JP2006265415A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

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義幸 郷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition having good curability, preservability and fluidity and to provide a semiconductor device having excellent solder crack resistance and reliability of moisture resistance. <P>SOLUTION: The epoxy resin composition comprises an epoxy resin (A), a phenol resin (B) and a curing accelerator (C). The epoxy resin composition contains boric acid or a boric ester (D) and a compound (E) having ≥2 proton-donative substituents forming a chelate ring with a boron atom and having a substituent other than the proton-donative substituents or no substituent in the molecule. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物および半導体装置に関するものである。   The present invention relates to an epoxy resin composition and a semiconductor device.

近年、半導体装置は、生産性、コスト、信頼性等のバランスに優れることから、エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子封止して製造されるのが主流となっている。半導体装置の小型化、薄型化に伴い、封止用エポキシ樹脂組成物に対しては、より一層の低粘度化、高強度化が要求されている。このような背景から、最近のエポキシ樹脂組成物の動向は、より低粘度の樹脂を適用し、より多くの無機充填剤を配合する傾向が強くなっている。また、新たな動きとして、半導体装置を実装する際、従来よりも、融点の高い無鉛半田の使用が高まってきている。この半田の適用により、実装温度を、従来に比べ、約20℃高くする必要があり、実装後の半導体装置の信頼性が現状に比べ、著しく低下する問題が生じている。このようなことから、エポキシ樹脂組成物のレベルアップによる半導体装置の信頼性の向上要求が加速的に強くなってきており、樹脂の低粘度化と無機充填剤の高充填化に拍車がかかっている。 Recently, semiconductor devices, productivity, cost, since it is excellent in balance such as reliability, being produced by sealing a semiconductor element using the epoxy resin composition has become mainstream. With the downsizing and thinning of semiconductor devices, there is a demand for further lowering the viscosity and increasing the strength of the epoxy resin composition for sealing. Against this background, the recent trend of epoxy resin compositions is becoming more likely to apply lower viscosity resins and incorporate more inorganic fillers. Further, as a new movement, when mounting a semiconductor device, the use of lead-free solder having a higher melting point than before is increasing. By applying this solder, it is necessary to raise the mounting temperature by about 20 ° C. compared to the conventional case, and there is a problem that the reliability of the semiconductor device after mounting is remarkably lowered compared to the current situation. For these reasons, the demand for improving the reliability of semiconductor devices by increasing the level of epoxy resin compositions has been accelerated, and it has spurred the reduction of resin viscosity and the increase of inorganic fillers. Yes.

成形時に、低粘度で高流動性を維持するためには、溶融粘度の低い樹脂を用いたり(例えば、特許文献1参照。)、また、無機充填材の配合量を高めるために、無機充填剤をシランカップリング剤で表面処理する方法が知られている(例えば、特許文献2参照。)。しかし、これらの方法だけでは、種々ある要求特性のいずれかしか満足しないものが多く、全ての要求を満足させ広い範囲で適用可能な手法は、未だ見出されておらず、これらの方法でも、成形時の溶融粘度の低下が不充分であり、流動性と硬化性を損なわず、無機充填剤の配合量を高め、信頼性を満足させる更なる技術が求められていた。   In order to maintain a low viscosity and a high fluidity during molding, a resin having a low melt viscosity is used (for example, refer to Patent Document 1), and an inorganic filler is used to increase the blending amount of the inorganic filler. A method is known in which surface treatment is performed with a silane coupling agent (see, for example, Patent Document 2). However, many of these methods alone satisfy only one of various required characteristics, and no method that satisfies all requirements and can be applied in a wide range has not yet been found. There has been a demand for a further technique that does not sufficiently lower the melt viscosity at the time of molding, does not impair the fluidity and curability, increases the blending amount of the inorganic filler, and satisfies the reliability.

また、樹脂組成物に、一般的に配合される硬化促進剤の存在下では、低温保管時におけるエポキシ樹脂の硬化反応の進行を速め、封止材料の保存安定性が低下する問題がある。このようなことから、諸成分混合時の厳密な品質管理、低温での保管や運搬、更に成形条件の厳密な管理が必須であり、取扱いが、非常に煩雑となることから、信頼性の向上に加えて、物流・保管時の取扱い性の向上を目的とした保存性の向上が求められるようになってきている。   Further, in the presence of a curing accelerator that is generally blended into the resin composition, there is a problem that the progress of the curing reaction of the epoxy resin at the time of low-temperature storage is accelerated and the storage stability of the sealing material is lowered. For this reason, strict quality control when mixing various components, storage and transportation at low temperatures, and strict control of molding conditions are essential, and handling becomes extremely complicated, improving reliability. In addition to this, improvement in preservability has been demanded for the purpose of improving handling during distribution and storage.

特開平7−130919号公報(第2〜5頁)JP-A-7-130919 (pages 2 to 5) 特開平8−20673号公報(第2〜4頁)JP-A-8-20673 (pages 2 to 4) 特開2000−17054号公報(第2〜5項)JP 2000-17054 A (2-5) 特開2001−98053号公報(第2頁〜4頁)JP 2001-98053 A (pages 2 to 4)

本発明は、成形時の硬化性を損なうことなく、流動性および保存安定性に優れた半導体封止用樹脂組成物を提供するものである。   This invention provides the resin composition for semiconductor sealing excellent in fluidity | liquidity and storage stability, without impairing the sclerosis | hardenability at the time of shaping | molding.

本発明者は、前述したような問題点を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、次のような事項を見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the present inventors have found the following matters and have completed the present invention.

すなわち、エポキシ樹脂組成物に、ホウ酸またはホウ酸エステル、および分子中に2個以上のホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を有する化合物(F)を添加することにより、樹脂組成物の流動性および保存安定性に優れ、上記のエポキシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子などの電子部品を封止してなる半導体装置が、高温に曝された場合であっても、クラックや剥離等の欠陥が発生し難いことを見出した。   That is, by adding boric acid or a boric acid ester and a compound (F) having a proton-donating substituent capable of forming a chelate ring with two or more boron atoms in the molecule to the epoxy resin composition, Even if the semiconductor device, which is excellent in fluidity and storage stability of the composition and encapsulates electronic parts such as semiconductor elements with a cured product of the above-mentioned epoxy resin composition, is exposed to high temperatures, it is cracked. And found that defects such as peeling and peeling hardly occur.

即ち、下記(1)〜(7)の本発明により達成される。   That is, the present invention is achieved by the following (1) to (7).

(1) エポキシ樹脂(A)、フェノール樹脂(B)、および硬化促進剤(C)を含むエポキシ樹脂組成物であって、ホウ酸またはホウ酸エステル(D)、および分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 (1) An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a phenol resin (B), and a curing accelerator (C), wherein boric acid or a boric acid ester (D) and a boron atom in the molecule are chelated An epoxy resin composition comprising a compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a ring and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent .

(2) 前記分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)は、前記プロトン供与性置換基として、水酸基、カルボキシル基、およびメルカプト基を有するものである請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。 (2) Compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule, and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the proton-donating substituent has a hydroxyl group, a carboxyl group, and a mercapto group.

(3) 前記分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)は、前記プロトン供与性置換基を、芳香環上に2個以上が隣接して有するものである請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物。 (3) Compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule, and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein two or more proton donating substituents are adjacent to each other on the aromatic ring.

(4) 前記分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)は、前記プロトン供与性置換基を、ベンゼン環、ナフタレン環、またはビフェニル環上に有するものである請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 (4) Compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule, and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3, which has the proton-donating substituent on a benzene ring, a naphthalene ring, or a biphenyl ring.

(5) 前記分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)は、ビフェニル環上に2個水酸基を有するものである請求項4記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 (5) Compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule, and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 4, which has two hydroxyl groups on the biphenyl ring.

(6) 前記エポキシ樹脂(A)が、一般式(1)または(2)で表されるエポキシ樹脂の少なくとも一方を主成分とする請求項1〜5のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 (6) The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the epoxy resin (A) contains at least one of the epoxy resins represented by the general formula (1) or (2) as a main component.

[式中、R、R、RおよびRは、それぞれ、水素原子、炭素数1〜6の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。] [Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each represents one selected from a hydrogen atom, a chain or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group and a halogen atom, They may be the same or different. ]

[式中、R〜R12は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、aは、1〜10の整数である。] [Wherein, R 5 to R 12 each represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, and may be the same or different from each other. However, a is an integer of 1-10. ]

(7) 前記フェノール樹脂(B)が、一般式(3)または(4)で表されるフェノール樹脂の少なくとも一方を主成分とする請求項1〜6のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 (7) The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the phenol resin (B) contains at least one of the phenol resins represented by the general formula (3) or (4) as a main component.

[式中、R13〜R16は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、bは、1〜10の整数である。] [In formula, R < 13 > -R < 16 > represents 1 type selected from a hydrogen atom, a C1-C4 alkyl group, and a halogen atom, respectively, and may mutually be same or different. However, b is an integer of 1-10. ]

[式中、R17〜R24は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、cは、1〜10の整数である。] [In formula, R < 17 > -R < 24 > represents 1 type selected from a hydrogen atom, a C1-C4 alkyl group, and a halogen atom, respectively, and may mutually be same or different. However, c is an integer of 1-10. ]

(8) 無機充填材を含む請求項1〜7のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 (8) The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 7, comprising an inorganic filler.

(9) 前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)またはフェノール樹脂(B)の軟化点以上の温度で溶融混合されたものである請求項1〜8のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 (9) The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the epoxy resin composition is melt-mixed at a temperature equal to or higher than a softening point of the epoxy resin (A) or the phenol resin (B). .

(10) 請求項1〜9のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。 (10) A semiconductor device comprising a semiconductor element sealed using the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 9.

本発明のエポキシ樹脂組成物は流動性および保存安定性に優れ、また、本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体装置は、高温に曝された場合であっても、クラックや剥離等の欠陥が生じ難く、耐半田クラック性に優れる。   The epoxy resin composition of the present invention is excellent in fluidity and storage stability, and the semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition of the present invention is cracked or peeled even when exposed to high temperatures. Defects such as the above are hardly generated and the solder crack resistance is excellent.

以下、本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体装置の好適実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the epoxy resin composition and the semiconductor device of the present invention will be described.

本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂(A)、フェノール樹脂(B)、および硬化促進剤(C)を主成分とする樹脂組成物であって、ホウ酸またはホウ酸エステル(D)および分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)を含むものである。かかるエポキシ樹脂組成物は、流動性および保存安定性に優れたものである。また、前記エポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体装置は、高温に曝された場合であっても、クラックや剥離等の欠陥が生じ難く、耐半田クラック性に優れる。
The epoxy resin composition of this embodiment is
A resin composition mainly composed of an epoxy resin (A), a phenol resin (B), and a curing accelerator (C), wherein boric acid or boric acid ester (D) and a boron atom and a chelate ring are present in the molecule It includes a compound (E) having two or more proton-donating substituents that can be formed and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent. Such an epoxy resin composition is excellent in fluidity and storage stability. In addition, a semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition is less susceptible to defects such as cracks and peeling even when exposed to high temperatures, and has excellent solder crack resistance.

以下、各成分について、順次説明する。   Hereinafter, each component will be sequentially described.

[化合物(A)]
本発明に用いるエポキシ樹脂(A)は、特に限定しないが、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂および臭素化ビスフェノール型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂およびジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂などのように、フェノール類やフェノール樹脂やナフトール類などの水酸基にエピクロロヒドリンを反応させて製造するエポキシ化合物、オレフィンを過酸により酸化させエポキシ化したエポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂およびグリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、半導体封止用エポキシ樹脂組成物としての耐湿信頼性を考慮すると、イオン性不純物であるNaイオンやClイオンが極力少ない方が好ましく、硬化性の点からエポキシ当量としては100〜500g/eqが好ましい。
[Compound (A)]
The epoxy resin (A) used in the present invention is not particularly limited. For example, bisphenol type epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and brominated bisphenol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, biphenyl aralkyl. Type phenolic resin, stilbene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin and dihydroxybenzene type epoxy resin, etc. Epoxy compounds produced by reacting epichlorohydrin with hydroxyl groups such as epoxides, epoxy resins obtained by oxidizing olefins with peracids, glycidyl ester epoxy resin Resin and glycidylamine type epoxy resins may be used singly or in combination of two or more of them. In consideration of moisture resistance reliability as an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation, it is preferable that Na ions and Cl ions, which are ionic impurities, be as small as possible. From the viewpoint of curability, the epoxy equivalent is 100 to 500 g / eq. Is preferred.

これらの中でも、前記化合物(A)は、特に、前記一般式(1)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂および前記一般式(2)で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂のいずれか一方または双方を主成分とするものを用いるのが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の成形時(例えば半導体装置の製造時等)の流動性が向上するとともに、得られた半導体装置の耐半田クラック性が、より向上する。   Among these, the compound (A) particularly includes one or both of the biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (1) and the biphenyl aralkyl type epoxy resin represented by the general formula (2). It is preferable to use the main component. Thereby, the fluidity at the time of molding of the epoxy resin composition (for example, at the time of manufacturing a semiconductor device) is improved, and the solder crack resistance of the obtained semiconductor device is further improved.

ここで、「耐半田クラック性の向上」とは、得られた半導体装置が、例えば、半田浸漬や半田リフロー工程等において、高温に曝された場合であっても、硬化物のクラックや剥離等の欠陥の発生が生じ難くなることを言う。   Here, “improvement of solder crack resistance” means that the obtained semiconductor device is exposed to high temperatures in, for example, a solder dipping or solder reflow process, even if the cured product is cracked or peeled off. This means that the occurrence of defects is less likely to occur.

ここで、前記一般式(1)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂における置換基R〜Rは、それぞれ、水素原子、炭素数1〜6の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、これらは、互いに同一であっても異なっていてもよい。 Here, the substituents R 1 to R 4 in the biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (1) are each a hydrogen atom, a chain or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, and a halogen atom. Represents one selected from the above, and these may be the same or different.

これらの置換基R〜Rとしては、水素原子、フェニル基の他に、例えば、炭素数1〜6の鎖状もしくは環状アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびシクロヘキシル基等が挙げられ、ハロゲン原子としては、塩素原子および臭素原子等が挙げられるが、これらの中でも、特に、メチル基であるのが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が低下し、例えば、半導体装置の製造時等に、その取り扱いが容易となる。また、その硬化物は、吸水性が低減するので、得られた半導体装置は、その内部の部材の経時劣化(例えば断線の発生等)が好適に防止され、その耐湿信頼性が、より向上する。 As these substituents R 1 to R 4 , in addition to a hydrogen atom and a phenyl group, for example, a chain or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and Examples of the halogen atom include a chlorine atom and a bromine atom. Among these, a methyl group is particularly preferable. Thereby, the melt viscosity of the epoxy resin composition is lowered, and the handling thereof becomes easy, for example, at the time of manufacturing a semiconductor device. In addition, since the water absorption of the cured product is reduced, the obtained semiconductor device is preferably prevented from deterioration over time (for example, occurrence of disconnection) of the internal members, and the moisture resistance reliability is further improved. .

また、前記一般式(2)で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂における置換基R〜R12は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、これらは、互いに同一であっても異なっていてもよい。 In addition, the substituents R 5 to R 12 in the biphenyl aralkyl type epoxy resin represented by the general formula (2) represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, These may be the same as or different from each other.

これらの置換基R〜R12としては、それぞれ、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、塩素原子および臭素原子等が挙げられるが、これらの中でも、特に、水素原子またはメチル基であるのが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が低下し、例えば半導体装置の製造時等に、その取り扱いが容易となるとともに、半導体装置の耐湿信頼性が、より向上する。 Examples of these substituents R 5 to R 12 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a chlorine atom, and a bromine atom. Among these, a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable. Is preferred. As a result, the melt viscosity of the epoxy resin composition is reduced, and for example, when the semiconductor device is manufactured, the handling becomes easy, and the moisture resistance reliability of the semiconductor device is further improved.

また、前記一般式(2)におけるaは、エポキシ樹脂単位の平均の繰り返し数を表している。すなわち、aは1〜10の範囲が好ましく、1〜5程度であるのが、より好ましい。aを前記範囲とすることにより、エポキシ樹脂組成物の流動性が、より向上する。   Moreover, a in the said General formula (2) represents the average repeating number of an epoxy resin unit. That is, a is preferably in the range of 1 to 10, more preferably about 1 to 5. By setting a in the above range, the fluidity of the epoxy resin composition is further improved.

[化合物(B)]
本発明に用いるフェノール樹脂(B)は、前記化合物(A)の硬化剤として作用(機能)するものである。
[Compound (B)]
The phenol resin (B) used in the present invention functions (functions) as a curing agent for the compound (A).

この化合物(B)としては、特に限定しないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、トリスフェノール樹脂、キシリレン変性ノボラック樹脂、テルペン変性ノボラック樹脂およびジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Although it does not specifically limit as this compound (B), For example, phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol resin, phenol aralkyl resin, biphenyl aralkyl resin, trisphenol resin, xylylene modified novolak resin, terpene modified novolak resin and dicyclo A pentadiene-modified phenol resin can be used, and one or more of these can be used in combination.

これらの中でも、前記化合物(B)は、特に、前記一般式(3)で表されるフェノールアラルキル樹脂および前記一般式(4)で表されるビフェニルアラルキル樹脂のいずれか一方または双方を主成分とするものを用いるのが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の成形時(例えば半導体装置の製造時等)の流動性が向上するとともに、得られた半導体装置の耐半田クラック性や耐湿信頼性が、より向上する。   Among these, the compound (B) is mainly composed of one or both of the phenol aralkyl resin represented by the general formula (3) and the biphenyl aralkyl resin represented by the general formula (4). It is preferable to use those that do. Thereby, the fluidity at the time of molding of the epoxy resin composition (for example, during the production of a semiconductor device) is improved, and the solder crack resistance and moisture resistance reliability of the obtained semiconductor device are further improved.

ここで、前記一般式(3)で表されるフェノールアラルキル樹脂における置換基R13〜R16、および、前記一般式(4)で表されるビフェニルアラルキル樹脂における置換基R17〜R24は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、これらは、互いに同一であっても異なっていてもよい。 Here, the substituents R 13 to R 16 in the phenol aralkyl resin represented by the general formula (3) and the substituents R 17 to R 24 in the biphenyl aralkyl resin represented by the general formula (4) are: Each represents one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a halogen atom, and these may be the same or different from each other.

これらの置換基R13〜R16およびR17〜R24としては、それぞれ、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、塩素原子および臭素原子等が挙げられるが、これらの中でも、特に、水素原子またはメチル基であるのが好ましい。かかるフェノール樹脂は、それ自体の溶融粘度が低いため、エポキシ樹脂組成物中に含有しても、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度を低く保持することができ、その結果、例えば半導体装置の製造時等に、その取り扱いが容易となる。また、エポキシ樹脂組成物の硬化物(得られる半導体装置)の吸水性(吸湿性)が低減して、耐湿信頼性がより向上するとともに、耐半田クラック性も、より向上する。 Examples of these substituents R 13 to R 16 and R 17 to R 24 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a chlorine atom, and a bromine atom. Among these, a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable. Since such a phenol resin has a low melt viscosity per se, even when contained in the epoxy resin composition, the melt viscosity of the epoxy resin composition can be kept low. Moreover, the handling becomes easy. Moreover, the water absorption (hygroscopicity) of the cured product of the epoxy resin composition (obtained semiconductor device) is reduced, the moisture resistance reliability is further improved, and the solder crack resistance is further improved.

また、前記一般式(3)におけるb、および、前記一般式(4)におけるcは、それぞれ、フェノール樹脂単位の平均の繰り返し数を表している。すなわち、bおよびcは、それぞれ1〜10の範囲が好ましく、1〜5程度であるのが、より好ましい。bおよびcを、それぞれ、前記範囲とすることにより、エポキシ樹脂組成物の流動性の低下が好適に防止または抑制される。   Moreover, b in the said General formula (3) and c in the said General formula (4) each represent the average repeating number of a phenol resin unit. That is, b and c each preferably have a range of 1 to 10, more preferably about 1 to 5. By setting each of b and c within the above ranges, a decrease in fluidity of the epoxy resin composition is preferably prevented or suppressed.

[硬化促進剤(C)]
本発明において、エポキシ樹脂(A)とフェノール樹脂(B)の硬化反応を促進させる目的で硬化促進剤を添加することができる。硬化促進剤(C)は、エポキシ樹脂組成物の硬化反応を促進し得る作用(機能)を有するものであれば、何ら制限はない。
[Curing accelerator (C)]
In the present invention, a curing accelerator can be added for the purpose of accelerating the curing reaction of the epoxy resin (A) and the phenol resin (B). The curing accelerator (C) is not limited as long as it has an action (function) that can accelerate the curing reaction of the epoxy resin composition.

これら硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリス(4−トリル)ホスフィン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィンおよびトリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン)等の第三ホスフィン類、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセンおよび1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−5−ノネン等のアミジン類、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールおよび2−フェニル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等の4級ホスホニウム塩等が挙げられ、これらを1種または2種以上の組み合わせで用いることができる。
なお、上記硬化促進剤は一例であり、これらに何ら限定されるものではない。
Examples of these curing accelerators include triphenylphosphine, tris (4-tolyl) phosphine, tris (4-hydroxyphenyl) phosphine, tris (4-methylphenyl) phosphine, and tris (4-methoxyphenyl) phosphine). Tertiary phosphines, amidines such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7-undecene and 1,5-diazabicyclo (4,3,0) -5-nonene, 2-methylimidazole, 2- Examples include imidazoles such as phenylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole, quaternary phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, and the like, which can be used alone or in combination of two or more.
In addition, the said hardening accelerator is an example and is not limited to these at all.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化促進剤(C)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、組成物全体に対して、0.01〜10重量%程度であるのが好ましく、0.05〜5重量%程度であるのが、より好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の硬化性、保存性、流動性および硬化物特性がバランスよく発現する。   In the epoxy resin composition of the present invention, the content (blending amount) of the curing accelerator (C) is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 10% by weight with respect to the entire composition. It is more preferably about 0.05 to 5% by weight. Thereby, the sclerosis | hardenability, preservability, fluidity | liquidity, and hardened | cured material characteristic of an epoxy resin composition are expressed with sufficient balance.

[ホウ酸またはホウ酸エステル(D)]
本発明に用いるホウ酸としては、通常ホウ酸と称するオルトホウ酸に加え、メタホウ酸、四ホウ酸等も含まれる。
また、ホウ酸エステルとしては、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリーn−プロピル、ホウ酸トリイソプロピル、ホウ酸トリ−n−ブチル、ホウ酸トリ−n−オクチルおよびホウ酸ステアリル等のホウ酸のアルコキシエステル類、ホウ酸トリフェニル、ホウ酸トリ−o−トリルおよびホウ酸トリス(4−クロロフェニル)等のホウ酸のトリアリールオキシエステル類、ならびに前記ホウ酸のアルコキシエステル類および前記ホウ酸のトリアリールオキシエステル類のモノおよびジ加水分解物などを挙げられることができるが、これらに限定されるものではない。
これらホウ酸またはホウ酸エステル(D)は、分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)と、エポキシ樹脂組成物中で反応して、キレート型ボレートアニオンを形成し、硬化促進剤と塩を生成することによって、硬化促進剤の低温活性を効果的に抑制し、結果として良好な流動性および保存安定性を付与する。
低温活性抑制効果や均一分散性、コストの観点から、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリ−n−プロピル、ホウ酸トリ−n−ブチル等の低級アルコキシ基のトリ置換ホウ酸エステル類が好ましい。
[Boric acid or boric acid ester (D)]
The boric acid used in the present invention includes metaboric acid, tetraboric acid and the like in addition to orthoboric acid usually called boric acid.
Examples of boric acid esters include trimethyl borate, triethyl borate, tri-n-propyl borate, triisopropyl borate, tri-n-butyl borate, tri-n-octyl borate and stearyl borate. Alkoxy esters of acids, triaryloxy esters of boric acid such as triphenyl borate, tri-o-tolyl borate and tris (4-chlorophenyl) borate, and alkoxy esters of boric acid and boric acid Examples of the triaryloxyesters may include, but are not limited to, mono and di hydrolysates.
Do these boric acids or boric acid esters (D) have two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule, and have a substituent other than the proton-donating substituents? By reacting in the epoxy resin composition with or without the compound (E), a chelate-type borate anion is formed to form a curing accelerator and a salt, thereby effectively suppressing the low temperature activity of the curing accelerator. As a result, good fluidity and storage stability are imparted.
From the viewpoint of low-temperature activity suppression effect, uniform dispersibility, and cost, tri-substituted boric acid esters of lower alkoxy groups such as trimethyl borate, triethyl borate, tri-n-propyl borate, tri-n-butyl borate, etc. preferable.

[成分(E)]
分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)としては、カルボキシル基、水酸基およびメルカプト基等のプロトン供与性置換基を有するものが好ましく、これらの基が近接位に2個以上有する、カルボン酸、フェノール化合物、アルコール類、チオール類などが挙げられる。また、これらの基は、ベンゼン環、ナフタレン環、ビフェニル環などの芳香環上に有することが好ましい。具体的な例としては、芳香環上の隣接位に2個以上水酸基を有し、脱プロトン化してホウ素原子と5員環型キレートを形成するカテコール、2,3−ジヒドロキシナフタレン、ピロガロール、没食子酸、没食子酸メチル、没食子酸エチル、没食子酸オクチル、タンニン酸等のポリフェノール類、芳香環上の隣接位にカルボキシル基と水酸基を有し、脱プロトン化してホウ素原子と6員環型キレートを形成するサリチル酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、1−ヒドロキシー2−ナフトエ酸、2−ヒドロキシー1−ナフトエ酸、プロトカテク酸、3,5−ジヒドロキシー2−ナフトエ酸、2−ヒドロキシビフェニルー3−カルボン酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸類、ビフェニル環やビナフチル環の単結合の隣接位に2個の水酸基を有し、脱プロトン化してホウ素原子と7員環キレートを形成する2,2’−ビフェノール、1,1’−ビー2−ナフトール、その他、脱プロトン化してホウ素原子と6員環キレートを形成する2−ヒドロキシベンジルアルコール、チオサリチル酸、3−ヒドロキシピコリン酸、2−ヒドロキシニコチン酸、トロピック酸、脱プロトン化してホウ素原子と5員環キレートを形成する2,3−ジヒドロキシピリジン、2,3−ジヒドロキシキノキサリン、4−メチル−1,2−ベンゼンチオール、クロラニル酸、マンデル酸、イノシトール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン脱プロトン化してホウ素原子と7員環キレートを形成するα−ジフェニルグリオキシム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
これら化合物(E)は、ホウ酸またはホウ酸エステル(D)とエポキシ樹脂組成物中で反応してキレート型ボレートアニオンを形成し、硬化促進剤と塩を生成することによって、硬化促進剤の低温活性を効果的に抑制し、結果として良好な流動性および保存安定性を付与する。
これら化合物(E)の中でも、プロトン供与性置換基として、水酸基を有するものが好ましく、更にはプロトン供与性置換基をビフェニル環上に2個有するものが好ましく、熱、加水分解に対しての安定性、低粘度特性、硬化性の観点から、2,2’−ビフェノールやヒドロキシナフトエ酸類が好ましい。
[Component (E)]
The compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent includes carboxyl Those having a proton-donating substituent such as a group, a hydroxyl group and a mercapto group are preferred, and examples thereof include carboxylic acids, phenol compounds, alcohols, thiols and the like having two or more of these groups in the close position. Moreover, it is preferable to have these groups on aromatic rings, such as a benzene ring, a naphthalene ring, and a biphenyl ring. Specific examples include catechol, 2,3-dihydroxynaphthalene, pyrogallol, gallic acid having two or more hydroxyl groups at adjacent positions on the aromatic ring and deprotonating to form a 5-membered ring chelate with a boron atom. , Polyphenols such as methyl gallate, ethyl gallate, octyl gallate, and tannic acid, have a carboxyl group and a hydroxyl group at adjacent positions on the aromatic ring, and deprotonate to form a boron atom and a six-membered ring chelate Salicylic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 2-hydroxy-1-naphthoic acid, protocatechuic acid, 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid, 2-hydroxybiphenyl-3-carboxylic acid Having two hydroxyl groups adjacent to the single bond of an aromatic hydroxycarboxylic acid such as biphenyl ring or binaphthyl ring, 2,2'-biphenol, 1,1'-bee 2-naphthol, which forms protonated to form a 7-membered ring chelate with a boron atom, and other 2-hydroxybenzyl which forms a 6-membered ring chelate with a boron atom by deprotonation Alcohol, thiosalicylic acid, 3-hydroxypicolinic acid, 2-hydroxynicotinic acid, tropic acid, 2,3-dihydroxypyridine, 2,3-dihydroxyquinoxaline, deprotonated to form boron atom and 5-membered ring chelate, 4- Examples include methyl-1,2-benzenethiol, chloranilic acid, mandelic acid, inositol, ethylene glycol, propylene glycol, α-diphenylglyoxime that forms a seven-membered ring chelate with boron atom by deprotonation, etc. It is not limited to.
These compounds (E) react with boric acid or borate ester (D) in the epoxy resin composition to form a chelate-type borate anion, thereby forming a curing accelerator and a salt, thereby reducing the low temperature of the curing accelerator. The activity is effectively suppressed, and as a result, good fluidity and storage stability are imparted.
Among these compounds (E), those having a hydroxyl group as the proton-donating substituent are preferred, and those having two proton-donating substituents on the biphenyl ring are preferred, and are stable against heat and hydrolysis. 2,2′-biphenol and hydroxynaphthoic acids are preferred from the viewpoints of properties, low viscosity characteristics, and curability.

[無機充填材]
無機充填材は、本発明のエポキシ樹脂組成物を、例えば、半導体装置に用いる場合、得られる半導体装置の補強を目的として、エポキシ樹脂組成物中に配合(混合)されるものであり、その種類については、特に制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使用することができる。
[Inorganic filler]
For example, when the epoxy resin composition of the present invention is used in a semiconductor device, the inorganic filler is blended (mixed) in the epoxy resin composition for the purpose of reinforcing the obtained semiconductor device. There is no restriction | limiting in particular about, What can generally be used for the sealing material can be used.

この無機充填材の具体例としては、例えば、溶融破砕シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、2次凝集シリカ、アルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレーおよびガラス繊維等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、溶融シリカであるのが好ましい。溶融シリカは、本発明の硬化促進剤との反応性に乏しいので、エポキシ樹脂組成物中に多量に配合(混合)した場合でも、エポキシ樹脂組成物の硬化反応が阻害されるのを防止することができる。また、無機充填材として、溶融シリカを用いることにより、得られる半導体装置の補強効果が向上する。   Specific examples of the inorganic filler include, for example, fused crushed silica, fused silica, crystalline silica, secondary agglomerated silica, alumina, titanium white, aluminum hydroxide, talc, clay, and glass fiber. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, fused silica is particularly preferable. Since fused silica is poor in reactivity with the curing accelerator of the present invention, it is possible to prevent the curing reaction of the epoxy resin composition from being inhibited even when a large amount is blended (mixed) in the epoxy resin composition. Can do. Moreover, the reinforcement effect of the semiconductor device obtained improves by using a fused silica as an inorganic filler.

また、無機充填材の形状としては、例えば、粒状、塊状、鱗片状等のいかなるものであってもよいが、粒状(特に、球状)であるのが好ましい。   Moreover, as a shape of an inorganic filler, what kind of things, such as a granular form, a lump shape, and a scale shape, may be sufficient, for example, It is preferable that it is granular (especially spherical shape).

この場合、無機充填材の平均粒径は、1〜100μm程度であるのが好ましく、5〜35μm程度であるのが、より好ましい。また、この場合、粒度分布は、広いものであるのが好ましい。これにより、無機充填材の充填量(使用量)を多くすることができ、得られる半導体装置の補強効果が、より向上する。   In this case, the average particle size of the inorganic filler is preferably about 1 to 100 μm, and more preferably about 5 to 35 μm. In this case, the particle size distribution is preferably wide. Thereby, the filling amount (use amount) of the inorganic filler can be increased, and the reinforcing effect of the obtained semiconductor device is further improved.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化促進剤(C)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、0.01〜10重量%程度であるのが好ましく、0.1〜5重量%程度であるのが、より好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の密着特性が好ましく発現する。   In the epoxy resin composition of the present invention, the content (blending amount) of the curing accelerator (C) is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight. More preferably, it is about. Thereby, the adhesion characteristic of an epoxy resin composition expresses preferably.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、ホウ酸またはホウ酸エステル(D)の含有量(配合量)は、0.01〜5重量%程度であるのが好ましく、0.1〜3重量%程度であるのが、より好ましい。また、分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)の含有量(配合量)は、0.01〜5重量%程度であるのが好ましく、0.01〜3重量%程度であるのが、より好ましい。ホウ酸またはホウ酸エステル(D)に対する化合物(E)のモル比率は0.1〜10の範囲が好ましく、さらに好ましくは0.5〜5である。これにより、硬化性に悪影響なくエポキシ樹脂組成物の流動性および保存安定性が好ましく発現する。   In the epoxy resin composition of the present invention, the content (blending amount) of boric acid or boric acid ester (D) is preferably about 0.01 to 5% by weight, and about 0.1 to 3% by weight. More preferably. Further, the compound (E) contains two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule and has or does not have a substituent other than the proton-donating substituent. The amount (blending amount) is preferably about 0.01 to 5% by weight, and more preferably about 0.01 to 3% by weight. The molar ratio of the compound (E) to boric acid or boric acid ester (D) is preferably in the range of 0.1 to 10, more preferably 0.5 to 5. Thereby, the fluidity and storage stability of the epoxy resin composition are preferably expressed without adversely affecting the curability.

また、前記エポキシ樹脂(A)と、前記フェノール樹脂(B)との配合比率も、特に限定されないが、前記エポキシ樹脂(A)のエポキシ基1モルに対し、前記フェノール樹脂(B)のフェノール性水酸基が0.5〜2モル程度となるように用いるのが好ましく、0.7〜1.5モル程度となるように用いるのが、より好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の諸特性のバランスを好適なものに維持しつつ、諸特性が、より向上する。   Moreover, the compounding ratio of the epoxy resin (A) and the phenol resin (B) is not particularly limited, but the phenolic property of the phenol resin (B) with respect to 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin (A). It is preferable to use it so that a hydroxyl group may be about 0.5-2 mol, and it is more preferable to use it so that it may become about 0.7-1.5 mol. Thereby, various characteristics improve more, maintaining the balance of the various characteristics of an epoxy resin composition to a suitable thing.

また、無機充填材(F)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、前記化合物(A)と前記化合物(B)との合計量100重量部あたり、200〜2400重量部程度であるのが好ましく、400〜1400重量部程度であるのが、より好ましい。無機充填材の含有量が前記範囲であると、上記補強効果や、成形時の流動性および充填性などの成形性が、より向上する。   The content (blending amount) of the inorganic filler (F) is not particularly limited, but is about 200 to 2400 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the compound (A) and the compound (B). It is preferable that the amount is about 400 to 1400 parts by weight. When the content of the inorganic filler is within the above range, the reinforcing effect, and moldability such as fluidity and fillability during molding are further improved.

なお、無機充填材の含有量(配合量)が、前記化合物(A)と前記化合物(B)との合計量100重量部あたり、400〜1400重量部であれば、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸湿率が低くなり、半田クラックの発生を防止することができる。かかるエポキシ樹脂組成物は、加熱溶融時の流動性も良好であるため、半導体装置内部の金線変形を引き起こすことが好適に防止される。   In addition, if content (incorporation amount) of an inorganic filler is 400-1400 weight part per 100 weight part of total amounts of the said compound (A) and the said compound (B), the hardened | cured material of an epoxy resin composition The moisture absorption rate of the solder becomes low, and the occurrence of solder cracks can be prevented. Since such an epoxy resin composition also has good fluidity when heated and melted, it is suitably prevented from causing deformation of the gold wire inside the semiconductor device.

また、無機充填材の含有量(配合量)は、前記化合物(A)、前記化合物(B)や無機充填材自体の比重を、それぞれ考慮し、重量部を体積%に換算して取り扱うようにしてもよい。   In addition, the content (blending amount) of the inorganic filler is handled by converting the weight parts into volume%, taking into consideration the specific gravity of the compound (A), the compound (B) and the inorganic filler itself. May be.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物中には、前記(A)〜(E)の化合物の他に、必要に応じて、例えば、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤、カーボンブラック等の着色剤、臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、リン化合物等の難燃剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力成分、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸またはその金属塩類、パラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を配合(混合)するようにしてもよい。   In the epoxy resin composition of the present invention, in addition to the compounds (A) to (E), if necessary, for example, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane Coupling agents such as carbon black, colorants such as carbon black, flame retardants such as brominated epoxy resins, antimony oxide and phosphorus compounds, low stress components such as silicone oil and silicone rubber, natural waxes, synthetic waxes, higher fatty acids or their metals You may make it mix | blend (mix) various additives, such as mold release agents, such as salts and paraffin, and antioxidant.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記(A)〜(E)の化合物、任意に無機充填材、および、必要に応じて、その他の添加剤等を、ミキサーを用いて常温で混合し、熱ロールおよび加熱ニーダー等の混練機を用いて加熱混練し、冷却、粉砕することにより得られる。また、エポキシ樹脂(A)またはフェノール樹脂(B)の軟化点以上の温度で溶融混合されることにより、成分であるホウ酸またはホウ酸エステル(D)と、分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)が、溶融樹脂内で反応して、キレート型ボレートアニオンを形成し、硬化促進剤(C)との塩をより生成し易くなる。形成される硬化促進剤の塩は、硬化促進剤の低温活性を効果的に抑制し、結果として良好な流動性および保存安定性を付与する。   The epoxy resin composition of the present invention is prepared by mixing the compounds (A) to (E), optionally an inorganic filler, and, if necessary, other additives at room temperature using a mixer. It can be obtained by heating and kneading using a kneader such as a roll and a heating kneader, cooling and pulverizing. In addition, by melting and mixing at a temperature equal to or higher than the softening point of the epoxy resin (A) or the phenol resin (B), a boric acid or boric acid ester (D) as a component, a boron atom and a chelate ring in the molecule A compound (E) having two or more proton-donating substituents that can be formed and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent reacts in the molten resin to form a chelate-type borate. An anion is formed, and a salt with the curing accelerator (C) is more easily generated. The formed salt of the curing accelerator effectively suppresses the low temperature activity of the curing accelerator, resulting in good fluidity and storage stability.

このようにして得られた本発明のエポキシ樹脂組成物は、従来のエポキシ樹脂組成物に比べて、流動性および保存安定性に優れる。その理由は、本発明において、ホウ酸またはホウ酸エステル(D)は、分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)と、加熱成形時にエポキシ樹脂組成物中で反応して、キレート型ボレートアニオンを形成し、硬化促進剤と塩を形成することによって、硬化促進剤の低温活性を効果的に抑制し、結果として良好な流動性および保存安定性を付与するためである。   The epoxy resin composition of the present invention thus obtained is superior in fluidity and storage stability as compared with conventional epoxy resin compositions. The reason is that in the present invention, boric acid or borate ester (D) has two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule, and the proton-donating substituents. Curing by reacting with the compound (E) having or not having a substituent other than in the epoxy resin composition at the time of thermoforming, forming a chelate-type borate anion, and forming a salt with a curing accelerator This is because the low temperature activity of the accelerator is effectively suppressed, and as a result, good fluidity and storage stability are imparted.

得られたエポキシ樹脂組成物をモールド樹脂として用いて、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の成形方法で、硬化成形することにより、半導体素子等の電子部品を封止する。これにより、本発明の半導体装置が得られる。   The obtained epoxy resin composition is used as a molding resin, and is cured and molded by a molding method such as transfer molding, compression molding, or injection molding, thereby sealing electronic components such as semiconductor elements. Thereby, the semiconductor device of the present invention is obtained.

また、本発明の半導体装置の形態としては、特に限定されないが、例えば、SIP(Single Inline Package)、HSIP(SIP with Heatsink)、ZIP(Zig-zag Inline Package)、DIP(Dual Inline Package)、SDIP(Shrink Dual Inline Package)、SOP(Small Outline Package)、SSOP(Shrink Small Outline Package)、TSOP(Thin Small Outline Package)、SOJ(Small Outline J-leaded Package)、QFP(Quad Flat Package)、QFP(FP)(QFP Fine Pitch)、TQFP(Thin Quad Flat Package)、QFJ(PLCC)(Quad Flat J-leaded Package)、BGA(Ball Grid Array)等が挙げられる。   The form of the semiconductor device of the present invention is not particularly limited. For example, SIP (Single Inline Package), HSIP (SIP with Heatsink), ZIP (Zig-zag Inline Package), DIP (Dual Inline Package), SDIP (Shrink Dual Inline Package), SOP (Small Outline Package), SSOP (Shrink Small Outline Package), TSOP (Thin Small Outline Package), SOJ (Small Outline J-leaded Package), QFP (Quad Flat Package), QFP (FP) ) (QFP Fine Pitch), TQFP (Thin Quad Flat Package), QFJ (PLCC) (Quad Flat J-leaded Package), BGA (Ball Grid Array), and the like.

このようにして得られた本発明の半導体装置は、耐半田クラック性に優れる。その理由は、本発明のエポキシ樹脂組成物において、成形時に低粘度化して流動性に優れるため、金型内への充填不良や基材との密着不良に起因する剥離が発生し難く、耐半田クラック性に優れたものとなる。   The semiconductor device of the present invention thus obtained is excellent in solder crack resistance. The reason is that, in the epoxy resin composition of the present invention, the viscosity is reduced at the time of molding and the fluidity is excellent, so that peeling due to poor filling in the mold or poor adhesion to the substrate is unlikely to occur, and solder resistance Excellent cracking properties.

本実施形態では、本発明のエポキシ樹脂組成物を、半導体装置の封止材料として用いる場合について説明したが、本発明のエポキシ樹脂組成物の用途としては、これに限定されるものではない。また、エポキシ樹脂組成物の用途等に応じて、本発明のエポキシ樹脂組成物では、無機充填材の混合(配合)を省略することもできる。   Although this embodiment demonstrated the case where the epoxy resin composition of this invention was used as a sealing material of a semiconductor device, as an application of the epoxy resin composition of this invention, it is not limited to this. Further, in the epoxy resin composition of the present invention, mixing (compounding) of the inorganic filler can be omitted depending on the use of the epoxy resin composition.

以上、本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体装置の好適実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。   The preferred embodiments of the epoxy resin composition and the semiconductor device of the present invention have been described above, but the present invention is not limited thereto.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。   Next, specific examples of the present invention will be described.

[エポキシ樹脂組成物の調製および半導体装置の製造]
以下のようにしてエポキシ樹脂組成物を調製し、半導体装置を製造した。
[Preparation of epoxy resin composition and manufacture of semiconductor device]
An epoxy resin composition was prepared as follows to manufacture a semiconductor device.

(実施例1)
まず、化合物(A)として下記式(5)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製YX−4000HK)、化合物(B)として下記式(6)で表されるフェノールアラルキル樹脂(ただし、繰り返し単位数:3は、平均値を示す。三井化学(株)製XLC−LL)、化合物(C)としてトリフェニルホスフィン、成分(D)としてオルトホウ酸、成分(E)として2,2’−ビフェノール、無機充填材として溶融球状シリカ(平均粒径15μm)、その他の添加剤として3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、カーボンブラック、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびカルナバワックスを、それぞれ用意した。
Example 1
First, a biphenyl type epoxy resin (YX-4000HK manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) represented by the following formula (5) as the compound (A), and a phenol aralkyl resin represented by the following formula (6) as the compound (B). (However, the number of repeating units: 3 represents an average value. XLC-LL manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), triphenylphosphine as compound (C), orthoboric acid as component (D), 2, as component (E) 2′-biphenol, fused spherical silica (average particle size 15 μm) as inorganic filler, and 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, carbon black, brominated bisphenol A type epoxy resin and carnauba wax are prepared as other additives, respectively. did.

<式(5)で表される化合物の物性>
融点 :105℃
エポキシ当量 :193
150℃のICI溶融粘度:0.15poise
<Physical properties of the compound represented by the formula (5)>
Melting point: 105 ° C
Epoxy equivalent: 193
ICI melt viscosity at 150 ° C .: 0.15 poise

<式(6)で表される化合物の物性>
軟化点 :77℃
水酸基当量 :172
150℃のICI溶融粘度:3.6poise
<Physical properties of the compound represented by the formula (6)>
Softening point: 77 ° C
Hydroxyl equivalent: 172
ICI melt viscosity at 150 ° C .: 3.6 poise

次に、前記ビフェニル型エポキシ樹脂:52重量部、前記フェノールアラルキル樹脂:48重量部、トリフェニルホスフィン:1.00重量部、ホウ酸:0.24重量部、2,2’−ビフェノール:1.42重量部、溶融球状シリカ:730重量部、カーボンブラック:2重量部、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン:2重量部、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂:2重量部、カルナバワックス:2重量部を、まず、室温で混合し、次いで、熱ロールを用いて95℃で8分間混練した後、冷却粉砕して、エポキシ樹脂組成物を得た。   Next, the biphenyl type epoxy resin: 52 parts by weight, the phenol aralkyl resin: 48 parts by weight, triphenylphosphine: 1.00 parts by weight, boric acid: 0.24 parts by weight, 2,2′-biphenol: 1. 42 parts by weight, fused spherical silica: 730 parts by weight, carbon black: 2 parts by weight, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane: 2 parts by weight, brominated bisphenol A type epoxy resin: 2 parts by weight, carnauba wax: 2 parts by weight Were first mixed at room temperature, then kneaded for 8 minutes at 95 ° C. using a hot roll, and then cooled and ground to obtain an epoxy resin composition.

次に、このエポキシ樹脂組成物をモールド樹脂として用い、100ピンTQFPのパッケージ(半導体装置)を8個、および、16ピンDIPのパッケージ(半導体装置)を15個、それぞれ製造した。   Next, using this epoxy resin composition as a mold resin, 8 100-pin TQFP packages (semiconductor devices) and 15 16-pin DIP packages (semiconductor devices) were produced, respectively.

100ピンTQFPは、金型温度175℃、注入圧力7.4MPa、硬化時間2分でトランスファーモールド成形し、175℃、8時間で後硬化させることにより製造した。   The 100-pin TQFP was manufactured by transfer molding at a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 7.4 MPa and a curing time of 2 minutes, and post-cured at 175 ° C. for 8 hours.

なお、この100ピンTQFPのパッケージサイズは、14×14mm、厚み1.4mm、シリコンチップ(半導体素子)サイズは、8.0×8.0mm、リードフレームは、42アロイ製とした。   The package size of the 100-pin TQFP was 14 × 14 mm, the thickness was 1.4 mm, the silicon chip (semiconductor element) size was 8.0 × 8.0 mm, and the lead frame was 42 alloy.

また、16ピンDIPは、金型温度175℃、注入圧力6.8MPa、硬化時間2分でトランスファーモールド成形し、175℃、8時間で後硬化させることにより製造した。   The 16-pin DIP was manufactured by transfer molding at a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 6.8 MPa and a curing time of 2 minutes, and post-cured at 175 ° C. for 8 hours.

なお、この16ピンDIPのパッケージサイズは、6.4×19.8mm、厚み3.5mm、シリコンチップ(半導体素子)サイズは、3.5×3.5mm、リードフレームは、42アロイ製とした。   The package size of the 16-pin DIP is 6.4 × 19.8 mm, the thickness is 3.5 mm, the silicon chip (semiconductor element) size is 3.5 × 3.5 mm, and the lead frame is made of 42 alloy. .

(実施例2)
まず、化合物(A)として下記式(7)で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(ただし、繰り返し単位数:3は、平均値を示す。日本化薬(株)製NC−3000P)、化合物(B)として下記式(8)で表されるビフェニルアラルキル型フェノール樹脂(ただし、繰り返し単位数:3は、平均値を示す。明和化成(株)製MEH−7851SS)、化合物(C)としてトリフェニルホスフィン、成分(D)としてオルトホウ酸、成分(E)として2,2’−ビフェノール、無機充填材として溶融球状シリカ(平均粒径15μm)、その他の添加剤として3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、カーボンブラック、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびカルナバワックスを、それぞれ用意した。
(Example 2)
First, as a compound (A), a biphenylaralkyl type epoxy resin represented by the following formula (7) (however, the number of repeating units: 3 represents an average value. NC-3000P manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), a compound ( B) a biphenyl aralkyl type phenol resin represented by the following formula (8) (however, the number of repeating units: 3 represents an average value. MEH-7851SS manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.), and triphenyl as the compound (C) Phosphine, orthoboric acid as component (D), 2,2′-biphenol as component (E), fused spherical silica (average particle size 15 μm) as inorganic filler, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane as other additive, Carbon black, brominated bisphenol A type epoxy resin and carnauba wax were prepared.

<式(7)で表される化合物の物性>
軟化点 :60℃
エポキシ当量 :272
150℃のICI溶融粘度:1.3poise
<Physical properties of the compound represented by the formula (7)>
Softening point: 60 ° C
Epoxy equivalent: 272
ICI melt viscosity at 150 ° C .: 1.3 poise

<式(8)で表される化合物の物性>
軟化点 :68℃
水酸基当量 :199
150℃のICI溶融粘度:0.9poise
<Physical properties of the compound represented by the formula (8)>
Softening point: 68 ° C
Hydroxyl equivalent: 199
ICI melt viscosity at 150 ° C .: 0.9 poise

次に、前記ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂:57重量部、前記ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂:43重量部、トリフェニルホスフィン:1.00重量部、ホウ酸:0.24重量部、2,2’−ビフェノール:1.42重量部、溶融球状シリカ:650重量部、カーボンブラック:2重量部、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン:2重量部、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂:2重量部、カルナバワックス:2重量部を、まず、室温で混合し、次いで、熱ロールを用いて105℃で8分間混練した後、冷却粉砕して、エポキシ樹脂組成物を得た。   Next, the biphenyl aralkyl type epoxy resin: 57 parts by weight, the biphenyl aralkyl type phenol resin: 43 parts by weight, triphenylphosphine: 1.00 parts by weight, boric acid: 0.24 parts by weight, 2,2′-biphenol : 1.42 parts by weight, fused spherical silica: 650 parts by weight, carbon black: 2 parts by weight, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane: 2 parts by weight, brominated bisphenol A type epoxy resin: 2 parts by weight, carnauba wax: 2 parts by weight were first mixed at room temperature, then kneaded for 8 minutes at 105 ° C. using a hot roll, and then cooled and ground to obtain an epoxy resin composition.

次に、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。   Next, using this epoxy resin composition, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
成分Dとしてオルトホウ酸に代わり、ホウ酸トリメチル:0.40重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 3)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that trimethyl borate: 0.40 parts by weight was used instead of orthoboric acid as component D, and this epoxy resin was obtained. Using the composition, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 1.

(実施例4)
成分Dとしてオルトホウ酸に代わり、ホウ酸トリメチル:0.40量部を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
Example 4
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that trimethyl borate: 0.40 part by weight was used instead of orthoboric acid as component D, and this epoxy resin was obtained. Using the composition, a package (semiconductor device) was produced in the same manner as in Example 2.

(実施例5)
成分Dとしてオルトホウ酸に代わり、ホウ酸トリ−n−ブチル:0.88重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 5)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.88 parts by weight of tri-n-butyl borate was used instead of orthoboric acid as component D. Using this epoxy resin composition, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 1.

(実施例6)
成分Dとしてホウ酸に代わり、ホウ酸トリ−n−ブチル:0.88重量部を用いた以外は、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 6)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained except that 0.88 parts by weight of tri-n-butyl borate was used in place of boric acid as component D, and this epoxy resin composition was used. A package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 2.

(実施例7)
成分Eとして2,2’−ビフェノールに代わり、2−ヒドロキシベンジルアルコール:0.95重量部を用いた以外は、前記実施例5と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例5と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 7)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) in the same manner as in Example 5 except that instead of 2,2′-biphenol as component E, 2-hydroxybenzyl alcohol: 0.95 parts by weight was used. Using this epoxy resin composition, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 5.

(実施例8)
成分Eとして2,2’−ビフェノールに代わり、サリチル酸:1.05重量部を用いた以外は、前記実施例6と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例6と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 8)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 6 except that salicylic acid: 1.05 parts by weight was used instead of 2,2′-biphenol as component E. A package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 6 using the epoxy resin composition.

(実施例9)
成分Eとして2,2’−ビフェノールに代わり、3−ヒドロキシー2−ナフトエ酸:1.44重量部を用いた以外は、前記実施例5と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例5と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
Example 9
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was prepared in the same manner as in Example 5 except that instead of 2,2′-biphenol as component E, 3-hydroxy-2-naphthoic acid: 1.44 parts by weight was used. The package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 5 using this epoxy resin composition.

(実施例10)
成分Eとして2,2’−ビフェノールに代わり、カテコール:0.84重量部を用いた以外は、前記実施例6と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例6と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 10)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 6 except that catechol: 0.84 parts by weight was used in place of 2,2′-biphenol as component E. A package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 6 using the epoxy resin composition.

(実施例11)
成分Eとして2,2’−ビフェノールに代わり、2,3−ジヒドロキシナフタレン:1.22重量部を用いた以外は、前記実施例5と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例5と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 11)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was prepared in the same manner as in Example 5 except that 2,2-dihydroxynaphthalene: 1.22 parts by weight was used as component E instead of 2,2′-biphenol. And using this epoxy resin composition, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 5.

(実施例12)
成分Eとして2,2’−ビフェノールに代わり、ピロガロール:0.96重量部を用いた以外は、前記実施例6と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例6と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 12)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 6 except that pyrogallol: 0.96 parts by weight was used in place of 2,2′-biphenol as component E. A package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 6 using the epoxy resin composition.

(比較例1)
成分Dおよび成分Eを添加しない以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 1)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that component D and component E were not added, and this epoxy resin composition was used as in Example 1 above. Thus, a package (semiconductor device) was manufactured.

(比較例2)
成分Dおよび成分Eを添加しない以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 2)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that Component D and Component E were not added, and this epoxy resin composition was used as in Example 2 above. Thus, a package (semiconductor device) was manufactured.

(比較例3)
成分Dを添加しない以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 3)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that component D was not added. Using this epoxy resin composition, a package was obtained in the same manner as in Example 1. (Semiconductor device) was manufactured.

(比較例4)
成分Dを添加しない以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 4)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that component D was not added. Using this epoxy resin composition, a package was obtained in the same manner as in Example 2. (Semiconductor device) was manufactured.

(比較例5)
成分Eを添加しない以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 5)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that component E was not added, and a package was obtained in the same manner as in Example 1 using this epoxy resin composition. (Semiconductor device) was manufactured.

(比較例6)
成分Eを添加しない以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 6)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that component E was not added. Using this epoxy resin composition, a package was obtained in the same manner as in Example 2. (Semiconductor device) was manufactured.

(比較例7)
成分Eを添加しない以外は、前記実施例5と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例5と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 7)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 5 except that component E was not added, and a package was obtained in the same manner as in Example 5 using this epoxy resin composition. (Semiconductor device) was manufactured.

(比較例8)
成分Eを添加しない以外は、前記実施例6と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例6と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 8)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 6 except that component E was not added, and a package was obtained in the same manner as in Example 6 using this epoxy resin composition. (Semiconductor device) was manufactured.

[特性評価]
各実施例および各比較例で得られたエポキシ樹脂組成物の特性評価(1)〜(3)、および、各実施例および各比較例で得られた半導体装置の特性評価(4)を、それぞれ、以下のようにして行った。
[Characteristic evaluation]
Characteristic evaluation (1) to (3) of the epoxy resin composition obtained in each example and each comparative example, and characteristic evaluation (4) of the semiconductor device obtained in each example and each comparative example, This was done as follows.

(1):スパイラルフロー
EMMI−I−66に準じたスパイラルフロー測定用の金型を用い、金型温度175℃、注入圧力6.8MPa、硬化時間2分で測定した。
(1): Spiral flow Using a mold for spiral flow measurement according to EMMI-I-66, measurement was performed at a mold temperature of 175 ° C, an injection pressure of 6.8 MPa, and a curing time of 2 minutes.

このスパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい程、流動性が良好であることを示す。   This spiral flow is a parameter of fluidity, and the larger the value, the better the fluidity.

(2):硬化トルク
キュラストメーター(オリエンテック(株)製、JSRキュラストメーターIV PS型)を用い、175℃、45秒後のトルクを測定した。
この硬化トルクは、数値が大きい程、硬化性が良好であることを示す。
(2): Curing torque Using a curast meter (Orientec Co., Ltd., JSR curast meter IV PS type), the torque after 175 ° C. and 45 seconds was measured.
This hardening torque shows that curability is so favorable that a numerical value is large.

(3):フロー残存率
得られたエポキシ樹脂組成物を、大気中30℃で1週間保存した後、前記(1)と同様にしてスパイラルフローを測定し、調製直後のスパイラルフローに対する百分率(%)を求めた。
このフロー残存率は、数値が大きい程、保存性が良好であることを示す。
(3): Flow residual ratio After the obtained epoxy resin composition was stored in the atmosphere at 30 ° C for 1 week, the spiral flow was measured in the same manner as in (1) above, and the percentage (% )
This flow residual ratio indicates that the larger the numerical value, the better the storage stability.

(4):耐半田クラック性
100ピンTQFPを85℃、相対湿度85%の環境下で168時間加湿処理し、その後、最高温度260℃のIRリフロー炉で2分間加熱処理した。
(4): Solder crack resistance 100-pin TQFP was humidified for 168 hours in an environment of 85 ° C. and 85% relative humidity, and then heat-treated in an IR reflow furnace at a maximum temperature of 260 ° C. for 2 minutes.

その後、顕微鏡下に、外部クラックの発生の有無を観察し、クラック発生率=(クラックが発生したパッケージ数)/(全パッケージ数)×100として、百分率(%)で表示した。   Then, the presence or absence of the occurrence of external cracks was observed under a microscope, and displayed as a percentage (%) as crack generation rate = (number of packages in which cracks occurred) / (total number of packages) × 100.

また、シリコンチップとエポキシ樹脂組成物の硬化物との剥離面積の割合を、超音波探傷装置を用いて測定し、剥離率=(剥離面積)/(シリコンチップの面積)×100として、8個のパッケージの平均値を求め、百分率(%)で表示した。   Further, the ratio of the peeled area between the silicon chip and the cured epoxy resin composition was measured using an ultrasonic flaw detector, and the peel rate = (peeled area) / (silicon chip area) × 100. The average value of the package was obtained and expressed as a percentage (%).

これらのクラック発生率および剥離率は、それぞれ、数値が小さい程、耐半田クラック性が良好であることを示す。
各特性評価(1)〜(4)の結果を、表1に示す。
These crack occurrence rate and peeling rate indicate that the smaller the numerical value, the better the solder crack resistance.
Table 1 shows the results of the characteristic evaluations (1) to (4).

表1に示すように、実施例1〜12で得られたエポキシ樹脂組成物(本発明のエポキシ樹脂組成物)は、いずれも、比較例に比べて流動性および保存性が良好であり、さらに、この硬化物で封止された各実施例のパッケージ(本発明の半導体装置)は、いずれも、耐半田クラック性が良好なものであった。   As shown in Table 1, the epoxy resin compositions (epoxy resin compositions of the present invention) obtained in Examples 1 to 12 all have better fluidity and storage stability than the comparative examples. Each of the packages (semiconductor devices of the present invention) sealed with the cured product had good solder crack resistance.

これに対し、比較例1〜8で得られたエポキシ樹脂組成物は、実施例と比較して流動性、保存性、耐半田性のバランスに劣るものであった。   On the other hand, the epoxy resin compositions obtained in Comparative Examples 1 to 8 were inferior in balance between fluidity, storage stability and solder resistance as compared with Examples.

(実施例13〜18、比較例9および10)
化合物(A)として、前記式(12)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂:26重量部、前記式(14)で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂:28.5重量部、および、化合物(B)として、前記式(13)で表されるフェノールアラルキル樹脂:45.5重量部を配合した以外は、それぞれ、前記実施例1、3、5、7、9、11、比較例1、3、5、7と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、パッケージ(半導体装置)を製造した。
(Examples 13 to 18, Comparative Examples 9 and 10)
As the compound (A), the biphenyl type epoxy resin represented by the formula (12): 26 parts by weight, the biphenyl aralkyl type epoxy resin represented by the formula (14): 28.5 parts by weight, and the compound (B) ), Except that the phenol aralkyl resin represented by the formula (13): 45.5 parts by weight, respectively, Examples 1, 3, 5, 7, 9, 11, Comparative Examples 1, 3, In the same manner as in Examples 5 and 7, an epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained, and a package (semiconductor device) was manufactured using this epoxy resin composition.

各実施例13〜18、比較例9および10で得られたエポキシ樹脂組成物およびパッケージの特性評価を、前記と同様にして行ったところ、前記表1とほぼ同様の結果が得られた。   When the characteristics of the epoxy resin compositions and packages obtained in Examples 13 to 18 and Comparative Examples 9 and 10 were evaluated in the same manner as described above, the same results as in Table 1 were obtained.

(実施例19〜24、比較例11および12)
化合物(A)として、前記式(12)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂:54.5重量部、化合物(B)として、前記式(13)で表されるフェノールアラルキル樹脂:24重量部、および、前記式(15)で表されるビフェニルアラルキル型フェノール樹脂:21.5重量部を配合した以外は、それぞれ、前記実施例1、3、5、7、9および11、比較例1、3、5、7と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、パッケージ(半導体装置)を製造した。
(Examples 19 to 24, Comparative Examples 11 and 12)
As compound (A), biphenyl type epoxy resin represented by the formula (12): 54.5 parts by weight, as compound (B), phenol aralkyl resin represented by the formula (13): 24 parts by weight, and Biphenyl aralkyl type phenol resin represented by the formula (15): Except for blending 21.5 parts by weight, Examples 1, 3, 5, 7, 9 and 11, respectively, Comparative Examples 1, 3, In the same manner as in Examples 5 and 7, an epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained, and a package (semiconductor device) was manufactured using this epoxy resin composition.

各実施例19〜24、比較例11および12で得られたエポキシ樹脂組成物およびパッケージの特性評価を、前記と同様にして行ったところ、前記表1とほぼ同様の結果が得られた。   When the characteristics of the epoxy resin compositions and packages obtained in Examples 19 to 24 and Comparative Examples 11 and 12 were evaluated in the same manner as described above, the same results as in Table 1 were obtained.

かかるエポキシ樹脂組成物を用いることにより、硬化性、保存性および流動性が良好なエポキシ樹脂組成物を得ることができる。このエポキシ樹脂は、電気・電子材料分野に好適に使用、特に、耐半田クラック性および耐湿信頼性に優れた半導体素子等の電子部品を封止してなる電子部品装置を得ることができる。   By using such an epoxy resin composition, an epoxy resin composition having good curability, storage stability and fluidity can be obtained. This epoxy resin can be suitably used in the electric / electronic material field, and in particular, an electronic component device in which an electronic component such as a semiconductor element excellent in solder crack resistance and moisture resistance reliability is sealed can be obtained.

Claims (10)

エポキシ樹脂(A)、フェノール樹脂(B)、および硬化促進剤(C)を含むエポキシ樹脂組成物であって、ホウ酸またはホウ酸エステル(D)、および分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a phenol resin (B), and a curing accelerator (C), which forms a chelate ring with boric acid or boric acid ester (D) and a boron atom in the molecule An epoxy resin composition comprising a compound (E) having two or more possible proton-donating substituents and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent. 前記分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)は、前記プロトン供与性置換基として、水酸基、カルボキシル基、およびメルカプト基を有するものである請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。 Compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent, The epoxy resin composition according to claim 1, which has a hydroxyl group, a carboxyl group, and a mercapto group as proton-donating substituents. 前記分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)は、前記プロトン供与性置換基を、芳香環上に2個以上が隣接して有するものである請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物。 Compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent, The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein two or more proton-donating substituents are adjacent to each other on the aromatic ring. 前記分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)は、前記プロトン供与性置換基を、ベンゼン環、ナフタレン環、またはビフェニル環上に有するものである請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 Compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent, The epoxy resin composition according to claim 1, which has a proton-donating substituent on a benzene ring, naphthalene ring or biphenyl ring. 前記分子中にホウ素原子とキレート環を形成可能なプロトン供与性置換基を2個以上有し、かつ該プロトン供与性置換基以外の置換基を有するか、または有しない化合物(E)は、ビフェニル環上に2個水酸基を有するものである請求項4記載の半導体封止用エポキシ樹脂組成物。 Compound (E) having two or more proton-donating substituents capable of forming a chelate ring with a boron atom in the molecule and having or not having a substituent other than the proton-donating substituent is biphenyl. The epoxy resin composition for semiconductor encapsulation according to claim 4, wherein the epoxy resin composition has two hydroxyl groups on the ring. 前記エポキシ樹脂(A)が、一般式(1)または(2)で表されるエポキシ樹脂の少なくとも一方を主成分とする請求項1〜5のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
[式中、R、R、RおよびRは、それぞれ、水素原子、炭素数1〜6の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。]
[式中、R〜R12は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、aは、1〜10の整数である。]
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the epoxy resin (A) is mainly composed of at least one of the epoxy resins represented by the general formula (1) or (2).
[Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each represents one selected from a hydrogen atom, a chain or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group and a halogen atom, They may be the same or different. ]
[Wherein, R 5 to R 12 each represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, and may be the same or different from each other. However, a is an integer of 1-10. ]
前記フェノール樹脂(B)が、一般式(3)または(4)で表されるフェノール樹脂の少なくとも一方を主成分とする請求項1〜6のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
[式中、R13〜R16は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、bは、1〜10の整数である。]
[式中、R17〜R24は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、cは、1〜10の整数である。]
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the phenol resin (B) contains at least one of the phenol resins represented by the general formula (3) or (4) as a main component.
[In formula, R < 13 > -R < 16 > represents 1 type selected from a hydrogen atom, a C1-C4 alkyl group, and a halogen atom, respectively, and may mutually be same or different. However, b is an integer of 1-10. ]
[In formula, R < 17 > -R < 24 > represents 1 type selected from a hydrogen atom, a C1-C4 alkyl group, and a halogen atom, respectively, and may mutually be same or different. However, c is an integer of 1-10. ]
無機充填材を含む請求項1〜7のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 7, comprising an inorganic filler. 前記エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)またはフェノール樹脂(B)の軟化点以上の温度で溶融混合されたものである請求項1〜8のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the epoxy resin composition is melt-mixed at a temperature equal to or higher than a softening point of the epoxy resin (A) or the phenol resin (B). 請求項1〜9のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止してなることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device comprising a semiconductor element sealed using the epoxy resin composition according to claim 1.
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