JP2002241587A - 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、エポキシ樹脂をベースと
し、これに硬化剤、硬化促進剤、充填剤、顔料などを配
合した組成物が信頼性や価格の点から一般に使用されて
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. As such a sealing resin material, a composition in which a curing agent, a curing accelerator, a filler, a pigment, and the like are blended with an epoxy resin as a base is generally used from the viewpoint of reliability and cost.
【０００３】近年、半導体装置における高密度実装に伴
う半導体パッケージの小型化などにより、難燃性に優
れ、かつ、熱伝導性の高い封止樹脂材料が要求されてき
ている。In recent years, due to the miniaturization of semiconductor packages accompanying high-density mounting in semiconductor devices, a sealing resin material having excellent flame retardancy and high thermal conductivity has been required.
【０００４】従来、エポキシ樹脂組成物においては、塩
素、臭素などのハロゲン元素を含む化合物や金属化合物
を配合することにより難燃性を付与しており、具体的に
は、臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンの併用が一
般的である。Heretofore, epoxy resin compositions have been provided with flame retardancy by compounding a compound containing a halogen element such as chlorine or bromine or a metal compound. It is common to use antimony oxide in combination.
【０００５】しかしながら、ハロゲン化合物や金属酸化
物（特に三酸化アンチモン）は電子部品の信頼性を低下
させるという問題がある。加えて、最近では、これらの
環境への悪影響も指摘され始めている。However, halogen compounds and metal oxides (especially antimony trioxide) have a problem in that they reduce the reliability of electronic components. In addition, these environmental effects have recently been pointed out.
【０００６】このため、ハロゲン化合物および金属酸化
物を含有しない難燃化技術の開発が進められている。For this reason, the development of flame-retardant technology that does not contain halogen compounds and metal oxides has been promoted.
【０００７】その代表的なものとして、リン系難燃剤お
よび金属水和物の併用がある。しかしながら、リン系難
燃剤の多くは、加水分解によりリン酸が発生し、これが
封止物の耐湿信頼性を低下させるという問題があった。[0007] A typical example is a combination use of a phosphorus-based flame retardant and a metal hydrate. However, many phosphorus-based flame retardants have a problem in that phosphoric acid is generated by hydrolysis, which lowers the moisture resistance reliability of the sealed product.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、近
年、難燃性および熱伝導性に優れた封止樹脂材料が要求
されてきているが、従来のハロゲン化合物および金属化
合物を併用したエポキシ樹脂組成物は、信頼性や環境へ
の影響の点で問題があり、また、リン系難燃剤および金
属水和物の使用したエポキシ樹脂組成物は、耐湿信頼性
を損なうという問題があった。したがって、未だ十分な
成形性や信頼性を備え、かつ、環境上の問題もないう
え、難燃性および熱伝導性に優れたエポキシ樹脂組成物
は得られていない。As described above, in recent years, a sealing resin material excellent in flame retardancy and heat conductivity has been demanded, but a conventional epoxy resin using a halogen compound and a metal compound together has been demanded. The composition has a problem in terms of reliability and influence on the environment, and the epoxy resin composition using a phosphorus-based flame retardant and a metal hydrate has a problem in that the moisture resistance reliability is impaired. Therefore, an epoxy resin composition having sufficient moldability and reliability, no environmental problem, and excellent flame retardancy and thermal conductivity has not yet been obtained.
【０００９】本発明はこのような点に対処してなされた
もので、難燃性および熱伝導性に優れ、しかも十分な成
形性や信頼性を備えるうえ、環境上の問題もないエポキ
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。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent flame retardancy and thermal conductivity, has sufficient moldability and reliability, and has no environmental problem. It is an object to provide a product and a semiconductor device using the same.
【００１０】[0010]
【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、特定の平均粒
径を有する水酸化マグネシウムと非鉛系低融点ガラスを
併用することによって、成形性、信頼性および熱伝導性
を損なうことなく、エポキシ樹脂組成物に優れた難燃性
を付与することが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 found that magnesium hydroxide having a specific average particle size and lead-free low-melting glass are used together. Thus, the present inventors have found that excellent flame retardancy can be imparted to an epoxy resin composition without impairing moldability, reliability, and thermal conductivity, thereby completing the present invention.
