JP2006249200A - Epoxy resin composition and semiconductor apparatus - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2006249200A
JP2006249200A JP2005066357A JP2005066357A JP2006249200A JP 2006249200 A JP2006249200 A JP 2006249200A JP 2005066357 A JP2005066357 A JP 2005066357A JP 2005066357 A JP2005066357 A JP 2005066357A JP 2006249200 A JP2006249200 A JP 2006249200A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
group
resin composition
curing agent
silicone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005066357A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Takenaka
博之 竹中
Takeshi Honda
剛 本田
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2005066357A priority Critical patent/JP2006249200A/en
Publication of JP2006249200A publication Critical patent/JP2006249200A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an epoxy resin composition that has excellent moldability and gives a cured product having excellent thermal shock resistance and moisture proof reliability and to provide a semiconductor apparatus that is sealed with a cured material of the epoxy resin composition and has excellent thermal shock resistance and moisture proof reliability. <P>SOLUTION: The epoxy resin composition comprises (A) an epoxy resin, (B) a curing agent and (C) a silicone-modified phenol resin represented by average composition formula (1) (R<SP>1</SP>is a hydrogen atom, a 1-4C alkyl group or a 1-6C organoxy group; X is a bifunctional organic group; Y is a monofunctional organic group containing a double bond at the terminal; Z is a bifunctional organic group having an organosiloxane structure; m is an integer satisfying 1≤m≤20) as essential components. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置封止用として好適に用いられるエポキシ樹脂組成物及びこ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に関する。   The present invention relates to an epoxy resin composition suitably used for sealing a semiconductor device and a semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition.

従来、エポキシ樹脂は、これに硬化剤及び無機充填剤を加えた樹脂組成物として各種成形材料、粉体塗料用材料、電気絶縁材料等に広く使用され、特に最近においてはダイオード、トランジスタ、IC、LSI、超LSI等の樹脂封止型半導体装置の樹脂封止材料として多量に使用されている。これは、エポキシ樹脂が一般に他の熱硬化性樹脂に比べて成形性、接着性、電気特性、機械特性及び耐湿性等に優れているという特性を利用したものである。   Conventionally, epoxy resins have been widely used as various molding materials, powder coating materials, electrical insulating materials and the like as resin compositions obtained by adding a curing agent and an inorganic filler to the resin, and more recently, diodes, transistors, ICs, It is used in large quantities as a resin sealing material for resin-encapsulated semiconductor devices such as LSI and VLSI. This utilizes the property that epoxy resins are generally superior in moldability, adhesiveness, electrical properties, mechanical properties, moisture resistance, and the like as compared to other thermosetting resins.

これら半導体装置は、最近ではその集積度が益々大きくなり、チップ寸法も大きくなりつつあるが、これに対してパッケージ外形寸法は、電子機器の小型化、軽量化の要求にともない、小型化、薄型化が進んでいる。更に半導体部品を回路基板に取付ける方法においても、基板上の部品の高密度化や基板の薄型化のため、半導体部品の表面実装が行われている。   These semiconductor devices have recently been increasingly integrated and have larger chip dimensions. On the other hand, package dimensions have become smaller and thinner in response to demands for smaller and lighter electronic devices. Is progressing. Further, in the method of attaching a semiconductor component to a circuit board, surface mounting of the semiconductor component is performed in order to increase the density of components on the substrate and to reduce the thickness of the substrate.

しかしながら、半導体基板を回路基板へ表面実装する場合、半導体装置全体を半田浴に浸漬するか、又は半田が溶融する温度帯を通過させる方法が一般的であるが、その際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生したり、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に剥離が生じたりする問題があった。このようなクラックや剥離は、表面実装の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿していると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程においては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実装後のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が大きく損なわれる場合があった。   However, when a semiconductor substrate is surface-mounted on a circuit board, a general method is to immerse the entire semiconductor device in a solder bath or to pass a temperature zone where the solder melts. There has been a problem that cracks occur in the resin layer, and peeling occurs at the interface between the lead frame or chip and the sealing resin. Such cracks and delamination become even more prominent if the sealing resin layer of the semiconductor device absorbs moisture before the thermal shock of surface mounting, but in the actual work process, the moisture absorption of the sealing resin layer is For this reason, the reliability of the semiconductor device sealed with the epoxy resin after mounting may be greatly impaired.

これらの問題に対して、一般にエポキシ樹脂に可塑性のあるポリシロキサン化合物などを添加することにより成形材料の弾性率を下げ、内部応力の低減が図られている。例えば、硬化性エポキシ樹脂にオルガノポリシロキサンを添加する方法(特許文献1:特開昭56−129246号公報)、硬化性エポキシ樹脂、ポリエーテルオルガノシロキサン、及びアミノ変性オルガノポリシロキサンとエポキシ変性オルガノポリシロキサンとの反応物を主剤として用いる方法(特許文献2:特開平4−41520号公報)、エポキシ樹脂、硬化剤、ポリエーテルオルガノシロキサンと両末端エポキシ基含有ポリシロキサンの混合物にアミノシランを反応させた変性オルガノポリシロキサンを用いる方法(特許文献3:特開平2−151621号公報)、エポキシ基含有ポリエーテル変性ポリシロキサン、両末端アミノ基含有ポリシロキサン及び/又は両末端メルカプト含有ポリシロキサンを添加する方法(特許文献4:特開平2−170819号公報)等が提案されている。   In order to solve these problems, generally, by adding a polysiloxane compound having plasticity to an epoxy resin, the elastic modulus of the molding material is lowered, and the internal stress is reduced. For example, a method of adding an organopolysiloxane to a curable epoxy resin (Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-129246), a curable epoxy resin, a polyether organosiloxane, an amino-modified organopolysiloxane and an epoxy-modified organopoly A method using a reaction product with siloxane as a main agent (Patent Document 2: JP-A-4-41520), an epoxy resin, a curing agent, a mixture of polyetherorganosiloxane and polysiloxane containing both end epoxy groups, and aminosilane were reacted. Method using modified organopolysiloxane (Patent Document 3: JP-A-2-151621), adding epoxy group-containing polyether-modified polysiloxane, both terminal amino group-containing polysiloxane and / or both terminal mercapto-containing polysiloxane (Patent Document 4 JP-A-2-170819 publication), etc. have been proposed.

