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JPH0786136B2 - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents
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JPH0786136B2 - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JPH0786136B2
JPH0786136B2 JP21838290A JP21838290A JPH0786136B2 JP H0786136 B2 JPH0786136 B2 JP H0786136B2 JP 21838290 A JP21838290 A JP 21838290A JP 21838290 A JP21838290 A JP 21838290A JP H0786136 B2 JPH0786136 B2 JP H0786136B2
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semiconductor device
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、保存安定性が良好であると共に、加熱成形時
には速やかに硬化して耐湿性等に優れた硬化物を与える
エポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組成物の硬化物
で封止された半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an epoxy resin composition which has good storage stability and gives a cured product which is rapidly cured during heat molding to have excellent moisture resistance and the like. The present invention relates to a semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体装置のパッケージとして、プラスチックとしては
良好な電気特性,機械特性,耐薬品性,耐湿性等を有す
る硬化物を与えるエポキシ樹脂が広く用いられている。
なかでもノボラック型エポキシ樹脂にフェノール樹脂を
硬化剤として配合し、これにさらに無機質充填剤を加え
た樹脂組成物が現在、半導体装置の樹脂封止の主流とな
っている。
As a package of a semiconductor device, an epoxy resin is widely used as a plastic, which gives a cured product having good electrical characteristics, mechanical characteristics, chemical resistance, moisture resistance and the like.
Above all, a resin composition in which a phenol resin is mixed with a novolac type epoxy resin as a curing agent and an inorganic filler is further added to the resin is currently the mainstream of resin encapsulation of semiconductor devices.

かかるエポキシ樹脂組成物には成形時に樹脂の硬化を促
進するための触媒(硬化促進剤)を使用することが一般
的であり、硬化促進剤としては含窒素,含燐化合物など
が用いられている。
It is common to use a catalyst (curing accelerator) for accelerating the curing of the resin in the epoxy resin composition at the time of molding, and a nitrogen-containing or phosphorus-containing compound is used as the curing accelerator. .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、一般に使用される硬化促進剤は、その種
類によっては比較的低温でも触媒作用を示すため、エポ
キシ樹脂と硬化剤その他の成分との加熱混合の際やその
後の保管時において、徐々に硬化が進行することによ
り、成形時の流動性の低下や粘度の上昇など成形性の低
下を起こすことがあり、硬化性のばらつきのために成形
品の電気的機械的化学的特性を落とす原因となり、その
ため、エポキシ樹脂組成物の混合時、保管時の温度管理
を厳重にしなければならない問題がある。それ故、常温
で安定で保存性が良好であり、かつ加熱成形時において
は迅速に硬化するエポキシ樹脂組成物の開発が望まれて
いる。
However, generally used curing accelerators show a catalytic action even at a relatively low temperature depending on their type, and therefore, curing gradually occurs during heating and mixing of the epoxy resin and the curing agent and other components and subsequent storage. As it progresses, it may cause deterioration of moldability such as lowering of fluidity during molding and increase of viscosity, which may cause deterioration of electromechanical and chemical properties of molded products due to variation of curability. However, there is a problem that temperature control during mixing and storage of the epoxy resin composition must be strictly performed. Therefore, it is desired to develop an epoxy resin composition that is stable at room temperature, has good storage stability, and quickly cures during heat molding.

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、保存安定性が
良好であると共に、加熱成形時においては迅速に硬化し
て特に半導体封止用として優れた性質を有する硬化物を
与えるエポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組成物の
硬化物で封止された信頼性に優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 an epoxy resin composition having good storage stability and rapidly curing during heat molding to give a cured product having excellent properties especially for semiconductor encapsulation. Another object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition.

〔課題を解決するための手段及び作用〕[Means and Actions for Solving the Problems]

本発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、 (A)エポキシ樹脂、 (B)フェノール系硬化剤、及び (C)無機質充填剤 を含有するエポキシ樹脂組成物に、更に(D)硬化促進
剤として下記一般式(1) (但し、式中R1,R2及びR3はそれぞれ同種又は異種の置
換又は非置換の一価炭化水素基である。) で示される化合物を配合した場合、得られるエポキシ樹
脂組成物は長期間保管しても硬化性等の変化が少なく、
保存安定性が良好であると共に,加熱成形時においては
迅速に変化すること、更にその硬化物は電気的化学的特
性が良好で、該硬化物で封止された半導体装置は耐湿性
等に優れ、信頼性に優れたものであるとを見い出し、本
発明をなすに至ったものである。
The present inventor has conducted extensive studies in order to achieve the above object, and as a result, (A) an epoxy resin, (B) a phenolic curing agent, and (C) an epoxy resin composition containing an inorganic filler, and further (D) ) As a curing accelerator, the following general formula (1) (In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups.) When the compound represented by the formula is added, the resulting epoxy resin composition has a long Even if stored for a period of time, there is little change in curability,
It has good storage stability, changes rapidly during thermoforming, and its cured product has good electrochemical properties, and the semiconductor device encapsulated with the cured product has excellent moisture resistance. The present invention has been found to be excellent in reliability and has led to the present invention.

