JP2008201904A - Epoxy resin composition for sealing semiconductors and semiconductor using the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition for sealing semiconductors, which is low in viscosity in spite of having a high inorganic filler content, when mold-flowed, and gives a cured article having low stress, excellent solder reflowing resistance and excellent heat conductivity, after molded. <P>SOLUTION: This epoxy resin composition for sealing the semiconductors is characterized by comprising the following components (A) to (E). (A) An epoxy resin. (B) A phenolic resin. (C) An inorganic filler in an amount of 80 to 90 wt.% based on the total amount of the resin composition. (D) A polyalkylene ether-modified silicone compound which has polyalkylene ether chains comprising polyoxyethylene units and/or polypropylene units on side chains and glycidyl groups on the side chains, and has an epoxy equivalent of 5,000 to 15,000. (E) A triaryl phosphine. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体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ものであって、詳しくは、無機質充填量が多いにもかかわらず、成形流動時には低粘度であり、成形後においては、低応力で耐半田リフロー性に優れる半導体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ものである。   The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device using the same, and more specifically, it has a low viscosity at the time of molding flow despite a large amount of inorganic filling, and after molding. The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which is low in stress and excellent in solder reflow resistance and a semiconductor device using the same.

従来から、トランジスター，ＩＣ等の半導体素子は、外部環境からの保護の観点および半導体素子のハンドリングを簡易にする観点から、プラスチックパッケージ等により封止され、半導体装置化されている。そして、上記プラスチックパッケージの代表例としては、ＴＯ−２２０パッケージがあげられる。このＴＯ−２２０パッケージは、一般に、３ピンの端子を有し、ヒートシンクへの接続用の孔付き金属タブを上部に持つものであり、トランジスターなど発熱の大きな半導体素子の封止形態として利用されている。このようなパッケージでは、高い熱伝導性が求められるため、一般に、無機質充填剤の量を多くすることにより対応することがなされている。そして、上記プラスチックパッケージに用いられる封止材料としては、一般に、エポキシ樹脂組成物が使用されている（特許文献１参照）。
特開２００４−３９６７０号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor elements such as transistors and ICs are sealed with a plastic package or the like from the viewpoint of protection from the external environment and the handling of the semiconductor elements to make a semiconductor device. A typical example of the plastic package is a TO-220 package. This TO-220 package generally has a 3-pin terminal and has a metal tab with a hole for connection to a heat sink at the top, and is used as a sealing form for semiconductor elements that generate large amounts of heat, such as transistors. Yes. In such a package, since high thermal conductivity is required, it is generally handled by increasing the amount of the inorganic filler. And as a sealing material used for the said plastic package, generally the epoxy resin composition is used (refer patent document 1).
JP 2004-39670 A

そこで、上記封止材料を形成するエポキシ樹脂組成物に、高弾性の無機質充填剤を高含有すると、これにより得られる封止樹脂（硬化体）の弾性率は高くなる。このため、リードフレームや半導体素子と、封止樹脂との、線膨張係数の差によって内部応力が高くなってしまい、封止樹脂のリードフレームからの剥離、封止樹脂の割れなどが発生することがあった。これらの不具合を防止するため、一般には、硬化体の低応力化を図るべくゴム粒子などの低応力物質の添加が行われている。しかし、この手法によると、高粘度の状態において、さらにゴム粒子等を添加することになるため、エポキシ樹脂組成物の粘度が上昇し、成形等が困難になるという不具合があった。   Therefore, when the epoxy resin composition forming the sealing material contains a high elastic inorganic filler, the resulting elastic modulus of the sealing resin (cured body) is increased. For this reason, the internal stress increases due to the difference in the coefficient of linear expansion between the lead frame or the semiconductor element and the sealing resin, and the peeling of the sealing resin from the lead frame, the cracking of the sealing resin, etc. occur. was there. In order to prevent these problems, a low-stress substance such as rubber particles is generally added to reduce the stress of the cured body. However, according to this method, since rubber particles and the like are further added in a high viscosity state, there is a problem that the viscosity of the epoxy resin composition is increased and molding becomes difficult.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、無機質充填剤の含有量が高いにもかかわらず、成形流動時の粘度が低く、成形後において、硬化体は低応力であり、耐半田リフロー性および熱伝導性に優れる半導体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の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and despite the high content of the inorganic filler, the viscosity at the time of molding flow is low, and after molding, the cured product has low stress and is resistant to soldering. An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation excellent in reflow property and thermal conductivity and a semiconductor device using the same.

上記目的を達成するため、本発明は、下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物を第一の要旨とする。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノール樹脂。
（Ｃ）樹脂組成物全体に対し８０重量％を超え、９０重量％未満の無機質充填剤。
（Ｄ）エポキシ当量５０００〜１５０００の下記一般式（１）で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物。 In order to achieve the above object, the first gist of the present invention is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the following components (A) to (E).
(A) Epoxy resin.
(B) Phenolic resin.
(C) An inorganic filler of more than 80% by weight and less than 90% by weight with respect to the entire resin composition.
(D) A polyalkylene ether-modified silicone compound represented by the following general formula (1) having an epoxy equivalent of 5000 to 15000.

（Ｅ）トリアリールホスフィン。 (E) Triarylphosphine.

そして、本発明は、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を樹脂封止してなる半導体装置を第二の要旨とする。   And this invention makes the 2nd summary the semiconductor device formed by resin-sealing a semiconductor element using the said epoxy resin composition for semiconductor sealing.

すなわち、本発明者らは、無機質充填剤が高含有量であるにもかかわらず、成形流動時の粘度を低くし、かつ、成形後においては耐半田リフロー性で熱伝導性に優れた低応力の封止材料を得るため、一連の研究を行った。その過程で、低粘度化を図るため、シリコーンオイルを添加することに想起し、さらに研究を重ねた結果、半導体封止用エポキシ樹脂組成物として、親水性のアルキレングリコール鎖を有するシリコーンオイルとともに、疎水性のトリアリールホスフィンを用いると、三次元架橋が抑制されることを見出し本発明に到達した。この三次元架橋の抑制により、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物よりなる硬化体の、ガラス転移温度以上の温度領域における弾性率が低下するとともに、その硬化体のガラス転移温度自体が低下するようになる。これらによって、低弾性率帯が広がり、硬化体の低応力化がより実現される。   That is, the present inventors have reduced the viscosity at the time of molding flow despite the high content of the inorganic filler, and have low stress that is excellent in solder reflow resistance and thermal conductivity after molding. A series of studies were conducted to obtain a sealing material. In that process, in order to reduce the viscosity, we recalled adding silicone oil, and as a result of further research, as an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, along with silicone oil having a hydrophilic alkylene glycol chain, It has been found that the use of hydrophobic triarylphosphine suppresses three-dimensional crosslinking, and the present invention has been achieved. By suppressing the three-dimensional crosslinking, the elastic modulus of the cured body made of the above-described epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is lowered in the temperature region above the glass transition temperature, and the glass transition temperature itself of the cured body is lowered. become. As a result, the low elastic modulus band is widened, and the stress of the cured body is further reduced.

このように、本発明は、無機質充填剤（Ｃ成分）を特定の高含有の割合で含有する半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、特定のポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物（Ｄ成分）およびトリアリールホスフィン（Ｅ成分）を含有してなるエポキシ／フェノール系の半導体封止用樹脂組成物である。このため、無機質充填剤の含有量が高いにもかかわらず、成形流動時の粘度が低く、成形後の硬化体は、低応力であり、耐半田リフロー性および熱伝導性に優れる、信頼性の高い半導体装置が得られるようになる。   Thus, the present invention is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing an inorganic filler (C component) in a specific high content ratio, which comprises a specific polyalkylene ether-modified silicone compound (D component) and An epoxy / phenol-based resin composition for encapsulating a semiconductor containing triarylphosphine (E component). For this reason, despite the high content of the inorganic filler, the viscosity during molding flow is low, the cured product after molding has low stress, excellent solder reflow resistance and thermal conductivity, A high semiconductor device can be obtained.

