KR102408026B1 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and method for producing semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and method for producing semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- KR102408026B1 KR102408026B1 KR1020170050474A KR20170050474A KR102408026B1 KR 102408026 B1 KR102408026 B1 KR 102408026B1 KR 1020170050474 A KR1020170050474 A KR 1020170050474A KR 20170050474 A KR20170050474 A KR 20170050474A KR 102408026 B1 KR102408026 B1 KR 102408026B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- resin composition
- epoxy resin
- semiconductor
- less
- sealing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/62—Alcohols or phenols
- C08G59/621—Phenols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
- H01L23/293—Organic, e.g. plastic
- H01L23/295—Organic, e.g. plastic containing a filler
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2190/00—Compositions for sealing or packing joints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
- C08K2003/0812—Aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/16—Applications used for films
- C08L2203/162—Applications used for films sealable films
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
- C08L2203/206—Applications use in electrical or conductive gadgets use in coating or encapsulating of electronic parts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
- C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
Abstract
반도체 칩(30) 또는 반도체 칩(30)을 봉지하여 이루어지는 반도체 패키지와 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)를 봉지하기 위해 이용하는 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물로서, 에폭시 수지와, 페놀 수지 경화제와, 충전재를 포함하며, 충전재의 함유량이 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 전량에 대해 75 중량% 이상 93 중량% 이하이고, 260℃에서 측정한 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률이 60 MPa 이상 500 MPa 이하이다.An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used to encapsulate a semiconductor chip 30 or a semiconductor package formed by encapsulating the semiconductor chip 30 and a solder bump 20 having a bump height of 100 μm or more, comprising: an epoxy resin; a phenol resin curing agent; , a filler, wherein the content of the filler is 75% by weight or more and 93% by weight or less with respect to the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and the thermal elastic modulus of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation measured at 260°C is 60 MPa or more and 500 MPa or less.
Description
본 발명은 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a method for manufacturing a semiconductor device.
반도체 칩의 봉지 프로세스로는, 예를 들면, 이하의 것이 있다.As a sealing process of a semiconductor chip, there exist the following things, for example.
특허문헌 1에는 금형 내를 감압 하로 하면서 압축 성형함으로써 반도체 칩을 수지 봉지하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 2에는 봉지용의 성형 재료를 두께 3.0 ㎜ 이하의 펠렛상 또는 시트상으로 한 것을 이용하는 방법이 기재되어 있다. 특허문헌 3에는 과립상의 수지 조성물을 캐비티에 공급해 수지 조성물을 용융시키고, 반도체 칩을 침지해 경화함으로써 상기 반도체 칩을 봉지하는 방법이 기재되어 있다.Patent Document 1 describes a method for resin-sealing a semiconductor chip by compression molding while the inside of a mold is reduced under reduced pressure. Patent Document 2 describes a method of using a molding material for sealing in the form of pellets or sheets having a thickness of 3.0 mm or less. Patent Document 3 describes a method for sealing the semiconductor chip by supplying a granular resin composition to a cavity, melting the resin composition, and immersing and curing the semiconductor chip.
근래, 반도체 패키지의 소형화 및 박형화에 관한 요구는 더욱 높아지고 있다. 이러한 사정을 감안하여, 범프 높이가 소정의 높이(수 10 ㎛ 정도)를 상회하는 큰 땜납 범프를 통해 기판 상에 탑재된 반도체 칩을 봉지하여 이루어지는 반도체 장치가 제안되고 있다. 이러한 반도체 장치에 의하면, 반도체 패키지에서의 실장 면적을 삭감할 수 있을 뿐만 아니라, 반도체 칩과 기판을 이간해 배치하고 있기 때문에, 양자의 열팽창 계수 차에 의해 생기는 응력의 영향을 저감할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 종래의 반도체 봉지재를 이용해 제작한 상기 반도체 장치가 전기적 접속 신뢰성이라고 하는 관점에 있어서 이하와 같은 과제를 갖고 있음을 발견하였다.In recent years, the demand for miniaturization and thinning of a semiconductor package is further increasing. In view of such circumstances, a semiconductor device in which a semiconductor chip mounted on a substrate is encapsulated through a large solder bump having a bump height exceeding a predetermined height (about several 10 mu m) has been proposed. According to such a semiconductor device, not only can the mounting area in a semiconductor package be reduced, but since a semiconductor chip and a board|substrate are spaced apart and arrange|positioned, the influence of the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between both can be reduced. However, the present inventors discovered that the said semiconductor device manufactured using the conventional semiconductor encapsulant had the following problems from a viewpoint of electrical connection reliability.
제1 과제는 종래의 반도체 봉지재를 이용해 제작한 상기 반도체 장치를 가열한 경우에 상기 반도체 장치에 약간의 휨이 생기고, 결과적으로 전기적 접속 불량이 발생하는 것이다.A first problem is that when the semiconductor device manufactured using the conventional semiconductor encapsulant is heated, a slight warpage occurs in the semiconductor device, resulting in electrical connection failure.
제2 과제는 종래의 반도체 봉지재를 이용해 제작한 상기 반도체 장치를 가열한 경우에 땜납 플래시가 발생하고, 결과적으로 전기적 접속 불량이 발생하는 것이다.A second problem is that when the semiconductor device manufactured using the conventional semiconductor encapsulant is heated, solder flash occurs, resulting in electrical connection failure.
이상을 토대로, 본 발명은 전기적 접속 신뢰성이 뛰어난 반도체 장치를 제작하기 위해 유용한 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 이것을 이용하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.Based on the above, the present invention provides an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation useful for manufacturing a semiconductor device having excellent electrical connection reliability, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.
본 발명에 의하면, 반도체 칩 또는 상기 반도체 칩을 봉지하여 이루어지는 반도체 패키지와 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프를 봉지하기 위해 이용하는 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물로서,According to the present invention, there is provided an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used to encapsulate a semiconductor chip or a semiconductor package formed by encapsulating the semiconductor chip and a solder bump having a bump height of 100 μm or more, comprising:
에폭시 수지와,epoxy resin,
페놀 수지 경화제와,a phenolic resin curing agent;
충전재를 포함하며,contains filler,
상기 충전재의 함유량이 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 전량에 대해 75 중량% 이상 93 중량% 이하이고,The content of the filler is 75% by weight or more and 93% by weight or less with respect to the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation,
260℃에서 측정한 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 경화물의 열시(熱時) 탄성률이 60 MPa 이상 500 MPa 이하인 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물이 제공된다.The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation whose thermal elastic modulus of the cured product of the said epoxy resin composition for semiconductor encapsulation measured at 260 degreeC is 60 MPa or more and 500 MPa or less is provided.
추가로, 본 발명에 의하면, 상기 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 준비하는 공정과 함께,Further, according to the present invention, together with the step of preparing the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation,
상기 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 칩 또는 상기 반도체 칩을 봉지하여 이루어지는 반도체 패키지와 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프를 봉지하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.There is provided a method of manufacturing a semiconductor device comprising the step of sealing a semiconductor chip or a semiconductor package formed by sealing the semiconductor chip using the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and a solder bump having a bump height of 100 μm or more.
본 발명에 의하면, 전기적 접속 신뢰성이 뛰어난 반도체 장치를 제작하기 위해 유용한 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 이것을 이용하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in order to produce the semiconductor device excellent in electrical connection reliability, the epoxy resin composition for semiconductor sealing useful and the manufacturing method of the semiconductor device using this can be provided.
상술한 목적 및 그 외의 목적, 특징 및 이점은 이하에 기술하는 바람직한 실시형태 및 그것에 부수하는 이하의 도면에 의해 보다 더 명확하게 된다.
도 1은 본 실시형태에 관한 반도체 장치의 일례를 나타내는 도면이다.The above-mentioned and other objects, features and advantages will become clearer by the preferred embodiment described below and the drawings accompanying it.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the semiconductor device which concerns on this embodiment.
이하, 실시형태에 대해 도면을 이용해 설명한다. 아울러, 모든 도면에 있어서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여하고, 적절히 설명을 생략한다. 또, 본 명세서에 있어서, 「∼」는 단서가 없다면, 이상으로부터 이하를 나타낸다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment is demonstrated using drawings. In addition, in all the drawings, the same code|symbol is attached|subjected to the same component, and description is abbreviate|omitted suitably. In addition, in this specification, "-" shows the following from the above, unless there is a proviso.
＜반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물＞<Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation>
본 실시형태에 관한 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물(이하, '본 수지 조성물'이라고도 함)은 반도체 칩 또는 상기 반도체 칩을 봉지하여 이루어지는 반도체 패키지와 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프를 봉지하기 위해 이용하는 것이다. 그리고, 이러한 본 수지 조성물은 에폭시 수지와, 페놀 수지 경화제와, 충전재를 포함하며, 충전재의 함유량이 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 전량에 대해 75 중량% 이상 93 중량% 이하이고, 260℃에서 측정한 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률이 60 MPa 이상 500 MPa 이하인 구성을 채용한 것이다. 이렇게 함으로써, 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프를 통해 기판 상에 탑재된 반도체 칩을 봉지하여 이루어지는 반도체 장치의 전기적 접속 신뢰성을 개선할 수 있다.The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation (hereinafter, also referred to as "the present resin composition") according to the present embodiment is used to encapsulate a semiconductor chip or a semiconductor package formed by encapsulating the semiconductor chip and a solder bump having a bump height of 100 µm or more. . And, this resin composition includes an epoxy resin, a phenol resin curing agent, and a filler, and the content of the filler is 75 wt% or more and 93 wt% or less with respect to the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, measured at 260 ° C. As long as the heat elastic modulus of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is 60 MPa or more and 500 MPa or less, a configuration is adopted. In this way, it is possible to improve the electrical connection reliability of the semiconductor device formed by sealing the semiconductor chip mounted on the substrate through the solder bumps having the bump height of 100 mu m or more.
즉, 본 수지 조성물은 이하의 3개의 조건을 모두 만족하는 구성을 채용한 것이다.That is, this resin composition employ|adopts the structure which satisfy|fills all the following three conditions.
제1 조건은 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프와 반도체 칩 또는 상기 반도체 칩을 봉지하여 이루어지는 반도체 패키지를 봉지하기 위해 이용하는 것을 상정하고 있는 것이다.The first condition is assumed to be used for sealing solder bumps having a bump height of 100 µm or more and a semiconductor chip or a semiconductor package formed by sealing the semiconductor chip.
제2 조건은 에폭시 수지와, 페놀 수지 경화제와, 충전재를 필수 성분으로 포함하는 수지 조성물에 있어서, 충전재의 함유량이 이러한 수지 조성물의 전량에 대해 75 중량% 이상 93 중량% 이하가 되도록 한 것이다.The second condition is that in a resin composition comprising an epoxy resin, a phenol resin curing agent, and a filler as essential components, the content of the filler is 75% by weight or more and 93% by weight or less with respect to the total amount of the resin composition.
제3 조건은 에폭시 수지와, 페놀 수지 경화제와, 충전재를 필수 성분으로 포함하는 수지 조성물에 있어서, 260℃에서 측정한 상기 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률이 60 MPa 이상 500 MPa 이하가 되도록 한 것이다.The third condition is that, in a resin composition comprising an epoxy resin, a phenol resin curing agent, and a filler as essential components, the thermal elastic modulus of the cured product of the resin composition measured at 260 ° C. is 60 MPa or more and 500 MPa or less.
본 발명자들은 상술한 3개의 조건을 모두 만족하는 구성을 구비한 본 수지 조성물을 이용해 반도체 장치를 제작한 경우, 얻어진 반도체 장치에 휨이나 땜납 플래시 등의 불편함이 생기는 것을 억제할 수 있기 때문에, 결과적으로 전기적 접속 신뢰성을 개선할 수 있음을 발견하였다.The present inventors have found that when a semiconductor device is manufactured using the present resin composition having a configuration that satisfies all three conditions described above, it is possible to suppress the occurrence of inconveniences such as warpage and solder flash in the resulting semiconductor device, resulting in It was found that the electrical connection reliability can be improved.
