JP2008274041A - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and resin-encapsulated semiconductor device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止型半導体装置に関する。 The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a resin-encapsulated semiconductor device using the same.
近年、電子部品のプリント配線板への高密度実装化が進んでいる。これに伴い、半導体装置は従来のピン挿入型のパッケージから、表面実装型のパッケージが主流になっており、パッケージの形態もQFP(Quad Flat Package)、SOP(Small Outline Package)といったものから、より多ピン化に対応しやすく、かつより高密度実装が可能なCSP(Chip Size Package)やBGA(Ball Grid Array)へ移行しつつある。 In recent years, high-density mounting of electronic components on printed wiring boards has been progressing. Along with this, semiconductor devices have been mainly surface mount type packages rather than conventional pin insertion type packages, and the form of the packages is more from QFP (Quad Flat Package), SOP (Small Outline Package) and so on. It is shifting to CSP (Chip Size Package) and BGA (Ball Grid Array) that can easily cope with the increase in the number of pins and can be mounted at higher density.
またこれまでメモリ分野においてDDRやSDRAMといったものに適用するパッケージとしてはLOC(Lead on Chip)技術を使用したTSOP(Thin Small Outline Package)が主流となっていた。しかし、DDR2 SDRAMといったより高速な動作が求められるパッケージになると、BGA(Fine pitch BGA)タイプのパッケージなかでも低コストで高速動作可能なBOC(Board on Chip)構造を持ったWBGA(Window BGA)への移行が進んでいる。WBGAの代表的な構造を図1に示す。 In the memory field, TSOP (Thin Small Outline Package) using LOC (Lead on Chip) technology has been the mainstream as a package applied to DDR and SDRAM. However, when a package such as a DDR2 SDRAM that requires a higher speed operation is required, even a BGA (Fine pitch BGA) type package is a WBGA (Window BGA) having a BOC (Board on Chip) structure capable of high speed operation at a low cost. The transition is progressing. A typical structure of WBGA is shown in FIG.
WBGAは封止樹脂の図2、3に示すようなパッケージ内での流動経路を持っており、発明者らは無機充填材の偏析を起こしやすい事を見出した。こういった無機充填剤の偏析が起きるとレーザーマークにおいてマーク部の色調が不均一になるといった不具合を引き起こす可能性が高い。 WBGA has a flow path in the package as shown in FIGS. 2 and 3 of the sealing resin, and the inventors have found that segregation of the inorganic filler is likely to occur. When such segregation of the inorganic filler occurs, there is a high possibility that the laser mark has a non-uniform color tone at the mark portion.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、成形性や耐リフロー性などの信頼性に優れ、且つWBGAのパッケージ形態においてパッケージ内部における無機充填材の偏析がなく、レーザーマーク性に優れたエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止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, and has excellent reliability such as moldability and reflow resistance, and there is no segregation of the inorganic filler inside the package in the package form of WBGA, and the laser mark property is excellent. Another object of the present invention is to provide an epoxy resin composition and a resin-encapsulated semiconductor device using the same.
発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤および無機充填材を配合し、特に無機充填材の平均粒径を13μm以下とすることで目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors compounded an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator and an inorganic filler, and in particular, the average particle size of the inorganic filler should be 13 μm or less. Thus, the present inventors have found that the object can be achieved and have completed the present invention.
なお、封止用樹脂組成物に含有している無機充填材の粒子径を限定した出願としては特公平06−68010号公報、特許第2985864号公報等がある。これらの発明は半田漬け工程におけるクラックの改善に着目したものである。これに対して、本発明はWBGAの特殊な構造に着目し、WBGAの成形時における無機充填材の偏析が粒子径に大きく関与していることを見いだし、これを回避し、レーザーマーク性を向上させるために、無機充填材の粒子径を規定することを見いだしたものである Examples of applications that limit the particle size of the inorganic filler contained in the sealing resin composition include Japanese Patent Publication No. 06-68010 and Japanese Patent No. 2985864. These inventions focus on improving cracks in the soldering process. On the other hand, the present invention pays attention to the special structure of WBGA, finds that segregation of the inorganic filler during the molding of WBGA is greatly related to the particle size, avoids this, and improves the laser mark property. In order to make it possible to regulate the particle size of the inorganic filler
本発明は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)無機充填材を含有し、無機充填材の平均粒径が13μm以下である、エポキシ樹脂組成物に関する。
また、本発明は、無機充填材が70重量%以上である前記エポキシ樹脂組成物に関する。
また、本発明は、前記エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなるWBGAのパッケージ形態を持つ樹脂封止型半導体装置に関する。
The present invention includes an epoxy resin composition comprising (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a curing accelerator, and (D) an inorganic filler, wherein the inorganic filler has an average particle size of 13 μm or less. About.
