JP3804614B2

JP3804614B2 - Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device

Info

Publication number: JP3804614B2
Application number: JP2003019524A
Authority: JP
Inventors: 大山本; 辰佳和田; 正之教学
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP2004231703A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子を封止するために用いられるエポキシ樹脂組成物及びこの半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エポキシ樹脂は、接着性や電気的性質に優れているため、これを配合する組成物は、現在、半導体装置の製造において半導体素子を機械的、電気的に保護するための封止材として主流となっている。封止材としてのエポキシ樹脂組成物は、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂等の硬化剤、無機充填材及び硬化促進剤を主成分とし、これに難燃剤を配合して調製されている。そしてこの難燃剤として、従来からハロゲン含有エポキシ樹脂等のハロゲン化合物や三酸化アンチモン等のアンチモン化合物が主として用いられているが（例えば、特許文献１−３参照。）、ハロゲン化合物を用いた場合には半導体装置の燃焼時にダイオキシンを発生するおそれがあり、またアンチモン化合物を用いた場合には半導体装置の廃棄後に水質汚濁等の環境問題が発生するおそれがある。従って、ハロゲン化合物やアンチモン化合物を配合していない、いわゆるハロゲンフリーやアンチモンフリーのエポキシ樹脂組成物のニーズが高まっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２２７６５６号公報（段落番号［００２２］等）
【特許文献２】
特開平１１−６０９１１号公報（段落番号［００２３］等）
【特許文献３】
特開平１１−６０９１４号公報（段落番号［００２５］等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハロゲンフリーやアンチモンフリーのエポキシ樹脂組成物においてＵＬ−９４Ｖ−０を達成するには無機充填材の量を増加させる手法や金属水酸化物を多量に添加するなどの手法が必要であり、成形性状が損なわれたり、耐湿信頼性が低下したりするという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、成形性状を損なうことなく、耐湿信頼性を高く得ることができるハロゲンフリー及びアンチモンフリーの半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、難燃剤を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、下記の式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を用いると共に、難燃剤として、下記の式（２）で示される有機リン化合物を用い、硬化剤として、下記の式（３）で示されるナフトール樹脂を用いて成ることを特徴とするものである。
【０００７】
【化３】

【化４】

【０００８】
また請求項２の発明は、請求項１において、式（２）で示される有機リン化合物の含有量が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して０．１〜１０質量％であることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、無機充填材の含有量が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して７０〜９２質量％であることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、硬化促進剤として、有機リン系硬化促進剤を用いて成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項５に係る半導体装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止成形して成ることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
本発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、必須成分としてエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材及び難燃剤を配合して得られるものである。
【００１６】
エポキシ樹脂としては、式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を用いるものである。このエポキシ樹脂を用いることによって、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐湿信頼性を高く得ることができるものである。またエポキシ樹脂としては、式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂のほか、その他のエポキシ樹脂を併用することができる。その他のエポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂等を用いることができる。なお、式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂の含有量は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して２〜１５質量％であることが好ましく、３〜１１質量％であることがより好ましい。
【００１７】
硬化剤としては、式（３）で示されるナフトール樹脂を用いる。この硬化剤を用いることによって、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐湿信頼性をさらに高く得ることができるものである。また硬化剤としては、式（３）で示されるナフトール樹脂のほか、その他の硬化剤を併用することができる。その他の硬化剤としては、１分子中に２個以上の水酸基を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、フェノールアラルキル樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、テルペル系骨格を有する硬化剤、ジシクロ骨格を有する硬化剤、あるいは各種多価フェノール化合物を用いることができる。なお、エポキシ樹脂と硬化剤のモル比は０．８〜１．３であることが好ましい。このモル比が０．８未満であると、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の取扱い性が悪化するおそれがあり、逆に１．３を超えると、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化が不十分となったり、硬化物の耐湿信頼性が低下したりするおそれがある。
【００１８】
無機充填材としては、特に限定されるものではないが、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素等を用いることができる。中でも溶融シリカ、結晶シリカを用いるのが好ましい。また無機充填材の含有量は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して７０〜９２質量％であることが好ましく、８０〜９０質量％であることがより好ましい。無機充填材の含有量が７０質量％未満であると、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の耐湿信頼性が低下するおそれがあり、逆に無機充填材の含有量が９２質量％を超えると、半導体封止用エポキシ樹脂の成形性が低下するおそれがある。
【００１９】
難燃剤としては、式（２）で示される有機リン化合物を用いるものである。この難燃剤を用いることによって、ハロゲン化合物やアンチモン化合物を用いなくても、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の難燃性（耐炎性）を高く得ることができるものである。また、このようにして半導体封止用エポキシ樹脂組成物をハロゲンフリー及びアンチモンフリーとすることによって、ハロゲン化合物やアンチモン化合物が原因となる環境問題を未然に防止することができるものである。また、式（２）で示される有機リン化合物を用いると、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の成形性状を損なわない上に、式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂による耐湿信頼性向上の効果をも損なわないものである。
【００２０】
式（２）で示される有機リン化合物の含有量は、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して０．１〜１０質量％であることが好ましい。この含有量であると、難燃性をさらに高く得ることができるものである。式（２）で示される有機リン化合物の含有量が０．１質量％未満であると、十分な難燃性を得ることができないおそれがあり、逆に式（２）で示される有機リン化合物の含有量が１０質量％を超えると、耐湿信頼性が低下するおそれがある。
【００２１】
硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、有機リン系硬化促進剤を用いることが好ましい。この硬化促進剤を用いることによって、半導体封止用エポキシ樹脂組成物の硬化物の難燃性をさらに高く得ることができるものである。有機リン系硬化促進剤の具体例としては、トリフェニルホスフィン等を挙げることができる。また硬化促進剤としては、有機リン系硬化促進剤のほか、その他の硬化促進剤を併用することができる。その他の硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン−７等の第三級アミン類、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類等を用いることができる。なお、硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して０．２〜５質量部であることが好ましく、１〜３質量部であることがより好ましい。
【００２２】
半導体封止用エポキシ樹脂組成物には、上記の必須成分のほか、任意成分としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤、カーボンブラック等の顔料、天然カルナバ等のワックスを配合することができる。
【００２３】
そして、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、難燃剤、必要に応じてその他の成分を配合し、これをミキサーやブレンダー等で均一に混合した後、さらにニーダーやロール等で加熱混練することによって、本発明に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製することができる。なお、上記のように混練した後、必要に応じて冷却固化し、これを粉砕することによって粉状等にしてもよい。
【００２４】
次に、上記のようにして調製した半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止成形することによって、半導体装置を製造することができる。例えば、ＩＣ等の半導体素子を搭載したリードフレームをトランスファー成形用金型にセットし、トランスファー成形を行うことによって、半導体素子を半導体封止用エポキシ樹脂組成物による成形品に封止した半導体装置を製造することができるものである。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２６】
エポキシ樹脂として、式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂である大日本インキ化学工業株式会社製「ＥＰＩＣＬＯＮＨＰ７２００」、ビフェニル型エポキシ樹脂であるジャパンエポキシレジン株式会社製「ＹＸ４０００Ｈ」及びｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂である住友化学工業株式会社製「ＥＳＣＮ１９５ＸＬ−３」を用いた。
【００２７】
また硬化剤として、式（３）で示されるナフトール樹脂である新日鐵化学株式会社製「ＳＮ１８０」及びフェノールノボラック樹脂である群栄化学工業株式会社製「ＰＳＭ６２００」を用いた。
【００２８】
また硬化促進剤として、１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン−７であるサンアボット株式会社製「ＤＢＵ」を用い、特に有機リン系硬化促進剤として、トリフェニルホスフィンである北興化学工業株式会社製「ＴＰＰ」を用いた。
【００２９】
また無機充填材として、溶融シリカである電気化学工業株式会社製「ＦＢ６０」をγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（カップリング剤）である東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製「ＳＨ６０４０」で表面処理したものを用いた。無機充填材とカップリング剤の質量比は１６７：１とした。
【００３０】
また難燃剤として、式（２）で示される有機リン化合物である北興化学工業株式会社製「ＰＰＱ」、ブロム化エポキシ樹脂である住友化学工業株式会社製「ＥＳＢ４００Ｔ」、三酸化アンチモンを用いた。
【００３１】
さらに顔料としてカーボンブラックを、ワックスとして天然カルナバを用いた。
【００３２】
そして、上記のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材及び難燃剤その他の成分を表１及び表２に示す配合量で配合し、これをミキサーで均一に混合した後、さらにニーダーで加熱混練することによって、実施例１及び比較例１〜３、参考例１〜１０の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を調製した。このようにして得た半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて以下のような試験を行った。
【００３３】
１．耐炎性試験
耐炎性試験として、ＵＬ規格に基づく方法（ＵＬ−９４）のうち、垂直燃焼試験（９４Ｖ−０，９４Ｖ−１）を行った。まず上記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、長さ１２７ｍｍ×幅１２．７ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの試験片を成形した。そして、この試験片に炎を１０秒間あててから遠ざけ、その時点からの有炎時間（ｔ_１）を測定した。次に、炎が消えたら再び炎を１０秒間あてて遠ざけ、同様に有炎時間（ｔ_２）を測定した。その後、炎が消えてからの無炎燃焼時間（ｔ_３）を測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００３４】
▲１▼第一回接炎後のフレーミング（有炎燃焼）時間ｔ_１（秒）
▲２▼第二回接炎後のフレーミング（有炎燃焼）時間ｔ_２（秒）
▲３▼第三回接炎後のグローイング（無炎燃焼）時間ｔ_３（秒）
２．耐湿信頼性（ＰＣＴ）
まず上記の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて、各実施例及び比較例ごとに１８ＳＯＰを１０個成形した。次に、これらの１８ＳＯＰを８５℃／８５％ＲＨ／７２時間の条件下に放置して吸湿させた後、ＩＲ処理を行った。そして、これらの１８ＳＯＰをさらに０．２０ＭＰａ（２ａｔｍ）／１２１℃／１００％ＲＨの条件下に放置した。放置してから１００時間後及び３００時間後において１８ＳＯＰを観察し、アルミ配線が断線したものの個数を計数した。結果を表１及び表２に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【表２】

【００３７】
表１及び表２にみられるように、実施例１及び比較例１〜３のものはいずれも難燃性に優れているが、実施例１のものの方が比較例１〜３のものよりも耐湿信頼性に優れていることが確認される。なお、比較例１及び２のものはハロゲン化合物（ブロム化エポキシ樹脂）及びアンチモン化合物（三酸化アンチモン）を配合しているので、環境問題を解決することはできないものである。
【００３８】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、難燃剤を必須成分とする半導体封止用エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂として、式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を用いると共に、難燃剤として、式（２）で示される有機リン化合物を用いるので、式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂によって、耐湿信頼性を高く得ることができるものであり、また、式（２）で示される有機リン化合物によって、環境問題の原因となるハロゲン化合物やアンチモン化合物を用いなくても、成形性状を損なうことなく難燃性を高く得ることができるものである。
また硬化剤として、式（３）で示されるナフトール樹脂を用いるので、耐湿信頼性をさらに高く得ることができるものである。
【００３９】
また請求項２の発明は、式（２）で示される有機リン化合物の含有量が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して０．１〜１０質量％であるので、難燃性をさらに高く得ることができるものである。
【００４０】
また請求項３の発明は、無機充填材の含有量が、半導体封止用エポキシ樹脂組成物全量に対して７０〜９２質量％であるので、耐湿信頼性の低下及び成形性の低下を防止することができるものである。
【００４２】
また請求項４の発明は、硬化促進剤として、有機リン系硬化促進剤を用いるので、難燃性をさらに高く得ることができるものである。
【００４３】
また請求項５に係る半導体装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止成形するので、式（１）で示されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂によって、耐湿信頼性を高く得ることができるものであり、また、式（２）で示される有機リン化合物によって、ハロゲン化合物やアンチモン化合物を用いなくても、手間を掛けることなく難燃性を高く得ることができるものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an epoxy resin composition used for sealing a semiconductor element and a semiconductor device using the epoxy resin composition for semiconductor sealing.
[0002]
[Prior art]
Epoxy resins are excellent in adhesiveness and electrical properties, and therefore, compositions containing them are mainly used as sealing materials for mechanically and electrically protecting semiconductor elements in the manufacture of semiconductor devices. It has become. The epoxy resin composition as a sealing material is mainly composed of an epoxy resin such as o-cresol novolac type epoxy resin, a curing agent such as phenol novolac resin, an inorganic filler and a curing accelerator, and a flame retardant is blended therein. Have been prepared. Conventionally, halogen compounds such as halogen-containing epoxy resins and antimony compounds such as antimony trioxide are mainly used as the flame retardant (see, for example, Patent Documents 1-3), but when halogen compounds are used. May generate dioxins during combustion of the semiconductor device, and when an antimony compound is used, environmental problems such as water pollution may occur after the semiconductor device is discarded. Accordingly, there is a growing need for so-called halogen-free and antimony-free epoxy resin compositions that do not contain a halogen compound or an antimony compound.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-227656 (paragraph number [0022] etc.)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-60911 (paragraph number [0023] etc.)
[Patent Document 3]
JP-A-11-60914 (paragraph number [0025] etc.)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to achieve UL-94V-0 in a halogen-free or antimony-free epoxy resin composition, a method of increasing the amount of the inorganic filler or a method of adding a large amount of metal hydroxide is necessary. There exists a problem that a moldability is impaired or a moisture-resistant reliability falls.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a halogen-free and antimony-free epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and a semiconductor device capable of obtaining high moisture resistance reliability without impairing moldability It is intended to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 of the present invention is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and a flame retardant as essential components. A dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the following formula (1) is used as the resin, an organic phosphorus compound represented by the following formula (2) is used as the flame retardant, and the following formula (3) is used as the curing agent. It is characterized by using a naphthol resin represented by
[0007]
[Chemical 3]

[Formula 4]

[0008]
The invention of claim 2 is that in claim 1, the content of the organophosphorus compound represented by formula (2) is 0.1 to 10% by mass relative to the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. It is characterized by.
[0009]
The invention of claim 3 is characterized in that, in claim 1 or 2, the content of the inorganic filler is 70 to 92 mass% with respect to the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. .
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, an organophosphorus curing accelerator is used as the curing accelerator.
[0013]
A semiconductor device according to a fifth aspect is characterized in that a semiconductor element is encapsulated using the epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor according to any one of the first to fourth aspects.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0015]
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention is obtained by blending an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and a flame retardant as essential components.
[0016]
As the epoxy resin, a dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the formula (1) is used. By using this epoxy resin, the moisture resistance reliability of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation can be obtained. In addition to the dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the formula (1), other epoxy resins can be used in combination as the epoxy resin. The other epoxy resin is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. For example, biphenyl type epoxy resin, o-cresol novolac type epoxy resin, bisphenol type An epoxy resin, an epoxy resin having a naphthalene ring, or the like can be used. In addition, it is preferable that content of the dicyclopentadiene type | mold epoxy resin shown by Formula (1) is 2-15 mass% with respect to the epoxy resin composition whole quantity for semiconductor sealing, and is 3-11 mass%. It is more preferable.
[0017]
As the curing agent, a naphthol resin represented by the formula (3) is used . By using this curing agent, the moisture resistance reliability of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation can be further increased. In addition to the naphthol resin represented by the formula (3), other curing agents can be used in combination as the curing agent. The other curing agent is not particularly limited as long as it has two or more hydroxyl groups in one molecule. For example, a phenol aralkyl resin, a phenol novolac resin, a cresol novolac resin, a terper skeleton is used. The hardening agent which has, the hardening agent which has a dicyclo skeleton, or various polyhydric phenol compounds can be used. In addition, it is preferable that the molar ratio of an epoxy resin and a hardening | curing agent is 0.8-1.3. When this molar ratio is less than 0.8, the handling property of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation may be deteriorated. Conversely, when it exceeds 1.3, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is cured. There is a possibility that it becomes insufficient or the moisture resistance reliability of the cured product is lowered.
[0018]
The inorganic filler is not particularly limited, and for example, fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, or the like can be used. Among them, it is preferable to use fused silica or crystalline silica. Moreover, it is preferable that it is 70-92 mass% with respect to the epoxy resin composition whole quantity for semiconductor sealing, and, as for content of an inorganic filler, it is more preferable that it is 80-90 mass%. If the content of the inorganic filler is less than 70% by mass, the moisture resistance reliability of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation may be reduced, and conversely, the content of the inorganic filler is 92% by mass. When it exceeds, there exists a possibility that the moldability of the epoxy resin for semiconductor sealing may fall.
[0019]
As the flame retardant, an organic phosphorus compound represented by the formula (2) is used. By using this flame retardant, the flame retardancy (flame resistance) of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation can be increased without using a halogen compound or an antimony compound. Further, by making the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation in this way halogen-free and antimony-free, environmental problems caused by halogen compounds and antimony compounds can be prevented beforehand. When the organophosphorus compound represented by the formula (2) is used, the moldability of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation is not impaired, and the moisture resistance reliability by the dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the formula (1) The improvement effect is not impaired.
[0020]
It is preferable that content of the organophosphorus compound shown by Formula (2) is 0.1-10 mass% with respect to the epoxy resin composition for semiconductor sealing whole quantity. With this content, the flame retardancy can be further increased. If the content of the organophosphorus compound represented by formula (2) is less than 0.1% by mass, sufficient flame retardancy may not be obtained. Conversely, the organophosphorus compound represented by formula (2) If the content of exceeds 10% by mass, the moisture resistance reliability may decrease.
[0021]
Although it does not specifically limit as a hardening accelerator, It is preferable to use an organophosphorus hardening accelerator. By using this curing accelerator, the flame retardancy of the cured product of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation can be further increased. Specific examples of the organic phosphorus curing accelerator include triphenylphosphine. In addition to the organic phosphorus curing accelerator, other curing accelerators can be used in combination as the curing accelerator. Other curing accelerators are not particularly limited. For example, tertiary amines such as 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, and imidazoles such as 2-methylimidazole. Etc. can be used. In addition, it is preferable that it is 0.2-5 mass parts with respect to 100 mass parts of epoxy resins, and, as for content of a hardening accelerator, it is more preferable that it is 1-3 mass parts.
[0022]
In addition to the above essential components, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation contains, as optional components, a coupling agent such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, a pigment such as carbon black, and a wax such as natural carnauba. be able to.
[0023]
Then, after blending the above epoxy resin, curing agent, curing accelerator, inorganic filler, flame retardant, and other components as necessary, and uniformly mixing with a mixer, blender, etc., kneader, roll, etc. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to the present invention can be prepared by heating and kneading with. In addition, after knead | mixing as mentioned above, it may cool and solidify as needed, and you may grind | pulverize this and it may be made into a powder form.
[0024]
Next, a semiconductor device can be manufactured by sealing-molding a semiconductor element using the epoxy resin composition for semiconductor sealing prepared as mentioned above. For example, a semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated in a molded product of an epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor by setting a lead frame on which a semiconductor element such as an IC is mounted in a transfer mold and performing transfer molding. It can be manufactured.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
[0026]
As the epoxy resin, “EPICLON HP7200” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. which is a dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the formula (1), “YX4000H” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. which is a biphenyl type epoxy resin, and o- “ESCN 195XL-3” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., which is a cresol novolac type epoxy resin, was used.
[0027]
As the curing agent, “SN180” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., which is a naphthol resin represented by the formula (3), and “PSM6200” manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd., which is a phenol novolac resin, were used.
[0028]
In addition, “DBU” manufactured by Sun Abbott Co., Ltd., which is 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, is used as a curing accelerator, and Hokuko Chemical, which is triphenylphosphine as an organic phosphorus curing accelerator. “TPP” manufactured by Kogyo Co., Ltd. was used.
[0029]
Moreover, as an inorganic filler, “FB60” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., which is fused silica, is surfaced with “SH6040” manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., which is γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (coupling agent). What was processed was used. The mass ratio of the inorganic filler to the coupling agent was 167: 1.
[0030]
As the flame retardant, “PPQ” manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., which is an organic phosphorus compound represented by the formula (2), “ESB400T” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., which is a brominated epoxy resin, and antimony trioxide were used.
[0031]
Furthermore, carbon black was used as a pigment, and natural carnauba was used as a wax.
[0032]
Then, the above epoxy resin, curing agent, curing accelerator, inorganic filler, flame retardant and other components are blended in the blending amounts shown in Tables 1 and 2, and this is uniformly mixed with a mixer. by heating and kneading, example 1及 beauty Comparative examples 1 to 3 were prepared epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of reference examples 1 to 10. The following tests were conducted using the thus obtained epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
[0033]
1. Flame resistance test As a flame resistance test, a vertical combustion test (94V-0, 94V-1) was performed among the methods based on UL standards (UL-94). First, a test piece having a length of 127 mm, a width of 12.7 mm, and a thickness of 0.8 mm was molded using the above epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. Then, the flame was applied to this test piece for 10 seconds and then moved away, and the flame time (t ₁ ) from that point was measured. Next, when the flame disappeared, the flame was applied again for 10 seconds, and the flame time (t ₂ ) was measured in the same manner. Thereafter, the flameless combustion time (t ₃ ) after the flame disappeared was measured. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0034]
( ₁ ) Framing (flaming combustion) time t ₁ (seconds) after the first flame contact
( ₂ ) Framing (flaming combustion) time t ₂ (second) after the second flame contact
( ₃ ) Growing (flameless combustion) time after the third flame contact t ₃ (seconds)
2. Moisture resistance reliability (PCT)
First, ten 18SOPs were molded for each of the examples and comparative examples using the above epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. Next, these 18SOPs were left to stand under conditions of 85 ° C./85% RH / 72 hours to absorb moisture and then subjected to IR treatment. These 18SOPs were further left under the condition of 0.20 MPa (2 atm) / 121 ° C./100% RH. After 100 hours and 300 hours from standing, 18 SOP was observed, and the number of broken aluminum wirings was counted. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0035]
[Table 1]

[0036]
[Table 2]

[0037]
Table 1 and as seen in Table 2, is superior to both flame retardancy that of Example 1及 beauty Comparative Examples 1-3, than those who those of Example 1 of Comparative Examples 1 to 3 It is also confirmed that the moisture resistance is excellent. In addition, since the thing of the comparative examples 1 and 2 mix | blends the halogen compound (brominated epoxy resin) and the antimony compound (antimony trioxide), it cannot solve an environmental problem.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1 of the present invention is an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that contains an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and a flame retardant as essential components. In the product, since the dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the formula (1) is used as the epoxy resin and the organic phosphorus compound represented by the formula (2) is used as the flame retardant, the dicyclic compound represented by the formula (1) is used. With the cyclopentadiene type epoxy resin, high moisture resistance reliability can be obtained, and the organophosphorus compound represented by the formula (2) can be used without using halogen compounds or antimony compounds that cause environmental problems. High flame retardancy can be obtained without impairing moldability.
Moreover, since the naphthol resin shown by Formula (3) is used as a hardening | curing agent, moisture resistance reliability can be obtained further higher.
[0039]
Moreover, since the content of the organophosphorus compound shown by Formula (2) is 0.1-10 mass% with respect to the epoxy resin composition for semiconductor sealing, invention of Claim 2 has flame retardance. It can be obtained even higher.
[0040]
Moreover, since the content of the inorganic filler is 70 to 92% by mass with respect to the total amount of the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, the invention of claim 3 prevents a decrease in moisture resistance reliability and a decrease in moldability. Is something that can be done.
[0042]
In the invention of claim 4 , since the organic phosphorus curing accelerator is used as the curing accelerator, the flame retardancy can be further enhanced.
[0043]
Moreover, since the semiconductor device which concerns on Claim 5 seal-molds a semiconductor element using the epoxy resin composition for semiconductor sealing in any one of Claim 1 thru | or 4 , it is dicyclo shown by Formula (1). With the pentadiene type epoxy resin, high moisture resistance reliability can be obtained, and with the organophosphorus compound represented by the formula (2), it is difficult without using a halogen compound or an antimony compound. High flammability can be obtained.

Claims

In an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and a flame retardant as essential components, as the epoxy resin, a dicyclopentadiene type epoxy resin represented by the following formula (1) And an organic phosphorus compound represented by the following formula (2) as a flame retardant, and a naphthol resin represented by the following formula (3) as a curing agent: Epoxy resin composition.

Content of the organophosphorus compound shown by Formula (2) is 0.1-10 mass% with respect to the epoxy resin composition for semiconductor sealing whole quantity, The semiconductor sealing of Claim 1 characterized by the above-mentioned. Epoxy resin composition.

Content of an inorganic filler is 70-92 mass% with respect to the epoxy resin composition for semiconductor sealing whole quantity, The epoxy resin composition for semiconductor sealing of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.

The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to any one of claims 1 to 3 , wherein an organophosphorus curing accelerator is used as the curing accelerator .

A semiconductor device comprising a semiconductor element sealed and molded using the epoxy resin composition for sealing a semiconductor according to claim 1 .