JPH1053641A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition and semiconductor deviceInfo
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- JPH1053641A JPH1053641A JP22766996A JP22766996A JPH1053641A JP H1053641 A JPH1053641 A JP H1053641A JP 22766996 A JP22766996 A JP 22766996A JP 22766996 A JP22766996 A JP 22766996A JP H1053641 A JPH1053641 A JP H1053641A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、保存安定性及び流
動性が良好で、成形性、耐湿性、接着性等の特性に優れ
た硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物及びこの硬化物で
封止された半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition having good storage stability and fluidity and providing a cured product having excellent properties such as moldability, moisture resistance and adhesiveness, and sealing with the cured product. Related to a manufactured semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中では樹脂封止型のダイオード、トランジ
スター、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩが主流となっており、
中でもエポキシ樹脂、硬化剤及びこれに各種添加剤を配
合した硬化性エポキシ樹脂組成物は、一般に他の熱硬化
性樹脂に比べ成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐
湿性等に優れているため、エポキシ樹脂組成物の硬化物
で半導体装置を封止することが多く行われている。しか
し、最近においては、これらの半導体装置は集積度が益
々大きくなり、それに応じてチップ寸法も大きくなりつ
つある。一方、これに対してパッケージ外形寸法は電子
機器の小型化、軽量化の要求に伴い、小型化、薄型化が
進んでいる。更に、半導体部品を回路基板へ取り付ける
方法も、基板上の部品の高密度化のため半導体部品の表
面実装が幅広く行われるようになってきた。2. Description of the Related Art
In the semiconductor industry, resin-sealed diodes, transistors, ICs, LSIs, and super LSIs have become mainstream,
Above all, a curable epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent and various additives is generally excellent in moldability, adhesiveness, electrical properties, mechanical properties, moisture resistance, etc. as compared with other thermosetting resins. Therefore, semiconductor devices are often sealed with a cured product of an epoxy resin composition. However, recently, the degree of integration of these semiconductor devices has been increasing, and the chip size has been increasing accordingly. On the other hand, package external dimensions have been reduced in size and thickness in response to demands for smaller and lighter electronic devices. Furthermore, in the method of attaching a semiconductor component to a circuit board, surface mounting of the semiconductor component has been widely performed in order to increase the density of components on the board.
【０００３】しかしながら、半導体装置を表面実装する
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融する高温ゾーンを通過させる方法が一般的である
が、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生
したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に
剥離が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表
面実装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿
していると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程に
おいては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実
装後のエポキシ樹脂組成物で封止した半導体装置の信頼
性が大きく損なわれる場合がある。However, when a semiconductor device is surface-mounted, it is common to immerse the entire semiconductor device in a solder bath or to pass the semiconductor device through a high-temperature zone in which the solder melts. Cracks occur in the layer, and peeling occurs at the interface between the lead frame or chip and the sealing resin. Such cracks and peeling become more remarkable when the sealing resin layer of the semiconductor device absorbs moisture before the thermal shock at the time of surface mounting. Therefore, the reliability of the semiconductor device sealed with the epoxy resin composition after mounting may be greatly impaired.
【０００４】このため、このようなポップコーン対策と
して、これまでフィラーを高充填することにより低吸湿
化する方法が行われてきた。また、薄型パッケージの成
形性を向上させるためにエポキシ樹脂組成物の低粘度
化、更に生産性を向上させるために成形サイクルの改善
を目的として速硬化性触媒の使用が検討されてきた。[0004] Therefore, as a countermeasure against such popcorn, a method of reducing the moisture absorption by filling a high amount of a filler has hitherto been performed. Also, the use of a fast-curing catalyst has been studied for the purpose of reducing the viscosity of the epoxy resin composition in order to improve the moldability of a thin package and to improve the molding cycle in order to further improve the productivity.
【０００５】しかし、硬化触媒については、従来の硬化
触媒、例えば三級アミン化合物、三級ホスフィン化合物
やこれらの誘導体を用いた場合、混練時に組成物の粘度
が高くなってしまうという問題点があった。However, when a conventional curing catalyst such as a tertiary amine compound, a tertiary phosphine compound or a derivative thereof is used, there is a problem that the viscosity of the composition increases during kneading. Was.
【０００６】一方、硬化触媒としてイミダゾール系誘導
体を使用する提案もあり、特開昭５８−７６４２０号、
同５８−１０３５２５号、同５７−１００１２８号公
報、特公平６−１８８５３号公報には、２−メチルイミ
ダゾールと無水ピロメリット酸及び無水トリメリット酸
の反応により得られるエポキシ樹脂用硬化剤を用いるこ
とにより、保存安定性が良好で、耐湿性に優れた硬化物
を与えるエポキシ樹脂組成物が得られることが記載され
ている。しかし、このイミダゾール系誘導体は、電気特
性が悪く、信頼性テストで不良率が多くなる傾向にあ
り、また組成物の保存安定性が低下してしまうという欠
点があった。On the other hand, there has been a proposal to use an imidazole derivative as a curing catalyst, as disclosed in JP-A-58-76420.
JP-A-58-103525, JP-A-57-100128 and JP-B-6-18853 use an epoxy resin curing agent obtained by the reaction of 2-methylimidazole with pyromellitic anhydride and trimellitic anhydride. Describes that an epoxy resin composition which gives a cured product having good storage stability and excellent moisture resistance is obtained. However, this imidazole-based derivative has poor electrical properties, tends to have a high failure rate in a reliability test, and has a drawback that the storage stability of the composition is reduced.
【０００７】このように従来の硬化剤を使用し、更にこ
れに硬化促進剤を単に併用しただけでは、保存安定性、
流動性が良好で、かつ耐湿性、接着性等の特性に優れた
硬化物を与えるエポキシ樹脂組成物を得ることは困難で
あった。[0007] As described above, using the conventional curing agent and further simply using the curing accelerator together with the conventional curing agent results in storage stability,
It has been difficult to obtain an epoxy resin composition which gives a cured product having good fluidity and excellent properties such as moisture resistance and adhesiveness.
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、保存安定性及び流動性が良好で、成形性、耐湿性、
接着性等の特性に優れた硬化物を与える硬化性エポキシ
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ことを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has good storage stability and fluidity, moldability, moisture resistance,
An object of the present invention is to provide a curable epoxy resin composition that provides a cured product having excellent properties such as adhesiveness, and a semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機質充填剤
を含有するエポキシ樹脂組成物に、無水トリメリット酸
と、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン
−７とを反応させることにより得られる下記式（１）で
示される無水トリメリット酸変性アミン化合物を硬化促
進剤として配合することにより、保存安定性及び流動性
が良好で、成形性、耐湿性、接着性等の特性に優れた硬
化物を与えるエポキシ樹脂組成物が得られることを知見
し、本発明をなすに至った。Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that an epoxy resin containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler. A trimellitic anhydride-modified amine compound represented by the following formula (1) obtained by reacting trimellitic anhydride with 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 in a resin composition. It was found that by blending as a curing accelerator, an epoxy resin composition having good storage stability and fluidity and giving a cured product having excellent properties such as moldability, moisture resistance and adhesiveness can be obtained. Invented the invention.
【００１０】[0010]
【化２】 Embedded image
【００１１】従って、本発明は、エポキシ樹脂、硬化
剤、硬化促進剤、無機質充填剤を含有するエポキシ樹脂
組成物において、硬化促進剤として無水トリメリット酸
と、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン
−７とを反応させることにより得られる上記式（１）で
示される無水トリメリット酸変性アミン化合物を配合す
ることを特徴とする硬化性エポキシ樹脂組成物とこのエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置を提
供する。Accordingly, the present invention provides an epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, wherein trimellitic anhydride and 1,8-diazabicyclo (5.4) are used as curing accelerators. 0.0) A curable epoxy resin composition comprising a trimellitic anhydride-modified amine compound represented by the above formula (1) obtained by reacting with undecene-7 and a curable epoxy resin composition. Provided is a semiconductor device sealed with a cured product.
【００１２】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬
化剤、硬化促進剤、無機質充填剤を配合してなるもので
ある。ここで、第一必須成分のエポキシ樹脂としては、
公知のエポキシ樹脂を用いることができ、１分子中にエ
ポキシ基を少なくとも２個有するものであれば特に制限
されるものではない。例えば、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ
樹脂、グリシジル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキ
シ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、シクロペンタ
ジエン含有エポキシ樹脂、多官能型エポキシ樹脂等を挙
げることができ、これらは１種を単独で又は２種以上を
組み合わせて使用することができる。特に、後述する無
機質充填剤を高充填する場合はビフェニル型エポキシ樹
脂やナフタレン環含有エポキシ樹脂の使用が、難燃化を
向上させるためにはブロム化エポキシ樹脂の使用が好ま
しい。また、これらエポキシ樹脂は軟化点が５０〜１０
０℃であるもの、またエポキシ当量が１００〜４００で
あるものを使用することが好ましい。Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The epoxy resin composition of the present invention comprises an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler. Here, as the epoxy resin of the first essential component,
A known epoxy resin can be used and is not particularly limited as long as it has at least two epoxy groups in one molecule. For example, mention may be made of bisphenol A type epoxy resin, novolak type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, glycidyl type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene ring containing epoxy resin, cyclopentadiene containing epoxy resin, polyfunctional epoxy resin and the like. These can be used alone or in combination of two or more. In particular, when the inorganic filler described later is highly filled, use of a biphenyl type epoxy resin or a naphthalene ring-containing epoxy resin is preferable, and use of a brominated epoxy resin is preferable for improving flame retardancy. Further, these epoxy resins have a softening point of 50 to 10.
It is preferable to use one having 0 ° C. and one having an epoxy equivalent of 100 to 400.
【００１３】次に、硬化剤としては、公知のものを使用
し得、例えば、フェノールノボラック樹脂、トリフェノ
ールメタン樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフタレ
ン環含有フェノール樹脂、シクロペンタジエン含有フェ
ノール樹脂、テルペン環含有フェノール樹脂等のフェノ
ール性水酸基を２個以上有するフェノール樹脂を挙げる
ことができる。この場合、フェノール樹脂は軟化点が６
０〜１２０℃であるもの、また水酸基当量が９０〜１５
０のものを使用することが好ましい。Next, known curing agents can be used, for example, phenol novolak resins, triphenol methane resins, phenol aralkyl resins, naphthalene ring-containing phenol resins, cyclopentadiene-containing phenol resins, terpene ring-containing phenols. Phenol resins having two or more phenolic hydroxyl groups, such as resins, can be mentioned. In this case, the phenol resin has a softening point of 6
0 to 120 ° C., and the hydroxyl equivalent is 90 to 15
It is preferred to use one of zero.
【００１４】上記硬化剤の使用量は従来と同様であり、
例えばフェノール樹脂を用いた場合、フェノール樹脂の
使用量はエポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール樹脂の
水酸基との当量比が０．５〜２の範囲である量に適宜調
製して使用することが好ましく、通常、エポキシ樹脂１
００重量部に対し、３０〜１００重量部、好ましくは４
０〜７０重量部になるように使用することが推奨され
る。フェノール樹脂が３０重量部未満であると、十分な
強度が得られない場合があり、一方、１００重量部を超
えると、未反応のフェノール樹脂が大量に発生し、耐湿
性を低下させる原因になることがある。The amount of the curing agent used is the same as the conventional one,
For example, when a phenolic resin is used, the amount of the phenolic resin used is preferably appropriately adjusted and used in such an amount that the equivalent ratio of the epoxy group of the epoxy resin to the hydroxyl group of the phenolic resin is in the range of 0.5 to 2, Usually epoxy resin 1
30 to 100 parts by weight, preferably 4 parts by weight, per 100 parts by weight
It is recommended to use 0 to 70 parts by weight. When the phenolic resin is less than 30 parts by weight, sufficient strength may not be obtained. On the other hand, when the phenolic resin exceeds 100 parts by weight, a large amount of unreacted phenolic resin is generated, which causes a decrease in moisture resistance. Sometimes.
【００１５】本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化促進
剤として、下記式（１）で示される無水トリメリット酸
変性アミン化合物を配合する。The epoxy resin composition of the present invention contains a trimellitic anhydride-modified amine compound represented by the following formula (1) as a curing accelerator.
【００１６】[0016]
【化３】 Embedded image
【００１７】この場合、上記式（１）の無水トリメリッ
ト酸変性アミン化合物は、無水トリメリット酸と、１，
８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７とを
反応させて得られるもので、通常、１，８−ジアザビシ
クロ（５．４．０）ウンデセン−７を１５２重量部（１
モル）に対して、無水トリメリット酸を１７３〜２３０
重量部（０．９〜１．２倍モル）、好ましくは１９２重
量部（１倍モル）使用して反応させるようにする。In this case, the trimellitic anhydride-modified amine compound of the above formula (1) comprises trimellitic anhydride,
It is obtained by reacting 8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7, and usually, 152 parts by weight (1,1) of 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 is obtained.
Moles) of trimellitic anhydride in the range of 173 to 230
The reaction is carried out by using parts by weight (0.9 to 1.2 times mol), preferably 192 parts by weight (1 time mol).
【００１８】上記無水トリメリット酸と、１，８−ジア
ザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７とを反応させ
るには、反応溶剤の存在下で行うことが好ましい。反応
溶剤として具体的には、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、メチルセロソルブ、ジメ
チルスルホキシド、ジメチルフォルムアミド、ジエチレ
ングリコール、ピリジン等を挙げることができ、これら
は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。特に、好ましい溶剤は、アセトンである
が、アセトンと共にその他の溶剤を併用することも可能
である。反応溶剤としてアセトンを使用する場合、その
使用量は１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデ
セン−７を１５２重量部（１モル）に対して、１００〜
２０００重量部、特に１３００重量部が好適である。使
用量が１００重量部未満であると、反応が均一に進ま
ず、反応生成物の収率が悪くなる場合があり、また２０
００重量部を超えるとアセトン除去の作業性が低下する
場合がある。The reaction of the above trimellitic anhydride with 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 is preferably carried out in the presence of a reaction solvent. Specific examples of the reaction solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl cellosolve, dimethyl sulfoxide, dimethyl formamide, diethylene glycol, pyridine and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. Can be used. A particularly preferred solvent is acetone, but other solvents can be used in combination with acetone. When acetone is used as a reaction solvent, the amount used is 100 to 100 parts by weight based on 152 parts by weight (1 mol) of 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7.
2000 parts by weight, in particular 1300 parts by weight, are suitable. If the amount is less than 100 parts by weight, the reaction does not proceed uniformly, and the yield of the reaction product may be deteriorated.
If the amount is more than 00 parts by weight, the workability of removing acetone may decrease.
【００１９】反応温度は１０〜６０℃、特に１５〜２５
℃が好適である。また、反応時間は通常１〜２時間であ
る。The reaction temperature is 10 to 60 ° C., especially 15 to 25 ° C.
C is preferred. The reaction time is usually 1-2 hours.
【００２０】上記反応後は、溶剤を除去するが、この際
水分が吸収しないように操作することが重要である。水
分を吸収すると、上記式（１）で示される反応生成物が
開環して、ジカルボン酸誘導体になるが、ジカルボン酸
誘導体をエポキシ樹脂組成物の硬化促進剤として使用し
た場合、この開環したジカルボン酸誘導体が組成物中の
他の成分と相溶性がないため使用困難になる場合があ
る。そこで、溶剤除去は、通常、９０〜１３０℃、特に
１００〜１２０℃で行うことが推奨される。９０℃未満
であると、反応生成物を溶融状態で取り出すことができ
ない場合があり、また１３０℃を超えると、作業性及び
作業環境が劣化するおそれがある。After the above-mentioned reaction, the solvent is removed. At this time, it is important to carry out the operation so that moisture is not absorbed. When water is absorbed, the reaction product represented by the above formula (1) is opened to form a dicarboxylic acid derivative. When the dicarboxylic acid derivative is used as a curing accelerator for an epoxy resin composition, the ring is opened. It may be difficult to use the dicarboxylic acid derivative because it is not compatible with other components in the composition. Therefore, it is generally recommended that the solvent be removed at 90 to 130 ° C, particularly 100 to 120 ° C. If the temperature is lower than 90 ° C., the reaction product may not be able to be taken out in a molten state. If the temperature exceeds 130 ° C., workability and work environment may be deteriorated.
【００２１】更に、得られた反応生成物の精製方法とし
ては、再結晶が有効であり、得られた反応生成物を少量
のアセトンに溶解し、次いで大過剰のトルエン、キシレ
ン、ｎ−ヘキサン等の溶剤に析出させて精製することが
可能である。As a method for purifying the obtained reaction product, recrystallization is effective. The obtained reaction product is dissolved in a small amount of acetone, and then a large excess of toluene, xylene, n-hexane or the like is obtained. It can be purified by precipitation in a solvent.
【００２２】本発明の式（１）の無水トリメリット酸変
性アミン化合物を確認するには、融点の測定が有効で、
融点は、通常、９０〜１１０℃の範囲、好ましくは９５
〜１００℃の範囲である。融点が９０℃未満のものは、
未反応のアミン成分が残存している場合があり、融点が
１１０℃を超えたものは、反応生成物が更に他の構造に
変化した場合が考えられる。In order to confirm the trimellitic anhydride-modified amine compound of the formula (1) of the present invention, measurement of the melting point is effective.
The melting point is usually in the range of 90 to 110 ° C, preferably 95 ° C.
-100 ° C. If the melting point is less than 90 ° C,
An unreacted amine component may remain, and when the melting point exceeds 110 ° C., it is considered that the reaction product is further changed to another structure.
【００２３】上記無水トリメリット酸変性アミン化合物
を配合する場合は、予め微粉末状にして使用する方法、
あるいはフェノール樹脂に分散させて使用する方法など
を採用することができる。When the above-mentioned trimellitic anhydride-modified amine compound is compounded, a method of using it in the form of a fine powder in advance is used,
Alternatively, a method of dispersing and using a phenol resin and the like can be adopted.
【００２４】本発明の無水トリメリット酸変性アミン化
合物の配合量は、エポキシ樹脂と硬化剤との合計量１０
０重量部に対して０．１〜１０重量部、特に０．３〜５
重量部が好ましい。０．１重量部未満では短時間で硬化
させることができない場合があり、１０重量部を超える
と硬化速度が速すぎて良好な成形品が得られないばかり
か、保存安定性が低下してしまう場合がある上、硬化物
の抽出水塩素が多くなり、電気特性が低下する場合があ
る。The compounding amount of the trimellitic anhydride-modified amine compound of the present invention is 10% in total of the epoxy resin and the curing agent.
0.1 to 10 parts by weight, especially 0.3 to 5 parts by weight with respect to 0 parts by weight
Parts by weight are preferred. If the amount is less than 0.1 part by weight, it may not be possible to cure in a short time. If the amount exceeds 10 parts by weight, the curing speed is too fast to obtain a good molded product, and the storage stability is lowered. In some cases, the amount of extracted water chlorine in the cured product increases, and the electrical characteristics may deteriorate.
【００２５】なお、無水トリメリット酸変性アミン化合
物に加えて、更に他の硬化促進剤を併用してもよく、例
えば、イミダゾール又はその誘導体、トリフェニルホス
フィン、トリス−ｐ−メトキシフェニルホスフィン、ト
リシクロヘキシルホスフィン等のホスフィン誘導体、
１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７
（ＤＢＵ）等のシクロアミジン誘導体等を併用すること
ができる。In addition to the trimellitic anhydride-modified amine compound, other curing accelerators may be used in combination, for example, imidazole or a derivative thereof, triphenylphosphine, tris-p-methoxyphenylphosphine, tricyclohexyl. Phosphine derivatives such as phosphine,
1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7
Cycloamidine derivatives such as (DBU) can be used in combination.
【００２６】また、上記エポキシ樹脂組成物には無機質
充填剤を配合する。無機質充填剤の配合は、封止材の膨
脹係数を小さくし、半導体素子に加わる応力を低下させ
る上で有効である。この無機質充填剤として具体的に
は、破砕状、球状の形状をもった溶融シリカ、結晶性シ
リカを挙げることができる。この他にアルミナ、窒化珪
素、窒化アルミ等も使用可能である。The epoxy resin composition contains an inorganic filler. The addition of the inorganic filler is effective in reducing the expansion coefficient of the sealing material and reducing the stress applied to the semiconductor element. Specific examples of the inorganic filler include crushed and spherical fused silica and crystalline silica. Besides, alumina, silicon nitride, aluminum nitride and the like can also be used.
【００２７】これら無機質充填剤の平均粒径や形状は特
に制限されないが、平均粒径が５〜４０μｍ、特に１０
〜３０μｍであるものが好ましく、また高充填化やチッ
プ表面に対する応力を小さくするためには球状のものが
好ましく使用される。なお、無機質充填剤は樹脂とその
表面の結合強度を強くするため、予めシランカップリン
グ剤等で表面処理したものを使用することが好ましい。The average particle size and shape of these inorganic fillers are not particularly limited, but the average particle size is 5 to 40 μm, especially 10 to 40 μm.
It is preferably 30 μm, and a spherical one is preferably used in order to increase the packing and reduce the stress on the chip surface. In order to increase the bonding strength between the resin and its surface, it is preferable to use an inorganic filler which has been previously surface-treated with a silane coupling agent or the like.
【００２８】上記無機質充填剤は１種を単独で使用して
も２種以上を併用してもよく、その配合量は特に制限さ
れないが、樹脂成分の合計量に対して２００〜９００重
量部の範囲とすることが好ましく、２００重量部に満た
ないと膨脹係数が大きくなって半導体素子に加わる応力
が増大し、素子特性の劣化を招く場合があり、９００重
量部を超えると成形時の粘度が高くなって成形性が悪く
なる場合がある。The above-mentioned inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. The amount of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 200 to 900 parts by weight based on the total amount of the resin components. If it is less than 200 parts by weight, the expansion coefficient increases and the stress applied to the semiconductor device increases, which may cause deterioration of device characteristics. In some cases, the moldability becomes high and the moldability deteriorates.
【００２９】更に、上述した成分に加え、低応力化のた
めにシリコーン系の可撓性付与剤として、例えばシリコ
ーンゴムパウダー、シリコーンゲル、有機樹脂とシリコ
ーンポリマーとのブロックポリマー（例えば、アルケニ
ル基含有エポキシ樹脂又はフェノール樹脂とオルガノハ
イドロジェンポリシロキサンとのヒドロシリル化反応に
よる共重合体等）などを配合することができる。なお、
このような可撓性付与剤を添加する代わりに二液タイプ
のシリコーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填剤表面
を処理してもよい。Further, in addition to the above-mentioned components, as a silicone-based flexibility-imparting agent for reducing stress, for example, silicone rubber powder, silicone gel, a block polymer of an organic resin and a silicone polymer (for example, an alkenyl group-containing polymer) And an epoxy resin or a phenol resin and a copolymer obtained by a hydrosilylation reaction of an organohydrogenpolysiloxane. In addition,
Instead of adding such a flexibility-imparting agent, the surface of the inorganic filler may be treated with a two-pack type silicone rubber or silicone gel.
【００３０】また、上記可撓性付与剤の使用量は、組成
物全体の０．５〜１０重量％、特に１〜５重量％とする
ことが好ましく、使用量が０．５重量％未満では十分な
耐衝撃性を与えない場合があり、１０重量％を超えると
機械的強度が不十分になる場合がある。The amount of use of the above-mentioned flexibility-imparting agent is preferably 0.5 to 10% by weight, especially 1 to 5% by weight of the whole composition. In some cases, sufficient impact resistance may not be provided, and when it exceeds 10% by weight, mechanical strength may be insufficient.
【００３１】更に必要に応じてその他の任意成分を本発
明の効果を妨げない範囲で配合することができる。この
ような任意成分としては、例えばカルナバワックス、高
級脂肪酸、合成ワックス類等の離型剤、ＭＢＳ樹脂等の
熱可塑性樹脂、シランカップリング剤、酸化アンチモ
ン、リン化合物等が挙げられる。Further, if necessary, other optional components can be blended as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such optional components include release agents such as carnauba wax, higher fatty acids, and synthetic waxes, thermoplastic resins such as MBS resin, silane coupling agents, antimony oxide, and phosphorus compounds.
【００３２】また、エポキシ樹脂組成物の製造方法は、
特に制限されるものではなく、上述した成分の所定量を
均一に撹拌、混合し、予め７０〜９５℃に加熱してある
ニーダー、ロール、エクストルーダー等により混練、冷
却し、粉砕する等の方法で得ることができる。ここで、
成分の配合順序に特に制限はない。Further, the method for producing the epoxy resin composition is as follows:
There is no particular limitation, and a method of uniformly stirring and mixing a predetermined amount of the above-mentioned components, kneading with a kneader, a roll, an extruder or the like which has been heated to 70 to 95 ° C. in advance, cooling, pulverizing, and the like. Can be obtained at here,
There is no particular limitation on the order of compounding the components.
【００３３】このようにして得られた本発明のエポキシ
樹脂組成物は、ＩＣ、ＬＳＩ、トランジスター、サイリ
スタ、ダイオード等の半導体装置の封止用に有効に使用
でき、この場合、成形は従来より採用されている成形
法、例えばトランスファー成形、インジェクション成
形、注型法などを採用して行うことができる。なお、本
発明のエポキシ樹脂組成物の成形温度は１５０〜１８０
℃で、３０〜１８０秒、ポストキュアーは１５０〜１８
０℃で２〜１６時間行うことが好ましい。The thus obtained epoxy resin composition of the present invention can be effectively used for sealing semiconductor devices such as ICs, LSIs, transistors, thyristors, and diodes. Conventional molding methods such as transfer molding, injection molding, and casting method can be employed. The molding temperature of the epoxy resin composition of the present invention is 150 to 180.
30-180 seconds at 150C, 150-18 post cure
It is preferably performed at 0 ° C. for 2 to 16 hours.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、保存安
定性及び流動性が良好であり、速硬化性、耐湿性等の特
性に優れた硬化物を得ることができ、ＩＣ、ＬＳＩ、ト
ランジスター、サイリスタ、ダイオード等の半導体装置
の封止用に有用である。The epoxy resin composition of the present invention has good storage stability and fluidity, and can provide a cured product having excellent properties such as fast curing property and moisture resistance. It is useful for sealing semiconductor devices such as thyristors and diodes.
【００３５】[0035]
【実施例】以下、合成例、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、下記実施例に制
限されるものではない。なお、各例中の部はいずれも重
量部である。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. All parts in each example are parts by weight.
【００３６】〔合成例〕３リットルの温度計、撹拌機、
還流冷却装置つき四つ口フラスコに１，８−ジアザビシ
クロ（５．４．０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵとい
う）１５２部、アセトン４００部を入れ、ＤＢＵをアセ
トンに溶解させた。加熱溶解後、アセトン９００部に無
水トリメリット酸（東京化成（株）製）１９２部を溶解
させた溶液を滴下ロートより滴下した。滴下終了後、２
０℃で１時間反応させ、その後アセトンを減圧下でスト
リップし、９０〜１２０℃に加熱しながら溶融状態の反
応物をタップし、茶褐色固体を得た。得られた茶褐色固
体１００部をアセトン５０部に溶解した後、更にトルエ
ン１０００部を加えて塩を析出させ、この塩を濾別し、
乾燥して反応物Ａを得た（収率９２％）。得られた反応
物Ａの融点は９４〜９５℃であった。[Synthesis Example] 3 liter thermometer, stirrer,
152 parts of 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 (hereinafter referred to as DBU) and 400 parts of acetone were placed in a four-necked flask equipped with a reflux cooling device, and DBU was dissolved in acetone. After heating and dissolving, a solution obtained by dissolving 192 parts of trimellitic anhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) in 900 parts of acetone was dropped from a dropping funnel. After dropping, 2
The reaction was allowed to proceed at 0 ° C. for 1 hour, then the acetone was stripped under reduced pressure, and the reactant in the molten state was tapped while heating to 90 to 120 ° C. to obtain a brown solid. After dissolving 100 parts of the obtained brown solid in 50 parts of acetone, 1000 parts of toluene was further added to precipitate a salt, and the salt was separated by filtration.
Drying yielded reaction A (92% yield). The melting point of the obtained reaction product A was 94 to 95 ° C.
【００３７】〔実施例１〜４及び比較例１〜３〕表１に
示すように、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、上記合成
例で得られた反応物Ａを使用し、かつワックスＥ１．５
部、カーボンブラック１部、ブロム化エポキシ樹脂６
部、三酸化アンチモン７部、溶融石英粉末５００部及び
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２部を熱
２本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕してエポ
キシ樹脂組成物を調製した。得られたエポキシ樹脂組成
物及び硬化物の物性を下記方法で試験した。結果を表１
に示す。 （イ）スパイラルフロー ＥＭＭＩ規格に準じた金型を使用して１７５℃、７０ｋ
ｇ／ｃｍ2の条件で測定した。 （ロ）熱時硬度 １７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間９０秒間の条件
で１０×４×１００ｍｍの抗折棒を形成した時の熱時硬
度をバーコール硬度計で測定した。 （ハ）保存安定性 各々の材料を２５℃に放置した時にスパイラルフロー値
がそれぞれの初期値の８０％になったときの日数を示し
た。 （ニ）ゲル化時間 組成物のゲル化時間を１７５℃で測定した。 （ホ）溶融温度 高化式フローテスター（島津製作所社製）を用いて１７
５℃で測定した。 （ヘ）接着性 銅板及びニッケル板に直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの円筒
成形品を１７５℃、７０ｋｇ／ｃｍ2、成形時間２分の
条件下で成形し、１８０℃で４時間ポストキュアーした
後、プシュプルゲージで成形物と銅板及びニッケル板と
の剥離量を測定した。Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3 As shown in Table 1, an epoxy resin, a phenol resin, the reactant A obtained in the above synthesis example were used, and a wax E1.5
Part, 1 part of carbon black, brominated epoxy resin 6
Parts, 7 parts of antimony trioxide, 500 parts of fused quartz powder and 2 parts of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane were uniformly melt-mixed with a hot two roll, cooled and pulverized to prepare an epoxy resin composition. . The physical properties of the obtained epoxy resin composition and the cured product were tested by the following methods. Table 1 shows the results
Shown in (A) Spiral flow 175 ° C, 70k using a mold conforming to EMMI standard
g / cm 2 . (B) Hardness at hot time Hardness at the time of forming a 10 × 4 × 100 mm bending rod under the conditions of 175 ° C., 70 kg / cm 2 , and a molding time of 90 seconds was measured with a Barcol hardness meter. (C) Storage stability The number of days when the spiral flow value became 80% of the initial value when each material was left at 25 ° C. was shown. (D) Gelation time The gelation time of the composition was measured at 175 ° C. (E) Melting temperature 17 using a Koka type flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation).
It was measured at 5 ° C. (F) Adhesion A cylindrical molded product having a diameter of 15 mm and a height of 5 mm was molded on a copper plate and a nickel plate under the conditions of 175 ° C., 70 kg / cm 2 , and a molding time of 2 minutes, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. The peeling amount between the molded product and the copper plate or nickel plate was measured with a push-pull gauge.
【００３８】エポキシ樹脂Ａ：エポキシ化クレゾールノ
ボラック樹脂（軟化点５５℃、エポキシ当量２００、日
本化薬社製ＥＣＯＮ１０２０−５５） エポキシ樹脂Ｂ：ビフェニル型エポキシ樹脂（軟化点１
０５℃、エポキシ当量１９０、油化シェルエポキシ社製
ＹＸ４０００Ｈ） エポキシ樹脂Ｃ：エポキシ化トリフェノールメタン（軟
化点６０℃、エポキシ当量１７２、日本化薬社製ＥＰＰ
Ｎ５０１Ｈ） フェノール樹脂Ａ：フェノールノボラック樹脂（軟化点
８０℃、水酸基当量１１０、大日本インキ社製ＴＤ２１
３１） フェノール樹脂Ｂ：フェノールアラルキル樹脂（軟化点
７０℃、水酸基当量１７０、三井東圧社製ミレックスＸ
Ｌ−２２５−３Ｌ）Epoxy resin A: Epoxidized cresol novolak resin (softening point 55 ° C., epoxy equivalent 200, ECON1020-55 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) Epoxy resin B: Biphenyl type epoxy resin (softening point 1
Epoxy resin C: Epoxidized triphenolmethane (softening point 60 ° C, epoxy equivalent 172, EPP manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
N501H) Phenol resin A: Phenol novolak resin (softening point: 80 ° C., hydroxyl equivalent: 110, TD21 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
31) Phenol resin B: phenol aralkyl resin (softening point 70 ° C., hydroxyl equivalent 170, Millex X manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.)
L-225-3L)
【００３９】[0039]
【表１】 [Table 1]
【００４０】表１の結果より、無水トリメリット酸と
１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７
とを反応させて得られた反応物Ａを硬化促進剤として配
合してなるエポキシ樹脂組成物（実施例）は、未反応の
１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７
を配合してなるエポキシ樹脂組成物（比較例）に比べ
て、混練時の粘度上昇が少なく、流動性、保存安定性が
良好であり、接着性等に優れた硬化物を与えることが確
認された。From the results shown in Table 1, trimellitic anhydride and 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 were obtained.
The epoxy resin composition (Example) obtained by blending the reactant A obtained by reacting with the above as a curing accelerator is unreacted 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7.
It is confirmed that compared with the epoxy resin composition (comparative example) obtained by blending, a rise in viscosity at the time of kneading is small, fluidity and storage stability are good, and a cured product excellent in adhesiveness and the like is provided. Was.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 正親 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 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 (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見１番地10 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masachika Yoshino 1-10 Hitomi, Matsuida-machi, Usui-gun, Gunma Prefecture Inside Silicone Electronic Materials Research Laboratory, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Hitomi 1-10, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Technology Laboratory
Claims (2)
機質充填剤を含有するエポキシ樹脂組成物において、硬
化促進剤として無水トリメリット酸と、１，８−ジアザ
ビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７とを反応させる
ことにより得られる下記式（１）で示される無水トリメ
リット酸変性アミン化合物を配合したことを特徴とする
硬化性エポキシ樹脂組成物。 【化１】 1. An epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator and an inorganic filler, wherein trimellitic anhydride and 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene are used as curing accelerators. A curable epoxy resin composition comprising a trimellitic anhydride-modified amine compound represented by the following formula (1) obtained by reacting with -7: Embedded image
化物で封止された半導体装置。2. A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1.
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