JP2000273281A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

Info

Publication number
JP2000273281A
JP2000273281A JP11074666A JP7466699A JP2000273281A JP 2000273281 A JP2000273281 A JP 2000273281A JP 11074666 A JP11074666 A JP 11074666A JP 7466699 A JP7466699 A JP 7466699A JP 2000273281 A JP2000273281 A JP 2000273281A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
resin composition
resin
weight
molecule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11074666A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ayako Mizushima
彩子 水島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP11074666A priority Critical patent/JP2000273281A/en
Publication of JP2000273281A publication Critical patent/JP2000273281A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an epoxy resin composition for semiconductor sealing use free from both halogens and antimony and excellent in flame retardancy, high- temperature storage characteristics and reliability in moistureproofness. SOLUTION: This epoxy resin composition is characterized by essentially comprising (A) phenolic resin(s) containign 30-100 wt.% of novolak-type phenolic resin containing biphenyl derivative and/or naphthalene derivative in the molecule, (B) an epoxy resin, (C) a curing promoter, (D) an inorganic filler, and (E) at least one kind selected from zinc molybdate-coated fused spherical silica, zinc molybdate-coated talc, and zinc borate.

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、ハロゲン系難燃
剤、アンチモン化合物を含まず、難燃性、信頼性に優れ
た半導体封止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いて
半導体素子を封止してなる半導体装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for encapsulating a semiconductor which does not contain a halogen-based flame retardant or an antimony compound and has excellent flame retardancy and reliability, and encapsulates a semiconductor element using the same. The present invention relates to a semiconductor device comprising:

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ダイオード、トランジスタ、集積
回路等の電子部品は、主にエポキシ樹脂組成物で封止さ
れている。これらの樹脂組成物中には、難燃性を付与す
るためにハロゲン系難燃剤、及びアンチモン化合物が配
合されている。この要求に対して、水酸化アルミニウム
や水酸化マグネシウム等の水酸化物が検討されてきた
が、多量に配合しないと難燃性の効果が発現せず、又、
不純物が多く耐湿信頼性に問題があることから実用化さ
れていない。又、赤リン系の難燃剤は少量の添加で効果
があり、樹脂組成物の難燃化に有用であるが、赤リンは
微量の水分と反応し、ホスフィンや腐食性のリン酸を生
じるため、耐湿信頼性に問題がある。難燃性、高温保管
特性、及び耐湿信頼性が両立し、ハロゲン系難燃剤、及
びアンチモン化合物を使用しない樹脂組成物が求められ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, electronic components such as diodes, transistors, and integrated circuits are mainly sealed with an epoxy resin composition. These resin compositions contain a halogen-based flame retardant and an antimony compound in order to impart flame retardancy. In response to this requirement, hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide have been studied, but if not added in large amounts, the flame-retardant effect does not appear,
It has not been put to practical use because of the large amount of impurities and the problem of moisture resistance reliability. In addition, red phosphorus-based flame retardants are effective with a small amount of addition, and are useful for flame retardation of resin compositions.However, red phosphorus reacts with a small amount of water to produce phosphine and corrosive phosphoric acid. , There is a problem in the moisture resistance reliability. There is a need for a resin composition that is compatible with flame retardancy, high-temperature storage characteristics, and moisture resistance reliability and that does not use a halogen-based flame retardant or an antimony compound.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形性、難
燃性、高温保管特性、及び耐湿信頼性に優れた半導体封
止用エポキシ樹脂組成物、及びこれを用いて半導体素子
を封止してなる半導体装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which is excellent in moldability, flame retardancy, high-temperature storage characteristics, and humidity resistance, and for encapsulating a semiconductor element using the same. A semiconductor device is provided.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、(A)フェノ
ール樹脂、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化促進剤、
(D)無機充填材、(E)モリブデン酸亜鉛で被覆され
た溶融球状シリカ、又はモリブデン酸亜鉛で被覆された
タルク、及びほう酸亜鉛の中から選ばれる1種以上を必
須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹
脂組成物で、より好ましい態様としてフェノール樹脂及
びエポキシ樹脂は、分子中にビフェニル誘導体及び/又
はナフタレン誘導体を含むノボラック型フェノール樹脂
を総フェノール樹脂量中に30〜100重量%含むフェ
ノール樹脂、分子中にビフェニル誘導体及び/又はナフ
タレン誘導体を含むノボラック型エポキシ樹脂を総エポ
キシ樹脂中に30〜100重量%含む半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物、及びこれらの樹脂組成物により半導体
素子が封止されている樹脂封止型半導体装置である。
The present invention comprises (A) a phenolic resin, (B) an epoxy resin, (C) a curing accelerator,
(D) an inorganic filler, (E) fused spherical silica coated with zinc molybdate, or talc coated with zinc molybdate, and at least one selected from zinc borate as essential components. In a more preferred embodiment, the phenolic resin and the epoxy resin are a novolak-type phenol resin containing a biphenyl derivative and / or a naphthalene derivative in a molecule in an amount of 30 to 100% by weight in the total phenol resin amount. % Of a phenolic resin, a novolak-type epoxy resin containing a biphenyl derivative and / or a naphthalene derivative in a molecule thereof in an amount of 30 to 100% by weight in a total epoxy resin, and a semiconductor using these resin compositions. This is a resin-sealed semiconductor device in which elements are sealed.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明では、難燃性の高い特定の
フェノール樹脂及び/又は特定のエポキシ樹脂、モリブ
デン酸亜鉛で被覆された無機充填材、及びほう酸亜鉛の
中から選ばれる1種以上を組み合わせることにより、成
形性、難燃性、高温保管性及び耐湿信頼性に優れる樹脂
組成物を見いだしたものである。本発明で用いるフェノ
ール樹脂は、分子中にビフェニル誘導体及び/又はナフ
タレン誘導体を含むノボラック構造を有するフェノール
樹脂で、エポキシ樹脂は、分子中にビフェニル誘導体及
び/又はナフタレン誘導体を含むノボラック構造を有す
るエポキシ樹脂であり、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
の分子中にビフェニル誘導体やナフタレン誘導体の芳香
族環を含有するものである。フェノール樹脂及びエポキ
シ樹脂にビフェニル誘導体やナフタレン誘導体の芳香族
環が含まれると分子間の結合エネルギーが大きくなり燃
焼による分解が起こりにくくなり難燃性が発現する。フ
ェノール樹脂あるいはエポキシ樹脂の分子中の芳香族環
数は多い方、すなわちナフタレンよりアントランセンの
方が燃えにくくなり難燃性は向上するが、軟化点が高く
なりすぎ流動性に問題があり、ビフェニル誘導体、ナフ
タレン誘導体が難燃性と流動性のバランスが良く、最適
である。又、反応性を制御することにより、更に難燃性
を向上させることができる。即ち、総エポキシ樹脂のエ
ポキシ基数に対する総フェノール樹脂のフェノール性水
酸基数の比を大きくすると難燃性が、更に向上する。こ
れは、樹脂組成物中にエポキシ基と反応せずに余った水
酸基が存在しており、樹脂組成物の硬化物を燃焼させる
際、残余の水酸基同士の脱水熱分解による吸熱反応が起
こるためである。総エポキシ樹脂のエポキシ基数に対す
る総フェノール樹脂のフェノール性水酸基数の比は2以
下が好ましく、2を越えると反応性が極端に低下する。
又、吸水率が増加し耐湿信頼性が低下するため、より好
ましいのは1.0〜1.5である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, at least one selected from the group consisting of a specific phenol resin and / or a specific epoxy resin having high flame retardancy, an inorganic filler coated with zinc molybdate, and zinc borate. By combining these, a resin composition having excellent moldability, flame retardancy, high-temperature storage properties, and moisture resistance reliability has been found. The phenol resin used in the present invention is a phenol resin having a novolak structure containing a biphenyl derivative and / or a naphthalene derivative in a molecule, and the epoxy resin is an epoxy resin having a novolak structure containing a biphenyl derivative and / or a naphthalene derivative in a molecule. And a molecule of a phenol resin or an epoxy resin containing an aromatic ring of a biphenyl derivative or a naphthalene derivative. When the aromatic ring of the biphenyl derivative or the naphthalene derivative is contained in the phenol resin or the epoxy resin, the bonding energy between the molecules becomes large, and the decomposition by combustion hardly occurs, and the flame retardancy is exhibited. Anthracene, which has a larger number of aromatic rings in the molecule of the phenolic resin or epoxy resin, that is, anthracene is more difficult to burn than naphthalene, and the flame retardancy is improved, but the softening point is too high and there is a problem in fluidity. The naphthalene derivative is optimal because it has a good balance between flame retardancy and fluidity. Further, by controlling the reactivity, the flame retardancy can be further improved. That is, when the ratio of the number of phenolic hydroxyl groups of the total phenolic resin to the number of epoxy groups of the total epoxy resin is increased, the flame retardancy is further improved. This is because there is an excess hydroxyl group that does not react with the epoxy group in the resin composition, and when burning a cured product of the resin composition, an endothermic reaction occurs due to dehydration thermal decomposition of the remaining hydroxyl groups. is there. The ratio of the number of phenolic hydroxyl groups in the total phenolic resin to the number of epoxy groups in the total epoxy resin is preferably 2 or less, and if it exceeds 2, the reactivity is extremely reduced.
Further, since the water absorption rate increases and the moisture resistance reliability decreases, more preferred is 1.0 to 1.5.

【0006】本発明で用いるフェノール樹脂は、分子中
にビフェニル誘導体及び/又はナフタレン誘導体を含む
ノボラック構造のフェノール樹脂であり、具体的にはビ
フェニル誘導体を含むノボラック構造のフェノール樹脂
は、式(1)で示される。式(1)で示されるフェノー
ル樹脂は、フェノールとビスメトキシメチルビフェニル
をフリーデル・クラフツ・アルキル化反応により得られ
る樹脂である。式(1)のnは1〜10であり、nが1
0を越えると樹脂の溶融粘度が高くなりすぎ流動性が低
下する。難燃性の特性を発現させるには、式(1)で示
されるフェノール樹脂を総フェノール樹脂中に30重量
%以上、好ましくは50重量%以上配合することが望ま
しい。30重量%未満であると難燃性が不十分である。
具体的なナフタレン誘導体を含むノボラック構造のフェ
ノール樹脂は、式(3)で示される。式(3)のnは1
〜10であり、nが10を越えると樹脂の溶融粘度が高
くなりすぎ流動性が低下する。難燃性の特性を発現させ
るには、式(3)で示されるフェノール樹脂を総フェノ
ール樹脂中に30重量%以上、好ましくは50重量%以
上配合することが望ましい。30重量%未満であると難
燃性が不十分である。本発明のフェノール樹脂と併用で
きる他のフェノール樹脂としては、1分子内にフェノー
ル性水酸基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポ
リマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定す
るものではないが、例えば、フェノールノボラック樹
脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン
変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ト
リフェノールメタン型樹脂等が挙げられ、これらは単独
でも混合して用いても差し支えない。特に、フェノール
ノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール
樹脂、テルペン変性フェノール樹脂等が好ましい。
The phenolic resin used in the present invention is a phenolic resin having a novolak structure containing a biphenyl derivative and / or a naphthalene derivative in the molecule. More specifically, the phenolic resin having a novolak structure containing a biphenyl derivative has the formula (1) Indicated by The phenol resin represented by the formula (1) is a resin obtained by a Friedel-Crafts alkylation reaction between phenol and bismethoxymethylbiphenyl. In the formula (1), n is 1 to 10, and n is 1
If it exceeds 0, the melt viscosity of the resin becomes too high and the fluidity decreases. In order to exhibit flame-retardant properties, it is desirable that the phenolic resin represented by the formula (1) is incorporated in the total phenolic resin in an amount of 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more. If it is less than 30% by weight, the flame retardancy is insufficient.
A specific phenolic resin having a novolak structure containing a naphthalene derivative is represented by the formula (3). N in the equation (3) is 1
When n exceeds 10, the melt viscosity of the resin becomes too high and the fluidity decreases. In order to exhibit the flame-retardant property, it is desirable that the phenolic resin represented by the formula (3) is blended in an amount of 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more in the total phenolic resin. If it is less than 30% by weight, the flame retardancy is insufficient. Other phenolic resins that can be used in combination with the phenolic resin of the present invention include monomers, oligomers, and polymers generally having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and their molecular weight and molecular structure are not particularly limited, For example, a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a dicyclopentadiene-modified phenol resin, a terpene-modified phenol resin, a triphenolmethane-type resin, and the like can be used, and these may be used alone or as a mixture. Particularly, a phenol novolak resin, a dicyclopentadiene-modified phenol resin, a terpene-modified phenol resin and the like are preferable.

【0007】本発明で用いるエポキシ樹脂は、分子中に
ビフェニル誘導体及び/又はナフタレン誘導体を含むノ
ボラック構造のエポキシ樹脂であり、具体的にはビフェ
ニル誘導体を含むノボラック構造のエポキシ樹脂は、式
(1)のフェノール樹脂をグリシジルエーテル化させて
得られ、式(2)で示される。式(2)のnは1〜10
であり、nが10を越えると樹脂の溶融粘度が高くなり
すぎ流動性が低下する。難燃性の特性を発現させるに
は、式(2)で示されるエポキシ樹脂を総エポキシ樹脂
中に30重量%以上、好ましくは50重量%以上配合す
ることが望ましい。30重量%未満であると難燃性が不
十分である。具体的なナフタレン誘導体を含むノボラッ
ク構造のエポキシ樹脂は、式(3)のフェノール樹脂を
グリシジルエーテル化させて得られ、式(4)で示され
る。式(4)のnは1〜10であり、nが10を越える
と樹脂の溶融粘度が高くなりすぎ流動性が低下する。難
燃性の特性を発現させるには、式(4)で示されるエポ
キシ樹脂を総エポキシ樹脂中に30重量%以上、好まし
くは50重量%以上配合することが望ましい。30重量
%未満であると難燃性が不十分である。本発明のエポキ
シ樹脂と併用できる他のエポキシ樹脂としては、1分子
内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマ
ー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に
限定するものではないが、例えば、ビフェニル型エポキ
シ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型
エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノール
メタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメ
タン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、
ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等
が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支
えない。
[0007] The epoxy resin used in the present invention is a novolak structure epoxy resin containing a biphenyl derivative and / or a naphthalene derivative in the molecule. Specifically, the novolak structure epoxy resin containing a biphenyl derivative has the formula (1) Is obtained by glycidyl etherification of the phenol resin of the formula (1), and is represented by the formula (2). N in the expression (2) is 1 to 10
When n exceeds 10, the melt viscosity of the resin becomes too high and the fluidity decreases. In order to exhibit the flame-retardant property, it is desirable to mix the epoxy resin represented by the formula (2) in the total epoxy resin in an amount of 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more. If it is less than 30% by weight, the flame retardancy is insufficient. A specific epoxy resin having a novolak structure containing a naphthalene derivative is obtained by subjecting a phenol resin of the formula (3) to glycidyl etherification and represented by the formula (4). In the formula (4), n is 1 to 10. When n exceeds 10, the melt viscosity of the resin becomes too high, and the fluidity decreases. In order to exhibit the flame retardant property, it is desirable to mix the epoxy resin represented by the formula (4) in the total epoxy resin in an amount of 30% by weight or more, preferably 50% by weight or more. If it is less than 30% by weight, the flame retardancy is insufficient. Other epoxy resins that can be used in combination with the epoxy resin of the present invention include monomers, oligomers, and polymers generally having two or more epoxy groups in one molecule, and their molecular weight and molecular structure are not particularly limited. , Biphenyl type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin,
Cresol novolak epoxy resin, triphenolmethane epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane epoxy resin, epoxy resin containing triazine nucleus,
Examples thereof include dicyclopentadiene-modified phenol type epoxy resins, and these may be used alone or in combination.

【0008】本発明に用いる硬化促進剤としては、エポ
キシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させる
ものであればよく、一般に封止材料に使用するものを使
用することができる。例えば、1,8−ジアザビシクロ
(5,4,0)ウンデセン−7、トリフェニルホスフィ
ン、2−メチルイミダゾール、テトラフェニルホスホニ
ウム・テトラフェニルボレート等が挙げられ、これらは
単独でも混合して用いても差し支えない。
As the curing accelerator used in the present invention, any one can be used as long as it promotes a curing reaction between an epoxy group and a phenolic hydroxyl group, and those generally used for a sealing material can be used. For example, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, triphenylphosphine, 2-methylimidazole, tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate and the like can be mentioned, and these may be used alone or as a mixture. Absent.

【0009】本発明に用いる無機充填材としては、一般
に封止材料に使用されているものを使用することができ
る。例えば、溶融シリカ粉末、結晶シリカ粉末、タル
ク、アルミナ、窒化珪素等が挙げられ、これらは単独で
も混合して用いても差し支えない。これらの配合量とし
ては、後述のモリブデン酸亜鉛のコア材として用いる無
機系物質も含め、成形性と耐半田クラック性のバランス
から、全樹脂組成物中に60〜95重量%含有すること
が好ましい。60重量%未満だと、吸水率の上昇に伴う
耐半田クラック性が低下し、95重量%を越えると、ワ
イヤースィープ及びパッドシフト等の成形性の問題が生
じ、好ましくない。
As the inorganic filler used in the present invention, those generally used for a sealing material can be used. For example, fused silica powder, crystalline silica powder, talc, alumina, silicon nitride and the like can be mentioned, and these may be used alone or in combination. The amount of these components is preferably 60 to 95% by weight in the total resin composition in consideration of the balance between moldability and solder crack resistance, including the inorganic substance used as a core material of zinc molybdate described later. . If it is less than 60% by weight, the solder cracking resistance decreases with an increase in water absorption, and if it exceeds 95% by weight, problems such as wire sweep and pad shift are caused, which is not preferable.

【0010】本発明に用いるモリブデン酸亜鉛は、難燃
剤として作用するものである。モリブデン酸亜鉛は、従
来、塩化ビニル樹脂の発煙抑制剤、難燃剤として有効で
あることが知られているが、半導体用封止材料には適用
されていなかった。モリブデン酸亜鉛の難燃機構につい
ては、燃焼時にモリブデン酸亜鉛が、硬化した樹脂成分
の炭化を促進することが知られており、これにより空気
中の酸素との遮断が起こり、燃焼が止まり難燃化が達成
されると考えられる。
[0010] The zinc molybdate used in the present invention acts as a flame retardant. Zinc molybdate is conventionally known to be effective as a smoke suppressant and flame retardant for vinyl chloride resins, but has not been applied to semiconductor encapsulants. Regarding the flame retardant mechanism of zinc molybdate, it is known that zinc molybdate promotes the carbonization of the cured resin component during combustion, which shuts off oxygen in the air, stops combustion, and stops flame retardation. Is considered to be achieved.

【0011】又、モリブデン酸亜鉛は単独で用いてもよ
いが、吸湿し易い傾向があり、配合量が多くなると半導
体装置の吸湿率が高くなり、耐湿信頼性が低下するおそ
れがあり、又、成形性が低下する。従って、無機系物
質、例えば、遷移金属、シリカ、アルミナクレー、タル
ク、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、窒化アルミニウム、窒
化珪素、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム等のコア
材をモリブデン酸亜鉛で被覆したものが挙げられるが、
コア材としては、溶融球状シリカ又はタルクが取り扱い
易さ、コストの点から好ましい。コア材を被覆すること
により、難燃剤として表面のモリブデン酸亜鉛のみが作
用することになり、モリブデン酸亜鉛を多量に配合せず
に済むので吸湿率の上昇を抑え、成形性も改良すること
ができる。
Although zinc molybdate may be used alone, it tends to absorb moisture easily, and if the amount is too large, the moisture absorption rate of the semiconductor device increases, and the moisture resistance reliability may decrease. Moldability decreases. Accordingly, inorganic materials, for example, transition metals, silica, alumina clay, talc, zinc oxide, calcium carbonate, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum silicate, magnesium silicate, and other core materials coated with zinc molybdate are exemplified. But,
As the core material, fused spherical silica or talc is preferable in terms of ease of handling and cost. By coating the core material, only zinc molybdate on the surface acts as a flame retardant, and it is not necessary to mix a large amount of zinc molybdate, so that the increase in the moisture absorption rate can be suppressed and the moldability can be improved. it can.

【0012】溶融球状シリカ又はタルクに対するモリブ
デン酸亜鉛の被覆量としては、5〜40重量%が好まし
い。溶融球状シリカ又はタルクをモリブデン酸亜鉛で被
覆したものの平均粒径としては、0.5〜30μm、最
大粒径としては75μm以下が好ましい。全樹脂組成物
中のモリブデン酸亜鉛の配合量は、0.05〜5重量%
が好ましく、更に好ましくは0.1〜3重量%である。
0.05重量%未満だと難燃性が得られず、5重量%を
越えると樹脂組成物中のイオン性不純物が増加し、プレ
ッシャークッカーテスト等における耐湿信頼性が低下
し、成形性も低下するので好ましくない。本発明の、溶
融球状シリカ又はタルクをモリブデン酸亜鉛で被覆した
ものは、例えば、以下のようにして得られる。酸化モリ
ブデンと溶融球状シリカ又はタルクを水に混合してスラ
リーを作り、70℃に加熱し、このスラリーに酸化亜鉛
のスラリーをゆっくり混合し、1時間ほど攪拌する。濾
過により固形物を取り出し、110℃で水分を除去した
後、粉砕する。その後550℃で8時間焼成することに
より得られる。
The coating amount of zinc molybdate to fused spherical silica or talc is preferably 5 to 40% by weight. The average particle size of the fused spherical silica or talc coated with zinc molybdate is preferably 0.5 to 30 μm, and the maximum particle size is preferably 75 μm or less. The amount of zinc molybdate in the total resin composition is 0.05 to 5% by weight.
And more preferably 0.1 to 3% by weight.
If the content is less than 0.05% by weight, flame retardancy cannot be obtained. If the content exceeds 5% by weight, ionic impurities in the resin composition increase, and the moisture resistance reliability in a pressure cooker test or the like decreases, and the moldability also decreases. Is not preferred. The present invention obtained by coating fused spherical silica or talc with zinc molybdate can be obtained, for example, as follows. A slurry is prepared by mixing molybdenum oxide and fused spherical silica or talc in water, heated to 70 ° C., and a slurry of zinc oxide is slowly mixed with the slurry and stirred for about 1 hour. The solid is taken out by filtration, and after removing water at 110 ° C., it is pulverized. Thereafter, it is obtained by firing at 550 ° C. for 8 hours.

【0013】本発明に用いるほう酸亜鉛は、モリブデン
酸亜鉛と同様に、難燃剤として作用する。ほう酸亜鉛は
難燃性と耐湿信頼性との兼ね合いから4ZnO・B23
・H2Oや2ZnO・3B23・3.5H2Oが好まし
く、特に、成形性との兼ね合いから4ZnO・B23
2Oがより好ましい。本発明のほう酸亜鉛は、市場よ
り容易に入手することができる。ほう酸亜鉛の配合量と
しては、全樹脂組成物中に1〜20重量%含有すること
が好ましく、更に好ましくは1〜5重量%である。1重
量%未満だと難燃性が不足し、20重量%を超えると耐
湿信頼性、成形性が低下するので好ましくない。モリブ
デン酸亜鉛の難燃機構は硬化した樹脂成分の炭化の促進
であり、ほう酸亜鉛の難燃機構は水分の放出とガラス状
被覆の形成である。これらは単独でも難燃剤として使用
されるが、ビフェニル誘導体やナフタレン誘導体を含む
フェノール樹脂及びエポキシ樹脂のような熱分解が起こ
りにくい樹脂と併用することにより、それぞれの難燃機
構が助長され、飛躍的に高い難燃性を得ることができ
る。
The zinc borate used in the present invention acts as a flame retardant, like zinc molybdate. Zinc borate is 4ZnO.B 2 O 3 because of its balance between flame retardancy and humidity resistance.
· H 2 O and 2ZnO · 3B 2 O 3 · 3.5H 2 O are preferred, in particular, 2 O 3 · 4ZnO · B from consideration of the moldability
H 2 O is more preferred. The zinc borate of the present invention can be easily obtained from the market. The content of zinc borate is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 1 to 5% by weight, based on the whole resin composition. If it is less than 1% by weight, the flame retardancy is insufficient, and if it exceeds 20% by weight, the moisture resistance reliability and the moldability are undesirably reduced. The flame retarding mechanism of zinc molybdate is to promote the carbonization of the cured resin component, and the flame retarding mechanism of zinc borate is to release moisture and form a glassy coating. These are used alone as flame retardants, but when used in combination with resins that are unlikely to thermally decompose, such as phenolic resins and epoxy resins containing biphenyl derivatives and naphthalene derivatives, their respective flame retardant mechanisms are promoted and dramatically improved. High flame retardancy can be obtained.

【0014】本発明の樹脂組成物は、(A)〜(E)成
分を必須成分とするが、これ以外に必要に応じてシラン
カップリング剤、カーボンブラック等の着色剤、天然ワ
ックス、合成ワックス等の離型剤、及びシリコーンオイ
ル、ゴム等の低応力添加剤等の種々の添加剤を適宜配合
しても差し支えない。又、本発明の樹脂組成物は、
(A)〜(E)成分、及びその他の添加剤等をミキサー
等を用いて充分に均一に混合した後、更に熱ロール又は
ニーダー等で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。本
発明の樹脂組成物を用いて、半導体等の各種の電子部品
を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファー
モールド、コンプレッションモールド、インジェクショ
ンモールド等の従来からの成形方法で硬化成形すればよ
い。
The resin composition of the present invention comprises the components (A) to (E) as essential components, but if necessary, a silane coupling agent, a coloring agent such as carbon black, a natural wax, and a synthetic wax. And various additives such as low-stress additives such as silicone oil and rubber. Further, the resin composition of the present invention,
After sufficiently mixing the components (A) to (E) and other additives and the like using a mixer or the like, the mixture is further melt-kneaded with a hot roll or a kneader, cooled, and pulverized. Using the resin composition of the present invention, to encapsulate various electronic components such as semiconductors, and to manufacture a semiconductor device, transfer molding, compression molding, injection molding and other conventional molding methods such as curing molding Good.

【0015】[0015]

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。配合割合は重量部とす
る。なお、実施例、及び比較例で用いたエポキシ樹脂、
フェノール樹脂の略号及び構造を、以下にまとめて示
す。 フェノール樹脂(H−1):式(1)のフェノール樹脂
(水酸基当量199g/eq、軟化点76.5℃)
EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to these examples. The mixing ratio is by weight. In addition, the epoxy resin used in the Examples and Comparative Examples,
The abbreviations and structures of the phenolic resins are summarized below. Phenol resin (H-1): phenol resin of formula (1) (hydroxyl equivalent 199 g / eq, softening point 76.5 ° C.)

【化5】 Embedded image

【0016】フェノール樹脂(H−2):式(5)で示
されるフェノール樹脂(水酸基当量210g/eq、軟
化点86℃)
Phenol resin (H-2): a phenol resin represented by the formula (5) (hydroxyl equivalent 210 g / eq, softening point 86 ° C.)

【化6】 Embedded image

【0017】フェノール樹脂(H−3):式(6)で示
されるフェノール樹脂(水酸基当量175g/eq、軟
化点71℃)
Phenol resin (H-3): a phenol resin represented by the formula (6) (hydroxyl equivalent: 175 g / eq, softening point: 71 ° C.)

【化7】 Embedded image

【0018】フェノール樹脂(H−4):式(7)で示
されるフェノール樹脂(水酸基当量104g/eq、軟
化点80℃)
Phenol resin (H-4): a phenol resin represented by the formula (7) (hydroxyl equivalent: 104 g / eq, softening point: 80 ° C.)

【化8】 Embedded image

【0019】エポキシ樹脂(E−1):式(2)で示さ
れるエポキシ樹脂(エポキシ当量274g/eq、軟化
点57.5℃)
Epoxy resin (E-1): an epoxy resin represented by the formula (2) (epoxy equivalent: 274 g / eq, softening point: 57.5 ° C.)

【化9】 Embedded image

【0020】エポキシ樹脂(E−2):式(8)で示さ
れるエポキシ樹脂(エポキシ当量270g/eq、軟化
点62℃)
Epoxy resin (E-2): an epoxy resin represented by the formula (8) (epoxy equivalent: 270 g / eq, softening point: 62 ° C.)

【化10】 Embedded image

【0021】エポキシ樹脂(E−3):式(9)を主成
分とするエポキシ樹脂(エポキシ当量190g/eq、
融点105℃)
Epoxy resin (E-3): an epoxy resin having the formula (9) as a main component (epoxy equivalent 190 g / eq,
(Melting point 105 ° C)

【化11】 Embedded image

【0022】エポキシ樹脂(E−4):式(10)で示
されるエポキシ樹脂(エポキシ当量200g/eq、軟
化点75℃)
Epoxy resin (E-4): an epoxy resin represented by the formula (10) (epoxy equivalent: 200 g / eq, softening point: 75 ° C.)

【化12】 Embedded image

【0023】 実施例1 フェノール樹脂(H−1) 61重量部 エポキシ樹脂(E−1) 84重量部 1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下、DBUという ) 2重量部 溶融球状シリカ 830重量部 エポキシシランカップリング剤 5重量部 難燃剤A(平均粒径18μm、比表面積2.0m2/gの溶融球状シリカ8重 量部当たり、モリブデン酸亜鉛2重量部で被覆したもの。難燃剤Aの平均粒径2 4μm、最大粒径74μm。) 10重量部 カーボンブラック 3重量部 カルナバワックス 5重量部 を常温でスーパーミキサーを用いて混合し、70〜10
0℃でロール混練し、冷却後粉砕して樹脂組成物とし
た。得られた樹脂組成物を以下の方法で評価した。結果
を表1に示す。
Example 1 61 parts by weight of phenolic resin (H-1) 84 parts by weight of epoxy resin (E-1) 2 parts by weight of 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 (hereinafter referred to as DBU) Fused spherical silica 830 parts by weight Epoxysilane coupling agent 5 parts by weight Flame retardant A (coated with 2 parts by weight of zinc molybdate per 8 parts by weight of fused spherical silica having an average particle diameter of 18 μm and a specific surface area of 2.0 m 2 / g) The average particle size of the flame retardant A is 24 μm and the maximum particle size is 74 μm.) 10 parts by weight of carbon black 3 parts by weight Carnauba wax 5 parts by weight are mixed at room temperature using a super mixer, and the mixture is mixed at 70 to 10
Roll kneading was performed at 0 ° C., followed by cooling and pulverization to obtain a resin composition. The obtained resin composition was evaluated by the following method. Table 1 shows the results.

【0024】評価方法 難燃性:低圧トランスファー成形機を用いて175℃、
70kg/cm2、120秒で試験片(127mm×1
2.7mm×3.2mm)を成形し、175℃で8時間
処理した後、UL94垂直法に準じてΣF、Fmaxを測
定し、難燃性の判定を行った。 高温保管特性:低圧トランスファー成形機を用いて17
5℃、70kg/cm2、120秒で16pDIP(チ
ップサイズ3.0mm×3.5mm)を成形し、175
℃で8時間処理した後、高温保管試験(185℃、10
00時間)を行い、配線間の電気抵抗値が初期値に対し
20%増加したパッケージを不良と判定した。15パッ
ケージ中の不良率を百分率で示した。単位は%。 耐湿信頼性:封止したテスト用素子をプレッシャークッ
カー試験(125℃、相対湿度100%)を行い、回路
のオープン不良を測定した。耐湿性をプレッシャークッ
カー試験での不良発生時間とした。
Evaluation method Flame retardancy: 175 ° C. using a low pressure transfer molding machine
A test piece (127 mm × 1) was prepared at 70 kg / cm 2 for 120 seconds.
(2.7 mm × 3.2 mm) and treated at 175 ° C. for 8 hours. Then, ΔF and Fmax were measured in accordance with the UL94 vertical method to determine the flame retardancy. High temperature storage characteristics: 17 using low pressure transfer molding machine
A 16 pDIP (chip size: 3.0 mm × 3.5 mm) was formed at 5 ° C., 70 kg / cm 2 , 120 seconds, and 175
After 8 hours treatment at 185 ° C, 10 hours
00 hours), and the package in which the electric resistance between the wirings increased by 20% from the initial value was determined to be defective. The percentage defective in 15 packages was shown as a percentage. Units%. Moisture resistance reliability: The sealed test element was subjected to a pressure cooker test (125 ° C., 100% relative humidity) to measure the open failure of the circuit. The moisture resistance was defined as a failure occurrence time in a pressure cooker test.

【0025】実施例2〜10、比較例1〜3 表1の配合に従い、実施例1と同様にして樹脂組成物を
作製し、実施例1と同様にして評価した。結果を表1に
示す。実施例8の難燃剤Bは、タルク7重量部当たり、
モリブデン酸亜鉛3重量部で被覆したもの(平均粒径
2.1μm、最大粒径10μm)である。実施例9、1
0のほう酸亜鉛は、4ZnO・B23・H2Oである。
比較例1では難燃剤として臭素化ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂(エポキシ当量365g/eq)を使用し
た。
Examples 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 Resin compositions were prepared in the same manner as in Example 1 according to the formulations shown in Table 1, and evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results. The flame retardant B of Example 8 contained 7 parts by weight of talc,
It was coated with 3 parts by weight of zinc molybdate (average particle size: 2.1 μm, maximum particle size: 10 μm). Examples 9 and 1
Zinc borate of 0 is 4ZnO · B 2 O 3 · H 2 O.
In Comparative Example 1, a brominated bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent: 365 g / eq) was used as a flame retardant.

【表1】 [Table 1]

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明に従うと、ハロゲン、及びアンチ
モンを含まず、成形性に優れた半導体封止用エポキシ樹
脂組成物が得られ、これを用いた半導体装置は難燃性、
高温保管特性、耐湿信頼性に優れる。
According to the present invention, an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation which does not contain halogen and antimony and has excellent moldability can be obtained.
Excellent in high temperature storage characteristics and humidity resistance reliability.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)分子中にビフェニル誘導体及び/
又はナフタレン誘導体を含むノボラック型フェノール樹
脂を総フェノール樹脂中に30〜100重量%含むフェ
ノール樹脂、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化促進剤、
(D)無機充填材、及び(E)モリブデン酸亜鉛で被覆
された溶融球状シリカ、モリブデン酸亜鉛で被覆された
タルク、及びほう酸亜鉛の中から選ばれる1種以上を必
須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポキシ樹
脂組成物。
(A) a biphenyl derivative and / or
Or a phenol resin containing a novolak-type phenol resin containing a naphthalene derivative in an amount of 30 to 100% by weight based on the total phenol resin, (B) an epoxy resin, (C) a curing accelerator,
(D) an inorganic filler; and (E) at least one selected from fused spherical silica coated with zinc molybdate, talc coated with zinc molybdate, and zinc borate as essential components. Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
【請求項2】 (A)フェノール樹脂、(B)分子中に
ビフェニル誘導体及び/又はナフタレン誘導体を含むノ
ボラック型エポキシ樹脂を総エポキシ樹脂中に30〜1
00重量%含むエポキシ樹脂、(C)硬化促進剤、
(D)無機充填材、及び(E)モリブデン酸亜鉛で被覆
されたタルク、及びほう酸亜鉛の中から選ばれる1種以
上を必須成分とすることを特徴とする半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物。
2. A novolak-type epoxy resin containing (A) a phenolic resin and (B) a biphenyl derivative and / or a naphthalene derivative in a molecule in an amount of 30 to 1 in the total epoxy resin.
Epoxy resin containing 00% by weight, (C) a curing accelerator,
An epoxy resin composition for semiconductor encapsulation comprising, as an essential component, at least one selected from (D) an inorganic filler, (E) talc coated with zinc molybdate, and zinc borate.
【請求項3】 総エポキシ樹脂のエポキシ基数に対する
総フェノール樹脂のフェノール性水酸基数の比が、1よ
り大きく2以下である請求項1又は2記載の半導体封止
用エポキシ樹脂組成物。
3. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the ratio of the number of phenolic hydroxyl groups of the total phenolic resin to the number of epoxy groups of the total epoxy resin is more than 1 and 2 or less.
【請求項4】 分子中にビフェニル誘導体を含むノボラ
ック構造のフェノール樹脂が式(1)で示される請求項
1又は3記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化1】 (nは平均値で、1〜10の正数)
4. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the phenol resin having a novolak structure containing a biphenyl derivative in the molecule is represented by the formula (1). Embedded image (N is an average value and a positive number from 1 to 10)
【請求項5】 分子中にビフェニル誘導体を含むノボラ
ック構造のエポキシ樹脂が式(2)で示される請求項2
又は3記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化2】 (nは平均値で、1〜10の正数)
5. The epoxy resin having a novolak structure containing a biphenyl derivative in the molecule is represented by the formula (2).
Or the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to 3. Embedded image (N is an average value and a positive number from 1 to 10)
【請求項6】 分子中にナフタレン誘導体を含むノボラ
ック構造のフェノール樹脂が式(3)で示される請求項
1又は3記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化3】 (nは平均値で、1〜10の正数)
6. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1, wherein the phenol resin having a novolak structure containing a naphthalene derivative in the molecule is represented by the formula (3). Embedded image (N is an average value and a positive number from 1 to 10)
【請求項7】 分子中にナフタレン誘導体を含むノボラ
ック構造のエポキシ樹脂が式(4)で示される請求項2
又は3記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 【化4】 (nは平均値で、1〜10の正数)
7. The epoxy resin having a novolak structure containing a naphthalene derivative in the molecule is represented by the formula (4).
Or the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to 3. Embedded image (N is an average value and a positive number from 1 to 10)
【請求項8】 請求項1〜7記載の半導体封止用エポキ
シ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを
特徴とする半導体装置。
8. A semiconductor device comprising a semiconductor element encapsulated with the epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 1.
JP11074666A 1999-03-19 1999-03-19 Epoxy resin composition and semiconductor device Pending JP2000273281A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11074666A JP2000273281A (en) 1999-03-19 1999-03-19 Epoxy resin composition and semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11074666A JP2000273281A (en) 1999-03-19 1999-03-19 Epoxy resin composition and semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000273281A true JP2000273281A (en) 2000-10-03

Family

ID=13553796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11074666A Pending JP2000273281A (en) 1999-03-19 1999-03-19 Epoxy resin composition and semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000273281A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002121357A (en) * 2000-10-12 2002-04-23 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2002317029A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd Method for producing epoxy resin molding material and semiconductor device
JP2002317102A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
KR100413357B1 (en) * 2000-12-28 2003-12-31 제일모직주식회사 Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device
JP2011057921A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Nippon Steel Chem Co Ltd Epoxy resin composition for sealing and cured product
JP2018178354A (en) * 2017-04-20 2018-11-15 オーチス エレベータ カンパニーOtis Elevator Company Fire resistant synthetic tension member
CN113416349A (en) * 2021-06-18 2021-09-21 佛山金戈新材料股份有限公司 Molybdate composition flame-retardant smoke suppressant and preparation method thereof

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002121357A (en) * 2000-10-12 2002-04-23 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
KR100413357B1 (en) * 2000-12-28 2003-12-31 제일모직주식회사 Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device
JP2002317029A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd Method for producing epoxy resin molding material and semiconductor device
JP2002317102A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4724947B2 (en) * 2001-04-20 2011-07-13 住友ベークライト株式会社 Epoxy resin molding material manufacturing method and semiconductor device
JP2011057921A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Nippon Steel Chem Co Ltd Epoxy resin composition for sealing and cured product
JP2018178354A (en) * 2017-04-20 2018-11-15 オーチス エレベータ カンパニーOtis Elevator Company Fire resistant synthetic tension member
CN113416349A (en) * 2021-06-18 2021-09-21 佛山金戈新材料股份有限公司 Molybdate composition flame-retardant smoke suppressant and preparation method thereof
CN113416349B (en) * 2021-06-18 2022-08-26 佛山金戈新材料股份有限公司 Molybdate composition flame-retardant smoke suppressant and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6190787B1 (en) Epoxy resin compositions for encapsulating semiconductors, and semiconductor devices
JPH11140277A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device produced by using the composition
JP3537082B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH08151505A (en) Epoxy resin composition
JP2000273281A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP3573651B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4677761B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP3339772B2 (en) Epoxy resin composition
JP3389095B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH10152599A (en) Epoxy resin composition
JPH1121423A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device using the same
JP2002212397A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2843244B2 (en) Epoxy resin composition
JP2001354839A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2002356539A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP3003887B2 (en) Resin composition for semiconductor encapsulation
JP2004027062A (en) Epoxy resin composition and semicondcutor device
JP4765150B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2001158852A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2001354840A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2002047393A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2001226564A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2001226561A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH1077390A (en) Epoxy resin composition
JP2003292731A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040218