JPH07278415A - Resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device sealed therewith - Google Patents

Resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device sealed therewith

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JPH07278415A
JPH07278415A JP9928594A JP9928594A JPH07278415A JP H07278415 A JPH07278415 A JP H07278415A JP 9928594 A JP9928594 A JP 9928594A JP 9928594 A JP9928594 A JP 9928594A JP H07278415 A JPH07278415 A JP H07278415A
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spherical alumina
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Shigeki Ino
Toshio Shiobara
茂樹 井野
利夫 塩原
Original Assignee
Shin Etsu Chem Co Ltd
信越化学工業株式会社
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Abstract

PURPOSE: To obtain a highly heat-conductive resin composition for semiconductor sealing by mixing an epoxy resin component containing a biphenyl epoxy resin represented by a specified formula with a phenolic resin and spherical alumina having a specified particle size distribution.
CONSTITUTION: Three spherical aluminas having different particle diameter peaks are mixed with each other in a specified ratio to obtain a spherical alumina composition having a particle size distribution in which maximum peaks appear in the ranges of 0.4-0.7μm, 12-18μm and 30-38μm, respectively, the proportion of particles with particle diameters of 1-2μm is 5wt.% or below, and the proportion of particles with particle diameter of 60μm or above is 5wt.% or below. An epoxy resin component containing at least 50wt.% biphenyl epoxy resin represented by the formula (wherein R is H, Br, an alkyl or an alkenyl) is mixed with a phenolic resin of a hydroxyl equivalent of 120g/mol or above in an OH/epoxy ratio of 0.5-1.5, the resulting mixture is further mixed with 70-95wt.% or above prepared spherical alumina composition and other fillers to obtain a highly heat-conductive resin composition for semiconductor sealing.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、流動性及び成形性に優れ、かつ熱伝導性、低応力性に優れ、さらには耐半田クラック性に優れた硬化物を与える半導体封止用樹脂組成物及び該組成物の硬化物で封止された半導体装置に関する。 The present invention relates, excellent fluidity and moldability, and heat conductivity, excellent low stress properties, further resin composition for semiconductor encapsulation which gives a cured product having excellent solder crack resistance and a semiconductor device encapsulated with a cured product of the composition.

【0002】 [0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、 BACKGROUND OF invention is to provide a current,
集積回路を組み込んだ携帯型コンピューターや通信機器の小型化、高速化が活発化しているためMCM(マルチチップモジュール)やASICの汎用化が進んでいる。 Incorporating an integrated circuit miniaturization of portable computers and communications equipment, speeding MCM (multichip module) or generalization of ASIC is progressing because of the active.
このような高速回路は、発熱が起こるために高熱伝導性、低応力性に優れた封止材で封止される必要があり、 Such fast circuit, high thermal conductivity for heat generation occurs, must be sealed with a plug having excellent low stress properties,
従来は線膨張係数が小さくて熱伝導性が高いセラミックで封止するか、或いは銅板等の高熱伝導金属を放熱板として低応力型樹脂封止材で封止する方法が主流であった。 Or conventional linear expansion coefficient of sealing ceramic has high thermal conductivity is small, or a method of sealing in low-stress resin encapsulant high thermal conductive metal such as a copper plate as a heat sink has been mainly.

【0003】しかしながら、セラミック封止では、コストが高すぎて汎用化に向かず、一方放熱板を用いるとパッケージが厚くなってしまい、小型化、薄型化が不可能になると共に、耐湿信頼性が低下するという欠点があった。 However, the ceramic sealing, not suitable to generalize it costs too high, whereas the use of the heat radiating plate will be package thicker, compact, with thinner becomes impossible, moisture resistance reliability is there is a drawback of a reduction.

【0004】そのため、窒化ケイ素、窒化アルミ、アルミナ、結晶シリカ等の高熱伝導性無機質充填材を含有する半導体封止樹脂組成物で封止する方法(窒化ケイ素: [0004] Therefore, silicon nitride, aluminum nitride, alumina, a method of sealing a semiconductor encapsulating resin composition containing a high thermal conductivity inorganic fillers such as crystalline silica (silicon nitride:
特開昭62−43415号、アルミナ:特開昭61−2 JP-A-62-43415, alumina: JP-A-61-2
18622号)が行われている。 No. 18622) has been carried out. しかし、窒化ケイ素や窒化アルミを無機質充填材として用いると耐湿信頼性等の信頼性が大きく低下するという欠点があり、また結晶シリカを用いると線膨張係数が大きくなり、低応力性を必要とする封止材の充填材には不適当なものであった。 However, there is a drawback that the reliability of the moisture resistance reliability or the like is greatly reduced The use of silicon nitride and aluminum nitride as the inorganic filler, also using a crystalline silica linear expansion coefficient becomes large, requiring a low stress property It was inadequate in the filling material of the sealing material.
そこで、現在では窒化ケイ素や窒化アルミより比較的信頼性を低下させず、線膨張係数も小さいアルミナがこのような高熱伝導性無機質充填材として好適に用いられている。 Therefore, at present without reducing the relatively reliable than silicon nitride and aluminum nitride, is small alumina linear expansion coefficient is suitably used as such a high thermal conductivity inorganic fillers.

