JPH10237161A - Epoxy resin composition - Google Patents
Epoxy resin compositionInfo
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- JPH10237161A JPH10237161A JP3907897A JP3907897A JPH10237161A JP H10237161 A JPH10237161 A JP H10237161A JP 3907897 A JP3907897 A JP 3907897A JP 3907897 A JP3907897 A JP 3907897A JP H10237161 A JPH10237161 A JP H10237161A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体を樹脂封止
する際の樹脂の充填性に優れ、かつ耐半田性に優れると
ともに製品品質の安定性にも優れたエポキシ樹脂組成
物、および該エポキシ樹脂組成物で封止してなる半導体
装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition which is excellent in resin filling property when encapsulating a semiconductor with a resin, is excellent in solder resistance, and is excellent in stability of product quality. The present invention relates to a semiconductor device sealed with a resin composition.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。2. Description of the Related Art Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical properties, adhesiveness, etc., and can be imparted with various properties by blending and prescription, so that they are used as industrial materials such as paints, adhesives, and electrical insulating materials. Have been.
【０００３】たとえば、半導体集積回路などの電子回路
部品の封止方法として従来より経済性、生産性、物性の
バランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛
んに行われている。この半導体集積回路の分野では微細
加工の技術の進歩によりＩＣチップの集積度がますます
向上しているが、さらに集積度を上げるために、パッケ
ージ中のＩＣチップの占有率が増加するとともに、パッ
ケージが大型化、多ピン化してきている。For example, as a method of sealing electronic circuit components such as semiconductor integrated circuits, resin sealing with epoxy resin has been most actively performed from the viewpoint of balance between economy, productivity and physical properties. In the field of semiconductor integrated circuits, the degree of integration of IC chips has been increasingly improved due to the advancement of microfabrication technology. Are increasing in size and number of pins.
【０００４】一方、半導体装置パッケージのプリント基
板への実装においても高密度化が進められており、従来
のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に
代り、基板表面にパッケージを半田付けする“表面実装
方式”が盛んになってきた。それに伴い、パッケージも
薄型化が進むとともに、表面実装工程の半田リフロー時
に２００℃以上の高温にさらされるようになった。On the other hand, the density of a semiconductor device package mounted on a printed circuit board has also been increased, and the package is soldered to the surface of the board instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the board. “Surface mounting method” has become popular. Along with this, packages have become thinner and exposed to high temperatures of 200 ° C. or more during solder reflow in the surface mounting process.
【０００５】したがって、これら大型、薄型、多ピンの
パッケージを封止するには、樹脂の未充填のほか、ステ
ージシフト、ワイヤー流れなどの問題を発生させないた
めにも封止樹脂の流動性を高いレベルで保持しなければ
ならない。Therefore, in order to seal such a large, thin, multi-pin package, the fluidity of the sealing resin is high so as not to cause problems such as stage shift and wire flow in addition to resin unfilling. Must hold on level.
【０００６】また、表面実装においては、通常赤外線な
どを用いての加熱により半田を再溶融させパッケージの
外部ピンとプリント基板とを接続させる。この方法で
は、パッケージは２００℃以上の高温にさらされ、この
際樹脂が吸水していると、パッケージ中の水分の急激な
膨張によりパッケージにクラックを生じたり、リードフ
レームやＩＣチップと封止樹脂の間に剥離を生じるとい
う現象が起こり、半導体装置の信頼性が著しく低下する
ので封止樹脂の耐クラック性やリードフレーム、ＩＣチ
ップなどとの密着性が重要である。In surface mounting, solder is usually re-melted by heating using infrared rays or the like, and external pins of the package are connected to the printed circuit board. In this method, the package is exposed to a high temperature of 200 ° C. or more, and when the resin absorbs water, cracks may occur in the package due to rapid expansion of the moisture in the package, or the lead resin, the IC chip, and the sealing resin may be damaged. Since a phenomenon occurs in which the semiconductor device is peeled off, and the reliability of the semiconductor device is significantly reduced, the crack resistance of the sealing resin and the adhesion to the lead frame, IC chip, and the like are important.
【０００７】従来、これらの問題に対しては充填材の粒
度分布や配合量、硬化促進剤の活性化エネルギーを制御
して、結果として粘度をコントロールする方法（特開平
５−２６７３７１）や、特定の硬化促進剤、エポキシ樹
脂、硬化剤を配合する方法（特開平８−１６５３３１）
などが提案されているが、半導体パッケージの進歩を考
慮すると、いずれもその特性は十分とはいえない。Conventionally, to solve these problems, a method of controlling the particle size distribution and blending amount of the filler and the activation energy of the curing accelerator to control the viscosity as a result (Japanese Patent Laid-Open No. 5-267371) and a method of specifying the viscosity are disclosed. Of blending a curing accelerator, an epoxy resin and a curing agent (JP-A-8-165331)
However, considering the progress of the semiconductor package, none of them has sufficient characteristics.
【０００８】また、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂組
成物には単軸、二軸押出機、ニーダー、熱ロールなどを
用いて加熱溶融混練する過程で、装置内の発熱や滞留時
間のばらつきにより、硬化反応の進み具合がばらつき、
結果として粘度ばらつきの大きな製品ができるという問
題があった。前述の封止樹脂に高い流動性が要求される
中で製造過程での封止樹脂の熱安定性が特に重要になっ
てきた。In addition, during the process of melting and kneading the epoxy resin composition which is a thermosetting resin by using a single-screw or twin-screw extruder, a kneader, a hot roll, etc., heat generation in the apparatus and variation in residence time may occur. , The progress of the curing reaction varies,
As a result, there is a problem that a product having a large viscosity variation can be obtained. While high fluidity is required for the sealing resin described above, the thermal stability of the sealing resin during the manufacturing process has become particularly important.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
技術における問題点の解決を課題として検討した結果達
成されたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been achieved as a result of studying to solve the above-mentioned problems in the prior art.
【００１０】従って本発明の目的は、半導体を樹脂封止
する際の樹脂の充填性に優れ、かつ耐半田性に優れると
ともに加熱溶融混練する過程での硬化反応が進みにくく
製品品質の安定性に優れているエポキシ樹脂組成物、お
よび該エポキシ樹脂組成物で封止してなる半導体装置を
提供することである。[0010] Accordingly, an object of the present invention is to provide a resin which is excellent in the filling property of a semiconductor when it is sealed with a resin, has excellent soldering resistance, and hardly undergoes a curing reaction in the process of heating and melting and kneading, thereby improving the stability of product quality. An object of the present invention is to provide an excellent epoxy resin composition and a semiconductor device sealed with the epoxy resin composition.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、エポ
キシ樹脂（Ａ）、フェノール系硬化剤（Ｂ）、硬化促進
剤(Ｃ）としてアミジン化合物のテトラ置換ボレート、
および無機充填剤（Ｄ）を含有するエポキシ樹脂組成物
であって、前記フェノール系硬化剤（Ｂ）が一般式
（Ｉ）で表される化合物を含有し、かつ無機充填材
（Ｄ）がエポキシ樹脂組成物全体の８６〜９５重量％含
有されることを特徴とするエポキシ樹脂組成物を用いる
ことにより上記問題を解決し、本発明に到達した。That is, the present invention provides an epoxy resin (A), a phenolic curing agent (B), and a tetrasubstituted borate of an amidine compound as a curing accelerator (C).
An epoxy resin composition containing a phenolic curing agent (B) containing a compound represented by the general formula (I), and an inorganic filler (D) containing an epoxy resin. The above problem was solved by using an epoxy resin composition characterized by being contained in 86 to 95% by weight of the entire resin composition, and the present invention has been achieved.
【００１２】[0012]
【化２】 Ｒ3-(-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ2-)n-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ3 （Ｉ） （ただし、式中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族
基、Ｒ2は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基
を有する１価の芳香族基、nは０または１以上の整数を
示す。）Embedded image R 3 — (— CH 2 —R 1 —CH 2 —R 2 —) n —CH 2 —R 1 —CH 2 —R 3 (I) (where R 1 has a hydroxyl group) A divalent aromatic group which is not present, R 2 is a divalent aromatic group having a hydroxyl group, R 3 is a monovalent aromatic group having a hydroxyl group, and n is 0 or an integer of 1 or more.)
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を詳述する。
本発明において「重量」とは「質量」を意味する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail.
In the present invention, “weight” means “mass”.
【００１４】本発明で用いるエポキシ樹脂（Ａ）は、１
分子中に２個以上のエポキシ基を有するものでとくに限
定されず、これらの具体例としては、例えばクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナ
フトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジ
エン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹
脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、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、線状脂
肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポ
キシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂およびハロゲン化
エポキシ樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いて
も、２種類以上併用して用いてもかまわない。The epoxy resin (A) used in the present invention comprises 1
Those having two or more epoxy groups in the molecule are not particularly limited, and specific examples thereof include, for example, cresol novolak type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthol aralkyl type epoxy resin, Dicyclopentadiene skeleton-containing epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, linear aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, spiro Examples thereof include a ring-containing epoxy resin and a halogenated epoxy resin, and these may be used alone or in combination of two or more.
【００１５】また、特に好ましいエポキシ樹脂（Ａ）の
具体例としては４，４´−ビス（２，３−エポキシプロ
ポキシ）ビフェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキ
シプロポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビ
フェニル、４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキ
シ）−３，３´，５，５´−テトラエチルビフェニル、
４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）−３，
３´，５，５´−テトラブチルビフェニル、４，４´−
ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビフェニルなどの
ビフェニル型エポキシ樹脂、１，５−ジ（２，３−エポ
キシプロポキシ）ナフタレン、１，６−ジ（２，３−エ
ポキシプロポキシ）ナフタレンなどのナフタレン型エポ
キシ樹脂などがあげられ、これらのエポキシ樹脂を全エ
ポキシ樹脂量の８０〜１００重量％配合することがより
好ましい。Specific examples of particularly preferred epoxy resins (A) include 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3, 3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3', 5,5'-tetraethylbiphenyl,
4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,
3 ', 5,5'-tetrabutylbiphenyl, 4,4'-
Biphenyl type epoxy resins such as bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl, naphthalene types such as 1,5-di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene and 1,6-di (2,3-epoxypropoxy) naphthalene Epoxy resins and the like are mentioned, and it is more preferable to mix these epoxy resins in an amount of 80 to 100% by weight based on the total amount of the epoxy resins.
【００１６】本発明において、上記エポキシ樹脂（Ａ）
のエポキシ樹脂組成物全体に対する配合量は、通常２〜
７重量％である。エポキシ樹脂（Ａ）の配合量が２重量
％未満では成形性が不十分であり、また７重量％を越え
るとリフロー試験における耐クラック性が低下する傾向
にある。In the present invention, the epoxy resin (A)
Is usually 2 to 2 with respect to the total amount of the epoxy resin composition.
7% by weight. If the amount of the epoxy resin (A) is less than 2% by weight, moldability is insufficient, and if it exceeds 7% by weight, crack resistance in a reflow test tends to decrease.
【００１７】本発明におけるフェノール系硬化剤（Ｂ）
は、一般式（Ｉ）で表されるものを含有する。一般式
（Ｉ）中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族基、Ｒ2
は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基を有す
る１価の芳香族基、nは０または１以上の整数である。The phenolic curing agent (B) in the present invention
Contains those represented by the general formula (I). R 1 in the general formula (I) is a divalent aromatic group having no hydroxyl group, R 2
Is a divalent aromatic group having a hydroxyl group, R 3 is a monovalent aromatic group having a hydroxyl group, and n is 0 or an integer of 1 or more.
【化３】 Ｒ3-(-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ2-)n-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ3 （Ｉ）Embedded image R 3 — (— CH 2 —R 1 —CH 2 —R 2 —) n —CH 2 —R 1 —CH 2 —R 3 (I)
【００１８】好ましくは、Ｒ1が２価のフェニル基、Ｒ2
は水酸基を有する２価のフェニル基、Ｒ3が水酸基を有
する１価のフェニル基であるフェノール系硬化剤、Ｒ1
が２価のビフェニル基、Ｒ2は水酸基を有する２価のフ
ェニル基、Ｒ3が水酸基を有する１価のフェニル基であ
るフェノール系硬化剤である。Preferably, R 1 is a divalent phenyl group, R 2
Is a phenolic curing agent wherein a divalent phenyl group having a hydroxyl group, R 3 is a monovalent phenyl group having a hydroxyl group, R 1
Is a divalent biphenyl group, R 2 is a divalent phenyl group having a hydroxyl group, and R 3 is a phenolic curing agent having a monovalent phenyl group having a hydroxyl group.
【００１９】一般式（Ｉ）で表されるフェノール系硬化
剤以外に硬化剤を併用する場合、その硬化剤は、エポキ
シ樹脂（Ａ）と反応して硬化するフェノール系の硬化剤
であれば特に限定されず、それらの具体例としては、た
とえばフェノ−ルノボラック樹脂、クレゾ−ルノボラッ
ク樹脂、ビスフェノ−ルＡやレゾルシンから合成される
各種ノボラック樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メ
タン、ジヒドロキシビフェニル、ナフトールアラルキル
樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹脂、
テルペン骨格含有フェノール樹脂などの多価フェノ−ル
化合物などがあげられる。一般式（Ｉ）で表されるフェ
ノール系硬化剤以外に硬化剤を併用する場合、その混合
割合は一般式（Ｉ）で表されるフェノール系硬化剤を全
硬化剤量の６０〜１００重量％とすることが好ましく、
８０〜１００重量％とすることがより好ましい。When a curing agent other than the phenolic curing agent represented by the general formula (I) is used in combination, the curing agent is particularly a phenolic curing agent which reacts with the epoxy resin (A) and cures. The specific examples thereof include, but are not limited to, phenol-novolak resin, cresol-novolak resin, various novolak resins synthesized from bisphenol A and resorcinol, tris (hydroxyphenyl) methane, dihydroxybiphenyl, naphthol aralkyl resin, A dicyclopentadiene skeleton-containing phenolic resin,
And polyhydric phenol compounds such as terpene skeleton-containing phenolic resins. When a curing agent other than the phenolic curing agent represented by the general formula (I) is used in combination, the mixing ratio of the phenolic curing agent represented by the general formula (I) is 60 to 100% by weight of the total curing agent amount. Preferably,
More preferably, the content is 80 to 100% by weight.
【００２０】本発明において、フェノール系硬化剤
（Ｂ）の配合量はエポキシ樹脂組成物全体の通常２〜７
重量％である。さらには、エポキシ樹脂（Ａ）とフェノ
ール系硬化剤（Ｂ）の配合比は、機械的性質および耐湿
信頼性の点から（Ａ）に対する（Ｂ）の化学当量比が
０．５〜２、特に０．７〜１．５の範囲にあることが好
ましい。In the present invention, the compounding amount of the phenolic curing agent (B) is usually 2 to 7 in the entire epoxy resin composition.
% By weight. Furthermore, the mixing ratio of the epoxy resin (A) and the phenolic curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is 0.5 to 2, especially from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance reliability. It is preferably in the range of 0.7 to 1.5.
【００２１】本発明における硬化促進剤（Ｃ）はアミジ
ン化合物のテトラ置換ボレ−トを含有する。アミジン化
合物のテトラ置換ボレートの具体例としては１，８−ジ
アザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７・テトラ置
換ボレート、１，５−ジアザビシクロ（４，３，０）ノ
ネン・テトラ置換ボレート、７−メチル−１，５，７−
トリアザビシクロ（４，４，０）デセン−５・テトラ置
換ボレートなどが挙げられる。The curing accelerator (C) in the present invention contains a tetra-substituted borate of an amidine compound. Specific examples of the tetra-substituted borate of the amidine compound include 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7-tetra-substituted borate, 1,5-diazabicyclo (4,3,0) nonene-tetra-substituted borate, -Methyl-1,5,7-
And triazabicyclo (4,4,0) decene-5.tetra-substituted borate.
【００２２】本発明において硬化促進剤（Ｃ）は、アミ
ジン化合物のテトラ置換ボレートを含有していれば、そ
の他の硬化促進剤を併用してもかまわない。併用できる
硬化促進剤の具体例としては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、２−ウンデシルイミダゾールなどのイミ
ダゾール類およびそれらの塩、トリエチルアミン、ベン
ジルジメチルアミン、α−メチルベンジルアミンなどの
３級アミン化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，
０）ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ（４，
３，０）ノネン、７−メチル−１，５，７−トリアザビ
シクロ（４，４，０）デセン−５などのアミジン化合物
およびそれらの塩、トリフェニルホスフィン、トリス
（２，６−ジメトキシフェニル）ホスフィン、トリス
（４−アルキルフェニル）ホスフィン、トリアルキルホ
スフィンなど有機リン化合物およびそれらの塩、テトラ
置換ホスホニウム・テトラ置換ボレ−トなどが用いられ
る。硬化性の改善などを目的にアミジン化合物のテトラ
置換ボレートとその他の硬化促進剤を併用する場合、そ
の混合割合はアミジン化合物のテトラ置換ボレートを全
硬化促進剤量の５０〜１００重量％とすることが好まし
く、８０〜１００重量％とすることがより好ましい。In the present invention, the curing accelerator (C) may be used in combination with another curing accelerator as long as it contains a tetrasubstituted borate of an amidine compound. Specific examples of the curing accelerator that can be used in combination include 2-methylimidazole,
Imidazoles such as 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole and salts thereof, tertiary amine compounds such as triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzylamine, 1,8- Diazabicyclo (5,4,
0) Undecene-7,1,5-diazabicyclo (4,
Amidine compounds such as 3,0) nonene and 7-methyl-1,5,7-triazabicyclo (4,4,0) decene-5 and salts thereof, triphenylphosphine, tris (2,6-dimethoxyphenyl) ) Organic phosphorus compounds such as phosphine, tris (4-alkylphenyl) phosphine and trialkylphosphine and salts thereof, tetra-substituted phosphonium / tetra-substituted borate and the like are used. When the tetra-substituted borate of the amidine compound and another curing accelerator are used in combination for the purpose of improving curability, the mixing ratio of the tetra-substituted borate of the amidine compound should be 50 to 100% by weight of the total curing accelerator amount. , And more preferably 80 to 100% by weight.
【００２３】これらの硬化促進剤（Ｃ）は予め使用する
硬化剤またはエポキシ樹脂と溶融混合させた後、添加し
ても良い。These curing accelerators (C) may be added after melt-mixing with the curing agent or epoxy resin used in advance.
【００２４】本発明における無機充填材（Ｄ）として
は、非晶性シリカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、アルミナ、マグネシア、窒化珪素、酸
化マグネシウムアルミニウム、ジルコニア、ジルコン、
クレー、タルク、珪酸カルシウム、酸化チタン、酸化ア
ンチモン、アスベスト、ガラス繊維などが挙げられ、球
状、破砕状、繊維状など任意の物が使用できる。無機充
填材（Ｄ）の好ましい具体例としては非晶性シリカ、結
晶性シリカ、アルミナであり、さらに成形性の点から好
ましくは形状が球状の物を無機充填材（Ｄ）中に６０〜
１００重量％、さらに好ましくは８０〜１００重量％含
有することが好ましい。As the inorganic filler (D) in the present invention, amorphous silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, silicon nitride, magnesium aluminum oxide, zirconia, zircon,
Clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, asbestos, glass fiber and the like can be mentioned, and arbitrary ones such as spherical, crushed and fibrous can be used. Preferable specific examples of the inorganic filler (D) include amorphous silica, crystalline silica, and alumina. Further, from the viewpoint of moldability, preferably, a spherical substance is used in the inorganic filler (D).
It is preferable to contain 100% by weight, more preferably 80 to 100% by weight.
【００２５】本発明において、無機充填剤（Ｄ）のエポ
キシ樹脂組成物全体に対する割合は、成形性および耐ク
ラック性の点から全体の８６〜９５重量％、好ましくは
８８〜９５重量％である。In the present invention, the ratio of the inorganic filler (D) to the entire epoxy resin composition is from 86 to 95% by weight, preferably from 88 to 95% by weight, from the viewpoint of moldability and crack resistance.
【００２６】本発明において、無機充填材（Ｄ）をシラ
ンカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカ
ップリング剤を配合しておくことが半導体装置を封止す
る場合、信頼性の点で好ましい。カップリング剤はその
まま配合しても、あらかじめ無機充填材（Ｄ）に表面処
理しておいても同様の効果が期待できる。In the present invention, it is preferable in terms of reliability when sealing a semiconductor device that the inorganic filler (D) is compounded with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. The same effect can be expected even when the coupling agent is blended as it is, or when the inorganic filler (D) is surface-treated in advance.
【００２７】カップリング剤としては無機充填材の表面
処理剤として公知の物が使用できるが、エポキシシラ
ン、アミノシラン、メルカプトシラン、ウレイドシラン
などのシランカップリング剤が好ましく用いられ、２種
以上を併用してもかまわない。また、特にアミノ基を有
するカップリング剤を配合することが好ましく、その具
体例としてはγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル
−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フェニ
ル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−
β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシランなどがあげられる。As the coupling agent, any of the known surface treatment agents for inorganic fillers can be used, but silane coupling agents such as epoxy silane, amino silane, mercapto silane and ureido silane are preferably used, and two or more silane coupling agents are used in combination. It does not matter. Further, it is particularly preferable to incorporate a coupling agent having an amino group, and specific examples thereof include γ-aminopropyltrimethoxysilane,
γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-
β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane and the like.
【００２８】また、カップリング剤の添加量は通常エポ
キシ樹脂組成物全体に対し、０．１〜２重量％である。The amount of the coupling agent to be added is usually 0.1 to 2% by weight based on the whole epoxy resin composition.
【００２９】本発明の組成物では、必須成分ではないが
ブロム化合物を配合できる。また実質的に存在するブロ
ム化合物は、通常半導体封止用エポキシ樹脂組成物に難
燃剤として添加されるもので、特に限定されず、公知の
ものであってよい。In the composition of the present invention, a bromo compound can be blended although it is not an essential component. The substantially existing bromo compound is usually added as a flame retardant to the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and is not particularly limited, and may be a known one.
【００３０】存在するブロム化合物の好ましい具体例と
しては、ブロム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブ
ロム化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などのブロ
ム化エポキシ樹脂、ブロム化ポリカーボネート樹脂、ブ
ロム化ポリスチレン樹脂、ブロム化ポリフェニレンオキ
サイド樹脂、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロ
モジフェニルエーテルなどがあげられ、なかでも、ブロ
ム化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ブロム化フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂などのブロム化エポキシ
樹脂が、成形性の点から好ましい。Preferable specific examples of the bromo compound present include brominated epoxy resins such as brominated bisphenol A type epoxy resin, brominated phenol novolak type epoxy resin, brominated polycarbonate resin, brominated polystyrene resin, brominated polyphenylene oxide. Resin, tetrabromobisphenol A, decabromodiphenyl ether and the like can be mentioned. Among them, brominated epoxy resins such as brominated bisphenol A type epoxy resin and brominated phenol novolak type epoxy resin are preferable from the viewpoint of moldability.
【００３１】本発明の組成物では、必須成分ではないが
アンチモン化合物を配合できる。これは通常半導体封止
用エポキシ樹脂組成物に難燃助剤として添加されるもの
で、特に限定されず、公知のものが使用できる。アンチ
モン化合物の好ましい具体例としては、三酸化アンチモ
ン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンがあげられ
る。In the composition of the present invention, an antimony compound can be blended although it is not an essential component. This is usually added as a flame retardant aid to the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and is not particularly limited, and a known one can be used. Preferred specific examples of the antimony compound include antimony trioxide, antimony tetroxide, and antimony pentoxide.
【００３２】本発明のエポキシ樹脂組成物には、カーボ
ンブラック、酸化鉄などの着色剤、ハイドロタルサイト
類、ビスマス系などのイオン捕捉剤、シリコ−ンゴム、
オレフィン系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブ
タジエンゴム、変性シリコ−ンオイルなどのエラストマ
−、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長
鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸
のアミド、パラフィンワックスなどの離型剤および有機
過酸化物などの架橋剤を任意に添加することができる。The epoxy resin composition of the present invention includes a coloring agent such as carbon black and iron oxide, an ion scavenger such as hydrotalcites and bismuth, silicone rubber,
Elastomers such as olefin copolymers, modified nitrile rubber, modified polybutadiene rubber, modified silicone oil, thermoplastic resins such as polyethylene, long chain fatty acids, metal salts of long chain fatty acids, esters of long chain fatty acids, and long chain fatty acids A release agent such as amide and paraffin wax and a crosslinking agent such as an organic peroxide can be optionally added.
【００３３】本発明のエポキシ樹脂組成物の製造方法と
しては、６０〜１４０℃の温度での溶融混練することが
好ましく、特に好ましくは６０℃〜１２０℃の温度での
溶融混練が好ましい。溶融混練の装置としてはたとえば
バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単軸もしくは
二軸の押出機などの公知の混練機を用いて製造される。
そして得られたエポキシ樹脂組成物を半導体素子を封止
することにより半導体装置が得られる。As a method for producing the epoxy resin composition of the present invention, melt kneading at a temperature of 60 to 140 ° C. is preferable, and melt kneading at a temperature of 60 to 120 ° C. is particularly preferable. The melt-kneading apparatus is manufactured using a known kneading machine such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder.
Then, a semiconductor device is obtained by sealing the semiconductor element with the obtained epoxy resin composition.
【００３４】[0034]
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、表２中の数字は、重量％を示す。The present invention will be described below in detail with reference to examples. The numbers in Table 2 indicate% by weight.
【００３５】実施例１〜１２、比較例１〜３ 表１に示した成分を、表２に示した組成比でミキサーに
より粉末状態でブレンドした。これを、バレル温度９０
℃の二軸押出機を用いて５分間加熱混練後、冷却・粉砕
してエポキシ樹脂組成物を製造した。この組成物を用い
て、低圧トランスファ−成形法により１７５℃×２分の
条件で、半導体素子を封止成形して半導体装置を得た。
また、以下の方法により各組成物の物性を測定した。Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3 The components shown in Table 1 were blended in a powder state by a mixer at the composition ratios shown in Table 2. The barrel temperature is 90
The mixture was heated and kneaded for 5 minutes using a twin-screw extruder at a temperature of 5.degree. Using this composition, a semiconductor element was sealed and molded at 175 ° C. × 2 minutes by low-pressure transfer molding to obtain a semiconductor device.
The physical properties of each composition were measured by the following methods.
【００３６】充填性：３６ピンＴＳＯＰパッケージ（外
形：２３×１０×１mm、ダミーチップ：１６×６×０．
３mm、フレーム材料：４２アロイ、チップ表面：ポリイ
ミド膜）を各１２個成形し、目視、超音波探傷装置によ
る観察、およびパッケージを切断しての切断面の目視観
察により、樹脂が未充填を起こしたり、１００μ以上の
チップ変位を生じたパッケージを不良とし、不良数を求
めた。Fillability: 36-pin TSOP package (outer size: 23 × 10 × 1 mm, dummy chip: 16 × 6 × 0.
12 mm each of 3 mm, frame material: 42 alloy, chip surface: polyimide film), resin was not filled by visual observation, observation with an ultrasonic flaw detector, and visual observation of the cut surface after cutting the package. A package having a chip displacement of 100 μm or more was determined to be defective, and the number of defects was determined.
【００３７】耐半田性：１６０ピンＱＦＰデバイス（外
形：２８×２８×３．３mm、ダミーチップ：１０×１０
×０．５mm、フレーム材料：４２アロイ、チップ表面：
ポリイミド膜）を各８個成形し、１７５℃、４時間追加
加熱して半導体装置を得た。これらを８５℃、８５％Ｒ
Ｈの条件で１６８時間加湿した後、２４５℃に加熱され
たＩＲ（赤外線）リフロ−炉に２４５℃、１０秒の条件
で通した。その後外部クラックの有無個数を調べクラッ
クの入ったパッケージを不良パッケージとし、不良数を
求めた。Solder resistance: 160-pin QFP device (outer size: 28 × 28 × 3.3 mm, dummy chip: 10 × 10
× 0.5mm, frame material: 42 alloy, chip surface:
Eight (polyimide films) were formed and heated at 175 ° C. for 4 hours to obtain a semiconductor device. 85 ° C, 85% R
After humidification for 168 hours under the condition of H, the mixture was passed through an IR (infrared) reflow furnace heated to 245 ° C. for 10 seconds at 245 ° C. Thereafter, the number of external cracks was checked, and the package containing the crack was regarded as a defective package, and the number of defects was determined.
【００３８】溶融熱安定性：上記エポキシ樹脂製造過程
において、二軸押出機での加熱混練時にバレル温度を９
０℃、１１０℃に設定して５分間加熱混練したエポキシ
樹脂組成物およびバレル温度１１０℃で混練時間を１０
分間加熱混練したエポキシ樹脂組成物を製造し、それら
の１７５℃における溶融粘度を高化式フローテスターを
用いて測定した。Melt heat stability: In the above-mentioned epoxy resin production process, the barrel temperature was adjusted to 9 when heating and kneading with a twin-screw extruder.
An epoxy resin composition heated and kneaded for 5 minutes at 0 ° C. and 110 ° C. and a kneading time of 10 at a barrel temperature of 110 ° C.
The epoxy resin compositions were heated and kneaded for one minute, and their melt viscosities at 175 ° C. were measured using a Koka flow tester.
【００３９】硬化性：低圧トランスファー成形法によ
り、１７５℃、２分の条件で直径５cm、厚さ３mmの円板
を成形し、成形直後のバーコール硬度を測定した。７０
以上の値があれば、硬化性が十分と考えられる。Curability: A disk having a diameter of 5 cm and a thickness of 3 mm was formed at 175 ° C. for 2 minutes by a low pressure transfer molding method, and Barcol hardness immediately after the formation was measured. 70
With the above values, the curability is considered to be sufficient.
【００４０】[0040]
【表１】 １）４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビ
フェニル ２）４，４´−ビス（２，３−エポキシプロポキシ）ビ
フェニルおよび４，４´−ビス（２，３−エポキシプロ
ポキシ）−３，３´，５，５´−テトラメチルビフェニ
ルの１：１（重量比）混合物 ３）下記式（II)のフェノール系硬化剤（１５０℃にお
けるＩＣＩ粘度、０．６ポイズ） ４）下記式（III)のフェノール系硬化剤（１５０℃にお
けるＩＣＩ粘度、０．６ポイズ）[Table 1] 1) 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl 2) 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl and 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy)- 3) 1: 1 (weight ratio) mixture of 3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl 3) Phenolic curing agent of the following formula (II) (ICI viscosity at 150 ° C, 0.6 poise) 4) (III) phenolic curing agent (ICI viscosity at 150 ° C., 0.6 poise)
【化４】 Embedded image
【００４１】[0041]
【表２】 [Table 2]
【００４２】[0042]
【表３】 [Table 3]
【００４３】表２にみられるように、実施例１〜１２の
エポキシ樹脂組成物は、充填性、耐半田性において優れ
ている上、溶融熱安定性にも優れている。また、実施例
１０〜１２では硬化促進剤の併用により硬化性が向上し
ている。一方、比較例１〜３ではこれらの特性をすべて
満足する物はなく、著しく劣っている。As can be seen from Table 2, the epoxy resin compositions of Examples 1 to 12 are excellent in filling property and solder resistance, and also excellent in melting heat stability. In Examples 10 to 12, the curability was improved by the combined use of a curing accelerator. On the other hand, none of Comparative Examples 1 to 3 satisfy all of these characteristics, and are extremely inferior.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、半導体
を樹脂封止する際の樹脂の充填性に優れ、かつ耐半田性
に優れるとともに製品品質の安定性にも優れており、ト
ランスファー成形が主に使用される半導体装置の封止に
好適である。Industrial Applicability The epoxy resin composition of the present invention is excellent in resin filling property at the time of resin encapsulation of a semiconductor, is excellent in solder resistance, and is also excellent in stability of product quality. It is suitable for sealing semiconductor devices mainly used.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ０８Ｌ 63/00 Ｃ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08L 63/00 C08L 63/00 C H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31
Claims (7)
剤（Ｂ）、硬化促進剤（Ｃ）としてアミジン化合物のテ
トラ置換ボレート、および無機充填材（Ｄ）を含有する
エポキシ樹脂組成物であって、前記フェノール系硬化剤
（Ｂ）が一般式（Ｉ）で表される化合物を含有し、かつ
無機充填材（Ｄ）がエポキシ樹脂組成物全体の８６〜９
５重量％含有されることを特徴とするエポキシ樹脂組成
物。 【化１】 Ｒ3-(-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ2-)n-ＣＨ2-Ｒ1-ＣＨ2-Ｒ3 （Ｉ） （ただし、式中のＲ1は水酸基を有しない２価の芳香族
基、Ｒ2は水酸基を有する２価の芳香族基、Ｒ3は水酸基
を有する１価の芳香族基、nは０または１以上の整数を
示す。）1. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a phenolic curing agent (B), a tetrasubstituted borate of an amidine compound as a curing accelerator (C), and an inorganic filler (D). The phenolic curing agent (B) contains a compound represented by the general formula (I), and the inorganic filler (D) is 86 to 9 of the entire epoxy resin composition.
An epoxy resin composition containing 5% by weight. Embedded image R 3 — (— CH 2 —R 1 —CH 2 —R 2 —) n —CH 2 —R 1 —CH 2 —R 3 (I) (where R 1 has a hydroxyl group) A divalent aromatic group which is not present, R 2 is a divalent aromatic group having a hydroxyl group, R 3 is a monovalent aromatic group having a hydroxyl group, and n is 0 or an integer of 1 or more.)
レンのいずれかの骨格を持つエポキシ樹脂を含有するこ
とを特徴とする請求項１記載のエポキシ樹脂組成物。2. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the epoxy resin (A) contains an epoxy resin having a skeleton of either biphenyl or naphthalene.
２価のフェニル基、Ｒ2は水酸基を有する２価のフェニ
ル基、Ｒ3が水酸基を有する１価のフェニル基である化
合物を含有することを特徴とする請求項１〜２記載エポ
キシ樹脂組成物。3. In the general formula (I) of claim 1, R 1 is a divalent phenyl group, R 2 is a divalent phenyl group having a hydroxyl group, and R 3 is a monovalent phenyl group having a hydroxyl group. The epoxy resin composition according to claim 1, further comprising a compound.
２価のビフェニル基、Ｒ2は水酸基を有する２価のフェ
ニル基、Ｒ3が水酸基を有する１価のフェニル基である
化合物を含有することを特徴とする請求項１〜２記載の
エポキシ樹脂組成物。4. In the general formula (I) of claim 1, R 1 is a divalent biphenyl group, R 2 is a divalent phenyl group having a hydroxyl group, and R 3 is a monovalent phenyl group having a hydroxyl group. The epoxy resin composition according to claim 1, further comprising a compound.
配合することを特徴とする請求項１〜４記載のエポキシ
樹脂組成物。5. The epoxy resin composition according to claim 1, further comprising a silane coupling agent having an amino group.
ポキシ樹脂組成物。6. The epoxy resin composition according to claim 1, which is used for encapsulating a semiconductor.
て半導体素子が封止された半導体装置。7. A semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with the epoxy resin composition according to claim 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3907897A JPH10237161A (en) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Epoxy resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3907897A JPH10237161A (en) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Epoxy resin composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10237161A true JPH10237161A (en) | 1998-09-08 |
Family
ID=12543080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3907897A Pending JPH10237161A (en) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Epoxy resin composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10237161A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999042449A1 (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-26 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Novel compounds, hardening accelerator, resin composition, and electronic part device |
| US7544727B2 (en) | 2000-09-25 | 2009-06-09 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Encapsulant of epoxy resin, curing agent, and secondary aminosilane coupling agent or phosphate |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP3907897A patent/JPH10237161A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999042449A1 (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-26 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Novel compounds, hardening accelerator, resin composition, and electronic part device |
| US6495270B1 (en) | 1998-02-19 | 2002-12-17 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Compounds, hardening accelerator, resin composition, and electronic part device |
| US7544727B2 (en) | 2000-09-25 | 2009-06-09 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Encapsulant of epoxy resin, curing agent, and secondary aminosilane coupling agent or phosphate |
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