従って、本発明は上記(A)成分、(B)成分、(C)
成分及び(D)成分を必須成分として配合してなること
を特徴とするエポキシ樹脂組成物及び該エポキシ樹脂組
成物の硬化物で封止された半導体装置を提供する。
Therefore, the present invention provides the above-mentioned component (A), component (B) and (C).
Provided are an epoxy resin composition, which comprises the component and the component (D) as essential components, and a semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition.

以下、本発明について更に詳しく説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、上述したように(A)
エポキシ樹脂、(B)フェノール系硬化剤、(C)無機
質充填剤及び(D)硬化促進剤を必須成分として配合し
たものである。
The epoxy resin composition of the present invention is (A) as described above.
An epoxy resin, (B) a phenol-based curing agent, (C) an inorganic filler, and (D) a curing accelerator are added as essential components.

ここで、(A)成分のエポキシ樹脂としては、1分子中
に1個のエポキシ基を有するものであれば特に制限はな
く、例えばビスフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポ
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、トリフェノールアル
カン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフ
ェニル型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等が好
適に使用され、これらはその1種を単独で又は2種以上
を組み合わせて用いることができる。
Here, the epoxy resin of the component (A) is not particularly limited as long as it has one epoxy group in one molecule, and for example, a bisphenol type epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin. , Cresol novolac type epoxy resin, triphenol alkane type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, halogenated epoxy resin and the like are preferably used, and these may be used alone or in combination of two or more. Can be used.

なお、上記エポキシ樹脂は、組成物の耐湿性の点から加
水分解性塩素含有量が500ppm以下、遊離のNa,Clイオン
が各々2ppm以下、有機酸含有量が100ppm以下のものを用
いることが望ましい。
In addition, it is desirable that the epoxy resin has a hydrolyzable chlorine content of 500 ppm or less, free Na and Cl ions of 2 ppm or less, and an organic acid content of 100 ppm or less from the viewpoint of moisture resistance of the composition. .

次に、(B)成分のフェノール系硬化剤として、例えば
ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹
脂、トリフェノールアルカン型樹脂、ナフトール型樹
脂、ビフェニル型フェノール樹脂等のフェノール樹脂な
どが挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を併
用して用いることができる。なお、硬化剤として使用す
るフェノール樹脂は、含有する遊離のNa,Clイオンが各
々2ppm以下、モノマーのフェノール量が1%以下である
と共に、製造時に残存する微量のホルムアルデヒドのカ
ニツァロ反応で生じる蟻酸等の有機酸が100ppm以下であ
ることが望ましく、フェノール樹脂中の遊離のNa,Clイ
オンや有機酸の含有量が上記量より多いと、封止された
半導体装置の耐湿特性が低下する場合があり、フェノー
ル樹脂中のモノマーのフェノール量が1%より多いと、
成形品にボイド、未充填、ひけ等の欠陥が発生する場合
がある。さらに、フェノールノボラック樹脂の軟化点は
50〜120℃が好適であり、50℃未満であると硬化物の二
次転移点が低くなって耐熱性が悪くなる場合があり、12
0℃を越えると組成物の溶融粘度が高くなり過ぎて作業
性に劣る場合が生じる。
Next, examples of the phenolic curing agent as the component (B) include novolac type phenolic resins, resol type phenolic resins, triphenolalkane type resins, naphthol type resins, biphenyl type phenolic resins, and other phenolic resins. They may be used alone or in combination of two or more. The phenolic resin used as a curing agent contains free Na and Cl ions of 2 ppm or less each, the amount of phenol in the monomer is 1% or less, and formic acid generated by the Cannizzaro reaction of a small amount of formaldehyde remaining during production. It is desirable that the organic acid is 100 ppm or less, and if the content of free Na, Cl ions or organic acid in the phenol resin is more than the above amount, the moisture resistance property of the encapsulated semiconductor device may deteriorate. If the amount of phenol of the monomer in the phenol resin is more than 1%,
Defects such as voids, non-filling and sink marks may occur in the molded product. Furthermore, the softening point of phenol novolac resin is
50 to 120 ° C. is preferable, and if it is less than 50 ° C., the second transition point of the cured product may be low and the heat resistance may deteriorate.
If it exceeds 0 ° C, the melt viscosity of the composition becomes too high, which may result in poor workability.

なお、本発明のエポキシ樹脂組成物においては、(A)
成分のエポキシ樹脂の硬化剤として(B)成分のフェノ
ール系硬化剤を主成分とするものであるが、必要に応じ
てジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン
などに代表されるアミン系硬化剤、無水ピロメリット酸
や無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の酸無水物系
硬化剤を併用してもよい。
In addition, in the epoxy resin composition of the present invention, (A)
As the curing agent for the epoxy resin as the component, the main component is the phenolic curing agent as the component (B), but if necessary, an amine curing agent represented by diaminodiphenylmethane, metaphenylenediamine, etc., pyromellitic anhydride. An acid anhydride curing agent such as an acid or benzophenonetetracarboxylic acid anhydride may be used in combination.

