JPH10279662A - Epoxy resin composition for semiconductor sealing - Google Patents
Epoxy resin composition for semiconductor sealingInfo
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- JPH10279662A JPH10279662A JP8300397A JP8300397A JPH10279662A JP H10279662 A JPH10279662 A JP H10279662A JP 8300397 A JP8300397 A JP 8300397A JP 8300397 A JP8300397 A JP 8300397A JP H10279662 A JPH10279662 A JP H10279662A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置を封止
するために使用する半導体封止用エポキシ樹脂組成物に
関する。さらに詳しくは、樹脂封止半導体装置を実装す
る際のハンダ付け工程において封止樹脂にクラックが発
生するのを防止した半導体封止用エポキシ樹脂組成物、
特に耐湿信頼性および成形性(流動性、硬化性)などに
すぐれた半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するもの
である。The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used for encapsulating a semiconductor device. More specifically, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation in which cracks are prevented from occurring in the encapsulating resin in a soldering step when mounting the resin-encapsulated semiconductor device,
In particular, the present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having excellent moisture resistance reliability and moldability (fluidity, curability).
【0002】[0002]
【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性および接着性などにすぐれており、さらに配合処方に
より種々の特性が付与できるため、塗料、接着剤および
電気絶縁材料などの工業材料として利用されている。2. Description of the Related Art Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical properties and adhesiveness, and can be imparted with various properties by compounding and prescription. Therefore, they are used as industrial materials such as paints, adhesives and electrical insulating materials. It's being used.
【0003】たとえば、半導体装置などの電子回路部品
の封止方法としては、従来より金属やセラミックスによ
るハーメチックシールと、フェノール樹脂、シリコーン
樹脂およびエポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案され
ているが、近年では、経済性、生産性および物性のバラ
ンスの点から、エポキシ樹脂による樹脂封止が中心にな
っている。For example, as a method of sealing an electronic circuit component such as a semiconductor device, a hermetic seal made of metal or ceramics and a resin seal made of phenol resin, silicone resin, epoxy resin or the like have been conventionally proposed. In this regard, resin sealing with an epoxy resin is mainly used in terms of balance between economy, productivity, and physical properties.
【0004】一方、最近はプリント基板への部品実装に
おいても高密度化、自動化が進められており、従来のリ
ードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代
り、基板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が
盛んになってきた。On the other hand, in recent years, the density and automation of component mounting on a printed circuit board have been advanced, and instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the board, components are soldered on the surface of the board. “Surface mounting method” has become popular.
【0005】それに伴い、パッケージも従来のDIP
(デュアル・インライン・パッケージ)から、高密度実
装、表面実装に適した薄型のFPP(フラット・プラス
チック・パッケージ)に移行しつつある。[0005] Along with this, the package is also a conventional DIP
(Dual in-line package) to thin FPP (flat plastic package) suitable for high-density mounting and surface mounting.
【0006】そして、表面実装方式への移行に伴い、従
来あまり問題にならなかった半田付け工程が大きな問題
になってきた。[0006] With the shift to the surface mounting method, the soldering process, which has not been a problem so far, has become a serious problem.
【0007】すなわち、従来のピン挿入実装方式では、
半田付け工程はリード部が部分的に加熱されるだけであ
ったが、表面実装方式では、パッケージ全体が熱媒に浸
され加熱される。That is, in the conventional pin insertion mounting method,
In the soldering process, the leads are only partially heated, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated.
【0008】この表面実装方式における半田付け方法と
しては、半田浴浸漬、不活性ガスの飽和蒸気による加熱
(ベーパーフェイズ法)や赤外線リフロー法などが用い
られるが、いずれの方法でもパッケージ全体が210〜
270℃の高温に加熱されることになるため、従来の封
止樹脂で封止したパッケージにおいては、半田付け時に
樹脂部分にクラックが発生したり、チップと樹脂との間
に剥離が生じたりして、信頼性が低下して製品として使
用できないという問題がおきるのである。As a soldering method in this surface mounting method, a solder bath immersion, heating by a saturated vapor of an inert gas (a vapor phase method), an infrared reflow method, and the like are used.
Since the package is heated to a high temperature of 270 ° C., in a package sealed with a conventional sealing resin, cracks may occur in the resin portion during soldering, or peeling may occur between the chip and the resin. Thus, there is a problem that the reliability is lowered and the product cannot be used as a product.
【0009】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が、半
田付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因
するといわれており、その対策としては、後硬化したパ
ッケージを完全に乾燥し密封した容器に収納して出荷す
る方法が用いられている。The occurrence of cracks in the soldering process
It is said that the moisture absorbed between post-curing and the mounting process explosively turns into steam and expands during soldering and heating.As a countermeasure, the post-cured package must be completely dried. A method of shipping in a sealed container is used.
【0010】しかるに、乾燥パッケージを容器に封入す
る方法は、製造工程および製品の取扱作業が繁雑になる
うえ、製品価格が高価になる欠点がある。[0010] However, the method of enclosing the dry package in a container has disadvantages that the manufacturing process and the handling of the product are complicated and the product price is high.
【0011】また、エポキシ樹脂による封止方法として
は、エポキシ樹脂に硬化剤および無機充填剤などを配合
した組成物を用い、半導体素子を金型にセットして、低
圧トランスファー成形機により封止する方法が一般的に
用いられている。As a method of sealing with an epoxy resin, a composition in which a curing agent and an inorganic filler are mixed with an epoxy resin is used, a semiconductor element is set in a mold, and sealed with a low-pressure transfer molding machine. The method is commonly used.
【0012】そして、使用する成形機もまた、近年のパ
ッケージの薄型化・小型化と成形の自動化にともなっ
て、従来のコンベンショナル方式からマルチプランジャ
ー方式に変りつつある。ここで、コンベンショナル方式
とは1ポットで多数のデバイスを一括成形するものであ
り、成形性にすぐれるのに対し、マルチプランジャー方
式は、基本的に1ポットで1〜2デバイスを成形する方
式であり、自動化はできるもの、生産性の点ではコンベ
ンショナル方式よりも劣っている。The molding machine used is also changing from a conventional conventional system to a multi-plunger system in accordance with the recent trend toward thinner and smaller packages and automatic molding. Here, the conventional method is to mold a large number of devices in one pot at a time and is excellent in moldability, whereas the multi-plunger method is a method in which 1-2 devices are basically molded in one pot. Although it can be automated, it is inferior to the conventional method in terms of productivity.
【0013】しかるにこの成形方式の移行に併ない、樹
脂組成物への成形性の要求特性も一層厳しくなってきて
いる。具体的には、パッケージの薄型化・小型化の要求
からはこれまで以上の流動性が要求され、また自動化と
生産性の点からは、成形時においてすぐれた硬化性と離
型性および低バリ性が、かなり厳しく要求されるように
なってきた。However, along with the shift of the molding method, the required characteristics of the moldability of the resin composition are becoming more severe. Specifically, the demand for thinner and smaller packages requires more fluidity than before, and from the viewpoint of automation and productivity, it has excellent curability, mold release properties and low flash during molding. Gender has become quite demanding.
