JP2004331920A - Epoxy resin composition and hollow package for housing semiconductor element by using the same - Google Patents

Epoxy resin composition and hollow package for housing semiconductor element by using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition having a less moisture permeability as its molded material and a good molding property, and a hollow package made from the resin for housing a solid image-picking up element, excellent in airtightness and waterproof property by using the same. <P>SOLUTION: This epoxy resin composition is characterized by containing an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler and porous carbon having ≥0.5 m<SP>2</SP>/g and ≤30 m<SP>2</SP>/g specific surface area, and ≥3 μm and ≤50 μm mean particle diameter. The content of the porous carbon is preferably ≥2 mass % and ≤30 mass % based on the total amount of the epoxy resin composition. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子を収納するための中空パッケージ用として、透湿性が小さく、成形性に優れたエポキシ樹脂組成物および該樹脂組成物からなる半導体素子収納用中空パッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を収納するための中空パッケージには、セラミックの他に、廉価な樹脂製パッケージが用いられている。
【0003】
一般的にエポキシ樹脂などの樹脂製中空パッケージは、インサート成形によって樹脂成形体と一体化された、両端がパッケージの内側と外側に開放されたリードフレームと、パッケージ中央部に接着剤によって固着された半導体素子とを、ボンディングワイヤーにより電気的に連結している。また、樹脂成形体の上面は、透明な合成樹脂板、ガラス板等の蓋材を接着剤によって固着し、気密封止構造になっている。
【0004】
ところが、エポキシ樹脂組成物から作られた樹脂製パッケージは、加湿条件に曝されると吸湿し、特に固体撮像素子などの気密性や防水性が要求される用途は、高温多湿の環境では、長時間曝された場合、成形体が徐々に吸湿し、いずれ気密性を保持した中空部に水分が結露し、これによって撮像素子自体の機能を低下せしめる恐れがある。
【0005】
従って、中空パッケージ用として使用するエポキシ樹脂組成物においては、従来から透湿をいかに小さくするかが課題になっており、エポキシ樹脂組成物中に無機質の吸湿剤を添加し、成形体外部から透湿してくる水分を吸着させる技術が提案されている。
【0006】
特許2846551号明細書においては、エポキシ樹脂組成物中に、1−ブタノールを媒体として測定した密度が2.10g/cm未満で、吸湿率が3%以上、かつ、平均粒径が0.1μm以上3μm未満のシリカを含有させたことを特徴とするエポキシ樹脂組成物の技術が記載されている。
【0007】
このように、従来の技術は吸湿剤としてシリカ粉などの無機質のものが多く用いられてきたが、これらの無機質吸湿剤は、成形性の点から、望ましくは形状や粒子径を均一に近い状態に揃えることが必要であり、一方、粒子が細かくなりすぎると粒子同士が凝集しやすくなる傾向があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記問題点を解決するために、成形体として透湿性が少なく、成形性の良好なエポキシ樹脂組成物を提供し、それを用いてCCD、CMOS等の固体撮像素子を収納するための、気密性や防水性に優れた樹脂製中空パッケージを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため、種々検討を行った結果、本願発明を完成するに至った。即ち、本発明において、
▲1▼ エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機質充填材、および比表面積が0.5m/g以上30m/g以下であり、平均粒径が3μm以上50μm以下である多孔質カーボン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。
【0010】
▲2▼ 多孔質カーボンの含有量がエポキシ樹脂組成物の全体量の2質量%以上30質量%以下であることを特徴とする前記▲1▼に記載のエポキシ樹脂組物は、本発明の好ましい態様である。
【0011】
▲3▼ 成形体の煮沸吸水率が、168時間の煮沸吸水試験後で0.55質量%以上であることを特徴とする前記▲1▼または▲2▼に記載のエポキシ樹脂組成物は、本発明の好ましい態様である。
【0012】
また、本発明において、
▲4▼ 前記▲1▼から▲3▼に記載のエポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージ用エポキシ樹脂組成物を提供する。
【0013】
さらに、
▲5▼ 前記▲1▼から▲3▼に記載のエポキシ樹脂組成物から成形されたことを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージを提供する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤および無機質充填材を含み、加えて、多孔質カーボンを含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。各成分について詳述する。
【0015】
<エポキシ樹脂>
本発明のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールAD型の各エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有エポキシ樹脂が好適に用いられ、これらのいずれか1種類を単独で使用しても、あるいは2種類以上を適当な比率で併用してもよい。
これらのエポキシ樹脂のエポキシ当量は300(g/eq)以下が好ましく、さらには300(g/eq)以下100(g/eq)以上が好ましい。
