JP4786964B2 - Thermosetting epoxy resin composition and semiconductor device using the same - Google Patents
Thermosetting epoxy resin composition and semiconductor device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP4786964B2 JP4786964B2 JP2005235779A JP2005235779A JP4786964B2 JP 4786964 B2 JP4786964 B2 JP 4786964B2 JP 2005235779 A JP2005235779 A JP 2005235779A JP 2005235779 A JP2005235779 A JP 2005235779A JP 4786964 B2 JP4786964 B2 JP 4786964B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- group
- thermosetting epoxy
- curing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/072—Connecting or disconnecting of bump connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
- H10W90/724—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
本発明は、特にハンダバンプなどの突起した電極を有している半導体部品と、これが実装される電子回路基板との隙間の外周に形状を維持したまま塗布でき、落下試験やリペアー性に優れた封止材を与える液状エポキシ樹脂組成物及びこの封止材で封止された半導体装置に関する。 In particular, the present invention can be applied while maintaining the shape of the outer periphery of a gap between a semiconductor component having a protruding electrode such as a solder bump and an electronic circuit board on which the semiconductor component is mounted, and has excellent drop test and repairability. The present invention relates to a liquid epoxy resin composition for providing a stopper and a semiconductor device sealed with this sealing material.
電気機器の小型化、軽量化、高機能化に伴い、半導体の実装方法もピン挿入タイプから表面実装が主流になっている。最近ではパッケージの多ピン化に伴い、ボールグリットアレイ(BGA)型の半導体装置が広く用いられている。このようなパッケージを電子回路基板に接続した後、落下試験や熱衝撃試験などによるストレスにより、接続不良が問題になるケースが多々ある。そこで、従来では、半導体装置と電子回路基板との隙間にアンダーフィル材などの注入させ硬化させることにより、接続信頼性を向上させる処方が取られている(特開平10−202459号)。 Along with the downsizing, weight reduction, and higher functionality of electrical equipment, semiconductor mounting methods have become mainstream from pin insertion type to surface mounting. Recently, with the increase in the number of pins of a package, a ball grid array (BGA) type semiconductor device has been widely used. After such a package is connected to an electronic circuit board, connection failure often becomes a problem due to stress due to a drop test or a thermal shock test. Therefore, conventionally, a prescription for improving connection reliability by injecting an underfill material or the like into a gap between a semiconductor device and an electronic circuit board and curing it has been taken (Japanese Patent Laid-Open No. 10-20259).
また、最近ではハンダバンプの鉛フリー化に伴い、ハンダの接続性が弱くなりますますアンダーフィル材の必要性がクローズアップされてきている。
しかしながら、アンダーフィル材を注入したのち一般的に熱硬化型樹脂型のアンダーフィル材を用いると高い温度150℃/10分以上の加熱硬化が必要になる。最近では、低温80℃/10分のアンダーフィル材も紹介されている(特開2003−246828号)が樹脂を注入する工程および、樹脂を硬化させる工程が必要になり、著しく生産性を落とす要因となっているのが現状である。
また、一旦実装した電子部品の不良が発生した場合、電子部品のリペアーが必須となっており、特開2003−246828号では、比較的低温180℃から250℃で取り外しが可能であるといわれている。
In recent years, with the lead-free solder bumps, the need for underfill materials has become increasingly important.
However, if a thermosetting resin type underfill material is used after injecting the underfill material, heat curing at a high temperature of 150 ° C./10 minutes or more is required. Recently, an underfill material having a low temperature of 80 ° C./10 minutes has also been introduced (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-246828), which requires a step of injecting a resin and a step of curing the resin, causing a significant decrease in productivity. This is the current situation.
In addition, when a defective electronic component is once mounted, it is essential to repair the electronic component. JP-A-2003-246828 is said that it can be removed at a relatively low temperature of 180 ° C to 250 ° C. Yes.
しかし、実際この方法では、電子回路基板側およびハンダバンプ周りにに樹脂の薄い膜が被着し、その樹脂膜を洗浄する工程が作業性が悪く、著しく生産性を落とすといった問題となっている。 However, in practice, this method has a problem that a thin resin film is deposited on the electronic circuit board side and around the solder bumps, and the process of cleaning the resin film is inferior in workability and significantly reduces productivity.
更に、特開2003−246828号では、携帯電話などの半導体装置に関し高周波信号処理が行われる実装基板においてアンダーフィル材が充填されないようダムを用いられており、ダム材を別途使用するといった工程も著しくコストを上げていることになる。 Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-246828, a dam is used so that an underfill material is not filled in a mounting substrate on which high-frequency signal processing is performed for a semiconductor device such as a mobile phone, and a process of using a dam material separately is also remarkable. The cost is raised.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、表面実装半導体部品ハンダバンプの外周又は表面実装半導体部品が実装される電気回路基板のハンダバンプが接続される電極の外周に形状を維持したまま塗布でき、表面実装時にハンダ接続と同時に熱硬化でき、硬化後でもリペアーが可能であり、信頼性の面では、落下試験や熱衝撃試験においても半導体装置と電気回路基板との接続性を維持し、剥離、クラックを生じない熱硬化型エポキシ樹脂組成物を用いた半導体装置表面実装用接着剤及びこの硬化物で封止された半導体装置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 can be applied while maintaining the shape on the outer periphery of the surface mount semiconductor component solder bump or the outer periphery of the electrode to which the solder bump of the electric circuit board on which the surface mount semiconductor component is mounted is connected. In addition, it can be cured at the same time as solder connection during surface mounting and can be repaired even after curing. In terms of reliability, it maintains the connectivity between the semiconductor device and the electric circuit board even in drop tests and thermal shock tests, and peels off. An object of the present invention is to provide a semiconductor device surface mounting adhesive using a thermosetting epoxy resin composition that does not cause cracks, and a semiconductor device sealed with the cured product.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、基板上に表面実装半導体部品を実装する際に、ハンダバンプ材料の融点において、硬化しない溶融した状態が少なくとも1分以上あり、表面実装半導体部品ハンダバンプの外周又は表面実装半導体部品が実装される電気回路基板のハンダバンプが接続される電極全体には注入されず、外周に形状を維持したまま塗布でき、表面実装時にハンダ接続と同時に熱硬化できる熱硬化型エポキシ樹脂組成物であって、(A)液状エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)硬化促進剤、(D)無機質充填剤、及び(E)エポキシ樹脂又はフェノール樹脂とオルガノポリシロキサンとの共重合体であるシリコーン変性樹脂を含む組成物であって、この硬化物のガラス転移温度(Tg)が30〜120℃の範囲であり、かつ150℃以上の動的粘弾性率に対する30℃以下の動的粘弾性率の比が100以上である液状エポキシ樹脂組成物が、半導体装置表面実装用接着剤として有効であることを見出し、本発明をなすに至ったものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has at least 1 minute or more of a molten state that does not harden at the melting point of the solder bump material when mounting the surface mount semiconductor component on the substrate, It is not injected into the outer periphery of the surface mount semiconductor component solder bump or the entire electrode to which the solder bump of the electric circuit board on which the surface mount semiconductor component is mounted, and can be applied while maintaining the shape on the outer periphery. A thermosetting epoxy resin composition capable of thermosetting, comprising (A) a liquid epoxy resin, (B) a curing agent, (C) a curing accelerator, (D) an inorganic filler, and (E) an epoxy resin or a phenol resin. And a composition containing a silicone-modified resin which is a copolymer of organopolysiloxane and the cured product has a glass transition temperature (Tg) of 30 to 1. A liquid epoxy resin composition having a range of 0 ° C. and a ratio of dynamic viscoelasticity of 30 ° C. or lower to dynamic viscoelasticity of 150 ° C. or higher being 100 or higher is effective as an adhesive for surface mounting of semiconductor devices It has been found that the present invention has been made.
本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、シリコンチップの表面、特に感光性ポリイミド樹脂や窒化膜との密着性、更には耐熱性、耐熱衝撃性に優れた硬化物を与え、更にこの硬化後は内部応力が小さいため半導体装置の反りが低減し、特に大型のダイサイズや基板サイズの半導体装置の封止材として有効である。また、この封止材を用いた半導体装置は非常に信頼性の高いものである。 The liquid epoxy resin composition of the present invention gives a cured product excellent in adhesion to the surface of a silicon chip, particularly a photosensitive polyimide resin or a nitride film, and further in heat resistance and thermal shock resistance. Since the stress is small, the warp of the semiconductor device is reduced, and it is particularly effective as a sealing material for a semiconductor device having a large die size or substrate size. In addition, a semiconductor device using this sealing material is very reliable.
以下、本発明について更に詳しく説明する。
[(A)液状エポキシ樹脂]
(i)一般の液状エポキシ樹脂
本発明に用いられる(A)成分の液状エポキシ樹脂は、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、分子構造、分子量等は特に限定されないが、特にビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、シクロペンタジエン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は1種単独で又は2種以上混合して用いることができる。この中でも室温(例えば25℃)で液状のエポキシ樹脂が望ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[(A) Liquid epoxy resin]
(I) General liquid epoxy resin As long as the liquid epoxy resin of component (A) used in the present invention has two or more epoxy groups in one molecule, the molecular structure, molecular weight and the like are not particularly limited. In particular, bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resins such as phenol novolak type epoxy resin and cresol novolak type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, cyclopentadiene Type epoxy resin and the like. These epoxy resins can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. Among these, a liquid epoxy resin is desirable at room temperature (for example, 25 ° C.).
また、本発明のエポキシ樹脂は、下記構造で示されるエポキシ樹脂を侵入性に影響を及ぼさない範囲で含有していてもよい。 Moreover, the epoxy resin of this invention may contain the epoxy resin shown by the following structure in the range which does not affect intrusion property.
なお、上記式(2)のエポキシ樹脂の含有量は、全エポキシ樹脂中25〜100重量%、より好ましくは50〜100重量%、更に好ましくは75〜100重量%であることが推奨される。25重量%未満であると組成物の粘度が上昇したり、硬化物の耐熱性が低下したりする恐れがある。(A)成分のエポキシ樹脂の粘度は、25℃で1000Ps・a以下、好ましくは500Ps・a以下であることが作業性の点で好ましい。
上記一般式(2)のエポキシ樹脂の例としては、日本化薬社製MRGE等が挙げられる。
In addition, it is recommended that the content of the epoxy resin of the above formula (2) is 25 to 100% by weight, more preferably 50 to 100% by weight, and further preferably 75 to 100% by weight in the total epoxy resin. If it is less than 25% by weight, the viscosity of the composition may increase or the heat resistance of the cured product may decrease. The viscosity of the epoxy resin as component (A) is preferably 1000 Ps · a or less, preferably 500 Ps · a or less at 25 ° C. from the viewpoint of workability.
Examples of the epoxy resin represented by the general formula (2) include MRGE manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
(ii)シリコーン変性エポキシ樹脂
本発明の組成物には、アルケニル基含有エポキシ樹脂又はアルケニル基含有フェノール樹脂のアルケニル基と、下記平均組成式(2)
HaRbSiO(4-a-b)/2 (2)
(式中、Rは置換又は非置換の一価炭化水素基、aは0.01〜0.1、bは1.8〜2.2、1.81≦a+b≦2.3である。)
で示される1分子中の珪素原子の数が20〜400であり、かつ珪素原子に直接結合した水素原子(SiH基)の数が1〜5、好ましくは2〜4、特には2個であるオルガノポリシロキサンのSiH基との付加反応により得られる共重合体からなるシリコーンエポキシ変性樹脂を配合する。
(Ii) Silicone-modified epoxy resin The composition of the present invention includes an alkenyl group of an alkenyl group-containing epoxy resin or an alkenyl group-containing phenol resin, and the following average composition formula (2):
H a R b SiO (4-ab) / 2 (2)
(In the formula, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, a is 0.01 to 0.1, b is 1.8 to 2.2, and 1.81 ≦ a + b ≦ 2.3.)
The number of silicon atoms in one molecule represented by is from 20 to 400, and the number of hydrogen atoms (SiH groups) directly bonded to the silicon atom is from 1 to 5, preferably from 2 to 4, particularly two. A silicone epoxy-modified resin made of a copolymer obtained by addition reaction with the SiH group of organopolysiloxane is blended.
上記式中のRの一価炭化水素基としては、炭素数1〜10、特に1〜8のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル基、キシリル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基等や、これらの炭化水素基の水素原子の一部又は全部を塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子で置換したクロロメチル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換一価炭化水素基を挙げることができる。 As the monovalent hydrocarbon group of R in the above formula, those having 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 8 carbon atoms are preferable, and methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group. Group, hexyl group, octyl group, alkyl group such as decyl group, vinyl group, allyl group, propenyl group, butenyl group, alkenyl group such as hexenyl group, phenyl group, xylyl group, aryl group such as tolyl group, benzyl group, Aralkyl groups such as phenylethyl group, phenylpropyl group, etc., and chloromethyl group, bromoethyl group, trifluoropropyl group in which some or all of hydrogen atoms of these hydrocarbon groups are substituted with halogen atoms such as chlorine, fluorine, bromine, etc. And halogen-substituted monovalent hydrocarbon groups such as a group.
上記共重合体としては、一般式で示される構造のものが望ましい。 The copolymer preferably has a structure represented by the general formula.
R10としては、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜8程度の非置換又はハロゲン置換1価炭化水素基であることが好ましく、具体的には、前記したRにおいて例示したものと同様のものが挙げられる。また、mは19〜99の整数であることが好ましい。
R 10 is preferably an unsubstituted or halogen-substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably about 1 to 8 carbon atoms, and specifically, the same as those exemplified for R above Can be mentioned. Moreover, it is preferable that m is an integer of 19-99.
本発明のシリコーン変性エポキシ樹脂は、(A)成分の液状エポキシ樹脂100重量部に対して、共重合体中のジオルガノシロキサン単位が1〜20重量部、特に2〜15重量部含まれるように配合することが好ましく、これにより応力をより一層低下させることができ、密着性も向上する。 The silicone-modified epoxy resin of the present invention contains 1 to 20 parts by weight, particularly 2 to 15 parts by weight of the diorganosiloxane unit in the copolymer with respect to 100 parts by weight of the liquid epoxy resin of component (A). It is preferable to mix them, whereby the stress can be further reduced and the adhesion is also improved.
本発明のエポキシ樹脂中の全塩素含有量は、1500ppm以下、特に1000ppm以下であることが望ましい。また、100℃で50%エポキシ樹脂濃度における20時間での抽出水塩素が10ppm以下であることが好ましい。全塩素含有量が1500ppmを超えた場合、抽出水塩素が10ppmを超えた場合には半導体素子の信頼性、特に耐湿性に悪影響を与える恐れがある。 The total chlorine content in the epoxy resin of the present invention is desirably 1500 ppm or less, particularly 1000 ppm or less. Moreover, it is preferable that the extraction water chlorine in 20 hours in the 50% epoxy resin density | concentration at 100 degreeC is 10 ppm or less. If the total chlorine content exceeds 1500 ppm and the extracted water chlorine exceeds 10 ppm, the reliability of the semiconductor element, particularly the moisture resistance, may be adversely affected.
[(B)硬化剤]
本発明の液状エポキシ樹脂組成物には、液状エポキシ樹脂を硬化させるために硬化剤を添加する。
本発明の硬化剤としては、上記エポキシ樹脂を硬化し得るものであれば特に限定されず、硬化性エポキシ樹脂組成物に用いられる硬化剤全般を使用することができるが、例えば、液状エポキシ樹脂中のエポキシ基と反応可能な官能基(例えばフェノール型水酸基、アミノ基、酸無水物基など)を2個以上(但し、酸無水物基は1個以上)有する化合物が挙げられ、分子構造、分子量等は特に限定されず、公知のものを使用することができるが、特にフェノール系硬化剤が好ましく用いられる。
[(B) Curing agent]
A curing agent is added to the liquid epoxy resin composition of the present invention in order to cure the liquid epoxy resin.
The curing agent of the present invention is not particularly limited as long as it can cure the above epoxy resin, and all curing agents used in curable epoxy resin compositions can be used. For example, in a liquid epoxy resin A compound having two or more functional groups (for example, phenolic hydroxyl group, amino group, acid anhydride group, etc.) capable of reacting with the epoxy group of the above (however, one or more acid anhydride groups), molecular structure, molecular weight Etc. are not particularly limited, and publicly known ones can be used, but a phenolic curing agent is particularly preferably used.
1分子中にフェノール性水酸基を少なくとも2個以上有するフェノール樹脂としては、具体的に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等のノボラック型フェノール樹脂、パラキシリレン変性ノボラック樹脂、メタキシリレン変性ノボラック樹脂、オルソキシリレン変性ノボラック樹脂等のキシリレン変性ノボラック樹脂、ビスフェノールA型樹脂、ビスフェノールF型樹脂等のビスフェノール型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル型樹脂、ビフェニルアラルキル型樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、トリフェノールプロパン型樹脂等のトリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体等のフェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等のいずれのフェノール樹脂も使用可能である。 Specific examples of the phenol resin having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule include novolak type phenol resins such as phenol novolak resin and cresol novolak resin, paraxylylene modified novolak resin, metaxylylene modified novolak resin, and orthoxylylene modified. Xylylene-modified novolak resin such as novolak resin, bisphenol type phenol resin such as bisphenol A type resin and bisphenol F type resin, biphenyl type phenol resin, resol type phenol resin, phenol aralkyl type resin, biphenyl aralkyl type resin, triphenolmethane type resin , Triphenolalkane type resins such as triphenolpropane type resins and phenolic resins such as polymers thereof, phenol resins containing naphthalene rings, dicyclopenta Any phenolic resin, such as ene-modified phenolic resins can be used.
特に、本発明のフェノール系硬化剤としては、下記一般式(3)で表されるフェノール系硬化剤を含有することが望ましい。 In particular, the phenolic curing agent of the present invention preferably contains a phenolic curing agent represented by the following general formula (3).
また、上記一般式(3)で表されるフェノール系硬化剤は、常温で液状であることが好ましく、25℃における粘度は300Pa・s以下、特に100Pa・s以下であることが望ましい。粘度が300Pa・sを超えると組成物の粘度が高くなり作業性が悪くなることがある。 The phenolic curing agent represented by the general formula (3) is preferably in a liquid state at normal temperature, and the viscosity at 25 ° C. is preferably 300 Pa · s or less, particularly preferably 100 Pa · s or less. When the viscosity exceeds 300 Pa · s, the viscosity of the composition may increase and workability may deteriorate.
また、フェノール系硬化剤のうち、上記一般式(3)のR2の中のアルケニル基の含有量が10モル%以上、好ましくは30モル%以上である常温で液状のアルケニル基含有フェノール系硬化剤の含有量が、全硬化剤中、25〜100質量%、より好ましくは50〜100質量%、更に好ましくは75〜100質量%であることが好ましい。25質量%未満では組成物の粘度が上昇して作業性が低下したり、150℃以上の弾性率が上昇したり、硬化後の内部応力が大きくなったりして反りが発生する恐れがある。
かかるアルケニル基含有フェノール系硬化剤の例としては、アリル基含有フェノール樹脂が挙げられ、具体的には本州化学工業製DAL−BPAが挙げられる。
In addition, among the phenolic curing agents, the alkenyl group-containing phenolic curing which is liquid at room temperature in which the alkenyl group content in R 2 of the general formula (3) is 10 mol% or more, preferably 30 mol% or more. It is preferable that content of an agent is 25-100 mass% in all the hardening | curing agents, More preferably, it is 50-100 mass%, More preferably, it is 75-100 mass%. If it is less than 25% by mass, the viscosity of the composition may increase and workability may decrease, the elastic modulus at 150 ° C. or higher may increase, or the internal stress after curing may increase and warp may occur.
Examples of such alkenyl group-containing phenolic curing agents include allyl group-containing phenol resins, and specifically, DAL-BPA manufactured by Honshu Chemical Industry.
また、本発明の特性を損なわない程度で、上記一般式(3)のR2が水素原子又は炭素数10以下、好ましくは1〜5のアルケニル基を有しない一価炭化水素基(特にアルキル基)である常温で固体のフェノール系硬化剤、もしくは、上記一般式(3)のR2の中のアルケニル基の含有量が10モル%以下である常温で固体のアルケニル基含有フェノール系硬化剤を併用することもできる。この硬化剤の例としては明和化成社製DLシリーズが挙げられる。この硬化剤は常温で固体であるので、予め前記一般式(3)のR2の少なくとも30モル%がアルケニル基であるアルケニル基含有フェノール系硬化剤と常温で液体となる割合で混合して用いることが望ましい。混合方法としては特に限定されないが、120℃で溶融混合することが望ましい。 In addition, R 2 in the above general formula (3) is a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms, preferably 1 to 5 alkenyl groups (particularly alkyl groups) as long as the properties of the present invention are not impaired. ) Or a phenolic curing agent that is solid at room temperature, or a alkenyl group-containing phenolic curing agent that is solid at room temperature, wherein the alkenyl group content in R 2 of the general formula (3) is 10 mol% or less. It can also be used together. Examples of this curing agent include Meiwa Kasei DL series. Since this curing agent is solid at room temperature, it is used by mixing in advance with an alkenyl group-containing phenol-based curing agent in which at least 30 mol% of R 2 in the general formula (3) is an alkenyl group, which is liquid at room temperature. It is desirable. Although it does not specifically limit as a mixing method, It is desirable to melt-mix at 120 degreeC.
なお、本発明の硬化剤の添加量は、エポキシ樹脂を硬化させる有効量であり、適宜選定されるが、フェノール系硬化剤の場合、(A)成分の液状エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基1モルに対してフェノール性水酸基が0.7〜1.3倍モル、特に0.8〜1.2倍モルであることが望ましい。
In addition, although the addition amount of the hardening | curing agent of this invention is an effective amount which hardens | cures an epoxy resin, and is selected suitably, in the case of a phenol type hardening | curing agent, the
[(C)硬化促進剤]
更に、本発明の組成物には、(A)成分の液状エポキシ樹脂を硬化させるため、あるいは液状エポキシ樹脂と、(B)成分である硬化剤との硬化反応を促進するために、硬化促進剤を配合する。この硬化促進剤は、硬化反応を促進させるものならば特に限定されないが、特にイミダゾール化合物、有機リン系化合物等から選ばれる1種又は2種以上の硬化促進触媒を含むものをそのまま添加するか、又は内部に上記した硬化促進剤を内包するマイクロカプセル型硬化促進剤あるいはそれらの混合物として使用することが好ましい。
[(C) Curing accelerator]
Further, the composition of the present invention includes a curing accelerator for curing the liquid epoxy resin as component (A) or for promoting the curing reaction between the liquid epoxy resin and the curing agent as component (B). Is blended. This curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction, but in particular, those containing one or two or more curing accelerator catalysts selected from imidazole compounds, organophosphorus compounds, etc. are added as they are, Or it is preferable to use as a microcapsule type hardening accelerator which encloses the above-mentioned hardening accelerator inside, or those mixtures.
イミダゾール化合物としては、下記一般式(4)で示されるものを使用することができる。 As the imidazole compound, those represented by the following general formula (4) can be used.
具体的には、
2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、1,2−ジエチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−へプタデシルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1)’]−エチル−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1)’]−エチル−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル]−エチル−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1)’]−エチル−S−トリアジンイソシアヌール酸付加物、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−アリール−4,5−ジフェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物が挙げられる。
In particular,
2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 1,2-diethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-un Decylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 2,4-diamino -6- [2'-Methylimidazolyl- (1) ']-ethyl-S-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'-methylimidazolyl- (1)']-ethyl- S-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-undecylimidazolyl] -ethyl- -Triazine, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1) ']-ethyl-S-triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2 -Imidazole compounds such as phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole and 2-aryl-4,5-diphenylimidazole.
上記したイミダゾール化合物はそのまま添加するか、又は内部に上記したイミダゾール化合物を内包するマイクロカプセル型硬化促進剤あるいはそれらの混合物として使用することができる。イミダゾール化合物をそのまま硬化促進剤として使用する場合には、半田バンプの融点以上で硬化反応を促進させることが必要である。具体的には、融点が180℃以上である2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1)’]−エチル−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1)’]−エチル−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル]−エチル−S−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1)’]−エチル−S−トリアジンイソシアヌール酸付加物が好ましい。 The above-mentioned imidazole compound can be added as it is, or can be used as a microcapsule type curing accelerator or a mixture thereof containing the above-mentioned imidazole compound. When an imidazole compound is used as it is as a curing accelerator, it is necessary to promote the curing reaction at a temperature higher than the melting point of the solder bump. Specifically, 2-undecylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- (1) ′] having a melting point of 180 ° C. or higher. -Ethyl-S-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'-methylimidazolyl- (1) ']-ethyl-S-triazine, 2,4-diamino-6- [2' -Undecylimidazolyl] -ethyl-S-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1) ']-ethyl-S-triazine isocyanuric acid adduct is preferred.
一方、有機リン系化合物としては、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、ジフェニルトリルホスフィン等のトリオルガノホスフィン、トリフェニルホスフィンとトリフェニルボランとの塩等のトリオルガノホスフィンとトリオルガノボランとの塩、テトラフェニルホスホニウム等のテトラオルガノホスホニウム、テトラフェニルホスホニウムとテトラフェニルボレートとの塩等のテトラオルガノホスホニウムとテトラオルガノボレートとの塩等が挙げられる。これらの中で下記一般式(6)で示されるものが好ましい。 On the other hand, as an organic phosphorus compound, triorganophosphine such as triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, diphenyltolylphosphine, triphenylphosphine and triphenylborane. Examples include salts of triorganophosphine and triorganoborane such as salts, tetraorganophosphonium such as tetraphenylphosphonium, and salts of tetraorganophosphonium and tetraorganoborate such as a salt of tetraphenylphosphonium and tetraphenylborate. Among these, those represented by the following general formula (6) are preferable.
(式中、R9は水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル基又はアルコキシ基である。)
上記R9のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられ、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられ、好ましくは水素原子又はメチル基である。
(In the formula, R 9 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group.)
Examples of the alkyl group for R 9 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group. Preferably a hydrogen atom or a methyl group.
上記した有機リン系化合物はそのまま添加するか、又は内部に上記した有機リン系化合物を内包するマイクロカプセル型硬化促進剤あるいはそれらの混合物として使用することができる。有機リン系化合物をそのまま硬化促進剤として使用する場合には、半田バンプの融点以上で硬化反応を促進させることが必要である。具体的には、硬化性と潜在性のバランスが良好なトリフェニルホスフィンが好ましい。 The above-mentioned organophosphorus compound can be added as it is, or can be used as a microcapsule type curing accelerator or a mixture thereof encapsulating the organophosphorus compound. When using an organic phosphorus compound as a curing accelerator as it is, it is necessary to accelerate the curing reaction at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder bump. Specifically, triphenylphosphine having a good balance between curability and latency is preferable.
本発明の硬化促進剤は、内部に上述した硬化促進剤を内包する平均粒径0.5〜10μmのマイクロカプセル、即ちマイクロカプセル型硬化促進剤であることが好ましい。 The curing accelerator of the present invention is preferably a microcapsule having an average particle size of 0.5 to 10 μm encapsulating the above-described curing accelerator, that is, a microcapsule type curing accelerator.
このマイクロカプセル型硬化促進剤は、(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸エステル、イタコン酸エステル、クロトン酸エステル等の炭素数1〜8のアルキルエルテルやこのアルキルエステルのアルキル基の水素原子の一部又は全部がアリル基等で置換されたもの、また、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル等の単官能性単量体、エチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド等の多官能単量体等の各種単量体のポリマー中に、前述のイミダゾール化合物、有機リン化合物等の硬化促進剤(硬化促進触媒)を内包するものが挙げられるが、このポリマーとしては、特に(メタ)アクリレート単量体のポリマーが好ましい。 This microcapsule type curing accelerator is a (meth) acrylic monomer, for example, an alkyl ester having 1 to 8 carbon atoms such as an acrylate ester, an itaconic acid ester or a crotonic acid ester, or a hydrogen atom of the alkyl group of this alkyl ester. In which a part or all of is substituted with an allyl group, monofunctional monomers such as styrene, α-methylstyrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, ethylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol In the polymers of various monomers such as di (meth) acrylate, divinylbenzene, bisphenol A di (meth) acrylate, methylene bis (meth) acrylamide, etc., the above-mentioned imidazole compounds, organophosphorus compounds, etc. Those that contain a curing accelerator (curing accelerator catalyst) It is, but as the polymer, in particular (meth) polymers acrylate monomers preferably.
本発明のマイクロカプセル型硬化促進剤の製造方法としては、様々な方法が挙げられ従来公知の方法で製造することができるが、生産性及び球状度が高いマイクロカプセル型硬化促進剤を製造するためには、通常懸濁重合法又は乳化重合法等が好ましく用いられる。例えばエポキシ樹脂硬化剤用アミン類を主成分とする固体状芯物質を重合性二重結合を有する有機酸を含有するラジカル重合性モノマーでマイクロカプセル化する方法が特開平5−247179号公報に開示されている。 As a method for producing the microcapsule type curing accelerator of the present invention, various methods can be mentioned and can be produced by a conventionally known method. In order to produce a microcapsule type curing accelerator having high productivity and high sphericity. In general, a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method is preferably used. For example, JP-A-5-247179 discloses a method of microencapsulating a solid core material mainly composed of amines for epoxy resin curing agent with a radical polymerizable monomer containing an organic acid having a polymerizable double bond. Has been.
この場合、一般的に使用されている硬化促進触媒の分子構造から、高濃度のマイクロカプセル型硬化促進剤を得るためには、硬化促進触媒10重量部に対して使用する上記単量体の総量は、望ましくは10〜200重量部、特に望ましくは10〜100重量部、更に望ましくは20〜50重量部である。10重量部未満では、マイクロカプセルが硬化促進触媒の潜在性に十分に寄与することが困難になることがあり、200重量部を超えると触媒の比率が低くなり、十分な硬化性を得るためには多量に使用しなければならなくなり、経済的に不利となる場合がある。即ち、マイクロカプセル中に含有される硬化促進剤の濃度としては、約5〜50質量%、好ましくは約10〜50質量%程度のものを使用することができる。 In this case, in order to obtain a high-concentration microcapsule type curing accelerator from the molecular structure of a commonly used curing accelerating catalyst, the total amount of the monomers used with respect to 10 parts by weight of the curing accelerating catalyst. Is preferably 10 to 200 parts by weight, particularly preferably 10 to 100 parts by weight, and further preferably 20 to 50 parts by weight. If the amount is less than 10 parts by weight, it may be difficult for the microcapsules to sufficiently contribute to the potential of the curing accelerating catalyst. If the amount exceeds 200 parts by weight, the ratio of the catalyst is lowered, and sufficient curability is obtained. Must be used in large quantities, which may be economically disadvantageous. That is, the concentration of the curing accelerator contained in the microcapsule can be about 5 to 50% by mass, preferably about 10 to 50% by mass.
例えば、イミダゾール化合物のようなアミン類を主成分とする固体状の芯物質、および重合性二重結合を有する有機酸を含むラジカル重合性単量体の重合体を被覆層とするエポキシ樹脂マイクロカプセルがあげられる。このマイクロカプセルを製造するには、アミン類を主成分とする固体状の芯物質を、これを溶解しない有機溶媒中に分散させ、この分散液中で重合性二重結合を有する有機酸を含むラジカル重合性単量体モノマーをラジカル重合せしめ、芯物質の表面に重合体を被覆層を形成させることを特徴とするエポキシ樹脂マイクロカプセルを得ることができる。 For example, an epoxy resin microcapsule having a solid core substance mainly composed of amines such as an imidazole compound and a polymer of a radical polymerizable monomer containing an organic acid having a polymerizable double bond as a coating layer Can be given. In order to produce this microcapsule, a solid core substance mainly composed of amines is dispersed in an organic solvent that does not dissolve it, and an organic acid having a polymerizable double bond is contained in the dispersion. An epoxy resin microcapsule characterized by radically polymerizing a radically polymerizable monomer monomer to form a coating layer of the polymer on the surface of the core material can be obtained.
媒体に用いる有機溶媒は、芯物質の1〜20容量倍、特に2〜10容量倍用いるのが好ましい。混合溶媒を用いてもよいがラジカル重合温度より高い沸点を有し、芯物質に用いるアミン類を溶解しないことが必須である。アミン類を溶解しないとは、アミン類の溶解度がラジカル重合温度で5重量%以下、より好ましくは2重量%以下のものを云う。 The organic solvent used for the medium is preferably used in an amount of 1 to 20 times, especially 2 to 10 times the volume of the core substance. Although a mixed solvent may be used, it is essential that it has a boiling point higher than the radical polymerization temperature and does not dissolve amines used for the core material. “Does not dissolve amines” means that the solubility of amines is 5% by weight or less, more preferably 2% by weight or less at the radical polymerization temperature.
芯物質の分散は、撹拌または超音波の作用により行えばよい。撹拌は分散粒子が約0.1〜100μm、より好ましくは0.1〜10μmの粒径で安定に分散する範囲に設定すればよい。 The core material may be dispersed by stirring or ultrasonic action. Stirring may be set in a range where the dispersed particles are stably dispersed with a particle size of about 0.1 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm.
アミン類の分散液中にラジカル重合触媒の存在下、ラジカル重合性単量体を添加しながら重合させる。触媒は通常分散液中に加える。重合温度は一般に20〜100℃、より好ましくは30〜80℃であるが、これに限定されない。ラジカル重合性単量体は、所定単量体比に予め混合した上で分散液中に徐々に添加してもよく、あるいは重合性二重結合含有有機酸を別途系に加えてもよい。重合性有機酸の添加は初期、中期、後期いずれでもよい。重合は通常2〜10時間程度で完了する。 Polymerization is carried out in the presence of a radical polymerization catalyst in a dispersion of amines while adding a radical polymerizable monomer. The catalyst is usually added to the dispersion. The polymerization temperature is generally 20 to 100 ° C, more preferably 30 to 80 ° C, but is not limited thereto. The radical polymerizable monomer may be mixed in advance at a predetermined monomer ratio and then gradually added to the dispersion, or a polymerizable double bond-containing organic acid may be added to the system separately. The addition of the polymerizable organic acid may be any of early, intermediate and late. The polymerization is usually completed in about 2 to 10 hours.
りん系硬化促進剤のマイクロカプセルとしては、コアとなるりん系硬化促進剤とシェルとなる樹脂を混合,混練して得た混練物を粉砕し、さらに所定の体積平均粒径になるように分級してから、メカノフュージョンシステムで処理し、樹脂の微細粒子の摩擦熱によってりん系硬化促進剤表面に付着、融着させて製造する。 Phosphoric curing accelerator microcapsules are prepared by mixing and kneading a phosphorus curing accelerator serving as a core and a resin serving as a shell, pulverizing the kneaded product, and classifying the mixture so as to obtain a predetermined volume average particle size. Then, it is processed by a mechano-fusion system, and is produced by adhering and fusing to the surface of the phosphorus-based curing accelerator by the frictional heat of fine resin particles.
成形材料は各種素材を配合し、50〜100℃位で加熱混練して製造する。融点または軟化点が40℃よりも低いと、成形材料の製造時の加熱混練中にシェル組成物が溶融あるいは軟化破壊し、硬化促進剤の大部分が成形材料中に取り込まれるために反応起点が多くなり、反応が進行して溶融粘度が高くなる。 The molding material is produced by blending various materials and heating and kneading at about 50 to 100 ° C. If the melting point or softening point is lower than 40 ° C., the shell composition melts or softens during heating and kneading at the time of manufacturing the molding material, and most of the curing accelerator is taken into the molding material, so the reaction starting point is The reaction proceeds to increase the melt viscosity.
また、成形材料は通常200℃以下で成形されるが、ハンダバンプ材料が、融点が200〜240℃である鉛フリーハンダである場合には、その融点以上の温度で溶融又は軟化状態のままであることが好ましい。シェル組成物が架橋しているとその融点で溶融あるいは軟化しない場合がある。そのような場合は若干溶融粘度を低くして、これも差しつかえない範囲で架橋度をコントロールする必要がある。 Further, the molding material is usually molded at 200 ° C. or lower, but when the solder bump material is lead-free solder having a melting point of 200 to 240 ° C., it remains in a molten or softened state at a temperature higher than the melting point. It is preferable. If the shell composition is crosslinked, it may not melt or soften at its melting point. In such a case, it is necessary to slightly lower the melt viscosity and control the degree of cross-linking within such a range that this can be avoided.
上記シェル組成物は、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリレート樹脂、オレフィン樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。これらは必要に応じて架橋して用いることができる。 Examples of the shell composition include epoxy resin, urethane resin, polyester resin, methacrylate resin, olefin resin, and styrene resin. These can be used after cross-linking as necessary.
マイクロカプセル型りん系硬化促進剤のりん系硬化促進剤は、シェル材中に包含または担持された形態を呈している。それ故、反応成分である樹脂との反応起点が希薄になるために低温域での反応が遅延されるものと考える。しかし、封止材の成形温度である130〜200℃付近では、シェルが溶融あるいは軟化してりん系硬化促進剤が取り込まれ、樹脂との反応起点が増加し、反応が急激に進行するものと考える。 The phosphorus-based curing accelerator of the microcapsule type phosphorus-based curing accelerator is in a form of being included or supported in the shell material. Therefore, it is considered that the reaction starting point with the resin as the reaction component becomes dilute, so that the reaction in the low temperature region is delayed. However, in the vicinity of 130 to 200 ° C., which is the molding temperature of the sealing material, the shell is melted or softened, the phosphorus curing accelerator is taken in, the reaction starting point with the resin is increased, and the reaction proceeds rapidly. Think.
前記シェルが、融点または軟化点が40℃以上である熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂である請求項1または2に記載のマイクロカプセル型りん系硬化促進剤。
The microcapsule-type phosphorus curing accelerator according to
このような方法で得られるマイクロカプセル型硬化触媒の平均粒径としては、0.5〜10μmのものを使用することが好ましく、特に平均粒径が0.5〜10μmかつ最大粒径が50μm以下、とりわけ平均粒径2〜5μmかつ最大粒径が20μm以下のものを使用することが好ましい。平均粒径が0.5μmより小さいと比表面積が大きくなり、混合した時の粘度が高くなる恐れがあり、10μmを超えるとレジンとの分散が不均一になり信頼性の低下を引き起こす恐れがある。 The average particle size of the microcapsule-type curing catalyst obtained by such a method is preferably 0.5 to 10 μm, and in particular, the average particle size is 0.5 to 10 μm and the maximum particle size is 50 μm or less. In particular, it is preferable to use those having an average particle diameter of 2 to 5 μm and a maximum particle diameter of 20 μm or less. If the average particle size is smaller than 0.5 μm, the specific surface area becomes large and the viscosity when mixed may increase, and if it exceeds 10 μm, dispersion with the resin may become non-uniform and reliability may be lowered. .
硬化促進剤の配合量は、イミダゾール化合物、有機リン系化合物等をマイクロカプセル化せずそのまま使用する場合の配合量は、(A)成分の液状エポキシ樹脂100重量部に対して好ましくは0.1〜15重量部、特に0.5〜7重量部である。配合量が0.1重量部未満では硬化性が低下する恐れがあり、15重量部を超えると、硬化性には優れるが保存性が低下する恐れがある。 The blending amount of the curing accelerator is preferably 0.1 based on 100 parts by weight of the component (A) liquid epoxy resin when the imidazole compound, organophosphorus compound, etc. are used as they are without being microencapsulated. -15 parts by weight, in particular 0.5-7 parts by weight. If the blending amount is less than 0.1 parts by weight, the curability may be lowered. If the blending amount is more than 15 parts by weight, the curability is excellent but the storage stability may be lowered.
また、マイクロカプセル型硬化促進剤の配合量は、(A)成分の液状エポキシ樹脂100重量部に対して、マイクロカプセル中に内包される硬化促進触媒の量が1〜15重量部、特に2〜10重量部となる量であることが好ましい。1重量部未満では硬化性が低下する恐れがあり、15重量部を超えると硬化性には優れるが、組成物の保存性が低下する恐れがある。 In addition, the amount of the microcapsule type curing accelerator is 1 to 15 parts by weight, especially 2 to 100 parts by weight of the liquid epoxy resin (A). The amount is preferably 10 parts by weight. If it is less than 1 part by weight, the curability may be lowered, and if it exceeds 15 parts by weight, the curability is excellent, but the storage stability of the composition may be lowered.
更に、マイクロカプセル型硬化促進剤と前述のマイクロカプセル化していない硬化促進剤とを併用してもよい。この場合、(A)成分の液状エポキシ樹脂100重量部に対して、マイクロカプセル中に内包される硬化促進触媒とマイクロカプセル化していない硬化促進剤との合計が、1〜15重量部、特に2〜7重量部となる量であることが好ましい。1重量部未満では硬化性が低下する恐れがあり、15重量部を超えると硬化性には優れるが、組成物の保存性が低下する恐れがある。 Furthermore, you may use together a microcapsule type hardening accelerator and the above-mentioned hardening accelerator which is not microencapsulated. In this case, with respect to 100 parts by weight of the liquid epoxy resin of component (A), the total of the curing acceleration catalyst encapsulated in the microcapsule and the curing accelerator not microencapsulated is 1 to 15 parts by weight, particularly 2 The amount is preferably 7 parts by weight. If it is less than 1 part by weight, the curability may be lowered, and if it exceeds 15 parts by weight, the curability is excellent, but the storage stability of the composition may be lowered.
[(D)無機質充填剤]
本発明では、膨張係数を小さくする目的から従来より知られている各種の無機質充填剤を添加する。具体的に無機質充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、窒化アルミニウム、窒化珪素、マグネシア、マグネシウムシリケート、アルミニウム等が使用される。なかでも真球状の溶融シリカが低粘度化が可能なために望ましい。
[(D) Inorganic filler]
In the present invention, various inorganic fillers conventionally known are added for the purpose of reducing the expansion coefficient. Specifically, fused silica, crystalline silica, alumina, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, magnesia, magnesium silicate, aluminum or the like is used as the inorganic filler. Among these, spherical fused silica is desirable because it can reduce the viscosity.
また本発明の液状エポキシ樹脂組成物をポッティング材として使用する場合、平均粒径が2〜25μmでかつ最大粒径が75μm以下、特に50μm以下のものが望ましい。平均粒径が2μm未満では粘度が高くなり多量に充填できない恐れがあり、25μmを超えると粗い粒子が多くなり、リード線に詰まりボイドになる恐れがある。なお、この平均粒径及び粒径は、例えばレーザー光回折法による粒度分布測定により得ることができ、平均粒径は、例えば重量平均値(又はメジアン径)等として求めることができる。この場合の充填剤の量は、有機樹脂成分[即ち、(A)成分の液状エポキシ樹脂、(B)成分の硬化剤、及び後述の(E)成分の変性シリコーン樹脂]の合計100重量部に対して100〜600重量部、特に200〜500重量部の範囲が好ましい。 When the liquid epoxy resin composition of the present invention is used as a potting material, it is desirable that the average particle size is 2 to 25 μm and the maximum particle size is 75 μm or less, particularly 50 μm or less. If the average particle size is less than 2 μm, the viscosity increases and there is a fear that a large amount cannot be filled. If it exceeds 25 μm, coarse particles increase, which may lead to clogging in the lead wire. In addition, this average particle diameter and particle diameter can be obtained, for example, by particle size distribution measurement by a laser beam diffraction method, and the average particle diameter can be obtained, for example, as a weight average value (or median diameter). The amount of the filler in this case is 100 parts by weight in total of the organic resin component [that is, the liquid epoxy resin of component (A), the curing agent of component (B), and the modified silicone resin of component (E) described later]. The range of 100 to 600 parts by weight, particularly 200 to 500 parts by weight is preferred.
また形状を維持するに当たり、非反応性有機ケイ素化合物で表面処理された、平均粒径が0.01〜0.10μmである無機充填材を用いることが望ましい。
前記表面処理は、前記無機充填材の分散性を向上させるために行われる。前記無機充填材の平均粒径が0.01μm未満であるとエポキシ樹脂組成物の粘度が高く恐れがあり、作業性が著しく悪くなる恐れがある。また、0.10μmを越えると硬化前の封止物の形状維持が困難となるという問題がある。
In order to maintain the shape, it is desirable to use an inorganic filler having an average particle diameter of 0.01 to 0.10 μm which has been surface-treated with a non-reactive organosilicon compound.
The surface treatment is performed to improve the dispersibility of the inorganic filler. When the average particle size of the inorganic filler is less than 0.01 μm, the viscosity of the epoxy resin composition may be high, and workability may be significantly deteriorated. Moreover, when it exceeds 0.10 micrometer, there exists a problem that the shape maintenance of the sealing material before hardening will become difficult.
平均粒径が0.01〜0.10μmである無機充填剤としては、例えば、アエロジル130、アエロジル200、アエロジル300(商品名、日本アエロジル社製)等のフュームドシリカ;ニプシルVN−3−LP(商品名、日本シリカ工業社製)等の湿式シリカ;等のシリカが好適に用いられる。
Examples of the inorganic filler having an average particle diameter of 0.01 to 0.10 μm include fumed silica such as Aerosil 130,
また、非反応性有機ケイ素化合物としては、例えば、CH3Si(OCH3)、(CH3)3SiOCH3、PhSi(OCH3)3、PhSiCH3(OCH3)2、{(CH3)3Si}2NH、CH3CH2Si(OCH3)3等(なお、前記「Ph」はフェニル基を意味する)が挙げられる。 Examples of non-reactive organosilicon compounds include CH 3 Si (OCH 3 ), (CH 3 ) 3 SiOCH 3 , PhSi (OCH 3 ) 3 , PhSiCH 3 (OCH 3 ) 2 , {(CH 3 ) 3 Si} 2 NH, CH 3 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 and the like (wherein “Ph” means a phenyl group).
また、前記無機充填剤の表面処理方法としては、前記無機充填剤を予め前記非反応性有機ケイ素化合物を用いて処理しておいてもよく、また、本発明の液状エポキシ樹脂組成物の調製時に前記非反応性有機ケイ素化合物を添加・配合するインテグラルブレンド法によって表面処理をおこなってもよいが、前記非反応性有機ケイ素化合物の使用量を抑制する点から、前者の方法の方が好ましい。 In addition, as a surface treatment method for the inorganic filler, the inorganic filler may be previously treated with the non-reactive organosilicon compound, and at the time of preparing the liquid epoxy resin composition of the present invention. The surface treatment may be performed by an integral blend method in which the non-reactive organosilicon compound is added and blended, but the former method is preferred from the viewpoint of suppressing the amount of the non-reactive organosilicon compound used.
この(D)成分の使用量は、本発明の液状エポキシ樹脂組成物の全量に対し、通常、0.5〜5重量%、好ましくは2〜3重量%の範囲とするのがよい。前記使用量が少なすぎると、液状成分のブリードの発生を抑制することが困難となり、また、逆に、多すぎるとチキソ性が高くなり過ぎるため、エポキシ樹脂組成物の流動性が低下し、実質上液状のエポキシ樹脂組成物を得ることが困難となるおそれがある。 The amount of component (D) used is usually 0.5 to 5% by weight, preferably 2 to 3% by weight, based on the total amount of the liquid epoxy resin composition of the present invention. If the amount used is too small, it becomes difficult to suppress the occurrence of bleed of the liquid component, and conversely, if too large, the thixotropy becomes too high, so that the fluidity of the epoxy resin composition decreases, There is a possibility that it may be difficult to obtain an upper liquid epoxy resin composition.
この場合、無機質充填剤の充填量は、(A)液状エポキシ樹脂と(B)芳香族アミン系硬化剤との総量100質量部に対して50〜1,200質量部、特に100〜1,200質量部の範囲が好ましい。100質量部未満では、膨張係数が大きく冷熱試験においてクラックの発生を誘発させるおそれがある。1,200質量部を超えると、粘度が高くなり、流動性の低下をもたらすおそれがある。この場合の好ましい粘度としては、25℃で700Pa・s以下、好ましくは500Pa・s以下である。 In this case, the filling amount of the inorganic filler is 50 to 1,200 parts by weight, particularly 100 to 1,200, based on 100 parts by weight of the total amount of (A) liquid epoxy resin and (B) aromatic amine curing agent. A range of parts by mass is preferred. If the amount is less than 100 parts by mass, the coefficient of expansion is large and there is a risk of inducing cracks in the cooling test. If it exceeds 1,200 parts by mass, the viscosity becomes high and the fluidity may be lowered. A preferable viscosity in this case is 700 Pa · s or less, preferably 500 Pa · s or less at 25 ° C.
この場合の無機質充填剤の配合量としては、(A)液状エポキシ樹脂と(B)芳香族アミン系硬化剤との総量100質量部に対して50〜400質量部で配合することが好ましく、より好ましくは100〜250質量部の範囲で配合する。50質量部未満では、膨張係数が大きく、冷熱試験においてクラックの発生を誘発させるおそれがある。400質量部を超えると、粘度が高くなり、薄膜侵入性の低下をもたらすおそれがある。この場合の好ましい粘度としては、25℃で250Pa・s以下、好ましくは100Pa・s以下である。 As a compounding quantity of the inorganic filler in this case, it is preferable to mix | blend by 50-400 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of (A) liquid epoxy resin and (B) aromatic amine type hardening | curing agent, More Preferably it mix | blends in 100-250 mass parts. If it is less than 50 parts by mass, the expansion coefficient is large, and there is a risk of inducing cracks in the cold test. If it exceeds 400 parts by mass, the viscosity will increase and the thin film penetration may be reduced. A preferable viscosity in this case is 250 Pa · s or less, preferably 100 Pa · s or less at 25 ° C.
[その他添加剤]
本発明のエポキシ樹脂組成物には、応力を低下させる目的でシリコーンゴム、シリコーンオイルや液状のポリブタジエンゴム、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンよりなる熱可塑性樹脂などを配合してもよい。
[Other additives]
The epoxy resin composition of the present invention may be blended with silicone rubber, silicone oil, liquid polybutadiene rubber, thermoplastic resin made of methyl methacrylate-butadiene-styrene, or the like for the purpose of reducing stress.
また、更に応力を低下させる目的でシリコーンゴム、シリコーンオイルや液状のポリブタジエンゴム、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレンよりなる熱可塑性樹脂などを本発明の効果を損なわない範囲で配合してもよい。 Further, for the purpose of further reducing the stress, silicone rubber, silicone oil, liquid polybutadiene rubber, thermoplastic resin composed of methyl methacrylate-butadiene-styrene, and the like may be blended within a range not impairing the effects of the present invention.
本発明の製造方法で得られるエポキシ樹脂組成物を使用する場合、各種の半田との濡れ性・密着性を向上させる為にフラックスを添加することができる。この場合市販のフラックスのままでも、或いは有効成分のみを添加しても良い。この有効成分はベース樹脂と活性剤に大別される。前者ではアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸、テトラヒドロアビエチン酸、ネオアビエチン酸、イソピマール酸、ピマール酸、レボピマール酸、パラストリン酸、後者では安息香酸、ステアリン酸、乳酸、クエン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。 When using the epoxy resin composition obtained by the production method of the present invention, a flux can be added in order to improve wettability and adhesion with various solders. In this case, it may be a commercially available flux or only an active ingredient may be added. This active ingredient is roughly divided into a base resin and an activator. In the former, abietic acid, dehydroabietic acid, dihydroabietic acid, tetrahydroabietic acid, neoabietic acid, isopimaric acid, pimaric acid, levopimaric acid, parastrinic acid, in the latter benzoic acid, stearic acid, lactic acid, citric acid, oxalic acid, succinic acid An acid, adipic acid, sebacic acid, etc. are mentioned.
フラックスの添加量は樹脂全体の100重量部に対して、0.5乃至5重量部、特に1乃至3重量部であることが望ましい。フラックスが0.5重量部未満である場合はその効果が十分に得られず、また10重量部より多い場合は硬化不十分になる恐れがある。フラックスの混合方法は特に限定されないが、エポキシ樹脂或いは硬化剤に予め溶融混合し、均一に分散させることが望ましい。
本発明の液状エポキシ樹脂組成物には、更に必要に応じ、接着性向上用炭素官能性シラン、カーボンブラック等の顔料、染料、酸化防止剤、表面処理剤(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等)、その他の添加剤を配合することができる。
The added amount of the flux is preferably 0.5 to 5 parts by weight, particularly 1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole resin. When the flux is less than 0.5 parts by weight, the effect is not sufficiently obtained, and when it is more than 10 parts by weight, the curing may be insufficient. The method of mixing the flux is not particularly limited, but it is desirable to melt and mix in advance in an epoxy resin or a curing agent and uniformly disperse.
In the liquid epoxy resin composition of the present invention, if necessary, a pigment such as a carbon functional silane for improving adhesion, carbon black and the like, a dye, an antioxidant, a surface treatment agent (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) Etc.), and other additives can be blended.
[液状エポキシ樹脂組成物の調整等]
本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、例えば、液状エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機質充填剤、変性シリコーン樹脂、必要に応じて任意成分を同時あるいは別々に、必要により加熱処理を加えながら攪拌、溶解、混合、分散させる。これらの操作に用いる装置は特に限定されないが、攪拌、加熱装置を備えたライカイ機、3本ロール、ボールミル、プラネタリーミキサー等を用いることができる。また、これら装置を適宜組み合わせてもよい。
[Adjustment of liquid epoxy resin composition]
The liquid epoxy resin composition of the present invention is, for example, a liquid epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, a modified silicone resin, and optional components simultaneously or separately as necessary, while subjecting to heat treatment as necessary. Stir, dissolve, mix and disperse. Although the apparatus used for these operations is not particularly limited, a lykai machine equipped with a stirring and heating apparatus, a three roll, a ball mill, a planetary mixer, and the like can be used. Moreover, you may combine these apparatuses suitably.
また、本発明の液状エポキシ樹脂組成物の成形方法、成形条件は表面実装時のハンダリフロー条件の常法とすることができる。一般的な例として『常温→200〜260℃(ハンダ溶融温度範囲内)/1分以上5分以下→常温』の温度プロファイルである。ハンダ溶融温度以下では、ハンダが接続できない恐れが有る。ハンダ溶融温度以上では、高温度による熱衝撃により半導体装置の故障する恐れがある。リフロー最大温度状態が1分未満であると液状エポキシ樹脂組成物が十分に硬化しておらず十分な接着強度がでず落下試験等で不良が発生するおそれがある。5分以上では、高温度による熱衝撃により半導体装置の故障する恐れがある。 Moreover, the molding method and molding conditions of the liquid epoxy resin composition of the present invention can be a conventional method of solder reflow conditions during surface mounting. A typical example is a temperature profile of “normal temperature → 200 to 260 ° C. (within solder melting temperature range) / 1 minute to 5 minutes → normal temperature”. Below the solder melting temperature, solder may not be connected. Above the solder melting temperature, the semiconductor device may fail due to thermal shock due to high temperature. If the maximum reflow temperature state is less than 1 minute, the liquid epoxy resin composition is not sufficiently cured and sufficient adhesive strength is not obtained, and a failure may occur in a drop test or the like. If it is longer than 5 minutes, the semiconductor device may be damaged due to thermal shock caused by high temperature.
本発明の液状エポキシ樹脂組成物は、この組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)が30〜120℃の範囲であり、かつ150℃以上(特に150〜280℃)の動的粘弾性率Bに対する30℃以下(特に0〜30℃)の動的粘弾性率Aの比(A/B)が100以上、好ましくは100〜1,000、特に200〜800である。また、組成物の粘度は、25℃において10,000ポイズ以下、好ましくは10〜5,000ポイズのものが好ましい。 In the liquid epoxy resin composition of the present invention, the glass transition temperature (Tg) of the cured product of this composition is in the range of 30 to 120 ° C, and the dynamic viscoelastic modulus is 150 ° C or higher (particularly 150 to 280 ° C). The ratio (A / B) of the dynamic viscoelastic modulus A of 30 ° C. or less (particularly 0 to 30 ° C.) to B is 100 or more, preferably 100 to 1,000, particularly 200 to 800. The composition has a viscosity of 10,000 poise or less, preferably 10 to 5,000 poise at 25 ° C.
なお、上記Tg及び動的粘弾性率比(A/B)は、エポキシ樹脂及び硬化剤(特にフェノール樹脂)の選定、配合量選定等によって達成できる。 The Tg and the dynamic viscoelastic modulus ratio (A / B) can be achieved by selecting an epoxy resin and a curing agent (particularly a phenol resin), selecting a blending amount, and the like.
なお、本発明において、封止材として用いる液状エポキシ樹脂組成物の粘度は、25℃において1,000Pa・s以下、特に500Pa・s以下のものが好ましい。また、この組成物の成形方法、成形条件は、常法とすることができるが、好ましくは、先に100〜120℃、0.5時間以上、その後150〜175℃、0.5時間以上の条件で熱オーブンキュアを行う。100〜120℃での加熱が0.5時間未満では、硬化後にボイドが発生する場合がある。また150〜175℃での加熱が0.5時間未満では、十分な硬化物特性が得られない場合がある。この場合、キュアの時間は加熱温度に応じて適宜選定される。 In the present invention, the viscosity of the liquid epoxy resin composition used as the sealing material is preferably 1,000 Pa · s or less, particularly 500 Pa · s or less at 25 ° C. The molding method and molding conditions for this composition can be conventional methods, but preferably 100 to 120 ° C. for 0.5 hour or longer, and then 150 to 175 ° C. for 0.5 hour or longer. Heat oven cure under conditions. When heating at 100 to 120 ° C. is less than 0.5 hour, voids may occur after curing. Further, if the heating at 150 to 175 ° C. is less than 0.5 hours, sufficient cured product characteristics may not be obtained. In this case, the curing time is appropriately selected according to the heating temperature.
ここで、本発明に用いるフリップチップ型半導体装置としては、例えば図1に示したように、通常、有機基板1の配線パターン面に複数個のバンプ2を介して半導体チップ3が搭載されているものであり、上記有機基板1と半導体チップ3との隙間(バンプ2間の隙間)にアンダーフィル材4が充填され、その側部がフィレット材5で封止されたものとすることができるが、本発明の封止材は、特にこのようなアンダーフィル材として使用する場合に有効である。
Here, as a flip chip type semiconductor device used in the present invention, for example, as shown in FIG. 1, for example, a
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not restrict | limited to the following Example.
[実施例1〜2、参考例3〜4、比較例1〜2]
表1で示す各成分を3本ロールで均一に混練りすることにより6種の液状エポキシ樹脂組成物を得た。これらの液状エポキシ樹脂組成物を用いて、以下に示す試験を行った。その結果を表1に示す。
[Examples 1-2 , Reference Examples 3-4, Comparative Examples 1-2 ]
Each component shown in Table 1 was kneaded uniformly with three rolls to obtain six types of liquid epoxy resin compositions. The test shown below was done using these liquid epoxy resin compositions. The results are shown in Table 1.
[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2分後の値を測定した。
[viscosity]
About each composition, according to JISZ-8803, measurement temperature: 25 degreeC, the value after 2 minutes was measured using the E-type viscosity meter.
[チクソトロピー指数]
上記(a)の粘度の測定においてローシェアとハイシェアの比が10倍になるようにして測定した両者の粘度の比の値を示した。
[Thixotropic index]
In the measurement of the viscosity of (a) above, the value of the ratio of the viscosities measured so that the ratio of the low shear to the high shear is 10 times is shown.
[ゲル化時間]
組成物のゲル化時間を200℃の熱板上で測定した。
[Gelification time]
The gel time of the composition was measured on a hot plate at 200 ° C.
[Tg(ガラス転移温度)、CTE1(膨張係数)、CTE2(膨張係数)]
5mm×5mm×15mmの『常温→200〜260℃(ハンダ溶融温度範囲内)/30秒以上5分以下→常温』で硬化させた硬化物試験片を用いて、TMA(熱機械分析装置)により毎分5℃で昇温してTgを測定した。また、測定されたTgにより以下の温度範囲の膨張係数を測定した。
Tgが30〜100℃の場合は、CTE1は−30〜0℃、CTE2は150〜180℃の温度範囲のときの膨張係数
Tgが100℃以上の場合は、CTE1は50〜80℃、CTE2は200〜230℃の温度範囲のときの膨張係数
[Tg (glass transition temperature), CTE1 (expansion coefficient), CTE2 (expansion coefficient)]
By using TMA (thermomechanical analyzer) with a cured product specimen cured at 5 ° × 5 mm × 15 mm “normal temperature → 200 to 260 ° C. (within solder melting temperature range) / 30 seconds to 5 minutes → normal temperature”. The temperature was raised at 5 ° C. per minute and Tg was measured. Moreover, the expansion coefficient in the following temperature range was measured by the measured Tg.
When Tg is 30 to 100 ° C., CTE1 is −30 to 0 ° C., CTE2 is an expansion coefficient when the temperature range is 150 to 180 ° C. When Tg is 100 ° C. or more, CTE1 is 50 to 80 ° C., CTE2 is Expansion coefficient in the temperature range of 200-230 ° C
[弾性率比]
セイコー社製DMA(DMS−120)により、30℃及び200℃での硬化物の弾性率を測定し、200℃の弾性率に対する30℃の弾性率の比として示した。
[Elastic modulus ratio]
The elastic modulus of the cured product at 30 ° C. and 200 ° C. was measured by DMA (DMS-120) manufactured by Seiko Co., Ltd., and was shown as the ratio of the elastic modulus at 30 ° C. to the elastic modulus at 200 ° C.
[基板下への注入の有無]
ハンダバンプの付いた半導体素子(10*10mm)を接合させるBT基板(接合パッド;ハンダ)上に樹脂組成物を塗布し、フリップチップボンダーで仮接合したのち、Max温度240℃+/-5℃、最低温度195℃で1分〜2分のプロファイルに設定したIRリフローオーブンで硬化させ、半導体素子とBT基板の隙間に樹脂が中心部に流れているか確認した。外周より3mm以上中心に流れていたものをNGとした。
[Presence or absence of injection under the substrate]
After applying a resin composition on a BT substrate (bonding pad; solder) to which a semiconductor element (10 * 10 mm) with solder bumps is bonded, and temporarily bonding with a flip chip bonder, Max temperature is 240 ° C. + / − 5 ° C., Curing was performed in an IR reflow oven set to a profile of 1 minute to 2 minutes at a minimum temperature of 195 ° C., and it was confirmed whether the resin was flowing in the center between the semiconductor element and the BT substrate. What was flowing in the
[接着力テスト]
ソルダーレジストAUS308をコートしたBT基板上に上面の直径2mm、下面の直径5mm、高さ3mmの円錐台形状の試験片を載せ、Max温度240℃+/-5℃、最低温度195℃で1分〜2分のプロファイルに設定したIRリフローオーブンで硬化させた。硬化後、得られた試験片の剪断接着力を測定した。いずれの場合も試験片の個数は5個で行い、その平均値を接着力として表記した。
[Adhesion test]
A test piece in the shape of a truncated cone having a diameter of 2 mm on the upper surface, a diameter of 5 mm on the lower surface, and a height of 3 mm is placed on the BT substrate coated with the solder resist AUS308, and the Max temperature is 240 ° C. + / − 5 ° C., and the minimum temperature is 195 ° C. for 1 minute. Cured in an IR reflow oven set to a profile of ˜2 minutes. After curing, the shear adhesion of the obtained specimen was measured. In any case, the number of test pieces was five, and the average value was expressed as adhesive strength.
[ハンダ接続テスト]
ハンダバンプの付いた半導体素子半導体素子を接合させるBT基板(接合パッド;ハンダ)上に樹脂組成物を塗布し、フリップチップボンダーで仮接合したのち、Max温度240℃+/-5℃、最低温度195℃で1分〜2分のプロファイルに設定したIRリフローオーブンで硬化させ、ハンダ接合性(抵抗値)を測定し、導通の有無を確認した。
[Solder connection test]
Semiconductor element with solder bumps A resin composition is applied onto a BT substrate (bonding pad; solder) to which semiconductor elements are bonded, and after temporary bonding with a flip chip bonder, a Max temperature of 240 ° C. + / − 5 ° C., a minimum temperature of 195 It hardened | cured with IR reflow oven set to the profile for 1 minute-2 minutes at (degree C), the solder joint property (resistance value) was measured, and the presence or absence of conduction | electrical_connection was confirmed.
[260℃でのリペアー性]
ハンダバンプの付いた半導体素子半導体素子を接合させるBT基板(接合パッド;ハンダ)上に樹脂組成物を塗布し、フリップチップボンダーで仮接合したのち、Max温度240℃+/−5℃、最低温度195℃で1分〜2分のプロファイルに設定したIRリフローオーブンで硬化させ、それを260℃に設定したホットプレートに置き、半導体素子が5MPa以下で外せるか確認した。外せるものをOK、外せないものをNGとした。
[Repairability at 260 ° C]
Semiconductor element with solder bumps A resin composition is applied onto a BT substrate (bonding pad; solder) to which semiconductor elements are bonded, and after temporary bonding with a flip chip bonder, a Max temperature of 240 ° C. + / − 5 ° C., a minimum temperature of 195 It was cured in an IR reflow oven set to a profile of 1 to 2 minutes at 0 ° C., placed on a hot plate set to 260 ° C., and confirmed that the semiconductor element could be removed at 5 MPa or less. Those that can be removed are OK, and those that cannot be removed are NG.
○YDF8170:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(東都化成社製)
○MH700:メチルテトラヒドロ無水フタル酸(新日本理化製)
共重合体:
○ YDF8170: Bisphenol F type epoxy resin (manufactured by Toto Kasei)
○ MH700: Methyltetrahydrophthalic anhydride (manufactured by Shin Nippon Rika)
Copolymer:
○2PHZ-PWのマイクロカプセル:2PHZ-PWを20重量%内包したメタクリル酸メチルのポリマー 平均粒径は7μm 30℃のo−クレゾール混合液中、15分間の処理でマイクロカプセルから溶出する硬化促進触媒の量は87重量%
○2PHZ−PW:2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、(四国化成社製)
○硬化剤A:DAL−BPA(本州化学工業社製) 粘度(25℃)=16Pa・s 水酸基当量=154
○硬化剤B:DL92(明和化成製) 常温で固体 水酸基当量=107
○SE8FC:平均粒径8μm、最大粒径24μm以下の球状シリカ(龍森製)
○表面処理無機充填材シリカM ヘキサメチルシラザン:SE31(商品名、信越化学工業社製)で表面処理したフュームドシリカ:アエロジル130(商品名、日本アエロジル社製、平均粒径:0.15μm)
○ 2PHZ-PW microcapsules: Polymer of methyl methacrylate containing 20% by weight of 2PHZ-PW Average particle size is 7μm Curing accelerating catalyst that elutes from microcapsules in 15-minute treatment in 30 ° C o-cresol mixture Is 87% by weight
○ 2PHZ-PW: 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals)
○ Curing agent A: DAL-BPA (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) Viscosity (25 ° C.) = 16 Pa · s Hydroxyl equivalent = 154
○ Curing agent B: DL92 (Maywa Kasei) Solid at normal temperature Hydroxyl equivalent = 107
○ SE8FC: Spherical silica with an average particle size of 8μm and maximum particle size of 24μm or less (manufactured by Tatsumori)
○ Surface-treated inorganic filler silica M Hexamethylsilazane: Fumed silica surface-treated with SE31 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): Aerosil 130 (trade name, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average particle size: 0.15 μm)
1 電子回路基板
2 エポキシ樹脂組成物
3 パッド
4 CPS
5 ハンダバンプ
1
5 Solder bump
Claims (10)
(A)液状エポキシ樹脂
(B)下記一般式(3)で表される樹脂を25〜100重量%含有する硬化剤
(C)内部にイミダゾール化合物又は有機リン化合物を内包する平均粒径0.5〜10μmのマイクロカプセルであって、ハンダバンプ材料の融点以上の温度で溶融あるいは軟化する硬化促進剤
(D)無機質充填剤
を含み、E型粘度計を用いて測定した25℃における粘度が350Pa・s以上のものであることを特徴とする熱硬化型エポキシ樹脂組成物。 When a semiconductor component having solder bumps for electrical bonding on a substrate is surface-mounted, the solder bump material has a melting point that is not cured for at least 30 seconds and is applied to all or part of the outer periphery of the semiconductor component package. A thermosetting epoxy resin composition that can be thermally cured after soldering at the time of surface mounting without penetrating between the semiconductor package and the electric circuit board while maintaining the shape, and the thermosetting epoxy resin composition Curing agent containing 25 to 100% by weight of resin represented by the following general formula (3): (A) liquid epoxy resin (B)
(C) A microcapsule having an average particle diameter of 0.5 to 10 μm encapsulating an imidazole compound or an organophosphorus compound inside, and a curing accelerator that melts or softens at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder bump material. (D) Inorganic filler only containing, thermosetting epoxy resin composition, wherein the viscosity at 25 ° C. as measured using an E-type viscometer is not less than 350 Pa · s.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005235779A JP4786964B2 (en) | 2005-08-16 | 2005-08-16 | Thermosetting epoxy resin composition and semiconductor device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005235779A JP4786964B2 (en) | 2005-08-16 | 2005-08-16 | Thermosetting epoxy resin composition and semiconductor device using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007051184A JP2007051184A (en) | 2007-03-01 |
| JP4786964B2 true JP4786964B2 (en) | 2011-10-05 |
Family
ID=37915849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005235779A Expired - Fee Related JP4786964B2 (en) | 2005-08-16 | 2005-08-16 | Thermosetting epoxy resin composition and semiconductor device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4786964B2 (en) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5296996B2 (en) * | 2007-03-27 | 2013-09-25 | パナソニック株式会社 | Thermosetting resin composition and electronic device |
| DE102007024099A1 (en) * | 2007-05-22 | 2008-11-27 | Evonik Degussa Gmbh | adhesives |
| US8138580B2 (en) * | 2007-09-19 | 2012-03-20 | Toray Industries, Inc. | Adhesive composition for electronic components, and adhesive sheet for electronic components using the same |
| JP5131109B2 (en) * | 2007-09-20 | 2013-01-30 | 東レ株式会社 | Adhesive composition for electronic parts and adhesive sheet for electronic parts using the same |
| JP2010192525A (en) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Namics Corp | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
| JP5357576B2 (en) * | 2009-02-27 | 2013-12-04 | パナソニック株式会社 | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and semiconductor device |
| JP2013253195A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Namics Corp | Epoxy resin composition |
| US10131826B2 (en) | 2014-04-22 | 2018-11-20 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Adhesive film for semiconductor chip with through electrode |
| JP2015108155A (en) * | 2015-02-20 | 2015-06-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Liquid epoxy resin composition for underfill, mounting component structure using the same, and surface mounting method for mounting component |
| WO2019167460A1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-09-06 | 日立化成株式会社 | Adhesive for semiconductor and method for manufacturing semiconductor device using same |
| JP7406336B2 (en) | 2019-10-11 | 2023-12-27 | 三星電子株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2985700B2 (en) * | 1995-01-26 | 1999-12-06 | 松下電工株式会社 | Liquid epoxy resin composition |
| JP2985701B2 (en) * | 1995-01-27 | 1999-12-06 | 松下電工株式会社 | Liquid epoxy resin composition |
| JP3825475B2 (en) * | 1995-06-30 | 2006-09-27 | 株式会社 東芝 | Manufacturing method of electronic parts |
| JP2943764B2 (en) * | 1997-05-16 | 1999-08-30 | 日本電気株式会社 | Resin sealing structure for flip-chip mounted semiconductor devices |
| JP4206631B2 (en) * | 2000-10-12 | 2009-01-14 | 住友ベークライト株式会社 | Thermosetting liquid sealing resin composition, method for assembling semiconductor element, and semiconductor device |
| JP2002293880A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Liquid resin composition for sealing and semiconductor device using the same |
| JP3985148B2 (en) * | 2001-08-16 | 2007-10-03 | 信越化学工業株式会社 | Liquid epoxy resin composition and semiconductor device |
| JP3917405B2 (en) * | 2001-10-31 | 2007-05-23 | 株式会社東芝 | Manufacturing method of electronic component device |
| JP3794349B2 (en) * | 2002-06-25 | 2006-07-05 | 松下電工株式会社 | Liquid epoxy resin composition for sealing and semiconductor device |
| JP4176619B2 (en) * | 2003-07-18 | 2008-11-05 | 信越化学工業株式会社 | Flip chip mounting side fill material and semiconductor device |
| JP3925803B2 (en) * | 2003-07-18 | 2007-06-06 | 信越化学工業株式会社 | Flip chip mounting side fill material and semiconductor device |
-
2005
- 2005-08-16 JP JP2005235779A patent/JP4786964B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007051184A (en) | 2007-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100781040B1 (en) | Liquid Epoxy Resin Compositions and Semiconductor Devices | |
| JP2011014885A (en) | Dam material composition of underfill material for multilayer semiconductor device, and method of manufacturing multilayer semiconductor device using the same dam material composition | |
| JP5502268B2 (en) | Resin composition set for system-in-package semiconductor devices | |
| JP2001288340A (en) | Sealing material for flip-chip type semiconductor device and flip-chip type semiconductor device | |
| JP5116152B2 (en) | Resin composition for manufacturing semiconductor devices | |
| CN1732225A (en) | No-flow toughened epoxy-anhydride underfill sealant | |
| JP4656269B2 (en) | Liquid epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP4786964B2 (en) | Thermosetting epoxy resin composition and semiconductor device using the same | |
| JP5273745B2 (en) | Overcoat material and semiconductor device using the same | |
| JP3695521B2 (en) | Liquid epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2014094981A (en) | Liquid epoxy resin composition for encapsulating semiconductor and semiconductor device using the same | |
| JP3985148B2 (en) | Liquid epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP4176619B2 (en) | Flip chip mounting side fill material and semiconductor device | |
| US7692318B2 (en) | Liquid epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2006169395A (en) | Underfill resin composition | |
| JP2007189210A (en) | Flip chip type semiconductor device assembly method and semiconductor device manufactured using the method | |
| JP6179247B2 (en) | Electronic component device manufacturing method and electronic component device | |
| JP2009173744A (en) | Underfill agent composition | |
| JP3925803B2 (en) | Flip chip mounting side fill material and semiconductor device | |
| US8075721B2 (en) | Low exothermic thermosetting resin compositions useful as underfill sealants and having reworkability | |
| KR20070062927A (en) | Assembly method of flip chip type semiconductor device and semiconductor device manufactured using the method | |
| JP3871032B2 (en) | Liquid epoxy resin composition and flip chip type semiconductor device | |
| CN1970623B (en) | Liquid epoxy resin composition | |
| JP4737364B2 (en) | Liquid epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2010209266A (en) | Liquid epoxy resin composition for sealing semiconductor, and flip-chip semiconductor device sealed with the same as underfill material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070724 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100414 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100803 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100806 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100908 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101130 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110104 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110628 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110714 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4786964 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140722 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |