JP2011178923A - Resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor sealing resin composition and a semiconductor device.
電子機器の小型化、軽量化、高性能化への要求はとどまることが無く、半導体素子(以下、「素子」、「チップ」ともいう。)の高集積化、高密度化は年々進行し、さらには半導体装置(以下、「パッケージ」ともいう。)の実装方式にも、表面実装技術が登場し、普及しつつある。このような半導体装置の周辺技術の進歩によって、半導体素子を封止する樹脂組成物への要求も厳しいものとなってきている。たとえば、表面実装工程では、吸湿した半導体装置が半田処理時に高温にさらされ、急速に気化した水蒸気の爆発的応力によってクラックや内部剥離が発生し、半導体装置の動作信頼性を著しく低下させる。さらには、鉛の使用撤廃の機運から、従来よりも融点の高い無鉛半田へ切り替えられ、実装温度が従来に比べ約20℃高くなり、上述の半田処理時の応力はより深刻となる。このように表面実装技術の普及と無鉛半田への切り替えによって、半導体封止用樹脂組成物にとって、耐半田性は重要な技術課題のひとつとなっている。 The demand for miniaturization, weight reduction, and high performance of electronic devices is not limited, and the integration and density of semiconductor elements (hereinafter, also referred to as “elements” and “chips”) have progressed year by year. Furthermore, surface mounting technology has appeared and is becoming popular in the mounting method of semiconductor devices (hereinafter also referred to as “packages”). Due to such advances in peripheral technology of semiconductor devices, demands for resin compositions for sealing semiconductor elements have become severe. For example, in the surface mounting process, a semiconductor device that has absorbed moisture is exposed to a high temperature during the soldering process, and cracks and internal delamination occur due to explosive stress of water vapor that is rapidly vaporized, thereby significantly reducing the operational reliability of the semiconductor device. Furthermore, the lead-free use of the lead is switched to lead-free solder having a higher melting point than before, and the mounting temperature is about 20 ° C. higher than that of the conventional one, so that the stress during the soldering process becomes more serious. Thus, due to the spread of surface mounting technology and switching to lead-free soldering, solder resistance has become one of the important technical issues for semiconductor sealing resin compositions.
また、近年の環境問題を背景に、従来用いられてきたブロム化エポキシ樹脂や酸化アンチモン等の難燃剤の使用を撤廃する社会的要請が高まりを見せており、これらの難燃剤を使用せずに、従来と同等の難燃性を付与する技術が必要となってきている。そのような代替難燃化技術として、例えば低粘度の結晶性エポキシ樹脂を適用し、より多くの無機充填剤を配合する手法が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。しかしながら、これらの手法も、耐半田性と難燃性を十分満たしているとはいいがたい。 Also, against the background of environmental problems in recent years, there has been an increasing social demand to eliminate the use of flame retardants such as brominated epoxy resins and antimony oxide, which have been used in the past, without using these flame retardants. Therefore, a technology for imparting the same flame retardance as that of the prior art has become necessary. As such an alternative flame-retarding technique, for example, a technique of applying a low-viscosity crystalline epoxy resin and blending more inorganic fillers has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). . However, it cannot be said that these methods also sufficiently satisfy solder resistance and flame retardancy.
さらに近年では、1パッケージ内にチップを積層する構造、あるいは従来よりもワイヤ線径をより細くした半導体装置が登場している。このような半導体装置では、従来よりも樹脂封止部分の肉厚が薄くなることで未充填が発生しやすい、あるいは成形中のワイヤ流れが発生しやすいなど、封止工程の歩留まりを低下させる懸念がある。そこで、樹脂組成物の流動特性を向上させるために、低分子量のエポキシ樹脂又はフェノール樹脂硬化剤を用いる手法が容易に想起されるが、同手法によって、樹脂組成物(タブレット)同士の固着による成形工程中の搬送不良、設備停止を起こしやすい(ハンドリング性の低下)、硬化性低下によって耐半田性、耐燃性、成形性のいずれかの特性が損なわれる、などの不具合が発生する場合がある。以上のように、半導体装置の細線化、薄型化によって、樹脂組成物は、従来以上に流動性を向上させつつ、ハンドリング性、耐半田性、耐燃性、成形性を確保し、バランスさせることが重要課題となってきている。 Further, in recent years, a structure in which chips are stacked in one package or a semiconductor device in which the wire diameter is smaller than that in the past has appeared. In such a semiconductor device, the thickness of the resin-encapsulated portion is thinner than before, so that unfilling is likely to occur or wire flow during molding is likely to occur, which may reduce the yield of the sealing process. There is. Therefore, in order to improve the flow characteristics of the resin composition, a method using a low molecular weight epoxy resin or a phenol resin curing agent is easily conceived, but by this method, molding is performed by fixing resin compositions (tablets) to each other. In some cases, defects such as poor conveyance during the process, equipment stoppage easily (decrease in handling properties), and deterioration in curability may impair any of the properties of solder resistance, flame resistance, and moldability. As described above, by thinning and thinning the semiconductor device, the resin composition can ensure and balance handling properties, solder resistance, flame resistance, and moldability while improving fluidity more than before. It has become an important issue.
本発明は、従来以上に流動性を向上させつつ、ハンドリング性、耐半田性、耐燃性及び連続成形性のバランスが良好な半導体封止用樹脂組成物、ならびに、その硬化物により半導体素子を封止してなる信頼性に優れた半導体装置を経済的に提供するものである。 The present invention provides a resin composition for encapsulating a semiconductor having a good balance of handling properties, solder resistance, flame resistance and continuous moldability, and encapsulating a semiconductor element with its cured product while improving fluidity more than before. The present invention provides an economical semiconductor device with excellent reliability.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、1又は2以上の成分からなるフェノール樹脂であって、下記一般式(1):
及び下記一般式(2):
エポキシ樹脂(B)と、
無機充填剤(C)と、
硬化促進剤(D)と、
グリセリントリ脂肪酸エステル(E)と、
を含むことを特徴とする。
The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is a phenol resin composed of one or two or more components, and is represented by the following general formula (1):
Epoxy resin (B);
An inorganic filler (C);
A curing accelerator (D);
Glycerin trifatty acid ester (E),
It is characterized by including.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、電界脱離質量分析による測定で、前記成分(A1)に該当する重合体の相対強度の合計が、前記フェノール樹脂(A)の合計相対強度に対して10%以上、80%以下含まれるものとすることができる。 The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention has a total relative strength of the polymer corresponding to the component (A1) as measured by field desorption mass spectrometry based on the total relative strength of the phenol resin (A). 10% or more and 80% or less.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記フェノール樹脂(A)が、前記一般式(1)で表される構造単位を含み、かつ前記一般式(2)で表される構造単位を含まない重合体からなる成分(A2)をさらに含むものとすることができる。 In the semiconductor sealing resin composition of the present invention, the phenol resin (A) includes a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (2). It may further contain a component (A2) comprising no polymer.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記フェノール樹脂(A)が、前記一般式(2)で表される構造単位を含み、前記一般式(1)で表される構造単位を含まない重合体からなる成分(A3)をさらに含むものとすることができる。 In the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention, the phenol resin (A) includes a structural unit represented by the general formula (2) and does not include a structural unit represented by the general formula (1). It may further include a component (A3) made of a polymer.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記フェノール樹脂(A)全体における前記一般式(1)で表される構造単位の合計の数と、前記一般式(2)で表される構造単位の合計の数との比が30/70〜95/5であるものとすることができる。 The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is the total number of structural units represented by the general formula (1) in the entire phenol resin (A) and the structural units represented by the general formula (2). The ratio with respect to the total number can be 30/70 to 95/5.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記一般式(2)で表される構造単位におけるR6がメチル基であり、bが1〜3であるものとすることができる。 In the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, R6 in the structural unit represented by the general formula (2) may be a methyl group, and b may be 1 to 3.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記フェノール樹脂(A)が全硬化剤中に20質量%以上、100質量%以下含まれるものとすることができる。 In the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention, the phenol resin (A) can be contained in an amount of 20% by mass or more and 100% by mass or less in the total curing agent.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記エポキシ樹脂(B)が、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、アントラセンジオール型エポキシ樹脂、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、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂、メトキシナフタレン骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも1種のエポキシ樹脂であるものとすることができる。 In the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, the epoxy resin (B) is a biphenyl type epoxy resin, a bisphenol type epoxy resin, a stilbene type epoxy resin, an anthracene diol type epoxy resin, a phenol novolac type epoxy resin, or a cresol novolak type. Epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin having phenylene skeleton, phenol aralkyl type epoxy resin having biphenylene skeleton, naphthol aralkyl type epoxy resin having phenylene skeleton, dihydroxy Naphthalene-type epoxy resin, epoxy resin obtained by glycidyl etherification of dihydroxynaphthalene dimer, novolak with methoxynaphthalene skeleton Epoxy resins, triglycidyl isocyanurate, monoallyl diglycidyl isocyanurate, can be made at least one epoxy resin selected from the group consisting of dicyclopentadiene-modified phenol type epoxy resins.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記無機充填剤(C)の含有量が80質量%以上、93質量%以下であるものとすることができる。 In the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, the content of the inorganic filler (C) may be 80% by mass or more and 93% by mass or less.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記硬化促進剤(D)が、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物からなる群から選択される少なくとも1種の硬化促進剤を含むものとすることができる。 In the resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention, the curing accelerator (D) is composed of a tetra-substituted phosphonium compound, a phosphobetaine compound, an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, or an adduct of a phosphonium compound and a silane compound. It may contain at least one curing accelerator selected from the group consisting of:
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記半導体封止用樹脂組成物が、芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物(F)をさらに含むものとすることができる。 In the semiconductor sealing resin composition of the present invention, the semiconductor sealing resin composition further includes a compound (F) in which a hydroxyl group is bonded to each of two or more adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring. Can do.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記半導体封止用樹脂組成物が、カップリング剤(G)をさらに含むものとすることができる。 In the semiconductor sealing resin composition of the present invention, the semiconductor sealing resin composition may further contain a coupling agent (G).
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、前記カップリング剤(G)が2級アミノ基を有するシランカップリング剤を含むものとすることができる。 The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention may contain a silane coupling agent in which the coupling agent (G) has a secondary amino group.
本発明の半導体装置は、上述の半導体封止用樹脂組成物の硬化物で半導体素子を封止して得られることを特徴とする。 The semiconductor device of the present invention is obtained by sealing a semiconductor element with a cured product of the above-described resin composition for encapsulating a semiconductor.
本発明に従うと、従来以上に流動性を向上させつつ、ハンドリング性、耐半田性、耐燃性及び連続成形性のバランスが良好な半導体封止用樹脂組成物、ならびに、その硬化物により半導体素子を封止してなる信頼性に優れた半導体装置を経済的に得ることができる。 According to the present invention, a resin composition for encapsulating a semiconductor having a good balance of handling properties, solder resistance, flame resistance and continuous moldability while improving fluidity more than before, and a semiconductor element using the cured product thereof A highly reliable semiconductor device that is sealed can be obtained economically.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、1又は2以上の成分からなるフェノール樹脂であって、一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むフェノール樹脂(A)と、エポキシ樹脂(B)と、無機充填剤(C)と、硬化促進剤(D)と、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)と、を含むことを特徴とする。これにより、従来以上に流動性を向上させつつ、ハンドリング性、耐半田性、耐燃性及び連続成形性のバランスに優れる半導体封止用樹脂組成物を得ることができる。また、本発明の半導体装置は、上述の半導体封止用樹脂組成物の硬化物で半導体素子を封止して得られることを特徴とする。これにより、信頼性に優れた半導体装置を経済的に得ることができる。以下、本発明について詳細に説明する。 The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is a phenol resin composed of one or more components, and a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (2) A phenol resin (A) containing a component (A1) comprising a polymer containing, an epoxy resin (B), an inorganic filler (C), a curing accelerator (D), and a glycerin trifatty acid ester (E) , Including. Thereby, the resin composition for semiconductor sealing which is excellent in balance of handling property, solder resistance, flame resistance, and continuous moldability can be obtained while improving fluidity more than before. Moreover, the semiconductor device of the present invention is obtained by sealing a semiconductor element with a cured product of the above-described resin composition for encapsulating a semiconductor. Thereby, a highly reliable semiconductor device can be obtained economically. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
先ず、半導体封止用樹脂組成物について説明する。本発明の半導体封止用樹脂組成物では、エポキシ樹脂の硬化剤として、1又は2以上の成分からなるフェノール樹脂であって、下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むフェノール樹脂(A)を用いる。 First, the resin composition for semiconductor encapsulation will be described. The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is a phenol resin composed of one or more components as a curing agent for an epoxy resin, and a structural unit represented by the following general formula (1) and the following general formula ( A phenol resin (A) containing a component (A1) made of a polymer containing the structural unit represented by 2) is used.
フェノール樹脂(A)中の成分(A1)は、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型フェノール樹脂と類似の骨格構造を有することで良好な硬化性と耐半田性とを示し、さらに一般式(2)で表される構造単位の置換基R6が疎水性であることから、良好な耐湿性を示すことができる。さらにフェノール樹脂(A)中の成分(A1)は、同程度の分子量を有するフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂と比較して、固着が発生しにくく、良好なハンドリング性を示すという特徴も有する。固着の生じにくい理由について、詳細は不明であるが、部分的に置換基R6を含むことで、分子間力(ファンデルワールス力)が局所的に強く、それによって分子の運動が束縛される結果、軟化点が相対的に上昇するため、と推測される。フェノール樹脂(A)を用いた樹脂組成物は、ハンドリング性を損なうことなく優れた流動性と硬化性を示すことができ、かつその硬化物は、耐燃性に優れ、吸水率が低く、耐半田クラック性が向上するという特徴を有している。 The component (A1) in the phenol resin (A) has a skeleton structure similar to that of the phenol aralkyl type phenol resin having a phenylene skeleton, thereby exhibiting good curability and solder resistance. Further, in the general formula (2) Since the substituent R6 of the structural unit represented is hydrophobic, good moisture resistance can be exhibited. Furthermore, the component (A1) in the phenol resin (A) has a feature that it is less likely to be fixed and exhibits good handling properties as compared with a phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton having the same molecular weight. The details of the reason why the sticking is difficult to occur are unknown, but by including the substituent R6 partially, the intermolecular force (van der Waals force) is locally strong, thereby restricting the movement of the molecule. It is assumed that the softening point is relatively increased. The resin composition using the phenol resin (A) can exhibit excellent fluidity and curability without impairing handling properties, and the cured product has excellent flame resistance, low water absorption, and solder resistance. It has the characteristic that crack property improves.
フェノール樹脂(A)は、一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むものであるが、一般式(1)で表される構造単位は含むものの一般式(2)で表される構造単位は含まない重合体からなる成分(A2)や、一般式(2)で表される構造単位は含むものの一般式(1)で表される構造単位は含まない重合体からなる成分(A3)をさらに含むことができる。このようなフェノール樹脂(A)全体における一般式(1)で表される構造単位の合計の数と、一般式(2)で表される構造単位の合計の数との比としては、30/70〜95/5であることが好ましく、40/60〜90/10であることがより好ましく、50/50〜85/15であることが特に好ましい。ここで、本明細書における「〜」は、すべてその上下両端を含むものである。両構造単位の繰返し数の平均値での比が上記範囲にあることにより、耐燃性、ハンドリング性、連続成形性及び耐半田性のバランスに優れた樹脂組成物を得ることができる。尚、フェノール樹脂(A)全体における一般式(1)で表される構造単位の合計の数と、一般式(2)で表される構造単位の合計の数との比は、電界脱離質量分析(FD−MS)測定により求めることができる。検出質量(m/z)範囲50〜2000にて測定した、FD−MS分析で検出された各ピークについて、検出質量(m/z)から分子量、及び繰り返し数を得ることができ、さらに各ピークの強度比を含有割合(質量)として算術計算することによって、一般式(1)および一般式(2)の各構造単位の含有比を求めることができる。 The phenol resin (A) includes a component (A1) composed of a polymer including the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2). Although the structural unit represented by formula (2) is included, the component (A2) composed of a polymer not containing the structural unit represented by the general formula (2) or the structural unit represented by the general formula (2) is included. The component (A3) which consists of a polymer which does not contain the structural unit represented by (1) can further be included. The ratio of the total number of structural units represented by the general formula (1) and the total number of structural units represented by the general formula (2) in the entire phenol resin (A) is 30 / It is preferably 70 to 95/5, more preferably 40/60 to 90/10, and particularly preferably 50/50 to 85/15. Here, “to” in this specification includes all the upper and lower ends. When the ratio of the average number of repetitions of both structural units is in the above range, a resin composition having an excellent balance of flame resistance, handling properties, continuous moldability and solder resistance can be obtained. The ratio of the total number of structural units represented by general formula (1) to the total number of structural units represented by general formula (2) in the entire phenol resin (A) is the field desorption mass. It can obtain | require by analysis (FD-MS) measurement. For each peak detected by FD-MS analysis measured in a detected mass (m / z) range of 50 to 2000, the molecular weight and the number of repetitions can be obtained from the detected mass (m / z). The content ratio of each structural unit of the general formula (1) and the general formula (2) can be obtained by arithmetically calculating the intensity ratio of the above as the content ratio (mass).
このようなフェノール樹脂(A)の重合方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、フェノール化合物、下記一般式(3)で表される化合物及び下記一般式(4)で表される化合物を共縮重合することにより得る方法(以下、「第1の製法」ともいう。)、下記一般式(5)で表されるアルキル置換芳香族化合物とアルデヒド類とを反応させた後、下記一般式(3)で表される化合物及びフェノール化合物を加えて共重合することにより得る方法(以下、「第2の製法」ともいう。)、などを挙げることができ、これらの重合方法を適宜組み合わせて重合してもよい。これらの中でも、第2の製法が原材料を安価で入手できるという点で好ましい。 Such a polymerization method of the phenol resin (A) is not particularly limited. For example, the phenol resin, the compound represented by the following general formula (3), and the following general formula (4) are represented. A method obtained by co-condensation polymerization of a compound (hereinafter also referred to as “first production method”), an alkyl-substituted aromatic compound represented by the following general formula (5) and aldehydes are reacted, Examples thereof include a method obtained by adding a compound represented by the general formula (3) and a phenol compound and performing copolymerization (hereinafter, also referred to as “second production method”), and the like. You may superpose | polymerize combining. Among these, the 2nd manufacturing method is preferable at the point that a raw material can be obtained cheaply.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられるフェノール化合物としては、例えば、フェノール、o−クレゾール、p−クレゾール、m−クレゾール、フェニルフェノール、エチルフェノール、n−プロピルフェノール、iso−プロピルフェノール、t−ブチルフェノール、キシレノール、メチルプロピルフェノール、メチルブチルフェノール、ジプロピルフェノール、ジブチルフェノール、ノニルフェノール、メシトール、2,3,5−トリメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも、フェノール、o−クレゾールが好ましく、さらにフェノールが、エポキシ樹脂との反応性という観点から、より好ましい。フェノール樹脂(A)の製造において、これらのフェノール化合物は、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the phenol compound used in the production of the phenol resin (A) include phenol, o-cresol, p-cresol, m-cresol, phenylphenol, ethylphenol, n-propylphenol, iso-propylphenol, and t-butylphenol. Xylenol, methylpropylphenol, methylbutylphenol, dipropylphenol, dibutylphenol, nonylphenol, mesitol, 2,3,5-trimethylphenol, 2,3,6-trimethylphenol, etc. is not. Among these, phenol and o-cresol are preferable, and phenol is more preferable from the viewpoint of reactivity with the epoxy resin. In the production of the phenol resin (A), these phenol compounds may be used alone or in combination of two or more.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられる一般式(3)で表される化合物中のR2、R3、R4及びR5における炭素数1〜6の炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、2,4−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、3,4−ジメチルブチル基、4,4−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、1−エチルブチル基、シクロヘキシル基、及びフェニル基等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms in R2, R3, R4 and R5 in the compound represented by the general formula (3) used for the production of the phenol resin (A) include a methyl group, an ethyl group, Propyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, t-pentyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl group, 2-methyl Pentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 2,4-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 3,4 -A dimethylbutyl group, 4, 4- dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-ethylbutyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, etc. are mentioned.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられる一般式(3)で表される化合物中の=CR11R12(アルキリデン基)としては、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、n−ブチリデン基、イソブチリデン基、t−ブチリデン基、n−ペンチリデン基、2−メチルブチリデン基、3−メチルブチリデン基、t−ペンチリデン基、n−ヘキシリデン、1−メチルペンチリデン基、2−メチルペンチリデン基、3−メチルペンチリデン基、4−メチルペンチリデン基、2,2−ジメチルブチリデン基、2,3−ジメチルブチリデン基、2,4−ジメチルブチリデン基、3,3−ジメチルブチリデン基、3,4−ジメチルブチリデン基、4,4−ジメチルブチリデン基、2−エチルブチリデン基、1−エチルブチリデン基、及びシクロヘキシリデン基等が挙げられる。 = CR11R12 (alkylidene group) in the compound represented by the general formula (3) used for the production of the phenol resin (A) includes methylidene group, ethylidene group, propylidene group, n-butylidene group, isobutylidene group, t- Butylidene group, n-pentylidene group, 2-methylbutylidene group, 3-methylbutylidene group, t-pentylidene group, n-hexylidene group, 1-methylpentylidene group, 2-methylpentylidene group, 3-methylpentylidene group Group, 4-methylpentylidene group, 2,2-dimethylbutylidene group, 2,3-dimethylbutylidene group, 2,4-dimethylbutylidene group, 3,3-dimethylbutylidene group, 3,4-dimethyl Butylidene group, 4,4-dimethylbutylidene group, 2-ethylbutylidene group, 1-ethylbutylidene group, and cyclohexyl Den group and the like.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられる一般式(3)で表される化合物中のXにおけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。また、フェノール樹脂(A)の製造に用いられる一般式(3)で表される化合物中のXにおける炭素数1〜6のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、2−メチルブトキシ基、3−メチルブトキシ基、t−ペントキシ基、n−ヘキトキシ基、1−メチルペントキシ基、2−メチルペントキシ基、3−メチルペントキシ基、4−メチルペントキシ基、2,2−ジメチルブトキシ基、2,3−ジメチルブトキシ基、2,4−ジメチルブトキシ基、3,3−ジメチルブトキシ基、3,4−ジメチルブトキシ基、4,4−ジメチルブトキシ基、2−エチルブトキシ基、及び1−エチルブトキシ基等が挙げられる。 Examples of the halogen atom in X in the compound represented by the general formula (3) used for the production of the phenol resin (A) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Moreover, as a C1-C6 alkoxy group in X in the compound represented by General formula (3) used for manufacture of a phenol resin (A), a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, n-butoxy group , Isobutoxy group, t-butoxy group, n-pentoxy group, 2-methylbutoxy group, 3-methylbutoxy group, t-pentoxy group, n-hexoxy group, 1-methylpentoxy group, 2-methylpentoxy group, 3-methylpentoxy group, 4-methylpentoxy group, 2,2-dimethylbutoxy group, 2,3-dimethylbutoxy group, 2,4-dimethylbutoxy group, 3,3-dimethylbutoxy group, 3,4- Examples thereof include dimethylbutoxy group, 4,4-dimethylbutoxy group, 2-ethylbutoxy group, and 1-ethylbutoxy group.
フェノール樹脂(A)の製造において、一般式(3)で表される化合物は、一種類を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。中でも、p−キシリレングリコールは、比較的低温で合成が可能であり、反応副生成物の留去や取り扱いが容易であるため好ましい。Xがハロゲン原子である場合、微量の水分の存在に起因して発生するハロゲン化水素を酸触媒として利用することができる。 In manufacture of a phenol resin (A), the compound represented by General formula (3) may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be mixed and used for it. Among these, p-xylylene glycol is preferable because it can be synthesized at a relatively low temperature and the reaction by-product can be easily distilled off and handled. When X is a halogen atom, hydrogen halide generated due to the presence of a small amount of moisture can be used as an acid catalyst.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられる一般式(4)で表される化合物中のR7、R8、R9、R10及びR6において、炭素数1〜6の炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、2,4−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、3,4−ジメチルブチル基、4,4−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、1−エチルブチル基、シクロヘキシル基、及びフェニル基等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms in R7, R8, R9, R10 and R6 in the compound represented by the general formula (4) used for the production of the phenol resin (A) include a methyl group, Ethyl group, propyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, t-pentyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 2,4-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, Examples include 3,4-dimethylbutyl group, 4,4-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-ethylbutyl group, cyclohexyl group, and phenyl group.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられる一般式(4)で表される化合物中の=CR13R14(アルキリデン基)としては、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、n−ブチリデン基、イソブチリデン基、t−ブチリデン基、n−ペンチリデン基、2−メチルブチリデン基、3−メチルブチリデン基、t−ペンチリデン基、n−ヘキシリデン、1−メチルペンチリデン基、2−メチルペンチリデン基、3−メチルペンチリデン基、4−メチルペンチリデン基、2,2−ジメチルブチリデン基、2,3−ジメチルブチリデン基、2,4−ジメチルブチリデン基、3,3−ジメチルブチリデン基、3,4−ジメチルブチリデン基、4,4−ジメチルブチリデン基、2−エチルブチリデン基、1−エチルブチリデン基、及びシクロヘキシリデン基等が挙げられる。 = CR13R14 (alkylidene group) in the compound represented by the general formula (4) used for the production of the phenol resin (A) includes methylidene group, ethylidene group, propylidene group, n-butylidene group, isobutylidene group, t- Butylidene group, n-pentylidene group, 2-methylbutylidene group, 3-methylbutylidene group, t-pentylidene group, n-hexylidene group, 1-methylpentylidene group, 2-methylpentylidene group, 3-methylpentylidene group Group, 4-methylpentylidene group, 2,2-dimethylbutylidene group, 2,3-dimethylbutylidene group, 2,4-dimethylbutylidene group, 3,3-dimethylbutylidene group, 3,4-dimethyl Butylidene group, 4,4-dimethylbutylidene group, 2-ethylbutylidene group, 1-ethylbutylidene group, and cyclohexyl Den group and the like.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられる一般式(4)で表される化合物中のXにおいて、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。炭素数1〜6のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基、n−ペントキシ基、2−メチルブトキシ基、3−メチルブトキシ基、t−ペントキシ基、n−ヘキトキシ基、1−メチルペントキシ基、2−メチルペントキシ基、3−メチルペントキシ基、4−メチルペントキシ基、2,2−ジメチルブトキシ基、2,3−ジメチルブトキシ基、2,4−ジメチルブトキシ基、3,3−ジメチルブトキシ基、3,4−ジメチルブトキシ基、4,4−ジメチルブトキシ基、2−エチルブトキシ基、及び1−エチルブトキシ基等が挙げられる。 In X in the compound represented by the general formula (4) used for the production of the phenol resin (A), examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group, n-pentoxy group, 2-methylbutoxy group, 3-methylbutoxy group, t-pentoxy group, n-hexoxy group, 1-methylpentoxy group, 2-methylpentoxy group, 3-methylpentoxy group, 4-methylpentoxy group, 2,2-dimethylbutoxy group, 2,3- Dimethylbutoxy group, 2,4-dimethylbutoxy group, 3,3-dimethylbutoxy group, 3,4-dimethylbutoxy group, 4,4-dimethylbutoxy group, 2-ethylbutoxy group, 1-ethylbutoxy group, etc. Can be mentioned.
フェノール樹脂(A)の製造において、一般式(4)で表される化合物は、一種類を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。中でも、樹脂組成物の耐燃性と耐湿性のバランスという観点から、R6はメチル基が、bは1〜3であることが好ましい。Xがメトキシである場合は、反応副生成物の留去や取り扱いが容易であるため好ましく、Xがハロゲン原子である場合、微量の水分の存在に起因して発生するハロゲン化水素を酸触媒として利用することができる。 In manufacture of a phenol resin (A), the compound represented by General formula (4) may be used individually by 1 type, or 2 or more types may be mixed and used for it. Among these, from the viewpoint of a balance between the flame resistance and moisture resistance of the resin composition, R6 is preferably a methyl group and b is preferably 1 to 3. When X is methoxy, it is preferable because the reaction by-product can be easily distilled off and handled. When X is a halogen atom, hydrogen halide generated due to the presence of a small amount of moisture is used as an acid catalyst. Can be used.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられる一般式(5)で表される化合物中のR6において、炭素数1〜6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、2,4−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、3,4−ジメチルブチル基、4,4−ジメチルブチル基、2−エチルブチル基、1−エチルブチル基、シクロヘキシル基、及びフェニル基等が挙げられる。このようなアルキル置換芳香族化合物としては、例えば、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、1,3,5−トリメチルベンゼン、1,2,3−トリメチルベンゼン、1,2,4−トリメチルベンゼン、エチルベンゼン、o−ジエチルベンゼン、m−ジエチルベンゼン、p−ジエチルベンゼン、1,3,5−トリエチルベンゼン、1,2,3−トリエチルベンゼン、n−1,2,4−トリエチルベンゼン、クメン、o−シメン、m−シメン、p−シメン、n−ブチルベンゼン、sec−ブチルベンゼン、tert−ブチルベンゼン、ペンチルベンゼン、ジペンチルベンゼン等が挙げられる。これらの中でも、原料価格や樹脂組成物の耐燃性と耐湿性のバランスという観点からトルエン、ジメチルベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼンが好ましい。フェノール樹脂(A)の製造において、一般式(5)で表される化合物は、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 In R6 in the compound represented by the general formula (5) used for the production of the phenol resin (A), the hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an n-butyl group. , Isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, t-pentyl group, n-hexyl group, 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl Group, 4-methylpentyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 2,4-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 3,4-dimethylbutyl group, 4, Examples include 4-dimethylbutyl group, 2-ethylbutyl group, 1-ethylbutyl group, cyclohexyl group, and phenyl group. Examples of such alkyl-substituted aromatic compounds include toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, 1,3,5-trimethylbenzene, 1,2,3-trimethylbenzene, 1,2,4. -Trimethylbenzene, ethylbenzene, o-diethylbenzene, m-diethylbenzene, p-diethylbenzene, 1,3,5-triethylbenzene, 1,2,3-triethylbenzene, n-1,2,4-triethylbenzene, cumene, o -Cymene, m-cymene, p-cymene, n-butylbenzene, sec-butylbenzene, tert-butylbenzene, pentylbenzene, dipentylbenzene and the like. Among these, toluene, dimethylbenzene, trimethylbenzene, and tetramethylbenzene are preferable from the viewpoint of the raw material price and the balance between the flame resistance and moisture resistance of the resin composition. In manufacture of a phenol resin (A), the compound represented by General formula (5) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
フェノール樹脂(A)の製造に用いられるアルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒドなどが挙げられる。これらの中でも樹脂組成物の硬化性、原料コストの観点からホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドが好ましい。 Examples of aldehydes used in the production of the phenol resin (A) include formaldehyde, paraformaldehyde, acetaldehyde, and benzaldehyde. Among these, formaldehyde and paraformaldehyde are preferable from the viewpoints of curability of the resin composition and raw material costs.
フェノール樹脂(A)の合成方法については特に限定されるものではないが、例えば、第1の製法の場合には、フェノール化合物1モルに対して、一般式(3)で表される化合物と一般式(4)で表される化合物とを合計0.1〜0.6モル、蟻酸、シュウ酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、塩酸、硫酸、燐酸、酢酸、ルイス酸、などの酸性触媒0.005〜0.05モルを50〜200℃の温度で、窒素フローにより発生ガス及び水分を系外へ排出しながら、2〜20時間反応させ、反応終了後に残留するモノマーを減圧蒸留、水蒸気蒸留などの方法で留去することによって得ることができる。なお、フェノール樹脂(A)全体における一般式(1)で表される構造単位の合計の数と一般式(2)で表される構造単位の合計の数と比率は、使用した原料の比率をほぼ反映し、その配合比率の好ましい範囲としては、モル比で一般式(3)で表される化合物:一般式(4)=20:80〜80:20を挙げることができる。 The method for synthesizing the phenol resin (A) is not particularly limited. For example, in the case of the first production method, the compound represented by the general formula (3) is generally used with respect to 1 mol of the phenol compound. 0.1 to 0.6 mol in total with the compound represented by the formula (4), formic acid, oxalic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, Lewis acid, etc. The catalyst is reacted at a temperature of 50 to 200 ° C. at a temperature of 50 to 200 ° C. for 2 to 20 hours while discharging the generated gas and moisture out of the system by nitrogen flow, and the monomer remaining after the reaction is distilled under reduced pressure. It can be obtained by distilling off by a method such as steam distillation. The total number of structural units represented by general formula (1) and the total number and ratio of structural units represented by general formula (2) in the entire phenol resin (A) are the ratios of the raw materials used. As a preferred range of the compounding ratio, which is almost reflected, the compound represented by the general formula (3) by molar ratio: the general formula (4) = 20: 80 to 80:20 can be mentioned.
第1の製法により得られるフェノール樹脂(A)は、下記一般式(6)で表され、mが0〜20の整数であり、nが0〜20の整数である重合体の混合物である。 The phenol resin (A) obtained by the first production method is a polymer mixture represented by the following general formula (6), wherein m is an integer of 0 to 20 and n is an integer of 0 to 20.
一般式(6)で表され、mが0〜20の整数であり、nが0〜20の整数である重合体の混合物におけるm及びnの値を平均値で記載すると、mの平均値は1〜7、より好ましくは1.2〜2.5であり、nの平均値は0.2〜2、より好ましくは0.4〜1である。mの平均値が上記下限値未満の場合、得られる樹脂組成物のハンドリング性や樹脂組成物の硬化性が低下する恐れがある。また、mの平均値が上記上限値を超えた場合、フェノール樹脂自体の粘度が高いため、得られる樹脂組成物の流動性が低下する恐れがある。また、nの平均値が上記下限値未満の場合、得られる樹脂組成物の耐半田性及び搬送性が低下する恐れがある。また、nの平均値が上記上限値を超えた場合、樹脂組成物の流動性と硬化性が低下し、成形性は低下する恐れがある。なお、m及びnの値は、FD−MS分析法により求めることができる。一般式(6)の化合物のFD−MS分析法により測定される分子量は、300以上、1500以下であり、好ましくは500以上、900以下である。フェノール樹脂(A)自身でのハンドリングの容易性、樹脂組成物としての流動性、硬化性、耐燃性及び耐半田性のバランスを考慮すると、一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)は、第1の製法により得られるフェノール樹脂(A)の全量を基準として10質量%以上、80質量%以下、より好ましくは15質量%以上、70質量%以下、特に好ましくは20質量%以上、50質量%以下であることが好ましい。 When the values of m and n in the polymer mixture represented by the general formula (6), m is an integer of 0 to 20, and n is an integer of 0 to 20 are described as average values, the average value of m is It is 1-7, More preferably, it is 1.2-2.5, The average value of n is 0.2-2, More preferably, it is 0.4-1. When the average value of m is less than the above lower limit value, the handleability of the resulting resin composition and the curability of the resin composition may be reduced. Moreover, when the average value of m exceeds the said upper limit, since the viscosity of phenol resin itself is high, there exists a possibility that the fluidity | liquidity of the resin composition obtained may fall. Moreover, when the average value of n is less than the said lower limit, there exists a possibility that the solder resistance and conveyance property of the resin composition obtained may fall. Moreover, when the average value of n exceeds the said upper limit, the fluidity | liquidity and sclerosis | hardenability of a resin composition will fall, and there exists a possibility that a moldability may fall. In addition, the value of m and n can be calculated | required by the FD-MS analysis method. The molecular weight of the compound of the general formula (6) measured by the FD-MS analysis method is 300 or more and 1500 or less, preferably 500 or more and 900 or less. In consideration of the ease of handling of the phenol resin (A) itself, the balance of fluidity, curability, flame resistance and solder resistance as a resin composition, the structural unit and the general formula represented by the general formula (1) Component (A1) consisting of a polymer containing the structural unit represented by (2) is 10% by mass or more and 80% by mass or less, based on the total amount of phenol resin (A) obtained by the first production method. Preferably they are 15 mass% or more and 70 mass% or less, Most preferably, they are 20 mass% or more and 50 mass% or less.
第1の製法で得られるフェノール樹脂(A)中に含まれる成分(A1)を調整する方法として、例えば、一般式(4)で表される化合物の配合量を増やす、あるいは、一般式(3)で表される化合物を反応系に徐々に添加するなどの方法を採ることによって、成分(A1)の含有割合を高めることができる。 As a method of adjusting the component (A1) contained in the phenol resin (A) obtained by the first production method, for example, the amount of the compound represented by the general formula (4) is increased, or the general formula (3 ), The content ratio of the component (A1) can be increased.
また、フェノール樹脂(A)の合成方法のうち、第2の製法の場合には、一般式(5)で表されるアルキル置換芳香族化合物1モルに対して、アルデヒド類を1〜2.5モル、 触媒として水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属触媒、またはパラトルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、硫酸などの強酸を0.1〜2.5モル加えて、アルカリ金属触媒の場合には5〜80℃の温度で、酸性触媒の場合には100〜150℃の温度で、0.5〜5時間反応して反応中間体を得る。次いで、一般式(3)で表される化合物0.2〜5モル及びフェノール化合物1〜20モル、シュウ酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、塩酸、硫酸、燐酸、酢酸、ルイス酸などの酸性触媒0.005〜0.05モルを加えて50〜200℃の温度にて窒素フローにより発生ガスを系外へ排出しながら、2〜20時間共縮合反応させ、反応終了後に残留するモノマー及び水分を減圧蒸留、水蒸気蒸留などの方法で留去することによって得ることができる。一般式(3)においてXがハロゲン原子である場合、微量の水分の存在に起因して発生するハロゲン化水素を酸触媒として用いることができる。 Moreover, among the synthesis methods of a phenol resin (A), in the case of the 2nd manufacturing method, aldehydes are 1-2.5 with respect to 1 mol of alkyl substituted aromatic compounds represented by General formula (5). In the case of an alkali metal catalyst, 0.1 to 2.5 mol of an alkali metal catalyst such as sodium hydroxide or potassium hydroxide or a strong acid such as paratoluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid or sulfuric acid is added as a catalyst. A reaction intermediate is obtained by reacting at a temperature of 5 to 80 ° C. and in the case of an acidic catalyst at a temperature of 100 to 150 ° C. for 0.5 to 5 hours. Next, 0.2 to 5 mol of the compound represented by the general formula (3) and 1 to 20 mol of the phenol compound, oxalic acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, Lewis acid, etc. Monomer remaining after the completion of the reaction by adding 0.005 to 0.05 mol of the acidic catalyst and co-condensation reaction for 2 to 20 hours while discharging the generated gas out of the system by nitrogen flow at a temperature of 50 to 200 ° C. And water can be obtained by distilling off by a method such as vacuum distillation or steam distillation. In the general formula (3), when X is a halogen atom, hydrogen halide generated due to the presence of a small amount of moisture can be used as the acid catalyst.
第2の製法により得られるフェノール樹脂(A)は、下記一般式(7)で表され、iが0〜20の整数であり、jが0〜20の整数であり、kが0〜20の整数である重合体の混合物である。 The phenol resin (A) obtained by the second production method is represented by the following general formula (7), i is an integer of 0-20, j is an integer of 0-20, and k is 0-20. It is a mixture of polymers that are integers.
一般式(7)で表され、iが0〜20の整数であり、jが0〜20の整数であり、kが0〜20の整数である重合体の混合物におけるi、j及びkの値を平均値で記載すると、iの平均値は0.5〜7、より好ましくは1〜4であり、jの平均値は0.2〜3、より好ましくは0.4〜2であり、kの平均値は0以上、5以下、より好ましくは0以上、3以下である。iが上記下限値未満の場合、得られる樹脂組成物の硬化性が低下する恐れがある。iが上記上限値を超えた場合、フェノール樹脂自体の粘度が高いため、得られる樹脂組成物の流動性が低下する恐れがある。また、jが上記下限値未満の場合、得られるフェノール樹脂は固着しやすく、得られる樹脂組成物の耐半田クラック性が低下する恐れがある。jが上記上限値を超えた場合、樹脂組成物の流動性と硬化性が低下する恐れがある。また、kが上記上限値を超えた場合、樹脂組成物の耐燃性が低下する恐れがある。なお、i、j及びkの値は、FD−MS分析法により求めることができる。一般式(7)の化合物のFD−MS分析法により測定される分子量は、350以上、1200以下であり、好ましくは400以上、900以下である。フェノール樹脂(A)自身でのハンドリングの容易性、樹脂組成物としての流動性、硬化性、耐燃性及び耐半田性のバランスを考慮すると、一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)は、第2の製法により得られるフェノール樹脂(A)の全量を基準として10質量%以上、80質量%以下、より好ましくは15質量%以上、70質量%以下、特に好ましくは20質量%以上、50質量%以下であることが好ましい。 Values of i, j, and k in the polymer mixture represented by the general formula (7), i is an integer of 0 to 20, j is an integer of 0 to 20, and k is an integer of 0 to 20. Is an average value, the average value of i is 0.5 to 7, more preferably 1 to 4, the average value of j is 0.2 to 3, more preferably 0.4 to 2, and k Is 0 or more and 5 or less, more preferably 0 or more and 3 or less. When i is less than the lower limit, the curability of the resulting resin composition may be reduced. When i exceeds the above upper limit, the viscosity of the phenol resin itself is high, so that the fluidity of the resulting resin composition may be lowered. Moreover, when j is less than the said lower limit, the obtained phenol resin tends to adhere, and there exists a possibility that the solder crack resistance of the obtained resin composition may fall. When j exceeds the upper limit, the fluidity and curability of the resin composition may be reduced. Moreover, when k exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the flame resistance of a resin composition may fall. Note that the values of i, j, and k can be obtained by an FD-MS analysis method. The molecular weight of the compound of the general formula (7) measured by FD-MS analysis is 350 or more and 1200 or less, preferably 400 or more and 900 or less. In consideration of the ease of handling of the phenol resin (A) itself, the balance of fluidity, curability, flame resistance and solder resistance as a resin composition, the structural unit and the general formula represented by the general formula (1) The component (A1) composed of a polymer containing the structural unit represented by (2) is 10% by mass or more and 80% by mass or less based on the total amount of the phenol resin (A) obtained by the second production method. Preferably they are 15 mass% or more and 70 mass% or less, Most preferably, they are 20 mass% or more and 50 mass% or less.
ここで、第2の製法で得られるフェノール樹脂(A)中に、一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)の含有割合を高める手法としては、例えば、一般式(3)で表される化合物について、配合量を低減する、または、反応系に徐々に添加するなどの方法を挙げることができる。 Here, in the phenol resin (A) obtained by the second production method, a component comprising a polymer containing a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (2) ( Examples of the method for increasing the content ratio of A1) include a method of reducing the compounding amount or gradually adding the compound represented by the general formula (3) to the reaction system.
第2の製法で得られるフェノール樹脂(A)中には、一般式(1)で表される構造単位を含まず、かつ一般式(2)で表される構造単位を含まない重合体(一般式(7)でi=0、j=0である成分)を副生成物として含み得るが、フェノール樹脂(A)としてのハンドリング性や樹脂組成物の硬化性、流動性及び耐燃性を損なわない範囲でこれらの副生成物を含んでもよい。また、上述の副生成物の含有量を低減させる手法としては、ホルムアルデヒド配合量を低減、又は反応中間体中に残留する未反応のアルデヒド類を再結晶又は減圧などの公知の方法で除去する方法、などが挙げられる。 The phenol resin (A) obtained by the second production method does not contain the structural unit represented by the general formula (1) and does not contain the structural unit represented by the general formula (2) (general Ingredients where i = 0 and j = 0 in formula (7) may be included as by-products, but the handling properties as phenol resin (A) and the curability, fluidity and flame resistance of the resin composition are not impaired. A range of these by-products may be included. In addition, as a method of reducing the content of the above-mentioned by-product, a method of reducing the amount of formaldehyde, or removing unreacted aldehydes remaining in the reaction intermediate by a known method such as recrystallization or reduced pressure , Etc.
第2の製法で得られるフェノール樹脂(A)中には2核体成分(フェニレン骨格を有するフェノールアラルキルの2核体、フェニレン骨格の水素原子の一部が炭素数1〜6の炭化水素基で置換されたフェニレン骨格を有するフェノールアラルキルの2核体、又はフェノールノボラックの2核体)が含まれることがある。これらの含有割合について、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)の面積法により求められる含有量は20%以下が好ましく、より好ましくは15%以下である。2核体量が上記上限値を超えた場合、フェノール樹脂のブロッキングが生じやすく、また樹脂組成物の硬化性が低下する。上述の2核体を低減する方法としては、フェノールの反応後に、水蒸気蒸留あるいは減圧蒸留において、減圧度を高める、あるいは処理時間を長くするなどにより、2核体成分を低減することができる。 In the phenol resin (A) obtained by the second production method, a binuclear component (a dinuclear phenol aralkyl having a phenylene skeleton, a part of hydrogen atoms of the phenylene skeleton is a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. A phenol aralkyl dinuclear having a substituted phenylene skeleton, or a phenol novolac dinuclear). About these content rates, the content calculated | required by the area method of a gel permeation chromatograph (GPC) has preferable 20% or less, More preferably, it is 15% or less. When the binuclear amount exceeds the above upper limit, the phenol resin is likely to be blocked, and the curability of the resin composition is lowered. As a method of reducing the above-mentioned dinuclear body, the binuclear component can be reduced by increasing the degree of vacuum or extending the treatment time in steam distillation or vacuum distillation after the reaction of phenol.
ここで、より低粘度のフェノール樹脂を得るためには、フェノール化合物の配合量を増やす、ホルムアルデヒド成分を減らす、酸触媒の配合量を減らす、ハロゲン化水素ガスが発生する場合にはこれを窒素気流などで速やかに系外に排出する、共縮合温度を下げる、などの手法によって高分子量成分の生成を低減させる方法が使用できる。この場合、反応の進行は、一般式(3)、(4)、反応中間体とフェノールとの反応で副生成する水、ハロゲン化水素、アルコールのガスの発生状況や、あるいは反応途中の生成物をサンプリングしてゲルパーミエーションクロマトグラフ法により分子量で確認することもできる。 Here, in order to obtain a phenol resin with a lower viscosity, increase the compounding amount of the phenol compound, reduce the formaldehyde component, decrease the compounding amount of the acid catalyst, and if hydrogen halide gas is generated, this is removed with a nitrogen stream. For example, a method of reducing the production of a high molecular weight component by a method such as quickly discharging out of the system or lowering the cocondensation temperature can be used. In this case, the progress of the reaction is represented by the general formulas (3) and (4), the generation of water, hydrogen halide, and alcohol gas by-produced by the reaction between the reaction intermediate and phenol, or the product during the reaction. And the molecular weight can be confirmed by gel permeation chromatography.
本発明で用いられるフェノール樹脂(A)は、1又は2以上の成分からなるフェノール樹脂であって、一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むフェノール樹脂であり、具体的には、下記1)又は2)の成分を必須成分とし、下記3)〜6)の成分を含むことができる。
1)フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂とフェニレン骨格の水素原子の一部が炭素数1〜6の炭化水素基で置換されたフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂との共重合体
2)フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂とフェニレン骨格の水素原子の一部が炭素数1〜6の炭化水素基で置換されたフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂とフェノールノボラック型樹脂の共重合体
3)フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂又はフェニレン骨格の水素原子の一部が炭素数1〜6の炭化水素基で置換されたフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂
4)フェノールノボラック型樹脂
5)フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂又はフェニレン骨格の水素原子の一部が炭素数1〜6の炭化水素基で置換されたフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂とフェノールノボラック型樹脂の共重合体
6)上記の1)〜5)のフェノール樹脂で、分子の末端部又はヒドロキシフェニル基の置換基に、炭素数1〜6の炭化水素基が1〜4個置換したフェニル基が、直接、またはパラキシリレン基を介して結合した重合体
The phenol resin (A) used in the present invention is a phenol resin composed of one or more components, and a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (2) A phenol resin containing a component (A1) comprising a polymer containing, specifically, the following component 1) or 2) is an essential component, and the following components 3) to 6) can be included.
1) Copolymer of a phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton and a phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton in which some of the hydrogen atoms of the phenylene skeleton are substituted with a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms 2) having a phenylene skeleton Copolymer of phenol aralkyl resin and phenol novolac resin having a phenylene skeleton in which a part of hydrogen atoms of the phenylene skeleton is substituted with a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms 3) Phenol aralkyl having a phenylene skeleton Resin or phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton in which a part of hydrogen atoms of the phenylene skeleton is substituted with a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms 4) Phenol novolac resin 5) Phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton or phenylene skeleton Part of hydrogen atom A copolymer of a phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton and a phenol novolac resin having a phenylene skeleton substituted with a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. 6) In the phenol resin of the above 1) to 5), the terminal of the molecule or hydroxy Polymer in which phenyl group substituted with 1 to 4 hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms is bonded directly or via a paraxylylene group to a phenyl group substituent
上述の複数の構造の重合体を含むことにより、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂よりも、低粘度でありながらも固着し難いことでハンドリング性が良好であり、かつ硬化性を損なうことなく、耐半田性、耐燃性に優れ、良好な連続成形性をも発現することができる。とりわけ第2の製法の場合には、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂よりも原料コストが安く、低コストで製造することができる。 By including a polymer having a plurality of structures as described above, the phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton has a low viscosity but is difficult to be fixed, so that the handling property is good and the curability is not impaired. It has excellent solderability and flame resistance, and can exhibit good continuous formability. In particular, in the case of the second production method, the raw material cost is lower than that of the phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton, and it can be produced at a low cost.
一般式(6)のm、nの値及び一般式(7)のi、j、kの値は、FD−MS測定により求めることができる。検出質量(m/z)範囲50〜2000にて測定した、FD−MS分析で検出された各ピークについて、検出質量(m/z)からは分子量、及び繰り返し数(m、n及びi、j、k)の値を得ることができ、さらに各ピークの強度比を含有割合(質量)として算術計算することによってm、nの各平均値及びi、j、kの各平均値を求めることができる。 The values of m and n in the general formula (6) and the values of i, j, and k in the general formula (7) can be obtained by FD-MS measurement. For each peak detected by FD-MS analysis measured in a detected mass (m / z) range of 50 to 2000, the molecular weight and the number of repetitions (m, n and i, j) are determined from the detected mass (m / z). K), and by calculating the intensity ratio of each peak as a content ratio (mass), the average values of m and n and the average values of i, j, and k can be obtained. it can.
フェノール樹脂(A)がフェノールノボラック型樹脂を含む場合、フェノール樹脂(A)中のフェノールノボラック型樹脂の含有量は、フェノール樹脂(A)全量に対して、5〜20質量%、より好ましくは5〜15質量%である。上述の範囲とすることによって、良好な硬化性と耐燃性を得ることができる。 When the phenol resin (A) contains a phenol novolac resin, the content of the phenol novolac resin in the phenol resin (A) is 5 to 20% by mass, more preferably 5%, based on the total amount of the phenol resin (A). ˜15 mass%. By setting it as the above range, good curability and flame resistance can be obtained.
本発明の半導体封止用樹脂組成物におけるフェノール樹脂(A)の配合量は、半導体封止用樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは0.5質量%以上であり、より好ましくは1質量%以上であり、さらに好ましくは1.5質量%以上である。下限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物は良好な流動性を有する。また、半導体封止用樹脂組成物中のフェノール樹脂の量は、半導体封止樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは10質量%以下、より好ましくは9質量%であり、さらに好ましくは8質量%以下である。上限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物は良好な耐半田性と硬化性を有する。 The compounding amount of the phenol resin (A) in the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% with respect to the total mass of the resin composition for semiconductor encapsulation. It is at least mass%, more preferably at least 1.5 mass%. When the lower limit is within the above range, the resulting resin composition has good fluidity. Moreover, the amount of the phenol resin in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 10% by mass or less, more preferably 9% by mass, and still more preferably 8% with respect to the total mass of the semiconductor encapsulation resin composition. It is below mass%. When the upper limit is within the above range, the resulting resin composition has good solder resistance and curability.
本発明の半導体封止用樹脂組成物では、上記フェノール樹脂(A)を用いることによる効果が損なわれない範囲で、他の硬化剤を併用することができる。併用できる硬化剤としては、例えば重付加型の硬化剤、触媒型の硬化剤、縮合型の硬化剤等を挙げることができる。重付加型の硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、メタキシレリレンジアミン(MXDA)などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、m−フェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)などの芳香族ポリアミンのほか、ジシアンジアミド(DICY)、有機酸ジヒドララジドなどを含むポリアミン化合物;ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物;ノボラック型フェノール樹脂、フェノールポリマーなどのポリフェノール化合物;ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物;イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物;カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類などが挙げられる。 In the resin composition for semiconductor encapsulation of this invention, another hardening | curing agent can be used together in the range by which the effect by using the said phenol resin (A) is not impaired. Examples of the curing agent that can be used in combination include a polyaddition type curing agent, a catalyst type curing agent, and a condensation type curing agent. Examples of polyaddition type curing agents include aliphatic polyamines such as diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), and metaxylylene diamine (MXDA), diaminodiphenylmethane (DDM), and m-phenylenediamine (MPDA). In addition to aromatic polyamines such as diaminodiphenylsulfone (DDS), polyamine compounds including dicyandiamide (DICY), organic acid dihydrazide, etc .; alicyclics such as hexahydrophthalic anhydride (HHPA), methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA) Acid anhydrides, including acid anhydrides, trimellitic anhydride (TMA), pyromellitic anhydride (PMDA), aromatic anhydrides such as benzophenone tetracarboxylic acid (BTDA), etc .; novolac-type phenolic resin, phenol Polyphenol compounds such as Rimmer; polysulfide, thioester, polymercaptan compounds such as thioethers; isocyanate prepolymer, isocyanate compounds such as blocked isocyanate; and organic acids such as carboxylic acid-containing polyester resins.
触媒型の硬化剤としては、例えば、ベンジルジメチルアミン(BDMA)、2,4,6−トリスジメチルアミノメチルフェノール(DMP−30)などの3級アミン化合物;2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール(EMI24)などのイミダゾール化合物;BF3錯体などのルイス酸などが挙げられる。 Examples of the catalyst-type curing agent include tertiary amine compounds such as benzyldimethylamine (BDMA) and 2,4,6-trisdimethylaminomethylphenol (DMP-30); 2-methylimidazole, 2-ethyl-4 -Imidazole compounds such as methylimidazole (EMI24); Lewis acids such as BF 3 complexes.
縮合型の硬化剤としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂系硬化剤;メチロール基含有尿素樹脂のような尿素樹脂;メチロール基含有メラミン樹脂のようなメラミン樹脂などが挙げられる。 Examples of the condensation type curing agent include phenolic resin-based curing agents such as novolak type phenolic resin and resol type phenolic resin; urea resin such as methylol group-containing urea resin; melamine resin such as methylol group-containing melamine resin; Can be mentioned.
これらの中でも、耐燃性、耐湿性、電気特性、硬化性、保存安定性等のバランスの点からフェノール樹脂系硬化剤が好ましい。フェノール樹脂系硬化剤は、一分子内にフェノール性水酸基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般であり、その分子量、分子構造を特に限定するものではないが、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、ナフトールノボラック樹脂等のノボラック型樹脂;トリフェノールメタン型フェノール樹脂等の多官能型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。これらのうち、硬化性の点から水酸基当量は90g/eq以上、250g/eq以下のものが好ましい。 Among these, a phenol resin-based curing agent is preferable from the viewpoint of balance of flame resistance, moisture resistance, electrical characteristics, curability, storage stability, and the like. The phenol resin-based curing agent is a monomer, oligomer, or polymer in general having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and its molecular weight and molecular structure are not particularly limited. For example, phenol novolak resin, cresol novolak Resin, novolak resin such as naphthol novolak resin; polyfunctional phenol resin such as triphenolmethane phenol resin; modified phenol resin such as terpene modified phenol resin and dicyclopentadiene modified phenol resin; phenylene skeleton and / or biphenylene skeleton Aralkyl type resins such as phenol aralkyl resins having phenylene and / or naphthol aralkyl resins having a biphenylene skeleton; bisphenol compounds such as bisphenol A and bisphenol F, etc. Type may be used in combination of two or more be used alone. Among these, the hydroxyl equivalent is preferably 90 g / eq or more and 250 g / eq or less from the viewpoint of curability.
このような他の硬化剤を併用する場合において、フェノール樹脂(A)の配合割合の下限値としては、全硬化剤に対して、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが特に好ましい。配合割合が上記範囲内であると、耐燃性、耐半田性を保持しつつ、良好な流動性を発現させることができる。 In the case where such other curing agents are used in combination, the lower limit value of the blending ratio of the phenol resin (A) is preferably 20% by mass or more and 30% by mass or more with respect to the total curing agent. It is more preferable, and it is especially preferable that it is 50 mass% or more. When the blending ratio is within the above range, good fluidity can be exhibited while maintaining flame resistance and solder resistance.
硬化剤全体の配合割合の下限値については、特に限定されるものではないが、全樹脂組成物中に、0.8質量%以上であることが好ましく1.5質量%以上であることがより好ましい。配合割合の下限値が上記範囲内であると、充分な流動性を得ることができる。また、硬化剤全体の配合割合の上限値についても、特に限定されるものではないが、全樹脂組成物中に、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましい。配合割合の上限値が上記範囲内であると、良好な耐半田性を得ることができる。 The lower limit of the blending ratio of the entire curing agent is not particularly limited, but is preferably 0.8% by mass or more and more preferably 1.5% by mass or more in the total resin composition. preferable. When the lower limit value of the blending ratio is within the above range, sufficient fluidity can be obtained. Further, the upper limit of the blending ratio of the entire curing agent is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less and more preferably 8% by mass or less in the entire resin composition. . When the upper limit of the blending ratio is within the above range, good solder resistance can be obtained.
本発明の半導体封止用樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂(B)としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、アントラセンジオール型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂;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等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂;メトキシナフタレン骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのエポキシ樹脂は、得られる半導体封止用樹脂組成物の耐湿信頼性の観点から、イオン性不純物であるNa+イオンやCl−イオンを極力含まないことが好ましい。また、半導体樹脂組成物の硬化性の観点から、エポキシ樹脂のエポキシ当量は、100g/eq以上、500g/eq以下であることが好ましい。 Examples of the epoxy resin (B) used in the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention include crystalline epoxy resins such as biphenyl type epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, stilbene type epoxy resins, anthracene diol type epoxy resins; Novolak type epoxy resins such as phenol novolac type epoxy resins and cresol novolak type epoxy resins; polyfunctional epoxy resins such as triphenolmethane type epoxy resins and alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resins; phenol aralkyl type epoxy resins having a phenylene skeleton; Aralkyl type epoxy resins such as phenol aralkyl type epoxy resins having a biphenylene skeleton, naphthol aralkyl type epoxy resins having a phenylene skeleton, dihydroxynaphthalene type epoxy resins, A naphthol type epoxy resin such as an epoxy resin obtained by glycidyl etherification of a dimer of hydroxynaphthalene; a novolac type epoxy resin having a methoxynaphthalene skeleton; a triazine nucleus-containing epoxy resin such as triglycidyl isocyanurate or monoallyl diglycidyl isocyanurate Bridged cyclic hydrocarbon compound-modified phenolic epoxy resins such as dicyclopentadiene-modified phenolic epoxy resins, but are not limited thereto. These epoxy resins preferably do not contain Na + ions or Cl − ions, which are ionic impurities, as much as possible from the viewpoint of moisture resistance reliability of the obtained resin composition for semiconductor encapsulation. Moreover, it is preferable that the epoxy equivalent of an epoxy resin is 100 g / eq or more and 500 g / eq or less from a sclerosing | hardenable viewpoint of a semiconductor resin composition.
さらにその中でも、流動性の観点ではビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂等が好ましく、耐半田性の観点ではフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、メトキシナフタレン骨格を有するノボラック型エポキシ樹脂等が好ましい。また、片面封止型の半導体装置における低反り性の観点ではトリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、アントラセンジオール型エポキシ樹脂等が好ましい。このようなエポキシ樹脂であれば、後述する実施例で示すように、本発明のフェノール樹脂(A)と組み合わせて用いることにより、流動性を向上させつつ、ハンドリング性、耐半田性、耐燃性及び連続成形性のバランスが安定的に良好となる作用効果が得られる。 Among them, biphenyl type epoxy resins and bisphenol type epoxy resins are preferable from the viewpoint of fluidity, and from the viewpoint of solder resistance, phenol aralkyl type epoxy resins having a phenylene skeleton, phenol aralkyl type epoxy resins having a biphenylene skeleton, and methoxynaphthalene. A novolac type epoxy resin having a skeleton is preferable. From the viewpoint of low warpage in a single-side sealed semiconductor device, a triphenolmethane type epoxy resin, a naphthol aralkyl type epoxy resin having a phenylene skeleton, an anthracenediol type epoxy resin, and the like are preferable. If it is such an epoxy resin, as shown in the examples described later, by using it in combination with the phenol resin (A) of the present invention, while improving the fluidity, handling, solder resistance, flame resistance and The effect that the balance of continuous formability is stably improved is obtained.
半導体封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂(B)の量は、半導体封止用樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは2質量%以上であり、より好ましくは4質量%以上である。下限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物は良好な流動性を有する。また、半導体封止用樹脂組成物中のエポキシ樹脂の量は、半導体封止用樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは13質量%以下である。下限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物は良好な耐半田性を有する。 The amount of the epoxy resin (B) in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 2% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, based on the total mass of the resin composition for semiconductor encapsulation. . When the lower limit is within the above range, the resulting resin composition has good fluidity. Moreover, the amount of the epoxy resin in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 15% by mass or less, more preferably 13% by mass or less, with respect to the total mass of the resin composition for semiconductor encapsulation. When the lower limit is in the above range, the resulting resin composition has good solder resistance.
なお、フェノール樹脂とエポキシ樹脂とは、全エポキシ樹脂のエポキシ基数(EP)と、全フェノール樹脂のフェノール性水酸基数(OH)との当量比(EP)/(OH)が、0.8以上、1.3以下となるように配合することが好ましい。当量比が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物を成形する際、十分な硬化特性を得ることができる。 The phenol resin and the epoxy resin have an equivalent ratio (EP) / (OH) between the number of epoxy groups (EP) of all epoxy resins and the number of phenolic hydroxyl groups (OH) of all phenol resins, of 0.8 or more, It is preferable to mix | blend so that it may become 1.3 or less. When the equivalent ratio is within the above range, sufficient curing characteristics can be obtained when the resulting resin composition is molded.
本発明の半導体封止用樹脂組成物に用いられる無機充填剤(C)としては、当該分野で一般的に用いられる無機充填剤を使用することができる。例えば、溶融シリカ、球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素、窒化アルミ等が挙げられる。無機充填剤の粒径は、金型キャビティへの充填性の観点から、0.01μm以上、150μm以下であることが望ましい。 As an inorganic filler (C) used for the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, an inorganic filler generally used in this field can be used. Examples thereof include fused silica, spherical silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, and aluminum nitride. The particle size of the inorganic filler is desirably 0.01 μm or more and 150 μm or less from the viewpoint of filling properties in the mold cavity.
半導体封止用樹脂組成物中の無機充填剤(C)の量は、半導体封止用樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは83質量%以上であり、さらに好ましくは86質量%以上である。下限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物の硬化に伴う吸湿量の増加や、強度の低下が低減でき、したがって良好な耐半田クラック性を有する硬化物を得ることができる。また、半導体封止用樹脂組成物中の無機充填剤の量は、半導体封止用樹脂組成物の全質量に対して、好ましくは93質量%以下であり、より好ましくは91質量%以下であり、さらに好ましくは90質量%以下である。上限値が上記範囲内であると、得られる樹脂組成物は良好な流動性を有するとともに、良好な成形性を備える。 The amount of the inorganic filler (C) in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 80% by mass or more, more preferably 83% by mass or more, based on the total mass of the resin composition for semiconductor encapsulation. Yes, more preferably 86% by mass or more. When the lower limit value is within the above range, an increase in moisture absorption and a decrease in strength due to curing of the resulting resin composition can be reduced, and therefore a cured product having good solder crack resistance can be obtained. Moreover, the amount of the inorganic filler in the resin composition for semiconductor encapsulation is preferably 93% by mass or less, more preferably 91% by mass or less, with respect to the total mass of the resin composition for semiconductor encapsulation. More preferably, it is 90 mass% or less. When the upper limit is within the above range, the resulting resin composition has good fluidity and good moldability.
なお、後述する、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物や、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、三酸化アンチモン等の無機系難燃剤を用いる場合には、これらの無機系難燃剤と上記無機充填剤の合計量を上記範囲内とすることが望ましい。 In addition, when using inorganic flame retardants such as metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, zinc borate, zinc molybdate and antimony trioxide described later, these inorganic flame retardants and the above It is desirable that the total amount of the inorganic filler is within the above range.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、硬化促進剤(D)を含む。硬化促進剤(D)は、エポキシ樹脂のエポキシ基とフェノール樹脂の水酸基との反応を促進するものであればよく、一般に使用される硬化促進剤(D)を用いることができる。具体例としては、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、ベンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾール等の窒素原子含有化合物が挙げられる。これらのうち、硬化性の観点からはリン原子含有化合物が好ましく、流動性と硬化性のバランスの観点からは、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有する触媒がより好ましい。流動性という点を考慮するとテトラ置換ホスホニウム化合物が特に好ましく、また耐半田性の観点では、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物が特に好ましく、また潜伏的硬化性という点を考慮すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が特に好ましい。また、連続成形性の観点では、テトラ置換ホスホニウム化合物が好ましい。 The resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention contains a curing accelerator (D). The curing accelerator (D) is not particularly limited as long as it accelerates the reaction between the epoxy group of the epoxy resin and the hydroxyl group of the phenol resin, and a generally used curing accelerator (D) can be used. Specific examples include phosphorus-containing compounds such as organic phosphines, tetra-substituted phosphonium compounds, phosphobetaine compounds, adducts of phosphine compounds and quinone compounds, adducts of phosphonium compounds and silane compounds; 1,8-diazabicyclo (5 , 4, 0) Undecene-7, benzyldimethylamine, nitrogen atom-containing compounds such as 2-methylimidazole. Among these, a phosphorus atom-containing compound is preferable from the viewpoint of curability, and from the viewpoint of balance between fluidity and curability, a tetra-substituted phosphonium compound, a phosphobetaine compound, an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, a phosphonium compound A catalyst having latency such as an adduct of silane compound and silane compound is more preferable. In view of fluidity, tetra-substituted phosphonium compounds are particularly preferable. From the viewpoint of solder resistance, phosphobetaine compounds, adducts of phosphine compounds and quinone compounds are particularly preferable, and in view of latent curability. An adduct of a phosphonium compound and a silane compound is particularly preferable. Further, from the viewpoint of continuous moldability, a tetra-substituted phosphonium compound is preferable.
本発明の半導体封止用樹脂組成物で用いることができる有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィンが挙げられる。 Examples of the organic phosphine that can be used in the resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention include a first phosphine such as ethylphosphine and phenylphosphine; a second phosphine such as dimethylphosphine and diphenylphosphine; trimethylphosphine, triethylphosphine, and tributyl. Third phosphine such as phosphine and triphenylphosphine can be used.
本発明の半導体封止用樹脂組成物で用いることができるテトラ置換ホスホニウム化合物としては、例えば下記一般式(8)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the tetra-substituted phosphonium compound that can be used in the semiconductor sealing resin composition of the present invention include compounds represented by the following general formula (8).
一般式(8)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られるがこれに限定されるものではない。まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで水を加えると、一般式(8)で表される化合物を沈殿させることができる。一般式(8)で表される化合物において、合成時の収得率と硬化促進効果のバランスに優れるという観点では、リン原子に結合するR17、R18、R19及びR20がフェニル基であり、かつAHはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール化合物であり、かつAは該フェノール化合物のアニオンであるのが好ましい。 Although the compound represented by General formula (8) is obtained as follows, for example, it is not limited to this. First, a tetra-substituted phosphonium halide, an aromatic organic acid and a base are mixed in an organic solvent and mixed uniformly to generate an aromatic organic acid anion in the solution system. Subsequently, when water is added, the compound represented by the general formula (8) can be precipitated. In the compound represented by the general formula (8), R17, R18, R19, and R20 bonded to the phosphorus atom are phenyl groups and AH is bonded to the phosphorus atom from the viewpoint of excellent balance between the yield at the time of synthesis and the curing acceleration effect. A compound having a hydroxyl group in an aromatic ring, that is, a phenol compound, and A is preferably an anion of the phenol compound.
本発明の半導体封止用樹脂組成物で用いることができるホスホベタイン化合物としては、例えば下記一般式(9)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the phosphobetaine compound that can be used in the semiconductor sealing resin composition of the present invention include compounds represented by the following general formula (9).
一般式(9)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。まず、第三ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。しかしこれに限定されるものではない。 The compound represented by the general formula (9) is obtained, for example, as follows. First, it is obtained through a step of bringing a triaromatic substituted phosphine, which is a third phosphine, into contact with a diazonium salt and replacing the triaromatic substituted phosphine with a diazonium group of the diazonium salt. However, the present invention is not limited to this.
本発明の半導体封止用樹脂組成物で用いることができるホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、例えば下記一般式(10)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the adduct of a phosphine compound and a quinone compound that can be used in the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention include compounds represented by the following general formula (10).
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス(ベンジル)ホスフィン等の芳香環に無置換又はアルキル基、アルコキシル基等の置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基等の置換基としては1〜6の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。 Examples of the phosphine compound used as an adduct of a phosphine compound and a quinone compound include an aromatic ring such as triphenylphosphine, tris (alkylphenyl) phosphine, tris (alkoxyphenyl) phosphine, trinaphthylphosphine, and tris (benzyl) phosphine. Those having a substituent such as a substituent or an alkyl group or an alkoxyl group are preferred, and examples of the substituent such as an alkyl group and an alkoxyl group include those having 1 to 6 carbon atoms. From the viewpoint of availability, triphenylphosphine is preferable.
またホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、o−ベンゾキノン、p−ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもp−ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。 In addition, examples of the quinone compound used for the adduct of the phosphine compound and the quinone compound include o-benzoquinone, p-benzoquinone, and anthraquinones. Among them, p-benzoquinone is preferable from the viewpoint of storage stability.
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。 As a method for producing an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, the adduct can be obtained by contacting and mixing in a solvent capable of dissolving both organic tertiary phosphine and benzoquinone. The solvent is preferably a ketone such as acetone or methyl ethyl ketone, which has low solubility in the adduct. However, the present invention is not limited to this.
一般式(10)で表される化合物において、リン原子に結合するR21、R22及びR23がフェニル基であり、かつR24、R25及びR26が水素原子である化合物、すなわち1,4−ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が樹脂組成物の硬化物の熱時弾性率を低下させる点で好ましい。 In the compound represented by the general formula (10), R21, R22 and R23 bonded to the phosphorus atom are phenyl groups, and R24, R25 and R26 are hydrogen atoms, that is, 1,4-benzoquinone and triphenyl A compound to which phosphine has been added is preferred in that it reduces the thermal elastic modulus of the cured product of the resin composition.
本発明の半導体封止用樹脂組成物で用いることができるホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、例えば下記式(11)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the adduct of a phosphonium compound and a silane compound that can be used in the semiconductor sealing resin composition of the present invention include compounds represented by the following formula (11).
一般式(11)において、R27、R28、R29及びR30としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、n−ブチル基、n−オクチル基及びシクロヘキシル基等が挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等の置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。 In the general formula (11), as R27, R28, R29 and R30, for example, phenyl group, methylphenyl group, methoxyphenyl group, hydroxyphenyl group, naphthyl group, hydroxynaphthyl group, benzyl group, methyl group, ethyl group, n-butyl group, n-octyl group, cyclohexyl group, and the like. Among these, an aromatic group having a substituent such as phenyl group, methylphenyl group, methoxyphenyl group, hydroxyphenyl group, hydroxynaphthyl group, or the like. A substituted aromatic group is more preferred.
また、一般式(11)において、X2は、Y2及びY3と結合する有機基である。同様に、X3は、基Y4及びY5と結合する有機基である。Y2及びY3はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Y2及びY3が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。同様にY4及びY5はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Y4及びY5が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。基X2及びX3は互いに同一であっても異なっていてもよく、基Y2、Y3、Y4、及びY5は互いに同一であっても異なっていてもよい。このような一般式(11)中の−Y2−X2−Y3−、及びY4−X3−Y5−で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを2個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、例えば、カテコール、ピロガロール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,2’−ビフェノール、1,1’−ビ−2−ナフトール、サリチル酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、クロラニル酸、タンニン酸、2−ヒドロキシベンジルアルコール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,2−プロパンジオール及びグリセリン等が挙げられる。これらの中でも、原料入手の容易さと硬化促進効果のバランスという観点では、カテコール、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。 Moreover, in General formula (11), X2 is an organic group couple | bonded with Y2 and Y3. Similarly, X3 is an organic group bonded to the groups Y4 and Y5. Y2 and Y3 are groups formed by proton-donating groups releasing protons, and groups Y2 and Y3 in the same molecule are combined with a silicon atom to form a chelate structure. Similarly, Y4 and Y5 are groups formed by proton-donating groups releasing protons, and groups Y4 and Y5 in the same molecule are combined with a silicon atom to form a chelate structure. The groups X2 and X3 may be the same or different from each other, and the groups Y2, Y3, Y4, and Y5 may be the same or different from each other. The groups represented by -Y2-X2-Y3- and Y4-X3-Y5- in the general formula (11) are composed of groups in which a proton donor releases two protons. Examples of proton donors include catechol, pyrogallol, 1,2-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,2′-biphenol, 1,1′-bi-2-naphthol, salicylic acid, Examples include 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, chloranilic acid, tannic acid, 2-hydroxybenzyl alcohol, 1,2-cyclohexanediol, 1,2-propanediol, and glycerin. Among these, catechol, 1,2-dihydroxynaphthalene, and 2,3-dihydroxynaphthalene are more preferable from the viewpoint of easy availability of raw materials and a curing acceleration effect.
また、一般式(11)中のZ1は、芳香環又は複素環を有する有機基又は脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基等の脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基及びビフェニル基等の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基及びビニル基等の反応性置換基などが挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基が熱安定性の面から、より好ましい。 Z1 in the general formula (11) represents an organic group or an aliphatic group having an aromatic ring or a heterocyclic ring, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a hexyl group. Reactions such as aliphatic hydrocarbon groups such as octyl group and aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, benzyl group, naphthyl group and biphenyl group, glycidyloxypropyl group, mercaptopropyl group, aminopropyl group and vinyl group Among them, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group are more preferable from the viewpoint of thermal stability.
ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法としては、メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン等のシラン化合物、2,3−ジヒドロキシナフタレン等のプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド−メタノール溶液を滴下する。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド等のテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。しかし、これに限定されるものではない。 As a method for producing an adduct of a phosphonium compound and a silane compound, a silane compound such as phenyltrimethoxysilane and a proton donor such as 2,3-dihydroxynaphthalene are added to a flask containing methanol and dissolved, and then room temperature. Sodium methoxide-methanol solution is added dropwise with stirring. Furthermore, when a solution prepared by dissolving a tetra-substituted phosphonium halide such as tetraphenylphosphonium bromide in methanol in methanol is added dropwise with stirring at room temperature, crystals are precipitated. The precipitated crystals are filtered, washed with water, and vacuum dried to obtain an adduct of a phosphonium compound and a silane compound. However, it is not limited to this.
本発明の半導体封止用樹脂組成物に用いる硬化促進剤(D)の配合割合の下限値は、全樹脂組成物中0.1質量%以上であることが好ましい。硬化促進剤(D)の配合割合の下限値が上記範囲内であると、充分な硬化性を得ることができる。また、硬化促進剤(D)の配合割合の上限値は、全樹脂組成物中1質量%以下であることが好ましい。硬化促進剤(D)の配合割合の上限値が上記範囲内であると、充分な流動性を得ることができる。 The lower limit of the blending ratio of the curing accelerator (D) used for the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is preferably 0.1% by mass or more in the total resin composition. Sufficient curability can be obtained when the lower limit of the blending ratio of the curing accelerator (D) is within the above range. Moreover, it is preferable that the upper limit of the mixture ratio of a hardening accelerator (D) is 1 mass% or less in all the resin compositions. Sufficient fluidity | liquidity can be obtained as the upper limit of the mixture ratio of a hardening accelerator (D) is in the said range.
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)は、グリセリンと飽和脂肪酸より得られるトリエステルであり、離型剤として作用する。本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)としては、特に限定するものではないが、例えば、グリセリントリカプロン酸エステル、グリセリントリカプリル酸エステル、グリセリントリカプリン酸エステル、グリセリントリラウリン酸エステル、グリセリントリミリスチン酸エステル、グリセリントリパルミチン酸エステル、グリセリントリステアリン酸エステル、グリセリントリアラキン酸エステル、グリセリントリベヘン酸エステル、グリセリントリリグノセリン酸エステル、グリセリントリセロチン酸エステル、グリセリントリモンタン酸エステル、グリセリントリメリシン酸エステル等が挙げられる。中でも炭素数22以上、36以下の飽和脂肪酸とのグリセリントリ脂肪酸エステルが好ましい。さらにグリセリントリモンタン酸エステルがより好ましい。これらのグリセリントリ脂肪酸エステルは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。尚、本発明中の飽和脂肪酸の炭素数とは飽和脂肪酸中のアルキル基とカルボキシル基の炭素数を合計したものを指す。 The glycerin trifatty acid ester (E) used in the present invention is a triester obtained from glycerin and saturated fatty acid, and acts as a release agent. The glycerin trifatty acid ester (E) used in the present invention is not particularly limited. For example, glycerin tricaproic acid ester, glycerin tricaprylic acid ester, glycerin tricapric acid ester, glycerin trilauric acid ester, glycerin. Trimyristic acid ester, glycerin tripalmitic acid ester, glycerin tristearic acid ester, glycerin triraquinic acid ester, glycerin tribehenic acid ester, glycerin trilignoceric acid ester, glycerin triserotinoic acid ester, glycerin trimontanic acid ester, glycerin Trimellisin ester and the like can be mentioned. Of these, glycerin trifatty acid esters with saturated fatty acids having 22 to 36 carbon atoms are preferred. Furthermore, glycerin trimontanate is more preferable. These glycerin trifatty acid esters may be used alone or in combination of two or more. In addition, the carbon number of the saturated fatty acid in the present invention refers to the sum of the carbon number of the alkyl group and the carboxyl group in the saturated fatty acid.
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)の滴点は、70℃以上、120℃以下が好ましく、より好ましくは80℃以上、110℃以下である。滴点は、ASTM D127に準拠した方法により測定することができる。具体的には、金属ニップルを用いて、溶融したワックスが金属ニップルから最初に滴下するときの温度として測定される。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。グリセリントリ脂肪酸エステル(E)の滴点が上記範囲内であると、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)は熱安定性に優れ、連続成形時にグリセリントリ脂肪酸エステル(E)が焼き付きにくい。そのため、金型からの樹脂硬化物の離型性に優れるとともに、連続成形性にも優れる。さらに、上記範囲内であると、樹脂組成物を硬化させる際、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)が十分に溶融する。これにより、樹脂硬化物中にグリセリントリ脂肪酸エステル(E)が略均一に分散する。そのため、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)の樹脂硬化物表面への偏析が抑制され、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を低減することができる。 The dropping point of the glycerin trifatty acid ester (E) used in the present invention is preferably 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. The dropping point can be measured by a method based on ASTM D127. Specifically, using a metal nipple, it is measured as the temperature at which molten wax first drops from the metal nipple. In the following examples, it can be measured by the same method. When the dropping point of the glycerin trifatty acid ester (E) is within the above range, the glycerin trifatty acid ester (E) is excellent in thermal stability, and the glycerin trifatty acid ester (E) is not easily seized during continuous molding. Therefore, it is excellent in the mold release property of the resin cured material from a metal mold | die, and is excellent also in continuous moldability. Furthermore, when it hardens | cures a resin composition as it is in the said range, glycerol tri-fatty acid ester (E) fully fuse | melts. Thereby, glycerol tri fatty acid ester (E) disperse | distributes substantially uniformly in resin cured | curing material. Therefore, segregation of the glycerin trifatty acid ester (E) to the surface of the cured resin can be suppressed, and deterioration of the mold stain and the appearance of the cured resin can be reduced.
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)の酸価は、10mgKOH/g以上、50mgKOH/g以下が好ましく、より好ましくは15mgKOH/g以上、40mgKOH/g以下である。酸価は樹脂硬化物との相溶性に影響を及ぼす。酸価は、JIS K 3504に準拠した方法により測定することができる。具体的には、ワックス類1g中に含有する遊離脂肪酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数として測定される。以下の例においても、同様の方法により測定することができる。酸価が上記範囲内にあると、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)は、樹脂硬化物中において、エポキシ樹脂マトリックスと好ましい相溶状態となる。これにより、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)と、エポキシ樹脂マトリックスとが、相分離を起こすことがない。そのため、樹脂硬化物表面におけるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)の偏析が抑制され、金型の汚れや樹脂硬化物の外観の悪化を低減することができる。さらに、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)が樹脂硬化物表面に存在するため、金型からの樹脂硬化物の離型性に優れる。一方、エポキシ樹脂マトリックスとの相溶性が高すぎると、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)が樹脂硬化物表面に染み出すことができず、十分な離型性を確保することができない場合がある。 The acid value of the glycerin trifatty acid ester (E) used in the present invention is preferably 10 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less, more preferably 15 mgKOH / g or more and 40 mgKOH / g or less. The acid value affects the compatibility with the cured resin. The acid value can be measured by a method based on JIS K 3504. Specifically, it is measured as the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize free fatty acids contained in 1 g of waxes. In the following examples, it can be measured by the same method. When the acid value is within the above range, the glycerin trifatty acid ester (E) is in a compatible state with the epoxy resin matrix in the cured resin. Thereby, phase separation does not raise | generate a glycerol tri fatty acid ester (E) and an epoxy resin matrix. Therefore, segregation of glycerin trifatty acid ester (E) on the surface of the cured resin product is suppressed, and deterioration of the appearance of the mold and the cured resin product can be reduced. Furthermore, since the glycerin trifatty acid ester (E) exists on the surface of the cured resin, the mold release property of the cured resin from the mold is excellent. On the other hand, if the compatibility with the epoxy resin matrix is too high, the glycerin trifatty acid ester (E) cannot ooze out on the surface of the cured resin, and sufficient releasability may not be ensured.
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)の配合割合は、樹脂組成物中に、0.01重量%以上、1重量%以下が好ましく、より好ましくは0.03重量%以上0.5重量%以下である。上記範囲内であると、金型からの樹脂硬化物の離型性に優れる。また、上記範囲内であると、樹脂硬化物とリードフレーム部材との密着性が損なわれることがなく、半田処理時における樹脂硬化物とリードフレーム部材との剥離を抑制することができる。また、上記範囲内であると、金型汚れや樹脂硬化物外観の悪化を抑制することもできる。 The blending ratio of glycerin trifatty acid ester (E) used in the present invention is preferably 0.01% by weight or more and 1% by weight or less, more preferably 0.03% by weight or more and 0.5% by weight in the resin composition. % Or less. It is excellent in the mold release property of the resin cured material from a metal mold | die within the said range. Moreover, when it is within the above range, adhesion between the cured resin and the lead frame member is not impaired, and peeling between the cured resin and the lead frame member during the soldering process can be suppressed. Moreover, when it is in the above-mentioned range, it is also possible to suppress deterioration of mold stains and resin cured product appearance.
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)の製法については、特に限定するものではないが、例えば、原料化合物としてグリセリン、脂肪酸を用い、公知の方法に従ってエステル反応させる方法などにより得ることができる。また、本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)は、クラリアントジャパン(株)製、リコルブWE4等、市販のものを入手し、必要により回転円板型ミル(ピンミル)、スクリーンミル(ハンマーミル)、遠心分離型ミル(ターボミル)、ジェットミル等の粉砕機を用い、粉砕し粒度調整して使用することができる。 Although it does not specifically limit about the manufacturing method of the glycerol tri fatty acid ester (E) used by this invention, For example, it can obtain by the method etc. which carry out an ester reaction according to a well-known method, using glycerol and a fatty acid as a raw material compound. . The glycerin trifatty acid ester (E) used in the present invention is commercially available, such as Clariant Japan Co., Ltd., Recolve WE4, and, if necessary, a rotating disk mill (pin mill), screen mill (hammer mill). ), Using a crusher such as a centrifugal mill (turbo mill), a jet mill or the like, and pulverizing and adjusting the particle size.
本発明で用いられるグリセリントリ脂肪酸エステル(E)を用いることによる効果を損なわない範囲で他の離型剤を併用することもできる。併用できる離型剤としては、例えばカルナバワックス等の天然ワックス、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩類等が挙げられる。 Other mold release agents can be used in combination as long as the effects of using the glycerin trifatty acid ester (E) used in the present invention are not impaired. Examples of release agents that can be used in combination include natural waxes such as carnauba wax, and metal salts of higher fatty acids such as zinc stearate.
本発明では、さらに芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物(F)(以下、単に「化合物(F)」とも称する)を用いることができる。芳香環を構成する2個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物(F)は、これを用いることにより、フェノール樹脂とエポキシ樹脂との架橋反応を促進させる硬化促進剤(D)として、潜伏性を有しないリン原子含有硬化促進剤を用いた場合であっても、樹脂組成物の溶融混練中での反応を抑えることができ、安定して樹脂組成物を得ることができる。また、化合物(F)は、樹脂組成物の溶融粘度を下げ、流動性を向上させる効果も有するものである。化合物(F)としては、下記一般式(12)で表される単環式化合物、又は下記一般式(13)で表される多環式化合物等を用いることができ、これらの化合物は水酸基以外の置換基を有していてもよい。 In the present invention, a compound (F) in which a hydroxyl group is bonded to each of two or more adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring (hereinafter also simply referred to as “compound (F)”) can be used. The compound (F) in which a hydroxyl group is bonded to each of two or more adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring is used as a curing accelerator (D) that promotes a crosslinking reaction between a phenol resin and an epoxy resin. Even when a phosphorus atom-containing curing accelerator having no latency is used, the reaction during melt-kneading of the resin composition can be suppressed, and the resin composition can be obtained stably. The compound (F) also has the effect of lowering the melt viscosity of the resin composition and improving the fluidity. As the compound (F), a monocyclic compound represented by the following general formula (12) or a polycyclic compound represented by the following general formula (13) can be used. You may have the substituent of.
一般式(12)で表される単環式化合物の具体例としては、例えば、カテコール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸エステル又はこれらの誘導体が挙げられる。また、一般式(13)で表される多環式化合物の具体例としては、例えば、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン及びこれらの誘導体が挙げられる。これらのうち、流動性と硬化性の制御のしやすさから、芳香環を構成する2個の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基が結合した化合物が好ましい。また、混練工程での揮発を考慮した場合、母核は低揮発性で秤量安定性の高いナフタレン環である化合物とすることがより好ましい。この場合、化合物(F)を、具体的には、例えば、1,2−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン及びその誘導体等のナフタレン環を有する化合物とすることができる。これらの化合物(F)は1種類を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Specific examples of the monocyclic compound represented by the general formula (12) include catechol, pyrogallol, gallic acid, gallic acid ester, and derivatives thereof. Specific examples of the polycyclic compound represented by the general formula (13) include 1,2-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, and derivatives thereof. Among these, a compound in which a hydroxyl group is bonded to each of two adjacent carbon atoms constituting an aromatic ring is preferable because of easy control of fluidity and curability. In consideration of volatilization in the kneading step, it is more preferable that the mother nucleus is a compound having a low volatility and a highly stable weighing naphthalene ring. In this case, specifically, the compound (F) can be a compound having a naphthalene ring such as 1,2-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene and derivatives thereof. These compounds (F) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
かかる化合物(F)の配合割合の下限値は、全樹脂組成物中に0.01質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.03質量%以上、特に好ましくは0.05質量%以上である。化合物(F)の配合割合の下限値が上記範囲内であると、樹脂組成物の充分な低粘度化と流動性向上効果を得ることができる。また、化合物(F)の配合割合の上限値は、全樹脂組成物中に1質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.8質量%以下、特に好ましくは0.5質量%以下である。化合物(F)の配合割合の上限値が上記範囲内であると、樹脂組成物の硬化性の低下や硬化物物性の低下を引き起こす恐れが少ない。 The lower limit of the compounding ratio of the compound (F) is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and particularly preferably 0.05% by mass or more in the total resin composition. It is. When the lower limit value of the compounding ratio of the compound (F) is within the above range, the resin composition can be sufficiently reduced in viscosity and improved in fluidity. In addition, the upper limit of the compounding ratio of the compound (F) is preferably 1% by mass or less, more preferably 0.8% by mass or less, and particularly preferably 0.5% by mass or less in the total resin composition. is there. When the upper limit of the compounding ratio of the compound (F) is within the above range, there is little possibility of causing a decrease in the curability of the resin composition and a decrease in the physical properties of the cured product.
本発明の半導体封止用樹脂組成物においては、エポキシ樹脂と無機充填剤との密着性を向上させるため、シランカップリング剤等のカップリング剤(G)を添加することができる。その例としては特に限定されるものではないが、エポキシシラン、アミノシラン、ウレイドシラン、メルカプトシラン等が挙げられ、エポキシ樹脂と無機充填剤との間で反応し、エポキシ樹脂と無機充填剤の界面強度を向上させるものであればよい。また、シランカップリング剤は、前述の化合物(F)と併用することで、樹脂組成物の溶融粘度を下げ、流動性を向上させるという化合物(F)の効果を高めることもできるものである。 In the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, a coupling agent (G) such as a silane coupling agent can be added in order to improve the adhesion between the epoxy resin and the inorganic filler. Examples thereof include, but are not limited to, epoxy silane, amino silane, ureido silane, mercapto silane, etc., reacting between epoxy resin and inorganic filler, and interfacial strength between epoxy resin and inorganic filler. What is necessary is just to improve. Moreover, a silane coupling agent can also raise the effect of the compound (F) of reducing the melt viscosity of a resin composition and improving fluidity | liquidity by using together with the above-mentioned compound (F).
エポキシシランとしては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、アミノシランとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニルγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニルγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−6−(アミノヘキシル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(3−(トリメトキシシリルプロピル)−1,3−ベンゼンジメタナン等が挙げられる。また、ウレイドシランとしては、例えば、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。アミノシランの1級アミノ部位をケトンまたはアルデヒドを反応させて保護した潜在性アミノシランカップリング剤として用いてもよい。また、メルカプトシランとしては、例えば、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランのほか、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドのような熱分解することによってメルカプトシランカップリング剤と同様の機能を発現するシランカップリング剤など、が挙げられる。またこれらのシランカップリング剤は予め加水分解反応させたものを配合してもよい。これらのシランカップリング剤は1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。 Examples of the epoxy silane include γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane. Etc. Examples of the aminosilane include γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, and N-β (aminoethyl) γ-aminopropyl. Methyldimethoxysilane, N-phenylγ-aminopropyltriethoxysilane, N-phenylγ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N-6- (aminohexyl) 3 -Aminopropyltrimethoxysilane, N- (3- (trimethoxysilylpropyl) -1,3-benzenedimethanane, etc. In addition, examples of ureidosilane include γ-ureidopropyltriethoxysilane, hexa Methyl disilazane, etc. of aminosilane The primary amino moiety may be used as a latent aminosilane coupling agent protected by reacting with a ketone or aldehyde, and examples of mercaptosilane include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane. In addition to silane coupling agents that exhibit the same functions as mercaptosilane coupling agents by thermal decomposition such as bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide These silane coupling agents may be pre-hydrolyzed, and these silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more. Good.
本発明の場合、耐半田性と連続成型性のバランスという観点では、メルカプトシランが好ましく、流動性の観点では、アミノシランが好ましく、シリコンチップ表面のポリイミドや基板表面のソルダーレジストなどの有機部材への密着性という観点ではエポキシシランが好ましい。 In the case of the present invention, mercaptosilane is preferable from the viewpoint of the balance between solder resistance and continuous moldability, and aminosilane is preferable from the viewpoint of fluidity, and is suitable for organic members such as polyimide on the silicon chip surface and solder resist on the substrate surface. Epoxysilane is preferable from the viewpoint of adhesion.
本発明の半導体封止用樹脂組成物に用いることができるシランカップリング剤等のカップリング剤(G)の配合割合の下限値としては、全樹脂組成物中0.01質量%以上が好ましく、より好ましくは0.05質量%以上、特に好ましくは0.1質量%以上である。シランカップリング剤等のカップリング剤(G)の配合割合の下限値が上記範囲内であれば、エポキシ樹脂と無機充填剤との界面強度が低下することがなく、半導体装置における良好な耐半田クラック性を得ることができる。また、シランカップリング剤等のカップリング剤(G)の配合割合の上限値としては、全樹脂組成物中1質量%以下が好ましく、より好ましくは0.8質量%以下、特に好ましくは0.6質量%以下である。シランカップリング剤等のカップリング剤(G)の配合割合の上限値が上記範囲内であれば、エポキシ樹脂と無機充填剤との界面強度が低下することがなく、半導体装置における良好な耐半田クラック性を得ることができる。また、シランカップリング剤等のカップリング剤(G)の配合割合が上記範囲内であれば、樹脂組成物の硬化物の吸水性が増大することがなく、半導体装置における良好な耐半田クラック性を得ることができる。 The lower limit of the blending ratio of the coupling agent (G) such as a silane coupling agent that can be used in the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention is preferably 0.01% by mass or more in the total resin composition, More preferably, it is 0.05 mass% or more, Most preferably, it is 0.1 mass% or more. If the lower limit of the blending ratio of the coupling agent (G) such as a silane coupling agent is within the above range, the interface strength between the epoxy resin and the inorganic filler does not decrease, and good solder resistance in a semiconductor device Cracking properties can be obtained. Moreover, as an upper limit of the mixture ratio of coupling agents (G), such as a silane coupling agent, 1 mass% or less is preferable in all the resin compositions, More preferably, it is 0.8 mass% or less, Most preferably, it is 0.8. 6% by mass or less. If the upper limit of the blending ratio of the coupling agent (G) such as a silane coupling agent is within the above range, the interface strength between the epoxy resin and the inorganic filler does not decrease, and good solder resistance in a semiconductor device Cracking properties can be obtained. Moreover, if the blending ratio of the coupling agent (G) such as a silane coupling agent is within the above range, the water absorption of the cured product of the resin composition does not increase, and good solder crack resistance in a semiconductor device. Can be obtained.
本発明の半導体封止用樹脂組成物においては、難燃性を向上させるために難燃剤を添加することができる。なかでも燃焼時に脱水、吸熱することによって燃焼反応を阻害する金属水酸化物、または複合金属水酸化物が燃焼時間の短縮することができる点で好ましい。金属水酸化物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化ジルコニアを挙げることができる。複合金属水酸化物としては、2種以上の金属元素を含むハイドロタルサイト化合物であって、少なくとも一つの金属元素がマグネシウムであり、かつ、その他の金属元素がカルシウム、アルミニウム、スズ、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、または亜鉛から選ばれる金属元素であればよく、そのような複合金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム・亜鉛固溶体が市販品で入手が容易である。なかでも、耐半田性と連続成型性のバランスの観点からは水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム・亜鉛固溶体が好ましい。上記の難燃剤は、単独で用いても、2種以上用いてもよい。また、連続成型性への影響を低減する目的から、シランカップリング剤などの珪素化合物やワックスなどの脂肪族系化合物などで表面処理を行って用いてもよい。 In the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, a flame retardant can be added in order to improve flame retardancy. Among these, a metal hydroxide or a composite metal hydroxide that inhibits the combustion reaction by dehydrating and absorbing heat during combustion is preferable in that the combustion time can be shortened. Examples of the metal hydroxide include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, and zirconia hydroxide. The composite metal hydroxide is a hydrotalcite compound containing two or more metal elements, wherein at least one metal element is magnesium, and the other metal elements are calcium, aluminum, tin, titanium, iron Any metal element selected from cobalt, nickel, copper, or zinc may be used, and as such a composite metal hydroxide, a magnesium hydroxide / zinc solid solution is commercially available. Of these, aluminum hydroxide and magnesium hydroxide / zinc solid solution are preferable from the viewpoint of the balance between solder resistance and continuous moldability. Said flame retardant may be used independently or may be used 2 or more types. Further, for the purpose of reducing the influence on continuous moldability, a surface treatment may be performed with a silicon compound such as a silane coupling agent or an aliphatic compound such as wax.
本発明の半導体封止用樹脂組成物では、前述した成分以外に、カーボンブラック、ベンガラ、酸化チタン等の着色剤;カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類若しくはパラフィン等の離型剤;シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力添加剤を適宜配合してもよい。 In the semiconductor sealing resin composition of the present invention, in addition to the components described above, colorants such as carbon black, bengara and titanium oxide; natural waxes such as carnauba wax; synthetic waxes such as polyethylene wax; stearic acid and zinc stearate Release agents such as higher fatty acids and their metal salts or paraffin; low-stress additives such as silicone oil and silicone rubber may be appropriately blended.
本発明の半導体封止用樹脂組成物は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及び無機充填剤、ならびに上述のその他の添加剤等を、例えば、ミキサー等を用いて常温で均一に混合し、その後、必要に応じて、加熱ロール、ニーダー又は押出機等の混練機を用いて溶融混練し、続いて必要に応じて冷却、粉砕することにより、所望の分散度や流動性等に調整することができる。 The resin composition for encapsulating a semiconductor of the present invention is obtained by mixing a phenol resin, an epoxy resin, an inorganic filler, and the above-mentioned other additives, for example, uniformly at room temperature using a mixer or the like. Accordingly, it is possible to adjust to a desired degree of dispersion, fluidity, and the like by melt-kneading using a kneader such as a heating roll, a kneader, or an extruder, followed by cooling and pulverization as necessary.
次に、本発明の半導体装置について説明する。本発明の半導体封止用樹脂組成物を用いて半導体装置を製造する方法としては、例えば、半導体素子を搭載したリードフレーム又は回路基板等を金型キャビティ内に設置した後、半導体封止用樹脂組成物を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成形、硬化させることにより、この半導体素子を封止する方法が挙げられる。 Next, the semiconductor device of the present invention will be described. As a method for producing a semiconductor device using the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention, for example, after a lead frame or a circuit board on which a semiconductor element is mounted is placed in a mold cavity, the resin for semiconductor encapsulation is used. The method of sealing this semiconductor element by shape | molding and hardening a composition with shaping | molding methods, such as a transfer mold, a compression mold, and an injection mold, is mentioned.
封止される半導体素子としては、例えば、集積回路、大規模集積回路、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード、固体撮像素子等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the semiconductor element to be sealed include, but are not limited to, an integrated circuit, a large-scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode, and a solid-state imaging element.
得られる半導体装置の形態としては、例えば、デュアル・インライン・パッケージ(DIP)、プラスチック・リード付きチップ・キャリヤ(PLCC)、クワッド・フラット・パッケージ(QFP)、ロー・プロファイル・クワッド・フラット・パッケージ(LQFP)、スモール・アウトライン・パッケージ(SOP)、スモール・アウトライン・Jリード・パッケージ(SOJ)、薄型スモール・アウトライン・パッケージ(TSOP)、薄型クワッド・フラット・パッケージ(TQFP)、テープ・キャリア・パッケージ(TCP)、ボール・グリッド・アレイ(BGA)、チップ・サイズ・パッケージ(CSP)、マトリクス・アレイ・パッケージ・ボール・グリッド・アレイ(MAPBGA)、チップ・スタックド・チップ・サイズ・パッケージ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 As a form of the obtained semiconductor device, for example, dual in-line package (DIP), chip carrier with plastic lead (PLCC), quad flat package (QFP), low profile quad flat package ( LQFP), Small Outline Package (SOP), Small Outline J Lead Package (SOJ), Thin Small Outline Package (TSOP), Thin Quad Flat Package (TQFP), Tape Carrier Package ( TCP), ball grid array (BGA), chip size package (CSP), matrix array package ball grid array (MAPBGA), chip stacked chip support 'S package and the like, but not limited thereto.
半導体封止用樹脂組成物のトランスファーモールドなどの成形方法により半導体素子が封止された半導体装置は、そのまま、或いは80℃〜200℃程度の温度で、10分〜10時間程度の時間をかけてこの樹脂組成物を完全硬化させた後、電子機器等に搭載される。 A semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated by a molding method such as transfer molding of a resin composition for encapsulating a semiconductor is used as it is or at a temperature of about 80 ° C. to 200 ° C. for about 10 minutes to 10 hours. After this resin composition is completely cured, it is mounted on an electronic device or the like.
図1は、本発明に係る半導体封止用樹脂組成物を用いた半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。ダイパッド3上に、ダイボンド材硬化体2を介して半導体素子1が固定されている。半導体素子1の電極パッドとリードフレーム5との間はワイヤ4によって接続されている。半導体素子1は、半導体封止用樹脂組成物の硬化体6によって封止されている。 FIG. 1 is a view showing a cross-sectional structure of an example of a semiconductor device using the resin composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention. The semiconductor element 1 is fixed on the die pad 3 via the die bond material cured body 2. The electrode pad of the semiconductor element 1 and the lead frame 5 are connected by a wire 4. The semiconductor element 1 is sealed with a cured body 6 of a semiconductor sealing resin composition.
図2は、本発明に係る樹脂組成物を用いた片面封止型の半導体装置の一例について、断面構造を示した図である。基板8上にダイボンド材硬化体2を介して半導体素子1が固定されている。半導体素子1の電極パッドと基板8上の電極パッドとの間はワイヤ4によって接続されている。封止用樹脂組成物の硬化体6によって、基板8の半導体素子1が搭載された片面側のみが封止されている。基板8上の電極パッドは基板8上の非封止面側の半田ボール9と内部で接合されている。 FIG. 2 is a view showing a cross-sectional structure of an example of a single-side sealed semiconductor device using the resin composition according to the present invention. The semiconductor element 1 is fixed on the substrate 8 through the die bond material cured body 2. The electrode pads of the semiconductor element 1 and the electrode pads on the substrate 8 are connected by wires 4. Only the single side | surface side in which the semiconductor element 1 of the board | substrate 8 was mounted is sealed by the hardening body 6 of the resin composition for sealing. The electrode pads on the substrate 8 are bonded to the solder balls 9 on the non-sealing surface side on the substrate 8 inside.
以下、本発明を、実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。以下に記載の各成分の配合量は、特に記載しない限り、質量部とする。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to an Example, this invention is not limited to description of these Examples at all. Unless otherwise specified, the amount of each component described below is part by mass.
(硬化剤)
硬化剤として、以下のフェノール樹脂1〜7を使用した。
フェノール樹脂1:セパラブルフラスコに撹拌装置、温度計、還流冷却器、窒素導入口を装着し、m−キシレン(関東化学(株)製特級試薬、m−キシレン、沸点139℃、分子量106、純度99.4%)100質量部、20質量%水酸化ナトリウム198質量部を秤量した後、窒素置換しながら加熱を開始した。系内の温度が50〜60℃の温度範囲を維持しながら30分間攪拌し、10℃に冷却した後、パラホルムアルデヒド(関東化学(株)製特級試薬、パラホルムアルデヒド、分子量106、純度90%、粒状に粉砕したもの)47.2質量部を一気に加え、攪拌しながら2時間反応させた後、38質量%塩酸水溶液100質量部を徐々に添加することにより系内を中和し、メチロール化物を含む中間体を得た。なお、反応開始から中和終了まで、系内の温度は10〜15℃の範囲となるよう温度制御操作を行った。この中間体にさらに、フェノール(関東化学(株)製特級試薬、フェノール、融点40.9℃、分子量94、純度99.3%)847質量部、α,α´−ジクロロ−p−キシレン(東京化成工業(株)製試薬、融点100℃、分子量175、純度98%)343質量部を加え、窒素置換及び攪拌を行いながら加熱し、系内温度を110〜120℃の範囲に維持しながら5時間反応させた。上記の反応によって系内に発生した塩酸ガスは、窒素気流によって系外へ排出した。反応終了後、150℃2mmHgの減圧条件で未反応成分と水分を留去した。ついでトルエン200質量部を添加し、均一溶解させた後、分液漏斗に移し、蒸留水150質量部を加えて振とうした後に、水層を棄却する操作(水洗)を洗浄水が中性になるまで繰り返し行った後、油層を125℃減圧処理することによってトルエン、残留未反応成分などの揮発成分を留去し、下記式(14)で表されるフェノール樹脂1(式(14)におけるpが0〜20の整数、qが0〜20の整数、rが0〜20の整数である重合体の混合物であって、p、q、rの平均値は、それぞれ1.7、0.3、0.6である。水酸基当量175、軟化点64℃、150℃におけるICI粘度0.47dPa・s。)を得た。得られたフェノール樹脂1のGPCチャートを図3に、FD−MSチャートを図7に示す。たとえば、図7のFD−MS分析のm/z=514は、式(14)の(p,q,r)=(1,1,0)、左末端が水素原子、右末端がヒドロキシフェニル基である成分に、m/z=526は、式(14)の(p,q,r)=(1,1,0)、左末端が水素原子、右末端がm−キシレンである成分にそれぞれ相当し、フェノール樹脂1は一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むものであることが確認できた。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフの面積法による測定で、2核体量は6.8%、FD−MSの相対強度比による測定で、成分(A1)に該当する重合体の合計量、成分(A2)に該当する重合体の合計量、成分(A3)に該当する重合体の合計量は、相対強度比でそれぞれ、28%、66%、6%であった。また、フェノール樹脂1全体における一般式(1)で表される構造単位の合計の数と、一般式(2)で表される構造単位の合計の数との比は、85/15であった。
(Curing agent)
The following phenol resins 1 to 7 were used as curing agents.
Phenol resin 1: A separable flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, nitrogen inlet, m-xylene (special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., m-xylene, boiling point 139 ° C., molecular weight 106, purity 99.4%) After weighing 100 parts by mass and 198 parts by mass of 20% by mass sodium hydroxide, heating was started while replacing with nitrogen. The system was stirred for 30 minutes while maintaining a temperature range of 50 to 60 ° C. and cooled to 10 ° C., then paraformaldehyde (special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., paraformaldehyde, molecular weight 106, purity 90%, After adding 47.2 parts by mass and reacting for 2 hours with stirring, the system was neutralized by gradually adding 100 parts by mass of 38% by mass hydrochloric acid aqueous solution. An intermediate containing was obtained. In addition, temperature control operation was performed from the reaction start to the completion | finish of neutralization so that the temperature in a system might be the range of 10-15 degreeC. To this intermediate, 847 parts by mass of phenol (special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., phenol, melting point 40.9 ° C., molecular weight 94, purity 99.3%), α, α′-dichloro-p-xylene (Tokyo) 343 parts by mass of a reagent manufactured by Kasei Kogyo Co., Ltd., melting point 100 ° C., molecular weight 175, purity 98%) was heated while performing nitrogen substitution and stirring, while maintaining the system temperature in the range of 110 to 120 ° C. Reacted for hours. The hydrochloric acid gas generated in the system by the above reaction was discharged out of the system by a nitrogen stream. After completion of the reaction, unreacted components and water were distilled off under reduced pressure conditions at 150 ° C. and 2 mmHg. Next, after adding 200 parts by mass of toluene and dissolving it uniformly, it was transferred to a separatory funnel, and after adding 150 parts by mass of distilled water and shaking, the operation of rinsing the aqueous layer (washing) was carried out to neutralize the washing water. Then, the oil layer is subjected to a vacuum treatment at 125 ° C. to distill off volatile components such as toluene and residual unreacted components, and phenol resin 1 represented by the following formula (14) (p in formula (14)) Is an integer from 0 to 20, q is an integer from 0 to 20, and r is an integer from 0 to 20, and the average values of p, q, and r are 1.7, 0.3, respectively. A hydroxyl group equivalent of 175, an ICI viscosity of 0.47 dPa · s at a softening point of 64 ° C. and 150 ° C. was obtained. The GPC chart of the obtained phenol resin 1 is shown in FIG. 3, and the FD-MS chart is shown in FIG. For example, m / z = 514 in the FD-MS analysis in FIG. 7 is (p, q, r) = (1, 1, 0) in formula (14), the left end is a hydrogen atom, and the right end is a hydroxyphenyl group. M / z = 526 is the component (p, q, r) = (1, 1, 0) in the formula (14), the left end is a hydrogen atom, and the right end is m-xylene. Correspondingly, it was confirmed that the phenol resin 1 contains the component (A1) composed of a polymer containing the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2). In addition, as measured by gel permeation chromatographic area method, the amount of dinuclear body is 6.8%, and as measured by the relative intensity ratio of FD-MS, the total amount of polymer corresponding to component (A1), component ( The total amount of the polymer corresponding to A2) and the total amount of the polymer corresponding to component (A3) were 28%, 66% and 6%, respectively, in relative strength ratio. Moreover, ratio of the total number of the structural unit represented by General formula (1) in the phenol resin 1 whole and the total number of the structural unit represented by General formula (2) was 85/15. .
フェノール樹脂2:セパラブルフラスコに撹拌装置、温度計、還流冷却器、窒素導入口を装着し、ホルムアルデヒド37%水溶液(和光純薬工業製ホルマリン37%)116.3質量部、98質量%硫酸37.7質量部、m−キシレン(関東化学製特級試薬、m−キシレン、沸点139℃、分子量106、純度99.4%)100質量部を秤量した後、窒素置換しながら加熱を開始した。系内の温度が90〜100℃の温度範囲を維持しながら6時間攪拌し、室温まで冷却した後、20質量%水酸化ナトリウム150重量部を徐々に添加することにより系内を中和した。この反応系、フェノール839質量部、α,α´−ジクロロ−p−キシレン338質量部を加え、窒素置換及び攪拌を行いながら加熱し、系内温度を110〜120℃の範囲に維持しながら5時間反応させた。上記の反応によって系内に発生した塩酸ガスは、窒素気流によって系外へ排出した。反応終了後、150℃2mmHgの減圧条件で未反応成分と水分を留去した。ついでトルエン200質量部を添加し、均一溶解させた後、分液漏斗に移し、蒸留水150質量部を加えて振とうした後に、水層を棄却する操作(水洗)を洗浄水が中性になるまで繰り返し行った後、油層を125℃減圧処理することによってトルエン、残留未反応成分などの揮発成分を留去し、下記式(14)で表されるフェノール樹脂2(式(14)におけるpが0〜20の整数、qが0〜20の整数、rが0〜20の整数である重合体の混合物であって、p、q、rの平均値は、それぞれ1.8、0.3、0.6である。水酸基当量180、軟化点67℃、150℃におけるICI粘度0.60dPa・s。)を得た。得られたフェノール樹脂2のGPCチャートを図4に、FD−MSチャートを図8に示す。たとえば、図8のFD−MS分析のm/z=514は、式(14)の(p,q,r)=(1,1,0)、左末端が水素原子、右末端がヒドロキシフェニル基である成分に、m/z=526は、式(14)の(p,q,r)=(1,1,0)、左末端が水素原子、右末端がm−キシレンである成分に相当し、フェノール樹脂2は一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むものであることが確認できた。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフの面積法による測定で、2核体量は6.6%、FD−MSの相対強度比による測定で、成分(A1)に該当する重合体の合計量、成分(A2)に該当する重合体の合計量、成分(A3)に該当する重合体の合計量は、相対強度比でそれぞれ、30%、64%、6%であった。また、フェノール樹脂1全体における一般式(1)で表される構造単位の合計の数と、一般式(2)で表される構造単位の合計の数との比は、85/15であった。 Phenol resin 2: A separable flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, nitrogen inlet, 116.3 parts by weight of formaldehyde 37% aqueous solution (formalin 37% manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 98% by weight sulfuric acid 37 0.7 parts by mass and 100 parts by mass of m-xylene (special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., m-xylene, boiling point 139 ° C., molecular weight 106, purity 99.4%) were weighed, and then heating was started while replacing with nitrogen. The system was stirred for 6 hours while maintaining a temperature range of 90 to 100 ° C., cooled to room temperature, and then neutralized by gradually adding 150 parts by weight of 20 mass% sodium hydroxide. This reaction system, 839 parts by mass of phenol, and 338 parts by mass of α, α′-dichloro-p-xylene were added, heated while performing nitrogen substitution and stirring, and the system temperature was maintained within the range of 110 to 120 ° C. Reacted for hours. The hydrochloric acid gas generated in the system by the above reaction was discharged out of the system by a nitrogen stream. After completion of the reaction, unreacted components and water were distilled off under reduced pressure conditions at 150 ° C. and 2 mmHg. Next, after adding 200 parts by mass of toluene and dissolving it uniformly, it was transferred to a separatory funnel, and after adding 150 parts by mass of distilled water and shaking, the operation of rinsing the aqueous layer (washing) was carried out to neutralize the washing water. Then, the oil layer is subjected to vacuum treatment at 125 ° C. to distill off volatile components such as toluene and residual unreacted components, and phenol resin 2 represented by the following formula (14) (p in formula (14)). Is an integer of 0-20, q is an integer of 0-20, r is an integer of 0-20, and the average values of p, q, r are 1.8, 0.3, respectively. A hydroxyl equivalent of 180, a softening point of 67 ° C., and an ICI viscosity of 0.60 dPa · s at 150 ° C. was obtained. The GPC chart of the obtained phenol resin 2 is shown in FIG. 4, and the FD-MS chart is shown in FIG. For example, m / z = 514 in the FD-MS analysis of FIG. 8 is (p, q, r) = (1, 1, 0) in formula (14), the left end is a hydrogen atom, and the right end is a hydroxyphenyl group. M / z = 526 corresponds to the component (p, q, r) = (1,1,0) in the formula (14), the hydrogen atom at the left end and m-xylene at the right end And it has confirmed that the phenol resin 2 was a thing containing the component (A1) which consists of a polymer containing the structural unit represented by General formula (1), and the structural unit represented by General formula (2). In addition, the amount of dinuclear body is 6.6% as measured by gel permeation chromatographic area method, and the total amount of the polymer corresponding to component (A1) is measured according to the relative intensity ratio of FD-MS. The total amount of the polymer corresponding to A2) and the total amount of the polymer corresponding to component (A3) were 30%, 64% and 6%, respectively, in relative strength ratio. Moreover, ratio of the total number of the structural unit represented by General formula (1) in the phenol resin 1 whole and the total number of the structural unit represented by General formula (2) was 85/15. .
フェノール樹脂3:フェノール(関東化学(株)製特級試薬、フェノール、融点40.9℃、分子量94、純度99.3%)100質量部、α,α´−ジクロロ−p−キシレン(東京化成工業(株)製試薬、融点100℃、分子量175、純度98%)65.2質量部、2,5−ビス−(クロロメチル)−p−キシレン(シグマ・アルドリッチ社製試薬、融点133℃、分子量203、純度98%)32.4質量部をセパラブルフラスコに秤量し、撹拌装置、温度計、還流冷却器、窒素導入口を装着し、窒素バブリングしながら加熱し、溶融の開始に併せて攪拌を開始し、系内の温度を110℃〜120℃の範囲に維持しながら5時間反応させた。反応開始から終了までの間、反応によって系内に発生する塩化水素ガスについては、窒素気流によって速やかに系外へ排出した。反応終了後の操作はフェノール樹脂1と同様の操作を行い、下記式(15)で表されるフェノール樹脂3(式(15)におけるsが0〜20の整数、tが0〜20の整数である重合体の混合物であって、s、tの平均値は、それぞれ1.6、0.6である。水酸基当量174、軟化点68℃、150℃におけるICI粘度0.65dPa・s。)を得た。GPCチャートを図5に、FD−MSチャートを図9に示す。たとえば、図9のFD−MS分析のm/z=514は、式(15)の(s,t)=(1,1)、左末端が水素原子、右末端がヒドロキシフェニル基である成分に相当し、フェノール樹脂3は一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むものであることが確認できた。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフの面積法による測定で、2核体は検出されず、FD−MSの相対強度比による測定で、成分(A1)に該当する重合体の合計量、成分(A2)に該当する重合体の合計量、成分(A3)に該当する重合体の合計量は、相対強度比でそれぞれ、36.5%、48.5%、15.0%であった。また、フェノール樹脂2全体における一般式(1)で表される構造単位の合計の数と、一般式(2)で表される構造単位の合計の数との比は、72/28であった。 Phenol resin 3: phenol (special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., phenol, melting point 40.9 ° C., molecular weight 94, purity 99.3%) 100 parts by mass, α, α′-dichloro-p-xylene (Tokyo Chemical Industry) Reagents, Inc., melting point 100 ° C., molecular weight 175, purity 98%) 65.2 parts by mass, 2,5-bis- (chloromethyl) -p-xylene (Sigma Aldrich reagent, melting point 133 ° C., molecular weight) 203, purity 98%) 32.4 parts by mass in a separable flask, equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and nitrogen inlet, heated while bubbling nitrogen, and stirred at the start of melting The reaction was continued for 5 hours while maintaining the temperature in the system in the range of 110 ° C to 120 ° C. From the start to the end of the reaction, hydrogen chloride gas generated in the system by the reaction was quickly discharged out of the system by a nitrogen stream. The operation after completion of the reaction is the same as that of the phenol resin 1, and the phenol resin 3 represented by the following formula (15) (in the formula (15), s is an integer of 0 to 20, and t is an integer of 0 to 20). (The average value of s and t is 1.6 and 0.6, respectively. Hydroxyl equivalent weight 174, softening point 68 ° C., ICI viscosity 0.65 dPa · s at 150 ° C.) Obtained. A GPC chart is shown in FIG. 5, and an FD-MS chart is shown in FIG. For example, m / z = 514 in the FD-MS analysis of FIG. 9 is a component in which (s, t) = (1, 1) in formula (15), the left end is a hydrogen atom, and the right end is a hydroxyphenyl group. Correspondingly, it was confirmed that the phenol resin 3 includes a component (A1) composed of a polymer including the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2). In addition, in the measurement by the gel permeation chromatograph area method, no binuclear substance is detected, and the total amount of the polymer corresponding to the component (A1), measured by the relative intensity ratio of FD-MS, the component (A2) The total amount of the polymer corresponding to 1 and the total amount of the polymer corresponding to the component (A3) were 36.5%, 48.5%, and 15.0% in relative strength ratio, respectively. The ratio of the total number of structural units represented by general formula (1) to the total number of structural units represented by general formula (2) in the entire phenol resin 2 was 72/28. .
フェノール樹脂4:フェノール樹脂1の合成において、m−キシレンに替わり、1,3,5−トリメチルベンゼン(東京化成工業(株)製鹿特級試薬、沸点165℃、分子量120、純度99%)100重量部、20質量%水酸化ナトリウムの配合量を175質量部パラホルムアルデヒドの配合量を66.7質量部、フェノールの配合量を1372質量部、α,α´−ジクロロ−p−キシレンの配合量を620質量部、に変更した以外は、フェノール樹脂1と同様の合成操作を行い、下記式(16)で表されるフェノール樹脂4(式(16)におけるuが0〜20の整数、vが0〜20の整数、wが0〜20の整数である重合体の混合物であって、u、v、wの平均値は、それぞれ1.9、0.1、0.9である。水酸基当量164、軟化点68℃、150℃におけるICI粘度0.65dPa・s。)を得た。得られたフェノール樹脂2のGPCチャートを図6に、FD−MSチャートを図10に示す。たとえば、図10のFD−MS分析のm/z=528は、式(14)の(u,v,w)=(1,1,0)、左末端が水素原子、右末端がヒドロキシフェニル基である成分に相当し、フェノール樹脂4は一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むものであることが確認できた。また、ゲルパーミエーションクロマトグラフの面積法による測定で、2核体量は11%、FD−MSの相対強度比による測定で、成分(A1)に該当する重合体の合計量、成分(A2)に該当する重合体の合計量、成分(A3)に該当する重合体の合計量、(A1〜A3)に該当しない(u=v=0)成分の合計量は、相対強度比でそれぞれ、12%、86%、1%、1%であった。また、フェノール樹脂2全体における一般式(1)で表される構造単位の合計の数と、一般式(2)で表される構造単位の合計の数との比は、94/6であった。 Phenol resin 4: In the synthesis of phenol resin 1, 1,3,5-trimethylbenzene (Tokyo Kasei Kogyo deer special grade reagent, boiling point 165 ° C., molecular weight 120, purity 99%) 100 weight instead of m-xylene Part, 20% by weight of sodium hydroxide, 175 parts by weight, paraformaldehyde, 66.7 parts, phenol, 1372 parts, α, α'-dichloro-p-xylene Except for changing to 620 parts by mass, the same synthetic operation as that of phenol resin 1 was performed, and phenol resin 4 represented by the following formula (16) (u in formula (16) was an integer of 0 to 20, v was 0. A polymer mixture in which an integer of ˜20 and w is an integer of 0 to 20, and the average values of u, v, and w are 1.9, 0.1, and 0.9, respectively. , Softening point 68 ICI viscosity at 150 ° C. and 0.65 dPa · s) was obtained. The GPC chart of the obtained phenol resin 2 is shown in FIG. 6, and the FD-MS chart is shown in FIG. For example, m / z = 528 in the FD-MS analysis of FIG. 10 is (u, v, w) = (1, 1, 0) in formula (14), the left end is a hydrogen atom, and the right end is a hydroxyphenyl group. The phenol resin 4 includes a component (A1) composed of a polymer including the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2). It could be confirmed. In addition, the measurement by the gel permeation chromatograph area method has a binuclear amount of 11%, the measurement by the relative intensity ratio of FD-MS, the total amount of the polymer corresponding to the component (A1), the component (A2) The total amount of the polymer corresponding to the component (A3), the total amount of the polymer corresponding to the component (A3), and the total amount of the components not corresponding to (A1 to A3) (u = v = 0) are 12 in terms of relative intensity ratio, respectively. %, 86%, 1%, 1%. The ratio of the total number of structural units represented by general formula (1) to the total number of structural units represented by general formula (2) in the entire phenol resin 2 was 94/6. .
フェノール樹脂5:フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂(三井化学(株)製、XLC−4L。水酸基当量168、軟化点62℃、150℃におけるICI粘度0.76dPa・s。) Phenol resin 5: Phenol aralkyl resin having a phenylene skeleton (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., XLC-4L. Hydroxyl equivalent 168, softening point 62 ° C., ICI viscosity 0.76 dPa · s at 150 ° C.)
フェノール樹脂6:フェノール(関東化学(株)製特級試薬、フェノール、融点40.9℃、分子量94、純度99.3%)100質量部、キシレンホルムアルデヒド樹脂(フドー(株)製、ニカノールLLL、平均分子量分子量340)67.7質量部、p−トルエンスルホン酸一水和物(和光純薬工業(株)製p−トルエンスルホン酸・分子量190、純度99%)0.03質量部とをセパラブルフラスコに秤量し、窒素置換しながら加熱し、溶融の開始に併せて攪拌を開始する。系内が110℃に達したのを確認してから1時間反応させた後に、ホルムアルデヒド37%水溶液(和光純薬工業(株)製ホルマリン37%)48.8質量部と蓚酸0.5質量部を30分かけて添加した。ついで系内の温度を100℃〜110℃の範囲を維持しながら120分間反応させた。反応終了までの間、反応によって系内に発生、又は、ホルマリン添加に伴い系内に混入した水分については、窒素気流によって系外へ排出した。反応終了後、160℃2mmHgの減圧条件で未反応成分を留去し、ついでトルエン200質量部を添加し、均一溶解させた後、分液漏斗に移し、蒸留水150質量部を加えて振とうした後に、水層を棄却する操作(水洗)を洗浄水が中性になるまで繰り返し行った後、油層を125℃減圧処理することによってトルエン、残留未反応成分などの揮発成分を留去し、下記式(17)で表されるフェノール樹脂6(水酸基当量167、軟化点86℃、150℃におけるICI粘度2.1dPa・s)を得た。 Phenol resin 6: Phenol (special grade reagent manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., phenol, melting point 40.9 ° C., molecular weight 94, purity 99.3%) 100 parts by mass, xylene formaldehyde resin (manufactured by Fudou Co., Ltd., Nikanol LLL, average) Molecular weight molecular weight 340) 67.7 parts by mass, p-toluenesulfonic acid monohydrate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., p-toluenesulfonic acid, molecular weight 190, purity 99%) 0.03 parts by mass is separable. The flask is weighed and heated while substituting with nitrogen, and stirring is started at the start of melting. After making it react for 1 hour after confirming that the system reached 110 ° C., 48.8 parts by mass of 37% formaldehyde aqueous solution (formalin 37% manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.5 parts by mass of oxalic acid Was added over 30 minutes. Next, the reaction was carried out for 120 minutes while maintaining the temperature in the system in the range of 100 ° C to 110 ° C. Until the end of the reaction, water generated in the system by the reaction or mixed into the system with the addition of formalin was discharged out of the system by a nitrogen stream. After completion of the reaction, unreacted components were distilled off under reduced pressure conditions of 160 ° C. and 2 mmHg, and then 200 parts by mass of toluene was added and dissolved uniformly, then transferred to a separatory funnel, and 150 parts by mass of distilled water was added and shaken. After repeating the operation of rinsing the water layer (washing) until the wash water becomes neutral, volatile components such as toluene and residual unreacted components are distilled off by subjecting the oil layer to 125 ° C. under reduced pressure, Phenol resin 6 (hydroxyl equivalent 167, softening point 86 ° C., ICI viscosity 2.1 dPa · s at 150 ° C.) represented by the following formula (17) was obtained.
フェノール樹脂7:下記式(18)で表されるフェノール樹脂(フドー(株)製、ザイスターGP−90。水酸基当量197、軟化点86℃、150℃におけるICI粘度3.1dPa・s。)
Phenol resin 7: Phenol resin represented by the following formula (18) (manufactured by FUDO Co., Ltd., Zystar GP-90, hydroxyl group equivalent 197, softening point 86 ° C., ICI viscosity 3.1 dPa · s at 150 ° C.)
フェノール樹脂1〜7の軟化点及びICI粘度を、以下の表1にまとめて示した。さらに、これらのフェノール樹脂のブロッキングについて評価した。結果を表1に記載する。 The softening points and ICI viscosities of phenol resins 1 to 7 are summarized in Table 1 below. Furthermore, the blocking of these phenol resins was evaluated. The results are listed in Table 1.
なお、フェノール樹脂のブロッキング評価は、以下のようにして行った。内径29mm、高さ10cmのポリプロピレン製の円筒容器内に、予め5℃に冷却した顆粒状のフェノール樹脂を20g入れ、円筒容器内に外形29mm、質量200gのピストンを挿入し、所定温度に設定した恒温槽内で所定時間垂直に立てた状態でフェノール樹脂に荷重を与え、その後に円筒容器を逆さまにしてフェノール樹脂を取り出したとき、もとの顆粒状で容器から容易に取り出すことができたものを◎、ピストンの内部形状を保つが手で容易にほぐれる場合は○、ピストンの内部形状のまま手でほぐれない場合は×、樹脂が溶融して取り出すことができない場合を××とした。 In addition, blocking evaluation of the phenol resin was performed as follows. In a cylindrical cylindrical container made of polypropylene having an inner diameter of 29 mm and a height of 10 cm, 20 g of granular phenol resin previously cooled to 5 ° C. was put, and a piston with an outer diameter of 29 mm and a mass of 200 g was inserted into the cylindrical container, and set to a predetermined temperature. When the phenolic resin was loaded in a state where it stood vertically in the thermostat for a predetermined time, and then the phenolic resin was taken out by turning the cylindrical container upside down, it was easily removed from the container in its original granular form ◎, ◯ when the internal shape of the piston is maintained but easily unraveled by hand, x when the internal shape of the piston cannot be unraveled by hand, and xx when the resin cannot be melted and taken out.
一般式(1)で表される構造単位及び一般式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むフェノール樹脂(A)に相当するフェノール樹脂1〜4は、一般式(1)で表される構造単位のみを含むフェノール樹脂5(三井化学(株)製XLC−4L)や一般式(2)で表される構造単位のみを含むフェノール樹脂6、7と比較して低粘度で、かつブロッキング性にも優れる結果であった。 Phenol resins 1 to 4 corresponding to the phenol resin (A) containing the component (A1) composed of a polymer containing the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2) are: Phenol resin 5 containing only the structural unit represented by the general formula (1) (XLC-4L manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) and phenol resins 6 and 7 containing only the structural unit represented by the general formula (2) As a result, the viscosity was low and the blocking property was excellent.
(エポキシ樹脂)
以下のエポキシ樹脂1〜4を使用した。
(Epoxy resin)
The following epoxy resins 1 to 4 were used.
エポキシ樹脂1:ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、NC3000P。エポキシ当量275、軟化点60℃、150℃におけるICI粘度1.1dPa・s。) Epoxy resin 1: phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., NC3000P. Epoxy equivalent 275, softening point 60 ° C., ICI viscosity 1.1 dPa · s at 150 ° C.)
エポキシ樹脂2:ビフェニル型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)、YX−4000HK。エポキシ当量191、軟化点105℃、150℃におけるICI粘度0.03dPa・s。) Epoxy resin 2: Biphenyl type epoxy resin (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., YX-4000HK. Epoxy equivalent 191, softening point 105 ° C., ICI viscosity 0.03 dPa · s at 150 ° C.)
エポキシ樹脂3:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(東都化成(株)製、YSLV−80XY。エポキシ当量190、軟化点80℃、150℃におけるICI粘度0.03dPa・s。) Epoxy resin 3: bisphenol F type epoxy resin (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd., YSLV-80XY. Epoxy equivalent 190, softening point 80 ° C., ICI viscosity 0.03 dPa · s at 150 ° C.)
エポキシ樹脂4:フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂(三井化学(株)製、E−XLC−3L。エポキシ当量238、軟化点52℃、150℃におけるICI粘度1.2dPa・s。) Epoxy resin 4: Phenol aralkyl type epoxy resin having a phenylene skeleton (Mitsui Chemicals Co., Ltd., E-XLC-3L. Epoxy equivalent 238, softening point 52 ° C., ICI viscosity 1.2 dPa · s at 150 ° C.)
(無機充填剤)
無機充填剤としては、電気化学工業(株)製溶融球状シリカFB560(平均粒径30μm)80質量部、アドマテックス製合成球状シリカSO−C2(平均粒径0.5μm)10質量部、アドマテックス製合成球状シリカSO−C5(平均粒径1.5μm)10質量部のブレンドを使用した。
(Inorganic filler)
As the inorganic filler, 80 parts by mass of fused spherical silica FB560 (average particle size 30 μm) manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., 10 parts by mass of synthetic spherical silica SO-C2 (average particle size 0.5 μm) manufactured by Admatex, Admatex A blend of 10 parts by weight of synthetic spherical silica SO-C5 (average particle size 1.5 μm) was used.
(硬化促進剤(D))
以下の硬化促進剤1〜5を使用した。
(Curing accelerator (D))
The following curing accelerators 1-5 were used.
硬化促進剤1:下記式(20)で表される硬化促進剤 Curing accelerator 1: Curing accelerator represented by the following formula (20)
硬化促進剤2:下記式(21)で表される硬化促進剤 Curing accelerator 2: Curing accelerator represented by the following formula (21)
硬化促進剤3:下記式(22)で表される硬化促進剤 Curing accelerator 3: Curing accelerator represented by the following formula (22)
硬化促進剤4:下記式(23)で表される硬化促進剤 Curing accelerator 4: Curing accelerator represented by the following formula (23)
硬化促進剤5:トリフェニルホスフィン(北興化学工業(株)製、TPP) Curing accelerator 5: triphenylphosphine (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., TPP)
離型剤は、以下の離型剤1〜5を使用した。
離型剤1:グリセリントリモンタン酸エステル(クラリアントジャパン(株)製、リコルブ(登録商標)WE4、滴点82℃、酸価25mgKOH/g。)
離型剤2:前述の方法により作成したグリセリントリメリシン酸エステル(滴点95℃、酸価30mgKOH/g。)
離型剤3:前述の方法により作成したグリセリントリベヘン酸エステル(滴点80℃、酸価15mgKOH/g。)
離型剤4:グリセリンモノステアリン酸エステル(理研ビタミン(株)製、リケマール(登録商標)S−100、滴点65℃、酸価2mgKOH/g。)
離型剤5:カルナバワックス(日興ファイン(株)製、ニッコウカルナバ、融点83℃、酸価7mgKOH/g。)
As the release agent, the following release agents 1 to 5 were used.
Mold release agent 1: Glycerin trimontanic acid ester (manufactured by Clariant Japan Co., Ltd., Ricorub (registered trademark) WE4, dropping point 82 ° C., acid value 25 mgKOH / g)
Release agent 2: Glycerin trimellisin ester prepared by the method described above (drop point 95 ° C., acid value 30 mg KOH / g)
Release agent 3: Glycerin tribehenate prepared by the above-mentioned method (drop point 80 ° C., acid value 15 mgKOH / g)
Release agent 4: Glycerin monostearate (Riken Vitamin Co., Ltd., Riquemar (registered trademark) S-100, dropping point 65 ° C., acid value 2 mgKOH / g.)
Mold release agent 5: Carnauba wax (Nikko Fine Co., Ltd., Nikko Carnauba, melting point 83 ° C., acid value 7 mg KOH / g)
(化合物F)
化合物Fとして、下記式(24)で表される化合物(東京化成工業(株)製、2,3−ナフタレンジオール、純度98%)を使用した。
(Compound F)
As the compound F, a compound represented by the following formula (24) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 2,3-naphthalenediol, purity 98%) was used.
(シランカップリング剤)
以下のシランカップリング剤1〜3を使用した。
シランカップリング剤1:γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−803)。
シランカップリング剤2:N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−573。)
(Silane coupling agent)
The following silane coupling agents 1 to 3 were used.
Silane coupling agent 1: γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-803).
Silane coupling agent 2: N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-573)
(着色剤)
着色剤として、三菱化学工業(株)製のカーボンブラック(MA600)を使用した。
(Coloring agent)
Carbon black (MA600) manufactured by Mitsubishi Chemical Industries, Ltd. was used as a colorant.
(実施例1)
以下の成分をミキサーを用いて、常温で混合し、80℃〜100℃の加熱ロールで溶融混練し、その後冷却し、次いで粉砕して、半導体封止用樹脂組成物を得た。
フェノール樹脂1 4.58質量部
エポキシ樹脂1 7.92質量部
無機充填剤1 86.5質量部
硬化促進剤1 0.4質量部
離型剤1 0.2質量部
シランカップリング剤1 0.1質量部
シランカップリング剤2 0.1質量部
着色剤 0.2質量部
得られた半導体封止用樹脂組成物を、以下の項目について評価した。評価結果を表2に示す。
Example 1
The following components were mixed at room temperature using a mixer, melted and kneaded with a heating roll at 80 ° C. to 100 ° C., then cooled, and then pulverized to obtain a resin composition for semiconductor encapsulation.
Phenolic resin 1 4.58 parts by weight Epoxy resin 1 7.92 parts by weight Inorganic filler 1 86.5 parts by weight Curing accelerator 1 0.4 parts by weight Release agent 1 0.2 parts by weight Silane coupling agent 1 1 part by mass Silane coupling agent 2 0.1 part by mass Colorant 0.2 part by mass The following resin sealing resin compositions were evaluated for the following items. The evaluation results are shown in Table 2.
(評価項目)
スパイラルフロー:低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製、KTS−15)を用いて、EMMI−1−66に準じたスパイラルフロー測定用金型に、175℃、注入圧力6.9MPa、保圧時間120秒の条件で樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい方が、流動性が良好である。単位はcm。
(Evaluation item)
Spiral flow: Using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15, manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), a spiral flow measurement mold according to EMMI-1-66 was applied at 175 ° C., injection pressure 6.9 MPa, holding pressure The resin composition was injected under the condition of time 120 seconds, and the flow length was measured. The spiral flow is a fluidity parameter, and the larger the value, the better the fluidity. The unit is cm.
耐燃性:低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製、KTS−30)を用いて、金型温度175℃、注入時間15秒、硬化時間120秒、注入圧力9.8MPaの条件で、エポキシ樹脂組成物を注入成形して、3.2mm厚の耐燃試験片を作製した。得られた試験片について、UL94垂直法の規格に則り耐燃試験を行った。表には、耐燃ランクを示した。 Flame resistance: Epoxy resin using a low pressure transfer molding machine (KTS-30, manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) under conditions of a mold temperature of 175 ° C., an injection time of 15 seconds, a curing time of 120 seconds, and an injection pressure of 9.8 MPa. The composition was injection molded to produce a 3.2 mm thick flame proof test piece. About the obtained test piece, the flame resistance test was done according to the specification of UL94 vertical method. The table shows the flame resistance rank.
連続成形性:低圧トランスファー自動成形機(第一精工(株)製、GP−ELF)を用いて、金型温度175℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間70秒の条件で、エポキシ樹脂組成物によりシリコンチップ等を封止成形して、80ピンQFP(プリプレーティングフレーム:ニッケル/パラジウム合金に金メッキしたもの、パッケージ外寸:14mm×20mm×2mm厚、パッドサイズ:6.5mm×6.5mm、チップサイズ6.0mm×6.0mm×350μm厚)を得る成形を、連続で500ショットまで行った。判定基準は未充填、離型不良等の問題が全く発生せずに500ショットまで連続成形できたものを◎、300ショットまで連続成形できたものを○、それ以外を×とした。 Continuous moldability: epoxy resin composition using a low-pressure transfer automatic molding machine (Daiichi Seiko Co., Ltd., GP-ELF) under conditions of a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 9.8 MPa, and a curing time of 70 seconds. A silicon chip or the like is molded by sealing, and 80-pin QFP (preprating frame: nickel / palladium alloy gold-plated, package outer dimension: 14 mm × 20 mm × 2 mm thickness, pad size: 6.5 mm × 6.5 mm, Molding to obtain a chip size of 6.0 mm × 6.0 mm × 350 μm thickness was continuously performed up to 500 shots. Judgment criteria were ◎ for those that could be continuously molded up to 500 shots without any problems such as unfilling or mold release failure, ◯ for those that could be continuously molded up to 300 shots, and × otherwise.
パッケージ外観及び金型汚れ性:上記連続成形性の評価において、300ショット経過後及び500ショット経過後のパッケージ及び金型について、目視で汚れを評価した。パッケージ外観及び金型汚れ性の判定基準は、300ショットまでに汚れが発生したものを×、300ショットまで汚れていないものを○、500ショットまで汚れていないものを◎で表す。また、上記連続成形性において、500ショットまで問題なく成形できなかったものについては、連続成形を断念した時点でのパッケージ外観及び金型汚れ状況で判断した。 Package appearance and mold stain resistance: In the evaluation of the continuous moldability, the package and mold after 300 shots and after 500 shots were visually evaluated for stains. Judgment criteria for package appearance and mold dirtiness are indicated by x for those in which dirt has occurred up to 300 shots, ◯ for those that have not been soiled up to 300 shots, and ◎ that are not dirty up to 500 shots. Further, in the above-mentioned continuous formability, those that could not be formed without any problem up to 500 shots were judged based on the package appearance and mold contamination status when the continuous forming was abandoned.
耐半田性:上記連続成形性の評価において成形したパッケージを175℃、8時間で後硬化し、得られたパッケージを85℃、相対湿度60%で168時間加湿処理後、260℃のIRリフロー処理をした。パッケージ20個について、半導体素子とエポキシ樹脂組成物の硬化物との界面の密着状態を超音波探傷装置により観察し、剥離発生率[(剥離発生パッケージ数)/(全パッケージ数)×100]を算出した。単位は%。耐半田性の判断基準は、剥離が発生しなかったものは○、剥離発生率が20%未満のものは△、剥離発生率が20%以上のものは×とした。 Solder resistance: The package formed in the above-described evaluation of continuous formability is post-cured at 175 ° C. for 8 hours, and the resulting package is humidified at 85 ° C. and 60% relative humidity for 168 hours, followed by IR reflow treatment at 260 ° C. Did. For 20 packages, the adhesion state of the interface between the semiconductor element and the cured product of the epoxy resin composition was observed with an ultrasonic flaw detector, and the peeling occurrence rate [(number of peeling occurrence packages) / (total number of packages) × 100] Calculated. Units%. The criteria for determining solder resistance were ◯ when no peeling occurred, Δ when the peeling rate was less than 20%, and x when the peeling rate was 20% or more.
実施例2〜15、比較例1〜6
表2の配合に従い、実施例1と同様にして樹脂組成物を製造し、実施例1と同様にして評価した。評価結果を表2に示した。
Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 6
According to the formulation in Table 2, a resin composition was produced in the same manner as in Example 1, and evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 2.
実施例1〜15は、式(1)で表される構造単位及び式(2)で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むフェノール樹脂(A)と、エポキシ樹脂(B)と、無機充填剤(C)と、硬化促進剤(D)と、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)とを含む組成物であり、フェノール樹脂(A)の構造単位の配合割合を変更したもの、エポキシ樹脂(B)の種類を変更したもの、硬化促進剤(D)の種類を変更したもの、或いは、グリセリントリ脂肪酸エステル(E)の種類を変更したものを含むものであるが、いずれにおいても、流動性(スパイラルフロー)、耐燃性、連続成形性、パッケージ外観、金型汚れ性、耐半田性のバランスに優れた結果が得られた。 Examples 1-15 are the phenol resin (A) containing the component (A1) which consists of a polymer containing the structural unit represented by Formula (1), and the structural unit represented by Formula (2), and an epoxy resin. (B), an inorganic filler (C), a curing accelerator (D), and a glycerin trifatty acid ester (E), and the blending ratio of the structural unit of the phenol resin (A) was changed. , A modified type of epoxy resin (B), a modified type of curing accelerator (D), or a modified type of glycerin trifatty acid ester (E). Excellent results were obtained in the balance of fluidity (spiral flow), flame resistance, continuous formability, package appearance, mold stain resistance, and solder resistance.
一方、比較例1〜6においては、流動性(スパイラルフロー)、耐燃性、連続成形性、パッケージ外観、金型汚れ性、耐半田性のいずれかの項目が十分でなく、バランスが劣る結果となった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 6, any of the items of fluidity (spiral flow), flame resistance, continuous formability, package appearance, mold stain resistance, and solder resistance is not sufficient, and the balance is poor. became.
本発明に従うと、良好な耐燃性および耐半田性を有するとともに、流動性と硬化性に優れ、さらに連続成形性に優れる半導体封止用樹脂組成物を得ることができるため、半導体装置、とりわけ、1パッケージ内にチップを積層する構造、あるいは従来よりもワイヤ線径をより細くした半導体装置の封止用として好適である。 According to the present invention, it is possible to obtain a resin composition for encapsulating a semiconductor having excellent flame resistance and solder resistance, excellent fluidity and curability, and further excellent continuous moldability. It is suitable for sealing a semiconductor device having a structure in which chips are stacked in one package or a wire wire diameter smaller than that of a conventional device.
1 半導体素子
2 ダイボンド材硬化体
3 ダイパッド
4 ワイヤ
5 リードフレーム
6 封止用樹脂組成物の硬化体
7 ソルダーレジスト
8 基板
9 半田ボール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor element 2 Die-bonding material hardening body 3 Die pad 4 Wire 5 Lead frame 6 Hardening body of sealing resin composition 7 Solder resist 8 Substrate 9 Solder ball
Claims (14)
で表される構造単位及び下記一般式(2):
で表される構造単位とを含む重合体からなる成分(A1)を含むフェノール樹脂(A)と、
エポキシ樹脂(B)と、
無機充填剤(C)と、
硬化促進剤(D)と、
グリセリントリ脂肪酸エステル(E)と、
を含むことを特徴とする半導体封止用樹脂組成物。 A phenol resin comprising one or more components, the following general formula (1):
And the following general formula (2):
A phenol resin (A) containing a component (A1) made of a polymer containing a structural unit represented by:
Epoxy resin (B);
An inorganic filler (C);
A curing accelerator (D);
Glycerin trifatty acid ester (E),
A resin composition for encapsulating a semiconductor, comprising:
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013064076A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Sealing resin composition and electronic component device |
JP2014025042A (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Hitachi Chemical Co Ltd | Curing accelerator, epoxy resin composition and electronic component device |
JP2017528576A (en) * | 2014-09-22 | 2017-09-28 | ヘクセル コンポジッツ、リミテッド | Fast-curing composition |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006199944A (en) * | 2004-12-22 | 2006-08-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition and semi-conductor device |
WO2006080297A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
JP2006328360A (en) * | 2005-04-28 | 2006-12-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition and semiconductor device |
JP2008127455A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition, epoxy resin composition for sealing, and electronic component device |
JP2009197040A (en) * | 2007-08-22 | 2009-09-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device |
WO2010013406A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-04 | 住友ベークライト株式会社 | Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same |
-
2010
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006199944A (en) * | 2004-12-22 | 2006-08-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition and semi-conductor device |
WO2006080297A1 (en) * | 2005-01-28 | 2006-08-03 | Sumitomo Bakelite Co., Ltd. | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device |
JP2006328360A (en) * | 2005-04-28 | 2006-12-07 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition and semiconductor device |
JP2008127455A (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition, epoxy resin composition for sealing, and electronic component device |
JP2009197040A (en) * | 2007-08-22 | 2009-09-03 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device |
WO2010013406A1 (en) * | 2008-08-01 | 2010-02-04 | 住友ベークライト株式会社 | Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013064076A (en) * | 2011-09-20 | 2013-04-11 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Sealing resin composition and electronic component device |
JP2014025042A (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Hitachi Chemical Co Ltd | Curing accelerator, epoxy resin composition and electronic component device |
JP2017528576A (en) * | 2014-09-22 | 2017-09-28 | ヘクセル コンポジッツ、リミテッド | Fast-curing composition |
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