しかしながら、上記封止材のうち、ポリエーテル変性ポリシロキサンを添加しない系では、マトリックス樹脂とポリシロキサンとの相溶性が悪く、ポリシロキサンが徐々にブリードアウトするので、硬化物全体としての均一性に限界があり、大幅な低応力化は期待できず、機械的強度の低下も大きくなる。また、ポリエーテル変性ポリシロキサンを用いた系では、マトリックス樹脂に対してポリシロキサンを微分散させることができるという点では優れているものの、耐半田クラック性や流動性が悪い為に、最近の益々高密度化した半導体装置の封止に対する要求を完全に満たすことは難しい。   However, among the above-mentioned sealing materials, in a system in which no polyether-modified polysiloxane is added, the compatibility between the matrix resin and the polysiloxane is poor, and the polysiloxane gradually bleeds out. There is a limit, a significant reduction in stress cannot be expected, and the mechanical strength is greatly reduced. In addition, the system using the polyether-modified polysiloxane is excellent in that the polysiloxane can be finely dispersed in the matrix resin. It is difficult to completely satisfy the demand for sealing high-density semiconductor devices.

このように、回路基板へ表面実装した場合でも高信頼性の半導体装置を与え得る高品質の半導体装置用エポキシ樹脂組成物の開発が望まれている。   Thus, development of a high-quality epoxy resin composition for a semiconductor device that can provide a highly reliable semiconductor device even when surface-mounted on a circuit board is desired.

なお、この発明に関連する先行技術文献としては、下記のものがある。
特開昭56−129246号公報 特開平4−41520号公報 特開平2−151621号公報 特開平2−170819号公報
As prior art documents related to the present invention, there are the following.
JP-A-56-129246 JP-A-4-41520 Japanese Patent Laid-Open No. 2-151621 Japanese Patent Laid-Open No. 2-170819

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、耐熱衝撃性、耐湿信頼性に優れる硬化物となり得、回路基板へ表面実装した場合でも高信頼性の半導体装置を与え得る半導体封止用として好適に用いられる新規なエポキシ樹脂組成物、及び該樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, can be a cured product having excellent thermal shock resistance and moisture resistance reliability, and is suitable for semiconductor encapsulation that can provide a highly reliable semiconductor device even when surface-mounted on a circuit board. An object of the present invention is to provide a novel epoxy resin composition used in the invention and a semiconductor device encapsulated with a cured product of the resin composition.

本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、低応力剤として下記平均組成式(1)で示されるシリコーン変性フェノール樹脂を用いたエポキシ樹脂組成物が、成形性に優れ、耐熱衝撃性及び耐湿信頼性に優れた硬化物となり得ることを見出した。すなわち本発明は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤及び(C)下記平均組成式(1)で示されるシリコーン変性フェノール樹脂   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that an epoxy resin composition using a silicone-modified phenol resin represented by the following average composition formula (1) as a low stress agent is excellent in moldability. The present inventors have found that a cured product having excellent thermal shock resistance and moisture resistance reliability can be obtained. That is, the present invention provides (A) an epoxy resin, (B) a curing agent, and (C) a silicone-modified phenol resin represented by the following average composition formula (1):

Figure 2006249200

(式中、R1は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜6のオルガノキシ基であり、Xは二価の有機基、Yは末端に二重結合を有する一価の有機基、Zはオルガノシロキサン構造を有する二価の有機基である。mは1≦m≦20を満たす整数である。)及び好ましくは(D)無機質充填剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物が、成形性に優れるとともに、耐熱衝撃性、耐湿信頼性に優れる硬化物となり得、また該エポキシ樹脂組成物の硬化物で封止された半導体装置が、耐熱衝撃性、特には耐熱衝撃クラック性、耐湿信頼性に優れるものであることを見出し、本発明をなすに至ったものである。
Figure 2006249200

(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an organoxy group having 1 to 6 carbon atoms, X is a divalent organic group, and Y is a monovalent having a double bond at the terminal. An organic group, Z is a divalent organic group having an organosiloxane structure, m is an integer satisfying 1 ≦ m ≦ 20) and preferably (D) an epoxy resin composition containing an inorganic filler as an essential component. However, it has excellent moldability, and can be a cured product having excellent thermal shock resistance and moisture resistance reliability, and the semiconductor device sealed with the cured product of the epoxy resin composition has thermal shock resistance, particularly thermal shock cracking property. The inventors have found that the moisture resistance is excellent, and have made the present invention.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、成形性に優れるとともに、耐熱衝撃性及び耐湿信頼性に優れた硬化物を得ることができる。また、本発明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は、耐熱衝撃性及び耐湿信頼性に優れたものであり、産業上特に有用である。   The epoxy resin composition of the present invention is excellent in moldability and can provide a cured product excellent in thermal shock resistance and moisture resistance reliability. Moreover, the semiconductor device sealed with the cured product of the epoxy resin composition of the present invention is excellent in thermal shock resistance and moisture resistance reliability, and is particularly useful industrially.

以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物を構成する(A)エポキシ樹脂は特に限定されない。一般的なエポキシ樹脂としては、ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂、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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、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、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。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The (A) epoxy resin which comprises the epoxy resin composition of this invention is not specifically limited. Common epoxy resins include novolak-type epoxy resins, cresol novolak-type epoxy resins, triphenolalkane-type epoxy resins, aralkyl-type epoxy resins, biphenyl-skeleton-containing aralkyl-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, dicyclopentadiene-type epoxy resins. , A heterocyclic epoxy resin, a naphthalene ring-containing epoxy resin, a bisphenol A type epoxy compound, a bisphenol F type epoxy compound, a stilbene type epoxy resin, and the like, and one or more of them can be used in combination.

上記エポキシ樹脂は、加水分解性塩素が1000ppm以下、特に500ppm以下であり、ナトリウム及びカリウムはそれぞれ10ppm以下の含有量とすることが好ましい。加水分解性塩素が1000ppmを超える、また、ナトリウム又はカリウムが10ppmを超える場合は、長時間高温高湿下に半導体装置を放置すると、耐湿性が劣化する場合がある。   The epoxy resin has a hydrolyzable chlorine content of 1000 ppm or less, particularly 500 ppm or less, and preferably contains sodium and potassium in a content of 10 ppm or less. When hydrolyzable chlorine exceeds 1000 ppm and sodium or potassium exceeds 10 ppm, the moisture resistance may deteriorate if the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time.

本発明に用いる(B)硬化剤も特に限定されるものではない。一般的な硬化剤としては、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、ナフタレン環含有フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、トリフェノールアルカン型フェノール樹脂、ビフェニル骨格含有アラルキル型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、複素環型フェノール樹脂、ナフタレン環含有フェノール樹脂、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フェノール樹脂などが挙げられ、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。   The (B) curing agent used in the present invention is not particularly limited. As a general curing agent, a phenol resin is preferable. Specifically, a phenol novolak resin, a naphthalene ring-containing phenol resin, an aralkyl type phenol resin, a triphenol alkane type phenol resin, a biphenyl skeleton-containing aralkyl type phenol resin, a biphenyl type. Examples include phenol resins, alicyclic phenol resins, heterocyclic phenol resins, naphthalene ring-containing phenol resins, bisphenol A type resins, bisphenol F type resins and the like, and one or more of these. Can be used in combination.

上記硬化剤は、エポキシ樹脂と同様に、ナトリウム及びカリウムの含有量をそれぞれ10ppm以下とすることが好ましい。ナトリウム又はカリウムが10ppmを超える場合は、長時間高温高湿下に半導体装置を放置すると、耐湿性が劣化する場合がある。   As for the said hardening | curing agent, it is preferable to make content of sodium and potassium into 10 ppm or less similarly to an epoxy resin, respectively. When sodium or potassium exceeds 10 ppm, moisture resistance may deteriorate if the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time.

ここで、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤の配合量は特に制限されないが、硬化剤としてフェノール樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基1モルに対して、硬化剤及び後述する(C)シリコーン変性フェノール樹脂中に含まれるフェノール性水酸基のモル比が0.5〜1.5、特に0.8〜1.2の範囲となる量であることが好ましい。このモル比が0.5以下の場合及び1.5以上の場合には、架橋密度の低下を引き起こし、信頼性が低下する恐れがあるので好ましくない。   Here, the blending amount of (A) the epoxy resin and (B) the curing agent is not particularly limited. However, when a phenol resin is used as the curing agent, the curing agent and the later-described amount are used with respect to 1 mol of the epoxy group contained in the epoxy resin. (C) It is preferable that the molar ratio of the phenolic hydroxyl group contained in the silicone-modified phenolic resin is 0.5 to 1.5, particularly 0.8 to 1.2. When the molar ratio is 0.5 or less and 1.5 or more, it is not preferable because the crosslinking density is lowered and the reliability may be lowered.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、(C)成分として下記平均組成式(1)で示されるシリコーン変性フェノール樹脂を使用するものである。   The epoxy resin composition of the present invention uses a silicone-modified phenol resin represented by the following average composition formula (1) as the component (C).

Figure 2006249200

(式中、R1は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜6のオルガノキシ基であり、Xは二価の有機基、Yは末端に二重結合を有する一価の有機基、Zはオルガノシロキサン構造を有する二価の有機基である。mは1≦m≦20を満たす整数である。)
Figure 2006249200

(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an organoxy group having 1 to 6 carbon atoms, X is a divalent organic group, and Y is a monovalent having a double bond at the terminal. (The organic group, Z is a divalent organic group having an organosiloxane structure, and m is an integer satisfying 1 ≦ m ≦ 20.)

ここで、上記式中のR1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、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基、又はメトキシ基、エトキシ基等の炭素数1〜6のアルコキシ基もしくはフェノキシ基である。 Here, R 1 in the above formula is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, or a tert-butyl group. Or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as a methoxy group or an ethoxy group or a phenoxy group.

Xは二価の有機基であり、酸素原子が介在してもよいアルキレン基、アリーレン基、酸素原子が介在してもよいアルキレン基とアリーレン基とが結合した基、これらの水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、水酸基等で置換された基などが挙げられ、炭素数1〜15、特に2〜10のものが好ましい。例えば、下記に示す基を挙げることができる。   X is a divalent organic group, an alkylene group in which an oxygen atom may be interposed, an arylene group, a group in which an alkylene group in which an oxygen atom may be interposed and an arylene group are bonded, or a part of these hydrogen atoms Or the group etc. which all were substituted by the halogen atom, the hydroxyl group, etc. are mentioned, A C1-C15, especially the thing of 2-10 is preferable. For example, the group shown below can be mentioned.

Figure 2006249200
Figure 2006249200

また、Yは末端に二重結合を有する有機基であり、末端に二重結合を有するものであれば特に限定されるものではない。該末端に二重結合を有する有機基としては、末端にビニル基、アリル基等のアルケニル基、アリルオキシ基等のアルケニルオキシキ基を含むものが例示され、上記Xの二価の有機基において、その末端が二重結合とされたものが挙げることができる。これらの中でも特にアリル基が好ましい。   Y is an organic group having a double bond at the end, and is not particularly limited as long as it has a double bond at the end. Examples of the organic group having a double bond at the terminal include those containing an alkenyl group such as a vinyl group and an allyl group at the terminal and an alkenyloxy group such as an allyloxy group. Examples thereof include those having a double bond at the end. Among these, an allyl group is particularly preferable.

Figure 2006249200
Figure 2006249200

上記一般式(1)で示されるZのオルガノシロキサン構造を有する二価の有機基としては、オルガノハイドロジェンシロキサンにおいて、そのSiH基の水素原子がフェノール樹脂のYの末端二重結合に付加することにより該SiH基の水素原子が脱離状態のオルガノハイドロジェンシロキサン残基であるが、好ましくは下記一般式で表される二価の基であることが好ましい。 As the divalent organic group having an organosiloxane structure of Z represented by the general formula (1), the hydrogen atom of the SiH group is added to the Y double terminal bond of the phenol resin in the organohydrogensiloxane. Thus, the hydrogen atom of the SiH group is an organohydrogensiloxane residue in a desorbed state, and is preferably a divalent group represented by the following general formula.

Figure 2006249200

(但し、Rは脂肪族不飽和基を含有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、nは0≦n≦400を満たす整数である。)
Figure 2006249200

(However, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated group, and n is an integer satisfying 0 ≦ n ≦ 400.)

ここで、Rは脂肪族不飽和基を含有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、具体的には、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、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基、フェニル基、キシリル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などや、これら炭化水素基の水素原子の一部又は全部を塩素、フッ素、臭素等のハロゲン原子で置換したクロロメチル基、ブロモエチル基、トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換一価炭化水素基などの炭素数1〜15、特に1〜10の一価炭化水素基が例示される。   Here, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group that does not contain an aliphatic unsaturated group, and specifically includes methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert, -Alkyl groups such as butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, decyl group, aryl groups such as phenyl group, xylyl group, tolyl group, aralkyl groups such as benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group, etc. Carbon number of 1 such as halogen-substituted monovalent hydrocarbon groups such as chloromethyl group, bromoethyl group and trifluoropropyl group in which part or all of hydrogen atoms of these hydrocarbon groups are substituted with halogen atoms such as chlorine, fluorine and bromine -15, especially 1-10 monovalent hydrocarbon groups are exemplified.

なお、mは1≦m≦20、好ましくは1≦m≦5、nは0〜400、好ましくは5〜100を満たす整数である。   Note that m is an integer satisfying 1 ≦ m ≦ 20, preferably 1 ≦ m ≦ 5, and n is 0 to 400, preferably 5 to 100.

従って、Zが上記式(1a)のシリコーン変性フェノール樹脂は、下記平均組成式(1’)で示される。   Therefore, the silicone-modified phenol resin whose Z is the formula (1a) is represented by the following average composition formula (1 ′).

Figure 2006249200

(式中、R1、R、X、Y、m、nは上記の通りである。)
Figure 2006249200

(In the formula, R 1 , R, X, Y, m, and n are as described above.)

このようなシリコーン変性フェノール樹脂として具体的には、下記に示すものが挙げられる。   Specific examples of such silicone-modified phenolic resins include the following.

Figure 2006249200
Figure 2006249200

本発明にかかるシリコーン変性フェノール樹脂の製造方法は、(A)下記平均組成式(2)   The method for producing a silicone-modified phenolic resin according to the present invention comprises (A) the following average composition formula (2):

Figure 2006249200

(式中、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基又はメトキシ、エトキシ、フェノキシ等の炭素数1〜6のアルコキシ基であり、Yは末端に二重結合を有する有機基である。)で表されるフェノール樹脂のYの末端二重結合と、(B)下記平均組成式(3)
a2 bSiO(4-a-b)/2 (3)
(式中、R2は脂肪族不飽和基を含有しない置換もしくは非置換の一価炭化水素基、水酸基又はアルコキシ基を示し、a、bは0.01≦a≦1、1≦b≦3、1.01≦a+b<4を満足する正数である。また1分子中の珪素原子の数は2〜402、特に好ましくは20〜100の整数である。)
で示される有機珪素化合物のSiH基とを付加反応させてなるものである。
Figure 2006249200

(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, and phenoxy, and Y is an organic group having a double bond at the terminal. And the terminal double bond of Y of the phenol resin represented by (B) and (B) the following average composition formula (3)
H a R 2 b SiO (4-ab) / 2 (3)
(Wherein R 2 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, hydroxyl group or alkoxy group not containing an aliphatic unsaturated group, and a and b are 0.01 ≦ a ≦ 1, 1 ≦ b ≦ 3, respectively. 1.01 ≦ a + b <4, and the number of silicon atoms in one molecule is 2-402, particularly preferably an integer of 20-100.)
And an addition reaction with the SiH group of the organosilicon compound represented by

上記平均組成式(2)で表されるフェノール樹脂(A)において、R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基又はメトキシ、エトキシ、フェノキシ等の炭素数1〜6のアルコキシ基であり、上述したR1と同様のものを例示することができる。またYは末端に二重結合を有する有機基であり、末端に二重結合を有するものであれば特に限定されるものではない。該末端に二重結合を有する有機基としては、末端にビニル基、アリル基等のアルケニル基、アリルオキシ基等のアルケニルオキシ基を含むものが例示され、上記Xの二価の有機基において、その末端が二重結合とされたものが挙げられ、例えば、下記に示す基を挙げることができる。 In the phenol resin (A) represented by the average composition formula (2), R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, or phenoxy. , it can be exemplified the same as R 1 described above. Y is an organic group having a double bond at the terminal, and is not particularly limited as long as it has a double bond at the terminal. Examples of the organic group having a double bond at the terminal include those containing an alkenyl group such as a vinyl group and an allyl group at the terminal, and an alkenyloxy group such as an allyloxy group. Examples thereof include those having a double bond at the end, and examples thereof include the following groups.

Figure 2006249200

これらの中でも、特にアリル基が好ましい。
Figure 2006249200

Among these, an allyl group is particularly preferable.

このような上記平均組成式(2)で表されるフェノール樹脂の具体的な構造としては、下記式(2−i)〜(2−iii)で示されるものを挙げることができる。   Specific examples of the phenol resin represented by the average composition formula (2) include those represented by the following formulas (2-i) to (2-iii).

Figure 2006249200
Figure 2006249200

上記末端に二重結合を有する有機基を含有するフェノール樹脂(A)に付加されるSiH基を有する有機珪素化合物(B)は、下記平均組成式(3)で示されるものである。
a2 bSiO(4-a-b)/2 (3)
(式中、R2、a、bは上記したと同じ。)
The organosilicon compound (B) having a SiH group added to the phenol resin (A) containing an organic group having a double bond at the terminal is represented by the following average composition formula (3).
H a R 2 b SiO (4-ab) / 2 (3)
(In the formula, R 2 , a and b are the same as described above.)

ここで、上記式(3)中のR2の脂肪族不飽和基を含有しない置換もしくは非置換の一価炭化水素基は、上述したRと同様のものが例示され、具体的に、置換一価炭化水素基としては、クロロプロピル基、クロロメチル基、グリシジルプロピル基など、また非置換の一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、フェニル基、ベンジル基などが挙げられる。更に、R2のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。a、bは0.01≦a≦1、1≦b≦3、1.01≦a+b<4を満足する正数であり、好ましくは0.01≦a≦0.5、1.5≦b≦2.5、1.51≦a+b≦3.0を満足する正数である。 Here, examples of the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group not containing the aliphatic unsaturated group of R 2 in the above formula (3) are the same as those of R described above. Examples of the valent hydrocarbon group include a chloropropyl group, a chloromethyl group, and a glycidylpropyl group. Examples of the unsubstituted monovalent hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a benzyl group. Furthermore, examples of the alkoxy group for R 2 include a methoxy group and an ethoxy group. a and b are positive numbers satisfying 0.01 ≦ a ≦ 1, 1 ≦ b ≦ 3, 1.01 ≦ a + b <4, preferably 0.01 ≦ a ≦ 0.5, 1.5 ≦ b It is a positive number satisfying ≦ 2.5 and 1.51 ≦ a + b ≦ 3.0.

平均組成式(3)で表される有機珪素化合物として具体的には、下記式(3−i),(3−ii)で示されるものが挙げられる。   Specific examples of the organosilicon compound represented by the average composition formula (3) include those represented by the following formulas (3-i) and (3-ii).

Figure 2006249200

(式中、R3は、上述したRと同様の脂肪族不飽和基を含有しない置換又は非置換の一価炭化水素基、水酸基、又はメトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、p、q、r、s、t、u、vは2≦p+q+t+r×u、0≦s+t+u×v+u≦400、x、yは2≦y、3≦x+y≦8を満たす整数である。)
Figure 2006249200

(In the formula, R 3 is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, hydroxyl group, or alkoxy group such as methoxy group and ethoxy group, which does not contain an aliphatic unsaturated group similar to R described above, p, q, r, s, t, u, v are 2 ≦ p + q + t + r × u, 0 ≦ s + t + u × v + u ≦ 400, and x and y are integers satisfying 2 ≦ y and 3 ≦ x + y ≦ 8.

本発明において、上記平均組成式(3)で示される有機珪素化合物としては、(3−i)においてp=q=1、t=u=0で示される下記一般式(3’)で示される両末端がモノヒドロキシル化された直鎖状のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。   In the present invention, the organosilicon compound represented by the average composition formula (3) is represented by the following general formula (3 ′) represented by p = q = 1 and t = u = 0 in (3-i). It is preferably a linear organopolysiloxane having both ends monohydroxylated.

Figure 2006249200
Figure 2006249200

上記式中、Rは脂肪族不飽和基を含有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、上述したRと同様のものが例示でき、nは0≦n≦400、特に5≦n≦100の整数である。   In the above formula, R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group not containing an aliphatic unsaturated group, and examples thereof are the same as those described above for R, and n is 0 ≦ n ≦ 400, particularly 5 ≦ n. An integer of ≦ 100.

このようなオルガノポリシロキサンとして、具体的には、下記式で示されるものが挙げられる。   Specific examples of such organopolysiloxanes include those represented by the following formula.

Figure 2006249200

(式中、Meはメチル基、Phはフェニル基である。)
Figure 2006249200

(In the formula, Me is a methyl group and Ph is a phenyl group.)

ここで、上記フェノール樹脂と有機珪素化合物を付加反応させる場合、該フェノール樹脂及び有機珪素化合物は、それぞれ1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Here, when the phenol resin and the organosilicon compound are subjected to an addition reaction, each of the phenol resin and the organosilicon compound may be used alone or in combination of two or more.

本付加反応において、上記フェノール樹脂と有機珪素化合物の配合割合としては、有機珪素化合物中の珪素原子に結合した水素原子(SiH基)に対する上記フェノール樹脂中のYの末端二重結合のモル比(末端二重結合/SiH)が、1.01〜3.0モル/モル、特に1.5〜2.0モル/モルとなる量で配合することが好ましい。   In this addition reaction, the mixing ratio of the phenol resin and the organosilicon compound is the molar ratio of the terminal double bond of Y in the phenol resin to the hydrogen atom (SiH group) bonded to the silicon atom in the organosilicon compound ( The terminal double bond / SiH) is preferably blended in an amount of 1.01 to 3.0 mol / mol, particularly 1.5 to 2.0 mol / mol.

また、付加反応の方法としては、従来公知の付加反応法に準じて行うことができる。即ち、付加反応に際しては、従来公知の付加反応触媒、例えば白金黒、塩化第2白金、塩化白金酸、塩化白金酸と1価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類との錯体、白金ビスアセトアセテートなどの白金系触媒、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム等のパラジウム系触媒、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ロジウム等のロジウム系触媒などの白金族金属触媒を使用することが好ましい。なお、付加反応触媒の添加量としては触媒量とすることができ、通常溶液濃度は20〜60質量%、触媒濃度は反応物に対して白金族金属換算で10〜100ppmである。   Moreover, as a method of addition reaction, it can carry out according to a conventionally well-known addition reaction method. That is, in the addition reaction, a conventionally known addition reaction catalyst such as platinum black, chloroplatinum chloride, chloroplatinic acid, a reaction product of chloroplatinic acid and a monohydric alcohol, a complex of chloroplatinic acid and an olefin, platinum Platinum catalysts such as bisacetoacetate, palladium catalysts such as tetrakis (triphenylphosphine) palladium and dichlorobis (triphenylphosphine) palladium, rhodium catalysts such as chlorotris (triphenylphosphine) rhodium and tetrakis (triphenylphosphine) rhodium It is preferable to use a platinum group metal catalyst such as The addition amount of the addition reaction catalyst can be a catalyst amount, and the solution concentration is usually 20 to 60% by mass, and the catalyst concentration is 10 to 100 ppm in terms of platinum group metal with respect to the reaction product.

また、上記付加反応は、有機溶媒中で行うことが望ましく、有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、メチルイソブチルケトン等の不活性溶媒を用いることが好ましい。   The addition reaction is desirably performed in an organic solvent, and it is preferable to use an inert solvent such as benzene, toluene, or methyl isobutyl ketone as the organic solvent.

付加反応条件は特に制限されないが、通常60〜120℃で30分〜10時間反応させることが好ましい。   Although the addition reaction conditions are not particularly limited, it is usually preferable to react at 60 to 120 ° C. for 30 minutes to 10 hours.

(C)成分であるシリコーン変性フェノール樹脂の添加量は、(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤との総量100質量部に対し、0.1〜50質量部、特に5〜30質量部が好ましい。添加量が0.1質量部未満では耐熱衝撃性及び耐クラック性の向上が得られない場合があり、また50質量部を超えると、成形硬度が低下し、成形困難な場合がある。   The amount of addition of the silicone-modified phenolic resin as component (C) is 0.1 to 50 parts by weight, particularly 5 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of (A) epoxy resin and (B) curing agent. preferable. If the addition amount is less than 0.1 parts by mass, improvement in thermal shock resistance and crack resistance may not be obtained, and if it exceeds 50 parts by mass, the molding hardness may be lowered and molding may be difficult.

その他の成分
本発明のエポキシ樹脂組成物中に配合される任意成分としての(D)無機質充填剤としては、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。例えば、溶融シリカ、結晶性シリカ等のシリカ類、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、酸化チタン、ガラス繊維等が挙げられる。
Other Components As the inorganic filler (D) as an optional component blended in the epoxy resin composition of the present invention, those usually blended in the epoxy resin composition can be used. Examples thereof include silicas such as fused silica and crystalline silica, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium oxide, glass fiber and the like.

これら無機質充填剤の平均粒径や形状及び無機質充填剤の充填量は、特に限定されないが、難燃性、熱伝導性を高めるため、更に線膨張係数を低下させるためには、エポキシ樹脂組成物中に成形性を損なわない範囲で可能な限り多量に充填させることが好ましい。この場合、無機質充填剤の平均粒径、形状として、平均粒径5〜30μmの球状の溶融シリカが特に好ましく、また、無機質充填剤の充填量は、(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤との総量100質量部に対し、400〜1200質量部、特に500〜1000質量部とすることが好ましい。   The average particle size and shape of these inorganic fillers and the amount of the inorganic filler are not particularly limited, but in order to increase flame retardancy and thermal conductivity, in order to further reduce the linear expansion coefficient, an epoxy resin composition It is preferable to fill in as much as possible as long as the moldability is not impaired. In this case, spherical fused silica having an average particle size of 5 to 30 μm is particularly preferable as the average particle size and shape of the inorganic filler, and the filling amount of the inorganic filler is (A) an epoxy resin and (B) a curing agent. It is preferable to set it as 400-1200 mass parts with respect to 100 mass parts in total with 500-1000 mass parts especially.

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等による重量平均値(又はメディアン径)等として求めることができる。   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 or the like.

無機質充填剤は、樹脂と無機質充填剤との結合強度を強くするため、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などのカップリング剤で予め表面処理したものを配合することが好ましい。このようなカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、γ−メルカプトシラン等のメルカプトシランなどのシランカップリング剤を用いることが好ましい。ここで表面処理に用いるカップリング剤の配合量及び表面処理方法については、特に制限されるものではない。   In order to increase the bond strength between the resin and the inorganic filler, the inorganic filler is preferably blended in advance with a surface treatment with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent. As such a coupling agent, epoxy silane such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N Silane cups such as amino silanes such as -β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, and mercaptosilane such as γ-mercaptosilane It is preferable to use a ring agent. Here, the blending amount of the coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.

また、本発明において、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化反応を促進させるため、(E)成分として硬化促進剤を用いることが好ましい。この硬化促進剤は、硬化反応を促進させるものであれば特に制限はなく、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、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどのリン系化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの第3級アミン化合物、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール化合物等を使用することができる。   Moreover, in this invention, in order to accelerate | stimulate hardening reaction with an epoxy resin and a hardening | curing agent, it is preferable to use a hardening accelerator as (E) component. The curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction. For example, triphenylphosphine, tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, triphenylphosphine / triphenyl. Phosphorus compounds such as borane, tetraphenylphosphine and tetraphenylborate, tertiary amine compounds such as triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 Imidazole compounds such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, and the like can be used.

(E)硬化促進剤の配合量は有効量であるが、(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤との総量100質量部に対し、0.1〜5質量部、特に0.5〜2質量部とすることが好ましい。   (E) Although the compounding quantity of a hardening accelerator is an effective amount, it is 0.1-5 mass parts with respect to 100 mass parts of total amounts of (A) epoxy resin and (B) hardening | curing agent, Especially 0.5-2. It is preferable to set it as a mass part.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明の目的及び効果を発現できる範囲内において、難燃剤、例えばリン酸エステル、トリフェニルホスフェート、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛等の無機化合物を添加することもできる。   The epoxy resin composition of the present invention is a flame retardant, for example, a phosphoric acid ester, triphenyl phosphate, ammonium polyphosphate, a phosphorus compound such as red phosphorus, aluminum hydroxide, and the like within the range in which the objects and effects of the present invention can be expressed. Hydroxides such as magnesium hydroxide and inorganic compounds such as zinc borate, zinc stannate, and zinc molybdate can also be added.

本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。例えば熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、シリコーン系等の低応力剤、カルナバワックス、高級脂肪酸、合成ワックス等のワックス類からなる離型剤、カーボンブラック等の着色剤、ハロゲントラップ剤等の添加剤を添加配合することができる。   Various additives can be further blended in the epoxy resin composition of the present invention as necessary. For example, thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, organic synthetic rubbers, silicone-based low stress agents, carnauba waxes, higher fatty acids, release agents composed of waxes such as synthetic waxes, colorants such as carbon black, halogen trapping agents, etc. These additives can be added and blended.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、シリコーン変性エポキシ樹脂、必要により無機質充填剤、及びその他の添加物を所定の組成比で配合し、これを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合処理を行い、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。   In the epoxy resin composition of the present invention, an epoxy resin, a curing agent, a silicone-modified epoxy resin, if necessary, an inorganic filler, and other additives are blended at a predetermined composition ratio, and this is mixed sufficiently uniformly by a mixer or the like. Thereafter, it can be melt-mixed by a hot roll, a kneader, an extruder, etc., then cooled and solidified, and pulverized to an appropriate size to obtain a molding material.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、有機溶剤を用いて混合することができる。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、有機溶剤を用いて均一に混合した後、減圧留去により有機溶剤を除き、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。更に、エポキシ樹脂、硬化剤のみ有機溶剤を用いて同様に混合物を得、これに無機質充填剤、その他の添加物を加えて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合処理を行い、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もできる。また、ワニスとしても使用可能である。このような有機溶剤としては、例えば、トルエン、MEK、THF、アセトン等が挙げられる。   Moreover, the epoxy resin composition of this invention can be mixed using an organic solvent. An epoxy resin, a curing agent, an inorganic filler, and other additives are blended at a predetermined composition ratio, mixed uniformly using an organic solvent, the organic solvent is removed by distillation under reduced pressure, and then cooled and solidified. It can be crushed into a size to form a molding material. Furthermore, only an epoxy resin and a curing agent are used in the same manner using an organic solvent. After adding an inorganic filler and other additives to the mixture and mixing them sufficiently uniformly with a mixer, etc., a heat roll, a kneader, an extruder, etc. It is also possible to carry out a melt mixing process according to the above, then to cool and solidify, and pulverize to an appropriate size to obtain a molding material. It can also be used as a varnish. Examples of such an organic solvent include toluene, MEK, THF, acetone and the like.

なお、組成物をミキサー等によって十分均一に混合するに際して、保存安定性をよくする為に、或いはウエッターとしてシランカップリング剤等で予め表面処理等を行うことが好ましい。   In addition, when mixing the composition sufficiently uniformly with a mixer or the like, it is preferable to perform surface treatment or the like in advance with a silane coupling agent or the like as a wetter in order to improve storage stability.

ここで、シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシプロピル)テトラスルフィド、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。ここで、表面処理に用いるシランカップリング剤量及び表面処理方法については、特に制限されるものではない。   Here, as the silane coupling agent, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, γ- Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) ) Γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminop Pyrtriethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxypropyl) tetrasulfide, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, etc. Is mentioned. Here, the amount of the silane coupling agent used for the surface treatment and the surface treatment method are not particularly limited.

このようにして得られる本発明のエポキシ樹脂組成物は、各種の半導体装置の封止用として有効に利用でき、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、本発明のエポキシ樹脂組成物の成形は、温度150〜180℃で30〜180秒、後硬化は150〜180℃で2〜16時間行うことが望ましい。   The epoxy resin composition of the present invention thus obtained can be effectively used for sealing various semiconductor devices. In this case, the most common method for sealing is a low-pressure transfer molding method. . The epoxy resin composition of the present invention is preferably molded at a temperature of 150 to 180 ° C. for 30 to 180 seconds, and post-cured at 150 to 180 ° C. for 2 to 16 hours.

以下に、合成例及び実施例と比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。   Synthesis Examples, Examples and Comparative Examples are shown below to describe the present invention more specifically. However, the present invention is not limited to the following examples.

[合成例1] 化合物Aの合成
リフラックスコンデンサー、温度計、攪拌機、及び滴下ロートを具備した2L四つ口フラスコ中にトルエン400g、下記式(4)で表されるアリル基含有フェノール樹脂(フェノール性水酸基当量170)100gを入れ、窒素雰囲気下で2時間共沸脱水を行った。その後、系内を90℃まで冷却し、塩化白金触媒1.00gを加え、下記式(5)で表される有機珪素化合物106.8gをトルエン427.1gに溶解した溶液を2時間かけて滴下した。系内を100〜110℃に保ちながら6時間攪拌し、熟成した後、室温まで冷却した。その後、減圧下にて溶媒留去することにより、目的とするシリコーン変性フェノール樹脂(化合物A)が201g得られた。
[Synthesis Example 1] Synthesis of Compound A Into a 2 L four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, a stirrer, and a dropping funnel, 400 g of toluene, an allyl group-containing phenol resin represented by the following formula (4) (phenol) Azeotropic dehydration was performed in a nitrogen atmosphere for 2 hours. Thereafter, the system was cooled to 90 ° C., 1.00 g of platinum chloride catalyst was added, and a solution obtained by dissolving 106.8 g of an organosilicon compound represented by the following formula (5) in 427.1 g of toluene was dropped over 2 hours. did. The system was stirred for 6 hours while maintaining the temperature at 100 to 110 ° C., aged, and then cooled to room temperature. Then, 201 g of the target silicone-modified phenol resin (Compound A) was obtained by distilling off the solvent under reduced pressure.

Figure 2006249200
Figure 2006249200

得られた反応生成物を分離精製後、1H−NMR、IRを測定した結果、1H−NMRは−0.5‐0.5,1.8‐2.6,3.6‐3.9,6.4‐7.2,8.0‐8.2ppmにピークを示し、IRは1255cm-1付近にSi−Me由来のピークを示した。また、29Si−NMRにおいても9.5ppm付近にピークを示した。これにより、下記式(6)、(7)で示される混合物として化合物Aが得られたことがわかった。 As a result of measuring 1 H-NMR and IR after separating and purifying the obtained reaction product, 1 H-NMR was -0.5-0.5, 1.8-2.6, 3.6-3. A peak was shown at 9,6.4-7.2, 8.0-8.2 ppm, and IR showed a peak derived from Si-Me in the vicinity of 1255 cm −1 . 29 Si-NMR also showed a peak in the vicinity of 9.5 ppm. Thereby, it turned out that the compound A was obtained as a mixture shown by following formula (6), (7).

Figure 2006249200
Figure 2006249200

[実施例1〜3、比較例1]
表1に示す成分を熱2本ロールにて均一に溶融混合し、冷却、粉砕して半導体封止用エポキシ樹脂組成物を得た。これらの組成物につき、次の(I)〜(VI)の諸特性を測定した。結果を表2に示した。
[Examples 1 to 3, Comparative Example 1]
The components shown in Table 1 were uniformly melt-mixed with two hot rolls, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation. With respect to these compositions, the following properties (I) to (VI) were measured. The results are shown in Table 2.

(I)スパイラルフロー値
EMMI規格に準じた金型を使用して、温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で測定した。
(I) Spiral Flow Value Using a mold conforming to the EMMI standard, measurement was performed under conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm 2 , and a molding time of 120 seconds.

(II)ゲル化時間
組成物のゲル化時間を175℃の熱板上で測定した。
(II) Gelation time The gelation time of the composition was measured on a hot plate at 175 ° C.

(III)成形硬度
JIS−K6911に準じて、温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間90秒の条件で10×4×100mmの棒を成形したときの熱時硬度をバーコール硬度計で測定した。
(III) Molding hardness According to JIS-K6911, the bar hardness is the hot hardness when a 10 × 4 × 100 mm rod is molded under conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm 2 , and a molding time of 90 seconds. Measured with a meter.

(IV)耐湿性
アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリコンチップを14pin−DIPフレーム(42アロイ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディングした後、これにエポキシ樹脂組成物を温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。このパッケージそれぞれ20個を140℃/85%RHの雰囲気中−5Vの直流バイアス電圧をかけて500時間放置した後、アルミニウム腐食が発生したパッケージ数を調べた。
(IV) Moisture resistance A 6 × 6 mm silicon chip with aluminum wiring is bonded to a 14 pin-DIP frame (42 alloy), and the aluminum electrode on the chip surface and the lead frame are wire bonded with a 30 μmφ gold wire. After that, the epoxy resin composition was molded on this under the conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm 2 and a molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. Each of the 20 packages was left in a 140 ° C./85% RH atmosphere with a DC bias voltage of −5 V for 500 hours, and then the number of packages in which aluminum corrosion occurred was examined.

(V)高温保管信頼性
アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリコンチップを14pin−DIPフレーム(42アロイ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディングした後、これにエポキシ樹脂組成物を温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。このパッケージそれぞれ20個を200℃雰囲気中500時間放置した後、発煙硝酸で溶解、開封し、金線引張り強度を測定した。引張り強度が初期値の70%以下となったものを不良とし、不良数を調べた。
(V) High-temperature storage reliability A 6 × 6 mm silicon chip formed with aluminum wiring is bonded to a 14 pin-DIP frame (42 alloy), and the aluminum electrode on the chip surface and the lead frame are connected with a 30 μmφ gold wire. After wire bonding, the epoxy resin composition was molded on this under the conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm 2 and a molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. Each of the 20 packages was left in a 200 ° C. atmosphere for 500 hours, and then dissolved and opened with fuming nitric acid, and the gold wire tensile strength was measured. Those having a tensile strength of 70% or less of the initial value were regarded as defective, and the number of defects was examined.

(VI)耐熱衝撃クラック性
アルミニウム配線を形成した6×6mmの大きさのシリコンチップを14pin−DIPフレーム(42アロイ)に接着し、更にチップ表面のアルミニウム電極とリードフレームとを30μmφの金線でワイヤボンディングした後、これにエポキシ樹脂組成物を温度175℃、成形圧力6.9N/mm2、成形時間120秒の条件で成形し、180℃で4時間ポストキュアーした。このパッケージそれぞれ5個を260℃の半田浴/30秒及び−196℃/60秒の冷熱衝撃を100サイクル行い、クラックが発生したものを不良としてこの不良率(%)を調べた。
(VI) Thermal shock crack resistance A 6 × 6 mm silicon chip with aluminum wiring formed is bonded to a 14 pin-DIP frame (42 alloy), and the aluminum electrode on the chip surface and the lead frame are attached with a 30 μmφ gold wire. After wire bonding, the epoxy resin composition was molded on this under the conditions of a temperature of 175 ° C., a molding pressure of 6.9 N / mm 2 and a molding time of 120 seconds, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours. Five of these packages were each subjected to 100 cycles of a thermal shock of 260 ° C. solder bath / 30 seconds and −196 ° C./60 seconds, and the defect rate (%) was examined assuming that a crack occurred.

Figure 2006249200
Figure 2006249200

エポキシ樹脂:o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、EOCN1020−55(日本化薬(株)製商品名、エポキシ当量200)
硬化剤:フェノールノボラック樹脂、DL−92(明和化成(株)製商品名、フェノール性水酸基当量110)
シリコーン変性フェノール樹脂:合成例1の化合物(化合物A)
無機質充填剤:球状溶融シリカ(龍森(株)製、平均粒径20μm)
硬化触媒:トリフェニルホスフィン(北興化学(株)製商品名)
離型剤:カルナバワックスNP−1S(日興リカ(株)製商品名)
カーボンブラック:デンカブラック(電気化学工業(株)製商品名)
シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、KBM−403(信越化学工業(株)製商品名)
Epoxy resin: o-cresol novolac type epoxy resin, EOCN1020-55 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., epoxy equivalent 200)
Curing agent: phenol novolac resin, DL-92 (trade name, phenolic hydroxyl group equivalent 110 manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
Silicone-modified phenolic resin: Compound of Synthesis Example 1 (Compound A)
Inorganic filler: Spherical fused silica (manufactured by Tatsumori Co., Ltd., average particle size 20 μm)
Curing catalyst: Triphenylphosphine (trade name, manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd.)
Mold release agent: Carnauba wax NP-1S (trade name, manufactured by Nikko Rica Co., Ltd.)
Carbon black: Denka Black (trade name, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
Silane coupling agent: γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, KBM-403 (trade name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

Figure 2006249200
Figure 2006249200

表2の結果から明らかなように、本発明のエポキシ樹脂組成物は、成形性に優れ、耐熱衝撃性、耐湿信頼性に優れる硬化物を得ることができ、本発明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は、耐熱衝撃性、特には耐熱衝撃クラック性及び耐湿信頼性に優れるものである。   As is clear from the results in Table 2, the epoxy resin composition of the present invention is excellent in moldability, can obtain a cured product excellent in thermal shock resistance and moisture resistance reliability, and is cured by the epoxy resin composition of the present invention. A semiconductor device sealed with an object is excellent in thermal shock resistance, in particular, thermal shock crack resistance and moisture resistance reliability.

Claims (8)

(A)エポキシ樹脂
(B)硬化剤
(C)下記平均組成式(1)で示されるシリコーン変性フェノール樹脂
Figure 2006249200

(式中、R1は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜6のオルガノキシ基であり、Xは二価の有機基、Yは末端に二重結合を有する一価の有機基、Zはオルガノシロキサン構造を有する二価の有機基である。mは1≦m≦20を満たす整数である。)
を必須成分とすることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
(A) Epoxy resin (B) Curing agent (C) Silicone-modified phenolic resin represented by the following average composition formula (1)
Figure 2006249200

(In the formula, R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an organoxy group having 1 to 6 carbon atoms, X is a divalent organic group, and Y is a monovalent having a double bond at the terminal. (The organic group, Z is a divalent organic group having an organosiloxane structure, and m is an integer satisfying 1 ≦ m ≦ 20.)
An epoxy resin composition characterized by comprising an essential component.
(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤との総量100質量部に対し、(C)シリコーン変性フェノール樹脂の添加量が0.1〜50質量部であることを特徴とする請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。   The addition amount of (C) silicone-modified phenol resin is 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of (A) epoxy resin and (B) curing agent. Epoxy resin composition. (B)硬化剤がフェノール樹脂であることを特徴とする請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。   (B) The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the curing agent is a phenol resin. (A)エポキシ樹脂中に含まれるエポキシ基1モルに対して、(B)フェノール樹脂硬化剤及び(C)シリコーン変性フェノール樹脂中に含まれるフェノール性水酸基のモル比が、0.5〜1.5の範囲となるように配合することを特徴とする請求項3記載のエポキシ樹脂組成物。   (A) The molar ratio of the phenolic hydroxyl group contained in (B) the phenol resin curing agent and (C) the silicone-modified phenol resin relative to 1 mol of the epoxy group contained in the epoxy resin is 0.5 to 1. The epoxy resin composition according to claim 3, which is blended so as to be in the range of 5. 5. (C)シリコーン変性フェノール樹脂が、下記平均組成式(1’)で示されることを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure 2006249200

(式中、R1、X、Y、mは上記の通りである。Rは脂肪族不飽和基を含有しない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、nは0≦n≦400を満たす整数である。)
(C) Silicone modified phenolic resin is shown by the following average compositional formula (1 '), The epoxy resin composition of any one of Claims 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned.
Figure 2006249200

(Wherein R 1 , X, Y and m are as described above. R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated group, and n is 0 ≦ n ≦ 400. (An integer that satisfies.)
更に、(D)成分として無機質充填剤を(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤との総量100質量部に対して400〜1200質量部配合してなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。   Furthermore, 400-1200 mass parts is mix | blended with the inorganic filler as (D) component with respect to 100 mass parts of total amounts of (A) epoxy resin and (B) hardening | curing agent, The 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. The epoxy resin composition according to any one of the above. 更に、(E)成分として硬化促進剤を(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤との総量100質量部に対して0.1〜5質量部配合してなることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。   Furthermore, 0.1-5 mass parts is mix | blended with respect to 100 mass parts of total amounts of (A) epoxy resin and (B) hardening | curing agent as a (E) component, The hardening accelerator is characterized by the above-mentioned. The epoxy resin composition of any one of thru | or 6. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物で封止した半導体装置。   The semiconductor device sealed with the hardened | cured material of the epoxy resin composition of any one of Claims 1 thru | or 6.
JP2005066357A 2005-03-09 2005-03-09 Epoxy resin composition and semiconductor apparatus Pending JP2006249200A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005066357A JP2006249200A (en) 2005-03-09 2005-03-09 Epoxy resin composition and semiconductor apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005066357A JP2006249200A (en) 2005-03-09 2005-03-09 Epoxy resin composition and semiconductor apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006249200A true JP2006249200A (en) 2006-09-21

Family

ID=37090026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005066357A Pending JP2006249200A (en) 2005-03-09 2005-03-09 Epoxy resin composition and semiconductor apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006249200A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5217119B2 (en) Liquid epoxy resin composition for sealing, electronic component device and wafer level chip size package
JP3388537B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
US7095125B2 (en) Semiconductor encapsulating epoxy resin composition and semiconductor device
JP3582576B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
WO2006011662A1 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH11310688A (en) Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device
JP2019085534A (en) Silicone-modified epoxy resin composition and semiconductor device
JP5374818B2 (en) Liquid epoxy resin composition for sealing, electronic component device and wafer level chip size package
KR100536538B1 (en) Epoxy Resin Compositions for Sealing Semiconductor and Semiconductor Devices
US6783859B2 (en) Semiconductor encapsulating flame retardant epoxy resin composition and semiconductor device
JP4628912B2 (en) Epoxy resin composition for sealing
JP2019001841A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device having cured product of composition
JP2011132337A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JPH06256364A (en) Organic silicon compound, its production and resin composition containing the same
JP3388536B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
JP3479815B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP3824064B2 (en) Flame-retardant epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
JP2006249200A (en) Epoxy resin composition and semiconductor apparatus
JP2004359855A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2007224125A (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2874090B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2003212957A (en) Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device
JP2003171534A (en) Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device
JP2003138097A (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, and semiconductor device using it
JPH05175369A (en) Epoxy resin molding material for sealing electronic component