JP2008235669A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、封止樹脂起因の導電性金属異物による短絡事故の少ない樹脂封止半導体装置、及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device that is less likely to cause a short circuit due to a conductive metal foreign matter caused by an encapsulating resin, and a method for manufacturing the same.
従来の半導体装置は、金属製のリードフレーム上あるいは有機基板上に半導体素子(半導体チップ)が搭載され、上記半導体素子と上記リードフレームのインナーリード、あるいは有機基板の回路とが、金線、銅線などの金属ワイヤーでボンディングすることにより接続されている。更に、上記半導体素子は、トランスファータイプエポキシ樹脂組成物で樹脂封止されている。 In a conventional semiconductor device, a semiconductor element (semiconductor chip) is mounted on a metal lead frame or an organic substrate, and the semiconductor element and the inner lead of the lead frame or the circuit of the organic substrate are made of gold wire, copper They are connected by bonding with a metal wire such as a wire. Further, the semiconductor element is resin-sealed with a transfer type epoxy resin composition.
最近は、家電製品や携帯電話等の小型化、高性能化が進んできており、半導体装置においても、小型化,薄型化,高性能化が要請され、TSOP(シン・スモール・アウトライン・パッケージ)やQFP(クワッド・フラット・パッケージ)、ボールやランドで導通を図るBGA(ボール・グリッド・アレイ)やLGA(ランド・グリッド・アレイ)等における金属ワイヤーファインピッチ化が進んでいる。最新の半導体装置では、金属ワイヤーのピッチが44μm弱のものもあり、将来は20μm以下になると考えられている。 Recently, miniaturization and high performance of home electric appliances and mobile phones are progressing, and there is a demand for miniaturization, thinning, and high performance of semiconductor devices, and TSOP (Thin Small Outline Package) Metal wire fine pitch has been advanced in QFP (Quad Flat Package), BGA (Ball Grid Array), LGA (Land Grid Array), etc., which are conductive by balls and lands. Some of the latest semiconductor devices have a metal wire pitch of less than 44 μm, which is considered to be 20 μm or less in the future.
一方、上記トランスファータイプ半導体封止用エポキシ樹脂組成物の原料配合のうち、60〜90質量%は、非常に磨耗性の強い無機質充填剤である。上記エポキシ樹脂組成物は、一般的に、混合,溶融混練,粉砕、タブレットの工程で製造されるが、これら各工程において製造装置の摩擦や磨耗に起因した導電性金属異物が混入する。更には、上記製造装置に起因する以外に、組成物を構成する材料自身に導電性金属異物が存在し、更には着色のために原料として配合されたカーボンブラックの粗粒が混入している場合もある。このような導電性異物が混入した半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、上記半導体素子を樹脂封止すると、上記導電性異物が金属ワイヤー間等に挟まり、電気短絡不良を引き起こすおそれがある。特に上記のような狭ピッチの半導体装置では、短絡不良が発生しやすいものであった。 On the other hand, 60 to 90% by mass of the raw material composition of the transfer type semiconductor sealing epoxy resin composition is an inorganic filler having a very high wear resistance. The epoxy resin composition is generally manufactured by mixing, melt-kneading, pulverizing, and tableting processes. In each of these processes, conductive metal foreign matters due to friction and wear of the manufacturing apparatus are mixed. Furthermore, in addition to the above-described manufacturing apparatus, when conductive metal foreign matter exists in the material constituting the composition itself, and carbon black coarse particles blended as a raw material for coloring are mixed There is also. If the semiconductor element is resin-sealed using such an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation mixed with such conductive foreign matter, the conductive foreign matter may be sandwiched between metal wires and the like, which may cause an electrical short circuit failure. . In particular, in the narrow pitch semiconductor device as described above, a short circuit failure is likely to occur.
そこで、上記導電性金属異物の混入を低減するために、上記半導体封止用エポキシ樹脂組成物の製造工程において、例えば、特許文献1(特開平9−173890号公報)では、マグネットを用いて上記導電性金属異物の除去を行う方法が提案されている。
しかしながら、上記マグネットを用いた除去方法では、大きなサイズの導電性金属異物や強磁性の導電性金属異物の除去は効果的であるが、弱磁性の導電性金属異物やカーボンブラック粗粒の除去は十分に行うことができない。また組成物に練り込まれた異物の除去は困難である。
Therefore, in order to reduce the contamination of the conductive metal foreign matter, in the manufacturing process of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-173890), a magnet is used to A method for removing conductive metal foreign matter has been proposed.
However, the removal method using the magnet is effective in removing large-sized conductive metal foreign matter and ferromagnetic conductive metal foreign matter, but it does not remove weak magnetic conductive metal foreign matter and carbon black coarse particles. Can't do enough. Moreover, it is difficult to remove foreign substances kneaded into the composition.
また、特許文献2(特開2006−124478号公報)には、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の導電性金属異物を磁化器が発生する磁束中に通すことにより発熱させ、赤外線カメラで金属異物を検出し、取り除くことが提案されている。
しかしながら、この方法においても完全に導電性金属異物を取り除くことは限界があり、またカーボンブラックの粗粒は検出、除去できない。
Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-124478), the conductive metal foreign matter of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is heated by passing it through the magnetic flux generated by the magnetizer, and the metal foreign matter is detected with an infrared camera. It has been proposed to detect and remove.
However, even with this method, there is a limit to completely removing the conductive metal foreign matter, and coarse particles of carbon black cannot be detected and removed.
