JP2009292895A - Resin composition for semiconductor sealing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱硬化性難燃成分を用いた半導体封止用樹脂組成物に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor sealing resin composition using a thermosetting flame retardant component.
半導体の部品化を行うにあたっては、耐熱性、密着性、電気絶縁性等に優れた硬化物が得られることから、エポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子の封止を行う事が主流である。従来これら半導体封止用樹脂組成物には、エポキシ樹脂として、クレゾールノボラック型や、硬化剤として耐熱性および耐湿性に優れることからフェノールノボラック型が好適に用いられている。
そして、このときに半導体封止材の樹脂層を構成するエポキシ樹脂には、火災に対する安全性の面から、臭素化合物を代表するハロゲン化合物などを添加して、難燃性や自己消火性を付与して用いることが行われてきた。
In making a semiconductor component, since a cured product having excellent heat resistance, adhesion, electrical insulation and the like can be obtained, it is a mainstream to seal a semiconductor element using an epoxy resin composition. Conventionally, a cresol novolac type as an epoxy resin and a phenol novolac type as a curing agent are excellently used for these semiconductor sealing resin compositions, because they are excellent in heat resistance and moisture resistance.
At this time, the epoxy resin constituting the resin layer of the semiconductor sealing material is added with a halogen compound such as a bromine compound from the viewpoint of fire safety, and imparts flame retardancy and self-extinguishing properties. Have been used.
ハロゲン化合物は、エポキシ樹脂および樹脂組成物に、難燃性や自己消火性の付与に優れた効果を発揮するとともに、上記エポキシ樹脂組成物の優れた特性への悪影響が非常に小さいことから、半導体封止用樹脂組成物の構成材として用いられてきた。
これに対して、近年の環境問題に対する関心の高まりから、エポキシ樹脂から臭素に代表されるハロゲン類化合物を排除しようとする検討が行われている。これは、ハロゲン類化合物は、廃棄後に適正な燃焼処理を行わなければ有害なダイオキシン系化合物を発生する場合があるとされるためである。即ち、ハロゲン類を排除した「ハロゲンフリー樹脂」と称される樹脂組成物への転換が、既に市場で進行している。
Halogen compounds exhibit excellent effects in imparting flame retardancy and self-extinguishing properties to epoxy resins and resin compositions, and have a very small adverse effect on the excellent properties of the above epoxy resin compositions. It has been used as a constituent material of a sealing resin composition.
On the other hand, due to increasing interest in environmental problems in recent years, studies have been conducted to eliminate halogen compounds typified by bromine from epoxy resins. This is because halogenated compounds may generate harmful dioxin compounds without proper combustion treatment after disposal. That is, conversion to a resin composition called “halogen-free resin” in which halogens have been eliminated has already progressed in the market.
具体的なハロゲンフリー樹脂とするための手法は、水酸化アルミニウムに代表される難燃性無機充填剤をエポキシ樹脂中に添加する方法や、添加型の難燃剤であるリン酸エステル化合物またはホスファゼン化合物を配合する方法(特許文献1、特許文献2)、リン原子を含有したエポキシ樹脂等を使用する方法等(特許文献3、特許文献4、特許文献5)が提案されてきた。 Specific methods for making halogen-free resins include a method of adding a flame retardant inorganic filler typified by aluminum hydroxide into an epoxy resin, a phosphoric ester compound or a phosphazene compound that is an addition type flame retardant Have been proposed (Patent Document 1, Patent Document 2), a method using an epoxy resin containing a phosphorus atom, etc. (Patent Document 3, Patent Document 4, Patent Document 5).
上述した方法により、半導体封止用樹脂組成物にハロゲン化合物を含ませることなく難燃性を付与したエポキシ樹脂を製造することが可能となるが、それぞれの方法には下記の如き問題点がある。
例えば、無機充填剤を使用して難燃性を確保する場合、十分な難燃性を得るために大量の充填剤を添加する必要がある。従って、かかる樹脂組成物の難燃化に無機充填剤を用いた結果、組成物の流動性が低下し、成形性を悪化させるという点が問題となる。
The above-described method makes it possible to produce an epoxy resin imparted with flame retardancy without including a halogen compound in the semiconductor sealing resin composition. However, each method has the following problems. .
For example, when using an inorganic filler to ensure flame retardancy, it is necessary to add a large amount of filler to obtain sufficient flame retardancy. Therefore, as a result of using an inorganic filler for flame retardancy of such a resin composition, the problem is that the fluidity of the composition is lowered and the moldability is deteriorated.
添加型難燃剤であるリン酸エステル化合物やホスファゼン化合物を添加した場合は、硬化物のガラス転移温度の低下(耐熱性の低下)、線膨張係数の増大や、ブリードにより金属との密着信頼性が大幅に低下する問題点が指摘されており、半導体部品の信頼性が低下する。また、反応型の難燃剤となるリン含有エポキシ樹脂を配合する方法の場合、前記問題点は解決できるが、リン含有量が低いため、リン含有エポキシ樹脂だけの配合では、十分な難燃性を得ることはできない。
そこで、本発明の課題は、ハロゲン原子を含まず、流動性及び耐熱性が高く、ブリードが少なく、線膨張係数が低く、且つ、難燃性に優れた、半導体封止材料として信頼性を有する半導体封止用樹脂組成物を提供することである。
Addition-type flame retardants such as phosphate ester compounds and phosphazene compounds reduce the glass transition temperature of cured products (decrease in heat resistance), increase the coefficient of linear expansion, and improve the adhesion reliability with metals due to bleeding. Problems that are greatly reduced have been pointed out, and the reliability of semiconductor components is reduced. In addition, in the case of a method of blending a phosphorus-containing epoxy resin that becomes a reactive flame retardant, the above problem can be solved, but since the phosphorus content is low, blending with only a phosphorus-containing epoxy resin has sufficient flame retardancy. I can't get it.
Therefore, an object of the present invention is to have reliability as a semiconductor sealing material that does not contain a halogen atom, has high fluidity and heat resistance, has little bleed, has a low coefficient of linear expansion, and is excellent in flame retardancy. It is providing the resin composition for semiconductor sealing.
本発明者らは上記目的を達成するため、鋭意研究したところ、特定のアミノ基含有リン酸エステル化合物を含有する半導体封止用樹脂組成物により、上記課題が解決されることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、
1.(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂100質量部、(B)下記一般式(1)で示されるアミノ基含有リン酸エステル化合物20〜80質量部及び(C)該(B)成分以外のジアミン化合物5〜80質量部からなる樹脂成分10〜35質量%並びに無機充填剤65〜90質量%を含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物、
2.前記(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物が、下記一般式(2)で示される化合物である上記1に記載の半導体封止用樹脂組成物、
3.前記(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物が、下記一般式(3)又は(4)で示される化合物である上記2に記載の半導体封止用樹脂組成物、
5.前記無機充填剤が、球状溶融シリカである上記1〜4のいずれかに記載の半導体封止用樹脂組成物、
を提供するものである。
In order to achieve the above object, the present inventors have conducted intensive research and found that the above problems can be solved by a resin composition for semiconductor encapsulation containing a specific amino group-containing phosphate compound. The present invention has been completed based on such findings.
