている。Patent Document 3 discloses an encapsulating resin composition containing an epoxy resin including a multifunctional epoxy resin and a difunctional epoxy resin, and an active ester compound as a curing agent.
しかしながら、特許文献1~3に記載の従来の封止用樹脂組成物においては、成形時の収縮率が高く製品の歩留まりが低く、さらに得られた封止材の機械強度が低く、また誘電特性に改善の余地があった。 However, the conventional sealing resin compositions described in Patent Documents 1 to 3 have a high shrinkage rate during molding, a low product yield, and the resulting sealant has low mechanical strength and dielectric properties. There was room for improvement.
本発明者らは、硬化剤としてフェノール樹脂と活性エステル樹脂とを併用し、所定の硬化促進剤を含む半導体封止用樹脂組成物を用いることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下に示すことができる。
The present inventors have discovered that the above problems can be solved by using a resin composition for semiconductor encapsulation that uses a phenol resin and an active ester resin together as a curing agent and contains a predetermined curing accelerator, and has completed the present invention. I let it happen.
That is, the present invention can be shown below.
[1](A)エポキシ樹脂と、
(B)硬化剤と、
(C)硬化促進剤と、を含む、半導体封止用樹脂組成物であって、
硬化剤(B)は、フェノール樹脂(B1)と活性エステル樹脂(B2)と、を含み、
活性エステル樹脂(B2)は、一般式(1)で表される構造を有し、
Ar’は、置換または非置換のアリール基であり、
kは、繰り返し単位の平均値であり、0.25~3.5の範囲であり、
一般式(1)においてBは、一般式(B)で表される構造であり、
硬化促進剤(C)は、テトラフェニルホスホニウム-4,4’-スルフォニルジフェノラート、テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート、4-ヒドロキシ-2-(トリフェニルホスホニウム)フェノラートからなる群より選択される1種または2種以上を含む、半導体封止用樹脂組成物。
[2] [1]に記載の半導体封止用樹脂組成物であって、
前記一般式(B)で表される構造は、一般式(B-1)~(B-6)から選択される少なくとも1つである、半導体封止用樹脂組成物。
[3] [1]または[2]に記載の半導体封止用樹脂組成物であって、
前記一般式(1)において、Aが、一般式(A)で表される構造を有する、半導体封止用樹脂組成物。
[4] [1]~[3]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物であって、
フェノール樹脂(B1)の含有量と活性エステル樹脂(B2)の含有量の比率が、25:75~75:25である、半導体封止用樹脂組成物。
[5] [1]~[4]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物であって、
さらにカップリング剤(D)を含む、半導体封止用樹脂組成物。
[6] [5]に記載の半導体封止用樹脂組成であって、
カップリング剤(D)が2級アミノシランカップリング剤である、半導体封止用樹脂組成物。
[7] [1]~[6]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成であって
エポキシ樹脂(A)およびフェノール樹脂(B1)の少なくとも一方が、ビフェニルアラルキル構造を有する、半導体封止用樹脂組成物。
[8] [1]~[7]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成であって
フェノール樹脂(B1)が、ビフェニルアラルキル構造を有する、半導体封止用樹脂組成物。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成であって、
エポキシ樹脂(A)が、ビフェニルアラルキル型樹脂およびジシクロペンタジエン型樹脂から選択される少なくとも1種を含む、半導体封止用樹脂組成物。
[10] [1]~[9]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物であって、
さらにシリコーンオイル(E)を含む、半導体封止用樹脂組成物。
[11] [1]~[10]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物であって、
さらに無機充填剤(F)を含む、半導体封止用樹脂組成物。
[12] [11]に記載の半導体封止用樹脂組成物であって、
無機充填剤(F)が、シリカ、アルミナ、タルク、酸化チタン、窒化珪素、窒化アルミニウムから選択される少なくとも1種である、半導体封止用樹脂組成物。
[13] [1]~[12]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物であって、
当該半導体封止用樹脂組成物のゲルタイムが50秒以上80秒以下である、半導体封止用樹脂組成物。
[14] 半導体素子と、
[1]~[13]のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物の硬化物からなる、前記半導体素子を封止する封止材と、
を備える、半導体装置。
[1] (A) an epoxy resin,
(B) a curing agent; and
(C) a curing accelerator,
The curing agent (B) contains a phenol resin (B1) and an active ester resin (B2),
The active ester resin (B2) has a structure represented by general formula (1):
Ar' is a substituted or unsubstituted aryl group;
k is the average value of the repeating units, ranging from 0.25 to 3.5;
In general formula (1), B is a structure represented by general formula (B),
The curing accelerator (C) is one or more selected from the group consisting of tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolate, tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenylsilicate, and 4-hydroxy-2-(triphenylphosphonium)phenolate.
[2] The resin composition for semiconductor encapsulation according to [1],
The structure represented by the general formula (B) is at least one selected from general formulas (B-1) to (B-6).
[3] The resin composition for semiconductor encapsulation according to [1] or [2],
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein in the general formula (1), A has a structure represented by general formula (A).
[4] The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [3],
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the ratio of the content of the phenol resin (B1) to the content of the active ester resin (B2) is 25:75 to 75:25.
[5] The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [4],
The resin composition for semiconductor encapsulation further comprises a coupling agent (D).
[6] The resin composition for semiconductor encapsulation according to [5],
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the coupling agent (D) is a secondary aminosilane coupling agent.
[7] The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [6], wherein at least one of the epoxy resin (A) and the phenolic resin (B1) has a biphenylaralkyl structure.
[8] The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [7], wherein the phenolic resin (B1) has a biphenylaralkyl structure.
[9] The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [8],
A resin composition for semiconductor encapsulation, comprising an epoxy resin (A) containing at least one selected from a biphenylaralkyl type resin and a dicyclopentadiene type resin.
[10] The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [9],
The resin composition for semiconductor encapsulation further comprises a silicone oil (E).
[11] The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [10],
The resin composition for semiconductor encapsulation further comprises an inorganic filler (F).
[12] The resin composition for semiconductor encapsulation according to [11],
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the inorganic filler (F) is at least one selected from the group consisting of silica, alumina, talc, titanium oxide, silicon nitride, and aluminum nitride.
[13] The resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of [1] to [12],
The semiconductor encapsulation resin composition has a gel time of 50 seconds or more and 80 seconds or less.
[14] A semiconductor element;
An encapsulant for encapsulating the semiconductor element, the encapsulant being made of a cured product of the semiconductor encapsulation resin composition according to any one of [1] to [13];
A semiconductor device comprising:
本発明の半導体封止用樹脂組成物は成形時の収縮率が低く製品の歩留まりに優れ、さらに当該組成物から得られる硬化物は、機械強度および誘電特性に優れる。言い換えれば、本発明の半導体封止用樹脂組成物はこれらの特性のバランスに優れる。 The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention has a low shrinkage rate during molding and has an excellent product yield, and a cured product obtained from the composition has excellent mechanical strength and dielectric properties. In other words, the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention has an excellent balance of these properties.
以下、本発明の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。また、「~」は特に断りがなければ「以上」から「以下」を表す。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In all drawings, similar components are given similar reference symbols and descriptions will be omitted where appropriate. In addition, "~" indicates "above" to "below" unless otherwise specified.
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)と、硬化剤(B)と、硬化促進剤(C)と、を含む、
以下、本実施形態の半導体封止用樹脂組成物(以下、封止用樹脂組成物とも記載する)に含まれる各成分について説明する。
The semiconductor encapsulation resin composition of the present embodiment includes an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a curing accelerator (C).
Each component contained in the semiconductor encapsulation resin composition (hereinafter also referred to as encapsulation resin composition) of this embodiment will be described below.
[エポキシ樹脂(A)]
エポキシ樹脂(A)は、1分子内に2個以上のエポキシ基を有する化合物であり、モノマー、オリゴマーおよびポリマーのいずれであってもよい。
[Epoxy resin (A)]
The epoxy resin (A) is a compound having two or more epoxy groups in one molecule, and may be any of a monomer, an oligomer, and a polymer.
エポキシ樹脂(A)は、具体的には、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;トリスフェニ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;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂等の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なる群から選択される1種または2種以上である。 Specifically, the epoxy resin (A) includes crystalline epoxy resins such as biphenyl-type epoxy resins, bisphenol-type epoxy resins, and stilbene-type epoxy resins; novolac-type epoxy resins such as phenol novolac-type epoxy resins and cresol novolac-type epoxy resins. ; Multifunctional epoxy resins such as trisphenylmethane type epoxy resins and alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resins; Phenol aralkyl type epoxy resins such as phenylene skeleton-containing phenol aralkyl type epoxy resins and biphenylene skeleton containing phenol aralkyl type epoxy resins; Dihydroxynaphthalene naphthol type epoxy resins, such as epoxy resins obtained by glycidyl etherification of dihydroxynaphthalene dimers; triazine nucleus-containing epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate and monoallyl diglycidyl isocyanurate; dicyclopentadiene-modified phenols One or more types selected from the group consisting of bridged cyclic hydrocarbon compound-modified phenol type epoxy resins such as type epoxy resins.
本発明の効果の観点から、エポキシ樹脂(A)は、好ましくは、トリスフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型多官能エポキシ樹脂、オルソクレゾール型二官能エポキシ樹脂、ビフェニル型二官能エポキシ樹脂、ビスフェノール型二官能エポキシ樹脂およびジシクロペンタジエン型二官能エポキシ樹脂からなる群から選択される1種または2種以上である。エポキシ樹脂(A)は、ビフェニルアラルキル型多官能エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型二官能エポキシ樹脂であることがより好ましい。From the viewpoint of the effects of the present invention, the epoxy resin (A) is preferably one or more selected from the group consisting of trisphenylmethane type epoxy resins, biphenyl aralkyl type multifunctional epoxy resins, orthocresol type bifunctional epoxy resins, biphenyl type bifunctional epoxy resins, bisphenol type bifunctional epoxy resins, and dicyclopentadiene type bifunctional epoxy resins. It is more preferable that the epoxy resin (A) is a biphenyl aralkyl type multifunctional epoxy resin or a dicyclopentadiene type bifunctional epoxy resin.
封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂(A)の含有量は、成形時に好適な流動性を得て充填性や成形性の向上を図る観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは2質量%以上であり、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは4質量%以上である。
また、封止用樹脂組成物を用いて得られる装置の信頼性を向上する観点から、封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂(A)の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは40質量%以下であり、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。
The content of the epoxy resin (A) in the encapsulating resin composition is preferably 2 mass % or more, more preferably 3 mass % or more, and even more preferably 4 mass % or more, based on the entire encapsulating resin composition, from the viewpoint of obtaining suitable fluidity during molding and improving filling property and moldability.
From the viewpoint of improving the reliability of a device obtained by using the encapsulating resin composition, the content of the epoxy resin (A) in the encapsulating resin composition is preferably 40 mass % or less, more preferably 30 mass % or less, further preferably 20 mass % or less, and particularly preferably 10 mass % or less, based on the entire encapsulating resin composition.