【0005】一方、集積回路の高速化が進むにつれてさらなる熱伝導率の向上が必要とされているため、高熱伝導充填材を高充填する技術が必要となっている。 On the other hand, since the further improvement of thermal conductivity is required as high-speed integrated circuits progresses, it has become a need in the art for highly filled high thermal conductive filler. 例えば、アルミナの充填率を上げる方法としては、平均粒径が8〜35μmの粗粒アルミナに平均粒径が0.1〜4 For example, as a method of increasing the filling ratio of the alumina has an average particle size an average particle size of the coarse alumina 8~35μm 0.1 to 4
μmの微粒の球状アルミナ及び/又はシリカを充填材全体の2〜35重量%混合して流動性を向上させる方法(特開平4−18445号)等が挙げられるが、この方法は流動性が粒度分布に大きく左右されることに注目しておらず、結果として流動性の向上が不十分なものとなっている。 Although such a method of the fine spherical alumina and / or silica μm were mixed 2 to 35 wt% of the total filler improves the flowability (JP-A-4-18445) and the like, the method particle size fluidity not noted to be highly dependent on the distribution, improved flowability has become inadequate as a result. このように粒度分布の調整による高流動化が検討されていないためにアルミナを高充填できず、熱伝導率が90×10 -4 cal/cm・s・℃程度の硬化物しか得られていないのが現状であり、さらなる低線膨張化や高熱伝導率化は未だ実現されていない。 Thus not be highly filled with alumina to superplasticizer by adjusting the particle size distribution is not considered, the thermal conductivity is not obtained only 90 × 10 -4 cal / cm · s · ℃ approximately cured the is at present, a further low linear expansion reduction and high thermal conductivity of has not yet been realized.

【0006】更に、近年半導体集積回路の分野においては、パッケージ実装方式が表面実装型へ移行するに伴い、耐半田クラック性が重大な問題となっている。 Furthermore, in the field of recent semiconductor integrated circuits, packaging scheme with the shifts to surface mount, solder crack resistance has become a serious problem. そこで、アルミナ含有系では、アルミナ繊維を含有させて強度を高めたりする方法(特開昭61−218622号) Therefore, in the alumina-containing systems, methods, and increasing the strength by incorporating an alumina fiber (JP 61-218622)
等が考えられるが、繊維状の充填材を含有させると流動性が低下して充填材を高充填できず、熱伝導性が乏しいものしか得られないという問題がある。 Etc. can be considered, but can not be highly filled and is contained fluidity of filler lowered the fibrous filler, there is a problem that the thermal conductivity give only poor.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、流動性、成形性に優れ、しかも高熱伝導性で低応力性、耐半田クラック性に優れた硬化物を与える半導体封止用樹脂組成物及び該樹脂組成物の硬化物により封止された半導体装置を提供することを目的とする。 [0007] The present invention has been made in view of the above circumstances, fluidity, excellent moldability, moreover low stress resistance high thermal conductivity, the resin composition for semiconductor encapsulation which gives a cured product having excellent solder crack resistance and to provide a semiconductor device encapsulated with a cured product of the object and the resin composition.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ樹脂として下記一般式(1)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂を50重量%以上含有してなるエポキシ樹脂成分を使用し、これと、水酸基当量が120g/mol Means and operation for solving the problems] The present inventor has conducted extensive investigations to achieve the above objects, the following general formula (1) in the biphenyl type epoxy resin 50 wt% or more, shown as the epoxy resin using the epoxy resin component comprising, as this, hydroxyl group equivalent 120 g / mol
以上のフェノール樹脂と、球状アルミナとを組み合せること、しかもこの場合この球状アルミナとして、0.4 And more phenolic resins, a combination of a spherical alumina, moreover as the spherical alumina in this case, 0.4
〜0.7μm、12〜18μm及び30〜38μmの3 ~0.7μm, 3 of 12~18μm and 30~38μm
つの間に極大ピークを有し、他の範囲にはこれらの極大ピークよりも高いピークを有さず、かつ1〜2μmの範囲の粒子径のものが5重量%以下、60μm以上の粒子径のものが5重量%以下である粒度分布を有するものを使用し、この球状アルミナを組成物全体の70〜95重量%配合することにより、得られた半導体封止用組成物が流動性、成形性に優れている上、高熱伝導性で低応力であり、耐半田クラック性に優れた硬化物を与えると共に、この封止用樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置は、高熱伝導性、低応力性、耐半田クラック性に優れ、しかも特性のバランスが良好であり、信頼性の高いものであることを知見し、本発明をなすに至ったものである。 One of having a maximum peak in between the other ranges not have a higher peak than these maximum peaks, and 5 wt% as a particle size in the range of 1~2μm less, 60 [mu] m or more in particle diameter using those having at which the particle size distribution that is 5 wt% or less, by 70 to 95% by weight blend of the total of this spherical alumina composition, a semiconductor sealing composition obtained fluidity, moldability on an excellent, low stress high thermal conductivity, with a cured product having excellent solder crack resistance, a semiconductor device encapsulated with a cured product of the encapsulating resin composition, high thermal conductivity, low stress, excellent in solder crack resistance, yet have good balance of properties, and found that it is highly reliable, is obtained able to complete the present invention.

【0009】 [0009]

【化2】 ## STR2 ## (式中、Rは水素原子、臭素原子、アルキル基又はアルケニル基を示す。) (Wherein, R represents a hydrogen atom, a bromine atom, an alkyl group or an alkenyl group.)

【0010】即ち、上述したように、従来より粒径の大きい充填材と粒径の小さい充填材とを組合せることにより、各種特性を改良した半導体封止用組成物は知られているが、本発明者が種々検討を重ねた結果によれば、最近の半導体集積回路の発展にあっては、単に粒径の大きい充填材と粒径の小さい充填材を組み合せただけでは、 [0010] That is, as described above, by combining the conventionally particle size larger filler and small particle size filler, semiconductor sealing composition with improved various properties are known, According to the results the present inventors have extensive studies, only in the recent developments in semiconductor integrated circuits, simply combining high filler and small particle size filler having a particle size,
半導体集積回路を封止する封止材に対する要求、即ち流動性、成形性に優れ、かつ高熱伝導性で低応力性、耐半田クラック性に優れた硬化物を与えるという諸特性を同時に十分満足し得ないものである。 Requests for sealant for sealing the semiconductor integrated circuit, i.e. fluidity, excellent moldability, and low stress property in high thermal conductivity, and simultaneously fully satisfy the various properties of a cured product having excellent solder crack resistance obtained not those. ところが、エポキシ樹脂の主成分として上記式(1)のビフェニル型エポキシ樹脂を用いると共に、0.4〜0.7μmの間に極大ピークを有し、しかも12〜18μmと30〜38μm However, the use of the biphenyl type epoxy resin of the above formula as a main component of the epoxy resin (1) has a maximum peak during 0.4~0.7Myuemu, moreover 12~18μm and 30~38μm
の間にもそれぞれ極大ピークを有し、かつ1〜2μm及び60μm以上の粒子を実質的に含まない球状アルミナを使用した場合、意外にも上記封止材に対する諸要求を同時に満足した半導体封止用樹脂組成物が得られることを、初めて見い出したものである。 Have respective maximum peaks between, and when using a spherical alumina substantially free of 1~2μm and 60μm or more particles, surprisingly semiconductor encapsulation which was also simultaneously satisfies various requirements for the sealing material that use resin composition is obtained, in which found for the first time.

【0011】従って、本発明は、 (A)下記一般式(1)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂を50重量%以上含有するエポキシ樹脂成分 (B)水酸基当量が120g/mol以上のフェノール樹脂、及び (C)球状アルミナ を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物において、上記球状アルミナが、0.4〜0.7μm、12〜18μ Accordingly, the present invention, (A) the following general formula (1) an epoxy resin component containing biphenyl type epoxy resin 50 wt% represented by (B) hydroxyl group equivalent 120 g / mol or more phenolic resins, and (C) in the resin composition for semiconductor encapsulation to spherical alumina as an essential component, the spherical alumina, 0.4~0.7μm, 12~18μ
m及び30〜38μmの3つの間に極大ピークを有し、 Has a maximum peak among the three m and 30~38Myuemu,
他の範囲にはこれらの極大ピークよりも高いピークを有さず、かつ1〜2μmの範囲の粒子径のものが5重量% Other ranges not have a higher peak than these maximum peaks, and those particle sizes in the range of 1~2μm 5 wt%
以下、60μm以上の粒子径のものが5重量%以下である粒度分布を有し、上記球状アルミナを組成物全体の7 Hereinafter, has a particle size distribution is of particle size of at least 60μm is 5 wt% or less, the spherical alumina of the total composition 7
0〜95重量%含有することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、及び、この組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供する。 Semiconductor sealing resin composition characterized in that it contains 0 to 95 wt%, and to provide a semiconductor device encapsulated with a cured product of the composition.

【0012】 [0012]

【化3】 [Formula 3] (式中、Rは水素原子、臭素原子、アルキル基又はアルケニル基を示す。) (Wherein, R represents a hydrogen atom, a bromine atom, an alkyl group or an alkenyl group.)

【0013】以下、本発明を更に詳述すると、本発明の半導体封止用樹脂組成物を構成する(A)成分は下記一般式(1)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂を50 [0013] Hereinafter, the present invention further detail, (A) component constituting the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is a biphenyl type epoxy resin represented by the following general formula (1) 50
重量%以上含有するエポキシ樹脂成分である。 An epoxy resin component containing% by weight or more.

【0014】 [0014]

【化4】 [Of 4]

【0015】ここで、上記式(1)中Rは、水素原子、 [0015] Here, the equation (1), R represents a hydrogen atom,
臭素原子、アルキル基又はアルケニル基であるが、アルキル基としては、メチル基、エチル基等の炭素数1〜 A bromine atom, is an alkyl group or an alkenyl group, the alkyl group, 1 to carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group
5、好ましくは1〜2のもの、アルケニル基としては、 5, preferably those of 1 to 2, the alkenyl group,
ビニル基、アリル基等の炭素数2〜12、好ましくは2 Vinyl group, 2 to 12 carbon atoms such as an allyl group, preferably 2
〜6のものが挙げられる。 Include those of 6. なお、上記式(1)のRは、 Note that the R of the above formula (1),
互に同一でも異っていてもよい。 One another may be going be the same.

【0016】本発明において、上記式(1)のビフェニル型エポキシ樹脂は、上述したようにエポキシ樹脂成分全体の50重量%以上、好ましくは70重量%以上、更に好ましくは90重量%以上含有するものであり、含有率が50重量%未満の場合には、無機質充填材の充填量を増加させることが不可能となり、上述したような特性の向上が達成できなくなる。 [0016] In the present invention, those biphenyl type epoxy resin of formula (1) is described above as epoxy resin component total less than 50% by weight, preferably 70 wt% or more, more preferably containing more than 90 wt% , and the when the content is less than 50% by weight, it is impossible to increase the filling amount of the inorganic filler, improves the characteristics described above can not be achieved.

【0017】本発明のエポキシ樹脂成分は上記ビフェニル型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を含有することができ、この場合のエポキシ樹脂としては、その分子中にエポキシ基を少なくとも2個有する化合物であれば、分子構造、分子量等は特に限定されず、例えば、ノボラック型、ビスフェノール型、多官能型、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂等を混合して用いることができるが、充填材を高充填した封止用樹脂組成物を得るためには、溶融粘度の低いエポキシ樹脂を使用することが特に好ましい。 The epoxy resin component of the present invention may contain an epoxy resin other than the above-mentioned biphenyl epoxy resin, the epoxy resin in this case, so long as it is a compound having at least two epoxy groups in the molecule, molecular structure, molecular weight and the like are not particularly limited, for example, novolak type, bisphenol type, polyfunctional, can be used as a mixture of naphthalene skeleton-containing epoxy resin, encapsulating resin composition which is highly filled with a filler to obtain an object, it is particularly preferable to use a low melt viscosity epoxy resins.

【0018】上記エポキシ樹脂成分を含有した樹脂組成物は、著しく流動性に優れているため、無機質充填材の充填量を増加させることが可能となり、その結果、高熱伝導性、低応力性に優れた硬化物を与え、更には充填材の高充填化により低応力性、低吸水性に優れる硬化物となるために耐半田クラック性を向上させることができるものである。 [0018] The epoxy resin component resin composition containing is excellent in fluidity thereof significantly, it becomes possible to increase the filling amount of the inorganic filler, so that the excellent high thermal conductivity, the low stress property cured product given was, but more can improve the soldering crack resistance in order to be cured product excellent in high filling of filler low stress property and low water absorption.

【0019】本発明の組成物を構成する(B)成分のフェノール樹脂は、水酸基当量が120g/mol以上有するもので、エポキシ樹脂の硬化剤として使用され、これを含有させることにより、低応力性、低吸水性に優れた樹脂組成物を形成することができ、それにより耐半田クラック性を向上させることができるものである。 [0019] the composition of the invention component (B) phenolic resin, those having a hydroxyl equivalent of 120 g / mol or more, is used as a curing agent for epoxy resin, by the inclusion of this low stress property , it is possible to form a resin composition excellent in low water absorption, but it makes it possible to improve the soldering crack resistance. 上記フェノール樹脂としては、例えば、ナフタレン骨格含有フェノール樹脂、ビシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、アラルキル骨格含有フェノール樹脂等が挙げられ、これらの硬化剤は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。 As the phenolic resin, e.g., a naphthalene skeleton-containing phenolic resins, bicycloalkyl dicyclopentadiene skeleton-containing phenolic resins, aralkyl skeleton-containing phenolic resins. These hardeners can be used alone or in admixture of two or more . なお、充填材を高充填した封止用樹脂組成物を得るためには、溶融粘度の低いフェノール樹脂を使用することが特に好ましい。 In order to obtain the sealing resin composition highly filled with a filler, it is particularly preferable to use a low melt viscosity phenolic resin.

【0020】また、上記(B)フェノール樹脂は、水酸基当量が120g/mol以上有するものであるが、耐半田クラック性の向上を考慮すると水酸基当量は135 Further, the phenol resin (B) is one having hydroxyl group equivalent 120 g / mol or more, considering the improvement of the solder crack resistance and a hydroxyl equivalent of 135
g/mol以上が好ましい。 More than g / mol is preferable.

【0021】なお、(A)成分と(B)成分との配合量は、特に制限されないが、(A)成分に含まれるエポキシ基1モルに対して、(B)成分中に含まれるフェノール性OH基のモル比が0.5〜1.5であることが好ましい。 [0021] The amount of the component (A) and component (B) is not particularly limited, the epoxy groups to 1 mole of the contained in the component (A), a phenolic contained in component (B) it is preferred molar ratio of OH groups is 0.5 to 1.5.

【0022】次に、本発明の(C)成分は球状アルミナであり、この球状アルミナは、0.4〜0.7μm、1 Next, (C) component of the present invention are spherical alumina, the spherical alumina, 0.4~0.7Myuemu, 1
2〜18μm及び30〜38μmの3つの間に極大ピークを有し、他の範囲にはこれらの極大ピークよりも高いピークを有さず、かつ1〜2μmの範囲の粒子径のものが5重量%以下、好ましくは2重量%以下、より好ましくは1重量%以下、60μm以上の粒子径のものが5重量%以下、好ましくは2重量%以下、より好ましくは1 Has 2~18μm and three maximum peak between 30~38Myuemu, the other ranges not have a higher peak than these maximum peaks and 5 wt intended particle size in the range of 1~2μm % or less, preferably 2 wt% or less, 1 weight% and more preferably less, 5 wt% as a particle size of more than 60μm or less, preferably 2 wt% or less, more preferably 1
重量%以下である粒度分布を有するものとする必要がある。 There needs to be one having a particle size distribution% by weight or less.

【0023】この場合、0.4〜0.7μmの粒径範囲のものの割合は10〜40重量%、好ましくは15〜3 [0023] In this case, the ratio is 10 to 40 wt% of that of the particle size range of 0.4~0.7Myuemu, preferably 15 to 3
0重量%、より好ましくは20〜28重量%、12〜1 0 wt%, more preferably 20 to 28 wt%, 1:12
8μmの範囲のものが40〜70重量%、好ましくは4 Those 40 to 70 wt% of the 8 [mu] m, preferably 4
5〜60重量%、より好ましくは50〜60重量%、3 5-60 wt%, more preferably 50 to 60 wt%, 3
0〜38μmの範囲のものが5〜30重量%、好ましくは10〜25重量%、より好ましくは12〜18重量% In the range of 0~38μm is 5-30 wt%, preferably 10 to 25 wt%, more preferably 12 to 18 wt%
であることが望ましく、これにより本発明の目的を効果的に達成し得る。 It is desirably, thereby object can effectively achieve the present invention.

【0024】なお、上記粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置(シーラス,HR850)による測定値である。 [0024] Incidentally, the particle size distribution is a value measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer (Cirrus, HR 850).

【0025】上記球状アルミナは、後述する実施例に示すように、例えば0.4〜0.7μmの間と12〜18 [0025] The spherical alumina, as shown in the examples below, and for example, between 0.4~0.7Myuemu 12 to 18
μmの間にピークを有する球状アルミナと、40〜60 A spherical alumina having a peak between [mu] m, 40 to 60
μm間にピークを有する球状アルミナと、25〜35μ A spherical alumina having a peak between μm, 25~35μ
mとの間にピークを有する球状アルミナとを適宜割合で混合することにより得ることができる。 It can be obtained by properly mixing in a ratio of the spherical alumina having a peak between the m.

【0026】なお、上述したアルミナとしては、その結晶構造がα、β、γ、δ等のアルミナ又はこれらの混合物としてのアルミナが挙げられるが、熱伝導率を向上させるためにはα化率が高いアルミナを用いることが好ましく、更に組成物の耐湿信頼性を低下させないためにはNa 2 O,Naイオン,Clイオンの含有量が少ないアルミナを用いることが望ましい。 [0026] As the alumina described above, the crystal structure alpha, beta, gamma, including but alumina as alumina or a mixture of these δ such, in order to improve the thermal conductivity alpha rate is it is preferable to use a high alumina, further Na 2 O in order to moisture without the reliability is lowered in the composition, Na ions, it is desirable to use alumina contains less Cl ions.

【0027】本発明においては、無機質充填材として上記球状アルミナを単独で用いてもよいが、必要により他の充填材を添加してもよい。 [0027] In the present invention, as the inorganic filler described above may be used spherical alumina alone, it may be added other fillers if necessary. 他の充填材としては、平均粒子径7μm以下のシリカが好ましい。 Other fillers, average particle size 7μm or less of the silica is preferred. この場合、シリカは流動性を向上させるために球状シリカが好適である。 In this case, silica is preferred spherical silica to improve fluidity.

【0028】上記球状アルミナの配合量は、組成物全体の70〜95重量%、好ましくは80〜95重量%、更に好ましくは90〜93重量%とすることが好ましい。 [0028] The amount of the spherical alumina is 70 to 95% by weight of the total composition, preferably from 80 to 95 wt%, still more preferably be 90 to 93 wt%.
また、他の充填材を併用する場合、球状アルミナは充填材全体の75〜100重量%、特に80〜100重量% Further, when used in combination with other fillers, spherical alumina 75-100 wt% of the total filler, especially 80 to 100 wt%
とすることが好ましい。 It is preferable that the.

【0029】このように上述した粒度分布の球状アルミナを上記配合量で用いることにより、著しく成形性、流動性に優れる樹脂組成物となるため無機質充填材の充填量を増加させることが可能となり、その結果、高熱伝導性、低応力性に優れた硬化物を与え、さらには充填材の高充填化により低応力性、低吸水性に優れる硬化物となるために耐半田クラック性が向上できる。 [0029] By using the spherical alumina of particle size distribution described above thus in amounts above formulation, significantly moldability, it becomes possible to increase the filling amount of the resin composition, and therefore the inorganic filler is excellent in fluidity, as a result, high thermal conductivity, provides a cured product excellent in low stress properties, more low stress resistance by high filling of filler can be improved solder crack resistance to a cured product excellent in low water absorption.

【0030】これに対し、上記以外の粒度分布を有する球状アルミナを含有する樹脂組成物を使用すると成形性、流動性が不十分なものとなり、充填材の充填量を増加させられなくなる。 [0030] In contrast, the resin composition for use as formability containing spherical alumina having a particle size distribution other than the above, the fluidity becomes insufficient, not be to increase the filling amount of the filler. 更に、形状が球状でないアルミナ粒子を用いると流動性が不十分なものとなり、充填材の充填量を増加することができない。 Furthermore, the shape becomes an alumina non-spherical particles as fluidity is insufficient, it is impossible to increase the filling amount of the filler. また、上述した球状アルミナの配合量を組成物全体の70重量%より少なくすると十分な熱伝導性が得られなくなる。 Moreover, not enough heat conductivity is obtained when less than 70% by weight of the total composition amount of spherical alumina as described above.

【0031】なお、本発明において、上記球状アルミナ、その他の充填材は、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤で予め表面処理することが低吸水性、耐熱衝撃性及び耐クラック性を向上させる点で好ましい。 [0031] In the present invention, the spherical alumina, other fillers, silane coupling agent, it is low water absorption of previously surface treated with a coupling agent such as titanate coupling agents, thermal shock resistance and crack It preferred from the viewpoint of improving the sexual. カップリング剤としてはγ− As the coupling agent γ-
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4 Glycidoxypropyltrimethoxysilane, .gamma.-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, beta-(3, 4
−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、γ−メルカプトトリメトキシシラン等のメルカプトシランなどのシランカップリング剤を用いることが好ましい。 - epoxy silane such as epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-beta (aminoethyl)-.gamma.-aminopropyltrimethoxysilane, .gamma.-aminopropyltriethoxysilane, such as N- phenyl--.gamma.-aminopropyltrimethoxysilane aminosilane, it is preferable to use a silane coupling agent such as mercaptosilane such as γ- mercaptotrimethoxysilane. この場合、 in this case,
表面処理に用いるカップリング剤量及び表面処理方法については特に制限されない。 No particular limitation is imposed on the amount of coupling agent and surface treatment method used for the surface treatment.

【0032】また、本発明においては、上述した(A) [0032] In the present invention, the above-described (A)
成分と(B)成分との硬化反応を促進させるため硬化触媒を用いることが好ましい。 It is preferable to use a curing catalyst for promoting the curing reaction between the component (B). この硬化触媒としては、硬化反応を促進させるものならば特に限定されず、例えば、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、 As the curing catalyst is not particularly limited so long as it promotes the curing reaction, for example, triphenylphosphine, tributylphosphine,
トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボレート、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどのリン系化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7などの第3級アミン化合物、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール化合物等を使用することができる。 Tri (p- methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, triphenylphosphine, triphenyl borate, phosphorus-based compounds such as tetraphenyl phosphine tetraphenyl borate, triethylamine, benzyldimethylamine, alpha-methyl benzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo (5.4.0) tertiary amine compounds such as undecene-7, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, the use of 2-phenyl-4-imidazole compounds such as methylimidazole can.

【0033】本発明の半導体封止用樹脂組成物は、 The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention,
(A)、(B)、(C)成分を必須成分とするものであるが、本発明の目的に反しない限度において、また必要に応じて、ワックス類、難燃剤、着色剤等を添加配合することができる。 (A), (B), but it is an essential component (C) component, to the extent not contrary to the object of the present invention, and if necessary, added to and blended waxes, flame retardants, coloring agents and the like can do.

【0034】本発明の封止樹脂組成物を成形材料として調製する場合の一般的な方法としては、エポキシ樹脂、 [0034] The encapsulating resin composition of the present invention as a general method in the case of preparing a molding material, an epoxy resin,
硬化剤、上記無機質充填材、その他の添加物を所定の組成比で配合し、これをミキサー等によって十分均一に混合した後、熱ロール又はニーダー等による溶融混合処理を行い、次いで、冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料とすることができる。 Curing agent, the inorganic filler, blended with other additives in a predetermined composition ratio, which was sufficiently mixed uniformly by a mixer or the like, was melt-mixed treatment with hot roll or kneader or the like, then allowed to cool and solidify may be a molding material was crushed to a suitable size. このようにして得られた成形材料は、半導体装置をはじめとする電子部品或いは電気部品の封止、被覆に用いることができ、優れた特性と信頼性とを付与することができる。 Thus the molding material obtained by an electronic component or sealing of electrical components including semiconductor devices can be used for coating, it is possible to impart excellent characteristics and reliability.

【0035】本発明の半導体装置は、上記の封止用樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止することにより容易に製造することができる。 The semiconductor device of the present invention, by using the above-described sealing resin composition can be easily prepared by sealing a semiconductor element. 封止を行う半導体素子としては、例えば集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等が挙げられるが、特に制限されるものではない。 As the semiconductor element for sealing, for example, an integrated circuit, transistor, thyristor, but the diode and the like, but is not particularly limited. 封止の最も一般的な方法としては、トランスファー成形法が挙げられる。 The most common method of sealing, transfer molding method. 上記封止樹脂組成物の硬化条件は165〜175℃、1〜3分とすることができ、また成形後にさらに加熱して後硬化させることが好ましく、その時の後硬化は150℃以上の加熱条件で行うことが望ましい。 Curing conditions of the encapsulating resin composition is 165-175 ° C., it can be 1 to 3 minutes, or even preferably postcured by heating after molding, curing heating above 0.99 ° C. conditions after that time be done in is desirable.

【0036】 [0036]

【発明の効果】本発明の半導体封止用樹脂組成物は、低粘度エポキシ樹脂と特定の粒度分布を有する球状アルミナとを用いたことにより、従来の高熱伝導性封止樹脂組成物よりも充填材を高充填でき、半導体封止用として優れた流動性、成形性を有し、かつ高熱伝導性、低応力性、耐半田クラック性に優れた硬化物を与える。 Semiconductor sealing resin composition of the present invention exhibits, by using a spherical alumina having a specific particle size distribution and a low viscosity epoxy resin, than conventional high thermal conductivity sealing resin composition filled the wood can be highly filled, excellent flowability as for semiconductor encapsulation has a moldability, and gives high thermal conductivity, low stress property, a cured product excellent in solder crack resistance. 従って、本発明の樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置は、高熱伝導性、低応力性、耐半田クラック性に優れると共に特性のバランスが良好であり、信頼性の高いものとなる。 Therefore, a semiconductor device encapsulated with a cured product of the resin composition of the present invention, high thermal conductivity, low stress property, good balance of properties is excellent in solder crack resistance, and high reliability.

【0037】 [0037]

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, Examples and Comparative Examples, the present invention will be described in detail, the present invention is not intended to be limited to the following examples. なお、以下の例において部はいずれも重量部を示す。 All parts are both showing the parts in the following examples.

【0038】〔実施例1〕図2に示す粒度分布を有する球状アルミナB、図3に示す粒度分布を有する球状アルミナC、図4に示す粒度分布を有する球状アルミナDを重量比で40:22:6の割合で混合し、図1に示す粒度分布を有する球状アルミナAを得た。 [0038] Example 1 spherical alumina B having a particle size distribution shown in FIG. 2, spherical alumina C having a particle size distribution shown in FIG. 3, the spherical alumina D having a particle size distribution shown in FIG. 4 in a weight ratio 40:22 : 6 were mixed in a ratio of, to obtain spherical alumina a having a particle size distribution shown in FIG.

【0039】次に、この球状アルミナA98重量%と平均粒径1.3μmの球状シリカ2重量%とからなる充填材を表1に示す成分と熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却粉砕して半導体封止用樹脂組成物を得た。 Next, to uniformly melt mixing the filler consisting of the spherical alumina A98 wt% spherical silica 2% by weight of the average particle diameter 1.3μm at component and heat two rolls shown in Table 1, cooling to obtain a resin composition for semiconductor encapsulation and pulverized. なお、充填材の配合量は、表1中の樹脂成分100部に対し900部とした。 The amount of the filler was 900 parts per 100 parts of the resin component in Table 1.

【0040】〔比較例1〕球状アルミナBを球状アルミナAの代りに用いる以外は上記実施例1と同様にして樹脂組成物を得た。 [0040] The Comparative Example 1 Spherical alumina B was except that instead of the spherical alumina A in the same manner as in Example 1 to obtain a resin composition.

【0041】〔比較例2〕球状アルミナBと球状アルミナCとを重量比40:28で混合した球状アルミナを用いる以外は実施例1と同様にして樹脂組成物を得た。 [0041] The Comparative Example 2 except that the spherical alumina obtained by mixing a spherical alumina B and spherical alumina C in a weight ratio of 40:28 in the same manner as in Example 1 to obtain a resin composition.

【0042】〔比較例3〕特開平4−18445号公報において最も良好な流動性を示している粒度分布を有する高熱伝導性充填剤(平均粒径が24μmのアルミナを4.7重量%、平均粒径が10μmのアルミナを81. [0042] Comparative Example 3 The best high fever with a particle size distribution showing the fluidity conductive filler in JP-A 4-18445 Patent Publication (average particle diameter of 24μm alumina 4.7 wt%, average the particle size is a 10μm of alumina 81.
3重量%、平均粒径が1μmの微粒の球状シリカを1 3% by weight, average particle size of 1μm of fine spherical silica 1
4.1重量%含有する充填剤)を用いる以外は実施例1 Except for using 4.1 filler containing wt%) Example 1
と同様にして樹脂組成物を得た。 To obtain a resin composition in the same manner as.

【0043】〔比較例4〕エポキシ樹脂としてビフェニル型エポキシ樹脂を用いず、表1に示すものを用いた以外は実施例1と同様にして樹脂組成物を得た。 [0043] without using a biphenyl type epoxy resin as Comparative Example 4 Epoxy resin was except that used were those shown in Table 1 in the same manner as in Example 1 to obtain a resin composition.

【0044】これらの組成物につき、次の諸試験を行った。 [0044] for each of these compositions, we conducted the following various test. 結果を表2に示す。 The results are shown in Table 2. (イ)スパイラルフロー値 EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃、70 (B) using a mold in accordance with the spiral flow value EMMI standard, 175 ° C., 70
kg・cm -2 、成形時間120秒の条件で測定した。 kg · cm -2, measured under the conditions of molding time of 120 seconds. (ロ)熱伝導率 50mmφ×6mmの試験片を上部ヒーターと熱量計及び下部ヒーターとの間にサンドイッチ状に挿入し、空気圧にて一定に密着させ、50℃で定常状態に達した後の試験片両面間の温度差、熱量計出力から自動的に熱コンダクタンスを算出し、この熱コンダクタンスの値と試験片の厚さとの積から熱伝導率を求めた。 (Ii) Test pieces of thermal conductivity 50 mm [phi] × 6 mm were inserted in a sandwich-like between the upper heater and the calorimeter and lower heater, in close contact with the constant at air pressure test after reaching a steady state at 50 ° C. the temperature difference between the single sided, automatically calculates the thermal conductance from the calorimeter output to determine the thermal conductivity of the product of the thickness values ​​and the test piece of the thermal conductance. (ハ)耐半田クラック性 100ピンQFPの金型を用い、トランスファー成形機により175℃、70kg・cm -2 、2分の条件で成形し、180℃で4時間ポストキュアーした後、85℃/ Using a mold (iii) soldering crack resistance 100 pin QFP, 175 ° C. by a transfer molding machine, 70 kg · cm -2, and molded at 2 minutes conditions, after 4 hours post-cured at 180 ° C., 85 ° C. /
85%RH雰囲気中に24時間放置してからIRリフロー装置(240℃)で処理し、外部クラックを目視で確認することにより耐半田クラック性を評価した。 And left in 85% RH atmosphere for 24 hours and treated with IR reflow apparatus (240 ° C.) from was evaluated soldering crack resistance by checking the external cracks visually. (ニ)成形性 100ピンQFDの金型を用い、トランスファー成形機により175℃、70kg・cm -2 、2分の条件で成形し、この時の成形性を目視により評価した。 Using a mold of (d) formability 100 pins QFD, 175 ° C. by a transfer molding machine, and molded at 70 kg · cm -2, 2 minutes conditions were visually evaluated moldability at this time.

【0045】 [0045]

【表1】 [Table 1] *1:油化シェルエポキシ社製、TX−4000H,エポキシ当量190g/mol *2:日本化薬社製、EOCN−3300,エポキシ当量187g/mol *3:三井東圧化学社製、ミレックスXL−225,水酸基当量168g/mol *4:旭チバ社製、AER755,エポキシ当量459 * 1: Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., TX-4000H, an epoxy equivalent of 190g / mol * 2: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-3300, epoxy equivalent of 187g / mol * 3: Mitsui Toatsu Chemicals Co., Ltd., Mirex XL- 225, a hydroxyl equivalent of 168g / mol * 4: Asahi Chiba Co., Ltd., AER755, epoxy equivalent of 459
g/mol g / mol

【0046】 [0046]

【表2】 [Table 2] *5:比較例1,2,4については耐半田クラック性を評価するためのパッケージを成形することはできなかった。 * 5: Comparative Examples 1, 2 and 4 could not be molded packages for evaluating solder crack resistance.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明で用いる球状アルミナAの粒度分布を示すグラフである。 1 is a graph showing the particle size distribution of spherical alumina A used in the present invention.

【図2】比較例に係る球状アルミナBの粒度分布を示すグラフである。 2 is a graph showing the particle size distribution of spherical alumina B according to the comparative example.

【図3】比較例に係る球状アルミナCの粒度分布を示すグラフである。 3 is a graph showing the particle size distribution of spherical alumina C according to a comparative example.

【図4】比較例に係る球状アルミナDの粒度分布を示すグラフである。 4 is a graph showing the particle size distribution of spherical alumina D according to a comparative example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 7/18 NLD H01L 23/29 23/31 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 6 in the identification symbol Agency Docket No. FI technology display location C08K 7/18 NLD H01L 23/29 23/31

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 (A)下記一般式(1)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂を50重量%以上含有するエポキシ樹脂成分 【化1】 1. A (A) an epoxy resin component ## STR1 ## in which the biphenyl type epoxy resin containing more than 50 wt% of the following general formula (1) (式中、Rは水素原子、臭素原子、アルキル基又はアルケニル基を示す。) (B)水酸基当量が120g/mol以上のフェノール樹脂、及び (C)球状アルミナ を必須成分とする半導体封止用樹脂組成物において、上記球状アルミナが、0.4〜0.7μm、12〜18μ (In the formula, R represents a hydrogen atom, a bromine atom, an alkyl group or an alkenyl group.) (B) hydroxyl group equivalent 120 g / mol or more phenolic resin, and (C) for semiconductor encapsulation to a spherical alumina essential components in the resin composition, the spherical alumina, 0.4~0.7μm, 12~18μ
    m及び30〜38μmの3つの間に極大ピークを有し、 Has a maximum peak among the three m and 30~38Myuemu,
    他の範囲にはこれらの極大ピークよりも高いピークを有さず、かつ1〜2μmの範囲の粒子径のものが5重量% Other ranges not have a higher peak than these maximum peaks, and those particle sizes in the range of 1~2μm 5 wt%
    以下、60μm以上の粒子径のものが5重量%以下である粒度分布を有し、上記球状アルミナを組成物全体の7 Hereinafter, has a particle size distribution is of particle size of at least 60μm is 5 wt% or less, the spherical alumina of the total composition 7
    0〜95重量%含有することを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。 Semiconductor sealing resin composition characterized in that it contains 0 to 95 wt%.
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体封止用樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置。 2. A semiconductor device encapsulated with a cured product of claim 1 semiconductor sealing resin composition.
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