JPH04100820A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JPH04100820A
JPH04100820A JP21838290A JP21838290A JPH04100820A JP H04100820 A JPH04100820 A JP H04100820A JP 21838290 A JP21838290 A JP 21838290A JP 21838290 A JP21838290 A JP 21838290A JP H04100820 A JPH04100820 A JP H04100820A
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epoxy resin
resin composition
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inorganic filler
curing agent
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Hisashi Shimizu
久司 清水
Seiji Katayama
片山 誠司
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Abstract

PURPOSE:To obtain an epoxy resin composition which is stable and sufficiently storable at ordinary temperature and can be cured rapidly when molded by heating by mixing an epoxy resin with a phenolic curing agent, an inorganic filler and a specified cure accelerator. CONSTITUTION:An epoxy resin composition is obtained by mixing an epoxy resin with a phenolic curing agent (e.g. novolac phenolic resin or resol phenolic resin), an inorganic filler (e.g. crystalline silica or talc) and a cure accelerator of the formula [wherein R<1>, R<2> and R<3> are each a (substituted) monovalent hydrocarbon group] as essential components. This composition is excellent in storage stability and can be cured rapidly when molded by heating to give a cured product of good electric and chemical properties, and a semiconductor device sealed with this cured product is excellent in humidity resistance and has high reliability.

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 provides an epoxy resin composition that has good storage stability and that quickly cures during heat molding to give a cured product with excellent moisture resistance. 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1機械特性、耐薬品性。
As a package for semiconductor devices, plastic has good electrical properties, mechanical properties, and chemical resistance.

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。
Epoxy resins that provide cured products with moisture resistance and the like are widely used. Among these, a resin composition in which a phenolic resin is blended as a curing agent with a novolac type epoxy resin, and an inorganic filler is further added thereto is currently the mainstream for 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。
Such epoxy resin compositions generally use a catalyst (curing accelerator) to accelerate the curing of the resin during molding, and nitrogen-containing, phosphorus-containing compounds, etc. are used as the curing accelerator. .

〔発明が解決しようとする。I!題〕[The invention attempts to solve the problem. I! Title]

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, depending on the type of curing accelerator that is commonly used, it exhibits catalytic action even at relatively low temperatures, so curing may occur gradually during heating and mixing of the epoxy resin with the curing agent and other components or during subsequent storage. As the process progresses, moldability may deteriorate, such as a decrease in fluidity and an increase in viscosity during molding, and variations in hardenability can cause a drop in the electromechanical and chemical properties of the molded product. However, there is a problem in that the temperature must be strictly controlled during mixing and storage of the epoxy resin composition. 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 provides an epoxy resin composition that has good storage stability, cures rapidly during heat molding, and provides a cured product with 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.

〔課屈を解決するための手段及び作用〕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R’、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
迅速に硬化すること、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ことを見い出し1
本発明をなすに至ったものである。
[Means and effects for solving the problem] As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors found that (A) an epoxy resin, (B) a phenolic curing agent, and (C) an inorganic filler. Further, (D) a curing accelerator is added to the epoxy resin composition containing the following general formula (1) (wherein R', R2 and R3 are the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups, respectively). ), the resulting epoxy resin composition shows little change in curability, etc. even after long-term storage.
In addition to having good storage stability, it cures quickly during heat molding, and the cured product has good electrochemical properties, and semiconductor devices sealed with the cured product have excellent moisture resistance. , it was found that it has excellent reliability.
This is what led to the present invention.

従って、本発明は上記(A)成分、(B)成分。Therefore, the present invention includes the above-mentioned (A) component and (B) component.

(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
Provided are an epoxy resin composition characterized by containing component (C) and 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。The present invention will be explained in more detail below.

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。
As described above, the epoxy resin composition of the present invention comprises (A)
It contains an epoxy resin, (B) a phenolic curing agent, (C) an inorganic filler, and (D) a curing accelerator as essential components.

