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JP2008111111A - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and thin semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and thin semiconductor device Download PDF

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JP2008111111A
JP2008111111A JP2007252822A JP2007252822A JP2008111111A JP 2008111111 A JP2008111111 A JP 2008111111A JP 2007252822 A JP2007252822 A JP 2007252822A JP 2007252822 A JP2007252822 A JP 2007252822A JP 2008111111 A JP2008111111 A JP 2008111111A
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JP
Japan
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epoxy resin
semiconductor
resin composition
semiconductor device
mass
Prior art date
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Application number
JP2007252822A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Osada
将一 長田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2007252822A priority Critical patent/JP2008111111A/en
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    • H10W72/07554
    • H10W72/547
    • H10W72/884
    • H10W90/754

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Credit Cards Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

【課題】ICカード等に適した半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた薄型半導体装置の提供。
【解決手段】下記(A)、(C)、(D)、(E)、(F)及び(G)成分を必須成分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、(C)無機充填材、(D)特定構造のリン含有有機化合物系硬化促進剤、(E)ラジカル開始剤、(F)分子中に2個以上のマレイミド基を有する化合物:(A)、(D)、(E)及び(F)成分の合計100質量部中30〜60質量部、(G)分子中に1個以上のアルケニル基を有するフェノール化合物:(F)マレイミド基1モルに対するアルケニル基のモル数が0.1〜1.0モル。
【選択図】なし
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation suitable for an IC card and the like and a thin semiconductor device using the same.
An epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor comprising the following components (A), (C), (D), (E), (F) and (G) as essential components. (A) an epoxy resin, (C) an inorganic filler, (D) a phosphorus-containing organic compound curing accelerator having a specific structure, (E) a radical initiator, (F) a compound having two or more maleimide groups in the molecule : (A), (D), (E) and (F) 30 to 60 parts by mass in total of 100 parts by mass, (G) phenol compound having one or more alkenyl groups in the molecule: (F) maleimide The number of moles of alkenyl group per mole of group is 0.1 to 1.0 mole.
[Selection figure] None

Description

本発明は、耐薬品性、特に酸や石油系溶剤に対する耐性が高く、自動車エンジン周りやセキュリティー性が必要とされるICカード等に適した薄型半導体装置に関する。   The present invention relates to a thin semiconductor device that has high chemical resistance, particularly resistance to acids and petroleum solvents, and is suitable for an IC card or the like that requires around an automobile engine or security.

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。   Currently, resin-encapsulated diodes, transistors, ICs, LSIs, and super LSIs are the mainstream of semiconductor devices, but epoxy resins are more formable, adhesive, electrical, mechanical, and moisture resistant than other thermosetting resins. It is common to seal a semiconductor device with an epoxy resin composition because of its excellent properties.

しかしながら、これまで以上に半導体デバイスの作動環境も厳しくなってきている。自動車用電子部品分野においては、ガソリン漏れを検知する内圧センサー、エンジン周りの電子制御化が検討されており、更なる高耐熱性、高耐溶剤性の向上が要求されている。   However, the operating environment of semiconductor devices has become more severe than ever. In the field of electronic parts for automobiles, internal pressure sensors that detect gasoline leaks and electronic control around the engine are being studied, and further improvements in heat resistance and solvent resistance are required.

1970年代に開発されたICカードは情報の記録や演算をするために半導体装置(ICチップ)を組み込んだカードであり、従来の磁気ストライプカードに比べ、情報量が数千倍になり、カード内で情報処理も可能であることから、公衆電話のプリペイドカード、デジタル放送の視聴制限カードなどの通信分野、クレジットカードやキャッシュカードのような決済手段、JR東日本の「suica」やJHのETCカードのような交通分野等、市場でも一般的に使用されるようになってきた。また行政分野でも市民カード、住民基本台帳カード、パスポート等への採用が進められてきた。   The IC card developed in the 1970s is a card that incorporates a semiconductor device (IC chip) to record and calculate information, and the amount of information is several thousand times that of a conventional magnetic stripe card. Information processing is possible, so communication fields such as public telephone prepaid cards, digital broadcast viewing restriction cards, payment methods such as credit cards and cash cards, JR East's "Suica" and JH's ETC cards It has come to be generally used in the market, such as the transportation field. In the administrative field, it has been adopted for citizen cards, Basic Resident Register cards, passports, and so on.

このように磁気カードからICカードへの置き換えが進められている理由としては、偽造対策に優れている点が挙げられる。磁気ストライプ上の情報には不正な読み書きを防止する仕組みはないため、比較的安価な装置で改ざんやコピーができるのに対し、ICカードの場合には半導体素子でアクセス制御を行うため、偽造を行うにはICカードを分解し、専用のIC故障解析装置を用いて内部を解析しなければならないため、その手間やコストがかかる分だけ安全であるといわれている。   The reason why the replacement from a magnetic card to an IC card is being promoted in this way is that it is excellent in measures against forgery. Since there is no mechanism to prevent unauthorized reading and writing of information on the magnetic stripe, it can be tampered and copied with a relatively inexpensive device, whereas in the case of an IC card, access control is performed with a semiconductor element, so forgery is not possible. In order to do this, the IC card must be disassembled and the inside must be analyzed using a dedicated IC failure analysis device, so it is said that it is safe as much as it takes time and money.

しかしながら、1990年代以降、秘密鍵と呼ばれる暗号解読に必要な情報の読み出しに成功した例や、LSI故障解析装置を用いて市販ICカード内に使用している半導体素子を露出させ、回路構成、内部動作、物理的構造をほとんど解明した例も報告されている。   However, since the 1990s, examples of successful reading of information necessary for cryptanalysis called a secret key, and semiconductor elements used in commercially available IC cards using an LSI failure analysis device are exposed, and the circuit configuration, internal An example that almost elucidated the operation and physical structure has been reported.

半導体故障解析手段としては、半導体素子を覆っている封止樹脂を物理的ないし化学的にいかなるダメージも与えないように半導体素子表面を露出させる必要がある。物理的な手法とはグラインダー、ドリル等を用いて半導体素子上の封止樹脂を掘削、研磨する方法が挙げられるが、露出する手前で停止する必要がある。その後、有機溶剤あるいは無機酸等に浸し、残りの封止樹脂を溶解、除去させる方法、いわゆる化学的方法による手法がある。これらは手作業によるものであり、職人的技術を有する。一般的には半導体故障解析用に市販されている開封装置を使う方法が用いられる。例えば、酸を使用するタイプ、例えば日本サイエンティフィック社製PS−103A、PS102W/PS102S、活性イオンガスでエッチングする日本サイエンティフィック社製ES312が挙げられる。酸としては発煙硝酸、濃硫酸、硫酸と硝酸の混酸が一般的である。   As a semiconductor failure analysis means, it is necessary to expose the surface of the semiconductor element so that the sealing resin covering the semiconductor element is not physically or chemically damaged. The physical method includes a method of drilling and polishing the sealing resin on the semiconductor element by using a grinder, a drill, or the like, but it is necessary to stop before the exposure. Thereafter, there is a method of soaking in an organic solvent or an inorganic acid to dissolve and remove the remaining sealing resin, a so-called chemical method. These are by hand and have artisan skills. Generally, a method using a commercially available unsealing apparatus for semiconductor failure analysis is used. For example, a type using acid, for example, PS-103A, PS102W / PS102S manufactured by Nippon Scientific, and ES312 manufactured by Nippon Scientific, which is etched with an active ion gas. As the acid, fuming nitric acid, concentrated sulfuric acid, and a mixed acid of sulfuric acid and nitric acid are generally used.

今後ICカードの普及を考えると、耐薬品性、とりわけ耐酸性の高い封止樹脂を使用したセキュリティー性の向上が不可欠であるといえる。   Considering the spread of IC cards in the future, it can be said that it is indispensable to improve the chemical resistance, especially the security using a highly acidic sealing resin.

なおICカードとは、ISO/IEC7816もしくはJIS6300−Xで規定された外部端子付きICカード、ISO/IEC10536もしくはJIS6321で規定された密着型外部端子無しICカード、ISO/EC14443もしくはJIS6322で規定された近接型外部端子無しICカード、ISO/IEC15693もしくはJIS6323で規定された近傍型外部端子無しICカードを意味する。ICカードの厚みとしては0.76mmが標準であり、使用されている半導体装置の厚みとしては0.58mm以下が一般的である。   The IC card is an IC card with an external terminal specified by ISO / IEC7816 or JIS6300-X, an IC card without contact type external terminal specified by ISO / IEC10536 or JIS6321, and a proximity specified by ISO / EC14443 or JIS6322. This means an IC card without a type external terminal, or an IC card without a near type external terminal defined by ISO / IEC15693 or JIS6323. The standard thickness of the IC card is 0.76 mm, and the thickness of the semiconductor device used is generally 0.58 mm or less.

また、一般的な半導体装置も薄型化が進んでおり、TQFP(Thin Quad Flat Package)、TSOP(Thin Small Outline Package)、TSSOP(Thin Shrink Small Outline Package)のようなデバイスは1.1mm、BGA(Ball Grid Array)、QFN(Quad Flat Non Lead)のような片面のみ封止されたデバイスも1.2mm以下が主流となっている。   Further, thinning of general semiconductor devices is also progressing, and devices such as TQFP (Thin Quad Flat Package), TSOP (Thin Small Outline Package), and TSSOP (Thin Thin Small Outline Package) are 1.1 mm, BGA ( Devices that are sealed only on one side, such as Ball Grid Array and QFN (Quad Flat Non Lead), are mainly 1.2 mm or less.

これら薄型パッケージは、内部の半導体素子を保護している封止樹脂部の厚みも薄くなるため、従来の厚型デバイスにくらべ、薬品の影響を受けやすい。例えば、ガソリン、エンジンオイルといった石油系溶剤によって樹脂が膨潤し、電気的、機械的に不良を引き起こすこともある。また酸を用いた半導体開封装置による開封が容易となり、ICカード内に使用している半導体素子を露出させ、回路構成、内部動作、物理的構造を解明し、不正に利用するケースも考えられる。   These thin packages are also more susceptible to chemicals than conventional thick devices because the thickness of the sealing resin portion protecting the internal semiconductor elements is also reduced. For example, the resin may swell due to petroleum-based solvents such as gasoline and engine oil, causing electrical and mechanical failure. In addition, it is easy to open with a semiconductor opening device using acid, exposing the semiconductor element used in the IC card, elucidating the circuit configuration, internal operation and physical structure, and using it illegally.

従来、一般的に用いられているエポキシ封止樹脂のガラス転移温度としては200〜220℃程度が限界であった。ガラス転移温度の高い樹脂としては、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエーテルのようなスーパーエンプラがあるが、熱可塑樹脂であり、高温、高圧でのインジェクション成形が必要である。これは直径30μm未満の金ワイヤーを使用している半導体装置の封止には不適である。またポリイミドも高いガラス転移温度を有するが、溶剤に溶解したワニスを数10μmの厚さに塗布する使用法が一般的であり、100μm以上の厚みで封止することは困難である。   Conventionally, the glass transition temperature of generally used epoxy sealing resins has a limit of about 200 to 220 ° C. As a resin having a high glass transition temperature, there are super engineering plastics such as polyphenylene sulfite, polyether ether ketone, and polytetrafluoroether, but they are thermoplastic resins and require injection molding at high temperature and high pressure. This is unsuitable for sealing a semiconductor device using a gold wire having a diameter of less than 30 μm. In addition, polyimide also has a high glass transition temperature. However, it is common to use a varnish dissolved in a solvent to a thickness of several tens of μm, and it is difficult to seal with a thickness of 100 μm or more.

なお、本発明に関連する公知文献としては、下記のものがある。
特許第3295643号公報 特開2000−17052号公報 特開2003−212958号公報 特開2003−128757号公報
In addition, as a well-known document relevant to this invention, there exist the following.
Japanese Patent No. 3295643 JP 2000-17052 A JP 2003-221958 A JP 2003-128757 A

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、耐薬品性、特に酸や石油系溶剤に対する耐性が高く、自動車エンジン周りやセキュリティー性が必要とされるICカード等に適した半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた薄型半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a high chemical resistance, particularly resistance to acids and petroleum solvents, and is an epoxy resin for semiconductor encapsulation that is suitable for IC cards and the like that require around the automobile engine and security. It is an object to provide a composition and a thin semiconductor device using the composition.

本発明者は上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、下記の組成物を硬化させてなるガラス転移温度が250℃以上のエポキシ封止樹脂であれば、開封装置を使って半導体素子表面を露出させるまでの時間が指数関数的に延ばせることを見出した。また、ガソリンやオイル等に長時間浸漬した際の膨潤も抑えられることを見出した。即ち、封止樹脂のガラス転移温度が高い、好ましくは250℃以上である半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された薄型半導体装置が耐薬品性に優れることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has exposed the surface of the semiconductor element using an opening device if the glass transition temperature obtained by curing the following composition is an epoxy sealing resin having a temperature of 250 ° C. or higher. It was found that the time to make it exponentially extend. It was also found that swelling when immersed in gasoline or oil for a long time can be suppressed. That is, the present invention has found that a thin semiconductor device encapsulated with a cured product of an epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor having a high glass transition temperature, preferably 250 ° C. or higher, has excellent chemical resistance. It came to.

従って、本発明は、下記(A)、(C)、(D)、(E)、(F)及び(G)成分を必須成分と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を提供する。
(A)エポキシ樹脂、
(C)無機充填材、
(D)下記一般式(1)で示される硬化促進剤、

Figure 2008111111
(但し、R1、R2、R3は互いに独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、アリール基又はヒドロキシル基、R4〜R18は互いに独立に水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基もしくはアルコキシ基である。)
(E)ラジカル開始剤、
(F)分子中に2個以上のマレイミド基を有する化合物:(A)、(D)、(E)及び(F)成分の合計100質量部中30〜60質量部、
(G)分子中に1個以上のアルケニル基を有するフェノール化合物:(F)マレイミド基1モルに対するアルケニル基のモル数が0.1〜1.0モル。 Accordingly, the present invention provides an epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, characterized in that the following components (A), (C), (D), (E), (F) and (G) are essential components. provide.
(A) epoxy resin,
(C) inorganic filler,
(D) a curing accelerator represented by the following general formula (1),
Figure 2008111111
(Wherein, R 1, R 2, R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aryl group or a hydroxyl group, R 4 to R 18 are each independently a hydrogen atom, or 1 carbon atoms 4 alkyl group or alkoxy group.)
(E) a radical initiator,
(F) Compound having two or more maleimide groups in the molecule: 30 to 60 parts by mass in a total of 100 parts by mass of components (A), (D), (E) and (F),
(G) Phenol compound having one or more alkenyl groups in the molecule: (F) The number of moles of alkenyl groups relative to 1 mole of maleimide groups is 0.1 to 1.0 moles.

この場合、このエポキシ樹脂組成物は、(B)成分としてフェノール樹脂硬化剤を含むことができる。また、この組成物を硬化させることによって得られた封止樹脂のガラス転移温度が250℃以上であることが好ましい。
本発明は、更に、半導体素子が上記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる封止樹脂によって封止された半導体装置であって、半導体装置の厚みが1.2mm以下、半導体素子上の封止樹脂層の厚みが0.10mm以上0.40mm以下であることを特徴とする薄型半導体装置を提供する。
In this case, this epoxy resin composition can contain a phenol resin curing agent as the component (B). Moreover, it is preferable that the glass transition temperature of sealing resin obtained by hardening this composition is 250 degreeC or more.
The present invention further relates to a semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated with an encapsulating resin made of a cured product of the above epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor, wherein the thickness of the semiconductor device is 1.2 mm or less. A thin semiconductor device is provided in which the thickness of the upper sealing resin layer is 0.10 mm or more and 0.40 mm or less.

上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、成形性に優れると共に、ガラス転移温度(Tg)が高く、低誘電率の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、高温信頼性、耐湿信頼性、耐熱衝撃性に優れるものである。   The above-mentioned epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is excellent in moldability, has a high glass transition temperature (Tg), and can obtain a cured product having a low dielectric constant. Further, the epoxy resin composition is sealed with a cured product of the epoxy resin composition. The manufactured semiconductor device is excellent in high temperature reliability, moisture resistance reliability, and thermal shock resistance.

本発明の組成物は、従来エポキシ樹脂組成物では達成困難であった、ガラス転移温度が250℃以上の硬化物を得ることができ、耐熱特性に優れるのみならず、酸、石油系溶剤等耐薬品性にも優れる。従って、該組成物の硬化物(封止樹脂)で封止された半導体装置、とりわけ車載用途やICカード用途の薄型半導体装置において、産業上有用である。   The composition of the present invention can obtain a cured product having a glass transition temperature of 250 ° C. or higher, which has been difficult to achieve with conventional epoxy resin compositions, and has not only excellent heat resistance, but also resistance to acids, petroleum solvents and the like. Excellent chemical properties. Therefore, it is industrially useful in a semiconductor device sealed with a cured product (sealing resin) of the composition, particularly in a thin semiconductor device for in-vehicle use or IC card use.

以下、本発明に用いられ、好ましくはガラス転移温度が250℃以上の封止樹脂を与えるエポキシ樹脂組成物に関して更に詳しく説明する。
[(A)エポキシ樹脂]
本発明のエポキシ樹脂組成物を構成する(A)成分のエポキシ樹脂は特に限定されない。一般的なエポキシ樹脂としては、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。これらのうちでは、芳香環を含むエポキシ樹脂が好ましく、更に好ましくはトリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のようなエポキシ官能基を多く含む多官能型のエポキシ樹脂が好ましい。
Hereinafter, the epoxy resin composition that is used in the present invention and preferably provides a sealing resin having a glass transition temperature of 250 ° C. or higher will be described in more detail.
[(A) Epoxy resin]
The (A) component epoxy resin constituting the epoxy resin composition of the present invention is not particularly limited. Common epoxy resins include novolak type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, triphenolalkane type epoxy resin, aralkyl type epoxy resin, aralkyl type epoxy resin containing biphenyl skeleton, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin , A heterocyclic epoxy resin, a naphthalene ring-containing epoxy resin, a bisphenol A type epoxy compound, a bisphenol F type epoxy compound, a stilbene type epoxy resin, and the like, and one or more of them can be used in combination. Among these, an epoxy resin containing an aromatic ring is preferable, and a polyfunctional epoxy resin containing many epoxy functional groups such as a triphenolalkane type epoxy resin and a cresol novolak type epoxy resin is more preferable.

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以下とすることが好ましい。加水分解性塩素が1,000ppmを超えたり、ナトリウム又はカリウムが10ppm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 epoxy resin has a hydrolyzable chlorine content of 1,000 ppm or less, particularly 500 ppm or less, and sodium and potassium are each preferably 10 ppm or less. When the hydrolyzable chlorine exceeds 1,000 ppm or the sodium or potassium exceeds 10 ppm, the moisture resistance may deteriorate if the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time.

[(B)硬化剤]
(B)硬化剤成分は、本発明では必須成分ではないが、発明の目的を損なわない範囲において、一般的な硬化剤を使用することは差し支えない。かかる硬化剤成分としては、フェノール樹脂が好ましく、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、ビスフェノールF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。
[(B) Curing agent]
(B) Although a hardening | curing agent component is not an essential component in this invention, in the range which does not impair the objective of invention, a common hardening | curing agent may be used. As such a curing agent component, phenol resin is preferable, phenol novolak 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 type A phenol resin, a heterocyclic phenol resin, a naphthalene ring-containing phenol resin, bisphenol A, bisphenol F, and the like can be used, and one or more of these can be used in combination.

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以下とすることが好ましい。ナトリウム又はカリウムが10ppm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。   It is preferable that the said hardening | curing agent shall make sodium and potassium each 10 ppm or less similarly to an epoxy resin. When sodium or potassium exceeds 10 ppm, moisture resistance may deteriorate if the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time.

(A)成分に対する(B)成分の配合割合については特に制限されず、従来より一般的に採用されているエポキシ樹脂を硬化し得る有効量とすればよいが、硬化剤としてフェノール樹脂を用いる場合、(A)成分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を、通常0.5〜1.5モル、特に0.8〜1.2モルの範囲とすることが好ましい。   The blending ratio of the component (B) to the component (A) is not particularly limited, and may be an effective amount capable of curing an epoxy resin that has been generally employed conventionally, but a phenol resin is used as a curing agent. The molar ratio of the phenolic hydroxyl group contained in the curing agent is usually 0.5 to 1.5 mol, particularly 0.8 to 1.2 mol, relative to 1 mol of the epoxy group contained in the component (A). It is preferable to set it as the range.

[(C)無機充填材]
本発明のエポキシ樹脂組成物中に配合される(C)無機充填材としては、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、結晶性シリカクリストバライト等のシリカ類、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。
[(C) Inorganic filler]
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. Examples thereof include silicas such as fused silica and crystalline silica cristobalite, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, and glass fiber.

これら無機充填材の平均粒径や形状及び無機充填材の充填量は特に限定されないが、平均粒径5〜30μm、充填量は、(A)、(F)、(G)成分及び(B)成分を配合した場合は(B)成分を加えた総量100質量部に対し、400〜1,200質量部、特に500〜1,000質量部とすることが好ましい。   The average particle size and shape of these inorganic fillers and the filling amount of the inorganic filler are not particularly limited, but the average particle size is 5 to 30 μm, and the filling amount is (A), (F), (G) component and (B). When a component is blended, it is preferably 400 to 1,200 parts by mass, particularly preferably 500 to 1,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass as a total of component (B).

なお、無機充填剤は、樹脂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等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、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、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類;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類;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シラン類等のシランカップリング剤を用いることが好ましい。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。また、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 blended in advance with a surface treatment with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent in order to increase the bond strength with the resin. Examples of the coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-ureidopropyltriethoxysilane, β- (3,4 Epoxy silanes such as -epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane; N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane It is preferable to use a silane coupling agent such as an aminosilane such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. These can be used singly or in combination of two or more. Further, the blending amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.

[(D)硬化促進剤]
また、本発明において、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応を促進させるため、下記式(1)で表される化合物を用いる。
[(D) Curing accelerator]
In the present invention, a compound represented by the following formula (1) is used to promote the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent.

Figure 2008111111
(但し、R1、R2、R3は互いに独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数6〜12のフェニル基等のアリール基、又はヒドロキシル基、R4〜R18は互いに独立に水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基もしくはアルコキシ基である。)
Figure 2008111111
(However, R 1 , R 2 and R 3 are independently of each other a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aryl group such as a phenyl group having 6 to 12 carbon atoms, or a hydroxyl group, and R 4 to R 18 are And are independently a hydrogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.)

即ち、エポキシ樹脂組成物に硬化促進剤として通常使用される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等のリン系化合物では十分な硬化性が得られず、良好な成形性が得られない。   That is, triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, triphenylphosphine / triphenylborane, tetraphenylphosphine Phosphorus compounds such as tetraphenylborate cannot provide sufficient curability and good moldability cannot be obtained.

また、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アミン系の硬化促進剤は耐湿信頼性を低下させる。
これに対し、上記式(1)の化合物を用いた場合、成形性、耐湿信頼性に優れた成形物を与えることができる。
Further, tertiary amine compounds such as triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2- Amine-based curing accelerators such as imidazole compounds such as phenyl-4-methylimidazole reduce moisture resistance reliability.
On the other hand, when the compound of the above formula (1) is used, a molded product excellent in moldability and moisture resistance reliability can be provided.

かかる式(1)で示される3級ホスフィンとベンゾキノン類の付加化合物の製造方法として、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル系溶媒を用いた場合、10μm程度の柱状結晶が得られ、残存溶媒が非常に少ない。また純度よく目的の3級ホスフィンとベンゾキノン類の付加化合物が得られるため、硬化促進剤の揮発成分による外観不良がなく、連続成形性に優れた、硬化物を与えることができるので好ましい。この場合の製造条件としては、反応温度が40℃〜90℃、好ましくは60℃〜80℃で、0.5〜3時間付加反応させた後、得られた析出物を濾過し、(エステル)溶媒にて洗浄後、80℃で減圧乾燥することにより、純度98〜100%の付加反応物が得られる。   When an ester solvent such as ethyl acetate or butyl acetate is used as a method for producing the tertiary phosphine and benzoquinone addition compound represented by the formula (1), columnar crystals of about 10 μm are obtained, and the residual solvent is Very few. Moreover, since the target addition compound of tertiary phosphine and benzoquinones is obtained with high purity, there is no appearance defect due to the volatile component of the curing accelerator, and a cured product excellent in continuous moldability can be obtained, which is preferable. As production conditions in this case, the reaction temperature was 40 ° C. to 90 ° C., preferably 60 ° C. to 80 ° C., and after 0.5 to 3 hours of addition reaction, the resulting precipitate was filtered, and (ester) After washing with a solvent, drying under reduced pressure at 80 ° C. gives an addition reaction product having a purity of 98 to 100%.

(D)成分の硬化促進剤の配合量は有効量であるが、上記式(1)の化合物は、(A)、(F)、(G)成分の総量100質量部に対し0.1〜5質量部、特に0.5〜3質量部とすることが好ましい。0.1質量部未満では、硬化反応が遅くなり、生産性が低下する可能性が高く、5質量部を超えると、硬化反応が早すぎてワイヤー流れ、未充填など成形不良を引き起こす可能性が高い。   (D) Although the compounding quantity of the hardening accelerator of a component is an effective amount, the compound of the said Formula (1) is 0.1-0.1 with respect to 100 mass parts of total amounts of (A), (F), (G) component. It is preferable to set it as 5 mass parts, especially 0.5-3 mass parts. If the amount is less than 0.1 parts by mass, the curing reaction is slow, and the productivity is likely to decrease. If the amount exceeds 5 parts by mass, the curing reaction is too early and may cause molding defects such as wire flow and unfilling. high.

[(E)ラジカル開始剤]
式(1)の化合物がエポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応を促進するが、後述する(F)、(G)成分のマレイミド化合物とアルケニルフェノール化合物の硬化反応の促進剤としては効果が不十分である。従って、(F)、(G)成分のマレイミド化合物とアルケニルフェノール化合物の硬化促進剤としては、ラジカル開始剤を併用することが必要である。かかるラジカル開始剤としては、例えば過酸化ベンゾイル、ジクミルパーオキサイド、ジt−ブチルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物、アゾイソブチロニトリル、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物が挙げられるが、なかでもジクミルパーオキサイドが1分間の半減期を得るための温度がトランスファー成形温度に近く、成形性に優れるので好ましい。
[(E) Radical initiator]
Although the compound of Formula (1) accelerates the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent, the effect is insufficient as an accelerator for the curing reaction of the maleimide compound and the alkenylphenol compound (F) and (G) described later. It is. Therefore, it is necessary to use a radical initiator in combination as a curing accelerator for the maleimide compound and the alkenylphenol compound as the components (F) and (G). Examples of such radical initiators include peroxides such as benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, dilauroyl peroxide, dibenzoyl peroxide, azoisobutyronitrile, 4,4′- Examples include azo compounds such as azobis (4-cyanovaleric acid) and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile). Among them, the temperature for dicumyl peroxide to obtain a half-life of 1 minute. Is preferable because it is close to the transfer molding temperature and has excellent moldability.

ラジカル開始剤の配合量は、(A)、(F)、(G)成分の総量100質量部に対し0.05〜3質量部が好ましく、特に好ましくは0.1〜1質量部である。0.05質量部未満では、成形時間内に十分な重合反応が得られない場合が多く、3質量部を超えると、増粘によるワイヤー流れ、未充填など成形不良を引き起こす可能性が高く、保存性も低下するおそれがある。
また、式(1)の化合物とラジカル開始剤との併用比率は、式(1)の化合物/ラジカル開始剤が質量比で0.5〜6、好ましくは2〜3である。
The compounding amount of the radical initiator is preferably 0.05 to 3 parts by mass, particularly preferably 0.1 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A), (F) and (G). If it is less than 0.05 parts by mass, sufficient polymerization reaction may not be obtained within the molding time, and if it exceeds 3 parts by mass, there is a high possibility of causing molding defects such as wire flow due to thickening, unfilled, and storage. There is also a risk that the property will also decrease.
The combined ratio of the compound of formula (1) and the radical initiator is such that the compound of formula (1) / radical initiator is 0.5 to 6, preferably 2 to 3 in terms of mass ratio.

[(F)マレイミド基を有する化合物]
本発明に用いる(F)分子中に2個以上のマレイミド基を有する化合物の構造としては特に限定されるものではなく、N,N’−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,N’−(3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタン)ビスマレイミド等が挙げられる。かかるマレイミド基含有化合物としては、下記式で示されるビスマレイミド:BMI(ケイアイ化成(株)商品名)が好ましい。
[(F) Compound having maleimide group]
The structure of the compound having two or more maleimide groups in the molecule (F) used in the present invention is not particularly limited, and N, N′-4,4′-diphenylmethane bismaleimide, N, N′— (3,3′-dimethyl-4,4′-diphenylmethane) bismaleimide and the like. As such a maleimide group-containing compound, bismaleimide: BMI (trade name of KAI Kasei Co., Ltd.) represented by the following formula is preferable.

Figure 2008111111
Figure 2008111111

マレイミド化合物の添加量としては成分は、(A)、(D)、(E)及び(F)成分の合計量100質量部に対し、30〜60質量部、特に40〜50質量部が好ましい。30質量部未満だと、エポキシ基とフェノール性水酸基のマトリックス由来のガラス転移温度が劣り、60質量部より多くなると流動性が低下し、ワイヤー流れ等成形不良を起こす。半導体封止材特性のバランス面から30〜60質量部、特に40〜50質量部付近が好ましい。   The amount of the maleimide compound added is preferably 30 to 60 parts by mass, particularly 40 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A), (D), (E) and (F). If it is less than 30 parts by mass, the glass transition temperature derived from the matrix of epoxy groups and phenolic hydroxyl groups is inferior, and if it exceeds 60 parts by mass, the fluidity is lowered, causing molding defects such as wire flow. 30-60 mass parts from the balance surface of a semiconductor sealing material characteristic, Especially 40-50 mass parts vicinity is preferable.

[(G)分子中に1個以上のアルケニル基を有するフェノール化合物]
(G)分子中に1個以上のアルケニル基を有するフェノール化合物としては、o,o’−ジアリル−ビスフェノールA、o,o’−ジ(1−プロペニル)−ビスフェノールA、o−アリルフェノールノボラック樹脂、o−(1−プロペニル)フェノールノボラック樹脂、トリスo−アリルフェノールアルカン型フェノール樹脂、トリスo−(1−プロペニル)フェノールアルカン型フェノール樹脂等が挙げられる。マレイミド基を含む化合物との反応性を考慮すると、o,o’−ジ(1−プロペニル)−ビスフェノールA、o−(1−プロペニル)フェノールノボラック樹脂、o−(1−プロペニル)フェノールアルカン型フェノール樹脂等、1−プロペニル基を含有することが望ましい。これは前述のビスマレイミド基とDiels−Alder反応による付加反応により耐熱、耐薬品性に優れる環化が起こるためである。
[(G) a phenol compound having one or more alkenyl groups in the molecule]
(G) As a phenolic compound having one or more alkenyl groups in the molecule, o, o′-diallyl-bisphenol A, o, o′-di (1-propenyl) -bisphenol A, o-allylphenol novolak resin O- (1-propenyl) phenol novolak resin, tris o-allylphenol alkane type phenol resin, tris o- (1-propenyl) phenol alkane type phenol resin, and the like. In consideration of reactivity with a compound containing a maleimide group, o, o′-di (1-propenyl) -bisphenol A, o- (1-propenyl) phenol novolak resin, o- (1-propenyl) phenolalkane type phenol It is desirable to contain 1-propenyl group, such as resin. This is because cyclization excellent in heat resistance and chemical resistance occurs due to the addition reaction by the aforementioned bismaleimide group and Diels-Alder reaction.

かかるアルケニル基含有フェノール化合物としては、下記式で示されるo−(1−プロペニル)フェノールノボラック樹脂(商品名1PP−2:群栄化学工業(株)製)が挙げられる。   Examples of the alkenyl group-containing phenol compound include o- (1-propenyl) phenol novolak resin (trade name 1PP-2: manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) represented by the following formula.

Figure 2008111111
(但し、m=1〜100、n=1〜100、m+n=2〜200である。)
Figure 2008111111
(However, m = 1 to 100, n = 1 to 100, and m + n = 2 to 200.)

アルケニル基を有するフェノール化合物の添加量としては特に限定されないが、高いガラス転移温度を得るためには、(F)成分のマレイミド基1モルに対してアルケニル基が0.1〜1.0モル、特に好ましくは0.2〜0.5モルであることが望ましい。   Although it does not specifically limit as the addition amount of the phenolic compound which has an alkenyl group, In order to obtain a high glass transition temperature, an alkenyl group is 0.1-1.0 mol with respect to 1 mol of maleimide groups of (F) component, Particularly preferably, the amount is 0.2 to 0.5 mol.

[(H)他の配合成分] [(H) Other ingredients]

本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、本発明の目的及び効果を発現できる範囲内に限って、上記(A)〜(G)成分に加えて、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、ホスファゼン化合物、モリブデン酸亜鉛化合物等の難燃剤、添加剤を添加配合することができる。   In addition to the above components (A) to (G), the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is limited to the range in which the object and effect of the present invention can be expressed, and various additions as necessary. An agent can be blended. For example, thermoplastic resin, thermoplastic elastomer, organic synthetic rubber, low stress agent such as silicone, carnauba wax, higher fatty acid, wax such as synthetic wax, colorant such as carbon black, halogen trap agent, phosphazene compound, molybdenum Flame retardants and additives such as acid zinc compounds can be added and blended.

離型剤成分としては、例えばカルナバワックス、ライスワックス、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、モンタン酸、モンタン酸と飽和アルコール、2−(2−ヒドロキシエチルアミノ)−エタノール、エチレングリコール、グリセリン等とのエステル化合物であるモンタンワックス;ステアリン酸、ステアリン酸エステル、ステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体等が挙げられ、これらの1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。   Examples of the release agent component include carnauba wax, rice wax, polyethylene, polyethylene oxide, montanic acid, montanic acid and saturated alcohol, 2- (2-hydroxyethylamino) -ethanol, ethylene glycol, glycerin and the like. A certain montan wax; stearic acid, stearic acid ester, stearic acid amide, ethylene bis-stearic acid amide, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, etc. are used, and these are used alone or in combination of two or more. be able to.

離型剤の配合比率としては(A)及び(B)成分の総量100質量部に対して、0.1〜5質量部、更に好ましくは0.3〜4質量部であることが望ましい。   The mixing ratio of the release agent is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.3 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the components (A) and (B).

[エポキシ樹脂組成物の調製等]
本発明のエポキシ樹脂組成物は、例えば、上記(A)〜(G)成分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、ボールミル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を用いて、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して得ることができる。
[Preparation of epoxy resin composition, etc.]
The epoxy resin composition of the present invention is prepared, for example, by blending the above components (A) to (G) and other additives in a predetermined composition ratio, and mixing them sufficiently uniformly by a mixer, a ball mill, etc. Then, a kneader, an extruder, or the like is used to perform a melt mixing treatment, then cooled and solidified, and pulverized to an appropriate size to obtain a molding material.

なお、組成物をミキサー等によって十分均一に混合するに際して、保存安定性をよくするために、あるいはウエッターとしてシランカップリング剤等で予め表面処理等を行うことが好ましい。   In addition, when mixing the composition sufficiently uniformly with a mixer or the like, it is preferable to perform surface treatment or the like in advance with a silane coupling agent or the like as a wetter in order to improve storage stability.

ここで、シラン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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシ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、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−アミノプロピルトリエトキシシラン、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、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシプロピル)テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。ここで、表面処理に用いるシランカップリング剤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。   Here, as the silane coupling agent, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, γ- Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) ) Γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminop Pyrtriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxypropyl) tetrasulfide, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, etc. Is mentioned. Here, the amount of the silane coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.

このようにして得られる本発明の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る。封止方法としては、例えば、低圧トランスファー成形法が挙げられる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化・成形に際しては、例えば、150〜200℃で30〜300秒間処理し、後硬化(ポストキュア)を180〜260℃で2〜16時間の条件で行うことが望ましく、高いガラス転移温度を得るためには高い温度で長時間後硬化を行うことが望ましい。   The epoxy resin composition of the present invention thus obtained can be effectively used for sealing various semiconductor devices. Examples of the sealing method include a low-pressure transfer molding method. In addition, when hardening and shaping | molding of the epoxy resin composition of this invention, it processes for 30 to 300 second at 150-200 degreeC, for example, and postcure (post-cure) is performed on the conditions for 2 to 16 hours at 180-260 degreeC. In order to obtain a high glass transition temperature, it is desirable to perform post-curing at a high temperature for a long time.

本発明の半導体封止用樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置において、封止樹脂(硬化物)のガラス転移温度(Tg)は250℃以上、好ましくは280℃以上であることが有効である。図1に示される半導体装置(半導体装置厚0.58mm、封止材厚み0.30mm)を、半導体開封装置PS−103A(日本サイエンティフィック(株)製)を用いて、65℃に加熱した発煙硝酸(d=1.52)で封止された半導体素子の表面が露出するまでの時間を測定した結果を図2に示す。これによると、封止樹脂のガラス転移温度と共に開封時間(半導体素子の表面が露出するまでの時間)は、指数関数的に増大することがわかる。
なお、図1において、1はガラス繊維強化エポキシ樹脂基板、2は半導体素子、3は接着剤、4はボンドワイヤー、5は封止樹脂である。
以上のように、封止樹脂のガラス転移温度(Tg)が250℃以上の本発明に係る半導体装置は、封止樹脂の耐薬品性が高いため、車載用途、セキュリティーカードの用途に好適である。
In the semiconductor device encapsulated with the cured product of the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, the glass transition temperature (Tg) of the encapsulating resin (cured product) is 250 ° C. or higher, preferably 280 ° C. or higher. It is valid. The semiconductor device (semiconductor device thickness 0.58 mm, sealing material thickness 0.30 mm) shown in FIG. 1 was heated to 65 ° C. using a semiconductor opening device PS-103A (manufactured by Nippon Scientific Co., Ltd.). FIG. 2 shows the results of measuring the time until the surface of the semiconductor element sealed with fuming nitric acid (d = 1.52) is exposed. According to this, it can be seen that the opening time (the time until the surface of the semiconductor element is exposed) increases exponentially with the glass transition temperature of the sealing resin.
In FIG. 1, 1 is a glass fiber reinforced epoxy resin substrate, 2 is a semiconductor element, 3 is an adhesive, 4 is a bond wire, and 5 is a sealing resin.
As described above, the semiconductor device according to the present invention having a glass transition temperature (Tg) of the sealing resin of 250 ° C. or higher is suitable for in-vehicle use and security card use because the sealing resin has high chemical resistance. .

なお、本発明におけるガラス転移温度とは、試験片を熱膨張計にセットし、昇温5℃/分、荷重19.6mNで300℃まで測定した。寸法変化と温度のグラフを作成し、変曲点の温度以下で寸法変化―温度曲線の接線が得られる任意の温度2点 A1、A2、変曲点の温度以上で接線が得られる任意の2点B1,B2を選択し、A1,A2を結ぶ直線とB1,B2を結ぶ直線の交点をガラス転移温度とした。   The glass transition temperature in the present invention was measured up to 300 ° C. with a temperature rise of 5 ° C./min and a load of 19.6 mN with a test piece set on a thermal dilatometer. Create a graph of dimensional change and temperature, dimensional change-Temperature at temperature below the inflection point-2 arbitrary temperatures at which the tangent of the temperature curve can be obtained A1, A2, any 2 at which the tangent can be obtained at the temperature above the inflection point Points B1 and B2 were selected, and the intersection of the straight line connecting A1 and A2 and the straight line connecting B1 and B2 was defined as the glass transition temperature.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.

[実施例1〜4、比較例1〜6]
表1,2に示す成分を熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。これらの組成物を175℃、6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で成形し、5×5×15mmの試験片を得た。各試験片につき各条件でポストキュアを行った後、ガラス転移温度、耐酸性、耐ガソリン性を測定した。
[Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 6]
The components shown in Tables 1 and 2 were uniformly melt-mixed with two hot rolls, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition. These compositions were molded under the conditions of 175 ° C., 6.9 N / mm 2 , and a molding time of 120 seconds to obtain 5 × 5 × 15 mm test pieces. Each test piece was post-cured under each condition, and then glass transition temperature, acid resistance, and gasoline resistance were measured.

<ガラス転移温度>
試験片を熱膨張計(Rigaku TMA8140C)にセットし、昇温5℃/分、荷重19.6mNで300℃まで測定した。寸法変化と温度のグラフを作成し、変曲点の温度以下で寸法変化―温度曲線の接線が得られる任意の温度2点A1、A2、変曲点の温度以上で接線が得られる任意の2点B1、B2を選択し、A1、A2を結ぶ直線とB1、B2を結ぶ直線の交点をガラス転移温度とした。図3に代表的な寸法変化と温度のグラフを示す。
<Glass transition temperature>
The test piece was set on a thermal dilatometer (Rigaku TMA8140C) and measured up to 300 ° C. at a temperature increase of 5 ° C./min and a load of 19.6 mN. Create a graph of dimensional change and temperature, dimensional change-temperature curve tangent at temperatures below the inflection point, any temperature 2 points A1, A2, any tangent above the inflection point temperature 2 Points B1 and B2 were selected, and the intersection of the straight line connecting A1 and A2 and the straight line connecting B1 and B2 was defined as the glass transition temperature. FIG. 3 shows a graph of typical dimensional change and temperature.

<耐酸性>
図1に示される半導体装置(半導体装置厚0.58mm、封止材厚み0.30mm)を、半導体開封装置PS−103A(日本サイエンティフィック(株)製)を用いて酸による半導体装置開封時間を測定した。条件は65℃に加熱した発煙硝酸(d=1.52)、開封エリア5×5mmで封止された半導体素子の表面が露出するまでの時間を測定した。
<Acid resistance>
The semiconductor device shown in FIG. 1 (semiconductor device thickness 0.58 mm, sealing material thickness 0.30 mm) is used to open the semiconductor device with acid using the semiconductor opening device PS-103A (manufactured by Nippon Scientific Co., Ltd.). Was measured. Conditions were measured for fuming nitric acid heated to 65 ° C. (d = 1.52) and the time until the surface of the semiconductor element sealed with an opening area of 5 × 5 mm was exposed.

<耐ガソリン性>
100×10×0.8mmの成形片を175℃で90秒成形し、所定時間ポストキュアした後、ガソリンに浸漬し、30℃で1週間放置した。1週間後重量の変化量を測定した。
<Gasoline resistance>
A molded piece of 100 × 10 × 0.8 mm was molded at 175 ° C. for 90 seconds, post-cured for a predetermined time, immersed in gasoline, and left at 30 ° C. for 1 week. After one week, the change in weight was measured.

(A)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂a:o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(EOCN1020−65、日本化薬(株)製、エポキシ当量200)
エポキシ樹脂b:ビフェニル型エポキシ樹脂(YX−4000K、ジャパンエポキシレジン(株)製、エポキシ当量190)
エポキシ樹脂c:ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(NC−3000、日本化薬(株)製、エポキシ当量272)
エポキシ樹脂d:トリフェノ−ルアルカン型エポキシ樹脂(EPPN−502H、日本化薬(株)製、エポキシ当量168)
(A) Epoxy resin Epoxy resin a: o-cresol novolac type epoxy resin (EOCN1020-65, Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 200)
Epoxy resin b: biphenyl type epoxy resin (YX-4000K, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., epoxy equivalent 190)
Epoxy resin c: biphenyl aralkyl type epoxy resin (NC-3000, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 272)
Epoxy resin d: Triphenolalkane type epoxy resin (EPPN-502H, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 168)

(B)硬化剤
硬化剤a:フェノールノボラック樹脂(DL−92、明和化成(株)製、フェノール性水酸基当量110)
硬化剤b:フェノールアラルキル樹脂(MEH−7800SS、明和化成(株)製、フェノール性水酸基当量175)
硬化剤c:トリフェノールアルカン型フェノール樹脂(MEH−7500、明和化成(株)製、フェノール性水酸基当量97)
(B) Curing agent curing agent a: phenol novolak resin (DL-92, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., phenolic hydroxyl group equivalent 110)
Curing agent b: phenol aralkyl resin (MEH-7800SS, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., phenolic hydroxyl group equivalent 175)
Curing agent c: Triphenolalkane type phenol resin (MEH-7500, Meiwa Kasei Co., Ltd., phenolic hydroxyl group equivalent 97)

(C)無機充填剤:球状溶融シリカ(龍森(株)製、平均粒径15μm)
(D)硬化促進剤
硬化促進剤a:下記式で示される化合物
(C) Inorganic filler: spherical fused silica (manufactured by Tatsumori Co., Ltd., average particle size of 15 μm)
(D) Curing accelerator Curing accelerator a: Compound represented by the following formula

Figure 2008111111
(硬化促進剤aの製造方法)
トリフェニルホスフィン(北興化学(株)製)832.0gを酢酸ブチル1800.0gに溶解させ、80℃で30分撹拌する。1,4−ベンゾキノン352.0g/酢酸ブチル1800g中溶液を145g/分で滴下し、滴下終了後、1時間撹拌し、熟成する。その後、室温まで冷却し、析出物を濾過、洗浄、減圧乾燥し、トリフェニルホスフィンと1,4−ベンゾキノンの付加物982.7gを得た。
硬化促進剤b:トリフェニルホスフィン(TPP、北興化学(株)製)
硬化促進剤c:イミダゾール化合物(2PZ、四国化成(株)製)
Figure 2008111111
(Method for producing curing accelerator a)
832.0 g of triphenylphosphine (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.) is dissolved in 1800.0 g of butyl acetate and stirred at 80 ° C. for 30 minutes. A solution in 352.0 g of 1,4-benzoquinone / 1,800 g of butyl acetate is added dropwise at 145 g / min. After completion of the addition, the mixture is stirred for 1 hour and aged. Thereafter, the mixture was cooled to room temperature, and the precipitate was filtered, washed, and dried under reduced pressure to obtain 982.7 g of an adduct of triphenylphosphine and 1,4-benzoquinone.
Curing accelerator b: Triphenylphosphine (TPP, manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.)
Curing accelerator c: Imidazole compound (2PZ, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.)

(E)ラジカル開始剤:ジクミルパーオキサイド(パークミルD、日本油脂(株)製)
(F)マレイミド基含有化合物:下記式で示されるビスマレイミド(BMI、ケイアイ化成(株)製)
(E) Radical initiator: Dicumyl peroxide (Park Mill D, manufactured by NOF Corporation)
(F) Maleimide group-containing compound: Bismaleimide represented by the following formula (BMI, manufactured by KAI Kasei Co., Ltd.)

Figure 2008111111
(G)アルケニル基含有フェノール化合物:下記式で示されるo−(1−プロペニル)フェノールノボラック樹脂(1PP−2、群栄化学(株)製)
Figure 2008111111
(G) Phenol compound containing alkenyl group: o- (1-propenyl) phenol novolak resin represented by the following formula (1PP-2, manufactured by Gunei Chemical Co., Ltd.)

Figure 2008111111
m/n=1/1
Figure 2008111111
m / n = 1/1

(H)その他の添加剤
離型剤:カルナバワックス(日興ファインプロダクツ(株)製)
カーボンブラック:デンカブラック(電気化学工業(株)製)
シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−403、信越化学工業(株)製)
(H) Other additive release agent: Carnauba wax (manufactured by Nikko Fine Products Co., Ltd.)
Carbon black: Denka Black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
Silane coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

Figure 2008111111
Figure 2008111111

実施例で用いた半導体装置図の概念図を示す。The conceptual diagram of the semiconductor device figure used in the Example is shown. ガラス転移温度と半導体素子が露出するまでの開封時間を示す。The glass transition temperature and the opening time until the semiconductor element is exposed are shown. 温度−寸法変化グラフ(ガラス転移温度の求め方)を示す。The temperature-dimensional change graph (how to obtain the glass transition temperature) is shown.

Claims (4)

下記(A)、(C)、(D)、(E)、(F)及び(G)成分を必須成分と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、
(C)無機充填材、
(D)下記一般式(1)で示される硬化促進剤、
Figure 2008111111
(但し、R1、R2、R3は互いに独立に水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、アリール基又はヒドロキシル基、R4〜R18は互いに独立に水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基もしくはアルコキシ基である。)
(E)ラジカル開始剤、
(F)分子中に2個以上のマレイミド基を有する化合物:(A)、(D)、(E)及び(F)成分の合計100質量部中30〜60質量部、
(G)分子中に1個以上のアルケニル基を有するフェノール化合物:(F)マレイミド基1モルに対するアルケニル基のモル数が0.1〜1.0モル。
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, comprising the following components (A), (C), (D), (E), (F) and (G) as essential components.
(A) epoxy resin,
(C) inorganic filler,
(D) a curing accelerator represented by the following general formula (1),
Figure 2008111111
(Wherein, R 1, R 2, R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an aryl group or a hydroxyl group, R 4 to R 18 are each independently a hydrogen atom, or 1 carbon atoms 4 alkyl group or alkoxy group.)
(E) a radical initiator,
(F) Compound having two or more maleimide groups in the molecule: 30 to 60 parts by mass in a total of 100 parts by mass of components (A), (D), (E) and (F),
(G) Phenol compound having one or more alkenyl groups in the molecule: (F) The number of moles of alkenyl groups relative to 1 mole of maleimide groups is 0.1 to 1.0 moles.
(B)成分としてフェノール樹脂硬化剤を含むことを特徴とする請求項1記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, comprising a phenol resin curing agent as component (B). 硬化剤としての封止樹脂のガラス転移温度が250℃以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。   3. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the glass transition temperature of the sealing resin as a curing agent is 250 ° C. or higher. 半導体素子が請求項1乃至3のいずれか1項記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物からなる封止樹脂によって封止された半導体装置であって、半導体装置の厚みが1.2mm以下、半導体素子上の封止樹脂層の厚みが0.10mm以上0.40mm以下であることを特徴とする薄型半導体装置。   A semiconductor device in which a semiconductor element is sealed with a sealing resin made of a cured product of an epoxy resin composition for semiconductor sealing according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness of the semiconductor device is 1.2 mm. A thin semiconductor device, wherein the sealing resin layer on the semiconductor element has a thickness of 0.10 mm or more and 0.40 mm or less.
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