【0014】また、デバイスの高集積化に応じたアルミ
配線の微細化にともない、高温高湿環境下に樹脂封止半
導体装置を放置した場合に、封止樹脂自体や、封止樹脂
とリードフレームとの界面を通って水分が侵入すること
によって、半導体が故障するのを防止する性能、つまり
耐湿信頼性にも、より高いものが要求されるようになっ
てきた。Further, when the resin-sealed semiconductor device is left in a high-temperature and high-humidity environment with the miniaturization of the aluminum wiring in accordance with the high integration of the device, the sealing resin itself or the sealing resin and the lead frame are removed. Higher performance has also been required for the performance of preventing breakdown of the semiconductor due to the intrusion of moisture through the interface with the semiconductor, that is, the humidity resistance reliability.
【0015】かかる実情に基づき、従来から半導体封止
用エポキシ樹脂組成物の改良が種々検討されてきた。例
えば、エポキシ樹脂にビフェニル型エポキシ樹脂を用
い、スチレン系ブロック共重合体ゴムやシリコーンゴム
を配合する方法(特開昭63−251419号公報)、
エポキシ樹脂にビフェニル型エポキシ樹脂、充填剤に特
定の粒径を有するシリカを用いる方法(特開平1−87
616号公報)、エポキシ樹脂にビフェニル型エポキシ
樹脂、硬化剤にフェノールアラルキル樹脂を用い、充填
剤を86〜95重量%を配合する方法(特開平6−80
763号公報)などが提案されている。Based on such circumstances, various studies have been made on improvements in epoxy resin compositions for semiconductor encapsulation. For example, a method of blending a styrene-based block copolymer rubber or a silicone rubber using a biphenyl-type epoxy resin as an epoxy resin (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-251419),
A method using a biphenyl type epoxy resin as an epoxy resin and silica having a specific particle size as a filler (Japanese Patent Laid-Open No. 1-87)
616), a method in which a biphenyl type epoxy resin is used as an epoxy resin and a phenol aralkyl resin is used as a curing agent, and a filler is blended in an amount of 86 to 95% by weight (JP-A-6-80).
No. 763) has been proposed.
【0016】しかしながら、最近、表面実装型のICパ
ッケージは、さらに進展し、多ピン化、薄型化、小型
化、高性能化が進んでいる。すなわちメモリー用途のI
Cで主に使用されるSOP(スモール・アウトライン・
パッケージ)やTSOP(シン・スモール・アウトライ
ン・パッケージ)においては、ICチップの多機能化に
伴い、ICチップが大型化し、多ピン化するにもかかわ
らず、より薄く小型のICパッケージが必要とされてい
る。またリードフレームの材料も鉄系の42アロイから
銅に変わりつつある。さらにBGA(ボール・グリッド
・アレイ)やCSP(チップ・サイズ・パッケージ)な
どのエリアアレイ型のパッケージも出現している。However, recently, surface mount type IC packages have been further developed, and the number of pins, thickness, size, and performance have been increasing. That is, I for memory use
SOP (Small Outline /
Package) and TSOP (Thin Small Outline Package), with the increasing functionality of IC chips, the need for thinner and smaller IC packages despite the increase in the size and number of pins of IC chips. ing. Also, the material of the lead frame is changing from iron-based 42 alloy to copper. Further, area array type packages such as BGA (ball grid array) and CSP (chip size package) have also appeared.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】以上の状況に鑑みて、
本発明が解決しようとする課題は、耐半田クラック性、
耐剥離性などの信頼性、および成形時の流動性、硬化
性、金型からの離型性などの成形性がすぐれた半導体封
止用樹脂組成物を提供することである。In view of the above situation,
Problems to be solved by the present invention are solder crack resistance,
An object of the present invention is to provide a resin composition for semiconductor encapsulation having excellent moldability such as reliability such as peeling resistance, fluidity during molding, curability, and mold releasability.
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は以下の構成をとる。 1.「エポキシ樹脂(A)、フェノール系硬化剤
(B)、無機充填剤(C)およびポリオルガノシロキサ
ン(D)を含有せしめてなるエポキシ樹脂組成物であっ
て、前記エポキシ樹脂(A)が、エポキシ基を2個以上
有し、少なくとも2個の前記エポキシ基の間に2個以上
の芳香族環を有し、少なくとも2個の前記芳香族環の間
に、1個以上の炭素−炭素二重結合を有する構造を持つ
ものがあるエポキシ樹脂(a)を含有する半導体封止用エ
ポキシ樹脂組成物。」 2.「エポキシ樹脂(a)が、化学式(I)で示される化
合物であることを特徴とする前記の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。◎In order to achieve the above object, the present invention has the following arrangement. 1. "An epoxy resin composition containing an epoxy resin (A), a phenolic curing agent (B), an inorganic filler (C) and a polyorganosiloxane (D), wherein the epoxy resin (A) is an epoxy resin One or more carbon-carbon double bonds between at least two of the aromatic rings, having two or more groups, having two or more aromatic rings between at least two of the epoxy groups, 1. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing an epoxy resin (a) having a structure having a bond. ""The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the epoxy resin (a) is a compound represented by the chemical formula (I).
【化3】 (ただし、芳香族環及び二重結合炭素に結合した水素原
子は、一価の有機基によって置換されていてもよ
い。)」、 3.「ポリオルガノシロキサン(D)の含有量がエポキ
シ樹脂組成物の全量に対し、0.01〜3%であること
を特徴とする前記いずれかの半導体封止用エポキシ樹脂
組成物。」 4.「前記ポリシロキサンがエポキシ基、アミノ基、カ
ルボキシル基、(メタ)アクリル基、メルカプト基、ア
ルコール性水酸基、フェノール性水酸基およびカルビノ
ール基の中から選ばれた1種以上の官能基を有するもの
であるを特徴とする前記いずれかの半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。」 5.「 無機充填剤(C)がエポキシ樹脂組成物全体の
86〜95重量%含有する前記いずれかのエポキシ樹脂
組成物。」 6.「臭素原子及びアンチモン原子の含有量がそれぞれ
0.1重量%以下であることを特徴とする前記いずれか
のエポキシ樹脂組成物。」 7.「フェノール系硬化剤(B)が化学式(II)で表さ
れる化合物を含有する前記いずれかのエポキシ樹脂組成
物。Embedded image (However, the hydrogen atom bonded to the aromatic ring and the double bond carbon may be substituted by a monovalent organic group.) ", 3. Any of the above epoxy resin compositions for semiconductor encapsulation, wherein the content of the polyorganosiloxane (D) is 0.01 to 3% with respect to the total amount of the epoxy resin composition. "The polysiloxane has at least one functional group selected from an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, a (meth) acryl group, a mercapto group, an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group and a carbinol group. 4. An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor according to any one of the above. " 5. The epoxy resin composition according to any one of the above, wherein the inorganic filler (C) contains 86 to 95% by weight of the entire epoxy resin composition. 6. The epoxy resin composition according to any one of the above, wherein the content of each of a bromine atom and an antimony atom is 0.1% by weight or less. "The epoxy resin composition according to any one of the above, wherein the phenolic curing agent (B) contains a compound represented by the chemical formula (II).