이 점에 대해서는 후술하는 실시예에 있어서 실시예 1∼6과 비교예 1∼4의 비교 데이터를 나타낸다.For this point, comparative data of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 are shown in Examples to be described later.
도 1은 본 실시형태에 관한 반도체 장치의 일례를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the semiconductor device which concerns on this embodiment.
본 수지 조성물은, 예를 들면, 도 1에 나타내는 반도체 장치에 구비되는 봉지재(40)를 형성하기 위해 사용할 수 있다. 환언하면, 본 수지 조성물은 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)와 반도체 칩(30)을 구비하는 반도체 장치의 봉지재(40)를 형성하기 위해 사용할 수 있다. 또, 본 수지 조성물은 반도체 칩(30)과 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프를 봉지하기 위해 사용해도 되고, 반도체 칩(30)을 봉지하여 이루어지는 반도체 패키지와 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프를 봉지하기 위해 사용해도 된다.This resin composition can be used in order to form the sealing
여기서, 도 1에는 본 실시형태에 관한 반도체 장치로서 회로 패턴이 형성된 기판(10)의 일면 상에 시스템을 구성하는 베어 칩 모양의 능동 소자나, 칩 콘덴서, 칩 저항, 칩 인덕터 등의 수동 소자라고 하는 복수의 소자(50)를 표면 실장하고, 상술한 소자(50)를 탑재한 영역을 봉지해 패키지로 하고 있는 SIP(시스템 인 패키지)를 예시하고 있다. 그러나, 본 실시형태에 관한 반도체 장치는 상술한 조건을 만족하는 것이면 POP(패키지 온 패키지) 등의 어떠한 형태의 패키지 구조라도 된다.Here, in Fig. 1, as a semiconductor device according to the present embodiment, a bare chip-shaped active element constituting a system on one surface of a
그리고, 본 수지 조성물은 에폭시 수지와, 페놀 수지 경화제와, 충전재를 필수 성분으로 포함하고, 상기 충전재의 함유량이 당해 수지 조성물의 전량에 대해 75 중량% 이상 93 중량% 이하인 배합 조성이 되도록 제어한 구성을 채용하는 것이지만, 바람직하게는 78 중량% 이상 92 중량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 79 중량% 이상 91 중량% 이하이다. 이렇게 함으로써, 본 수지 조성물을 이용해 형성된 봉지재(40)의 저흡습성 및 저열팽창성을 향상시킬 수 있기 때문에, 결과적으로 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)와 반도체 칩(30)을 구비하는 반도체 장치의 전기적 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 충전재의 함유량을 상기 수치 범위 내로 함으로써 성형 시의 유동성을 향상시킬 수 있기 때문에, 결과적으로 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)와 반도체 칩(30)을 구비하는 반도체 장치에 대한 수지 충전성을 양호한 것으로 할 수 있다.And, this resin composition contains an epoxy resin, a phenol resin curing agent, and a filler as essential components, and the content of the filler is controlled to be a blending composition of 75 wt% or more and 93 wt% or less with respect to the total amount of the resin composition is employed, but preferably 78 wt% or more and 92 wt% or less, and more preferably 79 wt% or more and 91 wt% or less. By doing so, it is possible to improve the low hygroscopicity and low thermal expansion properties of the encapsulant 40 formed using the present resin composition. As a result, the bump height is 100 µm or more. A semiconductor including the
동일한 관점으로부터, 수지 조성물 중의 충전재의 함유량은 수지 조성물의 전량에 대해 75 중량% 이상이고, 바람직하게는 78 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 79 중량% 이상이며, 또, 93 중량% 이하이고, 바람직하게는 92 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 91 중량% 이하이다.From the same viewpoint, the content of the filler in the resin composition is 75% by weight or more with respect to the total amount of the resin composition, preferably 78% by weight or more, more preferably 79% by weight or more, and is 93% by weight or less, preferably preferably 92% by weight or less, more preferably 91% by weight or less.
또, 본 수지 조성물은 상술한 배합 조성으로 하는 것을 전제로 한 다음, 260℃에서 측정한 당해 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률이 60 MPa 이상 500 MPa 이하가 되도록 제어한 것이다. 이렇게 함으로써, 반도체 칩(30)과 기판(10)의 열팽창 계수의 차이에 의해 생기는 응력(계면 열응력)에 의해 봉지재(40)의 계면 박리나 크랙이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 그 때문에, 본 수지 조성물에 의하면, 전기적 접속 신뢰성이 뛰어난 반도체 장치를 수율 좋게 제작할 수 있다. 아울러, 종래의 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물은 260℃에서 측정한 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률이 1 GPa를 초과하는 것이 대부분이었다. 또, 본 수지 조성물에 관한 상기 열시 탄성률은 60 MPa 이상 500 MPa 이하이지만, 바람직하게는 70 MPa 이상 480 MPa 이하이고, 더욱 바람직하게는 100 MPa 이상 450 MPa 이하이다. 이렇게 함으로써, 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)를 구비하는 반도체 장치의 전기적 접속 신뢰성에 더하여 기계적 내구성도 향상시킬 수 있다. 아울러, 260℃에서 측정한 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률은 JIS K-6911에 준한 3점 휨법에 의해 측정할 수 있다.In addition, this resin composition is controlled so that the thermal elastic modulus of the cured product of the resin composition measured at 260° C. measured at 260° C. is 60 MPa or more and 500 MPa or less on the premise that it has the above-mentioned blending composition. In this way, it is possible to effectively prevent interfacial peeling or cracking of the
동일한 관점으로부터, 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률은 60 MPa 이상이고, 바람직하게는 70 MPa 이상, 더욱 바람직하게는 100 MPa 이상이며, 또, 500 MPa 이하이고, 바람직하게는 480 MPa 이하, 더욱 바람직하게는 450 MPa 이하이다.From the same viewpoint, the thermal elastic modulus of the cured product of the resin composition is 60 MPa or more, preferably 70 MPa or more, more preferably 100 MPa or more, and 500 MPa or less, preferably 480 MPa or less, more preferably is 450 MPa or less.
여기서, 25℃ 이상 유리 전이 온도(Tg) 이하의 온도 영역에서의 본 수지 조성물의 경화물의 선팽창 계수는 바람직하게는 20 ppm/℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 18 ppm/℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 15 ppm/℃ 이하이다. 이렇게 함으로써, 본 수지 조성물을 봉지 성형해 얻어진 봉지재(40)의 냉각에 수반하는 수축량(변형) 자체를 저감할 수 있기 때문에, 결과적으로 당해 봉지재(40)와 반도체 칩(30) 및 기판(10)의 선팽창 계수의 차이에 의해 생기는 응력에 의한 영향을 저감하여 전기적 접속 신뢰성이 뛰어난 반도체 패키지를 얻을 수 있다.Here, the coefficient of linear expansion of the cured product of the present resin composition in the temperature region of 25°C or higher and glass transition temperature (Tg) or lower is preferably 20 ppm/°C or less, more preferably 18 ppm/°C or less, further preferably is 15 ppm/℃ or less. By doing so, the amount of shrinkage (strain) itself accompanying cooling of the sealing
상기 평균 선팽창 계수의 하한값은 한정되지 않지만, 예를 들면 1 ppm/℃ 이상이라도 된다.Although the lower limit of the said average coefficient of linear expansion is not limited, For example, 1 ppm/degreeC or more may be sufficient.
또, 본 수지 조성물의 경화물의 유리 전이 온도(Tg)는 바람직하게는 120℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 125℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 130℃ 이상이다. 이것에 의해 반도체 장치의 전기적 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 유리 전이 온도(Tg)의 상한값은, 예를 들면, 200℃ 이하라도 되고, 195℃ 이하라도 되며, 190℃ 이하라도 되고, 145℃ 이하라도 된다. 이것에 의해 반도체 장치의 기계적 내구성을 향상시킬 수 있다.Moreover, the glass transition temperature (Tg) of the hardened|cured material of this resin composition becomes like this. Preferably it is 120 degreeC or more, More preferably, it is 125 degreeC or more, More preferably, it is 130 degreeC or more. Thereby, the electrical connection reliability of a semiconductor device can be improved. In addition, the upper limit of the said glass transition temperature (Tg) may be, for example, 200 degrees C or less, 195 degrees C or less, 190 degrees C or less, and 145 degrees C or less may be sufficient as it. Thereby, the mechanical durability of a semiconductor device can be improved.
또, 본 수지 조성물의 175℃에서의 용융 점도는 바람직하게는 2 Pa·s 이상 10 Pa·s 이하이고, 더욱 바람직하게는 3 Pa·s 이상 9.5 Pa·s 이하이며, 보다 바람직하게는 4 Pa·s 이상 9 Pa·s 이하이고, 보다 더 바람직하게는 5.5 Pa·s 이상 9 Pa·s 이하이며, 특히 바람직하게는 5.5 Pa·s 이상 7 Pa·s 이하이다. 이렇게 함으로써, 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)를 기판(10) 상에 탑재한 반도체 장치에 대해서도 미충전 영역이나 보이드가 생기는 일 없이 본 수지 조성물에 의해 봉지 성형할 수 있다. 즉, 본 수지 조성물의 175℃에서의 용융 점도가 상기 수치 범위 내인 경우, 한층 더 수지 충전성을 향상시킬 수 있다.Moreover, the melt viscosity in 175 degreeC of this resin composition becomes like this. Preferably they are 2 Pa.s or more and 10 Pa.s or less, More preferably, they are 3 Pa.s or more and 9.5 Pa.s or less, More preferably, they are 4 Pa.s. ·s or more and 9 Pa·s or less, more preferably 5.5 Pa·s or more and 9 Pa·s or less, and particularly preferably 5.5 Pa·s or more and 7 Pa·s or less. By doing in this way, even for a semiconductor device in which the solder bumps 20 having a bump height of 100 µm or more are mounted on the
동일한 관점으로부터, 수지 조성물의 175℃에서의 용융 점도는 바람직하게는 2 Pa·s 이상이고, 더욱 바람직하게는 3 Pa·s 이상, 보다 바람직하게는 4 Pa·s 이상, 보다 더 바람직하게는 5.5 Pa·s 이상이며, 또, 바람직하게는 10 Pa·s 이하이고, 더욱 바람직하게는 9.5 Pa·s 이하, 보다 바람직하게는 9 Pa·s 이하, 보다 더 바람직하게는 7 Pa·s 이하이다.From the same viewpoint, the resin composition has a melt viscosity at 175°C of preferably 2 Pa·s or more, more preferably 3 Pa·s or more, more preferably 4 Pa·s or more, still more preferably 5.5 It is Pa·s or more, preferably 10 Pa·s or less, still more preferably 9.5 Pa·s or less, more preferably 9 Pa·s or less, still more preferably 7 Pa·s or less.
또, 본 수지 조성물은 에폭시 수지로부터 유래하는 에폭시기 수를 EP로 하고 페놀 수지 경화제로부터 유래하는 페놀성 수산기 수를 OH로 할 때, EP/OH의 값이 바람직하게는 1 이상 2 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.1 이상 1.7 이하이다. 이렇게 함으로써, 휨이 작고, 난연성, 내습 신뢰성 및 접속 신뢰성이라고 하는 관점에 있어서 뛰어난 반도체 장치를 수율 좋게 제작할 수 있다.Further, in the present resin composition, when the number of epoxy groups derived from the epoxy resin is EP and the number of phenolic hydroxyl groups derived from the phenol resin curing agent is OH, the value of EP/OH is preferably 1 or more and 2 or less, more preferably It is preferably 1.1 or more and 1.7 or less. By doing in this way, it is possible to produce a semiconductor device having small warpage and excellent in terms of flame retardancy, moisture resistance reliability, and connection reliability with good yield.