ここで、(A)成分のエポキシ樹脂としては。Here, the epoxy resin as component (A) is as follows.

1分子中に1個以上の二栄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、ブレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフ
エ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、ビフニール型エポキシ樹脂、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。
There is no particular restriction as long as it has one or more Niei oxy groups in one molecule, such as bisphenol type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, bresol novolac type epoxy resin, triphenol. Alkane-type epoxy resins, naphthol-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, halogenated epoxy resins, and the like are preferably used, and one type thereof can be used alone or two or more types can be used in combination.

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、
(:、Qイオンが各々2 ppm以下、有機酸含有量が
looppm以下のものを用いることが望ましい。
In addition, from the viewpoint of moisture resistance of the composition, the above-mentioned epoxy resin has a hydrolyzable chlorine content of 500 ppm or less, free Na,
(:, It is desirable to use one in which the Q ions are each 2 ppm or less and the organic acid content is looppm or less.

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剛
脂、トリフニ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、二九らの1種を単独で又は2種以上を併用
して用いる二とができる。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Ha、CQイオンが
各々2 ppm以下、七ツマ−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110
0pp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、CQ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、フニノールノボラ
ック樹脂の軟化点は50〜120 ℃が好適であり、5
0℃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、120℃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, as the phenolic curing agent of the component (B), for example, phenolic resins such as novolac type phenolic resin, resol type phenolic hard resin, tripynol alkane type resin, naphthol type resin, biphenyl type phenolic resin, etc. It is possible to use one type of these two types alone or in combination of two or more types. The phenolic resin used as a curing agent contains 2 ppm or less of free Ha and CQ ions each, 1% or less of phenol, and is resistant to the Cannizzaro reaction of trace amounts of formaldehyde remaining during manufacturing. The resulting organic acids such as formic acid are 110
It is desirable that the content of free Na, CQ ions, and organic acids in the phenol resin is higher than the above amount, as the moisture resistance of the encapsulated semiconductor device may deteriorate. If the amount of phenol in the monomer is more than 1%, defects such as voids, unfilling, and sink marks may occur in the molded product. Furthermore, the softening point of Funinol novolac resin is preferably 50 to 120°C, and 50 to 120°C.
If the temperature is less than 0°C, the secondary transition point of the cured product may become low and the heat resistance may deteriorate; if it exceeds 120°C, the melt viscosity of the composition may become too high, resulting 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。
In addition, in the epoxy resin composition of the present invention, (A)
The curing agent for the component epoxy resin is mainly composed of the phenolic curing agent component (B), and diaminodiphenylmethane may be used as needed.

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。
An amine curing agent typified by metaphenylenediamine and an acid anhydride curing agent such as pyromellitic anhydride and benzophenonetetracarboxylic 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 blending amount of the curing agent is not particularly limited, but 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. In particular, it is preferable to set the value in the range of 1 to 1.5. If the molar ratio of both groups is less than 0.8, the curing characteristics of the composition and the secondary transition temperature of the molded product may become low, resulting in a decrease in heat resistance. Electrical characteristics may deteriorate.

(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、けい徴カ
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九る。
Inorganic fillers for component (C) include fused silica and crystalline silica, as well as silicon nitride, alumina, aluminum nitride, boron nitride, magnesium oxide, calcium carbonate, calcium carbonate, zirconium, talc, clay, mica, and glass fiber powder. etc. are not used.

かかる無機質充填剤としては無定形、焼結、球状等積々
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。
As such an inorganic filler, amorphous, sintered, spherical, etc. can be used, but as the sealing material, a spherical or nearly spherical filler is particularly preferable. Particularly in the case of alumina, when particles are observed in scanning electron micrographs, the axial ratio of the major axis to the minor axis of the particles is 1 to 2. Especially 1-1
.. It is preferable that the axial ratio is 7. If alumina having an axial ratio of more than 2 is used, the fluidity of the composition may deteriorate.