[硬化剤(B)]
本実施形態において、硬化剤(B)は、フェノール樹脂(B1)と活性エステル樹脂(B2)と、を含む。
[Curing agent (B)]
In this embodiment, the curing agent (B) includes a phenol resin (B1) and an active ester resin (B2).
(フェノール樹脂(B1))
フェノール樹脂(B1)としては、本発明の効果を奏する範囲で封止用樹脂組成物に一般に使用されるものを用いることができる。
(Phenol resin (B1))
As the phenol resin (B1), those commonly used in sealing resin compositions can be used as long as the effects of the present invention are achieved.
フェノール樹脂(B1)は、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、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、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フェノール類とホルムアルデヒドやケトン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樹脂、上記したフェノール類とジメトキシパラキシレン又はビス(メトキシメチル)ビフェニルから合成されるビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂などのフェノールアラルキル樹脂、トリスフェニルメタン骨格を有するフェノール樹脂などが挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。Examples of the phenolic resin (B1) include novolac resins obtained by condensing or co-condensing phenols such as phenol novolac resins and cresol novolac resins with formaldehyde or ketones under an acidic catalyst, phenol aralkyl resins having a biphenylene skeleton synthesized from the above-mentioned phenols and dimethoxy-paraxylene or bis(methoxymethyl)biphenyl, phenol aralkyl resins such as phenol aralkyl resins having a phenylene skeleton, and phenolic resins having a trisphenylmethane skeleton. These may be used alone or in combination of two or more.
本実施形態において、フェノール樹脂(B1)は、本発明の効果の観点から、ビフェニルアラルキル構造を備えることが好ましく、具体的に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が好ましい。ビフェニルアラルキル構造を備えるフェノール樹脂は低吸湿、低弾性であり信頼性に優れる。
本実施形態においては、エポキシ樹脂(A)およびフェノール樹脂(B1)のうち一方または両方が、ビフェニルアラルキル構造を有することが好ましい。
In this embodiment, the phenol resin (B1) preferably has a biphenylaralkyl structure from the viewpoint of the effects of the present invention, and specifically, a phenol aralkyl resin having a biphenylene skeleton is preferable. Phenol resin with a biphenylaralkyl structure has low moisture absorption, low elasticity, and excellent reliability.
In this embodiment, it is preferable that one or both of the epoxy resin (A) and the phenol resin (B1) have a biphenylaralkyl structure.
(活性エステル樹脂(B2))
活性エステル樹脂(B2)は、以下の一般式(1)で表される構造を有する樹脂を用いることができる。
(Active ester resin (B2))
As the active ester resin (B2), a resin having a structure represented by the following general formula (1) can be used.
式(1)において、「B」は、式(B)で表される構造である。In formula (1), "B" is a structure represented by formula (B).
式(B)中、Arは、置換または非置換のアリーレン基である。置換されたアリーレン基の置換基は炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基等が挙げられる。
Yは、単結合、置換または非置換の炭素原子数1~6の直鎖のアルキレン基、または置換または非置換の炭素原子数3~6の環式のアルキレン基、置換または非置換の2価の芳香族炭化水素基、エーテル結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基、スルフィド基、あるいはスルホン基である。前記基の置換基としては、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基等が挙げられる。
Yとして好ましくは、単結合、メチレン基、-CH(CH3)2-、エーテル結合、置換されていてもよいシクロアルキレン基、置換されていてもよい9,9-フルオレニレン基等が挙げられる。
nは0~4の整数であり、好ましくは0または1である。
Bは、具体的には、下記一般式(B1)または下記一般式(B2)で表される構造である。
In formula (B), Ar is a substituted or unsubstituted arylene group. Examples of the substituent of the substituted arylene group include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, and an aralkyl group.
Y is a single bond, a substituted or unsubstituted linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclic alkylene group having 3 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group, an ether bond, a carbonyl group, a carbonyloxy group, a sulfide group, or a sulfone group. Examples of the substituent of the above groups include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, and an aralkyl group.
Preferred examples of Y include a single bond, a methylene group, -CH(CH 3 ) 2 -, an ether bond, an optionally substituted cycloalkylene group, and an optionally substituted 9,9-fluorenylene group.
n is an integer of 0 to 4, preferably 0 or 1.
Specifically, B is a structure represented by the following general formula (B1) or the following general formula (B2).
上記一般式(B1)および上記一般式(B2)中、ArおよびYは、一般式(B)と同義である。 In the general formula (B1) and the general formula (B2), Ar and Y have the same meanings as in the general formula (B).
Aは、脂肪族環状炭化水素基を介して連結された置換または非置換のアリーレン基であり、
Ar’は、置換または非置換のアリール基であり、
kは、繰り返し単位の平均値であり、0.25~3.5の範囲である。
A is a substituted or unsubstituted arylene group linked via an aliphatic cyclic hydrocarbon group;
Ar' is a substituted or unsubstituted aryl group;
k is the average value of the repeating units and is in the range of 0.25 to 3.5.
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は、フェノール樹脂(B1)とともに特定の活性エステル樹脂(B2)を含むことにより、成形時の収縮率が低く製品の歩留まりに優れ、さらに機械強度および低誘電正接に優れた硬化物(封止材)が得られる。The semiconductor encapsulation resin composition of this embodiment contains a specific active ester resin (B2) in addition to a phenolic resin (B1), and thus produces a cured product (encapsulant) that has low shrinkage during molding, excellent product yield, and excellent mechanical strength and low dielectric tangent.
本実施形態の半導体封止用樹脂組成物に用いられる活性エステル樹脂(B2)は、式(B)で表される活性エステル基を有する。エポキシ樹脂(A)と活性エステル樹脂(B2)との硬化反応において、活性エステル樹脂(B2)の活性エステル基はエポキシ樹脂のエポキシ基と反応して2級の水酸基を生じる。この2級の水酸基は、活性エステル樹脂(B2)のエステル残基により封鎖される。そのため、硬化物の誘電正接が低減される。The active ester resin (B2) used in the semiconductor encapsulation resin composition of this embodiment has an active ester group represented by formula (B). In the curing reaction between the epoxy resin (A) and the active ester resin (B2), the active ester group of the active ester resin (B2) reacts with the epoxy group of the epoxy resin to generate a secondary hydroxyl group. This secondary hydroxyl group is blocked by the ester residue of the active ester resin (B2). As a result, the dielectric tangent of the cured product is reduced.
一実施形態において、上記式(B)で表される構造は、以下の式(B-1)~式(B-6)から選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In one embodiment, the structure represented by the above formula (B) is preferably at least one selected from the following formulas (B-1) to (B-6).
式(B-1)~(B-6)において、
R1はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、
R2はそれぞれ独立に炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基の何れかであり、Xは炭素原子数2~6の直鎖のアルキレン基、エーテル結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基、スルフィド基、スルホン基のいずれかであり、
nは0~4の整数であり、pは1~4の整数である。
In formulas (B-1) to (B-6),
R 1 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group,
R 2 is each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group, and X is a linear alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, an ether a bond, a carbonyl group, a carbonyloxy group, a sulfide group, or a sulfone group,
n is an integer from 0 to 4, and p is an integer from 1 to 4.
上記式(B-1)~(B-6)で表される構造は、いずれも配向性が高い構造であることから、これを含む活性エステル樹脂(B2)を用いた場合、得られる樹脂組成物の硬化物は、低誘電率および低誘電正接を有するとともに、金属に対する密着性に優れ、そのため半導体封止材料として好適に用いることができる。
中でも、低誘電率および低誘電正接の観点から、式(B-2)、式(B-3)または(B-5)で表される構造を有する活性エステル樹脂(B2)が好ましく、さらに式(B-2)のnが0である構造、式(B-3)のXがエーテル結合である構造、または式(B-5)において二つのカルボニルオキシ基が4,4’-位にある構造を有する活性エステル樹脂(B2)がより好ましい。また各式中のR1はすべて水素原子であることが好ましい。
The structures represented by formulas (B-1) to (B-6) above are all structures with high orientation, so when an active ester resin (B2) containing them is used, the resulting resin composition The cured product has a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent, and has excellent adhesion to metals, so it can be suitably used as a semiconductor encapsulation material.
Among these, from the viewpoint of low dielectric constant and low dielectric loss tangent, active ester resin (B2) having a structure represented by formula (B-2), formula (B-3) or (B-5) is preferable, and A structure in which n is 0 in (B-2), a structure in which X in formula (B-3) is an ether bond, or a structure in which two carbonyloxy groups are at the 4,4'-position in formula (B-5) An active ester resin (B2) having a structure is more preferable. Further, it is preferable that all R 1 in each formula are hydrogen atoms.
式(1)における「Ar’」はアリール基であり、例えば、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、3,5-キシリル基、o-ビフェニル基、m-ビフェニル基、p-ビフェニル基、2-ベンジルフェニル基、4-ベンジルフェニル基、4-(α-クミル)フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等であり得る。中でも、特に誘電率および誘電正接の低い硬化物が得られることから、1-ナフチル基または2-ナフチル基であることが好ましい。 "Ar'" in formula (1) is an aryl group, for example, phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 3,5-xylyl group, o-biphenyl group, m-biphenyl group. p-biphenyl group, 2-benzylphenyl group, 4-benzylphenyl group, 4-(α-cumyl)phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, etc. Among these, 1-naphthyl group or 2-naphthyl group is preferable because a cured product with particularly low dielectric constant and dielectric loss tangent can be obtained.
本実施形態において、式(1)で表される活性エステル樹脂(B2)における「A」は、脂肪族環状炭化水素基を介して連結された置換または非置換のアリーレン基であり、このようなアリーレン基としては、例えば、1分子中に二重結合を2個含有する不飽和脂肪族環状炭化水素化合物と、フェノール性化合物とを重付加反応させて得られる構造が挙げられる。In this embodiment, "A" in the active ester resin (B2) represented by formula (1) is a substituted or unsubstituted arylene group linked via an aliphatic cyclic hydrocarbon group. Examples of such arylene groups include a structure obtained by a polyaddition reaction between an unsaturated aliphatic cyclic hydrocarbon compound containing two double bonds in one molecule and a phenolic compound.
前記1分子中に二重結合を2個含有する不飽和脂肪族環状炭化水素化合物は、例えば、ジシクロペンタジエン、シクロペンタジエンの多量体、テトラヒドロインデン、4-ビニルシクロヘキセン、5-ビニル-2-ノルボルネン、リモネン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。これらの中でも、耐熱性に優れる硬化物が得られることからジシクロペンタジエンが好ましい。尚、ジシクロペンタジエンは石油留分中に含まれることから、工業用ジシクロペンタジエンにはシクロペンタジエンの多量体や、他の脂肪族或いは芳香族性ジエン化合物等が不純物として含有されることがあるが、耐熱性、硬化性、成形性等の性能を考慮すると、ジシクロペンタジエンの純度90質量%以上の製品を用いることが望ましい。 Examples of the unsaturated aliphatic cyclic hydrocarbon compounds containing two double bonds in one molecule include dicyclopentadiene, cyclopentadiene polymers, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene, 5-vinyl-2-norbornene, limonene, etc., which may be used alone or in combination of two or more. Among these, dicyclopentadiene is preferred because it gives a cured product with excellent heat resistance. Since dicyclopentadiene is contained in petroleum fractions, industrial dicyclopentadiene may contain cyclopentadiene polymers and other aliphatic or aromatic diene compounds as impurities. However, in consideration of performance such as heat resistance, curability, and moldability, it is desirable to use a product with a purity of 90% by mass or more of dicyclopentadiene.
