JP3821218B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device - Google Patents

Description

（但し、式中Ｒ¹は炭素数１８〜４０の置換若しくは非置換の一価炭化水素基、Ｒ²は水素原子又はＲ¹−ＣＯ−基である。）
（ｂ）酸価が１５〜２８であるポリエチレンワックス。
【０００９】
従って、本発明は、
（Ａ）エポキシ樹脂
（Ｂ）硬化剤
（Ｃ）離型剤
（Ｄ）シリコーン化合物として、アルケニル基含有エポキシ化合物のアルケニル基と、下記平均組成式（２）で示されるオルガノポリシロキサンのＳｉＨ基とを付加反応させたブロック共重合体
Ｈ_aＲ_bＳｉＯ_(4-a-b)/2 （２）
（但し、式中Ｒは置換又は非置換の一価炭化水素基であり、ａ、ｂは０．００１≦ａ≦１、１≦ｂ≦３、１．００１≦ａ＋ｂ≦３を満足する正数である。）
（Ｅ）無機質充填剤
を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物であって、（Ｃ）離型剤が上記に示す（ａ）成分及び（ｂ）成分を併用したものであることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及び該半導体封止用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。
【００１０】
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、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種を単独で又は２種以上を併用することができる。
【００１１】
上記エポキシ樹脂は、加水分解性塩素が１０００ｐｐｍ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１０００ｐｐｍ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。
【００１２】
本発明に用いる硬化剤（Ｂ）も特に限定されるものではない。一般的な硬化剤としては、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種を単独で又は２種以上を併用することができる。
【００１３】
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。
【００１４】
ここで、硬化剤の配合量は特に制限されないが、硬化剤としてフェノール樹脂を使用する場合、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０．５〜２．０、特に０．８〜１．５の範囲であることが好ましい。
【００１５】
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、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。
【００１６】
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、エポキシ樹脂と硬化剤との総量１００重量部に対し、０．１〜３重量部、特に０．５〜２重量部とすることが好ましい。
【００１７】
本発明に用いられる（Ｃ）離型剤は、（ａ）下記一般式（１）
【化３】

（但し、式中Ｒ¹は炭素数１８〜４０、好ましくは１８〜３０の置換若しくは非置換の一価炭化水素基、Ｒ²は水素原子又はＲ¹−ＣＯ−基である。）
で示されるワックス、及び（ｂ）酸価が１５〜２８であるポリエチレンワックスを併用して用いるものである。
【００１８】
ここで、一般式（１）で示される（ａ）成分の具体的な例としては、
【化４】

