JPS5868955A - Resin composition for semiconductor sealing - Google Patents
Resin composition for semiconductor sealingInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、耐熱性、耐冷熱サイクル性、耐湿性にすぐれ
、かつ高温領域での電気特性にすぐれた半導体封止用樹
脂組成物に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a resin composition for semiconductor encapsulation that has excellent heat resistance, cold/heat cycle resistance, and moisture resistance, and has excellent electrical properties in a high temperature range.
近年、電子部品の分野では、小型軽量化および高信頼性
化に伴い、半導体素子ペレットの大型化、能動素子、受
動素子の複合などによる多機能化が指向されている。BACKGROUND ART In recent years, in the field of electronic components, with the aim of reducing size, weight, and reliability, there has been a trend towards increasing the size of semiconductor element pellets and multifunctionalizing them by combining active elements and passive elements.
そのため、各種素子のモールド用樹脂材料としては、じ
かにモールドしてもインサートに対する応力の影響が小
さいと云う特性が強く要求されている。Therefore, there is a strong demand for resin materials for molding various elements to have the property that the effect of stress on the insert is small even when directly molded.
従来、半導体などの電子部品や電気機器の封止用樹脂と
して、エポキシ系、シリコーン系などの材料が使用され
てきた。その中でもノボラック型フェノール樹脂を硬化
剤とするエポキシ樹脂組成物がインサートに対する接着
性、電気特性などが均衡している点ですぐれ、封止用樹
脂の主流となっている。Conventionally, epoxy-based, silicone-based materials, and the like have been used as sealing resins for electronic components such as semiconductors and electrical equipment. Among these, epoxy resin compositions using novolac type phenolic resin as a curing agent are superior in that they have well-balanced adhesion to inserts, electrical properties, etc., and have become the mainstream of sealing resins.
しかし、この系統の樹脂組成物には、素子ペレットに可
撓性保護コートを施すことなく、直接該樹脂で封止する
と、素子ペレットに割れを生じたり、ボンディング線が
切断されるなど、封止樹脂のインサートに対する応力に
起因する障害がみられる。その対策としては、インサー
トに及ぼす応力を低減させることが重要であって、低弾
性率で。However, if this type of resin composition is directly sealed with the resin without applying a flexible protective coat to the element pellet, the element pellet may crack or the bonding wire may be cut. Failures due to stress on the resin inserts are observed. As a countermeasure, it is important to reduce the stress exerted on the insert, and it is important to reduce the elastic modulus.
低膨張率、高ガラス転移点をもつ封止樹脂の開発が必要
である。It is necessary to develop a sealing resin with a low expansion coefficient and a high glass transition temperature.
封止用樹脂を低弾性率化する手段の一つとして。As a means of lowering the elastic modulus of sealing resin.
可撓化剤の添加が考えられる。−しかし、ノボラック型
フェノール樹脂を硬化剤とするエポキシ樹脂組成物にこ
の方法を採用すると、硬化樹脂のガラ゛ス転移点は急激
に降下し、それに伴って高温領域での電気特性が低下す
るため、信頼性の高い封止製品を得がたい。Addition of a flexibilizing agent may be considered. -However, if this method is applied to epoxy resin compositions that use novolac-type phenolic resin as a curing agent, the glass transition point of the cured resin will drop rapidly, and the electrical properties in high-temperature regions will deteriorate accordingly. , it is difficult to obtain highly reliable sealed products.
本発明の目的は、耐熱性、耐冷熱サイクル性。The purpose of the present invention is to provide heat resistance and cold/heat cycle resistance.
耐湿性にすぐれた半導体封止用樹脂組成物を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide a resin composition for semiconductor encapsulation that has excellent moisture resistance.