一方、前記フェノール性化合物は、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ビニルフェノール、イソプロペニルフェノール、アリルフェノール、フェニルフェノール、ベンジルフェノール、クロルフェノール、ブロムフェノール、1-ナフトール、2-ナフトール、1,4-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン等が挙げられ、それぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。これらの中でも、硬化性が高く硬化物における誘電特性に優れる活性エステル樹脂(B2)となることからフェノールが好ましい。On the other hand, examples of the phenolic compound include phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, isopropylphenol, butylphenol, octylphenol, nonylphenol, vinylphenol, isopropenylphenol, allylphenol, phenylphenol, benzylphenol, chlorophenol, bromophenol, 1-naphthol, 2-naphthol, 1,4-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, etc., and each may be used alone or two or more types may be used in combination. Among these, phenol is preferred because it is highly curable and results in an active ester resin (B2) with excellent dielectric properties in the cured product.
好ましい実施形態において、式(1)で表される活性エステル樹脂(B2)における「A」は、式(A)で表される構造を有する。式(1)における「A」が以下の構造である活性エステル樹脂(B2)を含む樹脂組成物は、その硬化物が低誘電率、低誘電正接であり、インサート品に対する密着性に優れる。 In a preferred embodiment, "A" in the active ester resin (B2) represented by formula (1) has a structure represented by formula (A). A resin composition containing an active ester resin (B2) in which "A" in formula (1) has the following structure has a cured product having a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent, and has excellent adhesion to insert products.
式(A)において、
R3はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、
lは0または1であり、mは1以上の整数である。
In formula (A),
R 3 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group,
l is 0 or 1, and m is an integer of 1 or more.
式(1)で表される活性エステル硬化剤のうち、より好ましいものとして、下記式(1-1)、式(1-2)および式(1-3)で表される樹脂が挙げられ、特に好ましいものとして、下記式(1-3)で表される樹脂が挙げられる。Among the active ester curing agents represented by formula (1), more preferred are the resins represented by the following formulas (1-1), (1-2) and (1-3), and particularly preferred is the resin represented by the following formula (1-3).
式(1-1)中、R1及びR3はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、Zはフェニル基、ナフチル基、又は、芳香核上に炭素原子数1~4のアルキル基を1~3個有するフェニル基或いはナフチル基であり、lは0又は1であり、kは繰り返し単位の平均であり、0.25~3.5である。 In formula (1-1), R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group. , Z is a phenyl group, a naphthyl group, or a phenyl group or a naphthyl group having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms on the aromatic nucleus, l is 0 or 1, and k is a repeating unit. It is the average of 0.25 to 3.5.
式(1-2)中、R1及びR3はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、Zはフェニル基、ナフチル基、又は、芳香核上に炭素原子数1~4のアルキル基を1~3個有するフェニル基或いはナフチル基であり、lは0又は1であり、kは繰り返し単位の平均であり、0.25~3.5である。 In formula (1-2), R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group. , Z is a phenyl group, a naphthyl group, or a phenyl group or a naphthyl group having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms on the aromatic nucleus, l is 0 or 1, and k is a repeating unit. It is the average of 0.25 to 3.5.
式(1-3)中、R1及びR3はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、Zはフェニル基、ナフチル基、又は、芳香核上に炭素原子数1~4のアルキル基を1~3個有するフェニル基或いはナフチル基であり、lは0又は1であり、kは繰り返し単位の平均であり、0.25~3.5である。 In formula (1-3), R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group. , Z is a phenyl group, a naphthyl group, or a phenyl group or a naphthyl group having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms on the aromatic nucleus, l is 0 or 1, and k is a repeating unit. It is the average of 0.25 to 3.5.
本発明で用いられる活性エステル樹脂(B2)は、脂肪族環状炭化水素基を介してフェノール性水酸基を有するアリール基が複数結節された構造を有するフェノール性化合物(a)と、芳香核含有ジカルボン酸又はそのハライド(b)と、芳香族モノヒドロキシ化合物(c)とを反応させる、公知の方法により製造することができる。The active ester resin (B2) used in the present invention can be produced by a known method in which a phenolic compound (a) having a structure in which multiple aryl groups having phenolic hydroxyl groups are linked via an aliphatic cyclic hydrocarbon group, an aromatic nucleus-containing dicarboxylic acid or its halide (b), and an aromatic monohydroxy compound (c) are reacted.
上記フェノール性化合物(a)と、芳香核含有ジカルボン酸又はそのハライド(b)と、芳香族モノヒドロキシ化合物(c)との反応割合は、所望の分子設計に応じて適宜調整することができるが、中でも、より硬化性の高い活性エステル樹脂(B2)が得られることから、芳香核含有ジカルボン酸又はそのハライド(b)が有するカルボキシル基又は酸ハライド基の合計1モルに対し、前記フェノール性化合物(a)が有するフェノール性水酸基が0.25~0.90モルの範囲となり、かつ、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(c)が有するヒドロキシル基が0.10~0.75モルの範囲となる割合で各原料を用いることが好ましく、前記フェノール性化合物(a)が有するフェノール性水酸基が0.50~0.75モルの範囲となり、かつ、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(c)が有するヒドロキシル基が0.25~0.50モルの範囲となる割合で各原料を用いることがより好ましい。 The reaction ratio of the phenolic compound (a), the aromatic nucleus-containing dicarboxylic acid or its halide (b), and the aromatic monohydroxy compound (c) can be adjusted as appropriate depending on the desired molecular design. Among them, since an active ester resin (B2) with higher curability is obtained, the phenolic compound is The ratio of the phenolic hydroxyl group possessed by (a) being in the range of 0.25 to 0.90 mol, and the hydroxyl group possessed by the aromatic monohydroxy compound (c) being in the range of 0.10 to 0.75 mol. It is preferable to use each raw material in such a manner that the phenolic hydroxyl group of the phenolic compound (a) is in the range of 0.50 to 0.75 mol, and the hydroxyl group of the aromatic monohydroxy compound (c) is in the range of 0.50 to 0.75 mol. It is more preferable to use each raw material in a proportion ranging from 0.25 to 0.50 mol.
また、活性エステル樹脂(B2)の官能基当量は、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基およびフェノール性水酸基の合計を樹脂の官能基数とした場合、硬化性に優れ、誘電率及び誘電正接の低い硬化物が得られることから、200g/eq以上230g/eq以下の範囲であることが好ましく、210g/eq以上220g/eq以下の範囲であることがより好ましい。In addition, when the sum of the arylcarbonyloxy groups and phenolic hydroxyl groups contained in the resin structure is taken as the number of functional groups of the resin, the functional group equivalent of the active ester resin (B2) is preferably in the range of 200 g/eq or more and 230 g/eq or less, and more preferably in the range of 210 g/eq or more and 220 g/eq or less, since this gives a cured product with excellent curability and low dielectric constant and dielectric tangent.
本実施形態の硬化剤(B)は、フェノール樹脂(B1)および活性エステル樹脂(B2)を組み合わせて含む。
これにより、本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は成形時の収縮率が低く製品の歩留まりに優れ、さらに当該組成物から得られる硬化物は、機械強度および低誘電正接に優れる。
The curing agent (B) of this embodiment contains a phenolic resin (B1) and an active ester resin (B2) in combination.
As a result, the semiconductor encapsulation resin composition of the present embodiment has a low shrinkage rate during molding and is excellent in product yield, and further, the cured product obtained from the composition has excellent mechanical strength and low dielectric tangent.
本実施形態においては、エポキシ樹脂(A)に対する硬化剤(B)の当量比(硬化剤(B)/エポキシ樹脂(A))は、本発明の効果の観点から、0.50~1.00、好ましくは0.52~0.95、より好ましくは0.55~0.90、特に好ましくは0.60~0.80とすることができる。 In this embodiment, the equivalent ratio of curing agent (B) to epoxy resin (A) (curing agent (B)/epoxy resin (A)) is 0.50 to 1.00 from the viewpoint of the effects of the present invention. , preferably 0.52 to 0.95, more preferably 0.55 to 0.90, particularly preferably 0.60 to 0.80.
本実施形態においては、エポキシ樹脂(A)に対する活性エステル樹脂(B2)の当量比(活性エステル樹脂(B2)/エポキシ樹脂(A))は、0.10~0.60、好ましくは0.12~0.50、より好ましくは0.15~0.47、特に好ましくは0.17~0.45とすることができる。
これにより、本実施形態の半導体封止用樹脂組成物は硬化性に優れることから、成形時の収縮率がより低く製品の歩留まりにより優れ、さらに当該組成物から得られる硬化物は、機械強度および低誘電正接にさらに優れる。
前記当量比(B2/A)が上限値を超えると、エポキシ基が開環した際に発生する水酸基を活性エステルでキャップし易くなるため誘電正接が低下する。しかしながら、本実施形態のように、フェノール硬化剤(B1)と活性エステル樹脂(B2)とを併用する硬化剤(B)においては、前記当量比(B2/A)の上限値を超えると、フェノール硬化剤(B1)のフェノール水酸基と活性エステル樹脂(B2)の活性エステルとが作用し、エポキシ樹脂(A)の硬化に影響を与えることから、硬化性(スパイラルフロー、ゲルタイムなど)がバラつき、耐熱性(Tgなど)や機械特性(曲げ強度・曲げ弾性率など)が低下し、さらに均質な誘電特性(硬化体内の誘電特性の均質性)が制御し難くなる、などの問題が生じる。
In this embodiment, the equivalent ratio of active ester resin (B2) to epoxy resin (A) (active ester resin (B2)/epoxy resin (A)) is 0.10 to 0.60, preferably 0.12. ~0.50, more preferably 0.15~0.47, particularly preferably 0.17~0.45.
As a result, since the resin composition for semiconductor encapsulation of this embodiment has excellent curability, the shrinkage rate during molding is lower and the yield of the product is higher. Furthermore, the cured product obtained from the composition has excellent mechanical strength and Even better in low dielectric loss tangent.
When the equivalent ratio (B2/A) exceeds the upper limit, the dielectric loss tangent decreases because the hydroxyl group generated when the epoxy group opens is likely to be capped with the active ester. However, in the curing agent (B) that uses a phenol curing agent (B1) and an active ester resin (B2) in combination as in the present embodiment, when the upper limit of the equivalent ratio (B2/A) is exceeded, the phenol The phenol hydroxyl group of the curing agent (B1) and the active ester of the active ester resin (B2) interact and affect the curing of the epoxy resin (A), resulting in variations in curing properties (spiral flow, gel time, etc.) and poor heat resistance. Problems arise such as the properties (Tg, etc.) and mechanical properties (bending strength, flexural modulus, etc.) are reduced, and it becomes difficult to control homogeneous dielectric properties (uniformity of dielectric properties within the cured body).
