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JP2001200139A - Liquid epoxy resin composition for semiconductor sealing - Google Patents

Liquid epoxy resin composition for semiconductor sealing

Info

Publication number
JP2001200139A
JP2001200139A JP2000336954A JP2000336954A JP2001200139A JP 2001200139 A JP2001200139 A JP 2001200139A JP 2000336954 A JP2000336954 A JP 2000336954A JP 2000336954 A JP2000336954 A JP 2000336954A JP 2001200139 A JP2001200139 A JP 2001200139A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
particle size
weight
resin composition
liquid epoxy
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2000336954A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruyoshi Kuwabara
治由 桑原
Kazumasa Sumida
和昌 隅田
Toshio Shiobara
利夫 塩原
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 JP2000336954A priority Critical patent/JP2001200139A/en
Publication of JP2001200139A publication Critical patent/JP2001200139A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a liquid epoxy resin composition for semiconductor sealing, capable of providing a cured product having good property penetrating into narrow gap and low flexural modulus. SOLUTION: This liquid epoxy resin composition for semiconductor sealing consists essentially of (A) a liquid epoxy resin, (B) a curing agent and (C) an inorganic filler. The resin composition is characterized in that the inorganic filler has <=1 wt.% content of particles having >=45 μm average diameter and average particle diameter thereof is 1-5 μm and particle size distribution thereof has peaks in a particle diameter range of 0.5 to 2 μm and in a particle diameter range of 5-10 μm and a ratio A/B of an amount A (wt.%) of particle in the range of 0.5-2 μm particle diameter to an amount B (wt.%) in the range of 5-10 μm particle diameter is 1-20.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のポッ
ティング材やコーティング材として好適に用いられ、特
にフリップチップ用アンダーフィル材等として保存安定
性に優れており、隙間侵入性に優れた半導体封止用液状
エポキシ樹脂組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is suitably used as a potting material or a coating material for a semiconductor device, and is particularly excellent in storage stability as a flip-chip underfill material and the like, and a semiconductor sealing material having excellent gap penetration. The present invention relates to a liquid epoxy resin composition for stopping.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電気機
器の小型、軽量化、高機能化に伴い、半導体の実装方法
もピン挿入タイプから表面実装が主流になっている。そ
して、ベアチップ実装の一つにフリップチップ(FC)
実装がある。FC実装とは、LSIチップの配線パター
ン面に高さ10〜100μm程度のバンプといわれる電
極を数個から数千個形成し、基板の電極を導電ペースト
或いは半田等で接合する方式である。このため、FCの
保護に用いる封止材料は、基板とLSIチップのバンプ
等による数10μm程度(通常40μmから20μm程
度)の隙間に浸透させる必要がある。従来のフリップチ
ップ用アンダーフィル材として使用される液状エポキシ
樹脂組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤及び無機質充填剤
を配合し、信頼性を高めるために半導体のチップや基
板、バンプと線膨張係数を一致させるために、多量の無
機質充填剤を配合する処方が主流となってきている。
2. Description of the Related Art With the miniaturization, weight reduction, and enhancement of functions of electric equipment, semiconductor mounting methods have become the mainstream from pin insertion type to surface mounting. And one of bare chip mounting is flip chip (FC)
There is an implementation. FC mounting is a method in which several to thousands of electrodes called bumps having a height of about 10 to 100 μm are formed on the wiring pattern surface of an LSI chip, and the electrodes on the substrate are joined by a conductive paste or solder. For this reason, it is necessary that the sealing material used to protect the FC penetrates into a gap of about several tens of μm (normally about 40 μm to 20 μm) formed by bumps of the substrate and the LSI chip. The liquid epoxy resin composition used as the conventional underfill material for flip chips is composed of an epoxy resin, a hardener and an inorganic filler. In order to achieve the same, a formulation incorporating a large amount of an inorganic filler has become mainstream.

【0003】しかしながら、このように多量の無機質充
填剤を含むフリップチップ用アンダーフィル材において
は、狭ギャップ(40μmから20μm程度)に対して
侵入しにくく、生産性が非常に悪くなるといった問題点
が提示されており、この改善が望まれる。この場合、無
機質充填剤の粒径が小さくなれば、狭ギャップには対応
できることは容易に推測できるが、粒径を小さくするこ
とによる硬化物の弾性率の上昇が生じ、硬化物内の応力
緩和が図りにくくなり、剥離、クラックが生じ易いとい
う問題が指摘された。
[0003] However, such an underfill material for a flip chip containing a large amount of an inorganic filler has a problem that it hardly penetrates into a narrow gap (about 40 μm to 20 μm), and the productivity is extremely deteriorated. This has been suggested and this improvement is desired. In this case, if the particle size of the inorganic filler is small, it can be easily presumed that the narrow gap can be accommodated.However, the reduction in the particle size causes an increase in the elastic modulus of the cured product, thereby relaxing the stress in the cured product. However, it has been pointed out that the problem is that the peeling and cracking easily occur.

