JP2003226739A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JP2003226739A
JP2003226739A JP2002030224A JP2002030224A JP2003226739A JP 2003226739 A JP2003226739 A JP 2003226739A JP 2002030224 A JP2002030224 A JP 2002030224A JP 2002030224 A JP2002030224 A JP 2002030224A JP 2003226739 A JP2003226739 A JP 2003226739A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
group
general formula
chemical
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Application number
JP2002030224A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Tabata
昭弘 田畑
Takashi Otsu
貴史 大津
Yoshiyuki Tsuji
喜亨 辻
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition having excellent flame retardance, anti-reflow reliability such as exfoliation resistance and blistering properties at reflowing as well as filling ability in molding. <P>SOLUTION: This epoxy resin composition comprises an epoxy resin (A), a curing agent (B) and a filler (C). The epoxy resin (A) comprises a bisphenol-F type epoxy resin (a1) represented by the general formula (I) and comprises a metal hydroxide (D) as an indispensable component. The bisphenol-F type epoxy resin (a1) may be a tetramethyl bisphenol-F type epoxy resin represented by chemical formula (II). <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性、耐リフロ
ー信頼性及び成形性に優れ、特に半導体封止用として好
適なエポキシ樹脂組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition which is excellent in flame retardancy, reflow reliability and moldability and is particularly suitable for semiconductor encapsulation.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置などの電子回路部品の封止方
法として、従来より金属やセラミックスによるハーメッ
チックシールと共にフェノール樹脂、シリコーン樹脂、
エポキシ樹脂などによる樹脂封止が提案されており、一
般にこのような封止に使用される樹脂を封止材樹脂と呼
んでいる。その中でも、経済性、生産性、物性のバラン
スの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が最も盛んに行
われている。そして、エポキシ樹脂による封止方法は、
エポキシ樹脂に硬化剤、充填材などを添加した組成物を
用い、半導体素子を金型にセットしてトランスファー成
型法などにより封止する方法が一般的に行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a sealing method for electronic circuit parts such as semiconductor devices, phenolic resin, silicone resin, and hermetic seals made of metal or ceramics have been used.
Resin encapsulation with an epoxy resin or the like has been proposed, and a resin used for such encapsulation is generally called an encapsulant resin. Among them, the resin encapsulation with an epoxy resin is most actively used from the viewpoint of the balance of economic efficiency, productivity and physical properties. And the sealing method with epoxy resin is
A method in which a semiconductor element is set in a mold and sealed by a transfer molding method or the like using a composition obtained by adding a curing agent, a filler and the like to an epoxy resin is generally used.

【0003】最近はプリント基板への半導体装置パッケ
ージの実装において高密度化、自動化が進められてお
り、従来のリードピンを基板の穴に挿入する“挿入実装
方式”に代わり、基板表面に半導体装置パッケージを半
田付けする“表面実装方式”が盛んになってきた。それ
に伴い、半導体装置パッケージも従来のDIP(デュア
ル・インライン・パッケージ)から、高密度実装・表面
実装に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック・
パッケージ)に移行しつつある。その中でも最近では、
微細加工技術の進歩により、厚さ2mm以下のTSO
P、TQFP、LQFPが主流となりつつある。そのた
め湿度や温度など外部からの影響をいっそう受けやすく
なり、耐リフロー信頼性、高温信頼性、耐湿信頼性など
の信頼性が今後ますます重要となってくる。特に最近で
はTSOP、TQFP等厚さ1mm以下のパッケージに
おける耐リフロー信頼性の向上が求められている。
Recently, the mounting of a semiconductor device package on a printed circuit board has been increased in density and automation. Instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the board, the semiconductor device package is mounted on the surface of the substrate. "Surface mounting method" for soldering solder has become popular. Along with this, the semiconductor device package has changed from the conventional DIP (dual in-line package) to a thin FPP (flat plastic package) suitable for high-density mounting and surface mounting.
Package). Among them, recently
Due to advances in fine processing technology, TSO with a thickness of 2 mm or less
P, TQFP and LQFP are becoming mainstream. Therefore, it becomes more susceptible to external influences such as humidity and temperature, and reliability such as reflow reliability, high temperature reliability, and moisture resistance reliability will become more important in the future. In particular, recently, it has been demanded to improve the reflow reliability in a package having a thickness of 1 mm or less such as TSOP and TQFP.

【0004】表面実装においては、通常半田リフローに
よる実装が行われる。この方法では、基板の上に半導体
装置パッケージを載せ、これらを200℃以上の高温に
さらし、基板にあらかじめつけられた半田を溶融させて
半導体装置パッケージを基板表面に接着させる。このよ
うな実装方法では半導体装置パッケージ全体が高温にさ
らされるため、封止樹脂の吸湿性が高いと封止樹脂と半
導体チップの間、あるいは封止樹脂とリードフレームの
間の剥がれが生じたり、吸湿した水分が半田リフロー時
に爆発的に膨張してクラックが生じるという現象が起こ
る。また薄型パッケージの場合、銀ペースト層が吸湿し
てリフロー時にシリコンチップまたはリードフレームと
の界面から剥離し、パッケージ底部が押し下げられてパ
ッケージ底部が膨らむ現象(膨れ特性)が起こり問題に
なっている。更に、近年では環境保護の点から鉛を含ん
でいない鉛フリー半田の使用が進んでいるが、鉛フリー
半田は融点が高く、そのためリフロー温度も上がること
になりこれまで以上の耐リフロー信頼性が求められてい
る。
In surface mounting, solder reflow is usually used for mounting. In this method, a semiconductor device package is placed on a substrate, exposed to a high temperature of 200 ° C. or higher, and the solder previously attached to the substrate is melted to adhere the semiconductor device package to the substrate surface. In such a mounting method, since the entire semiconductor device package is exposed to high temperature, if the hygroscopicity of the sealing resin is high, peeling may occur between the sealing resin and the semiconductor chip, or between the sealing resin and the lead frame, A phenomenon occurs in which moisture absorbed absorbs explosive expansion during solder reflow to generate cracks. In the case of a thin package, the silver paste layer absorbs moisture and peels from the interface with the silicon chip or the lead frame during reflow, and the package bottom is pushed down to swell the package bottom (swelling characteristic), which is a problem. Furthermore, in recent years, lead-free solders that do not contain lead have been used from the viewpoint of environmental protection, but lead-free solders have a high melting point, which increases the reflow temperature, resulting in higher reflow reliability. It has been demanded.

【0005】一方、半導体装置等の電子部品において
は、難燃性の規格であるUL94のV−0に適合するこ
とが、今や必要不可欠である。従来より、半導体封止用
エポキシ樹脂物の難燃化には臭素化エポキシ樹脂などの
ハロゲン系化合物や酸化アンチモンを用いるのが一般的
であった。
On the other hand, in electronic parts such as semiconductor devices, it is now indispensable to comply with UL94 V-0, which is a flame retardant standard. Hitherto, it has been general to use halogenated compounds such as brominated epoxy resin and antimony oxide for flame retarding epoxy resin for semiconductor encapsulation.

【0006】しかしながら、上記難燃化付与技術に関し
ては、燃焼時の臭化水素、臭素ガス、臭素化アンチモン
等の有害ガスの発生による人体への有害性や機器への腐
食性と、半導体素子封止過程で産出する産業廃棄物や使
用後の半導体装置の処分の問題等環境上の安全性が問題
となっている。さらに、上記難燃化付与技術を採用した
半導体装置を高温で長時間放置すると、遊離した臭素の
影響で半導体素子上のアルミニウム配線が腐食し、半導
体装置の故障の原因となる、すなわち、高温信頼性の低
下が問題となっている。
[0006] However, regarding the above-mentioned technology for imparting flame retardancy, there is a danger that the generation of harmful gases such as hydrogen bromide, bromine gas and antimony bromide at the time of combustion may be harmful to the human body and corrosive to equipment, and the semiconductor element may be sealed. Environmental safety has become a problem, such as industrial waste produced during the stoppage process and disposal of semiconductor devices after use. Furthermore, if a semiconductor device adopting the above flame retardant technology is left at high temperature for a long time, aluminum wiring on the semiconductor element will be corroded by the effect of liberated bromine, causing failure of the semiconductor device. The decrease in sex is a problem.

【0007】上記の問題点を解決するために、難燃剤と
してノンハロゲン−ノンアンチモン系である金属水酸化
物を無機難燃剤として大量に添加する方法が提案されて
いる。しかしながら、この方法では大量の(例えば全樹
脂組成物に対して20重量%以上)金属水酸化物を使用
せねばならず、耐リフロー性(特に膨れ特性)や流動
性、高温信頼性の低下を著しい低下を招いていた。さら
に、金属水酸化物と金属酸化物を併用する方法(特開平
9−100337号公報)や金属水酸化物と硝酸金属塩
を併用する方法(特開2001−279063号公報)
も提案されているが、膨れ特性は満足するレベルにまで
は達していない。
In order to solve the above problems, there has been proposed a method of adding a large amount of a non-halogen-nonantimony type metal hydroxide as an inorganic flame retardant as a flame retardant. However, in this method, a large amount of metal hydroxide (for example, 20% by weight or more based on the total resin composition) must be used, and reflow resistance (particularly swelling property), fluidity and high temperature reliability are deteriorated. It has caused a significant decrease. Further, a method of using a metal hydroxide and a metal oxide in combination (JP-A-9-100337) and a method of using a metal hydroxide in combination with a metal nitrate metal salt (JP-A-2001-279063).
However, the blistering property has not reached a satisfactory level.

【0008】また、難燃性を向上させる手段として封止
樹脂組成物中の充填材の割合を上げることが有効である
ことが知られており、この手段は耐リフロー信頼性を向
上にも有効である。封止樹脂組成物中の樹脂成分を減ら
すことにより吸湿性が低下するからである。しかしなが
ら、単純に封止樹脂組成物中の充填材の割合を大きくす
るだけでは流動性が悪化し、パッケージ未充填やステー
ジシフトなどの問題が起こる。逆に封止樹脂組成物中の
充填材の割合を下げると難燃性が低下する。
Further, it is known that increasing the proportion of the filler in the encapsulating resin composition is effective as a means for improving the flame retardancy, and this means is also effective for improving the reflow resistance. Is. This is because the hygroscopicity is reduced by reducing the resin component in the encapsulating resin composition. However, if the proportion of the filler in the encapsulating resin composition is simply increased, the fluidity deteriorates, and problems such as unfilled package and stage shift occur. On the contrary, if the proportion of the filler in the encapsulating resin composition is decreased, the flame retardancy decreases.

【0009】このように、従来の難燃化技術では上記の
ような問題が生じるため、燃焼時に有害ガスの発生のな
い、安全かつ無公害な材料であって、難燃性、膨れ特
性、流動性、高温信頼性が総合的に優れる樹脂組成物が
強く望まれている。
As described above, the above-mentioned problems occur in the conventional flame-retardant technology. Therefore, the material is a safe and non-polluting material which does not generate harmful gas at the time of combustion, and has flame-retardant property, swelling property and fluidity. There is a strong demand for a resin composition having excellent properties and high temperature reliability.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
のような事情に鑑みてなされたものであり、難燃性、耐
リフロー信頼性(膨れ特性)、成形性に優れるエポキシ
樹脂組成物、及び該エポキシ樹脂組成物で封止してなる
半導体装置の提供を目的とする。
The object of the present invention has been made in view of the above circumstances, and is an epoxy resin composition excellent in flame retardancy, reflow reliability (swelling property), and moldability. And a semiconductor device sealed with the epoxy resin composition.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。
The present inventors have arrived at the present invention as a result of extensive studies to achieve the above object.

【0012】本発明は、主として次の構成を有する。す
なわち、「エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填材
(C)を含有するエポキシ樹脂組成物であって、エポキ
シ樹脂(A)が下記一般式(I)で表されるビスフェノ
ールF型エポキシ樹脂(a1)を含有し、かつ金属水酸
化物(D)を必須成分として含有することを特徴とする
エポキシ樹脂組成物
The present invention mainly has the following constitutions. That is, "an epoxy resin composition containing an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a filler (C), in which the epoxy resin (A) is a bisphenol F type represented by the following general formula (I): Epoxy resin composition containing an epoxy resin (a1) and a metal hydroxide (D) as an essential component

【0013】[0013]

【化9】 (但し、R1〜R8は水素原子、ハロゲン原子または炭素
数1〜4の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
っていてもよい。)」である。
[Chemical 9] (However, R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, a halogen atom or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and may be the same or different.) ”.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.

【0015】本発明は必須成分として、エポキシ樹脂
(A)、硬化剤(B)、充填材(C)、金属水酸化物
(D)を含有する。
The present invention contains an epoxy resin (A), a curing agent (B), a filler (C) and a metal hydroxide (D) as essential components.

【0016】本発明においては 、エポキシ樹脂(A)
が下記一般式(I)で表されるビスフェノールF型エポ
キシ樹脂(a1)を必須成分として含有することを特徴
とする。
In the present invention, the epoxy resin (A)
Contains a bisphenol F type epoxy resin (a1) represented by the following general formula (I) as an essential component.

【0017】[0017]

【化10】 (但し、R1〜R8は水素原子、ハロゲン原子または炭素
数1〜4の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
っていてもよい。) エポキシ樹脂に一般式(I)で表されるビスフェノール
F型エポキシ樹脂(a1)を含有させることによりリフ
ロー時の膨れ特性が向上する。さらには、粘度を下げ成
形性を向上する効果も得られるため、充填材(C)及び
金属水酸化物(D)の配合割合を増しても良好な成形性
を発現する樹脂組成物を得ることができる。その結果、
ノンハロゲン−ノンアンチモン系であって難燃性、膨れ
特性、流動性、高温信頼性の全てが優れる樹脂組成物を
得ることができる。一般式(I)で表されるビスフェノ
ールF型エポキシ樹脂(a1)なかでも、一般式(II)
で表されるテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹
脂を用いることが好ましい。
[Chemical 10] (However, R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, a halogen atom or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and may be the same or different.) The epoxy resin is represented by the general formula (I). By containing the bisphenol F type epoxy resin (a1), the swollenness at the time of reflow is improved. Furthermore, since the effect of lowering the viscosity and improving the moldability is also obtained, it is possible to obtain a resin composition that exhibits good moldability even if the blending ratio of the filler (C) and the metal hydroxide (D) is increased. You can as a result,
It is possible to obtain a resin composition which is a non-halogen-nonantimony system and is excellent in all of flame retardancy, swelling characteristics, fluidity, and high temperature reliability. Among the bisphenol F type epoxy resins (a1) represented by the general formula (I), among the general formula (II)
It is preferable to use a tetramethylbisphenol F type epoxy resin represented by

【0018】[0018]

【化11】 一般式(I)で表されるビスフェノールF型エポキシ樹
脂エポキシ樹脂(a1)の含有量は添加効果をより高く
発揮するためエポキシ樹脂(A)全量に対して10重量
%以上が好ましく、エポキシ樹脂(A)全量に対して5
0重量%以上であることがさらに好ましい。
[Chemical 11] The content of the bisphenol F type epoxy resin epoxy resin (a1) represented by the general formula (I) is preferably 10% by weight or more with respect to the total amount of the epoxy resin (A) in order to further enhance the effect of addition. A) 5 for the total amount
It is more preferably 0% by weight or more.

【0019】用途によっては一般式(I)で表されるビ
スフェノールF型エポキシ樹脂(a1)以外のエポキシ
樹脂を併用しても良い。その他のエポキシ樹脂としては
1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれ
ば特に限定されず、モノマー、オリゴマー、ポリマー全
般である。例えばアルキル置換基を持たないビスフェノ
ールF型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、4,4
´−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ビフェニル、
4,4´−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−
3,3´,5,5´−テトラメチルビフェニル、4,4
´−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3´,
5,5´−テトラエチルビフェニル、4,4´−ビス
(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´
−テトラブチルビフェニルなどのビフェニル型エポキシ
樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレ
ン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
トリフェノール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン
骨格含有エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ
樹脂、およびハロゲン化エポキシ樹脂などが挙げられ
る。その他のエポキシ樹脂として2種以上用いても良
い。
Depending on the use, an epoxy resin other than the bisphenol F type epoxy resin (a1) represented by the general formula (I) may be used in combination. The other epoxy resin is not particularly limited as long as it is a compound having two or more epoxy groups in one molecule, and includes all monomers, oligomers and polymers. For example, bisphenol F type epoxy resin having no alkyl substituent, cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, 4,4
′ -Bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl,
4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy)-
3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl, 4,4
′ -Bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ′,
5,5'-tetraethylbiphenyl, 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'
-Biphenyl type epoxy resin such as tetrabutyl biphenyl, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin,
Examples thereof include triphenol type epoxy resins, dicyclopentadiene skeleton-containing epoxy resins, triphenylmethane type epoxy resins, and halogenated epoxy resins. You may use 2 or more types as other epoxy resins.

【0020】2種以上のエポキシ樹脂を併用する場合、
一般式(I)で表されるビスフェノールF型エポキシ樹
脂(a1)の他のエポキシ樹脂として特に好ましいもの
としては例えば一般式(IV)で表されるビフェニル型エ
ポキシ(a2)が挙げられ、なかでも4,4´−ビス
(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3´,5,5´
−テトラメチルビフェニルが特に好ましい。
When two or more epoxy resins are used in combination,
Particularly preferable examples of the other epoxy resin of the bisphenol F type epoxy resin (a1) represented by the general formula (I) include a biphenyl type epoxy (a2) represented by the general formula (IV). 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'
-Tetramethylbiphenyl is particularly preferred.

【0021】[0021]

【化12】 (但し、R1〜R8は水素原子、ハロゲン原子または炭素
数1〜4の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
っていてもよい。) 2種以上のエポキシ樹脂を併用する場合、膨れ特性改良
の観点から一般式(I)で表されるビスフェノールF型
エポキシ樹脂(a1)の含有量はエポキシ樹脂(A)全
量に対して5重量%以上が好ましく、20重量%以上で
あることがさらに好ましい。エポキシ樹脂(A)の配合
量はエポキシ樹脂組成物全体に対して通常0.5〜12
重量%、特に1〜8重量%が好ましい。
[Chemical 12] (However, R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, a halogen atom or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and may be the same or different.) When two or more epoxy resins are used in combination, From the viewpoint of improving the swelling property, the content of the bisphenol F type epoxy resin (a1) represented by the general formula (I) is preferably 5% by weight or more, and 20% by weight or more based on the total amount of the epoxy resin (A). Is more preferable. The compounding amount of the epoxy resin (A) is usually 0.5 to 12 with respect to the whole epoxy resin composition.
%, Especially 1-8% by weight is preferred.

【0022】硬化剤(B)としては、エポキシ樹脂と反
応して硬化させるものであれば特に限定されず、それら
の具体例としては、例えばフェノールノボラック、クレ
ゾールノボラック、ナフトールノボラックなどのノボラ
ック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノール樹
脂、ナフトールアラルキル樹脂、ビスフェノールAなど
のビスフェノール化合物、無水マレイン酸、無水フタル
酸、無水ピロメリット酸などの酸無水物およびメタフェ
ニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノ
ジフェニルスルホンなどの芳香族アミンなどがあげられ
る。なかでも下記一般式(III)で表される硬化剤が特
に好ましく使用される。これら硬化剤は単独で使用して
も複数を併用してもよい。
The curing agent (B) is not particularly limited as long as it can be cured by reacting with an epoxy resin, and specific examples thereof include novolac resins such as phenol novolac, cresol novolac and naphthol novolac, and diborane. Cyclopentadiene skeleton-containing phenol resin, naphthol aralkyl resin, bisphenol compound such as bisphenol A, acid anhydride such as maleic anhydride, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, and aromatic such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone Examples include amines. Among them, the curing agent represented by the following general formula (III) is particularly preferably used. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.

【0023】[0023]

【化13】 (但し、式中nは0または1以上の整数を示す。) 硬化剤(B)の溶融粘度はICI(150℃)粘度で1
Pa・s以下、さらには0.3Pa・s以下のものが特
に好ましく使用される。
[Chemical 13] (However, in the formula, n represents 0 or an integer of 1 or more.) The melt viscosity of the curing agent (B) is 1 in terms of ICI (150 ° C.) viscosity.
Pa · s or less, and more preferably 0.3 Pa · s or less are particularly preferably used.

【0024】硬化剤(B)の配合量はエポキシ樹脂組成
物全体に対して通常0.5〜12重量%、特に1〜8重
量%が好ましい。さらにはエポキシ樹脂(A)と硬化剤
(B)の配合比は、機械的性質、及び耐湿性も点からエ
ポキシ樹脂(A)に対する硬化剤(B)の化学当量比が
0.5〜1.5、特に0.7〜1.3の範囲にあること
が好ましい。
The content of the curing agent (B) is usually 0.5 to 12% by weight, preferably 1 to 8% by weight, based on the whole epoxy resin composition. Further, the compounding ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of the curing agent (B) to the epoxy resin (A) is 0.5-1. 5, especially in the range of 0.7 to 1.3.

【0025】また、本発明においてエポキシ樹脂(A)
と硬化剤(B)の硬化反応を促進するための硬化触媒を
用いても良い。硬化触媒は硬化反応を促進するものであ
れば特に限定されず、たとえば2−メチルイミダゾー
ル、2,4−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−
メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−
フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシル
イミダゾールなどのイミダゾール化合物、トリエチルア
ミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルメ
チルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノー
ル、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェ
ノール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデ
セン−7などの3級アミン化合物、ジルコニウムテトラ
メトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラ
キス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、トリ(アセ
チルアセトナト)アルミニウムなどの有機金属化合物お
よびトリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフォ
ニウム・テトラフェニルボレート塩、トリメチルホスフ
ィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、
トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニル
フェニル)ホスフィンなどの有機ホスフィン化合物があ
げられる。なかでも信頼性および成形性の点から有機ホ
スフィン化合物が好ましく、トリフェニルホスフィンが
特に好ましく用いられる。
Further, in the present invention, the epoxy resin (A)
A curing catalyst for accelerating the curing reaction of the curing agent (B) may be used. The curing catalyst is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction, and for example, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-
Methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-
Imidazole compounds such as phenyl-4-methylimidazole and 2-heptadecylimidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzylmethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) ) Phenol, tertiary amine compounds such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetramethoxide, zirconium tetrapropoxide, tetrakis (acetylacetonato) zirconium, tri (acetylacetonato) aluminum Organometallic compounds such as triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate salt, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine,
Examples thereof include organic phosphine compounds such as tri (p-methylphenyl) phosphine and tri (nonylphenyl) phosphine. Among them, organic phosphine compounds are preferable from the viewpoint of reliability and moldability, and triphenylphosphine is particularly preferably used.

【0026】これらの硬化触媒は、用途によっては二種
以上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂
(A)100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲
が望ましい。
Two or more of these curing catalysts may be used in combination depending on the intended use, and the addition amount is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin (A).

【0027】本発明においては金属水酸化物(D)を必
須成分として含有することを特徴とする。本発明で用い
る金属水酸化物とは、金属原子が水酸基と結合した化合
物、あるいは金属酸化物が水と結合した化合物であり、
バリウムやリチウムなど水に溶ける水酸化物を除く金属
原子を有する水酸化物を意味する。金属水酸化物を構成
する金属原子の中では、アルミニウム、マグネシウム、
カルシウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ス
ズ、亜鉛、銅、ジルコニウム、ホウ素、からなる群から
選ばれた少なくとも1つであることが好ましく、具体例
としては水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム、水
酸化カルシウム、水酸化コバルトなどが挙げられる。な
かでも耐リフロー性の点から水酸化マグネシウムが特に
好ましく使用される。これらは単独で用いてもよいし、
2種類以上併用して用いても良い。
The present invention is characterized by containing a metal hydroxide (D) as an essential component. The metal hydroxide used in the present invention is a compound in which a metal atom is bonded to a hydroxyl group, or a compound in which a metal oxide is bonded to water,
It means a hydroxide having metal atoms other than water-soluble hydroxides such as barium and lithium. Among the metal atoms constituting the metal hydroxide, aluminum, magnesium,
It is preferably at least one selected from the group consisting of calcium, manganese, iron, cobalt, nickel, tin, zinc, copper, zirconium, boron, and specific examples include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and hydroxide. Examples thereof include calcium and cobalt hydroxide. Among them, magnesium hydroxide is particularly preferably used from the viewpoint of reflow resistance. These may be used alone,
You may use together 2 or more types.

【0028】金属水酸化物の使用形態としては粒状が好
ましく、粒径0.1〜30μmのものが好ましく使用さ
れる。
The metal hydroxide is preferably used in a granular form, and preferably has a particle size of 0.1 to 30 μm.

【0029】本発明に用いる金属水酸化物(D)の含有
量としては、全エポキシ樹脂組成物中1〜15重量%で
あることが好ましく、3〜10重量%であることがより
好ましい。1%以上とすれば十分な難燃効果が得られ、
15%未満であれば高温信頼性が低下することもない。
The content of the metal hydroxide (D) used in the present invention is preferably 1 to 15% by weight, and more preferably 3 to 10% by weight based on the total epoxy resin composition. If it is 1% or more, a sufficient flame retardant effect can be obtained.
If it is less than 15%, the high temperature reliability does not deteriorate.

【0030】樹脂組成物の製造においては、分散性を向
上させるため金属水酸化物(D)をあらかじめエポキシ
樹脂(A)や硬化剤(B)に溶融混合して用いてもよ
い。
In the production of the resin composition, the metal hydroxide (D) may be melt-mixed with the epoxy resin (A) or the curing agent (B) in advance in order to improve the dispersibility.

【0031】充填材(C)としては金属水酸化物(D)
以外のものを用いる。充填材(C)としては無機充填材
が好ましい。具体的には非晶性シリカ、結晶性シリカ、
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、マグネ
シア、クレー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン
や酸化アンチモンなどの金属酸化物、アスベスト、ガラ
ス繊維およびガラス球などが挙げられるが、中でも非晶
性シリカは線膨脹係数を低下させる効果が大きく、低応
力化に有効ななため好ましく用いられる。形状として
は、破砕状のものや球状のものが用いられ、流動性の点
から球状のものが特に好ましく使用される。
As the filler (C), a metal hydroxide (D)
Use other than. An inorganic filler is preferable as the filler (C). Specifically, amorphous silica, crystalline silica,
Examples include calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, metal oxides such as titanium oxide and antimony oxide, asbestos, glass fibers and glass spheres, among which amorphous silica is linear expansion. It is preferably used because it has a large effect of lowering the coefficient and is effective in reducing stress. As the shape, a crushed shape or a spherical shape is used, and a spherical shape is particularly preferably used from the viewpoint of fluidity.

【0032】ここでいう非晶性シリカは、一般的には真
比重が2.3以下のものを意味する。この非晶性シリカ
は公知の任意の方法で製造方法でき、例えば結晶性シリ
カを溶融する方法および金属ケイ素の酸化による方法、
アルコキシシランの加水分解など、各種原料からの合成
方法が使用できる。非晶性シリカのなかでも石英を溶融
して製造される球状溶融シリカが特に好ましく使用さ
れ、球状溶融シリカを全充填材(C)中に90重量%以
上含有することが特に好ましい。
The amorphous silica referred to herein generally means one having a true specific gravity of 2.3 or less. This amorphous silica can be produced by any known method, for example, a method of melting crystalline silica and a method of oxidizing metallic silicon,
A synthesis method from various raw materials such as hydrolysis of alkoxysilane can be used. Among the amorphous silica, spherical fused silica produced by melting quartz is particularly preferably used, and it is particularly preferred that the spherical fused silica is contained in 90% by weight or more in the total filler (C).

【0033】充填材(C)の粒径および粒度分布につい
ては、特に限定はないが、流動性、成形時のバリ低減の
点から、平均粒径(メディアン径を意味する。以下同
じ。)が5〜30μmの範囲にあることが好ましい。ま
た、平均粒径または粒度分布の異なる充填材を2種以上
組み合わせることもできる。
The particle size and particle size distribution of the filler (C) are not particularly limited, but the average particle size (meaning median size; the same applies hereinafter) is taken from the viewpoint of fluidity and reduction of burrs during molding. It is preferably in the range of 5 to 30 μm. Further, two or more kinds of fillers having different average particle diameters or particle size distributions can be combined.

【0034】本発明において、充填材(C)の全樹脂組
成物に対する割合は70〜95重量%が好ましく、76
〜90重量%が特に好ましい。金属水酸化物を含有して
いるため樹脂組成物全体における充填材の割合が76重
量%以上で十分な難燃性が得られ、90重量%未満では
成形性が低下することもない。
In the present invention, the ratio of the filler (C) to the total resin composition is preferably 70 to 95% by weight, and 76
˜90% by weight is particularly preferred. Since the content of the filler in the entire resin composition is 76% by weight or more, sufficient flame retardancy can be obtained because it contains a metal hydroxide, and when it is less than 90% by weight, moldability does not deteriorate.

【0035】本発明においては、充填材(C)と金属水
酸化物(D)の合計重量の全樹脂組成物に対する割合は
80〜95重量%が好ましく、86〜93重量%が特に
好ましい。80重量%以上で高い難燃性が得られ、95
重量%未満ならば成形性が低下することもない。
In the present invention, the ratio of the total weight of the filler (C) and the metal hydroxide (D) to the total resin composition is preferably 80 to 95% by weight, particularly preferably 86 to 93% by weight. High flame retardancy is obtained at 80% by weight or more, 95
If it is less than wt%, the moldability will not deteriorate.

【0036】本発明においてシランカップリング剤
(F)を添加しても良い。シランカップリング剤は一般
に用いられるもの使用でき、その具体例としてはγ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジメトキシシシラン、γ−(2,3
−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラ
ン、γ−(N−フェニルアミノ)プロピルトリメトキシ
シラン、γ−(N−フェニルアミノ)プロピルメチルジ
メトキシシラン、γ−(N−メチルアミノ)プロピルト
リメトキシシラン、γ−(N−メチルアミノプロピル)
メチルジメトキシシラン、γ−(N−エチルアミノ)プ
ロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチルアミノ)
プロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−(N−エチルアミノ)
プロピルメチルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプ
ロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−メルカトプロピルメチルジ
メトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチ
ル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N
−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエチ
ルシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ
−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、γ−(N,N−ジメチルアミノ)
プロピルトリメトキシシランなどが挙げられるが、シラ
ンカップリング剤(F)中に、一級、二級および三級の
アミノシランからなる群から選択される少なくとも一つ
を5重量%以上含有することが特に好ましい。
In the present invention, a silane coupling agent (F) may be added. As the silane coupling agent, those commonly used can be used, and specific examples thereof include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysisilane, and γ- (2,3
-Epoxycyclohexyl) propyltrimethoxysilane, γ- (N-phenylamino) propyltrimethoxysilane, γ- (N-phenylamino) propylmethyldimethoxysilane, γ- (N-methylamino) propyltrimethoxysilane, γ- (N-methylaminopropyl)
Methyldimethoxysilane, γ- (N-ethylamino) propyltrimethoxysilane, γ- (N-ethylamino)
Propylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ- (N-ethylamino)
Propylmethyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, N-β- (aminoethyl)- γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N
-Β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethylsilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ
-Aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ- (N, N-dimethylamino)
Examples thereof include propyltrimethoxysilane, and it is particularly preferable that the silane coupling agent (F) contains at least 5% by weight or more of at least one selected from the group consisting of primary, secondary and tertiary aminosilanes. .

【0037】一級アミノシランとしては、例えば、γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、γ−アミノプロピルジエトキシシラン等が、二
級アミノシランとしては、例えば、N−フェニル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ
−アミノプロピルジメトキシシラン、N−フェニル−γ
−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−
γ−アミノプロピルジエトキシシラン等が、三級アミノ
としては、例えば、γ−ジブチルアミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−ジブチルアミノプロピルジメトキシ
シラン、γ−ジブチルアミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−ジブチルアミノプロピルジエトキシシラン等が
挙げられるが、これらに限定されるものでははい。又、
上記アミノシランカップリング剤は単独、もしくは混合
して用いても良い。
As the primary aminosilane, for example, γ-
Examples of the secondary aminosilane include aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyldiethoxysilane, and N-phenyl-γ-
Aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ
-Aminopropyldimethoxysilane, N-phenyl-γ
-Aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-
Examples of tertiary amino such as γ-aminopropyldiethoxysilane include γ-dibutylaminopropyltrimethoxysilane, γ-dibutylaminopropyldimethoxysilane, γ-dibutylaminopropyltriethoxysilane, γ-dibutylaminopropyldisilane. Examples include, but are not limited to, ethoxysilane and the like. or,
The above aminosilane coupling agents may be used alone or in combination.

【0038】シランカップリング剤(F)は充填材にあ
らかじめ表面処理しても構わないが、単に他の構成成分
とブレンドするだけでも効果を発現できる。
The silane coupling agent (F) may be surface-treated in advance with the filler, but the effect can be exhibited by simply blending it with other constituent components.

【0039】シランカップリング剤(F)の配合割合と
してはエポキシ樹脂組成物全量に対して0.1〜2重量
%添加することが流動性及び充填性の点で好ましい。
The silane coupling agent (F) is preferably added in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the total amount of the epoxy resin composition in terms of fluidity and filling property.

【0040】本発明においては難燃剤として燐系難燃剤
(E)を併用しても良い。燐系難燃剤としては有機隣化
合物が特に好ましく、有機燐化合物としては例えば、一
般式(V)〜(VII)の化合物が挙げられ、さらに、そ
れぞれの具体例としてその下に例示する。
In the present invention, a phosphorus-based flame retardant (E) may be used in combination as the flame retardant. As the phosphorus-based flame retardant, an organic adjacent compound is particularly preferable, and as the organic phosphorus compound, for example, compounds of the general formulas (V) to (VII) can be mentioned, and further, specific examples thereof will be given below.

【0041】一般式(V)の具体例として下式(IX)
で示される化合物が挙げられる。
As a specific example of the general formula (V), the following formula (IX)
The compound shown by is mentioned.

【0042】[0042]

【化14】 (式中、X1はアリール基またはアルキル基を意味す
る。X2は水酸基、アリール基またはアルキル基を意味
し、同一でも異なっていてもよい。)
[Chemical 14] (In the formula, X 1 represents an aryl group or an alkyl group. X 2 represents a hydroxyl group, an aryl group or an alkyl group, and may be the same or different.)

【0043】[0043]

【化15】 一般式(VI)の具体例としては下式(X)で示される化
合物が挙げられる。
[Chemical 15] Specific examples of the general formula (VI) include compounds represented by the following formula (X).

【0044】[0044]

【化16】 (式中、X2は水酸基、アリール基またはアルキル基を
意味し、同一でも異なっていてもよい。R1は水素、ア
ミノ基、水酸基、リン酸基、アリール基またはアルキル
基を意味する。)
[Chemical 16] (In the formula, X 2 represents a hydroxyl group, an aryl group or an alkyl group, and may be the same or different. R 1 represents a hydrogen, amino group, hydroxyl group, phosphoric acid group, aryl group or alkyl group.)

【0045】[0045]

【化17】 一般式(VII)の具体例としては下式(XI)および下式
(XII)で示される化合物などが挙げられる。
[Chemical 17] Specific examples of the general formula (VII) include compounds represented by the following formula (XI) and the following formula (XII).

【0046】[0046]

【化18】 (式中、X3は1価以上の芳香族基を意味し、同一でも
異なっていてもよい。)
[Chemical 18] (In the formula, X 3 represents a monovalent or higher valent aromatic group and may be the same or different.)

【0047】[0047]

【化19】 [Chemical 19]

【0048】[0048]

【化20】 一般式(VIII)の具体例としては下式(XIII)、下式
(XIV)および下式(XV)で示される化合物などが挙
げられる。
[Chemical 20] Specific examples of the general formula (VIII) include compounds represented by the following formula (XIII), the following formula (XIV) and the following formula (XV).

【0049】[0049]

【化21】 (式中、R2は水素、アルキル基、アルコキシル基、カ
ルボキシ基、フェノキシ基またはアミノ基を意味し、同
一でも異なっていてもよい。)
[Chemical 21] (In the formula, R 2 represents hydrogen, an alkyl group, an alkoxyl group, a carboxy group, a phenoxy group or an amino group, and may be the same or different.)

【0050】[0050]

【化22】 [Chemical formula 22]

【0051】[0051]

【化23】 [Chemical formula 23]

【0052】[0052]

【化24】 これらの化合物は2種類以上を併用することも可能であ
る。
[Chemical formula 24] These compounds can be used in combination of two or more kinds.

【0053】有機燐化合物は固体(粉末状)でも液体で
も使用できるが、作業性の面で固体(粉末状)が好まし
い。粉末状である場合、最大粒径は80μm以下が成形
時の金型ゲート詰まりを起こす可能性が少ないため好ま
しい。流動性への影響や難燃性への効果発現の意味から
平均粒径は2〜50μmである。
The organic phosphorus compound may be used in the form of solid (powder) or liquid, but solid (powder) is preferable from the viewpoint of workability. In the case of powder, a maximum particle size of 80 μm or less is preferable because there is less possibility of clogging of the mold gate during molding. The average particle size is 2 to 50 μm in terms of the effect on fluidity and the effect on flame retardancy.

【0054】有機燐化合物の添加量は難燃性を発現でき
るための必要最小量が好ましく通常、全組成物に対し5
重量%以下である。5重量%以下であると耐湿性や密着
性の低下を最小限に抑えることができ、更に好ましくは
0.2重量%〜3重量%である。
The amount of the organophosphorus compound added is preferably the minimum amount necessary for exhibiting flame retardancy, and is usually 5 with respect to the total composition.
It is less than or equal to wt. When the content is 5% by weight or less, it is possible to minimize the deterioration of moisture resistance and adhesion, and more preferably 0.2% by weight to 3% by weight.

【0055】本発明における燐系難燃剤(E)としては
コア部分が赤燐でありシェル部分が有機層である無機・
有機複合体を用いることもできる。
The phosphorus-based flame retardant (E) used in the present invention is an inorganic-based material in which the core portion is red phosphorus and the shell portion is an organic layer.
Organic complexes can also be used.

【0056】本発明のエポキシ樹脂組成物は、さらに次
に挙げる各種添加剤を任意に含有することができる。カ
ーボンブラックおよび酸化鉄などの各種着色剤や各種顔
料、シリコーンゴム、オレフィン系共重合体、変性ニト
リルゴム、変性ポリブタジエンゴムなどの各種エラスト
マー、シリコーンオイル、ポリエチレンなどの各種熱可
塑性樹脂、フッ素系、シリコーン系などの界面活性剤、
長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステ
ル、長鎖脂肪酸のアミドおよびパラフィンワックスなど
の各種離型剤およびハイドロタルサイト類などのイオン
捕捉剤、有機過酸化物などの架橋剤。
The epoxy resin composition of the present invention may further optionally contain various additives listed below. Various colorants and pigments such as carbon black and iron oxide, silicone rubber, olefin copolymers, modified nitrile rubber, modified polybutadiene rubber and other elastomers, silicone oil, polyethylene and other thermoplastic resins, fluorine-based, silicone Surfactants such as
Long-chain fatty acids, metal salts of long-chain fatty acids, esters of long-chain fatty acids, amides of long-chain fatty acids, various releasing agents such as paraffin wax, ion trapping agents such as hydrotalcites, cross-linking agents such as organic peroxides .

【0057】本発明のエポキシ樹脂組成物は上記各成分
を溶融混練によって製造することが好ましい。たとえば
各種原料をミキサーなどの公知の方法で混合した後、バ
ンバリーミキサー、ニーダー、ロール、単軸もしくは二
軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練方法を用
いて溶融混練することにより製造される。溶融混練時の
樹脂温度としては、通常70〜150℃の範囲が使用さ
れる。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably produced by melt-kneading the above components. For example, various raw materials are mixed by a known method such as a mixer, and then melt-kneaded by a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder and a cokneader. The resin temperature during melt kneading is usually in the range of 70 to 150 ° C.

【0058】本発明のエポキシ樹脂組成物は、加熱混練
で溶融し、冷却さらに粉砕した粉末の形状、粉末を打錠
して得られるタブレットの形状、加熱混練で溶融し型内
で冷却固化したタブレットの形状、加熱混練で溶融し押
し出ししてさらに切断したペレットの形状などの状態で
使用できる。
The epoxy resin composition of the present invention is melted by heating and kneading, cooled and pulverized into the shape of a powder, tablet shape obtained by tableting the powder, and tablet which is melted by heating and kneading and cooled and solidified in a mold. And the shape of pellets that are melted by heating and kneading, extruded and further cut.

【0059】そしてこれらの形状から半導体素子の封止
に供され半導体装置の製造が行われる。半導体を基板に
固定した部材に対して、本発明のエポキシ樹脂組成物
を、例えば120〜250℃、好ましくは150〜20
0℃の温度で、トランスファ成形、インジェクション成
形、注型法などの方法で成形して、エポキシ樹脂組成物
の硬化物によって封止された半導体装置が製造される。
また必要に応じて追加熱処理(例えば、150〜200
℃、2〜16時間)を行うことができる。
Then, from these shapes, the semiconductor element is provided for sealing and the semiconductor device is manufactured. The epoxy resin composition of the present invention is applied to, for example, 120 to 250 ° C., preferably 150 to 20 on a member having a semiconductor fixed to a substrate.
At a temperature of 0 ° C., molding is performed by a method such as transfer molding, injection molding, or casting method to manufacture a semiconductor device sealed with a cured product of an epoxy resin composition.
If necessary, additional heat treatment (for example, 150 to 200
C., 2 to 16 hours).

【0060】[0060]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はここに掲げた実施例によって限定される
ものではない。なお、実施例中の%は重量%を示す。 [実施例1〜13、比較例1〜3]表1に示した成分を表
2〜3に示す組成比(重量比)で、ミキサーによりドラ
イブレンドした後、ロール表面温度90℃のミキシング
ロールを用いて5分間加熱混練後、冷却、粉砕して半導
体封止用のエポキシ樹脂組成物を得た。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples given here. In addition,% in an Example shows weight%. [Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 3] The components shown in Table 1 were dry-blended with a mixer at the composition ratios (weight ratios) shown in Tables 2 to 3, and then a mixing roll having a roll surface temperature of 90 ° C was used. The mixture was heated and kneaded for 5 minutes, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】[0062]

【化25】 (但し、式中nは0または1以上の整数を示す。) <難燃性試験>上記と同様の成形条件で、127×1
2.7×1.6mmの難燃試験片を成形、ポストキュア
ーし、UL94規格に従い難燃性を評価した。 <膨れ特性(耐リフロー信頼性)評価>得られた樹脂組
成物について176pinLQFP(外形:24mm×
24mm×1.4mm、フレーム材料:銅)用金型を用
いて、低圧トランスファー成形機で金型温度175℃、
キュアータイム1分間の条件でパッケージを成形した。
なお評価用のチップとしては表面に窒化珪素膜を被覆し
た模擬素子を搭載した、チップサイズ10mm×10m
m×0.3mmのものを用いた。
[Chemical 25] (However, n represents 0 or an integer of 1 or more in the formula.) <Flame Retardancy Test> 127 × 1 under the same molding conditions as above.
A flame-retardant test piece of 2.7 × 1.6 mm was molded and post-cured, and flame retardancy was evaluated according to UL94 standard. <Evaluation of swelling property (reflow resistance reliability)> 176 pin LQFP (outer size: 24 mm x) for the obtained resin composition
24 mm × 1.4 mm, frame material: copper), using a low-pressure transfer molding machine, mold temperature 175 ° C.,
The package was molded under the condition that the curing time was 1 minute.
As the evaluation chip, a chip element having a surface of which a silicon nitride film is coated is mounted and the chip size is 10 mm × 10 m.
The m × 0.3 mm one was used.

【0063】上記成形により得られた176pinLQ
FPのパッケージ10個を180℃、6時間の条件でポ
ストキュアーした後、マイクロメーターにてパッケージ
中央部の厚みI(μm)を計測した。これを40℃/8
0%RHで72時間加湿後、最高温度260℃のIRリ
フロー炉で加熱処理した。なお、リフロー炉の温度プロ
ファイルは、150℃〜200℃の領域を60秒〜10
0秒、200℃から260℃の昇温速度を1.5〜2.
5℃/秒、最高温度である255℃〜265℃の領域で
10〜20秒維持し、260℃から200℃の降温速度
を1.5〜2.5℃/秒とした。
176 pin LQ obtained by the above molding
After 10 packages of FP were post-cured at 180 ° C. for 6 hours, the thickness I (μm) of the central part of the package was measured with a micrometer. 40 ℃ / 8
After humidifying at 0% RH for 72 hours, it was heat-treated in an IR reflow furnace having a maximum temperature of 260 ° C. The temperature profile of the reflow furnace is in the range of 150 ° C to 200 ° C for 60 seconds to 10 seconds.
The heating rate from 200 ° C to 260 ° C for 0 seconds is 1.5 to 2.
The temperature was maintained at 5 ° C / sec and the maximum temperature of 255 ° C to 265 ° C for 10 to 20 seconds, and the temperature decreasing rate from 260 ° C to 200 ° C was 1.5 to 2.5 ° C / sec.

【0064】パッケージがリフロー炉を出た5秒後、再
びマイクロメーターにてパッケージの中央部の厚みII
(μm)を計測した。さらに10個それぞれのパッケー
ジについて(厚みII−厚みI)を算出し、この10個の
平均値を「膨れ」(μm)とした。なお、膨れは小さい
方が好ましく、100μm以下であることが特に好まし
い。 <耐剥離性(耐リフロー信頼性・チップ表面密着性)評
価>得られた樹脂組成物について176pinLQFP
(外形:24mm×24mm×1.4mm、フレーム材
料:銅)用金型を用いて、低圧トランスファー成形機で
金型温度175℃、キュアータイム1分間の条件でパッ
ケージを成形した。なお評価用のチップとしては表面に
窒化珪素膜を被覆した模擬素子を搭載した、チップサイ
ズ10mm×10mm×0.3mmのものを用いた。
Five seconds after the package left the reflow furnace, the thickness of the central portion of the package was measured again with a micrometer II.
(Μm) was measured. Furthermore, (thickness II-thickness I) was calculated for each of 10 packages, and the average value of the 10 packages was defined as "swelling" (μm). The swelling is preferably small, and particularly preferably 100 μm or less. <Peeling resistance (reflow resistance, chip surface adhesion) evaluation> About the obtained resin composition 176pinLQFP
Using a mold for (outer shape: 24 mm × 24 mm × 1.4 mm, frame material: copper), a package was molded by a low-pressure transfer molding machine under conditions of a mold temperature of 175 ° C. and a cure time of 1 minute. As the evaluation chip, a chip having a chip size of 10 mm × 10 mm × 0.3 mm, on which a simulated element coated with a silicon nitride film was mounted, was used.

【0065】上記成形により得られた176pinLQ
FPのパッケージ10個を180℃、6時間の条件でポ
ストキュアーした後、40℃/80%RHで72時間加
湿した。これを温度260℃のIRリフロー炉で10秒
間加熱処理した後、サンプルを超音波探傷機を用いて、
チップ表面からの剥離を観察した。剥離が発生した不良
パッケージを除く、良好に得られたパッケージ数を求め
た。
176 pin LQ obtained by the above molding
After 10 packages of FP were post-cured at 180 ° C. for 6 hours, they were humidified at 40 ° C./80% RH for 72 hours. After heat-treating this for 10 seconds in an IR reflow furnace at a temperature of 260 ° C., the sample was subjected to ultrasonic flaw detection,
The peeling from the chip surface was observed. The number of packages obtained well, excluding defective packages in which peeling occurred, was determined.

【0066】<成形性(パッケージ充填性)評価>上記
成形により得られた176pinLQFPパッケージ1
0個を成形後に目視および断面切断後、20倍の顕微鏡
を用いて観察し、ステージ変位・未充填の有無を調べ
た。ステージ変位・未充填が発生した不良パッケージを
除く、良好に得られたパッケージ数を求めた。ステージ
変位についてはパッケージゲート部とベント部の傾きが
100μm未満のものを良好、100μm以上のものを
不良とした。
<Evaluation of Moldability (Package Fillability)> 176pin LQFP Package 1 Obtained by Molding Above
After molding, 0 pieces were visually observed and cut into sections, and then observed with a microscope of 20 times to examine the stage displacement and the presence or absence of unfilled. The number of packages obtained well, excluding defective packages in which stage displacement and unfilling occurred, was determined. Regarding the stage displacement, the inclination of the package gate portion and the bent portion of less than 100 μm is good, and the inclination of 100 μm or more is bad.

【0067】[0067]

【表2】 [Table 2]

【0068】[0068]

【表3】 表2〜3に評価結果を示す。表3に見られるように金属
水酸化物を使用しない場合、難燃性が不十分である。ま
た、一般式(I)で表されるビスフェノールF型エポキ
シ樹脂(a1)を使用しない場合、成形性、膨れ特性が
不十分である。それに対し、表3に見られるように本発
明のエポキシ樹脂組成物は難燃性、リフロー時の耐剥離
性、膨れ特性、パッケージ充填性のいずれも優れてい
る。
[Table 3] Tables 2 to 3 show the evaluation results. As seen in Table 3, flame retardancy is insufficient when no metal hydroxide is used. Further, when the bisphenol F type epoxy resin (a1) represented by the general formula (I) is not used, moldability and swelling properties are insufficient. On the other hand, as shown in Table 3, the epoxy resin composition of the present invention is excellent in flame retardancy, peel resistance during reflow, swelling property, and package filling property.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は一般式
(I)で表されるビスフェノールF型エポキシ樹脂と金
属水酸化物を用いることにより、難燃性、リフロー時の
耐剥離性、膨れ特性などの耐リフロー信頼性および成形
時の充填性が優れた半導体封止用エポキシ樹脂組成物及
び該エポキシ樹脂組成物によって封止してなる半導体装
置を得ることができる。
As described above, according to the present invention, by using the bisphenol F type epoxy resin represented by the general formula (I) and the metal hydroxide, flame retardancy, peeling resistance at the time of reflow, and swelling are obtained. It is possible to obtain an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation having excellent reflow reliability such as characteristics and filling property during molding, and a semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/31 Fターム(参考) 4J002 CC032 CD051 DE066 DE076 DE096 DE106 DE116 DE146 EN028 EU098 EU118 EW047 EW127 EW137 EW138 EW147 EW178 EX078 FD137 FD142 FD148 GQ05 4J036 AD07 AD08 AD09 DA01 DC05 DC06 DC38 DC41 DD07 FA02 FA13 GA23 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA03 EB02 EB07 EB12 EC01 EC03 EC09 EC20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 23/31 F term (reference) 4J002 CC032 CD051 DE066 DE076 DE096 DE106 DE116 DE146 EN028 EU098 EU118 EW047 EW127 EW137 EW138 EW147 EW178 EX078 FD137 FD142 FD148 GQ05 4J036 AD07 AD08 AD09 DA01 DC05 DC06 DC38 DC41 DD07 FA02 FA13 GA23 JA07 4M109 AA01 BA01 CA21 EA02 EA03 EB02 EB07 EB12 EC01 EC03 EC09 EC20

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、充填
材(C)を含有するエポキシ樹脂組成物であって、エポ
キシ樹脂(A)が下記一般式(I)で表されるビスフェ
ノールF型エポキシ樹脂(a1)を含有し、かつ金属水
酸化物(D)を必須成分として含有することを特徴とす
るエポキシ樹脂組成物。 【化1】 (但し、R1〜R8は水素原子、ハロゲン原子または炭素
数1〜4の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
っていてもよい。)
1. An epoxy resin composition containing an epoxy resin (A), a curing agent (B) and a filler (C), wherein the epoxy resin (A) is represented by the following general formula (I). An epoxy resin composition comprising an F-type epoxy resin (a1) and a metal hydroxide (D) as an essential component. [Chemical 1] (However, R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, a halogen atom or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different.)
【請求項2】一般式(I)で表されるビスフェノールF
型エポキシ樹脂(a1)が化学式(II)で表されるテト
ラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂であることを
特徴とする請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。 【化2】 (但し、R1〜R8は水素原子、ハロゲン原子または炭素
数1〜4の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
っていてもよい。)
2. A bisphenol F represented by the general formula (I)
The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the type epoxy resin (a1) is a tetramethylbisphenol F type epoxy resin represented by the chemical formula (II). [Chemical 2] (However, R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, a halogen atom or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different.)
【請求項3】金属水酸化物(D)の金属原子が、アルミ
ニウム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、鉄、コ
バルト、ニッケル、スズ、亜鉛、銅、ジルコニウム、及
びホウ素からなる群から選ばれた少なくとも1つである
ことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の
エポキシ樹脂組成物。
3. The metal atom of the metal hydroxide (D) is at least one selected from the group consisting of aluminum, magnesium, calcium, manganese, iron, cobalt, nickel, tin, zinc, copper, zirconium, and boron. The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】金属水酸化物(D)の金属原子がマグネシ
ウムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載のエポキシ樹脂組成物。
4. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the metal atom of the metal hydroxide (D) is magnesium.
【請求項5】充填材(C)と金属水酸化物(D)を合計
した重量がエポキシ樹脂組成物全体に対して86〜93
重量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
に記載のエポキシ樹脂組成物。
5. The total weight of the filler (C) and the metal hydroxide (D) is 86 to 93 based on the whole epoxy resin composition.
It is a weight%, The epoxy resin composition in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
【請求項6】硬化剤(B)が下記一般式(III)で表さ
れるフェノールアラルキル樹脂(b)を含有することを
特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエポキシ樹
脂組成物。 【化3】 (但し、式中nは0または1以上の整数を示す。)
6. The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the curing agent (B) contains a phenol aralkyl resin (b) represented by the following general formula (III). . [Chemical 3] (However, in the formula, n represents 0 or an integer of 1 or more.)
【請求項7】エポキシ樹脂(A)がさらに下記一般式
(IV)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂(a2)を
含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の
エポキシ樹脂組成物。 【化4】 (但し、R1〜R8は水素原子、ハロゲン原子または炭素
数1〜4の低級アルキル基を示し、同一であっても異な
っていてもよい。)
7. The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the epoxy resin (A) further contains a biphenyl type epoxy resin (a2) represented by the following general formula (IV). object. [Chemical 4] (However, R 1 to R 8 represent a hydrogen atom, a halogen atom or a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and may be the same or different.)
【請求項8】燐系難燃剤(E)を必須成分として含有す
ることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のエ
ポキシ樹脂組成物。
8. The epoxy resin composition according to claim 1, which contains a phosphorus-based flame retardant (E) as an essential component.
【請求項9】燐系難燃剤(E)が下記一般式(V)、一
般式(VI)、一般式(VII)および一般式(VIII)で表
される構造を有する化合物からなる群のうち少なくとも
1種を含有する有機燐化合物であることを特徴とする請
求項8に記載のエポキシ樹脂組成物。 【化5】 (式中、X1はアリール基またはアルキル基を意味す
る。X2は水酸基、アリール基またはアルキル基を意味
し、同一でも異なっていてもよい。) 【化6】 (式中、X2は水酸基、アリール基またはアルキル基を
意味し、同一でも異なっていてもよい。R1は水素、ア
ミノ基、水酸基、リン酸基、アリール基またはアルキル
基を意味する。) 【化7】 (式中、X3は1価以上の芳香族基を意味し、同一でも
異なっていてもよい。) 【化8】 (式中、R2は水素、アルキル基、アルコキシル基、カ
ルボキシ基、フェノキシ基またはアミノ基を意味し、同
一でも異なっていてもよい。)
9. A group of compounds in which the phosphorus-based flame retardant (E) has a structure represented by the following general formula (V), general formula (VI), general formula (VII) and general formula (VIII): The epoxy resin composition according to claim 8, which is an organic phosphorus compound containing at least one kind. [Chemical 5] (In the formula, X 1 represents an aryl group or an alkyl group. X 2 represents a hydroxyl group, an aryl group or an alkyl group, and may be the same or different.) (In the formula, X 2 represents a hydroxyl group, an aryl group or an alkyl group, and may be the same or different. R 1 represents a hydrogen, amino group, hydroxyl group, phosphoric acid group, aryl group or alkyl group.) [Chemical 7] (In the formula, X 3 represents a monovalent or higher valent aromatic group and may be the same or different.) (In the formula, R 2 represents hydrogen, an alkyl group, an alkoxyl group, a carboxy group, a phenoxy group or an amino group, and may be the same or different.)
【請求項10】シランカップリング剤(F)を必須成分
として含有し、シランカップリング剤(F)が、一級、
二級および三級のアミノシランからなる群から選択され
る少なくとも一つを含有することを特徴とする請求項1
〜9のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
10. A silane coupling agent (F) is contained as an essential component, and the silane coupling agent (F) is a primary,
2. Containing at least one selected from the group consisting of secondary and tertiary aminosilanes.
The epoxy resin composition according to any one of 1 to 9.
【請求項11】 請求項1〜10のいずれかに記載のエ
ポキシ樹脂組成物の硬化物によって封止されたことを特
徴とする半導体装置。
11. A semiconductor device, which is encapsulated with the cured product of the epoxy resin composition according to claim 1.
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