JP2002194061A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition and semiconductor deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体などの電子
部品の封止樹脂材料として使用されるエポキシ樹脂組成
物、およびこれを用いた半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition used as a sealing resin material for electronic parts such as semiconductors, and a semiconductor device using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体などの電子部品を熱硬
化性樹脂を用いて封止することが広く行われている。こ
のような封止樹脂材料には、耐リフロー性に優れるこ
と、パッケージの反りが少ないことなどが要求され、一
般に、エポキシ樹脂をベースとし、これに硬化剤や硬化
促進剤、さらにはシリカ粉末のような充填剤や顔料など
を配合した組成物が使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, it has been widely practiced to seal electronic parts such as semiconductors using a thermosetting resin. Such a sealing resin material is required to have excellent reflow resistance and a small warpage of the package, and is generally based on an epoxy resin, and a curing agent, a curing accelerator, and a silica powder. Compositions containing such fillers and pigments are used.
【０００３】ところで、近年、半導体集積回路の分野に
おいては、チップの高集積化に伴い大型化・多極化が進
む一方、パッケージは、携帯情報通信機器を中心に小型
化・軽量化の要求がますます強まっており、それに伴
い、表面実装型のＢＧＡ（BallGrid Array）型パッケー
ジが注目されてきている。Meanwhile, in recent years, in the field of semiconductor integrated circuits, the size and the number of poles have been increased with the increase in the degree of integration of chips, while the demand for smaller and lighter packages has been increasing, mainly for portable information communication devices. Accordingly, a surface-mounted BGA (Ball Grid Array) type package has been receiving attention.
【０００４】これは、ＢＧＡ型パッケージでは、アウタ
ーリードがパッケージ下面にエリアアレイ状に配置され
ているため、例えばＱＦＰ（Quad Flat Package）のよ
うに、アウターリードがパッケージ周辺に配列されてい
るタイプのものに比べ、より多極化を図ることができる
（電極数が同じ場合には、リードピッチをより大きく確
保することができるため、ソルダリングの信頼性を向上
させることができる）からである。This is because, in a BGA type package, the outer leads are arranged in an area array on the lower surface of the package, so that the outer leads are arranged around the package such as a QFP (Quad Flat Package). This is because the number of electrodes can be increased as compared with the case where the number of electrodes is the same (when the number of electrodes is the same, a larger lead pitch can be secured, so that the reliability of soldering can be improved).
【０００５】しかしながら、このＢＧＡ型パッケージ
は、片面封止構造であるため、従来の封止樹脂材料で
は、パッケージの反りが大きくなるという問題があっ
た。このため、パッケージの反りがより少なく、かつ、
耐リフロー性にも優れたエポキシ樹脂組成物が要求され
てきている。However, since the BGA type package has a single-sided sealing structure, the conventional sealing resin material has a problem that the package warp is increased. For this reason, package warpage is less and
An epoxy resin composition having excellent reflow resistance has been required.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
に比べパッケージの反りが少ないうえ、耐リフロー性に
優れたエポキシ樹脂組成物の要求がある。しかしなが
ら、未だそのようなものは得られていない。As described above, there is a need for an epoxy resin composition having less warpage of the package and excellent reflow resistance as compared with the prior art. However, such a thing has not yet been obtained.
【０００７】本発明はこのような従来の事情に鑑みてな
されたもので、パッケージの反りが少ないうえ、耐リフ
ロー性に優れたエポキシ樹脂組成物、およびそれを用い
た半導体装置を提供することを目的とする。[0007] The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and provides an epoxy resin composition having a small package warpage and excellent reflow resistance, and a semiconductor device using the same. Aim.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、特定量の無機
充填剤と特定量のエポキシ化ジエン系ブロック共重合体
を併用することによって、上記目的を達成できることを
見出し、本発明を完成したものである。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have used a specific amount of an inorganic filler and a specific amount of an epoxidized diene-based block copolymer in combination. As a result, they have found that the above object can be achieved, and have completed the present invention.
【０００９】すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物
は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、
（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤および（Ｅ）エポ
キシ化ジエン系ブロック共重合体を必須成分とし、組成
物全体に対して前記（Ｄ）の無機充填剤を60〜93重量
％、前記（Ｅ）のエポキシ化ジエン系ブロック共重合体
を0.05〜10重量％の割合で含有してなること特徴として
いる。That is, the epoxy resin composition of the present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) a phenol resin,
(C) A curing accelerator, (D) an inorganic filler and (E) an epoxidized diene-based block copolymer are essential components, and the inorganic filler of (D) is 60 to 93% by weight based on the whole composition. And the epoxidized diene-based block copolymer (E) in a proportion of 0.05 to 10% by weight.
【００１０】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
特定量の無機充填剤と特定量のエポキシ化ジエン系ブロ
ック共重合体を併用したことにより、樹脂組成物の高い
ガラス転移温度を保持したまま熱膨張係数が低減され、
熱特性と低応力性が向上する。その結果、パッケージの
反り量が少なくなるとともに、耐リフロー性に優れたも
のとなる。[0010] In the epoxy resin composition of the present invention,
By using a specific amount of the inorganic filler and a specific amount of the epoxidized diene-based block copolymer, the coefficient of thermal expansion is reduced while maintaining a high glass transition temperature of the resin composition,
Thermal properties and low stress properties are improved. As a result, the amount of warpage of the package is reduced, and the package is excellent in reflow resistance.
【００１１】本発明において、（Ｅ）エポキシ化ジエン
系ブロック共重合体は、請求項２に記載したように、エ
ポキシ当量が320〜8000であることが好ましい。In the present invention, the epoxidized diene-based block copolymer (E) preferably has an epoxy equivalent of 320 to 8000, as described in claim 2.
【００１２】本発明の半導体装置は、上記した本発明の
エポキシ樹脂組成物の硬化物によって、半導体チップが
封止されてなることを特徴としている。A semiconductor device according to the present invention is characterized in that a semiconductor chip is sealed with a cured product of the above-described epoxy resin composition of the present invention.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明のエポキシ樹脂組成物は、（Ａ）エ
ポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進
剤、（Ｄ）無機充填剤および（Ｅ）エポキシ化ジエン系
ブロック共重合体を必須成分とするものである。Embodiments of the present invention will be described below. The epoxy resin composition of the present invention comprises (A) an epoxy resin, (B) a phenolic resin, (C) a curing accelerator, (D) an inorganic filler, and (E) an epoxidized diene-based block copolymer as essential components. Is what you do.
【００１４】（Ａ）のエポキシ樹脂は、分子中にエポキ
シ基を有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般をい
い、分子構造、分子量などに制限されることなく一般に
使用されているものを広く用いることができる。具体的
には、ビスフェノール型芳香族系、シクロヘキサン誘導
体等のエポキシ化によって得られる脂環族系の他、下記
一般式［Ｉ］で示されるエポキシノボラック型、下記一
般式［II］で示されるビフェニル型、下記一般式［II
I］で示されるジシクロペンタジエン型、下記一般式［I
V］で示されるナフタレン型、下記一般式［Ｖ］や［V
I］等で示される多官能型等のエポキシ樹脂が挙げられ
る。本発明においては、なかでもビフェニル型エポキシ
樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂および多官能型エポキ
シ樹脂の使用が好ましく、多官能型エポキシ樹脂の使用
がより好ましい。なお、これらのエポキシ樹脂は、1種
を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用して
もよい。The epoxy resin (A) refers to all monomers, oligomers and polymers having an epoxy group in the molecule, and generally used ones are not limited by the molecular structure and molecular weight. . Specifically, bisphenol-type aromatic compounds, alicyclic compounds obtained by epoxidation of cyclohexane derivatives and the like, epoxy novolac type represented by the following general formula [I], and biphenyl represented by the following general formula [II] Type, the following general formula [II
A dicyclopentadiene type represented by the following general formula [I]
V], a naphthalene type represented by the following general formula [V] or [V
I] and the like. In the present invention, it is preferable to use a biphenyl type epoxy resin, a naphthalene type epoxy resin and a polyfunctional type epoxy resin, and it is more preferable to use a polyfunctional type epoxy resin. These epoxy resins may be used alone or in a combination of two or more.
【００１５】[0015]
【化１】 （但し、式中、ｎは0または1以上の整数を表す。）Embedded image (However, in the formula, n represents 0 or an integer of 1 or more.)
【化２】 （但し、式中、Ｒ1〜Ｒ4は水素原子または炭素数1〜20
のアルキル基を表す。これらは同一であっても異なって
いてもよい。ｎは0または1以上の整数を表す。）Embedded image (Wherein, R 1 to R 4 are a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms)
Represents an alkyl group. These may be the same or different. n represents 0 or an integer of 1 or more. )
【化３】 （但し、式中、ｎは0または1以上の整数を表す。）Embedded image (However, in the formula, n represents 0 or an integer of 1 or more.)
【化４】 Embedded image
【化５】 （但し、式中、Ｒ1〜Ｒ4は水素原子または炭素数1〜20
のアルキル基を表す。これらは同一であっても異なって
いてもよい。ｎは0または1以上の整数を表す。）Embedded image (Wherein, R 1 to R 4 are a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms)
Represents an alkyl group. These may be the same or different. n represents 0 or an integer of 1 or more. )
【化６】 （但し、式中、Ｒ1〜Ｒ3は水素原子または炭素数1〜20
のアルキル基を表す。これらは同一であっても異なって
いてもよい。ｎは0または1以上の整数を表す。）Embedded image (Wherein, R1 to R3 represent a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms)
Represents an alkyl group. These may be the same or different. n represents 0 or an integer of 1 or more. )
【００１６】（Ｂ）のフェノール樹脂は、硬化剤として
配合されるものであり、（Ａ）のエポキシ樹脂のエポキ
シ基と反応し得るフェノール性水酸基を分子中に2個以
上有するものであれば、特に制限されることなく使用さ
れる。具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾ
ールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノ
ール樹脂、パラキシレン変性フェノール樹脂、フェノー
ル類とベンズアルデヒド、ナフチルアルデヒド等との縮
合物、トリフェノールメタン化合物、下記一般式［VI
I］で示すようなトリス（ヒドロキシフェニル）アルカ
ンベースの化合物等が挙げられる。本発明においては、
なかでも、水酸基当量が150以下のものが好ましく、水
酸基当量が130以下のものがさらに好ましい。また、特
に厳しい寸法安定性が要求される場合には、下記一般式
［VIII］で示されるフェノール樹脂の使用が好ましい。The phenolic resin (B) is blended as a curing agent, and has two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule that can react with the epoxy group of the epoxy resin (A). Used without any particular restrictions. Specifically, phenol novolak resins, cresol novolak resins, dicyclopentadiene-modified phenol resins, para-xylene-modified phenol resins, condensates of phenols with benzaldehyde, naphthyl aldehyde, etc., triphenolmethane compounds, the following general formula [VI
I], and tris (hydroxyphenyl) alkane-based compounds. In the present invention,
Among them, those having a hydroxyl equivalent of 150 or less are preferable, and those having a hydroxyl equivalent of 130 or less are more preferable. When particularly strict dimensional stability is required, use of a phenol resin represented by the following general formula [VIII] is preferred.
【００１７】[0017]
【化７】 （但し、式中、Ｒ1〜Ｒ4は水素原子または炭素数1〜20
のアルキル基を表す。これらは同一であっても異なって
いてもよい。ｎは0または1以上の整数を表す。）Embedded image (Wherein, R 1 to R 4 are a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms)
Represents an alkyl group. These may be the same or different. n represents 0 or an integer of 1 or more. )
【化８】 （但し、式中、Ｒ1〜Ｒ5は水素原子または炭素数1〜20
のアルキル基を表す。これらは同一であっても異なって
いてもよい。ｎは0または1以上の整数を表す。）なお、
これらのフェノール樹脂は、1種を単独で使用してもよ
く、2種以上を混合して使用してもよい。この（Ｂ）の
フェノール樹脂は、未反応成分を少なくするという観点
から、水酸基／（Ａ）のエポキシ樹脂が有するエポキシ
基（当量比）が0.7〜1.3となる量を配合することが好ま
しい。Embedded image (Wherein, R1 to R5 represent a hydrogen atom or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms)
Represents an alkyl group. These may be the same or different. n represents 0 or an integer of 1 or more. )
These phenolic resins may be used alone or as a mixture of two or more. From the viewpoint of reducing unreacted components, the phenol resin (B) is preferably blended in such an amount that the epoxy group (equivalent ratio) of the hydroxyl group / (A) epoxy resin is 0.7 to 1.3.
【００１８】（Ｃ）の硬化促進剤は、エポキシ樹脂同
士、またはエポキシ樹脂と（Ｂ）のフェノール樹脂との
反応を促進する作用を有するものであれば、特に限定さ
れるものではない。具体的には、1,8-ジアザビシクロ
[5,4,0]ウンデセン-7（ＤＢＵ）、トリエチレンジアミ
ン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、
ジメチルアミノエタノール、トリス（ジメチルアミノメ
チル）フェノール等の3級アミン類、2-メチルイミダゾ
ール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル
イミダゾール等のイミダゾール類、トリブチルホスフィ
ン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等
の有機ホスフィン類、テトラフェニルホスホニウムテト
ラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフ
ェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩等が挙げら
れる。これらは単独または2種以上混合して使用するこ
とができる。本発明においては、なかでもイミダゾール
類の使用が好ましい。The curing accelerator (C) is not particularly limited as long as it has an action of accelerating the reaction between epoxy resins or between the epoxy resin and the phenol resin (B). Specifically, 1,8-diazabicyclo
[5,4,0] undecene-7 (DBU), triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine,
Tertiary amines such as dimethylaminoethanol and tris (dimethylaminomethyl) phenol; imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole; tributylphosphine; diphenylphosphine; triphenylphosphine And the like, and tetraphenylboron salts such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate and triphenylphosphine tetraphenylborate. These can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, the use of imidazoles is particularly preferred.
【００１９】（Ｄ）の無機充填剤としては、溶融シリ
カ、結晶シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、
チタンホワイト、ベンガラ、炭化珪素、窒化ホウ素等の
粉末、これらを球形化したビーズ、単結晶繊維、ガラス
繊維などが挙げられる。これらは単独または2種以上混
合して使用することができる。本発明においては、これ
らのなかでも、最大径が100μｍ以下のものが適してお
り、最大径が75μｍ以下であるとさらに好ましい。最大
径が100μｍを越えると狭部への充填が困難になるな
ど、成形性が低下するようになる。As the inorganic filler (D), fused silica, crystalline silica, alumina, talc, calcium carbonate,
Powders such as titanium white, red iron oxide, silicon carbide, boron nitride, and the like, spherical beads, single crystal fibers, glass fibers, and the like can be given. These can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, among these, those having a maximum diameter of 100 μm or less are suitable, and those having a maximum diameter of 75 μm or less are more preferable. If the maximum diameter exceeds 100 μm, the moldability will decrease, such as difficulty in filling narrow portions.
【００２０】この（Ｄ）の無機充填剤は、硬化物の熱膨
張係数、熱伝導率、吸水性、弾性率などの特性を改善、
向上させる目的で配合されるもので、その配合量は、組
成物全体の60〜93重量％、好ましくは70〜92重量％の範
囲である。配合量が60重量％未満では、前記の熱膨張係
数などの特性を改善、向上させる効果が小さく、逆に配
合量が93重量％を越えると、組成物の流動性が低下し、
成形性に乏しくなって実用が困難になる。The inorganic filler (D) improves properties such as thermal expansion coefficient, thermal conductivity, water absorption, and elastic modulus of the cured product.
It is added for the purpose of improvement, and its amount is in the range of 60 to 93% by weight, preferably 70 to 92% by weight of the whole composition. If the amount is less than 60% by weight, the effect of improving and improving the properties such as the coefficient of thermal expansion is small, and if the amount exceeds 93% by weight, the fluidity of the composition decreases,
Poor moldability makes practical use difficult.
【００２１】（Ｅ）のエポキシ化ジエン系ブロック共重
合体は、ジエン系ブロック共重合体をエポキシ化して得
られたものである。The epoxidized diene-based block copolymer (E) is obtained by epoxidizing a diene-based block copolymer.
【００２２】ジエン系ブロック共重合体は、ビニル芳香
族化合物を主体とする重合体ブロックと、共役ジエン化
合物を主体とする重合体ブロックからなるブロック共重
合体であり、ビニル芳香族化合物としては、スチレン、
α-メチルスチレン、ビニルトルエン、p-第３級ブチル
スチレン、ジビニルベンゼン、p-メチルスチレン、1,1-
ジフェニルスチレン等が挙げられ、なかでも、スチレン
が好ましい。また、共役ジエン化合物としては、ブタジ
エン、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-
1,3-ブタジエン、ピペリレン、3-ブチル-1,3-オクタジ
エン、フェニル-1,3-ブタジエン等が挙げられ、なかで
も、ブタジエン、イソプレン,またはこれらの組み合わ
せが好ましい。The diene-based block copolymer is a block copolymer composed of a polymer block mainly composed of a vinyl aromatic compound and a polymer block mainly composed of a conjugated diene compound. styrene,
α-methylstyrene, vinyltoluene, p-tertiary butylstyrene, divinylbenzene, p-methylstyrene, 1,1-
Examples include diphenylstyrene, and among them, styrene is preferred. As the conjugated diene compound, butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-
Examples thereof include 1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, and phenyl-1,3-butadiene, and among them, butadiene, isoprene, and a combination thereof are preferable.
【００２３】ジエン系ブロック共重合体は、上記したよ
うなビニル芳香族化合物の少なくとも1種と共役ジエン
化合物の少なくとも1種とをリチウム触媒等の存在下、
不活性溶媒中で反応させることにより得ることができ
る。The diene-based block copolymer is prepared by subjecting at least one of the above-mentioned vinyl aromatic compounds and at least one of the conjugated diene compounds to the presence of a lithium catalyst or the like.
It can be obtained by reacting in an inert solvent.
【００２４】本発明において、ジエン系ブロック共重合
体は、特に、ビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物の
重量比が5：95〜70：30であることが好ましく、重量比
が10：90〜60：40であるとさらに好ましい。In the present invention, the diene-based block copolymer preferably has a weight ratio of the vinyl aromatic compound to the conjugated diene compound of 5:95 to 70:30, and a weight ratio of 10:90 to 60:30. : 40 is more preferable.
【００２５】また、ジエン系ブロック共重合体は、数平
均分子量が5,000〜1,000,000で、重量平均分子量（Ｍ
ｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が10
以下のものであることが好ましく、数平均分子量が10,0
00〜800,000で、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子
量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が2以下であるとさら
に好ましい。なお、分子構造は、直鎖状、分岐状、放射
状など、特に制限されるものではない。The diene block copolymer has a number average molecular weight of 5,000 to 1,000,000 and a weight average molecular weight (M
w) and the number average molecular weight (Mn) of (Mw / Mn) is 10
It is preferable that the number average molecular weight is 10,0
It is more preferable that the ratio (Mw / Mn) of the weight-average molecular weight (Mw) to the number-average molecular weight (Mn) is 2 or less. The molecular structure is not particularly limited, such as linear, branched, or radial.
【００２６】（Ｅ）のエポキシ化ジエン系ブロック共重
合体は、上記のようなジエン系ブロック共重合体を、ハ
イドロパーオキサイド類、過酸類等のエポキシ化剤と、
不活性溶媒中で反応させることにより得ることができ
る。過酸類としては、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸等が
挙げられる。ハイドロパーオキサイド類を使用する場
合、タングステン酸と苛性ソーダの混合物を過酸化水素
と、有機酸を過酸化水素と、あるいはモリブデンヘキサ
カルボニルをt-ブチルハイドロパーオキサイドと併用し
て触媒効果を得ることができる。ここで使用するエポキ
シ化剤の量は、その種類や所望するエポキシ化度、ま
た、ジエン系ブロック共重合体の種類などによって適宜
定められる。また、生成されたエポキシ化ジエン系ブロ
ック共重合体の溶媒からの単離は、貧溶媒で沈殿させる
方法、重合体を熱水中に撹拌下で投入し溶媒を蒸留除去
する方法、溶媒を直接除去する直接脱溶媒法などを用い
ることができる。The epoxidized diene-based block copolymer (E) is obtained by adding the above-mentioned diene-based block copolymer to an epoxidizing agent such as hydroperoxides and peracids;
It can be obtained by reacting in an inert solvent. The peracids include formic acid, peracetic acid, perbenzoic acid and the like. When using hydroperoxides, a catalytic effect can be obtained by using a mixture of tungstic acid and caustic soda with hydrogen peroxide, an organic acid with hydrogen peroxide, or molybdenum hexacarbonyl with t-butyl hydroperoxide. it can. The amount of the epoxidizing agent used here is appropriately determined depending on the type, the desired degree of epoxidation, the type of the diene block copolymer, and the like. In addition, isolation of the resulting epoxidized diene-based block copolymer from a solvent can be performed by a method of precipitating with a poor solvent, a method of throwing the polymer into hot water with stirring and distilling off the solvent, or a method of directly dissolving the solvent. A direct desolvation method or the like for removal can be used.
【００２７】本発明においては、特にエポキシ当量が32
0〜8000のエポキシ化ジエン系ブロック共重合体の使用
が好ましい。具体的には、ダイセル工業社製のエポフレ
ンド（商品名）が好ましく使用される。In the present invention, in particular, the epoxy equivalent is 32.
Use of 0 to 8000 epoxidized diene block copolymers is preferred. Specifically, Epo Friend (trade name) manufactured by Daicel Industries, Ltd. is preferably used.
【００２８】また、その配合量は、組成物全体の0.05〜
10重量％、好ましくは0.1〜5重量％の範囲である。配合
量が0.05重量％未満では、パッケージ反り量を低減する
効果および耐リフロー性を向上させる効果が小さく、逆
に配合量が10重量％を越えると、成形性、金型汚れ性、
信頼性などが不良となる。The amount of the composition is 0.05 to 0.05% of the whole composition.
It is in the range of 10% by weight, preferably 0.1-5% by weight. If the compounding amount is less than 0.05% by weight, the effect of reducing the amount of package warpage and the effect of improving reflow resistance are small. Conversely, if the compounding amount exceeds 10% by weight, moldability, mold fouling,
Reliability and the like become poor.
【００２９】本発明のエポキシ樹脂組成物には、以上の
各成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種
の組成物に一般に配合される、三酸化アンチモン、リン
化合物、ブロム化エポキシ等の難燃剤、カーボンブラッ
ク、コバルトブルー等の着色剤、エポキシシラン、アミ
ノシラン、アルキルシラン、ビニルシラン等のシランカ
ップリング剤、アルキルチタネート等の表面処理剤、合
成ワックス、天然ワックス等の離型剤、ハロゲントラッ
プ剤を必要に応じて配合することができる。The epoxy resin composition of the present invention contains, in addition to the above components, antimony trioxide, a phosphorus compound, and a brominated compound which are generally blended with such a composition within a range not to impair the effects of the present invention. Flame retardants such as epoxy, coloring agents such as carbon black and cobalt blue, silane coupling agents such as epoxy silane, amino silane, alkyl silane and vinyl silane, surface treatment agents such as alkyl titanate, release agents such as synthetic wax and natural wax And a halogen trapping agent can be blended as required.
【００３０】本発明のエポキシ樹脂組成物を封止材料と
して調製するにあたっては、（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機
充填剤、（Ｅ）エポキシ化ジエン系ブロック共重合体、
および前述した必要に応じて配合される成分をミキサー
などによって十分に混合（ドライブレンド）した後、熱
ロールやニーダなどにより溶融混練し、冷却後粉砕する
ようにすればよい。ただし、（Ｅ）エポキシ化ジエン系
ブロック共重合体については、（Ａ）エポキシ樹脂また
は（Ｂ）フェノール樹脂と予め加熱混練しておくことが
好ましい。In preparing the epoxy resin composition of the present invention as a sealing material, (A) an epoxy resin,
(B) a phenolic resin, (C) a curing accelerator, (D) an inorganic filler, (E) an epoxidized diene-based block copolymer,
In addition, after the components to be blended as required are sufficiently mixed (dry-blended) by a mixer or the like, they may be melt-kneaded by a hot roll or a kneader, cooled, and then pulverized. However, it is preferred that (E) the epoxidized diene-based block copolymer is previously kneaded with (A) an epoxy resin or (B) a phenol resin.
【００３１】本発明の半導体装置は、上記の封止材料を
用いて半導体チップを封止することにより製造すること
ができる。半導体チップとしては、集積回路、大規模集
積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオードなどが
例示される。また、封止方法としては、低圧トランスフ
ァー法が一般的であるが、射出成形、圧縮成形、注型な
どによる封止も可能である。封止材料で封止後は、加熱
して硬化させ、最終的にその硬化物によって封止された
半導体装置が得られる。後硬化させる際の加熱温度は、
150℃以上とすることが好ましい。さらに、半導体チッ
プを搭載する基板としては、セラミック基板、プラスチ
ック基板、ポリイミドフィルム、リードフレームなどが
挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。The semiconductor device of the present invention can be manufactured by sealing a semiconductor chip using the above sealing material. Examples of the semiconductor chip include an integrated circuit, a large-scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, and a diode. As a sealing method, a low-pressure transfer method is generally used, but sealing by injection molding, compression molding, casting, or the like is also possible. After sealing with a sealing material, the semiconductor device is heated and cured, and finally a semiconductor device sealed with the cured product is obtained. The heating temperature when post-curing is
The temperature is preferably set to 150 ° C. or higher. Furthermore, examples of the substrate on which the semiconductor chip is mounted include a ceramic substrate, a plastic substrate, a polyimide film, and a lead frame, but are not particularly limited thereto.
【００３２】[0032]
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、以下の記載において「部」は「重量部」
を意味する。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “parts” means “parts by weight”.
Means
【００３３】実施例１ 予め万能混合撹拌機により90℃で3時間加熱混合させて
おいた多官能型エポキシ樹脂のＥＰＰＮ−５０２Ｈ（日
本化薬社製 商品名、エポキシ当量：168）8.1部とエポ
キシ化ジエン系ブロック共重合体のエポフレンドＡ−１
０２０（ダイセル工業社製 商品名）1.0部の混合物、
フェノールノボラック型臭素化エポキシ樹脂のＢＲＥＮ
−Ｓ（日本化薬社製 商品名）1.5部、多官能型フェノ
ール樹脂のＭＥＨ−７５００（明和化成社製 商品名、
水酸基当量：97）4.4部、溶融球状シリカ粉末（最大粒
径75μｍ）84部、三酸化アンチモン1部、イミダゾール
系硬化促進剤の２ＭＺ（四国化成社製 商品名）0.2
部、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.4部
およびカーボンブラック0.2部を常温で混合し、次い
で、80℃で加熱混練した。冷却後、適当な大きさに粉砕
してエポキシ樹脂組成物を得た。Example 1 8.1 parts of a polyfunctional epoxy resin EPPN-502H (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., epoxy equivalent: 168) previously heated and mixed at 90 ° C. for 3 hours using a universal mixing stirrer and epoxy A-1 of functionalized diene-based block copolymer
020 (trade name, manufactured by Daicel Industries Ltd.), 1.0 part of a mixture,
BREN, a phenol novolak type brominated epoxy resin
1.5 parts of -S (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), MEH-7500 (trade name, manufactured by Meiwa Kasei Co.
Hydroxyl equivalent: 97) 4.4 parts, fused spherical silica powder (maximum particle diameter 75 μm) 84 parts, antimony trioxide 1 part, imidazole-based hardening accelerator 2MZ (trade name, manufactured by Shikoku Chemicals) 0.2
Part, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane 0.4 part and carbon black 0.2 part were mixed at room temperature, and then heated and kneaded at 80 ° C. After cooling, the mixture was pulverized to an appropriate size to obtain an epoxy resin composition.
【００３４】実施例２、３ 配合量を表１に示すように変えた以外は、実施例１と同
様にしてエポキシ樹脂組成物を得た。Examples 2 and 3 An epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending amounts were changed as shown in Table 1.
【００３５】比較例1 多官能型エポキシ樹脂のＥＰＰＮ−５０２Ｈ 7.7部、フ
ェノールノボラック型臭素化エポキシ樹脂のＢＲＥＮ−
Ｓ 1.5部、多官能型フェノール樹脂のＭＥＨ−７５００
4.8部、溶融球状シリカ粉末（最大粒径75μｍ）84部、
三酸化アンチモン1部、イミダゾール系硬化促進剤の２
ＭＺ0.2部、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン0.4部およびカーボンブラック0.2部を常温で混合し、
次いで、80℃で加熱混練した。冷却後、適当な大きさに
粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。Comparative Example 1 7.7 parts of polyfunctional epoxy resin EPPN-502H, BREN- of phenol novolak type brominated epoxy resin
S 1.5 parts, multifunctional phenolic resin MEH-7500
4.8 parts, fused spherical silica powder (maximum particle size 75 μm) 84 parts,
Antimony trioxide (1 part), imidazole curing accelerator (2)
0.2 part of MZ, 0.4 part of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 0.2 part of carbon black are mixed at room temperature,
Next, the mixture was heated and kneaded at 80 ° C. After cooling, the mixture was pulverized to an appropriate size to obtain an epoxy resin composition.
【００３６】比較例２ 配合量を表１に示すように変えた以外は、比較例１と同
様にしてエポキシ樹脂組成物を得た。Comparative Example 2 An epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the amount was changed as shown in Table 1.
【００３７】上記各実施例および各比較例で得られたエ
ポキシ樹脂組成物の特性を以下に示すようにして測定し
た。すなわち、ガラス転移温度および熱膨張係数は、エ
ポキシ樹脂組成物を175℃、2分間の条件でトランスファ
ー成形し、次いで175℃、8時間の後硬化を行い、得られ
た硬化物から試験片を作製して、熱機械分析装置により
測定した。曲げ強度および曲げ弾性率は、上記と同様に
して硬化物を作製し、JIS K 6911に準じて測定した。パ
ッケージ反り量は、エポキシ樹脂組成物を用いて175
℃、2分間のトランスファー成形および175℃で8時間の
後硬化によりＢＧＡパッケージ（30mm×30mm×1.2mm、
チップサイズ：10mm×10mm）を作製し、非接触式レーザ
測定機により測定した。耐リフロー性は、上記と同様に
して作製したＢＧＡパッケージに、85℃、60％RH、168
時間の吸湿処理を行なった後、240℃のＩＲリフローを3
0秒間行い、樹脂と基板の界面における剥離の度合いを
超音波探傷装置により観察して、面積50％以上の剥離の
発生率を調べた。これらの結果を表1下欄に示す。The properties of the epoxy resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples were measured as described below. In other words, the glass transition temperature and the coefficient of thermal expansion were determined by transfer molding the epoxy resin composition at 175 ° C. for 2 minutes, then performing post-curing at 175 ° C. for 8 hours, and preparing a test piece from the obtained cured product. Then, it was measured by a thermomechanical analyzer. The flexural strength and the flexural modulus were measured in accordance with JIS K 6911 by preparing a cured product in the same manner as described above. The amount of package warpage was 175 using the epoxy resin composition.
BGA package (30mm x 30mm x 1.2mm,
(Chip size: 10 mm × 10 mm) was prepared and measured by a non-contact laser measuring device. The reflow resistance was measured at 85 ° C, 60% RH, 168
After performing the moisture absorption for 3 hours, IR reflow at 240 ° C is performed for 3 hours.
The measurement was performed for 0 second, and the degree of peeling at the interface between the resin and the substrate was observed with an ultrasonic flaw detector to determine the rate of occurrence of peeling of 50% or more in area. The results are shown in the lower column of Table 1.
【００３８】[0038]
【表１】 [Table 1]
【００３９】表１からも明らかなように、実施例のエポ
キシ樹脂組成物は、パッケージ反り量が少なく、かつ、
耐リフロー性にも優れていた。As is clear from Table 1, the epoxy resin compositions of the examples have a small amount of package warpage,
Excellent reflow resistance.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パッケージ反り量が少なく、かつ、耐リフロー性にも優
れたエポキシ樹脂組成物、およびそれを用いた高信頼性
の半導体装置を得ることができる。As described above, according to the present invention,
An epoxy resin composition having a small amount of package warpage and excellent reflow resistance, and a highly reliable semiconductor device using the same can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 譲 埼玉県川口市領家５丁目14番25号 東芝ケ ミカル株式会社川口工場内 (72)発明者 藤田 和俊 大阪府堺市鉄砲町１番 ダイセル化学工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 4J036 AA01 AA05 AB01 AC01 AD07 AD08 AF06 AF08 AJ08 AK02 AK03 BA02 DC03 DC12 DC13 DC40 DC46 DD07 FA01 FA03 FA04 FA05 FB07 FB08 GA06 JA07 4M109 AA01 BA01 BA03 BA05 CA02 CA21 CA22 EA02 EB03 EB06 EB07 EB08 EB09 EB13 EB17 EB18 EC05 EC14 EC20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Joe Wada 5-14-25 Ryoke, Kawaguchi-shi, Saitama Toshiba Chemical Co., Ltd. Kawaguchi Plant (72) Inventor Kazutoshi Fujita 1st Teppou-cho, Sakai City, Osaka F term (reference) 4J036 AA01 AA05 AB01 AC01 AD07 AD08 AF06 AF08 AJ08 AK02 AK03 BA02 DC03 DC12 DC13 DC40 DC46 DD07 FA01 FA03 FA04 FA05 FB07 FB08 GA06 JA07 4M109 AA01 BA01 BA03 BA05 CA02 CA21 CA22 EB02 EB03 EB13 EB17 EB18 EC05 EC14 EC20
Claims (3)
樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）無機充填剤および
（Ｅ）エポキシ化ジエン系ブロック共重合体を必須成分
とし、組成物全体に対して前記（Ｄ）の無機充填剤を60
〜93重量％、前記（Ｅ）のエポキシ化ジエン系ブロック
共重合体を0.05〜10重量％の割合で含有してなることを
特徴とするエポキシ樹脂組成物。1. A composition comprising (A) an epoxy resin, (B) a phenolic resin, (C) a curing accelerator, (D) an inorganic filler, and (E) an epoxidized diene-based block copolymer as essential components. Of the inorganic filler (D) to 60
An epoxy resin composition characterized by containing the epoxidized diene-based block copolymer (E) in a proportion of 0.05 to 10% by weight.
共重合体のエポキシ当量が320〜8000であることを特徴
とする請求項１記載のエポキシ樹脂組成物。2. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the epoxy equivalent of the (E) epoxidized diene block copolymer is from 320 to 8,000.
成物の硬化物によって、半導体チップが封止されてなる
ことを特徴とする半導体装置。3. A semiconductor device comprising a semiconductor chip sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1.
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