また、上記特定のポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物（Ｄ成分）の配合量が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体の０．０５〜１．０重量％であると、流動性および成形性により一層優れるようになる。   Moreover, when the compounding amount of the specific polyalkylene ether-modified silicone compound (component D) is 0.05 to 1.0% by weight of the entire epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, the flowability and moldability are further increased. Become better.

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物（以下、「半導体封止用樹脂組成物」という）は、エポキシ樹脂（Ａ成分）と、フェノール樹脂（Ｂ成分）と、特定の配合量の無機質充填剤（Ｃ成分）と、特定のポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物（Ｄ成分）と、硬化促進剤であるトリアリールホスフィン（Ｅ成分）とを用いて得られるものであって、通常、粉末状もしくはこれを打錠したタブレット状になっている。   The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention (hereinafter referred to as “resin composition for semiconductor encapsulation”) is an epoxy resin (component A), a phenol resin (component B), and an inorganic filling with a specific blending amount. It is obtained using an agent (component C), a specific polyalkylene ether-modified silicone compound (component D), and a triarylphosphine (component E) that is a curing accelerator. It is in the form of a tablet that is tableted.

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）としては、特に限定されるものではなく、例えば、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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等の各種エポキシ樹脂があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。そして、これらエポキシ樹脂の中でも、特に融点もしくは軟化点が室温を超えており、室温下では固形状もしくは高粘度の液状を示すものを用いることが好ましい。例えば、上記フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、通常、エポキシ当量１５０〜２５０、軟化点５０〜１３０℃のものが好適に用いられ、また、上記クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量１８０〜２１０、軟化点６０〜１１０℃のものが好適に用いられる。   The epoxy resin (component A) is not particularly limited, and examples thereof include various epoxy resins such as a phenol novolac epoxy resin, a cresol novolac epoxy resin, a bisphenol epoxy resin, and a biphenyl epoxy resin. These may be used alone or in combination of two or more. Of these epoxy resins, those having a melting point or softening point exceeding room temperature and exhibiting a solid or highly viscous liquid at room temperature are preferably used. For example, as the phenol novolac type epoxy resin, those having an epoxy equivalent of 150 to 250 and a softening point of 50 to 130 ° C. are preferably used, and as the cresol novolac type epoxy resin, an epoxy equivalent of 180 to 210, Those having a softening point of 60 to 110 ° C. are preferably used.

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とともに用いられるフェノール樹脂（Ｂ成分）は、上記エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を奏するものであれば特に限定するものではなく従来公知の各種フェノール樹脂が用いられる。例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらフェノール樹脂としては、水酸基当量が７０〜１５０、軟化点が５０〜１１０℃のものを用いることが好ましい。そして、上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）との好適な組み合わせとしては、エポキシ樹脂（Ａ成分）としてクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を用いる場合は、フェノールノボラック樹脂を用いることが好ましい。   The phenol resin (B component) used together with the epoxy resin (component A) is not particularly limited as long as it has an effect as a curing agent for the epoxy resin, and various conventionally known phenol resins are used. For example, phenol novolac resin, cresol novolac resin, and the like can be given. These may be used alone or in combination of two or more. As these phenol resins, those having a hydroxyl group equivalent of 70 to 150 and a softening point of 50 to 110 ° C. are preferably used. And as a suitable combination of the said epoxy resin (A component) and a phenol resin (B component), when using a cresol novolak type epoxy resin as an epoxy resin (A component), it is preferable to use a phenol novolak resin.

上記エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量あたり、フェノール樹脂中の水酸基が０．５〜２．０当量となるように配合することが好ましい。より好ましくは０．８〜１．２当量である。   The blending ratio of the epoxy resin (component A) and the phenol resin (component B) is blended so that the hydroxyl group in the phenol resin is 0.5 to 2.0 equivalents per equivalent of the epoxy group in the epoxy resin. It is preferable. More preferably, it is 0.8-1.2 equivalent.

上記Ａ成分およびＢ成分とともに用いられる上記無機質充填剤（Ｃ成分）としては、特に限定されるものではなく、従来公知のものが用いられる。例えば、石英ガラス粉末、シリカ粉末、カーボンブラック、アルミナ粉末、タルク等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも高熱伝導性が必要な用途では、アルミナ粉末や結晶シリカの破砕粉末を用いることが好ましく、信頼性が重要な場合には、結晶シリカの破砕粉末（以下、「破砕結晶シリカ粉末）という）を用いることが特に好ましい。この種の破砕粉末は、粒子の形状に凸凹があり、そのまま用いると半導体封止用樹脂組成物の粘度が高くなる傾向がみられる。したがって、好適には、破砕結晶シリカ粉末の角部を研磨して除去したり、または、研磨前の破砕結晶シリカ粉末と、球状の無機質粉末とを併用して流動性の改善を実現することが行われている。球状の無機質粉末としては、その入手の容易性、粒子径の多様性、イオン性不純物などが少ない等の点から、球状溶融シリカ粉末が好ましく利用できる。また、静電気対策の点から、カーボンブラックを添加することが好ましい。なかでも、凝集抑制効果の点から、窒素吸着比表面積が３０〜１５０ｍ² ／ｇ、静電気特性やレーザーマーク性の点から、ＤＢＰ吸収量が５〜１５０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックであることが特に好ましい。 The inorganic filler (C component) used together with the A component and the B component is not particularly limited, and conventionally known ones are used. Examples thereof include quartz glass powder, silica powder, carbon black, alumina powder, talc and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, for applications that require high thermal conductivity, it is preferable to use crushed powder of alumina powder or crystalline silica. When reliability is important, crushed powder of crystalline silica (hereinafter referred to as “crushed crystalline silica powder”) This kind of crushed powder has irregularities in the shape of the particles, and when used as it is, the viscosity of the resin composition for semiconductor encapsulation tends to increase. The corners of the silica powder are removed by polishing, or fluidity is improved by using a crushed crystal silica powder before polishing and a spherical inorganic powder in combination. As the powder, spherical fused silica powder can be preferably used because it is easily available, has a wide variety of particle diameters, has few ionic impurities, etc. Also, from the viewpoint of countermeasures against static electricity, carbon It is preferred to add a rack. From the standpoint of aggregation inhibiting effect, the nitrogen adsorption specific surface area in terms of 30 to 150 m ² / g, the electrostatic characteristics and laser marking properties, DBP absorption amount of 5~150ml / 100g Particularly preferred is carbon black.

上記無機質充填剤（Ｃ成分）の平均粒子径は、５〜１００μｍであることが好ましく、特に好ましくは、１０〜５０μｍであり、さらに好ましくは、１０〜３０μｍである。カーボンブラックは、通常、一次粒子径は微細であるが、凝集して２次粒子となっているため、この２次粒子の粒子径を、上記無機質充填剤の粒子径とする。粒子径が上記下限値未満であると、半導体封止用樹脂組成物の粘度が高くなるため、成形が困難となり、充填できる無機質充填剤の量が少なくなるため、成形品の熱伝導性が低くなってしまう傾向がみられる。逆に、粒子径が上記上限値を超えると、金型の樹脂注入ゲート部に詰まったり、パッケージ中の薄厚部分に進入できなくなったりするため、気泡の発生要因となり、パッケージの外観も流動縞などが生じる傾向がみられ好ましくない。そこで、最大粒子径としては、２５０μｍ以下であることが好ましく、特に好ましくは２００μｍ以下である。   The average particle diameter of the inorganic filler (component C) is preferably 5 to 100 μm, particularly preferably 10 to 50 μm, and further preferably 10 to 30 μm. Carbon black usually has a fine primary particle size, but aggregates into secondary particles. Therefore, the particle size of the secondary particles is the particle size of the inorganic filler. If the particle size is less than the lower limit, the viscosity of the resin composition for semiconductor encapsulation becomes high, so that molding becomes difficult, and the amount of inorganic filler that can be filled decreases, so the thermal conductivity of the molded product is low. There is a tendency to become. Conversely, if the particle diameter exceeds the above upper limit value, the resin injection gate part of the mold will be clogged or it will not be possible to enter the thin part of the package, causing bubbles and the appearance of the package will also be fluid fringes, etc. This is not preferable. Therefore, the maximum particle size is preferably 250 μm or less, particularly preferably 200 μm or less.