【化4】 R3-(-CH2-R1-CH2-R2-)n-CH2-R1-CH2-R3 (II) (ただし、式中のR1は水酸基を有しない2価の芳香族
基、R2は水酸基を有する2価の芳香族基、R3は水酸基
を有する1価の芳香族基、R1〜R3はそれぞれ同一でも
異なっていてもよい。nは0または1以上の整数を示
す。)」、そして 8.「前記いずれかのエポキシ樹脂組成物で半導体素子
を封止してなることを特徴とする半導体装置。」Embedded image R 3 — (— CH 2 —R 1 —CH 2 —R 2 —) n —CH 2 —R 1 —CH 2 —R 3 (II) (where R 1 in the formula has a hydroxyl group) divalent aromatic group not, R 2 is a divalent aromatic group, R 3 is a monovalent aromatic group having a hydroxyl group, may be different in R 1 to R 3 each identical .n having a hydroxyl group Represents 0 or an integer of 1 or more.) ""A semiconductor device characterized in that a semiconductor element is sealed with any one of the epoxy resin compositions described above."
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。
なお本発明において「重量」とは「質量」を意味する。
本発明におけるエポキシ樹脂(A)はエポキシ基を2個以
上有し、少なくともその2個のエポキシ基の間に2個以
上の芳香族環を有し、少なくともその2個の芳香族環の
間に、1個以上の炭素−炭素二重結合を有する構造を持
つものがあるエポキシ樹脂(a)を含有する。前記芳香族
環に結合した水素原子は一価の有機基によって置換され
ていてもかまわず、置換基の好ましい例としては、メチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アクリル基、
メタクリル基などを挙げることができる。これらの好ま
しい例としては、化学式(I)、さらに化学式(I−
1)で示される化合物が例示される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail.
In the present invention, “weight” means “mass”.
The epoxy resin (A) in the present invention has two or more epoxy groups, has two or more aromatic rings between at least two epoxy groups, and has at least two aromatic rings between the two aromatic rings. And epoxy resin (a) having a structure having one or more carbon-carbon double bonds. The hydrogen atom bonded to the aromatic ring may be substituted with a monovalent organic group, and preferred examples of the substituent include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an acryl group,
A methacryl group can be exemplified. Preferred examples of these are the chemical formula (I) and the chemical formula (I-
Compounds represented by 1) are exemplified.
【化5】 Embedded image
【化6】 Embedded image
【0020】上記(I)および(I−1)式で表される
エポキシ樹脂において、芳香環および二重結合炭素に結
合した水素原子は、一部または全部が1価の有機基で置
換されていてもよい。そして有機基の炭素数としては1
〜10の範囲が好ましく使用される。置換基の好ましい
例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、アクリル基、メタクリル基などを挙げることができ
る。(I)および(I−1)式で表されるエポキシ樹脂
において、エポキシ基の付加反応によって、重合したも
のも使用できる。In the epoxy resins represented by the above formulas (I) and (I-1), a hydrogen atom bonded to an aromatic ring and a double bond carbon is partially or entirely substituted with a monovalent organic group. You may. And the carbon number of the organic group is 1
A range from 10 to 10 is preferably used. Preferred examples of the substituent include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an acryl group, and a methacryl group. Among the epoxy resins represented by the formulas (I) and (I-1), those polymerized by an addition reaction of an epoxy group can also be used.
【0021】さらに化学式(I)の構造に対して、炭素
−炭素二重結合と芳香族環との間に、1個以上のメチレ
ン基を有する化合物、炭素−炭素二重結合と芳香族環と
の間に、1個以上のエーテル基を有する化合物、炭素−
炭素二重結合と芳香族環との間に、1個以上のアミド基
を有する化合物、炭素−炭素二重結合と芳香族環との間
に、1個以上のエステル結合を有する化合物、炭素−炭
素二重結合と芳香族環との間に、1個以上のカルボニル
基を有する化合物なども使用できる。本発明において、
エポキシ樹脂(A)の配合量は特に限定はしないが、通
常2〜15重量%、好ましくは2〜10重量%、さらに
好ましくは2〜8重量%である。さらに本発明の特徴を
有するエポキシ樹脂(a)はエポキシ樹脂(A)中、50
重量%以上、さらに70重量%以上が好ましい。Further, a compound having one or more methylene groups between a carbon-carbon double bond and an aromatic ring, a compound having a carbon-carbon double bond and an aromatic ring, A compound having at least one ether group between
Compounds having one or more amide groups between a carbon double bond and an aromatic ring, compounds having one or more ester bonds between a carbon-carbon double bond and an aromatic ring, carbon- Compounds having one or more carbonyl groups between the carbon double bond and the aromatic ring can also be used. In the present invention,
The amount of the epoxy resin (A) is not particularly limited, but is usually 2 to 15% by weight, preferably 2 to 10% by weight, and more preferably 2 to 8% by weight. Further, the epoxy resin (a) having the feature of the present invention is the same as the epoxy resin (A).
% By weight, more preferably 70% by weight or more.
【0022】本発明で使用されるフェノール系硬化剤
(B)は、エポキシ樹脂(A)と反応して硬化させるも
のであれば特に限定されないが、通常は2個以上のフェ
ノール性水酸基を有する化合物が使用できる。これらの
具体例としては、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、下記化学式(II)で示される
フェノール化合物、ビスフェノールAやレゾルシンから
合成される各種ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール
などの各種多価フェノール化合物、無水マレイン酸、無
水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物、およ
びメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタ
ン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ジアミン
などが挙げられる。The phenolic curing agent (B) used in the present invention is not particularly limited as long as it reacts with the epoxy resin (A) to be cured, but is usually a compound having two or more phenolic hydroxyl groups. Can be used. Specific examples thereof include a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a phenol compound represented by the following chemical formula (II), various novolak resins synthesized from bisphenol A and resorcin, various polyphenol compounds such as polyvinyl phenol, and anhydrous polyphenol compounds. Examples thereof include acid anhydrides such as maleic acid, phthalic anhydride and pyromellitic anhydride, and aromatic diamines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone.
【0023】[0023]
【化7】 R3-(-CH2-R1-CH2-R2-)n-CH2-R1-CH2-R3 (II) (ただし、式中のR1は水酸基を有しない2価の芳香族
基、R2は水酸基を有する2価の芳香族基、R3は水酸基
を有する1価の芳香族基、R1〜R3はそれぞれ同一でも
異なっていてもよい。nは0または1以上の整数を示
す。)さらに具体的には下記化学式で表されるフェノー
ル系硬化剤が使用できる。Embedded image R 3 — (— CH 2 —R 1 —CH 2 —R 2 —) n —CH 2 —R 1 —CH 2 —R 3 (II) (where R 1 in the formula has a hydroxyl group) divalent aromatic group not, R 2 is a divalent aromatic group, R 3 is a monovalent aromatic group having a hydroxyl group, may be different in R 1 to R 3 each identical .n having a hydroxyl group Represents 0 or an integer of 1 or more.) More specifically, a phenolic curing agent represented by the following chemical formula can be used.
【化8】 (上記各式においてnは0以上の整数。)Embedded image (In the above formulas, n is an integer of 0 or more.)