Moreover, this invention relates to the said epoxy resin composition whose inorganic filler is 70 weight% or more.
The present invention also relates to a resin-encapsulated semiconductor device having a WBGA package form in which a semiconductor element is encapsulated using the epoxy resin composition.
本発明により、WBGAにおいて無機充填材の偏析を起こさずその結果としてレーザーマーク性に優れた封止材及びそれを用いた半導体装置を得ることができる。 According to the present invention, a sealing material excellent in laser mark property and a semiconductor device using the same can be obtained without causing segregation of the inorganic filler in WBGA.
本発明の(A)エポキシ樹脂は、特に限定されるものではなく、封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されているエポキシ樹脂を使用することができる。それを例示すればフェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノール類及び/又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したもの、ビスフェノールA、ビスフェノールAD、ビスフェノールF、ビスフェノールS、アルキル置換または非置換のビフェノール等のジグリシジルエーテル、フェノール・アラルキル樹脂をエポキシ化したもの、フェノール類とジシクロペンタジエンやテルペン類との付加物または重付加物をエポキシ化したもの、フタル酸、ダイマー酸などの多塩基酸とエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、及び脂環族エポキシ樹脂などが挙げられ、これらを適宜何種類でも併用することができる。なかでも、流動性及び耐リフロー性の観点からはビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂及び硫黄原子含有エポキシ樹脂が好ましく、硬化性の観点からはノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、低吸湿性の観点からはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましく、耐熱性及び低反り性の観点からはナフタレン型エポキシ樹脂及びトリフェニルメタン型エポキシ樹脂が好ましく、難燃性の観点からはビフェニレン型エポキシ樹脂及びナフトール・アラルキル型エポキシ樹脂が好ましい。これらのエポキシ樹脂の少なくとも1種を含有していることが好ましい。 The (A) epoxy resin of this invention is not specifically limited, The epoxy resin generally used with the epoxy resin molding material for sealing can be used. For example, phenols such as phenol novolac type epoxy resin, orthocresol novolac type epoxy resin, phenols such as phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F and / or α-naphthol, β-naphthol. Epoxide of novolak resin obtained by condensation or cocondensation of naphthols such as dihydroxynaphthalene and aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde, salicylaldehyde, etc. under an acidic catalyst, bisphenol A, bisphenol AD Epoxidizing bisphenol F, bisphenol S, diglycidyl ethers such as alkyl-substituted or unsubstituted biphenol, and phenol-aralkyl resins Epoxidized adducts or polyadducts of phenols with dicyclopentadiene or terpenes, glycidyl ester type epoxy resins obtained by the reaction of polybasic acids such as phthalic acid and dimer acid with epichlorohydrin, diamino Examples include glycidylamine type epoxy resins obtained by reaction of polyamines such as diphenylmethane and isocyanuric acid with epichlorohydrin, linear aliphatic epoxy resins obtained by oxidizing olefinic bonds with peracids such as peracetic acid, and alicyclic epoxy resins. Any number of these can be used in combination. Among them, biphenyl type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, stilbene type epoxy resin and sulfur atom-containing epoxy resin are preferable from the viewpoint of fluidity and reflow resistance, and novolac type epoxy resin is preferable from the viewpoint of curability, From the viewpoint of low hygroscopicity, dicyclopentadiene type epoxy resin is preferable. From the viewpoint of heat resistance and low warpage, naphthalene type epoxy resin and triphenylmethane type epoxy resin are preferable. From the viewpoint of flame retardancy, biphenylene type epoxy resin is preferable. Resins and naphthol / aralkyl epoxy resins are preferred. It is preferable to contain at least one of these epoxy resins.
これら(A)成分のエポキシ樹脂の純度、特に加水分解性塩素量は、ICなど素子上のアルミ配線腐食に係わるため少ない方がよく、耐湿性の優れた電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料を得るためには500ppm以下であることが好ましい。ここで、加水分解性塩素量とは試料のエポキシ樹脂1gをジオキサン30mlに溶解し、1N−KOHメタノール溶液5mlを添加して30分間リフラックス後、電位差滴定により求めた値を尺度としたものである。 The purity of the epoxy resin of component (A), especially the amount of hydrolyzable chlorine, is better because it relates to corrosion of aluminum wiring on the IC and other elements. In order to obtain it, it is preferable that it is 500 ppm or less. Here, the amount of hydrolyzable chlorine is a value obtained by dissolving 1 g of an epoxy resin of a sample in 30 ml of dioxane, adding 5 ml of a 1N-KOH methanol solution and refluxing for 30 minutes, and then obtaining by potentiometric titration. is there.
本発明の(B)硬化剤は特に限定はないが、たとえば、電子部品封止用エポキシ樹脂成形材料で一般に使用されているもので、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノール類又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド等のアルデヒド類とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られる樹脂、フェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等があり、単独又は併用して用いることができる。中でも、耐リフロー性向上の観点から好適なものとして、フェノール・アラルキル樹脂が挙げられる。これらの硬化剤は単独又は2種類以上併用して用いることができる。 The (B) curing agent of the present invention is not particularly limited. For example, it is generally used in an epoxy resin molding material for sealing electronic parts, such as phenol, cresol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F and the like. Resins obtained by condensation or cocondensation of phenols or naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, dihydroxynaphthalene and the like and aldehydes such as formaldehyde under an acidic catalyst, phenol / aralkyl resins, naphthol / aralkyl resins, etc. Yes, it can be used alone or in combination. Among them, a phenol / aralkyl resin is preferable from the viewpoint of improving reflow resistance. These curing agents can be used alone or in combination of two or more.
本発明の(C)硬化促進剤としては、特に制限はなく、例えば、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザ−ビシクロ(4,3,0)ノネン、5、6−ヂブチルアミノ−1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の3級アミン類及びこれらの誘導体、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等のイミダゾール類及びこれらの誘導体、トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン類及びこれらのホスフィン類に無水マレイン酸、ベンゾキノン、ジアゾフェニルメタン等のπ結合をもつ化合物を付加してなる分子内分極を有するリン化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、2−エチル−4−メチルイミダゾールテトラフェニルボレート、N−メチルモテトラフェニルホスホニウム−テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンとベンゾキノンの付加物、トリパラトリルフォスフィンとベンゾキノンの付加物、1,8−ジアザービシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7,2−フェニル−4メチル−イミダゾール、トリフェニルホスホニウム−トリフェニルボラン等があり、単独又は併用して用いることができる。 The (C) curing accelerator of the present invention is not particularly limited. For example, 1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-7, 1,5-diaza-bicyclo (4,3,0) ) Nonene, tertiary class such as 5,6-dibutylamino-1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-7, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, tris (dimethylaminomethyl) phenol Amines and their derivatives, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole and their derivatives, tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, diphenylphosphine, phenylphosphine Organic phosphines such as these and their phosphines Phosphorus compounds having intramolecular polarization formed by adding a compound having a π bond such as maleic anhydride, benzoquinone, diazophenylmethane, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphinetetraphenylborate, 2-ethyl-4-methyl Imidazoletetraphenylborate, N-methylmotetraphenylphosphonium-tetraphenylborate, triphenylphosphine, adduct of triphenylphosphine and benzoquinone, adduct of triparatolyphosphine and benzoquinone, 1,8-diazabicyclo (5, 4,0) -undecene-7,2-phenyl-4methyl-imidazole, triphenylphosphonium-triphenylborane, and the like, which can be used alone or in combination.
