JP2002226678A - Flame retardant epoxy resin composition and semiconductor-sealing material and semiconductor device each using the same - Google Patents

Flame retardant epoxy resin composition and semiconductor-sealing material and semiconductor device each using the same

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JP2002226678A
JP2002226678A JP2001360134A JP2001360134A JP2002226678A JP 2002226678 A JP2002226678 A JP 2002226678A JP 2001360134 A JP2001360134 A JP 2001360134A JP 2001360134 A JP2001360134 A JP 2001360134A JP 2002226678 A JP2002226678 A JP 2002226678A
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JP
Japan
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compound
epoxy resin
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complex
formula
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JP2001360134A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Hirose
浩 廣瀬
Hirotaka Nonaka
啓孝 野中
Akihiro Hirata
明広 平田
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flame retardant epoxy resin composition which has high flame retardancy without using halogen-based compounds or a phosphorus flame retardant and also improves fluidity and further prevents deterioration of product characteristics, and also to provide a semiconductor using the same. SOLUTION: The flame retardant epoxy resin is prepared by formulating as an essential component an epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule, a curing agent, and a compound with a thermal decomposition temperature of 330-650 deg.C wherein a metallic atom is bonded with an aromatic compound or a heterocyclic compound through ionic or coordinate bond. Preferably, the curing agent (B) comprises a compound or a resin each having at least two phenolic hydroxy groups in one molecule, or the compound (C) has 250-800 deg.C at weight loss of 10% in a thermogravimetric decrease method when temperature is increased at temperature rising rate of 10 deg.C/min in nitrogen atmosphere.

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、ハロゲン系化合物
やリン系難燃剤を使用することなしに、優れた難燃性を
示す難燃性エポキシ樹脂組成物、およびそれを用いた半
導体封止材料並びに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 a flame-retardant epoxy resin composition exhibiting excellent flame retardancy without using a halogen-based compound or a phosphorus-based flame retardant, and a semiconductor sealing material using the same. And a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】エポキシ樹脂は、不飽和ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂など他の熱硬化性樹脂に比べて、硬
化の際の収縮が少ないことから、金属や無機物との接着
性が良く、半導体封止材料として用いられているが、近
年、火災に対する安全性を確保するため、難燃性が付与
されている例が多い。これらの樹脂の難燃化には、従
来、臭素化エポキシ樹脂などの、ハロゲン系化合物を用
いるのが一般的であった。
2. Description of the Related Art Epoxy resins have less adhesive shrinkage during curing than other thermosetting resins such as unsaturated polyester resins and phenolic resins, so they have good adhesion to metals and inorganic substances, and are encapsulated in semiconductors. Although used as a material, in recent years, in many cases, flame retardancy has been imparted in order to ensure safety against fire. Conventionally, halogen-based compounds such as brominated epoxy resins have been generally used to make these resins flame-retardant.

【0003】これらのハロゲン系化合物は高度な難燃性
を有するが、芳香族臭素化合物は、熱分解によって腐食
性の臭素や臭化水素を遊離するだけでなく、酸素存在下
で分解した場合には、毒性の高いポリベンゾフランや、
ポリブロムジベンゾオキサジンを形成する可能性があ
る。また、臭素を含有する老朽廃材やゴミの処理はきわ
めて困難である。
[0003] Although these halogen compounds have high flame retardancy, aromatic bromine compounds not only release corrosive bromine and hydrogen bromide by thermal decomposition but also decompose in the presence of oxygen. Is a highly toxic polybenzofuran,
May form polybromodibenzoxazine. Further, it is extremely difficult to treat aging waste materials and refuse containing bromine.

【0004】このような理由から、ハロゲン系化合物に
代わる難燃剤として、リン系難燃剤が広く検討されてき
た。しかし、エポキシ樹脂系組成物にリン酸エステルな
どを加えた場合、ブリードや加水分解性が問題で、電気
的特性や信頼性を著しく劣化させるという欠点を生じ
る。そこで、ハロゲン系化合物に代わる難燃剤として、
特開平2000−204227号公報には、金属原子を
有する化合物を用いた難燃技術が提案されている。しか
しながら、添加量を増やしてもさほど難燃性が向上しな
いこと、また添加量増加に伴い硬化性が低下することか
ら、難燃性の更なる向上が望まれている。
[0004] For these reasons, phosphorus-based flame retardants have been widely studied as flame retardants in place of halogenated compounds. However, when a phosphoric acid ester or the like is added to the epoxy resin-based composition, bleeding or hydrolyzability is a problem, resulting in a drawback that electrical characteristics and reliability are significantly deteriorated. Therefore, as a flame retardant instead of halogenated compounds,
JP-A-2000-204227 proposes a flame-retardant technique using a compound having a metal atom. However, even if the addition amount is increased, the flame retardancy does not improve so much, and the curability decreases with the increase in the addition amount. Therefore, further improvement in flame retardancy is desired.

【0005】また特開平11−269349号公報に
は、シクロペンタジエン鉄(フェロセン)を難燃剤とし
て用いたエポキシ樹脂組成物が開示されているが、熱重
量減少測定において、窒素雰囲気下で昇温速度10℃/
minで昇温させた時、10%重量減少時の温度が146
℃と低く、耐半田性が低下する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-269349 discloses an epoxy resin composition using cyclopentadiene iron (ferrocene) as a flame retardant. 10 ° C /
When the temperature is raised in min, the temperature at the time of 10% weight loss is 146
° C, and the solder resistance decreases.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ハロゲン系
化合物やリン系難燃剤を添加することなく、高度な難燃
性を有し、流動性が向上し、かつ製品の特性を悪化させ
ることのない難燃性エポキシ樹脂組成物、およびそれを
用いた半導体封止材料並びにその硬化物により封止され
た半導体装置を提供することを目的としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly flame-retardant, improved fluidity and deteriorated product characteristic without adding a halogen compound or a phosphorus-based flame retardant. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flame-retardant epoxy resin composition having no resin, a semiconductor encapsulating material using the same, and a semiconductor device encapsulated by a cured product thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明らは、エポキシ樹
脂の難燃化におけるこのような現状に鑑み、さらに検討
を重ねた結果、エポキシ樹脂組成物に添加する化合物と
して、金属原子と芳香族化合物または複素環化合物がイ
オン結合または配位結合で結合した化合物、より好まし
くは、特定の範囲の熱分解温度を有する化合物を用いる
ことによって、硬化性を維持でき、樹脂が分解する温度
まで熱的に安定で、他の物性に悪影響を及ぼすことな
く、燃焼時に難燃剤として効果を発揮し、より高い難燃
性を発現でき、さらに流動性をも向上させ得ることを見
出し、本発明を完成するに至ったものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been studied in view of the current situation of flame retardancy of epoxy resins, and as a result of further studies, as a compound to be added to the epoxy resin composition, a metal atom and an aromatic compound are added. By using a compound in which a compound or a heterocyclic compound is bonded by an ionic bond or a coordination bond, more preferably, by using a compound having a specific range of thermal decomposition temperature, curability can be maintained, and the compound is thermally heated to a temperature at which the resin decomposes. It has been found that the compound is stable, has no adverse effect on other physical properties, exhibits an effect as a flame retardant during combustion, can exhibit higher flame retardancy, and can further improve fluidity, and completes the present invention. It has been reached.

【0008】即ち本発明は、1分子内に少なくとも2個
のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(A)、硬化剤
(B)、および、金属原子と芳香族化合物または複素環
化合物が、イオン結合または配位結合で結合した化合物
(C)を、必須成分として含有することを特徴とする難
燃性エポキシ樹脂組成物、及びそれを用いた半導体封止
材料である。
That is, the present invention relates to an epoxy resin (A) having at least two epoxy groups in one molecule, a curing agent (B), and a metal atom and an aromatic compound or a heterocyclic compound, each of which has an ionic bond or a bond. A flame-retardant epoxy resin composition containing a compound (C) bonded by a position bond as an essential component, and a semiconductor sealing material using the same.

【0009】また、好ましくは、硬化剤(B)が、1分
子内に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有する化
合物または樹脂からなり、あるいは、化合物(C)が、
熱重量減少測定において、窒素雰囲気下で昇温速度10
℃/minで昇温させた時の、10%重量減少時の温度が
250〜800℃であることを特徴とする。更には、前
記半導体封止材料の硬化物によって封止された半導体装
置である。
Preferably, the curing agent (B) comprises a compound or resin having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule, or the compound (C) comprises
In the thermogravimetric reduction measurement, the heating rate was 10
The temperature at a 10% weight loss when the temperature is raised at a rate of ° C./min is 250 to 800 ° C. Furthermore, the present invention is a semiconductor device sealed with a cured product of the semiconductor sealing material.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成
物、及びそれを用いた半導体封止材料は、ハロゲン化エ
ポキシ樹脂などのハロゲン系化合物や、リン系難燃剤を
使用せず、構成成分である金属原子と芳香族化合物また
は複素環化合物がイオン結合または配位結合で結合した
化合物(C)の添加によって、流動性、硬化性、耐湿信
頼性、耐半田性を著しく低下させることなく優れた難燃
性を付与することを骨子とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The flame-retardant epoxy resin composition of the present invention and a semiconductor encapsulating material using the same do not use a halogenated compound such as a halogenated epoxy resin or a phosphorus-based flame retardant. The addition of the compound (C) in which a metal atom and an aromatic compound or a heterocyclic compound are bonded by an ionic bond or a coordination bond does not significantly reduce fluidity, curability, moisture resistance reliability, and solder resistance. The main point is to provide excellent flame retardancy.

【0011】本発明において用いるエポキシ樹脂(A)
は、1分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有するも
のであれば良く、具体的には、ビスフェノールA型エポ
キシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノールS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、ナフ
タレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、芳
香族アミンおよび複素環式窒素塩基から導かれるN-グ
リシジル化合物、例えば、N,N-ジグリシジルアニリ
ン、トリグリシジルイソシアヌレート、N,N,N',N'-
テトラグリシジル-ビス(パラ-アミノフェニル)-メタ
ン等が例示されるが、特にこれらに限定されるものでは
ない。また、これらは単独でも、何種類かを併用して用
いることもできる。
The epoxy resin (A) used in the present invention
May be one having at least two epoxy groups in one molecule, and specifically, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol Novolak type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, N-glycidyl compound derived from aromatic amine and heterocyclic nitrogen base, for example, N, N-diglycidylaniline, triglycidyl isocyanurate, N, N , N ', N'-
Examples include tetraglycidyl-bis (para-aminophenyl) -methane, but are not particularly limited thereto. These can be used alone or in combination of several kinds.

【0012】但し、本発明がハロゲン系化合物を用いな
い樹脂組成物を目的とする以上、臭素化ビスフェノール
A型エポキシ樹脂や臭素化ノボラック型エポキシ樹脂な
どのハロゲン化エポキシ樹脂は、原則として除外する
が、ハロゲン化エポキシ樹脂を少量、あるいは部分的に
含んでいたとしても、本発明の技術的範囲に含まれるこ
とは勿論である。また、エポキシ樹脂の製造工程上、エ
ピクロルヒドリンを起源とする通常のエポキシ樹脂に含
まれる塩素は、やむを得ず残留するものであり、本発明
に関して何ら差し支えはなく、これを除外するものでは
ない。その量は当業者に公知のレベルであり、加水分解
性塩素にて数百ppmのオーダーである。
However, halogenated epoxy resins such as a brominated bisphenol A type epoxy resin and a brominated novolak type epoxy resin are excluded in principle because the present invention aims at a resin composition containing no halogen compound. Even if a halogenated epoxy resin is contained in a small amount or partially, it is of course included in the technical scope of the present invention. In addition, chlorine contained in a normal epoxy resin originating from epichlorohydrin inevitably remains in the production process of the epoxy resin, and is unavoidable in the present invention, and is not excluded. The amounts are at levels known to those skilled in the art, on the order of hundreds of ppm of hydrolyzable chlorine.

【0013】本発明に用いる硬化剤(B)は、当業者に
おいて公知のものはすべて用いることができる。具体的
には、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テト
ラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのC
2〜C20の直鎖脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミ
ン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、
4,4'-ジアミノジフェニルメタン、4,4'-ジアミノジ
フェニルプロパン、4,4'-ジアミノジフェニルエーテ
ル、4,4'-ジアミノジフェニルスルホン、4,4'-ジア
ミノジシクロヘキサン、ビス(4-アミノフェニル)フ
ェニルメタン、1,5-ジアミノナフタレン、メタキシレ
ンジアミン、パラキシレンジアミン、1,1-ビス(4-
アミノフェニル)シクロヘキサン、ジシアノジアミドな
どのアミン類、アニリン変性レゾール樹脂やジメチルエ
ーテルレゾール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂、
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂、ターシャリー-ブチルフェノールノボラック樹脂、
ノニルフェノールノボラック樹脂などのノボラック型フ
ェノール樹脂、ポリパラオキシスチレンなどのポリオキ
シスチレン、フェノールアラルキル樹脂などのフェノー
ル樹脂や酸無水物などが例示されるが、特にこれらに限
定されるものではない。
As the curing agent (B) used in the present invention, all those known to those skilled in the art can be used. Specifically, C such as ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, etc.
Linear aliphatic diamine of 2 -C 20, meta-phenylenediamine, para-phenylenediamine, para-xylene diamine,
4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylether, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodicyclohexane, bis (4-aminophenyl) Phenylmethane, 1,5-diaminonaphthalene, metaxylenediamine, paraxylenediamine, 1,1-bis (4-
Amines such as aminophenyl) cyclohexane and dicyanodiamide; resole-type phenol resins such as aniline-modified resole resins and dimethyl ether resole resins;
Phenol novolak resin, cresol novolak resin, tertiary-butylphenol novolak resin,
Examples include novolak phenol resins such as nonylphenol novolak resins, polyoxystyrenes such as polyparaoxystyrene, phenol resins such as phenol aralkyl resins, and acid anhydrides, but are not particularly limited thereto.

【0014】また、半導体封止材料用の硬化剤として
は、耐湿信頼性等の点から、1分子内に少なくとも2個
のフェノール性水酸基を有する化合物または樹脂が好ま
しく、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラッ
ク樹脂、ターシャリー-ブチルフェノールノボラック樹
脂、ノニルフェノールノボラック樹脂などのノボラック
型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパ
ラオキシスチレンなどのポリオキシスチレン、フェノー
ルアラルキル樹脂が例示される。
As a curing agent for a semiconductor encapsulating material, a compound or resin having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule is preferable from the viewpoint of moisture resistance reliability and the like, and a phenol novolak resin and a cresol novolak resin are preferable. And tertiary-butylphenol novolak resins, nonylphenol novolak resins, and other novolak phenol resins, resole phenol resins, polyoxystyrenes such as polyparaoxystyrene, and phenol aralkyl resins.

【0015】本発明において、1分子内に少なくとも2
個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂(A)と硬化剤
(B)の配合割合は、硬化剤(B)がフェノール系化合
物である場合、エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量に対
する硬化剤(B)の水酸基当量の割合が、0.5〜2.0
の範囲で配合することが好ましい。硬化剤(B)が酸無
水物の場合は、エポキシ当量に対する酸無水物当量の割
合が、0.8〜1.4の範囲で配合することが好ましい。
硬化剤(B)がアミン系化合物の場合は、エポキシ当量
に対するアミン系化合物活性水素当量の割合が、0.5
〜2.0の範囲で配合することが好ましい。
In the present invention, at least 2
When the curing agent (B) is a phenolic compound, the mixing ratio of the curing agent (B) to the epoxy equivalent of the epoxy resin (A) is as follows. The ratio of the hydroxyl equivalent is 0.5 to 2.0.
It is preferable to mix in the range of. When the curing agent (B) is an acid anhydride, it is preferable to mix the acid anhydride equivalent to the epoxy equivalent in the range of 0.8 to 1.4.
When the curing agent (B) is an amine compound, the ratio of the amine compound active hydrogen equivalent to the epoxy equivalent is 0.5.
It is preferred to mix in the range of -2.0.

【0016】次に、本発明に用いる金属原子と芳香族化
合物または複素環化合物が、イオン結合または配位結合
で結合した化合物(C)は、TG-DTA(セイコーイ
ンスツルメント(株)製)測定において、窒素雰囲気下で
昇温速度10℃/minで昇温させた時、250〜800
℃の10%重量減少温度を有することが好ましく、より
好ましくは330〜650℃であり、さらに好ましくは
350〜600℃であり、エポキシ樹脂の分解温度付近
より高い温度で分解することから難燃効果が大きい。ま
た、10%重量減少時の温度が330℃以上の化合物
(C)を添加した場合、流動性が、より向上する。
Next, the compound (C) in which a metal atom and an aromatic compound or a heterocyclic compound are bonded by an ionic bond or a coordinate bond is TG-DTA (manufactured by Seiko Instruments Inc.). In the measurement, when the temperature was raised at a rate of 10 ° C./min under a nitrogen atmosphere, 250 to 800
It preferably has a 10% weight loss temperature of 10 ° C., more preferably 330 to 650 ° C., even more preferably 350 to 600 ° C., and decomposes at a temperature higher than around the decomposition temperature of the epoxy resin. Is big. When the compound (C) having a temperature at the time of 10% weight loss of 330 ° C. or more is added, the fluidity is further improved.

【0017】化合物(C)を構成する金属原子として
は、周期律表の2Aおよび3A〜2Bの遷移金属より選
ばれることが好ましく、これらの内、より好ましくは
銅、コバルト、鉄である。化合物(C)としては、これ
らの少なくとも1つの金属原子を有する化合物が好まし
くい。なお前記周期律表は物理学辞典(初版 昭和59年
9月30日発行 2315頁)に記載の表の通りである。
The metal atom constituting the compound (C) is preferably selected from transition metals 2A and 3A to 2B of the periodic table, and among them, copper, cobalt and iron are more preferable. As the compound (C), a compound having at least one of these metal atoms is preferable. The periodic table is a physics dictionary (first edition, 1984
(September 30, p. 2315).

【0018】また、金属原子と芳香族化合物または複素
環化合物が、イオン結合または配位結合で結合した化合
物(C)としては、好ましくは、フタロシアニン錯体
(式1)、ナフタロシアニン錯体(式2)、ヒドロキシ
キノリン(オキシン)(式3)、ニトロナフトール錯体
(式4)、フェナントロリン錯体(式5)、ビピリジン
錯体(式6)、およびベンゾイルメタナト錯体(式7)
より選ばれる、少なくとも1つの錯体化合物である。
The compound (C) in which a metal atom and an aromatic compound or a heterocyclic compound are bonded by an ionic bond or a coordinate bond is preferably a phthalocyanine complex (formula 1) or a naphthalocyanine complex (formula 2) , Hydroxyquinoline (oxine) (formula 3), nitronaphthol complex (formula 4), phenanthroline complex (formula 5), bipyridine complex (formula 6), and benzoylmethanato complex (formula 7)
At least one complex compound selected from the group consisting of:

【0019】[0019]

【化14】 Embedded image

【0020】[0020]

【化15】 Embedded image

【0021】[0021]

【化16】 Embedded image

【0022】[0022]

【化17】 Embedded image

【0023】[0023]

【化18】 Embedded image

【0024】[0024]

【化19】 Embedded image

【0025】[0025]

【化20】 Embedded image

【0026】尚、式中のR1〜R22は、水素、メチル
基、エチル基、ターシャリーブチル基、水酸基、アミノ
基、およびカルボキシル基より選ばれる1価の基を示
し、水素以外の基により、同一のベンゼン環上の水素が
複数置換されていてもよく、それぞれ同一でも異なって
いてもよい。Mは、周期律表の2Aおよび3A〜2Bの
遷移金属より選ばれる金属原子を示す。また、(式3)
〜(式7)のnは1以上の整数である。
In the formula, R 1 to R 22 each represent a monovalent group selected from hydrogen, methyl group, ethyl group, tertiary butyl group, hydroxyl group, amino group and carboxyl group. A plurality of hydrogens on the same benzene ring may be substituted, and may be the same or different. M represents a metal atom selected from transition metals 2A and 3A to 2B in the periodic table. Also, (Equation 3)
In the formula (7), n is an integer of 1 or more.

【0027】本発明における化合物(C)として、前記
錯体化合物の内、フタロシアニン化合物が好ましく、特
に好ましいのは、銅フタロシアニン(式9)、及び鉄フ
タロシアニン(式10)より選ばれる、少なくとも1つ
の錯体化合物である。
The compound (C) in the present invention is preferably a phthalocyanine compound among the above complex compounds, and particularly preferably at least one complex selected from copper phthalocyanine (formula 9) and iron phthalocyanine (formula 10). Compound.

【0028】[0028]

【化21】 Embedded image

【0029】[0029]

【化22】 Embedded image

【0030】また本発明における化合物(C)として、
もう一つの好ましい錯体化合物としては、-CH=N-の構造
を有するシッフ塩基型鉄錯体が挙げられる。シッフ塩基
型鉄錯体は、例えば、1分子内に水酸基とアルデヒド基
とを各々一つ以上有する化合物と、1分子内にアミノ基
を2つ以上有する化合物と、鉄塩とから合成される。
Further, as the compound (C) in the present invention,
Another preferred complex compound is a Schiff base iron complex having a structure of -CH = N-. The Schiff base-type iron complex is synthesized, for example, from a compound having at least one hydroxyl group and an aldehyde group in one molecule, a compound having two or more amino groups in one molecule, and an iron salt.

【0031】シッフ塩基型鉄錯体の具体例として、好ま
しくは、式(10)〜式(13)で表される鉄錯体化合
物が挙げられ、これらから選ばれる少なくとも1つの錯
体化合物を用いることができる。式(10)及び式(1
2)で表される鉄錯体化合物は、例えば、サリチルアル
デヒド(ヒドロキシベンズアルデヒド)誘導体とエチレ
ンジアミン、鉄塩から合成でき、式(11)及び式(1
3)で表される鉄錯体化合物は、サリチルアルアルデヒ
ド誘導体とフェニレンジアミン誘導体、鉄塩から合成で
して得られる。
Specific examples of the Schiff base-type iron complex preferably include iron complex compounds represented by formulas (10) to (13), and at least one complex compound selected from these can be used. . Equations (10) and (1)
The iron complex compound represented by the formula (2) can be synthesized, for example, from a salicylaldehyde (hydroxybenzaldehyde) derivative, ethylenediamine, and an iron salt.
The iron complex compound represented by 3) is obtained by synthesizing a salicylalaldehyde derivative, a phenylenediamine derivative, and an iron salt.

【0032】[0032]

【化23】 Embedded image

【0033】[0033]

【化24】 Embedded image

【0034】[0034]

【化25】 Embedded image

【0035】[0035]

【化26】 なお、式中R23〜R37は水素、メチル基、エチル基、ター
シャリーブチル基、水酸基、アミノ基、およびカルボキ
シル基より選ばれる1価の基を示し、水素以外の基によ
り、同一のベンゼン環上の水素が複数置換されていても
よく、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Embedded image In the formula, R 23 to R 37 each represent a monovalent group selected from hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a tertiary butyl group, a hydroxyl group, an amino group, and a carboxyl group. A plurality of hydrogens on the ring may be substituted, and may be the same or different.

【0036】さらに好ましくは、式(10)で表される
化合物が、式(10)中のR23及びR 24として水素である
サリチルアルデヒド−エチレンジアミン鉄錯体(Fe-sal
en)、式(10)中のR23及びR24として水酸基であるサ
リチルアルデヒド−エチレンジアミン鉄錯体(Fe-salen
OH)、式(11)で表される化合物が、式(11)中の
R25、R26、及びR27として水素であるサリチルアルデヒ
ド−フェニレンジアミン鉄錯体(Fe-saloph)、式(1
1)中のR25及びR26として水酸基、R27として水素であ
るサリチルアルデヒド−フェニレンジアミン鉄錯体(Fe
-salophOH)、式(12)で表される化合物が、式(1
2)中のR28〜R31として水素であるビス(サリチルアル
デヒド−エチレンジイミン鉄)([Fesalen]2O)、R28
R31として水酸基であるビス(サリチルアルデヒド-エチ
レンジイミン鉄)([Fe-salenOH]2O)、式(13)で表さ
れる化合物が、式(13)中のR32〜R37として水素であ
るビス(サリチルアルデヒド-フェニレンジイミン鉄)
([Fesaloph]2O)、式(13)中のR32、R34、R35、及
びR37として水酸基で、R33及びR36として水素であるビ
ス(サリチルアルデヒド−フェニレンジイミン鉄)([Fe
-salophOH]2O)である。
More preferably, it is represented by the following formula (10).
The compound is a compound represented by the formula (10)twenty threeAnd R twenty fourIs hydrogen as
Salicylaldehyde-ethylenediamine iron complex (Fe-sal
en), R in equation (10)twenty threeAnd Rtwenty fourIs a hydroxyl group
Lithyl aldehyde-ethylenediamine iron complex (Fe-salen
OH), the compound represented by the formula (11)
Rtwenty five, R26, And R27Salicylaldehyde as hydrogen
Do-phenylenediamine iron complex (Fe-saloph), formula (1)
1) R intwenty fiveAnd R26As a hydroxyl group, R27As hydrogen
Salicylaldehyde-phenylenediamine iron complex (Fe
-salophOH), the compound represented by the formula (12) is represented by the formula (1)
2) R inside28~ R31Bis (salicylal)
Dehyde-ethylenediimine iron) ([Fesalen]TwoO), R28~
R31Bis (salicylaldehyde-ethyl)
Range imine iron) ([Fe-salenOH]TwoO), represented by equation (13)
Is a compound of the formula (13)32~ R37As hydrogen
Bis (salicylaldehyde-phenylenedimine iron)
([Fesaloph]TwoO), R in the formula (13)32, R34, R35,
And R37As a hydroxyl group, R33And R36Is hydrogen as
(Salicylaldehyde-phenylenediimine iron) ([Fe
-salophOH]TwoO).

【0037】本発明における化合物(C)の配合量とし
ては、エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)との合計10
0重量部に対して、0.01〜15重量部が好ましい
が、0.1〜10重量部の範囲とするのが、より好まし
い。0.01重量部未満では難燃性の効果が小さくなる
恐れがあり、一方、15重量部を越えると硬化性が低下
する恐れがある。化合物(C)は、単独で用いてもよ
く、複数種を混合しても用いることが出来る。また、樹
脂組成物の製造においては、分散性を向上させるため
に、あらかじめ化合物(C)をエポキシ樹脂(A)や硬
化剤(B)に溶融、混合して用いてもよい。
The compounding amount of the compound (C) in the present invention is a total of 10% of the epoxy resin (A) and the curing agent (B).
The amount is preferably 0.01 to 15 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 0 parts by weight. If the amount is less than 0.01 part by weight, the effect of flame retardancy may be reduced. On the other hand, if it exceeds 15 parts by weight, the curability may be reduced. Compound (C) may be used alone or in combination of two or more. In the production of the resin composition, the compound (C) may be previously melted and mixed with the epoxy resin (A) or the curing agent (B) in order to improve dispersibility.

【0038】本発明の半導体封止材料は、前記難燃性樹
脂組成物と充填剤(D)とで基本的に構成される。充填
剤(D)の具体例としては、溶融シリカ等のシリカ粉
末、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、マイ
カなどが挙げられる。本発明における充填剤(D)の配
合量としては、60〜95重量%が好ましいが、実用的
には、65〜90重量%の範囲とするのが好ましい。
The semiconductor encapsulating material of the present invention is basically composed of the flame-retardant resin composition and a filler (D). Specific examples of the filler (D) include silica powder such as fused silica, alumina, talc, calcium carbonate, clay, and mica. The compounding amount of the filler (D) in the present invention is preferably from 60 to 95% by weight, but is practically preferably from 65 to 90% by weight.

【0039】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物及び半
導体封止材料には、上記成分以外に、さらに必要に応じ
て、天然ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪族酸の
金属酸化物、酸アミド類、エステル類、パラフィン類な
どの離型剤、カーボンブラック、ベンガラなどの着色
剤、種々の硬化促進剤、カップリング剤など、当業者に
おいて公知の添加剤を配合することができる。
In addition to the above components, the flame-retardant epoxy resin composition and the semiconductor encapsulating material of the present invention may further comprise, if necessary, natural waxes, synthetic waxes, metal oxides of linear aliphatic acids, Additives known to those skilled in the art such as release agents such as acid amides, esters and paraffins, coloring agents such as carbon black and red iron, various curing accelerators and coupling agents can be blended.

【0040】本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物は、エ
ポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、化合物(C)とを、
また、半導体封止材料は、前記難燃性エポキシ樹脂組成
物と充填剤(D)とを、更には必要に応じて、その他の
成分を、所定の組成比に選択し、ミキサーなどにより十
分に均一になるように混合した後、熱ロールによる混
練、またはコニーダなどによる混練処理を行い、冷却、
固化させ、適当な大きさに粉砕することで、それぞれ得
ることができる。得られた半導体封止材料は、トランス
ファー成形、射出成形などの方法で成形することによっ
て半導体装置として好適に用いられる。本発明の半導体
装置は、上記で得られた半導体封止材料を、トランスフ
ァー成形、射出成形などの成形方法により、半導体素子
などの電子部品を封止して硬化させることにより得られ
る。
The flame-retardant epoxy resin composition of the present invention comprises an epoxy resin (A), a curing agent (B), and a compound (C).
In addition, the semiconductor encapsulating material is prepared by selecting the flame-retardant epoxy resin composition and the filler (D), and if necessary, other components to a predetermined composition ratio, and sufficiently using a mixer or the like. After mixing to be uniform, kneading with a hot roll, or kneading with a kneader, etc., cooling,
Each can be obtained by solidifying and pulverizing to an appropriate size. The obtained semiconductor encapsulating material is suitably used as a semiconductor device by being molded by a method such as transfer molding or injection molding. The semiconductor device of the present invention is obtained by encapsulating and curing an electronic component such as a semiconductor element by a molding method such as transfer molding or injection molding using the semiconductor encapsulating material obtained above.

【0041】また、本発明の難燃性エポキシ樹脂組成物
は、ハロゲン系化合物やリン系難燃剤を含まず、優れた
難燃性を示し、硬化性、流動性、耐湿信頼性を大きく低
下させることがないことから、半導体素子を初め、電子
部品や電機部品の封止材料として使用できる他、被膜材
料、絶縁材料、積層板、金属張り積層板などの用途にも
好適に使用することが出来る。
Further, the flame-retardant epoxy resin composition of the present invention does not contain a halogen-based compound or a phosphorus-based flame retardant, exhibits excellent flame-retardant properties, and greatly reduces curability, fluidity, and moisture-resistance reliability. Since it is not used, it can be used not only as a sealing material for semiconductor elements, but also for electronic components and electrical components, and can also be suitably used for applications such as coating materials, insulating materials, laminates, and metal-clad laminates. .

【0042】[0042]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明はこれによって何ら限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0043】[シッフ塩基鉄錯体の合成例]化合物Cのシ
ッフ塩基錯体の合成は、第4版 実験化学講座17(著
者:日本化学会、1991年 3月5日発行)に順じ合成し
た。以下に合成例をしめすが、必ずしも文献の方法、反
応温度、反応時間に限定されるものではない。
[Synthesis Example of Schiff Base Iron Complex] The synthesis of the Schiff base complex of Compound C was performed according to the fourth edition of Experimental Chemistry Course 17 (author: The Chemical Society of Japan, published on March 5, 1991). Synthetic examples are shown below, but are not necessarily limited to literature methods, reaction temperatures, and reaction times.

【0044】(合成例1)サリチルアルデヒド(関東化
学製)24g、エチレンジアミン(関東化学製)6g、
硫酸鉄(関東化学製)28gをエタノール500mlに
溶解し、温度計、攪拌機を具備した1リットルの4つ口
フラスコにいれ、110℃(還流下)で3時間放置した
後、冷却し濾過することでサリチルアルデヒド−エチレ
ンジアミン鉄錯体(Fe-salen)を30g得た。
(Synthesis Example 1) 24 g of salicylaldehyde (manufactured by Kanto Chemical), 6 g of ethylenediamine (manufactured by Kanto Chemical),
Dissolve 28 g of iron sulfate (manufactured by Kanto Kagaku) in 500 ml of ethanol, put it in a 1 liter four-necked flask equipped with a thermometer and a stirrer, leave it at 110 ° C. (under reflux) for 3 hours, cool and filter. Thus, 30 g of a salicylaldehyde-ethylenediamine iron complex (Fe-salen) was obtained.

【0045】(合成例2)ジヒドロキシベンズアルデヒ
ド(関東化学製)28g、エチレンジアミン(関東化学
製)6g、硫酸鉄(関東化学製)28gをエタノール5
00mlに溶解し、温度計、攪拌機を具備した1リット
ルの4つ口フラスコにいれ、110℃(還流下)で3時
間放置した後、冷却し濾過することで(Fe-salenOH)を
30g得た。
(Synthesis Example 2) 28 g of dihydroxybenzaldehyde (manufactured by Kanto Chemical), 6 g of ethylenediamine (manufactured by Kanto Chemical), and 28 g of iron sulfate (manufactured by Kanto Chemical) were added to ethanol 5
The mixture was dissolved in 00 ml, placed in a 1-liter four-necked flask equipped with a thermometer and a stirrer, left at 110 ° C. (under reflux) for 3 hours, cooled, and filtered to obtain 30 g of (Fe-salenOH). .

【0046】(合成例3)サリチルアルデヒド(関東化
学製)24g、フェニレンジアミン(関東化学製)11
g、硫酸鉄(関東化学製)28gをエタノール500m
lに溶解し、温度計、攪拌機を具備した1リットルの4
つ口フラスコにいれ、110℃(還流下)で3時間放置
した後、冷却し濾過することでFe-salophを30g得
た。
(Synthesis Example 3) Salicylaldehyde (manufactured by Kanto Chemical) 24 g, phenylenediamine (manufactured by Kanto Chemical) 11
g, 28 g of iron sulfate (manufactured by Kanto Chemical) in 500 m of ethanol
1 liter of 4 liters with thermometer and stirrer.
The mixture was placed in a one-necked flask, left at 110 ° C. (under reflux) for 3 hours, cooled and filtered to obtain 30 g of Fe-saloph.

【0047】(合成例4)ジヒドロキシベンズアルデヒ
ド(関東化学製)28g、フェニレンジアミン(関東化
学製)11g、硫酸鉄(関東化学製)28gをエタノー
ル500mlに溶解し、温度計、攪拌機を具備した1リ
ットルの4つ口フラスコにいれ、110℃(還流下)で
3時間放置した後、冷却し濾過することで(Fe-salophO
H)を35g得た。
(Synthesis Example 4) 28 g of dihydroxybenzaldehyde (manufactured by Kanto Kagaku), 11 g of phenylenediamine (manufactured by Kanto Kagaku) and 28 g of iron sulfate (manufactured by Kanto Kagaku) are dissolved in 500 ml of ethanol, and 1 liter equipped with a thermometer and a stirrer And then left at 110 ° C. (under reflux) for 3 hours, cooled and filtered (Fe-salophO).
35 g of H) were obtained.

【0048】(合成例5)サリチルアルデヒド(関東化
学製)24g、エチレンジアミン(関東化学製)6g、
硫酸鉄(関東化学製)28gを純水500mlに溶解
し、温度計、攪拌機を具備した1リットルの4つ口フラ
スコにいれ、110℃(還流下)で3時間放置した後、
冷却し濾過することで(Fe-salen)が酸素をかいして結
合した([Fe-salen]2O)30gを得た。
(Synthesis Example 5) 24 g of salicylaldehyde (manufactured by Kanto Chemical), 6 g of ethylenediamine (manufactured by Kanto Chemical),
28 g of iron sulfate (manufactured by Kanto Kagaku) is dissolved in 500 ml of pure water, placed in a 1-liter four-necked flask equipped with a thermometer and a stirrer, and left at 110 ° C. (under reflux) for 3 hours.
The mixture was cooled and filtered to obtain 30 g of (Fe-salen) 2 O ([Fe-salen] 2 O) bound with oxygen.

【0049】(合成例6〜8)合成例2〜4におけるエ
タノールを水に代えた以外は同様にして、それぞれ([Fe
-salenOH]2O)、([Fe-saloph]2O)、([Fe-salophOH]2O)を
得た。
(Synthesis Examples 6 to 8) The same procedures were performed as in Synthesis Examples 2 to 4 except that ethanol was replaced with water.
-salenOH] 2 O), ([Fe-saloph] 2 O) and ([Fe-salophOH] 2 O) were obtained.

【0050】次いで、所定の配合により半導体封止材料
を調製し、その特性を評価するため、スパイラルフロ
ー、バーコル硬度、および難燃性を測定し、耐湿信頼
性、耐半田性の試験を行なった。各特性の測定方法およ
び条件は、次の通りとした。
Next, a semiconductor encapsulating material was prepared with a predetermined formulation, and in order to evaluate its characteristics, spiral flow, Barcol hardness and flame retardancy were measured, and tests for moisture resistance reliability and solder resistance were performed. . The measuring method and conditions of each characteristic were as follows.

【0051】(1)流動性 スパイラルフローにて評価し、EMMI-1-66に準じた
金型を使用し、トランスファー成形機により、金型温度
175℃、注入圧力6.86MPa(70kgf/cm2)、
硬化時間120秒の条件で測定した。得られた測定値
は、大きい方が流動性が良いことを示す。
(1) Fluidity Evaluated by spiral flow, using a mold conforming to EMMI-1-66, using a transfer molding machine, mold temperature 175 ° C., injection pressure 6.86 MPa (70 kgf / cm 2). ),
The curing time was measured under the condition of 120 seconds. The obtained measured values indicate that the larger the value, the better the fluidity.

【0052】(2)硬化性 トランスファー成形機により、金型温度175℃で12
0秒間成形し、金型の型開き10秒後の成形品のバーコ
ル硬度(#935)で評価した。
(2) Curability A transfer molding machine is used to mold the mold at 175 ° C.
Molding was performed for 0 second, and the Barcol hardness (# 935) of the molded product 10 seconds after opening the mold was evaluated.

【0053】(3)難燃性 試験片(127mm×12.7mm×厚み1.0mm,
1.6mm,3.2mm)をトランスファー成形機を用
いて金型温度175℃、注入圧力6.86MPa(70k
gf/cm2)、硬化時間120秒で成形し、175℃、8
時間で後硬化し、UL−94垂直法に準じて測定し、難
燃性を判定した。
(3) Flame retardancy Test pieces (127 mm × 12.7 mm × 1.0 mm thick ,
(1.6 mm, 3.2 mm) using a transfer molding machine, a mold temperature of 175 ° C., and an injection pressure of 6.86 MPa (70 k).
gf / cm 2 ), molded with a curing time of 120 seconds, 175 ° C, 8
After curing for a time, the flame retardancy was determined by measuring according to the UL-94 vertical method.

【0054】(4)耐湿信頼性 調製した半導体封止材料を用いて、金型温度175℃、
注入圧力6.86MPa(70kgf/cm2)、硬化時間1
20秒の条件で、アルミ模擬素子を搭載したモニターI
C(16pDIP)を成形し、175℃、8時間で後硬
化させた半導体装置を用いた。これに125℃、相対湿
度100%、2.3気圧の温室条件下で5.5V電圧を
印加したまま、200時間放置した後、導通試験を行
い、1端子でも導通しないものを不良と判定した。不良
の生じたパッケージがa個であるとき、a/20とした。
(4) Humidity Reliability Using the prepared semiconductor encapsulating material, a mold temperature of 175 ° C.
Injection pressure 6.86 MPa (70 kgf / cm 2 ), curing time 1
Monitor I equipped with an aluminum simulation device under the condition of 20 seconds
A semiconductor device formed by molding C (16 pDIP) and post-curing at 175 ° C. for 8 hours was used. This was left for 200 hours while applying a 5.5 V voltage under a greenhouse condition of 125 ° C., 100% relative humidity, and 2.3 atm. Then, a conduction test was performed. . When the number of defective packages was a, the number was set to a / 20.

【0055】(5)耐半田性 トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注
入圧力7.35MPa(75kgf/cm2)、硬化時間2分
で80pQFP(2mm厚、チップサイズ9.0mm×
9.0mm)を成形し、175℃、8時間で後硬化し、
得られた20個のパッケージを85℃、相対湿度85%
で168時間放置し、その後240℃の半田槽に10秒
間浸漬した。顕微鏡でパッケージに生じた外部クラック
を観察した。又、超音波探傷装置を用いて内部剥離と内
部クラックも観察した。一箇所でもクラックまたは内部
剥離があるICパッケージを不良と判定した。不良の生
じたパッケージがb個であるとき、b/20と表示した。
(5) Solder Resistance Using a transfer molding machine, a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 7.35 MPa (75 kgf / cm 2 ), a curing time of 2 minutes, and 80 pQFP (2 mm thick, chip size 9.0 mm ×
9.0 mm), and post-cured at 175 ° C. for 8 hours.
85 packages at 85 ° C and 85% relative humidity
For 168 hours, and then immersed in a 240 ° C. solder bath for 10 seconds. External cracks generated in the package were observed with a microscope. Also, internal peeling and internal cracks were observed using an ultrasonic flaw detector. An IC package having a crack or internal peeling even at one location was determined to be defective. When the number of defective packages was b, it was indicated as b / 20.

【0056】[半導体封止材料の調整] (実施例1)球状溶融シリカ(平均粒径20μm、最大粒
径100μm)85重量部、ビフェニル型エポキシ樹脂(油
化シェルエポキシ社製YX-4000HK、エポキシ当
量195g/eq)7.6重量部、フェノールアラルキル
樹脂(三井化学製XL-225、水酸基当量175g/e
q)6.8重量部、銅フタロシアニン(関東化学製)0.
67重量部(エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)との合
計100重量部に対して5重量部)、トリフェニルホス
フィン0.3重量部、離型剤(天然カルナバワックス)
0.3重量部、着色剤(カーボンブラック)0.2重量
部、及びエポキシシランカップリング剤(日本ユニカー
製A-186)0.3重量部を配合し、熱ロールを用いて
混練して、半導体封止用成形材料を得た。特性の評価結
果は、表1に示した通りである。
[Preparation of Semiconductor Encapsulating Material] (Example 1) Spherical fused silica (average particle size: 20 μm, maximum particle size: 100 μm) 85 parts by weight, biphenyl type epoxy resin (YX-4000HK, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), epoxy 7.6 g parts by weight, phenol aralkyl resin (XL-225 manufactured by Mitsui Chemicals, hydroxyl equivalent 175 g / e)
q) 6.8 parts by weight of copper phthalocyanine (Kanto Chemical)
67 parts by weight (5 parts by weight based on the total of 100 parts by weight of epoxy resin (A) and curing agent (B)), 0.3 parts by weight of triphenylphosphine, release agent (natural carnauba wax)
0.3 parts by weight, 0.2 parts by weight of a coloring agent (carbon black), and 0.3 parts by weight of an epoxysilane coupling agent (A-186 manufactured by Nippon Unicar) are compounded, and kneaded using a hot roll. A molding material for semiconductor encapsulation was obtained. The evaluation results of the characteristics are as shown in Table 1.

【0057】(実施例2〜10)実施例1における銅フ
タロシアニンに代えて、鉄フタロシアニン及び合成例1
〜8で合成したシッフ塩基鉄錯体Fe−salen、Fe-salenO
H、Fe-saloph、Fe-salophOH、[Fe−salen]2O、[Fe−sal
enOH]2O、[Fe−saloph]2O、[Fe−salophOH]2Oを用い、
表1に従って配合した以外は、実施例1と同様にして、
半導体封止材料を調製した。特性の評価結果は、表1に
まとめて示した。
(Examples 2 to 10) Instead of copper phthalocyanine in Example 1, iron phthalocyanine and Synthesis Example 1 were used.
Schiff base iron complexes Fe-salen, Fe-salenO synthesized in
H, Fe-saloph, Fe-salophOH, [Fe-salen] 2 O, [Fe-sal
enOH] 2 O, [Fe-saloph] 2 O, [Fe-salophOH] 2 O,
Except having been blended according to Table 1, in the same manner as in Example 1,
A semiconductor encapsulating material was prepared. The evaluation results of the characteristics are summarized in Table 1.

【0058】(比較例1〜5)実施例1において銅フタ
ロシアニンに代えて、レゾルシンジフェニルホスフェー
ト(大八化学製CDP)、及びトリフェニルホスフィン
オキシド(大八化学製TPP)、ナフテン酸コバルト
(関東化学製)、シクロペンタジエニル鉄(フェロセ
ン)(関東化学製)を用い、各成分を表1に従って配合
した以外は、実施例1と同様にして、成形材料を調製
し、スパイラルフロー、硬化性、難燃性、信頼性及び耐
半田性を評価した。なお、比較例1は難燃剤を含まない
配合例を、比較例2〜3はリン系難燃剤を含む配合例
を、比較例4〜5は有機金属難燃剤を含む配合例を示
す。
(Comparative Examples 1 to 5) In Example 1, instead of copper phthalocyanine, resorcinol diphenyl phosphate (CDP manufactured by Daihachi Chemical), triphenylphosphine oxide (TPP manufactured by Daihachi Chemical), and cobalt naphthenate (Kanto Chemical) ) And cyclopentadienyl iron (ferrocene) (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), and a molding material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the components were blended according to Table 1. The flame retardancy, reliability and solder resistance were evaluated. In addition, Comparative Example 1 shows a formulation example containing no flame retardant, Comparative Examples 2 and 3 show formulation examples containing a phosphorus-based flame retardant, and Comparative Examples 4 and 5 show formulation examples containing an organometallic flame retardant.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】表1に示した結果から分かるように、比較
例1は、難燃剤を添加しない場合の結果で、フローや硬
化性は問題ないものの、難燃性はすべての厚みの試験片
において全焼するものがあり、UL94に該当しない。
比較例2は、難燃剤としてレゾルシンジフェニルホスフ
ェートを用いた例で、フロー,硬化性,難燃性は問題な
いものの、耐湿信頼性、耐半田性が著しく低い。トリフ
エニルホスフィンオキシドを用いた比較例3では、流動
性は良いが、硬化性,難燃性,耐湿信頼性、耐半田性に
劣る結果であった。また、ナフテン酸コバルトを用いた
比較例4では、難燃性は1.0mm、3.2mm厚の試
験片においてUL94のV-0に到達(V-1)しなかっ
た。シクロペンタジエニル鉄(フェロセン)を用いた比
較例5では、すべての試験片厚のUL94試験において
V-0を達成したが、耐半田性が著しく低下する結果で
あった。
As can be seen from the results shown in Table 1, Comparative Example 1 was a result obtained when no flame retardant was added. And does not correspond to UL94.
Comparative Example 2 is an example in which resorcin diphenyl phosphate was used as a flame retardant, and although there was no problem in flow, curability, and flame retardancy, moisture resistance reliability and solder resistance were extremely low. In Comparative Example 3 using triphenylphosphine oxide, the fluidity was good, but the results were inferior in curability, flame retardancy, moisture resistance reliability, and solder resistance. In Comparative Example 4 using cobalt naphthenate, the flame retardancy did not reach V-0 of UL94 (V-1) in a test piece having a thickness of 1.0 mm and a thickness of 3.2 mm. In Comparative Example 5 using cyclopentadienyl iron (ferrocene), V-0 was achieved in the UL94 test for all test piece thicknesses, but the result was that the solder resistance was significantly reduced.

【0061】これに対して、本発明の金属原子と芳香族
化合物または複素環化合物が、イオン結合または配位結
合で結合した化合物(C)を難燃剤とする実施例1〜1
0では、いずれも難燃性はUL94V-0を示し、従来
のものに比べて、難燃性だけでなく、良好な流動性、硬
化性、耐湿信頼性、耐半田性を示す非常に良い結果であ
った。
On the other hand, in Examples 1 to 1 in which the compound (C) in which the metal atom of the present invention and an aromatic compound or a heterocyclic compound are bonded by an ionic bond or a coordinate bond is used as a flame retardant.
At 0, the flame retardancy is UL94V-0, which is a very good result showing not only the flame retardancy but also good fluidity, curability, moisture resistance reliability and solder resistance compared to the conventional one. Met.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、ハロゲン系化合物やリ
ン系難燃剤を添加することなく高度な難燃性を有し、か
つ、製品の特性を悪化させることがなく、従来から用い
られているリン系難燃剤を配合する場合に比べて、耐湿
信頼性が優れており、特に流動性が良好で、今後要求さ
れるハロゲン及びリンを用いることのない、難燃性エポ
キシ樹脂組成物及びこれを用いた半導体封止材料を実現
出来るもので、半導体封止用の材料として極めて有用な
ものである。
According to the present invention, it has a high level of flame retardancy without adding a halogen compound or a phosphorus flame retardant, and does not deteriorate the characteristics of the product. Flame-retardant epoxy resin composition having excellent moisture resistance reliability, particularly good fluidity, and not using halogen and phosphorus required in the future, as compared with the case where a phosphorus-based flame retardant is blended. It can realize a semiconductor encapsulation material using, and is extremely useful as a semiconductor encapsulation material.

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Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1分子内に少なくとも2個のエポキシ基
を有するエポキシ樹脂(A)、硬化剤(B)、および、
金属原子と芳香族化合物または複素環化合物が、イオン
結合または配位結合で結合した化合物(C)を、必須成
分として含有することを特徴とする難燃性エポキシ樹脂
組成物。
1. An epoxy resin (A) having at least two epoxy groups in one molecule, a curing agent (B), and
A flame-retardant epoxy resin composition comprising, as an essential component, a compound (C) in which a metal atom and an aromatic compound or a heterocyclic compound are bonded by an ionic bond or a coordinate bond.
【請求項2】 硬化剤(B)が、1分子内に少なくとも
2個のフェノール性水酸基を有する化合物または樹脂か
らなる、請求項1記載の難燃性エポキシ樹脂組成物。
2. The flame-retardant epoxy resin composition according to claim 1, wherein the curing agent (B) comprises a compound or resin having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule.
【請求項3】 化合物(C)が、熱重量減少測定におい
て、窒素雰囲気下で昇温速度10℃/minで昇温させた
時の10%重量減少温度が250〜800℃である、請
求項1または請求項2記載の難燃性エポキシ樹脂組成
物。
3. The compound (C) has a 10% weight loss temperature of 250 to 800 ° C. when heated in a nitrogen atmosphere at a rate of 10 ° C./min in a thermogravimetric measurement. The flame-retardant epoxy resin composition according to claim 1.
【請求項4】 化合物(C)が、周期律表の2Aおよび
3A〜2Bの遷移金属より選ばれる、少なくとも一つの
金属原子を有する化合物である、請求項1ないし請求項
3のいずれかに記載の難燃性エポキシ樹脂組成物。
4. The compound according to claim 1, wherein the compound (C) is a compound having at least one metal atom selected from transition metals 2A and 3A to 2B in the periodic table. Flame-retardant epoxy resin composition.
【請求項5】 化合物(C)が、フタロシアニン錯体
(式1)、ナフタロシアニン錯体(式2)、ヒドロキシ
キノリン(オキシン)(式3)、ニトロナフトール錯体
(式4)、フェナントロリン錯体(式5)、ビピリジン
錯体(式6)、およびベンゾイルメタナト錯体(式7)
より選ばれる、少なくとも1つの錯体化合物である、請
求項1ないし請求項4のいずれかに記載の難燃性エポキ
シ樹脂組成物。 【化1】 【化2】 【化3】 【化4】 【化5】 【化6】 【化7】 式中、R1〜R22は、水素、メチル基、エチル基、ター
シャリーブチル基、水酸基、アミノ基、およびカルボキ
シル基より選ばれる1価の基を示し、水素以外の基によ
り、同一のベンゼン環上の水素が複数置換されていても
よく、それぞれ同一でも異なっていてもよい。Mは、周
期律表の2Aおよび3A〜2Bの遷移金属より選ばれる
金属原子を示し、nは1以上の整数である。
5. The compound (C) is a phthalocyanine complex (formula 1), a naphthalocyanine complex (formula 2), a hydroxyquinoline (oxine) (formula 3), a nitronaphthol complex (formula 4), or a phenanthroline complex (formula 5). , Bipyridine complex (formula 6) and benzoylmethanato complex (formula 7)
The flame-retardant epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 4, which is at least one complex compound selected from the group consisting of: Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image In the formula, R 1 to R 22 each represent a monovalent group selected from hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a tertiary butyl group, a hydroxyl group, an amino group, and a carboxyl group. A plurality of hydrogens on the ring may be substituted, and may be the same or different. M represents a metal atom selected from transition metals 2A and 3A to 2B in the periodic table, and n is an integer of 1 or more.
【請求項6】 フタロシアニン錯体が、銅フタロシアニ
ン(式8)、鉄フタロシアニン(式9)より選ばれる、
少なくとも1つの錯体化合物である、請求項5記載の難
燃性エポキシ樹脂組成物。 【化8】 【化9】
6. The phthalocyanine complex is selected from copper phthalocyanine (formula 8) and iron phthalocyanine (formula 9).
The flame-retardant epoxy resin composition according to claim 5, which is at least one complex compound. Embedded image Embedded image
【請求項7】 化合物(C)が、シッフ塩基型鉄錯体で
ある、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の難燃
性エポキシ樹脂組成物。
7. The flame-retardant epoxy resin composition according to claim 1, wherein the compound (C) is a Schiff base iron complex.
【請求項8】 シッフ塩基型鉄錯体が、式(10)〜式
(13)で表される鉄錯体化合物から選ばれる少なくと
も1つの錯体化合物ある、請求項7記載の難燃性エポキ
シ樹脂組成物。 【化10】 【化11】 【化12】 【化13】 式中、R23〜R37は、水素、メチル基、エチル基、ター
シャリーブチル基、水酸基、アミノ基、およびカルボキ
シル基より選ばれる1価の基を示し、水素以外の基によ
り、同一のベンゼン環上の水素が複数置換されていても
よく、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
8. The flame-retardant epoxy resin composition according to claim 7, wherein the Schiff base-type iron complex is at least one complex compound selected from iron complex compounds represented by formulas (10) to (13). . Embedded image Embedded image Embedded image Embedded image In the formula, R 23 to R 37 each represent a monovalent group selected from hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a tertiary butyl group, a hydroxyl group, an amino group, and a carboxyl group. A plurality of hydrogens on the ring may be substituted, and may be the same or different.
【請求項9】 請求項1ないし請求項8のいずれかに記
載された難燃性エポキシ樹脂組成物と、充填剤とで基本
的に構成されることを特徴とする半導体封止材料。
9. A semiconductor encapsulant, which is basically composed of the flame-retardant epoxy resin composition according to claim 1 and a filler.
【請求項10】 請求項9記載の半導体封止材料の硬化
物によって封止された半導体装置。
10. A semiconductor device sealed with a cured product of the semiconductor sealing material according to claim 9.
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