【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、侵入性が優れ、かつ低弾性率の硬化物を得ることが
できる信頼性に優れた半導体封止用液状エポキシ樹脂組
成物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 provides a highly reliable liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which is excellent in invasiveness and can obtain a cured product having a low elastic modulus. The purpose is to:

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、(A)液状エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)無
機質充填剤を含有する液状エポキシ樹脂組成物におい
て、上記無機質充填剤として、粒子径45μm以上の粒
子含有率が1重量%以下であり、平均粒子径が1〜5μ
mであると共に、粒度分布において0.5〜2μmの粒
子径範囲と5〜10μmの粒子径範囲とにそれぞれピー
クを有し、かつ0.5〜2μmの粒子径範囲の粒子量A
(重量%)と5〜10μmの粒子径範囲の粒子量B(重
量%)との比A/Bが1〜20である無機質充填剤を用
いることにより、隙間侵入性が良好で、かつ低弾性率の
硬化物を得ることのできる液状エポキシ樹脂組成物が得
られることを見出した。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above object and found that (A) a liquid epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) an inorganic material. In the liquid epoxy resin composition containing a filler, the content of particles having a particle diameter of 45 μm or more is 1% by weight or less and the average particle diameter is 1 to 5 μm as the inorganic filler.
m, the particle size distribution has peaks in the particle size range of 0.5 to 2 μm and the particle size range of 5 to 10 μm, respectively, and the particle amount A in the particle size range of 0.5 to 2 μm.
By using an inorganic filler having a ratio A / B of 1 to 20 (% by weight) and a particle amount B (% by weight) in a particle size range of 5 to 10 μm, good gap penetration and low elasticity are obtained. It has been found that a liquid epoxy resin composition capable of obtaining a cured product having a high degree of yield can be obtained.

【0006】特に、無機質充填剤として、球状シリカが
その流動性によりアンダーフィル材に使用されている
が、ギャップより大きい粒子を多量に含有していると、
ゲートで粒子が引っかかり、侵入断面積を狭くし、侵入
性に影響を及ぼすが、最大粒子径45μm以上の粒子を
できる限り除去し、平均粒子径を1〜5μmにコントロ
ールすることによって、狭ギャップヘも良好に侵入させ
ることができること、また、その際、粒子径を小さくす
ることによる高弾性率化を防止するために、粒度分布に
おいて二つのピークA,Bをもち、その各々のサイズ
で、Aである0.5〜2μmの重量%と、Bである5〜
10μmの重量%との比A/Bを1〜20にコントロー
ルすることにより、硬化物の応力緩和を図ることができ
ることを知見した。
[0006] In particular, spherical silica is used as an inorganic filler in an underfill material due to its fluidity, but if it contains a large amount of particles larger than the gap,
Particles are caught by the gate, narrowing the penetration cross section, affecting the penetration, but by removing as much as possible particles having a maximum particle diameter of 45 μm or more and controlling the average particle diameter to 1 to 5 μm, the narrow gap can be reduced. In order to be able to satisfactorily penetrate, and at that time, in order to prevent an increase in the modulus of elasticity by reducing the particle size, the particle size distribution has two peaks A and B. A certain 0.5 to 2 μm weight% and B
It has been found that by controlling the ratio A / B to the weight% of 10 μm to 1 to 20, the stress relaxation of the cured product can be achieved.

【0007】従って、本発明の半導体封止用液状エポキ
シ樹脂組成物は、非常に隙間侵入性が良好なもので、か
つその硬化物の弾性率が低くなることを見出し、本発明
をなすに至ったものである。
Therefore, the liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention was found to have a very good gap penetration property, and found that the cured product thereof had a low elastic modulus. It is a thing.

【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物は、
(A)液状エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)後述す
る特定の無機質充填剤を必須成分として含有する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
Liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention,
It contains (A) a liquid epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) a specific inorganic filler described below as essential components.

【0009】本発明に用いられる上記(A)成分の液状
エポキシ樹脂は、一分子中に2個以上のエポキシ基があ
ればいかなるものでも使用可能であるが、特に、ビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキ
シ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン
型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、シクロペ
ンタジエン型エポキシ樹脂などが例示される。この中で
も室温(25℃)で液状のエポキシ樹脂を使用するが、
特にビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノール
F型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂が
望ましい。これらのエポキシ樹脂には、下記構造で示さ
れるエポキシ樹脂を侵入性に影響を及ぼさない範囲で添
加しても何ら問題はない。
As the liquid epoxy resin of the component (A) used in the present invention, any one can be used as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. In particular, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol A Examples include bisphenol-type epoxy resins such as F-type epoxy resins, phenol novolak-type epoxy resins, novolak-type epoxy resins such as cresol-novolak-type epoxy resins, naphthalene-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, and cyclopentadiene-type epoxy resins. Among them, a liquid epoxy resin is used at room temperature (25 ° C.).
In particular, bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin are desirable. There is no problem even if an epoxy resin represented by the following structure is added to these epoxy resins within a range that does not affect the penetration.

【0010】[0010]

【化1】 Embedded image

【0011】上記液状エポキシ樹脂中の全塩素含有量
は、1,500ppm以下、望ましくは1,000pp
m以下であることが好ましい。また、100℃で50%
エポキシ樹脂濃度における20時間での抽出水塩素が1
0ppm以下であることが好ましい。全塩素含有量が
1,500ppmを超え、抽出水塩素が10ppmを超
えると、半導体素子の信頼性、特に耐湿性に悪影響を与
えるおそれがある。
The total chlorine content in the liquid epoxy resin is 1,500 ppm or less, preferably 1,000 pp
m or less. 50% at 100 ° C
Extraction water chlorine in 20 hours at epoxy resin concentration is 1
It is preferably at most 0 ppm. If the total chlorine content exceeds 1,500 ppm and the amount of extracted water chlorine exceeds 10 ppm, the reliability of the semiconductor element, particularly, the moisture resistance may be adversely affected.

【0012】次に、(B)成分の硬化剤としては、公知
のものを使用することができるが、特には酸無水物が好
ましい。酸無水物としては、テトラヒドロ無水フタル
酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒ
ドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メ
チルハイミック酸、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’
−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス
(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、
2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパ
ン二無水物などの、好ましくは分子中に脂肪族環又は芳
香族環を1個又は2個有すると共に、酸無水物基(−C
O−O−CO−)を1個又は2個有する、炭素原子数4
〜25個、好ましくは8〜20個程度の酸無水物が好適
である。
Next, known curing agents can be used as the component (B), but acid anhydrides are particularly preferred. Examples of the acid anhydride include tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, pyromellitic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'
-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (3,4
-Dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride,
It preferably has one or two aliphatic or aromatic rings in the molecule, such as 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, and has an acid anhydride group (-C
Having 1 or 2 O—O—CO—) and having 4 carbon atoms
Acid anhydrides of up to 25, preferably about 8 to 20 are suitable.

【0013】硬化剤としてこのような酸無水物を用いる
場合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基1モルに対し、硬
化剤中の酸無水物基(−CO−O−CO−)の比を0.
3〜0.7モルの範囲とすることが望ましい。0.3モ
ル未満では硬化性が不十分であり、0.7モルを超える
と、未反応の酸無水物が残存し、ガラス転移温度の低下
となるおそれがある。より望ましくは0.4〜0.6モ
ルの範囲である。
When such an acid anhydride is used as a curing agent, the ratio of the acid anhydride group (—CO—O—CO—) in the curing agent to 1 mol of the epoxy group in the epoxy resin is set to 0.1.
Desirably, the range is 3 to 0.7 mol. If it is less than 0.3 mol, the curability is insufficient, and if it exceeds 0.7 mol, unreacted acid anhydride remains and the glass transition temperature may be lowered. More preferably, it is in the range of 0.4 to 0.6 mol.

【0014】また、硬化剤としては、上記の他にジシア
ンジアミド、アジピン酸ヒドラジド、イソフタル酸ヒド
ラジド等のカルボン酸ヒドラジドも使用することができ
る。
As the curing agent, carboxylic acid hydrazides such as dicyandiamide, adipic hydrazide and isophthalic hydrazide can be used in addition to the above.

【0015】更に、必要により、本発明の組成物には、
イミダゾール化合物、3級アミン化合物、有機リン系化
合物から選ばれる1種又は2種以上を配合することがで
きる。ここで、イミダゾール化合物としては、2−メチ
ルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、4−メチル
イミダゾール、4−エチルイミダゾール、2−フェニル
イミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾー
ル、2−フェニル−4−ヒドロキシメチルイミダゾー
ル、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノ
エチル−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−
メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェ
ニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等が挙
げられる。また、3級アミン化合物としては、トリエチ
ルアミン、ベンジルトリメチルアミン、α−メチルベン
ジルジメチルアミン等の窒素原子に結合する置換基とし
てアルキル基やアラルキル基を有するアミン化合物、
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7
及びそのフェノール塩、オクチル酸塩、オレイン酸塩な
どのシクロアミジン化合物やその有機酸との塩、或いは
下記式の化合物などのシクロアミジン化合物と4級ホウ
素化合物との塩又は錯塩などが挙げられる。
Further, if necessary, the composition of the present invention comprises:
One or more selected from imidazole compounds, tertiary amine compounds, and organic phosphorus compounds can be blended. Here, as the imidazole compound, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 4-methylimidazole, 4-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-hydroxymethyl Imidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 2-phenyl-4-
Methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole and the like can be mentioned. Examples of the tertiary amine compound include amine compounds having an alkyl group or an aralkyl group as a substituent bonded to a nitrogen atom, such as triethylamine, benzyltrimethylamine, and α-methylbenzyldimethylamine.
1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7
And a salt thereof with a cycloamidine compound such as a phenol salt, an octylate salt or an oleate salt, or an organic acid thereof, or a salt or a complex salt of a cycloamidine compound such as a compound of the following formula with a quaternary boron compound.

【0016】[0016]

【化2】 Embedded image

【0017】また、有機リン系化合物としては、トリフ
ェニルホスフィン等のトリオルガノホスフィン化合物や
テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等
の4級ホスホニウム塩などが挙げられる。
Examples of the organic phosphorus compounds include triorganophosphine compounds such as triphenylphosphine and quaternary phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate.

【0018】その配合量は、上記エポキシ樹脂と硬化剤
との合計100重量部に対して0〜10重量部、好まし
くは0.01〜10重量部、より好ましくは0.5〜5
重量部である。0.01重量部より少ないと硬化性が低
下し、10重量部より多いと硬化性に優れるが、保存性
が低下する傾向となる。
The compounding amount is 0 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the epoxy resin and the curing agent.
Parts by weight. If the amount is less than 0.01 part by weight, the curability is reduced. If the amount is more than 10 parts by weight, the curability is excellent, but the storage stability tends to be reduced.

【0019】次に、本発明のエポキシ樹脂組成物には、
(C)成分として、膨張係数を小さくする目的から従来
より知られている各種の無機質充填剤を添加する。無機
質充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミ
ナ、ボロンナイトライド、窒化アルミ、窒化珪素、マグ
ネシア、マグネシウムシリケートなどが使用される。
Next, the epoxy resin composition of the present invention comprises:
As the component (C), various inorganic fillers conventionally known for the purpose of reducing the expansion coefficient are added. As the inorganic filler, fused silica, crystalline silica, alumina, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, magnesia, magnesium silicate and the like are used.

【0020】この場合、本発明においては、無機質充填
剤として、粒子径45μm以上の粒子含有率が1重量%
以下(即ち、0〜1重量%)であり、平均粒子径が1〜
5μmであると共に、粒度分布において0.5〜2μm
の粒子径範囲と5〜10μmの粒子径範囲とにそれぞれ
ピークを有し、かつ0.5〜2μmの粒子径範囲の粒子
量A(重量%)と5〜10μmの粒子径範囲の粒子量B
(重量%)との比A/Bが1〜20、好ましくは1.5
〜10であるものを使用する。なお、本発明において、
平均粒子径は、例えばレーザー光回折法による重量平均
値(又はメジアン径)等として求めることができる。
In this case, in the present invention, the content of particles having a particle diameter of 45 μm or more is 1% by weight as the inorganic filler.
Or less (that is, 0 to 1% by weight), and the average particle size is 1 to
5 μm, and 0.5 to 2 μm in the particle size distribution.
And a particle amount A (% by weight) having a particle size range of 0.5 to 2 μm and a particle amount B having a particle size range of 5 to 10 μm, respectively.
(Weight%) A / B is 1 to 20, preferably 1.5
The one that is 10 to 10 is used. In the present invention,
The average particle diameter can be determined, for example, as a weight average value (or median diameter) by a laser light diffraction method.

【0021】更に詳述すると、無機質充填剤の平均粒子
径は1〜5μm、好ましくは1.2〜2.5μmであ
り、粒子径45μm以上の粒子含有率が1重量%以下、
好ましくは0.5重量%以下である。平均粒子径が5μ
mを超えると流動に対し抵抗が大きくなり、粒子径45
μm以上の粒子含有率が1重量%を超えると、ゲートで
粒子が引っかかり、侵入断面積を狭くし、侵入性に影響
を及ぼす。また、平均粒子径が1μm未満であると、高
粘性になるので好ましくない。また、粒度分布において
二つのピークA,Bをもち、その各々のサイズで、Aで
ある0.5〜2μmの重量%と、Bである5〜10μm
の重量%との比A/Bを1〜20、好ましくは1.5〜
10にコントロールする必要がある。トップサイズが大
粒径ヘシフトするとゲートで粒子が侵入しにくく、一方
小粒径ヘシフトすると粘度が上がり過ぎて侵入性に悪影
響を及ぼす。
More specifically, the average particle diameter of the inorganic filler is 1 to 5 μm, preferably 1.2 to 2.5 μm, and the content of particles having a particle diameter of 45 μm or more is 1% by weight or less,
Preferably it is 0.5% by weight or less. Average particle size is 5μ
If the particle size exceeds 45 m, the resistance to flow becomes large,
If the content of particles having a size of μm or more exceeds 1% by weight, the particles are caught by the gate, the cross-sectional area of penetration is reduced, and the penetration is affected. On the other hand, if the average particle size is less than 1 μm, it becomes undesirably high viscosity. In the particle size distribution, there are two peaks A and B. In each size, A is 0.5 to 2 μm weight% and B is 5 to 10 μm.
A / B with respect to the weight% of 1 to 20, preferably 1.5 to
You need to control to 10. When the top size shifts to a large particle size, particles hardly enter the gate, whereas when the top size shifts to a small particle size, the viscosity increases too much and adversely affects the penetration.

【0022】その配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤との
合計量100重量部に対して100〜400重量部、望
ましくは、エポキシ樹脂と硬化剤との合計量100重量
部に対して150〜250重量部の範囲で配合すること
が好ましい。100重量部未満では、膨張係数が大き
く、冷熱試験においてクラックの発生を誘発させるおそ
れがある。400重量部を超えると、粘度が高くなり、
薄膜侵入性の低下をもたらすおそれがある。
The compounding amount is 100 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the curing agent, and preferably 150 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and the curing agent. It is preferable to mix in the range of parts by weight. If the amount is less than 100 parts by weight, the coefficient of expansion is large, and cracks may be generated in a thermal test. If it exceeds 400 parts by weight, the viscosity increases,
There is a possibility that the thin film penetration may be reduced.

【0023】本発明の組成物には、応力を低下させる目
的でシリコーンゴム、シリコーンオイルや液状のポリブ
タジエンゴム、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチ
レン共重合体といった熱可塑性樹脂などを配合してもよ
い。好ましくは、アルケニル基含有エポキシ樹脂又はフ
ェノール樹脂のアルケニル基と、下記式(1)で示され
る一分子中の珪素原子の数が10〜400、好ましくは
40〜200であり、SiH基(即ち、ケイ素原子に結
合した水素原子)の数が1〜5、好ましくは2であるオ
ルガノハイドロジェンポリシロキサンのSiH基との付
加反応により得られる共重合体を配合することがよい。 HabSiO(4-a-b)/2 (1) (式中、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基、aは
0.005〜0.1、bは1.8〜2.2、1.81≦
a+b≦2.3を満足する正数を示す。)
The composition of the present invention may contain a thermoplastic resin such as silicone rubber, silicone oil, liquid polybutadiene rubber, or methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer for the purpose of reducing stress. Preferably, the alkenyl group of the alkenyl group-containing epoxy resin or the phenol resin and the number of silicon atoms in one molecule represented by the following formula (1) are 10 to 400, preferably 40 to 200, and a SiH group (that is, It is preferable to blend a copolymer obtained by an addition reaction of an organohydrogenpolysiloxane having 1 to 5 and preferably 2 hydrogen atoms bonded to silicon atoms with SiH groups. H a R b SiO (4-ab) / 2 (1) (wherein, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, a is 0.005 to 0.1, b is 1.8 to 2. 2, 1.81 ≦
It indicates a positive number satisfying a + b ≦ 2.3. )

【0024】なお、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、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
らの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を挙げることができる。上記共重合
体としては、中でも下記構造のものが望ましい。
The monovalent hydrocarbon group of R preferably has 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 8 carbon atoms.
Ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, alkyl group such as decyl group, vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, hexenyl group Alkenyl groups such as phenyl group, xylyl group, and tolyl group; aralkyl groups such as benzyl group, phenylethyl group, and phenylpropyl group; and a part or all of hydrogen atoms of these hydrocarbon groups. A chloromethyl group substituted by a halogen atom such as fluorine, bromine,
Examples thereof include a halogen-substituted monovalent hydrocarbon group such as a bromoethyl group and a trifluoropropyl group. Among the above copolymers, those having the following structures are particularly desirable.

【0025】[0025]

【化3】 Embedded image

【0026】[0026]

【化4】 (上記式中、Rは上記と同じ、R11は水素原子又は炭素
数1〜4のアルキル基、R12は−CH2CH2CH2−、
−OCH2−CH(OH)−CH2−O−CH2CH 2CH
2−又は−O−CH2CH2CH2−である。nは8〜39
8、好ましくは38〜198の整数、pは1〜10の整
数、qは1〜10の整数である。)
Embedded image(Wherein R is the same as above, R11Is a hydrogen atom or carbon
An alkyl group of the formulas 1-4, R12Is -CHTwoCHTwoCHTwo−,
-OCHTwo-CH (OH) -CHTwo-O-CHTwoCH TwoCH
Two-Or -O-CHTwoCHTwoCHTwo-. n is 8 to 39
8, preferably an integer of 38 to 198, and p is an integer of 1 to 10.
The number and q are integers of 1 to 10. )

【0027】上記共重合体は、ジオルガノポリシロキサ
ン単位が液状エポキシ樹脂と硬化剤の合計量100重量
部に対し0〜20重量部、特には2〜15重量部含まれ
るように配合することで、応力をより一層低下させるこ
とができる。
The copolymer is blended so that the diorganopolysiloxane unit is contained in an amount of 0 to 20 parts by weight, particularly 2 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the liquid epoxy resin and the curing agent. , The stress can be further reduced.

【0028】本発明の液状エポキシ樹脂組成物には、更
に必要に応じ、接着向上用炭素官能性シラン、カーボン
ブラックなどの顔料、染料、酸化防止剤、その他の添加
剤を配合することができる。
The liquid epoxy resin composition of the present invention may further contain, if necessary, a pigment such as a carbon-functional silane for improving adhesion, carbon black, a dye, an antioxidant, and other additives.

【0029】本発明のエポキシ樹脂組成物は、例えば、
エポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤及び必要に応じて
硬化促進剤を同時に又は別々に必要により加熱処理を加
えながら撹拌、溶解、混合、分散させることにより製造
することができる。これらの混合物の混合、撹拌、分散
等の装置は特に限定されないが、撹拌、加熱装置を備え
たライカイ機、3本ロール、ボールミル、プラネタリー
ミキサー等を用いることができる。これら装置を適宜組
み合わせて使用してもよい。
The epoxy resin composition of the present invention is, for example,
It can be produced by stirring, dissolving, mixing, and dispersing an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, and a curing accelerator, if necessary, simultaneously or separately while adding a heat treatment as needed. The apparatus for mixing, stirring, and dispersing the mixture is not particularly limited, but a raikai machine equipped with a stirring and heating device, a three-roll mill, a ball mill, a planetary mixer, or the like can be used. These devices may be used in appropriate combination.

【0030】本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、ポッ
ティング材、コーティング材等として半導体装置の封止
に使用されるが、特にフリップチップ型半導体装置のア
ンダーフィル材として好適に用いられる。
The liquid epoxy resin composition of the present invention is used for encapsulating a semiconductor device as a potting material, a coating material and the like, and is particularly suitably used as an underfill material for a flip-chip type semiconductor device.

【0031】なお、本発明の液状エポキシ樹脂組成物の
粘度は、25℃において10,000ポイズ以下である
ことが好ましい。
The viscosity of the liquid epoxy resin composition of the present invention is preferably not more than 10,000 poise at 25 ° C.

【0032】本発明の組成物を用いて半導体を封止する
成形方法、成形条件は、常法とすることができるが、特
にアンダーフィル材としては、ディバイスの空隙に樹脂
組成物を侵入させて封止する際の温度条件は60〜12
0℃であることが好ましく、更に好ましくは70〜10
0℃である。60℃未満であると、組成物の粘度が高い
ため、基板とチップの隙間を侵入させることができず、
また、120℃を超えると反応が生起し、やはり侵入を
妨げる原因となる場合がある。なお、樹脂組成物を侵入
封止させた後の成形・硬化条件は、150℃で0.5〜
2時間程度が好ましい。
The molding method and molding conditions for encapsulating a semiconductor using the composition of the present invention can be conventional methods. Particularly, as the underfill material, the resin composition is introduced into the voids of the device. Temperature conditions for sealing are 60 to 12
0 ° C., more preferably 70 to 10 ° C.
0 ° C. If the temperature is lower than 60 ° C., the viscosity of the composition is high, so that the gap between the substrate and the chip cannot be penetrated,
On the other hand, when the temperature exceeds 120 ° C., a reaction occurs, which may also hinder penetration. In addition, the molding and curing conditions after the resin composition is intruded and sealed are 0.5 to 150 ° C.
About two hours are preferable.

【0033】[0033]

【実施例】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 The present invention will be described below in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

【0034】[実施例1〜4]液状エポキシ樹脂として
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(RE310:日本化
薬社製)を22.5重量部、硬化剤として酸無水物(メ
チルテトラヒドロ無水フタル酸、MH700:新日本理
化社製)を11.0重量部、球状シリカを50.0重量
部、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、KBM403:信越化学工業社
製)を0.5重量部、硬化促進剤(シクロアミジン化合
物と4級ホウ素化合物との錯塩、U−CAT5002:
旭化成社製)を6.0重量部配合し、均一に混練するこ
とによりエポキシ樹脂組成物を得た。この球状シリカと
しては、325メッシュ(フルイ目の間隔44μmに相
当する)の篩で325メッシュオンの粗粒を除去した表
1及び図1〜4に示す粒度分布を有するものを使用し
た。
[Examples 1 to 4] 22.5 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin (RE310: manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) as a liquid epoxy resin and an acid anhydride (methyltetrahydrophthalic anhydride, MH700) as a curing agent: 11.0 parts by weight of Shin Nippon Rika Co., Ltd., 50.0 parts by weight of spherical silica, and 0.5 parts by weight of a silane coupling agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, KBM403: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Part, curing accelerator (complex salt of cycloamidine compound and quaternary boron compound, U-CAT5002:
6.0 parts by weight of Asahi Kasei Co., Ltd.) were mixed and uniformly kneaded to obtain an epoxy resin composition. As the spherical silica, a silica having a particle size distribution shown in Table 1 and FIGS. 1 to 4 from which coarse particles of 325 mesh were removed by a sieve of 325 mesh (corresponding to a mesh size of 44 μm) was used.

【0035】得られたエポキシ樹脂組成物は、40μm
のギャップを形成した二枚重ねのガラス板をホットプレ
ートの上に載せ、100℃に加熱し、上記ガラス板の隙
間に侵入させた。侵入時間を2cm侵入するまでの時間
とし、侵入性を評価した。また、上記エポキシ樹脂組成
物を150℃で2時間の条件で硬化し、その硬化物の曲
げ弾性率を測定した。
The obtained epoxy resin composition has a thickness of 40 μm.
Was placed on a hot plate, heated to 100 ° C., and penetrated into the gap between the glass plates. The penetration time was set to the time required for penetration of 2 cm, and the penetration was evaluated. The epoxy resin composition was cured at 150 ° C. for 2 hours, and the flexural modulus of the cured product was measured.

【0036】[比較例1]無機質充填剤として、100
メッシュ(フルイ目の間隔149μmに相当する)の篩
で100メッシュオンの粗粒を除去した表1、図5に示
す粒度分布を有するものを用いた以外は上記実施例と同
様にして評価した。
Comparative Example 1 As an inorganic filler, 100
The evaluation was performed in the same manner as in the above example except that those having a particle size distribution shown in Table 1 and FIG. 5 from which coarse particles of 100 mesh-on were removed by a mesh (equivalent to a screen mesh of 149 μm) sieve were used.

【0037】[比較例2]無機質充填剤として、325
メッシュの篩で325メッシュオンの粗粒を除去し、篩
上の粗粒を表1に示すように、配合時に故意に添加した
表1に示す粒度分布を有するものを用いた以外は実施例
と同様にして評価した。なお、粗粒添加前の粒度分布は
図3と同等である。
Comparative Example 2 325 was used as the inorganic filler.
Except that 325 mesh-on coarse particles were removed with a mesh sieve and coarse particles on the sieve were used as shown in Table 1 except that the one having the particle size distribution shown in Table 1 was intentionally added at the time of blending. It evaluated similarly. The particle size distribution before the addition of coarse particles is the same as that in FIG.

【0038】[比較例3]無機質充填剤として、実施例
とは異なった平均粒子径0.75μmの表1、図6に示
す粒度分布を有するシリカを用いた以外は実施例と同様
にして評価した。
Comparative Example 3 Evaluation was performed in the same manner as in Example except that silica having an average particle diameter of 0.75 μm different from that of Example and having a particle size distribution shown in FIG. 6 was used as an inorganic filler. did.

【0039】[比較例4]無機質充填剤として、実施例
とは異なった平均粒子径1.53μmの表1、図7に示
す粒度分布を有するシリカを用いた以外は実施例と同様
にして評価した。上記実施例、比較例の侵入性及び曲げ
弾性率の結果を表1に併記する。
Comparative Example 4 Evaluation was performed in the same manner as in Example except that silica having a different average particle diameter of 1.53 μm from Table 1 and having a particle size distribution shown in FIG. 7 was used as the inorganic filler. did. Table 1 also shows the results of the penetration and the flexural modulus of the above Examples and Comparative Examples.

【0040】[0040]

【表1】 A:粒子径0.5〜2μmの含有量(重量%) B:粒子径5〜10μmの含有量(重量%)[Table 1] A: Content of particle size 0.5 to 2 μm (% by weight) B: Content of particle size 5 to 10 μm (% by weight)

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の半導体封止用液状エポキシ樹脂
組成物は、狭ギャップへの侵入性が良好で、また曲げ弾
性率の低い硬化物を与えるものである。
The liquid epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention has good penetration into a narrow gap and gives a cured product having a low flexural modulus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1におけるシリカの粒度分布である。FIG. 1 is a particle size distribution of silica in Example 1.

【図2】実施例2におけるシリカの粒度分布である。FIG. 2 is a particle size distribution of silica in Example 2.

【図3】実施例3及び比較例2における粗粒添加前のシ
リカの粒度分布である。
FIG. 3 is a particle size distribution of silica before adding coarse particles in Example 3 and Comparative Example 2.

【図4】実施例4におけるシリカの粒度分布である。FIG. 4 is a particle size distribution of silica in Example 4.

【図5】比較例1におけるシリカの粒度分布である。FIG. 5 is a particle size distribution of silica in Comparative Example 1.

【図6】比較例3におけるシリカの粒度分布である。FIG. 6 is a particle size distribution of silica in Comparative Example 3.

【図7】比較例4におけるシリカの粒度分布である。FIG. 7 is a particle size distribution of silica in Comparative Example 4.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshio Shiohara 1-10 Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Prefecture, Japan Silicone Electronic Materials Technology Laboratory, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)液状エポキシ樹脂、(B)硬化
剤、(C)無機質充填剤を必須成分とする液状エポキシ
樹脂組成物において、上記無機質充填剤が、粒子径45
μm以上の粒子含有率が1重量%以下であり、平均粒子
径が1〜5μmであると共に、粒度分布において0.5
〜2μmの粒子径範囲と5〜10μmの粒子径範囲とに
それぞれピークを有し、かつ0.5〜2μmの粒子径範
囲の粒子量A(重量%)と5〜10μmの粒子径範囲の
粒子量B(重量%)との比A/Bが1〜20であること
を特徴とする半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物。
1. A liquid epoxy resin composition comprising (A) a liquid epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) an inorganic filler as essential components, wherein the inorganic filler has a particle diameter of 45%.
The content of particles having a particle size of 1 μm or more is 1% by weight or less, the average particle size is 1 to 5 μm, and the particle size distribution is 0.5
Particles having a peak in the particle size range of 2 to 2 μm and a particle size range of 5 to 10 μm, respectively, and having a particle amount A (% by weight) in the particle size range of 0.5 to 2 μm and a particle in the particle size range of 5 to 10 μm A liquid epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, wherein the ratio A / B to the amount B (% by weight) is 1 to 20.
【請求項2】 フリップチップ型半導体装置のアンダー
フィル材用である請求項1記載の組成物。
2. The composition according to claim 1, which is used for an underfill material of a flip-chip type semiconductor device.
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