【００１１】すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物
は、（Ａ）ハロゲン元素非含有エポキシ樹脂、（Ｂ）フ
ェノール樹脂、（Ｃ）平均粒径1μｍ〜5μｍの水酸化マ
グネシウム、（Ｄ）非鉛系低融点ガラスおよび（Ｅ）無
機充填剤を必須成分とし、前記（Ｃ）の水酸化マグネシ
ウムを5重量％〜15重量％、（Ｄ）の非鉛系低融点ガラ
スを0.5重量％〜5重量％、（Ｅ）の無機充填剤を50重量
％〜80重量％の割合で含有してなることを特徴としてい
る。That is, the epoxy resin composition of the present invention comprises (A) a halogen element-free epoxy resin, (B) a phenol resin, (C) magnesium hydroxide having an average particle size of 1 to 5 μm, and (D) a lead-free epoxy resin. The low-melting glass and the inorganic filler (E) are essential components, and the magnesium hydroxide (C) is 5 to 15% by weight, and the lead-free low-melting glass (D) is 0.5 to 5% by weight. , (E) in an amount of 50% by weight to 80% by weight.
【００１２】本発明のエポキシ樹脂組成物においては、
特定の水酸化マグネシウムと非鉛系低融点ガラスを含有
させたことにより、難燃性に優れ、しかも、成形性、信
頼性熱伝導性が良好で、さらに、環境への影響も少ない
ものとすることができる。In the epoxy resin composition of the present invention,
By containing specific magnesium hydroxide and lead-free low-melting glass, it has excellent flame retardancy, good moldability, good thermal conductivity, and little impact on the environment. be able to.
【００１３】本発明において、（Ｄ）非鉛系低融点ガラ
スは、請求項２に記載したように、ＺｎＯ‐Ｂ2Ｏ3系ガ
ラスおよび／またはＺｎＯ‐Ｐ2Ｏ5系ガラスであること
が好ましく、特に、請求項３に記載したように、ＺｎＯ
‐Ｂ2Ｏ3系ガラスであることが好ましい。In the present invention, (D) the lead-free low-melting glass may be a ZnO-B 2 O 3 -based glass and / or a ZnO-P 2 O 5 -based glass. Preference is given, in particular, to ZnO
-B is preferably 2 O 3 based glass.
【００１４】（Ｅ）無機充填剤は、請求項４に記載した
ように、結晶シリカ粉末を含んでいることが好ましい。The inorganic filler (E) preferably contains crystalline silica powder.
【００１５】エポキシ樹脂組成物は、請求項５に記載し
たように、熱伝導率が2Ｗ/ｍ・Ｋ以上であることが好ま
しい。[0015] As described in claim 5, the epoxy resin composition preferably has a thermal conductivity of 2 W / m · K or more.
【００１６】また、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。Further, the semiconductor device of 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.
【００１７】本発明の半導体装置においては、難燃性に
優れ、しかも、成形性、信頼性および熱伝導性が良好
で、さらに、環境への影響も少ない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いるの
で、難燃性および熱放散性に優れた装置として信頼性に
優れたものとなる。According to the semiconductor device of the present invention, a cured product of an epoxy resin composition having excellent flame retardancy, good moldability, reliability and thermal conductivity, and having little influence on the environment can be used. Since the chip is sealed, the device is excellent in reliability as a device excellent in flame retardancy and heat dissipation.
【００１８】[0018]
【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）ハ
ロゲン元素非含有エポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹
脂、（Ｃ）平均粒径1μｍ〜5μｍの水酸化マグネシウ
ム、（Ｄ）非鉛系低融点ガラスおよび（Ｅ）無機充填剤
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) a halogen element-free epoxy resin, (B) a phenol resin, (C) magnesium hydroxide having an average particle diameter of 1 μm to 5 μm, (D) a lead-free low melting glass, and E) An inorganic filler is an essential component.
【００１９】（Ａ）のエポキシ樹脂としては、その分子
中にハロゲン元素を含まず、かつ、2個以上のエポキシ
基を有するものである限り、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、下記一般式［Ｉ］で示さ
れるノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ
樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹
脂、シクロヘキサン誘導体などの脂環族エポキシ樹脂な
どが挙げられる。本発明においては、なかでもo-クレゾ
ールノボラック型エポキシ樹脂やビフェニル型エポキシ
樹脂の使用が好ましく、o-クレゾールノボラック型エポ
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) is generally used without being limited by its molecular structure, molecular weight, etc., so long as it does not contain a halogen element in its molecule and has two or more epoxy groups. What has been used can be widely used. Specifically, novolak type epoxy resin represented by the following general formula [I], bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, polyfunctional And alicyclic epoxy resins such as cycloepoxy resins and cyclohexane derivatives. In the present invention, it is preferable to use an o-cresol novolak type epoxy resin or a biphenyl type epoxy resin, and it is more preferable to use an o-cresol novolak type epoxy resin. These epoxy resins may be used alone or in a combination of two or more.