本発明の要旨は、
！、 （Ａ ） 多官能エポキシ化合物（Ｂ） ノ
ボラック型フェノール樹脂（（１） フッ素含有化合
物
（Ｄ） 無機質フィラー
ましくけ上記、（Ｃ）成分が、ポリテトラフルオロエチ
レンあるいけ、テトラフルオロエチレンとオレフィン系
化合物の共重合体であり、その添加量が（Ｃ）ｘ１００
／（Ａ）−）−（Ｂ）＝４．０以下である゛半導体封止
用樹脂組成物である。The gist of the present invention is as follows! , (A) polyfunctional epoxy compound (B) novolak type phenol resin ((1) fluorine-containing compound (D) inorganic filler, component (C) above is polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene and olefin-based It is a copolymer of compounds, and the amount added is (C) x 100
/(A)-)-(B)=4.0 or less is a resin composition for semiconductor encapsulation.
本発明において、（’ Ａ ）多官能エポキシ化合物と
しては、例えばビスフェノールＡのジグリシジルエーテ
ル、ブダジｂンジエボキサイド、３．４−エポキシシク
ロヘキシルメチル−（３，４−エポキシ）シクロヘキサ
ンジオキシド、 ４．４’ −（１，２−エポキシエチ
ル）ジフェニルエーテル、４．４’−（１，２−エポキ
シエチル）ビフェニル、−２，２−ビス（３，４−エポ
キシシクロヘキシル）プロパン。In the present invention, ('A) polyfunctional epoxy compounds include, for example, diglycidyl ether of bisphenol A, butadiben dieboxide, 3.4-epoxycyclohexylmethyl-(3,4-epoxy)cyclohexane dioxide, 4.4' -(1,2-epoxyethyl)diphenyl ether, 4.4'-(1,2-epoxyethyl)biphenyl, -2,2-bis(3,4-epoxycyclohexyl)propane.
レゾルクンのグリシジルエーテル、７０口グルシンのジ
グリシジルエーテル、メチルフロログルシンのジグリシ
ジルエーテル、ビス−（２，３−エポキシシクロペンチ
ル）′″エーテル２−（３，４−エポキシ）シクロヘキ
サン−５，５−スピロ（３，４−エポキシ）シクロヘキ
サ／−ｍ−ジオキサン、ビス−（３，４−エポキシ−６
−メチルシクロヘキシル）アジペート＋Ｎ、Ｎ’ ｍ
−フェニレンビス（４′、５−エポキシ−１，２−シク
ロヘキサン）ジカルボキシイミドなどの２官能のエポキ
シ化合物、パラアミノフェノールのトリグリシジルエー
テル、ポリアルグリシジルエーテル、１．３．５−トリ
（１，２−エポキシエチル）ベンゼン、 ２．２’、
４．４’−テトラグリンドキシベンゾフエノン、テトラ
グリシドキシテトラフェニルエタン、フェノールホルム
アルデヒドノボラックのポリグリシジルエーテル、グリ
セリン°のトリグリシジルエーテル１．トリメチロール
プロパンのトリグリシジルエーテルなど３官能以上のエ
ポキシ化合物が用いられる。Resorukun glycidyl ether, 70glucine diglycidyl ether, methylphlologlucin diglycidyl ether, bis-(2,3-epoxycyclopentyl)''' ether 2-(3,4-epoxy)cyclohexane-5,5- spiro(3,4-epoxy)cyclohexa/-m-dioxane, bis-(3,4-epoxy-6
-methylcyclohexyl) adipate + N, N' m
- Bifunctional epoxy compounds such as phenylenebis(4',5-epoxy-1,2-cyclohexane)dicarboximide, triglycidyl ether of para-aminophenol, polyalglycidyl ether, 1.3.5-tri(1, 2-epoxyethyl)benzene, 2.2',
4.4'-Tetraglydoxybenzophenone, tetraglycidoxytetraphenylethane, polyglycidyl ether of phenol formaldehyde novolak, triglycidyl ether of glycerin°1. A trifunctional or higher functional epoxy compound such as triglycidyl ether of trimethylolpropane is used.
