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JPH0733429B2 - Epoxy resin composition - Google Patents

Epoxy resin composition

Info

Publication number
JPH0733429B2
JPH0733429B2 JP3070887A JP7088791A JPH0733429B2 JP H0733429 B2 JPH0733429 B2 JP H0733429B2 JP 3070887 A JP3070887 A JP 3070887A JP 7088791 A JP7088791 A JP 7088791A JP H0733429 B2 JPH0733429 B2 JP H0733429B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
fused silica
average particle
particle size
present
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP3070887A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04218523A (en
Inventor
史郎 本田
啓司 萱場
正幸 田中
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.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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 Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP3070887A priority Critical patent/JPH0733429B2/en
Publication of JPH04218523A publication Critical patent/JPH04218523A/en
Publication of JPH0733429B2 publication Critical patent/JPH0733429B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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)
  • Epoxy Resins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】本発明は、半田付け工程で生じるパッケー
ジクラックの問題を解消する、すなわち半田耐熱性に優
れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するものであ
る。
The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation , which solves the problem of package cracks that occur during the soldering process, that is, has excellent solder heat resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。たとえば、半導
体装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金
属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノー
ル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂
封止が提案されている。しかし、経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
2. Description of the Related Art Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical characteristics, adhesiveness, etc., and can be given various characteristics by blending formulation, so they are used as industrial materials such as paints, adhesives and electrical insulation materials. Has been done. For example, as a method for sealing electronic circuit parts such as semiconductor devices, hermetic sealing using metal or ceramics and resin sealing using phenol resin, silicone resin, epoxy resin, etc. have been proposed. However, resin sealing with an epoxy resin is mainly used from the viewpoint of the balance of economy, productivity and physical properties.

【0003】一方、最近はプリント基板への部品実装に
おいても高密度化、自動化が進められており、従来のリ
ードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代
り、基板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が
盛んになってきた。それに伴いパッケージも従来のDI
P(デュアル・インライン・パッケージ)から高密度実
装、表面実装に適した薄型の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)に移行しつつある。
On the other hand, recently, densification and automation have also been promoted in mounting components on a printed circuit board. Instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the substrate, the components are soldered on the surface of the substrate. "Surface mounting method" to attach is becoming popular. Along with that, the package will also be DI
P (dual in-line package) is shifting to thin TSOP (thin small outline package) and QFP (quad flat package) suitable for high-density mounting and surface mounting.

【0004】表面実装方式への移行に伴い、従来あまり
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパッケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面
実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不
活性液体の飽和蒸気や赤外線によって加熱する半田リフ
ロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケー
ジ全体が210〜270℃の高温に加熱されることにな
る。そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、
半田付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低
下して製品として使用できないという問題がおきてい
た。
With the shift to the surface mounting method, the soldering process, which has not been a problem so far, has become a big problem. In the conventional pin insertion mounting method, the lead portion is only partially heated in the soldering process, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated. As a soldering method in the surface mounting method, a solder bath dipping method, a solder reflow method of heating with saturated vapor of an inert liquid or infrared rays is used, and in any method, the entire package is heated to a high temperature of 210 to 270 ° C. It will be. Therefore, the package sealed with the conventional sealing resin is
There was a problem that a crack was generated in the resin portion during soldering, the reliability was lowered, and the product could not be used as a product.

【0005】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因す
るといわれており、その対策として封止用樹脂の改良が
種々検討されている。
The occurrence of cracks in the soldering process is
It is said that moisture absorbed between the post-curing and the mounting process explodes into steam and expands during soldering heating, and various measures to improve the encapsulating resin are being investigated as measures against this. .

【0006】従来はエポキシ樹脂にオルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラッ
ク樹脂を用い、無機充填材として平均粒径10〜20μ
mの破砕状溶融シリカを用いるのが一般的であったが、
表面実装時に半田によりクラックが発生する問題を回避
できなかった。
Conventionally, an ortho-cresol novolac type epoxy resin is used as an epoxy resin, and a phenol novolac resin is used as a curing agent, and an average particle size is 10 to 20 μm as an inorganic filler.
It was common to use crushed fused silica of m.
We were unable to avoid the problem of cracking caused by solder during surface mounting.