【００２０】[0020]
【化１】 （但し、式中、Ｒ1、Ｒ2は水素原子またはアルキル基、
ｎは0または1以上の整数を表す。）（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［II］で示されるトリス（ヒドロキシフ
ェニル）アルカンベースの化合物，下記一般式［III］
で示されるフェノール樹脂などが挙げられる。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。Embedded image (Wherein, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group,
n represents 0 or an integer of 1 or more. The phenolic resin (B) is compounded as a curing agent, and is particularly limited as long as it has two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule that can react with the epoxy group of the epoxy resin (A). Used without being done. Specifically, phenol novolak resin, cresol novolak resin, dicyclopentadiene-modified phenol resin, para-xylene-modified phenol resin, condensates of phenols with benzaldehyde, naphthyl aldehyde, etc., triphenolmethane compounds, the following general formula [II] A tris (hydroxyphenyl) alkane-based compound represented by the following general formula [III]
And the like. These phenolic resins may be used alone or as a mixture of two or more.
【００２１】[0021]
【化２】 （但し、式中、Ｒ1〜Ｒ3はそれぞれ水素原子または炭素
数1〜20のアルキル基、ｎは0または1以上の整数を表
す。）Embedded image (In the formula, R1 to R3 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and n represents 0 or an integer of 1 or more.)
【化３】 （但し、式中、Ｒ1〜Ｒ5はそれぞれ水素原子または炭素
数1〜20のアルキル基、ｎは0または1以上の整数を表
す。） 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、（Ａ）のエポキシ樹脂が有するエポ
キシ基（ａ）とフェノール樹脂が有する水酸基（ｂ）の
当量比（ａ）／（ｂ）が0.5〜2となる量を配合すること
が好ましい。Embedded image (Wherein, R1 to R5 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and n represents 0 or an integer of 1 or more.) The phenolic resin (B) reduces unreacted components. From the viewpoint, it is preferable to add an amount such that the equivalent ratio (a) / (b) of the epoxy group (a) of the epoxy resin (A) to the hydroxyl group (b) of the phenol resin is 0.5 to 2.
【００２２】本発明においては、硬化促進剤を配合する
ことができる。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（ＴＰＰ）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ＤＢＵやＴＰ
Ｐの使用が好ましい。この硬化促進剤は、組成物全体の
0.05重量％〜0.2重量％の範囲で含有させることが好ま
しい。In the present invention, a curing accelerator can be blended. The curing accelerator is not particularly limited as long as it has an action of accelerating the reaction between the epoxy resins or between the epoxy resin and the phenol resin of (B). Specifically, tertiary compounds such as 1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 (DBU), triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, and tris (dimethylaminomethyl) phenol Amines, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, organic phosphines such as tributylphosphine, diphenylphosphine, triphenylphosphine (TPP), and tetraphenylphosphonium tetraphenylborate And tetraphenylboron salts such as triphenylphosphine tetraphenylborate. These can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, DBU and TP
The use of P is preferred. This curing accelerator is used in the entire composition.
It is preferable to contain it in the range of 0.05% by weight to 0.2% by weight.
【００２３】（Ｃ）の平均粒径1μｍ〜5μｍの水酸化マ
グネシウムは、本発明の組成物に難燃性を付与するとと
ともに、良好な熱伝導率を確保するために配合されるも
ので、平均粒径が1μｍ未満では、熱伝導率が低下し、
逆に5μｍを越えると、均一に分散させることが困難に
なり、難燃性が低下する。本発明においては、特に平均
粒径が1μｍ〜3μｍの範囲のものを使用することが好ま
しい。なお、平均粒径が1μｍ〜5μｍの範囲のものであ
れば、混練に耐え得る限り、１次粒子でも２次粒子でも
よい。また、この（Ｃ）の水酸化マグネシウムの配合量
は、組成物全体の5重量％〜15重量％の範囲であり、好
ましくは7重量％〜12重量％の範囲である。配合量が5重
量％未満では、難燃性および熱伝導性が共に不十分とな
り、逆に配合量が15重量％を越えると、成形性が低下す
るとともに、硬化物の機械的強度も低下する。The magnesium hydroxide (C) having an average particle size of 1 μm to 5 μm is used to impart flame retardancy to the composition of the present invention and to ensure good thermal conductivity. If the particle size is less than 1 μm, the thermal conductivity decreases,
On the other hand, if it exceeds 5 μm, it becomes difficult to disperse uniformly, and the flame retardancy is reduced. In the present invention, it is particularly preferable to use those having an average particle size in the range of 1 μm to 3 μm. In addition, as long as the average particle diameter is in the range of 1 μm to 5 μm, primary particles or secondary particles may be used as long as they can withstand kneading. The amount of the magnesium hydroxide (C) is in the range of 5 to 15% by weight, preferably 7 to 12% by weight of the whole composition. When the amount is less than 5% by weight, both the flame retardancy and the thermal conductivity become insufficient, and when the amount exceeds 15% by weight, the moldability decreases and the mechanical strength of the cured product also decreases. .
【００２４】（Ｄ）の非鉛系低融点ガラスは、上記
（Ｃ）の水酸化マグネシウムとの併用によって本発明の
組成物に優れた難燃性を付与するもので、鉛を含まず、
かつ、融点が800℃以下のものであれば特に限定される
ものではない。具体的には、ＺｎＯ‐Ｂ2Ｏ3系ガラスお
よびＺｎＯ‐Ｐ2Ｏ5系ガラスの単独または併用が好まし
く、特にＺｎＯ‐Ｂ2Ｏ3系ガラスの使用が好ましい。こ
の（Ｄ）の非鉛系低融点ガラスの配合量は、組成物全体
の0.5重量％〜5重量％の範囲であり、好ましくは1重量
％〜3重量％の範囲である。配合量が0.5重量％未満で
は、難燃性が不十分となり、逆に配合量が5重量％を越
えても、効果はさほど変わらない。The lead-free low-melting glass (D) imparts excellent flame retardancy to the composition of the present invention when used in combination with the magnesium hydroxide (C), and contains no lead.
There is no particular limitation as long as the melting point is 800 ° C. or lower. Specifically, ZnO-B 2 O 3 based glass and ZnO-P 2 alone or in combination of O 5 based glass is preferred, especially the use of ZnO-B 2 O 3 based glass is preferred. The amount of the lead-free low melting glass (D) is in the range of 0.5% to 5% by weight, preferably 1% to 3% by weight of the whole composition. When the amount is less than 0.5% by weight, the flame retardancy becomes insufficient. Conversely, when the amount exceeds 5% by weight, the effect does not change much.
【００２５】（Ｅ）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、窒化ホウ素など
の粉末、これらを球形化したビーズ、単結晶繊維などが
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、熱伝導性の点か
ら、特に結晶シリカ粉末の使用が好ましい。この（Ｅ）
の無機充填剤の配合量は、組成物全体の50重量％〜80重
量％の範囲であり、好ましくは60重量％〜75重量％の範
囲である。配合量が50重量％未満では、熱伝導性、耐熱
性、信頼性などが低下し、逆に配合量が80重量％を越え
ると、カサバリが大きくなり、成形性に乏しくなって実
用が困難になる。As the inorganic filler (E), fused silica, crystalline silica, alumina, talc, calcium carbonate,
Powders such as titanium white, red iron oxide, silicon carbide, boron nitride, etc., spherical beads thereof, and single crystal fibers are exemplified. These can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, use of crystalline silica powder is particularly preferable from the viewpoint of thermal conductivity. This (E)
The amount of the inorganic filler is in the range of 50% by weight to 80% by weight, preferably in the range of 60% by weight to 75% by weight of the whole composition. If the amount is less than 50% by weight, the thermal conductivity, heat resistance, reliability, etc. decrease, and if the amount is more than 80% by weight, burrs become large, moldability becomes poor, and practical use becomes difficult. Become.
【００２６】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、カーボンブラック、コバ
ルトブルーなどの着色剤、エポキシシラン、アミノシラ
ン、アルキルシラン、ビニルシランなどのシランカップ
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、エステル類などの離型剤、エラ
ストマなどの低応力化成分など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, a coloring agent such as carbon black or cobalt blue which is generally blended with such a composition as long as the effects of the present invention are not impaired. Requires 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, natural wax, esters, etc., and low stress components such as elastomers. It can be blended accordingly.
【００２７】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）平均粒径1μｍ〜5μｍの
水酸化マグネシウム、（Ｄ）非鉛系低融点ガラス、
（Ｅ）無機充填剤および前述した必要に応じて配合され
る各種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、冷却後適当な大きさに粉砕するようにすればよ
い。In preparing the epoxy resin composition of the present invention as a sealing material, (A) an epoxy resin,
(B) a phenolic resin, (C) magnesium hydroxide having an average particle size of 1 μm to 5 μm, (D) a lead-free low melting glass,
(E) After thoroughly mixing (dry blending) the inorganic filler and the various components to be blended as necessary as described above with a mixer or the like, melt-kneading with a hot roll, a kneader, or the like, and pulverizing to an appropriate size after cooling. What should I do?
【００２８】本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体装
置をはじめとする電子部品あるいは電気部品の封止材料
として有用であるが、その他、電子部品あるいは電気部
品の被覆材、絶縁材などとしても使用することができ、
優れた特性および信頼性を付与することができる。The epoxy resin composition of the present invention is useful as a sealing material for electronic parts or electric parts such as semiconductor devices, but is also used as a covering material or insulating material for electronic parts or electric parts. Can be
Excellent characteristics and reliability can be provided.
【００２９】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.
【００３０】[0030]
【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
【００３１】実施例１ o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（住友化学社製
商品名 ＥＳＣＮ−１９５ＸＬ、エポキシ当量 200）1
1部、フェノールノボラック樹脂（昭和高分子社製 商
品名 ＢＲＧ、水酸基当量 105）5部、平均粒径1.5μｍ
の水酸化マグネシウム8部、ＺｎＯ‐Ｂ2Ｏ3ガラス（水
澤化学工業社製 商品名 ＦＺ−１００）2部、結晶シリ
カ粉末72部およびカルナバワックス1部を常温で混合
し、次いで、90℃〜95℃で加熱混練した。冷却後、粉砕
してエポキシ樹脂組成物を得た。Example 1 o-Cresol novolak type epoxy resin (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: ESCN-195XL, epoxy equivalent: 200) 1
1 part, 5 parts of phenol novolak resin (trade name: BRG, hydroxyl equivalent: 105, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), average particle size: 1.5 μm
Magnesium hydroxide 8 parts, ZnO-B 2 O 3 glass (Mizusawa Chemical Industry Co., Ltd. trade name FZ-100) 2 parts, crystalline silica powder 72 parts of a carnauba wax 1 part were mixed at room temperature, then, 90 ° C. ~ The mixture was heated and kneaded at 95 ° C. After cooling, the mixture was pulverized to obtain an epoxy resin composition.
【００３２】実施例２ o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＳＣＮ−１
９５ＸＬ）11部、フェノールノボラック樹脂（ＢＲＧ）
5部、平均粒径1.5μｍの水酸化マグネシウム10部、Ｚｎ
Ｏ‐Ｂ2Ｏ3ガラス（ＦＺ−１００）2部、結晶シリカ粉
末70部およびカルナバワックス1部を常温で混合し、次
いで、90℃〜95℃で加熱混練した。Example 2 o-Cresol novolak epoxy resin (ESCN-1)
95XL) 11 parts, phenol novolak resin (BRG)
5 parts, 10 parts of magnesium hydroxide having an average particle size of 1.5 μm, Zn
2 parts of OB 2 O 3 glass (FZ-100), 70 parts of crystalline silica powder and 1 part of carnauba wax were mixed at room temperature, and then heated and kneaded at 90 to 95 ° C.
【００３３】比較例1 o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＳＣＮ−１
９５ＸＬ）11部、フェノールノボラック樹脂（ＢＲＧ）
5部、平均粒径1.5μｍの水酸化マグネシウム10部、結晶
シリカ粉末72部およびカルナバワックス1部を常温で混
合し、次いで、90℃〜95℃で加熱混練した。冷却後、粉
砕してエポキシ樹脂組成物を得た。Comparative Example 1 An o-cresol novolak type epoxy resin (ESCN-1)
95XL) 11 parts, phenol novolak resin (BRG)
5 parts, 10 parts of magnesium hydroxide having an average particle size of 1.5 μm, 72 parts of crystalline silica powder and 1 part of carnauba wax were mixed at room temperature, and then heated and kneaded at 90 ° C. to 95 ° C. After cooling, the mixture was pulverized to obtain an epoxy resin composition.
【００３４】比較例２ o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＳＣＮ−１
９５ＸＬ）11部、フェノールノボラック樹脂（ＢＲＧ）
5部、平均粒径1.5μｍの水酸化マグネシウム25部、結晶
シリカ粉末57部およびカルナバワックス1部を常温で混
合し、次いで、90℃〜95℃で加熱混練した。冷却後、粉
砕してエポキシ樹脂組成物を得た。Comparative Example 2 o-Cresol novolak type epoxy resin (ESCN-1)
95XL) 11 parts, phenol novolak resin (BRG)
5 parts, 25 parts of magnesium hydroxide having an average particle size of 1.5 μm, 57 parts of crystalline silica powder and 1 part of carnauba wax were mixed at room temperature, and then heated and kneaded at 90 ° C. to 95 ° C. After cooling, the mixture was pulverized to obtain an epoxy resin composition.
【００３５】比較例３ o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＳＣＮ−１
９５ＸＬ）11部、フェノールノボラック樹脂（ＢＲＧ）
5部、平均粒径0.5μｍの水酸化マグネシウム10部、Ｚｎ
Ｏ‐Ｂ2Ｏ3ガラス（ＦＺ−１００）2部、結晶シリカ粉
末70部およびカルナバワックス1部を常温で混合し、次
いで、90℃〜95℃で加熱混練した。冷却後、粉砕してエ
ポキシ樹脂組成物を得た。Comparative Example 3 o-Cresol novolak type epoxy resin (ESCN-1)
95XL) 11 parts, phenol novolak resin (BRG)
5 parts, 10 parts of magnesium hydroxide having an average particle size of 0.5 μm, Zn
2 parts of OB 2 O 3 glass (FZ-100), 70 parts of crystalline silica powder and 1 part of carnauba wax were mixed at room temperature, and then heated and kneaded at 90 to 95 ° C. After cooling, the mixture was pulverized to obtain an epoxy resin composition.
【００３６】比較例４ o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（ＥＳＣＮ−１
９５ＸＬ）9部、臭素化エポキシ樹脂（旭化成エポキシ
社製 商品名 ＡＥＲ、エポキシ当量 460）2部、フェノ
ールノボラック樹脂（ＢＲＧ）5部、結晶シリカ粉末82
部、三酸化アンチモン1部およびカルナバワックス1部を
常温で混合し、次いで、90℃〜95℃で加熱混練した。冷
却後、粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。Comparative Example 4 o-Cresol novolak epoxy resin (ESCN-1)
95XL) 9 parts, brominated epoxy resin (AER, epoxy equivalent 460, manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd.) 2 parts, phenol novolak resin (BRG) 5 parts, crystalline silica powder 82
, 1 part of antimony trioxide and 1 part of carnauba wax were mixed at room temperature, and then heated and kneaded at 90 ° C to 95 ° C. After cooling, the mixture was pulverized to obtain an epoxy resin composition.
【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。The properties of the epoxy resin compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples were measured as described below.
【００３８】すなわち、難燃性は、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120mm×12mm×
0.8mmの硬化物について、UL94に基づく燃焼性試験を実
施し評価した。熱伝導率および曲げ強度は、上記と同様
にして硬化物を作製し、それぞれJIS K 6911に準じて測
定した。耐湿性は、2本のＡｌ配線を有するチップをエ
ポキシ樹脂組成物を用いて175℃、2分間のトランスファ
ー成形により封止し、175℃で４時間後硬化させてＤＩ
Ｐ-14pin（リードフレーム：銅）を作製し、127℃、2.5
気圧の飽和水蒸気中で耐湿試験（Pressure Cooker Tes
t：ＰＣＴ）を行い、Ａｌ配線の断線による通電不良の
発生率（試料数10）を調べた。That is, for the flame retardancy, the epoxy resin composition was subjected to transfer molding at 175 ° C. for 2 minutes.
After curing at 175 ° C for 8 hours, the obtained 120mm x 12mm x
A 0.8 mm cured product was evaluated by performing a flammability test based on UL94. The thermal conductivity and the bending strength were measured in accordance with JIS K 6911 for each of the cured products prepared as described above. The moisture resistance was measured by sealing a chip having two Al wirings by transfer molding at 175 ° C. for 2 minutes using an epoxy resin composition, and post-curing at 175 ° C. for 4 hours.
Make P-14pin (lead frame: copper), 127 ℃, 2.5
Pressure test in saturated steam at atmospheric pressure (Pressure Cooker Tes
t: PCT) to determine the rate of occurrence of conduction failure (sample number 10) due to the disconnection of the Al wiring.
【００３９】これらの結果を組成とともに表１に示す。Table 1 shows the results together with the composition.
【表１】 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、ハロゲン化合物や金属酸化物を配合していないに
もかかわらず優れた難燃性を有しており、かつ、熱伝導
性や長期信頼性にも優れていた。[Table 1] As is clear from Table 1, the epoxy resin compositions of Examples have excellent flame retardancy despite not containing a halogen compound or a metal oxide, and have thermal conductivity and Excellent long-term reliability.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定の平均粒径を有する水酸化マグネシウムと非鉛系低
融点ガラスを併用するようにしたので、難燃性に優れ、
かつ、熱伝導性、成形性、信頼性が良好であるうえ、環
境保全性の高い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,
Since the combination of magnesium hydroxide with a specific average particle size and lead-free low melting glass is used, it has excellent flame retardancy,
In addition, it is possible to obtain an epoxy resin composition having good thermal conductivity, moldability, and reliability and high environmental preservation, and a highly reliable semiconductor device using the same.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 3/40 Ｃ０８Ｋ 3/40 Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 Ｆターム(参考） 4J002 CC03X CC04X CC05X CD00 CD02W CD03W CD05W CD06W CE00X DE077 DE119 DE139 DE149 DJ009 DJ019 DJ049 DK009 DL008 EJ046 FA049 FA089 FD14X FD146 FD150 GQ05 4J036 AF06 AF08 AF19 AF26 AF27 DB06 DB10 FA03 FA05 FB07 JA07 4M109 AA01 EA03 EB03 EB04 EB07 EB12 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08K 3/40 C08K 3/40 H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 F-term (Reference) 4J002 CC03X CC04X CC05X CD00 CD02W CD03W CD05W CD06W CE00X DE077 DE119 DE139 DE149 DJ009 DJ019 DJ049 DK009 DL008 EJ046 FA049 FA089 FD14X FD146 FD150 GQ05 4J036 AF06 AF08 AF19 AF26 AF27 DB06 DB10 FA03 EB07 EB07 EB07 EB07 EB07 EB07 EB07 EB07 EB07 EB07
Claims (6)
脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）平均粒径1μｍ〜5μ
ｍの水酸化マグネシウム、（Ｄ）非鉛系低融点ガラスお
よび（Ｅ）無機充填剤を必須成分とし、前記（Ｃ）の水
酸化マグネシウムを5重量％〜15重量％、（Ｄ）の非鉛
系低融点ガラスを0.5重量％〜5重量％、（Ｅ）の無機充
填剤を50重量％〜80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 halogen-free epoxy resin, (B) a phenolic resin, and (C) an average particle diameter of 1 μm to 5 μm.
m) of magnesium hydroxide, (D) a lead-free low-melting glass and (E) an inorganic filler as essential components, 5% to 15% by weight of the magnesium hydroxide of (C), and An epoxy resin composition comprising 0.5% by weight to 5% by weight of a low-melting-point glass and 50% by weight to 80% by weight of an inorganic filler (E).
Ｏ‐Ｂ2Ｏ3系ガラスおよび／またはＺｎＯ‐Ｐ2Ｏ5系ガ
ラス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 (D) lead-free low melting glass is Zn-free.
O-B 2 O 3 based glass and / or claim 1 epoxy resin composition, wherein the a ZnO-P 2 O 5 based glass.
Ｏ‐Ｂ2Ｏ3系ガラス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。3. The (D) lead-free low-melting glass is Zn-free.
O-B 2 O 3 system according to claim 1 epoxy resin composition, wherein the glass.
末を含んでいることを特徴とする請求項１乃至３のいず
れか1項記載のエポキシ樹脂組成物。4. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the (E) inorganic filler contains crystalline silica powder.
特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項記載のエポキ
シ樹脂組成物。5. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the epoxy resin composition has a thermal conductivity of 2 W / m · K or more.
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する半導体装置。6. A semiconductor device wherein a semiconductor chip is sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1. Description:
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-
2001
- 2001-02-19 JP JP2001042124A patent/JP2002241587A/en not_active Withdrawn
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