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。W脂中
に含ま九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。
The average particle size of the inorganic filler is preferably 5 to 50 microns, but one having an average particle size of 0.1 to 5 microns may be used as long as it does not exceed 30% of the total filler amount. Although the amount of the inorganic filler contained in the W fat is not particularly limited, 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5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) %式%(4) で表さ九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。
In addition, the inorganic filler may be treated in advance with a silane coupling agent, etc. 5 In this case, the silane coupling agent used for the treatment is as expressed by the following structural formula (4) % formula % (4) Silanes containing hydrolyzable residues are preferably used.

上記式中R5としては、水素原子、メチル基。In the above formula, R5 is a hydrogen atom or a methyl group.

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− CM2CHCH20CH2CH,CH,−〜1 H,NCH2CH,NHCH2CH2CH2−R”R’
NCE−f2CH2CH2− R’、 R””F(+  CdHzd+1.C,H9C
H2d=1−6の整数CH2=C(R’)COO(CH
,)n−R’=H,CH,n=1 3の整数 CH2=CH(CHz)−m=O〜4の整数HOCO(
CHz)Q    Q=2〜18(1)M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。
Non-functional alkyl, alkenyl, aryl groups such as ethyl, propyl, phenyl, as well as epoxy, amino, acrylic, alkenyl, acyl functionalities as shown below - CM2CHCH20CH2CH, CH, -~1 H, NCH2CH, NHCH2CH2CH2-R"R'
NCE-f2CH2CH2- R', R""F(+CdHzd+1.C,H9C
H2d=1-6 integer CH2=C(R')COO(CH
,) n-R'=H, CH, n=1 Integer of 3 CH2=CH(CHz)-m=Integer of O~4 HOCO(
Hz) Q Q=2~18 (1) M number, while R5
Examples include alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, and carbonyl groups.

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。
Among them, methyl group, ethyl group, isopropenyl group, etc. are common, and C is 1 to 4.

Cが3又は4であることがより好ましい。More preferably, 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、
撹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
れれず、多すぎるとパ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、これらをあらかし
め一部域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。
Either dry or wet methods can be used to treat the inorganic filler with a silane coupling agent.The dry method uses a ball mill, Henschel mixer, etc., and the wet method involves adding the silane coupling agent to the inorganic filler in a solvent. mix,
This can be done by stirring. The amount of the silane coupling agent is 0.001 to 8 parts, more preferably 0.001 to 8 parts per 100 parts (by weight, the same applies hereinafter) of the inorganic filler.
.. The range is 01 to 5 parts. If the amount of the silane coupling agent is too small, the effect of the treatment, ie, improvement in moisture resistance, etc., may not be achieved, and if the amount is too large, the properties such as dryness may worsen. These silane coupling agents may be used in combination of two or more types, and furthermore, they may be partially hydrolyzed and used.Solvents used in the wet method include toluene, xylene, etc. hydrocarbons, alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, ketones such as acetone and 2-butanone, and isopropyl ether.

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。
Examples include ethers such as tetrahydrofuran, and water and a tin-, titanium-, or amine compound as a hydrolysis accelerator can also be used in combination. After being treated in this way, it can also be sintered 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R’、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 component (D) in the epoxy resin of the present invention is represented by the following formula (1) (wherein R', R2 and R3 are the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups, respectively). ).

ここで an、 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1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。
Here, the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group represented by an, R2, R3 is preferably one having 1 to 10 carbon atoms, especially one having 1 to 8 carbon atoms. For example, a methyl group, an ethyl group,
Alkyl groups such as propyl groups and butyl groups, or chloromethyl groups in which some or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with halogen atoms, etc., 3,3,3-trifluoropropyl groups, phenyl groups, tolyl groups, etc. aryl group, benzyl group.

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R1はメチル基が最も一般的である。
Aralkyl groups such as phenethyl groups can be mentioned, but in particular R1 is a methyl group, butyl group, phenyl group, R2
and R1 is most commonly a methyl group.