【0007】そこで、エポキシ樹脂にビフェニル骨格を
有するエポキシ樹脂を用い、無機充填材として平均粒径
14μm以下の粉末状充填材を組み合わせて用いる方法
(特開昭64−87616号公報)が提案されている
が、半田耐熱性は十分とはいいがたい。
Therefore, a method has been proposed in which an epoxy resin having a biphenyl skeleton is used as the epoxy resin, and a powdery filler having an average particle size of 14 μm or less is used in combination as the inorganic filler (JP-A-64-87616). However, it cannot be said that the solder heat resistance is sufficient.

【0008】また、半田耐熱性に関する記述は無いが、
平均粒径7〜30μmの粗粒シリカと平均粒径0.1〜
3μmの単分散球状シリカを組み合わせて用いる方法
(特開平1−263131号公報)が提案されている。
しかし、この方法では封止材の流動性が改善されるだけ
で半田耐熱性のレベルは低い。
Also, although there is no description about solder heat resistance,
Coarse-grained silica having an average particle size of 7 to 30 μm and an average particle size of 0.1
A method using a combination of 3 μm monodisperse spherical silica (Japanese Patent Laid-Open No. 1-263131) has been proposed.
However, this method only improves the fluidity of the encapsulant and has a low solder heat resistance level.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る半田付け工程で生じるパッケージクラックの問題を解
消する、すなわち半田耐熱性に優れる半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor encapsulating epoxy resin composition that solves the problem of package cracks that occur during the soldering process, that is, has excellent solder heat resistance.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定のエ
ポキシ樹脂と特定の粒径、形状の組み合わせからなる溶
融シリカとを使用することにより、上記の課題を解決
し、目的に合致したエポキシ樹脂組成物が得られること
を見出し本発明に到達した。
The present inventors have solved the above-mentioned problems by using a specific epoxy resin and fused silica composed of a specific combination of particle size and shape, and met the objectives. The present invention has been achieved by finding that an epoxy resin composition can be obtained.

【0011】すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、
硬化剤(B)、溶融シリカ(C)とを必須成分として含
有してなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂
(A)が次の一般式(I)
That is, the present invention relates to an epoxy resin (A),
A resin composition comprising a curing agent (B) and fused silica (C) as essential components, wherein the epoxy resin (A) is represented by the following general formula (I):

【0012】[0012]

【化2】 [Chemical 2]

【0013】(ただし、R1 〜R8 は水素原子、C1
4 の低級アルキル基またはハロゲン原子から選ばれ、
すべてが同一である必要はない。)で表されるエポキシ
樹脂(a)を必須成分として含有するとともに、前記溶
融シリカ(C)が平均粒径10μm以下の破砕状溶融シ
リカ97〜60重量%と平均粒径4μm以下の球状溶融
シリカ3〜40重量%からなり、球状溶融シリカの平均
粒径が破砕状溶融シリカの平均粒径より小さく、かつ溶
融シリカ(C)を含む無機充填材の割合が全体の75〜
90重量%である半導体封止用エポキシ樹脂組成物であ
る。
(However, R 1 to R 8 are hydrogen atoms, and C 1 to
Selected from a C 4 lower alkyl group or a halogen atom,
Not all have to be the same. ) An epoxy resin (a) represented by the formula (1) is contained as an essential component, and the fused silica (C) has a crushed fused silica content of 97 to 60% by weight and an average particle diameter of 4 μm or less. 3 to 40% by weight, the average particle diameter of the spherical fused silica is smaller than the average particle diameter of the crushed fused silica, and the proportion of the inorganic filler containing the fused silica (C) is 75 to 70% by weight.
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is 90% by weight.