従って、従来のトランスファータイプエポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置は、短絡不良発生の可能性があり、信頼性に不安があるものであった。 Therefore, the semiconductor device encapsulated with the conventional transfer type epoxy resin composition may cause a short circuit failure, and is uneasy about reliability.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、従来の半導体装置製造法では達成できなかった導電性異物に起因する短絡不良を起こすことの少ない半導体装置、及びその製造方法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 it is an object of the present invention to provide a semiconductor device that is less likely to cause a short circuit failure due to conductive foreign matter that cannot be achieved by a conventional semiconductor device manufacturing method, and a method for manufacturing the same. And
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、半導体素子が金属リードフレームのインナーリード又は有機基板の回路とワイヤーで接続された半導体装置において、ワイヤーの周囲部を(A)液状樹脂組成物で封止し、その後、この上を(B)固形の樹脂組成物で封止してなる半導体装置が、短絡不良が少ないことを見出し、本発明をなすに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that a semiconductor device in which a semiconductor element is connected to an inner lead of a metal lead frame or a circuit of an organic substrate by a wire, the surrounding portion of the wire is (A) a liquid resin. The semiconductor device formed by sealing with the composition and then sealing with the (B) solid resin composition was found to have few short-circuit defects, and the present invention was made.
従って、本発明は、下記の半導体装置、及びその製造方法を提供する。
〔1〕 半導体素子が金属リードフレームのインナーリード又は有機基板の回路とワイヤーで接続された半導体装置において、ワイヤーの周囲部が(A)液状樹脂組成物の硬化物で封止され、更にその上から(B)固形の樹脂組成物の硬化物で封止されてなることを特徴とする半導体装置。
〔2〕 液状樹脂組成物(A)が、組成物中に含まれる金属の量が1ppm以下であり、大きさ20μm以上の導電性異物を実質的に含まないものであることを特徴とする〔1〕記載の半導体装置。
〔3〕 液状樹脂組成物(A)が、液状エポキシ樹脂及び硬化剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕記載の半導体装置。
〔4〕 固形の樹脂組成物(B)が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤及び無機質充填剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物であることを特徴とする〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の半導体装置。
〔5〕 半導体素子が金属リードフレームのインナーリード又は有機基板の回路とワイヤーで接続された半導体装置の製造方法において、ワイヤーの周囲部を(A)液状樹脂組成物の硬化物で封止した後、その上に(B)固形の樹脂組成物の硬化物を封止することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Accordingly, the present invention provides the following semiconductor device and manufacturing method thereof.
[1] In a semiconductor device in which a semiconductor element is connected to an inner lead of a metal lead frame or a circuit of an organic substrate with a wire, the periphery of the wire is sealed with a cured product of (A) a liquid resin composition, and further (B) A semiconductor device which is sealed with a cured product of a solid resin composition.
[2] The liquid resin composition (A) is characterized in that the amount of metal contained in the composition is 1 ppm or less and substantially does not contain conductive foreign matters having a size of 20 μm or more. [1] The semiconductor device according to [1].
[3] The semiconductor device according to [1] or [2], wherein the liquid resin composition (A) is an epoxy resin composition containing a liquid epoxy resin and a curing agent.
[4] The solid resin composition (B) is an epoxy resin composition comprising an epoxy resin, a phenol resin, a curing accelerator, and an inorganic filler, [1] to [3] The semiconductor device according to any one of the above.
[5] In a method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor element is connected to an inner lead of a metal lead frame or a circuit of an organic substrate by a wire, after the periphery of the wire is sealed with a cured product of the liquid resin composition (A) And (B) a cured product of the solid resin composition is sealed on the semiconductor device.
本発明の半導体装置は、ワイヤー(金線又は銅線)の周囲が導電性異物の少ない液状樹脂組成物で覆われているので、導電性異物に起因する電気的短絡不良が発生しないものである。 In the semiconductor device of the present invention, since the periphery of the wire (gold wire or copper wire) is covered with a liquid resin composition with little conductive foreign matter, an electrical short circuit failure caused by the conductive foreign matter does not occur. .
本発明の半導体装置は、半導体素子が金属リードフレームのインナーリード又は有機基板の回路とワイヤーで接続された半導体装置であり、ワイヤーの周囲部が(A)液状樹脂組成物の硬化物で封止され、その上から(B)固形の樹脂組成物の硬化物で封止されていることを特徴とするものである。 The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device in which a semiconductor element is connected to an inner lead of a metal lead frame or a circuit of an organic substrate by a wire, and the periphery of the wire is sealed with a cured product of (A) a liquid resin composition From above, it is sealed with a cured product of (B) a solid resin composition.
液状樹脂組成物(A)は、組成物中に含まれる金属の量が1ppm以下であることが好ましく、更に大きさ20μm以上の導電性異物が実質的に含まれていないことが好ましい。該液状樹脂組成物としては、(a)液状エポキシ樹脂、(b)硬化剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物であることが好ましい。 In the liquid resin composition (A), the amount of metal contained in the composition is preferably 1 ppm or less, and it is preferable that the conductive foreign matter having a size of 20 μm or more is substantially not contained. The liquid resin composition is preferably an epoxy resin composition containing (a) a liquid epoxy resin and (b) a curing agent.
液状樹脂組成物(A)に用いられる液状エポキシ樹脂(a)としては、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等、又は下記式で表されるエポキシ樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。これらのうち、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂が好ましい。 Examples of the liquid epoxy resin (a) used in the liquid resin composition (A) include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins such as bisphenol F type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, and cresol novolac type epoxy resins. Examples thereof include novolak-type epoxy resins, naphthalene-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, cyclopentadiene-type epoxy resins, and epoxy resins represented by the following formulas, and mixtures thereof. Of these, bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins are preferred.
ここで、Rは炭素数1〜20、好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜3の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基等が挙げられる。また、nは1〜4の整数、特に1又は2である。 Here, R is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 3 carbon atoms, such as an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group or a propyl group, a vinyl group, Examples include alkenyl groups such as allyl groups. N is an integer of 1 to 4, particularly 1 or 2.
上記液状エポキシ樹脂(a)は、室温で液状のものであり、具体的に、JIS K−7117に規定する方法による測定法で、25℃における粘度が1〜10000mPa・s、特に1〜1000mPa・sであることが好ましい。 The liquid epoxy resin (a) is liquid at room temperature. Specifically, the viscosity at 25 ° C. is 1 to 10000 mPa · s, particularly 1 to 1000 mPa · s, as measured by the method defined in JIS K-7117. It is preferable that it is s.
液状樹脂組成物(A)に用いられる硬化剤(b)としては特に限定はしないが、アミン系、ポリメルカプタン系、イミダゾール系、酸無水物系、及びジシアンジアミド等が挙げられる。好ましくは、アミン硬化剤及び酸無水物硬化剤が使用される。アミン硬化剤としては、下記一般式(1)〜(4)で表される少なくとも1種類の芳香族アミン化合物が好ましい。 Although it does not specifically limit as a hardening | curing agent (b) used for a liquid resin composition (A), An amine type, a polymercaptan type, an imidazole type, an acid anhydride type, dicyandiamide, etc. are mentioned. Preferably, amine curing agents and acid anhydride curing agents are used. As the amine curing agent, at least one aromatic amine compound represented by the following general formulas (1) to (4) is preferable.
上式において、R1〜R4の一価炭化水素基としては、炭素数1〜6、特に1〜3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フロロメチル基、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。 In the above formula, the monovalent hydrocarbon group of R 1 to R 4 is preferably a group having 1 to 6 carbon atoms, particularly 1 to 3 carbon atoms, and preferably a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group , Alkyl groups such as tert-butyl group and hexyl group, alkenyl groups such as vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group and hexenyl group, phenyl group, etc., or part or all of hydrogen atoms of these hydrocarbon groups And halogen-substituted monovalent hydrocarbon groups such as a fluoromethyl group, a bromoethyl group, and a trifluoropropyl group, which are substituted with a halogen atom such as chlorine, fluorine, or bromine.
上記芳香族アミン系硬化剤は、通常、常温で固体であり、そのまま配合すると樹脂粘度が上昇し、作業性が著しく悪くなるため、エポキシ樹脂と反応しない温度で、溶融混合することが好ましい。即ち、後述する配合量で、70〜150℃の温度範囲で1〜2時間エポキシ樹脂と溶融混合することが望ましい。混合温度が70℃未満であると芳香族アミン系硬化剤が十分に相溶しにくくなるおそれがあり、150℃を超える温度であるとエポキシ樹脂と反応して粘度上昇するおそれがある。また、混合時間が1時間未満であると芳香族アミン系硬化剤が十分に相溶せず、粘度上昇を招くおそれがあり、2時間を超えるとエポキシ樹脂と反応し、粘度上昇するおそれがある。 The aromatic amine-based curing agent is usually solid at normal temperature, and if blended as it is, the resin viscosity increases and the workability is remarkably deteriorated. Therefore, it is preferable to melt and mix at a temperature that does not react with the epoxy resin. That is, it is desirable to melt and mix with the epoxy resin at a temperature range of 70 to 150 ° C. for 1 to 2 hours in a blending amount described later. If the mixing temperature is less than 70 ° C, the aromatic amine curing agent may not be sufficiently compatible, and if it exceeds 150 ° C, it may react with the epoxy resin and increase the viscosity. Also, if the mixing time is less than 1 hour, the aromatic amine curing agent is not sufficiently compatible and may increase the viscosity, and if it exceeds 2 hours, it may react with the epoxy resin and increase the viscosity. .
酸無水物硬化剤としては、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、マレイン化アロオシメン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラビスベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、(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、3,4−ジメチル−6−(2−メチル−1−プロぺニル)−1,2,3,6−テトラハイドロフタル酸無水物、1−イソプロピル−4−メチル−ビシクロ[2.2.2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物及びこれらの混合物等が挙げられる。特に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、3,4−ジメチル−6−(2−メチル−1−プロぺニル)−1,2,3,6−テトラハイドロフタル酸無水物、1−イソプロピル−4−メチル−ビシクロ[2.2.2]オクト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物及びこれらの混合物が好ましい。このような硬化剤としては、例えば、リカシッドMH700(新日本理化株式会社製)、YH306、YH307(ジャパンエポキシレジン社製)として市販されている。
Acid anhydride curing agents include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, pyromellitic dianhydride, maleated alloocimene, benzophenonetetracarboxylic dianhydride 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetrabisbenzophenonetetracarboxylic dianhydride, (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl)
(b)硬化剤の配合量は、液状エポキシ樹脂に対する当量比〔(a)液状エポキシ樹脂/(b)硬化剤〕で、0.7以上1.2以下の範囲にすることが好ましく、より好ましくは0.8〜1.0の範囲にする。配合モル比が前記下限値未満では未反応のエポキシ基が残存し、ガラス転移温度の低下となり、また密着性が低下するおそれがある。前記上限値を超えては、硬化物が硬く脆くなり、リフロー時又は温度サイクル時にクラックが発生するおそれがある。 The blending amount of the (b) curing agent is preferably in the range of 0.7 to 1.2, more preferably an equivalent ratio to the liquid epoxy resin [(a) Liquid epoxy resin / (b) curing agent]. Is in the range of 0.8 to 1.0. When the blending molar ratio is less than the lower limit value, unreacted epoxy groups remain, resulting in a decrease in the glass transition temperature, and the adhesion may be decreased. If the upper limit is exceeded, the cured product becomes hard and brittle, and cracks may occur during reflow or temperature cycling.
また、膨張係数を組成物(B)と近づけるために無機質充填剤を添加してもよい。この場合の無機質充填剤量は、エポキシ樹脂と硬化剤の合計100質量部に対して100〜800質量部、特に120〜700質量部が好ましい。また、無機質充填剤は20μm以上の粒径のものが1質量%以下、特に0.5質量%以下であることが好ましい。20μm以上の粒径のものが1質量%よりも多いとメッシュろ過時に目詰まりを起こしやすく作業性が困難となることがある。 Further, an inorganic filler may be added in order to make the expansion coefficient close to that of the composition (B). In this case, the amount of the inorganic filler is preferably 100 to 800 parts by mass, particularly 120 to 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the epoxy resin and the curing agent. The inorganic filler having a particle diameter of 20 μm or more is preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less. When the particle size is 20 μm or more and more than 1% by mass, clogging is likely to occur during mesh filtration, and workability may be difficult.
