JP2003119349A - Epoxy resin composition for sealing and semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition for sealing and semiconductor deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は封止用エポキシ樹脂
組成物およびそれを用いた半導体装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sealing epoxy resin composition and a semiconductor device using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の封止用樹脂組成物として、
フェノールノボラック樹脂硬化のエポキシ樹脂組成物が
用いられている。このエポキシ樹脂組成物は耐湿性、高
温電気特性、成形性等に優れているため、封止用樹脂と
して多用されるようになっている。2. Description of the Related Art As a resin composition for sealing semiconductor devices,
A phenol novolac resin-cured epoxy resin composition has been used. Since this epoxy resin composition is excellent in moisture resistance, high-temperature electrical characteristics, moldability, etc., it has been widely used as a sealing resin.
【０００３】ところで、電子機器の高密度実装化および
組立工程の自動化等に対応するため、半導体装置の実装
方法は、従来のピン挿入タイプから表面実装タイプへと
移行してきている。表面実装法では、基板にパッケージ
をはんだ付けする際、基板上のクリームはんだを赤外線
やフルオロカーボン蒸気で加熱し、リードと接続する方
法が採られている。By the way, in order to cope with high-density mounting of electronic equipment and automation of assembly process, the mounting method of a semiconductor device is shifting from a conventional pin insertion type to a surface mounting type. In the surface mounting method, when the package is soldered to the substrate, the cream solder on the substrate is heated with infrared rays or fluorocarbon vapor to be connected to the leads.
【０００４】このような表面実装法では、はんだを加熱
する際にパッケージ自体も加熱されてしまい、パッケー
ジの温度が２１５〜２６０℃程度になることがある。こ
のようなパッケージの急激な高温化により、パッケージ
にはクラックが発生し、半導体装置の信頼性が低下して
しまう。In such a surface mounting method, the package itself may be heated when the solder is heated, and the temperature of the package may reach about 215 to 260 ° C. Due to such a rapid temperature rise of the package, a crack is generated in the package and the reliability of the semiconductor device is deteriorated.
【０００５】このようなクラックの発生原因は、次のよ
うに考えられる。パッケージの樹脂中には、吸湿により
若干の水分が存在している。樹脂が急激に高温にさらさ
れると、樹脂中の水分が気化膨張して樹脂を膨張させ
る。このとき発生する応力により、パッケージの樹脂に
クラックが発生する。The cause of such a crack is considered as follows. Some moisture is present in the resin of the package due to moisture absorption. When the resin is rapidly exposed to a high temperature, the water in the resin vaporizes and expands, causing the resin to expand. The stress generated at this time causes cracks in the resin of the package.
【０００６】このような問題に対して、封止用樹脂にお
いて考えられる解決法としては以下のようなものがあ
る。
（ａ）発生する水蒸気圧を抑制するために、樹脂の吸湿
性を低減させる。
（ｂ）生じる水蒸気圧に耐えられるだけの強度を持たせ
る。[0006] There are the following possible solutions to the above problems in the resin for sealing. (A) In order to suppress the generated water vapor pressure, the hygroscopicity of the resin is reduced. (B) It has strength enough to withstand the generated water vapor pressure.
【０００７】上記したような特性を有する樹脂組成物と
して、柔軟疎水骨格の構造を有するエポキシ樹脂やフェ
ノール樹脂硬化材に充填剤を多量に配合させた樹脂組成
物が提案されている。As a resin composition having the above-mentioned characteristics, there has been proposed a resin composition in which a large amount of a filler is mixed with an epoxy resin or a phenol resin curing material having a flexible hydrophobic skeleton structure.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記エ
ポキシ樹脂組成物は従来のノボラックタイプの封止用樹
脂組成物に比べて高価であり、成形性にも劣るという課
題がある。However, the above-mentioned epoxy resin composition is more expensive than the conventional novolac type encapsulating resin composition and has a problem that it is inferior in moldability.
【０００９】また、環境へおよぼす影響を考慮して、半
導体装置の表面実装においても、接合に鉛を含まないは
んだを使用することが求められている。鉛を含まないは
んだのうち、半導体装置の表面実装等に使用可能なはん
だの多くは、従来のはんだに比較して融点が高くなる傾
向にある。Further, in consideration of the influence on the environment, it is required to use lead-free solder for bonding even in the surface mounting of the semiconductor device. Among solders that do not contain lead, most of the solders that can be used for surface mounting of semiconductor devices tend to have higher melting points than conventional solders.
【００１０】このため前述したリフロー温度も高くなる
ことが予想され、樹脂の高温化により発生する水蒸気圧
はいっそう増大し、樹脂にはさらに優れた耐リフロー性
が要求されることとなる。Therefore, it is expected that the above-mentioned reflow temperature will also become high, the steam pressure generated by the high temperature of the resin will further increase, and the resin will be required to have further excellent reflow resistance.
【００１１】さらに、パッケージの薄型化、多ピン化に
伴い、コプラナリティが問題となっており、樹脂の反り
を改善する必要がある。Further, coplanarity has become a problem as the package becomes thinner and the number of pins increases, and it is necessary to improve the warpage of the resin.
【００１２】本発明は、上記したような課題を解決する
ためになされたものであり、成形性に優れ、高温でのリ
フローによるクラックの発生が少なく、かつパッケージ
の反りが抑制された封止用エポキシ樹脂組成物およびこ
の封止用エポキシ樹脂組成物により封止された高信頼性
の半導体装置を提供することを目的としている。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is excellent in moldability, has less cracks due to reflow at high temperature, and has less warpage of a package for sealing. An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition and a highly reliable semiconductor device encapsulated with this epoxy resin composition for encapsulation.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の封止用エポキシ
樹脂組成物は、（Ａ）スピロ環を有するエポキシ樹脂、
（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）カッ
プリング剤および（Ｅ）シリカ粉末を必須成分として含
有することを特徴とするものである。The epoxy resin composition for encapsulation of the present invention is (A) an epoxy resin having a spiro ring,
It is characterized by containing (B) a phenol resin, (C) a curing accelerator, (D) a coupling agent and (E) silica powder as essential components.