また、充填材としては、吸湿性低減及び強度向上の観点から(D)無機充填材を用いることが必要である。無機充填材としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化珪素、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア等の粉体、又はこれらを球形化したビーズ、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、アルミナ等の単結晶繊維、ガラス繊維等を1種類以上配合することができる。さらに、難燃効果のある無機充填材としては水酸化アルミニウム、硼酸亜鉛等が挙げられ、これらを単独または併用することができる。 Moreover, as a filler, it is necessary to use (D) inorganic filler from a viewpoint of hygroscopic reduction and strength improvement. Examples of inorganic fillers include fused silica, crystalline silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, silicon carbide, boron nitride, beryllia, zirconia, or spherical beads of these, potassium titanate, silicon carbide One or more kinds of single crystal fibers such as silicon nitride and alumina, glass fibers, and the like can be blended. Furthermore, examples of the inorganic filler having a flame retardant effect include aluminum hydroxide and zinc borate, and these can be used alone or in combination.
無機充填材の配合量としては、吸湿性、線膨張係数の低減、強度向上及び半田耐熱性の観点から70重量%以上であることが好ましい。特に本発明の課題を解決するために、無機充填材の平均粒径としては13μm以下である。粒子径が13μm以下であれば、WBGAの成形時に無機充填材の偏析を回避し、レーザーマーク性の向上効果が十分に得られる。 The blending amount of the inorganic filler is preferably 70% by weight or more from the viewpoints of hygroscopicity, reduction of linear expansion coefficient, strength improvement, and solder heat resistance. In particular, in order to solve the problems of the present invention, the average particle size of the inorganic filler is 13 μm or less. When the particle diameter is 13 μm or less, segregation of the inorganic filler is avoided during the molding of WBGA, and the effect of improving the laser mark property is sufficiently obtained.
上記の無機充填材の中で、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましく、充填材形状は成形時の流動性及び金型摩耗性の点から球形が好ましい。 Among the above inorganic fillers, fused silica is preferable from the viewpoint of reducing the linear expansion coefficient, and alumina is preferable from the viewpoint of high thermal conductivity, and the filler shape is spherical from the viewpoint of fluidity and mold wear during molding. Is preferred.
その他の添加剤として、必要に応じ、カップリング剤、離型剤、着色剤(カーボンブラック、アゾ染料等)、改質材(シリコーン、シリコーンゴム等)、イオントラッパー(ハイドロタルサイト、アンチモン−ビスマス系含水酸化物等)を用いることができる。 Other additives include coupling agents, mold release agents, colorants (carbon black, azo dyes, etc.), modifiers (silicone, silicone rubber, etc.), ion trappers (hydrotalcite, antimony-bismuth, if necessary) Based hydrous oxides).
カップリング剤については、特に制限はなく、シランカップリング剤以外に従来公知のカップリング剤を併用してもよい。たとえば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、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、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−[ビス(β−ヒドロキシエチル)]アミノプロピルトリエトキシシラン、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、γ−(β−アミノエチル)アミノプロピルジメトキシメチルシラン、N−(トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミン、N−(ジメトキシメチルシリルイソプロピル)エチレンジアミン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニ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等のシラン系カップリング剤、あるいはイソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート等のチタネート系カップリング剤を1種以上併用することができる。なかでも流動性、難燃性の観点からは2級アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましい。 There is no restriction | limiting in particular about a coupling agent, You may use a conventionally well-known coupling agent together with a silane coupling agent. For example, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyl Trimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ- [bis (β-hydroxyethyl)] aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -Γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (β-aminoethyl) aminopropyldimethoxymethylsilane, N- (trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine, N- (dimethoxymethylsilylisopropyl) ethylenediamine, Tiltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisilane, γ-anilinopropyltrimethoxy Silane coupling agents such as silane, vinyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, or isopropyltriisostearoyl titanate, isopropyltris (dioctylpyrophosphate) titanate, isopropyltri (N-aminoethyl-aminoethyl) titanate Tetraoctyl bis (ditridecyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dio Tylpyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyltrioctanoyl titanate, isopropyldimethacrylisostearoyl titanate, isopropyltridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropylisostearoyl diacryl titanate, isopropyltri (dioctylphosphate) One or more titanate coupling agents such as titanate, isopropyl tricumylphenyl titanate, and tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate can be used in combination. Of these, a silane coupling agent having a secondary amino group is preferred from the viewpoint of fluidity and flame retardancy.
また難燃性の観点から、さらに各種難燃剤を添加してもよい。難燃剤は封止用エポキシ樹脂成形材料に一般に使用されているもので特に制限はないが、たとえば、テトラブロモビスフェノールAのジグリシジルエーテル化物やブロム化フェノールノボラックエポキシ樹脂等のブロム化エポキシ樹脂。酸化アンチモン、赤リン及びリン酸エステル等の燐化合物、メラミン、メラミンシアヌレート、メラミン変性フェノール樹脂及びグアナミン変性フェノール樹脂等の含窒素化合物、シクロホスファゼン等の燐/窒素含有化合物、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化モリブデン、フェロセン、上記水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び複合金属水酸化物等の金属化合物などが挙げられる。 Further, from the viewpoint of flame retardancy, various flame retardants may be further added. The flame retardant is generally used for the epoxy resin molding material for sealing and is not particularly limited. For example, a brominated epoxy resin such as a diglycidyl etherified product of tetrabromobisphenol A or a brominated phenol novolac epoxy resin. Phosphorus compounds such as antimony oxide, red phosphorus and phosphate esters, nitrogen-containing compounds such as melamine, melamine cyanurate, melamine-modified phenol resin and guanamine-modified phenol resin, phosphorus / nitrogen-containing compounds such as cyclophosphazene, zinc oxide, iron oxide , Molybdenum oxide, ferrocene, metal compounds such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and composite metal hydroxides.
以上のような原材料を用いて成形材料を作製する一般的な方法としては、所定の配合量の原材料混合物をミキサー等によって充分混合した後、熱ロール、押出機等によって混練し、冷却、粉砕、することによって成形材料を得ることができる。 As a general method for producing a molding material using the raw materials as described above, a raw material mixture of a predetermined blending amount is sufficiently mixed by a mixer or the like, then kneaded by a hot roll, an extruder, etc., cooled, pulverized, By doing so, a molding material can be obtained.
本発明で得られるエポキシ樹脂組成物を用いて電子部品を封止する方法としては、低圧トランスファー成形法が最も一般的であるが、インジェクション成形、圧縮成形、注型等の方法によっても可能である。 As a method for sealing an electronic component using the epoxy resin composition obtained in the present invention, a low-pressure transfer molding method is the most common, but it can also be performed by a method such as injection molding, compression molding, or casting. .
上記した手段を用いて製造したエポキシ樹脂組成物は、WBGAにおいてレーザーマーク性且つ成形性、信頼性に優れており、IC、LSI等の封止に好適に用いることができる。 The epoxy resin composition produced by using the above means is excellent in laser markability, moldability and reliability in WBGA, and can be suitably used for sealing ICs, LSIs and the like.
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(実施例1〜2、比較例1〜3)
まず、表1に示すように無機充填材(溶融シリカ)の平均粒径が違うものを用意し、各種の素材と予備混合(ドライブレンド)した後、二軸ロール(ロール表面温度約80℃)で10分間混練し、冷却粉砕して製造した。また無機充填材(溶融シリカ)の平均粒径はHORIBA製LA920にて測定した。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
(Examples 1-2, Comparative Examples 1-3)
First, as shown in Table 1, inorganic fillers (fused silica) with different average particle diameters are prepared, pre-mixed (dry blended) with various materials, and then biaxial rolls (roll surface temperature of about 80 ° C.) And kneading for 10 minutes, cooling and pulverizing. The average particle size of the inorganic filler (fused silica) was measured with LA920 manufactured by HORIBA.
表1記載の原材料は次の通りである。
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂:住友化学製ESCN−190
ビフェニル型エポキシ樹脂:ジャパンエポキシ製YX−4000
フェノール・アラルキル樹脂:明和化成製MEH−7800
エポキシシラン:日本ユニカー株式会社製商品名A−187
カルナバワックス:野田化学製カルナバワックスNo.1
カーボンブラック:三菱化学製MA600
The raw materials listed in Table 1 are as follows.
Orthocresol novolac type epoxy resin: ESCN-190 manufactured by Sumitomo Chemical
Biphenyl type epoxy resin: YX-4000 made by Japan Epoxy
Phenol aralkyl resin: MEH-7800 made by Meiwa Kasei
Epoxy silane: Nippon Unicar Co., Ltd. trade name A-187
Carnauba wax: Noda Chemical's Carnauba Wax No. 1
Carbon black: MA600 manufactured by Mitsubishi Chemical
この封止材を用い、トランスファー成形機を用い、金型温度180℃、成形圧力6.9MPa、硬化時間90秒の条件で各試験を行なった。スパイラルフローは、EMM11−66により測定した。熱時硬度は、シェア硬度計にて測定した。 Using this sealing material, each test was performed using a transfer molding machine under conditions of a mold temperature of 180 ° C., a molding pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 90 seconds. Spiral flow was measured by EMM11-66. The hot hardness was measured with a shear hardness meter.
また、この封止材を用いて、半導体素子をトランスファー成形機で同様の条件で成形しポストキュアー(175℃/6h)後半田耐熱性、超音波探傷による無機充填材の偏析、レーザーマーク性を評価した。 In addition, using this encapsulant, a semiconductor element is molded under the same conditions with a transfer molding machine, post-curing (175 ° C./6 h), solder heat resistance, segregation of inorganic filler due to ultrasonic flaw detection, and laser mark property. evaluated.
半田耐熱性に用いた半導体装置は、WBGA樹脂封止型半導体装置であり、12×12mmのパッケージサイズで8.8×8.8mmのチップサイズを有するものである。 The semiconductor device used for solder heat resistance is a WBGA resin-encapsulated semiconductor device having a chip size of 8.8 × 8.8 mm in a package size of 12 × 12 mm.
この様にして得られた樹脂封止型半導体装置について、半田耐熱性を125℃/24hベーキング後、85℃/85RH%/168h時間吸湿した後、260℃/10secの処理を行なった時の樹脂封止型半導体装置の剥離発生及びクラック発生率により判定した。 For the resin-encapsulated semiconductor device thus obtained, the resin when the solder heat resistance is baked at 125 ° C./24 h and then absorbed at 85 ° C./85 RH% / 168 h for 260 ° C./10 sec. The determination was made based on the occurrence of peeling and the crack generation rate of the sealed semiconductor device.
超音波探傷による無機充填材の偏析評価は、成形後のWBGA樹脂封止型半導体装置を用い超音波探傷装置にて観察し偏析の有無を確認した。 For the evaluation of segregation of the inorganic filler by ultrasonic flaw detection, the presence or absence of segregation was confirmed by observing with an ultrasonic flaw detector using a molded WBGA resin-sealed semiconductor device.
レーザーマーク性はWBGA、PBGA、TSOP,SOP,QFP,LQFP、DIPのパッケージ表面をYAGレーザーマーキング装置で印字し、目視でマーク性を評価した。
上記のYAGレーザーの条件を以下に示す。
YAGレーザー波長:1064nm
レーザーパワー:5J
上記の試験結果をまとめて表2に示した。
For the laser mark property, the package surface of WBGA, PBGA, TSOP, SOP, QFP, LQFP, and DIP was printed with a YAG laser marking device, and the mark property was visually evaluated.
The conditions of the above YAG laser are shown below.
YAG laser wavelength: 1064 nm
Laser power: 5J
The test results are summarized in Table 2.
実施例1,2に示したように、WBGAにおいて無機充填材の偏析を起こさず、その結果としてレーザーマーク性に優れた封止材及びそれを用いた半導体装置を得ることができる。 As shown in Examples 1 and 2, the WBGA does not cause segregation of the inorganic filler, and as a result, a sealing material excellent in laser mark property and a semiconductor device using the same can be obtained.
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