これらエポキシ化合物の１種以上が使用でき、トくニビ
スフェノール人ジグリシジルエーテル系化合物とフェノ
ールノボラック型化合物を併用することが有利である。One or more of these epoxy compounds can be used, and it is advantageous to use a bisphenol diglycidyl ether compound and a phenol novolak type compound in combination.
本発明において、（Ｂ）ノボラック型フェノール樹脂と
しては、倒木ばフェノール、クレゾール。In the present invention, (B) novolak type phenolic resin includes fallen tree phenol and cresol.
キシン、ノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ
、レゾルシン、カテコール、ハイ−ドロキノン。xin, nol, bisphenol A, bisphenol F
, resorcinol, catechol, hydroquinone.
ピロガロールなどのフェノール系化合物とホルムアル１
デヒドとを、酸性触媒の元で縮合反応させて得られたも
のである。Phenolic compounds such as pyrogallol and formal1
It is obtained by a condensation reaction of dehyde and dehyde under an acidic catalyst.
本発明において、（Ｃ）フッ素含有化合物としては、例
えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ
クロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフ
ルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共重合体（
ＦＥＰ）、ポリビニＵ ｆンフルオロライド（ＰＶｄＦ
）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、テトラフルオ
ロエチレン−エチレン共重合体、クロロトリフルオロエ
チレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
パーフルオロビニルエーテル共重合体など各種の共重合
体がある。In the present invention, examples of the fluorine-containing compound (C) include polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (
FEP), polyvinylfluoride (PVdF)
), polyvinyl fluoride (PVF), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer, tetrafluoroethylene-
There are various copolymers such as perfluorovinyl ether copolymers.
なお、上記、フッ素含有化合物は１種以上を併用して用
いることも出来る。In addition, the above-mentioned fluorine-containing compounds can also be used in combination of one or more types.
フッ素含有化合物の添加量は、（Ｃ）成分×１００／（
Ａ）成分＋（Ｂ）成分＝４０以下とすることにより、本
発明の効果が得られる。４０以上となった場合には樹脂
組成物の成形時の流動性の低下が大キく、半導体素子上
のボンディング線の変形あるいは切断などの問題が生じ
る。The amount of the fluorine-containing compound added is component (C) x 100/(
The effect of the present invention can be obtained by setting the A) component+(B) component=40 or less. When it is 40 or more, the fluidity of the resin composition during molding is significantly reduced, leading to problems such as deformation or breakage of bonding lines on semiconductor elements.
上記、′フッ素含有化合物の形状には、液状または、固
形の状態のものであり、固形のものについては、フレー
ク状あるいは、粉末状のものを用いることが出来る。粉
末状のものについては、５０ｐ ｍ以下の平均粒径のも
のが適している。The above-mentioned fluorine-containing compound may be in a liquid or solid state, and the solid may be in the form of flakes or powder. For powders, those with an average particle size of 50 pm or less are suitable.
本発明において、ＣＤ）無機質フィシとしては。In the present invention, CD) is an inorganic substance.
例えば、ジルコン、結晶シリカ、溶融石英ガラス。For example, zircon, crystalline silica, fused silica glass.
アルミナ、水酸化アルミニウム、ガラス、石英ガラス、
ケイ酸カルシウム、石コウ、炭酸カルシウ゛ム、マグネ
サイト、クレー、カオリン、タルク。Alumina, aluminum hydroxide, glass, quartz glass,
Calcium silicate, gypsum, calcium carbonate, magnesite, clay, kaolin, talc.
マイカ、アスベスト、炭化珪素１．窒化ホウ素、二硫化
モリブデン、鉛化合物、鉛酸化物、亜鉛華。Mica, asbestos, silicon carbide 1. Boron nitride, molybdenum disulfide, lead compounds, lead oxide, zinc white.
チタン白、カーボンブラック、アンチモン（三酸°化ア
ンチモン）、燐化合物、ブロムやクロルを含む無機難燃
化材などがある。Examples include titanium white, carbon black, antimony (antimony trioxide), phosphorus compounds, and inorganic flame retardants containing bromine and chlorine.
これらの１種以上を併用して用いることも出来る。One or more of these can also be used in combination.
定するものではないが、好ましくは、本発明の材料組成
物全体の３０〜８０容量％の範囲内で用い些ば、材料の
成形時の流動性、硬化物の冷熱サイクル時の耐クラツク
性な−どで良好な結果が得られまた、本発明の樹脂組成
物には、エポキシ化合物と、ノボラック型フェノール樹
脂の硬化反応を促進する効果の知られている公知の触媒
を使用することが出来る。Although not limited to this, it is preferably used within the range of 30 to 80% by volume of the entire material composition of the present invention. In addition, in the resin composition of the present invention, known catalysts known to be effective in accelerating the curing reaction between an epoxy compound and a novolac type phenol resin can be used.
かかる触媒としては、例えば、トリエタノールアミン、
テトラメチルブタンジアミン、テトラメチルペンタンジ
アミン、テトラメチルへ、キサンジ′アミン、トーリエ
ナレンジアＺ７．−）メチルアニリ 、ンなどの三級ア
ミン、ジメチルアミノエタノール。Such catalysts include, for example, triethanolamine,
Tetramethylbutanediamine, tetramethylpentanediamine, tetramethyl to, xanedi'amine, torienalenedia Z7. -) Tertiary amines such as methylaniline, dimethylaminoethanol.
ジメチルアミノエタノールなどのオキシアルキルアミン
やト１門ス（ジメチルアミンメチル）フェノール、Ｎ−
メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリンなどのアミ、
ン類がある。Oxyalkylamines such as dimethylaminoethanol, phenol, N-
Amides such as methylmorpholine, N-ethylmorpholine,
There are several types.
また、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド。Also, cetyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium chloride.
ドデシルトリメチルアンモニウムアイオダイド。Dodecyltrimethylammonium iodide.
トリメチルドデシルアンモニウムクロライド、ベンジル
ジメチルテトラデシルアンモニウムクロライト、ベンジ
ルメチルパルミチルアンモニウムクロライド、アリルド
デシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ベンジルジ
メチルステアリルアンモニウムブロマイド、ステアリル
トリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルジメチル
テトラデシルアンモニウムアセテートなどの第４級アン
モニウム塩がある。Quaternary ammonium salts such as trimethyldodecyl ammonium chloride, benzyldimethyltetradecylammonium chlorite, benzylmethylpalmitylammonium chloride, allyldodecyltrimethylammonium bromide, benzyldimethylstearylammonium bromide, stearyltrimethylammonium chloride, benzyldimethyltetradecylammonium acetate There is.
また、２−エチルイミダゾール、２−ウンデシル−イミ
ダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール。Also, 2-ethylimidazole, 2-undecyl-imidazole, 2-heptadecyl-imidazole.
２−メチル−４−エチルイミダゾール、１−ブチルイミ
ダゾール、１−プロピル−２−メチルイミグゾール、１
−ベンジル−２−メチルイミダソール、１−シアノエチ
ル′−２−メチルイミダゾール。2-Methyl-4-ethylimidazole, 1-butylimidazole, 1-propyl-2-methylimidazole, 1
-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl'-2-methylimidazole.
１−シアンエチル−２−ウンデシルイミダゾール。1-Cyanethyl-2-undecylimidazole.
１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール。1-cyanoethyl-2-phenylimidazole.
１−アジン−２−メチルイミダゾール、１−アジン−２
−ウンデシルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリ
フエ冊牛ホスフィンテトラフェルボレート、テトラフェ
ニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリエチル
アミンテトラフェニルボレート、Ｎ−メチルモルホリン
テトラフェニルボレート、２−エチル−４−メチルイミ
ダゾールテトラフェニルボレート、２−エチル−１，４
−ジメチルイミダゾールテトラフェニルボレートなど、
のテトラフェニルポロン塩などがある。1-Azine-2-methylimidazole, 1-Azine-2
- Imidazoles such as undecyl imidazole, Trihue-shakugyu phosphine tetraferborate, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triethylamine tetraphenylborate, N-methylmorpholine tetraphenylborate, 2-ethyl-4-methylimidazole tetraphenylborate, 2 -ethyl-1,4
-dimethylimidazole tetraphenylborate, etc.
and tetraphenylpolone salt.