【００１４】本発明においては、前記（Ｅ）シリカ粉末
を７０〜９５重量％含有させることが好ましい。In the present invention, the silica powder (E) is preferably contained in an amount of 70 to 95% by weight.
【００１５】また、前記（Ｂ）フェノール樹脂は一般に
知られているフェノール樹脂を用いることができるが、
例えば下記の一般式（１）で表されるフェノール樹脂、
一般式（２）で表される多官能型フェノール樹脂、一般
式（３）で表されるジシクロペンタジエンフェノール樹
脂あるいは一般式（４）で表されるナフトールアラルキ
ル樹脂を用いることが好ましい。As the above (B) phenol resin, a generally known phenol resin can be used.
For example, a phenol resin represented by the following general formula (1),
It is preferable to use the polyfunctional phenol resin represented by the general formula (2), the dicyclopentadiene phenol resin represented by the general formula (3), or the naphthol aralkyl resin represented by the general formula (4).
【化５】 [Chemical 5]
【化６】 [Chemical 6]
【化７】 [Chemical 7]
【化８】 [Chemical 8]
【００１６】また、本発明の半導体装置は、上記したよ
うな封止用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するものである。The semiconductor device of the present invention is characterized in that a semiconductor chip is sealed with a cured product of the above-mentioned epoxy resin composition for sealing.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
【００１８】本発明に用いられる（Ａ）スピロ環を有す
るエポキシ樹脂としては、例えば以下のような化学式で
示されるものが挙げられる。The epoxy resin having a spiro ring (A) used in the present invention includes, for example, those represented by the following chemical formula.
【化９】 [Chemical 9]
【化１０】 [Chemical 10]
【００１９】本発明においては、上記したようなエポキ
シ樹脂を単独で用いてもよいし、あるいは併用して用い
てもかまわない。また、本発明においては上記したよう
なスピロ環を有するエポキシ樹脂に限られず、他のスピ
ロ環を有するエポキシ樹脂を用いてもかまわない。In the present invention, the above-mentioned epoxy resins may be used alone or in combination. Further, the present invention is not limited to the epoxy resin having a spiro ring as described above, and an epoxy resin having another spiro ring may be used.
【００２０】本発明においては、本発明の効果を失わな
い範囲で、スピロ環を有しないエポキシ樹脂を併用する
こともできる。このようなエポキシ樹脂としては、その
分子中にエポキシ基を少なくとも２個有する化合物であ
るかぎり、分子構造および分子量など特に制限はなく、
一般に封止用材料として使用させるものを広く含有する
ことができる。In the present invention, an epoxy resin having no spiro ring may be used in combination within the range where the effect of the present invention is not lost. As such an epoxy resin, as long as it is a compound having at least two epoxy groups in the molecule, there are no particular restrictions on the molecular structure and molecular weight,
In general, a wide range of materials can be used as a sealing material.
【００２１】このようなものとしてはフェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ
樹脂、ナフトールのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフ
ェノールＡのノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ルＡのグリシジルエーテル、テトラ（ヒドロキシフェニ
ル）アルカンのエポキシ化物等が挙げられる。Examples of such resins include phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, naphthol novolac type epoxy resin, bisphenol A novolac type epoxy resin, bisphenol A glycidyl ether, and tetra (hydroxyphenyl) alkane epoxy. And the like.
【００２２】このようなスピロ環を有しないエポキシ樹
脂を併用するときは、スピロ環を有するエポキシ樹脂の
添加量を１として、スピロ環を有しないエポキシ樹脂の
添加量を０．５以下とすることが好ましい。When such an epoxy resin having no spiro ring is used in combination, the addition amount of the epoxy resin having a spiro ring is 1 and the addition amount of the epoxy resin having no spiro ring is 0.5 or less. Is preferred.
【００２３】本発明に用いられる（Ｂ）フェノール樹脂
としては、例えば下記の一般式（１）で表されるフェノ
ール樹脂、一般式（２）で表される多官能型フェノール
樹脂、一般式（３）で表されるジシクロペンタジエンフ
ェノール樹脂あるいは一般式（４）で表されるナフトー
ルアラルキル樹脂を用いることが好ましい。Examples of the (B) phenolic resin used in the present invention include a phenolic resin represented by the following general formula (1), a polyfunctional phenolic resin represented by the general formula (2), and a general formula (3). It is preferable to use the dicyclopentadiene phenol resin represented by the formula (4) or the naphthol aralkyl resin represented by the general formula (4).
【化１１】 [Chemical 11]
【化１２】 [Chemical 12]
【化１３】 [Chemical 13]
【化１４】 [Chemical 14]
【００２４】本発明においては、上記一般式（１）〜
（４）に示されるもののほかに、本発明の目的に反しな
い限度において、一般に知られているフェノール樹脂を
用いることができる。このようなものとしては、フェノ
ールノボラック樹脂、フェノールキシレン樹脂等が挙げ
られるが、その分子中にフェノール性水酸基を少なくと
も２個有する化合物であるかぎり、分子構造および分子
量など特に制限はなく、これらは単独で使用してもよい
し、２種以上を併用してもかまわない。In the present invention, the above general formulas (1) to
In addition to those shown in (4), generally known phenolic resins can be used as long as they do not violate the object of the present invention. Examples of such a compound include a phenol novolac resin and a phenol xylene resin, but as long as it is a compound having at least two phenolic hydroxyl groups in the molecule, there is no particular limitation on the molecular structure and the molecular weight, and these are independent. The above may be used, or two or more kinds may be used in combination.