（但し、ｎは１８〜２３の整数である。）
等が挙げられ、これらは１種を単独であるいは２種以上を併用して用いることができる。なお、（ａ）成分の酸価としては、１０〜３０、特に１５〜２５が好ましい。
【００１９】
（ａ）成分の添加量は、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤の総量１００重量部に対して０．１〜７重量部、特に０．５〜５重量部であることが好ましい。添加量が少ないと十分な離型効果が発現されない場合があり、また添加量が多いと、表面にワックス成分が滲み出し、表面汚れ、金型汚れの原因となるおそれがある。
【００２０】
また、（ｂ）成分は、酸価が１５〜２８のポリエチレンワックスであり、具体的には、
滴点１０４，酸価１７のポリエチレンワックス、
滴点１１０，酸価２７のポリエチレンワックス
等が例示され、これらは１種単独であるいは２種以上を併用して用いることができる。
【００２１】
本発明の（ｂ）ポリエチレンワックスにおいて、酸価が１５より少ない、或いは２８を超える場合は、離型効果が十分に得られない場合がある。好ましくは酸価が１７〜２７である。また、滴点としては、１００〜１２０、特に１００〜１１０が好ましい。
【００２２】
なお、本発明において、酸価の測定方法としては、ＡＳＴＭ Ｄ１３８６の方法が用いられる。また、滴点は、ＡＳＴＭ Ｄ５６６の方法が用いられる。
【００２３】
（ｂ）成分の添加量は、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）硬化剤の総量１００重量部に対して０．１〜５重量部、特に０．５〜２重量部であることが好ましい。添加量が少ないと十分な離型効果が発現されない場合があり、また添加量が多いと、表面にワックス成分が滲み出し、表面汚れ、金型汚れの原因となるおそれがある。
【００２４】
本発明の（Ｄ）成分であるシリコーン化合物としては、アルケニル基含有エポキシ化合物のアルケニル基と、下記平均組成式（２）で示されるオルガノポリシロキサンのＳｉＨ基とを付加反応させたブロック共重合体を使用する。
【００２５】
Ｈ_aＲ_bＳｉＯ_(4-a-b)/2 （２）
（但し、式中Ｒは置換又は非置換の一価炭化水素基であり、ａ、ｂは０．００１≦ａ≦１、１≦ｂ≦３、１．００１≦ａ＋ｂ≦３を満足する正数である。）
【００２６】
ここで、式（２）において、Ｒの一価炭化水素基としては、炭素数１〜１０、特に１〜８のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基、キシリル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などや、これら炭化水素基の水素原子の一部又は全部を塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子で置換したクロロメチル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換一価炭化水素基などを挙げることができる。
【００２７】
また、式（２）において、ａ、ｂのより好ましい範囲は、０．０１≦ａ≦０．５、１．５≦ｂ≦２．５、１．５１≦ａ＋ｂ≦２．５であり、式（２）のオルガノポリシロキサンの一分子中におけるケイ素原子数は２〜１０００、特に１０〜２００であることが好ましく、ケイ素原子に直結した水素原子（ＳｉＨ基）の数は１〜１０、特に１〜５であることが好ましい。また、ブロック共重合体中のオルガノポリシロキサン含有量は５〜５０重量％、特に１０〜２０重量％であることが好ましい。
【００２８】
本発明の共重合体の製造方法は、すでに公知であり（特公昭６３−６００６９号、特公昭６３−６００７０号公報等）、アルケニル基含有エポキシ化合物のアルケニル基と、上記式（２）で示されるオルガノポリシロキサンのＳｉＨ基との付加反応によって得ることができる。ブロック共重合体として、具体的には下記式（３）で示される構造を例示することができる。
【００２９】
【化５】

（上記式中、Ｒは上記と同じ、Ｒ¹は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基、Ｒ²は−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、−ＯＣＨ₂−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ₂−Ｏ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−又は−Ｏ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−である。ｎは１〜２００、好ましくは１０〜１００の整数、ｐ、ｑは１〜１００、好ましくは１〜２０の整数である。）
【００３０】
本発明においては、（Ｄ）成分を添加することにより、離型剤成分とエポキシ樹脂及び硬化剤との相溶性が向上するために、エポキシマトリックス中に離型剤が均一に分散するため、離型剤成分が金型へ不均一に滲み出す現象を抑えることができる。
【００３１】
上記（Ｄ）シリコーン化合物の添加量は、オルガノポリシロキサン部分の含有量が、エポキシ樹脂と硬化剤との合計量１００重量部に対し、０．１〜７重量部、特に０．５〜５重量部であることが好ましい。添加量が０．１重量部未満では、十分な離型効果が得られない場合があり、また７重量部を超えると、流動性の低下を引き起こす場合がある。
【００３２】
本発明に用いられる（Ｅ）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。これら無機質充填剤の平均粒径や形状は、特に限定されるものではないが、平均粒径５〜３０μｍの球状の溶融シリカが特に好ましい。
【００３３】
また、無機質充填剤の配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤の総量１００重量部に対し、４００〜１２００重量部、特に６００〜１０００重量部とすることが好ましい。配合量が少なすぎると、膨張係数が大きくなり、半導体素子へのダメージが大きくなるおそれがあり、多すぎると、流動性が低下し、半導体素子が封止できなくなるおそれがある。
【００３４】
なお、本発明の無機質充填剤は、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。
【００３５】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、上記成分以外に、本発明の目的及び効果を発現できる範囲内において、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を併用することもできる。
【００３６】
本発明の半導体封止用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、カーボンブラック等の着色剤、ハロゲントラップ剤、更には難燃剤、例えばブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン、モリブデン酸亜鉛、リン酸エステル、トリフェニルホスフェート、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系化合物、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。
【００３７】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、例えば、エポキシ樹脂、硬化剤、離型剤、シリコーン化合物、無機質充填剤、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。
【００３８】
このようにして得られる本発明の半導体封止用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。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、半導体部品の封止時の成形に際し、連続して成形した時の離型性に優れ、ランナー折れ及び金型汚れが少なく、しかも信頼性に優れた硬化物を与えるものである。
【００４０】
また、本発明の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半導体装置は、耐湿信頼性に優れたものであり、産業上特に有用である。
【００４１】
【実施例】
以下、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。
【００４２】
［実施例１〜７、比較例１〜４］
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（イ）〜（ヘ）の諸特性を測定した。結果を表２に示した。
（イ）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。
（ロ）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。
（ハ）溶融粘度
高化式フローテスター（島津製作所製）を用いて、試験荷重０．９８Ｎ／ｍｍ²において１７５℃で測定した。
（ニ）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の棒を成形した時の熱時硬度をバーコール硬度計で測定した。
（ホ）成形性（表面汚れ）
２４×２４×２．７ｍｍの大きさの２４０ｐｉｎＱＦＰ（４２アロイ）に、オートモールド装置を用いてエポキシ樹脂組成物を温度１７５℃、成形圧力６．９Ｎ／ｍｍ²、トランスファースピード１０秒、硬化時間１２０秒の条件で成形した。目視で成形物の表面汚れを観察した。
（へ）連続成形性
窒化珪素でコートした７×７×０．４ｍｍのシリコンチップをマウントした１４×２０×２．７ｍｍの大きさの１００ｐｉｎＱＦＰ（４２アロイ）フレームを使用して、オートモールド装置を用いてエポキシ樹脂組成物を温度１７５℃、成形圧力６．９Ｎ／ｍｍ²、トランスファースピード１０秒、成形時間６０秒の条件で連続成形した。連続成形２００、５００、７００の各ショットで、ランナー折れの状況及び金型の汚れを目視にて観察し、また、５００ショット時における成型品のシリコンチップ表面とエポキシ樹脂組成物との剥離度を超音波探傷機で測定した。
【００４３】
【表１】

【００４４】
エポキシ樹脂
（イ）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）
（ロ）ビフェニル型エポキシ樹脂：ＹＸ４０００ＨＫ
（油化シェル製、エポキシ当量１９０）
（ハ）エポキシ化高フェニル型アラルキル樹脂：ＮＣ３０００Ｐ
（日本化薬性、エポキシ当量２７２）
【００４５】
硬化剤
（ニ）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）
（ホ）フェノールアラルキル樹脂：ＭＥＨ−７８００ＳＳ
（明和化成製、フェノール性水酸基当量１７５）
（へ）高フェニル型アラルキル樹脂：ＭＥＨ７８５１
（明和化成製、フェノール性水酸基当量２０３）
【００４６】
シリコーン化合物：アルケニル基含有エポキシ化合物とオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを付加反応させたブロック共重合体（ジオルガノポリシロキサン含有量４５重量％、エポキシ当量３８０）
【００４７】
【化６】

（式中、Ｒはメチル基、Ｒ¹は水素原子、Ｒ²は−ＯＣＨ₂−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ₂−Ｏ−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−である。）
【００４８】
無機質充填剤：球状溶融シリカ（龍森製、平均粒径２０μｍ）
硬化触媒：トリフェニルホスフィン（北興化学製）
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：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ＫＢＭ−４０３（信越化学工業製）
【００４９】
ワックス
（１） 下記式で示される酸価２０のワックス
【化７】

（ｎは１８〜２３の整数）
（２） 滴点１０４、酸価１７のポリエチレンワックス
（３） カルナバワックス
（４） 花王ワックスＥＢＦＦ
【００５０】
【表２】

【００５１】
表２の結果から明らかなように、本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、成形性に優れ、耐湿信頼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、耐湿信頼性に優れるものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides an epoxy resin for semiconductor encapsulation that provides a cured product with excellent mold releasability when molding continuously when molding semiconductor components, little mold contamination, and excellent moisture resistance reliability. The present invention relates to a composition and a semiconductor device sealed with a cured product of the resin composition.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Currently, resin-encapsulated diodes, transistors, ICs, LSIs, and super LSIs are the mainstream semiconductor devices, but epoxy resins are more formable, adhesive, electrical, mechanical, and more than other thermosetting resins. Since it has excellent moisture resistance and the like, it is common to seal a semiconductor device with an epoxy resin composition.
[0003]
In the epoxy resin composition for semiconductor sealing, a release agent such as natural wax is generally added in order to improve the release property from the mold when semiconductor components are sealed. However, when the semiconductor component is continuously formed, the mold may be soiled by the release agent component, or the releasability from the mold may be deteriorated due to oxidative degradation of the resin component. When the mold release property is lowered, there is a problem that the reliability of the semiconductor element is lowered due to damage at the time of mold release, the mold cleaning frequency is increased, and the productivity is lowered.
[0004]
In addition, depending on the type of release agent to be added, the adhesiveness between the elements inside the semiconductor, the substrate, the lead frame and the epoxy resin composition may be significantly impaired. In some cases, cracks caused by peeling may occur during reflow soldering of semiconductor components. For this reason, there has been a demand for the development of an epoxy resin composition that has both releasability, particularly releasability during continuous molding and adhesion to various materials. In particular, biphenyl type epoxy resins and biphenyl skeleton-containing aralkyl resins have the property that the degree of polymerization is low, so that resin migration to the mold increases and mold contamination is likely to occur. Development of a mold release agent having excellent continuous formability has been desired.
[0005]
In order to solve this problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-106871, a saturated fatty acid having 12 to 24 carbon atoms and a fatty acid amide having 12 to 40 carbon atoms are added for releasability and prevention of cracks during solder reflow. A proposed composition has been proposed. However, when a saturated fatty acid and a fatty acid amide are added to the composition, there is a problem that the releasability at the time of continuous molding is not sufficient and the frequency of cleaning the mold increases.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent mold releasability when continuously molded when molding semiconductor components, less mold contamination, and excellent moisture resistance reliability. It is an object of the present invention to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that gives a product, and a semiconductor device encapsulated with a cured product of the resin composition.
[0007]
Means for Solving the Problem and Embodiment of the Invention
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a release agent, (D) a silicone compound, and (E) an inorganic filler. In the epoxy resin composition having an essential component, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using the following components (a) and (b) in combination as the release agent (C) is excellent in continuous moldability. In addition, the present inventors have found that a semiconductor device encapsulated with a cured product of the epoxy resin composition has excellent moisture resistance reliability and has made the present invention.
[0008]
(A) A wax represented by the following general formula (1).
[Chemical 2]

(In the formula, R ¹ is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 18 to 40 carbon atoms, and R ² is a hydrogen atom or an R ¹ —CO— group.)
(B) Polyethylene wax having an acid value of 15 to 28.
[0009]
Therefore, the present invention
(A) Epoxy resin (B) Curing agent (C) Release agent (D) As silicone compound, alkenyl group of alkenyl group-containing epoxy compound and SiH group of organopolysiloxane represented by the following average composition formula (2) Block copolymer H _a R _b SiO _{(4-ab) / 2} (2)
(In the formula, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and a and b are positive numbers satisfying 0.001 ≦ a ≦ 1, 1 ≦ b ≦ 3, and 1.001 ≦ a + b ≦ 3. .)
(E) An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having an inorganic filler as an essential component, wherein (C) the release agent is a combination of the components (a) and (b) shown above. Provided are a semiconductor sealing epoxy resin composition and a semiconductor device sealed with a cured product of the semiconductor sealing epoxy resin composition.
[0010]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The (A) epoxy resin which comprises the epoxy resin composition of this invention is not specifically limited. Common epoxy resins include novolak-type epoxy resins, cresol novolak-type epoxy resins, triphenolalkane-type epoxy resins, aralkyl-type epoxy resins, biphenyl-skeleton-containing aralkyl-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, dicyclopentadiene-type epoxy resins. , Heterocyclic epoxy resin, naphthalene ring-containing epoxy resin, bisphenol A-type epoxy compound, bisphenol F-type epoxy compound, stilbene-type epoxy resin, etc., one of which is used alone or in combination of two or more Can do.
[0011]
The epoxy resin has a hydrolyzable chlorine content of 1000 ppm or less, particularly 500 ppm or less, and sodium and potassium are each preferably 10 ppm or less. If the hydrolyzable chlorine exceeds 1000 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.
[0012]
The curing agent (B) used in the present invention is not particularly limited. As a general curing agent, a phenol resin is preferable. Specifically, a phenol novolak resin, a naphthalene ring-containing phenol resin, an aralkyl type phenol resin, a triphenol alkane type phenol resin, a biphenyl skeleton-containing aralkyl type phenol resin, a biphenyl type. Examples include phenolic resins, alicyclic phenolic resins, heterocyclic phenolic resins, naphthalene ring-containing phenolic resins, bisphenol A type resins, bisphenol F type resins, and other bisphenol type phenol resins. Two or more kinds can be used in combination.
[0013]
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.
[0014]
Here, the blending amount of the curing agent is not particularly limited, but when a phenol resin is used as the curing agent, the molar ratio of the phenolic hydroxyl group contained in the curing agent with respect to 1 mol of the epoxy group contained in the epoxy resin. Is preferably in the range of 0.5 to 2.0, particularly 0.8 to 1.5.
[0015]
In the present invention, it is preferable to use a curing accelerator 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. For example, triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, triphenylphosphine / triphenyl. Phosphorus compounds such as borane, tetraphenylphosphine and tetraphenylborate, tertiary amine compounds such as triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 Imidazole compounds such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, and the like can be used.
[0016]
Although the blending amount of the curing accelerator is an effective amount, the curing accelerator for promoting the curing reaction between the epoxy compound such as the phosphorus compound, the tertiary amine compound, and the imidazole compound and the curing agent (phenol resin) is an epoxy. It is preferable to set it as 0.1-3 weight part with respect to 100 weight part of total amounts of resin and a hardening | curing agent, especially 0.5-2 weight part.
[0017]
The release agent (C) used in the present invention is (a) the following general formula (1)
[Chemical 3]

(In the formula, R ¹ is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 18 to 40 carbon atoms, preferably 18 to 30 carbon atoms, and R ² is a hydrogen atom or an R ¹ —CO— group.)
And (b) a polyethylene wax having an acid value of 15 to 28 is used in combination.
[0018]
Here, as a specific example of the component (a) represented by the general formula (1),
[Formula 4]

(However, n is an integer of 18-23.)
These may be used alone or in combination of two or more. In addition, as an acid value of (a) component, 10-30, especially 15-25 are preferable.
[0019]
The amount of component (a) added is preferably 0.1 to 7 parts by weight, particularly 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of (A) epoxy resin and (B) curing agent. If the addition amount is small, a sufficient releasing effect may not be exhibited, and if the addition amount is large, the wax component may ooze out on the surface, which may cause surface contamination and mold contamination.
[0020]
The component (b) is a polyethylene wax having an acid value of 15 to 28.
Dropping point 104, polyethylene wax having an acid value of 17,
Examples thereof include polyethylene wax having a dropping point of 110 and an acid value of 27, and these can be used alone or in combination of two or more.
[0021]
In the case of the (b) polyethylene wax of the present invention, when the acid value is less than 15 or exceeds 28, the release effect may not be sufficiently obtained. The acid value is preferably 17 to 27. Moreover, as a dropping point, 100-120, especially 100-110 are preferable.
[0022]
In the present invention, ASTM D1386 is used as the acid value measurement method. Moreover, the method of ASTM D566 is used for the dropping point.
[0023]
Component (b) is added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight, particularly 0.5 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of (A) epoxy resin and (B) curing agent. If the addition amount is small, a sufficient releasing effect may not be exhibited, and if the addition amount is large, the wax component may ooze out on the surface, which may cause surface contamination and mold contamination.
[0024]
As the silicone compound as component (D) of the present invention, a block copolymer obtained by addition-reacting an alkenyl group of an alkenyl group-containing epoxy compound and an SiH group of an organopolysiloxane represented by the following average composition formula (2) Is used.
[0025]
H _a R _b SiO _{(4-ab) / 2} (2)
(In the formula, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and a and b are positive numbers satisfying 0.001 ≦ a ≦ 1, 1 ≦ b ≦ 3, and 1.001 ≦ a + b ≦ 3. .)
[0026]
Here, in the formula (2), the monovalent hydrocarbon group for R is preferably a group having 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 8 carbon atoms, specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group. , Butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, decyl group and other alkyl groups, vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, hexenyl group and other alkenyl groups, phenyl group, An aryl group such as a xylyl group, a tolyl group, an aralkyl group such as a benzyl group, a phenylethyl group, a phenylpropyl group, etc., or a part or all of the hydrogen atoms of these hydrocarbon groups is a halogen atom such as chlorine, fluorine or bromine. Examples thereof include halogen-substituted monovalent hydrocarbon groups such as substituted chloromethyl groups, bromoethyl groups, and trifluoropropyl groups.
[0027]
In the formula (2), more preferable ranges of a and b are 0.01 ≦ a ≦ 0.5, 1.5 ≦ b ≦ 2.5, and 1.51 ≦ a + b ≦ 2.5. The number of silicon atoms in one molecule of the organopolysiloxane (2) is preferably 2 to 1000, particularly preferably 10 to 200, and the number of hydrogen atoms (SiH groups) directly bonded to the silicon atom is 1 to 10, particularly 1 It is preferably ~ 5. The organopolysiloxane content in the block copolymer is preferably 5 to 50% by weight, particularly 10 to 20% by weight.
[0028]
The method for producing the copolymer of the present invention is already known (Japanese Examined Patent Publication No. 63-60069, Japanese Examined Publication No. 63-60070, etc.), and the alkenyl group of the alkenyl group-containing epoxy compound is represented by the above formula (2). It can be obtained by addition reaction with SiH group of organopolysiloxane. Specific examples of the block copolymer include a structure represented by the following formula (3).
[0029]
[Chemical formula 5]

(In the above formula, R is the same as above, R ¹ is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R ² is —CH ₂ CH ₂ CH ₂ —, —OCH ₂ —CH (OH) —CH ₂ — O—CH ₂ CH ₂ CH ₂ — or —O—CH ₂ CH ₂ CH ₂ —, n is an integer of 1 to 200, preferably 10 to 100, and p and q are 1 to 100, preferably 1 to 20. Is an integer.)
[0030]
In the present invention, the addition of the component (D) improves the compatibility of the release agent component with the epoxy resin and the curing agent, so that the release agent is uniformly dispersed in the epoxy matrix. It is possible to suppress the phenomenon that the mold component component exudes unevenly to the mold.
[0031]
(D) The addition amount of the silicone compound is 0.1 to 7 parts by weight, particularly 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the curing agent. Part. When the addition amount is less than 0.1 parts by weight, a sufficient release effect may not be obtained, and when it exceeds 7 parts by weight, fluidity may be lowered.
[0032]
As the (E) inorganic filler used in the present invention, those usually blended in an epoxy resin composition can be used. Examples thereof include silicas such as fused silica and crystalline silica, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, glass fiber and the like. The average particle diameter and shape of these inorganic fillers are not particularly limited, but spherical fused silica having an average particle diameter of 5 to 30 μm is particularly preferable.
[0033]
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of an inorganic filler shall be 400-1200 weight part with respect to 100 weight part of total amounts of an epoxy resin and a hardening | curing agent, especially 600-1000 weight part. If the blending amount is too small, the expansion coefficient becomes large and damage to the semiconductor element may be increased. If the blending amount is too large, the fluidity is lowered and the semiconductor element may not be sealed.
[0034]
The inorganic filler of the present invention 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 between the resin and the inorganic filler. . As such a coupling agent, epoxy silane such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N Silane cups such as amino silanes such as -β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and mercaptosilane such as γ-mercaptosilane It is preferable to use a ring agent. Here, the blending amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.
[0035]
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can be used in combination with waxes such as carnauba wax, higher fatty acid, and synthetic wax within the range in which the objects and effects of the present invention can be expressed in addition to the above components.
[0036]
Various additives can be further blended in the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention as necessary. For example, thermoplastic resin, thermoplastic elastomer, organic synthetic rubber, low stress agent such as silicone, colorant such as carbon black, halogen trap agent, and flame retardant, such as brominated epoxy resin, antimony trioxide, zinc molybdate Additives such as phosphorus compounds such as phosphate esters, triphenyl phosphate, ammonium polyphosphate, red phosphorus, hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, inorganic compounds such as zinc borate and zinc stannate It can be added and blended within a range not impairing the object of the present invention.
[0037]
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention includes, for example, an epoxy resin, a curing agent, a release agent, a silicone compound, an inorganic filler, and other additives in a predetermined composition ratio, and this is mixed with a mixer or the like. Then, the mixture can be melted and mixed with a hot roll, a kneader, an extruder, etc., then cooled and solidified, and pulverized to an appropriate size to obtain a molding material.
[0038]
The thus obtained 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 common method of encapsulation is low-pressure transfer molding Law. In addition, as for the shaping | molding temperature of the epoxy resin composition for semiconductor sealing of this invention, it is desirable to carry out for 30 to 180 second at 150-180 degreeC, and for 2 to 16 hours at 150-180 degreeC.
[0039]
【The invention's effect】
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is excellent in releasability when continuously molded when sealing semiconductor components, has few runner breakage and mold contamination, and is excellent in reliability. Give a cured product.
[0040]
Moreover, the semiconductor device sealed with the hardened | cured material of the epoxy resin composition for semiconductor sealing of this invention is excellent in moisture resistance reliability, and is especially useful industrially.
[0041]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is shown concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example.
[0042]
[Examples 1-7, Comparative Examples 1-4]
The components shown in Table 1 were uniformly melt-mixed with two hot rolls, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. For these compositions, the following properties (a) to (f) were measured. The results are shown in Table 2.
(A) Spiral flow value Using a mold conforming to the EMMI standard, measurement was performed under conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm ² , and a molding time of 120 seconds.
(B) Gelation time The gelation time of the composition was measured on a hot plate at 175 ° C.
(C) Measured at 175 ° C. at a test load of 0.98 N / mm ² using a melt viscosity increasing flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation).
(D) Molding hardness According to JIS-K6911, the hot hardness when a 10 × 4 × 100 mm rod is molded under the conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm ² , and a molding time of 90 seconds is the Barcol hardness. Measured with a meter.
(E) Formability (surface contamination)
The epoxy resin composition is heated to 175 ° C. at a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm ² , a transfer speed of 10 seconds, and a curing time of 120 using 240 pin QFP (42 alloy) having a size of 24 × 24 × 2.7 mm. Molding was performed under the condition of seconds. The surface contamination of the molded product was observed visually.
(F) Using a 100 pin QFP (42 alloy) frame with a size of 14 × 20 × 2.7 mm mounted with a 7 × 7 × 0.4 mm silicon chip coated with continuously moldable silicon nitride, The epoxy resin composition was continuously molded under the conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm ² , a transfer speed of 10 seconds, and a molding time of 60 seconds. In each shot of continuous molding 200, 500, and 700, the condition of runner breakage and mold contamination are visually observed, and the degree of peeling between the silicon chip surface of the molded product and the epoxy resin composition at the time of 500 shots is observed. Measured with an ultrasonic flaw detector.
[0043]
[Table 1]