本実施形態においては、エポキシ樹脂(A)に対するフェノール樹脂(B1)の当量比(フェノール樹脂(B1)/エポキシ樹脂(A))は、本発明の効果の観点から、0.10~0.70、好ましくは0.15~0.65、より好ましくは0.18~0.60、特に好ましくは0.20~0.55とすることができる。In this embodiment, the equivalent ratio of phenolic resin (B1) to epoxy resin (A) (phenolic resin (B1)/epoxy resin (A)) can be, from the viewpoint of the effects of the present invention, 0.10 to 0.70, preferably 0.15 to 0.65, more preferably 0.18 to 0.60, and particularly preferably 0.20 to 0.55.
本発明の効果の観点から、硬化剤(B)は、フェノール樹脂(B1)の含有量(重量部)と、活性エステル樹脂(B2)の含有量(重量部)の比率を、25:75~75:25、好ましくは30:70~70:30とすることができる。From the viewpoint of the effects of the present invention, the ratio of the content (parts by weight) of the phenolic resin (B1) to the content (parts by weight) of the active ester resin (B2) in the curing agent (B) can be 25:75 to 75:25, preferably 30:70 to 70:30.
本実施形態の樹脂組成物において、フェノール樹脂(B1)および活性エステル樹脂(B2)を含む硬化剤(B)とエポキシ樹脂(A)との配合量は、硬化性に優れ、誘電率及び誘電正接の低い硬化物が得られることから、硬化剤(B)中の活性基の合計1当量に対して、エポキシ樹脂中のエポキシ基が0.8~1.2当量となる割合であることが好ましい。ここで、硬化剤(B)中の活性基とは、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基及びフェノール性水酸基を指す。In the resin composition of this embodiment, the blending amount of the curing agent (B) containing the phenolic resin (B1) and the active ester resin (B2) and the epoxy resin (A) is preferably such that the epoxy groups in the epoxy resin are 0.8 to 1.2 equivalents per equivalent of the total of the active groups in the curing agent (B), since this gives a cured product with excellent curing properties and low dielectric constant and dielectric tangent. Here, the active groups in the curing agent (B) refer to the arylcarbonyloxy groups and phenolic hydroxyl groups in the resin structure.
本実施形態の組成物において、硬化剤(B)は、封止樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で用いられる。
硬化剤(B)を上記範囲で含むことにより、得られる硬化物はより優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接にさらに優れる。
In the composition of the present embodiment, the curing agent (B) is used in an amount of preferably 0.2 mass % or more and 15 mass % or less, more preferably 0.5 mass % or more and 10 mass % or less, and even more preferably 1.0 mass % or more and 7 mass % or less, based on the entire encapsulating resin composition.
By including the curing agent (B) in the above range, the obtained cured product can have better dielectric properties and is further superior in low dielectric tangent.
[硬化促進剤(C)]
硬化促進剤(C)は、テトラフェニルホスホニウム-4,4’-スルフォニルジフェノラート、テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート、4-ヒドロキシ-2-(トリフェニルホスホニウム)フェノラートからなる群より選択される1種または2種以上を含む。本実施形態においては、2種含むことができる。
[Curing Accelerator (C)]
The curing accelerator (C) contains one or more selected from the group consisting of tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolate, tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenylsilicate, and 4-hydroxy-2-(triphenylphosphonium)phenolate. In this embodiment, two types may be contained.
封止用樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、封止用樹脂組成物の硬化特性を向上する観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上である。
また、封止用樹脂組成物の成形時に好ましい流動性を得る観点から、封止用樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは2.0質量%以下であり、より好ましくは1.0質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
The content of the curing accelerator in the encapsulating resin composition is preferably 0.01% by mass or more based on the entire encapsulating resin composition from the viewpoint of improving the curing characteristics of the encapsulating resin composition. The content is preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more.
Moreover, from the viewpoint of obtaining preferable fluidity during molding of the sealing resin composition, the content of the curing accelerator in the sealing resin composition is preferably 2. It is 0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, even more preferably 0.5% by mass or less.
[カップリング剤(D)]
本実施形態の封止用樹脂組成物は、カップリング剤(D)を含むことができる。
カップリング剤(D)として、たとえば、エポキシシラン、メルカプトシラン、フェニルアミノシラン等のアミノシランが挙げられる。封止材と金属部材との密着性を向上する観点から、カップリング剤(D)は、好ましくはエポキシシランまたはアミノシランであり、より好ましくは2級アミノシランである。同様の観点から、カップリング剤(D)は、好ましくはフェニルアミノ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メトキシシランおよび3-メルカプトプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される1つ以上である。
[Coupling Agent (D)]
The encapsulating resin composition of the present embodiment may contain a coupling agent (D).
Examples of the coupling agent (D) include aminosilanes such as epoxysilane, mercaptosilane, and phenylaminosilane. From the viewpoint of improving the adhesion between the sealing material and the metal member, the coupling agent (D) is preferably an epoxysilane or an aminosilane, and more preferably a secondary aminosilane. From the same viewpoint, the coupling agent (D) is preferably one or more selected from the group consisting of phenylaminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
封止用樹脂組成物中のカップリング剤(D)の含有量は、封止用樹脂組成物の成形時に好ましい流動性を得る観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.05質量%以上である。
また、樹脂粘度の増粘抑制の観点から、封止用樹脂組成物中のカップリング剤(D)の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは2.0質量%以下であり、より好ましくは1.0質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
The content of the coupling agent (D) in the encapsulating resin composition is preferably 0.01 mass % or more, and more preferably 0.05 mass % or more, based on the entire encapsulating resin composition, from the viewpoint of obtaining favorable fluidity during molding of the encapsulating resin composition.
In addition, from the viewpoint of suppressing an increase in the resin viscosity, the content of the coupling agent (D) in the encapsulating resin composition is preferably 2.0 mass % or less, more preferably 1.0 mass % or less, and even more preferably 0.5 mass % or less, based on the entire encapsulating resin composition.
[シリコーンオイル(E)]
本実施形態の封止用樹脂組成物は、低応力剤としてシリコーンオイル(E)を含むことができる。これにより、封止用樹脂組成物により電子素子等を封止して得られる成形体の反りを抑制することができる。
[Silicone oil (E)]
The encapsulating resin composition of the present embodiment can contain a silicone oil (E) as a stress reducing agent, which can suppress warping of a molded article obtained by encapsulating an electronic element or the like with the encapsulating resin composition.
シリコーンオイル(E)は、たとえばエポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、およびポリエーテル変性シリコーンオイル等の有機変性シリコーンオイルを含むことが好ましい。これらの中でも、樹脂成分中にシリコーンオイル(E)を微分散させて、反りの抑制に寄与する観点からは、ポリエーテル変性シリコーンオイルを含むことがとくに好ましい。The silicone oil (E) preferably contains an organic modified silicone oil such as an epoxy modified silicone oil, a carboxyl modified silicone oil, an alkyl modified silicone oil, or a polyether modified silicone oil. Among these, it is particularly preferable to contain a polyether modified silicone oil from the viewpoint of finely dispersing the silicone oil (E) in the resin component and contributing to suppression of warping.
シリコーンオイル(E)の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対して0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることがより好ましい。また、シリコーンオイル(E)の含有量は、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、0.5質量%以下であることがより好ましい。シリコーンオイル(E)の含有量をこのような範囲に制御することによって、封止用樹脂組成物により電子素子等を封止して得られる成形体の反り抑制に寄与することが可能である。 The content of silicone oil (E) is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more based on the entire sealing resin composition. Further, the content of silicone oil (E) is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, based on the entire sealing resin composition. By controlling the content of silicone oil (E) within such a range, it is possible to contribute to suppressing warping of a molded article obtained by sealing an electronic device or the like with the sealing resin composition.
本実施形態においては、シリコーンオイル(E)以外のその他の低応力剤を含むことができ、具体例として、シリコーンゴム、シリコーンエラストマー、シリコーンレジン等のシリコーン;アクリロニトリルブタジエンゴム等が挙げられる。In this embodiment, other low stress agents besides silicone oil (E) may be included, and specific examples include silicones such as silicone rubber, silicone elastomer, and silicone resin; acrylonitrile butadiene rubber, etc.
[無機充填剤(F)]
本実施形態の封止用樹脂組成物は、無機充填材(F)を含むことができる。
無機充填材(F)として、一般的に半導体封止用樹脂組成物に使用されているものを用いることができる。また、無機充填材(F)は表面処理がなされているものであってもよい。
[Inorganic filler (F)]
The sealing resin composition of this embodiment can contain an inorganic filler (F).
As the inorganic filler (F), those commonly used in resin compositions for semiconductor encapsulation can be used. Moreover, the inorganic filler (F) may be surface-treated.
無機充填材(F)の具体例として、溶融シリカ等、結晶シリカ、非晶質二酸化珪素等のシリカ;アルミナ;タルク;酸化チタン;窒化珪素;窒化アルミニウムが挙げられる。これらの無機充填材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the inorganic filler (F) include silica such as fused silica, crystalline silica, and amorphous silicon dioxide; alumina; talc; titanium oxide; silicon nitride; and aluminum nitride. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
無機充填材(F)は、汎用性に優れている観点から、好ましくはシリカを含む。シリカの形状としては、球状シリカ、破砕シリカ等が挙げられる。From the viewpoint of excellent versatility, the inorganic filler (F) preferably contains silica. Examples of the shape of the silica include spherical silica and crushed silica.
無機充填材(F)の平均径(D50)は、成形性および密着性を向上する観点から、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上であり、また、好ましくは80μm以下であり、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは40μm以下である。
ここで、無機充填材(F)の粒径分布は、市販のレーザー回折式粒度分布測定装置(たとえば、島津製作所社製、SALD-7000)を用いて粒子の粒度分布を体積基準で測定することにより取得することができる。
The average diameter (D 50 ) of the inorganic filler (F) is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and preferably 80 μm or less, from the viewpoint of improving moldability and adhesion. More preferably, it is 50 μm or less, and still more preferably 40 μm or less.
Here, the particle size distribution of the inorganic filler (F) can be determined by measuring the particle size distribution of particles on a volume basis using a commercially available laser diffraction particle size distribution analyzer (for example, SALD-7000 manufactured by Shimadzu Corporation). It can be obtained by
また、無機充填材(F)の最大粒径は、成形性および密着性を向上する観点から、好ましくは10μm以上であり、より好ましくは20μm以上であり、また、好ましくは100μm以下であり、より好ましくは80μm以下である。 In addition, the maximum particle size of the inorganic filler (F) is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and preferably 100 μm or less, and more preferably from the viewpoint of improving moldability and adhesion. Preferably it is 80 μm or less.