【００２５】これらエポキシ樹脂とフェノール樹脂との
配合比は、硬化剤であるフェノール樹脂のフェノール性
水酸基数とエポキシ樹脂のエポキシ基数の比（フェノー
ル性水酸基数／エポキシ基数）が０．５〜１．５の範囲
になるように配合することが好ましい。The mixing ratio of the epoxy resin and the phenol resin is such that the ratio of the number of phenolic hydroxyl groups of the phenol resin as a curing agent to the number of epoxy groups of the epoxy resin (number of phenolic hydroxyl groups / number of epoxy groups) is 0.5 to 1. It is preferable that the compounding amount be within the range of 5.
【００２６】上記比が０．５未満の場合、硬化反応が起
こりにくくなり、上記比が１．５を越えると、硬化物の
特性、特に耐湿性が劣化しやすくなるためである。This is because if the above ratio is less than 0.5, the curing reaction is less likely to occur, and if the above ratio exceeds 1.5, the properties of the cured product, especially the moisture resistance, are likely to deteriorate.
【００２７】本発明の（Ｃ）硬化促進剤としては、フェ
ノール樹脂を用いてエポキシ樹脂を硬化させる際に硬化
促進剤として使用できるものであれば特に限定されるも
のではなく、一般に硬化促進剤として知られているもの
を使用することが可能である。The (C) curing accelerator of the present invention is not particularly limited as long as it can be used as a curing accelerator when curing an epoxy resin with a phenol resin, and generally as a curing accelerator. It is possible to use what is known.
【００２８】このような硬化促進剤としては、例えばト
リメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチ
ルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ（ｐ−メ
チルフェニル）ホスフィン、トリ（ノニルフェニルホス
フィン）、メチルジフェニルホスフィン、ジブチルフェ
ニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、１，
２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、ビス（フィ
フェニルホスフィノ）メタン等の有機ホスフィン化合
物、２−メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダ
ゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フ
ェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダ
ゾール、２−ヘフタデシルイミダゾール等のイミダゾー
ル化合物またはその誘導体、ＤＢＵ（１，８−ジアザビ
シクロ（５，４，０）ウンデセン−７）またはそのフェ
ノール塩等があり、必要に応じて、これらを組み合わせ
て使用してもよい。Examples of the curing accelerator include trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenylphosphine), methyldiphenylphosphine, dibutylphenylphosphine, Tricyclohexylphosphine, 1,
2-bis (diphenylphosphino) ethane, organic phosphine compounds such as bis (fiphenylphosphino) methane, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, There is an imidazole compound such as 2-phenyl-4-methylimidazole or 2-heptadecylimidazole or a derivative thereof, DBU (1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7) or a phenol salt thereof, which is necessary. According to the above, these may be used in combination.
【００２９】これら硬化促進剤の添加割合は、それぞれ
の触媒活性が異なるため一概にその添加割合は決められ
ないが、樹脂成分の総量に対して０．１〜５重量％の範
囲で添加することが好ましい。これは、０．１重量％未
満の場合、硬化性能が低下する可能性があり、５重量％
を超えると耐湿信頼性が劣化する可能性があるためであ
る。The addition ratio of these curing accelerators cannot be determined unconditionally because their catalytic activities are different, but they should be added within the range of 0.1 to 5% by weight with respect to the total amount of the resin components. Is preferred. This is because if it is less than 0.1% by weight, the curing performance may be deteriorated.
This is because the moisture resistance reliability may deteriorate if the value exceeds.
【００３０】本発明に用いられる（Ｄ）カップリング剤
としては、無機充填剤の表面処理に使用されるものであ
れば特に限定されるものではない。好ましいものとして
は、例えばシリコン原子に結合したアルコキシ基を有す
るシラン化合物が挙げられる。カップリング剤は単独も
しくは２種以上を混合して使用してもかまわない。カッ
プリング剤の配合割合は、樹脂組成物全体の０．０１〜
５ｗｔ％とすることが好ましい。０．０１ｗｔ％未満の
場合、成形性を向上させる効果が低く、５ｗｔ％を超え
ると信頼性に悪影響を与えるため好ましくない。The (D) coupling agent used in the present invention is not particularly limited as long as it is used for the surface treatment of the inorganic filler. Preferred examples include silane compounds having an alkoxy group bonded to a silicon atom. The coupling agents may be used alone or in combination of two or more. The mixing ratio of the coupling agent is 0.01 to the total amount of the resin composition.
It is preferably set to 5 wt%. If it is less than 0.01 wt%, the effect of improving the moldability is low, and if it exceeds 5 wt%, the reliability is adversely affected, which is not preferable.
【００３１】本発明に用いられる（Ｅ）シリカ粉末は、
最大粒径１５０μｍ以下で、不純物濃度が低く、平均粒
径が４０μｍ以下のシリカ粉末が好ましく利用される。The (E) silica powder used in the present invention is
Silica powder having a maximum particle size of 150 μm or less, a low impurity concentration, and an average particle size of 40 μm or less is preferably used.