また１本発明の樹脂組成物には、注型などの目的のため
に、公知の希釈剤（垣内 弘著：エポキシ樹脂；３１８
〜３１９ページ記載、昭和４５年９月発行など）、例え
ば、フタル酸エステル、リン酸エステル、スチレンオキ
サイド、オクチレンオキサイド、ブチルグリシジルエー
テル、アリルグリ、シジルエーテル、フェニルクリシジ
ルエーテル、多しジルグリシジルエーテル、ジグシジル
エーテル、エポキシ化植物油（アゾカルジンＥｐ−１０
００など）３分子量５ＱＯＯＯ以下のポリシロキサン、
分子量１００００以下のポリブタジエンスチレン、ジア
リルフタレート８グリシジルメタクリレート、トリフェ
ニルホスファイト、ポリオール。In addition, the resin composition of the present invention may contain a known diluent (Hiroshi Kakiuchi: Epoxy Resin; 318) for purposes such as casting.
319 pages, published September 1970), for example, phthalate ester, phosphate ester, styrene oxide, octylene oxide, butyl glycidyl ether, allylglycidyl ether, phenylcricidyl ether, polysyl glycidyl ether , digcidyl ether, epoxidized vegetable oil (azocardine Ep-10
00, etc.) 3 Polysiloxane with a molecular weight of 5QOOO or less,
Polybutadiene styrene, diallylphthalate 8 glycidyl methacrylate, triphenyl phosphite, polyol with a molecular weight of 10,000 or less.
ラクトン、トリアリルシアヌレートなどを添加すること
が出来る。Lactone, triallyl cyanurate, etc. can be added.
゛まだ、高級脂肪酸、流動パラフィン類ワックス類など
の離型剤、エポキシシラン、ビニル７ラン。゛Still, higher fatty acids, mold release agents such as liquid paraffin waxes, epoxy silane, and vinyl 7 run.
アミノシラン、ボラン系化合物、有機チタネート系化合
物、アルミニウムアルコレート系化合物。Aminosilane, borane compounds, organic titanate compounds, aluminum alcoholate compounds.
アルミニウム上１ノート系化合物などの公知のカシ−ブ
リング剤全使用出来る。All known cassifying agents such as one-note compounds on aluminum can be used.
実施例 １〜１１
多官能エポキン化合物として、ＥｅＮ１２７３（チバ社
製エポキシ当量２２５ ）、ＤＥＮ４３８（ダウケミカ
ル社製エポキシ当量１７９１．Ｅｐｌｏｏｌ（シェル社
製エポキシ当量４７５）の３種を、ノボラック型フェノ
ール樹脂として、Ｉ（ｐ６０７Ｎ（日立化成製：軟化点
６０〜８０Ｃ）、フッ素含有化合物として、微粉末のポ
リテトラフルオロエチレン（三井フルオロケミカル社製
ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロ
プロパン共重合体（ＦＥｐ）、テトラフルオロエチレン
−エチレン共重合体の３種ヲ、マた、無機質フィシとし
て、溶融石英ガラス粉と、シリカ粉を、第１表に示す所
定の割合に配合して、１１種類の配合組成物を作った。Examples 1 to 11 Three types of polyfunctional epoxy compounds, EeN1273 (Epoxy equivalent: 225, manufactured by Ciba), DEN438 (Epoxy equivalent, 1791, manufactured by Dow Chemical), and Eplool (Epoxy equivalent, 475, manufactured by Shell) were used as novolac type phenolic resin , I (p607N (manufactured by Hitachi Chemical, softening point 60-80C), as a fluorine-containing compound, finely powdered polytetrafluoroethylene (PTFE manufactured by Mitsui Fluorochemicals), tetrafluoroethylene-hexafluoropropane copolymer (FEp) , three types of tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, fused silica glass powder and silica powder as inorganic fibers were blended in the predetermined proportions shown in Table 1 to form 11 types of blended compositions. made.
これらにそれぞれ、硬化促進剤として、トリエチルアミ
ンテトラフェニルボレート２重量部、カップリング剤と
して、エポキシシラン（信越化学社製ＫＢＭ４０３）２
重量部、その他の各種添加剤の所定量を添加した。To each of these, 2 parts by weight of triethylamine tetraphenylborate was added as a curing accelerator, and 2 parts of epoxysilane (KBM403 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added as a coupling agent.
Parts by weight and predetermined amounts of other various additives were added.
次に、前記諸成分を含む酸合物をそれぞれ、７０〜８０
Ｃの熱ロールで１０分間混練したのち、粗粉砕すること
によって、目的とする半導体封止用樹′脂組成物を得た
。Next, acid compounds containing the above components were added at 70 to 80%
The mixture was kneaded for 10 minutes with a hot roll of C, and then coarsely ground to obtain the intended resin composition for semiconductor encapsulation.
これらの組成物を、１８０ｔｌ’、７０ＫｇＡ席２゜２
分の条件でトランスファ成形して、第１表記載の特性の
試片を作成並びに測定した。These compositions were heated to 180 tl', 70 KgA seat 2゜2
Transfer molding was carried out under the conditions of 10 minutes to prepare and measure specimens having the properties listed in Table 1.
表中、スパイラルフローは、１８０ｔＺ’、２分成形時
の値（１ｎｃｈ ）であり、ガラス転移点Ｔｇ（高温体
積抵抗率）は′、１８０Ｃ１２分成形後。In the table, the spiral flow is the value (1 nch) at 180tZ' and 2 minutes of molding, and the glass transition point Tg (high temperature volume resistivity) is '180C after 12 minutes of molding.
モールド品を金型よシ取り出し、１６０ｔ？１５時間ア
フタキュアした後の硬化物の値である。Take out the molded product from the mold, 160 tons? This is the value of the cured product after 15 hours of after-curing.
また、耐冷熱サイクル性と、耐湿性の評価は、１６ ｐ
ｉｎのメモリ用ＬＳＩ（モールド品の厚さ５鴎）のモー
ルド品について、それぞれの条件下で、の腐蝕断線不良
に基づく動作不良率全チェックした結果である。In addition, the evaluation of cold and heat cycle resistance and moisture resistance was 16 p.
These are the results of a complete check of the operational failure rate based on corrosion and disconnection failures under various conditions for a molded product of a memory LSI (thickness of the molded product: 5 mm).
Claims (1)
ラック形フェノール樹脂（’Ｃ） フッ素含有化合物 （Ｄｌ 無機質フィラー を含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。 ２、 （、（ｌ成分であるフッ素含有゛化合物がポリ
テｌ、ラフルオロエチレンあるいは、テトラフルオロエ
チレンとオレノフィン系化合物の共重合体であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体封止用樹
脂組成物。 ３、’（Ｃ）成分であるフッ素含有化合物の添加量が、
（Ｃ）Ｘ１００／（Ａ）＋（Ｂ）＝４０以下であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体封止用
樹脂組成物。[Claims] 1. A resin composition for semiconductor encapsulation characterized by containing (A) a polyfunctional, functional epoxy compound (B) a novolac type phenol resin ('C) a fluorine-containing compound (Dl) an inorganic filler 2. (, (() The fluorine-containing compound as the component is polytetrafluoroethylene, lafluoroethylene, or a copolymer of tetrafluoroethylene and an olefin compound. Resin composition for semiconductor encapsulation. 3. The amount of the fluorine-containing compound that is the component (C) is
The resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein (C)X100/(A)+(B)=40 or less.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56167092A JPS5868955A (en) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | Resin composition for semiconductor sealing |
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