【0016】
本発明において、エポキシ樹脂の全樹脂組成物中における配合量は、通常2質量%以上30質量%以下であり、とりわけ3質量%以上15質量%以下の範囲内にあるのが好ましい。
【0017】
<硬化剤>
本発明で用いられる硬化剤としては、上記エポキシ樹脂と硬化反応するものであれば特に制限無く使用することができるが、なかでもフェノール樹脂が好ましく、具体的には、フェノールノボラック樹脂、アラルキルフェノール樹脂が挙げられる。また、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、m−フェニレンジアミン等のアミン類、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸等の酸無水物、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド等の酸ジヒドラジド、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素等が好適なものとして挙げられる。
【0018】
硬化剤の配合量は、耐湿性および機械的特性の観点から、エポキシ樹脂のエポキシ基に対する化学当量比が、0.5〜1.5の範囲にあることが好ましく、さらには0.7〜1.2の範囲にあることが好ましい。
【0019】
<硬化促進剤>
本発明で用いられる硬化促進剤としては、前記エポキシ樹脂と硬化剤との架橋反応を促進するものが用いられる。
その具体的な例としては、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−エチル−4−メチルイミダゾールアジン等のイミダゾール類;トリフェニルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン等の有機ホスフィン類;1,8−ジアザシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下DBUという。)フェノール塩、フェノールノボラック塩、炭酸塩などのDBU誘導体;式Ar−NH−CO−NR、Ar−(NH−CO−NR(Arは置換または非置換のアリール基、Rは同一または異なっていてもよい置換または非置換のアルキル基。)で表される尿素誘導体が挙げられる。
【0020】
硬化促進剤は、エポキシ樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下で配合されることが好ましく、さらには0.3質量部以上15質量部以下の割合で配合されることが好ましい。
【0021】
<無機充填材>
本発明に用いられる無機質充填材としては、ボールミルなどで粉砕した結晶シリカ、火炎溶融することで得られる破砕溶融シリカや球状の溶融シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、マイカ、クレー、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、窒化アルミ、窒化ケイ素などが挙げられ、これらは1種を単独で使用しても、あるいは、2種類以上を適当な比率で併用してもよい。
【0022】
このような無機質充填材の合計使用量は、エポキシ樹脂と硬化剤の総量100質量部に対し、100質量部以上1000質量部以下であり、好ましくは300質量部以上1000質量部以下である。
【0023】
<多孔質カーボン>
一般的に、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラックなどのカーボンブラックは、共立出版(株)社発行の化学大辞典、(株)フジテクノシステム社出版の超微粒子ハンドブックに記載されているような、衝撃法やファーネス法のような方法で作られ、比表面積が30〜460m/g程度、平均粒径が0.005〜0.1μm程度のような性質をもっているが、本発明に用いられる多孔質カーボンは、適宜条件を選んで製造されたものであって、以下の性質をもつカーボンを使用することが好ましい。
【0024】
すなわち、本発明に用いられる多孔質カーボンはその比表面積が、0.5m/g以上30m/g以下のものである。本発明において比表面積はカンタクローム社製3検体全自動ガス吸着量測定装置オートソーブ3B型を用い、吸着ガスに窒素を使用して測定した。
【0025】
また、多孔質カーボンの平均粒径が、3μm以上50μm以下のものである。本発明において平均粒径はLeeds&Nothrup社製レーザ回折散乱法粒度分布計X−100を用いて測定した。
【0026】
このような多孔質カーボンを用いることにより、エポキシ樹脂組成物を成形して樹脂製中空パッケージの透湿が少なくなり、大気中の水分のパッケージ内への浸入に対して耐湿性を有することとなる。
【0027】
多孔質カーボンの全組成物中の含有量は、2質量%以上30質量%以下であることが好ましく、さらには、2質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
【0028】
<その他の配合剤>
本発明においては、必要に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の無機質充填材としてフェライト、水酸化アルミニウム等を配合させることができる。また、離型剤として、モンタン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸のエステルワックス;カルナバろう(カルナバワックス);ベヘニン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウムなどの高級脂肪酸の金属塩;ジンクステアレート等の金属石鹸を配合させることができる。これらは単独であっても、混合して用いても差し支えない。
【0029】
また、本樹脂組成物に対して本発明の目的を損ねない範囲で、必要に応じてシランカップリング剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモンなどの難燃剤、カーボンブラック、フタロシアニンなどの着色剤、低応力化剤を配合しても差し支えない。
【0030】
本発明の半導体素子収納用中空パッケージ用エポキシ樹脂組成物の好ましい製造方法の例として以下の方法が挙げられる。先ず全材料をヘンシェルミキサー等の通常用いられる混合機によりドライブレンドした後、二本ロール、ニーダ、二軸押し出し機等で加熱溶融混練し、続いて冷却、粉砕することで目的とするエポキシ樹脂組成物を得る。
【0031】
このエポキシ樹脂組成物は、CCD、CMOS等の固体撮像素子を収納するための中空パッケージ用として優れた適性を有するものであるが、エポキシ樹脂組成物が一般的に使われる半導体封止や電子部品等にも使用し得ることはもちろんである。
【0032】
<中空パッケージ>
本発明のエポキシ樹脂組成物によって成形される中空パッケージは、通常、図1に示すように、上方が開口した箱形の中空パッケージ1からなり、その上面はガラスや透明なプラスチックなどの蓋材2によって、接着剤3を介して密封される。さらにパッケージ中央部にはアイランド4が設けられ、リードフレームはパッケージ成形時にインサート成形により一体成形され、外部リード部5と内部リード部6とがパッケージ内に封入されたリードを介して連結されている。
【0033】
本発明の半導体素子収納用中空パッケージは、前記のエポキシ樹脂組成物を用いて、射出成形法、トランスファー成形法などの任意の成形方法で成形されるが、トランスファー成形法が好ましく採用される。トランスファー成形法による場合、圧力1×10〜50×10Pa(10〜500kg/cm)、金型温度150〜200℃、時間0.5〜5分の成形条件によって成形することが好ましい。
【0034】
【実施例】
以下、本発明の優れた効果を実施例により説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【0035】
[実施例1〜2]
表1に示す原料、
オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂:日本化薬(株)製、EOCN−102S、エポキシ当量=210g/eq、
フェノールノボラック樹脂(硬化剤):明和化成(株)製、H−1、軟化点=84℃、
ブロム化エポキシ樹脂(難燃剤):日本化薬(株)製、BREN−S、エポキシ当量=285g/eq、
溶融球状シリカ(無機充填材):電気化学工業(株)製、平均粒径(CILAS社製レーザー回折粒度分布計MODEL920の測定)26.0μm、密度(ピクノメーター法)2.21g/cm
多孔質カーボン:比表面積4.5m/g、平均粒径13.6μm、
三酸化アンチモン:日本精鉱(株)製、PATOX−M、
シランカップリング剤:信越化学工業(株)製、KBM−403、
イミダゾール(硬化促進剤):四国化成(株)製、2E4MZ−AZINE、
モンタン酸ワックス:クラリアントジャパン(株)製、リコワックス(登録商標)、
を表中に記載の重量部(括弧内は組成物中の重量%)の割合でヘンシェルミキサーにより混合した後、温度90〜110℃の二本ロールで加熱混練し、次いで冷却粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。
この組成物を用い以下の評価方法により物性を求めた。結果を表1に示した。<評価方法>
(1)スパイラルフロー
EMMI1−66規格に準じた内部がスパイラル状になった金型を用い、トランスファー成形にて、金型温度150℃、実効圧力6.9×10Pa(70kgf/cm)で成形し、180秒間硬化した時の金型内での流動した長さを測定した。
【0036】
(2)煮沸吸水率
前記のように調製したエポキシ樹脂組成物を、トランスファー成形によって、圧力30×10Pa(300kg/cm)、温度180℃、時間3分間の成形条件によって厚さ4mmで、寸法が30mm×30mmの試験片を成形した。この試験片を50℃で12時間乾燥し、この時の質量をWとする。次いでこの試験片を沸騰水中に浸漬し、168時間後の質量Wを測り、下記式で煮沸吸水率を求めた。
煮沸吸水率(%)={(W−W)/W}×100
【0037】
(3)耐湿性
前記のように調製したエポキシ樹脂組成物を、トランスファー成形によって、圧力7×10Pa(70kg/cm)、温度180℃、時間2分間の成形条件によって、中空パッケージ「A」(外形寸法:10mm×10mm×厚さ2mm、中空部寸法7.3mm×7.3mm×深さ1.2mm、リード厚さ1.5mm)を成形する。次に中空部を気密シールするためにUV硬化接着剤(協立化学産業社製シール剤8723K8L)をガラス板に塗布した蓋材「a」を用意し、「A」に接着剤塗布側を下にした「a」をのせ、所定の条件でUV硬化する。こうして、気密シールした中空の試験体を得、中空部に浸入する水分量を測定することによって耐湿性を評価した。
【0038】
測定は、「テレビジョン学会誌42(9),959(1988)」に記載された方法を参考にした。すなわち、試験体をプレッシャークッカー試験機に入れ、温度121℃、湿度100%RHの湿熱環境で10時間暴露した。次いでガラス面を強制冷却し、中空部内の水分が結露するかどうかを調べた。強制冷却はホットプレートにより100±1℃で10秒加熱後、23±1℃の電子冷却機で7秒間冷却する条件で行った。評価は目視で結露が認められなかったものを○、認められたものを×として示した。
【0039】
(4)アセトン不溶解凝集物
前記のように調製したエポキシ樹脂組成物300gを、2リットル三角フラスコに入れ、次いでアセトン900gを入れ30分間溶解した。この容器を60メッシュ金網でろ過、乾燥し、金網上に残った凝集物の有無を、実体顕微鏡を用いて調べた。
【0040】
【表1】

Figure 2004331920
【0041】
【発明の効果】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、これまで問題とされていた、吸湿剤として配合している粒子同士の凝集がなく、また成形体の透湿性が小さく、成形性にも優れているため、信頼性の高いCCDやCMOS等の固体撮像素子を収納するための樹脂製中空パッケージに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエポキシ樹脂組成物によって成形された中空パッケージの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 中空パッケージ
2 蓋材
3 接着剤
4 アイランド
5 外部リード部
6 内部リード部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an epoxy resin composition having low moisture permeability and excellent moldability for a hollow package for housing a semiconductor element, and a semiconductor element housing hollow package made of the resin composition.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an inexpensive resin package other than ceramic is used for a hollow package for accommodating a solid-state imaging device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS).
[0003]
Generally, a hollow package made of resin such as epoxy resin is integrated with a resin molded body by insert molding, and both ends are opened to the inside and outside of the package, and a lead frame is fixed to the center of the package with an adhesive. The semiconductor element is electrically connected by a bonding wire. The upper surface of the resin molded body has a hermetically sealed structure in which a cover material such as a transparent synthetic resin plate or a glass plate is fixed with an adhesive.
[0004]
However, a resin package made of an epoxy resin composition absorbs moisture when exposed to humidification conditions, and particularly in applications requiring airtightness and waterproofness, such as solid-state imaging devices, are difficult to operate in a high-temperature and high-humidity environment. If the molded article is exposed for a long time, the molded article gradually absorbs moisture, and eventually moisture is condensed in the airtight hollow part, which may reduce the function of the image sensor itself.
[0005]
Therefore, in epoxy resin compositions used for hollow packages, it has been an issue how to reduce the moisture permeability. Conventionally, an inorganic hygroscopic agent is added to the epoxy resin composition, and the epoxy resin composition is permeable from outside the molded product. Techniques for adsorbing moist water have been proposed.
[0006]
In the specification of Japanese Patent No. 2846551, a density measured using 1-butanol as a medium is less than 2.10 g / cm 3 , a moisture absorption rate is 3% or more, and an average particle size is 0.1 μm in the epoxy resin composition. A technique of an epoxy resin composition characterized by containing silica having a particle size of less than 3 μm is described.
[0007]
As described above, in the related art, inorganic materials such as silica powder have been often used as a moisture absorbent. However, from the viewpoint of moldability, these inorganic moisture absorbents desirably have shapes and particle diameters that are close to uniform. On the other hand, if the particles are too fine, the particles tend to aggregate easily.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition having low moisture permeability and good moldability as a molded article, and using the same to house a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS. It is an object of the present invention to provide a resin hollow package excellent in airtightness and waterproofness.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted various studies in order to solve the above problems, and as a result, completed the present invention. That is, in the present invention,
{Circle around (1)} An epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and a porous carbon having a specific surface area of 0.5 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less and an average particle diameter of 3 μm or more and 50 μm or less. An epoxy resin composition characterized by comprising:
[0010]
(2) The epoxy resin assembly according to (1), wherein the content of the porous carbon is 2% by mass or more and 30% by mass or less of the total amount of the epoxy resin composition. It is an aspect.
[0011]
(3) The epoxy resin composition according to (1) or (2), wherein the molded product has a boiling water absorption of 0.55% by mass or more after a boiling water absorption test for 168 hours. This is a preferred embodiment of the present invention.
[0012]
In the present invention,
(4) An epoxy resin composition for a hollow package for housing a semiconductor element, comprising the epoxy resin composition described in (1) to (3).
[0013]
further,
(5) A hollow package for housing a semiconductor element, which is formed from the epoxy resin composition described in (1) to (3).
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin composition comprising an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, and an inorganic filler, and further comprising porous carbon. Each component will be described in detail.
[0015]
<Epoxy resin>
As the epoxy resin of the present invention, bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol AD type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, orthocresol novolak type epoxy resin, naphthalene skeleton-containing epoxy resin, and biphenyl skeleton-containing epoxy resin are preferable. Any one of these may be used alone, or two or more of them may be used in an appropriate ratio.
The epoxy equivalent of these epoxy resins is preferably 300 (g / eq) or less, more preferably 300 (g / eq) or less and 100 (g / eq) or more.
[0016]
In the present invention, the compounding amount of the epoxy resin in the entire resin composition is usually 2% by mass or more and 30% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less.
[0017]
<Curing agent>
As the curing agent used in the present invention, any one can be used without particular limitation as long as it reacts with the epoxy resin described above. Among them, a phenol resin is preferable, and specifically, a phenol novolak resin and an aralkyl phenol resin are used. Is mentioned. Further, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, amines such as m-phenylenediamine, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride, isophthalic dihydrazide, acid dihydrazide such as adipic dihydrazide, Preference is given to dicyandiamide, boron trifluoride and the like.
[0018]
From the viewpoint of moisture resistance and mechanical properties, the compounding amount of the curing agent is preferably such that the chemical equivalent ratio to the epoxy group of the epoxy resin is in the range of 0.5 to 1.5, and more preferably 0.7 to 1 .2.
[0019]
<Curing accelerator>
As the curing accelerator used in the present invention, one that promotes a crosslinking reaction between the epoxy resin and the curing agent is used.
Specific examples thereof include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 2-ethyl-4-methylimidazoleazine; and triphenylphosphine and tri (p-methylphenyl) phosphine. Organic phosphines; 1,8-diazacyclo (5,4,0) undecene-7 (hereinafter referred to as DBU); DBU derivatives such as phenol salts, phenol novolak salts, carbonates; and the formulas Ar-NH-CO-NR 2 , Ar A urea derivative represented by — (NH—CO—NR 2 ) 2 (Ar is a substituted or unsubstituted aryl group, and R is a substituted or unsubstituted alkyl group which may be the same or different).
[0020]
The curing accelerator is preferably blended in an amount of 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.3 to 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of the epoxy resin. Is preferred.
[0021]
<Inorganic filler>
As the inorganic filler used in the present invention, crystalline silica pulverized by a ball mill or the like, crushed fused silica or spherical fused silica obtained by flame fusion, alumina, boron nitride, mica, clay, talc, titanium oxide, Examples thereof include calcium carbonate, aluminum nitride, and silicon nitride. These may be used alone or in combination of two or more at an appropriate ratio.
[0022]
The total use amount of such an inorganic filler is 100 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, preferably 300 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin and the curing agent.
[0023]
<Porous carbon>
In general, carbon blacks such as acetylene black, channel black, and furnace black are described in Chemical Dictionary, published by Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., and ultrafine particle handbooks, published by Fuji Techno System Co., Ltd. It is made by a method such as an impact method or a furnace method, and has properties such as a specific surface area of about 30 to 460 m 2 / g and an average particle size of about 0.005 to 0.1 μm. The high quality carbon is manufactured by appropriately selecting conditions, and it is preferable to use carbon having the following properties.
[0024]
That is, the porous carbon used in the present invention has a specific surface area of 0.5 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less. In the present invention, the specific surface area was measured using a three-sample fully automatic gas adsorption amount measuring apparatus, Autosorb 3B, manufactured by Cantachrome, using nitrogen as the adsorbed gas.
[0025]
The porous carbon has an average particle diameter of 3 μm or more and 50 μm or less. In the present invention, the average particle diameter was measured using a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer X-100 manufactured by Leeds & Notrup.
[0026]
By using such a porous carbon, the epoxy resin composition is molded and the moisture permeability of the resin hollow package is reduced, and the resin has moisture resistance against intrusion of atmospheric moisture into the package. .
[0027]
The content of the porous carbon in the whole composition is preferably from 2% by mass to 30% by mass, and more preferably from 2% by mass to 20% by mass.
[0028]
<Other compounding agents>
In the present invention, if necessary, ferrite, aluminum hydroxide, and the like can be blended as other inorganic fillers as long as the object of the present invention is not impaired. As a releasing agent, ester waxes of higher fatty acids such as montanic acid, stearic acid, behenic acid and oleic acid; carnauba wax (carnauba wax); zinc behenate, zinc oleate, magnesium stearate, barium stearate, stearin Metal salts of higher fatty acids such as aluminum phosphate; metal soaps such as zinc stearate can be added. These may be used alone or as a mixture.
[0029]
Further, within the range not impairing the object of the present invention for the present resin composition, a silane coupling agent, a brominated epoxy resin, a flame retardant such as antimony trioxide, a carbon black, a coloring agent such as phthalocyanine, if necessary, A low stress agent may be added.
[0030]
Preferred examples of the method for producing the epoxy resin composition for a hollow package for housing a semiconductor element of the present invention include the following methods. First, all the materials are dry-blended by a commonly used mixer such as a Henschel mixer, and then heated and melt-kneaded with a two-roll, kneader, twin-screw extruder, etc., and then cooled and pulverized to obtain the desired epoxy resin composition. Get things.
[0031]
This epoxy resin composition has excellent suitability for a hollow package for accommodating a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS. However, the epoxy resin composition is generally used for semiconductor encapsulation and electronic parts. Of course, it can also be used for other purposes.
[0032]
<Hollow package>
The hollow package formed by the epoxy resin composition of the present invention usually comprises a box-shaped hollow package 1 having an open top as shown in FIG. Is sealed through the adhesive 3. Further, an island 4 is provided at the center of the package, and the lead frame is integrally formed by insert molding at the time of molding the package, and the external lead 5 and the internal lead 6 are connected via a lead sealed in the package. .
[0033]
The hollow package for housing a semiconductor element of the present invention is molded by any molding method such as an injection molding method or a transfer molding method using the above-mentioned epoxy resin composition, and the transfer molding method is preferably employed. In the case of the transfer molding method, molding is preferably performed under molding conditions of a pressure of 1 × 10 6 to 50 × 10 6 Pa (10 to 500 kg / cm 2 ), a mold temperature of 150 to 200 ° C., and a time of 0.5 to 5 minutes. .
[0034]
【Example】
Hereinafter, the excellent effects of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
[0035]
[Examples 1 and 2]
Raw materials shown in Table 1,
Orthocresol novolak epoxy resin: Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-102S, epoxy equivalent = 210 g / eq,
Phenol novolak resin (curing agent): manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., H-1, softening point = 84 ° C,
Brominated epoxy resin (flame retardant): BREN-S, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent = 285 g / eq,
Fused spherical silica (inorganic filler): manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size (measured by laser diffraction particle size distribution analyzer MODEL920 manufactured by CILAS) 26.0 μm, density (pycnometer method) 2.21 g / cm 3 ,
Porous carbon: specific surface area 4.5 m 2 / g, average particle size 13.6 μm,
Antimony trioxide: Nippon Seiko Co., Ltd., PATOX-M,
Silane coupling agent: KBM-403, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Imidazole (curing accelerator): 2E4MZ-AZINE, manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.
Montanic acid wax: manufactured by Clariant Japan Co., Ltd., Licowax (registered trademark),
Was mixed by a Henschel mixer at a ratio of parts by weight (in parentheses,% by weight in the composition) described in the table, heated and kneaded with two rolls at a temperature of 90 to 110 ° C., and then cooled and pulverized to obtain an epoxy resin. A composition was obtained.
Using this composition, physical properties were determined by the following evaluation methods. The results are shown in Table 1. <Evaluation method>
(1) Spiral flow Using a mold having a spiral inside according to the EMMI1-66 standard, transfer molding, mold temperature 150 ° C, effective pressure 6.9 × 10 6 Pa (70 kgf / cm 2 ) , And the length of flow in the mold when cured for 180 seconds was measured.
[0036]
(2) Boiling water absorption The epoxy resin composition prepared as described above was subjected to transfer molding at a pressure of 30 × 10 6 Pa (300 kg / cm 2 ), a temperature of 180 ° C., and a thickness of 4 mm under molding conditions of 3 minutes in time. A test piece having a size of 30 mm × 30 mm was formed. The test piece was dried at 50 ° C. 12 h, the mass at this time it is W 0. Then immersing the specimen in boiling water, measure the weight W 1 after 168 hours was determined boiling water absorption rate by the following equation.
Boiling water absorption (%) = {(W 1 −W 0 ) / W 0 } × 100
[0037]
(3) Moisture resistance The epoxy resin composition prepared as described above was subjected to transfer molding to form a hollow package “A” under the conditions of a pressure of 7 × 10 6 Pa (70 kg / cm 2 ), a temperature of 180 ° C. and a time of 2 minutes. (External dimensions: 10 mm × 10 mm × thickness 2 mm, hollow section dimensions 7.3 mm × 7.3 mm × depth 1.2 mm, lead thickness 1.5 mm). Next, a lid material “a” prepared by applying a UV curing adhesive (sealing agent 8723K8L manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd.) to the glass plate to hermetically seal the hollow portion is prepared, and the adhesive application side is placed below “A”. The "a" is placed on the substrate and UV cured under predetermined conditions. Thus, a hermetically sealed hollow test body was obtained, and the moisture resistance was evaluated by measuring the amount of water entering the hollow portion.
[0038]
The measurement referred to the method described in "The Journal of the Institute of Television Engineers of Japan 42 (9), 959 (1988)". That is, the test specimen was placed in a pressure cooker tester, and exposed for 10 hours in a moist heat environment at a temperature of 121 ° C. and a humidity of 100% RH. Next, the glass surface was forcibly cooled, and it was examined whether or not moisture in the hollow portion was condensed. The forced cooling was performed under the conditions of heating at 100 ± 1 ° C. for 10 seconds with a hot plate and then cooling for 7 seconds with an electronic cooler at 23 ± 1 ° C. The evaluation was indicated by ○ when no dew condensation was visually observed, and x when the dew condensation was observed.
[0039]
(4) Acetone-insoluble aggregates 300 g of the epoxy resin composition prepared as described above was placed in a 2-liter Erlenmeyer flask, and then 900 g of acetone was added and dissolved for 30 minutes. This container was filtered and dried with a 60-mesh wire mesh, and the presence or absence of aggregates remaining on the wire mesh was examined using a stereoscopic microscope.
[0040]
[Table 1]
Figure 2004331920
[0041]
【The invention's effect】
The epoxy resin composition of the present invention has been considered to be a problem because there is no agglomeration of particles blended as a hygroscopic agent, and the molded article has low moisture permeability and excellent moldability. It can be suitably used for a resin hollow package for accommodating a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS having high performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a hollow package formed using the epoxy resin composition of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow package 2 Lid material 3 Adhesive 4 Island 5 External lead part 6 Internal lead part

Claims (5)

エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機質充填材、および比表面積が0.5m/g以上30m/g以下であり、平均粒径が3μm以上50μm以下である多孔質カーボンを含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。It contains an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and porous carbon having a specific surface area of 0.5 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less and an average particle diameter of 3 μm or more and 50 μm or less. The epoxy resin composition characterized by the above-mentioned. 前記多孔質カーボンの含有量がエポキシ樹脂組成物の全体量の2質量%以上30質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the content of the porous carbon is 2% by mass or more and 30% by mass or less of the total amount of the epoxy resin composition. 成形体の煮沸吸水率が、168時間煮沸吸水試験後で0.55質量%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物。The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein the molded product has a boiling water absorption of 0.55% by mass or more after a boiling water absorption test for 168 hours. 請求項1から3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージ用エポキシ樹脂組成物。An epoxy resin composition for a hollow package for housing a semiconductor device, comprising the epoxy resin composition according to claim 1. 請求項1から3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物から成形されたことを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージ。A hollow package for housing a semiconductor element, formed from the epoxy resin composition according to claim 1.
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