また、無機充填材(F)の比表面積は、成形性および密着性を向上する観点から、好ましくは1m2/g以上であり、より好ましくは3m2/g以上であり、また、好ましくは20m2/g以下であり、より好ましくは10m2/g以下である。 Further, the specific surface area of the inorganic filler (F) is preferably 1 m 2 /g or more, more preferably 3 m 2 /g or more, and preferably 20 m 2 /g or more from the viewpoint of improving moldability and adhesion. 2 /g or less, more preferably 10 m 2 /g or less.
封止用樹脂組成物中の無機充填材(F)の含有量は、封止用樹脂組成物を用いて形成される封止材の低吸湿性および低熱膨張性を向上させ、得られる半導体装置の耐湿信頼性や耐リフロー性をより効果的に向上させる観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは65質量%以上である。
また、封止用樹脂組成物の成形時における流動性や充填性をより効果的に向上させる観点から、封止用樹脂組成物中の無機充填材(F)の含有量は、封止用樹脂組成物全体に対してたとえば97質量%以下であってもよく、好ましくは95質量%以下であり、より好ましくは90質量%以下である。
The content of the inorganic filler (F) in the encapsulating resin composition improves the low hygroscopicity and low thermal expansion of the encapsulating material formed using the encapsulating resin composition, and improves the resulting semiconductor device. From the viewpoint of more effectively improving the moisture resistance reliability and reflow resistance of the resin composition, it is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 65% by mass, based on the entire sealing resin composition. % by mass or more.
In addition, from the viewpoint of more effectively improving the fluidity and filling properties during molding of the encapsulating resin composition, the content of the inorganic filler (F) in the encapsulating resin composition The amount may be, for example, 97% by mass or less, preferably 95% by mass or less, and more preferably 90% by mass or less, based on the entire composition.
[その他の成分]
本実施形態の封止用樹脂組成物は、上述した成分以外の成分を含んでもよく、たとえば流動性付与剤、離型剤、イオン捕捉剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤等の各種添加剤のうち1種以上を適宜配合することができる。また、封止用樹脂組成物は、たとえば、2-ヒドロキシ-N-1H-1,2,4-トリアゾール-3-イルベンズアミドおよび3-アミノ-5-メルカプト-1,2,4-トリアゾールのうち1以上をさらに含んでもよい。
[Other ingredients]
The sealing resin composition of the present embodiment may contain components other than those described above, such as various additives such as a fluidity imparting agent, a mold release agent, an ion trapping agent, a flame retardant, a coloring agent, and an antioxidant. One or more of these agents can be blended as appropriate. In addition, the sealing resin composition may include, for example, 2-hydroxy-N-1H-1,2,4-triazol-3-ylbenzamide and 3-amino-5-mercapto-1,2,4-triazole. It may further include one or more.
離型剤は、たとえばカルナバワックス等の天然ワックス;モンタン酸エステルワックス、酸化ポリエチレンワックス等の合成ワックス;ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸およびその金属塩類;パラフィン;およびエルカ酸アミドなどのカルボン酸アミドからなる群から選択される1種類または2種類以上を含むことができる。
封止用樹脂組成物中の離型剤の含有量は、封止用樹脂組成物の硬化物の離型性を向上する観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、また、好ましくは2.0質量%以下であり、より好ましくは1.0質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
Mold release agents include, for example, natural waxes such as carnauba wax; synthetic waxes such as montanic acid ester wax and oxidized polyethylene wax; higher fatty acids and their metal salts such as zinc stearate; paraffin; and carboxylic acid amides such as erucic acid amide. One type or two or more types selected from the group consisting of:
The content of the mold release agent in the encapsulation resin composition is preferably 0.00% relative to the entire encapsulation resin composition from the viewpoint of improving the mold releasability of the cured product of the encapsulation resin composition. 01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, even more preferably 0.1% by mass or more, and preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass. The content is preferably 0.5% by mass or less.
イオン捕捉剤の具体例として、ハイドロタルサイトが挙げられる。
封止用樹脂組成物中のイオン捕捉剤の含有量は、封止材の信頼性を向上する観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.05質量%以上であり、また、好ましくは1.0質量%以下であり、より好ましくは0.5質量%以下である。
A specific example of the ion scavenger is hydrotalcite.
The content of the ion scavenger in the sealing resin composition is preferably 0.01% by mass or more based on the entire sealing resin composition, from the viewpoint of improving the reliability of the sealing material. It is more preferably 0.05% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass or less.
難燃剤の具体例として、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、ホスファゼンが挙げられる。
封止用樹脂組成物中の難燃剤の含有量は、封止材の難燃性を向上する観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは1質量%以上であり、より好ましくは5質量%以上であり、また、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。
Specific examples of flame retardants include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, zinc molybdate, and phosphazene.
The content of the flame retardant in the encapsulating resin composition is preferably 1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more based on the entire encapsulating resin composition, from the viewpoint of improving the flame retardance of the encapsulating material. is 5% by mass or more, preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.
着色剤の具体例として、カーボンブラック、ベンガラが挙げられる。
封止用樹脂組成物中の着色剤の含有量は、封止材の色調の好ましいものとする観点から、封止用樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.2質量%以上であり、また、好ましくは2質量%以下であり、より好ましくは1質量%以下である。
Specific examples of colorants include carbon black and red iron oxide.
From the viewpoint of obtaining a preferable color tone of the encapsulating material, the content of the colorant in the encapsulating resin composition is preferably 0.1 mass % or more, more preferably 0.2 mass % or more, and is preferably 2 mass % or less, more preferably 1 mass % or less, based on the entire encapsulating resin composition.
酸化防止剤の具体例として、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、チオエーテル化合物が挙げられる。 Specific examples of antioxidants include hindered phenol compounds, hindered amine compounds, and thioether compounds.
<封止用樹脂組成物>
本実施形態の封止用樹脂組成物は、常温(25℃)で固体であり、その形状は封止用樹脂組成物の成形方法等に応じて選択することができ、たとえばタブレット状;粉末状、顆粒状等の粒子状;シート状が挙げられる。
<Sealing resin composition>
The encapsulating resin composition of this embodiment is solid at room temperature (25°C), and its shape can be selected depending on the molding method of the encapsulating resin composition, such as tablet form; powder form. , particulate forms such as granules; and sheet forms.
また、封止用樹脂組成物の製造方法については、たとえば、上述した各成分を、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、冷却した後に粉砕する方法により得ることができる。また、粉砕後、成形して粒子状またはシート状の封止用樹脂組成物を得てもよい。たとえば、タブレット状に打錠成形して粒子状の封止用樹脂組成物を得てもよい。また、たとえば真空押し出し機によってシート状の封止用樹脂組成物を得てもよい。また得られた封止用樹脂組成物について、適宜分散度や流動性等を調整してもよい。
なお、活性エステル樹脂(B2)の融点が高い場合には、予めフェノール樹脂(B1)と活性エステル樹脂(B2)とを溶融混合して均一に混合することが好ましい。
In addition, regarding the method for producing the resin composition for sealing, for example, the above-mentioned components are mixed by known means, further melt-kneaded using a kneading machine such as a roll, kneader, or extruder, cooled, and then pulverized. It can be obtained by a method. Further, after pulverization, the resin composition for sealing may be molded to obtain a particulate or sheet-like sealing resin composition. For example, a particulate sealing resin composition may be obtained by compression molding into a tablet shape. Alternatively, a sheet-shaped sealing resin composition may be obtained using, for example, a vacuum extruder. Further, the degree of dispersion, fluidity, etc. of the obtained sealing resin composition may be adjusted as appropriate.
In addition, when the melting point of the active ester resin (B2) is high, it is preferable to melt-mix the phenol resin (B1) and the active ester resin (B2) in advance to uniformly mix them.
本実施形態において得られる封止用樹脂組成物は、硬化剤(B)としてフェノール樹脂(B1)および活性エステル樹脂(B2)を含むため、収縮率が低く製品の歩留まりに優れ、さらに機械強度および誘電特性に優れた硬化物を得ることができる。
本実施形態の封止用樹脂組成物は、トランスファー成型、射出成型、または圧縮成型に用いることができる。
また、本実施形態において得られる封止用樹脂組成物を用いることにより、製品信頼性に優れる半導体装置を得ることができる。
The encapsulating resin composition obtained in this embodiment contains the phenol resin (B1) and the active ester resin (B2) as the curing agent (B), and therefore can give a cured product having a low shrinkage rate, excellent product yield, and excellent mechanical strength and dielectric properties.
The encapsulating resin composition of the present embodiment can be used for transfer molding, injection molding, or compression molding.
Furthermore, by using the encapsulating resin composition obtained in this embodiment, a semiconductor device with excellent product reliability can be obtained.
次に、封止用樹脂組成物またはその硬化物の物性について説明する。
本実施形態の封止用樹脂組成物のゲルタイムは、50秒以上80秒以下であることが好ましく、55秒以上70秒以下がより好ましい。
封止用樹脂組成物のゲルタイムを上記下限値以上とすることにより、充填性に優れたパッケージが得られる。一方、封止用樹脂組成物のゲルタイムを上記上限値以下とすることにより、成形性が良好となる。
Next, the physical properties of the encapsulating resin composition or the cured product thereof will be described.
The gel time of the encapsulating resin composition of the present embodiment is preferably 50 seconds or more and 80 seconds or less, and more preferably 55 seconds or more and 70 seconds or less.
By setting the gel time of the encapsulating resin composition to be equal to or greater than the above lower limit, a package having excellent filling properties can be obtained, whereas by setting the gel time of the encapsulating resin composition to be equal to or less than the above upper limit, good moldability can be obtained.
本実施形態の封止用樹脂組成物から得られる硬化物は、曲げ強度が高く、従来の硬化物に比べて曲げ弾性率の上り幅が小さいため、機械強度および製品信頼性に優れた封止材を提供することができる。
本実施形態の封止用樹脂組成物を175℃、120秒の条件で硬化させたときの硬化物の、常温(25℃)における曲げ弾性率が、15,000MPa以上、好ましくは16,000MPa以上、より好ましくは17,000MPa以上である。上限値は特に限定されないが30,000MPa以下とすることができる。
The cured product obtained from the sealing resin composition of this embodiment has high bending strength and has a smaller increase in bending elastic modulus than conventional cured products, so it can provide sealing with excellent mechanical strength and product reliability. material can be provided.
When the sealing resin composition of this embodiment is cured at 175°C for 120 seconds, the flexural modulus of the cured product at room temperature (25°C) is 15,000 MPa or more, preferably 16,000 MPa or more. , more preferably 17,000 MPa or more. The upper limit is not particularly limited, but may be 30,000 MPa or less.
本実施形態の封止用樹脂組成物を175℃、120秒の条件で硬化させたときの硬化物は、常温(25℃)における曲げ強度が、60MPa以上、好ましくは80MPa以上、より好ましくは100MPa以上である。上限値は特に限定されないが200MPa以下とすることができる。When the encapsulating resin composition of this embodiment is cured at 175°C for 120 seconds, the cured product has a bending strength at room temperature (25°C) of 60 MPa or more, preferably 80 MPa or more, and more preferably 100 MPa or more. The upper limit is not particularly limited, but can be 200 MPa or less.