液状樹脂組成物(A)は、エポキシ樹脂、硬化剤及び必要により他の成分を混合・撹拌することにより調製することができ、混合する際の装置としては、プラネタリーミキサー、シンキーミキサー、3本ロールミルなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。上記各成分を均一に混合した後、20μmのメッシュで加圧ろ過して、導電性異物を取り除いたものが使用される。ここで、加圧ろ過時の加圧条件としては、2kgf/cm2以下、より好ましくは0.5kgf/cm2以上1.5kgf/cm2以下が好ましい。2kgf/cm2を超える加圧では、メッシュが破れるおそれがあり、0.5kgf/cm2未満では、吐出量が少なく生産性に問題が生じるおそれがある。 The liquid resin composition (A) can be prepared by mixing and stirring an epoxy resin, a curing agent, and other components as necessary. As a device for mixing, a planetary mixer, a sinky mixer, three Although a roll mill etc. are mentioned, it is not specifically limited. After the above components are uniformly mixed, pressure-filtered with a 20 μm mesh to remove conductive foreign matters is used. Here, the pressurizing condition at the time of pressure filtration is preferably 2 kgf / cm 2 or less, more preferably 0.5 kgf / cm 2 or more and 1.5 kgf / cm 2 or less. If the pressure exceeds 2 kgf / cm 2 , the mesh may be broken, and if it is less than 0.5 kgf / cm 2 , the discharge amount is small and there may be a problem in productivity.
このようにして得られた液状樹脂組成物は、20μm以上の大きさの導電性異物を実質的に含まないものであり、該組成物に20μm以上の導電性異物が混入していないかは、以下の方法で検出することができる。すなわち樹脂組成物1kgをアセトン2Lに溶解し、1時間浸透機で撹拌する。そののち20μmのメッシュでろ過し、メッシュ上に残った残存物を10000ガウスの磁石で捕集し、重さとサイズを測定する。 The liquid resin composition thus obtained is substantially free of conductive foreign matters having a size of 20 μm or more, and whether or not conductive foreign matters of 20 μm or more are mixed in the composition It can be detected by the following method. That is, 1 kg of the resin composition is dissolved in 2 L of acetone and stirred with a permeator for 1 hour. After that, it is filtered through a 20 μm mesh, and the residue remaining on the mesh is collected with a 10,000 gauss magnet, and the weight and size are measured.
得られた液状樹脂組成物中の導電性異物量は1ppm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5ppm以下である。ここで、液状樹脂組成物中の導電性異物量は以下の方法により測定することができる。
液状樹脂組成物中の導電性異物量について、液状樹脂組成物の製造工程は、固形の樹脂組成物のようにヘンシェルなどの高速撹拌機での粉体混合工程がなく、またコニーダーなどの連続押出し機などを経ることがないため、金属異物の混入機会が著しく少ない。また、仮に混入したとしても、上述したようにメッシュろ過することによって1ppm以下に低減することができる。
液状樹脂組成物に、導電性異物量が1ppmより多く残存しているか、20μm以上の導電性異物が混入していると、短絡不良を完全に防ぐことができないことがある。
The amount of the conductive foreign matter in the obtained liquid resin composition is preferably 1 ppm or less, more preferably 0.5 ppm or less. Here, the amount of conductive foreign matter in the liquid resin composition can be measured by the following method.
Regarding the amount of conductive foreign matter in the liquid resin composition, the production process of the liquid resin composition has no powder mixing step with a high-speed stirrer such as Henschel like the solid resin composition, and continuous extrusion such as a kneader. Since there is no need to go through a machine, there are very few opportunities for metal foreign matter to enter. Even if it is mixed, it can be reduced to 1 ppm or less by mesh filtration as described above.
If the amount of conductive foreign matter remains in the liquid resin composition more than 1 ppm, or if conductive foreign matter of 20 μm or more is mixed, short circuit failure may not be completely prevented.
液状樹脂組成物(A)は液状であり、JIS Z−8803に準じ、測定温度:25℃、E型粘度計により測定した粘度が10〜10000Pa・s、特に10〜1000Pa・sであることが好ましい。 The liquid resin composition (A) is in a liquid state, and according to JIS Z-8803, the measurement temperature is 25 ° C., and the viscosity measured with an E-type viscometer is 10 to 10000 Pa · s, particularly 10 to 1000 Pa · s. preferable.
液状樹脂組成物(A)の硬化は、120〜180℃で30〜120分間、特には150℃,60分の条件で、ポッティング方式で行われることが多いが、これに限定されるものではない。硬化温度が低すぎる、あるいは硬化時間が短すぎると固形の樹脂組成物(B)の成形時に液状樹脂組成物(A)が流れ出すことがある。また硬化温度が高すぎる、あるいは硬化時間が長すぎると固形の樹脂組成物(B)との接着性が悪くなることがある。 Curing of the liquid resin composition (A) is often performed by a potting method at 120 to 180 ° C. for 30 to 120 minutes, particularly 150 ° C. for 60 minutes, but is not limited thereto. . If the curing temperature is too low or the curing time is too short, the liquid resin composition (A) may flow out during the molding of the solid resin composition (B). If the curing temperature is too high or the curing time is too long, the adhesion with the solid resin composition (B) may be deteriorated.
固形の樹脂組成物(B)は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、硬化促進剤及び無機質充填剤を含有してなるエポキシ樹脂組成物であることが好ましい。 The solid resin composition (B) is preferably an epoxy resin composition containing an epoxy resin, a phenol resin, a curing accelerator and an inorganic filler.
上記エポキシ樹脂としては特に限定されるものではなく、通常用いられているものでよい。例えば、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、ビスフェノールA型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型、ナフタレン型等が挙げられる。これらは、単独で使用できるほか、2種以上を併用してもよい。 The epoxy resin is not particularly limited and may be a commonly used one. For example, a cresol novolak type, a phenol novolak type, a bisphenol A type, a biphenyl type, a triphenylmethane type, a naphthalene type, and the like can be given. These can be used alone or in combination of two or more.
上記フェノール樹脂は、上記エポキシ樹脂の硬化剤としての作用を奏するものであり、特に限定されるものではなく、通常用いられるものでよい。例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールA型ノボラック、ナフトールノボラック、フェノールアラルキル樹脂等が挙げられる。これらは、単独で使用できるほか、2種以上を併用してもよい。 The said phenol resin has an effect | action as a hardening | curing agent of the said epoxy resin, It does not specifically limit and may be used normally. Examples thereof include phenol novolak, cresol novolak, bisphenol A type novolak, naphthol novolak, and phenol aralkyl resin. These can be used alone or in combination of two or more.
上記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量あたり、フェノール樹脂中の水酸基が0.5〜1.5当量となるように配合することが好ましい。より好ましくは0.8〜1.2当量である。フェノール樹脂中の水酸基量が少なすぎると所定の成形条件では十分な硬化が得られず強度の低下を起こす場合があり、多すぎると硬化物のガラス転移温度が下がる場合があり、半導体部品の信頼性に影響を及ぼす場合がある。 It is preferable to mix | blend the mixing | blending ratio of the said epoxy resin and a phenol resin so that the hydroxyl group in a phenol resin may be 0.5-1.5 equivalent per 1 equivalent of epoxy groups in an epoxy resin. More preferably, it is 0.8-1.2 equivalent. If the amount of hydroxyl groups in the phenolic resin is too small, sufficient curing may not be obtained under the specified molding conditions, and strength may be reduced. If it is too high, the glass transition temperature of the cured product may be lowered. May affect sex.
上記硬化促進剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、アミン型やリン型等のものが挙げられる。そのうちアミン型としては、2−イミダゾール等のイミダゾール類、トリエタノールアミンや1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等の三級アミン類等が挙げられる。また、リン型としては、トリフェニルホスフィン、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が挙げられる。これらは、単独で使用できるほか、2種以上を併用してもよい。 The curing accelerator is not particularly limited, and examples thereof include amine type and phosphorus type. Among them, examples of the amine type include imidazoles such as 2-imidazole, and tertiary amines such as triethanolamine and 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7. Examples of the phosphorus type include triphenylphosphine and tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate. These can be used alone or in combination of two or more.
硬化促進剤の配合割合は、樹脂組成物(B)全体の0.1〜3.0質量%の割合に設定することが好ましい。樹脂組成物の成形性、充填性を考慮すると、0.15〜0.35質量%がより好ましい。硬化促進剤の配合量が少なすぎると硬化反応が十分に進まず、機械強度が低下する場合があり、多すぎると硬化反応が速くなりすぎ、半導体部品の成形時に未充填などの成形不良を起こす場合がある。 The blending ratio of the curing accelerator is preferably set to a ratio of 0.1 to 3.0% by mass of the entire resin composition (B). In consideration of moldability and fillability of the resin composition, 0.15 to 0.35% by mass is more preferable. If the blending amount of the curing accelerator is too small, the curing reaction may not proceed sufficiently and the mechanical strength may be reduced. If it is too large, the curing reaction will be too fast, causing molding defects such as unfilling when molding semiconductor components. There is a case.
上記無機質充填剤としては、通常、樹脂組成物に配合されるものを使用することができる。具体的には、例えば、球状の溶融シリカ、破砕状の溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、ムライト、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素、酸化チタン、ガラス繊維等が挙げられる。これらの中でも、シリカ、特には球状の溶融シリカが望ましく、その平均粒径が3〜30μmで、湿式篩い法で測定した75μmを超える粒径が0.2質量%以下であるものが、成形性、流動性の面からより望ましい。これらは、単独で使用できるほか、2種以上を併用してもよい。 As said inorganic filler, what is normally mix | blended with a resin composition can be used. Specific examples include silica such as spherical fused silica, crushed fused silica, crystalline silica, alumina, mullite, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, glass fiber, and the like. Among these, silica, particularly spherical fused silica is desirable, and the average particle size thereof is 3 to 30 μm, and the particle size exceeding 75 μm measured by the wet sieving method is 0.2% by mass or less. More desirable from the viewpoint of fluidity. These can be used alone or in combination of two or more.
なお、本発明において、平均粒径は、例えばレーザー光回折法等による粒度分布測定により得ることができ、重量平均値(又はメディアン径)等として求めることができる。 In the present invention, the average particle diameter can be obtained by, for example, particle size distribution measurement by a laser light diffraction method or the like, and can be obtained as a weight average value (or median diameter) or the like.
この無機質充填剤の配合量としては、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の合計量100質量部に対し、700〜1100質量部とすることが好ましい。700質量部未満では樹脂の割合が高く、線膨張係数が目的とする値にならないことがある。また1100質量部を超える量では粘度が高くなるために成形できなくなるおそれがある。
本発明においては、固形の樹脂組成物(B)がワイヤーと直に接することがないために、固形の樹脂組成物(B)の成形時の粘度が低粘度である必要はなく、よって、半導体装置のそり防止のために無機質充填剤を高充填することが可能である。
As a compounding quantity of this inorganic filler, it is preferable to set it as 700-1100 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of an epoxy resin and a phenol resin. If it is less than 700 mass parts, the ratio of resin is high and a linear expansion coefficient may not become the target value. On the other hand, when the amount exceeds 1100 parts by mass, the viscosity becomes high, and there is a possibility that molding cannot be performed.
In the present invention, since the solid resin composition (B) is not in direct contact with the wire, the viscosity of the solid resin composition (B) at the time of molding does not need to be low. In order to prevent warping of the apparatus, it is possible to highly fill the inorganic filler.
なお、無機質充填剤は、樹脂と無機質充填剤表面との結合強度を強くするため、予めシランカップリング剤などで表面処理したものを配合することが好ましい。ここで、表面処理に用いるカップリング剤量及び表面処理方法については特に制限されない。 The inorganic filler is preferably blended in advance with a silane coupling agent or the like in order to increase the bonding strength between the resin and the surface of the inorganic filler. Here, the amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.
更に、本発明の樹脂組成物(B)には、上記成分に加えて、必要に応じて、モリブデン化合物、フォスファゼン化合物、ブロム化エポキシ樹脂等のハロゲン系難燃剤、三酸化アンチモン等の難燃助剤、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やγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、カルナバワックス等の離型剤などの添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で用いることができる。 Furthermore, in addition to the above components, the resin composition (B) of the present invention includes a flame retardant such as a molybdenum compound, a phosphazene compound, or a brominated epoxy resin, and a flame retardant aid such as antimony trioxide, if necessary. The purpose of the present invention is to add additives such as silane coupling agents such as β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and release agents such as carnauba wax. It can be used as long as it is not impaired.
本発明の樹脂組成物(B)は、上記各成分を混合し、例えば、ミキシングロール、連続押し出し機で加熱溶融して製造することができる。これを室温に冷却した後、公知の手段によって粉砕し、必要に応じてタブレット化する。樹脂組成物(B)は、通常、粉末状もしくはこれを打錠したタブレット状になっているものである。 The resin composition (B) of the present invention can be produced by mixing the above-described components and heating and melting them with, for example, a mixing roll or a continuous extruder. After cooling this to room temperature, it is pulverized by known means and tableted as necessary. The resin composition (B) is usually in the form of a powder or a tablet obtained by tableting this.
樹脂組成物(B)の成形方式は特に限定されるものではないが、特にはトランスファー成形機が用いられ、160〜180℃の高温で40〜180秒で成形される。更に、172〜178℃で、50〜90秒後硬化することが好ましい。 The molding method of the resin composition (B) is not particularly limited, but in particular, a transfer molding machine is used, and molding is performed at a high temperature of 160 to 180 ° C. in 40 to 180 seconds. Furthermore, it is preferable to cure at 172 to 178 ° C. after 50 to 90 seconds.
本発明の半導体装置は、半導体素子が金属リードフレームのインナーリード又は有機基板の回路と、ワイヤーで接続された半導体装置であり、ワイヤーの周囲部が(A)液状樹脂組成物の硬化物で封止され、その上から(B)固形の樹脂組成物の硬化物で封止されているものである。該半導体装置は、まず液状樹脂組成物(A)で金属ワイヤーの全体をコーティングし、硬化させ、その後にトランスファー成形機で、固形の樹脂組成物(B)で封止することができる。
ここで、液状樹脂組成物(A)及び固形の樹脂組成物(B)の封止割合は特に限定されるものでなく、液状樹脂組成物(A)により金属ワイヤー全体が被覆されていればよい。
The semiconductor device of the present invention is a semiconductor device in which a semiconductor element is connected to an inner lead of a metal lead frame or a circuit of an organic substrate by a wire, and the periphery of the wire is sealed with a cured product of (A) a liquid resin composition. It is stopped and sealed from above with a cured product of (B) a solid resin composition. The semiconductor device can be first coated with a liquid resin composition (A) and cured, and then sealed with a solid resin composition (B) with a transfer molding machine.
Here, the sealing ratio of the liquid resin composition (A) and the solid resin composition (B) is not particularly limited as long as the entire metal wire is covered with the liquid resin composition (A). .
なお、液状樹脂組成物(A)のコーティング方法としては、ポッティング法、ディスペンス法などが適用される。硬化条件としては、上述した条件を用いることができる。また、樹脂組成物(B)の硬化条件も上述した条件を採用することができる。 In addition, as a coating method of a liquid resin composition (A), a potting method, a dispensing method, etc. are applied. As the curing conditions, the conditions described above can be used. Moreover, the conditions mentioned above can also be employ | adopted for the hardening conditions of a resin composition (B).
ここで、本発明の半導体装置について図を用いて具体的に説明すると、図1は、本発明の半導体装置の実装構造を示す断面図であり、有機回路基板1と、半導体素子2上の窒化珪素、ポリイミド、あるいはLowKパッシベーション膜4にて被覆されたアルミニウム配線3とが、ワイヤー5で接続されており、該ワイヤー5が隠れるように、導電性異物の少ない液状樹脂組成物(A)6の硬化物によりコーティングされ、更にこの上に、トランスファー成形用固形樹脂組成物(B)7の硬化物が封止されているものである。
なお、ワイヤーとしては、金線、銅線等の線が用いられる。金線、銅線の線径も微細化しており、20μmを切る線径の線も市場で適用されている。
Here, the semiconductor device of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the mounting structure of the semiconductor device of the present invention, and nitriding on the organic circuit substrate 1 and the
In addition, wires, such as a gold wire and a copper wire, are used as a wire. Wire diameters of gold wires and copper wires are also miniaturized, and wires having a diameter of less than 20 μm are also applied in the market.
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。なお、下記例において、粘度は25℃における値である。 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. In the following examples, the viscosity is a value at 25 ° C.
[実施例1、比較例1]
まず、下記に示す各成分を準備した。
<液状樹脂組成物>
エポキシ樹脂
ビスフェノールA型エポキシ樹脂RE303S−L(日本化薬社製、エポキシ当量170、粘度30Pa・s):65質量部
硬化剤
アミン系硬化剤カヤハードAA(日本化薬社製、アミン価64、粘度20Pa・s):35質量部
球状シリカ
平均粒径8μm、20μm以上の粗粒量0.1質量%未満:150質量部
イオントラップ材
DHT−4A−2(Mg、Alの複合酸化物、協和化学製):2質量部
カップリング剤
KBM403E(グリシジルタイプトリメトキシシラン、信越化学製):1質量部
[Example 1, Comparative Example 1]
First, each component shown below was prepared.
<Liquid resin composition>
Epoxy resin Bisphenol A type epoxy resin RE303S-L (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 170, viscosity 30 Pa · s): 65 parts by mass
Curing agent Amine-based curing agent Kayahard AA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., amine number 64, viscosity 20 Pa · s): 35 parts by mass
Spherical silica Average particle size 8 μm, coarse particle amount of 20 μm or more less than 0.1% by mass: 150 parts by mass
Ion trap material DHT-4A-2 (Mg, Al composite oxide, manufactured by Kyowa Chemical): 2 parts by mass
Coupling agent KBM403E (glycidyl type trimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical): 1 part by mass
液状樹脂組成物の溶融粘度、ガラス転移温度(Tg)、線膨張係数は、下記の通りである。
粘度(25℃):22Pa・s
Tg:100℃
線膨張係数1:35ppm
線膨張係数2:115ppm
The melt viscosity, glass transition temperature (Tg), and linear expansion coefficient of the liquid resin composition are as follows.
Viscosity (25 ° C.): 22 Pa · s
Tg: 100 ° C
Linear expansion coefficient 1:35 ppm
Linear expansion coefficient 2: 115 ppm
なお、これらは、下記に示す方法により測定した。
(粘度)
各組成物について、JIS Z−8803に準じ、測定温度:25℃、E型粘度計を用いて、試料をセットして2分後の値を測定した。
(ガラス転移温度、線膨張係数)
常温から10℃/分で昇温して、200〜260℃の温度で、30秒以上5分以下保持して硬化物を得た。該硬化物を、常温まで冷却して、5mm×5mm×15mmの試験片を切り出して、TMA(熱機械分析装置)により、毎分5℃で昇温してTg(ガラス転移温度)を測定した。
硬化物の(Tg−30℃)が100℃未満の場合は、CTE1((Tg−30℃)以下の温度における線膨張係数)は−30〜0℃で、CTE2(Tg超の温度における線膨張係数)は150〜180℃で測定した。
硬化物の(Tg−30℃)が100℃以上の場合は、CTE1は50〜80℃、CTE2は200〜230℃で測定した。
In addition, these were measured by the method shown below.
(viscosity)
About each composition, according to JISZ-8803, measurement temperature: 25 degreeC, the sample was set using the E-type viscosity meter, and the value after 2 minutes was measured.
(Glass transition temperature, linear expansion coefficient)
The temperature was raised from room temperature at 10 ° C./min and held at a temperature of 200 to 260 ° C. for 30 seconds to 5 minutes to obtain a cured product. The cured product was cooled to room temperature, a test piece of 5 mm × 5 mm × 15 mm was cut out, and the temperature was raised at 5 ° C. per minute by TMA (thermomechanical analyzer) to measure Tg (glass transition temperature). .
When (Tg-30 ° C) of the cured product is less than 100 ° C, CTE1 (linear expansion coefficient at a temperature of (Tg-30 ° C) or lower) is -30 to 0 ° C, and CTE2 (linear expansion at a temperature higher than Tg). The coefficient was measured at 150 to 180 ° C.
When (Tg-30 ° C) of the cured product was 100 ° C or higher, CTE1 was measured at 50 to 80 ° C, and CTE2 was measured at 200 to 230 ° C.
導電性金属異物の検出:
得られた本組成物について、前述の導電性金属異物検出方法により導電性金属異物の検出を行った。
組成物1kg中の導電性金属異物量:0.5ppm
組成物1kg中に存在する20μm以上の導電性金属異物:含まず
Detection of conductive metallic foreign matter:
About this obtained composition, the conductive metal foreign material was detected with the above-mentioned conductive metal foreign material detection method.
Conductive metal foreign matter content in 1 kg of composition: 0.5 ppm
Conductive metal foreign matter of 20 μm or more present in 1 kg of the composition: not included
<固形エポキシ樹脂組成物>
エポキシ樹脂
ビフェニル型エポキシ樹脂YX4000(JER製、エポキシ当量192、融点100℃):57質量部
フェノール樹脂
フェノールアラルキル樹脂MEH7800(明和化成製、水酸基当量170、融点83℃):43質量部
硬化促進剤
トリフェニルホスフィン(TPP):1質量部
無機質充填剤a
平均粒径15μm、最大径75μmの球状溶融シリカ:900質量部
無機質充填剤b
平均粒径1μmの球状溶融シリカ:50質量部
離型剤
カルナバワックス:2質量部
カップリング剤
KBM803(メルカプトタイプトリメトキシシラン、信越化学製):2質量部
顔料
デンカブラック:2質量部
<Solid epoxy resin composition>
Epoxy resin Biphenyl type epoxy resin YX4000 (manufactured by JER, epoxy equivalent 192, melting point 100C): 57 parts by mass
Phenol resin Phenol aralkyl resin MEH7800 (Maywa Kasei, hydroxyl equivalent 170, melting point 83 ° C): 43 parts by mass
Curing accelerator Triphenylphosphine (TPP): 1 part by mass
Inorganic filler a
Spherical fused silica having an average particle diameter of 15 μm and a maximum diameter of 75 μm: 900 parts by mass
Inorganic filler b
Spherical fused silica having an average particle size of 1 μm: 50 parts by mass
Mold release agent Carnauba wax: 2 parts by mass
Coupling agent KBM803 (mercaptotype trimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical): 2 parts by mass
Pigment <br/> Denka Black: 2 parts by mass
固形エポキシ樹脂組成物のスパイラルフロー、ゲル化時間、溶融粘度、ガラス転移温度(Tg)、線膨張係数は、下記の通りである。
スパイラルフロー、175℃:30inch
ゲル化時間、175℃:25秒
溶融粘度、175℃:8Pa・s
Tg:130℃
線膨張係数1:8ppm
線膨張係数2:30ppm
The spiral flow, gel time, melt viscosity, glass transition temperature (Tg), and linear expansion coefficient of the solid epoxy resin composition are as follows.
Spiral flow, 175 ° C: 30 inch
Gelling time, 175 ° C .: 25 seconds melt viscosity, 175 ° C .: 8 Pa · s
Tg: 130 ° C
Linear expansion coefficient 1: 8ppm
Linear expansion coefficient 2: 30 ppm
なお、これらは、下記に示す方法により測定した。
(スパイラルフロー)
EMMI規格に準じた金型を使用して、温度175℃、圧力6.9N/mm2、成形時間90秒の条件で測定した。
(ゲル化時間)
175℃に加熱された熱板上に組成物を薄く広げ、スパチュラで樹脂を掻き取り、熱板面から樹脂が剥がれる点をゲル化時間とした。
(溶融粘度)
(株)島津製作所製の高化式フローテスターを用い、1mmφ×10mmのダイスを用いて、175℃で10kgfの荷重をかけて測定した時の最低溶融粘度を求めた。
(ガラス転移温度)
温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で5mm×5mm×15mmの硬化物を成形し、180℃で4時間ポストキュアした。その後、理学(株)製TMA8140Cで−55〜50℃、及び150〜200℃で直線を引き、その交点からガラス転移温度を求めた。昇温スピード5℃/min。
(線膨張係数)
温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で5mm×5mm×15mmの硬化物を成形し、180℃で4時間ポストキュアした。その後、理学(株)製TMA8140Cで−55〜50℃、及び150〜200℃の線膨張係数を測定した。昇温スピード5℃/min。
In addition, these were measured by the method shown below.
(Spiral flow)
Using a mold conforming to the EMMI standard, measurement was performed under conditions of a temperature of 175 ° C., a pressure of 6.9 N / mm 2 , and a molding time of 90 seconds.
(Gel time)
The composition was spread thinly on a hot plate heated to 175 ° C., the resin was scraped off with a spatula, and the point at which the resin was peeled off from the hot plate surface was defined as the gel time.
(Melt viscosity)
The minimum melt viscosity when measured by applying a load of 10 kgf at 175 ° C. using a 1 mmφ × 10 mm die using a high-pressure flow tester manufactured by Shimadzu Corporation.
(Glass-transition temperature)
A cured product of 5 mm × 5 mm × 15 mm was molded under the conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm 2 and a molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. Thereafter, straight lines were drawn at −55 to 50 ° C. and 150 to 200 ° C. with TMA8140C manufactured by Rigaku Corporation, and the glass transition temperature was determined from the intersection.
(Linear expansion coefficient)
A cured product of 5 mm × 5 mm × 15 mm was molded under the conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm 2 and a molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. Thereafter, linear expansion coefficients of −55 to 50 ° C. and 150 to 200 ° C. were measured with TMA8140C manufactured by Rigaku Corporation.
導電性金属異物の検出:
得られた本組成物について、前述の導電性金属異物検出方法により導電性金属異物の検出を行った。
組成物1kg中の導電性金属異物量:3ppm
組成物1kg中に存在する20μm以上の導電性金属異物:30個(最大径120μm)
Detection of conductive metallic foreign matter:
About this obtained composition, the conductive metal foreign material was detected with the above-mentioned conductive metal foreign material detection method.
Conductive metal foreign matter content in 1 kg of composition: 3 ppm
Conductive metal foreign matter of 20 μm or more present in 1 kg of the composition: 30 (maximum diameter 120 μm)
上記各組成物を用いて、導電性金属異物混入による短絡不良を確認するために下記の方法に従って、半導体装置を作製して短絡不良の評価を行った。その結果を表1に示した。 Using each of the above compositions, a semiconductor device was fabricated and evaluated for short-circuit failure in accordance with the following method in order to confirm short-circuit failure due to mixing of conductive metal foreign matter. The results are shown in Table 1.
〔半導体装置の作製〕
図1に示すように、有機回路基板1と、半導体素子2上の窒化珪素パッシベーション膜4により覆われたアルミニウム配線3とを接続している直径20μmのワイヤー5が隠れるように、液状樹脂組成物6で、室温でディスペンサーを用いて覆った後、150℃×30分の条件で硬化した。その後、この上に、タブレット化した固形のエポキシ樹脂組成物7をトランスファー成形(条件:175℃×90秒)し、更に175℃×5時間の後硬化を行うことにより半導体装置を作製した。
[Fabrication of semiconductor devices]
As shown in FIG. 1, the liquid resin composition is hidden so that the
比較例として、液状樹脂組成物で覆わずに、直に固形エポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置を作製した。 As a comparative example, a semiconductor device that was directly sealed with a solid epoxy resin composition without being covered with a liquid resin composition was produced.
得られた半導体装置は、下記に示す800ピンPBGA(ボールグリッドアレイパッケージ)である。
800ピンPBGA(ボールグリッドアレイパッケージ)タイプ:大きさ35mm×35mm×厚み1.2mm
半導体素子サイズ:10mm×10mm×厚み1mm
端子ピッチ:80μm、ワイヤー間距離:60μm
The obtained semiconductor device is an 800-pin PBGA (ball grid array package) shown below.
800-pin PBGA (ball grid array package) type: size 35mm x 35mm x thickness 1.2mm
Semiconductor element size: 10 mm x 10 mm x thickness 1 mm
Terminal pitch: 80 μm, distance between wires: 60 μm
〔短絡不良評価〕
上記で得られた半導体装置それぞれ500個を用いて、短絡不良の発生の有無を測定した。結果を表1に示す。
[Short-circuit defect evaluation]
Using 500 semiconductor devices obtained above, the presence or absence of occurrence of short circuit failure was measured. The results are shown in Table 1.
上記結果から、実施例1に用いた液状樹脂組成物に含まれる導電性金属異物の量が少ないことから、短絡不良も起こらず、高信頼性の半導体装置が得られたことがわかる。これに対して、比較例1の液状樹脂組成物でコートしなかった装置においては、短絡不良が発生してしまった。 From the above results, it can be seen that since the amount of conductive metal foreign matter contained in the liquid resin composition used in Example 1 is small, a short circuit failure does not occur and a highly reliable semiconductor device is obtained. On the other hand, in the device that was not coated with the liquid resin composition of Comparative Example 1, a short circuit failure occurred.
1 有機回路基板
2 半導体素子
3 Al配線
4 パッシベーション膜
5 ワイヤー
6 液状樹脂組成物
7 トランスファー成形用固形樹脂組成物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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