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JPH0459332B2 - - Google Patents
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JPH0459332B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0459332B2
JPH0459332B2 JP63015162A JP1516288A JPH0459332B2 JP H0459332 B2 JPH0459332 B2 JP H0459332B2 JP 63015162 A JP63015162 A JP 63015162A JP 1516288 A JP1516288 A JP 1516288A JP H0459332 B2 JPH0459332 B2 JP H0459332B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid anhydride
epoxy resin
filler
monofunctional
polyfunctional
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP63015162A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS6426625A (en
Inventor
Shinji Hashimoto
Taro Fukui
Masaya Tsujimoto
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP1516288A priority Critical patent/JPS6426625A/en
Publication of JPS6426625A publication Critical patent/JPS6426625A/en
Publication of JPH0459332B2 publication Critical patent/JPH0459332B2/ja
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体素子の封止などに用いられ
る液状エポキシ樹脂封止材に関する。 〔従来の技術〕 IC、LSIを始めとする半導体実装における低コ
スト化、高集積化の流れは、従来のトランスフア
ー成形によるDIP(デユアルインラインパツケー
ジ)から、HIC(ハイブリツドIC)、COB(チツプ
オンボード)、PPGA(プラスチツクピングリツド
アレイ)等の、樹脂によるスポツト封止を必要と
する実装形態へと移行している。これら新たな実
装形態においては、耐湿信頼性や耐電気腐食性等
の樹脂封止材自身の性能により、封止される素子
の信頼性が大きな影響を受ける。 最近では、上記のような実装形態が高級素子に
使用される機会が増え、前記耐湿信頼性や耐電気
腐食性等が充分であることを前提とした上に、さ
らに、トランスフアー成形品と同等の非常に高い
耐ヒートサイクル性が、樹脂封止材に対して求め
られるようになつてきた。 他方、半導体素子のボンデイングも、従来の主
流であつたワイヤボンデイングに代わつて、ワイ
ヤレスボンデイングが増えてきている。ワイヤレ
スボンデイングは、たとえば、ギヤングボンデイ
ングあるいはフリツプチツプと呼ばれる、バンプ
(突起電極)により半導体素子と基板とを電気的
に接合するものである。 バンプによる接合、特にはんだバンプによる接
合では、無封止の場合、ヒートサイクル試験でバ
ンプに欠陥が生じる。これを防ぐため、たとえ
ば、下記〜など種々の試みがなされている
〔畑田:ワイヤレスボンデイングの最新技術動向
「月刊Semiconductor World」第6巻、第10号
(1987.9)、第84〜92頁〕。 半導体素子のパツド部とはんだバンプとの
間、および/または、はんだバンプと基板のパ
ツド部との間に導電性ゴムや導電性接着剤を介
在させて、応力を吸収する。 バンプを複数個重ねて応力を吸収する。 バンプ周辺のみを樹脂で補強する。 光硬化性樹脂で半導体素子の回路面と基板回
路面との間を充填して硬化させ、この硬化によ
る収縮応力で半導体素子の電極と基板の電極と
をバンプを介して圧接する(接着ではなく)。 〔発明が解決しようとする課題〕 アミン系硬化剤を用いた従来のエポキシ樹脂組
成物は、吸湿性が高くて耐湿信頼性に劣り、耐電
気腐食性を得ることも困難であつた。 そこで、上記の様々な市場ニーズに対応すべ
く、種々の樹脂封止材料が開発されてきたが、要
求を満たしていなかつた。たとえば、硬化剤とし
て、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸
(MHHPA)に代表される、1分子中に1個の酸
無水物基を有する化合物を用いたエポキシ樹脂組
成物では、非常に高い耐電気腐食性を得ることが
できる反面、トランスフアー成形品レベルの耐ヒ
ートサイクル性を得ることはできなかつた。 他方、上記〜などのようにワイヤレスボン
デイングした場合、耐湿信頼性を向上させたり、
不純イオンの侵入を防いだりするために、半導体
素子全体を封止したり、あるいは、密閉したりす
る必要がある。 これに対し、第3図にみるように、半導体素子
1の回路面と基板2の回路面の間を液状エポキシ
樹脂封止材5で完全に充填し、封止する方法が提
案されている。この封止方法だと、樹脂補強によ
りバンプ3への集中応力を分散することもでき
る。このような封止を行うには、たとえば、第4
図aおよびbにみるように、半導体素子1の1組
の対辺の横に液状エポキシ樹脂封止材5を送り出
し、素子1と基板2との間に封止材5を侵入させ
充填している。この封止方法に用いる液状樹脂封
止材は、高信頼性を実現することができ、低粘度
で、たとえば、数十μm程度の狭い空間への侵入
性が良好である必要がある。基板2としては、た
とえば、ポリイミドフイルムなどのフイルム、有
機プリント配線板、金属板、セラミツク基板など
が用いられる。 この発明は、以上のことに鑑みて、スポツト封
止に使用することができ、耐湿信頼性、耐電気腐
食性に優れ、しかも、耐ヒートサイクル性にも優
れた液状エポキシ樹脂封止材を提供することを課
題とする。 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するため、この発明にかかる液
状エポキシ樹脂封止材は、下記の成分(a)、(b)、(c)
および(d)を必須成分として含み、成分(a)中のエポ
キシ基と成分(b)中の全酸無水物基とのモル比が
10/6〜10/9であることを特徴とするものであ
る。 (a) エポキシ当量が175以下のビスフエノールA
型エポキシ樹脂。 (b) メチルテトラヒドロフタル酸無水物および/
またはメチルヘキサヒドロフタル酸無水物から
なる単官能酸無水物と、5−(2,5−ジオキ
ソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル
−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水
物および/またはグリセロールトリスアンヒド
ロトリメリテートからなる多官能酸無水物とが
併用されてなる硬化剤であつて、前記単官能酸
無水物中の酸無水物基と前記多官能酸無水物中
の酸無水物基とのモル比が4/6〜8/2であ
る酸無水物系硬化剤。 (c) 硬化促進剤。 (d) 充填材。 〔作用〕 この発明の液状エポキシ樹脂封止材は、硬化剤
として、単官能酸無水物と多官能酸無水物とが併
用されているので、多官能酸無水物による粘度増
分を単官能酸無水物が、いわば、希釈剤として働
いて抑制し、単官能酸無水物の耐ヒートサイクル
性の不足分を多官能酸水物が引き上げて、耐ヒー
トサイクル性に優れた液状エポキシ樹脂封止材が
得られるものと考えられる。 〔実施例〕 この発明に用いるエポキシ樹脂は、封止材の粘
度を低減させたり、不純イオンを低減させたりす
るために、エポキシ当量が175以下のビスフエノ
ールA型エポキシ樹脂である。その中でも、ビス
フエノールAのジグリシジルエーテルを主成分と
するものが好ましい。この発明に用いる単官能酸
無水物は、メチルテトラヒドロフタル酸無水物
(MTHPA)およびメチルヘキサヒドロフタル酸
無水物(MHHPA)のうちの少なくとも1種で
ある。 この発明に用いる多官能酸無水物は、封止材の
耐ヒートサイクル性を向上させるために、下記式
(): で表される5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ
−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキ
セン−1,2−ジカルボン酸無水物〔以下、「化
合物()と記す〕および下記式(): で表されるグリセロールトリスアンヒドロトリメ
リテート〔以下、「化合物()」と記す〕のうち
の少なくとも1種である。これは、耐ヒートサイ
クル性が、樹脂の耐熱性だけでなく、硬化後の硬
度によつても左右されるからであると考えられる
が、明らかではない。また、上記2つの化合物
()および()の中でも、化合物()の方
が、耐湿信頼性が良く、特に好ましい。これは、
化合物()では、分子中のエステル基が加水分
解を受けやすいためであると考えられる。 また、樹脂封止材には、耐湿信頼性、耐電気腐
食性および耐ヒートサイクル性の他にも、たとえ
ば、工程コストに繋がる工程管理特性、すなわ
ち、液状で扱い易く、かつ、長い硬化時間を必要
としないという特性も求められることがある。硬
化剤として、多官能酸無水物のみを用いたエポキ
シ樹脂封止材では、優れた耐ヒートサイクル性を
実現できるが、この化合物は常温で固体であり、
そのため、得られるエポキシ樹脂封止材は、常温
では非常に粘度が高く、もはや、液状とは言い難
いものとなつてしまうため、そのような要求に応
えることがむずかしい。しかし、この発明では、
硬化剤として単官能酸無水物と多官能酸無水物を
併用しているので、そのような要求に応じること
が容易である。 上記単官能酸無水物と多官能酸無水物との配合
比率は、下記の点を考慮して、両者の酸無水物基
のモル比が、単官能酸無水物の酸無水物基モル
数:多官能酸無水物の酸無水物基モル数=4:6
〜8:2の範囲内になるように両者を配合する。
このモル比の範囲よりも多官能酸無水物が少なく
なると、硬化物の耐熱温度が充分高くならず、多
官能酸無水物による耐ヒートサイクル性の効果が
薄れることがある。逆に、そのモル比の範囲より
も多官能酸無水物が過剰になると、封止材粘度が
上昇して液状材料とするのに不適当となる恐れが
ある。特に、後述のように、単官能酸無水物に多
官能酸無水物を溶解させる場合、多官能酸無水物
が過剰になると、封止材が狭部への侵入充填に適
さなくなるほど粘度が高くなるうえ、保存中に多
官能酸無水物が固体として析出する恐れもある。 なお、酸無水物基(酸無水基)は、下式で示さ
れる。 これら単官能酸無水物と多官能酸無水物の、上
記エポキシ樹脂に対する配合比率については、耐
ヒートサイクル性のみに着目して考えるなら、化
学量論の面からは、エポキシ樹脂中のエポキシ基
モル数:全酸無水物の酸無水物基モル数=約1:
1(モル比)であることが理想的である。しかし、
封止材として、耐湿信頼性等にも配慮した場合、
エポキシ樹脂中のエポキシ基モル数:全酸無水物
の酸無水物基モル数=10:6〜10:9の範囲内で
ある。また、特に限定する趣旨ではないが、上記
範囲の中でも、10:7〜10:8の範囲が特に好ま
しい。なぜなら、10:6よりも酸無水物基のモル
比率が下回ると、硬化物のガラス転移温度(Tg)
が著しく低下して、耐熱温度が低下し、耐ヒート
サイクル性の劣化はもとより、耐湿信頼性にも悪
影響を及ぼす恐れがある。また、10:9よりも酸
無水物基のモル比率が上回ると、耐湿信頼性が極
端に悪化する恐れがある。これは、硬化物中に残
存するフリーのカルボキシル基に原因すると考え
られるが、明らかではない。 多官能酸無水物は、単官能酸無水物と混合した
状態でエポキシ樹脂に配合されるようであつても
よく、別々にエポキシ樹脂に配合されるようであ
つてもよい。多官能酸無水物と単官能酸無水物と
を別々に配合する場合、固体である多官能酸無水
物は、粉体として成分中に分散させるようにすれ
ばよい。 この発明の液状エポキシ樹脂封止材では、狭い
間隙に侵入充填させるため、材料中の粉体などの
固体をできるだけ少なくするという点から、多官
能酸無水物を液状である単官能酸無水物に溶解さ
せて使用することが好ましい。このような液状の
単官能酸無水物としては、室温付近で液状の
MTHPAおよびMHHPAの一方または両方を用
いる。多官能酸無水物も、特に限定はないが、た
とえば、エポキシ樹脂組成物の硬化物が耐湿性に
優れていること、その硬化物のガラス転移温度
(Tg)が高いこと、その硬化物が耐ヒートサイク
ル性に優れていること、の3つの理由から、化合
物()を用いることが好ましい。 この発明の液状エポキシ樹脂封止材は、後述す
る硬化促進剤が1液用か、2液用かによつて、そ
れ自体1液性、あるいは、2液性になる。エポキ
シ樹脂封止材が1液性である場合、多官能酸無水
物を単官能酸無水物に溶解してエポキシ樹脂に配
合したのでは、材料粘度が極めて高くなるととも
に、そのポツトライフが著しく短くなるという問
題が発生する。したがつて、1液性の場合には、
多官能酸無水物を前述したように粉体として成分
中に分散させることが好ましい。 エポキシ樹脂封止材が2液性である場合には、
酸無水物とエポキシ樹脂とは別々に供給され、そ
のような問題は回避できるので、多官能酸無水物
と単官能酸無水物との配合形態は、上記2つのい
ずれであつても構わない。 なお、この発明では、単官能酸無水物として
MTHPAおよびMHHPAの少なくとも一方を用
い、多官能三無水物として化合物()を用い、
後者を前者に溶解させる場合には、2液型組成物
とせざるを得ない。すなわち、エポキシ樹脂の入
つた主剤と、化合物()をMTHPAおよび/
またはMHHPAで溶解してなる硬化剤とに分け
ておき、使用する直前に所定の比率で混合するの
である。これは、化合物()をMTHPAおよ
び/またはMHHPAに溶解させて、エポキシ樹
脂に混合すると、硬化促進剤がなくても混合物の
粘度が経時的に上昇してしまうからである。 この発明において、組成物を2液型とする場
合、エポキシ樹脂としてエポキシ当量175以下の
高純度エポキシを用いると、分子量分布が狭いた
め、結晶化しやすいことがある。この結晶化を防
止するため、単官能酸無水物の少なくとも1種を
主剤に加えることが好ましい。この場合、上述の
理由から単官能酸無水物には多官能酸無水物を溶
解させないようにする。 以上のような、酸無水物系化合物によるエポキ
シ樹脂の硬化反応を助ける硬化促進剤の種類も、
この発明では特に限定されず、通常、上記硬化反
応に使用される化合物を用いることができる。す
なわち、第3級アミン類もしくはその塩、トリア
ゾール類もしくはその塩、イミダゾール類もしく
はその塩、有機金属錯塩、有機酸金属塩、第4級
アンモニウム塩、ホスフイン類、ホスホニウム
塩、ジアザビシクロアルケン類もしくはその塩
等、公知のものが、単独で、または、2種以上混
合して使用される。これら硬化促進剤は、前述し
たように、通常、1液タイプ、または、2液タイ
プで供給されるが、そのいずれのタイプを用いる
ようであつてもよい。なお、耐湿性が優れている
という点からは、硬化促進剤として、ジアザビシ
クロウンデセン(DBU)塩を用いるのが好まし
い。DBU塩としては、DBUカチオンおよび対ア
ニオンからなるものであれば、特に限定はなく、
たとえば、DBU−フエノールノボラツク樹脂塩、
DBU−オクチル酸塩、DBU−ホウ酸塩、DBU
−フタル酸塩、DBU−トルエンスルフオン酸塩
等をはじめ種々の塩が上市されている。これらの
DBU塩を1種のみ単独で使用してもよく、もし
くは、2種以上を併用してもよく、または、
DBU塩とそれ以外の硬化促進剤とを併用しても
よい。 充填材の種類についても同様であつて、エポキ
シ樹脂に使用される一般的な充填材を用いること
ができる。すなわち、溶融シリカ、結晶シリカ、
タルク、炭酸カルシウム等を用いることができる
のである。これらの充填材についても、それぞ
れ、単独で、あるいは、複数混合して使用するこ
とができる。また耐湿信頼性に悪影響を与える遊
離イオンや加水分解性ハロゲンの含有量が少ない
ものであれば、これら以外の充填材も用いること
ができる。 なお、この発明では、充填材は、平均粒径が
10μm以下であり、かつ、50μm以上の粒径の粒
子が全充填材中に1重量%以下しか含まれていな
いものを使用し、液状エポキシ樹脂封止材の充填
材含量は、10〜60重量%とすることが好ましい。
充填材の平均粒径が10μmよりも大きいか、また
は、50μm以上の粒径の粒子が全充填材中に1重
量%よりも多いと、狭い間隙に侵入させるのに不
都合となる。液状エポキシ樹脂封止材の充填材含
量が、60重量%を越えると材料粘度が高くなりす
ぎ、狭い間隙に侵入させるのに不都合となり、10
重量%未満だと材料の線膨張率、吸湿率が大きく
なつて、半導体素子の封止に適さなくなる。 この発明の液状エポキシ樹脂封止材は、第3図
にみるように、ギヤングボンド型の半導体素子1
などを封止するのに適している。素子1と基板2
との間隔Aは、たとえば、20〜100μm程度であ
り、このような間隙にも侵入充填できる。基板2
としては、たとえば、上記のものが用いられる。 この発明の液状エポキシ樹脂封止材は、最終的
に上述した各必須成分が混合、分散、または、混
練された状態となるのであれば、一液性組成物、
二液性組成物等、供給される形態は特に限定され
ない。 この発明では、通常液状エポキシ樹脂封止材に
添加される各種の添加剤のうち、この発明の目的
に反しない物質については、作用効果を阻害しな
い量であれば、配合することもできる。そのよう
な添加剤としては、たとえば、顔料、希釈剤、カ
ツプリング剤、レベリング剤、消泡剤、イオント
ラツプ剤等が挙げられる。顔料としては、たとえ
ば、カーボンブラツク、ベンガラ、チタンホワイ
ト等の一般に使用されるものが挙げられる。希釈
剤としては、たとえば、フエニルグリシジルエー
テル等が挙げられる。カツプリング剤としては、
たとえば、シランカツプリング剤等が挙げられ
る。 なお、この発明では、顔料は、組成物を狭い間
隙に侵入充填させるため、平均粒径1μm以下で
あつて、エポキシ樹脂中に分散されている状態が
好ましい。 つぎに、この発明の具体的な実施例を比較例と
あわせて説明する。なお、以下の実施例ならびに
比較例において、硬化促進剤が1液性である場合
には、必要な各成分をホモデイスパー(特殊機化
工業株式会社製)を用いて分散、混合させて使用
した。また、硬化促進剤が2液性である場合に
は、硬化促進剤と酸無水物とをホモデイスパーを
用いて分散、混合させてB液とし、エポキシ樹脂
と残りの成分を分散、混合させてA液とした後、
封止直前にA,B両液を必要な比率で、ホモデイ
スパーを用いて混合し、使用した。 実施例1〜3、比較例1、2 エポキシ樹脂としてビスフエノールA型エポキ
シ樹脂(東都化成(株)製YD8125、エポキシ当量
175)を、充填材として溶融シリカ〔(株)龍森扱い
Y−40、平均粒径8μm〕を、そして、硬化促進
剤として2液性硬化促進剤たるジアザビシクロウ
ンデセンオクチル酸塩〔サンアプロ(株)製U−
CAT SA102〕を、それぞれ使用し、硬化剤とし
て第1表に示した酸無水物を用いて、2液性の液
状エポキシ樹脂封止材を調製した。各成分の配合
比率は、エポキシ樹脂中のエポキシ基モル数:全
酸無水物の酸無水物基モル数=10:8となるよう
にエポキシ樹脂と酸無水物を用い、硬化促進剤が
1PHR(エポキシ樹脂100重量部に対し1重量部の
割合)、充填材が組成物全量の60重量%であつた。 なお、第1表の略号は、下記の各酸無水物を表
している。 MHHPA:メチルヘキサヒドロフタル酸無水物
〔大日本インキ化学(株)製エピクロンB−650、酸
無水物当量168〕 MTHPA:メチルテトラヒドロフタル酸無水物
〔大日本インキ化学(株)製エピクロンB−570、酸
無水物当量166〕 B4400:5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−
3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキ
セン−1,2−ジカルボン酸無水物〔大日本イ
ンキ化学(株)製エピクロンB−4400、酸無水物当
量132〕 TMTA−C:グリセロールトリスアンヒドロト
リメリテート〔新日本理化(株)製TMTA−C、
酸無水物当量205〕 第1図にみるように、PPGA基板2上に実装さ
れた、半導体素子〔C−MOS、2000ゲートLSI
(4mm角)〕1を、各例の液状エポキシ樹脂封止材
5で封止し、120℃で1時間+160℃で3時間の硬
化条件で硬化し、試料とした。 <耐ヒートサイクル性試験> この試料に対し、−65℃雰囲気に30分間→室温
に5分間→150℃雰囲気に30分間→室温に5分間
のヒートサイクルを加え、所定のサイクル数終了
時の良品素子数(全試料10個中)を調べた。結果
を第1表に示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a liquid epoxy resin encapsulant used for encapsulating semiconductor elements. [Conventional technology] The trend toward lower costs and higher integration in semiconductor packaging, including ICs and LSIs, has shifted from DIP (dual in-line package) using conventional transfer molding to HIC (hybrid IC) and COB (chip-on). board) and PPGA (plastic pin grid array), which require spot sealing with resin. In these new mounting forms, the reliability of the encapsulated element is greatly affected by the performance of the resin encapsulant itself, such as moisture resistance and electrical corrosion resistance. Recently, the mounting form described above has been increasingly used in high-grade devices, and on the premise that the moisture resistance and electrical corrosion resistance mentioned above are sufficient, it is also required that the mounting form is equivalent to that of transfer molded products. Resin encapsulants are now required to have extremely high heat cycle resistance. On the other hand, in the bonding of semiconductor elements, wireless bonding is increasingly replacing wire bonding, which has been the mainstream in the past. Wireless bonding is, for example, a technique called gigantic bonding or flip chip, in which a semiconductor element and a substrate are electrically bonded using bumps (protruding electrodes). In bonding using bumps, especially bonding using solder bumps, if unsealed, defects will occur in the bumps in a heat cycle test. In order to prevent this, various attempts have been made, such as those listed below [Hatada: Latest Technical Trends in Wireless Bonding, Monthly Semiconductor World, Vol. 6, No. 10 (September 1987), pp. 84-92]. Stress is absorbed by interposing conductive rubber or conductive adhesive between the pads of the semiconductor element and the solder bumps and/or between the solder bumps and the pads of the substrate. Stack multiple bumps to absorb stress. Reinforce only the area around the bump with resin. A photocurable resin is filled between the circuit surface of the semiconductor element and the circuit surface of the substrate and cured, and the shrinkage stress caused by this curing causes the electrodes of the semiconductor element and the electrodes of the substrate to be pressed together via bumps (instead of adhesion). ). [Problems to be Solved by the Invention] Conventional epoxy resin compositions using amine curing agents have high hygroscopicity and poor moisture resistance reliability, and it has also been difficult to obtain electrical corrosion resistance. Therefore, various resin sealing materials have been developed in order to meet the various market needs described above, but these have not yet met the requirements. For example, an epoxy resin composition using a compound having one acid anhydride group in one molecule, such as methylhexahydrophthalic anhydride (MHHPA), as a curing agent has extremely high electrical corrosion resistance. However, it was not possible to obtain heat cycle resistance on the level of transfer molded products. On the other hand, when wireless bonding is used as described above, moisture resistance reliability can be improved,
In order to prevent impurity ions from entering, it is necessary to seal or seal the entire semiconductor element. On the other hand, as shown in FIG. 3, a method has been proposed in which the space between the circuit surface of the semiconductor element 1 and the circuit surface of the substrate 2 is completely filled with a liquid epoxy resin sealing material 5 for sealing. With this sealing method, concentrated stress on the bumps 3 can also be dispersed by resin reinforcement. To achieve such sealing, for example, the fourth
As shown in Figures a and b, a liquid epoxy resin encapsulant 5 is delivered to the side of a pair of opposite sides of the semiconductor element 1, and the encapsulant 5 enters and fills the space between the element 1 and the substrate 2. . The liquid resin sealing material used in this sealing method must be able to achieve high reliability, have a low viscosity, and have good penetration into a narrow space of, for example, several tens of micrometers. As the substrate 2, for example, a film such as a polyimide film, an organic printed wiring board, a metal plate, a ceramic substrate, etc. are used. In view of the above, the present invention provides a liquid epoxy resin sealing material that can be used for spot sealing and has excellent moisture resistance, electrical corrosion resistance, and heat cycle resistance. The task is to do so. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the liquid epoxy resin encapsulant according to the present invention contains the following components (a), (b), and (c).
and (d) as essential components, and the molar ratio of the epoxy groups in component (a) to the total acid anhydride groups in component (b) is
It is characterized by being 10/6 to 10/9. (a) Bisphenol A with an epoxy equivalent of 175 or less
mold epoxy resin. (b) methyltetrahydrophthalic anhydride and/or
or a monofunctional acid anhydride consisting of methylhexahydrophthalic anhydride and 5-(2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl)-3-methyl-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride and/or A curing agent formed by using together a polyfunctional acid anhydride consisting of glycerol trisanhydrotrimellitate, wherein an acid anhydride group in the monofunctional acid anhydride and an acid anhydride in the polyfunctional acid anhydride are used together. An acid anhydride curing agent having a molar ratio of 4/6 to 8/2. (c) Curing accelerator. (d) Filler. [Function] The liquid epoxy resin encapsulant of the present invention uses a monofunctional acid anhydride and a polyfunctional acid anhydride together as a curing agent. The polyfunctional acid hydride acts as a diluent and suppresses the heat cycle resistance of the monofunctional acid anhydride, and the polyfunctional acid hydride compensates for the lack of heat cycle resistance of the monofunctional acid anhydride, creating a liquid epoxy resin encapsulant with excellent heat cycle resistance. This is considered to be what can be obtained. [Example] The epoxy resin used in this invention is a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 175 or less in order to reduce the viscosity of the sealing material and reduce impurity ions. Among these, those containing diglycidyl ether of bisphenol A as a main component are preferred. The monofunctional acid anhydride used in this invention is at least one of methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA) and methylhexahydrophthalic anhydride (MHHPA). The polyfunctional acid anhydride used in this invention has the following formula (): 5-(2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride [hereinafter referred to as "compound ()]" and the following formula ( ): It is at least one type of glycerol trisanhydrotrimellitate (hereinafter referred to as "compound ()") represented by: This is thought to be because heat cycle resistance depends not only on the heat resistance of the resin but also on the hardness after curing, but this is not clear. Further, among the above two compounds () and (), compound () has better moisture resistance reliability and is particularly preferable. this is,
This is thought to be because the ester group in the molecule of compound () is susceptible to hydrolysis. In addition to moisture-resistance reliability, electrical corrosion resistance, and heat cycle resistance, resin encapsulants also have process control characteristics that lead to process costs, such as being liquid, easy to handle, and having a long curing time. Characteristics that are not required may also be required. Epoxy resin encapsulants that use only polyfunctional acid anhydrides as curing agents can achieve excellent heat cycle resistance, but this compound is solid at room temperature,
Therefore, the obtained epoxy resin sealing material has a very high viscosity at room temperature and can hardly be called liquid, making it difficult to meet such demands. However, in this invention,
Since a monofunctional acid anhydride and a polyfunctional acid anhydride are used together as a curing agent, it is easy to meet such requirements. The blending ratio of the monofunctional acid anhydride and the polyfunctional acid anhydride is determined by considering the following points: Number of moles of acid anhydride groups in polyfunctional acid anhydride = 4:6
The two are blended in a ratio of ~8:2.
If the amount of the polyfunctional acid anhydride is less than this molar ratio range, the heat resistance temperature of the cured product will not be sufficiently high, and the heat cycle resistance effect of the polyfunctional acid anhydride may be weakened. On the other hand, if the polyfunctional acid anhydride is in excess of the molar ratio range, the viscosity of the encapsulant may increase, making it unsuitable for use as a liquid material. In particular, as described below, when a polyfunctional acid anhydride is dissolved in a monofunctional acid anhydride, if the polyfunctional acid anhydride is in excess, the viscosity of the sealant becomes so high that it becomes unsuitable for entering and filling narrow spaces. Furthermore, there is a possibility that the polyfunctional acid anhydride may precipitate as a solid during storage. Note that the acid anhydride group (acid anhydride group) is represented by the following formula. Regarding the blending ratio of these monofunctional acid anhydrides and polyfunctional acid anhydrides to the above epoxy resin, if we focus only on heat cycle resistance, from the viewpoint of stoichiometry, the epoxy group mole in the epoxy resin is Number: Number of moles of acid anhydride groups in total acid anhydride = approximately 1:
Ideally, the molar ratio is 1 (molar ratio). but,
As a sealing material, if moisture resistance and reliability are taken into consideration,
The number of moles of epoxy groups in the epoxy resin: the number of moles of acid anhydride groups in the total acid anhydride is within the range of 10:6 to 10:9. Although not intended to be particularly limiting, the range of 10:7 to 10:8 is particularly preferred among the above ranges. This is because when the molar ratio of acid anhydride groups is lower than 10:6, the glass transition temperature (Tg) of the cured product decreases.
is significantly lowered, the heat resistance temperature is lowered, and there is a possibility that not only the heat cycle resistance will deteriorate but also the moisture resistance reliability will be adversely affected. Furthermore, if the molar ratio of acid anhydride groups exceeds 10:9, the moisture resistance reliability may be extremely deteriorated. This is thought to be caused by free carboxyl groups remaining in the cured product, but it is not clear. The polyfunctional acid anhydride may be blended into the epoxy resin in a mixed state with the monofunctional acid anhydride, or may be blended into the epoxy resin separately. When a polyfunctional acid anhydride and a monofunctional acid anhydride are separately blended, the solid polyfunctional acid anhydride may be dispersed in the components as a powder. In the liquid epoxy resin encapsulant of the present invention, polyfunctional acid anhydride is replaced with liquid monofunctional acid anhydride in order to minimize the amount of solids such as powder in the material in order to penetrate and fill narrow gaps. It is preferable to use it by dissolving it. Such liquid monofunctional acid anhydrides are liquid at around room temperature.
Using one or both of MTHPA and MHHPA. The polyfunctional acid anhydride is not particularly limited, but for example, the cured product of the epoxy resin composition has excellent moisture resistance, the cured product has a high glass transition temperature (Tg), It is preferable to use the compound (2) for three reasons: it has excellent heat cycle properties. The liquid epoxy resin encapsulant of the present invention is either one-component or two-component depending on whether the curing accelerator described below is for one-component or two-component use. If the epoxy resin encapsulant is a one-component type, if a polyfunctional acid anhydride is dissolved in a monofunctional acid anhydride and blended into the epoxy resin, the viscosity of the material will be extremely high and its pot life will be significantly shortened. This problem arises. Therefore, in the case of one-component,
Preferably, the polyfunctional acid anhydride is dispersed in the components as a powder as described above. If the epoxy resin sealant is a two-component type,
Since the acid anhydride and the epoxy resin are supplied separately and such a problem can be avoided, the blending form of the polyfunctional acid anhydride and monofunctional acid anhydride may be either of the above two. In addition, in this invention, as a monofunctional acid anhydride,
Using at least one of MTHPA and MHHPA and using the compound () as a polyfunctional trianhydride,
When the latter is dissolved in the former, a two-component composition must be used. In other words, the main agent containing epoxy resin and the compound () are combined with MTHPA and/or
Alternatively, it is separated into a curing agent dissolved in MHHPA, and mixed at a predetermined ratio immediately before use. This is because when the compound () is dissolved in MTHPA and/or MHHPA and mixed with an epoxy resin, the viscosity of the mixture increases over time even without a curing accelerator. In this invention, when the composition is a two-component type, if a high-purity epoxy with an epoxy equivalent of 175 or less is used as the epoxy resin, crystallization may occur easily due to the narrow molecular weight distribution. In order to prevent this crystallization, it is preferable to add at least one monofunctional acid anhydride to the main ingredient. In this case, for the above-mentioned reasons, the polyfunctional acid anhydride should not be dissolved in the monofunctional acid anhydride. The types of curing accelerators that help the curing reaction of epoxy resin by acid anhydride compounds as described above are as follows:
The present invention is not particularly limited, and compounds that are normally used in the above-mentioned curing reaction can be used. That is, tertiary amines or their salts, triazoles or their salts, imidazoles or their salts, organometallic complex salts, organic acid metal salts, quaternary ammonium salts, phosphines, phosphonium salts, diazabicycloalkenes, or Known salts thereof may be used alone or in combination of two or more. As mentioned above, these curing accelerators are usually supplied as a one-part type or a two-part type, but either type may be used. In addition, from the viewpoint of excellent moisture resistance, it is preferable to use diazabicycloundecene (DBU) salt as the curing accelerator. There are no particular limitations on the DBU salt as long as it consists of a DBU cation and a counteranion.
For example, DBU-phenol novolak resin salt,
DBU-octylate, DBU-borate, DBU
Various salts are on the market, including -phthalate, DBU-toluenesulfonate, etc. these
One type of DBU salt may be used alone, or two or more types may be used in combination, or
DBU salt and other curing accelerators may be used in combination. The same applies to the type of filler, and general fillers used for epoxy resins can be used. That is, fused silica, crystalline silica,
Talc, calcium carbonate, etc. can be used. These fillers can be used alone or in combination. Further, fillers other than these can be used as long as they have a low content of free ions and hydrolyzable halogens that adversely affect moisture resistance reliability. In addition, in this invention, the filler has an average particle size of
The filler content of the liquid epoxy resin sealing material is 10 to 60% by weight. % is preferable.
If the average particle size of the filler is larger than 10 μm, or if the total filler contains more than 1% by weight of particles with a particle size of 50 μm or more, it is difficult to penetrate into narrow gaps. If the filler content of the liquid epoxy resin sealant exceeds 60% by weight, the viscosity of the material will become too high, making it difficult to penetrate into narrow gaps.
If it is less than % by weight, the coefficient of linear expansion and moisture absorption of the material will increase, making it unsuitable for sealing semiconductor devices. As shown in FIG.
Suitable for sealing etc. Element 1 and substrate 2
The distance A between the two is, for example, about 20 to 100 μm, and such a gap can also be filled. Board 2
For example, those mentioned above are used. The liquid epoxy resin encapsulant of the present invention can be a one-component composition, as long as the above-mentioned essential components are finally mixed, dispersed, or kneaded.
The form in which it is supplied, such as a two-component composition, is not particularly limited. In this invention, among the various additives that are normally added to liquid epoxy resin sealants, substances that do not contradict the purpose of this invention may be added in amounts that do not impede the effects. Examples of such additives include pigments, diluents, coupling agents, leveling agents, antifoaming agents, ion trapping agents, and the like. Examples of pigments include commonly used pigments such as carbon black, red iron oxide, and titanium white. Examples of the diluent include phenyl glycidyl ether. As a coupling agent,
Examples include silane coupling agents. In the present invention, the pigment preferably has an average particle size of 1 μm or less and is dispersed in the epoxy resin in order to allow the composition to enter and fill narrow gaps. Next, specific examples of the present invention will be described together with comparative examples. In the following Examples and Comparative Examples, when the curing accelerator was one-component, each necessary component was dispersed and mixed using Homo Disper (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). In addition, when the curing accelerator is a two-component type, the curing accelerator and acid anhydride are dispersed and mixed using a homodisper to form liquid B, and the epoxy resin and the remaining components are dispersed and mixed. After making it into a liquid,
Immediately before sealing, both solutions A and B were mixed in the required ratio using a homodisper and used. Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2 As the epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin (YD8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent
175) as a filler, fused silica (Y-40 manufactured by Ryumori Co., Ltd., average particle size 8 μm), and diazabicycloundecene octylate (San-Apro), a two-component curing accelerator, as a curing accelerator. Manufactured by U- Co., Ltd.
CAT SA102] and the acid anhydrides shown in Table 1 as curing agents to prepare two-component liquid epoxy resin encapsulants. The mixing ratio of each component is such that the number of moles of epoxy groups in the epoxy resin: the number of moles of acid anhydride groups in the total acid anhydride = 10:8, and the curing accelerator is
1 PHR (ratio of 1 part by weight to 100 parts by weight of epoxy resin), the filler was 60% by weight of the total composition. The abbreviations in Table 1 represent the following acid anhydrides. MHHPA: Methylhexahydrophthalic anhydride [Epiclon B-650 manufactured by Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., acid anhydride equivalent 168] MTHPA: Methyltetrahydrophthalic anhydride [Epiclon B-570 manufactured by Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. , acid anhydride equivalent 166] B4400: 5-(2,5-dioxotetrahydro-
3-furanyl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride [Epiclon B-4400, manufactured by Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., acid anhydride equivalent weight 132] TMTA-C: Glycerol trianhydrotri Meritate [TMTA-C manufactured by Shin Nihon Rika Co., Ltd.
Acid anhydride equivalent: 205] As shown in Figure 1, a semiconductor element [C-MOS, 2000 gate LSI] mounted on a PPGA substrate 2
(4 mm square)] 1 was sealed with the liquid epoxy resin sealing material 5 of each example, and cured under the curing conditions of 120° C. for 1 hour + 160° C. for 3 hours, and used as a sample. <Heat cycle resistance test> This sample was subjected to a heat cycle of -65℃ atmosphere for 30 minutes → room temperature for 5 minutes → 150℃ atmosphere for 30 minutes → room temperature for 5 minutes. The number of elements (out of 10 total samples) was investigated. The results are shown in Table 1.

【表】 (注) 〓%〓は〓重量%〓である。
第1表の結果から、この発明のエポキシ樹脂組
成物である実施例1〜3は、いずれも、比較例
1、2に比べて耐ヒートサイクル性が向上してい
ることがわかつた。 実施例 4〜11 第2表に示した成分配合で液状エポキシ樹脂封
止材を調製し、先の実施例ならびに比較例と同様
にして第1図のように素子を封止し、試料とし
た。得られた試料に対し、耐湿信頼性試験、耐電
気腐食性試験、ならびに、前述した耐ヒートサイ
クル性試験を行い、樹脂封止材の評価を行つた。
また、これらエポキシ樹脂封止材を120℃で1時
間+160℃で3時間硬化させたものを、粘弾性ス
ペクトロメータによつて測定して、tanδピークの
温度をもつてガラス転移温度(Tg)とした。な
お、上記耐湿信頼性試験ならびに耐電気腐食性試
験は、以下のように行つた。 <耐湿信頼性試験> 2atm、121℃の飽和水蒸気雰囲気中に各試料を
放置する、いわゆるプレツシヤークツカーテスト
(PCT)を行い、所定時間後の良品素子数(全試
料10個中)を調べた。 <耐電気腐食性試験> 85℃、相対湿度85%の雰囲気中に素子駆動電圧
を印加した素子を放置する、いわゆるTHB試験
を行い、所定時間後の良品素子数(全試料10個
中)を調べた。 以上の結果を第3表に示す。 なお、第2表中の各略号は先の第1表に準じ、
第1表に示されていなかつた略号は下記化合物を
表している。充填材は実施例1〜3と同じものを
使用した。 2MA−OK: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
イソシアヌル酸付加物〔1液性硬化促進剤、四
国化成工業(株)製2MA−OK〕
[Table] (Note) 〓%〓 is 〓weight%〓.
From the results in Table 1, it was found that all of Examples 1 to 3, which are epoxy resin compositions of the present invention, had improved heat cycle resistance compared to Comparative Examples 1 and 2. Examples 4 to 11 A liquid epoxy resin encapsulant was prepared with the ingredient combination shown in Table 2, and an element was encapsulated as shown in Fig. 1 in the same manner as in the previous Examples and Comparative Examples, and used as a sample. . The obtained samples were subjected to a moisture resistance reliability test, an electrical corrosion resistance test, and the heat cycle resistance test described above to evaluate the resin sealant.
In addition, these epoxy resin encapsulants cured at 120°C for 1 hour + 160°C for 3 hours were measured using a viscoelastic spectrometer, and the temperature at the tanδ peak was determined to be the glass transition temperature (Tg). did. The moisture resistance reliability test and the electrical corrosion resistance test were conducted as follows. <Moisture-resistance reliability test> We performed the so-called Pressure Cutting Car Test (PCT) in which each sample was left in a saturated steam atmosphere at 2 atm and 121°C, and the number of non-defective devices (out of 10 samples) after a specified period of time was determined. Examined. <Electrical Corrosion Resistance Test> A so-called THB test is conducted in which a device is left in an atmosphere of 85°C and 85% relative humidity with a driving voltage applied to it, and the number of non-defective devices (out of 10 samples) after a predetermined period of time is determined. Examined. The above results are shown in Table 3. In addition, each abbreviation in Table 2 is according to the previous Table 1,
Abbreviations not shown in Table 1 represent the following compounds. The same filler as in Examples 1 to 3 was used. 2MA-OK: 2,4-diamino-6 [2'-methylimidazolyl-(1')] ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct [1-component curing accelerator, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd. 2MA-OK ]

【表】【table】

【表】 第3表の結果から、実施例4〜11は、いずれ
も、高い耐ヒートサイクル性を有していることが
わかる。また、これら実施例の中でも、多官能酸
無水物の配合比が、酸無水物基のモル数の比率で
多官能酸無水物/単官能酸無水物=2/8以上の
ものでは、さらに耐ヒートサイクル性に優れてい
ることもわかる。 エポキシ基に対する酸無水物基のモル比を表す
対エポキシ当量(酸無水物基モル数/エポキシ基
モル数)をみると、対エポキシ当量0.9以下で耐
湿信頼性が高く、0.6以上で耐ヒートサイクル性
に優れたものが得られている。したがつて、対エ
ポキシ当量0.9〜0.6の範囲が、この2つの発明に
好ましい範囲であることがわかる。 実施例 12 エポキシ樹脂としてビスフエノールA型エポキ
シ樹脂〔東都化成(株)製YD8125、エポキシ当量
175〕を、充填材として溶融シリカ〔(株)龍森扱い
Y−40、平均粒径8μm〕を、そして、硬化促進
剤としてアミン系硬化促進剤〔味の素(株)製PN−
23〕を、それぞれ使用し、硬化剤たるMHHPA
(単官能酸無水物)とB−4400(多官能酸無水物)
の比率を変化させて液状エポキシ樹脂封止材を調
製した。各成分の配合比率は、エポキシ樹脂中の
エポキシ基と酸無水物中の酸無水物基との比がモ
ル比で10:8、硬化促進剤が3PHR(エポキシ樹
脂100重量部に対し3重量部の割合)、充填材が組
成物全量の60重量%であつた。得られた液状エポ
キシ樹脂封止材の材料粘度と、硬化物のガラス転
移温度(Tg)を測定した。結果を第2図に示し
た。 第2図に示す結果から、単官能酸無水物と多官
能酸無水物との比を表す当量比(=MHHPA当
量/B−4400当量)が4/6より小さくなると材
料粘度が100万cpを大きく越え、液状材料として
使用しにくいものとなつたことがわかつた。ま
た、硬化物のガラス転移温度は、当量比4/6で
185℃と半導体封止用途の材料としては充分な耐
熱温度であることもわかつた。 実施例 13〜19 第4表に示す配合で各成分を混合し、液状エポ
キシ樹脂封止材を得た。 エポキシ樹脂としてビスフエノールA型エポキ
シ樹脂〔東都化成(株)製YD8125、エポキシ当量
172〕を、単官能酸無水物として上述のエピクロ
ンB−570およびエピクロンB−650を、多官能酸
無水物として上述のエピクロンB−4400を、硬化
促進剤として上述のU−CATSA102を、それぞ
れ用いた。 充填材は、溶融シリカ〔(株)龍森扱いRD−8、
平均粒径15μm、50μm以上の粒子の割合7重量
%〕、溶融シリカ〔(株)龍森扱いY−40、平均粒径
8μm、50μm以上の粒子の割合0.9重量%〕およ
び、溶融シリカ〔(株)龍森扱いZA−30、平均粒径
5μm、50μm以上の粒子の割合0.5重量%〕を所定
の粒径分布になるように分級し、適宜混合して用
いた。 各エポキシ樹脂封止材を用い、狭部侵入性およ
び粘度を下記のようにして調べ、結果を第4表に
示した。 <狭部侵入性> 第5図にみるように、20μm厚のステンレス箔
14をスライドガラス12上に適当な間隔をおい
て設け、この間にまたがるようにカバーガラス1
1を置いて粘着テープ16で固定した。カバーガ
ラス11とスライドガラス12との間の20μm厚
の隙間の片方に液状エポキシ樹脂封止材を塗布
し、100℃で1時間加熱した後に侵入程度を目視
観察した。その程度を良…○、やや不良…△、不
良…×の3段階で評価し、第4表に示した。 各液状エポキシ樹脂封止材の粘度(主剤と硬化
剤とを混合した後の粘度)は、ブルツクフイール
ド社のB型粘度計で、SCローターを用い、25℃
で50rpmで測定した。
[Table] From the results in Table 3, it can be seen that Examples 4 to 11 all have high heat cycle resistance. In addition, among these examples, when the blending ratio of the polyfunctional acid anhydride is 2/8 or more (polyfunctional acid anhydride/monofunctional acid anhydride = 2/8 or more in terms of the molar ratio of the acid anhydride group), the resistance is even higher. It can also be seen that it has excellent heat cycle properties. Looking at the epoxy equivalent (number of moles of acid anhydride groups/number of moles of epoxy group), which represents the molar ratio of acid anhydride groups to epoxy groups, moisture resistance reliability is high when the epoxy equivalent is 0.9 or less, and heat cycle resistance is 0.6 or more. Products with excellent properties are obtained. Therefore, it can be seen that a range of epoxy equivalent of 0.9 to 0.6 is a preferable range for these two inventions. Example 12 Bisphenol A type epoxy resin [YD8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent]
175] as a filler, fused silica [Y-40 manufactured by Ryumori Co., Ltd., average particle size 8 μm], and an amine hardening accelerator [PN- manufactured by Ajinomoto Co., Ltd.] as a hardening accelerator.
23] respectively, and the curing agent MHHPA
(monofunctional acid anhydride) and B-4400 (polyfunctional acid anhydride)
Liquid epoxy resin encapsulants were prepared by varying the ratio of The mixing ratio of each component is that the molar ratio of the epoxy group in the epoxy resin to the acid anhydride group in the acid anhydride is 10:8, and the curing accelerator is 3PHR (3 parts by weight per 100 parts by weight of the epoxy resin). The filler was 60% by weight of the total composition. The material viscosity of the obtained liquid epoxy resin sealant and the glass transition temperature (Tg) of the cured product were measured. The results are shown in Figure 2. From the results shown in Figure 2, when the equivalent ratio (=MHHPA equivalent/B-4400 equivalent) representing the ratio of monofunctional acid anhydride to polyfunctional acid anhydride becomes smaller than 4/6, the material viscosity will decrease to 1 million cp. It was found that this greatly exceeded the limit, making it difficult to use as a liquid material. In addition, the glass transition temperature of the cured product is at an equivalence ratio of 4/6.
It was also found that the material has a heat resistance temperature of 185°C, which is sufficient for use as a material for semiconductor encapsulation. Examples 13 to 19 Each component was mixed according to the formulation shown in Table 4 to obtain a liquid epoxy resin encapsulant. Bisphenol A type epoxy resin [YD8125 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., epoxy equivalent]
172], the above-mentioned Epiclon B-570 and Epiclon B-650 as monofunctional acid anhydrides, the above-mentioned Epiclon B-4400 as a polyfunctional acid anhydride, and the above-mentioned U-CATSA102 as a curing accelerator. there was. The filler was fused silica [RD-8 manufactured by Tatsumori Co., Ltd.
Average particle size 15 μm, proportion of particles of 50 μm or more 7% by weight], fused silica [Y-40 handled by Ryumori Co., Ltd., average particle size
8μm, proportion of particles of 50μm or more 0.9% by weight] and fused silica [ZA-30 handled by Tatsumori Co., Ltd., average particle size
5 μm, 0.5% by weight of particles larger than 50 μm] were classified to have a predetermined particle size distribution, and mixed as appropriate for use. Using each epoxy resin sealant, the narrow space penetration and viscosity were investigated as follows, and the results are shown in Table 4. <Narrow space penetration> As shown in FIG. 5, 20 μm thick stainless steel foil 14 is placed on the slide glass 12 at appropriate intervals, and the cover glass 1 is placed across the slide glass 12.
1 was placed and fixed with adhesive tape 16. A liquid epoxy resin sealant was applied to one side of the 20 μm thick gap between the cover glass 11 and the slide glass 12, and after heating at 100° C. for 1 hour, the degree of penetration was visually observed. The degree of evaluation was evaluated in three stages: good (○), slightly poor (△), and poor (×), and the results are shown in Table 4. The viscosity of each liquid epoxy resin encapsulant (the viscosity after mixing the main resin and curing agent) was measured using a Bruckfield B-type viscometer using an SC rotor at 25°C.
Measured at 50 rpm.

【表】【table】

【表】 第4表にみるように、多官能酸無水物が単官能
酸無水物に溶解されていて、充填材が平均粒径
10μm以下、かつ、充填材中の50μm以上の粒径
の粒子が1重量%以下のとき、狭部侵入性が良好
であることがわかる。また、全充填材の割合が、
封止材全体の60重量%を越えると、粘度が高す
ぎ、狭部侵入性が悪くなる。 実施例 20〜26 第5表に示す配合で各成分を混合し、実施例13
〜19と同様にして、液状エポキシ樹脂封止材を得
た。 エポキシ樹脂、酸無水物および硬化促進剤は、
いずれも、実施例13〜19で用いたものと同じもの
を用いた。充填材は、上述のZA−30を組成物全
体に対して50重量%の割合で使用した。 各液状エポキシ樹脂封止材の粘度および狭部侵
入性を実施例13〜19と同様にして調べ、結果を第
5表に示した。また、各エポキシ樹脂封止材を用
い、下記の耐湿信頼性試験を行い、結果を第5表
に示した。 <耐湿信頼性試験> 第6図にみるように、半導体素子(C−MOS、
2000ゲートの4mm角LSIチツプ)1をプラスチツ
クPGA基板22のキヤビテイー29の底に実装
した。その後、半導体素子1を液状エポキシ樹脂
組成物5で覆い、100℃で1時間+160℃で3時間
の条件で硬化して封止を行い、試料とした。な
お、27は、ボンデイングワイヤである。 各試料を2atmの飽和水蒸気圧のPCTにかけて、
処理時間の経過による累積不良数を調べた。各エ
ポキシ樹脂封止材について、サンプル数10個ずつ
とした。
[Table] As shown in Table 4, the polyfunctional acid anhydride is dissolved in the monofunctional acid anhydride, and the filler has an average particle size of
It can be seen that narrow space penetration is good when the particle size is 10 μm or less and the filler contains 1% by weight or less of particles with a particle size of 50 μm or more. Also, the proportion of total filler is
If it exceeds 60% by weight of the entire sealing material, the viscosity will be too high and the ability to penetrate into narrow spaces will deteriorate. Examples 20 to 26 Each component was mixed according to the formulation shown in Table 5, and Example 13
A liquid epoxy resin encapsulant was obtained in the same manner as in 19. Epoxy resin, acid anhydride and curing accelerator are
In both cases, the same materials as those used in Examples 13 to 19 were used. As the filler, the above-mentioned ZA-30 was used in an amount of 50% by weight based on the entire composition. The viscosity and narrow-part penetration properties of each liquid epoxy resin sealant were investigated in the same manner as in Examples 13 to 19, and the results are shown in Table 5. Further, the following moisture resistance reliability test was conducted using each epoxy resin sealing material, and the results are shown in Table 5. <Moisture resistance reliability test> As shown in Figure 6, semiconductor elements (C-MOS,
A 4 mm square LSI chip (2000 gates) 1 was mounted on the bottom of the cavity 29 of the plastic PGA board 22. Thereafter, the semiconductor element 1 was covered with a liquid epoxy resin composition 5, and sealed by curing at 100° C. for 1 hour and 160° C. for 3 hours, and a sample was obtained. Note that 27 is a bonding wire. Each sample was subjected to PCT at a saturated water vapor pressure of 2 atm.
We investigated the cumulative number of defects over the course of processing time. The number of samples was 10 for each epoxy resin sealant.

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明にかかる液状エポキシ樹脂封止材は、
硬化剤として、単官能酸無水物と多官能酸無水物
とが併用されているので、スポツト封止に使用す
ることができ、耐湿信頼性、耐電気腐食性に優
れ、しかも、耐ヒートサイクル性にも優れたもの
となつている。
The liquid epoxy resin sealing material according to this invention is
Since a monofunctional acid anhydride and a polyfunctional acid anhydride are used together as a curing agent, it can be used for spot sealing, and has excellent moisture resistance, electrical corrosion resistance, and heat cycle resistance. It is also excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は請求項1の発明の効果を知るため、実
施例ならびに比較例で使用されるテスト用素子の
封止状態を説明する説明図、第2図は単官能酸無
水物と多官能酸無水物の比率とエポキシ樹脂封止
材における粘度ならびに硬化物におけるガラス転
移温度との関係を表すグラフ、第3図はバンプボ
ンデイングされた半導体素子と基板との間を封止
した状態を表す一部分の側断面図、第4図aおよ
びbはエポキシ樹脂封止材を充填させる直前の一
部分の状態を表し、図aは側断面図、図bは平面
図、第5図は狭部侵入性を調べるために用いた器
具の斜視図、第6図はワイヤボンデイングされた
半導体素子を封止した状態を表す一部断面側面図
である。 5……液状エポキシ樹脂封止材。
Fig. 1 is an explanatory diagram illustrating the sealed state of test elements used in Examples and Comparative Examples in order to understand the effect of the invention of claim 1, and Fig. 2 is an explanatory diagram illustrating the sealed state of a test element used in Examples and Comparative Examples. A graph showing the relationship between the ratio of anhydride, the viscosity of the epoxy resin encapsulant, and the glass transition temperature of the cured product. Figure 3 shows a portion of the sealing between the bump-bonded semiconductor element and the substrate. The side sectional view, Figures 4a and 4b, show the state of the part immediately before filling with the epoxy resin sealant, Figure a is the side sectional view, Figure b is the plan view, and Figure 5 examines the ability to penetrate into narrow spaces. FIG. 6 is a partially sectional side view showing a state in which a wire-bonded semiconductor element is sealed. 5...Liquid epoxy resin sealant.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記の成分(a)、(b)、(c)および(d)を必須成分と
して含み、成分(a)中のエポキシ基と成分(b)中の全
酸無水物基とのモル比が10/6〜10/9であるこ
とを特徴とする液状エポキシ樹脂封止材。 (a) エポキシ当量が175以下のビスフエノールA
型エポキシ樹脂。 (b) メチルテトラヒドロフタル酸無水物および/
またはメチルヘキサヒドロフタル酸無水物から
なる単官能酸無水物と、5−(2,5−ジオキ
ソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル
−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水
物および/またはグリセロールトリスアンヒド
ロトリメリテートからなる多官能酸無水物とが
併用されてなる硬化剤であつて、前記単官能酸
無水物中の酸無水物基と前記多官能酸無水物中
の酸無水物基とのモル比が4/6〜8/2であ
る酸無水物系硬化剤。 (c) 硬化促進剤。 (d) 充填材。 2 酸無水物系硬化剤が単官能酸無水物に多官能
酸無水物が溶解されて固形分を含まない状態の混
合物となつており、充填材がシリカ充填材であつ
て封止材全体の10〜60重量%を占めるとともに、
シリカ充填材中に占める粒径50μm以上の粒子の
割合が1重量%以下であり、かつ、シリカ充填材
の平均粒径が10μm以下である請求項1記載の液
状エポキシ樹脂封止材。
[Claims] 1. Contains the following components (a), (b), (c) and (d) as essential components, including an epoxy group in component (a) and all acid anhydrides in component (b). A liquid epoxy resin encapsulant having a molar ratio of 10/6 to 10/9. (a) Bisphenol A with an epoxy equivalent of 175 or less
mold epoxy resin. (b) methyltetrahydrophthalic anhydride and/or
or a monofunctional acid anhydride consisting of methylhexahydrophthalic anhydride and 5-(2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl)-3-methyl-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride and/or A curing agent formed by using together a polyfunctional acid anhydride consisting of glycerol trisanhydrotrimellitate, wherein an acid anhydride group in the monofunctional acid anhydride and an acid anhydride in the polyfunctional acid anhydride are used together. An acid anhydride curing agent having a molar ratio of 4/6 to 8/2. (c) Curing accelerator. (d) Filler. 2. The acid anhydride curing agent is a monofunctional acid anhydride and a polyfunctional acid anhydride dissolved to form a solid-free mixture, and the filler is a silica filler that covers the entire encapsulant. It accounts for 10-60% by weight, and
The liquid epoxy resin encapsulant according to claim 1, wherein the proportion of particles having a particle size of 50 μm or more in the silica filler is 1% by weight or less, and the average particle size of the silica filler is 10 μm or less.
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