【0014】本発明のエポキシ樹脂組成物が半田耐熱性
に優れる理由はまだ明確ではないが、(1)本発明に必
須のエポキシ樹脂が1分子中にエポキシ基を2個しか持
たない2官能のエポキシ樹脂であることにより、硬化物
の架橋密度が適度に低下して低吸水性を示すこと、
(2)硬化物の架橋密度がある程度低いにもかかわらず
エポキシ樹脂が耐熱性の高いビフェニル骨格を持つため
高温において強靭性(高強度、高伸度)を示すこと、
(3)溶融シリカの小粒径化により、補強効果が増大す
るとともに応力が分散すること、(4)破砕状溶融シリ
カとそれより平均粒径の小さい球状溶融シリカを組み合
わせたことにより、局所応力が低減されるとともにクラ
ック伝播が抑止されている可能性のあること、などの効
果が相乗的に働いて各々の単独の寄与からは予想し得な
いほどの優れた半田耐熱性を示すものと思われる。
The reason why the epoxy resin composition of the present invention is excellent in solder heat resistance is not yet clear, but (1) the epoxy resin essential to the present invention is a bifunctional one having only two epoxy groups in one molecule. By being an epoxy resin, the cross-linking density of the cured product is appropriately reduced to exhibit low water absorption,
(2) It exhibits toughness (high strength, high elongation) at high temperature because the epoxy resin has a biphenyl skeleton with high heat resistance, although the crosslink density of the cured product is low to some extent.
(3) Reinforcement effect is increased and stress is dispersed by reducing the particle size of fused silica. (4) Local stress is improved by combining crushed fused silica and spherical fused silica having a smaller average particle size. It is thought that the crack resistance may be reduced and crack propagation may be suppressed, and that the effects such as synergistically work together to exhibit excellent solder heat resistance that cannot be predicted from the individual contributions of each. Be done.

【0015】以下、本発明の構成を詳述する。The structure of the present invention will be described in detail below.

【0016】本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、次
の一般式(I)
The epoxy resin (A) in the present invention has the following general formula (I):

【0017】[0017]

【化3】 [Chemical 3]

【0018】(ただし、R1 〜R8 は水素原子、C1
4 の低級アルキル基またはハロゲン原子から選ばれ、
すべてが同一である必要はない。)で表されるエポキシ
樹脂(a)を必須成分として含有する必要がある。エポ
キシ樹脂(a)を含有しない場合は半田付け工程におけ
るクラック発生防止効果は発揮されない。
(Wherein R 1 to R 8 are hydrogen atoms, C 1 to
Selected from a C 4 lower alkyl group or a halogen atom,
Not all have to be the same. ) It is necessary to contain the epoxy resin (a) represented by this as an essential component. If the epoxy resin (a) is not contained, the effect of preventing crack generation in the soldering process is not exerted.

【0019】本発明におけるエポキシ樹脂(a)の好ま
しい具体例としては、4,4´−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−
エポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメ
チルビフェニル、4、4´−ビス(2,3−エポキシプ
ロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−2−
クロロビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシ
プロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチル−2
−ブロモビフェニル、4、4´−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラエチルビ
フェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロポキ
シ)−3,3´,5,5´−テトラブチルビフェニルな
どがあげられ、4,4´−ビス(2,3−エポキシプロ
ポキシ)ビフェニル、4,4´−ビス(2,3−エポキ
シプロポキシ)−3,3´,5,5´−テトラメチルビ
フェニルが特に好ましい。
Preferred specific examples of the epoxy resin (a) in the present invention include 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl and 4,4'-bis (2,3-).
Epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3', 5,5'-tetramethyl-2-
Chlorobiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethyl-2
-Bromobiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetraethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 Examples include ′, 5,5′-tetrabutylbiphenyl, 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl, 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ′. , 5,5'-Tetramethylbiphenyl is particularly preferred.

