JP2001122946A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JP2001122946A
JP2001122946A JP2000247180A JP2000247180A JP2001122946A JP 2001122946 A JP2001122946 A JP 2001122946A JP 2000247180 A JP2000247180 A JP 2000247180A JP 2000247180 A JP2000247180 A JP 2000247180A JP 2001122946 A JP2001122946 A JP 2001122946A
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JP
Japan
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epoxy resin
catalyst
resin composition
group
microcapsule
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Application number
JP2000247180A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Shiobara
利夫 塩原
Shigeki Ino
茂樹 井野
Yasuo Kimura
靖夫 木村
Takayuki Aoki
貴之 青木
Kazuhiro Arai
一弘 新井
Hidenori Mizushima
英典 水嶋
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.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an epoxy resin composition for sealing semiconductors good in curability, having high potentiality and good in shelf life. SOLUTION: This epoxy resin composition is characterized as comprising (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, (C) an inorganic filler and (D) a microencapsulted catalyst containing an imidazole compound and/or an organophosphorus compound and having 0.5-50 μm average particle diameter and >=70 wt.% total amount of elution of the catalyst from the microcapsule in o-cresol based on the total amount of the catalyst contained in the microcapsule at 30 deg.C for 15 min.

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、潜在性が高く、保
存性が良好であり、更には金属等に優れた接着性を有
し、高い熱時強度を与えるエポキシ樹脂組成物及びその
硬化物で封止された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 having high potential, good preservability, excellent adhesiveness to metals and the like, and giving high heat strength, and a cured product thereof. The present invention relates to a semiconductor device sealed with a.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
半導体デバイスは樹脂封止型のダイオード、トランジス
ター、IC,LSI、超LSIが主流であり、エポキシ
樹脂が他の熱硬化性樹脂に比べ成形性、接着性、電気特
性、機械特性、耐湿性等に優れているため、エポキシ樹
脂組成物で半導体装置を封止することが一般的である。
2. Description of the Related Art In recent years,
The mainstream of semiconductor devices is resin-sealed type diodes, transistors, ICs, LSIs, and super LSIs. Epoxy resins have better moldability, adhesiveness, electrical properties, mechanical properties, moisture resistance, etc. than other thermosetting resins. Because of its superiority, it is common to seal a semiconductor device with an epoxy resin composition.

【0003】更に最近、半導体業界では低コスト化のた
めパッケージ生産サイクルを向上しようとしており、エ
ポキシ樹脂組成物に対して速硬化性を要求してきてい
る。しかし、触媒量を増加して速硬化性を付与すると増
粘及び硬化が速いために成形時の金線ワイヤー流れ、未
充填が起こり易くなる。また、触媒量を増加するとエポ
キシ樹脂組成物の保存性が著しく低下するという問題も
ある。
[0003] More recently, the semiconductor industry has been trying to improve the package production cycle in order to reduce costs, and has demanded rapid curing properties of epoxy resin compositions. However, when the amount of the catalyst is increased to give the quick-curing property, the thickening and curing are fast, so that the flow of the gold wire during molding and the unfilling are likely to occur. Further, when the amount of the catalyst is increased, there is also a problem that the storage stability of the epoxy resin composition is significantly reduced.

【0004】そこで、特開平3−182520号公報に
示されるように、組成物構成要素の中の一つをマイクロ
カプセル化する技術が開発された。しかし、従来のマイ
クロカプセルでは、カプセルの殻が厚いことや、触媒の
濃度が低いことなどから反応速度を大幅に向上させるこ
とが難しかった。反応速度を速めて生産性を上げると、
逆に保存性が思ったほど向上しないといった問題が多
く、今まで実用化されていなかった。
Therefore, as disclosed in JP-A-3-182520, a technique for microencapsulating one of the constituent components of the composition has been developed. However, in conventional microcapsules, it has been difficult to greatly increase the reaction rate due to the thick shell of the capsule and the low concentration of the catalyst. By increasing the reaction rate and increasing the productivity,
On the contrary, there are many problems that the storage stability is not improved as expected, and it has not been put to practical use until now.

【0005】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
樹脂中への分散性が良好で反応性に富むマイクロカプセ
ル触媒を用いることにより、潜在性及び保存性にも優
れ、更には硬化物強度及び接着性にも優れるエポキシ樹
脂組成物及びその硬化物で封止された半導体装置を提供
することを目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of the above circumstances,
By using a microcapsule catalyst that has good dispersibility in resin and high reactivity, it has excellent latent and preservability, and furthermore, an epoxy resin composition and a cured product thereof excellent in cured product strength and adhesiveness. It is an object to provide a sealed semiconductor device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、エポキシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤、及び硬化
触媒を含むエポキシ樹脂組成物において、硬化触媒とし
て、イミダゾール化合物及び/又は有機リン化合物を含
有したマイクロカプセル触媒であって、平均粒径が0.
5〜50μmであり、かつo−クレゾール中におけるマ
イクロカプセルからの触媒の溶出量が30℃,15分で
マイクロカプセル中に含まれる全触媒量の70重量%以
上であるマイクロカプセル触媒を使用した場合、硬化性
と保存性を両立させることができ、潜在性が高く、保存
性が良好でありながら、硬化時において優れた硬化性を
発揮し、得られたエポキシ樹脂組成物は、硬化物強度及
び接着性にも優れ、半導体封止用として好適であること
を知見し、本発明をなすに至ったものである。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that an epoxy resin containing an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, and a curing catalyst. The resin composition is a microcapsule catalyst containing an imidazole compound and / or an organic phosphorus compound as a curing catalyst, and has an average particle size of 0.1.
When using a microcapsule catalyst having a particle size of 5 to 50 μm and having an elution amount of the catalyst from the microcapsules in o-cresol of not less than 70% by weight of the total amount of the catalyst contained in the microcapsules at 30 ° C. for 15 minutes. , Can achieve both curability and preservability, high potential, good preservability, while exhibiting excellent curability at the time of curing, the resulting epoxy resin composition has a cured product strength and The inventors have found that they have excellent adhesiveness and are suitable for semiconductor encapsulation, and have accomplished the present invention.

【0007】従って、本発明は、(A)エポキシ樹脂、
(B)硬化剤、(C)無機質充填剤、(D)上記マイク
ロカプセル触媒を含有することを特徴とするエポキシ樹
脂組成物を提供する。このエポキシ樹脂組成物は半導体
封止用として有効であり、従って本発明は、その硬化物
にて封止された半導体装置をも提供する。
Accordingly, the present invention provides (A) an epoxy resin,
An epoxy resin composition comprising (B) a curing agent, (C) an inorganic filler, and (D) the microcapsule catalyst is provided. This epoxy resin composition is effective for semiconductor encapsulation, and therefore the present invention also provides a semiconductor device encapsulated with the cured product.

【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明で使用するエポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂
(A)としては、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等のノボラッ
ク型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェ
ニル骨格含有アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型
エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフタレン環含
有エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ化合物、
ビスフェノールF型エポキシ化合物等のビスフェノール
型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂等が挙げら
れ、これらのうち1種又は2種以上を併用することがで
きる。中でも、パッケージの反り対策には多官能型エポ
キシ樹脂を使用することが好ましい。多官能型エポキシ
樹脂としては下記構造のものが例示される。中でも、ト
リフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールプ
ロパン型エポキシ樹脂等のトリフェノールアルカン型エ
ポキシ樹脂が好ましい。また、これら多官能型エポキシ
樹脂と上記に例示されているエポキシ樹脂を併用して使
用してもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The epoxy resin (A) in the epoxy resin composition used in the present invention includes novolak type epoxy resins such as phenol novolak type epoxy resin and cresol novolak type epoxy resin, aralkyl type epoxy resin, biphenyl skeleton-containing aralkyl type epoxy resin, Biphenyl type epoxy resin, heterocyclic type epoxy resin, naphthalene ring-containing epoxy resin, bisphenol A type epoxy compound,
Examples thereof include bisphenol type epoxy resins such as bisphenol F type epoxy compounds, stilbene type epoxy resins, and the like, and one or more of these can be used in combination. Above all, it is preferable to use a polyfunctional epoxy resin as a measure against package warpage. Examples of the polyfunctional epoxy resin include those having the following structures. Among them, triphenolalkane epoxy resins such as triphenolmethane epoxy resin and triphenolpropane epoxy resin are preferable. Further, these polyfunctional epoxy resins and the epoxy resins exemplified above may be used in combination.

【0009】[0009]

【化1】 (式中、Rは水素原子又はメチル基、エチル基、プロピ
ル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、
tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアル
キル基に代表される炭素数1〜6の一価炭化水素基であ
る。R’は水素原子、メチル基又はエチル基であり、好
ましくは水素原子である。また、nは0〜6の整数であ
る。)
Embedded image (Wherein, R is a hydrogen atom or a methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl,
It is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by an alkyl group such as a tert-butyl group, a pentyl group and a hexyl group. R 'is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, preferably a hydrogen atom. N is an integer of 0 to 6. )

【0010】なお、上記エポキシ樹脂は液状のものから
固形のものまでいずれのものも使用可能であるが、軟化
点が50〜120℃でエポキシ当量が100〜400を
有するものが好ましい。軟化点が50℃より低いエポキ
シ樹脂を用いた場合、硬化物のガラス転移温度が低下す
るばかりか、成形時にバリやボイドが発生し易くなり、
軟化点が120℃より高い場合には、粘度が高くなりす
ぎて成形できなくなるおそれがある。
Although any of the above epoxy resins can be used, from liquid to solid, those having a softening point of 50 to 120 ° C. and an epoxy equivalent of 100 to 400 are preferred. When an epoxy resin having a softening point lower than 50 ° C is used, not only does the glass transition temperature of the cured product decrease, but burrs and voids are easily generated during molding,
If the softening point is higher than 120 ° C., the viscosity may be too high to make molding impossible.

【0011】また、上記エポキシ樹脂を半導体封止用に
用いる場合、加水分解性塩素が1,000ppm以下、
特に500ppm以下、ナトリウム及びカリウムはそれ
ぞれ10ppm以下とすることが好適である。加水分解
性塩素が1,000ppmを超えたり、ナトリウム及び
カリウムが10ppmを超える樹脂で半導体装置を封止
し、長時間高温高湿下に該半導体装置を放置すると、耐
湿性が劣化する場合がある。
When the epoxy resin is used for semiconductor encapsulation, the content of hydrolyzable chlorine is 1,000 ppm or less.
In particular, it is preferable that the content be 500 ppm or less, and that sodium and potassium be 10 ppm or less, respectively. If a semiconductor device is sealed with a resin in which hydrolyzable chlorine exceeds 1,000 ppm or sodium and potassium exceed 10 ppm, and the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time, moisture resistance may be deteriorated. .

【0012】次に、エポキシ樹脂の硬化剤(B)として
は、1分子中にフェノール性水酸基を少なくとも2個以
上有するフェノール樹脂が好ましい。このような硬化剤
として具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾ
ールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、
パラキシリレン変性ノボラック樹脂、メタキシリレン変
性ノボラック樹脂、オルソキシリレン変性ノボラック樹
脂、ビスフェノールA型樹脂、ビスフェノールF型樹脂
等のビスフェノール型樹脂、ビフェニル型フェノール樹
脂、レゾール型フェノール樹脂、フェノールアラルキル
樹脂、トリフェノールアルカン型樹脂及びその重合体等
のフェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、
ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂などが例示さ
れ、いずれのフェノール樹脂も使用可能である。
The curing agent (B) for the epoxy resin is preferably a phenol resin having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule. Specifically as such a curing agent, a phenol novolak resin, a novolak type phenol resin such as a cresol novolak resin,
Para-xylylene-modified novolak resin, meta-xylylene-modified novolak resin, ortho-xylylene-modified novolak resin, bisphenol-A resin, bisphenol-type resin such as bisphenol-F resin, biphenyl-type phenol resin, resole-type phenol resin, phenol-aralkyl resin, triphenol-alkane type Phenolic resins such as resins and their polymers, naphthalene ring-containing phenolic resins,
A dicyclopentadiene-modified phenol resin is exemplified, and any phenol resin can be used.

【0013】これらのフェノール樹脂の中で耐熱性やパ
ッケージの反り、成形性を考慮した場合、フェノールノ
ボラック樹脂、或いはトリフェノールアルカン型及びそ
の重合体などの使用が好ましい。また、アミン系硬化剤
や酸無水物系硬化剤を単独で又は上記フェノール樹脂と
併用してもよい。
In consideration of heat resistance, package warpage, and moldability among these phenolic resins, use of a phenol novolak resin or a triphenolalkane type and a polymer thereof is preferred. Further, an amine-based curing agent or an acid anhydride-based curing agent may be used alone or in combination with the phenol resin.

【0014】なお、これらの硬化剤は、軟化点が60〜
150℃、特に70〜130℃であるものが好ましい。
また、水酸基当量としては90〜250のものが好まし
い。更に、このようなフェノール樹脂を半導体封止用に
用いる場合、ナトリウム、カリウムは10ppm以下と
することが好ましく、10ppmを超えたものを用いて
半導体装置を封止し、長時間高温高湿下で半導体装置を
放置した場合、耐湿性の劣化が促進される場合がある。
These hardeners have a softening point of 60 to 60.
Those having a temperature of 150 ° C, particularly 70 to 130 ° C, are preferred.
Moreover, the thing of 90-250 is preferable as a hydroxyl equivalent. Further, when such a phenol resin is used for encapsulating a semiconductor, sodium and potassium are preferably set to 10 ppm or less, and the semiconductor device is sealed using a substance exceeding 10 ppm, and is subjected to high temperature and high humidity for a long time. When the semiconductor device is left, deterioration of moisture resistance may be promoted.

【0015】上記硬化剤の配合量は別に制限されず、エ
ポキシ樹脂の硬化量である。フェノール樹脂を用いる場
合、エポキシ樹脂中のエポキシ基に対する硬化剤中のフ
ェノール性水酸基のモル比を0.5〜1.5の範囲、特
に0.8〜1.2の範囲にすることが好適である。
The amount of the curing agent is not particularly limited, but is the curing amount of the epoxy resin. When a phenolic resin is used, the molar ratio of the phenolic hydroxyl group in the curing agent to the epoxy group in the epoxy resin is preferably in the range of 0.5 to 1.5, particularly preferably in the range of 0.8 to 1.2. is there.

【0016】無機質充填剤(C)としては、通常エポキ
シ樹脂組成物に配合されるものを使用することができ
る。この無機質充填剤は、封止材の膨張係数を小さく
し、半導体素子に加わる応力を低下させるために配合さ
れ、具体的には、破砕状や球状の形状を有する溶融シリ
カ、結晶性シリカが主に用いられ、この他にはアルミ
ナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミなども使用可能であ
る。
As the inorganic filler (C), those usually blended in an epoxy resin composition can be used. This inorganic filler is compounded to reduce the expansion coefficient of the sealing material and reduce the stress applied to the semiconductor element. Specifically, fused silica and crystalline silica having a crushed or spherical shape are mainly used. In addition, alumina, silicon nitride, aluminum nitride and the like can be used.

【0017】なお、硬化物の低膨張化と成形性とを両立
させるために、球状と破砕品のブレンド、或いは球状品
のみを用いることが推奨される。また、上記無機質充填
剤は予めシランカップリング剤で表面処理して使用する
ことが好ましい。
It is recommended to use a blend of a sphere and a crushed product, or to use only a sphere in order to achieve both low expansion of the cured product and moldability. In addition, it is preferable that the above-mentioned inorganic filler is surface-treated with a silane coupling agent before use.

【0018】これら無機質充填剤の平均粒径は1〜40
μm、特に5〜30μmであることが好ましい。なお、
本発明において、平均粒径は、例えばレーザー光回折法
による重量平均値(又はメジアン径)等として求めるこ
とができる。
The average particle size of these inorganic fillers is 1 to 40.
μm, particularly preferably 5 to 30 μm. In addition,
In the present invention, the average particle diameter can be determined, for example, as a weight average value (or median diameter) by a laser light diffraction method.

【0019】無機質充填剤の配合量は、(A)成分のエ
ポキシ樹脂と(B)成分の硬化剤との合計100部(重
量部、以下同じ)に対して100〜1,000部、好ま
しくは250〜1,000部、更に好ましくは350〜
900部である。また、その充填量は、全組成物中70
重量%以上、特に75重量%以上であることが好まし
い。充填量が少なすぎると、膨張係数が大きくなって半
導体素子に加わる応力が増大し、素子特性の劣化を招く
場合がある。なお、充填量の上限は、通常92重量%以
下である。
The amount of the inorganic filler is 100 to 1,000 parts, preferably 100 to 1,000 parts, preferably 100 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the epoxy resin (A) and the curing agent (B). 250 to 1,000 parts, more preferably 350 to
900 copies. The filling amount is 70% of the total composition.
It is preferably at least 75% by weight, especially at least 75% by weight. If the filling amount is too small, the expansion coefficient increases, the stress applied to the semiconductor element increases, and the element characteristics may deteriorate. The upper limit of the filling amount is usually 92% by weight or less.

【0020】本発明のエポキシ樹脂組成物には、硬化触
媒として、イミダゾール化合物及び/又は有機リン化合
物を含有したマイクロカプセル触媒であって、平均粒径
が0.5〜50μmであり、かつo−クレゾール中にお
けるマイクロカプセルからの触媒の溶出量が30℃,1
5分でマイクロカプセル中に含まれる全触媒量の70重
量%以上であるマイクロカプセル触媒を配合する。この
硬化触媒のマイクロカプセルにおいて、硬化触媒として
は、イミダゾール化合物や有機リン化合物がマイクロカ
プセル内の触媒として使用される。
The epoxy resin composition of the present invention is a microcapsule catalyst containing an imidazole compound and / or an organic phosphorus compound as a curing catalyst, having an average particle size of 0.5 to 50 μm and an o- The amount of catalyst eluted from the microcapsules in cresol is 30 ° C, 1
In 5 minutes, a microcapsule catalyst that is 70% by weight or more of the total amount of the catalyst contained in the microcapsules is blended. In the curing catalyst microcapsules, an imidazole compound or an organic phosphorus compound is used as a catalyst in the microcapsules.

【0021】イミダゾール化合物としては、下記一般式
(1)で示されるものを使用することができる。
As the imidazole compound, those represented by the following general formula (1) can be used.

【0022】[0022]

【化2】 (式中、R1及びR2は水素原子、又はメチル基、エチル
基、ヒドロキシメチル基、フェニル基等のアルキル基、
置換アルキル基、アリール基などの炭素数1〜12、好
ましくは1〜6の置換もしくは非置換の一価炭化水素
基、R3はメチル基、エチル基、フェニル基、アリル基
等のアルキル基、アルケニル基、アリール基などの炭素
数1〜12、好ましくは1〜6の置換もしくは非置換の
一価炭化水素基を示し、R4は水素原子、メチル基、エ
チル基、シアノエチル基、ベンジル基等のアルキル基、
置換アルキル基、アラルキル基などの炭素数1〜12、
好ましくは1〜6の置換もしくは非置換の一価炭化水素
基、又は下記式(2)で示される基である。なお、置換
一価炭化水素基としては、ヒドロキシ置換、シアノ置換
などのものを挙げることができる。)
Embedded image (Wherein, R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a hydroxymethyl group, a phenyl group,
A substituted alkyl group, a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 6, such as an aryl group; R 3 represents an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, an allyl group; And represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, such as an alkenyl group and an aryl group, and R 4 represents a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a cyanoethyl group, a benzyl group or the like. An alkyl group of
A substituted alkyl group, an aralkyl group or the like having 1 to 12 carbon atoms,
It is preferably a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group of 1 to 6, or a group represented by the following formula (2). Examples of the substituted monovalent hydrocarbon group include hydroxy-substituted and cyano-substituted groups. )

【0023】[0023]

【化3】 Embedded image

【0024】具体的には、2−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、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、
1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シア
ノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−ベンジル
−2−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジ
ヒドロキシメチルイミダゾール、2−アリル−4,5−
ジフェニルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−
[2’−メチルイミダゾリル−(1)’]−エチル−S
−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル
−4’−メチルイミダゾリル−(1)’]−エチル−S
−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチル
イミダゾリル−(1)’]−エチル−S−トリアジンイ
ソシアヌール酸付加物、2−フェニル−4−メチル−5
−ヒドロキシメチルイミダゾールなどが挙げられる。
Specifically, 2-methylimidazole, 2
-Ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole,
1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-allyl-4,5-
Diphenylimidazole, 2,4-diamino-6
[2′-Methylimidazolyl- (1) ′]-ethyl-S
-Triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'-methylimidazolyl- (1) ']-ethyl-S
-Triazine, 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- (1) ′]-ethyl-S-triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4-methyl-5
-Hydroxymethylimidazole and the like.

【0025】有機リン系化合物としては、例えば、トリ
フェニルホスフィン、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、ジフェニルトリルホスフィン等のトリ
オルガノホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフ
ェニルボラン等のトリオルガノホスフィンとトリオルガ
ノボランとの塩、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のテトラオルガノホスホニウムとテ
トラオルガノボレートとの塩などのオルガノホスフィン
類が挙げられる。これらの中で特に下記一般式(3)で
示されるものが好ましい。
Examples of the organic phosphorus compounds include, for example, triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p
Triorganophosphines such as -methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine and diphenyltolylphosphine; salts of triorganophosphines such as triphenylphosphine / triphenylborane with triorganoboran; tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate; And organoorganic phosphines such as salts of tetraorganophosphonium with tetraorganoborate. Among them, those represented by the following general formula (3) are particularly preferable.

【0026】[0026]

【化4】 (式中、R5は水素原子、又は炭素数1〜4のアルキル
基又はアルコキシ基である。)
Embedded image (In the formula, R 5 is a hydrogen atom, or an alkyl or alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.)

【0027】このアルキル基としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブ
チル基、tert−ブチル基等が挙げられ、アルコキシ
基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
5としては好ましくは水素原子又はメチル基である。
式(3)の化合物としては、下記のものが挙げられる。
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group. .
R 5 is preferably a hydrogen atom or a methyl group.
Examples of the compound of the formula (3) include the following.

【0028】[0028]

【化5】 Embedded image

【0029】本発明で使用するマイクロカプセルは(メ
タ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸エステル、イ
タコン酸エステル、メタクリル酸エステル、クロトン酸
エステル等の炭素数1〜8のアルキルエステルやこのア
ルキルエステルのアルキル基がアリル基等の置換基を有
するもの、また、スチレン、α−メチルスチレン、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル等の単
官能性オレフィン系(又はビニル系)単量体及びエチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレング
リコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン、
ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、メチレンビ
ス(メタ)アクリルアミド等の多官能性オレフィン系
(又はビニル系)単量体のポリマー中にイミダゾール化
合物又は有機リン系化合物が閉じこめられたものであ
る。なお、上記ポリマーの中では、(メタ)アクリレー
ト系単量体の重合物が好ましい。
The microcapsules used in the present invention are (meth) acrylic monomers, for example, alkyl esters having 1 to 8 carbon atoms such as acrylic acid esters, itaconic acid esters, methacrylic acid esters, crotonic acid esters, and alkyl esters thereof. Having an alkyl group having a substituent such as an allyl group; monofunctional olefin (or vinyl) monomers such as styrene, α-methylstyrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, and vinyl acetate; (Meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, divinylbenzene,
An imidazole compound or an organic phosphorus compound is contained in a polymer of a polyfunctional olefin (or vinyl) monomer such as bisphenol A di (meth) acrylate or methylenebis (meth) acrylamide. In addition, among the above polymers, a polymer of a (meth) acrylate monomer is preferable.

【0030】本発明の上記イミダゾール化合物や有機リ
ン化合物等の硬化触媒を含有するマイクロカプセルの製
造方法としては様々な方法が挙げられるが、生産性及び
球状度が高いマイクロカプセルを製造するためには通常
懸濁重合法及び乳化重合法などで従来から公知の方法で
製造することができる。
There are various methods for producing microcapsules containing a curing catalyst such as the above-mentioned imidazole compound and organic phosphorus compound of the present invention. Usually, it can be produced by a conventionally known method such as a suspension polymerization method and an emulsion polymerization method.

【0031】この場合、一般的に使用されている触媒の
分子構造から高濃度マイクロカプセル触媒を得るために
は、硬化触媒10部に対して使用する上記単量体の総量
は10〜200部程度でよく、望ましくは10〜100
部、更に望ましくは20〜50部である。10部未満で
は潜在性を十分に付与することが困難となることがあ
り、200部を超えると、触媒の比率が低くなり、十分
な硬化性を得るためには多量に使用しなければならなく
なり、経済的に不利となる場合がある。即ち、マイクロ
カプセル中に含有される硬化触媒の濃度としては、約5
〜50重量%、好ましくは約9〜50重量%、より好ま
しくは約17〜33重量%程度のものを使用することが
できる。
In this case, in order to obtain a high-concentration microcapsule catalyst from the molecular structure of a generally used catalyst, the total amount of the above-mentioned monomers used is about 10 to 200 parts per 10 parts of the curing catalyst. And desirably 10 to 100
Parts, more preferably 20 to 50 parts. If it is less than 10 parts, it may be difficult to sufficiently impart the potential, and if it exceeds 200 parts, the ratio of the catalyst becomes low, so that a large amount must be used to obtain sufficient curability. , May be economically disadvantageous. That is, the concentration of the curing catalyst contained in the microcapsules is about 5
-50% by weight, preferably about 9-50% by weight, more preferably about 17-33% by weight.

【0032】このような方法で得られるマイクロカプセ
ルの平均粒径としては0.5〜50μmである。望まし
くは3〜25μmである。0.5μm未満では粒径が小
さすぎて多量にマイクロカプセルを配合すると粘度が高
くなる上、場合によっては潜在性が不十分になる可能性
がある。また、50μmを超えると、粒径が大きすぎて
成形時にゲートづまりなどを引き起こしてしまう。
The average particle size of the microcapsules obtained by such a method is 0.5 to 50 μm. Desirably, it is 3 to 25 μm. If it is less than 0.5 μm, the particle size is too small, and if a large amount of microcapsules is blended, the viscosity becomes high and, in some cases, the potential may become insufficient. On the other hand, if it exceeds 50 μm, the particle size is too large, and gate clogging or the like may be caused during molding.

【0033】また、上記マイクロカプセルとしては、下
記性能を有するものを使用する。即ち、硬化触媒を含有
するマイクロカプセルを1g秤取り、これをo−クレゾ
ール30gに混合した後、30℃で放置し、溶出する触
媒をガスクロマトグラフで定量した場合、マイクロカプ
セルから溶出する触媒が30℃,15分でマイクロカプ
セル中に含まれる全触媒量の70重量%以上(即ち、7
0〜100重量%)であるものを用いる。70重量%未
満では、エポキシ樹脂組成物を用い、半導体装置を成形
する際、175℃で1分以上の成形時間が必要となり、
生産性が低下する場合がある。望ましくは、溶出量が7
5重量%以上(即ち、75〜100重量%)である。
As the microcapsules, those having the following properties are used. That is, 1 g of the microcapsules containing the curing catalyst was weighed, mixed with 30 g of o-cresol, left at 30 ° C., and the eluted catalyst was quantified by gas chromatography. 70% by weight or more of the total amount of the catalyst contained in the microcapsules (ie, 7
0-100% by weight). If the content is less than 70% by weight, when molding a semiconductor device using an epoxy resin composition, a molding time of at least 175 ° C. for 1 minute is required,
Productivity may decrease. Preferably, the elution amount is 7
5% by weight or more (that is, 75 to 100% by weight).

【0034】エポキシ樹脂組成物への本発明のマイクロ
カプセル型硬化触媒の配合量としては(A),(B)成
分の合計100部に対して0.5〜15部が望ましく、
好ましくは1〜10部である。0.5部未満では十分な
硬化性が得られず、15部を超えると硬化性は十分であ
るが、コストアップとなり不利となってしまう場合があ
る。
The amount of the microcapsule-type curing catalyst of the present invention to be added to the epoxy resin composition is preferably 0.5 to 15 parts based on 100 parts in total of the components (A) and (B).
Preferably it is 1 to 10 parts. If the amount is less than 0.5 part, sufficient curability cannot be obtained, and if the amount exceeds 15 parts, the curability is sufficient, but the cost may be increased and disadvantageous.

【0035】本発明の組成物には、(D)成分のマイク
ロカプセル化硬化触媒の他に、前記と同様のマイクロカ
プセル化されていない従来より公知の硬化触媒(硬化促
進剤)を併用してもよい。この場合、(マイクロカプセ
ル化していない硬化触媒/硬化触媒含有マイクロカプセ
ル)の重量比が0〜0.5、好ましくは0〜0.2、よ
り好ましくは0〜0.1となる比率で併用するのが望ま
しい。
In the composition of the present invention, in addition to the microencapsulated curing catalyst of the component (D), a conventionally known non-microencapsulated curing catalyst (curing accelerator) similar to the above is used in combination. Is also good. In this case, the weight ratio of (non-microencapsulated curing catalyst / curing catalyst-containing microcapsules) is used in a ratio of 0 to 0.5, preferably 0 to 0.2, and more preferably 0 to 0.1. It is desirable.

【0036】本発明の組成物には、必要に応じて、該組
成物の硬化物に可撓性や強靭性を付与させたり、接着性
を付与するため、シリコーン変性共重合体や各種有機合
成ゴム、スチレン−ブタジエン−メタクリル酸メチル共
重合体、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重合
体などの熱可塑性樹脂、シリコーンゲルやシリコーンゴ
ムなどの微粉末を添加することができる。また、二液タ
イプのシリコーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填剤
の表面を処理してもよい。なお、上述したシリコーン変
性共重合体やスチレン−ブタジエン−メタクリル酸メチ
ル共重合体はエポキシ樹脂の低応力化に効果を発揮す
る。
The composition of the present invention may contain, if necessary, a silicone-modified copolymer or various organic synthetic resins to impart flexibility or toughness to the cured product of the composition or to impart adhesiveness. Thermoplastic resins such as rubber, styrene-butadiene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethylene-butene-styrene copolymer, and fine powders such as silicone gel and silicone rubber can be added. Further, the surface of the inorganic filler may be treated with a two-pack type silicone rubber or silicone gel. The above-mentioned silicone-modified copolymer and styrene-butadiene-methyl methacrylate copolymer are effective in reducing the stress of the epoxy resin.

【0037】上述した低応力化剤としてのシリコーン変
性共重合体及び/又は熱可塑性樹脂の使用量は、通常エ
ポキシ樹脂組成物全体の0〜10重量%、特に0.2〜
5重量%とすることが好ましい。10重量%を超える配
合量では、機械的強度が低下する場合がある。
The amount of the silicone-modified copolymer and / or thermoplastic resin used as the above-mentioned low stress agent is usually 0 to 10% by weight, especially 0.2 to 10% by weight of the whole epoxy resin composition.
Preferably it is 5% by weight. If the amount is more than 10% by weight, the mechanical strength may decrease.

【0038】更に、本発明の組成物には、カーボンブラ
ック等の着色剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチ
モン等の難燃剤、離型剤、カップリング剤などを配合す
ることができる。
Further, the composition of the present invention may contain a coloring agent such as carbon black, a brominated epoxy resin, a flame retardant such as antimony trioxide, a release agent, a coupling agent, and the like.

【0039】本発明のマイクロカプセル型硬化触媒を含
むエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、無機
質充填剤、その他の添加物を所定の組成比で配合し、こ
れを乾式ミキサー等によって十分均一に混合した後、熱
ロール、ニーダー、エクストルーダー等による溶融混練
りを行い、次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕し
て成形材料とすることができる。
The epoxy resin composition containing the microcapsule-type curing catalyst of the present invention is prepared by blending an epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, and other additives at a predetermined composition ratio, and homogenizing the mixture by a dry mixer or the like. After that, the mixture is melt-kneaded by a hot roll, a kneader, an extruder or the like, then cooled and solidified, and pulverized to an appropriate size to obtain a molding material.

【0040】このようにして得られる本発明のマイクロ
カプセル型硬化触媒を含むエポキシ樹脂組成物は、各種
の半導体装置の封止用に有効に利用でき、この場合、封
止の最も一般的な方法としては、低圧トランスファー成
形法が挙げられる。なお、成形温度は、通常160〜1
90℃である。
The thus obtained epoxy resin composition containing the microcapsule-type curing catalyst of the present invention can be effectively used for sealing various semiconductor devices. In this case, the most common method of sealing is used. Examples include a low-pressure transfer molding method. The molding temperature is usually 160 to 1
90 ° C.

【0041】[0041]

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に示すが、本発明は下記の実施例に制限されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0042】[実施例、比較例]表1〜3に示す成分を
用い、常法に従ってエポキシ樹脂組成物を調製し、下記
方法によりその性能を評価した。結果を表1〜3に示
す。 《スパイラルフロー》175℃,70kgf/cm2
成形圧力で成形し、測定した。 《ゲル化時間及び溶融粘度》いずれも175℃で測定し
た。 《熱時硬度》それぞれのエポキシ樹脂組成物を用い10
0mm×10mm×4mmの寸法の成型品を175℃で
40秒間硬化させた後、速やかに金型を開き、バーコー
ル硬度計で成型物の硬度を測定した。 《溶融粘度》ノズル径1mmのダイスを装着した高化式
フローテスターを用い、175℃でそれぞれの組成物の
溶融粘度を測定した。 《保存性》各エポキシ樹脂組成物を密閉容器に入れて2
5℃で120時間放置した。その後、前記スパイラルフ
ローを測定して、初期の値から低下率を算出し、保存性
データとした。 《QFPパッケージの成形性》各コンパウンドでミニタ
ブレットを作成し、下記条件で14mm×14mm×
2.7mmのQFPパッケージを使用し、成形性を確認
した。 成形条件: 成形温度:175℃ 成形圧力:70kgf/cm2 成形時間:40秒 プレヒート時間:5秒
Examples and Comparative Examples Using the components shown in Tables 1 to 3, epoxy resin compositions were prepared according to a conventional method, and their performance was evaluated by the following methods. The results are shown in Tables 1 to 3. << Spiral Flow >> Molding was performed at 175 ° C. under a molding pressure of 70 kgf / cm 2 , and measurement was performed. << Geling time and melt viscosity >> All were measured at 175 ° C. << Hot Hardness >> Using each epoxy resin composition
After a molded product having a size of 0 mm × 10 mm × 4 mm was cured at 175 ° C. for 40 seconds, the mold was quickly opened, and the hardness of the molded product was measured with a Barcol hardness meter. << Melt Viscosity >> The melt viscosity of each composition was measured at 175 ° C. using a Koka type flow tester equipped with a die having a nozzle diameter of 1 mm. << Preservation >> Put each epoxy resin composition in a closed container and place
It was left at 5 ° C. for 120 hours. Thereafter, the spiral flow was measured, and the rate of decrease was calculated from the initial value, and was used as storage data. << Moldability of QFP package >> Make a mini tablet with each compound, 14mm x 14mm x
Formability was confirmed using a 2.7 mm QFP package. Molding conditions: Molding temperature: 175 ° C Molding pressure: 70 kgf / cm 2 Molding time: 40 seconds Preheat time: 5 seconds

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】[0046]

【化6】 EOCN1020:クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂,日本化薬(株)製 TD2093:フェノールノボラック樹脂,大日本イン
キ(株)製 BREN−S:臭素化フェノールノボラック型エポキシ
樹脂,日本化薬(株)製 KBM403:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン,信越化学工業(株)製 TPP:トリフェニルホスフィン,北興化学(株)製
Embedded image EOCN1020: Cresol novolak type epoxy resin, Nippon Kayaku Co., Ltd. TD2093: Phenol novolak resin, Dainippon Ink Co., Ltd. BREN-S: Brominated phenol novolak type epoxy resin, Nippon Kayaku Co., Ltd. KBM403: γ -Glycidoxypropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. TPP: triphenylphosphine, manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.

【0047】[0047]

【表4】 *o−クレゾール中で30℃,15分後におけるマイク
ロカプセルからの触媒溶出量(重量%)
[Table 4] * Amount of catalyst eluted from microcapsules after 15 minutes at 30 ° C in o-cresol (% by weight)

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明の半導体封止用エポキシ樹脂組成
物は、硬化性が良好でかつ潜在性が高く、保存性が良好
である。
The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention has good curability, high potential, and good storage stability.

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) C09K 3/10 C09K 3/10 R Z H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (72)発明者 木村 靖夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 青木 貴之 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 新井 一弘 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 (72)発明者 水嶋 英典 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) C09K 3/10 C09K 3/10 RZ H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (72) Inventor Yasuo Kimura Gunma 1-10 Hitomi, Matsuida-machi, Usui-gun, Japan Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory (72) Inventor Takayuki Aoki 1-10 Hitomi, Matsuida-machi, Usui-gun, Gunma 1-10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Inside the laboratory (72) Inventor Kazuhiro Arai 1-10 Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Prefecture Inside Silicone Electronics Research Laboratory, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Hidenori Mizushima 1-inch Hitomi, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma Prefecture 10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Technology Laboratory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、
(C)無機質充填剤、(D)イミダゾール化合物及び/
又は有機リン化合物を含有したマイクロカプセル触媒で
あって、平均粒径が0.5〜50μmであり、かつo−
クレゾール中におけるマイクロカプセルからの触媒の溶
出量が30℃,15分でマクロカプセル中に含まれる全
触媒量の70重量%以上であるマイクロカプセル触媒を
含有してなることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
(1) an epoxy resin, (B) a curing agent,
(C) an inorganic filler, (D) an imidazole compound and / or
Or a microcapsule catalyst containing an organic phosphorus compound, having an average particle size of 0.5 to 50 μm, and o-
An epoxy resin composition comprising a microcapsule catalyst wherein the amount of the catalyst eluted from the microcapsules in cresol is at least 70% by weight of the total amount of the catalyst contained in the macrocapsules at 30 ° C. for 15 minutes. object.
【請求項2】 (E)マイクロカプセル化していない硬
化触媒を含有する請求項1記載の組成物。
2. The composition according to claim 1, which comprises (E) a curing catalyst which is not microencapsulated.
【請求項3】 半導体封止用である請求項1又は2記載
の組成物。
3. The composition according to claim 1, which is for semiconductor encapsulation.
【請求項4】 請求項3記載のエポキシ樹脂組成物の硬
化物で封止された半導体装置。
4. A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 3.
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WO2009142065A1 (en) * 2008-05-21 2009-11-26 ナガセケムテックス株式会社 Epoxy resin composition for encapsulating electronic part
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