That is, the present invention
1. (A) 100 parts by mass of a non-halogen epoxy resin, (B) 20 to 80 parts by mass of an amino group-containing phosphate compound represented by the following general formula (1), and (C) a diamine compound 5 other than the component (B) A resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising 10 to 35% by mass of a resin component consisting of ˜80 parts by mass and 65 to 90% by mass of an inorganic filler,
2. The resin composition for semiconductor encapsulation according to 1 above, wherein the (B) amino group-containing phosphate ester compound is a compound represented by the following general formula (2):
3. The resin composition for semiconductor encapsulation according to 2 above, wherein the (B) amino group-containing phosphate ester compound is a compound represented by the following general formula (3) or (4):
Is to provide.
本発明によれば、ハロゲン原子を含まなくても十分な難燃性を得られると同時に、難燃剤のブリードが起こらず、さらに耐熱性、線膨張係数、流動性および成形性の点で優れることから、長期信頼性に優れる半導体封止用樹脂組成物を提供することができる。 According to the present invention, sufficient flame retardancy can be obtained without containing halogen atoms, and at the same time, flame retardant bleeding does not occur, and the heat resistance, linear expansion coefficient, fluidity, and moldability are excellent. Therefore, it is possible to provide a semiconductor sealing resin composition having excellent long-term reliability.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂、(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物及び該(B)成分以外のジアミン化合物からなる樹脂成分並びに無機充填剤を含む。 The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention comprises (A) a non-halogen epoxy resin, (B) an amino group-containing phosphate ester compound and a resin component composed of a diamine compound other than the component (B) and an inorganic filler. Including.
(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂
本発明の半導体封止用樹脂組成物に用いられる(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂は、分子内に臭素等のハロゲン原子を含まないエポキシ樹脂であり、耐熱性、線膨張係数、流動性、成形性、耐薬品性等、半導体封止用樹脂組成物に用いられる樹脂組成物において、主たる特性を決定する材料である。かかる(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂としては、特に限定されることはないが、一分子中に少なくとも平均2個以上のエポキシ基を有するものが好ましい。また、かかる(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂は、例えば、シリコーン骨格、ウレタン骨格、ポリイミド骨格、ポリアミド骨格等を有していてもよく、また、リン原子、硫黄原子、窒素原子等を含んでいてもよい。
このような(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、カテコール型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂等の二価のフェノール類から誘導されるエポキシ樹脂、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、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン−フェノール変性型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂型エポキシ樹脂、ビフェニル変性ノボラック型エポキシ樹脂等の三価以上のフェノール類から誘導されるエポキシ樹脂などが挙げられる。
なお、(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
(A) Non-halogen-based epoxy resin (A) Non-halogen-based epoxy resin used in the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is an epoxy resin containing no halogen atom such as bromine in the molecule, In the resin composition used for the resin composition for semiconductor encapsulation, such as linear expansion coefficient, fluidity, moldability, and chemical resistance, it is a material that determines main characteristics. The (A) non-halogen epoxy resin is not particularly limited, but preferably has at least two epoxy groups on average in one molecule. Further, the (A) non-halogen epoxy resin may have, for example, a silicone skeleton, a urethane skeleton, a polyimide skeleton, a polyamide skeleton, and the like, and contains a phosphorus atom, a sulfur atom, a nitrogen atom, and the like. Also good.
Specific examples of such (A) non-halogen epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, resorcin type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin. , Catechol-type epoxy resins, dihydroxynaphthalene-type epoxy resins, biphenyl-type epoxy resins, tetramethylbiphenyl-type epoxy resins, etc. Phenylmethane type epoxy resin, tetraphenylethane type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol modified epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, biphenyl arral Type epoxy resin, naphthol novolak type epoxy resin, naphthol aralkyl type epoxy resin, naphthol-phenol co-condensed novolac type epoxy resin, naphthol-cresol co-condensed novolac type epoxy resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenolic resin type epoxy resin, And epoxy resins derived from trivalent or higher phenols such as biphenyl-modified novolac epoxy resins.
In addition, (A) a non-halogen-type epoxy resin may be used independently, and 2 or more types may be mixed and used for it.
また、上記の各種エポキシ樹脂に、反応性リン化合物を反応させてリン原子を結合させた各種リン含有エポキシ樹脂も(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂として用いることができる。かかる反応性リン化合物としては、例えば、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキシド(三光株式会社製、商品名:HCA)あるいはジフェニルホスフィンオキサイドとベンゾキノンあるいはナフトキノンとの反応生成物(下記式a〜d)等が挙げられる。 In addition, various phosphorus-containing epoxy resins obtained by reacting a reactive phosphorus compound with the above-described various epoxy resins to bond phosphorus atoms can also be used as the (A) non-halogen epoxy resin. Examples of such reactive phosphorus compounds include 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (manufactured by Sanko Co., Ltd., trade name: HCA) or diphenylphosphine oxide and benzoquinone or naphthoquinone. Reaction products (following formulas a to d) and the like.
(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物
本発明における(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物は、本発明の半導体封止用樹脂組成物の1成分である(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂の硬化剤として作用すると同時に難燃剤として作用し、次の一般式(1)で示される。
(B) Amino group-containing phosphate ester compound (B) The amino group-containing phosphate ester compound in the present invention is one component of the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention (A) Curing of non-halogen epoxy resin It acts as a flame retardant at the same time as an agent, and is represented by the following general formula (1).
かかる一般式(1)で表される(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の製造方法は、特に制限されることはなく、ジャーナル・オブ・ポリマーサイエンス・パートA(Journal of Polymer Science Part A)、Polymer Chemistry Vol.35,No.3 p. 565-574 (1997)等に記載されているような従来公知の方法に従って製造することができる。かかる方法の中でも、ニトロフェノール化合物又はアミノフェノール化合物と、ジクロロリン酸化合物とを、非プロトン性有機溶媒中で反応させる方法が好ましく、特に、所定の一般式で表されるアミノフェノール化合物と、所定の一般式で表されるジクロロリン酸化合物とを塩基性化合物の存在下、非プロトン性有機溶媒中で反応させる方法は、1段階の反応によって容易に調製することができるので生産効率及びコストの面において好ましい。上記塩基性化合物としては、有機塩基性化合物及び無機塩基性化合物から選択される1種以上を用いることができる。 The method for producing the (B) amino group-containing phosphate ester compound represented by the general formula (1) is not particularly limited, and Journal of Polymer Science Part A , Polymer Chemistry Vol. 35, No. 3 p. 565-574 (1997) and the like. Among these methods, a method in which a nitrophenol compound or aminophenol compound and a dichlorophosphate compound are reacted in an aprotic organic solvent is preferable, and in particular, an aminophenol compound represented by a predetermined general formula and a predetermined The method of reacting a dichlorophosphoric acid compound represented by the general formula in an aprotic organic solvent in the presence of a basic compound can be easily prepared by a one-step reaction. In terms of surface. As the basic compound, one or more selected from an organic basic compound and an inorganic basic compound can be used.
(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の製造に好ましく用いられるアミノフェノール化合物は、次の一般式(i)で表される。 (B) The aminophenol compound preferably used for production of an amino group-containing phosphate compound is represented by the following general formula (i).
このようなアミノフェノール化合物としては、例えば、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール及びp−アミノフェノールを挙げることができる。また、アミノフェノール化合物は、アルキル基及びアルコキシ基等の置換基を有していてもよい。 Examples of such aminophenol compounds include o-aminophenol, m-aminophenol, and p-aminophenol. The aminophenol compound may have a substituent such as an alkyl group and an alkoxy group.
(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の製造に好ましく用いられるジクロロリン酸化合物は、次の一般式(ii)で表される。 (B) The dichlorophosphoric acid compound preferably used for manufacture of an amino-group-containing phosphate ester compound is represented by the following general formula (ii).
上記式中、X1〜X5は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。
このようなジクロロリン酸化合物としては、例えば、フェニルジクロロリン酸、2−メチルフェニルジクロロリン酸、4−メチルフェニルジクロロリン酸、2,6−ジメチルフェニルジクロロリン酸、2,4,6−トリメチルフェニルジクロロリン酸、4−エチルフェニルジクロロリン酸及び4−プロピルフェニルジクロロリン酸等を挙げることができる。
In said formula, X < 1 > -X < 5 > is a hydrogen atom or a C1-C3 alkyl group each independently, and may mutually be same or different.
Examples of such dichlorophosphoric acid compounds include phenyl dichlorophosphoric acid, 2-methylphenyl dichlorophosphoric acid, 4-methylphenyl dichlorophosphoric acid, 2,6-dimethylphenyl dichlorophosphoric acid, 2,4,6-trimethyl. Examples thereof include phenyldichlorophosphoric acid, 4-ethylphenyldichlorophosphoric acid and 4-propylphenyldichlorophosphoric acid.
アミノフェノール化合物とジクロロリン酸化合物との割合は、ジクロロリン酸化合物の塩素原子1モルに対して、アミノフェノール化合物が1.0〜3.0モルであることが好ましく、1.1〜1.6モルであることがより好ましい。アミノフェノール化合物が1.0モル未満であると、(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の所望の収率が得られないことがあり、またハロゲン化合物であるジクロロリン酸化合物が生成物に混入する可能性がある。アミノフェノール化合物が3.0モルを超えると、未反応のアミノフェノール化合物の量が多すぎるため、経済的でない。 The ratio of the aminophenol compound and the dichlorophosphate compound is preferably 1.0 to 3.0 mol of the aminophenol compound per mol of chlorine atom of the dichlorophosphate compound, and 1.1 to 1. More preferably, it is 6 moles. If the aminophenol compound is less than 1.0 mol, the desired yield of the (B) amino group-containing phosphate ester compound may not be obtained, and the halogenated dichlorophosphate compound is mixed into the product. there's a possibility that. When the aminophenol compound exceeds 3.0 mol, the amount of unreacted aminophenol compound is too large, which is not economical.
(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の製造に好ましく用いられる有機塩基性化合物としては、例えば、ピリジン、コリジン、ルチジン等のピリジン類、DBU、DBN等の含窒素環状化合物、ジエチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアニリン等のアミン類、N,N,N',N'−テトラメチルグアニジン等が挙げられる。無機塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化物や、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の炭酸塩等を挙げることができる。これらの中でも、ピリジン類、アミン類、炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム等アルカリ金属炭酸塩は、反応の選択性を高め、副反応生成物の量を少なくすることができるので好ましい。
塩基性化合物の使用量は、ジクロロリン酸化合物の塩素原子1モルに対して、1.0〜4.0モルが好ましく、1.1〜3.0モルがより好ましい。塩基性化合物の使用量が1.0モル未満では、反応において発生する塩素イオンを十分にトラップできず、反応系が酸性となって反応速度が低下することがある。一方、塩基性化合物の使用量が4.0モルを超えると、過剰の塩基性化合物が多すぎるため、経済的でない。
(B) Examples of the organic basic compound preferably used for the production of an amino group-containing phosphate compound include pyridines such as pyridine, collidine and lutidine, nitrogen-containing cyclic compounds such as DBU and DBN, diethylamine, triethylamine, N , N-dimethylaniline and other amines, N, N, N ′, N′-tetramethylguanidine and the like. Examples of the inorganic basic compound include hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, and the like. Among these, alkali metal carbonates such as pyridines, amines, sodium carbonate and potassium carbonate are preferable because they can increase the selectivity of the reaction and reduce the amount of side reaction products.
1.0-4.0 mol is preferable with respect to 1 mol of chlorine atoms of a dichlorophosphate compound, and the usage-amount of a basic compound has more preferable 1.1-3.0 mol. If the amount of the basic compound used is less than 1.0 mol, chlorine ions generated in the reaction cannot be sufficiently trapped, and the reaction system may become acidic and the reaction rate may decrease. On the other hand, when the usage-amount of a basic compound exceeds 4.0 mol, since there are too many basic compounds, it is not economical.
(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の製造に好ましく用いられる非プロトン性有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族系;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン及びジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系;アセトニトリル等のニトリル系を挙げることができる。これらの中でも、アセトニトリルは、アミノフェノール化合物及びジクロロリン酸化合物の溶解性に優れるので好ましい。
非プロトン性有機溶媒の使用量は、アミノフェノール化合物及びジクロロリン酸化合物を溶解し得る量であれば良く、特に限定されることはない。
(B) As an aprotic organic solvent preferably used for the production of an amino group-containing phosphate ester compound, for example, aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene; diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran and diethylene glycol dimethyl ether And ether systems such as acetonitrile; and nitrile systems such as acetonitrile. Among these, acetonitrile is preferable because it is excellent in solubility of the aminophenol compound and the dichlorophosphate compound.
The amount of the aprotic organic solvent used is not particularly limited as long as it can dissolve the aminophenol compound and the dichlorophosphate compound.
(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の製造方法において、上記成分の添加順序は特に制限されることはないが、副反応を抑えて(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の収率を高める観点からは、アミノフェノール化合物を溶解させた非プロトン性有機溶媒に無機塩基性化合物を溶解又は分散させ、その後にジクロロリン酸化合物をゆっくり加えることが好ましい。 (B) In the method for producing an amino group-containing phosphate ester compound, the order of addition of the above components is not particularly limited, but side reactions are suppressed and the yield of (B) the amino group-containing phosphate ester compound is increased. From the viewpoint, it is preferable to dissolve or disperse the inorganic basic compound in the aprotic organic solvent in which the aminophenol compound is dissolved, and then slowly add the dichlorophosphate compound.
反応温度は、使用する非プロトン性有機溶媒の種類等によって変化するが、一般に40〜100℃が好ましい。反応温度が40℃以上であると、反応速度が良好であり、また100℃以下であると副反応による生成物が減少しやすい。
反応時間は、上記成分の使用量等によって変化するが、一般に0.5〜10時間が好ましい。反応時間が0.5時間以上であると、アミノフェノール化合物とジクロロリン酸化合物とが十分に反応する。一方、反応時間が10時間以下であると、副反応が起こりにくく、収率に優れ、また経済的にも好ましい。
The reaction temperature varies depending on the type of aprotic organic solvent used, but is generally preferably 40 to 100 ° C. When the reaction temperature is 40 ° C. or higher, the reaction rate is good, and when it is 100 ° C. or lower, products due to side reactions tend to decrease.
Although reaction time changes with the usage-amounts of the said component, etc., generally 0.5 to 10 hours are preferable. When the reaction time is 0.5 hour or longer, the aminophenol compound and the dichlorophosphate compound react sufficiently. On the other hand, when the reaction time is 10 hours or less, side reactions are unlikely to occur, the yield is excellent, and economically preferable.
反応終了後、濾過及び洗浄等の公知方法によって、反応物から(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物を単離することができる。
具体的には、反応物を濾過することによって、触媒及び生成した塩等の不純物を反応物から除去する。次いで、濾液を減圧濃縮した後、該濾液に多量の水を加えることによって固形物を析出させる。次いで、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機アルカリを加えてよく撹拌することで、固形物中に含まれる未反応のアミノフェノール化合物を水に可溶化させる。次いで、該固形物を濾過した後、水等を用いて該固形物を洗浄し、乾燥させることによって(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物を得ることができる。
かかる(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物は、分子中にハロゲン原子を有しておらず、加工時に加熱する際及び使用後に焼却する際にダイオキシン類を発生することがないので、難燃剤として半導体封止用樹脂組成物に用いることができる。
After completion of the reaction, the (B) amino group-containing phosphate ester compound can be isolated from the reaction product by a known method such as filtration and washing.
Specifically, impurities such as a catalyst and a generated salt are removed from the reaction product by filtering the reaction product. Subsequently, after concentrate | evaporating a filtrate under reduced pressure, a solid substance is deposited by adding a lot of water to this filtrate. Next, an inorganic alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate or the like is added and stirred well to solubilize the unreacted aminophenol compound contained in the solid matter in water. Next, after filtering the solid, the solid is washed with water or the like and dried to obtain (B) an amino group-containing phosphate compound.
The (B) amino group-containing phosphate ester compound does not have a halogen atom in the molecule and does not generate dioxins when heated during processing and incinerated after use. It can be used for a resin composition for semiconductor encapsulation.
上記一般式(1)で表される(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の中でも、次の一般式(2)で表される(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物を用いると、優れた難燃性を有する半導体封止用樹脂組成物が得られる。 Among the (B) amino group-containing phosphate compounds represented by the above general formula (1), the use of the (B) amino group-containing phosphate compounds represented by the following general formula (2) is excellent. A resin composition for semiconductor encapsulation having flame retardancy is obtained.
上記一般式(2)中、X1〜X5は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。
また、上記一般式(2)で表わされる(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物の中でも、次の化学式(3)で表される化合物を用いると、特に優れた難燃性を有する半導体封止用樹脂組成物が得られる。また、次の化学式(4)で表される化合物を用いると、上記難燃性に加えて、耐加水分解性にも優れた半導体封止用樹脂組成物が得られる。
In the general formula (2), X 1 to X 5 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and may be the same or different.
In addition, among the (B) amino group-containing phosphate compounds represented by the above general formula (2), when a compound represented by the following chemical formula (3) is used, the semiconductor encapsulation having particularly excellent flame retardancy A resin composition is obtained. Moreover, when the compound represented by following Chemical formula (4) is used, in addition to the said flame retardance, the resin composition for semiconductor sealing excellent also in hydrolysis resistance will be obtained.
かかる(B)アミノ基含有リン酸エステルの配合量は、難燃性を損なわないように、(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂100質量部に対し20〜80質量部であり、好ましくは30〜70質量部である。20質量部未満では難燃性が低下し、80質量部を越えると耐水性が低下する。さらに、(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂として用いられる前述のリン含有エポキシ樹脂等も含めて、本発明の半導体封止用樹脂組成物におけるリン含有量が0.8〜3.5質量%の範囲となるように配合することが好ましい。かかるリン含有量が0.8質量%以上であると、難燃性が向上する。また、リン含有量が3.5質量%以下であると、接着性等の物性が向上する。 The blending amount of the (B) amino group-containing phosphate ester is 20 to 80 parts by mass, preferably 30 to 70 parts per 100 parts by mass of the (A) non-halogen epoxy resin so as not to impair flame retardancy. Part by mass. If the amount is less than 20 parts by mass, the flame retardancy is lowered, and if it exceeds 80 parts by mass, the water resistance is lowered. Furthermore, the phosphorus content in the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, including the above-described phosphorus-containing epoxy resin used as the non-halogen epoxy resin (A), is in the range of 0.8 to 3.5% by mass. It is preferable to mix | blend so that it may become. When the phosphorus content is 0.8% by mass or more, flame retardancy is improved. Moreover, physical properties, such as adhesiveness, improve that phosphorus content is 3.5 mass% or less.
(C)上記(B)成分以外のジアミン化合物
本発明の半導体封止用樹脂組成物には、硬化物の耐熱性、柔軟性等を調整する観点から、(C)上記(B)成分以外のジアミン化合物(以下、(C)ジアミン化合物と略すことがある。)を含む。
本発明において使用可能な(C)ジアミン化合物としては、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、m−キシレンジアミン、イソホロンジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ジアミノジフェニルメタン及びビス(4−アミノフェニル)スルホン等を挙げることができる。これらの(C)ジアミン化合物は、単独又は混合して使用することができる。このような(C)ジアミン化合物の配合量は、(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂100質量部に対し5〜80質量部であり、好ましくは10〜50質量部であり、さらに好ましくは10〜40質量部である。
(C) Diamine compounds other than the above component (B) The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention has a (C) component other than the above (B) component from the viewpoint of adjusting the heat resistance, flexibility, etc. of the cured product. A diamine compound (hereinafter abbreviated as (C) diamine compound).
Examples of the (C) diamine compound that can be used in the present invention include hexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, m-xylenediamine, isophoronediamine, bis (4-aminocyclohexyl) methane, diaminodiphenylmethane, and Bis (4-aminophenyl) sulfone and the like can be mentioned. These (C) diamine compounds can be used alone or in combination. The compounding quantity of such (C) diamine compound is 5-80 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) non-halogen-type epoxy resin, Preferably it is 10-50 mass parts, More preferably, it is 10-40. Part by mass.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、上記(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂、(B)上記一般式(1)で示されるアミノ基含有リン酸エステル化合物及び(C)ジアミン化合物からなる樹脂成分を10〜35質量%含み、好ましくは10〜30質量%含み、さらに好ましくは20〜30質量%含む。樹脂成分の配合量が10質量%未満であると、流動性が悪化し、35質量%を超えると、線膨張係数や難燃性が悪化する。 The resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention is a resin comprising (A) a non-halogen epoxy resin, (B) an amino group-containing phosphate compound represented by the general formula (1), and (C) a diamine compound. It contains 10 to 35% by mass, preferably 10 to 30% by mass, and more preferably 20 to 30% by mass. When the blending amount of the resin component is less than 10% by mass, the fluidity is deteriorated, and when it exceeds 35% by mass, the linear expansion coefficient and flame retardancy are deteriorated.
(無機充填剤)
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、さらに無機充填剤を含む。本発明において使用可能な無機充填剤としては、特に限定されず公知のものを使用すれば良く、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられ、溶融シリカ、その中でも、難燃助剤としても作用する水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属酸化物や、低線膨張性、電気絶縁性、および低吸湿性に優れる溶融シリカ、結晶シリカが好ましく、特に溶融シリカが好ましい。溶融シリカは破砕状、球状のいずれでも使用可能であるが、溶融シリカの配合量を高め且つ成形材料の溶融粘度の上昇を抑制するためには、球状溶融シリカを主に用いる方が好ましい。更に球状シリカの配合量を高めるためには、球状シリカの粒度分布を適当に調整することが好ましい。
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、無機充填剤を65〜90質量%含み、好ましくは70〜90質量%含み、さらに好ましくは70〜80質量%含む。無機充填剤の配合量が65質量%未満であると、線膨張係数や難燃性が悪化し、90質量%を超えると、流動性が悪化する。
(Inorganic filler)
The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention further contains an inorganic filler. The inorganic filler that can be used in the present invention is not particularly limited and may be a known one, such as fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and the like. Fused silica, among them, metal oxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide that also act as flame retardant aids, fused silica and crystalline silica excellent in low linear expansion, electrical insulation, and low hygroscopicity are preferred. In particular, fused silica is preferred. The fused silica can be used in either crushed or spherical shape, but it is preferable to mainly use the spherical fused silica in order to increase the blending amount of the fused silica and to suppress the increase in the melt viscosity of the molding material. In order to further increase the blending amount of the spherical silica, it is preferable to appropriately adjust the particle size distribution of the spherical silica.
The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention contains 65 to 90% by mass of an inorganic filler, preferably 70 to 90% by mass, and more preferably 70 to 80% by mass. When the blending amount of the inorganic filler is less than 65% by mass, the linear expansion coefficient and flame retardancy deteriorate, and when it exceeds 90% by mass, the fluidity deteriorates.
(その他の成分)
(1)その他硬化剤
本発明の半導体封止用樹脂組成物には、(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物、(C)ジアミン化合物以外に、硬化剤を含有することができる。そのような硬化剤としては、非ハロゲン系エポキシ樹脂の硬化剤となるフェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイソシアネート等が挙げられる。
(Other ingredients)
(1) Other curing agent The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention may contain a curing agent in addition to (B) the amino group-containing phosphate ester compound and (C) the diamine compound. Examples of such a curing agent include a phenol resin, a melamine resin, a polyamide resin, a polyisocyanate, and the like, which are curing agents for non-halogen epoxy resins.
(2)硬化促進剤
本発明の半導体封止用樹脂組成物には(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物及び上記(C)ジアミン化合物のアミノ基と、(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂との架橋反応を促進させる観点から、硬化促進剤を含むことができる。
本発明において使用可能な硬化促進剤としては、サリチル酸、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、ベンゼンスルホン酸、及びp−トルエンスルホン酸等の有機酸や、三フッ化ホウ素モノメチルアミン、及び三フッ化ホウ素ピペリジン等のルイス酸等を挙げることができ、これらは単独又は混合して使用することができる。また、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物を用いても構わない。
かかる硬化促進剤の配合量は、本発明の難燃性樹脂成物の特性を損なわない範囲であれば特に限定されることはないが、一般に、(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物、(C)ジアミン化合物、及び(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂の合計100質量部に対して、0.1〜5質量部が好ましく、0.2〜3質量部が好ましい。かかる硬化促進剤の配合量が、0.1質量部以上であると、硬化促進剤を配合することによる効果が十分に得られる。一方、かかる効果促進剤の配合量が5質量部以下であると、十分なポットライフが得られる。
(2) Curing accelerator The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention comprises (B) an amino group-containing phosphate ester compound and the amino group of the (C) diamine compound, and (A) a non-halogen epoxy resin. From the viewpoint of accelerating the crosslinking reaction, a curing accelerator can be included.
Examples of the curing accelerator that can be used in the present invention include organic acids such as salicylic acid, benzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, benzenesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid, boron trifluoride monomethylamine, and trifluoride. Examples include Lewis acids such as boron piperidine, and these can be used alone or in combination. Further, imidazole compounds such as 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 1-benzyl-2-phenylimidazole may be used.
The blending amount of the curing accelerator is not particularly limited as long as it does not impair the characteristics of the flame retardant resin composition of the present invention. Generally, (B) an amino group-containing phosphate ester compound, ( 0.1-5 mass parts is preferable with respect to a total of 100 mass parts of C) diamine compound and (A) non-halogen epoxy resin, and 0.2-3 mass parts is preferable. The effect by mix | blending a hardening accelerator is fully acquired as the compounding quantity of this hardening accelerator is 0.1 mass part or more. On the other hand, when the blending amount of the effect accelerator is 5 parts by mass or less, a sufficient pot life can be obtained.
以上に説明した(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂、(B)アミノ基含有リン酸エステル化合物、(C)ジアミン化合物、無機充填剤、及び目的に応じて添加された成分で構成される本発明の半導体封止用樹脂組成物は、所定の割合で配合した後、一般にミキサーなどにより混合し、さらに溶融状態でニーダーや加熱ロールにより混練して調製する。この混練物を冷却、固化したものは、パウダー、ペレットなど、半導体の作製工程に適した性状にして半導体素子の封止に用いることができる。半導体素子の封止の方法としては、特に限定されるものではなく、公知のトランスファー成形などの方法で成形すればよい。 (A) Non-halogen epoxy resin described above, (B) amino group-containing phosphate ester compound, (C) diamine compound, inorganic filler, and component added according to purpose The semiconductor sealing resin composition is blended at a predetermined ratio, and then generally mixed by a mixer or the like, and further prepared by kneading in a molten state with a kneader or a heating roll. A product obtained by cooling and solidifying the kneaded product can be used for sealing a semiconductor element after having properties suitable for a semiconductor manufacturing process, such as powder and pellets. The method for sealing the semiconductor element is not particularly limited, and may be formed by a known method such as transfer molding.
以下、実施例を用いて本発明についてより詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を何ら限定するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example, these Examples do not limit this invention at all.
<アミノ基含有リン酸エステル化合物の調製>
合成例1(ビス(4−アミノフェニル)フェニルホスフェート(以下4−APPと略記することがある)の調製)
197g(1.42mol)のp−ニトロフェノール、135gの無水ピリジン、310gの無水アセトニトリルを、攪拌装置、乾燥窒素導入管、温度計、滴下漏斗及びコンデンサーを備えた4つ口フラスコに仕込み、4つ口フラスコ内を乾燥窒素雰囲気とした。次に、フラスコ内を激しく撹拌しながら、150g(0.710mol)のフェニルジクロロリン酸を内容物にゆっくり滴下した後、加熱還流を1時間行った。次に、反応液を室温まで冷却した後、3Lの冷水にゆっくり投入し、結晶を析出させた。得られた結晶を濾過した後、水で十分に洗浄し、90℃で24時間乾燥させることで、281g(0.68mol)のビス(4−ニトロフェニル)フェニルホスフェートが得られた(収率95%)。
次に、250g(0.60mol)のビス(4−ニトロフェニル)フェニルホスフェート、624gのジオキサン、70gのジオキサンに分散した50gのラネーニッケル触媒(Ni-Alアロイ)を、撹拌機を付したオートクレーブに仕込んだ。次いで、水素添加反応を50℃、80kg/cm2の圧力で、5時間行った。水素消費が止まってからさらに2時間反応を行った後、過剰な水素をオートクレーブから排気した。反応液を濾過した後、濃縮し、5Lの2%ジエチルアミン水溶液に投入した。次いで、析出した固形物を濾過した後、水で十分に洗浄した。次いで、かかる固形物を90℃、24時間乾燥することで、192gの上記化学式(3)で表される4−APP(収率85%)を得た。
<Preparation of amino group-containing phosphate ester compound>
Synthesis Example 1 (Preparation of bis (4-aminophenyl) phenyl phosphate (hereinafter sometimes abbreviated as 4-APP))
197 g (1.42 mol) of p-nitrophenol, 135 g of anhydrous pyridine, 310 g of anhydrous acetonitrile were charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a dry nitrogen inlet tube, a thermometer, a dropping funnel and a condenser. The inside of the neck flask was made into a dry nitrogen atmosphere. Next, while vigorously stirring the inside of the flask, 150 g (0.710 mol) of phenyldichlorophosphoric acid was slowly added dropwise to the contents, followed by heating under reflux for 1 hour. Next, the reaction solution was cooled to room temperature and then slowly poured into 3 L of cold water to precipitate crystals. The obtained crystals were filtered, washed thoroughly with water, and dried at 90 ° C. for 24 hours to obtain 281 g (0.68 mol) of bis (4-nitrophenyl) phenyl phosphate (yield 95). %).
Next, 250 g (0.60 mol) of bis (4-nitrophenyl) phenyl phosphate, 624 g of dioxane, and 50 g of Raney nickel catalyst (Ni—Al alloy) dispersed in 70 g of dioxane are charged into an autoclave equipped with a stirrer. It is. Subsequently, hydrogenation reaction was performed at 50 degreeC and the pressure of 80 kg / cm < 2 > for 5 hours. After a further 2 hours of reaction after the consumption of hydrogen stopped, excess hydrogen was evacuated from the autoclave. The reaction solution was filtered, concentrated, and poured into 5 L of 2% diethylamine aqueous solution. Next, the precipitated solid was filtered and washed thoroughly with water. Then, the solid was dried at 90 ° C. for 24 hours to obtain 192 g of 4-APP (yield 85%) represented by the above chemical formula (3).
合成例2(4−APPの調製)
165g(1.66mol)の無水炭酸カリウム、及び700gの脱水処理したアセトニトリルと101g(0.926mol)のp−アミノフェノールとの混合液を、攪拌装置、乾燥窒素導入管、温度計、滴下漏斗及びコンデンサーを備えた4つ口フラスコに仕込み、4つ口フラスコ内を乾燥窒素雰囲気とした。内容物を攪拌しながら60〜65℃に昇温した後、65.1g(0.309mol)のフェニルジクロロリン酸と60gの脱水処理したアセトニトリルとの混合液を内容物にゆっくりと滴下した。滴下終了後、さらに1時間加熱還流した後、室温まで反応液を冷却した。生成した塩及び炭酸カリウムを濾過により除き、さらに50mlのアセトニトリルで洗浄した。得られた濾液を減圧濃縮後、約600mlの水に投入した。次いで、5%の炭酸カリウム水溶液約600mlを投入して30分間撹拌した後、析出した固形物を濾過し、水で丁寧に洗浄後、固形物を乾燥させた。得られた固形物を、メタノールを用いて再結晶させることによって、66.6gの上記化学式(3)で表される4−APPを得た(収率65%)。
Synthesis Example 2 (Preparation of 4-APP)
A mixture of 165 g (1.66 mol) anhydrous potassium carbonate and 700 g dehydrated acetonitrile and 101 g (0.926 mol) p-aminophenol was added to a stirrer, dry nitrogen inlet tube, thermometer, dropping funnel and A four-necked flask equipped with a condenser was charged and the inside of the four-necked flask was made into a dry nitrogen atmosphere. The temperature was raised to 60 to 65 ° C. while stirring the contents, and then a mixed solution of 65.1 g (0.309 mol) of phenyldichlorophosphoric acid and 60 g of dehydrated acetonitrile was slowly added dropwise to the contents. After completion of the dropwise addition, the mixture was further heated to reflux for 1 hour, and then the reaction solution was cooled to room temperature. The formed salt and potassium carbonate were removed by filtration and washed with 50 ml of acetonitrile. The obtained filtrate was concentrated under reduced pressure and then poured into about 600 ml of water. Subsequently, about 600 ml of 5% potassium carbonate aqueous solution was added and stirred for 30 minutes, and then the precipitated solid was filtered, washed carefully with water, and then dried. The obtained solid was recrystallized using methanol to obtain 66.6 g of 4-APP represented by the above chemical formula (3) (yield 65%).
合成例3(ビス(4−アミノフェニル)−2,6−ジメチルフェニルホスフェート(以下4−ADMPと略記することがある)の調製)
107.7g(0.882mol)の2,6−ジメチルフェノール、80.7ml(0.884mol)のオキシ塩化リン、1.5gの無水塩化カルシウムを、攪拌装置、乾燥窒素導入管、温度計、滴下漏斗及びコンデンサーを備えた4つ口フラスコに仕込み、4つ口フラスコ内を乾燥窒素雰囲気とした。内容物を撹拌しながら15時間加熱還流を行い、得られた反応生成物を減圧下蒸留することにより、上記で得られた119.4g(収率56.7%)の2,6−ジメチルフェニルジクロロリン酸を得た。
Synthesis Example 3 (Preparation of bis (4-aminophenyl) -2,6-dimethylphenyl phosphate (hereinafter sometimes abbreviated as 4-ADMP))
107.7 g (0.882 mol) of 2,6-dimethylphenol, 80.7 ml (0.884 mol) of phosphorus oxychloride and 1.5 g of anhydrous calcium chloride were added to a stirrer, a dry nitrogen inlet tube, a thermometer, and dropwise. A four-necked flask equipped with a funnel and a condenser was charged and the inside of the four-necked flask was set to a dry nitrogen atmosphere. The contents were heated to reflux with stirring for 15 hours, and the reaction product obtained was distilled under reduced pressure to obtain 119.4 g (yield 56.7%) of 2,6-dimethylphenyl obtained above. Dichlorophosphoric acid was obtained.
139g(1.00mol)のp−ニトロフェノール、94.9gの無水ピリジン、300gの無水アセトニトリルを、攪拌装置、乾燥窒素導入管、温度計、滴下漏斗及びコンデンサーを備えた4つ口フラスコに仕込み、4つ口フラスコ内を乾燥窒素雰囲気とした。次に、フラスコ内を激しく撹拌しながら、119.4g(0.50mol)の2,6−ジメチルフェニルジクロロリン酸を内容物にゆっくり滴下した後、加熱還流を1時間行った。次に、反応液を室温まで冷却した後、2Lの冷水にゆっくり投入し、結晶を析出させた。得られた結晶を濾過した後、水で十分に洗浄し、90℃で24時間乾燥させることで、204.5g(0.46mol)のビス(4−ニトロフェニル)−2,6−ジメチルフェニルホスフェートが得られた(収率92%)。
次に、120g(0.27mol)のビス(4−ニトロフェニル)−2,6−ジメチルフェニルホスフェート、300gのジオキサン、30gのジオキサンに分散した30gのラネーニッケル触媒(Ni-Alアロイ)を、撹拌機を付したオートクレーブに仕込んだ。次いで、水素添加反応を50℃、80kg/cm2の圧力で、2時間行った。水素消費が止まってからさらに2時間反応を行った後、過剰な水素をオートクレーブから排気した。反応液を濾過した後、濃縮し、3Lの2%ジエチルアミン水溶液に投入した。次いで、析出した固形物を濾過した後、水で十分に洗浄した。次いで、かかる固形物を90℃、24時間乾燥することで、86gの上記化学式(4)で表される4−ADMP(収率83%)を得た。
139 g (1.00 mol) of p-nitrophenol, 94.9 g of anhydrous pyridine, 300 g of anhydrous acetonitrile were charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a dry nitrogen inlet tube, a thermometer, a dropping funnel and a condenser. The inside of the four-neck flask was a dry nitrogen atmosphere. Next, 119.4 g (0.50 mol) of 2,6-dimethylphenyldichlorophosphoric acid was slowly dropped into the contents while vigorously stirring the inside of the flask, followed by heating under reflux for 1 hour. Next, the reaction solution was cooled to room temperature and then slowly poured into 2 L of cold water to precipitate crystals. The obtained crystals were filtered, washed thoroughly with water, and dried at 90 ° C. for 24 hours to obtain 204.5 g (0.46 mol) of bis (4-nitrophenyl) -2,6-dimethylphenyl phosphate. Was obtained (yield 92%).
Next, 120 g (0.27 mol) of bis (4-nitrophenyl) -2,6-dimethylphenyl phosphate, 300 g of dioxane, 30 g of Raney nickel catalyst (Ni—Al alloy) dispersed in 30 g of dioxane was added to a stirrer. The autoclave marked with was charged. Subsequently, the hydrogenation reaction was performed at 50 ° C. and a pressure of 80 kg / cm 2 for 2 hours. After a further 2 hours of reaction after the consumption of hydrogen stopped, excess hydrogen was evacuated from the autoclave. The reaction solution was filtered, concentrated, and poured into 3 L of 2% diethylamine aqueous solution. Next, the precipitated solid was filtered and washed thoroughly with water. Next, the solid was dried at 90 ° C. for 24 hours to obtain 86 g of 4-ADMP (yield 83%) represented by the above chemical formula (4).
<樹脂組成物の調製>
実施例1〜4
表1に示す配合割合にて各成分を混合し、それらを90℃の熱ロールにて溶融混練することによって、実施例1〜4の半導体封止用樹脂組成物を得た。
得られた半導体封止用樹脂組成物を金型にて190℃、1時間、圧力30kg/cm2で加圧成形し、試験用硬化物を作製した。
<Preparation of resin composition>
Examples 1-4
Each component was mixed by the compounding ratio shown in Table 1, and they were melt-kneaded with a 90 degreeC hot roll, and the resin composition for semiconductor sealing of Examples 1-4 was obtained.
The obtained resin composition for encapsulating a semiconductor was pressure-molded in a mold at 190 ° C. for 1 hour at a pressure of 30 kg / cm 2 to prepare a test cured product.
比較例1〜3
表1に示す配合割合にて各成分を混合し、それらを90℃の熱ロールにて溶融混練することによって、比較例1〜3の樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を金型にて190℃、1時間、圧力30kg/cm2で加圧成形し、試験用硬化物を作製した。
Comparative Examples 1-3
Each component was mixed by the compounding ratio shown in Table 1, and they were melt-kneaded with a 90 degreeC hot roll, and the resin composition of Comparative Examples 1-3 was obtained.
The obtained resin composition was pressure-molded in a mold at 190 ° C. for 1 hour at a pressure of 30 kg / cm 2 to prepare a test cured product.
<使用した材料>
上記実施例1〜4および比較例1〜3に用いた各配合成分は以下の通りである。
[(A)非ハロゲン系エポキシ樹脂]
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製、商品名:EPICLON N−680、エポキシ当量=208グラム/当量)
リン含有エポキシ樹脂(東都化成株式会社製、商品名:FX−305、エポキシ当量=485、リン含有量:3.0質量%)
[硬化剤]
フェノールノボラック樹脂(昭和高分子株式会社製、商品名:BRG−555、水酸基当量=103)
[(C)アミノ基含有リン酸エステル化合物以外のジアミン化合物]
ビス(4−アミノフェニル)スルホン(東京化成工業株式会社製、DDS)
[添加型リン系難燃剤]
1,3−フェニレンビス(ジ−2,6−キシレニルホスフェート)(リン酸エステル系難燃剤、大八化学工業株式会社製、商品名:PX-200、リン含有率9.0質量%)
フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、商品名:SPE−100)
[硬化促進剤]
三フッ化ホウ素モノエチルアミン(和光純薬工業株式会社製、F3BMEA)
トリフェニルフォスフィン(北興産業株式会社製、TPP)
[無機充填剤]
球状溶融シリカ(龍森株式会社製、MSR−2212)
<Materials used>
Each compounding component used in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 is as follows.
[(A) Non-halogen epoxy resin]
Cresol novolak type epoxy resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., trade name: EPICLON N-680, epoxy equivalent = 208 g / equivalent)
Phosphorus-containing epoxy resin (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., trade name: FX-305, epoxy equivalent = 485, phosphorus content: 3.0 mass%)
[Curing agent]
Phenol novolac resin (manufactured by Showa Polymer Co., Ltd., trade name: BRG-555, hydroxyl group equivalent = 103)
[(C) Diamine compounds other than amino group-containing phosphate compounds]
Bis (4-aminophenyl) sulfone (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., DDS)
[Additive phosphorus flame retardant]
1,3-phenylenebis (di-2,6-xylenyl phosphate) (phosphate ester flame retardant, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd., trade name: PX-200, phosphorus content: 9.0% by mass)
Phenoxyphosphazene (Otsuka Chemical Co., Ltd., trade name: SPE-100)
[Curing accelerator]
Boron trifluoride monoethylamine (Wako Pure Chemical Industries, F3BMEA)
Triphenylphosphine (Hokuko Sangyo Co., Ltd., TPP)
[Inorganic filler]
Spherical fused silica (manufactured by Tatsumori Co., Ltd., MSR-2212)
<試験方法>
実施例及び比較例で製造した熱硬化性樹脂組成物、および硬化物の特性評価は、次の測定によって行った。
<Test method>
The characteristics of the thermosetting resin compositions and cured products produced in the examples and comparative examples were evaluated by the following measurements.
[難燃性]
上記実施例1〜4および比較例1〜3で得られた熱硬化性樹脂組成物を、それぞれ加熱加圧成形により厚さ9mmの硬化物を得た。この硬化物をUL規格 UL94V法に基づき、燃焼試験を実施し、燃焼性に従いV−0〜V−3の区分に分けた。
酸素指数による難燃性評価は、JIS K 7201−2の「酸素指数による燃焼性の試験方法」に準拠して求めた。この評価において、酸素指数の値は、大きいほど難燃性が大きいことを意味する。
[Flame retardance]
Each of the thermosetting resin compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was cured by heating and pressing to obtain a cured product having a thickness of 9 mm. This cured product was subjected to a combustion test based on the UL standard UL94V method, and divided into V-0 to V-3 according to the combustibility.
The flame retardancy evaluation by the oxygen index was determined in accordance with “Test method for flammability by the oxygen index” of JIS K7201-2. In this evaluation, the larger the value of the oxygen index, the greater the flame retardancy.
[ガラス転移温度(Tg)]
Tgは、熱機械測定(Thermal Mechanical Analysis:TMA)により測定を行った。TMA測定には理学電機株式会社製TAS200を使用し測定を行った。
[Glass transition temperature (Tg)]
Tg was measured by thermomechanical analysis (TMA). The TMA measurement was performed using TAS200 manufactured by Rigaku Corporation.
[線膨張係数]
Tgの測定と同様に、TMAにより測定を行った。TMA測定には理学電機株式会社製TAS200を使用しZ軸方向の膨張率より線膨張係数の測定を行った。ここでα1はTg−50℃〜Tg−10℃の線膨張係数を意味する。
[Linear expansion coefficient]
Similar to the measurement of Tg, the measurement was performed by TMA. For the TMA measurement, TAS200 manufactured by Rigaku Corporation was used, and the linear expansion coefficient was measured from the expansion coefficient in the Z-axis direction. Here, α1 means a linear expansion coefficient of Tg-50 ° C to Tg-10 ° C.
[溶融粘度]
溶融粘度はICI粘度計より測定を行った。粘度測定にはエス・エム・ティー・エンジニアリング株式会社製コーンプレート粘度計CV−1を使用し、120℃での溶融粘度を測定した。
[Melt viscosity]
The melt viscosity was measured with an ICI viscometer. For viscosity measurement, a cone plate viscometer CV-1 manufactured by SMT Engineering Co., Ltd. was used, and the melt viscosity at 120 ° C. was measured.
表1に示すように、アミノ基含有リン酸エステル化合物を含む実施例1〜4の難燃性樹脂組成物では、溶融粘度、Tg、線膨張係数及び難燃性の全てにおいて良好であった。これに対して、比較例1の樹脂組成物は、本発明のアミノ基含有リン酸エステルも、従来からある添加型難燃剤も加えてなく、酸素指数が低く、難燃性(UL−94)試験では試験片が全焼してしまったため、評価不可能である。また、添加型難燃剤である縮合リン酸エステル化合物やホスファゼン化合物を配合した比較例2および3の樹脂組成物では、難燃性は良好であったものの、Tgの低下、並びに線膨張係数の増加が見られた。これらの物性の低下は、硬化時にリン含有化合物が架橋構造中に組み込まれない事や硬化物からのブリードアウトが原因となっている事が考えられる。さらに溶融粘度において、アミノ基含有リン酸エステル化合物を含む実施例1〜4の難燃性樹脂組成物は、硬化剤にフェノールノボラック樹脂を用いた比較例1〜3との比較において低粘度であり、成形性が良好な結果となった。 As shown in Table 1, the flame retardant resin compositions of Examples 1 to 4 containing the amino group-containing phosphate compound were good in all of the melt viscosity, Tg, linear expansion coefficient, and flame retardancy. On the other hand, the resin composition of Comparative Example 1 has neither the amino group-containing phosphate ester of the present invention nor the conventional additive-type flame retardant, a low oxygen index, and flame retardancy (UL-94). In the test, the test piece is completely burned, and thus cannot be evaluated. In addition, in the resin compositions of Comparative Examples 2 and 3 in which a condensed phosphate ester compound or a phosphazene compound, which is an additive type flame retardant, was blended, the flame retardancy was good, but the Tg decreased and the linear expansion coefficient increased. It was observed. It is conceivable that the deterioration of these physical properties is caused by the fact that the phosphorus-containing compound is not incorporated into the crosslinked structure at the time of curing or the bleeding out from the cured product. Furthermore, in the melt viscosity, the flame retardant resin compositions of Examples 1 to 4 containing an amino group-containing phosphate compound are low in comparison with Comparative Examples 1 to 3 using a phenol novolac resin as a curing agent. The moldability was good.
以上説明したように、本発明の半導体封止用樹脂組成物は、従来硬化剤として好適に用いられているフェノールノボラック樹脂を配合した樹脂組成物よりも、難燃性、物性、成形性において好適に用いる事ができる。 As described above, the semiconductor sealing resin composition of the present invention is more suitable in terms of flame retardancy, physical properties, and moldability than a resin composition containing a phenol novolac resin that has been suitably used as a conventional curing agent. Can be used for
本発明は、ハロゲン原子を含まず、難燃性が高い熱硬化性樹脂組成物を提供するものであり、半導体封止用材料として有用である。 The present invention provides a thermosetting resin composition that does not contain a halogen atom and has high flame retardancy, and is useful as a semiconductor sealing material.
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JP2008146135A JP2009292895A (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Resin composition for semiconductor sealing |
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JP2013087191A (en) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Fuji Electric Co Ltd | Polymer nanocomposite resin composition |
KR101970354B1 (en) * | 2018-02-08 | 2019-04-18 | 한국화학연구원 | Novel flame-retarding and crosslinkable multifunctional compound for prepation of polyurethane, polyurea or hybrid polymer thereof |
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2008
- 2008-06-03 JP JP2008146135A patent/JP2009292895A/en active Pending
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