無機質充填剤（Ｃ成分）の中でも、特に、破砕結晶シリカ粉末の平均粒子径は、５〜８０μｍであることが好ましく、特に好ましくは１０〜６０μｍである。また、上記破砕結晶シリカ粉末とともに好ましく用いられる球状溶融シリカ粉末の平均粒子径は、最密充填構造の点から、０．５〜１０μｍであることが好ましい。また、カーボンブラックの２次粒子の平均粒子径は、１〜３０μｍであることが好ましく、特に好ましくは３〜１０μｍである。なお、１次粒子の平均粒子径としては、１５〜７０ｎｍ、好ましくは２０〜６０ｎｍである。   Among inorganic fillers (component C), the average particle size of the crushed crystal silica powder is preferably 5 to 80 μm, particularly preferably 10 to 60 μm. Moreover, it is preferable that the average particle diameter of the spherical fused silica powder preferably used with the said crushed crystal silica powder is 0.5-10 micrometers from the point of a close-packed structure. The average particle size of the carbon black secondary particles is preferably 1 to 30 μm, and particularly preferably 3 to 10 μm. In addition, as an average particle diameter of a primary particle, it is 15-70 nm, Preferably it is 20-60 nm.

上記無機質充填剤（Ｃ成分）の平均粒子径の測定は、母集団から任意の測定試料を取り出し、市販のレーザー式の粒度分布測定装置を用いて、レーザー光が横断する細管に、無機質充填剤を水に分散させたものを通過させて、光の遮断状況から求める方法で測定することが行われる。より好ましくは、粒子形状写真から画像処理で平均粒子径を算出する顕微鏡型の装置を用いる。この装置では、粒子形状を画像として見ることができるため、破砕結晶シリカ粉末などを観察するのに有用である。また、上記無機質充填剤（Ｃ成分）の最大粒子径は、上記レーザー式の粒度分布図から概数を把握することができるが、好ましくは開口サイズの決まった篩を利用して、篩上に残るものの有無で判断する。   The average particle size of the inorganic filler (component C) is measured by taking an arbitrary measurement sample from the population, and using a commercially available laser type particle size distribution measuring device, the inorganic filler is applied to the narrow tube through which the laser beam crosses. Is measured by a method obtained by passing a substance dispersed in water and determining from the light blocking condition. More preferably, a microscope-type device that calculates an average particle diameter by image processing from a particle shape photograph is used. This apparatus is useful for observing crushed crystal silica powder and the like because the particle shape can be seen as an image. The maximum particle diameter of the inorganic filler (component C) can be approximated from the laser-type particle size distribution diagram, but preferably remains on the sieve using a sieve with a fixed opening size. Judge by the presence or absence of things.

上記無機質充填剤（Ｃ成分）を２種以上併せて用いる場合には、均一性を確保するため、事前に無機質充填剤同士のみを混合しておくことが好ましい。   When two or more of the above inorganic fillers (component C) are used in combination, it is preferable to mix only the inorganic fillers in advance in order to ensure uniformity.

そして、上記無機質充填剤（Ｃ成分）全体の配合量は、半導体封止用樹脂組成物全体の８０重量％を超え、９０重量％未満の範囲に設定する。すなわち、Ｃ成分の配合量が上記下限値以下であると、熱伝導性に劣り、逆に、Ｃ成分の配合量が上記上限値以上であると、半導体封止用樹脂組成物の流動性が著しく低下し成形性に問題が生じるからである。   And the compounding quantity of the said whole inorganic filler (C component) is set to the range exceeding 80 weight% of the whole semiconductor sealing resin composition, and less than 90 weight%. That is, if the blending amount of the C component is not more than the above lower limit value, the thermal conductivity is inferior. Conversely, if the blending amount of the C component is not less than the above upper limit value, the fluidity of the resin composition for semiconductor encapsulation is This is because it is remarkably lowered and a problem occurs in formability.

破砕結晶シリカ粉末と溶融球状シリカ粉末とを併用する場合において、これらの配合割合は、上記範囲内において自由に選択可能であるが、熱伝導性および流動性のバランスの点から、重量比で、破砕結晶シリカ粉末／溶融球状シリカ粉末＝９８／２〜８０／２０の範囲が好ましく、特に好ましくは９５／５〜８５／１５の範囲である。   In the case where the crushed crystal silica powder and the fused spherical silica powder are used in combination, these blending ratios can be freely selected within the above range, but in terms of the balance of thermal conductivity and fluidity, in weight ratio, The range of crushed crystal silica powder / fused spherical silica powder = 98/2 to 80/20 is preferable, and the range of 95/5 to 85/15 is particularly preferable.

上記Ａ〜Ｃ成分とともに用いられるＤ成分である特定のポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物（以下、「シリコーン化合物」という）は、下記一般式（１）で示されるものである。通常、ポリアルキレンエーテル骨格（上記一般式（１）中、「Ａ」で示される部分）と、ポリジメチルシロキサン骨格（上記一般式（１）中、「−Ｓｉ（ＣＨ₃ ）₂ −０−」で示される部分）との分子量比の関係から、エポキシ当量５０００〜１５０００のエポキシ−ポリエーテル変性シリコーンが用いられる。エポキシ当量が、上記下限値未満であると、離型性が低下し、逆に、エポキシ当量が上記上限値を超えると、上記Ｄ成分のシリコーン化合物が、硬化体から脱離しやすくなり、成形物の外観を悪化させるからである。また、分子量は、４０００〜５００００であることが好ましい。 The specific polyalkylene ether-modified silicone compound (hereinafter referred to as “silicone compound”) which is the component D used together with the components A to C is represented by the following general formula (1). Usually, a polyalkylene ether skeleton (the portion represented by “A” in the general formula (1)) and a polydimethylsiloxane skeleton (in the general formula (1), “—Si (CH ₃ ) ₂ −0—” And epoxy-polyether-modified silicone having an epoxy equivalent of 5000 to 15000 is used. If the epoxy equivalent is less than the above lower limit, the releasability is lowered. Conversely, if the epoxy equivalent exceeds the upper limit, the silicone compound of component D is easily detached from the cured product, and the molded product. This is because it deteriorates the appearance. Moreover, it is preferable that molecular weight is 4000-50000.

上記シリコーン化合物（Ｄ成分）は、従来公知の製法により得られるものである。例えば、末端を形成するトリメチルメトキシシラン、エポキシ基成分であるγ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ジメチルシロキサン骨格を形成するため環状のオクタメチルシクロ−１，３，５，７−テトラシロキサン、および、メチルジメトキシハイドロジェンシランを所定の配合比率で配合し、開環・脱アルコール縮重合することにより、１次生成物を得る。この１次生成物にアリルポリアルキレンエーテルを加え、白金触媒の存在下にＳｉ−ＨとＣ＝Ｃ結合とを付加反応させ、ポリアルキレンエーテル骨格を上記１次生成物の側鎖に導入して目的生成物を得るという方法等があげられる。   The said silicone compound (D component) is obtained by a conventionally well-known manufacturing method. For example, terminal trimethylmethoxysilane, epoxy group component γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, cyclic octamethylcyclo-1,3,5,7-tetrasiloxane to form a dimethylsiloxane skeleton, and Then, methyldimethoxyhydrogensilane is blended at a predetermined blending ratio, and a ring-opening / dealcohol condensation condensation polymerization is performed to obtain a primary product. Allyl polyalkylene ether is added to this primary product, Si—H and C═C bonds are added in the presence of a platinum catalyst, and a polyalkylene ether skeleton is introduced into the side chain of the primary product. Examples thereof include a method of obtaining a target product.

上記１次生成物に添加するアリルポリアルキレンエーテルは、アリルアルコールと、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフランなどの環状エーテルとの開環付加反応で得られ、アリルエーテルを末端にしたそれぞれの単体重合体、あるいは、ランダム共重合体、ブロック共重合体よりなる。一般的には、エチレンオキサイド重合体、プロピレンオキサイド重合体、あるいは、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのランダム共重合体を付加したアリルエーテル化合物が主に市販されている。その市販品の分子量は、３５０〜３０００程度である。また、耐水性の点から、側鎖メチル基を有するプロピレンオキサイドの重合体構造を有するものが好ましいが、耐水性と粘度の双方を満たす点からは、このプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドとの共重合体がより好ましい。   The allyl polyalkylene ether added to the primary product is obtained by a ring-opening addition reaction between allyl alcohol and a cyclic ether such as ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran, and each homopolymer terminated with allyl ether. Or a random copolymer or a block copolymer. In general, allyl ether compounds obtained by adding an ethylene oxide polymer, a propylene oxide polymer, or a random copolymer of ethylene oxide and propylene oxide are mainly commercially available. The molecular weight of the commercial product is about 350 to 3000. Further, from the viewpoint of water resistance, those having a polymer structure of propylene oxide having a side chain methyl group are preferred, but from the viewpoint of satisfying both water resistance and viscosity, this copolymer of propylene oxide and ethylene oxide. Is more preferable.

この際のシリコーン化合物（Ｄ成分）は、その同一分子中に、ポリアルキレンエーテル側鎖を複数有するものが好ましい。半導体封止用樹脂組成物中への固定や、半導体封止用樹脂組成物の流動性の制御に有効だからである。   In this case, the silicone compound (component D) preferably has a plurality of polyalkylene ether side chains in the same molecule. This is because it is effective for fixing in a semiconductor sealing resin composition and for controlling the fluidity of the semiconductor sealing resin composition.

上記シリコーン化合物（Ｄ成分）におけるポリジメチルシロキサン骨格は、通常、環状のジメチルシロキサン化合物の開環により作られる。このため、テトラシロキサン等が主鎖中に分散あるいは連続的に分布することとなり、それを用いた半導体封止用樹脂組成物において、離型性が均一に分布するようになる。また、その半導体封止用樹脂組成物の金型内での流れもスムーズにすることができる。   The polydimethylsiloxane skeleton in the silicone compound (component D) is usually formed by ring opening of a cyclic dimethylsiloxane compound. For this reason, tetrasiloxane or the like is dispersed or continuously distributed in the main chain, and the mold release property is uniformly distributed in the resin composition for semiconductor encapsulation using the same. Further, the flow of the semiconductor sealing resin composition in the mold can be made smooth.

上記シリコーン化合物（Ｄ成分）の一分子中における１つのポリアルキレンエーテル骨格の分子量は、５００〜１５００が好ましい。上記下限値未満であると樹脂成分との相溶性が悪くなる傾向がみられ、逆に、上記上限値を超えると、離型性が低下したり、半導体封止用樹脂組成物の粘度が高くなる傾向がみられるからである。そして、一分子中のジメチルシロキサン骨格の合算分子量は、ポリアルキレンエーテル骨格の合算分子量の１〜１０倍であることが好ましい。特に好ましくは２〜５倍である。すなわち、ジメチルシロキサン骨格の合算分子量が、上記下限値未満であると、離型性が悪くなる傾向がみられるとともに、シリコーン化合物（Ｄ成分）の粘度が高くなる傾向がみられる。そのため、これに付随して半導体封止用樹脂組成物の粘度も高くなる傾向がみられる。逆に、ジメチルシロキサン骨格の合算分子量が、上記上限値を超えると、エポキシ樹脂との相溶性が低下して分離するため、成形物の外観が悪くなる傾向がみられるからである。   The molecular weight of one polyalkylene ether skeleton in one molecule of the silicone compound (D component) is preferably 500-1500. When the amount is less than the lower limit, compatibility with the resin component tends to be deteriorated. Conversely, when the upper limit is exceeded, the releasability is reduced or the viscosity of the resin composition for semiconductor encapsulation is high. This is because there is a tendency to become. The total molecular weight of the dimethylsiloxane skeleton in one molecule is preferably 1 to 10 times the total molecular weight of the polyalkylene ether skeleton. Particularly preferably, it is 2 to 5 times. That is, when the total molecular weight of the dimethylsiloxane skeleton is less than the above lower limit value, the mold releasability tends to deteriorate and the viscosity of the silicone compound (component D) tends to increase. For this reason, there is a tendency that the viscosity of the resin composition for encapsulating a semiconductor also increases. On the contrary, if the total molecular weight of the dimethylsiloxane skeleton exceeds the above upper limit, compatibility with the epoxy resin is lowered and separated, so that the appearance of the molded product tends to deteriorate.

上記シリコーン化合物（Ｄ成分）の配合量は、半導体封止用樹脂組成物全体の０．０５〜１．０重量％の割合に設定することが好ましく、より好ましくは０．１〜０．５重量％である。すなわち、上記シリコーン化合物（Ｄ成分）の配合量が、上記下限値未満であると、流動性が低下する傾向がみられる。また、上記上限値を超えると、半導体封止用樹脂組成物の粘度が上昇し、成形物の外観が不良となる傾向がみられるだけでなく、半導体封止用樹脂組成物の電気抵抗が低下することから、半導体装置の信頼性が低下する傾向がみられるからである。   The blending amount of the silicone compound (component D) is preferably set to a ratio of 0.05 to 1.0% by weight, more preferably 0.1 to 0.5% by weight of the entire resin composition for semiconductor encapsulation. %. That is, the fluidity | liquidity tends to fall that the compounding quantity of the said silicone compound (D component) is less than the said lower limit. Moreover, when the above upper limit is exceeded, not only does the viscosity of the resin composition for semiconductor encapsulation increase and the appearance of the molded product tends to be poor, but also the electrical resistance of the resin composition for semiconductor encapsulation decreases. This is because the reliability of the semiconductor device tends to be reduced.

上記シリコーン化合物（Ｄ成分）は、半導体封止用樹脂組成物を構成する有機成分と予備反応させて用いてもよいし、また、各成分の混合時にそのまま添加してもよい。   The silicone compound (D component) may be used after being pre-reacted with an organic component constituting the resin composition for encapsulating a semiconductor, or may be added as it is when mixing each component.

本発明においては、上記Ａ〜Ｄ成分とともに硬化促進剤としてトリアリールホスフィン（Ｅ成分）が用いられる。上記トリアリールホスフィンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、トリフェニルホスフィン、トリトリルホスフィン、ジフェニルモノトリルホスフィン、トリ（エチルフェニル）ホスフィン、トリ（メトキシフェニル）ホスフィン等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。   In the present invention, triarylphosphine (E component) is used as a curing accelerator together with the components A to D. The triarylphosphine is not particularly limited, and examples thereof include triphenylphosphine, tolylphosphine, diphenylmonotolylphosphine, tri (ethylphenyl) phosphine, tri (methoxyphenyl) phosphine and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

上記トリアリールホスフィン（Ｅ成分）は、上記シリコーン化合物（Ｄ成分）のポリアルキレンエーテル骨格との相溶性が低いものが好ましく、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の官能基を有さない疎水性のものが好ましい。これに対し、アルコキシ基は有していてもよいが、アルコキシ基を有さないものに比べて親水性が高くなるため、賞用されるものではない。また、塩構造も親水性が高くなるため、有さないことが好ましい。   The triarylphosphine (E component) preferably has low compatibility with the polyalkylene ether skeleton of the silicone compound (D component), and has a hydrophobic group having no functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group. Those are preferred. On the other hand, an alkoxy group may be present, but it is not awarded because it has higher hydrophilicity than that having no alkoxy group. Moreover, it is preferable not to have a salt structure because the hydrophilicity is high.