本実施形態において、封止用樹脂組成物の成形収縮率の上限値は、0.14%以下とすることが好ましく、0.13%以下とすることがより好ましく、0.12%以下とすることが特に好ましい。上記成形収縮率の上限値を低く抑えることにより、成形体の反りを抑制することができる。一方、封止用樹脂組成物の成形収縮率の下限値は、たとえば-0.5%以上とすることが好ましく、-0.3%以上とすることがより好ましい。上記成形収縮率の収縮率を上記範囲内とすることにより、成形体の脱型をより容易にすることができる。上記成形収縮率の測定は、たとえば封止用樹脂組成物を用いて、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)により金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で作製した試験片に対して、JIS K 6911に準じて行うことができる。 In this embodiment, the upper limit of the molding shrinkage rate of the sealing resin composition is preferably 0.14% or less, more preferably 0.13% or less, and 0.12% or less. It is particularly preferable. By keeping the upper limit of the molding shrinkage rate low, warping of the molded article can be suppressed. On the other hand, the lower limit of the molding shrinkage rate of the encapsulating resin composition is preferably -0.5% or more, and more preferably -0.3% or more, for example. By setting the molding shrinkage rate within the above range, the molded article can be demolded more easily. The above-mentioned molding shrinkage rate is measured using, for example, a sealing resin composition using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) at a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and curing. The test can be performed according to JIS K 6911 on a test piece prepared under the conditions of 120 seconds.
本実施形態の硬化物の周波数5GHzにおける誘電率は、4.0以下、好ましくは3.8以下、より好ましくは3.6以下とすることができる。これにより、硬化物を低誘電率材料に適用することができる。The dielectric constant of the cured product of this embodiment at a frequency of 5 GHz can be 4.0 or less, preferably 3.8 or less, and more preferably 3.6 or less. This allows the cured product to be used as a low dielectric constant material.
本実施形態の硬化物は、周波数5GHzで測定したときの誘電正接(tanδ)が、0.007以下であり、好ましくは0.006以下、より好ましくは0.005以下とすることができる。これにより、硬化物の誘電特性をより一層向上させることができる。The cured product of this embodiment has a dielectric loss tangent (tan δ) of 0.007 or less, preferably 0.006 or less, and more preferably 0.005 or less, when measured at a frequency of 5 GHz. This can further improve the dielectric properties of the cured product.
本実施形態において、封止用樹脂組成物および硬化物の物性は、当該封止用樹脂組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、当該封止用樹脂組成物の調製方法等を適切に選択することにより、制御することが可能である。In this embodiment, the physical properties of the encapsulating resin composition and the cured product can be controlled by appropriately selecting the type and amount of each component contained in the encapsulating resin composition, the preparation method of the encapsulating resin composition, etc.
<半導体装置>
本実施形態における半導体装置は、上述した本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物により半導体素子が封止されているものである。半導体素子の具体例としては、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられる。半導体素子は、好ましくは、受光素子および発光素子(発光ダイオード等)等の光半導体素子を除く、いわゆる、光の入出を伴わない素子である。
<Semiconductor Device>
The semiconductor device in this embodiment is a semiconductor element encapsulated with the cured product of the encapsulating resin composition in this embodiment. Specific examples of the semiconductor element include integrated circuits, large-scale integrated circuits, transistors, thyristors, diodes, solid-state imaging elements, etc. The semiconductor element is preferably an element that does not involve light input or output, excluding optical semiconductor elements such as light receiving elements and light emitting elements (light emitting diodes, etc.).
半導体装置の基材は、たとえば、インターポーザ等の配線基板、またはリードフレームである。また、半導体素子は、ワイヤボンディングまたはフリップチップ接続等により、基材に電気的に接続される。The substrate of the semiconductor device is, for example, a wiring board such as an interposer, or a lead frame. The semiconductor element is electrically connected to the substrate by wire bonding or flip chip connection.
封止用樹脂組成物を用いた封止成形により半導体素子を封止して得られる半導体装置としては、たとえば、MAP(Mold Array Package)、QFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)、CSP(Chip Size Package)、QFN(Quad Flat Non-leaded Package)、SON(Small Outline Non-leaded Package)、BGA(Ball Grid Array)、LF-BGA(Lead Flame BGA)、FCBGA(Flip Chip BGA)、MAPBGA(Molded Array Process BGA)、eWLB(Embedded Wafer-Level BGA)、Fan-In型eWLB、Fan-Out型eWLBなどの種類が挙げられる。
以下、図面を参照してさらに具体的に説明する。
Examples of semiconductor devices obtained by sealing a semiconductor element by sealing molding using a sealing resin composition include MAP (Mold Array Package), QFP (Quad Flat Package), SOP (Small Outline Package), CSP (Chip Size Package), QFN (Quad Flat Non-leaded Package), SON (Small Outline Non-leaded Package), BGA (Ball Grid Array), LF-BGA (Lead Flame BGA), FCBGA (Flip Chip BGA), Examples include MAPBGA (Molded Array Process BGA), eWLB (Embedded Wafer-Level BGA), Fan-In type eWLB, and Fan-Out type eWLB.
A more specific explanation will be given below with reference to the drawings.
図1および図2は、いずれも、半導体装置の構成を示す断面図である。なお、本実施形態において、半導体装置の構成は、図1および図2に示すものには限られない。
まず、図1に示した半導体装置100は、基板30上に搭載された半導体素子20と、半導体素子20を封止してなる封止材50と、を備えている。
封止材50は、上述した本実施形態における封止用樹脂組成物を硬化して得られる硬化物により構成されている。
1 and 2 are both cross-sectional views showing the structure of a semiconductor device. Note that in this embodiment, the configuration of the semiconductor device is not limited to that shown in FIGS. 1 and 2.
First, the
The sealing
また、図1には、基板30が回路基板である場合が例示されている。この場合、図1に示すように、基板30のうちの半導体素子20を搭載する一面とは反対側の他面には、たとえば複数の半田ボール60が形成される。半導体素子20は、基板30上に搭載され、かつワイヤ40を介して基板30と電気的に接続される。一方で、半導体素子20は、基板30に対してフリップチップ実装されていてもよい。ここで、ワイヤ40としては、限定されないが、たとえば、Ag線、Ni線、Cu線、Au線、Al線が挙げられ、好ましくは、ワイヤ40はAg、NiまたはCuあるいはこれらの1種以上を含む合金で構成される。1 also illustrates a case where the
封止材50は、たとえば半導体素子20のうちの基板30と対向する一面とは反対側の他面を覆うように半導体素子20を封止する。図1に示す例においては、半導体素子20の上記他面と側面を覆うように封止材50が形成されている。
本実施形態において、封止材50は、上述の封止用樹脂組成物の硬化物により構成される。このため、半導体装置100においては、封止材50とワイヤ40との密着性に優れており、これにより、半導体装置100は信頼性に優れるものである。
封止材50は、たとえば封止用樹脂組成物をトランスファー成形法または圧縮成形法等の公知の方法を用いて封止成形することにより形成することができる。
The sealing
In the present embodiment, the
The
図2は、本実施形態における半導体装置100の構成を示す断面図であって、図1とは異なる例を示すものである。図2に示す半導体装置100は、基板30としてリードフレームを使用している。この場合、半導体素子20は、たとえば基板30のうちのダイパッド32上に搭載され、かつワイヤ40を介してアウターリード34へ電気的に接続される。また、封止材50は、図1に示す例と同様にして、本実施形態における封止用樹脂組成物の硬化物により構成される。
Figure 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 The above describes embodiments of the present invention, but these are merely examples of the present invention and various configurations other than those described above can also be adopted.
以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited thereto.
<実施例1~12、比較例1~3(封止用樹脂組成物の製造)>
表1、2に記載された各成分を記載された量比で混合し、混合物を得た。混合は、常温でヘンシェルミキサーを用いて行った。
その後、その混合物を、70~100℃でロール混練し、混練物を得た。得られた混練物を冷却し、その後、粉砕し、封止用樹脂組成物を得た。表1、2に記載の各成分は以下の通り。
<Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3 (Production of Encapsulating Resin Composition)>
The components shown in Tables 1 and 2 were mixed in the amounts shown in the tables to obtain mixtures. The mixing was carried out at room temperature using a Henschel mixer.
The mixture was then roll-kneaded at 70 to 100° C. to obtain a kneaded product. The kneaded product was cooled and then pulverized to obtain an encapsulating resin composition. The components shown in Tables 1 and 2 are as follows.
(無機充填材)
・無機充填材1:シリカ(マイクロン社製、製品名:TS-6026、平均径9μm)
・無機充填材2:微粉シリカ(アドマテックス社製、製品名:SC-2500-SQ、平均径0.6μm)
・無機充填材3:微粉シリカ(アドマテックス社製、製品名:SC-5500-SQ、平均径1.6μm)
(Inorganic filler)
Inorganic filler 1: Silica (manufactured by Micron, product name: TS-6026, average diameter 9 μm)
Inorganic filler 2: fine silica (manufactured by Admatechs, product name: SC-2500-SQ, average diameter 0.6 μm)
Inorganic filler 3: fine silica (manufactured by Admatechs, product name: SC-5500-SQ, average diameter 1.6 μm)
(難燃剤)
・難燃剤1:水酸化アルミニウム(日本軽金属社製、Dp5μm)
(Flame retardants)
Flame retardant 1: Aluminum hydroxide (manufactured by Nippon Light Metals Co., Ltd., Dp 5 μm)
(カップリング剤)
・シランカップリング剤1:N-フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製、CF-4083)
・シランカップリング剤2:3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、KBM803P)
・シランカップリング剤3:3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン(東レ・ダウコーニング社製、AZ-6137)
(coupling agent)
- Silane coupling agent 1: N-phenylaminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Dow Corning Toray, CF-4083)
・Silane coupling agent 2: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM803P)
- Silane coupling agent 3: 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane (manufactured by Dow Corning Toray, AZ-6137)
(エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂1:ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC-3000L、エポキシ当量273g/eq)
・エポキシ樹脂2:ジシクロペンタジエン骨格含有多官能固形エポキシ樹脂(DIC社製、エピクロンHP-7200L、エポキシ当量246g/eq)
(Epoxy resin)
Epoxy resin 1: biphenyl aralkyl type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000L, epoxy equivalent 273 g/eq)
Epoxy resin 2: Dicyclopentadiene skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin (DIC Corporation, Epicron HP-7200L, epoxy equivalent 246 g/eq)
(硬化剤)
・フェノール樹脂:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型樹脂(明和化成社製、MEH-7851SS、水酸基当量200g/eq)
・活性エステル樹脂1:下記調製方法で調製した活性エステル樹脂
(活性エステル樹脂1の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、ビフェニル-4,4’-ジカルボン酸ジクロライド279.1g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂1を得た。得られた活性エステル樹脂1の構造を確認したところ、上述の式(1-1)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。活性エステル樹脂1の繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。また、活性基当量は247g/eqであった。
(hardening agent)
・Phenol resin: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl type resin (manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., MEH-7851SS, hydroxyl group equivalent 200 g/eq)
・Active ester resin 1: Active ester resin prepared by the following preparation method (Preparation method of active ester resin 1)
In a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser tube, fractionator tube, and stirrer, add 279.1 g of biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene. were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain active ester resin 1 in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin 1 was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-1). The average value k of the repeating units of active ester resin 1 was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0. Moreover, the active group equivalent was 247 g/eq.