또, 상기 EP/OH의 값은 이하의 식에 의해 산출할 수 있다.In addition, the value of said EP/OH is computable with the following formula.
식: EP/OH=(A/B)÷(C/D)Formula: EP/OH=(A/B)÷(C/D)
A: 수지 조성물 전량에 대한 에폭시 수지의 함유량A: Content of epoxy resin with respect to resin composition whole quantity
B: 수지 조성물 중에 포함되는 에폭시 수지의 에폭시기 당량B: Epoxy group equivalent of the epoxy resin contained in the resin composition
C: 수지 조성물 전량에 대한 페놀 수지 경화제의 함유량C: Content of phenol resin hardening|curing agent with respect to resin composition whole quantity
D: 수지 조성물 중에 포함되는 페놀 수지 경화제의 수산기 당량D: hydroxyl group equivalent of the phenol resin curing agent contained in the resin composition
또, 상기 EP/OH의 값은 휨이 작고, 난연성, 내습 신뢰성 및 접속 신뢰성이라고 하는 점에 있어서 뛰어난 반도체 장치를 수율 좋게 제작하는 관점으로부터, 바람직하게는 1 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.1 이상이며, 또, 2 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.7 이하이다.In addition, the value of EP / OH is preferably 1 or more, more preferably 1.1 or more, from the viewpoint of producing a semiconductor device excellent in yield in terms of small warpage, flame retardancy, moisture resistance reliability and connection reliability. , Moreover, it is 2 or less, More preferably, it is 1.7 or less.
여기서, 본 수지 조성물을 이용한 반도체 장치의 봉지 성형 방법으로는 트랜스퍼 성형법, 압축 성형법, 인젝션 성형법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 본 수지 조성물의 충전성을 양호하게 하는 관점으로부터, 트랜스퍼 성형법 또는 압축 성형법을 채용하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 수지 조성물의 형태는 작업성의 관점으로부터, 분립상, 과립상, 태블릿상 또는 시트상으로 가공된 것인 것이 바람직하다.Here, as a sealing molding method of the semiconductor device using this resin composition, the transfer molding method, the compression molding method, the injection molding method, etc. are mentioned. Especially, it is preferable to employ|adopt the transfer molding method or the compression molding method from a viewpoint of making the fillability of this resin composition favorable. Therefore, it is preferable that the form of this resin composition is what was processed into a powder form, granular form, tablet form, or a sheet form from a viewpoint of workability|operativity.
또, 본 실시형태에 관한 반도체 장치에 구비되는 봉지재(40)는 본 수지 조성물을 이용해 반도체 칩(30)을 봉지함으로써 원하는 구조체(반도체 패키지)를 제작하고 나서(1차 봉지), 상기 구조체와 함께 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)를 봉지함으로써(2차 봉지) 형성된 것이라도 되고, 상술한 1차 봉지를 수행하는 일 없이 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)와 반도체 칩(30)을 일괄 봉지함으로써 형성된 것이라도 된다.Further, the
다음에, 본 실시형태에 관한 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 배합 조성에 대해 설명한다. 본 실시형태에 관한 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물은 상술한 것과 같이 에폭시 수지와, 페놀 수지 경화제와, 충전재를 필수 성분으로 포함하는 것이다.Next, the compounding composition of the epoxy resin composition for semiconductor sealing which concerns on this embodiment is demonstrated. As mentioned above, the epoxy resin composition for semiconductor sealing which concerns on this embodiment contains an epoxy resin, a phenol resin hardening|curing agent, and a filler as essential components.
(에폭시 수지)(epoxy resin)
본 실시형태에 관한 에폭시 수지로는 그 분자량, 분자 구조에 관계없이 1 분자 내에 에폭시기를 2개 이상 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머 전반을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 에폭시 수지의 구체예로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 M형 에폭시 수지(4,4'-(1,3-페닐렌디이소프리디엔)비스페놀형 에폭시 수지), 비스페놀 P형 에폭시 수지(4,4'-(1,4-페닐렌디이소프리디엔)비스페놀형 에폭시 수지), 비스페놀 Z형 에폭시 수지(4,4'-시클로헥사디엔비스페놀형 에폭시 수지) 등의 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀노볼락형 에폭시 수지, 브롬화 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 테트라페놀기 에탄형 노볼락형 에폭시 수지, 축합환 방향족 탄화수소 구조를 갖는 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지; 비페닐형 에폭시 수지; 크실렌형 에폭시 수지, 비페닐아랄킬형 에폭시 수지 등의 아랄킬형 에폭시 수지; 나프틸렌 에테르형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 나프탈렌 디올형 에폭시 수지, 2 관능 내지 4 관능 에폭시형 나프탈렌 수지, 비나프틸형 에폭시 수지, 나프탈렌 아랄킬형 에폭시 수지 등의 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 수지; 안트라센형 에폭시 수지; 페녹시형 에폭시 수지; 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지; 노르보르넨형 에폭시 수지; 아다만탄형 에폭시 수지; 플루오렌형 에폭시 수지, 인 함유 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 쇄상 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락형 에폭시 수지, 비크실레놀형 에폭시 수지, 트리히드록시페닐메탄형 에폭시 수지, 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지, 트리글리시딜이소시아누레이트 등의 복소환식 에폭시 수지; N,N,N',N'-테트라글리시딜메타크실렌디아민, N,N,N',N'-테트라글리시딜비스아미노메틸시클로헥산, N,N-디글리시딜아닐린 등의 글리시딜아민류나, 글리시딜(메타)아크릴레이트와 에틸렌성 불포화 이중 결합을 갖는 화합물의 공중합물, 부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지, 비스페놀의 디글리시딜 에테르 화물, 나프탈렌디올의 디글리시딜 에테르화물, 페놀류의 글리시딜 에테르화물로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 이들 중에서도, 금속 패턴이나 도체부와의 밀착성을 향상시키는 관점으로부터, 트리히드록시페닐메탄형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해, 반도체 패키지의 저선팽창화를 도모할 수도 있다. 또, 반도체 장치에서의 내(耐)리플로우성의 향상 및 휨의 억제를 실현하는 것도 가능하다. 또, 동일한 관점으로부터, 본 수지 조성물이 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지형 에폭시 수지, 및 트리스(히드록시페닐)메탄형 에폭시 수지와 4,4'-비페놀형 에폭시 수지의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것도 바람직하다.As the epoxy resin according to the present embodiment, it is possible to use a monomer, an oligomer, or a general polymer having two or more epoxy groups in one molecule, regardless of the molecular weight or molecular structure thereof. Specific examples of such an epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin (4,4' -(1,3-phenylenediisopridiene)bisphenol type epoxy resin), bisphenol P type epoxy resin (4,4'-(1,4-phenylenediisopridiene)bisphenol type epoxy resin), bisphenol Z type epoxy bisphenol-type epoxy resins such as resins (4,4'-cyclohexadienebisphenol-type epoxy resins); Novolak-type epoxy resins, such as phenol novolak-type epoxy resins, brominated phenol novolak-type epoxy resins, cresol novolak-type epoxy resins, tetraphenol-ethane-type novolak-type epoxy resins, and novolak-type epoxy resins having a condensed ring aromatic hydrocarbon structure epoxy resin; biphenyl type epoxy resin; Aralkyl-type epoxy resins, such as a xylene-type epoxy resin and a biphenyl aralkyl-type epoxy resin; Having a naphthalene skeleton such as naphthylene ether type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, naphthalene diol type epoxy resin, bifunctional to tetrafunctional epoxy type naphthalene resin, non-naphthyl type epoxy resin, naphthalene aralkyl type epoxy resin epoxy resin; anthracene-type epoxy resin; phenoxy type epoxy resin; dicyclopentadiene type epoxy resin; norbornene-type epoxy resin; adamantane-type epoxy resin; Fluorene type epoxy resin, phosphorus containing epoxy resin, alicyclic epoxy resin, aliphatic chain epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, bixylenol type epoxy resin, trihydroxyphenylmethane type epoxy resin, tetraphenylolethane type epoxy Heterocyclic epoxy resins, such as resin and triglycidyl isocyanurate; glycidyl such as N,N,N',N'-tetraglycidylmethaxylenediamine, N,N,N',N'-tetraglycidylbisaminomethylcyclohexane, N,N-diglycidylaniline, etc. Cidylamines, copolymers of glycidyl (meth)acrylate and a compound having an ethylenically unsaturated double bond, an epoxy resin having a butadiene structure, diglycidyl ether of bisphenol, diglycidyl ether of naphthalenediol It may contain one or two or more types selected from products and glycidyl ether products of phenols. Among these, it is more preferable to include a trihydroxyphenylmethane type epoxy resin and a biphenyl type epoxy resin from a viewpoint of improving adhesiveness with a metal pattern and a conductor part. Thereby, it is also possible to achieve low linear expansion of the semiconductor package. Moreover, it is also possible to implement|achieve improvement of the reflow resistance in a semiconductor device, and suppression of curvature. In addition, from the same viewpoint, the present resin composition is selected from a phenol aralkyl resin type epoxy resin having a biphenylene skeleton, and a mixture of a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin and a 4,4'-biphenol type epoxy resin It is also preferable to include one or more of these.
에폭시 수지의 함유량은, 예를 들면 본 수지 조성물 전량에 대해 3 중량% 이상인 것이 바람직하고, 4 중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 에폭시 수지의 함유량을 상기 하한값 이상으로 함으로써, 본 수지 조성물을 이용해 형성되는 봉지재(40)와 반도체 칩(30)의 밀착성의 향상에 기여할 수 있다. 한편으로, 에폭시 수지의 함유량은, 예를 들면 본 수지 조성물 전량에 대해 30 중량% 이하인 것이 바람직하고, 20 중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 에폭시 수지의 함유량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 본 수지 조성물을 이용해 형성되는 봉지재(40)의 내열성이나 내습성의 향상을 도모할 수 있다.It is preferable that it is 3 weight% or more with respect to this resin composition whole quantity, for example, and, as for content of an epoxy resin, it is more preferable that it is 4 weight% or more. By making content of an epoxy resin more than the said lower limit, it can contribute to the improvement of the adhesiveness of the sealing
(페놀 수지 경화제)(Phenolic resin curing agent)
본 수지 조성물 중에는 상술한 것과 같이 페놀 수지 경화제가 필수 성분으로 포함되어 있다. 이것에 의해 당해 수지 조성물의 유동성 및 취급성을 향상시킬 수 있다. 이러한 페놀 수지 경화제는 1 분자 내에 페놀성 수산기를 2개 이상 갖는 모노머, 올리고머, 폴리머 전반이며, 그 분자량, 분자 구조를 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 페놀노볼락 수지, 크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락 수지 등의 노볼락형 수지; 트리페놀메탄형 페놀 수지 등의 다관능형 페놀 수지; 테르펜 변성 페놀 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀 수지 등의 변성 페놀 수지; 페닐렌 골격 및/또는 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지, 페닐렌 및/또는 비페닐렌 골격을 갖는 나프톨아랄킬 수지 등의 아랄킬형 수지; 비스페놀 A, 비스페놀 F 등의 비스페놀 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 1 종류를 단독으로 이용해도 2 종류 이상을 병용해도 된다. 이러한 페놀 수지 경화제를 배합시킴으로써 내연성, 내습성, 전기 특성, 경화성, 보존 안정성 등의 밸런스를 양호한 것으로 할 수 있다. 특히, 경화성의 점으로부터 페놀 수지 경화제의 수산기 당량은 90 g/eq 이상, 250 g/eq 이하인 것이 바람직하다.In the present resin composition, as described above, the phenol resin curing agent is included as an essential component. Thereby, the fluidity|liquidity and handleability of the said resin composition can be improved. These phenol resin curing agents are generally monomers, oligomers, and polymers having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and although the molecular weight and molecular structure thereof are not limited, for example, phenol novolac resin, cresol novolak resin, naphthol novolac-type resins such as novolac resins; polyfunctional phenol resins such as triphenolmethane type phenol resins; modified phenol resins such as terpene-modified phenol resins and dicyclopentadiene-modified phenol resins; aralkyl resins such as phenol aralkyl resins having a phenylene skeleton and/or biphenylene skeleton, and naphthol aralkyl resins having a phenylene and/or biphenylene skeleton; Bisphenol compounds, such as bisphenol A and bisphenol F, etc. are mentioned. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. By mix|blending such a phenol resin hardening|curing agent, balance of flame resistance, moisture resistance, an electrical characteristic, sclerosis|hardenability, storage stability, etc. can be made favorable. In particular, it is preferable that the hydroxyl equivalents of a phenol resin hardening|curing agent are 90 g/eq or more and 250 g/eq or less from a sclerosis|hardenability point.