【0020】エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキ
シ樹脂(a)の割合に関しては特に制限はないが、より
十分な効果を発揮させるためにはエポキシ樹脂(a)を
エポキシ樹脂(A)中に通常50重量%以上、好ましく
は60重量%以上含有せしめる必要がある。
The ratio of the epoxy resin (a) contained in the epoxy resin (A) is not particularly limited, but the epoxy resin (a) is contained in the epoxy resin (A) in order to exert a more sufficient effect. It is usually necessary to contain 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more.

【0021】また、本発明におけるエポキシ樹脂(A)
はエポキシ樹脂(a)をエポキシ樹脂(A)中に50重
量%以上含有していれば残りは特に制限されないが、好
ましい具体例としてはオルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、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、ハロゲン化エポキシ樹脂などがあげられ
る。
Further, the epoxy resin (A) in the present invention
Is not particularly limited as long as the epoxy resin (a) is contained in the epoxy resin (A) in an amount of 50% by weight or more, but preferred specific examples include orthocresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and bisphenol A. Type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, halogenated epoxy resin and the like.

【0022】本発明において、エポキシ樹脂(A)の配
合量は通常4〜20重量%、好ましくは6〜18重量%
である。
In the present invention, the compounding amount of the epoxy resin (A) is usually 4 to 20% by weight, preferably 6 to 18% by weight.
Is.

【0023】本発明における硬化剤(B)はエポキシ樹
脂(A)と反応して硬化させるものであれば特に制限さ
れないが、それらの具体例としてはフェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールA
やレゾルシンとホルムアルデヒドとから合成される各種
ノボラック樹脂などのフェノール系硬化剤、無水マレイ
ン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸などの酸無水
物、およびメタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニ
ルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ア
ミンなどがあげられる。中でも半導体装置封止用として
は、耐熱性、耐湿性および保存性の点からフェノール系
硬化剤が好ましく用いられ、用途によっては二種以上の
硬化剤を併用してもよい。
The curing agent (B) in the present invention is not particularly limited as long as it cures by reacting with the epoxy resin (A). Specific examples thereof include phenol novolac resin, cresol novolac resin and bisphenol A.
Phenolic hardeners such as various novolac resins synthesized from resorcinol and formaldehyde, acid anhydrides such as maleic anhydride, phthalic anhydride, pyromellitic dianhydride, and metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, etc. Examples include aromatic amines. Among them, for the semiconductor device encapsulation, a phenolic curing agent is preferably used from the viewpoint of heat resistance, moisture resistance and storability, and two or more curing agents may be used in combination depending on the application.

【0024】本発明において硬化剤(B)の配合量は通
常3〜15重量%、好ましくは4〜10重量%である。
さらに、エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比は
機械的性質や耐湿性の点から(A)に対する(B)の化
学当量比が0.7〜1.3の範囲にあることが好まし
く、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好ましい。
In the present invention, the content of the curing agent (B) is usually 3 to 15% by weight, preferably 4 to 10% by weight.
Furthermore, the compounding ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is in the range of 0.7 to 1.3 from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance. Is preferred, and particularly preferably in the range of 0.8 to 1.2.

【0025】また、本発明においてエポキシ樹脂(A)
と硬化剤(B)の硬化反応を促進するため硬化触媒を用
いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進するものならば
特に限定されず、たとえば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、2−ヘプタデシルイミダゾールなどのイミ
ダゾール化合物、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3
級アミン化合物、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・トリフェニルボレート、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有機ホスフィン化
合物があげられる。なかでも耐湿性の点から、有機ホス
フィン化合物が好ましく、トリフェニルホスフィンが特
に好ましく用いられる。これらの硬化触媒は用途によっ
ては二種以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ
樹脂(A)100重量部に対して0.5〜5重量部の範
囲が好ましい。
Further, in the present invention, the epoxy resin (A)
A curing catalyst may be used to accelerate the curing reaction of the curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction, and for example, 2-methylimidazole, 2
-Imidazole compounds such as phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, 1,8-
3 such as diazabicyclo (5,4,0) undecene-7
Primary amine compounds, triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine,
Examples thereof include organic phosphine compounds such as tri (nonylphenyl) phosphine, triphenylphosphine / triphenylborate, and tetraphenylphosphine / tetraphenylborate. Among them, organic phosphine compounds are preferable, and triphenylphosphine is particularly preferably used, from the viewpoint of moisture resistance. Two or more kinds of these curing catalysts may be used in combination depending on the use, and the addition amount thereof is preferably in the range of 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin (A).