本発明において、上記トリアリールホスフィン（Ｅ成分）を上記シリコーン化合物（Ｄ成分）とともに用いることにより、本発明の半導体封止用樹脂組成物の硬化体を低応力化することができる。この点、本発明に係るシリコーン化合物（Ｄ成分）のみを用いる場合であっても、これを半導体封止用樹脂組成物に含有させると、液滴状に分散する傾向にあるため、硬化体においてそれ自体が応力を緩和させる傾向にある。しかし、本発明では、このＤ成分に加えて、トリアリールホスフィン（Ｅ成分）を併用するため、シリコーン化合物（Ｄ成分）における親水性のポリアルキレンエーテル鎖が、エポキシ樹脂とフェノール樹脂との反応で生じる水酸基の周囲を取り囲んで保護することとなり、疎水性である硬化促進剤のトリアリールホスフィンは水酸基に接触できず、水酸基への反応が抑制され、鎖状高分子が得られやすくなる。なお、同じ水酸基であっても、一般にフェノール樹脂の水酸基はその周囲に疎水性基が多いのに対し、エポキシ樹脂とフェノール樹脂との反応で生じる水酸基ではその周囲の親水性が高いため、エポキシ樹脂とフェノール樹脂との反応で生じる水酸基が、優先的に、Ｄ成分のポリアルキレンエーテル鎖に取り囲まれ保護されると考えられる。これによって、三次元架橋が抑えられるため、硬化体のガラス転移温度以上の温度領域における弾性率が低下するとともに、その硬化体のガラス転移温度自体も低下するため、硬化体をより一層低応力化することができるようになる。   In the present invention, by using the triarylphosphine (E component) together with the silicone compound (D component), the stress of the cured body of the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can be reduced. In this respect, even when only the silicone compound (D component) according to the present invention is used, if it is contained in the resin composition for semiconductor encapsulation, it tends to be dispersed in the form of droplets. As such, it tends to relieve stress. However, in the present invention, in addition to this D component, triarylphosphine (E component) is used in combination, so that the hydrophilic polyalkylene ether chain in the silicone compound (D component) is reacted with the epoxy resin and the phenol resin. The periphery of the resulting hydroxyl group is surrounded and protected, and the hydrophobic curing accelerator triarylphosphine cannot contact the hydroxyl group, the reaction to the hydroxyl group is suppressed, and a chain polymer is easily obtained. Even if the hydroxyl group is the same, the hydroxyl group of the phenolic resin generally has many hydrophobic groups around it, whereas the hydroxyl group produced by the reaction between the epoxy resin and the phenolic resin has high hydrophilicity around it. It is considered that the hydroxyl group produced by the reaction between the phenolic resin and the phenol resin is preferentially surrounded and protected by the polyalkylene ether chain of the D component. As a result, three-dimensional crosslinking is suppressed, and the elastic modulus in the temperature range above the glass transition temperature of the cured body is lowered, and the glass transition temperature of the cured body itself is also lowered, thereby further reducing the stress of the cured body. Will be able to.

また、ゴム粒子の添加により低応力化を図る場合には、半導体封止用樹脂組成物の粘度が高くなるのに対し、本発明に係るＤ成分およびＥ成分を併せて低応力化を図る場合には、粘度は逆に低下するようになり、成形性が向上するようになる。   In addition, when the stress is reduced by adding rubber particles, the viscosity of the resin composition for semiconductor encapsulation is increased, whereas the stress is reduced by combining the D component and the E component according to the present invention. On the other hand, the viscosity is lowered, and the moldability is improved.

上記トリアリールホスフィン（Ｅ成分）の配合量は、半導体封止用樹脂組成物全体の０．０５〜１．０重量％に設定することが好ましい。半導体封止用樹脂組成物の流動性の観点から、特に好ましくは、０．１〜０．３重量％である。すなわち、上記下限値未満では、目的とするエポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）との硬化反応が進み難いため、必要とする硬化性を得ることが困難となり、上記上限値を超えると、硬化反応が速過ぎて成形性を損なう傾向がみられるからである。   The blending amount of the triarylphosphine (E component) is preferably set to 0.05 to 1.0% by weight of the entire semiconductor sealing resin composition. From the viewpoint of the fluidity of the semiconductor sealing resin composition, it is particularly preferably 0.1 to 0.3% by weight. That is, if it is less than the above lower limit value, the curing reaction between the target epoxy resin (A component) and the phenol resin (B component) is difficult to proceed, so that it becomes difficult to obtain the required curability and exceeds the above upper limit value. This is because the curing reaction tends to be too fast and the moldability tends to be impaired.

このようなトリアリールホスフィン（Ｅ成分）を用いる場合には、上記効果に加えて、本発明の半導体封止用樹脂組成物の硬化体の外観性が優れるという効果を奏する。これは、アミン系、イミダゾール系などの親水性の高い硬化促進剤を用いると、硬化体の外観が荒れ、白っぽく見られるのに対し、本発明に係る疎水性のトリアリールホスフィンを用いると、上記のような外観にならず、色の深み、光沢性に優れるようになるからである。   In the case of using such triarylphosphine (E component), in addition to the above effects, there is an effect that the appearance of the cured body of the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is excellent. This is because when a highly hydrophilic curing accelerator such as amine-based or imidazole-based is used, the appearance of the cured body is rough and looks whitish, whereas when using the hydrophobic triarylphosphine according to the present invention, This is because the color depth and glossiness are improved.

なお、本発明の半導体封止用樹脂組成物には、上記Ａ〜Ｅ成分以外に必要に応じて、シランカップリング剤、ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン系の難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤、顔料、表面処理剤等の他の添加剤を適宜配合することができる。   In addition to the above components A to E, the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention may contain a halogen-based flame retardant such as a silane coupling agent or a brominated epoxy resin, or a difficulty such as antimony trioxide. Other additives such as a combustion aid, a pigment, and a surface treatment agent can be appropriately blended.

上記シランカップリング剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤等があげられる。これらの中では、接着性が優れるとともに保存安定性に優れ、反応時の樹脂の増粘化を抑えるという観点から、エポキシ系シランカップリング剤やメルカプト系シランカップリング剤が好ましい。これらは、単独でもしくは２種以上併せて用いることができる。   The silane coupling agent is not particularly limited. For example, an epoxy silane coupling agent such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and an amino silane coupling such as γ-aminopropylmethyldimethoxysilane. And a mercapto-based silane coupling agent such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. Among these, an epoxy silane coupling agent and a mercapto silane coupling agent are preferable from the viewpoints of excellent adhesiveness, excellent storage stability, and suppressing resin thickening during the reaction. These may be used alone or in combination of two or more.

シランカップリング剤の配合量は、半導体封止用樹脂組成物全体の０．０５〜５．０重量％の割合に設定することが好ましい。接着力の点から、特に、０．１〜２．０重量％がより好ましい。   The compounding amount of the silane coupling agent is preferably set to a ratio of 0.05 to 5.0% by weight of the entire semiconductor sealing resin composition. From the point of adhesive strength, 0.1 to 2.0% by weight is particularly preferable.

本発明の半導体封止用樹脂組成物は、例えば、つぎのようにして製造することができる。すなわち、上記Ａ〜Ｅ成分および必要に応じて、他の添加剤を常法に準じて適宜配合した後、予備混合する。ついで、予備混合したものをミキシングロールや押し出し式の混練機等を用いて加熱状態で溶融混練した後、これを室温下で冷却固化させる。その後、公知の手段によって粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程により目的とする半導体封止用樹脂組成物を製造することができる。   The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, the above components A to E and, if necessary, other additives are appropriately blended according to a conventional method, and then premixed. Next, the premixed material is melt-kneaded in a heated state using a mixing roll or an extrusion kneader, and then cooled and solidified at room temperature. Then, the target resin composition for semiconductor encapsulation can be produced by a series of steps of pulverization by known means and tableting as necessary.

なお、上記各成分の混合に先立って、シリコーン化合物（Ｄ成分）およびトリアリールホスフィン（Ｅ成分）等の少なくとも一方を、エポキシ樹脂（Ａ成分）およびフェノール樹脂（Ｂ成分）の少なくとも一方と、事前に混合させることが、樹脂中での分散性を均一にすることができるため好ましい。特に、シリコーン化合物（Ｄ成分）を、フェノール樹脂（Ｂ成分）と溶融混合を行うことが好ましい。これは、溶融混合により得られたフェノール樹脂が、シリコーン化合物（Ｄ成分）により一部変性された生成物となることから、シリコーン化合物（Ｄ成分）が樹脂から分離しにくくなり、離型性の点から有利となるためである。さらに、シリコーン化合物（Ｄ成分）とトリアリールホスフィン（Ｅ成分）とを併用して事前に樹脂の一部と溶融混合しておくと、分散性がさらに高まりより好ましい。このような事前混合物に残りの各成分を配合した後、上記同様の製法に従い製造することもできる。   Prior to the mixing of the above components, at least one of a silicone compound (component D) and triarylphosphine (component E) is combined with at least one of epoxy resin (component A) and phenol resin (component B) in advance. It is preferable to mix them with each other because the dispersibility in the resin can be made uniform. In particular, it is preferable to melt-mix the silicone compound (component D) with the phenol resin (component B). This is because the phenol resin obtained by melt mixing becomes a product partially modified by the silicone compound (component D), and therefore the silicone compound (component D) is difficult to separate from the resin, and the mold release property It is because it becomes advantageous from a point. Furthermore, when the silicone compound (component D) and the triarylphosphine (component E) are used in combination and melt-mixed with a part of the resin in advance, the dispersibility is further increased and it is more preferable. After blending the remaining components in such a premix, it can also be produced according to the same production method as described above.

このような半導体封止用樹脂組成物を用いての半導体素子の封止方法は、特に限定するものではなく、通常のトランスファー成形等の公知のモールド方法により行うことができ、半導体装置化することができる。   The semiconductor element sealing method using such a semiconductor sealing resin composition is not particularly limited, and can be carried out by a known molding method such as normal transfer molding to form a semiconductor device. Can do.

このようにして得られる半導体装置としては、半導体封止用樹脂組成物中に含まれる前記一般式（１）で示されるシリコーン化合物（Ｄ成分）およびトリアリールホスフィン（Ｅ成分）により、半導体封止用樹脂組成物が低粘度となり、充填剤が高含有量となっても、成形時の流動性、成形性に優れるようになる。このため、成形品の熱伝導性が高く、発熱量の大きな高電圧、高電流素子等の封止に適している。また、シリコーン化合物（Ｄ成分）において、ポリアルキレンエーテル側鎖を有するため、フレーム等との接着性に優れ、半導体パッケージ内部において剥離が生じにくいものとなる。さらに、吸湿処理しても絶縁抵抗は高く、高温での信頼性に優れた半導体パッケージとなり、得られる半導体装置としては信頼性の高いものとなる。   As a semiconductor device thus obtained, a semiconductor compound is encapsulated by the silicone compound (D component) and triarylphosphine (E component) represented by the general formula (1) contained in the resin composition for semiconductor encapsulation. Even when the resin composition has a low viscosity and the filler has a high content, the fluidity and moldability during molding become excellent. For this reason, the molded article has high thermal conductivity and is suitable for sealing a high voltage, high current element or the like having a large calorific value. In addition, since the silicone compound (component D) has a polyalkylene ether side chain, it has excellent adhesion to a frame and the like, and does not easily peel inside the semiconductor package. Furthermore, even if the moisture absorption treatment is performed, a semiconductor package having high insulation resistance and excellent reliability at high temperatures is obtained, and the obtained semiconductor device is highly reliable.

このようにして得られる半導体装置としては、ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置等があげられる。   Examples of the semiconductor device thus obtained include semiconductor devices such as IC and LSI.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。   Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

まず、実施例および比較例に先立って下記に示す各成分を準備した。   First, prior to the examples and comparative examples, the following components were prepared.

〔エポキシ樹脂（Ａ成分）〕
オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００、軟化点６０℃） [Epoxy resin (component A)]
Orthocresol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent 200, softening point 60 ° C)

〔フェノール樹脂（Ｂ成分）〕
フェノールノボラック型フェノール樹脂（フェノール性水酸基当量１０５、軟化点８５℃） [Phenolic resin (component B)]
Phenol novolac type phenolic resin (phenolic hydroxyl group equivalent 105, softening point 85 ° C)

〔無機質充填剤ａ（Ｃ成分）〕
破砕結晶シリカ粉末（角取り加工品、平均粒子径２０μｍ、最大粒子径１８０μｍ、粒度分布にて５０μｍ付近と０．９μｍ付近にピーク高さ比５：２の２つの極大を有する） [Inorganic filler a (C component)]
Crushed crystal silica powder (Chamfered product, average particle size 20 μm, maximum particle size 180 μm, particle size distribution has two maxima of peak height ratio 5: 2 around 50 μm and 0.9 μm)

〔無機質充填剤ｂ（Ｃ成分）〕
球状溶融シリカ粉末（平均粒子径３０μｍ、最大粒子径１８０μｍ、粒度分布にて４５μｍ付近と１μｍ付近にピーク高さ比２０：１の２つの極大を有する） [Inorganic filler b (component C)]
Spherical fused silica powder (average particle size 30 μm, maximum particle size 180 μm, particle size distribution has two maxima near 45 μm and 1 μm with peak height ratio 20: 1)

〔無機質充填剤ｃ（Ｃ成分）〕
カーボンブラック（平均粒子径２５ｎｍ、窒素吸着比表面積１１０ｍ² ／ｇ、ＤＢＰ吸着量１００ｃｍ³ ／１００ｇ） [Inorganic filler c (component C)]
Carbon black (average particle size 25 nm, a nitrogen adsorption specific surface area 110m ² / g, DBP adsorption of 100 cm ^3/100 g)

〔シリコーン化合物ａ（比較例用）〕
前記一般式（１）で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔重量平均分子量（ＧＰＣ、ポリスチレン換算）（以下、重量平均分子量を「分子量」と略す）：８０００、エポキシ当量４０００（ｙ＝２）、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの１：１ランダム重合体部分の分子量は、平均１０００のものが１分子あたり４個（ｚ＝４）、残りの約４０００がジメチルシロキサン骨格（ｘ＝５２）であり、粘度２Ｐａ・ｓ（２０ｐｏｉｓｅ）〕 [Silicone Compound a (for Comparative Example)]
Polyalkylene ether-modified silicone compound represented by the general formula (1) [weight average molecular weight (GPC, converted to polystyrene) (hereinafter, the weight average molecular weight is abbreviated as “molecular weight”): 8000, epoxy equivalent 4000 (y = 2), As for the molecular weight of the 1: 1 random polymer portion of ethylene oxide and propylene oxide, the average molecular weight is 4 per molecule (z = 4), and the remaining about 4000 is a dimethylsiloxane skeleton (x = 52). 2 Pa · s (20 poise)]

〔シリコーン化合物ｂ（Ｄ成分）〕
前記一般式（１）で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔分子量：１５０００、エポキシ当量５０００（ｙ＝３）、エチレンオキサイド単独重合体側鎖分の分子量は平均５００のものが１分子あたり１０個（ｚ＝１０）、残りの約１００００がジメチルシロキサン骨格（ｘ＝１３０）であり、粘度２．５Ｐａ・ｓ（２５ｐｏｉｓｅ）〕 [Silicone compound b (component D)]
The polyalkylene ether-modified silicone compound represented by the general formula (1) [molecular weight: 15000, epoxy equivalent 5000 (y = 3), ethylene oxide homopolymer side chain molecular weight of 500 on average is 10 per molecule ( z = 10), the remaining about 10000 is a dimethylsiloxane skeleton (x = 130), and the viscosity is 2.5 Pa · s (25 poise)]

〔シリコーン化合物ｃ（Ｄ成分）〕
前記一般式（１）で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔分子量：４００００、エポキシ当量１００００（ｙ＝４）、エチレンオキサイド単独重合体側鎖分の分子量は平均１５００のものが１分子あたり８個（ｚ＝８）、残りの約２８０００がジメチルシロキサン骨格（ｘ＝３８０）であり、粘度５Ｐａ・ｓ（５０ｐｏｉｓｅ）〕 [Silicone compound c (component D)]
The polyalkylene ether-modified silicone compound represented by the general formula (1) [molecular weight: 40,000, epoxy equivalent 10,000 (y = 4), ethylene oxide homopolymer side chain molecular weight of 1500 on average is 8 per molecule ( z = 8), the remaining about 28000 is a dimethylsiloxane skeleton (x = 380), and the viscosity is 5 Pa · s (50 poise)]

〔シリコーン化合物ｄ（Ｄ成分）〕
前記一般式（１）で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔分子量：３０００、エポキシ当量１５０００（ｙ＝２）、エチレンオキサイド単独重合体側鎖分の分子量は平均１０００のものが１分子あたり５個（ｚ＝５）、残りの約２５０００がジメチルシロキサン骨格（ｘ＝３３０）であり、粘度３．８Ｐａ・ｓ（３８ｐｏｉｓｅ）〕 [Silicone compound d (component D)]
The polyalkylene ether-modified silicone compound represented by the above general formula (1) [molecular weight: 3000, epoxy equivalent 15000 (y = 2), ethylene oxide homopolymer side chain molecular weight average 1000 is 5 per molecule ( z = 5), the remaining about 25000 is a dimethylsiloxane skeleton (x = 330), and the viscosity is 3.8 Pa · s (38 poise)]

〔シリコーン化合物ｅ（比較例用）〕
前記一般式（１）で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物〔分子量：６００００、エポキシ当量２００００（ｙ＝３）、エチレンオキサイド単独重合体側鎖分の分子量は平均２０００のものが１分子あたり２０個（ｚ＝２０）、残りの約２００００がジメチルシロキサン骨格（ｘ＝２６０）であり、粘度１２Ｐａ・ｓ（１２０ｐｏｉｓｅ）〕 [Silicone compound e (for comparative example)]
The polyalkylene ether-modified silicone compound represented by the general formula (1) [molecular weight: 60,000, epoxy equivalent 20000 (y = 3), ethylene oxide homopolymer side chain molecular weight of 2000 on average is 20 per molecule ( z = 20), the remaining about 20,000 is a dimethylsiloxane skeleton (x = 260), and the viscosity is 12 Pa · s (120 poise)]

〔硬化促進剤ａ（Ｅ成分）〕
トリフェニルホスフィン [Curing accelerator a (E component)]
Triphenylphosphine

〔硬化促進剤ｂ（Ｅ成分）〕
トリトリルホスフィン [Curing Accelerator b (E component)]
Tolylphosphine

〔硬化促進剤ｃ（比較例用）〕
１，５−ジアザビシクロ（４．３．０）ノネン−５（ＤＢＮ、サンアプロ社製） [Curing accelerator c (for comparative example)]
1,5-diazabicyclo (4.3.0) nonene-5 (DBN, manufactured by San Apro)

〔シランカップリング剤〕
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン 〔Silane coupling agent〕
γ-mercaptopropyltrimethoxysilane

〔実施例１〜１２、比較例１〜６〕
下記の表１〜３に示す各成分を同表に示す割合で配合し、９０〜１１０℃に加熱したロール混練機に３分間かけて溶融混練することにより溶融物を作製した。つぎに、この溶融物を冷却した後粉砕し、さらにタブレット状に打錠することにより目的とする実施例・比較例用の半導体封止用樹脂組成物を得た。なお、無機質充填剤（Ｃ成分）の含有量について、半導体封止用樹脂組成物全体に対する重量％（小数点以下を四捨五入し、整数値化したもの）を表１〜３に併せて示す。 [Examples 1 to 12, Comparative Examples 1 to 6]
The components shown in Tables 1 to 3 below were blended in the proportions shown in the same table, and melted and kneaded for 3 minutes in a roll kneader heated to 90 to 110 ° C. to prepare a melt. Next, this melt was cooled and then pulverized, and further tableted to obtain the intended semiconductor sealing resin compositions for Examples and Comparative Examples. In addition, about content of an inorganic filler (C component), the weight% (what rounded off the decimal point and rounded it off to the integer value) with respect to the whole resin composition for semiconductor sealing is shown collectively in Tables 1-3.

このようにして得られた各半導体封止用樹脂組成物を用い、下記の試験方法にしたがって、測定・評価した。これらの結果を後記の表４〜６に示す。また、結果に伴うこれらの評価を表４〜６に併せて示す。   Each semiconductor sealing resin composition thus obtained was measured and evaluated according to the following test method. These results are shown in Tables 4 to 6 below. Moreover, these evaluation accompanying a result is combined with Tables 4-6, and is shown.

〔２６０℃での曲げ弾性率〕
上記半導体封止用樹脂組成物を用い、ＴＯＷＡ社製トランスファー成形機にて、１７５℃で２分間成形後、乾燥機内で、１７５℃で５時間後硬化して、１０ｍｍ×４ｍｍ×９０ｍｍの試験片となる成形物を作製した。恒温槽付き万能試験機（オートグラフ、島津製作所社製）を利用して、三点曲げ評価法により測定し、２６０℃における曲げ弾性率の結果を求めた（ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠）。そして、曲げ弾性率が１．５ＧＰａ未満であると◎、１．５ＧＰａ以上１．８ＧＰａ未満であると○、１．８ＧＰａ以上２．０ＧＰａ未満であると△、２．０ＧＰａ以上であると×として評価した。 [Flexural modulus at 260 ° C]
A test piece of 10 mm × 4 mm × 90 mm was prepared by molding the above resin composition for semiconductor encapsulation using a TOWA transfer molding machine for 2 minutes at 175 ° C. and then post-curing in a dryer at 175 ° C. for 5 hours. A molded product was produced. Using a universal testing machine with a thermostatic bath (Autograph, manufactured by Shimadzu Corporation), the measurement was performed by a three-point bending evaluation method, and the result of the flexural modulus at 260 ° C. was obtained (based on JIS K6911). And, when the flexural modulus is less than 1.5 GPa, １．５, when 1.5 GPa or more and less than 1.8 GPa, ◯, when 1.8 GPa or more and less than 2.0 GPa, and when it is 2.0 GPa or more, x. evaluated.

〔ガラス転移温度〕
上記半導体封止用樹脂組成物を用い、上記測定と同様の硬化条件により、５ｍｍ×５ｍｍ×２０ｍｍの試験片となる成形物を作製した。熱機械的測定装置（ＴＭＡ ＭＪ８００ＧＭ、リガク社製）を利用して、成形物の長さの変化を測定し、線膨張係数の変曲点をガラス転移温度とした。そして、ガラス転移温度が１５０℃未満であると◎、１５０℃以上１５６℃未満であると○、１５６℃以上１６０℃未満であると△、１６０℃以上であると×として評価した。 〔Glass-transition temperature〕
Using the resin composition for semiconductor encapsulation, a molded product that was a test piece of 5 mm × 5 mm × 20 mm was produced under the same curing conditions as in the above measurement. Using a thermomechanical measurement device (TMA MJ800GM, manufactured by Rigaku Corporation), the change in the length of the molded product was measured, and the inflection point of the linear expansion coefficient was taken as the glass transition temperature. The glass transition temperature was evaluated as ◎ when it was less than 150 ° C, ◯ when it was 150 ° C or more and less than 156 ° C, Δ when it was 156 ° C or more and less than 160 ° C, and x when it was 160 ° C or more.

〔銅フレーム接着性〕
銅フレーム板上に、略円錐台状の半導体封止用樹脂組成物を、銅フレーム板と半導体封止用樹脂組成物との接着面積が２５ｍｍ² となるよう載置し、その状態で上記測定と同様の硬化条件により加熱した。ついで、図１に示すように、サンプル固定治具３内に、上記銅フレーム板１と接着した半導体封止用樹脂組成物の硬化体２を嵌め込み、試験機（オートグラフ、島津製作所社製）のロードセルから延びるチャック４で、銅フレーム板１の端部を狭持し、フレーム表面に平行方向に引っ張った。そして、銅フレーム板１が剥離した値を銅フレーム接着性として測定した。そして、接着性が８．０ＭＰａ以上であると◎、８．０ＭＰａ未満７．５ＭＰａ以上であると○、７．５ＭＰａ未満７．０ＭＰａ以上であると△、７．０ＭＰａ未満であると×として評価した。 [Copper frame adhesiveness]
The substantially frustoconical semiconductor sealing resin composition is placed on the copper frame plate so that the bonding area between the copper frame plate and the semiconductor sealing resin composition is 25 mm ^2, and the measurement is performed in that state. And heated under the same curing conditions. Next, as shown in FIG. 1, the cured body 2 of the semiconductor sealing resin composition adhered to the copper frame plate 1 is fitted into the sample fixing jig 3, and a testing machine (Autograph, manufactured by Shimadzu Corporation) is used. With the chuck 4 extending from the load cell, the end of the copper frame plate 1 was held and pulled in a direction parallel to the frame surface. And the value which the copper frame board 1 peeled was measured as copper frame adhesiveness. And, when the adhesiveness is 8.0 MPa or more, it is evaluated as 、, when it is less than 8.0 MPa, 7.5 MPa or more, ◯, when it is less than 7.5 MPa, 7.0 MPa or more, and when it is less than 7.0 MPa, it is evaluated as x. did.

〔素子周囲剥離性〕
上記半導体封止用樹脂組成物を、ＴＯ−２２０パッケージに成形し、これを２６０℃の半田リフロー炉に通した後、銅パット上のシリコン素子周囲の剥離を、超音波測定器（Ｃ−ＳＡＭ Ｄ６０００、Ｓｏｎｏｓｃａｎ，Ｉｎｃ．社製）にて観察し、空隙の有無を確認した。そして、剥離が見られないものを◎、一辺のみ剥離が見られるものを○、３辺が剥離するものを△、４辺とも剥離したものを×として評価した。 [Peeling around the element]
The above semiconductor sealing resin composition is molded into a TO-220 package, passed through a solder reflow furnace at 260 ° C., and then peeled off around the silicon element on the copper pad by an ultrasonic measuring instrument (C-SAM). D6000, manufactured by Sonoscan, Inc.) and the presence or absence of voids was confirmed. Then, the case where peeling was not observed was evaluated as ◎, the case where peeling was observed on only one side was evaluated as ◯, the case where 3 sides were peeled off was evaluated as Δ, and the case where all 4 sides were peeled was evaluated as x.

〔熱伝導率〕
上記半導体封止用樹脂組成物を用い、上記２６０℃での曲げ弾性率試験と同様の硬化条件で、熱伝導測定用試験片となる成形物を作製した。熱伝導率測定装置（ＫＥＭＴＨＥＲＭＯＱＴＭ−Ｄ３、京都電子工業社製）を利用して、成型物の熱伝導率を測定した。そして、熱伝導率が２．５以上のものを◎、２．２以上２．５未満のものを○、１．９以上２．２未満のものを△、１．９未満のものを×として評価した。 〔Thermal conductivity〕
Using the resin composition for encapsulating a semiconductor, a molded product to be a test piece for measuring heat conduction was produced under the same curing conditions as the bending elastic modulus test at 260 ° C. The thermal conductivity of the molded product was measured using a thermal conductivity measuring device (KEMTHERMOQTM-D3, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.). And, the thermal conductivity of 2.5 or more is ◎, the one of 2.2 or more and less than 2.5 is ◯, the one of 1.9 or more and less than 2.2 is △, the one of less than 1.9 is × evaluated.

〔成形物外観性〕
半導体封止用樹脂組成物を、上記２６０℃での曲げ弾性率試験と同様の硬化条件で、８ｍｍ×２０ｍｍ×４ｍｍの大きさに成形し、表面の外観を目視にて確認した。白っぽく見られるものは表面が荒れて凹凸が存在するものであり、２−メチル−４−エチルイミダゾールを用いて成形したものを基準に、同等のものは×、黒味が深く光沢がみられるものを○とした。 [Appearance of molded product]
The resin composition for semiconductor encapsulation was molded into a size of 8 mm × 20 mm × 4 mm under the same curing conditions as in the bending elastic modulus test at 260 ° C., and the surface appearance was visually confirmed. The ones that appear whitish are rough and have irregularities, and the ones that are molded using 2-methyl-4-ethylimidazole are the reference, the equivalent ones are x, the blackness is deep and the gloss is seen Was marked as ○.

上記の結果から、全ての実施例品において、曲げ弾性率、ガラス転移温度、銅フレーム接着性、素子周囲剥離性、熱伝導率および成形物外観性において、◎もしくは○の評価となり、良好な結果が得られた。   From the above results, in all of the products of the examples, ◎ or ○ was evaluated in terms of flexural modulus, glass transition temperature, copper frame adhesion, peelability around the element, thermal conductivity and appearance of the molded product, and good results. was gotten.

これに対して、シリコーン化合物が含有されていない比較例１品は、素子周囲剥離が４辺とも観察された。また、硬化促進剤としてトリアリールホスフィン（Ｅ成分）以外のものを使用した比較例２品では、熱伝導率以外の特性に劣る結果となった。さらに、無機質充填剤の含有量が、下限値未満の比較例３品は、所望の熱伝導性に劣る結果となった。これに対し、無機質充填剤の含有量が、上限値を超える比較例４では、粘度が高すぎるため混練ができないものとなった。また、シリコーン化合物において、エポキシ当量５０００〜１５０００の範囲外のものを用いる比較例５および６品においては、ともに銅フレーム接着性に劣るとともに、素子周囲剥離に関しても劣る結果となった。   On the other hand, in the case of one comparative example containing no silicone compound, peeling around the element was observed on all four sides. Moreover, in the comparative example 2 goods using things other than a triaryl phosphine (E component) as a hardening accelerator, it resulted in inferior to characteristics other than heat conductivity. Furthermore, the comparative example 3 goods whose content of an inorganic filler is less than a lower limit resulted in inferior desired heat conductivity. On the other hand, in Comparative Example 4 in which the content of the inorganic filler exceeds the upper limit value, the viscosity is too high and kneading cannot be performed. Further, in Comparative Examples 5 and 6 using a silicone compound having an epoxy equivalent outside the range of 5000 to 15000, both the copper frame adhesiveness and the peripheral peeling of the element were inferior.

銅フレーム接着性の試験方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the test method of copper frame adhesiveness.

符号の説明Explanation of symbols

１ 銅フレーム板
２ 半導体封止用樹脂組成物の硬化体
３ サンプル固定治具
４ チャック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Copper frame board 2 Hardened body of resin composition for semiconductor sealing 3 Sample fixing jig 4 Chuck

Claims (3)

下記の（Ａ）〜（Ｅ）成分を含有することを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
（Ａ）エポキシ樹脂。
（Ｂ）フェノール樹脂。
（Ｃ）樹脂組成物全体に対し８０重量％を超え、９０重量％未満の無機質充填剤。
（Ｄ）エポキシ当量５０００〜１５０００の下記一般式（１）で示されるポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物。

（Ｅ）トリアリールホスフィン。 The epoxy resin composition for semiconductor sealing characterized by containing the following (A)-(E) component.
(A) Epoxy resin.
(B) Phenolic resin.
(C) An inorganic filler of more than 80% by weight and less than 90% by weight with respect to the entire resin composition.
(D) A polyalkylene ether-modified silicone compound represented by the following general formula (1) having an epoxy equivalent of 5000 to 15000.

(E) Triarylphosphine. 上記（Ｄ）成分のポリアルキレンエーテル変性シリコーン化合物の配合量が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全体の０．０５〜１．０重量％である請求項１記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。   2. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the compounding amount of the polyalkylene ether-modified silicone compound as the component (D) is 0.05 to 1.0% by weight of the entire epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. object. 請求項１または２記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、半導体素子を封止してなる半導体装置。   A semiconductor device obtained by sealing a semiconductor element using the epoxy resin composition for sealing a semiconductor according to claim 1.

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