ここで、硬化剤の配合量は別に制限されないが、上記エ
ポキシ樹脂のエポキシ基と上記硬化剤のフェノール性水
酸基とのモル比を0.8〜2、特に1〜1.5の範囲にするこ
とが好適である。両基のモル比が0.8より小さくなると
組成物の硬化特性や成形品の二次転移温度が低くなって
耐熱性が低下する場合があり、2より大きくなると成形
品の二次転移温度や電気特性が悪くなることがある。
Here, the compounding amount of the curing agent is not particularly limited, but it is preferable that the molar ratio of the epoxy group of the epoxy resin to the phenolic hydroxyl group of the curing agent is 0.8 to 2, particularly 1 to 1.5. . If the molar ratio of both groups is less than 0.8, the curing characteristics of the composition and the second-order transition temperature of the molded article may be low, and the heat resistance may decrease, and if it is greater than 2, the second-order transition temperature and electrical characteristics of the molded article. May get worse.

(C)成分の無機質充填材としては溶融シリカや結晶シ
リカの他、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒
化硼素、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、けい酸カ
ルシウム、ジルコニウム、タルク、クレー、マイカ、ガ
ラス繊維粉などが用いられる。
As the inorganic filler of the component (C), in addition to fused silica and crystalline silica, silicon nitride, alumina, aluminum nitride, boron nitride, magnesium oxide, calcium carbonate, calcium silicate, zirconium, talc, clay, mica, glass fiber powder Are used.

かかる無機質充填剤としては無定形、焼結、球状等種々
のものを用いることができるが、封止材料としては特に
球状または球状に近い形状のものが好ましい。特にアル
ミナの場合、走査型電子顕微鏡写真での粒子を観察した
場合に粒子の長径と短径との軸比が1〜2、特に1〜1.
7であることが好ましく、軸比が2より大きいアルミナ
を用いると、組成物の流動性が悪くなる場合がある。無
機質充填剤の平均粒径は好ましくは5〜50ミクロンであ
るが、全充填剤量の30%を越えない範囲で平均粒径が0.
1〜5ミクロンのものを用いても良い。樹脂中に含まれ
る無機質充填剤量は特に限定されるものではないが、樹
脂組成物全体の60重量%以上であることが好ましい。
As such an inorganic filler, various ones such as amorphous, sintered, and spherical can be used, but a spherical or near spherical shape is particularly preferable as the sealing material. Particularly in the case of alumina, the axial ratio between the major axis and the minor axis of the particles is 1 to 2, particularly 1 to 1 when observing the particles in a scanning electron micrograph.
It is preferably 7, and the use of alumina having an axial ratio of more than 2 may deteriorate the fluidity of the composition. The average particle size of the inorganic filler is preferably 5 to 50 microns, but the average particle size is within a range not exceeding 30% of the total amount of the filler.
You may use 1-5 micron thing. The amount of the inorganic filler contained in the resin is not particularly limited, but it is preferably 60% by weight or more of the entire resin composition.

なお、無機質充填剤はシランカップリング剤等であらか
じめ処理してもよい。この場合、処理に用いるシランカ
ップリング剤としては、下記構造式(4) ▲R4 4-c▼Si(OR5 ……(4) で表されるような加水分解性残基含有シラン類が好適に
用いられる。
The inorganic filler may be previously treated with a silane coupling agent or the like. In this case, as the silane coupling agent used for the treatment, a hydrolyzable residue-containing silane represented by the following structural formula (4) ▲ R 4 4-c ▼ Si (OR 5 ) c (4) Classes are preferably used.

上記式中R5としては、水素原子,メチル基,エチル基,
プロピル基,フェニル基などの無官能のアルキル基、ア
ルケニル基、アリール基、更にエポキシ,アミノ,アク
リル,アルケニル,アシル官能性であるような下記に示
すものが挙げられる。
In the above formula, R 5 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group,
Examples include non-functional alkyl groups such as propyl group and phenyl group, alkenyl groups, aryl groups, and those shown below, which have epoxy, amino, acryl, alkenyl and acyl functionalities.

H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2− R6R7NCH2CH2CH2− R6,R7=H,CdH2d+1,C6H5CH2 d=1〜6の整数 CH2=C(R8)COO(CH2− R8=H,CH3 n=1〜3の整数 CH2=CH(CH2− m=0〜4の整数 HOCO(CH2− l=2〜18の整数 一方、R5としてはアルキル基、アルケニル基、アリール
基、カルボニル基などが挙げられるが、その内のメチル
基、エチル基、イソプロペニル基などが一般的であり、
またcは1〜4であるが、cが3又は4であることがよ
り好ましい。
H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 - R 6 R 7 NCH 2 CH 2 CH 2 - R 6, R 7 = H, C d H 2d + 1, C 6 H 5 CH 2 d = 1~6 integer CH 2 = C (R 8) COO (CH 2) n - R 8 = H, CH 3 n = 1~3 integer CH 2 = CH (CH 2) m - m = 0~4 integer HOCO ( CH 2 ) l -l = integer of 2 to 18 On the other hand, R 5 includes an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a carbonyl group and the like, and among them, a methyl group, an ethyl group, an isopropenyl group and the like are common. Target,
Although c is 1 to 4, it is more preferable that c is 3 or 4.