【0026】本発明における溶融シリカ(C)は平均粒
径10μm以下の破砕状溶融シリカ97〜60重量%と
平均粒径4μm以下の球状溶融シリカ3〜40重量%と
からなり、球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融シリ
カの平均粒径より小さいものである。ここで、溶融シリ
カとは、半導体封止分野で慣用されているように非晶性
シリカを総称する。製造法は問わない。また、平均粒径
は累積重量50%になる粒径(メジアン径)を意味し、
たとえばレーザー回析式粒度分布測定装置などを用いて
測定された値である。
The fused silica (C) in the present invention comprises 97 to 60% by weight of crushed fused silica having an average particle size of 10 μm or less and 3 to 40% by weight of spherical fused silica having an average particle size of 4 μm or less. The average particle size is smaller than the average particle size of the crushed fused silica. Where the molten siri
Mosquito is an amorphous material as commonly used in the field of semiconductor encapsulation.
Collectively referred to as silica. The manufacturing method does not matter. Further, the average particle diameter means a particle diameter (median diameter) at which the cumulative weight becomes 50%,
For example, it is a value measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device or the like.

【0027】破砕状溶融シリカの平均粒径は10μmを
越えると半田耐熱性が不十分になり、10μm以下であ
れば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の点
から3μm以上、10μm以下のものが好ましく用いら
れ、3μm以上、7μm未満のものが特に好ましく用い
られる。ここで、破砕状溶融シリカは平均粒径が10μ
m以下になれば平均粒径が異なる2種類以上のものを併
用してもよい。
If the average particle diameter of the crushed fused silica exceeds 10 μm, the solder heat resistance becomes insufficient, and if it is 10 μm or less, no particular limitation is imposed, but from the viewpoint of solder heat resistance, 3 μm or more and 10 μm or less. Those having a thickness of 3 μm or more and less than 7 μm are particularly preferably used. Here, the crushed fused silica has an average particle size of 10 μm.
Two or more kinds having different average particle diameters may be used in combination as long as m or less.

【0028】また、球状溶融シリカの平均粒径は4μm
を越えると半田耐熱性が不十分になり、4μm以下であ
れば特に制限を加えるものではないが、成形性を考慮す
ると0.01μm以上、3μm未満のものが好ましく、
0.1μm以上、3μm未満のものが特に好ましく用い
られる。ここで、球状溶融シリカは平均粒径が4μm以
下になれば平均粒径が異なる2種類以上のものを併用し
てもよい。
The average particle size of the spherical fused silica is 4 μm.
If the value exceeds 4 μm, the solder heat resistance becomes insufficient, and if it is 4 μm or less, no particular limitation is imposed, but in consideration of moldability, a value of 0.01 μm or more and less than 3 μm is preferable,
Those having a thickness of 0.1 μm or more and less than 3 μm are particularly preferably used. Here, spherical fused silica may be used in combination of two or more kinds having different average particle diameters as long as the average particle diameter is 4 μm or less.

