DE69609557T2

DE69609557T2 - Epoxyharzmassen zur Einkapselung von Halbleitern, deren Herstellung und Verwendung, sowie damit eingekapselte Halbleiterbauteile

Info

Publication number: DE69609557T2
Application number: DE69609557T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Aoki; Eiichi Asano; Peter Flury; Tadashi Okada; Wolfgang Scharf; Toshio Shiobara
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG; Ciba SC Holding AG; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Huntsman Advanced Materials Switzerland GmbH
Priority date: 1995-04-10
Filing date: 1996-03-08
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2016-03-09
Also published as: DE69609557D1; KR100243708B1; CN1077121C; EP0742261A3; SG65576A1; CN1138602A; TW436509B; EP0742261B1; ATE195138T1; KR960037767A; CA2173681A1; HK1019011A1; US5739187A; EP0742261A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Epoxyharz-Zusammensetzungen, die sich zum Einkapseln bzw. Vergießen von Halbleitervorrichtungen- eignen, sowie ihre Herstellung und Verwendung.
Bevorzugte Aspekte betreffen Epoxyharz-Zusammensetzungen zum Einkapseln von Halbleitern, die frei von Antimontrioxid und bromierten Verbindungen sein können oder geringe oder verringerte Mengen solcher Substanzen enthalten, sowie Zusammensetzungen, die zu Produkten mit guter Hochtemperaturbeständigkeit, gutem Flammhemmvermögen und Reflow-Reißfestigkeit gehärtet werden können. Sie betrifft auch Halbleiter-Vorrichtungen, die mit solchen Zusammensetzungen eingekapselt sind.
Aufgrund des aktuellen Trends zum hochdichten Packen von Halbleitervorrichtungen wird bei der Halbleitervorrichtungspackung hauptsächlich das Packen von Oberflächenmontierten Bauteilen (SMDs) eingesetzt. Bei der Herstellung solcher SMD-Packungen gibt es Probleme mit der Zuverlässigkeit. Während der Herstellung sind Packungen, die mit herkömmlichen Einkapselungsmaterialien eingeschlossen werden, hohen Temperaturen von etwa 215 bis 260ºC ausgesetzt, bei denen es zur Ablösung an der den Chip einkapselnden Grenzfläche und Reißen des Einkapselungsabschnitts kommen kann. Dann ist die Zuverlässigkeit nach dem Packen nicht gewährleistet.
In Anbetracht dieser Umstände kommen für die SMD-Packungen weitverbreitet Einkapselungsmaterialien zum Einsatz, bei denen ein Epoxyharz vom Biphenyltyp verwendet wird, das durch geringe Wasser-Absorption und Reflow-Reißfestigkeit gekennzeichnet ist. Obwohl das Epoxyharz vom Biphenyltyp aufgrund geringer Wasserabsorption und eines niedrigen Moduls bei hohen Temperaturen eine bessere Reflow-Reißfestigkeit als herkömmliche Einkapselungsmaterialien aufweist, ist es anderen Einkapselungsmaterialien bei einem Zuverlässigkeitstest zur Untersuchung des Beständigkeit gegen das Einwirken hoher Temperaturen oder dergleichen unterlegen, was ein ernsthaftes Problem darstellt.
Bei integrierten Schaltungen (ICs) treten Fehler auf, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt bleiben, weil sich an der Verbindungsstelle zwischen einer Aluminiumelektrode und einem Golddraht eine intermetallische Verbindung bilden kann, die den Widerstandswert erhöht, wodurch der Draht schlussendlich beschädigt wird. Es ist bekannt, dass die Bildung dieser intermetallischen Verbindung durch die Gegenwart von BR&supmin; oder Sb³&supmin; gefördert wird, die in der Harzzusammensetzung als Flammhemmer enthalten sind. Der am häufigsten verwendete Flammhemmer ist eine Kombination aus bromiertem Epoxyharz und Antimontrioxid. Daher bewirkt eine Reduktion der Menge des eingemischten Flammhemmers wirksam die Hochtemperaturbeständigkeit.
Unerwünschterweise verbessert das Reduzieren der Menge des eingemischten Flammhemmers die Hochtemperaturbeständigkeit bis zu einem gewissen Grad auf Kosten des Flammhemmvermögens, so dass die Bewertung V-0 der Flammhemm-Norm UL-945 nicht mehr erreicht wird.
Antimontrioxid (Sb&sub2;O&sub3;) und bromierte Verbindungen, die als Flammhemmer verwendet werden, sind toxische Materialien. Vom Standpunkt ihres Einflusses auf den menschlichen Körper und die Umwelt ist es wünschenswert, dass die Harzzusammensetzung kein Antimontrioxid und keine bromierten Verbindungen enthält oder eine minimale Menge an Antimontrioxid enthält.
Das allgemeine Ziel besteht darin, neue und nützliche Epoxyharz-Zusammensetzungen, Verfahren zur ihrer Herstellung, ihre Verwendung zum Einkapseln von Halbleitern sowie auf diese Weise hergestellte eingekapselte Halbleiterprodukte bereitzustellen.
Ein bevorzugtes Ziel im Hinblick darauf ist die Bereitstellung von Epoxyharz-Zusammensetzungen, bei denen Antimontrioxid und bromierte Verbindungen weggelassen werden können oder ihre Menge verringert werden kann, während sie zu einem Produkt härten, das zufriedenstellende Hochtemperaturbeständigkeit, Flammhemmvermögen und Reflow-Reißfestigkeit aufweist.
Die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes haben festgestellt, dass Epoxyharz-Zusammensetzungen zum Einkapseln von Halbleitern, die unter Verwendung einer Verbindung der Formel (1), wie nachstehend definiert, als Flammhemmer hergestellt werden, auch ohne Antimontrioxid und bromierte Verbindungen zu einem Produkt mit guter Flammhemmung härten. Eine mit dem gehärteten Produkt eingekapselte Halbleitervorrichtung kann daher gute Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen aufweisen. Formel (1):
In der Formel sind R¹ und R² jeweils ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. R³ und R&sup4; sind jeweils ein Wasserstoffatom oder Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. R&sup5; ist ein Wasserstoffatom, ein Hydroxylrest oder ein Glycidoxyrest. R&sup6; und R&sup7; sind jeweils ein Wasserstoffatom, ein Hydroxylrest oder ein Rest, der durch
dargestellt ist.
R&sup8; und R&sup9; sind jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Methylrest.
Der Buchstabe n ist eine ganze Zahl von 0 bis 10.
Ein typische resultierende Epoxyharz-Zusammensetzung zum Einkapseln von Halbleitern umfasst:
(A) 20 bis 80 Gewichtsteile Epoxyharz,
(B) 20 bis 80 Gewichtsteile Härter, wobei die Summe von (A) und (B) 100 Gewichtsteile ausmacht,
(C) 0,1 bis 50 Gewichtsteile einer Verbindung der Formel (1) pro 100 Gewichtsteile von (A + B) und
(D) 200 bis 1.200 Gewichtsteile an anorganischem Füllstoff pro 100 Gewichtsteile von (A + B).
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Halbleitervorrichtung, die mit einem gehärteten Produkt aus der Zusammensetzung eingekapselt ist.
Bei der Epoxyharz-Zusammensetzung wird eine Phosphorverbindung mit einer spezifischen Struktur eingesetzt, wie durch Formel (1) definiert, durch die bromiertes Epoxyharz und Antimontrioxid ersetzt werden können, die herkömmlicherweise als Flammhemmer eingesetzt werden. Da die Zusammensetzung keine Quelle von Br&supmin; und Sb³&spplus; enthalten muss, die während des Einwirkens hoher Temperaturen die Bildung einer intermetallischen Verbindung fördern können, weisen gehärtete Produkte aus der Zusammensetzung eine Zuverlässigkeit bei hohen Temperaturen auf, die mit der von Epoxyharz-Zusammensetzungen ohne Flammhemmer vergleichbar ist. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist auch gute Flammhemmung und Reflow-Reißfestigkeit auf.
Außerdem stellt die Erfindung eine Epoxyharzzusammensetzung bereit, die in der Industrie nützlich ist, da Antimontrioxid und bromierte Verbindungen, die, für den menschlichen Körper schädlich sind und die Umwelt belasten, weggelassen werden können.

NÄHERE ERKLÄRUNGEN; BEVORZUGTE UND OPTIONALE MERKMALE

Eine erste Komponente oder Komponente (A) der Epoxyharz-Zusammensetzung zum Einkaspeln von Halbleitern gemäß vorliegender Erfindung ist ein Epoxyharz. Dazu zählen Epoxyharze vom Biphenyltyp, Epoxyharze vom Novolaktyp, polyfunktionelle Epoxyharze, alizyklische Epoxyharze, heterozyklische Epoxyharze, Bisphenol A-Epoxyharze, Naphthalinring-enthaltende Epoxyharze und halogenierte Epoxyharze. Bevorzugt werden unter anderem Epoxyharze vom Biphenyltyp, da sie der Anforderung der Reflow- Reißfestigkeit am besten entsprechen. Falls erforderlich können in Kombination mit dem Epoxyharz vom Biphenyltyp ein oder mehrere weitere Epoxyharze eingesetzt werden.
Ein geeignetes Epoxyharz vom Biphenyltyp ist üblicherweise durch die folgende allgemeine Formel (6) darstellbar.
Die Gruppen R sind unabhängig voneinander aus H, Halogenen und Alkylresten mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ausgewählt, und der Buchstabe q ist eine ganze Zahl von 0 bis 5.
Für das Epoxyharz kann jeder gewünschte Härter (B) eingesetzt werden, solange es sich dabei um eine Verbindung mit zumindest zwei funktionellen Gruppen handelt, die in der Lage sind, mit dem Epoxyharz zu reagieren. Der Härter unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, was die Molekülstruktur und das Molekulargewicht betrifft. Beispiele für Härter sind Phenolharze, darunter Phenolharze vom Bisphenol A- und. F-Typ, Phenol-Novolak-Harze, Phenolharze vom Triphenolalkan-Typ und Polymere davon, Phenolharze vom Biphenyltyp, Dicyclopentadien-Phenol-Novolak-Harze, Phenolharze vom Phenolaralkyltyp, Naphthalinring-enthaltende Phenolharze, alizyklische Phenolharze und heterozyklische Phenolharze. Amine und Säureanyhdride sind ebenfalls nützliche Härter. Sie können allein oder als Gemische eingesetzt werden.
Das Epoxyharz (A) und der Härter (B) werden in solchen Anteilen eingesetzt, dass 20 bis 80 Gewichtsteile an Epoxyharz (A) und 80 bis 20 Gewichtsteile an Härter (B) vorhanden sind, mit der Maßgabe, dass die Summe von (A + B) 100 Gewichtsteile beträgt. Insbesondere, wenn ein Phenolharz als Härter verwendet wird, wird es vorzugsweise in solchen Mengen eingemischt, dass das Molverhältnis zwischen den Epoxygruppen im Epoxyharz und den phenolischen Hydroxylgruppen im Phenolharz im Bereich von 112 bis 2/l, mehr bevorzugt von 1/2 bis 3/2, am meisten bevorzugt von 4/5 bis 3/2, liegt.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird vorzugsweise ein Härtungskatalysator eingesetzt, um die Härtungsreaktion zwischen dem Epoxyharz und dem Härter zu fördern. Es kann jeder gewünschte Härtungskatalysator verwendet werden, solange er die Härtungsreaktion fördern kann. Beispiele für Härtungskatalysatoren sind Phosphorverbindungen, wie z. B. Triphenylphosphin, Tri butylphosphin, Tri(p-methylphenyl)phosphin, Tri(p-methoxyphenyl)phosphin, Tri(p-ethoxyphenyl)phosphin, Triphenylphosphintriphenylborat und Tetraphenylphosphin-tetraphenylborat; tertiäre Amine, wie z. B. Triethylamin, Benzyldimethylamin, α-Methylbenzyldimethylamin und 1,8-Diazabicyclo- (5.4.0)-undecen-7; sowie fmidazole, wie z. B. 2-Methylimidazol, 2-Phenylimidazol und 2-Phenyl-4-methylimidazol.
Der Härtungskatalysator wird vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 20 Gewichtsteilen, insbesondere 0,1 bis 10 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile der Kombination aus Epoxyharz und Härter eingemischt.
In der Zusammensetzung wird eine Verbindung der Formel (1) als Flammhemmer verwendet. Formel (1):
In der Formel sind R¹ und R² jeweils ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. R³ und R&sup4; sind jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. R¹ ist jeweils ein H-Atom, ein Hydroxylrest oder ein Glycidoxy-Rest (... Einfügung S. 7).
R&sup6; und R&sup7; sind jeweils ein Wasserstoffatom, ein Hydroxylrest oder ein Rest, der durch
dargestellt ist.
R&sup8; und R&sup9; sind jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Methylrest.
Der Buchstabe n steht für eine ganze Zahl von 0 bis 10.
Zu den Alkylresten mit 1 bis 4 Kohlenstoffen zählen Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, i-Propyl-, n-Butyl-, sec-Butyl- und tert-Butylreste. R¹ bis R¹ sind zwar wie oben definiert, sind aber beide vorzugsweise die gleichen Alkylreste, am meisten bevorzugt tert-Butylreste. Sowohl R³ als auch R&sup4; sind vorzugsweise Methylreste. R¹ ist vorzugsweise ein Wasserstoffatom. Zumindest eines von R&sup6; und R&sup7; ist vorzugsweise ein Hydroxylrest oder Glycidyletherrest, weil diese Verbindungen mit der Epoxyharzkomponente reagieren können, um einen Teil des Harzskeletts zu bilden.
Bevorzugt werden unter den Verbindungen der Formel (1) Verbindungen der folgenden Formeln (2) und (3).
In diesen Formeln ist der Buchstabe m eine ganze Zahl von 1 bis 11.
Es ist anzumerken, dass die Verbindungen der Formel (1) wünschenswerterweise weniger als 50 ppm, insbesondere weniger als 10 ppm, Chloridionen und Alkalimetallionen in Kombination, wie bei 120ºC und 100% r. L. extrahiert, enthalten sollten. Mehr als 50 ppm Chloridionen und Alkalimetallionen in Kombination können die Beständigkeit beim Einwirken hoher Temperatur und die Feuchtigkeitsbeständigkeit der Zusammensetzung beeinträchtigen.
Der Flammhemmer der Formel (1) wird der Zusammensetzung in einer Menge von 0,1 bis 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Epoxyharzes und Härters (typischerweise Phenolharz) in Kombination zugegeben. Die Flammhemmung ist bei weniger als 0,1 Teilen des Flammhemmers unzureichend, während mehr als 50 Teile des Flammhemmers die Viskosität der Zusammensetzung während des Formens erhöhen würden, wodurch das Formen beeinträchtigt werden würde.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird eine Phosphor-hältige Verbindung der folgenden Formel (4) oder (5) vorzugsweise als Flammhemmhilfe gemeinsam mit der Verbindung der Formel (1) eingemischt. Die kombinierte Verwendung der Verbindung der Formel (1) und einer Verbindung der Formel (4) oder (5) macht es einfacher, die Flammhemm-Norm (UL-94, Bewertung V-0) zu erfüllen als der Einsatz der Verbindung der Formel (1) allein.
Die zugesetzte Menge an Flammhemmhilfe der Formel (4) oder (5) beträgt vorzugsweise 0,1 bis 50 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile an Epoxyharz und Härter (typischerweise Phenolharz) in Kombination. Mit weniger als 0,1 Teilen der Hilfe kann deren Zweck nicht erreicht werden, während mehr als 50 Teile der Hilfe die Viskosität der Zusammensetzung erhöhen können, wodurch das Formen behindert wird. Das Mischungsverhältnis der Verbindung der Formel (4) oder (5) und der Verbindung der Formel (1) beträgt vorzugsweise von 0,2 : 1 bis 2 : 1.
Die Epoxyharzzusammensetzung der Erfindung enthält weiters (D) einen anorganischen Füllstoff, der aus jenen ausgewählt ist, die üblicherweise bei herkömmlichen Epoxyharz- Zusammensetzungen verwendet werden. Beispiele für Füllstoffe sind Silica-Füllstoffe, wie z. B. Quarzglas und kristallines Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Alu miniumnitrid, Bornitrid, Titanoxid und Glasfasern. Der anorganische Füllstoff unterliegt keinen speziellen Einschränkungen, was seine mittlere Teilchengröße oder Form betriftt. Aus Gründen der Formbarkeit und Fließfähigkeit werden jedoch Füllstoffe mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 5 bis 40 um bevorzugt. Die Beladung mit anorganischem Füllstoff beträgt 200 bis 1.200 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile an Epoxyharz und Härter (typischerweise Phenolharz) in Kombination. Zusammensetzungen, die weniger als 200 Teile des Füllstoffs enthalten, weisen einen höheren Ausdehnungskoeffizienten auf, so dass auf die Halbleitervorrichtungen höhere Spannungen wirken, was ihre Eigenschaften beeinträchtigt, und in Hinblick auf die Hochtemperaturbeständigkeit werden durch Einwirken hoher Temperaturen gebildete intermetallische Verbindungen höheren Spannungen ausgesetzt, was zu Beeinträchtigungen der Eigenschaften führt. Zusammensetzungen, die mehr als 1.200 Teile des Füllstoffs enthalten, weisen eine höhere Viskosität auf, was das Formen negativ beeinflusst. Es wird empfohlen, anorganische Füllstoffe zu verwenden, die mit Silan-Haftvermittlern oberflächenbehandelt worden sind, um die Haftfestigkeit zwischen dem Harz und der Füllstoffoberfläche zu erhöhen.
Falls gewünscht kann die Epoxyharzzusammesentzung gemäß vorliegender Erfindung weiters verschiedene Additive enthalten. Beispiele für Additive sind spannungssenkende Mittel, wie z. B. thermoplastische Harze, thermoplastische Elastomere, organische Synthesekautschuke und Silikone, Wachse, wie z. B. Carnaubawachs, Fettsäuren und Metallsalze, wie z. B. Stearinsäure, Pigmente, wie z. B. Ruß, Kobalt-Blau und rotes Eisenoxid, Silan-Haftvermittler, wie z. B. Glycidoxypropyltrimethoxysilan, Oberflächenbehandlungsmittel, wie z. B. Alkyltitanate, Oxidationshemmer und Halogenfänger.
Die Epoxyharzzusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung wird hergestellt, indem beispielsweise vorbestimmte Mengen der obengenannten grundlegenden und optionalen Komponenten gleichmäßig gerührt und vermischt werden und das Gemisch mit einem Kneter, einer Heißwalzenmühle oder einem auf 70 bis 95ºC vorgeheizten Extruder geknetet, abgekühlt und zu Chips zerkleinert wird.
Derartige Harzzusammensetzungen erweisen sich als nützlich, um verschiedene Halbleitervorrichtungen damit einzukapseln. Die Zusammensetzung kann nach jeder herkömmlichen Technik, wie z. B. Presspritzen, Spritzguss und Gießen geformt werden. Niederdruck-Spritzpressen ist für die Epoxyharzzusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung wirksam. VVünschenswerterweise wird die Epoxyharzzusammensetzung bei einer Temperatur von 150 bis 180ºC für 30 bis 180 s geformt und bei einer Temperatur von 150 bis 180ºC für 2 bis 16 h nachgehärtet.

BEISPIELE

Beispiele für die vorliegende Erfindung werden nachstehend zur Veranschaulichung, nicht jedoch zur Einschränkung angeführt. Alle Teile sind Gewichtsteile.

Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3

Epoxyharzzusammensetzungen wurden durch gleichförmiges Schmelzmischen der in Tabelle 1 gezeigten Komponenten in einer Doppelheißwalzenmühle, gefolgt von Abkühlen und Zerkleinerung, hergestellt. Tabelle 1
1 hergestellt von Nihon Kayaku K.K., EOCN-4400, Epoxyäquivalent 190
2 hergestellt von Yuka Sheil Epoxy K.K, YX-4000f-IK, Epoxyäquivalent 190
3 Meiwa Kasei K.K., DL-92 Phenol-Novolak-Harz, Phenoläquivalent 110
4 hergestellt von Nihon Kayaku K.K., BREN-105, Epoxyäquivalent 280, Bromgehalt 35%
5 hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Itd., KBM-403
Diese Zusammensetzungen wurden mit den folgenden Tests untersucht. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.

(1) Spiralffuss

Unter Einsatz einer Form, wie von der EMMI-Norm vorgeschrieben, wurde die Spiralfluss unter folgenden Bedingungen gemessen: 175ºC, 70 kg/cm² und Formzeit 120 s.

(2) Gelierzeit

Die Gelierzeit der Zusammensetzung wurde auf einer heißen Platte bei 175ºC gemessen.

(3) Formhärte

Ein Stab mit 10 · 4 · 100 mm wurde bei 175ºC und 10 kg/cm² für 120 s gemäß JIS K- 6911 geformt. Die Härte des Stabs wurde in heißem Zustand mit einem Barcol-Härtetester gemessen.

(4) Reflow-Reißen

Eine flache Packung mit 14 · 20 · 2,1 mm wurde bei 175ºC und 70 kg/cm² für 120 s geformt und bei 180ºC für 4 h nachgehärtet. Sie wurde zur Wasserabsorption in einem Behälter mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit von 85ºC bzw. 85% r.L. 75 h lang stehengelassen und dann für 30 s in ein Lötmittelbad mit 240ºC getaucht.

(5) Flammhemmung

Eine 1,6 mm (1/16 Zoll) dicke Platte wurde geformt und nach der UL-94-Norm auf Flammhemmung untersucht.

(6) Hochtemperaturbeständigkeit

Ein Simulationselement mit einer Aluminiumverdrahtung auf einem Siliziumchip und einem teilweise goldplattierten 42-Legierungs-Leiterrahmen vurde mit einem Golddraht mit 30 um Durchmesser verbunden. Die Anordnung wurde mit einer Eppoxyharz-Zu sammensetzung vergossen, indem sie bei 175ºC und 70 kg/cm² 120 s lang geformt wurde, wobei ein 14 Pin-DIL-Gehäuse erhalten wurde. Die Packung wurde bei 180ºC 4 h lang nachgehärtet und in einem Trockner bei 200ºC für eine vorbestimmte Zeit (0, 96 und 168 h) stehengelassen. Nachdem das gehärtete Harz in rauchender Salpetersäure weggelöst vorden war, wurden die verbundenen Abschnitte an der Chipseite auf ihre Scherfestigkeit gemessen. Tabelle 2
Wie aus den Ergebnissen aus Tabelle 2 zu entnehmen ist, ergeben die Epoxyharz-Zusammensetzungen, die einen phosphorhältigen Flammhemmer im Schutzumfang der Erfindung enthalten, gehärtete Produkte mit verbesserter Hochtemperaturbeständigkeit, Flammhemmung und Reflow-Reißfestigkeit.

Bezugsbeispiel 1: Synthese von Verbindungen der Formel (2)

In einem Reaktor, der mit einem Rückflusskühler und einer Abgas-Abfuhreinheit ausgestattet war, wurden 3,78 kg (17 Mol) 2,5-Di-tert-butylhydrochinon, 3 kg Ethylacetat und 0,170 kg Pyridin durch Rühren unter trockenem Stickstoff sorgfältig vermischt. Nachdem der Reaktor auf eine Innentemperatur von 60ºC erhitzt worden war, wurden dem Gemisch innerhalb von 30 min 4,67 kg (34 Mol) Phosphortrichlorid mit 60ºC zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde für etwa eine Stunde bei einer Innentemperatur von etwa 74ºC am Rückfluss gehalten. Dann wurde eine Lösung von 4,15 kg (34 Mol) 2,6-Dimethylphenol in 3 kg Ethylacetat dem Gemisch innerhalb einer Stunde bei einer Innentemperatur von 75 bis 77ºC zugegeben. Die resultierende braune Lösung wurde für 1-1/2 h rückflusserhitzt und dann auf etwa 25ºC abgekühlt. Eine Lösung von 3,74 kg (34 Mol) Hydrochinon in 9 kg Ethylacetat und 2,7 kg Aceton bei 25ºC wurde der Reaktionslösung innerhalb von etwa 2 min zugetropft, 4,66 kg (46 Mol) Triethylamin wurden zugegeben, und das resultierende Gemisch wurde für weitere 30 min gerührt. Dem Gemisch wurden innerhalb etwa einer Stunde 3,86 kg 30%iges H&sub2;O&sub2; zugegeben. Das Gemisch wurde für weitere 2 h gerührt, während der Reaktor auf einer Temperatur von 30 bis 35ºC gehalten wurde. Das resultierende Gemisch wurde zweimal mit 1 N HCl und einmal mit 0,1 N HCl gewaschen. Die organische Phase wurde abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum das Lösungsmittel abgestrippt. Schließlich wurde der feste Rückstand für weitere 30 min im Hochvakuum getrocknet, was 8,33 kg (theoretische Ausbeute: 71%) des Endproduktes ergab. Laut GPC-Analyse besaß es ein Mn = 700 und ein Mw = 2.947. Die Ergebnisse der Elementaranalyse werden nachstehend gezeigt: Der Chlor-Gehalt lag unter 0,3%.

Bezugsbeispiel 2: Synthese von Verbindungen der Formel (3)

In einem Reaktor, der mit einem Rückflusskühler und einer Abgas-Abfuhreinheit ausgestattet war, wurden 22,22 g (0,1 Mol) 2,5-Di-tert-butylhydrochinon, 17,5 g Ethylacetat und 1,05 g Pyridin durch Rühren unter trockenem Argon sorgfältig vermischt. Dem Gemisch wurden 27,5 g (0,2 Mol) Phosphortrichlorid zugegeben. Das resultierende Gemisch wurde langsam erhitzt und für etwa 1 h am Rückfluss gehalten. Dann wurde dem Gemisch innerhalb von etwa 10 min eine Lösung von 24,4 g (0,2 Mol) 2,6-Dimethylphenol in 17,5 g Ethylacetat zugegeben. Die resultierende braune Lösung wurde unter Rückfluss 1-1/2 h lang gerührt und dann auf etwa 25ºC abgekühlt. Der Reaktionslösung wurde eine Lösung von 25,22 g (0,2 Mol) 1,3,5-Trihydroxybenzol in 52 g Ethylacetat und 15,5 g Aceton unter Eiskühlung innerhalb von etwa 15 min zugetropft, 27,35 g (0,27 Mol) Triethylamin wurden innerhalb von 30 min unter Eiskühlung zugegeben, und das resultierende Gemisch wurde für weitere 30 min gerührt. Dem Gemisch wurden 2,67 g 30%iges H&sub2;O&sub2; langsam zugegeben. Das Gemisch wurde für weitere 2 h gerührt. Daraufhin wurde, wie in Bezugsbeispiel 1, die Endverbindung isoliert und getrocknet.
Das resultierende braune harzartige Material hatte einen Erweichungspunkt von 156,6 bis 171,2ºC. Die Ergebnisse der Elementaranalyse werden nachstehend gezeigt. Der Hydroxylgehalt betrug 5,65 mÄqu./g.
Es sind zwar einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden, es können aber im Lichte der obigen Lehren viele Modifikationen und Variationen daran vorgenommen werden. Es versteht sich daher, dass die Erfindung auf andere Weise praktisch durchgeführt werden kann, als spezifisch in den Ausführungsformen beschrieben.

Claims

1. Epoxyharz-Zusammensetzung zum Einkapseln von Halbleitern, umfassend:

(A) 20 bis 80 Gewichtsteile Epoxyharz,

(B) 20 bis 80 Gewichtsteile Härter, wobei die Summe aus (A) und (B) 100 Gewichtsteile beträgt,

(C) 0,1 bis SO Gewichtsteile einer Verbindung der allgemeinen Formel (1), pro 100 Gewichtsteile an (A+B), und

(D) 200 bis 1.200 Gewichtsteile anorganischer Füllstoff, pro 100 Gewichtsteile an (A+ B),

wobei die allgemeine Formel (1) lautet:

worin

die Gruppen R¹ und R² aus C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylresten ausgewählt sind;

die Gruppen R³ und R&sup4; aus H und C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylresten ausgewählt sind;

jedes R&sup5; ein Wasserstoffatom, ein Hydroxylrest oder ein Rest

R&sup6; und R&sup7; aus H, dem Hydroxylrest und Resten ausgewählt sind, die durch

dargestellt sind,

R&sup8; und R&sup9; jeweils ein Wasserstoffatom oder Methylrest sind, und

n eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Verbindung der Formel (1) eine Verbindung der folgenden Formel (2) oder (3) ist:

worin m eine ganze Zahl von 1 bis 11 ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, die weiter umfasst:

(E) eine Flammhemmhilfe in Form eines phosphorhältigen Verbindung der folgenden Formel (4) oder (5):

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin Epoxyharz (A) ein Epoxyharz vom Biphenyltyp ist.

5. Halbleitervorrichtung, die mit einer gehärteten Epoxyharzzusammensetzung zum Einkapseln von Halbleitern nach einem der Ansprüche 1 bis 4 eingekapselt ist.

6. Verfahren, umfassend die Herstellung einer Epoxyharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

7. Verwendung einer Verbindung der Formel (1), wie in Anspruch 1 definiert, um einer Epoxyharzzusammensetzung Flammhemm-Eigenschatten zu verleihen.