[0044]
Epoxy resin (a) o-cresol novolac type epoxy resin: EOCN1020-55
(Nippon Kayaku, epoxy equivalent 200)
(B) Biphenyl type epoxy resin: YX4000HK
(Oilized shell, epoxy equivalent 190)
(C) Epoxidized high phenyl type aralkyl resin: NC3000P
(Nippon Kayaku, epoxy equivalent 272)
[0045]
Curing agent (d) phenol novolac resin: DL-92
(Maywa Kasei, phenolic hydroxyl group equivalent 110)
(E) Phenol aralkyl resin: MEH-7800SS
(Maywa Kasei, phenolic hydroxyl group equivalent 175)
(F) High phenyl type aralkyl resin: MEH7851
(Maywa Kasei, phenolic hydroxyl group equivalent 203)
[0046]
Silicone compound: Block copolymer obtained by addition reaction of an alkenyl group-containing epoxy compound and an organohydrogenpolysiloxane (diorganopolysiloxane content: 45% by weight, epoxy equivalent: 380)
[0047]
[Chemical 6]

(In the formula, R is a methyl group, R ¹ is a hydrogen atom, and R ² is —OCH ₂ —CH (OH) —CH ₂ —O—CH ₂ CH ₂ CH ₂ —).
[0048]
Inorganic filler: Spherical fused silica (manufactured by Tatsumori, average particle size 20 μm)
Curing catalyst: Triphenylphosphine (manufactured by Hokuko Chemical)
Carbon black: Denka Black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo)
Silane coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, KBM-403 (manufactured by Shin-Etsu Chemical)
[0049]
Wax (1) Acid value 20 wax represented by the following formula:

(N is an integer from 18 to 23)
(2) Polyethylene wax having a dropping point of 104 and an acid value of 17 (3) Carnauba wax (4) Kao Wax EBFF
[0050]
[Table 2]

[0051]
As is apparent from the results in Table 2, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention can provide a cured product having excellent moldability and excellent moisture resistance reliability, and curing of the epoxy resin composition of the present invention. A semiconductor device sealed with an object has excellent moisture resistance reliability.

Claims (3)

(A) Epoxy resin (B) Curing agent (C) Release agent (D) As silicone compound, alkenyl group of alkenyl group-containing epoxy compound and SiH group of organopolysiloxane represented by the following average composition formula (2) Block copolymer H _a R _b SiO _{(4-ab) / 2} (2)
(In the formula, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and a and b are positive numbers satisfying 0.001 ≦ a ≦ 1, 1 ≦ b ≦ 3, and 1.001 ≦ a + b ≦ 3. .)
(E) An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having an inorganic filler as an essential component, wherein (C) the release agent is a combination of the components (a) and (b) shown below. An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, which is characterized.
(A) A wax represented by the following general formula (1).

(In the formula, R ¹ is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 18 to 40 carbon atoms, and R ² is a hydrogen atom or an R ¹ —CO— group.)
(B) Polyethylene wax having an acid value of 15 to 28. (A) With respect to 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and (B) curing agent, the amount of (C) release agent (a) component added is 0.1 to 7 parts by weight; The addition amount is 0.1 to 5 parts by weight, (D) the addition amount of the silicone compound is such that the content of the organopolysiloxane part is 0.1 to 7 parts by weight, and (E) the addition amount of the inorganic filler is 400. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the content is ˜1200 parts by weight. A semiconductor device encapsulated with a cured product of the epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor according to claim 1.