・活性エステル樹脂2:下記調製方法で調製した活性エステル樹脂
(活性エステル樹脂2の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、1,3-ベンゼンジカルボン酸ジクロリド203.0g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂2を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-3)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。活性エステル樹脂2の繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。得られた活性エステル樹脂2は具体的に以下の化学式で表される構造を有していた。また、活性基当量は209g/eqであった。
In a flask equipped with a thermometer, a dropping funnel, a cooling tube, a fractionating tube, and a stirrer, 203.0 g of 1,3-benzenedicarboxylic acid dichloride (molar number of acid chloride groups: 2.0 mol) and 1338 g of toluene were charged, and the inside of the system was substituted with nitrogen under reduced pressure to dissolve. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g of dicyclopentadiene phenol resin (molar number of phenolic hydroxyl groups: 1.33 mol) were charged, and the inside of the system was substituted with nitrogen under reduced pressure to dissolve. Thereafter, while applying nitrogen gas purging, the inside of the system was controlled to 60°C or less, and 400 g of 20% aqueous sodium hydroxide solution was dropped over 3 hours. Then, stirring was continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was left to stand and separated, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was left to stand and separated to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by decanting to obtain active ester resin 2 in a toluene solution state with a non-volatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 were hydrogen atoms, Z was a naphthyl group, and l was 0 in the above formula (1-3). The average value k of the repeating units of active ester resin 2 was calculated from the reaction equivalent ratio and was in the range of 0.5 to 1.0. Specifically, the obtained active ester resin 2 had a structure represented by the following chemical formula. In addition, the active group equivalent was 209 g/eq.
(硬化促進剤)
・硬化促進剤1:テトラフェニルホスホニウム4,4'-スルフォニルジフェノラート
・硬化促進剤2:テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート
・硬化促進剤3:4-ヒドロキシ-2-(トリフェニルホスホニウム)フェノラート
(hardening accelerator)
・Curing accelerator 1: Tetraphenylphosphonium 4,4'-sulfonyldiphenolate ・Curing accelerator 2: Tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenyl silicate ・Curing accelerator 3: 4-hydroxy-2 -(triphenylphosphonium)phenolate
(イオン捕捉剤)
・イオン捕捉剤1:マグネシウム・アルミニウム・ハイドロオキサイド・カーボネート・ハイドレート(協和化学工業社製、DHT-4H)
(Ion Scavenger)
Ion scavenger 1: Magnesium aluminum hydroxide carbonate hydrate (Kyowa Chemical Industry Co., Ltd., DHT-4H)
(ワックス(離型剤))
・ワックス1:酸化ポリエチレンワックス(クラリアント・ジャパン社製、リコワックス PED191)
・ワックス2:カルナバワックス(東亜合成社製、TOWAX-132)
(Wax (release agent))
Wax 1: Oxidized polyethylene wax (Licowax PED191, manufactured by Clariant Japan)
Wax 2: Carnauba wax (TOWAX-132, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.)
(着色剤)
・カーボンブラック:ERS-2001(東海カーボン社製)
(Coloring Agent)
Carbon black: ERS-2001 (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
(低応力剤)
・低応力剤1:カルボキシル基末端ブタジエン・アクリロニトリル共重合体(宇部興産社製、CTBN1008SP)
・低応力剤2:エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル(東レダウコーニング社製、FZ-3730)
(Low stress agent)
・Low stress agent 1: Carboxyl group-terminated butadiene/acrylonitrile copolymer (manufactured by Ube Industries, Ltd., CTBN1008SP)
・Low stress agent 2: Epoxy/polyether modified silicone oil (manufactured by Dow Corning Toray, FZ-3730)
<評価>
各例で得られた樹脂組成物または当該組成物を用いて以下の方法で評価用試料を作製し、得られた試料の密着性および信頼性を以下の方法で評価した。
[スパイラルフロー(SF)]
実施例および比較例の封止用樹脂組成物を用いてスパイラルフロー試験を行った。
試験は、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で封止用樹脂組成物を注入し、流動長を測定することにより行った。数値が大きいほど、流動性が良好であることを示す。
<Evaluation>
Evaluation samples were prepared using the resin compositions obtained in each example or the compositions in the following manner, and the adhesion and reliability of the obtained samples were evaluated by the following methods.
[Spiral flow (SF)]
A spiral flow test was conducted using the sealing resin compositions of Examples and Comparative Examples.
The test was conducted using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) at a mold temperature of 175°C and an injection pressure of 6. The sealing resin composition was injected under the conditions of .9 MPa and curing time of 120 seconds, and the flow length was measured. The larger the value, the better the fluidity.
[ゲルタイム(GT)]
175℃に加熱した熱板上で実施例および比較例の封止用樹脂組成物をそれぞれ溶融後、へらで練りながら硬化するまでの時間(単位:秒)を測定した。
[Gel time (GT)]
Each of the encapsulating resin compositions of the Examples and Comparative Examples was melted on a hot plate heated to 175° C., and then the time (unit: seconds) until the composition hardened was measured while kneading the composition with a spatula.
(ガラス転移温度、線膨張係数(α1およびα2)、)
以下のような手順で測定した。
(1)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120秒の条件で封止用樹脂組成物を注入成形し、15mm×4mm×3mmの成形品を得た。
(2)得られた成形品を、オーブンを用いて175℃で4時間加熱し、十二分に硬化させた。そして、測定用の試験片(硬化物)を得た。
(3)熱機械分析装置(セイコー電子工業(株)製、TMA100)を用いて、測定温度範囲0℃~320℃、昇温速度5℃/分の条件下で測定を行った。測定結果から、ガラス転移温度Tg(℃)、40~80℃における線膨張係数(α1)、および、190~230℃における線膨張係数(α2)を算出した。α1とα2の単位はppm/℃であり、ガラス転移温度の単位は℃である。
(Glass transition temperature, coefficient of linear expansion (α 1 and α 2 ),)
It was measured using the following procedure.
(1) Using a transfer molding machine, the sealing resin composition was injection molded under the conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 10.0 MPa, and a curing time of 120 seconds to obtain a molded product of 15 mm x 4 mm x 3 mm. Ta.
(2) The obtained molded product was heated in an oven at 175° C. for 4 hours to fully cure it. Then, a test piece (cured product) for measurement was obtained.
(3) Measurement was performed using a thermomechanical analyzer (TMA100, manufactured by Seiko Electronics Industries, Ltd.) under conditions of a measurement temperature range of 0° C. to 320° C. and a heating rate of 5° C./min. From the measurement results, the glass transition temperature Tg (°C), the linear expansion coefficient (α 1 ) at 40 to 80°C, and the linear expansion coefficient (α 2 ) at 190 to 230°C were calculated. The unit of α 1 and α 2 is ppm/°C, and the unit of glass transition temperature is °C.
[機械的強度の評価(曲げ強度および曲げ弾性率)]
封止用樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機(コータキ精機株式会社製「KTS-30」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力10.0MPa、硬化時間120秒の条件で金型に注入成形した。これにより、幅10mm、厚み4mm、長さ80mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間の条件で後硬化させた。これにより、機械的強度の評価用の試験片を作製した。そして、試験片の260℃または常温(25℃)における曲げ強度(MPa)および曲げ弾性率(MPa)を、JIS K 6911に準拠して測定した。
[Evaluation of mechanical strength (flexural strength and flexural modulus)]
The encapsulating resin composition was injected into a mold using a low-pressure transfer molding machine ("KTS-30" manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) under conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 10.0 MPa, and a curing time of 120 seconds. This resulted in a molded product having a width of 10 mm, a thickness of 4 mm, and a length of 80 mm. The molded product thus obtained was then post-cured at 175°C for 4 hours. This resulted in a test piece for evaluation of mechanical strength. The flexural strength (MPa) and flexural modulus (MPa) of the test piece at 260°C or room temperature (25°C) were measured in accordance with JIS K 6911.
(煮沸吸水率)
各実施例および比較例について、得られた封止用樹脂組成物の硬化物の煮沸吸水率を、以下のように測定した。まず、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒で直径50mm、厚さ3mmの円盤状試験片を成形した。次いで、得られた試験片を175℃、4時間で後硬化した後、この試験片の煮沸処理前の質量と24時間純水中で煮沸処理後の質量を測定した。この測定結果に基づいて煮沸処理前後における質量変化を算出した結果から、試験片の煮沸吸水率を百分率で得た。表1における単位は質量%である。
(boiling water absorption rate)
For each Example and Comparative Example, the boiling water absorption rate of the cured product of the obtained sealing resin composition was measured as follows. First, a disk-shaped test with a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm was performed using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) at a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 120 seconds. The pieces were shaped. Next, the obtained test piece was post-cured at 175° C. for 4 hours, and then the mass of this test piece before boiling treatment and after boiling treatment in pure water for 24 hours were measured. Based on the measurement results, the mass change before and after the boiling treatment was calculated, and the boiling water absorption rate of the test piece was obtained as a percentage. The unit in Table 1 is mass %.
(成形収縮率)
各実施例および比較例について、得られた樹脂組成物について、成形(ASM:as Mold)を行った後の成形収縮率(ASM後)を測定し、当該成形後、本硬化させて誘電体基板を作製することを想定した加熱条件(PMC:Post Mold Cure)で成形収縮率(PMC後)を評価した。
まず、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で作製した試験片に対して、JIS K 6911に準じて成形収縮率(ASM後)を得た。
さらに、得られた試験片を175℃で4時間加熱処理し、JIS K 6911に準じて成形収縮率(ASM後)を測定した。
(Molding shrinkage rate)
For each of the Examples and Comparative Examples, the mold shrinkage rate (after ASM) of the obtained resin composition after molding (ASM: as mold) was measured, and the mold shrinkage rate (after PMC) was evaluated under heating conditions (PMC: post mold cure) assuming that the composition is fully cured after molding to produce a dielectric substrate.
First, a test piece was prepared using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15, manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) under conditions of a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 120 seconds, and the mold shrinkage rate (after ASM) was obtained in accordance with JIS K 6911.
Furthermore, the obtained test pieces were heat-treated at 175° C. for 4 hours, and the molding shrinkage rate (after ASM) was measured in accordance with JIS K 6911.