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 formula (1) above is a known substance obtained by reacting the corresponding tertiary phosphine with the corresponding phosphoric acid ester, for example, by reacting triphenylphosphine, tributylphosphine, etc. with dimethylmethanephosphonate, etc. obtained by. Specifically, the formula (1
) Compounds include methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate, methyltributylphosphonium methylmethanephosphonate, benzyltriphenylphosphonium benzylmethanephosphonate, etc.
One type of these can be used alone or two or more types can be used in combination.

本発明のエポキシ樹脂においては1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0.1〜1部部
、特に0.3〜7部の範囲とすることが好ましく、また
In addition to the curing accelerator represented by formula (1), other curing accelerators can be used in the epoxy resin of the present invention; in this case, in particular, 1,8-diazabicyclo(5,
4,0) Combination with Undecene-7 is desirable from the viewpoint of curability, moisture resistance, etc. The total amount of the curing accelerator is 0.1 to 1 part per 100 parts of the total amount of epoxy resin and curing agent. parts, particularly preferably in the range of 0.3 to 7 parts.

式(1)で示さ九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。
The curing accelerator represented by formula (1) is 10 to 10 out of all the curing accelerators.
The content is preferably 100% by weight, particularly 20 to 100% by weight.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に低S!膨張率、
低弾性率、良好な耐湿性を付与するため。
The epoxy resin composition of the present invention has even lower S! expansion rate,
Low modulus, giving good moisture resistance.

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 blend a silicone-modified epoxy resin and/or a silicone-modified phenol resin.

このシリコーン変性二ボキシ書脂、フェノール樹脂とし
ては、アルケニル基含有二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) %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ミ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
This silicone-modified diboxy resin and phenolic resin have the following formula (2) % formula % (2) in the alkenyl group of the alkenyl group-containing dipoxy resin or the alkenyl group-containing phenol resin (in the formula, R9 is Similar to R1-R3, it represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and a and b are 0.01≦a<1°1≦b<3.1≦a
It is a positive number that satisfies + b < 4. Further, the number of silicon atoms in one molecule is an integer of 20 to 400, and the number of hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms in one molecule is an integer of 1 or more. ) is an organosilicon compound represented by SiH
Polymers to which groups are added can be suitably 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R”は○CH,CH−CH2又は木准基
In this case, the alkenyl group-containing epoxy resin or phenol resin is represented by the following formula (3) (wherein R'' is ○CH, CH-CH2, or a wood group).

RILはメチル基又は水素原子であり、p+’Tは0≦
p≦10,1≦9≦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。
RIL is a methyl group or a hydrogen atom, and p+'T is 0≦
It is an integer represented by p≦10, 1≦9≦3. ) Alkenyl group-containing epoxy resins or phenol resins shown in the following formulas can be suitably used.

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、CMイオンが各々2 ppm以下、
有機微含有量が1100pp以下であることが好ましく
、加水分解性塩素、遊離のN a gCQイオン、有機
欺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 CM ions of 2 ppm or less each,
The organic content is preferably 1100 pp or less, and if the content of hydrolyzable chlorine, free NagCQ ions, and organic compounds exceeds the above value, the heat resistance of the sealed semiconductor device may deteriorate. be.

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i斗に<<、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 in combination of two or more types, and the amount to be blended is 100% in total of the epoxy resin and curing agent.
The amount is preferably 5 to 50 parts. If the amount of the silicone-modified epoxy resin is less than 5 parts, sufficient low stress properties may not be obtained, 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准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。
The composition of the present invention may further contain various additives as necessary, such as waxes such as carnauba wax, mold release agents such as fatty acids such as stearic acid, and metal salts thereof (especially adhesive , carnauba wax is suitably used in terms of mold release properties), pigments such as carbon black, cobalt blue, red iron oxide, flame retardants such as antimony oxide, halogen compounds, anti-aging agents, silane coupling agents, ion exchange Substances and the like can also be used as appropriate.

なお1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撹拌、混合し、あらか
しめ60〜95°Cに加熱しであるニーダ−、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。
Note that the epoxy resin composition of the present invention is produced by uniformly stirring and mixing predetermined amounts of the above-mentioned components, heating the mixture to a temperature of 60 to 95°C, and using a kneader, roll,
It can be obtained by kneading, cooling, and pulverizing using an extruder or the like.

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℃、ボストキュアは150〜180’C”p2
〜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 sealing of semiconductors such as ICs, LSIs, transistors, thyristors, diodes, etc., and for manufacturing printed circuit boards. When performing resin sealing, conventionally employed molding methods such as transfer molding, injection molding, and casting can be used. Molding conditions are temperature 150
~180℃, Bost cure 150~180'C"p2
It is preferable to carry out the treatment for about 16 hours.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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 is
It has excellent storage stability and cures rapidly during heat molding to give a cured product with good electrochemical properties. Therefore, it can be sealed with a cured product of the epoxy resin composition of the present invention. The resulting semiconductor device has excellent moisture resistance 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
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained by showing examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. In addition, in the following examples, all parts are parts by weight.

〔実施例1〕 結晶性シリカ(平均粒径L7−)500部をヘンシェル
ミキサーに入れ、0.02重量%の1.8−ジアザピン
クロー7−ランチセンを含む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。
[Example 1] 500 parts of crystalline silica (average particle size L7-) was placed in a Henschel mixer, and 2.0 parts of γ-glycidoxypropyl containing 0.02% by weight of 1.8-diazapine claw 7-lanthicene was added. Trimethoxysilane was sprayed and evenly dispersed. after that.

180℃で12時間、加熱処理を行なった。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にボキシ当量21
5)30部、臭素化エポキシ樹脂にポキシ当量280)
5部、フェノールノボラック樹脂(フェノール当量11
0)32部、カルナバワックス1.2部、γ−グリシト
キシプロビ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0.18部を80〜90℃の熱ロ
ールに掛けて混練し、冷却粉砕してニボキシ樹脂を得た
20 parts of silicone-modified epoxy resin (the subscript in the formula is an average value, epoxy equivalent: 295), which is an addition reaction product with this inorganic filler, and a cresol novolac type epoxy resin (epoxy equivalent: 230
) 13 parts, a naphthol type epoxy resin with a boxy equivalent of 21
5) 30 parts, poxy equivalent to brominated epoxy resin 280)
5 parts, phenol novolac resin (phenol equivalent weight 11
0) 32 parts, carnauba wax 1.2 parts, γ-glycitoxypropyltrimethoxysilane 1.8 parts, carbon black 2 parts, methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate 0.95 parts and 1,8-diazabicyclo-7 - 0.18 part of undecene was kneaded using a heated roll at 80 to 90°C, cooled and pulverized to obtain a niboxy 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ho、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 prepared in the same manner as in Example 1, except that 95 parts of methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 1 was replaced with 0.80 parts of methyltributylphosphonium methylmethanephosphonate. Obtained.

〔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 and 0.18 parts of 1,8-diazabicyclo-7-undecene in Example 1 were replaced with 2.48 parts of methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate. An epoxy resin composition was obtained using the same formulation as in Example 1 except for this.

〔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
22虜)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] An epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the inorganic filler in Example 1 was replaced with 370 parts of fused silica (average particle size: 22 mm).

〔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25#)550部、溶融シ
リカ(平均粒径1.2x)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] The inorganic filler in Example 1 was replaced with 550 parts of α-alumina (average particle size 25#) and 110 parts of fused silica (average particle size 1.2x) treated in the same manner as in Example 1. An epoxy resin composition was obtained using the same formulation 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15tm)500部、溶融
シリカ(平均粒径25−)IQO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 except that the inorganic filler in Example 1 was replaced with 500 parts of spherical alumina (average particle size 15 tm) treated in the same manner as in Example 1 and IQO parts of fused silica (average particle size 25-). An epoxy resin composition was obtained using the same formulation as in Example 1.

〔比較例1〕 実施例3における化合物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 methyltributylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 3 was dissolved in 2-ethyl-4
- An epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.64 part 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)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] 0.95 parts of the compound methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 1 was added to Tris(4-
An epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.60 part of methoxyphenyl)phosphine was used.

〔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1−1.15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] Epoxy resin with the same formulation as in Example 1 except that 0.95 parts of the compound methyltriphenylphosphonium methylmethanephosphonate in Example 1 was replaced with 1-1.15 parts of triphenylphosphine triphenylbore. A composition was obtained.

〔比較例4〕 実施例6における化合物メチルトリフニニルボスホニウ
ムメチルメタンホスホ不一ト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
配合てエポキシ樹脂組成物を得た。
[Comparative Example 4] 0.95 parts of the compounds methyltriphninylbosphonium methylmethanephosphonitrate and 0.18 parts of 1,8-diazabicyclo-7-undecene in Example 6 were replaced with 0.66 parts of 2-phenylimidazole. An epoxy resin composition was obtained in the same manner as in Example 6 except for the following.

これらの組成物について成形時の硬化性、保存安定性1
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9I)について下記方法により評価した。結果
を第1表に示す。
Regarding these compositions, curability during molding and storage stability 1
Bending strength, thermal shock resistance test, and moisture resistance of the power IC (aluminum corrosion test 9I) were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.

スパイラルフロー EMMI規格に準じた金型を使用して、175”C,7
0kg/Jの条件で、配合直後及び10℃保存90日後
に澗定した。
Using a mold that complies with spiral flow EMMI standards, 175"C, 7
Immediately after blending and after 90 days of storage at 10°C, it was determined under the conditions of 0 kg/J.

棗−斐 トランスファー成形機を用い、175℃/70−・■−
2で2分成形した後の熱時硬度をバーコール硬度計93
5を用いて測定した。
Using a Natsumi transfer molding machine, 175℃/70-・■-
The hardness at the time of heating after molding for 2 minutes with 2 was measured using a Barcol hardness meter of 93.
5 was used for measurement.

アルミニウム 線素 率の 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ビン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へた。
An epoxy resin composition was molded into a 14-bin IC designed to study the corrosion of aluminum metal electrodes with an aluminum wire element ratio using a transfer molding method, and a bias voltage of 15 V was applied in a high-pressure cooker at 125°C and 85% humidity. I put it in for 250 hours and checked the open defect rate of the wiring.

第1表の結果より1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l!I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。
From the results shown in Table 1, the epoxy l! I fat composition (example) is
Compared to the epoxy resin composition (comparative example) that does not contain this curing accelerator, the curability is good and the storage stability is good. Also.

本発明のエポキシ樹脂組成物は半導体保護機能に優九た
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。
It is recognized that the epoxy resin composition of the present invention provides a cured product with an excellent semiconductor protection function, and an IC sealed with such a cured product has excellent moisture resistance.

出願人  信越化学工業 株式会社 代理人  弁理士 小 島 隆 司Applicant: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Agent: Patent Attorney Takashi Kojima

Claims (1)

【特許請求の範囲】 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) ▲数式、化学式、表等があります▼…(1) (但し、式中R^1、R^2及びR^3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。 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。
[Claims] 1. (A) Epoxy resin, (B) Phenolic curing agent, (C) Inorganic filler, (D) General formula (1) below ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼…( 1) (However, in the formula, R^1, R^2, and R^3 are the same or different substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon groups, respectively.) A curing accelerator represented by the following is blended as an essential component. An epoxy resin composition characterized by: 2. A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022061152A (en) * 2020-10-06 2022-04-18 富士フイルム株式会社 Thermally conductive material forming composition, cured product, thermally conductive sheet, and device with thermally conductive layer

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