【0029】本発明における溶融シリカ(C)において
は、球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融シリカの平
均粒径より小さいことが重要である。球状溶融シリカの
平均粒径が破砕状溶融シリカの平均粒径より大きくなる
と半田耐熱性が大きく低下する。球状溶融シリカの平均
粒径は破砕状溶融シリカの平均粒径より小さければよい
が、好ましくは球状溶融シリカの平均粒径が破砕状溶融
シリカの平均粒径の2/3以下であり、特に好ましくは
1/2以下である。
In the fused silica (C) of the present invention, it is important that the average particle diameter of the spherical fused silica is smaller than that of the crushed fused silica. If the average particle size of the spherical fused silica is larger than the average particle size of the crushed fused silica, the solder heat resistance is significantly reduced. The average particle size of the spherical fused silica may be smaller than the average particle size of the crushed fused silica, but the average particle size of the spherical fused silica is preferably 2/3 or less of the average particle size of the crushed fused silica, and particularly preferred. Is 1/2 or less.

【0030】さらに、本発明においては、破砕状溶融シ
リカと球状溶融シリカの比率が上記の範囲に無い場合は
半田耐熱性に優れた硬化物が得られない。
Further, in the present invention, if the ratio of crushed fused silica to spherical fused silica is not within the above range, a cured product having excellent solder heat resistance cannot be obtained.

【0031】本発明において溶融シリカ(C)を含む無
機充填材の割合は全体の75〜90重量%であり、さら
に好ましくは77〜88重量%である。無機充填材の全
体に対する割合が上記の範囲に無い場合は半田耐熱性に
優れた硬化物が得られない。
In the present invention, the proportion of the inorganic filler containing fused silica (C) is 75 to 90% by weight of the total, and more preferably 77 to 88% by weight. If the ratio of the inorganic filler to the whole is not within the above range, a cured product having excellent solder heat resistance cannot be obtained.

【0032】無機充填材中に含まれる溶融シリカ(C)
の割合に関しては特に制限はないが、より十分な効果を
発揮させるためには、溶融シリカ(C)を無機充填材中
に通常80重量%以上、好ましくは90重量%以上含有
せしめることが好ましい。
Fused silica (C) contained in the inorganic filler
Although there is no particular limitation on the ratio of the above, in order to exert a more sufficient effect, it is preferable to include the fused silica (C) in the inorganic filler in an amount of usually 80% by weight or more, preferably 90% by weight or more.

【0033】また、本発明における無機充填材は、上記
溶融シリカ(C)を無機充填材中に80重量%以上含有
していれば残りは特に限定されないが、好ましい具体例
としては結晶性シリカ、アルミナ、マグネシア、クレ
ー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アン
チモン、各種セラミックスなどがあげられる。
Further, the inorganic filler definitive to the present invention, if the fused silica (C) is contained in the inorganic filler in less than 80% by weight and the rest is not particularly limited, preferred examples are crystalline silica , Alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, various ceramics and the like.

【0034】本発明において、溶融シリカ(C)を含む
無機充填材を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あらかじめ表面処理す
ることが信頼性の点で好ましい。カップリング剤として
エポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシランなど
のシランカップリング剤が好ましく用いられる。
In the present invention, it is preferable in terms of reliability that the inorganic filler containing fused silica (C) is surface-treated in advance with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. As the coupling agent, silane coupling agents such as epoxysilane, aminosilane, mercaptosilane and the like are preferably used.

【0035】本発明のエポキシ樹脂組成物にはハロゲン
化エポキシ樹脂、ハロゲン化合物、リン化合物などの難
燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、カーボンブラ
ックなどの着色剤、シリコーンゴム、変性ニトリルゴ
ム、変性ポリブタジエンゴム、変性シリコーンオイルな
どのエラストマー、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、
長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステ
ル、パラフィンワックス、変性シリコーンオイルなどの
離型剤を任意に添加することができる。
The epoxy resin composition of the present invention includes a halogenated epoxy resin, a flame retardant such as a halogen compound and a phosphorus compound, a flame retardant aid such as antimony trioxide, a colorant such as carbon black, a silicone rubber and a modified nitrile rubber. , Modified polybutadiene rubber, modified silicone oil and other elastomers, polyethylene and other thermoplastic resins,
A release agent such as a long-chain fatty acid, a metal salt of a long-chain fatty acid, an ester of a long-chain fatty acid, paraffin wax, and modified silicone oil can be optionally added.