シランカップリング剤で無機質充填剤を処理する方法と
しては乾式、湿式のどちらを用いても良く、乾式法はボ
ールミル、ヘンシェルミキサー等で、湿式法は溶剤中で
それぞれ無機質充填剤にシランカップリング剤を混合、
攪拌することによって行なうことができる。シランカッ
プリング剤の量は、無機質充填剤100部(重量部、以下
同様)に対して0.001〜8部、より好ましくは0.01〜5
部の範囲である。シランカップリング剤が少なすぎると
処理をした効果、即ち耐湿性の向上等があらわれず、多
すぎるとバリ特性などがかえって悪化してしまうことが
ある。これらのシランカップリング剤は2種類以上を併
用しても良く、さらには、これらをあらかじめ一部加水
分解したものを用いてもよい。湿式法に使用される溶剤
としてはトルエン,キシレンなどの炭化水素系、メタノ
ール,エタノール,イソプロピルアルコールなどのアル
コール系、アセトン,2−ブタノンなどのケトン系、イソ
プロピルエーテル,テトラヒドロフランなどのエーテル
系等が挙げられ、水および加水分解促進剤としての錫
系,チタン系,あるいはアミン化合物を併用することも
できる。このようにして処理した後に400〜1200℃程度
の加熱炉で焼結することもできる。
As a method for treating the inorganic filler with the silane coupling agent, either a dry method or a wet method may be used. The dry method is a ball mill, a Henschel mixer, or the like, and the wet method is a silane coupling agent for the inorganic filler in a solvent. Mixed,
It can be performed by stirring. The amount of the silane coupling agent is 0.001 to 8 parts, more preferably 0.01 to 5 parts based on 100 parts of the inorganic filler (parts by weight, the same applies below).
It is a range of parts. If the amount of the silane coupling agent is too small, the effect of the treatment, that is, the improvement of the moisture resistance is not exhibited, and if the amount of the silane coupling agent is too large, the burr characteristics may deteriorate rather. Two or more kinds of these silane coupling agents may be used in combination, and those partially hydrolyzed in advance may be used. Examples of the solvent used in the wet method include hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, ketone solvents such as acetone and 2-butanone, and ether solvents such as isopropyl ether and tetrahydrofuran. It is also possible to use water and a tin-based, titanium-based, or amine compound as a hydrolysis accelerator together. After the treatment as described above, it is also possible to sinter in a heating furnace at about 400 to 1200 ° C.

本発明のエポキシ樹脂に(D)成分として使用する硬化
促進剤は、下記式(1) (但し、式中R1,R2及びR3はそれぞれ同種又は異種の置
換又は非置換の一価炭化水素基である。) で示されるものである。
The curing accelerator used as the component (D) in the epoxy resin of the present invention has the following formula (1) (Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups, respectively).

ここで、R1,R2,R3の置換又は非置換の一価炭化水素基と
しては、炭素数1〜10のもの、特に炭素数1〜8のもの
が好ましく、例えばメチル基,エチル基,プロピル基,
ブチル基などのアルキル基、あるいはこれらの基の水素
原子の一部又は全部をハロゲン原子等で置換したクロロ
メチル基,3,3,3−トリフルオロプロピル基、フェニル
基,トリル基などのアリール基、ベンジル基,フェネチ
ル基などのアラルキル基を挙げることができるが、特に
R1はメチル基とブチル基やフェニル基、R2及びR3はメチ
ル基が最も一般的である。
Here, the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group of R 1 , R 2 and R 3 is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, particularly one having 1 to 8 carbon atoms, such as a methyl group or an ethyl group. , Propyl group,
Alkyl groups such as butyl groups, or aryl groups such as chloromethyl groups in which some or all of the hydrogen atoms of these groups are replaced with halogen atoms, 3,3,3-trifluoropropyl groups, phenyl groups, tolyl groups, etc. And aralkyl groups such as benzyl group and phenethyl group,
Most commonly, R 1 is a methyl group and a butyl group, a phenyl group, and R 2 and R 3 are methyl groups.

上記式(1)の化合物は対応する第三級ホスフィンと対
応する燐酸エステルとを反応させて得られる既知の物質
であり、たとえばトリフェニルホスフィン、トリブチル
ホスフィンなどとジメチルメタンホスホネートなどとを
反応させることによって得られる。具体的には、式
(1)の化合物としてメチルトリフェニルホスホニウム
メチルメタンホスホネート、メチルトリブチルホスホニ
ウムメチルメタンホスホネート、ベンジルトリフェニル
ホスホニウムベンジルメタンホスホネートなどが挙げら
れ、これらの1種を単独で又は2種以上を併用して用い
ることができる。
The compound of the above formula (1) is a known substance obtained by reacting a corresponding tertiary phosphine with a corresponding phosphoric acid ester, and for example, reacting triphenylphosphine, tributylphosphine, etc. with dimethylmethanephosphonate, etc. Obtained by Specific examples of the compound of the formula (1) include methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate, methyltributylphosphonium methylmethanephosphonate, and benzyltriphenylphosphonium benzylmethanephosphonate. One of these may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.

本発明のエポキシ樹脂においては、式(1)で示される
硬化促進剤に加えて他の硬化促進剤を使用することがで
きるが、この場合、特に1,8−ジアザビシクロ(5.4.0)
ウンデセン−7との併用が硬化性、耐湿性等の点から望
ましい。硬化促進剤全体の配合量は、エポキシ樹脂と硬
化剤との合計量100部に対し0.1〜10部、特に0.3〜7部
の範囲とすることが好ましく、また、式(1)で示され
る硬化促進剤は全硬化促進剤中10〜100重量%、特に20
〜100重量%とすることが好適である。
In the epoxy resin of the present invention, other curing accelerators can be used in addition to the curing accelerator represented by the formula (1). In this case, especially 1,8-diazabicyclo (5.4.0)
Combined use with Undecene-7 is desirable from the viewpoint of curability, moisture resistance and the like. The compounding amount of the entire curing accelerator is preferably in the range of 0.1 to 10 parts, particularly 0.3 to 7 parts based on 100 parts of the total amount of the epoxy resin and the curing agent, and the curing amount represented by the formula (1) Accelerator is 10 to 100% by weight of the total curing accelerator, especially 20
It is preferable to be set to 100% by weight.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に低線膨張率、低
弾性率、良好な耐湿性を付与するため、シリコーン変性
エポキシ樹脂及び/又はシリコーン変性フェノール樹脂
を配合することが望ましい。
It is desirable to add a silicone-modified epoxy resin and / or a silicone-modified phenol resin to the epoxy resin composition of the present invention in order to further impart a low linear expansion coefficient, a low elastic modulus and good moisture resistance.

このシリコーン変性エポキシ樹脂、フェノール樹脂とし
ては、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に、下記式(2) (ただし、式中R9は前記したR1〜R3と同様の、炭素数1
〜10の置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、a,
bは0.01≦a<1,1≦b<3,1≦a+b<4を満足する正
数である。また、1分子中のけい素原子の数は20〜400
の整数であり、1分子中のけい素原子に直結した水素原
子の数は1以上の整数である。)で表わされる有機けい
素化合物の≡SiH基が付加されてなる重合体を好適に用
いることができる。
As the silicone-modified epoxy resin and phenol resin, the following formula (2) is added to the alkenyl group of the alkenyl group-containing epoxy resin or the alkenyl group-containing phenol resin. (However, in the formula, R 9 has the same number of carbon atoms as that of R 1 to R 3 described above.
~ 10 substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, a,
b is a positive number that satisfies 0.01 ≦ a <1, 1 ≦ b <3, 1 ≦ a + b <4. The number of silicon atoms in one molecule is 20 to 400.
And the number of hydrogen atoms directly connected to a silicon atom in one molecule is an integer of 1 or more. A polymer obtained by adding an ≡SiH group of an organic silicon compound represented by (4) can be preferably used.

この場合、アルケニル基含有エポキシ樹脂又はフェノー
ル樹脂としては下記式(3) (ただし、式中R10又は水酸基、R11はメチル基又は水素原子であり、p,qは
0≦p≦10,1≦q≦3で示される整数である。) で示されるアルケニル基含有エポキシ樹脂又はフェノー
ル樹脂を好適に用いることができる。
In this case, as the alkenyl group-containing epoxy resin or phenol resin, the following formula (3) (However, R 10 is Alternatively, a hydroxyl group, R 11 is a methyl group or a hydrogen atom, and p and q are integers represented by 0 ≦ p ≦ 10 and 1 ≦ q ≦ 3. ) The alkenyl group-containing epoxy resin or phenol resin represented by

またこの場合、シリコーン変性エポキシ樹脂又はフェノ
ール樹脂は、加水分解性塩素の含有量が500ppm以下で、
遊離のNa,Clイオンが各々2ppm以下、有機酸含有量が100
ppm以下であることが好ましく、加水分解性塩素、遊離
のNa,Clイオン、有機酸の含有量が上記値を越えると、
封止した半導体装置の耐熱性が悪くなることがある。
In this case, the silicone-modified epoxy resin or phenol resin has a hydrolyzable chlorine content of 500 ppm or less,
Free Na and Cl ions are less than 2ppm each, organic acid content is 100
It is preferably ppm or less, hydrolyzable chlorine, free Na, Cl ions, if the content of organic acids exceeds the above values,
The heat resistance of the sealed semiconductor device may deteriorate.

シリコーン変性エポキシ樹脂又はフェノール樹脂は単独
でも、あるいは2種以上を混合して配合してもよく、さ
らに配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤との合計量100部
に対して5〜50部とすることが好ましい。シリコーン変
性エポキシ樹脂の配合量が5部より少ないと十分な低応
力性を得にくく、50部を越えると成形品の機械的強度が
低下する場合がある。
The silicone-modified epoxy resin or phenol resin may be used alone or as a mixture of two or more kinds, and the compounding amount is 5 to 50 parts based on 100 parts of the total amount of the epoxy resin and the curing agent. It is preferable. If the compounding amount of the silicone-modified epoxy resin is less than 5 parts, it is difficult to obtain a sufficiently low stress property, and if it exceeds 50 parts, the mechanical strength of the molded product may decrease.

本発明の組成物には、さらに必要により各種の添加剤を
添加することができ、例えばカルナバワックス等のワッ
クス類、ステアリン酸等の脂肪酸やその金属塩などの離
型剤(なかでも接着性、離型性の面からカルナバワック
スが好適に用いられる)、カーボンブラック、コバルト
ブルー、ベンガラ等の顔料、酸化アンチモン、ハロゲン
化合物等の難燃化剤、老化防止剤、シランカップリング
剤、イオン交換物質などを適宜使用することもできる。
なお、本発明のエポキシ樹脂組成物は、その製造に際
し、上述した成分の所定量を均一に攪拌、混合し、あら
かじめ60〜95℃に加熱してあるニーダー、ロール、エク
ストルーダー等で混練、冷却し、粉砕するなどの方法で
得ることができる。
Various additives can be further added to the composition of the present invention as necessary. For example, waxes such as carnauba wax, release agents such as fatty acids such as stearic acid and metal salts thereof (adhesiveness among others, Carnauba wax is preferably used from the viewpoint of releasing property), pigments such as carbon black, cobalt blue and red iron oxide, antimony oxide, flame retardants such as halogen compounds, antiaging agents, silane coupling agents, ion exchange materials. Can also be used as appropriate.
Incidentally, the epoxy resin composition of the present invention, in the production thereof, uniformly stirs and mixes predetermined amounts of the above-mentioned components, and kneads them with a kneader, roll, extruder or the like which has been heated to 60 to 95 ° C. in advance, and cools them. It can be obtained by a method such as crushing and crushing.

本発明のエポキシ樹脂組成物はIC、LSI、トランジス
タ、サイリスタ、ダイオード等の半導体の樹脂封止やプ
リント回路板の製造などにも有効に使用でき、本発明の
エポキシ樹脂組成物を用いて半導体装置の樹脂封止を行
なう場合、従来より採用されている成形法、すなわちト
ランスファー成形、インジェクション成形、注型法など
を用いて行なうことができる。成形条件は温度150〜180
℃、ポストキュアは150〜180℃で2〜16時間程度行なう
ことが好ましい。
The epoxy resin composition of the present invention can be effectively used for resin encapsulation of semiconductors such as ICs, LSIs, transistors, thyristors, and diodes, and manufacturing of printed circuit boards. The epoxy resin composition of the present invention can be used for semiconductor devices. The resin encapsulation can be performed by a conventionally used molding method, such as transfer molding, injection molding, or casting method. Molding conditions are temperature 150-180
C. and post cure are preferably carried out at 150 to 180.degree. C. for about 2 to 16 hours.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、
保存安定性に優れていると共に、加熱成形時においては
迅速に硬化して電気的化学的特性の良好な硬化物を与え
るものであり、従って、本発明のエポキシ樹脂組成物の
硬化物で封止された半導体装置は耐湿性等に優れ、信頼
性の高いものである。
As explained above, the epoxy resin composition of the present invention,
It has excellent storage stability and is rapidly cured during heat molding to give a cured product having good electrochemical properties. Therefore, it is sealed with a cured product of the epoxy resin composition of the present invention. The manufactured semiconductor device has excellent moisture resistance and the like and is highly reliable.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明
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。なお、以下の例において部はいずれも重量部であ
る。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by showing Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In the following examples, all parts are parts by weight.

〔実施例1〕 結晶性シリカ(平均粒径17μm)500部をヘンシェルミ
キサーに入れ、0.02重量%の1,8−ジアザビシクロ−7
−ウンデセンを含む2.0部のγ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシランを噴霧し、均一に分散した。その
後、180℃で12時間、加熱処理を行なった。
Example 1 500 parts of crystalline silica (average particle size: 17 μm) was put in a Henschel mixer, and 0.02% by weight of 1,8-diazabicyclo-7 was added.
2.0 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane containing undecene were sprayed on and dispersed homogeneously. Then, heat treatment was performed at 180 ° C. for 12 hours.

この無機質充填剤、及び との付加反応物であるシリコーン変性エポキシ樹脂(式
中の添字は平均値、エポキシ当量295)20部、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ当量230)13
部、ナフトール型エポキシ樹脂(エポキシ当量215)30
部、臭素化エポキシ樹脂(エポキシ当量280)5部、フ
ェノールノボラック樹脂(フェノール当量110)32部、
カルナバワックス1.2部、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン1.8部、カーボンブラック2部、メチ
ルトリフェニルホスホニウムメチルメタンホスホネート
0.95部並びに1,8−ジアザビシクロ−7−ウンデセン0.1
8部を80〜90℃の熱ロールに掛けて混練し、冷却粉砕し
てエポキシ樹脂を得た。
This inorganic filler, and 20 parts of silicone-modified epoxy resin (subscript in the formula is the average value, epoxy equivalent 295) which is an addition reaction product with cresol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent 230) 13
Part, naphthol type epoxy resin (epoxy equivalent 215) 30
Parts, brominated epoxy resin (epoxy equivalent 280) 5 parts, phenol novolac resin (phenol equivalent 110) 32 parts,
Carnauba wax 1.2 parts, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane 1.8 parts, carbon black 2 parts, methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate
0.95 parts and 1,8-diazabicyclo-7-undecene 0.1
Eight parts were put on a hot roll at 80 to 90 ° C, kneaded, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin.

〔実施例2〕 実施例1におけるメチルトリフェニルホスホニウムメチ
ルメタンホスホネート0.95部をメチルトリブチルホスホ
ニウムメチルメタンホスホネート0.80部に代えた以外は
実施例1と同様の配合でエポキシ樹脂組成物を得た。
Example 2 An epoxy resin composition was obtained in the same composition as in Example 1 except that 0.95 part of methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 1 was replaced with 0.80 part of methyltributylphosphonium methylmethanephosphonate.

〔実施例3〕 実施例1におけるメチルトリフェニルホスホニウムメチ
ルメタンホスホネート0.74部、1,8−ジアザビシクロ−
7−ウンデセン0.18部をメチルトリフェニルホスホニウ
ムメチルメタンホスホネートのみ2.48部に代えた以外は
実施例1と同様の配合でエポキシ樹脂組成物を得た。
Example 3 0.74 parts of methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 1, 1,8-diazabicyclo-
An epoxy resin composition was obtained in the same formulation as in Example 1 except that 0.18 part of 7-undecene was replaced with 2.48 parts of methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate alone.

〔実施例4〕 実施例1における無機質充填剤を溶融シリカ(平均粒径
22μm)のみ370部に代えた以外は実施例1と同様の配
合でエポキシ樹脂組成物を得た。
[Example 4] The inorganic filler in Example 1 was fused silica (average particle size).
An epoxy resin composition was obtained in the same formulation as in Example 1 except that only 22 μm) was replaced with 370 parts.

〔実施例5〕 実施例1における無機質充填剤を実施例1と同様に処理
したα−アルミナ(平均粒径25μm)550部、溶融シリ
カ(平均粒径1.2μm)110部に代えた以外は実施例1と
同様の配合でエポキシ樹脂組成物を得た。
[Example 5] Except that the inorganic filler in Example 1 was replaced with 550 parts of α-alumina (average particle size 25 µm) treated in the same manner as in Example 1 and 110 parts of fused silica (average particle size 1.2 µm). An epoxy resin composition was obtained with the same composition as in Example 1.

〔実施例6〕 実施例1における無機質充填剤を実施例1と同様に処理
した球状アルミナ(平均粒径15μm)500部、溶融シリ
カ(平均粒径25μm)100部に代えた以外は実施例1と
同様の配合でエポキシ樹脂組成物を得た。
Example 6 Example 1 was repeated except that the inorganic filler in Example 1 was replaced by 500 parts of spherical alumina (average particle size 15 μm) treated in the same manner as in Example 1 and 100 parts of fused silica (average particle size 25 μm). An epoxy resin composition was obtained with the same composition.

〔比較例1〕 実施例3における化合物メチルトリフェニルホスノニウ
ムメチルメタンホスホネート2.48部を2−エチル−4−
メチルイミダゾール0.64部に代えた以外は実施例1と同
様の配合でエポキシ樹脂組成物を得た。
[Comparative Example 1] 2.48 parts of the compound methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 3 was replaced with 2-ethyl-4-
An epoxy resin composition was obtained in the same formulation as in Example 1 except that 0.64 parts of methylimidazole was used.

〔比較例2〕 実施例1における化合物メチルトリフェニルホスホニウ
ムメチルメタンホスホネート0.95部をトリス(4−メト
キシフェニルアホスフィン0.60部に代えた以外は実施例
1と同様の配合でエポキシ樹脂組成物を得た。
Comparative Example 2 An epoxy resin composition was obtained in the same composition as in Example 1 except that 0.95 parts of the compound methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 1 was replaced with 0.60 parts of tris (4-methoxyphenylaphosphine). .

〔比較例3〕 実施例1における化合物メチルトリフェニルホスホニウ
ムメチルメタンホスホネート0.95部をトリフェニルホス
フィン・トリフェニルボレート1.15部に代えた以外は実
施例1と同様の配合でエポキシ樹脂組成物を得た。
[Comparative Example 3] An epoxy resin composition was obtained in the same composition as in Example 1 except that 0.95 parts of the compound methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 1 was replaced with 1.15 parts of triphenylphosphine triphenylborate.

〔比較例4〕 実施例6における化合物メチルトリフェニルホスホニウ
ムメチルメタンホスホネート0.95部、1,8−ジアザビシ
クロ−7−ウンデセン0.18部を2フェニルイミダゾール
0.66部に代えた以外は実施例6と同様の配合でエポキシ
樹脂組成物を得た。
Comparative Example 4 0.95 parts of the compound methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 6 and 0.18 part of 1,8-diazabicyclo-7-undecene were added to 2phenylimidazole.
An epoxy resin composition was obtained with the same composition as in Example 6 except that 0.66 part was used.

これらの組成物について成形時の硬化性、保存安定性、
曲げ強さ、耐熱衝撃試験及びパワーICの耐湿性(アルミ
腐食試験)について下記方法により評価した。結果を第
1表に示す。
Curability at the time of molding for these compositions, storage stability,
Bending strength, thermal shock resistance test, and humidity resistance of power IC (aluminum corrosion test) were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.

スパイラルフロー値 EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃,70kg/cm2の条
件で、配合直後及び10℃保存90日後に測定した。
Spiral flow value Using a mold conforming to the EMMI standard, it was measured immediately after compounding and after 90 days of storage at 10 ° C under the conditions of 175 ° C and 70 kg / cm 2 .

硬 度 トランスファー成形機を用い、175℃/70kg・cm-2で2分
成形した後の熱時硬度をバーコール硬度計935を用いて
測定した。
Hardness Using a transfer molding machine, the hot hardness after molding at 175 ° C./70 kg · cm −2 for 2 minutes was measured using a Barcol hardness meter 935.

アルミニウム配線腐食率の測定方法 アルミニウム金属電極の腐食を検討するために設計した
14ピンICにエポキシ樹脂組成物をトランスファーモール
ド法で成形し、125℃,湿度85%の高圧釜内で15Vのバイ
アス電圧をかけて250時間入れ、配線のオープン不良率
を調べた。
Measuring method of aluminum wiring corrosion rate Designed to study the corrosion of aluminum metal electrodes
A 14-pin IC was molded with an epoxy resin composition by a transfer molding method, and then placed in a high-pressure oven at 125 ° C. and a humidity of 85% for 15 hours with a bias voltage of 15 V for 250 hours, and the open defect rate of the wiring was examined.

第1表の結果より、式(1)で示される硬化促進剤を配
合した本発明のエポキシ樹脂組成物(実施例)は、この
硬化促進剤を配合しないエポキシ樹脂組成物(比較例)
に比較して、硬化性が良好であり、かつ保存安定性が良
好である。また、本発明のエポキシ樹脂組成物は半導体
保護機能に優れた硬化物を与え、かかる硬化物で封止さ
れたICは耐湿性に優れていることが認められる。
From the results shown in Table 1, the epoxy resin composition of the present invention containing the curing accelerator represented by the formula (1) (Example) is an epoxy resin composition containing no curing accelerator (Comparative Example).
Compared with, the curability is good and the storage stability is good. Further, it is recognized that the epoxy resin composition of the present invention gives a cured product having an excellent semiconductor protection function, and an IC encapsulated with such a cured product has excellent moisture resistance.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 23/29 23/31 (72)発明者 片山 誠司 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社シリコーン電子材料技術研 究所内 (56)参考文献 特開 平2−163115(JP,A) 特開 昭58−119654(JP,A) 特開 昭57−194555(JP,A) 特開 昭48−47994(JP,A)Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01L 23/29 23/31 (72) Inventor Seiji Katayama 2-13-1 Isobe, Annaka-shi, Gunma Shin-Etsuka Gakukogyo Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory (56) Reference JP-A-2-163115 (JP, A) JP-A-58-119654 (JP, A) JP-A-57-194555 (JP, A) Kai 48-47994 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)エポキシ樹脂、 (B)フェノール系硬化剤、 (C)無機質充填剤、 (D)下記一般式(1) (但し、式中R1,R2及びR3はそれぞれ同種又は異種の置
換又は非置換の一価炭化水素基である。) で示される硬化促進剤 を必須成分として配合してなることを特徴とするエポキ
シ樹脂組成物。
1. (A) Epoxy resin, (B) Phenolic curing agent, (C) Inorganic filler, (D) The following general formula (1) (In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups.) A curing accelerator is added as an essential component. And an epoxy resin composition.
【請求項2】請求項1記載のエポキシ樹脂組成物の硬化
物で封止された半導体装置。
2. A semiconductor device encapsulated with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1.
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