또, 본 수지 조성물에는 에폭시 수지와 반응해 경화시키는 경화제라면 후술하는 중부가형 경화제, 촉매형 경화제, 축합형 경화제 등의 경화제를 페놀 수지 경화제와 병용할 수 있다.In the present resin composition, a curing agent such as a polyaddition type curing agent, a catalyst type curing agent, and a condensation type curing agent, which will be described later, can be used in combination with the phenol resin curing agent as long as it is a curing agent that reacts with the epoxy resin to cure it.
상기 중부가형 경화제의 구체예로는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타크실렌디아민 등의 지방족 폴리아민, 디아미노디페닐메탄, m-페닐렌디아민, 디아미노디페닐설폰 등의 방향족 폴리아민 외, 디시안디아미드, 유기산 디히드라지드 등을 포함하는 폴리아민 화합물; 헥사히드로 무수 프탈산, 메틸테트라히드로 무수 프탈산 등의 지환족 산 무수물, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복시산 등의 방향족 산 무수물 등을 포함하는 산 무수물; 상술한 페놀 수지 경화제 이외의 폴리페놀 화합물; 폴리설파이드, 티오에스테르, 티오에테르 등의 폴리메르캅탄 화합물; 이소시아네이트 프리폴리머, 블록화 이소시아네이트 등의 이소시아네이트 화합물; 카르복시산 함유 폴리에스테르 수지 등의 유기산류 등을 들 수 있다.Specific examples of the polyaddition curing agent include aliphatic polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, and metaxylenediamine, aromatic polyamines such as diaminodiphenylmethane, m-phenylenediamine, and diaminodiphenylsulfone; polyamine compounds including dicyandiamide and organic acid dihydrazide; acid anhydrides containing alicyclic acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride and methyltetrahydrophthalic anhydride, and aromatic acid anhydrides such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride and benzophenonetetracarboxylic acid; polyphenol compounds other than the above-mentioned phenol resin curing agents; Polymercaptan compounds, such as polysulfide, thioester, and thioether; isocyanate compounds such as isocyanate prepolymers and blocked isocyanates; Organic acids, such as a carboxylic acid containing polyester resin, etc. are mentioned.
상기 촉매형 경화제의 구체예로는 벤질디메틸아민, 2,4,6-트리스디메틸아미노메틸페놀 등의 3급 아민 화합물; 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물; BF3 착체 등의 루이스산 등을 들 수 있다.Specific examples of the catalyst-type curing agent include tertiary amine compounds such as benzyldimethylamine and 2,4,6-trisdimethylaminomethylphenol; imidazole compounds such as 2-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole; Lewis acids, such as a BF3 complex, etc. are mentioned.
상기 축합형 경화제의 구체예로는 메틸올기 함유 요소 수지와 같은 요소 수지; 메틸올기 함유 멜라민 수지와 같은 멜라민 수지 등을 들 수 있다.Specific examples of the condensation curing agent include a urea resin such as a methylol group-containing urea resin; A melamine resin like a methylol group containing melamine resin, etc. are mentioned.
본 수지 조성물 중에 페놀 수지 경화제와 상술한 다른 경화제를 병용하는 경우, 페놀 수지 경화제의 함유량은 모든 경화제에 관한 합계 함유량에 대해 바람직하게는 20 중량% 이상 95 중량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이상 95 중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 50 중량% 이상 95 중량% 이하이다. 이렇게 함으로써, 내연성, 내땜납성을 유지하면서 양호한 유동성을 발현시킬 수 있다.When the phenol resin curing agent and the other curing agent described above are used in combination in the present resin composition, the content of the phenol resin curing agent is preferably 20% by weight or more and 95% by weight or less, more preferably 30% by weight with respect to the total content of all curing agents. % or more and 95 wt% or less, more preferably 50 wt% or more and 95 wt% or less. By doing in this way, favorable fluidity|liquidity can be expressed, maintaining flame resistance and soldering resistance.
동일한 관점으로부터, 수지 조성물 중에 페놀 수지 경화제와 다른 경화제를 병용할 때의 페놀 수지 경화제의 함유량은 모든 경화제에 관한 합계 함유량에 대해 바람직하게는 20 중량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 바람직하게는 50 중량% 이상이며, 또, 바람직하게는 95 중량% 이하이다.From the same viewpoint, the content of the phenol resin curing agent when the phenol resin curing agent and other curing agents are used together in the resin composition is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, based on the total content of all curing agents, More preferably, it is 50 weight% or more, More preferably, it is 95 weight% or less.
또, 본 수지 조성물 전량에 대한 모든 경화제에 관한 합계 함유량은 바람직하게는 0.8 중량% 이상 10 중량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.5 중량% 이상 8 중량% 이하이다. 이렇게 함으로써, 경화 특성과 내땜납성의 밸런스가 뛰어난 수지 조성물을 얻을 수 있다.Further, the total content of all curing agents relative to the total amount of the present resin composition is preferably 0.8% by weight or more and 10% by weight or less, and more preferably 1.5% by weight or more and 8% by weight or less. By doing in this way, the resin composition excellent in the balance of hardening characteristic and solder resistance can be obtained.
동일한 관점으로부터, 본 수지 조성물 중의 모든 경화제에 관한 합계 함유량은 본 수지 조성물 전량에 대해 바람직하게는 0.8 중량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.5 중량% 이상이며, 또, 바람직하게는 10 중량% 이하이고, 더욱 바람직하게는 8 중량% 이하이다.From the same viewpoint, the total content of all curing agents in the present resin composition is preferably 0.8% by weight or more, more preferably 1.5% by weight or more, and preferably 10% by weight or less with respect to the total amount of the present resin composition. , more preferably 8% by weight or less.
(충전재)(filling)
본 수지 조성물 중에는 상술한 것과 같이 충전재가 필수 성분으로 포함되어 있다. 이러한 충전재로는 공지의 반도체 봉지 재료 중에 배합되어 있는 무기 충전재 또는 유기 충전재라면 사용 가능하다. 구체적으로는, 상기 무기 충전재로서 용융 파쇄 실리카, 용융 구상 실리카, 결정 실리카, 2차 응집 실리카 등의 실리카; 알루미나; 티탄 화이트; 수산화알루미늄; 탈크; 진흙; 마이카; 유리 섬유 등을 들 수 있다. 또, 이러한 유기 충전재로는 올가노실리콘 파우더, 폴리에틸렌 파우더 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 용융 구상 실리카가 바람직하다. 또, 입자 형상은 한없이 진구상인 것이 바람직하다. 또, 입자의 크기가 상이한 것을 혼합함으로써 무기 충전량을 많게 할 수 있지만, 그 평균 입경 d50은 반도체 칩(30) 주변 영역에 대한 수지 충전성을 양호한 것으로 하는 관점으로부터 0.01 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 수지 조성물의 유동성이 양호한 상태가 되도록 제어할 수 있다.In the present resin composition, the filler is included as an essential component as described above. As such a filler, if it is the inorganic filler or organic filler mix|blended in the well-known semiconductor encapsulation material, it can be used. Specific examples of the inorganic filler include silica such as fused crushed silica, fused spherical silica, crystalline silica, and secondary agglomerated silica; alumina; titanium white; aluminum hydroxide; talc; Mud; mica; Glass fiber etc. are mentioned. Moreover, as such an organic filler, an organosilicon powder, a polyethylene powder, etc. are mentioned. Among these, fused spherical silica is especially preferable. Moreover, it is preferable that a particle shape is infinitely spherical shape. In addition, the inorganic filling amount can be increased by mixing particles having different sizes, but the average particle diameter d50 is preferably 0.01 µm or more and 150 µm or less from the viewpoint of making good resin filling properties in the region around the
아울러, 무기 충전재의 평균 입경 d50은 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(HORIBA사제, LA-500)를 이용해 측정하는 것이 가능하다.In addition, the average particle diameter d50 of an inorganic filler can be measured using the laser diffraction type particle size distribution analyzer (made by HORIBA, LA-500).
(그 외의 성분)(Other ingredients)
본 수지 조성물은, 예를 들면 시아네이트 수지를 함유시켜도 된다. 이것에 의해 당해 수지 조성물의 경화물로부터 이루어지는 봉지재에 대하여 저선팽창화나 탄성률 및 강성의 향상을 도모할 수 있다. 또, 얻어지는 반도체 장치의 내열성이나 내습성의 향상에 기여하는 것도 가능하다.This resin composition may contain cyanate resin, for example. Thereby, with respect to the sealing material which consists of the hardened|cured material of the said resin composition, low linear expansion, elastic modulus, and the improvement of rigidity can be aimed at. Moreover, it is also possible to contribute to the improvement of the heat resistance and moisture resistance of the semiconductor device obtained.
시아네이트 수지는, 예를 들면 노볼락형 시아네이트 수지; 비스페놀 A형 시아네이트 수지, 비스페놀 E형 시아네이트 수지, 테트라메틸 비스페놀 F형 시아네이트 수지 등의 비스페놀형 시아네이트 수지; 나프톨아랄킬형 페놀 수지와 할로겐화 시안의 반응으로 얻어지는 나프톨아랄킬형 시아네이트 수지; 디시클로펜타디엔형 시아네이트 수지; 비페닐알킬형 시아네이트 수지로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. 이들 중에서도 봉지재의 저선팽창화나 탄성률 및 강성을 향상시키는 관점으로부터는 노볼락형 시아네이트 수지 및 나프톨아랄킬형 시아네이트 수지 중의 적어도 한쪽을 포함하는 것이 보다 바람직하고, 노볼락형 시아네이트 수지를 포함하는 것이 특히 바람직하다.The cyanate resin is, for example, a novolak-type cyanate resin; bisphenol-type cyanate resins such as bisphenol A cyanate resin, bisphenol E-type cyanate resin, and tetramethyl bisphenol F-type cyanate resin; naphthol aralkyl type cyanate resin obtained by reaction of a naphthol aralkyl type phenol resin and a cyanide halide; dicyclopentadiene type cyanate resin; It may contain 1 type or 2 or more types selected from biphenylalkyl type cyanate resin. Among these, it is more preferable to contain at least one of a novolak-type cyanate resin and a naphthol aralkyl-type cyanate resin from the viewpoint of lowering the linear expansion and improving the elastic modulus and rigidity of the encapsulant, and containing novolac-type cyanate resin Especially preferred.
시아네이트 수지의 함유량은 본 수지 조성물 전량에 대해 3 중량% 이상인 것이 바람직하고, 5 중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 시아네이트 수지의 함유량을 상기 하한값 이상으로 함으로써 본 수지 조성물을 이용해 형성되는 봉지재의 보다 효과적인 저선팽창화, 고탄성률화를 도모할 수 있다. 또, 본 수지 조성물을 이용해 형성되는 봉지재(40)와 반도체 칩(30)의 밀착성의 향상에 기여할 수 있다. 한편으로, 시아네이트 수지의 함유량은, 예를 들면 본 수지 조성물 전량에 대해 30 중량% 이하인 것이 바람직하고, 20 중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 시아네이트 수지의 함유량을 상기 상한값 이하로 함으로써, 본 수지 조성물을 이용해 형성되는 봉지재(40)의 내열성이나 내습성의 향상을 도모할 수 있다.It is preferable that it is 3 weight% or more, and, as for content of cyanate resin, it is more preferable that it is 5 weight% or more with respect to this resin composition whole quantity. By carrying out content of cyanate resin more than the said lower limit, the more effective low-linear expansion-ization and high elastic modulus-ization of the sealing material formed using this resin composition can be aimed at. Moreover, it can contribute to the improvement of the adhesiveness of the sealing
본 수지 조성물에는 경화촉진제를 함유시켜도 된다. 이 경화촉진제는 에폭시기와 경화제의 경화 반응을 촉진시키는 것이면 된다. 구체적으로는, 상기 경화촉진제로 1,8-디아자비시클로[5.4.0]운데센-7 등의 디아자비시클로알켄 및 그 유도체; 트리부틸아민, 벤질디메틸아민 등의 아민계 화합물; 2-메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물; 트리페닐포스핀, 메틸디페닐포스핀 등의 유기 포스핀류; 테트라페닐포스포늄·테트라페닐보레이트, 테트라페닐포스포늄·테트라벤조산산보레이트, 테트라페닐포스포늄·테트라나프토에산보레이트, 테트라페닐포스포늄·테트라나프토일옥시보레이트, 테트라페닐포스포늄·테트라나프틸옥시보레이트 등의 테트라 치환 포스포늄·테트라 치환 보레이트; 벤조퀴논을 부가한 트리페닐포스핀 등을 들 수 있다. 이들은 1 종류를 단독으로 이용해도 2 종류 이상을 조합시켜 이용해도 된다.You may make this resin composition contain a hardening accelerator. What is necessary is just that this hardening accelerator accelerates|stimulates the hardening reaction of an epoxy group and a hardening|curing agent. Specifically, as the curing accelerator, diazabicycloalkenes and derivatives thereof such as 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7; amine compounds such as tributylamine and benzyldimethylamine; imidazole compounds such as 2-methylimidazole; organic phosphines such as triphenylphosphine and methyldiphenylphosphine; Tetraphenylphosphonium/tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium/tetrabenzoic acid borate, tetraphenylphosphonium/tetranaphthoe acid borate, tetraphenylphosphonium/tetranaphthoyloxyborate, tetraphenylphosphonium/tetranaphthyl tetra-substituted phosphonium/tetra-substituted borates such as oxyborate; The triphenylphosphine etc. which added benzoquinone are mentioned. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
본 수지 조성물에는 상기 각 성분 이외에 필요에 따라 커플링제, 레벨링제, 착색제, 이형제, 저응력제, 감광제, 소포제, 자외선흡수제, 발포제, 산화방지제, 난연제 및 이온포착제 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 첨가물을 첨가해도 된다. 커플링제로는, 예를 들면 에폭시 실란 커플링제, 양이온성 실란 커플링제, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시 실란 등의 아미노실란 커플링제, γ-글리시독시프로필트리메톡시 실란 커플링제, 페닐아미노프로필트리메톡시 실란 커플링제, 메르캅토 실란 커플링제, 3-메르캅토프로필트리메톡시 실란 커플링제 등의 실란 커플링제, 티타네이트계 커플링제 및 실리콘 오일형 커플링제 등을 들 수 있다. 레벨링제로는 아크릴계 공중합물 등을 들 수 있다. 착색제로는 카본 블랙 등을 들 수 있다. 이형제로는 천연 왁스, 몬탄산 에스테르 등의 합성 왁스, 고급 지방산 혹은 그 금속 염류, 파라핀, 산화폴리에틸렌 등을 들 수 있다. 저응력제로는 실리콘 오일, 실리콘 고무, 부타디엔 및 아크릴로니트릴 및 적절한 다른 성분의 공중합체 등을 들 수 있다. 이온포착제로는 하이드로탈사이트 등을 들 수 있다. 난연제로는 수산화알루미늄 등을 들 수 있다.In the resin composition, in addition to the above components, if necessary, one or two selected from a coupling agent, a leveling agent, a colorant, a mold release agent, a low stress agent, a photosensitizer, an antifoaming agent, an ultraviolet absorber, a foaming agent, an antioxidant, a flame retardant, an ion trapping agent, etc. You may add more than types of additives. Examples of the coupling agent include an epoxy silane coupling agent, a cationic silane coupling agent, an aminosilane coupling agent such as N-phenyl-3-aminopropyl trimethoxy silane, and a γ-glycidoxypropyl trimethoxy silane coupling agent. and silane coupling agents such as phenylaminopropyltrimethoxysilane coupling agent, mercaptosilane coupling agent, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane coupling agent, titanate coupling agent, and silicone oil type coupling agent. An acrylic copolymer etc. are mentioned as a leveling agent. Carbon black etc. are mentioned as a coloring agent. Examples of the mold release agent include natural wax, synthetic wax such as montanic acid ester, higher fatty acid or its metal salt, paraffin, polyethylene oxide, and the like. Examples of the low stress agent include silicone oil, silicone rubber, butadiene and copolymers of acrylonitrile and other suitable components. Hydrotalcite etc. are mentioned as an ion scavenger. Aluminum hydroxide etc. are mentioned as a flame retardant.
＜반도체 장치의 제조 방법＞<Method for manufacturing semiconductor device>
본 실시형태에 관한 반도체 장치의 제조 방법은 상술한 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 준비하는 공정과, 준비한 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 이용해 반도체 칩(30) 또는 상기 반도체 칩(30)을 봉지하여 이루어지는 반도체 패키지와 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)를 봉지하는 공정을 포함하는 것이다.The manufacturing method of the semiconductor device which concerns on this embodiment comprises the process of preparing the epoxy resin composition for semiconductor sealing mentioned above, and sealing the
반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 이용해 봉지하는 반도체 칩(30)으로는, 예를 들면, 집적회로, 대규모 집적회로, 트랜지스터, 사이리스터, 다이오드, 고체 촬상 소자 등을 들 수 있다.As the
도 1은 본 실시형태에 관한 반도체 장치의 일례를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing an example of a semiconductor device according to the present embodiment.
도 1에 나타내는 반도체 장치는 기판(10) 상에 땜납 범프(20)를 통해 탑재한 반도체 칩(30)과 기판(10) 상에 땜납 범프(20)를 통해 이루어지는 표면 실장한 복수의 소자(50)를 상술한 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 경화체에 의해 형성된 봉지재(40)에 의해 봉지하여 이루어지는 것이다. 그리고, 도 1에 나타내는 반도체 장치에 있어서 반도체 칩(30)은 기판(10) 상에 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)를 통해 전기적으로 접속되어 있다.The semiconductor device shown in FIG. 1 includes a
본 실시형태에 관한 봉지재(40)는 본 수지 조성물을 이용해 반도체 칩(30)을 봉지함으로써 원하는 구조체(반도체 패키지)를 제작하고 나서(1차 봉지), 상기 구조체와 함께 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)를 봉지함으로써(2차 봉지) 형성된 것이라도 되고, 상술한 1차 봉지를 수행하는 일 없이 반도체 칩(30)과 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)를 일괄 봉지함으로써 형성된 것이라도 된다.The
이하, 본 수지 조성물을 이용한 봉지재(40)의 형성 방법의 일례에 대해, 우선은 과립상의 본 수지 조성물을 이용해 압축 성형함으로써 봉지재(40)를 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, about an example of the formation method of the sealing
우선, 압축 성형 금형의 상형(上型)과 하형(下型) 사이에 과립상의 본 수지 조성물이 수용된 수지 재료 공급 용기를 설치한다. 그 다음에, 봉지 대상물을 탑재한 기판(10)을 클램프, 흡착과 같은 고정 수단에 의해 압축 성형 금형의 상형과 하형의 한쪽에 고정한다. 이하에서는 봉지 대상물을 탑재한 측의 면이 수지 재료 공급 용기에 대면하도록 상기 기판(10)을 압축 성형 금형의 상형에 고정한 경우를 예로 들어 설명한다. 여기서, 상기 봉지 대상물로는 이하의 것을 들 수 있다. 제1 봉지 대상물은 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)와 땜납 범프(20)를 통해 기판(10) 상에 탑재되어 있는 반도체 칩(30)이다. 제2 봉지 대상물은 상기 제1 봉지 대상물을 본 수지 조성물을 이용해 봉지 성형함으로써 얻어진 구조체와 복수의 소자(50)를 포함하는 반도체 패키지이다. 제3 봉지 대상물은 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프(20)와 땜납 범프(20)를 통해 기판(10) 상에 탑재되어 있는 반도체 칩(30)과 함께 복수의 소자(50)를 포함하는 반도체 패키지이다.First, a resin material supply container in which the present granular resin composition is accommodated is installed between the upper and lower molds of the compression molding die. Then, the
다음에, 감압 하, 금형의 상형과 하형의 간격을 좁히면서, 수지 재료 공급 용기의 바닥면(底面)을 구성하는 셔터 등의 수지 재료 공급 기구에 의해, 칭량된 과립상의 본 수지 조성물을 하형이 구비하는 하형 캐비티 내에 공급한다. 이것에 의해, 과립상의 본 수지 조성물은 하형 캐비티 내에서 소정 온도로 가열되어 용융 상태로 된다. 그 다음에, 금형의 상형과 하형을 결합시킴으로써, 용융 상태의 본 수지 조성물을 상형에 고정된 기판(10)에 탑재된 봉지 대상물에 대해 갖다 대고 누른다. 이렇게 함으로써, 봉지 대상물과 기판(10) 사이의 영역을 용융 상태의 본 수지 조성물로 매립할 수 있다. 그 후, 금형의 상형과 하형을 결합시킨 상태를 유지하면서, 소정 시간을 들여 본 수지 조성물을 경화시킨다. 여기서, 압축 성형을 수행하는 경우에는 금형 내를 감압 하로 하면서 수지 봉지를 수행하는 것이 바람직하고, 진공 조건 하에서 수행하면 더욱 바람직하다. 이것에 의해, 봉지 대상물과 기판(10) 사이의 영역에 대해서는 본 수지 조성물의 미충전 부분을 남기지 않고 양호하게 충전할 수 있다.Next, the granular resin composition weighed by the resin material supply mechanism such as a shutter constituting the bottom surface of the resin material supply container, while narrowing the gap between the upper and lower molds of the mold under reduced pressure, is transferred to the lower mold. It is supplied in the provided lower mold cavity. Thereby, the present granular resin composition is heated to a predetermined temperature within the lower mold cavity to be in a molten state. Next, by bonding the upper and lower molds of the mold, the present resin composition in the molten state is pressed against the object to be sealed mounted on the
또, 과립상의 본 수지 조성물을 이용해 압축 성형하는 경우에서의 성형 온도는, 한정되는 것은 아니지만, 50∼250℃가 바람직하고, 50∼200℃가 더욱 바람직하며, 80∼180℃가 보다 더 바람직하다. 또, 성형 온도는 바람직하게는 50℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상이며, 또, 바람직하게는 250℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하이며, 보다 더 바람직하게는 180℃ 이하이다. 또, 성형 압력은, 한정되는 것은 아니지만, 0.5∼12 MPa인 것이 바람직하고, 1∼10 MPa이 더욱 바람직하다. 또, 성형 압력은 바람직하게는 0.5 MPa 이상이고, 더욱 바람직하게는 1 MPa 이상이며, 또, 바람직하게는 12 MPa 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 MPa 이하이다.Moreover, although the molding temperature in the case of compression molding using this granular resin composition is not limited, 50-250 degreeC is preferable, 50-200 degreeC is more preferable, 80-180 degreeC is still more preferable. . The molding temperature is preferably 50°C or higher, more preferably 80°C or higher, preferably 250°C or lower, still more preferably 200°C or lower, even more preferably 180°C or lower. . Moreover, although a shaping|molding pressure is not limited, It is preferable that it is 0.5-12 MPa, and 1-10 MPa is more preferable. Further, the molding pressure is preferably 0.5 MPa or more, more preferably 1 MPa or more, more preferably 12 MPa or less, and still more preferably 10 MPa or less.
성형 온도 및 압력을 상기 범위로 함으로써, 용융 상태의 수지 조성물이 충전되지 않는 부분이 발생하는 것과 봉지 대상물의 위치가 어긋나 버리는 것의 양쪽 모두를 방지할 수 있다.By making molding temperature and pressure into the said range, both that the part which is not filled with the resin composition of a molten state generate|occur|produces and that the position of a sealing object shifts can be prevented.
다음에, 본 수지 조성물을 이용해 봉지재(40)를 형성하는 방법의 일례에 대하여, 시트상의 본 수지 조성물을 이용해 압축 성형함으로써 봉지재(40)를 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다.Next, about an example of the method of forming the sealing
우선, 봉지 대상물을 탑재한 기판(10)을 클램프, 흡착과 같은 고정 수단에 의해 압축 성형 금형의 상형과 하형의 한쪽에 고정한다. 이하에서는 봉지 대상물을 탑재한 측의 면이 수지 재료 공급 용기에 대면하도록 상기 기판(10)을 압축 성형 금형의 상형에 고정한 경우를 예로 들어 설명한다.First, the
다음에, 금형의 상형에 고정한 봉지 대상물에 대응하는 위치가 되도록 금형 하형 캐비티 내에 시트상의 본 수지 조성물을 배치한다. 그 다음에, 감압 하, 금형의 상형과 하형의 간격을 좁힘으로써, 시트상의 본 수지 조성물은 하형 캐비티 내에서 소정 온도로 가열되어 용융 상태로 된다. 그 후, 금형의 상형과 하형을 결합시킴으로써, 용융 상태의 본 수지 조성물을 상형에 고정된 기판(10)에 탑재된 봉지 대상물에 대해 갖다 대고 누른다. 이렇게 함으로써, 봉지 대상물과 기판(10) 사이의 영역을 용융 상태의 본 수지 조성물로 매립할 수 있다. 그 후, 금형의 상형과 하형을 결합시킨 상태를 유지하면서, 소정 시간을 들여 본 수지 조성물을 경화시킨다. 여기서, 압축 성형을 수행하는 경우에는 금형 내를 감압 하로 하면서 수지 봉지를 수행하는 것이 바람직하고, 진공 조건 하에서 수행하면 더욱 바람직하다. 이것에 의해, 적어도 봉지 대상물과 기판(10) 사이의 영역에 대해서는 본 수지 조성물의 미충전 부분을 남기지 않고 양호하게 충전할 수 있다.Next, this resin composition in a sheet form is arrange|positioned in the mold lower mold|die cavity so that it may become a position corresponding to the sealing object fixed to the upper mold|die of a metal mold|die. Then, by narrowing the gap between the upper and lower molds of the mold under reduced pressure, the sheet-like resin composition is heated to a predetermined temperature in the lower mold cavity to be in a molten state. Thereafter, by bonding the upper and lower molds of the mold, the present resin composition in the molten state is pressed against the sealing object mounted on the
또, 시트상의 본 수지 조성물을 이용해 압축 성형하는 경우에서의 성형 온도는, 한정되는 것은 아니지만, 50∼250℃인 것이 바람직하고, 50∼200℃인 것이 더욱 바람직하며, 80∼180℃인 것이 보다 더 바람직하다. 또, 성형 온도는 바람직하게는 50℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 80℃ 이상이며, 또, 바람직하게는 250℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하이며, 보다 더 바람직하게는 180℃ 이하이다. 또, 성형 압력은, 한정되는 것은 아니지만, 0.5∼12 MPa인 것이 바람직하고, 1∼10 MPa인 것이 더욱 바람직하다. 또, 성형 압력은 바람직하게는 0.5 MPa 이상이고, 더욱 바람직하게는 1 MPa 이상이며, 또, 바람직하게는 12 MPa 이하이고, 더욱 바람직하게는 10 MPa 이하이다.Moreover, although the molding temperature in the case of compression molding using this sheet-like resin composition is not limited, It is preferable that it is 50-250 degreeC, It is more preferable that it is 50-200 degreeC, It is more preferable that it is 80-180 degreeC. more preferably. The molding temperature is preferably 50°C or higher, more preferably 80°C or higher, preferably 250°C or lower, still more preferably 200°C or lower, even more preferably 180°C or lower. . Moreover, although a shaping|molding pressure is not limited, It is preferable that it is 0.5-12 MPa, and it is more preferable that it is 1-10 MPa. Further, the molding pressure is preferably 0.5 MPa or more, more preferably 1 MPa or more, more preferably 12 MPa or less, and still more preferably 10 MPa or less.
성형 온도 및 압력을 상기 범위로 함으로써, 용융 상태의 수지 조성물이 충전되지 않는 부분이 발생하는 것과 반도체 소자의 위치가 어긋나 버리는 것의 양쪽 모두를 방지할 수 있다.By making molding temperature and pressure into the said range, both that the part which is not filled with the resin composition in a molten state generate|occur|produces and the position of a semiconductor element shift can be prevented.
아울러, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A deformation|transformation, improvement, etc. within the range which can achieve the objective of this invention are included in this invention.
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 기술하였지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 상기 이외의 여러가지 구성을 채용할 수도 있다.As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are illustrations of this invention, and various structures other than the above can also be employ|adopted.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention, this invention is not limited to these.
각 실시예 및 각 비교예에서 이용한 원료 성분을 하기에 나타낸다.The raw material components used in each Example and each comparative example are shown below.
(에폭시 수지)(epoxy resin)
· 에폭시 수지 1: 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지형 에폭시 수지(일본 화약사제, NC3000, 에폭시 당량 276 g/eq, 연화점 58℃)Epoxy resin 1: phenol aralkyl resin type epoxy resin having a biphenylene skeleton (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC3000, epoxy equivalent 276 g/eq, softening point 58° C.)
· 에폭시 수지 2: 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지형 에폭시 수지(일본 화약사제, NC3000L, 에폭시 당량 276 g/eq, 연화점 53℃)Epoxy resin 2: phenol aralkyl resin type epoxy resin having a biphenylene skeleton (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC3000L, epoxy equivalent 276 g/eq, softening point 53° C.)
· 에폭시 수지 3: 트리스(히드록시페닐)메탄형 에폭시 수지와 4,4'-비페놀형 에폭시 수지의 혼합물(미츠비시 화학사제, YL6677, 에폭시 당량 163 g/eq, 연화점 59℃)Epoxy resin 3: mixture of tris(hydroxyphenyl)methane type epoxy resin and 4,4'-biphenol type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, YL6677, epoxy equivalent 163 g/eq, softening point 59°C)
(경화제)(hardener)
· 경화제 1: 비페닐렌 골격을 갖는 페놀아랄킬 수지(메이와 화성사제, MEH-7851SS, 수산기 당량 203 g/eq, 연화점 65℃)Curing agent 1: phenol aralkyl resin having a biphenylene skeleton (Meiwa Chemical Co., Ltd., MEH-7851SS, hydroxyl equivalent 203 g/eq, softening point 65° C.)
· 경화제 2: 트리페놀메탄형 수지와 페놀노볼락 수지의 공중합체형 페놀 수지(에어·워터사제, HE910-20, 수산기 당량 101 g/eq, 연화점 88℃)· Hardener 2: Copolymer type phenolic resin of triphenolmethane type resin and phenol novolak resin (Air Water Corporation, HE910-20, hydroxyl equivalent 101 g/eq, softening point 88°C)
(경화촉진제)(curing accelerator)
· 경화촉진제 1: 하기 식 (1)로 표시되는 경화촉진제· Curing accelerator 1: Curing accelerator represented by the following formula (1)
· 경화촉진제 2: 하기 식 (2)로 표시되는 경화촉진제· Curing accelerator 2: Curing accelerator represented by the following formula (2)
(충전재)(filling)
· 충전재 1: 용융 구상 실리카(덴카사제, FB-5SDC, 평균 입경 d50: 4.5 ㎛)· Filler 1: Fused spherical silica (manufactured by Denka Corporation, FB-5SDC, average particle size d50: 4.5 µm)
· 충전재 2: 용융 구상 실리카(아드마텍스사제, SO-E2, 평균 입경 d50: 0.5 ㎛) 100 중량부를 믹서에 투입하고, 교반하면서 질소 기류 하에서 헥사메틸디실라잔 0.1 중량부를 분무 첨가해 처리한 후, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(신에츠 화학공업사제, KBM-403) 1 중량부를 분무 첨가해 얻은 처리 분체.Filler 2: 100 parts by weight of fused spherical silica (manufactured by Admatex, SO-E2, average particle diameter d50: 0.5 μm) was put into a mixer, and 0.1 parts by weight of hexamethyldisilazane was sprayed and treated under a nitrogen stream while stirring Then, a treated powder obtained by spraying 1 part by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
· 충전재 3: 용융 구상 실리카(아드마텍스사제, SO-E2, 평균 입경 d50: 0.5 ㎛) 100 중량부를 믹서에 투입하고, 교반하면서 질소 기류 하에서 헥사메틸디실라잔 0.1 중량부를 분무 첨가해 처리한 후, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란(신에츠 화학공업사제, KBM-573) 1 중량부를 분무 첨가해 얻은 처리 분체.Filler 3: 100 parts by weight of fused spherical silica (manufactured by Admatex, SO-E2, average particle diameter d50: 0.5 μm) was put into a mixer, and 0.1 parts by weight of hexamethyldisilazane was sprayed and treated under a nitrogen stream while stirring Then, 1 part by weight of N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-573) was added by spraying to the treated powder.
· 충전재 4: 용융 구상 실리카(아드마텍스사제, SO-E5, 평균 입경 d50: 1.6 ㎛)· Filler 4: Fused spherical silica (manufactured by Admatex, SO-E5, average particle size d50: 1.6 µm)
(이형제)(Release agent)
· 이형제 1: 카르나바 왁스(닛코 파인 프로덕츠사제, 닛코 카르나바)Release agent 1: Carnaba wax (manufactured by Nikko Fine Products, Nikko Carnaba)
· 이형제 2: 산화 폴리에틸렌 왁스(클라리언트 재팬사제, 리코 왁스 PED191)· Release agent 2: Oxidized polyethylene wax (manufactured by Clariant Japan, Ricoh Wax PED191)
(저응력제)(low stress agent)
· 저응력제 1: 하기 식 (3)으로 표시되는 실리콘 오일(토오레·다우 코닝사제, FZ-3730)· Low stress agent 1: Silicone oil represented by the following formula (3) (Toray Dow Corning Co., Ltd., FZ-3730)
· 저응력제 2: 양 말단에 카르복시기를 갖는 부타디엔과 아크릴로니트릴의 공중합체(피·티·아이·재팬사제, CTBN1008SP)· Low stress agent 2: a copolymer of butadiene having carboxyl groups at both terminals and acrylonitrile (P T I Japan Co., Ltd., CTBN1008SP)
· 저응력제 3: 부타디엔·아크릴로니트릴·2,3-에폭시프로필=메타크릴레이트·디비닐 벤젠 중합 화합물과 탈크의 혼합물(JSR사제, XER-81P)· Low stress agent 3: Butadiene · acrylonitrile · 2,3-epoxypropyl = methacrylate · A mixture of divinyl benzene polymerized compound and talc (manufactured by JSR, XER-81P)
(난연제)(flame retardant)
· 난연제 1: 수산화알루미늄(일본 경금속사제, BE043)· Flame retardant 1: Aluminum hydroxide (Japan Light Metals Co., BE043)
· 난연제 2: 수산화알루미늄(스미토모 화학사제, CL-303)· Flame retardant 2: aluminum hydroxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., CL-303)
(커플링제)(Coupling agent)
· 커플링제 1: N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란(토오레·다우 코닝사제, CF4083)· Coupling agent 1: N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning, CF4083)
· 커플링제 2: 3-메르캅토프로필트리메톡시실란(치소사제, GPS-M)· Coupling agent 2: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Chiso Corporation, GPS-M)
(그 외)(etc)
· 실리콘 오일: 카르복시 변성 폴리디메틸실록산(토오레·다우 코닝사제, F2-211-69)Silicone oil: carboxy-modified polydimethylsiloxane (Toray Dow Corning, F2-211-69)
· 착색제: 카본 블랙(미츠비시 화학사제, MA600)· Colorant: carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, MA600)
· 이온포착제: 마그네슘·알루미늄·하이드로 옥사이드·카보네이트·하이드레이트(공화화학사제, DHT-4H)· Ion scavenger: magnesium, aluminum, hydroxide, carbonate, hydrate
＜반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 조제＞<Preparation of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation>
각 실시예 및 비교예에 대하여, 다음과 같이 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 조제하였다. 우선, 표 1에 따라 배합된 각 원재료를 상온에서 믹서를 이용해 혼합한 후, 70∼100℃에서 롤 혼련하였다. 그 다음에, 얻어진 혼련물을 냉각한 후, 이것을 분쇄함으로써 분립상의 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 얻었다. 표 1 중에서의 각 성분의 상세는 상기와 같다. 또, 표 1 중의 단위는 중량%이다.About each Example and the comparative example, the epoxy resin composition for semiconductor sealing was prepared as follows. First, each raw material formulated according to Table 1 was mixed using a mixer at room temperature, and then roll kneaded at 70 to 100°C. Then, after cooling the obtained kneaded material, this was grind|pulverized, and the epoxy resin composition for semiconductor sealing in a granular form was obtained. The detail of each component in Table 1 is as above. In addition, the unit in Table 1 is weight%.
＜반도체 장치의 제작＞<Production of semiconductor device>
도 1에 나타내는 반도체 장치를 이하의 방법으로 제작하였다.The semiconductor device shown in FIG. 1 was produced by the following method.
우선, 반도체 칩(30)과 복수의 소자(50)가 전기적으로 접속하도록 탑재된 기판(10)을 스트립 기판으로서 제작하였다. 이러한 기판에 있어서, 상기 반도체 칩(30)은 범프 높이가 100 ㎛인 땜납 범프(20)를 통해 전기적으로 접속되어 있고, 상기 복수의 소자(50)는 땜납 범프를 통하는 일 없이 전기적으로 접속되어 있다. 다음에, 얻어진 스트립 기판을 금형 내에 배치하고, 성형기(TOWA사제, PMC1040)를 이용해 금형 온도 175℃, 주입 압력 9.8 MPa, 30초의 조건에서 얻어진 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 금형 내에 주입해 봉지 성형하였다. 그 다음에, 175℃, 120초간 경화 처리를 수행한 후, 성형기로부터 꺼내고, 175℃의 고온조(槽)에서 4시간의 포스트큐어 처리를 실시하였다. 그 후, 스트립 기판의 얼라이먼트에 따라 개편화함으로써 도 1에 나타내는 반도체 장치를 제작하였다. 다만, 비교예 2의 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 이용한 경우에만 봉지재(40)를 형성하지 못하여 원하는 반도체 장치를 얻을 수 없었다.First, the
얻어진 각 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물 및 각 반도체 장치에 대하여 하기에 나타내는 측정 및 평가를 수행하였다.The measurement and evaluation shown below were performed about each obtained epoxy resin composition for semiconductor sealing, and each semiconductor device.
· 260℃에서 측정한 경화물의 열시 탄성률: 경화물의 열시 탄성률은 JIS K-6911에 준하여 이하의 방법으로 측정하였다. 우선, 저압 트랜스퍼 성형기(코타키 세이키사제 「KTS-15」)를 이용해 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9 MPa, 경화 시간 120초로 봉지용 수지 조성물을 주입 성형하여 10 ㎜×4 ㎜×4 ㎜의 시험편을 얻었다. 그 다음에, 이 시험편을 DMA 측정 장치(세이코 인스트루먼트사제)를 이용한 3점 휨법에 의해 측정 온도 범위 0℃∼300℃, 5℃/분으로 승온 측정하여 260℃에서의 경화물의 열시 탄성률을 측정하였다. 아울러, 열시 탄성률의 단위는 MPa이다.· Thermal elastic modulus of the cured product measured at 260°C: The thermal elastic modulus of the cured product was measured in accordance with JIS K-6911 by the following method. First, using a low-pressure transfer molding machine ("KTS-15" manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), the resin composition for sealing was injection molded at a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 120 seconds, and a test piece of 10 mm × 4 mm × 4 mm got Then, this test piece was measured at a temperature increase of 0 ° C. to 300 ° C., 5 ° C./min. by a three-point bending method using a DMA measuring device (manufactured by Seiko Instruments), and the thermal elastic modulus of the cured product at 260 ° C. was measured. . In addition, the unit of the modulus of elasticity upon heat is MPa.
· 유리 전이 온도 및 선팽창 계수: 각 실시예 및 각 비교예에 대하여, 얻어진 봉지용 수지 조성물의 경화물의 유리 전이 온도(Tg), 선팽창 계수를 이하와 같이 측정하였다. 우선, 저압 트랜스퍼 성형기(코타키 세이키사제, KTS-15)를 이용해 금형 온도 175℃, 주입 압력 6.9 MPa, 경화 시간 120초로 봉지용 수지 조성물을 주입 성형하여 10 ㎜×4 ㎜×4 ㎜의 시험편을 얻었다. 그 다음에, 얻어진 시험편을 175℃, 4시간으로 후경화한 후, 열기계 분석 장치(세이코 전자공업사제, TMA100)를 이용하여 측정 온도 범위 0℃∼320℃, 승온 속도 5℃/분의 조건 하에서 측정을 수행하였다. 이 측정 결과로부터, 유리 전이 온도(Tg), 25℃ 이상 유리 전이 온도 이하에서의 선팽창 계수를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다. 아울러, 선팽창 계수의 단위는 ppm/℃이다.- Glass transition temperature and linear expansion coefficient: About each Example and each comparative example, the glass transition temperature (Tg) and linear expansion coefficient of the hardened|cured material of the obtained resin composition for sealing were measured as follows. First, using a low pressure transfer molding machine (manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd., KTS-15), the resin composition for sealing was injection molded at a mold temperature of 175° C., an injection pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 120 seconds, and a test piece of 10 mm × 4 mm × 4 mm was obtained. got it Then, after post-curing the obtained test piece at 175°C for 4 hours, using a thermomechanical analyzer (manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd., TMA100), the measurement temperature range is 0°C to 320°C, and the temperature rise rate is 5°C/min. Measurements were carried out under From this measurement result, the glass transition temperature (Tg) and the linear expansion coefficient in 25 degreeC or more and below the glass transition temperature were computed. A result is shown in Table 1. In addition, the unit of the coefficient of linear expansion is ppm/°C.
· 수지 조성물의 175℃에서의 용융 점도: 각 실시예 및 각 비교예의 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물에 관하여, 고화식(高化式) 플로우 테스터(시마즈 제작소사제, CFT-500)를 이용하여 175℃, 압력 40 ㎏f/㎠, 캐필러리 지름 0.5 ㎜의 조건에서 용융 점도를 측정하였다. 아울러, 용융 점도의 단위는 Pa·s이다.Melt viscosity at 175 ° C. of the resin composition: With respect to the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of each Example and each comparative example, 175 ° C. using a solidified flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation, CFT-500) , the melt viscosity was measured under the conditions of a pressure of 40 kgf/cm 2 and a capillary diameter of 0.5 mm. In addition, the unit of melt viscosity is Pa.s.
· 성형 후 땜납 플래시: 각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 반도체 장치에 대하여, 자동 연마기(Struers사제, Tegramin-25)를 이용해 기판(10)의 봉지재(40)가 형성되어 있지 않은 쪽의 면으로부터 연마함으로써, 상기 반도체 장치에서의 땜납 범프(20)의 형상을 확인하여 땜납 플래시의 유무를 평가하였다. 아울러, 본 실시예에서의 상기 땜납 플래시란, 얻어진 반도체 장치에 있어서 땜납 범프(20)의 용융 팽창에 의해 상기 땜납 범프(20)를 구성하는 재료가 비산하는 현상인 것을 가리킨다.· Solder flash after molding: For the semiconductor devices manufactured in each Example and each comparative example, using an automatic polishing machine (manufactured by Struers, Tegramin-25), the side on which the
· 보이드의 유무: 각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 반도체 장치에 대하여, 주사형 초음파 탐상기(SAT)를 이용하여 봉지재(40)의 내부에 보이드가 존재하고 있는지 아닌지 그 유무를 평가하였다.· Presence or absence of voids: For the semiconductor devices manufactured in each Example and each comparative example, the presence or absence of voids inside the
· 열시 휨: 우선, 각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 반도체 장치의 25℃에서의 패키지 휨량을 측정하였다. 그 다음에, 각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 반도체 장치를 Shadow moire(akrometrix사제)를 이용해 25℃로부터 260℃로 승온하여, 상기 반도체 장치의 260℃에서의 패키지 휨량을 측정하였다. 얻어진 반도체 장치의 열시 휨을 이하의 기준으로 평가하였다.· Thermal warpage: First, the amount of package warpage at 25°C of the semiconductor devices manufactured in each Example and each Comparative Example was measured. Then, the semiconductor device manufactured in each Example and each comparative example was heated from 25° C. to 260° C. using a shadow moire (manufactured by Akrometrix), and the amount of package warpage at 260° C. of the semiconductor device was measured. The heat warpage of the obtained semiconductor device was evaluated on the basis of the following criteria.
◎: 25℃에서의 패키지 휨량과 260℃에서의 패키지 휨량이 모두 50 ㎛ 미만이다.(double-circle): The package warp amount at 25 degreeC and the package warp amount at 260 degreeC both are less than 50 micrometers.
○: 25℃에서의 패키지 휨량과 260℃에서의 패키지 휨량이 모두 100 ㎛ 미만이다.(circle): The package warp amount at 25 degreeC and the package warpage amount at 260 degreeC both are less than 100 micrometers.
×: 적어도 25℃에서의 패키지 휨량과 260℃에서의 패키지 휨량의 어느 한쪽이 100 ㎛ 이상이다.x: Any one of the package warpage amount in at least 25 degreeC and the package warpage amount in 260 degreeC is 100 micrometers or more.
· 리플로우 후 땜납 플래시 및 리플로우 후 범프 변형: 우선, 각 실시예 및 각 비교예에서 제조한 반도체 장치를 30℃, 상대 습도 60%의 조건 하에서 192시간 방치하였다. 다음에, 이러한 반도체 장치를 JEDEC가 규정하는 리플로우 조건에 따라 260℃에서의 IR 리플로우 처리를 실시하였다. 그 후, 각 반도체 장치에 대하여 자동 연마기(Struers사제, Tegramin-25)를 이용하여 기판(10)의 봉지재(40)가 형성되어 있지 않은 쪽의 면으로부터 연마함으로써 상기 반도체 장치에서의 땜납 범프(20)의 형상을 확인하여, 리플로우 처리 후에서의 땜납 플래시의 유무 및 땜납 범프의 변형의 유무를 평가하였다.- Solder flash after reflow and bump deformation after reflow: First, the semiconductor devices manufactured in each Example and each comparative example were left to stand for 192 hours under conditions of 30° C. and 60% relative humidity. Next, this semiconductor device was subjected to IR reflow treatment at 260 DEG C in accordance with the reflow conditions prescribed by JEDEC. After that, each semiconductor device is polished from the side on which the sealing
상기 평가 항목에 관한 평가 결과를 이하의 표 1에 각 성분의 배합 비율과 함께 나타낸다.The evaluation result regarding the said evaluation item is shown with the compounding ratio of each component in Table 1 below.
상기 표 1로부터도 알 수 있는 것과 같이, 각 실시예의 반도체 장치는 모두 내리플로우성이 뛰어나고, 또한 260℃의 고온 조건 하에 있어서도 휨이 발생하기 어려워, 전기적 접속 신뢰성이 뛰어난 것이었다.As can be seen from Table 1 above, all of the semiconductor devices of each Example were excellent in reflow resistance, and warpage did not occur easily even under a high temperature condition of 260° C., and were excellent in electrical connection reliability.
또, 실시예 1∼6과 비교예 1∼4를 비교하면 알 수 있는 것과 같이, 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프를 통해 기판 상에 탑재된 반도체 칩을 구비하는 반도체 장치의 전기적 접속 신뢰성을 개선하기 위해서는 수지 조성물의 전량에 대한 충전재의 함유량과 260℃에서 측정한 상기 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률에 관한 조건을 모두 제어한 구성을 채용하는 것이 유용함을 알 수 있었다.Further, as can be seen by comparing Examples 1 to 6 with Comparative Examples 1 to 4, the electrical connection reliability of a semiconductor device having a semiconductor chip mounted on a substrate through solder bumps having a bump height of 100 µm or more is improved. In order to do this, it was found that it is useful to employ a configuration in which both the content of the filler with respect to the total amount of the resin composition and the conditions related to the thermal elastic modulus of the cured product of the resin composition measured at 260° C. are controlled.
이 출원은 2016년 4월 26일에 출원된 일본 출원 특원2016-087987호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시된 모두를 여기에 포함한다.This application claims priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2016-087987 for which it applied on April 26, 2016, and takes in all the indications here.
Claims (7)
에폭시 수지와,
페놀 수지 경화제와,
충전재를 포함하며,
상기 충전재의 함유량이 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 전량에 대해 75 중량% 이상 93 중량% 이하이고,
260℃에서 측정한 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 경화물의 열시 탄성률이 60 MPa 이상 500 MPa 이하이며,
25℃ 이상 유리 전이 온도(Tg) 이하의 온도 영역에서의 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 경화물의 선팽창 계수가 18 ppm/℃ 이하이고,
당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 175℃에서의 용융 점도가 2 Pa·s 이상 10 Pa·s 이하인 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물.An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation used to encapsulate a semiconductor chip or a semiconductor package formed by encapsulating the semiconductor chip, and a solder bump having a bump height of 100 μm or more, comprising:
epoxy resin;
a phenolic resin curing agent;
Including filling,
The content of the filler is 75% by weight or more and 93% by weight or less with respect to the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation,
The thermal elastic modulus of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation measured at 260° C. is 60 MPa or more and 500 MPa or less,
The coefficient of linear expansion of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation in a temperature region of 25° C. or more and glass transition temperature (Tg) or less is 18 ppm/° C. or less,
The epoxy resin composition for semiconductor sealing whose melt viscosity in 175 degreeC of the said epoxy resin composition for semiconductor sealing is 2 Pa.s or more and 10 Pa.s or less.
상기 에폭시 수지로부터 유래하는 에폭시기 수를 EP로 하고, 상기 페놀 수지 경화제로부터 유래하는 페놀성 수산기 수를 OH로 할 때, EP/OH의 값이 1 이상 2 이하인 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물.The method according to claim 1,
When the number of epoxy groups derived from the epoxy resin is EP, and the number of phenolic hydroxyl groups derived from the phenol resin curing agent is OH, the value of EP/OH is 1 or more and 2 or less The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
상기 에폭시 수지의 함유량이 당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 전량에 대해 3 중량% 이상 20 중량% 이하인 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물.The method according to claim 1,
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation whose content of the said epoxy resin is 3 weight% or more and 20 weight% or less with respect to the whole quantity of the said epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
당해 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물의 형태가 분립상, 과립상, 태블릿상 또는 시트상인 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물.The method according to claim 1,
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the form of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is a granular form, a granular form, a tablet form or a sheet form.
상기 반도체 봉지용 에폭시 수지 조성물을 이용하여 반도체 칩 또는 상기 반도체 칩을 봉지하여 이루어지는 반도체 패키지와 범프 높이가 100 ㎛ 이상인 땜납 범프를 봉지하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.With the process of preparing the epoxy resin composition for semiconductor sealing in any one of Claims 1 and 4-6,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: sealing a semiconductor chip or a semiconductor package formed by sealing the semiconductor chip using the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation; and a solder bump having a bump height of 100 µm or more.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016087987A JP6880567B2 (en) | 2016-04-26 | 2016-04-26 | Manufacturing method of epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
| JPJP-P-2016-087987 | 2016-04-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170122120A KR20170122120A (en) | 2017-11-03 |
| KR102408026B1 true KR102408026B1 (en) | 2022-06-14 |
Family
ID=60237380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170050474A KR102408026B1 (en) | 2016-04-26 | 2017-04-19 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and method for producing semiconductor device |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6880567B2 (en) |
| KR (1) | KR102408026B1 (en) |
| CN (1) | CN107400334A (en) |
| TW (1) | TWI796293B (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018024832A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-15 | 住友ベークライト株式会社 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
| JP2019099726A (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 住友ベークライト株式会社 | Epoxy resin and electronic apparatus |
| KR102244206B1 (en) * | 2017-12-06 | 2021-04-26 | 스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤 | Epoxy resin composition and electronic device |
| WO2019229961A1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | 日立化成株式会社 | Compound, molded body and electronic component |
| JP7158184B2 (en) * | 2018-06-28 | 2022-10-21 | 日東電工株式会社 | Sealing sheet and method for producing electronic element device |
| KR102506974B1 (en) * | 2018-07-31 | 2023-03-07 | 교세라 가부시키가이샤 | Resin composition for sealing flake shape, and semiconductor device |
| JP7230936B2 (en) * | 2021-01-06 | 2023-03-01 | 住友ベークライト株式会社 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and method for manufacturing semiconductor device |
| CN113265211A (en) * | 2021-05-13 | 2021-08-17 | 苏州震坤科技有限公司 | Encapsulation resin for reducing encapsulation delamination and encapsulation method thereof |
| KR102571498B1 (en) | 2021-09-28 | 2023-08-28 | 주식회사 케이씨씨 | Epoxy resin compositions for molding |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002080696A (en) * | 2000-06-28 | 2002-03-19 | Hitachi Chem Co Ltd | Sealing epoxy resin molding material and electronic part device |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3594489B2 (en) | 1998-07-03 | 2004-12-02 | 京セラケミカル株式会社 | Method for manufacturing resin-encapsulated electronic component |
| JP4047613B2 (en) * | 2002-03-29 | 2008-02-13 | 住友ベークライト株式会社 | Liquid sealing resin and semiconductor device using the same |
| JP4336499B2 (en) | 2003-01-09 | 2009-09-30 | Ｔｏｗａ株式会社 | Resin sealing molding method and apparatus for electronic parts |
| JP4474113B2 (en) * | 2003-04-07 | 2010-06-02 | 日立化成工業株式会社 | Solid epoxy resin molding material for sealing and semiconductor device |
| CN100462402C (en) * | 2004-04-30 | 2009-02-18 | 日东电工株式会社 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, semiconductor device using the same, and process for producing semiconductor device |
| JP4421939B2 (en) * | 2004-05-13 | 2010-02-24 | 日東電工株式会社 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same |
| JP2006216899A (en) | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Kyocera Chemical Corp | Molding material for compression molding and resin-sealed semiconductor device |
| JP6135991B2 (en) * | 2012-10-11 | 2017-05-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Epoxy resin inorganic composite sheet for sealing |
| JP2014210880A (en) * | 2013-04-19 | 2014-11-13 | 日東電工株式会社 | Thermosetting resin composition and method for manufacturing semiconductor device |
-
2016
- 2016-04-26 JP JP2016087987A patent/JP6880567B2/en active Active
-
2017
- 2017-04-07 TW TW106111628A patent/TWI796293B/en active
- 2017-04-19 KR KR1020170050474A patent/KR102408026B1/en active IP Right Grant
- 2017-04-25 CN CN201710280186.4A patent/CN107400334A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002080696A (en) * | 2000-06-28 | 2002-03-19 | Hitachi Chem Co Ltd | Sealing epoxy resin molding material and electronic part device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6880567B2 (en) | 2021-06-02 |
| JP2017197620A (en) | 2017-11-02 |
| TWI796293B (en) | 2023-03-21 |
| KR20170122120A (en) | 2017-11-03 |
| TW201809126A (en) | 2018-03-16 |
| CN107400334A (en) | 2017-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102408026B1 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and method for producing semiconductor device | |
| JP7230936B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and method for manufacturing semiconductor device | |
| US20110147954A1 (en) | Semiconductor device, and resin composition used for semiconductor device | |
| KR102340215B1 (en) | Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device, and semiconductor device | |
| JP2017179185A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device | |
| JP2002097257A (en) | Liquid epoxy-resin composition and apparatus for semiconductor | |
| JP2004300431A (en) | Semiconductor sealing resin composition and semiconductor device using the same | |
| US20150021763A1 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor apparatus prepared using the same | |
| JP2022008598A (en) | Resin composition for sealing and semiconductor device | |
| JP2014133830A (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and single-sided encapsulation type semiconductor device | |
| JP2019026715A (en) | Epoxy resin composition for collectively sealing, electronic device and method for manufacturing the same | |
| JP2009057575A (en) | Liquid epoxy resin composition and electronic component device | |
| JP7155502B2 (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ENCLOSURE RESIN COMPOSITION | |
| JP2005026447A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| WO2022118749A1 (en) | Resin composition for sealing and semiconductor device | |
| JP2019151691A (en) | Resin composition for encapsulation and power module | |
| JP7255227B2 (en) | Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device | |
| KR102435734B1 (en) | Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device | |
| KR102659602B1 (en) | An epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and a semicondoctor encapsulated using the same | |
| KR100529257B1 (en) | Epoxy Resin Composition for Packaging Semiconductor Device | |
| JP2018168217A (en) | Resin composition for encapsulation, and semiconductor device based on the same | |
| JP2017128657A (en) | Sealing epoxy resin composition, and semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| KR20170079115A (en) | Epoxy Resin Composition for Sealing Semiconductor | |
| KR20210078942A (en) | Epoxy Resin Composition for Encapsulating Semiconductor Device and Semiconductor Device Encapsulated Using the Same | |
| KR20210115350A (en) | Epoxy Resin Composition for Encapsulating Semiconductor Device and Semiconductor Device Encapsulated Using the Same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |