【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は酸無水物系硬化剤を用いた半導体封
止用エポキシ樹脂組成物に関する。
エポキシ樹脂の硬化剤として酸無水物系のもの
を用いたものでは、無色透明性の硬化物を与え、
半導体封止用の材料としてとくに賞用されてい
る。ところが、この種の硬化剤系では、硬化剤単
独では反応が遅いため、第三級アミンやイミダゾ
ール類などの硬化促進剤を併用しているのが普通
である。最近では、封止作業性を向上させるため
速硬化の要求が強く、上記促進剤の添加量も増え
つつある。
このような従来のエポキシ樹脂組成物の欠点と
しては、速硬化の反面、組成物調製後使用に供す
るまでの間の粘度増加が速く、ポツトライフが短
かくなることがある。また、この種の組成物から
得られる硬化物は、これを長時間高温高湿下に放
置すると、吸水率が大きくなりやすく、耐湿性に
劣る欠点があつた。この耐湿性の低下は半導体素
子の信頼性を損なう大きな原因となるものであつ
た。
この発明は、上記従来の欠点を回避することを
目的としてなされたものであり、その要旨とする
ところは、エポキシ樹脂に酸無水物系硬化剤およ
び硬化促進剤を配合してなるエポキシ樹脂組成物
において、上記のエポキシ樹脂として、つぎの一
般式；
（ｎは零ないし１以上の整数である）
で表わされかつｎが零となるものが全体の95重量
％以上で占めるビスフエノールＡ型エポキシ樹脂
を使用することを特徴とする半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物にある。
すなわち、この発明者らは、酸無水物系硬化剤
を使用する場合に、エポキシ樹脂として前記一般
式で表わされかつ一般式中のｎが零となるものが
全体の95重量％以上を占めるビスフエノールＡ型
エポキシ樹脂を用いたときは、硬化促進剤の量を
多くして速硬化としても、混合液の粘度変化は相
対的に少なく、長いポツトライフを与えるもので
あることを見い出した。また、上記特定のエポキ
シ樹脂を用いたときには、溝化物の耐湿性が向上
し、長時間高温高湿下に放置したときの吸水率の
増加率が減少して、半導体素子の信頼性の向上に
好結果を与えるものであることが見い出された。
上記の理由については必らずしも明らかではな
いが、この発明者らの推測によれば、前記のビス
フエノールＡ型エポキシ樹脂は分子内に含まれる
水酸基の量が非常に僅かとなつているため、これ
がポツトライフと耐湿性の向上に好結果を与える
ものと思われる。
この発明において用いられるビスフエノールＡ
型エポキシ樹脂は、前記一般式中のｎが零となる
ものが95重量％以上を占めるものであり、換言す
ればｎが１以上（通常は１または２程度）となる
ものが全体の５重量％に満たない割合に抑えられ
たものであるが、合成可能である限り、ｎが零と
なるものだけで構成されているのがもつとも好ま
しいものである。この発明に適用できる市販品の
代表例を挙げれば、油化シエルエポキシ社製の商
品名EP−825（一般式中のｎが零となるものが全
体の97重量％を占めるもの）などがある。
この発明において上記エポキシ樹脂の硬化剤と
して用いられる酸無水物としては、たとえばヘキ
サヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水
フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸など
従来公知のものを広く使用することができる。酸
無水物の使用量は、一般にエポキシ樹脂100重量
部に対して80〜110重量部程度である。
この発明において用いられる硬化促進剤として
は、たとえば２・４・６−トリスジメチルアミノ
メチルフエノール、ベンジルジメチルアミンなど
の第三級アミン類、２−エチル−４−メチルイミ
ダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾー
ルなどのイミダゾール類、トリオクチルメチルア
ンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウ
ムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマ
イドなどの第四級アンモニウム塩などがある。こ
れらの硬化促進剤の使用量は、硬化剤100重量部
に対して、通常0.5〜2.0重量部の割合でよい。
この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物
は、以上の各成分のほか、必要に応じて染料、老
化防止剤、離型剤、変性剤などの従来公知の添加
剤を含ませることができ、また前記ビスフエノー
ルＡ型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂として、
この発明の効果を妨げない程度の割合で他のエポ
キシ基を含む反応性希釈剤や脂環式エポキシ樹脂
などを使用することも可能である。
かかる構成からなるこの発明のエポキシ樹脂組
成物によれば、注型などの常用の手段で半導体素
子上に樹脂封止でき、通常120〜130℃の温度で硬
化させることにより、耐湿性にすぐれかつ耐熱性
や絶縁性などの良好な樹脂封止部を形成できる。
以下に、この発明の実施例を記載する。以下に
おいて部とあるは重量部を意味するものとする。
実施例 １
EP−825（前出のビスフエノールＡ型エポキシ
樹脂）100部に、４−メチルヘキサヒドロ無水フ
タル酸日立化成社製の商品名HN−5500）90部お
よび２−エチル−４−メチルイミダゾール0.5部
を加え、均一に混合して、この発明の半導体封止
用エポキシ樹脂組成物とした。
比較例 １
EP−825の代わりに、Ｐ−827（一般式中のｎが
零となるものが全体の93重量％を占めるビスフエ
ノールＡ型エポキシ樹脂）を100部使用した以外
は、実施例１と同様にして、半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物を得た。
上記の実施例１および比較例１の各組成物のゲ
ル化時間（温度150℃）、粘度変化（測定温度30
℃）および耐湿性を調べた結果は、つぎの第１表
に示されるとおりであつた。なお、耐湿性は、各
組成物を120℃で16時間の条件で硬化させたのち
厚さ３mm、径50mmの試験片を作成し、これを100
℃煮沸水中に入れて経時的な吸水率の変化を調べ
たものである。
This invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation using an acid anhydride curing agent. When an acid anhydride-based curing agent is used as an epoxy resin curing agent, a colorless and transparent cured product is obtained;
It is particularly prized as a material for semiconductor encapsulation. However, in this type of curing agent system, since the reaction is slow when the curing agent alone is used, a curing accelerator such as a tertiary amine or imidazole is usually used in combination. Recently, there has been a strong demand for rapid curing in order to improve sealing workability, and the amount of the accelerator added is increasing. A disadvantage of such conventional epoxy resin compositions is that although they cure quickly, their viscosity increases quickly after the composition is prepared and before it is used, resulting in a short pot life. Furthermore, cured products obtained from this type of composition tend to have a high water absorption rate when left under high temperature and high humidity for a long period of time, and have the disadvantage of poor moisture resistance. This decrease in moisture resistance has been a major cause of deteriorating the reliability of semiconductor devices. This invention was made with the aim of avoiding the above-mentioned conventional drawbacks, and its gist is to provide an epoxy resin composition comprising an epoxy resin mixed with an acid anhydride curing agent and a curing accelerator. In, the above epoxy resin has the following general formula; (n is an integer of zero or 1 or more) and for semiconductor encapsulation, characterized in that it uses a bisphenol A type epoxy resin in which 95% or more by weight of the resin is represented by n = 0. In epoxy resin compositions. That is, when using an acid anhydride curing agent, the inventors found that the epoxy resin represented by the above general formula and where n in the general formula is zero accounts for 95% or more of the total weight. It has been found that when a bisphenol A type epoxy resin is used, even if the amount of the curing accelerator is increased to achieve rapid curing, the viscosity change of the mixed solution is relatively small and a long pot life is provided. In addition, when the above-mentioned specific epoxy resin is used, the moisture resistance of the grooved material is improved, and the rate of increase in water absorption rate when left under high temperature and high humidity for a long time is reduced, which improves the reliability of semiconductor devices. It was found that it gave good results. The reason for the above is not necessarily clear, but according to the inventors' speculation, the amount of hydroxyl groups contained in the molecule of the bisphenol A epoxy resin is very small. Therefore, this seems to give good results in improving pot life and moisture resistance. Bisphenol A used in this invention
Type epoxy resins are those in which n in the general formula above accounts for 95% or more by weight, and in other words, those in which n is 1 or more (usually around 1 or 2) account for 5% by weight of the total. %, but as long as it is possible to synthesize it, it is most preferable to be composed only of materials in which n is zero. Representative examples of commercially available products that can be applied to this invention include EP-825 manufactured by Yuka Ciel Epoxy Co., Ltd. (products in which n in the general formula is 0 account for 97% of the total weight). . As the acid anhydride used as the curing agent for the epoxy resin in the present invention, a wide variety of conventionally known acid anhydrides can be used, such as hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, and the like. The amount of acid anhydride used is generally about 80 to 110 parts by weight per 100 parts by weight of the epoxy resin. Examples of the curing accelerator used in this invention include tertiary amines such as 2,4,6-trisdimethylaminomethylphenol, benzyldimethylamine, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2- Examples include imidazoles such as methylimidazole, and quaternary ammonium salts such as trioctylmethylammonium chloride, tetramethylammonium chloride, and tetramethylammonium bromide. The amount of these curing accelerators used may be generally 0.5 to 2.0 parts by weight per 100 parts by weight of the curing agent. In addition to the above-mentioned components, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention may contain conventionally known additives such as dyes, anti-aging agents, mold release agents, and modifiers, as necessary. In addition, as an epoxy resin other than the above-mentioned bisphenol A type epoxy resin,
It is also possible to use other reactive diluents containing epoxy groups, alicyclic epoxy resins, etc. in proportions that do not impede the effects of the present invention. According to the epoxy resin composition of the present invention having such a configuration, the resin can be encapsulated onto a semiconductor element by a common method such as casting, and by curing at a temperature of usually 120 to 130°C, it has excellent moisture resistance and A resin sealing part with good heat resistance and insulation properties can be formed. Examples of this invention will be described below. In the following, parts shall mean parts by weight. Example 1 To 100 parts of EP-825 (the above-mentioned bisphenol A type epoxy resin), 90 parts of 4-methylhexahydrophthalic anhydride (trade name: HN-5500 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) and 2-ethyl-4-methyl 0.5 part of imidazole was added and mixed uniformly to obtain the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention. Comparative Example 1 Example 1 except that 100 parts of P-827 (bisphenol A type epoxy resin in which n in the general formula is 0 accounts for 93% by weight of the total) instead of EP-825. In the same manner as above, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation was obtained. Gelation time (temperature 150°C) and viscosity change (measured temperature 30°C) of each composition of Example 1 and Comparative Example 1 above.
C) and humidity resistance, the results are as shown in Table 1 below. In addition, moisture resistance was determined by curing each composition at 120°C for 16 hours, then creating a test piece with a thickness of 3 mm and a diameter of 50 mm.
It was immersed in boiling water at °C to examine changes in water absorption over time.
【表】【table】
【表】
実施例 ２
２−エチル−４−メチルイミダゾールの使用部
数を1.0部とした以外は、実施例１と同様にして、
この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得
た。
比較例 ２
２−エチル−４−メチルイミダゾールの使用部
数を1.0部とした以外は、比較例１と同様にして、
半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。
実施例 ３
硬化促進剤としてトリオクチルメチルアンモニ
ウムクロライド２部を用いた以外は、実施例１と
同様にして、この発明の半導体封止用エポキシ樹
脂組成物を得た。
比較例 ３
硬化促進剤としてトリオクチルメチルアンモニ
ウムクロライド２部を用いた以外は、比較例１と
同様にして、半導体封止用エポキシ樹脂組成物を
得た。
上記の実施例２，３および比較例２，３の各組
成物の特性を前記と同様にして測定した結果は、
つぎの第２表に示されるとおりであつた。[Table] Example 2 Same as Example 1 except that the number of 2-ethyl-4-methylimidazole used was 1.0 parts,
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention was obtained. Comparative Example 2 Same as Comparative Example 1 except that the number of 2-ethyl-4-methylimidazole used was 1.0 parts,
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation was obtained. Example 3 An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2 parts of trioctylmethylammonium chloride was used as a curing accelerator. Comparative Example 3 An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation was obtained in the same manner as Comparative Example 1 except that 2 parts of trioctylmethylammonium chloride was used as a curing accelerator. The properties of the compositions of Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3 were measured in the same manner as above, and the results were as follows:
The results were as shown in Table 2 below.
【表】【table】
【表】
以上の第１表および第２表の結果から明らかな
ように、この発明の半導体封止用エポキシ樹脂組
成物は、比較例のものに較べて粘度変化が小さく
ポツトライフが長くなつており、また、硬化物の
耐湿性によりすぐれていることがわかる。[Table] As is clear from the results in Tables 1 and 2 above, the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention has a smaller viscosity change and a longer pot life than the comparative example. It is also found that the cured product has excellent moisture resistance.