JP2003268208A - Flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device - Google Patents
Flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 (A)エポキシ樹脂
(B)硬化剤
(C)無機質充填剤
(D)下記平均組成式(1)で示される融点が110℃
以上130℃以下のホスファゼン化合物
【化1】
(式中、a,b,nは0<a≦0.05n,1.90n
≦b<2n,2a+b=2n,3≦n≦6を満たす数で
ある。)を必須成分とし、臭素化物及びアンチモン化合
物を実質的に含まないことを特徴とする半導体封止用難
燃性エポキシ樹脂組成物。
【効果】 本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組
成物は、成形性に優れるとともに、難燃性及び耐湿信頼
性に優れた硬化物を得ることができる。(57) Abstract: (A) Epoxy resin (B) Curing agent (C) Inorganic filler (D) Melting point represented by the following average composition formula (1): 110 ° C
A phosphazene compound having a temperature of at least 130 ° C. (Where a, b, n are 0 <a ≦ 0.05n, 1.90n
≦ b <2n, 2a + b = 2n, 3 ≦ n ≦ 6. A) a flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the epoxy resin composition essentially comprises a bromide and an antimony compound. EFFECTS The flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is excellent in moldability, and can provide a cured product excellent in flame retardancy and moisture resistance reliability.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、成形性に優れると
ともに、難燃性及び耐湿信頼性に優れ、臭素化エポキシ
樹脂等の臭素化物、三酸化アンチモン等のアンチモン化
合物を含有しない硬化物を得ることができる半導体封止
用エポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封
止した半導体装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention provides a cured product which is excellent in moldability, flame retardancy and moisture resistance reliability, and does not contain bromide such as brominated epoxy resin or antimony compound such as antimony trioxide. The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and a semiconductor device encapsulated with a cured product of the resin composition.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、半導体デバイスは樹脂封止型のダ
イオード、トランジスター、IC、LSI、超LSIが
主流であるが、エポキシ樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べ
て成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性等に優
れているため、エポキシ樹脂組成物で半導体装置を封止
することが一般的である。半導体デバイスは家電製品、
コンピュータ等、生活環境のあらゆる所で使用されてい
るため、万が一の火災に備えて、半導体装置には難燃性
が要求されている。2. Description of the Related Art At present, semiconductor devices are mainly resin-sealed diodes, transistors, ICs, LSIs, and VLSIs. Epoxy resins are more moldable, adhesive, and electric than other thermosetting resins. Since the semiconductor device is excellent in properties, mechanical properties, moisture resistance, etc., it is common to seal the semiconductor device with an epoxy resin composition. Semiconductor devices are home appliances,
Since it is used everywhere in a living environment such as a computer, the semiconductor device is required to have flame retardancy in case of a fire.
【0003】半導体封止用エポキシ樹脂組成物中には、
難燃性を高めるため、一般にハロゲン化エポキシ樹脂と
三酸化アンチモンとが配合されている。このハロゲン化
エポキシ樹脂と三酸化アンチモンとの組み合わせは、気
相においてラジカルトラップ、空気遮断効果が大きく、
その結果、高い難燃効果が得られるものである。In the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation,
A halogenated epoxy resin and antimony trioxide are generally mixed in order to enhance flame retardancy. The combination of this halogenated epoxy resin and antimony trioxide has a large radical trap and air blocking effect in the gas phase,
As a result, a high flame retardant effect can be obtained.
【0004】しかし、ハロゲン化エポキシ樹脂は燃焼時
に有毒ガスを発生するという問題があり、また三酸化ア
ンチモンにも粉体毒性があるため、人体、環境に対する
影響を考慮すると、これらの難燃剤を樹脂組成物中に全
く含まないことが好ましい。However, the halogenated epoxy resin has a problem that it emits a toxic gas when it is burned, and antimony trioxide has powder toxicity, so in consideration of the effects on the human body and the environment, these flame retardants are used as resins. It is preferred to not include it at all in the composition.
【0005】このような要求に対して、ハロゲン化エポ
キシ樹脂あるいは三酸化アンチモンの代替として、従来
からAl(OH)3、Mg(OH)2等の水酸化物、赤リ
ン、リン酸エステル等のリン系難燃剤等の検討がなされ
てきている。しかし、Al(OH)3、Mg(OH)2等
の水酸化物は難燃効果が低いため、難燃組成とするため
には、エポキシ樹脂組成物中に水酸化物を多量に添加し
なければならず、その結果、組成物の粘度が上昇し、成
形時にボイド、ワイヤー流れ等の成形不良が発生すると
いう問題がある。一方、赤リン、リン酸エステル等のリ
ン系難燃剤をエポキシ樹脂組成物に添加した場合、半導
体装置が高温高湿条件にさらされると、リン系難燃剤が
加水分解されてリン酸が生成し、このリン酸がアルミ配
線を腐食させ、信頼性を低下させるという大きな問題が
あった。In response to such requirements, as a substitute for the halogenated epoxy resin or antimony trioxide, conventionally, hydroxides such as Al (OH) 3 and Mg (OH) 2 and red phosphorus, phosphoric acid ester and the like have been used. Phosphorus flame retardants have been studied. However, since hydroxides such as Al (OH) 3 and Mg (OH) 2 have a low flame retardant effect, a large amount of hydroxide must be added to the epoxy resin composition in order to obtain a flame retardant composition. As a result, there is a problem in that the viscosity of the composition increases, and molding defects such as voids and wire flow occur during molding. On the other hand, when a phosphorus-based flame retardant such as red phosphorus or phosphoric acid ester is added to the epoxy resin composition, when the semiconductor device is exposed to high temperature and high humidity conditions, the phosphorus-based flame retardant is hydrolyzed to generate phosphoric acid. However, there is a big problem that this phosphoric acid corrodes aluminum wiring and reduces reliability.
【0006】この問題を解決するため、特許第2843
244号明細書では、赤リンの表面にSiXOY組成から
なる被覆層で被覆した化合物を難燃剤として使用したエ
ポキシ樹脂組成物が提案されているが、上記の耐湿信頼
性は改善されていないのが現状である。また、特開平1
0−259292号公報では、環状ホスファゼン化合物
を、充填剤を除く配合成分の合計量に対して、燐原子の
量が0.2〜3.0重量%となる量を使用したエポキシ
樹脂組成物も提案されているが、難燃性を得るためには
相当な量をエポキシ樹脂組成物に添加する必要があり、
その場合は硬化性の低下ならびに高温環境下での電気抵
抗性低下を引き起こす等の問題点があった。[0006] In order to solve this problem, Japanese Patent No. 2843
No. 244 proposes an epoxy resin composition in which a compound obtained by coating the surface of red phosphorus with a coating layer made of a Si X O Y composition is used as a flame retardant, but the above moisture resistance reliability is improved. The current situation is that there are none. In addition, JP-A-1
No. 0-259292 discloses an epoxy resin composition which uses a cyclic phosphazene compound in an amount such that the amount of phosphorus atoms is 0.2 to 3.0% by weight based on the total amount of compounding ingredients excluding the filler. Although proposed, it is necessary to add a considerable amount to the epoxy resin composition in order to obtain flame retardancy,
In that case, there have been problems such as a decrease in curability and a decrease in electrical resistance in a high temperature environment.
【0007】[0007]
【特許文献1】特許第2843244号明細書[Patent Document 1] Japanese Patent No. 2843244
【特許文献2】特開平10−259292号公報[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 10-259292
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みなされたもので、臭素化エポキシ樹脂等の臭素化物
及び三酸化アンチモン等のアンチモン化合物を含有せ
ず、成形性に優れるとともに、難燃性及び耐湿信頼性に
優れる硬化物を得ることができる半導体封止用難燃性エ
ポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止し
た半導体装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances. It does not contain a bromide such as a brominated epoxy resin and an antimony compound such as antimony trioxide and is excellent in moldability and difficult. An object of the present invention is to provide a flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is capable of obtaining a cured product having excellent flammability and moisture resistance reliability, and a semiconductor device encapsulated with the cured product of the resin composition.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結
果、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)無機質
充填剤及び(D)下記平均組成式(1)で示される融点
が110℃以上130℃以下のホスファゼン化合物を必
須成分とし、臭素化物及びアンチモン化合物を実質的に
含まない半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組成物が、成
形性に優れるとともに、難燃性、耐湿信頼性に優れる硬
化物を得ることができ、また該エポキシ樹脂組成物の硬
化物で封止された半導体装置が、難燃性、耐湿信頼性に
優れるものであることを見出し、本発明をなすに至った
ものである。Means for Solving the Problems and Modes for Carrying Out the Invention The inventors of the present invention have made earnest studies to achieve the above object, and as a result, (A) epoxy resin, (B) curing agent, (C) inorganic substance Flame retardant for semiconductor encapsulation, which contains a filler and (D) a phosphazene compound having a melting point of 110 ° C. or higher and 130 ° C. or lower represented by the following average composition formula (1) as an essential component and substantially free of bromide and antimony compound. The epoxy resin composition is excellent in moldability, and a cured product having excellent flame retardancy and moisture resistance reliability can be obtained, and a semiconductor device sealed with the cured product of the epoxy resin composition is flame retardant. Further, they have found that they have excellent moisture resistance reliability, and have completed the present invention.
【0010】従って、本発明は、
(A)エポキシ樹脂
(B)硬化剤
(C)無機質充填剤
(D)下記平均組成式(1)で示される融点が110℃
以上130℃以下のホスファゼン化合物Therefore, according to the present invention, (A) epoxy resin (B) curing agent (C) inorganic filler (D) the melting point represented by the following average composition formula (1) is 110 ° C.
Above 130 ° C phosphazene compound
【化2】
(式中、a,b,nは0<a≦0.05n,1.90n
≦b<2n,2a+b=2n,3≦n≦6を満たす数で
ある。)を必須成分とし、臭素化物及びアンチモン化合
物を実質的に含まないことを特徴とする半導体封止用難
燃性エポキシ樹脂組成物、及びこの難燃性エポキシ樹脂
組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供する。[Chemical 2] (In the formula, a, b, and n are 0 <a ≦ 0.05n, 1.90n
≦ b <2n, 2a + b = 2n, 3 ≦ n ≦ 6. ) Is an essential component and is substantially free of bromide and antimony compound, and is encapsulated with a flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and a cured product of this flame-retardant epoxy resin composition. A semiconductor device is provided.
【0011】本発明のエポキシ樹脂組成物は、このよう
に、臭素化物、アンチモン化合物を実質的に含まないも
のである。一般に、エポキシ樹脂組成物中には、難燃性
を達成するため、臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモ
ンとが配合されているが、本発明のエポキシ樹脂組成物
は、この臭素化エポキシ樹脂と三酸化アンチモンとを使
用せずに、難燃規格であるUL−94、V−0を達成す
ることができるものである。Thus, the epoxy resin composition of the present invention is substantially free of bromide and antimony compound. Generally, in the epoxy resin composition, a brominated epoxy resin and antimony trioxide are blended in order to achieve flame retardancy. However, the epoxy resin composition of the present invention contains the brominated epoxy resin and trimonium trioxide. UL-94 and V-0 which are flame retardant standards can be achieved without using antimony oxide.
【0012】ここで、臭素化エポキシ樹脂あるいは三酸
化アンチモンの代替として、従来からAl(OH)3、
Mg(OH)2等の水酸化物、赤リン、リン酸エステル
等のリン系難燃剤等が検討されている。しかし、これら
の公知の代替難燃剤は、特に高温において耐水性が弱
く、難燃剤自身が溶解、分解して、抽出水中の不純物イ
オンを増加させるという共通の欠点があった。このた
め、臭素化物、アンチモン化合物を実質的に含まない従
来の難燃性エポキシ樹脂組成物で封止された半導体装置
を長時間高温高湿下に放置すると、半導体装置のアルミ
配線が腐食し、耐湿信頼性が低下するという問題があっ
た。Here, as an alternative to the brominated epoxy resin or antimony trioxide, Al (OH) 3 ,
Hydroxides such as Mg (OH) 2 and phosphorus-based flame retardants such as red phosphorus and phosphoric acid esters are being studied. However, these known alternative flame retardants have a common drawback that the water resistance is weak, especially at high temperatures, and the flame retardant itself dissolves and decomposes to increase impurity ions in the extracted water. Therefore, when the semiconductor device sealed with the conventional flame-retardant epoxy resin composition substantially containing no bromide and antimony compound is left under high temperature and high humidity for a long time, aluminum wiring of the semiconductor device is corroded, There is a problem that the moisture resistance reliability is lowered.
【0013】本発明者等は、上記不都合を解決すべく鋭
意検討を行った結果、難燃剤として(D)平均組成式
(1)で示される融点が110℃以上130℃以下のホ
スファゼン化合物を使用した半導体封止用エポキシ樹脂
組成物が、前述のように抽出水中の不純物イオンを増加
させることもなく、成形性に優れ、難燃性及び耐湿信頼
性に優れた硬化物を得ることができることを見出したも
のである。このホスファゼン化合物は、耐水性が高く、
抽出水中の不純物イオンを増加させる作用がないもので
ある。As a result of intensive studies to solve the above-mentioned inconvenience, the present inventors have used a phosphazene compound having a melting point of 110 ° C. or higher and 130 ° C. or lower (D) represented by the average composition formula (1) as a flame retardant. As described above, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation does not increase the impurity ions in the extracted water as described above, and it is possible to obtain a cured product having excellent moldability, flame retardancy, and moisture resistance reliability. I found it. This phosphazene compound has high water resistance,
It has no effect of increasing impurity ions in the extracted water.
【0014】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明のエポキシ樹脂組成物を構成する(A)エポ
キシ樹脂は、一分子中に2個以上のエポキシ基を有する
いずれのエポキシ樹脂をも使用することができ、特に限
定されない。エポキシ樹脂としては、例えば、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、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、アラルキ
ル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型エ
ポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペン
タジエン型エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフ
タレン環含有エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキ
シ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、スチル
ベン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうち1種又
は2種以上を併用することができるが、本発明において
は臭素化エポキシ樹脂は配合されない。The present invention will be described in more detail below. As the epoxy resin (A) constituting the epoxy resin composition of the present invention, any epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule can be used and is not particularly limited. The epoxy resin, for example, novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, triphenol alkane type epoxy resin, aralkyl type epoxy resin, biphenyl skeleton-containing aralkyl type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, Heterocyclic epoxy resins, naphthalene ring-containing epoxy resins, bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, stilbene type epoxy resins and the like can be mentioned, and one or more of them can be used in combination, No brominated epoxy resin is compounded in the present invention.
【0015】上記エポキシ樹脂は、加水分解性塩素が
1,000ppm以下、特に500ppm以下であり、
ナトリウム及びカリウムはそれぞれ10ppm以下の含
有量とすることが好ましい。加水分解性塩素が1,00
0ppmを超えたり、ナトリウム又はカリウムが10p
pmを超える場合は、長時間高温高湿下に半導体装置を
放置すると、耐湿性が劣化する場合がある。The above epoxy resin has a hydrolyzable chlorine content of 1,000 ppm or less, particularly 500 ppm or less,
It is preferable that the content of each of sodium and potassium is 10 ppm or less. Hydrolyzable chlorine is 100
Exceeding 0ppm, sodium or potassium 10p
If it exceeds pm, the moisture resistance may deteriorate if the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time.
【0016】本発明に用いる(B)硬化剤も特に限定さ
れるものではない。その中でも、硬化剤としては、フェ
ノール樹脂が好ましく、具体的にはフェノールノボラッ
ク樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、アラルキル
型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノー
ル樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹
脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹
脂、複素環型フェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノ
ール樹脂、ビスフェノールA型樹脂、ビスフェノールF
型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂などが挙げ
られ、これらのうち1種又は2種以上を併用することが
できる。The curing agent (B) used in the present invention is also not particularly limited. Among them, the curing agent is preferably a phenol resin, specifically, phenol novolac resin, naphthalene ring-containing phenol resin, aralkyl type phenol resin, triphenol alkane type phenol resin, biphenyl skeleton-containing aralkyl type phenol resin, biphenyl type phenol. Resin, alicyclic phenol resin, heterocyclic phenol resin, naphthalene ring-containing phenol resin, bisphenol A type resin, bisphenol F
Examples thereof include bisphenol type phenolic resins such as type resins, and of these, one kind or two or more kinds can be used in combination.
【0017】上記硬化剤は、エポキシ樹脂と同様に、ナ
トリウム及びカリウムをそれぞれ10ppm以下の含有
量とすることが好ましい。ナトリウム又はカリウムが1
0ppmを超える場合は、長時間高温高湿下に半導体装
置を放置すると、耐湿性が劣化する場合がある。As with the epoxy resin, the curing agent preferably contains sodium and potassium in an amount of 10 ppm or less. 1 for sodium or potassium
If it exceeds 0 ppm, the humidity resistance may deteriorate when the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time.
【0018】ここで、硬化剤の配合量は特に制限されな
いが、エポキシ樹脂の硬化有効量であり、特に硬化剤と
してフェノール樹脂を使用した場合、エポキシ樹脂中に
含まれるエポキシ基1モルに対して、硬化剤中に含まれ
るフェノール性水酸基のモル比が0.5〜1.5、特に
0.8〜1.2の範囲であることが好ましい。Here, the compounding amount of the curing agent is not particularly limited, but is an effective curing amount of the epoxy resin, and particularly when a phenol resin is used as the curing agent, it is based on 1 mol of the epoxy group contained in the epoxy resin. The molar ratio of the phenolic hydroxyl group contained in the curing agent is preferably 0.5 to 1.5, more preferably 0.8 to 1.2.
【0019】また、本発明においては、エポキシ樹脂と
硬化剤との硬化反応を促進させるため、硬化促進剤を用
いることが好ましい。この硬化促進剤は、硬化反応を促
進させるものであれば特に制限はなく、例えばトリフェ
ニルホスフィン、トリブチルホスフィン、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、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラ
ン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレー
トなどのリン系化合物、トリエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、
1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)ウンデセン−7
などの第3級アミン化合物、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
イミダゾールなどのイミダゾール化合物等を使用するこ
とができる。Further, in the present invention, a curing accelerator is preferably used in order to accelerate the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent. The curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction, and examples thereof include triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, triphenylphosphine / triphenyl. Phosphorus compounds such as borane and tetraphenylphosphine / tetraphenylborate, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine,
1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7
A tertiary amine compound such as 2-methylimidazole,
Imidazole compounds such as 2-phenylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole can be used.
【0020】硬化促進剤の配合量は有効量であるが、上
記リン系化合物、第3級アミン化合物、イミダゾール化
合物等のエポキシ樹脂と硬化剤(フェノール樹脂)との
硬化反応促進用の硬化促進剤は、(A)、(B)、
(D)成分の総量100重量部に対し、0.1〜5重量
部、特に0.5〜2重量部とすることが好ましい。The compounding amount of the curing accelerator is an effective amount, but it is a curing accelerator for promoting the curing reaction between the epoxy resin such as the phosphorus compound, the tertiary amine compound and the imidazole compound and the curing agent (phenol resin). Is (A), (B),
The total amount of the component (D) is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight.
【0021】本発明のエポキシ樹脂組成物中に配合され
る(C)無機質充填剤としては、通常エポキシ樹脂組成
物に配合されるものを使用することができる。例えば、
溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒
化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化
チタン、ガラス繊維等が挙げられる。As the inorganic filler (C) blended in the epoxy resin composition of the present invention, those usually blended in the epoxy resin composition can be used. For example,
Examples thereof include fused silica and silicas such as crystalline silica, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, and glass fiber.
【0022】これら無機質充填剤の平均粒径や形状は、
特に限定されないが、平均粒径5〜30μmの球状の溶
融シリカが特に好ましい。The average particle size and shape of these inorganic fillers are
Although not particularly limited, spherical fused silica having an average particle diameter of 5 to 30 μm is particularly preferable.
【0023】また、無機質充填剤の充填量は、特に限定
されないが、難燃性を高めるためには、エポキシ樹脂組
成物中に成形性を損なわない範囲で可能な限り多量に充
填させることが好ましく、(A)、(B)、(D)成分
の総量100重量部に対し、200〜1200重量部、
特に500〜1000重量部とすることが好ましい。2
00重量部未満では膨張係数が大きくなり、半導体素子
に加わる応力が増大して素子性能の低下を招く場合があ
る。一方、1200重量部を超えると流動性が著しく低
下し、成形性が悪くなる場合がある。The filling amount of the inorganic filler is not particularly limited, but in order to enhance flame retardancy, it is preferable to fill the epoxy resin composition as much as possible within a range not impairing moldability. , (A), (B), and (D) with respect to 100 parts by weight in total, 200 to 1200 parts by weight,
Particularly, it is preferable to set it to 500 to 1000 parts by weight. Two
If it is less than 00 parts by weight, the expansion coefficient becomes large, and the stress applied to the semiconductor element increases, which may lead to deterioration of the element performance. On the other hand, if the amount exceeds 1200 parts by weight, the fluidity may be significantly reduced and the moldability may be deteriorated.
【0024】なお、無機質充填剤は、樹脂と無機質充填
剤との結合強度を強くするため、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で
予め表面処理したものを配合することが好ましい。この
ようなカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラ
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、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
ラン等のアミノシラン、γ−メルカプトシラン等のメル
カプトシランなどのシランカップリング剤を用いること
が好ましい。ここで表面処理に用いるカップリング剤の
配合量及び表面処理方法については、特に制限されるも
のではない。The inorganic filler is preferably pre-treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent in order to increase the bonding strength between the resin and the inorganic filler. . Examples of such coupling agents include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and other epoxysilanes, N -Β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, aminosilane such as N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, silane cup such as mercaptosilane such as γ-mercaptosilane It is preferable to use a ring agent. The amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.
【0025】本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂
組成物は、(D)下記平均組成式(1)で示される融点
が110℃以上130℃以下のホスファゼン化合物を使
用するものである。The flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention uses (D) a phosphazene compound having a melting point of 110 ° C. or higher and 130 ° C. or lower, which is represented by the following average composition formula (1).
【化3】
(式中、a,b,nは0<a≦0.05n,1.90n
≦b<2n,2a+b=2n,3≦n≦6を満たす数で
ある。)[Chemical 3] (In the formula, a, b, and n are 0 <a ≦ 0.05n, 1.90n
≦ b <2n, 2a + b = 2n, 3 ≦ n ≦ 6. )
【0026】ここで、式(1)において、nは3〜6で
あるが、好ましくはn=3であり、この場合、本発明に
おいては、n=3の割合が90重量%以上であることが
好ましい。また、a,b,nの比率は、0<a≦0.0
5n,1.90n≦b<2n,2a+b=2nである。
0.05n<aでは、ホスファゼン化合物の分子間架橋
が多いため、軟化点が高くなり、エポキシ樹脂中に相溶
しにくく、期待される難燃効果が得られない。aの比率
は、0.005n≦a≦0.05nであることが好まし
く、bの比率は、1.90n≦b≦1.99nであるこ
とが望ましい。Here, in the formula (1), n is 3 to 6, but preferably n = 3. In this case, in the present invention, the ratio of n = 3 is 90% by weight or more. Is preferred. The ratio of a, b, n is 0 <a ≦ 0.0.
5n, 1.90n ≦ b <2n, 2a + b = 2n.
When 0.05n <a, the intermolecular cross-linking of the phosphazene compound is large, so that the softening point becomes high and it is difficult to be compatible with the epoxy resin, and the expected flame retardant effect cannot be obtained. The ratio of a is preferably 0.005n ≦ a ≦ 0.05n, and the ratio of b is preferably 1.90n ≦ b ≦ 1.99n.
【0027】本発明で用いる上記式(1)で示されるホ
スファゼン化合物は、リン酸や塩素などの不純物を除去
する目的で一度再結晶化することが望ましい。再結晶化
することにより、結晶性の高いn=3の化合物を選択的
に得ることができ、この結果、融点も上昇する。具体的
に、例えば、再結晶化していないホスファゼン化合物S
PE−100(大塚化学(株)製)と、これを再結晶化
した化合物との分子量分布を、GPC測定により得られ
た図1,2に示すGPCチャートのピーク面積比により
観察すると、SPE−100は、再結晶化することによ
り、式(1)におけるn=3の割合が72重量%から9
0重量%以上に増加し、また、この融点は108℃から
114℃に上昇する。The phosphazene compound represented by the above formula (1) used in the present invention is preferably recrystallized once in order to remove impurities such as phosphoric acid and chlorine. By recrystallization, a compound with high crystallinity n = 3 can be selectively obtained, and as a result, the melting point also rises. Specifically, for example, a non-recrystallized phosphazene compound S
When the molecular weight distributions of PE-100 (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) and the compound obtained by recrystallizing the same are observed by the peak area ratios of the GPC charts shown in FIGS. By recrystallizing 100, the ratio of n = 3 in the formula (1) was 72% by weight to 9%.
The melting point rises from 108 ° C to 114 ° C.
【0028】また、再結晶工程により、熱水抽出される
トータルリン酸イオンの量も減少するため、上記式
(1)で示されるホスファゼン化合物を添加した本発明
の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組成物は、赤リン、
リン酸エステル等のリン系難燃剤を添加したエポキシ樹
脂組成物と比較して、熱水抽出特性に優れ、耐湿信頼性
に特に優れる硬化物を得ることができる。なお、トータ
ルリン酸イオンは以下の方法で測定することができる。
すなわち、エポキシ樹脂組成物を温度175℃、成形圧
力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で50φ
×3mmの円板を成形して180℃で4時間ポストキュ
アーし、その後、ディスタミルにて粉砕し、50〜21
2μmの粒径のものを10g採取する。この粉体を純水
50ml中に加え、125℃、20時間抽出する。次
に、ろ液中のトータルリン酸イオン濃度をICP発光分
析により測定する。本発明の半導体封止用難燃性エポキ
シ樹脂組成物は、上記条件で測定したトータルリン酸イ
オン濃度が好ましくは20ppm以下、更に好ましくは
10ppm以下とされる。Further, since the amount of total phosphate ions extracted with hot water is also reduced by the recrystallization step, the flame-retardant epoxy for semiconductor encapsulation of the present invention to which the phosphazene compound represented by the above formula (1) is added. The resin composition is red phosphorus,
As compared with an epoxy resin composition containing a phosphorus-based flame retardant such as a phosphoric acid ester, a cured product having excellent hot water extraction characteristics and particularly excellent moisture resistance reliability can be obtained. The total phosphate ion can be measured by the following method.
That is, the epoxy resin composition is heated to 175 ° C., the molding pressure is 6.9 N / mm 2 , and the molding time is 120 seconds.
A disc of 3 mm × 3 mm was formed, post-cured at 180 ° C. for 4 hours, and then pulverized with a Dista mill to 50 to 21.
10 g of particles having a particle size of 2 μm are collected. This powder is added to 50 ml of pure water and extracted at 125 ° C. for 20 hours. Next, the total phosphate ion concentration in the filtrate is measured by ICP emission spectrometry. The flame retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention has a total phosphate ion concentration measured under the above conditions of preferably 20 ppm or less, more preferably 10 ppm or less.
【0029】ここで、式(1)で示されるホスファゼン
化合物の再結晶化は、常法により行うことができ、ま
た、再結晶化に用いる溶媒としては、(D)成分のホス
ファゼン化合物を溶解せしめる富溶媒と溶解せしめない
貧溶媒の組み合わせであれば特に限定されない。富溶媒
としてはアセトン、メチルイソブチルケトン(MIB
K)等のケトン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素などが、貧溶媒としてはヘキサン等の脂肪
族炭化水素、メタノール、エタノール等のアルコールな
どが挙げられる。これら再結晶化に用いる溶媒は、不純
物の少ないことが望ましい。The phosphazene compound represented by the formula (1) can be recrystallized by a conventional method, and the phosphazene compound as the component (D) is dissolved as a solvent used for the recrystallization. There is no particular limitation as long as it is a combination of a rich solvent and a poor solvent that cannot be dissolved. Acetone and methyl isobutyl ketone (MIB
Examples thereof include ketones such as K), aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, and examples of the poor solvent include aliphatic hydrocarbons such as hexane and alcohols such as methanol and ethanol. It is desirable that the solvent used for these recrystallizations has few impurities.
【0030】(D)成分のホスファゼン化合物の添加量
は、(A)、(B)、(D)成分の合計量100重量%
に対し、1〜50重量%、特に2〜20重量%が好まし
い。添加量が1重量%未満では、十分な難燃効果が得ら
れない場合があり、また50重量%を超えると、流動性
の低下を引き起こす場合がある。The addition amount of the phosphazene compound as the component (D) is 100% by weight of the total amount of the components (A), (B) and (D).
On the other hand, 1 to 50% by weight, particularly 2 to 20% by weight is preferable. If the addition amount is less than 1% by weight, a sufficient flame retardant effect may not be obtained, and if it exceeds 50% by weight, fluidity may be deteriorated.
【0031】本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂
組成物は、難燃剤として、モリブデン酸亜鉛を無機質充
填剤に担持したモリブデン化合物を併用することがで
き、上記式(1)で示されるホスファゼン化合物とモリ
ブデン酸亜鉛を無機質充填剤に担持したモリブデン化合
物とを併用することにより、更に高い難燃効果を得るこ
とができる。また、(D)成分の添加量を最低限に抑え
ることができるとともに、イオントラップ剤としての効
果も期待できる。In the flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, a molybdenum compound in which zinc molybdate is supported on an inorganic filler can be used as a flame retardant, and is represented by the above formula (1). By using a phosphazene compound and a molybdenum compound in which zinc molybdate is supported on an inorganic filler, a higher flame retardant effect can be obtained. Further, the addition amount of the component (D) can be minimized, and an effect as an ion trap agent can be expected.
【0032】モリブデン酸亜鉛を担持させる無機質充填
剤としては、溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、
タルク、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロ
ンナイトライド、酸化チタン、酸化亜鉛、ガラス繊維等
が挙げられる。この場合、無機質充填剤の平均粒径とし
ては、0.1〜40μmであることが好ましく、特に
0.5〜15μmであることが好ましい。また、比表面
積は、0.5〜50m2/gであることが好ましく、特
に0.7〜10m2/gであることが好ましい。As the inorganic filler for supporting zinc molybdate, silicas such as fused silica and crystalline silica,
Examples thereof include talc, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, zinc oxide and glass fiber. In this case, the average particle size of the inorganic filler is preferably 0.1 to 40 μm, and particularly preferably 0.5 to 15 μm. The specific surface area is preferably 0.5~50m 2 / g, it is particularly preferably 0.7~10m 2 / g.
【0033】なお、本発明において、平均粒径は、例え
ばレーザー光回折法等による重量平均値(又はメディア
ン径)等として求めることができ、比表面積は、例えば
BET吸着法により求めることができる。In the present invention, the average particle diameter can be obtained as, for example, a weight average value (or median diameter) by a laser light diffraction method or the like, and the specific surface area can be obtained by, for example, a BET adsorption method.
【0034】また、モリブデン酸亜鉛を無機質充填剤に
担持させたモリブデン化合物中のモリブデン酸亜鉛の含
有量は、5〜40重量%、特に10〜30重量%である
ことが好ましい。モリブデン酸亜鉛の含有量が少なすぎ
ると、十分な難燃効果が得られない場合があり、また多
すぎると、成形時の流動性、硬化性が低下する場合があ
る。The content of zinc molybdate in the molybdenum compound in which zinc molybdate is supported on the inorganic filler is preferably 5 to 40% by weight, particularly 10 to 30% by weight. If the content of zinc molybdate is too low, a sufficient flame retardant effect may not be obtained, and if it is too high, the fluidity and curability during molding may be reduced.
【0035】このようなモリブデン酸亜鉛を無機質充填
剤に担持したモリブデン化合物としては、例えばSHE
RWIN−WILLIAMS社のKEMGARD126
0,1261,911B,911C等が挙げられる。As a molybdenum compound in which such a zinc molybdate is supported on an inorganic filler, for example, SHE
RWIN-WILLIAMS KEMGA D126
0,1261,911B, 911C etc. are mentioned.
【0036】無機質充填剤にモリブデン酸亜鉛を担持さ
せたモリブデン化合物の添加量としては、(A)、
(B)、(D)成分の総量100重量部に対して3〜1
00重量部、特に5〜100重量部が好ましい。3重量
部未満では十分な難燃効果が得られない場合があり、ま
た100重量部を超えると、流動性、硬化性の低下を引
き起こす場合がある。この場合、モリブデン化合物中の
モリブデン酸亜鉛自体の添加量は、エポキシ樹脂と硬化
剤との総量100重量部に対して0.1〜40重量部、
特に0.2〜40重量部が好ましい。0.1重量部未満
では十分な難燃効果が得られない場合があり、また40
重量部を超えると、流動性、硬化性の低下を引き起こす
場合がある。The addition amount of the molybdenum compound in which zinc molybdate is supported on the inorganic filler is (A),
3 to 1 relative to 100 parts by weight of the total amount of the components (B) and (D).
00 parts by weight, especially 5 to 100 parts by weight are preferred. If it is less than 3 parts by weight, sufficient flame retardant effect may not be obtained, and if it exceeds 100 parts by weight, fluidity and curability may be deteriorated. In this case, the addition amount of zinc molybdate itself in the molybdenum compound is 0.1 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the curing agent,
In particular, 0.2 to 40 parts by weight is preferable. If it is less than 0.1 part by weight, a sufficient flame retardant effect may not be obtained,
If the amount is more than parts by weight, fluidity and curability may be deteriorated.
【0037】本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂
組成物は、本発明の目的及び効果を発現できる範囲内に
おいて、他の難燃剤、例えば水酸化アルミニウム、水酸
化マグネシウム等の水酸化物、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛
等の無機化合物、シリコーン化合物などを添加すること
もできる。但し、三酸化アンチモン等のアンチモン化合
物は配合されない。また、赤リン、リン酸エステル等の
ホスファゼン化合物以外のリン系難燃剤も配合しないこ
とが好ましい。The flame-retardant epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is another flame retardant, for example, a hydroxide such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide, within the range in which the purpose and effects of the present invention can be exhibited. Inorganic compounds such as zinc borate and zinc stannate, and silicone compounds can also be added. However, antimony compounds such as antimony trioxide are not mixed. Further, it is preferable not to add a phosphorus-based flame retardant other than phosphazene compounds such as red phosphorus and phosphoric acid ester.
【0038】本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂
組成物には、更に必要に応じて各種の添加剤を配合する
ことができる。例えば熱可塑性樹脂、熱可塑性エラスト
マー、有機合成ゴム、シリコーン系等の低応力剤、カル
ナバワックス、高級脂肪酸、合成ワックス等のワックス
類、カーボンブラック等の着色剤、ハロゲントラップ剤
等の添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加配合
することができる。If desired, various additives can be further added to the flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention. For example, additives such as thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, organic synthetic rubbers, low stress agents such as silicones, waxes such as carnauba wax, higher fatty acids and synthetic waxes, colorants such as carbon black, halogen trap agents, etc. It may be added and blended within a range that does not impair the object of the invention.
【0039】本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂
組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤、ホス
ファゼン化合物及びその他の添加物を所定の組成比で配
合し、これをミキサー等によって十分均一に混合した
後、熱ロール、ニーダー、エクストルーダー等による溶
融混合処理を行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさ
に粉砕して成形材料とすることができる。The flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention contains an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, a phosphazene compound and other additives in a predetermined composition ratio, and the mixture is mixed with a mixer or the like. After sufficiently uniformly mixing, a melt mixing treatment with a heat roll, a kneader, an extruder, etc. is performed, followed by cooling and solidification, and pulverization to an appropriate size to obtain a molding material.
【0040】このようにして得られる本発明の半導体封
止用難燃性エポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置の
封止用として有効に利用でき、この場合、封止の最も一
般的な方法としては、低圧トランスファー成形法が挙げ
られる。なお、本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹
脂組成物の成形温度は150〜180℃で30〜180
秒、後硬化は150〜180℃で2〜16時間行うこと
が望ましい。The thus obtained flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can be effectively used for encapsulation of various semiconductor devices. In this case, the most general encapsulation method is used. A low-pressure transfer molding method can be mentioned as the above. The molding temperature of the flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is 30 to 180 at 150 to 180 ° C.
Second curing is preferably performed at 150 to 180 ° C. for 2 to 16 hours.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹
脂組成物は、成形性に優れるとともに、難燃性及び耐湿
信頼性に優れた硬化物を得ることができる。しかも、臭
素化エポキシ樹脂等の臭素化物、三酸化アンチモン等の
アンチモン化合物をエポキシ樹脂組成物中に含有しない
ので、人体、環境に対する悪影響もないものである。ま
た、本発明の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組成物の
硬化物で封止された半導体装置は、難燃性、耐湿信頼性
に優れたものであり、産業上の点から特に有用である。INDUSTRIAL APPLICABILITY The flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is excellent in moldability, and at the same time, a cured product having excellent flame retardancy and moisture resistance reliability can be obtained. Moreover, since the epoxy resin composition does not contain a bromide such as a brominated epoxy resin or an antimony compound such as antimony trioxide, there is no adverse effect on the human body or the environment. Further, the semiconductor device encapsulated with the cured product of the flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is excellent in flame retardancy and moisture resistance reliability, and is particularly useful from an industrial point of view. is there.
【0042】[0042]
【実施例】以下、ホスファゼン化合物の調製例、及びエ
ポキシ樹脂組成物の実施例と比較例を示し、本発明を具
体的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもの
ではない。なお、下記例で%は重量%を示す。EXAMPLES The present invention will be specifically shown below by showing examples of preparation of phosphazene compounds and examples and comparative examples of epoxy resin compositions, but the present invention is not limited to the following examples. In the following examples,% means% by weight.
【0043】[調製例A]窒素雰囲気下、下記平均組成
式(2)で示される融点108℃のホスファゼン化合物
(大塚化学(株)製;SPE−100、リン原子含有量
11.0%、イオウ原子含有量0.14%)100gを
トルエン225gに溶解させた。均一溶液となったとこ
ろでヘキサンを徐々に加え、白濁する手前で滴下を終了
し、冷蔵庫にて静置した。結晶をろ別後、トルエン/ヘ
キサン混合溶媒で洗浄し、更に分液操作による抽出を行
った後に減圧乾燥することにより、白色結晶(融点11
4℃)のホスファゼン化合物50gを得た。蛍光X線分
析の結果、この化合物のリン原子含有量は11.6%、
イオウ原子含有量は0.13%であった。[Preparation Example A] A phosphazene compound having a melting point of 108 ° C. represented by the following average composition formula (2) (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd .; SPE-100, phosphorus atom content 11.0%, sulfur) under nitrogen atmosphere. 100 g of atomic content 0.14%) was dissolved in 225 g of toluene. Hexane was gradually added when a uniform solution was obtained, the dropping was completed before the solution became cloudy, and the mixture was left standing in a refrigerator. After the crystals were separated by filtration, they were washed with a mixed solvent of toluene / hexane, extracted by a liquid separation operation and then dried under reduced pressure to give white crystals (melting point: 11
50 g of a phosphazene compound (4 ° C.) was obtained. As a result of fluorescent X-ray analysis, the phosphorus atom content of this compound was 11.6%,
The sulfur atom content was 0.13%.
【化4】
(式中、a,b,n’は0<a≦0.05n’,1.9
0n’≦b<2n’,2a+b=2n’,3≦n’≦1
000を満たす数である。)[Chemical 4] (In the formula, a, b, and n ′ are 0 <a ≦ 0.05n ′, 1.9.
0n ′ ≦ b <2n ′, 2a + b = 2n ′, 3 ≦ n ′ ≦ 1
Is a number that satisfies 000. )
【0044】なお、ホスファゼン化合物(SPE−10
0)及びこの化合物の再結晶後の化合物(調製例Aで得
られた化合物)のGPC及びDSC測定結果を図1〜4
に示す。The phosphazene compound (SPE-10
0) and the compound after recrystallization (compound obtained in Preparation Example A) after GPC and DSC measurement results are shown in FIGS.
Shown in.
【0045】[実施例1〜4、比較例1〜5]表1に示
す成分を熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉
砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。これら
の組成物につき、次の(i)〜(vii)の諸特性を測
定した。結果を表2に示した。
(i)スパイラルフロー値
EMMI規格に準じた金型を使用して、温度175℃、
成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で
測定した。
(ii)ゲル化時間
組成物のゲル化時間を175℃の熱板上で測定した。
(iii)成形硬度
JIS−K6911に準じて温度175℃、成形圧力
6.9N/mm2、成形時間90秒の条件で10×4×
100mmの棒を成形したときの熱時硬度をバーコール
硬度計で測定した。
(iv)抽出水リン酸イオン
温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間1
20秒の条件で50φ×3mmの円板を成形して180
℃で4時間ポストキュアーした。その後、ディスタミル
にて粉砕し、50〜212μmの粒径のものを10g採
取した。この粉体を純水50ml中に加え、125℃、
20時間抽出した。ろ液中のトータルリン酸イオン濃度
をICP発光分析により測定した。
(v)難燃性
UL−94規格に基づき、1/16インチ厚の板の難燃
性を調べた。
(vi)耐湿性
アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリ
コンチップを14pin−DIPフレーム(42アロ
イ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリ
ードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディン
グした後、これにエポキシ樹脂組成物を温度175℃、
成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。このパ
ッケージそれぞれ20個を140℃/85%RHの雰囲
気中−5Vの直流バイアス電圧をかけて500時間放置
した後、アルミニウム腐食が発生したパッケージ数を調
べた。
(vii)高温保管信頼性
アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリ
コンチップを14pin−DIPフレーム(42アロ
イ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリ
ードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディン
グした後、これにエポキシ樹脂組成物を温度175℃、
成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で
成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。このパ
ッケージそれぞれ20個を200℃雰囲気中500時間
放置した後、発煙硝酸で溶解、開封し、金線引張り強度
を測定した。引張り強度が初期値の70%以下となった
ものを不良とし、不良数を調べた。[Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5] The components shown in Table 1 were uniformly melt-mixed with a hot double roll, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. . The following properties (i) to (vii) of these compositions were measured. The results are shown in Table 2. (I) Spiral flow value Using a mold conforming to the EMMI standard, temperature 175 ° C,
The measurement was performed under the conditions of a molding pressure of 6.9 N / mm 2 and a molding time of 120 seconds. (Ii) Gelation time The gelation time of the composition was measured on a hot plate at 175 ° C. (Iii) Molding hardness According to JIS-K6911, the temperature is 175 ° C., the molding pressure is 6.9 N / mm 2 , and the molding time is 90 × 10 × 4 ×.
The hardness at the time of molding a 100 mm rod was measured with a Barcol hardness meter. (Iv) Extraction water phosphate ion temperature 175 ° C., molding pressure 6.9 N / mm 2 , molding time 1
Form a disk of 50φ x 3 mm under the condition of 20 seconds and 180
Post cure at 4 ° C for 4 hours. Then, it grind | pulverized with the Dista mill, and 10g of 50-212 micrometers particle size was extract | collected. Add this powder to 50 ml of pure water,
Extracted for 20 hours. The total phosphate ion concentration in the filtrate was measured by ICP emission spectrometry. (V) Flame retardancy Based on the UL-94 standard, the flame retardancy of a 1/16 inch thick plate was examined. (Vi) A 6 × 6 mm size silicon chip on which moisture-resistant aluminum wiring is formed is bonded to a 14-pin-DIP frame (42 alloy), and the aluminum electrode on the chip surface and the lead frame are wire-bonded with a gold wire of 30 μmφ. After that, the epoxy resin composition is added thereto at a temperature of 175 ° C.,
Molding was carried out under conditions of molding pressure of 6.9 N / mm 2 and molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. After each of these 20 packages was left for 500 hours in a 140 ° C./85% RH atmosphere with a DC bias voltage of −5 V, the number of packages in which aluminum corrosion occurred was examined. (Vii) High temperature storage reliability A 6 × 6 mm size silicon chip with aluminum wiring is bonded to a 14 pin-DIP frame (42 alloy), and the aluminum electrode on the chip surface and the lead frame are connected with a 30 μmφ gold wire. After wire bonding, the epoxy resin composition is applied thereto at a temperature of 175 ° C.,
Molding was carried out under conditions of molding pressure of 6.9 N / mm 2 and molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. After leaving 20 of each of these packages in an atmosphere of 200 ° C. for 500 hours, they were dissolved in fuming nitric acid and opened, and the tensile strength of the gold wire was measured. When the tensile strength was 70% or less of the initial value, it was regarded as a defect, and the number of defects was examined.
【0046】[0046]
【表1】 [Table 1]
【0047】エポキシ樹脂:o−クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、EOCN1020−55(日本化薬
製、エポキシ当量200)
硬化剤:フェノールノボラック樹脂、DL−92(明和
化成製、フェノール性水酸基当量110)
モリブデン化合物:モリブデン酸亜鉛、KEMGARD
911C(SHERWIN−WILLIAMS製、モリ
ブデン酸亜鉛含有量18重量%、コア材:タルク、平均
粒径2.0μm、比表面積2.0m2/g)
無機質充填剤:球状溶融シリカ(龍森製、平均粒径20
μm)
硬化触媒:DBU(サンアポロ製)
離型剤:カルナバワックス(日興ファインプロダクツ
製)
カーボンブラック:デンカブラック(電気化学工業製)
シランカップリング剤:KBM−403、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業製)Epoxy resin: o-cresol novolac type epoxy resin, EOCN1020-55 (Nippon Kayaku, epoxy equivalent 200) Curing agent: phenol novolac resin, DL-92 (Meiwa Kasei, phenolic hydroxyl equivalent 110) Molybdenum compound : Zinc molybdate, KEMGARD
911C (manufactured by SHERWIN-WILLIAMS, content of zinc molybdate 18% by weight, core material: talc, average particle size 2.0 μm, specific surface area 2.0 m 2 / g) Inorganic filler: spherical fused silica (manufactured by Tatsumori, average) Particle size 20
μm) Curing catalyst: DBU (manufactured by San Apollo) Release agent: Carnauba wax (manufactured by Nikko Fine Products) Carbon black: Denka Black (manufactured by Denki Kagaku) Silane coupling agent: KBM-403, γ-glycidoxypropyltrimethoxy Silane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
【0048】[0048]
【表2】 [Table 2]
【0049】表2の結果から明らかなように、本発明の
半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組成物は、硬化性に優
れると共に、難燃性、耐湿信頼性に優れ、高温電気抵抗
特性に優れる硬化物を得ることができ、本発明のエポキ
シ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置は、難燃
性、耐湿信頼性に優れるものである。しかも、Br化エ
ポキシ樹脂等の臭素化物、三酸化アンチモン等のアンチ
モン化合物を樹脂組成物中に含有しないので、人体・環
境に対する悪影響がないものである。As is clear from the results shown in Table 2, the flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is excellent in curability, flame retardancy, moisture resistance reliability, and high temperature electrical resistance characteristics. An excellent cured product can be obtained, and the semiconductor device sealed with the cured product of the epoxy resin composition of the present invention has excellent flame retardancy and moisture resistance reliability. Moreover, since the resin composition does not contain a bromide such as a Br-epoxy resin or an antimony compound such as antimony trioxide, there is no adverse effect on the human body or the environment.
【図1】ホスファゼン化合物(SPE−100)のGP
Cチャートである。FIG. 1 GP of phosphazene compound (SPE-100)
It is a C chart.
【図2】ホスファゼン化合物(SPE−100)の再結
晶後のGPCチャートである。FIG. 2 is a GPC chart after recrystallization of a phosphazene compound (SPE-100).
【図3】ホスファゼン化合物(SPE−100)のDS
Cチャートである。FIG. 3 DS of phosphazene compound (SPE-100)
It is a C chart.
【図4】ホスファゼン化合物(SPE−100)の再結
晶後のDSCチャートである。FIG. 4 is a DSC chart after recrystallization of a phosphazene compound (SPE-100).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (72)発明者 長田 将一 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 竹中 博之 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 安藤 信吾 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 富吉 和俊 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 Fターム(参考) 4H017 AA04 AA24 AA27 AA29 AA31 AB08 AC16 AD06 AE05 4H028 AA08 AA38 AA40 AA42 BA06 4J002 CC03X CC06X CC27X CD001 CD021 CD031 CD041 CD051 CD061 CD111 DE137 DE147 DE189 DF017 DJ007 DJ017 DK007 DL007 EW158 FA047 FB299 FD017 FD14X FD146 GJ02 GQ05 4M109 AA01 CA21 EB07 EB12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme Coat (reference) H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (72) Inventor Shoichi Nagata Matsuida Town, Usui District, Gunma Prefecture Hitomi No. 1 10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory (72) Inventor Hiroyuki Takenaka Osamu Matsuida Town, Usui District, Gunma Prefecture Hitomi No. 10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory (72) Invention Person Shingo Ando 1-10 Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory (72) Inventor Kazutoshi Tokichi 1-10 Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (72) Inventor, Toshio Shiobara, Matsuida Town, Usui District, Gunma Prefecture Hitomi No. 1 10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicon Electron Materials Technology Laboratory F-term (reference) 4H017 AA04 AA24 AA27 AA29 AA31 AB08 AC16 AD06 AE05 4H028 AA08 AA38 AA40 AA42 BA06 4J002 CC03X CC06X CC27X CD001 CD021 CD031 CD041 CD051 DE061 CD051 DE051 CD06 DE1 DE189 DF017 DJ007 DJ017 DK007 DL007 EW158 FA047 FB299 FD017 FD14X FD146 GJ02 GQ05 4M109 AA01 CA21 EB07 EB12
Claims (6)
以上130℃以下のホスファゼン化合物 【化1】 (式中、a,b,nは0<a≦0.05n,1.90n
≦b<2n,2a+b=2n,3≦n≦6を満たす数で
ある。)を必須成分とし、臭素化物及びアンチモン化合
物を実質的に含まないことを特徴とする半導体封止用難
燃性エポキシ樹脂組成物。1. (A) Epoxy resin (B) Curing agent (C) Inorganic filler (D) Melting point represented by the following average composition formula (1) is 110 ° C.
Phosphazene compound above 130 ° C. (In the formula, a, b, and n are 0 <a ≦ 0.05n, 1.90n
≦ b <2n, 2a + b = 2n, 3 ≦ n ≦ 6. ) Are essential components, and a bromide and an antimony compound are not substantially contained, The flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
ファゼン化合物において、n=3の割合が90重量%以
上であることを特徴とする請求項1記載の半導体封止用
難燃性エポキシ樹脂組成物。2. The flame-retardant material for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein (D) the phosphazene compound represented by the average composition formula (1) has a ratio of n = 3 of 90% by weight or more. Epoxy resin composition.
ファゼン化合物が、再結晶化により得られたことを特徴
とする請求項1又は2記載の半導体封止用難燃性エポキ
シ樹脂組成物。3. The flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the phosphazene compound (D) represented by the average composition formula (1) is obtained by recrystallization. object.
に担持したモリブデン化合物を配合した請求項1、2又
は3記載の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組成物。4. The flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, further comprising a molybdenum compound in which zinc molybdate is supported on an inorganic filler.
抽出による抽出水中のリン酸イオン濃度が、20ppm
以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
1項に記載の半導体封止用難燃性エポキシ樹脂組成物。5. The phosphate ion concentration in the extracted water obtained by hot water extraction of the flame-retardant epoxy resin composition is 20 ppm.
It is the following, The flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 4.
難燃性エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装
置。6. A semiconductor device encapsulated with the cured product of the flame-retardant epoxy resin composition according to claim 1. Description:
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1524285A1 (en) | 2003-10-16 | 2005-04-20 | Nitto Denko Corporation | Epoxy resin composition for encapsulating optical semiconductor element and optical semiconductor device using the same |
| JP2005226212A (en) * | 2004-01-16 | 2005-08-25 | Daikyo Kagaku Kk | Flame retardant metal coated fabric |
| JP2007284461A (en) * | 2005-04-04 | 2007-11-01 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Flame retardant and epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing the same |
| KR101238054B1 (en) * | 2004-01-16 | 2013-02-28 | 세이렌가부시끼가이샤 | Flame-Retardant Metal-Coated Cloth |
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-
2002
- 2002-10-10 JP JP2002297352A patent/JP2003268208A/en active Pending
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