【0036】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練す
ることが好ましく、たとえばニーダー、ロール、単軸も
しくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練
方法を用いて溶融混練することにより、製造される。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably melt-kneaded, and is produced by melt-kneading using a known kneading method such as a kneader, roll, single-screw or twin-screw extruder and cokneader. It

【0037】[0037]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples.

【0038】実施例1〜12、比較例1〜9 表1に示した配合物を、表2(実施例1〜12)および
表3(比較例1〜9)に示した組成比でミキサ−を用い
てブレンドした。これを、バレル設定温度90℃の二軸
の押出機を用いて溶融混練後、冷却・粉砕してエポキシ
樹脂組成物を製造した。
Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 9 Mixtures shown in Table 1 were mixed at the composition ratios shown in Table 2 (Examples 1 to 12) and Table 3 (Comparative Examples 1 to 9). Blended with. This was melt-kneaded using a twin-screw extruder having a barrel set temperature of 90 ° C., then cooled and pulverized to produce an epoxy resin composition.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】このエポキシ樹脂組成物を用い、以下に示
した半田耐熱性試験を行った。
Using this epoxy resin composition, the following solder heat resistance test was conducted.

【0043】半田耐熱性試験:80pinQFPデバイ
ス(パッケージサイズ:17×17×1.7mm、チッ
プサイズ:9×9×0.5mm)32個を低圧トランス
ファー成形機を用いて175℃×120秒の条件で成形
し、180℃で5時間硬化した。このテストデバイスを
85℃/85%RH雰囲気下で所定の時間加湿した後、
16個を260℃に加熱した半田浴に10秒間浸漬し、
残り16個を215℃に加熱したVPS(ベーパー・フ
ェーズ・ソルダー・リフロー)浴に90秒間浸漬してそ
れぞれクラックの発生したデバイスを不良とした。
Solder heat resistance test: 80 pin QFP devices (package size: 17 × 17 × 1.7 mm, chip size: 9 × 9 × 0.5 mm), 32 pieces, under the condition of 175 ° C. × 120 seconds using a low pressure transfer molding machine. And molded at 180 ° C. for 5 hours. After humidifying this test device in an atmosphere of 85 ° C./85% RH for a predetermined time,
Dip 16 pieces into a solder bath heated to 260 ° C for 10 seconds,
The remaining 16 devices were immersed in a VPS (vapor phase solder reflow) bath heated to 215 ° C. for 90 seconds, and the devices in which cracks were generated were made defective.

【0044】表4にみられるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物(実施例1〜12)は半田耐熱性に優れてい
る。これに対してエポキシ樹脂(a)の含有量が本発明
の範囲外である比較例2では半田耐熱性が悪く、さらに
比較例6では溶融混練時のトルクが高くなるために良好
な組成物が得られず評価するにも至らなかった。また、
破砕状溶融シリカ、球状溶融シリカの平均粒径がそれぞ
れ本発明の範囲を外れる比較例5および比較例7、球状
溶融シリカの溶融シリカ(C)中での割合が本発明の範
囲を外れる比較例3および比較例8、球状溶融シリカの
平均粒径が破砕状溶融シリカの平均粒径より大きい比較
例4ではいずれも半田耐熱性が悪い。さらに無機充填材
の全体に対する割合が本発明の範囲より少ない比較例1
では半田耐熱性が悪く、本発明の範囲より多い比較例9
では溶融混練時のトルクが高くなるために良好な組成物
が得られず評価するにも至らなかった。
As shown in Table 4, the epoxy resin compositions of the present invention (Examples 1 to 12) have excellent solder heat resistance. On the other hand, in Comparative Example 2 in which the content of the epoxy resin (a) is outside the range of the present invention, the solder heat resistance is poor, and in Comparative Example 6, the torque at the time of melt-kneading is high, so that a good composition is obtained. It could not be obtained and evaluated. Also,
The average particle diameters of crushed fused silica and spherical fused silica are outside the range of the present invention, respectively. Comparative Examples 5 and 7, Comparative examples where the ratio of spherical fused silica in fused silica (C) is outside the range of the present invention 3 and Comparative Example 8 and Comparative Example 4 in which the average particle size of the spherical fused silica is larger than the average particle size of the crushed fused silica, the solder heat resistance is poor. Further, Comparative Example 1 in which the ratio of the inorganic filler to the whole is less than the range of the present invention
Comparative Example 9 has poor solder heat resistance and is higher than the range of the present invention.
However, since the torque at the time of melt-kneading was high, a good composition could not be obtained, and evaluation could not be made.