【００３２】シリカ粉末の配合割合は、全体の樹脂組成
物に対して７０〜９５ｗｔ％、好ましくは８０〜９２ｗ
ｔ％である。その割合が７０％未満である場合、樹脂組
成物の成形後の耐湿信頼性が低下し、９５ｗｔ％を超え
ると、極端に流動性が低下し、充填性が低下するため好
ましくない。The blending ratio of the silica powder is 70 to 95 wt%, preferably 80 to 92 w based on the total resin composition.
t%. If the proportion is less than 70%, the moisture resistance reliability of the resin composition after molding is lowered, and if it exceeds 95 wt%, the fluidity is extremely lowered and the filling property is lowered, which is not preferable.
【００３３】シリカ粉末としては溶融シリカ粉末、結晶
性シリカ粉末が挙げられるが、高充填、高流動性という
点から溶融シリカ粉末を用いることが好ましい。この溶
融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融
シリカ粉末があるが、流動性と強靱性を共立するという
観点から、両者を併用することが好ましい。Examples of silica powder include fused silica powder and crystalline silica powder, and it is preferable to use fused silica powder from the viewpoint of high filling and high fluidity. Examples of the fused silica powder include spherical fused silica powder and crushed fused silica powder, but it is preferable to use both in combination from the viewpoint of fluidity and toughness.
【００３４】本発明の樹脂組成物においては上記したエ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、カップリン
グ剤およびシリカ粉末のほかに、天然ワックス類、合成
ワックス類、直鎖脂肪酸やその金属塩、酸アミド類、エ
ステル類、パラフィン類等の離型剤、カーボンブラッ
ク、二酸化チタン等の顔料、シリコーンゴム、各種プラ
スチック粉末、各種エンジニアリングプラスチック粉
末、ＡＢＳ樹脂やＭＢＳ樹脂の粉末等の低応力化剤等を
適宜添加してもよい。In the resin composition of the present invention, in addition to the above-mentioned epoxy resin, phenol resin, curing accelerator, coupling agent and silica powder, natural waxes, synthetic waxes, straight chain fatty acids and their metal salts, and acids. Release agents such as amides, esters and paraffins, pigments such as carbon black and titanium dioxide, silicone rubber, various plastic powders, various engineering plastic powders, stress reducing agents such as ABS resin and MBS resin powders, etc. You may add suitably.
【００３５】本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、硬化促進剤、カップリング剤、シ
リカ粉末、その他原料成分を、例えばヘンシェルミキサ
ーによって十分に混合し、さらに熱ロールによる溶融処
理または二軸の押し出し機等による溶融混合処理を加え
た後、冷却、粉砕することにより作製することができ
る。The encapsulating resin composition of the present invention is obtained by thoroughly mixing an epoxy resin, a phenolic resin, a curing accelerator, a coupling agent, silica powder, and other raw material components with, for example, a Henschel mixer and then melting them with a hot roll. It can be produced by cooling or pulverizing after the treatment or the melt-mixing treatment using a twin-screw extruder or the like.
【００３６】本発明の半導体装置は、上記したような封
止用樹脂組成物により半導体チップを封止することによ
り作製されるものである。封止のもっとも一般的な方法
としては、低圧トランスファー成形法があるが、射出成
形、圧縮成形および注型などによる封止も可能である。
封止を行う半導体装置としては、たとえば、集積回路、
大型集積回路、トランジスタ、サイリスタおよびダイオ
ードなどで特に限定されるものではない。The semiconductor device of the present invention is manufactured by encapsulating a semiconductor chip with the encapsulating resin composition as described above. The most common method of sealing is a low pressure transfer molding method, but sealing by injection molding, compression molding, casting or the like is also possible.
As the semiconductor device for sealing, for example, an integrated circuit,
It is not particularly limited to a large integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode and the like.
【００３７】[0037]
【実施例】以下、本発明を実施例を参照して説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
【００３８】（実施例１〜５、比較例１〜２）以下の各
成分を表１に示されるような割合で配合した実施例１〜
５、比較例１〜２の封止用樹脂組成物を作製した。具体
的には、ヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカップ
リング剤で処理し、次いでその他の成分を配合して６０
〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後に粉砕す
ることにより封止用樹脂組成物を作製した。(Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2) Examples 1 to 1 in which the following components were blended in the proportions shown in Table 1
5, the sealing resin composition of Comparative Examples 1 and 2 was produced. Specifically, the filler is treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, and then the other ingredients are blended to obtain 60
A resin composition for encapsulation was produced by kneading with a heating roll at 130 ° C, cooling and then pulverizing.
【表１】 [Table 1]
【００３９】次に、これら実施例１〜５、比較例１〜２
の封止用樹脂組成物について以下の試験を行った。Next, these Examples 1-5 and Comparative Examples 1-2
The following tests were conducted on the encapsulating resin composition.
【００４０】[試験１] 耐湿信頼性
各封止用樹脂組成物を用いて試験用デバイスを封止した
後、１８０℃で４時間アフターキュアを行った。次い
で、このパッケージを８５℃、相対湿度６０％の雰囲気
中に１６８時間放置して吸湿処理を行った後、これを最
高温度２６０℃のＩＲリフロー炉に３回通した。この時
点で、パッケージのクラック発生率を調べた。[Test 1] Moisture resistance reliability After sealing a test device with each sealing resin composition, after-curing was performed at 180 ° C. for 4 hours. Next, this package was left in an atmosphere of 85 ° C. and a relative humidity of 60% for 168 hours for moisture absorption treatment, and then passed through an IR reflow furnace having a maximum temperature of 260 ° C. three times. At this point, the crack generation rate of the package was examined.
【００４１】さらに、このパッケージを１２７℃の飽和
水蒸気雰囲気中に放置し、１００時間、２００時間、３
００時間、４００時間および５００時間後の不良（リー
ク不良、オープン不良）発生率を調べた。結果を表２に
示す。なお、表２における結果は、（不良発生数）／
（サンプル数）で示したものである。Further, this package was left in a saturated steam atmosphere at 127 ° C. for 100 hours, 200 hours, and 3 hours.
The occurrence rates of defects (leakage defects and open defects) after 00 hours, 400 hours and 500 hours were examined. The results are shown in Table 2. The results in Table 2 are (number of defects generated) /
(Number of samples).
【表２】 [Table 2]
【００４２】[試験２] 成形作業性・外観
各封止用樹脂組成物を用いてダミーフレームを用いた連
続成形を実施し、作業性および成型品外観を観察した。
結果を表３に示す。[Test 2] Molding workability / appearance Continuous molding using a dummy frame was performed using each sealing resin composition, and the workability and the appearance of the molded product were observed.
The results are shown in Table 3.
【表３】 [Table 3]
【００４３】[試験３] パッケージの反り
９ｍｍ角の半導体チップを搭載したＢＧＡ（３５角）を
用いて、成形後のパッケージの反りを測定した。結果を
表４に示す。[Test 3] Warp of Package The warp of the package after molding was measured using a BGA (35 square) mounted with a semiconductor chip of 9 mm square. The results are shown in Table 4.
【表４】 [Table 4]
【００４４】表２〜４に示されるように、実施例１〜５
の樹脂組成物は、比較例１〜２の樹脂組成物に比べ、高
温下での耐クラック性およびその後の耐湿信頼性が良好
であった。また、パッケージの反りも良好であり、成形
作業性も十分なものであった。As shown in Tables 2-4, Examples 1-5
The resin composition of No. 2 was good in crack resistance at high temperature and moisture resistance reliability after that, as compared with the resin compositions of Comparative Examples 1 and 2. In addition, the warpage of the package was good, and the molding workability was also sufficient.
【００４５】 [成分] エポキシ樹脂Ａ：式（５）で示されるエポキシ樹脂 3,9-bis[4-glysidyl]phenyl-2,4,8,10- tetroxaspiro(5,5)undecane エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂 （ＥＳＣＮ１９５ＸＬ 住友化学（株）製 当量１９７） エポキシ樹脂Ｃ：ビスフェノールＡ型臭素化エポキシ樹脂 （ＡＥＲ−８０２９ 旭化成エポキシ（株）製 当量４６０ ） フェノール樹脂Ａ：式（１）で示されるフェノール樹脂 （ＭＥＨ７８５１ 明和化成製） フェノール樹脂Ｂ：フェノールアラルキル樹脂 （ＸＬ−２２５−３Ｌ 三井化学（株）製 当量１７８） 硬化促進剤Ａ：トリフェニルホスフィン 離型剤：カルナバワックス 顔料：カーボンブラック 難燃助剤：三酸化アンチモン 充填剤：球状溶融シリカ粉末（平均粒径２０μｍ） 表面処理剤Ａ：γ−グリシドキシフロピルトリメトキシシラン （Ａ−１８７ 日本ユニカー（株）製） 表面処理剤Ｂ：γ−Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン （ＳＺ６０８３ 東レダウ（株）製） 変性剤：両末端カルボキシ変性シリコーン （Ｘ−２２−１６２Ｃ 信越化学工業（株）製）[0045] [component] Epoxy resin A: Epoxy resin represented by the formula (5) 3,9-bis [4-glysidyl] phenyl-2,4,8,10- tetroxaspiro (5,5) undecane Epoxy resin B: Orthocresol novolac epoxy resin (ESCN195XL Sumitomo Chemical Co., Ltd., equivalent weight 197) Epoxy resin C: Bisphenol A type brominated epoxy resin (AER-8029 manufactured by Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd. equivalent weight 460 ) Phenolic resin A: Phenolic resin represented by the formula (1) (MEH7851 manufactured by Meiwa Kasei) Phenol resin B: Phenol aralkyl resin (XL-225-3L Equivalent 178 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) Curing accelerator A: triphenylphosphine Release agent: Carnauba wax Pigment: Carbon black Flame retardant aid: Antimony trioxide Filler: Spherical fused silica powder (average particle size 20 μm) Surface treatment agent A: γ-glycidoxyfuropyryltrimethoxysilane (A-187 manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) Surface treatment agent B: γ-N-phenylaminopropyltrimethoxysilane (SZ6083 Toray Dow Co., Ltd.) Modifier: Carboxyl modified silicone at both ends (X-22-162C manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
【００４６】（実施例６〜１０、比較例３〜４）以下の
各成分を表５に示されるような割合で配合した実施例６
〜１０、比較例３〜４の封止用樹脂組成物を作製した。
具体的には、ヘンシェルミキサー中で充填剤をシランカ
ップリング剤で処理し、次いでその他の成分を配合して
６０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後に粉
砕することにより封止用樹脂組成物を作製した。(Examples 6 to 10 and Comparative Examples 3 to 4) Example 6 in which the following components were blended in the proportions shown in Table 5
-10 and the resin composition for sealing of Comparative Examples 3-4 were produced.
Specifically, the filler is treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, then the other components are mixed, kneaded with a heating roll at 60 to 130 ° C., cooled, and then crushed to obtain a sealing resin. A composition was made.
【表５】 [Table 5]
【００４７】次に、これら実施例６〜１０、比較例３〜
４について、実施例１と同様の試験を行った。結果を表
６〜８に示す。Next, these Examples 6 to 10 and Comparative Examples 3 to
For 4, the same test as in Example 1 was performed. The results are shown in Tables 6-8.
【表６】 [Table 6]
【表７】 [Table 7]
【表８】 [Table 8]
【００４８】表６〜８に示されるように、実施例６〜１
０の樹脂組成物は、比較例３〜４の樹脂組成物に比べ、
高温下での耐クラック性およびその後の耐湿信頼性が良
好であった。パッケージの反りも良好であり、成形作業
性も十分なものであった。As shown in Tables 6-8, Examples 6-1
The resin composition of No. 0, compared with the resin composition of Comparative Examples 3 to 4,
The crack resistance at high temperature and the subsequent moisture resistance reliability were good. The warpage of the package was good, and the molding workability was also sufficient.
【００４９】[成分]
エポキシ樹脂Ａ：式（５）で示されるエポキシ樹脂
3,9-bis[4-glysidyl]phenyl-2,4,8,10-tetroxaspiro(5,
5)undecane
エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾールノボラックエポキシ
樹脂（ＥＳＣＮ１９５ＸＬ 住友化学（株）製 当量１
９７）
エポキシ樹脂Ｃ：ビスフェノールＡ型臭素化エポキシ樹
脂（ＡＥＲ−８０２９ 旭化成エポキシ（株）製 当量
４６０）
フェノール樹脂Ａ：式（２）で示される多官能型フェノ
ール樹脂（ＭＥＨ７５００ 明和化成製）
フェノール樹脂Ｂ：フェノールアラルキル樹脂（ＸＬ−
２２５−３Ｌ 三井化学（株）製 当量１７８）
硬化促進剤Ａ：トリフェニルホスフィン
離型剤：カルナバワックス
顔料：カーボンブラック
難燃助剤：三酸化アンチモン
充填剤：球状溶融シリカ粉末（平均粒径２０μｍ）
表面処理剤Ａ：γ−グリシドキシフロピルトリメトキシ
シラン
（Ａ−１８７ 日本ユニカー（株）製）
表面処理剤Ｂ：γ−Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメ
トキシシラン（ＳＺ６０８３ 東レダウ（株）製）
変性剤：両末端カルボキシ変性シリコーン（Ｘ−２２−
１６２Ｃ 信越化学工業（株）製）[Component] Epoxy resin A: Epoxy resin represented by formula (5) 3,9-bis [4-glysidyl] phenyl-2,4,8,10-tetroxaspiro (5,
5) undecane epoxy resin B: orthocresol novolac epoxy resin (ESCN195XL manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., equivalent weight 1
97) Epoxy resin C: Bisphenol A type brominated epoxy resin (AER-8029, Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd., equivalent 460) Phenolic resin A: Multifunctional phenol resin represented by formula (2) (MEH7500, manufactured by Meiwa Kasei) Phenolic resin B: Phenol aralkyl resin (XL-
225-3L Equivalent 178 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. Curing accelerator A: Triphenylphosphine mold release agent: Carnauba wax pigment: Carbon black flame retardant aid: Antimony trioxide filler: Spherical fused silica powder (average particle size 20 μm ) Surface treatment agent A: γ-glycidoxyfuropyryltrimethoxysilane (A-187 manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) Surface treatment agent B: γ-N-phenylaminopropyltrimethoxysilane (SZ6083 manufactured by Toray Dow Co., Ltd.) ) Modifier: Carboxyl-modified silicone at both ends (X-22-
162C Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
【００５０】（実施例１１〜１５、比較例５〜６）以下
の各成分を表９に示されるような割合で配合した実施例
１１〜１５、比較例５〜６の封止用樹脂組成物を作製し
た。具体的には、ヘンシェルミキサー中で充填剤をシラ
ンカップリング剤で処理し、次いでその他の成分を配合
して６０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した後
に粉砕することにより封止用樹脂組成物を作製した。(Examples 11 to 15, Comparative Examples 5 to 6) The encapsulating resin compositions of Examples 11 to 15 and Comparative Examples 5 to 6 in which the following components were blended in the proportions shown in Table 9 Was produced. Specifically, the filler is treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, then the other components are mixed, kneaded with a heating roll at 60 to 130 ° C., cooled, and then crushed to obtain a sealing resin. A composition was made.
【表９】 [Table 9]
【００５１】次に、これら実施例１１〜１５、比較例５
〜６について、実施例１と同様の試験を行った。結果を
表１０〜１２に示す。Next, these Examples 11 to 15 and Comparative Example 5
For 6 to 6, the same test as in Example 1 was performed. The results are shown in Tables 10-12.
【表１０】 [Table 10]
【表１１】 [Table 11]
【表１２】 [Table 12]
【００５２】表１０〜１２に示されるように、実施例１
１〜１５の樹脂組成物は、比較例５〜６の樹脂組成物に
比べ、高温下での耐クラック性およびその後の耐湿信頼
性が良好であった。パッケージの反りも良好であり、成
形作業性も十分なものであった。As shown in Tables 10-12, Example 1
The resin compositions of 1 to 15 were better in crack resistance at high temperature and in subsequent moisture resistance reliability, as compared with the resin compositions of Comparative Examples 5 to 6. The warpage of the package was good, and the molding workability was also sufficient.
【００５３】[成分]
エポキシ樹脂Ａ：式（５）で示されるエポキシ樹脂
3,9-bis[4-glysidyl]phenyl-2,4,8,10-
tetroxaspiro(5,5)undecane
エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾールノボラックエポキシ
樹脂（ＥＳＣＮ１９５ＸＬ 住友化学（株）製 当量１
９７）
エポキシ樹脂Ｃ：ビスフェノールＡ型臭素化エポキシ樹
脂（ＡＥＲ−８０２９ 旭化成エポキシ（株）製 当量
４６０）
フェノール樹脂Ａ：式（３）で示されるジシクロペンタ
ジエンフェノール樹脂（ＤＰＰ−Ｎ 日石製）
フェノール樹脂Ｂ：フェノールアラルキル樹脂（ＸＬ−
２２５−３Ｌ 三井化学（株）製 当量１７８）
硬化促進剤Ａ：トリフェニルホスフィン
離型剤：カルナバワックス
顔料：カーボンブラック
難燃助剤：三酸化アンチモン
充填剤：球状溶融シリカ粉末（平均粒径２０μｍ）
表面処理剤Ａ：γ−グリシドキシフロピルトリメトキシ
シラン（Ａ−１８７ 日本ユニカー（株）製）
表面処理剤Ｂ：γ−Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメ
トキシシラン（ＳＺ６０８３ 東レダウ（株）製）
変性剤：両末端カルボキシ変性シリコーン（Ｘ−２２−
１６２Ｃ 信越化学工業（株）製）[Components] Epoxy resin A: Epoxy resin represented by the formula (5) 3,9-bis [4-glysidyl] phenyl-2,4,8,10- tetroxaspiro (5,5) undecane epoxy resin B: Orthocresol novolac epoxy resin (ESCN195XL manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
97) Epoxy resin C: Bisphenol A type brominated epoxy resin (AER-8029, Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd., equivalent 460) Phenolic resin A: dicyclopentadiene phenol resin represented by formula (3) (DPP-N, Nisseki) Phenol resin B: Phenol aralkyl resin (XL-
225-3L Equivalent 178 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. Curing accelerator A: Triphenylphosphine mold release agent: Carnauba wax pigment: Carbon black flame retardant aid: Antimony trioxide filler: Spherical fused silica powder (average particle size 20 μm ) Surface treatment agent A: γ-glycidoxyfuropyrmethoxysilane (A-187 manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) Surface treatment agent B: γ-N-phenylaminopropyltrimethoxysilane (SZ6083 manufactured by Toray Dow Co., Ltd.) ) Modifier: Carboxyl-modified silicone at both ends (X-22-
162C Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
【００５４】（実施例１６〜２０、比較例７〜８）以下
の各成分を表１３に示されるような割合で配合した実施
例１６〜２０、比較例７〜８の封止用樹脂組成物を作製
した。具体的には、ヘンシェルミキサー中で充填剤をシ
ランカップリング剤で処理し、次いでその他の成分を配
合して６０〜１３０℃の加熱ロールで混練し、冷却した
後に粉砕することにより封止用樹脂組成物を作製した。(Examples 16 to 20, Comparative Examples 7 to 8) The encapsulating resin compositions of Examples 16 to 20 and Comparative Examples 7 to 8 in which the following components were blended in the proportions shown in Table 13 Was produced. Specifically, the filler is treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, then the other components are mixed, kneaded with a heating roll at 60 to 130 ° C., cooled, and then crushed to obtain a sealing resin. A composition was made.
【表１３】 [Table 13]
【００５５】次に、これら実施例１６〜２０、比較例７
〜８について、実施例１と同様の試験を行った。結果を
表１４〜１６に示す。Next, these Examples 16 to 20 and Comparative Example 7
The same test as in Example 1 was performed for ~ 8. The results are shown in Tables 14-16.
【表１４】 [Table 14]
【表１５】 [Table 15]
【表１６】 [Table 16]
【００５６】表１４〜１６に示されるように、実施例１
６〜２０の樹脂組成物は、比較例７〜８の樹脂組成物に
比べ、高温下での耐クラック性およびその後の耐湿信頼
性が良好であった。パッケージの反りも良好であり、成
形作業性も十分なものであった。As shown in Tables 14-16, Example 1
The resin compositions of 6 to 20 were excellent in crack resistance at high temperature and subsequent moisture resistance reliability, as compared with the resin compositions of Comparative Examples 7 to 8. The warpage of the package was good, and the molding workability was also sufficient.
【００５７】[成分]
エポキシ樹脂Ａ：式（５）で示されるエポキシ樹脂
3,9-bis[4-glysidyl]phenyl-2,4,8,10-
tetroxaspiro(5,5)undecane
エポキシ樹脂Ｂ：オルソクレゾールノボラックエポキシ
樹脂（ＥＳＣＮ１９５ＸＬ 住友化学（株）製 当量１
９７）
エポキシ樹脂Ｃ：ビスフェノールＡ型臭素化エポキシ樹
脂（ＡＥＲ−８０２９ 旭化成エポキシ（株）製 当量
４６０）
フェノール樹脂Ａ：式（４）で示されるｎ＝１のナフト
ールアラルキル樹脂
フェノール樹脂Ｂ：フェノールアラルキル樹脂（ＸＬ−
２２５−３Ｌ 三井化学（株）製 当量１７８）
硬化促進剤Ａ：トリフェニルホスフィン
離型剤：カルナバワックス
顔料：カーボンブラック
難燃助剤：三酸化アンチモン
充填剤：球状溶融シリカ粉末（平均粒径２０μｍ）
表面処理剤Ａ：γ−グリシドキシフロピルトリメトキシ
シラン（Ａ−１８７ 日本ユニカー（株）製）
表面処理剤Ｂ：γ−Ｎ−フェニルアミノプロピルトリメ
トキシシラン（ＳＺ６０８３ 東レダウ（株）製）
変性剤：両末端カルボキシ変性シリコーン（Ｘ−２２−
１６２Ｃ 信越化学工業（株）製）[Components] Epoxy resin A: Epoxy resin represented by the formula (5) 3,9-bis [4-glysidyl] phenyl-2,4,8,10-tetroxaspiro (5,5) undecane epoxy resin B: Orthocresol novolac epoxy resin (ESCN195XL manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
97) Epoxy resin C: Bisphenol A type brominated epoxy resin (AER-8029, Asahi Kasei Epoxy Co., Ltd. equivalent weight 460) Phenolic resin A: n = 1 naphthol aralkyl resin represented by formula (4) Phenolic resin B: phenol aralkyl Resin (XL-
225-3L Equivalent 178 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. Curing accelerator A: Triphenylphosphine mold release agent: Carnauba wax pigment: Carbon black flame retardant aid: Antimony trioxide filler: Spherical fused silica powder (average particle size 20 μm ) Surface treatment agent A: γ-glycidoxyfuropyryltrimethoxysilane (A-187 manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.) Surface treatment agent B: γ-N-phenylaminopropyltrimethoxysilane (SZ6083 manufactured by Toray Dow Co., Ltd.) ) Modifier: Carboxyl-modified silicone at both ends (X-22-
162C Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
【００５８】[0058]
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の封止用
樹脂組成物の硬化物は、高温下での耐クラック性および
耐湿信頼性が極めて良好であり、パッケージの反りも少
なく、表面実装タイプの半導体装置の封止に好適であ
る。As described above in detail, the cured product of the encapsulating resin composition of the present invention has extremely good crack resistance and moisture resistance reliability at high temperatures, and has little package warpage. It is suitable for sealing a surface-mount type semiconductor device.