(空洞共振器法による誘電率および誘電正接の評価)
まず、樹脂組成物を用いて、試験片を得た。
具体的には、実施例および比較例で調製した樹脂組成物を、Si基板に塗布し、120℃で4分間プリベークを行い、塗布膜厚12μmの樹脂膜を形成した。
これを、窒素雰囲気下、オーブンを用いて200℃で90分加熱し、フッ酸処理(2質量%フッ酸水溶液に浸漬)した。フッ酸から基板を取り出した後に、硬化膜をSi基板から剥離して、これを試験片とした。
測定装置は、ネットワークアナライザHP8510C、シンセサイズドスイーパHP83651AおよびテストセットHP8517B(全てアジレント・テクノロジー社製)を用いた。これら装置と、円筒空洞共振器(内径φ42mm、高さ30mm)とを、セットアップした。
上記共振器内に試験片を挿入した状態と、未挿入状態とで、共振周波数、3dB帯域幅、透過電力比などを、周波数5GHzで測定した。そして、これら測定結果をソフトウェアで解析的に計算することで、誘電率(Dk)および誘電正接(Df)の誘電特性を求めた。なお、測定モードはTE011モードとした。
(Evaluation of dielectric constant and dielectric loss tangent using the cavity resonator method)
First, a test piece was obtained using the resin composition.
Specifically, the resin compositions prepared in the examples and comparative examples were applied to a Si substrate and prebaked at 120° C. for 4 minutes to form a resin film having a coating thickness of 12 μm.
This was heated in an oven at 200° C. for 90 minutes in a nitrogen atmosphere, and then subjected to a hydrofluoric acid treatment (immersed in a 2% by mass aqueous hydrofluoric acid solution). After removing the substrate from the hydrofluoric acid, the cured film was peeled off from the Si substrate, and this was used as a test piece.
The measurement devices used were a network analyzer HP8510C, a synthesized sweeper HP83651A, and a test set HP8517B (all manufactured by Agilent Technologies). These devices and a cylindrical cavity resonator (inner diameter φ42 mm,
The resonant frequency, 3 dB bandwidth, and transmitted power ratio were measured at a frequency of 5 GHz when the test piece was inserted in the resonator and when it was not inserted. The dielectric properties of the dielectric constant (Dk) and dielectric loss tangent (Df) were calculated analytically using software. The measurement mode was TE 011 mode.
表1、2に記載のように、硬化剤としてフェノール樹脂と活性エステル樹脂とを併用し、さらに所定の硬化促進剤を含む半導体封止用樹脂組成物を用いることにより、成形時の収縮率が低く製品の歩留まりに優れることが想定された、さらに、当該組成物から得られる硬化物は、機械強度および誘電特性に優れることが確認された。すなわち、本発明の半導体封止用樹脂組成物はこれらの特性のバランスに優れることが確認された。As shown in Tables 1 and 2, by using a resin composition for semiconductor encapsulation that uses a combination of a phenolic resin and an active ester resin as a curing agent and further contains a specified curing accelerator, it is expected that the shrinkage rate during molding will be low and the product yield will be excellent. Furthermore, it has been confirmed that the cured product obtained from the composition has excellent mechanical strength and dielectric properties. In other words, it has been confirmed that the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention has an excellent balance of these properties.
この出願は、2021年7月16日に出願された日本出願特願2021-117662号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-117662, filed on July 16, 2021, the disclosure of which is incorporated herein in its entirety.
20 半導体素子
30 基板
32 ダイパッド
34 アウターリード
40 ワイヤ
50 封止材
60 半田ボール
100 半導体装置
20
Claims (16)
(B)硬化剤と、
(C)硬化促進剤と、を含む、半導体封止用樹脂組成物であって、
硬化剤(B)は、フェノール樹脂(B1)と活性エステル樹脂(B2)と、を含み、
フェノール樹脂(B1)は、ビフェニルアラルキル構造を有し、
活性エステル樹脂(B2)は、一般式(1)で表される構造を有し、
Ar’は、置換または非置換のアリール基であり、
kは、繰り返し単位の平均値であり、0.25~3.5の範囲であり、
一般式(1)においてBは、一般式(B)で表される構造であり、
硬化促進剤(C)は、テトラフェニルホスホニウム-4,4’-スルフォニルジフェノラート、テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート、4-ヒドロキシ-2-(トリフェニルホスホニウム)フェノラートからなる群より選択される1種または2種以上を含み、
エポキシ樹脂(A)に対する硬化剤(B)の当量比((B)/(A))が0.60~0.90であり、
エポキシ樹脂(A)に対するフェノール樹脂(B1)の当量比((B1)/(A))が0.10~0.55であり、
エポキシ樹脂(A)に対する活性エステル樹脂(B2)の当量比((B2)/(A))が0.10~0.60である、半導体封止用樹脂組成物。 (A) an epoxy resin;
(B) a curing agent; and
(C) a curing accelerator,
The curing agent (B) contains a phenol resin (B1) and an active ester resin (B2),
The phenol resin (B1) has a biphenylaralkyl structure,
The active ester resin (B2) has a structure represented by general formula (1):
Ar' is a substituted or unsubstituted aryl group;
k is the average value of the repeating units, ranging from 0.25 to 3.5;
In general formula (1), B is a structure represented by general formula (B),
The curing accelerator (C) includes one or more selected from the group consisting of tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolate, tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenylsilicate, and 4-hydroxy-2-(triphenylphosphonium)phenolate ;
the equivalent ratio ((B)/(A)) of the curing agent (B) to the epoxy resin (A) is 0.60 to 0.90;
the equivalent ratio ((B1)/(A)) of the phenolic resin (B1) to the epoxy resin (A) is 0.10 to 0.55;
A resin composition for semiconductor encapsulation , in which the equivalent ratio ((B2)/(A)) of the active ester resin (B2) to the epoxy resin (A) is 0.10 to 0.60.
エポキシ樹脂(A)に対するフェノール樹脂(B1)の当量比((B1)/(A))が0.20~0.55であり、The equivalent ratio ((B1)/(A)) of the phenolic resin (B1) to the epoxy resin (A) is 0.20 to 0.55,
エポキシ樹脂(A)に対する活性エステル樹脂(B2)の当量比((B2)/(A))が0.17~0.45である、請求項1に記載の半導体封止用樹脂組成物。The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the equivalent ratio ((B2)/(A)) of the active ester resin (B2) to the epoxy resin (A) is 0.17 to 0.45.
前記一般式(B)で表される構造は、一般式(B-1)~(B-6)から選択される少なくとも1つである、半導体封止用樹脂組成物。
nは0~4の整数であり、pは1~4の整数である。) The semiconductor encapsulation resin composition according to claim 1,
The structure represented by the general formula (B) is at least one selected from general formulas (B-1) to (B-6).
n is an integer from 0 to 4, and p is an integer from 1 to 4.
前記一般式(1)において、Aが、一般式(A)で表される構造を有する、半導体封止用樹脂組成物。
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein in the general formula (1), A has a structure represented by the general formula (A).
フェノール樹脂(B1)の含有量(重量部)と活性エステル樹脂(B2)の含有量(重量部)の比率が、25:75~75:25である、半導体封止用樹脂組成物。 The semiconductor encapsulation resin composition according to claim 1,
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the ratio of the content (parts by weight) of the phenol resin (B1) to the content (parts by weight) of the active ester resin (B2) is 25:75 to 75:25.
硬化促進剤(C)が、
(C1)テトラフェニルホスホニウム-4,4’-スルフォニルジフェノラートと、テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケートとの組み合わせ、または
(C2)テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケートと、4-ヒドロキシ-2-(トリフェニルホスホニウム)フェノラートとの組み合わせ、
である、半導体封止用樹脂組成物。 The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1,
The curing accelerator (C) is
(C1) a combination of tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolate and tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenyl silicate, or (C2) tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2, a combination of 3-dioxy)phenyl silicate and 4-hydroxy-2-(triphenylphosphonium)phenolate,
A resin composition for semiconductor encapsulation.
硬化促進剤(C)が、前記半導体封止用樹脂組成物全体に対して、0.01質量%以上2.0質量%以下の量で含まれる、半導体封止用樹脂組成物。 The semiconductor encapsulation resin composition according to claim 1,
A resin composition for semiconductor encapsulation, comprising a curing accelerator (C) in an amount of 0.01% by mass or more and 2.0% by mass or less based on the entire resin composition for semiconductor encapsulation.
さらにカップリング剤(D)を含む、半導体封止用樹脂組成物。 The semiconductor encapsulation resin composition according to claim 1,
The resin composition for semiconductor encapsulation further comprises a coupling agent (D).
カップリング剤(D)が2級アミノシランカップリング剤である、半導体封止用樹脂組成物。 The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 8 ,
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the coupling agent (D) is a secondary aminosilane coupling agent.
エポキシ樹脂(A)が、ビフェニルアラルキル構造を有する、半導体封止用樹脂組成物。 The semiconductor encapsulation resin composition according to claim 1 , wherein the epoxy resin (A) has a biphenylaralkyl structure.
エポキシ樹脂(A)が、ビフェニルアラルキル型樹脂およびジシクロペンタジエン型樹脂から選択される少なくとも1種を含む、半導体封止用樹脂組成物。 The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1,
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the epoxy resin (A) contains at least one selected from biphenylaralkyl type resins and dicyclopentadiene type resins.
さらにシリコーンオイル(E)を含む、半導体封止用樹脂組成物。 The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1,
A resin composition for semiconductor encapsulation, further comprising silicone oil (E).
さらに無機充填剤(F)を含む、半導体封止用樹脂組成物。 The semiconductor encapsulation resin composition according to claim 1,
The resin composition for semiconductor encapsulation further comprises an inorganic filler (F).
無機充填剤(F)が、シリカ、アルミナ、タルク、酸化チタン、窒化珪素、窒化アルミニウムから選択される少なくとも1種である、半導体封止用樹脂組成物。 The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 13 ,
A resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the inorganic filler (F) is at least one selected from silica, alumina, talc, titanium oxide, silicon nitride, and aluminum nitride.
下記条件で測定された当該半導体封止用樹脂組成物のゲルタイムが50秒以上80秒以下である、半導体封止用樹脂組成物。
(条件)
175℃に加熱した熱板上で当該半導体封止用樹脂組成物を溶融した後、へらで練りながら硬化するまでの時間(単位:秒)を測定し、当該時間をゲルタイムとする。 The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1,
A resin composition for semiconductor encapsulation whose gel time measured under the following conditions is 50 seconds or more and 80 seconds or less.
(conditions)
After melting the resin composition for semiconductor encapsulation on a hot plate heated to 175° C., the time (unit: seconds) until hardening is measured while kneading with a spatula, and this time is defined as gel time.
請求項1~15のいずれか1項に記載の半導体封止用樹脂組成物の硬化物からなる、前記半導体素子を封止する封止材と、
を備える、半導体装置。 A semiconductor element;
An encapsulant for encapsulating a semiconductor element, the encapsulant comprising a cured product of the semiconductor encapsulation resin composition according to any one of claims 1 to 15 ;
A semiconductor device comprising:
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