【0045】[0045]

【表4】 [Table 4]

【0046】[0046]

【表5】 [Table 5]

【0047】また、表6にみられるように、さらに加湿
条件を厳しくすると破砕状溶融シリカの平均粒径が7μ
m以上の組成物ではパッケージの一部にクラックが出始
め、破砕状溶融シリカの平均粒径が7μm未満の組成物
がさらに一段と半田耐熱性に優れていることがわかる。
Further, as shown in Table 6, when the humidification condition is further severed, the average particle diameter of the crushed fused silica is 7 μm.
It can be seen that with a composition of m or more, cracks begin to appear in a part of the package, and a composition in which crushed fused silica has an average particle size of less than 7 μm is further excellent in solder heat resistance.

【0048】[0048]

【表6】 [Table 6]

【0049】[0049]

【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、特定のエポキシ樹脂と特定の粒径、形状の組み合
わせからなる溶融シリカとを使用したことによって半導
体封止用として優れた半田耐熱性を有する。
EFFECT OF THE INVENTION The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is excellent in solder heat resistance for semiconductor encapsulation by using a specific epoxy resin and fused silica composed of a specific particle size and shape. Have sex.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/31 (56)参考文献 特開 昭62−74924(JP,A) 特開 昭64−87616(JP,A) 特開 平1−263131(JP,A) 特開 平2−99552(JP,A) 特開 平2−99514(JP,A) 特開 平3−66744(JP,A)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number for FI Technical indication H01L 23/31 (56) Reference JP-A-62-74924 (JP, A) JP-A-64- 87616 (JP, A) JP-A-1-263131 (JP, A) JP-A-2-99552 (JP, A) JP-A-2-99514 (JP, A) JP-A-3-66744 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、溶
融シリカ(C)とを必須成分として含有してなる樹脂組
成物であって、前記エポキシ樹脂(A)が次の一般式
(I) 【化1】 (ただし、R1 〜R8 は水素原子、C1 〜C4 の低級ア
ルキル基またはハロゲン原子から選ばれ、すべてが同一
である必要はない。)で表されるエポキシ樹脂(a)を
必須成分として含有するとともに、前記溶融シリカ
(C)が平均粒径10μm以下の破砕状溶融シリカ97
〜60重量%と平均粒径4μm以下の球状溶融シリカ3
〜40重量%からなり、球状溶融シリカの平均粒径が破
砕状溶融シリカの平均粒径より小さく、かつ溶融シリカ
(C)を含む無機充填材の割合が全体の75〜90重量
%である半導体封止用エポキシ樹脂組成物。
1. A resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), and fused silica (C) as essential components, wherein the epoxy resin (A) has the following general formula I) [Chemical formula 1] (However, R 1 to R 8 are selected from a hydrogen atom, a C 1 to C 4 lower alkyl group or a halogen atom, and it is not necessary that all are the same.) An essential component is the epoxy resin (a). And the fused silica (C) has a mean particle size of 10 μm or less.
~ 60 wt% and spherical fused silica having an average particle size of 4 μm or less 3
Consists to 40 wt%, the semiconductor average particle size of the spherical fused silica is 75 to 90 wt% of the inorganic filler is a whole containing less than the average particle size of the crushed fused silica, and fused silica (C) Epoxy resin composition for encapsulation .
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