【００５９】また、本発明の封止用樹脂組成物で封止さ
れた半導体装置は表面実装を行っても、その後の耐湿性
が良好であり、高い信頼性を有するものである。特に、
本発明の半導体装置は高温下での耐クラック性および耐
湿信頼性が極めて良好であるため、従来よりも融点が高
い鉛を含まないはんだを使用しての表面実装に対して
も、十分に信頼性を維持することが可能である。Further, the semiconductor device encapsulated with the encapsulating resin composition of the present invention has good moisture resistance and high reliability even after surface mounting. In particular,
Since the semiconductor device of the present invention has extremely good crack resistance and moisture resistance reliability under high temperature, it is sufficiently reliable even for surface mounting using a lead-free solder having a higher melting point than before. It is possible to maintain sex.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 CD041 CD042 CD052 CD062 CE003 DJ018 EU116 EU136 EW146 EX037 FD143 FD156 GQ05 4J036 AC01 AD08 AF06 AF08 AF15 AF19 DC40 DC46 DD07 FA05 FA13 FB06 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA03 EB03 EB04 EB06 EB09 EB13 EC01 EC03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4J002 CD041 CD042 CD052 CD062 CE003 DJ018 EU116 EU136 EW146 EX037 FD143 FD156 GQ05 4J036 AC01 AD08 AF06 AF08 AF15 AF19 DC40 DC46 DD07 FA05 FA13 FB06 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA03 EB03 EB04 EB06 EB09 EB13 EC01 EC03
Claims (7)
（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、（Ｄ）カッ
プリング剤および（Ｅ）シリカ粉末を必須成分として含
有することを特徴とする封止用エポキシ樹脂組成物。1. An epoxy resin having (A) a spiro ring,
An epoxy resin composition for encapsulation, which comprises (B) a phenol resin, (C) a curing accelerator, (D) a coupling agent, and (E) a silica powder as essential components.
％含有することを特徴とする請求項１記載の封止用エポ
キシ樹脂組成物。2. The epoxy resin composition for encapsulation according to claim 1, which contains 70 to 95% by weight of the (E) silica powder.
式（１）で表されるフェノール樹脂であることを特徴と
する請求項１または請求項２記載の封止用エポキシ樹脂
組成物。 【化１】 3. The epoxy resin composition for encapsulation according to claim 1, wherein the (B) phenol resin is a phenol resin represented by the following general formula (1). [Chemical 1]
式（２）で表される多官能型フェノール樹脂であること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の封止用エポ
キシ樹脂組成物。 【化２】 4. The epoxy resin composition for encapsulation according to claim 1, wherein the (B) phenol resin is a polyfunctional phenol resin represented by the following general formula (2). object. [Chemical 2]
式（３）で表されるジシクロペンタジエンフェノール樹
脂であることを特徴とする請求項１または請求項２記載
の封止用エポキシ樹脂組成物。 【化３】 5. The epoxy resin composition for encapsulation according to claim 1 or 2, wherein the (B) phenol resin is a dicyclopentadiene phenol resin represented by the following general formula (3). object. [Chemical 3]
式（４）で表されるナフトールアラルキル樹脂であるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載の封止用エ
ポキシ樹脂組成物。 【化４】 6. The epoxy resin composition for encapsulation according to claim 1, wherein the (B) phenol resin is a naphthol aralkyl resin represented by the following general formula (4). [Chemical 4]
載の封止用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する半導体装置。7. A semiconductor device in which a semiconductor chip is encapsulated with a cured product of the epoxy resin composition for encapsulation according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001315636A JP2003119349A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Epoxy resin composition for sealing and semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001315636A JP2003119349A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Epoxy resin composition for sealing and semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003119349A true JP2003119349A (en) | 2003-04-23 |
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ID=19133769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001315636A Withdrawn JP2003119349A (en) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | Epoxy resin composition for sealing and semiconductor device |
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|---|---|
| JP (1) | JP2003119349A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109320521A (en) * | 2018-09-28 | 2019-02-12 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Epoxy monomer and preparation method thereof, epoxy resin |
-
2001
- 2001-10-12 JP JP2001315636A patent/JP2003119349A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109320521A (en) * | 2018-09-28 | 2019-02-12 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | Epoxy monomer and preparation method thereof, epoxy resin |
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