【0024】エポキシ樹脂組成物の硬化剤としては、耐
熱性、耐湿性および保存性の点から、フェノールノボラ
ック樹脂、クレゾールノボラック樹脂およびフェノール
p−キシリレンコポリマーが好ましく用いられ、特に好
ましくはフェノールp−キシリレンコポリマーである。
用途によっては二種以上の硬化剤を併用してもよい。ま
た、封止剤の流動性の点から、フェノール系硬化剤の溶
融粘度がICI(150℃)粘度で6poise (6Pa・s)
以下、さらに4poise (4Pa ・s) 下、さらに2poise
(2Pa・s) 以下のものが好ましく使用される。As the curing agent for the epoxy resin composition, phenol novolak resins, cresol novolak resins and phenol p-xylylene copolymers are preferably used from the viewpoint of heat resistance, moisture resistance and storage stability, and phenol p-xylylene copolymer is particularly preferred. It is a xylylene copolymer.
Depending on the application, two or more curing agents may be used in combination. Further, from the viewpoint of the fluidity of the sealant, the melt viscosity of the phenolic curing agent is 6 poise (6 Pa · s) in ICI (150 ° C.) viscosity.
Below, further 4poise (4Pa · s), further 2poise
(2 Pa · s) The following are preferably used.
【0025】本発明において、硬化剤(B)の配合量
は、組成物中、通常2〜15重量%、好ましくは2〜1
0重量%、さらに好ましくは2〜8重量%である。In the present invention, the compounding amount of the curing agent (B) is usually 2 to 15% by weight, preferably 2 to 1% by weight in the composition.
0% by weight, more preferably 2 to 8% by weight.
【0026】さらには、エポキシ樹脂(A)と硬化剤
(B)の配合比は、機械的性質および耐湿信頼性の点か
らエポキシ樹脂(A)に対する硬化剤(B)の官能基の
化学当量比が0.5〜1.6、特に0.8〜1.3の範
囲にあることが好ましい。Further, the mixing ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is determined based on the chemical equivalent ratio of the functional group of the curing agent (B) to the epoxy resin (A) from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance reliability. Is preferably in the range of 0.5 to 1.6, particularly 0.8 to 1.3.
【0027】また、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂
組成物においては、上記エポキシ樹脂(A)と硬化剤
(B)との反応を促進させるための硬化促進剤を含有す
ることができる。The epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention may contain a curing accelerator for accelerating the reaction between the epoxy resin (A) and the curing agent (B).
【0028】硬化促進剤は硬化反応を促進するものなら
ば特に限定されず、その具体例としては、例えば2−メ
チルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2
−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミ
ダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾールおよ
び2−ヘプタデシルイミダゾールなどのイミダゾール化
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、2−(ジメチルアミ
ノメチル)フェノール、2,4,6−トリス(ジメチル
アミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)−7−ウンデセニウムテトラフェニルボ
レートおよび1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7、などの3級アミン化合物、ジルコニウム
テトラメトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、
テトラキス(アセチルアセトナト)ジルコニウムおよび
トリ(アセチルアセトナト)アルミニウムなどの有機金
属化合物、およびトリフェニルホスフィン、トリメチル
ホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフ
ィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィンおよびト
リ(ノニルフェニル)ホスフィン、テトラフェニルホス
ホニウムテトラフェニルボレートなどの有機ホスフィン
化合物などが挙げられる。The curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction. Specific examples thereof include 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole,
Imidazole compounds such as -ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole and 2-heptadecylimidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α
-Methylbenzyldimethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7-undecenium tetraphenylborate And tertiary amine compounds such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetramethoxide, zirconium tetrapropoxide,
Organometallic compounds such as tetrakis (acetylacetonato) zirconium and tri (acetylacetonato) aluminum, and triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine and tri (nonylphenyl) phosphine And organic phosphine compounds such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate.
【0029】これら硬化促進剤の中でも、特に耐湿信頼
性の点からは、有機ホスフィン化合物が好ましく、特に
トリフェニルホスフィンが好ましく用いられる。Among these curing accelerators, organic phosphine compounds are preferred, and triphenylphosphine is particularly preferred from the viewpoint of moisture resistance reliability.
【0030】なお、これらの硬化促進剤は、用途によっ
ては二種以上を併用してもよく、その添加量は、エポキ
シ樹脂(A)100重量部に対して0.1〜10重量部
の範囲が好ましい。These curing accelerators may be used in combination of two or more depending on the use, and the amount of the curing accelerator ranges from 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A). Is preferred.
【0031】本発明で使用する無機充填剤(C)として
は、溶融シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、アルミナ、マグネシア、クレー、タル
ク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アンチモンな
どの金属酸化物、アスベスト、ガラス繊維およびガラス
球などが挙げられるが、中でも非晶性シリカは線膨脹係
数を低下させる効果が大きく、低応力化に有効ななため
好ましく用いられる。非晶性シリカの例としては、石英
を溶融して製造した非晶性シリカがあげられ、破砕状の
ものや球状のものが用いられる。Examples of the inorganic filler (C) used in the present invention include fused silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide and antimony oxide. Examples thereof include oxides, asbestos, glass fibers, and glass spheres. Among them, amorphous silica is preferably used because it has a large effect of lowering the linear expansion coefficient and is effective in reducing stress. Examples of amorphous silica include amorphous silica produced by melting quartz, and crushed or spherical silica is used.
【0032】ここでいう非晶性シリカは、一般的には真
比重が2.3以下のものを意味する。この非晶性シリカ
の製造においては必ずしも溶融状態を経る必要はなく、
任意の製造方法を用いることができ、例えば結晶性シリ
カを溶融する方法および金属ケイ素の酸化による方法、
アルコキシシランの加水分解など、各種原料からの合成
方法が使用できる。The amorphous silica referred to here generally means one having a true specific gravity of 2.3 or less. In the production of this amorphous silica, it is not necessary to go through a molten state,
Any production method can be used, for example, a method of melting crystalline silica and a method of oxidizing metallic silicon,
Synthesis methods from various raw materials such as hydrolysis of alkoxysilane can be used.
【0033】無機充填剤の粒径および組成については、
特に限定はないが、例えば平均粒径(メディアン径を意
味する。以下同じ。)4〜17μmの破砕溶融シリカ9
9〜80重量%と平均粒径0.1〜3μmの球状溶融シ
リカ1〜20重量%からなるシリカ組成物、平均粒径4
〜17μmの破砕溶融シリカ95〜40重量%と平均粒
径5〜30μmの球状溶融シリカ5〜60重量%からな
るシリカ組成物、平均粒径3〜30μmの球状溶融シリ
カ99〜5重量%と平均粒径0.1〜3μmの球状溶融
シリカ1〜50重量%からなるシリカ組成物などが好ま
しい。ここでいう重量%は全シリカ量に対するものであ
る。また無機充填剤全体に注目した場合、平均粒径は1
0〜30μmの範囲にあることが好ましい。Regarding the particle size and composition of the inorganic filler,
Although not particularly limited, for example, crushed fused silica 9 having an average particle size (meaning a median size; the same applies hereinafter) of 4 to 17 μm.
Silica composition comprising 9 to 80% by weight and 1 to 20% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 0.1 to 3 μm, average particle size 4
A silica composition comprising 95 to 40% by weight of crushed fused silica having a mean particle size of 5 to 30 μm and 5 to 60% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 5 to 30 μm, and 99 to 5% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 3 to 30 μm. A silica composition comprising 1 to 50% by weight of spherical fused silica having a particle size of 0.1 to 3 μm is preferred. Here, the weight% is based on the total amount of silica. Further, when focusing on the entire inorganic filler, the average particle size is 1
It is preferably in the range of 0 to 30 μm.
【0034】これらの組成物を用いて得られる半導体封
止用エポキシ樹脂組成物の流動性と耐ハンダクラック性
が優れるという点で好ましい。また上記の組合せに限ら
ず、平均粒径または粒度分布の異なる無機充填剤を2種
以上組み合わせることもできる。The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation obtained by using these compositions is preferable in that it has excellent fluidity and solder crack resistance. The combination is not limited to the above, and two or more inorganic fillers having different average particle sizes or particle size distributions can be used in combination.
【0035】無機充填剤(C)の配合割合は、得られる
半導体封止用エポキシ樹脂組成物の成形性および低応力
性を考慮して、組成物全体の86〜95重量%の範囲と
することが好ましく、より好ましくは88〜92重量%
である。一方、流動性に代表される成形性が求められる
場合には、無機充填剤を60重量%以上86重量%未満
とすることもできる。また粒度分布の広がりについて
は、特に限定はしないが、好ましくはロジンラムラー分
布におけるn値が1.0〜0.6であることが成形性の
点において好ましい。また無機充填剤を水にて煮沸した
際、その水の電気伝導度が低く、また中性となるものが
好ましい。また封止しようとする半導体素子の回路パタ
ーンの大きさより、大きい粒径のものが少ない無機充填
剤の利用が好ましい。The mixing ratio of the inorganic filler (C) should be in the range of 86 to 95% by weight of the whole composition in consideration of the moldability and low stress of the obtained epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. And more preferably 88 to 92% by weight.
It is. On the other hand, when moldability typified by fluidity is required, the amount of the inorganic filler may be set to 60% by weight or more and less than 86% by weight. The spread of the particle size distribution is not particularly limited, but it is preferable that the n value in the rosin-Rammler distribution is 1.0 to 0.6 from the viewpoint of moldability. Further, when the inorganic filler is boiled in water, it is preferable that the electric conductivity of the water be low and neutral. In addition, it is preferable to use an inorganic filler having a smaller particle size than the size of the circuit pattern of the semiconductor element to be sealed.
【0036】また得られる半導体装置のソフトエラーの
問題を回避するために、ウラン、トリウムなどα線放出
物質の濃度が、組成物中極めて少なくすることが好まし
い。In order to avoid the problem of soft errors in the obtained semiconductor device, it is preferable that the concentration of α-ray emitting substances such as uranium and thorium is extremely low in the composition.
【0037】次に、本発明では、エポキシ樹脂組成物中
にシランカップリング剤を添加することもできる。シラ
ンカップリング剤としては、ハロゲン原子、アミノ基、
エポキシ基、二重結合基などの官能基を有する有機基が
ケイ素原子に直結し、かつアルコキシ基などの加水分解
性基がケイ素原子に直結したたもの、およびそのアルコ
キシ基の部分加水分解縮合物が一般的に用いられる。加
水分解性の基としてはアルコキシ基、なかでも、メトキ
シ基、エトキシ基が好ましく用いられる。シランカップ
リング剤中の有機基としては、窒素原子、酸素原子、ハ
ロゲン原子、硫黄原子などによって置換された炭化水素
基のものが例示される。またすべてが2級であるアミノ
基が結合した有機基を有するシランカップリング剤が好
ましく用いられる。シランカップリング剤の配合割合と
しては組成物全量に対して0.1〜2重量%添加するこ
とが流動性及び充填性の点で好ましい。さらにシランカ
ップリング剤は前もって無機充填剤と混合しておくこと
もできる。Next, in the present invention, a silane coupling agent may be added to the epoxy resin composition. As the silane coupling agent, a halogen atom, an amino group,
An organic group having a functional group such as an epoxy group or a double bond group directly bonded to a silicon atom, and a hydrolyzable group such as an alkoxy group directly bonded to a silicon atom, and a partial hydrolysis condensate of the alkoxy group Is generally used. As the hydrolyzable group, an alkoxy group, in particular, a methoxy group and an ethoxy group are preferably used. Examples of the organic group in the silane coupling agent include those having a hydrocarbon group substituted by a nitrogen atom, an oxygen atom, a halogen atom, a sulfur atom, or the like. Further, a silane coupling agent having an organic group to which all secondary amino groups are bonded is preferably used. It is preferable that the silane coupling agent be added in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the total amount of the composition from the viewpoint of fluidity and filling properties. Furthermore, the silane coupling agent can be mixed in advance with the inorganic filler.
【0038】シランカップリング剤の具体的な例として
は、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メトキシシシラン、γ
−(2,3−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメ
トキシシラン、γ−(N−フェニルアミノ)プロピルト
リメトキシシラン、γ−(N−フェニルアミノ)プロピ
ルメチルジメトキシシラン、γ−(N−メチルアミノ)
プロピルトリメトキシシラン、γ−(N−メチルアミノ
プロピル)メチルジメトキシシラン、γ−(N−エチル
アミノ)プロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチ
ルアミノ)プロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチ
ルアミノ)プロピルメチルトリメトキシシラン、γ−メ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタク
リロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカ
トプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカトプロピル
メチルジメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(ア
ミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピル
トリエチルシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジメチル
アミノ)プロピルトリメトキシシランなどが挙げられ
る。Specific examples of the silane coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ
Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ
-(2,3-epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, γ- (N-phenylamino) propyltrimethoxysilane, γ- (N-phenylamino) propylmethyldimethoxysilane, γ- (N-methylamino)
Propyltrimethoxysilane, γ- (N-methylaminopropyl) methyldimethoxysilane, γ- (N-ethylamino) propyltrimethoxysilane, γ- (N-ethylamino) propylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyl Trimethoxysilane, γ- (N-ethylamino) propylmethyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-merkatopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyl Methyldimethoxysilane, N-β- (aminoethyl)-
γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethylsilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ -Aminopropylmethyldiethoxysilane, γ
-Aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N, N-dimethylamino) propyltrimethoxysilane and the like.
【0039】本発明においては、ポリオルガノシロキサ
ンが配合される。一般的には、ジメチルシロキサン単
位、メチルフェニルシロキサン単位、ジフェニルシロキ
サン単位などの重合体であり、なかでもジメチルシロキ
サン単位を主成分(好ましくは60モル%以上、さらに
好ましくは80モル%以上)とするものが好ましく用い
られる。また水素、エチル基、水酸基で側鎖または末端
が置換したものも使用できる。形態としては、オイル
状、ゴム状のものが任意に用いられる。シリコーンの分
子量としては、ジシロキサン構造のものから、架橋によ
り無限大となっているものまで任意である。なかでも数
平均重合度として、シロキサンの繰返し単位が2以上、
さらに5以上、一方、10,000以下、さらに5,0
00以下、さらに2,000以下のものが好ましく用い
られる。In the present invention, a polyorganosiloxane is blended. Generally, it is a polymer such as a dimethylsiloxane unit, a methylphenylsiloxane unit, a diphenylsiloxane unit, etc. Among them, the dimethylsiloxane unit is a main component (preferably 60 mol% or more, more preferably 80 mol% or more). Are preferably used. Further, those in which the side chain or terminal is substituted by hydrogen, ethyl group or hydroxyl group can also be used. As a form, an oil-like or rubber-like thing is used arbitrarily. The molecular weight of the silicone is arbitrary from that having a disiloxane structure to that having an infinity due to crosslinking. Above all, as the number average degree of polymerization, the repeating unit of the siloxane is 2 or more,
5 or more, on the other hand, 10,000 or less, and further 5,0
Those having a value of not more than 00, more preferably not more than 2,000 are preferably used.
【0040】ポリオルガノシロキサンの配合量としては
0.01〜3重量%、さらに0.02〜1重量%の範囲
が好ましく配合される。The content of the polyorganosiloxane is preferably in the range of 0.01 to 3% by weight, more preferably 0.02 to 1% by weight.
【0041】ポリオルガノシロキサンにおいては、エポ
キシ基、アミノ基、カルボキシル基、(メタ)アクリル
基、メルカプト基、アルコール性水酸基、フェノール性
水酸基およびカルビノール基の中から選ばれた1種以上
の官能基をもつ有機基が、一部のケイ素原子の側鎖また
は重合体の末端に直結した変性シリコーンが使用される
ことが好ましい。これらのうち、エポキシ基、アミノ
基、カルボキシル基、フェノール性水酸基を有する有機
基が、本発明で配合されるエポキシ樹脂またはフェノー
ル系硬化剤と高い反応性をもつものである。In the polyorganosiloxane, at least one functional group selected from an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, a (meth) acryl group, a mercapto group, an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group and a carbinol group It is preferable to use a modified silicone in which an organic group having the formula (1) is directly bonded to a side chain of some silicon atoms or a terminal of the polymer. Among these, an organic group having an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, and a phenolic hydroxyl group has high reactivity with the epoxy resin or phenolic curing agent blended in the present invention.
【0042】有機基としては、γ−グリシドキシプロピ
ル基、γ−(2,3−エポキシシクロヘキシル)プロピ
ル基、γ−アミノプロピル基、γ−メルカトプロピル
基、γ−カルボキシプロピル基、γ−ヒドロキシプロピ
ル基などが例示される。またカルボキシル基を有する有
機基と、多価エポキシ化合物との反応により、エポキシ
基が付与された官能基、アミノ基を有する有機基と、多
価エポキシ化合物との反応により、エポキシ基が付与さ
れた官能基、エポキシ基を有する有機基と、多価アミノ
基化合物との反応により、アミノ基が付与された官能基
なども有効である。The organic groups include γ-glycidoxypropyl, γ- (2,3-epoxycyclohexyl) propyl, γ-aminopropyl, γ-mercaptopropyl, γ-carboxypropyl, γ- Examples thereof include a hydroxypropyl group. In addition, an epoxy group was provided by a reaction between an organic group having a carboxyl group and a polyvalent epoxy compound, and a functional group to which an epoxy group was provided, an organic group having an amino group, and a polyvalent epoxy compound. A functional group or the like to which an amino group is provided by a reaction between an organic group having a functional group or an epoxy group and a polyvalent amino group compound is also effective.
【0043】上記化合物の他に、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪
酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミ
ドおよびパラフィンワックスなどの離型剤を含んでいて
もかまわない。これら離型剤の添加量としては特に限定
はしないが、樹脂組成物に対して、0.01〜5重量%
が好ましく、さらに好ましくは0.05〜1重量%が好
ましく、さらに好ましくは0.1〜0.6重量%であ
る。離型剤の添加量が多すぎると、樹脂強度やフレーム
との密着性の低下がおこる。少なすぎると金型に対する
離型効果が発揮されない。したがって、適量添加するの
が好ましい。In addition to the above compounds, release agents such as long-chain fatty acids, metal salts of long-chain fatty acids, esters of long-chain fatty acids, amides of long-chain fatty acids, and paraffin waxes may be included. The addition amount of these release agents is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5% by weight based on the resin composition.
Is more preferable, more preferably 0.05 to 1% by weight, and still more preferably 0.1 to 0.6% by weight. If the amount of the release agent is too large, the strength of the resin and the adhesion to the frame are reduced. If the amount is too small, the mold release effect on the mold is not exhibited. Therefore, it is preferable to add an appropriate amount.
【0044】本発明の組成物では、必須成分ではないが
アンチモン化合物を配合できる。これは通常半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に難燃助剤として添加されるもの
で、特に限定されず、公知のものが使用できる。アンチ
モン化合物の好ましい具体例としては、三酸化アンチモ
ン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン
酸ソーダがあげられる。In the composition of the present invention, an antimony compound can be blended although it is not an essential component. This is usually added as a flame retardant aid to the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and is not particularly limited, and a known one can be used. Preferred specific examples of the antimony compound include antimony trioxide, antimony tetroxide, antimony pentoxide, and sodium antimonate.
【0045】これら難燃剤、難燃助剤は、樹脂組成物か
ら成形時発生する不要物の廃棄の容易さ、および半導体
装置の信頼性の観点からハロゲン原子およびアンチモン
原子それぞれが、樹脂組成物に対して0.2重量%以
下、さらには実質的に配合されていないことが好まし
い。These flame retardants and flame retardant auxiliaries make it possible to remove halogen and antimony atoms from the resin composition from the viewpoints of easy disposal of unnecessary substances generated during molding from the resin composition and reliability of the semiconductor device. On the other hand, it is preferable that the content is 0.2% by weight or less, and further, it is not substantially blended.
【0046】本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに次
に挙げる各種添加剤を任意に含有することができる。カ
ーボンブラックおよび酸化鉄などの各種着色剤や各種顔
料、シリコーンゴム、オレフィン系共重合体、変性ニト
リルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどの各種エラスト
マー、シリコーン、ポリエチレンなどの各種熱可塑性樹
脂、界面活性剤、ハイドロタルサイト類などのイオン捕
捉剤、有機過酸化物などの架橋剤。The epoxy resin composition of the present invention can optionally contain the following various additives. Various colorants and pigments such as carbon black and iron oxide, various elastomers such as silicone rubber, olefin copolymer, modified nitrile rubber and modified polybutadiene rubber, various thermoplastic resins such as silicone and polyethylene, surfactants, and Ion scavengers such as talcites and crosslinking agents such as organic peroxides.
【0047】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記各成
分を加熱混練することによって製造できる。たとえばバ
ンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二
軸の押出機およびコニーダーなど公知の混練方法を用い
て溶融混練することにより製造される。溶融混練の温度
としては、通常70〜150℃の範囲が使用される。The epoxy resin composition of the present invention can be produced by heating and kneading the above components. For example, it is manufactured by melt-kneading using a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder and a co-kneader. The temperature of the melt-kneading is usually in the range of 70 to 150 ° C.
【0048】本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに粉
砕して粉末の形状、粉末を打錠して得られるタブレット
の形状、加熱混練で溶融し、型内で冷却固化したタブレ
ットの形状、加熱混練で溶融し、押し出ししてさらに切
断したペレットの形状などの状態で使用できる。そして
これらの形状から半導体素子の封止に供され半導体装置
の製造が行われる。半導体素子を基板に固定した部材に
対して、本発明のエポキシ樹脂組成物を、例えば120
〜250℃、好ましくは150〜200℃の温度で、ト
ランスファ成形、インジェクション成形、注型法などの
方法で成形して、エポキシ樹脂の硬化物によって封止さ
れた半導体装置が製造される。また必要に応じて追加熱
処理(例えば、150〜200℃、2〜16時間)を行
うことができる。The epoxy resin composition of the present invention is further pulverized to form a powder, a tablet obtained by tableting the powder, a tablet which is melted by heating and kneading, and solidified by cooling in a mold, and heating and kneading. , And can be used in the form of pellets extruded and further cut. Then, the semiconductor element is sealed from these shapes to manufacture a semiconductor device. For a member having a semiconductor element fixed to a substrate, the epoxy resin composition of the present invention is applied to, for example, 120
A semiconductor device sealed by a cured epoxy resin is manufactured at a temperature of from 250 to 250 ° C., preferably from 150 to 200 ° C. by a method such as transfer molding, injection molding, or casting. Further, if necessary, an additional heat treatment (for example, 150 to 200 ° C., 2 to 16 hours) can be performed.
【0049】ここで本発明に好適な半導体装置としては
SOP,SOJ、TSOPなどのSO型、圧型QFP,
BGA,CSPなどのICパッケージ形態があげられ
る。その他にDIP型、フラットパック型、PLCC型
などのICパッケージ、さらにプリン配線板あるいはヒ
ートシンクに半導体素子が直接固着されたもの、ハイブ
リッドのICのフルモールドタイプの半導体装置があげ
られる。さらに銅リードフレーム、42アロイ系フレー
ムの基板にも適用可能である。Here, semiconductor devices suitable for the present invention include SO type such as SOP, SOJ and TSOP, and pressure type QFP,
IC package forms such as BGA and CSP are available. Other examples include an IC package such as a DIP type, a flat pack type, and a PLCC type, a semiconductor device in which a semiconductor element is directly fixed to a pudding wiring board or a heat sink, and a hybrid IC full-mold type semiconductor device. Further, the present invention can be applied to a copper lead frame and a 42 alloy frame substrate.
【0050】なお、プリント基板の材質としては、特に
制限はなく、例示すると金属酸化物、ガラス系の無機絶
縁物、フェノール、エポキシ、ポリイミド、ポリエステ
ルなどのシート基材、ガラス布基材、ガラスマット基
材、ポリサルフォン、テフロン、ポリイミドフィルム、
ポリエステルフィルムなどの有機絶縁物、金属ベース基
板、メタルコア基板、ホーロー引き天板などの金属系基
板があげられる。またヒートシンク材料としては、銅
系、鉄系の材料があげられる。The material of the printed circuit board is not particularly limited, and examples thereof include metal oxides, glass-based inorganic insulators, sheet bases such as phenol, epoxy, polyimide, and polyester, glass cloth bases, and glass mats. Base material, polysulfone, Teflon, polyimide film,
Examples thereof include organic insulators such as polyester films, metal base substrates, metal core substrates, and metal substrates such as enameled top plates. Examples of the heat sink material include copper-based and iron-based materials.
【0051】かくして構成される本発明の半導体封止用
樹脂組成物は、耐半田クラック性、耐剥離性などの信頼
性、および成形時の流動性、硬化性、金型からの離型性
などの成形性がすぐれた特徴のもとに、半導体封止装置
を与えることができる。The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention thus constituted has reliability such as solder crack resistance and peeling resistance, as well as fluidity during molding, curability, and mold releasability. The semiconductor encapsulation device can be provided based on the feature that the moldability is excellent.
【0052】[0052]
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、表中で示した配合量は重量部を意味する。The present invention will be described below in detail with reference to examples. The amounts shown in the tables mean parts by weight.
【0053】<実施例1〜3、比較例1〜9>表1に示
した成分を、表2、表3、表4に示した組成比でミキサ
ーによりドライブレンドした。これを、ロール表面温度
80℃のミキシングロールを用いて7分間加熱混練後、
冷却・粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を製造
した。<Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 9> The components shown in Table 1 were dry-blended by a mixer at the composition ratios shown in Tables 2, 3 and 4. This was heated and kneaded for 7 minutes using a mixing roll having a roll surface temperature of 80 ° C.,
It was cooled and pulverized to produce an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
【0054】[0054]
【表1】 [Table 1]
【化9】 Embedded image
【化10】 Embedded image
【0055】各種物性は以下の方法で行い、結果を表
2、表3、表4に示した。Various physical properties were measured by the following methods, and the results are shown in Tables 2, 3 and 4.
【0056】流動性:EMMI型評価用金型を用いて1
75℃で成形速度25m/secでスパイラルフローを測定
した。 硬化性:成形温度175℃、成形時間60秒の条件で直
径4インチ、厚さ3mmの円板を成形し、成形直後のバー
コル硬度を求めた。70以上の値があれば、硬化性が十
分と判断される。 耐クラック性:160ピンQFP(外形:28×28×
2.5mm、模擬半導体素子:10×10×0.5mm、フ
レーム材料:銅、チップ表面:ポリイミド膜)を175
℃2分の条件で10個成形し、180℃で6時間硬化さ
せた後、85℃、85%RHの条件で150時間それぞ
れ加湿処理後、IRリフロー炉を用いて250℃で10
秒間加熱処理した。その後外部クラックの有無個数を調
べクラックの入ったパッケージを不良パッケージとし、
その個数をnとしたとき(1- n/10)×100の値を耐クラッ
ク性を示す数値とした。値が100%に近いほど耐クラ
ック性に優れことを意味する。一方IRリフロー炉を用
いて250℃10秒間加熱処理したサンプルを超音波探
傷器でリードフレームからの剥離を観察し、剥離したパ
ッケージを不良パッケージとし、その個数をnとしたと
き(1- n/10)×100の値を耐クラック性を示す数値とし
た。値が100%に近いほど耐剥離性に優れることを意
味する。 金型汚れ:成形温度175℃、成形時間90秒の条件
で、160ピンQFPを10個成形した。パッケージの
上面および下面に対応する金型部の汚れた部分の面積を
調べ、その面積をパッケージの上面および下面に対応す
る金型部の面積で割りさらに100をかけ、金型汚れの
度合いを%で表示した。Fluidity: 1 using an EMMI-type evaluation mold
Spiral flow was measured at 75 ° C. at a molding speed of 25 m / sec. Curability: A disk having a diameter of 4 inches and a thickness of 3 mm was molded at a molding temperature of 175 ° C. and a molding time of 60 seconds, and Barcol hardness immediately after molding was determined. If there is a value of 70 or more, it is determined that the curability is sufficient. Crack resistance: 160-pin QFP (Outer dimensions: 28 × 28 ×
2.5 mm, simulated semiconductor element: 10 × 10 × 0.5 mm, frame material: copper, chip surface: polyimide film)
After molding 10 pieces under the condition of 2 ° C. for 2 minutes and curing at 180 ° C. for 6 hours, humidifying treatment at 85 ° C. and 85% RH for 150 hours, respectively, and heating at 250 ° C. using an IR reflow furnace.
Heat treatment was performed for seconds. After that, the number of external cracks is checked and the package containing the crack is determined as a defective package.
Assuming that the number is n, a value of (1-n / 10) × 100 was taken as a numerical value indicating crack resistance. The closer the value is to 100%, the better the crack resistance. On the other hand, when the sample subjected to heat treatment at 250 ° C. for 10 seconds using an IR reflow furnace was observed for peeling from the lead frame by an ultrasonic flaw detector, the peeled package was regarded as a defective package, and the number of the packages was n (1-n / 10) The value of × 100 was used as a numerical value indicating crack resistance. The closer the value is to 100%, the better the peel resistance. Mold stain: Ten 160-pin QFPs were molded under the conditions of a molding temperature of 175 ° C. and a molding time of 90 seconds. The area of the dirty part of the mold part corresponding to the upper and lower surfaces of the package is checked, the area is divided by the area of the mold part corresponding to the upper and lower surfaces of the package, and the result is multiplied by 100 to obtain the degree of mold contamination by%. Displayed with.
【0057】[0057]
【表2】 [Table 2]
【0058】表2にみられるように、実施例1〜3のエ
ポキシ樹脂組成物は、比較例と比較し、流動性、硬化
性、耐クラック性、耐剥離性、金型汚れなどすべての物
性において優れている。As can be seen from Table 2, the epoxy resin compositions of Examples 1 to 3 have all the physical properties such as fluidity, curability, crack resistance, peeling resistance and mold stains as compared with Comparative Examples. Excellent in
【0059】[0059]
【表3】 [Table 3]
【0060】[0060]
【表4】 [Table 4]
【0061】これに対して表3、表4に示した比較例
は、耐クラック性、耐剥離性などの点で劣っていること
が分かる。On the other hand, it is understood that the comparative examples shown in Tables 3 and 4 are inferior in crack resistance, peeling resistance and the like.
【0062】[0062]
【発明の効果】耐半田クラック性、耐剥離性などの信頼
性、および成形時の流動性、硬化性、金型からの離型性
などの成形性がすぐれた半導体封止用樹脂組成物を提供
することができる。According to the present invention, a resin composition for semiconductor encapsulation having excellent reliability such as solder crack resistance and peeling resistance, and excellent moldability such as fluidity at the time of molding, curability and mold releasability. Can be provided.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 83/04 C08L 83/04 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08L 83/04 C08L 83/04 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31
Claims (8)
化剤(B)、無機充填剤(C)およびポリオルガノシロ
キサン(D)を含有せしめてなるエポキシ樹脂組成物で
あって、前記エポキシ樹脂(A)が、エポキシ基を2個
以上有し、少なくとも2個のエポキシ基の間に2個以上
の芳香族環を有し、少なくとも2個の芳香族環の間に、
1個以上の炭素−炭素二重結合を有する構造を持つもの
があるエポキシ樹脂(a)を含有する半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物。An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a phenolic curing agent (B), an inorganic filler (C) and a polyorganosiloxane (D), wherein the epoxy resin (A) ) Has two or more epoxy groups, has two or more aromatic rings between at least two epoxy groups, and has at least two aromatic rings between at least two aromatic rings.
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing an epoxy resin (a) having a structure having at least one carbon-carbon double bond.
れる化合物であることを特徴とする請求項1記載の半導
体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 (ただし、芳香族環及び二重結合炭素に結合した水素原
子は、一価の有機基によって置換されていてもよい。)2. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the epoxy resin (a) is a compound represented by the chemical formula (I). Embedded image (However, the hydrogen atom bonded to the aromatic ring and the double bond carbon may be substituted by a monovalent organic group.)
エポキシ樹脂組成物の全量に対し、0.01〜3重量%
であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体
封止用エポキシ樹脂組成物。3. A polyorganosiloxane (D) content of 0.01 to 3% by weight based on the total weight of the epoxy resin composition.
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein:
基、カルボキシル基、(メタ)アクリル基、メルカプト
基、アルコール性水酸基、フェノール性水酸基およびカ
ルビノール基の中から選ばれた1種以上の官能基を有す
るものであるを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載
の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。4. The polysiloxane is one or more functional groups selected from an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, a (meth) acryl group, a mercapto group, an alcoholic hydroxyl group, a phenolic hydroxyl group and a carbinol group. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 3, wherein
全体の86〜95重量%含有する請求項1〜4いずれか
に記載のエポキシ樹脂組成物。5. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the inorganic filler (C) contains 86 to 95% by weight of the entire epoxy resin composition.
れぞれ0.1重量%以下であることを特徴とする1〜5
いずれかのエポキシ樹脂組成物。6. The composition according to claim 1, wherein the contents of bromine atoms and antimony atoms are each 0.1% by weight or less.
Any epoxy resin composition.
I)で表される化合物を含有する請求項1〜6いずれか
に記載のエポキシ樹脂組成物。 【化2】 R3-(-CH2-R1-CH2-R2-)n-CH2-R1-CH2-R3 (II) (ただし、式中のR1は水酸基を有しない2価の芳香族
基、R2は水酸基を有する2価の芳香族基、R3は水酸基
を有する1価の芳香族基、R1〜R3はそれぞれ同一でも
異なっていてもよい。nは0または1以上の整数を示
す。)7. The phenolic curing agent (B) has a chemical formula (I)
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 6, comprising the compound represented by (I). Embedded image R 3 — (— CH 2 —R 1 —CH 2 —R 2 —) n —CH 2 —R 1 —CH 2 —R 3 (II) (where R 1 in the formula has a hydroxyl group) divalent aromatic group not, R 2 is a divalent aromatic group, R 3 is a monovalent aromatic group having a hydroxyl group, may be different in R 1 to R 3 each identical .n having a hydroxyl group Represents 0 or an integer of 1 or more.)
ポキシ樹脂組成物で半導体素子を封止してなることを特
徴とする半導体装置。8. A semiconductor device comprising a semiconductor element encapsulated with the epoxy resin composition according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8300397A JPH10279662A (en) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | Epoxy resin composition for semiconductor sealing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8300397A JPH10279662A (en) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | Epoxy resin composition for semiconductor sealing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10279662A true JPH10279662A (en) | 1998-10-20 |
Family
ID=13790092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8300397A Withdrawn JPH10279662A (en) | 1997-04-01 | 1997-04-01 | Epoxy resin composition for semiconductor sealing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10279662A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005314565A (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition and semiconductor device |
KR101169878B1 (en) | 2010-11-12 | 2012-07-31 | 에버라이트 유에스에이, 인코오포레이티드 | Silicone containing encapsulant |
-
1997
- 1997-04-01 JP JP8300397A patent/JPH10279662A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005314565A (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition and semiconductor device |
KR101169878B1 (en) | 2010-11-12 | 2012-07-31 | 에버라이트 유에스에이, 인코오포레이티드 | Silicone containing encapsulant |
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