JP2020063338A - Resin composition for encapsulation and semiconductor package - Google Patents

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Abstract

To provide a resin composition for encapsulation in which a cured article obtained by curing can have low dielectric constant and low dielectric tangent and have adhesiveness with a metal.SOLUTION: A resin composition for encapsulation contains an epoxy resin (A), and a phenol resin (B) having a structure satisfying R-R-(R-R)-R, and a softening point of 150°C or lower, where n is an integer of 5 to 10. Each of Rand Ris a phenyl group or a naphthyl group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as substituent groups. Each of a plurality of Ris a phenylene group or a naphthylene group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as substituent groups. Each of Rand Ris an alkylene group.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、封止用樹脂組成物及び半導体パッケージに関し、詳しくは、エポキシ樹脂を含有する封止用樹脂組成物、及び封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止材を備える半導体パッケージに関する。   The present invention relates to an encapsulating resin composition and a semiconductor package, and more particularly, to an encapsulating resin composition containing an epoxy resin, and a semiconductor package including an encapsulant composed of a cured product of the encapsulating resin composition. .

特許文献1には、低誘電性等の諸性能に優れ、半導体封止材料として用いられる硬化性組成物として、分子構造中にフェノール性水酸基を一つ有する化合物と芳香族ポリカルボン酸又はその酸ハロゲン化物とのエステル化物である活性エステル化合物と、フェノール性水酸基含有化合物(B)とを必須の成分とする活性エステル組成物が、開示されている。   Patent Document 1 discloses a compound having one phenolic hydroxyl group in the molecular structure and an aromatic polycarboxylic acid or an acid thereof as a curable composition having excellent properties such as low dielectric property and used as a semiconductor encapsulating material. An active ester composition containing an active ester compound which is an esterified product with a halide and a phenolic hydroxyl group-containing compound (B) as essential components is disclosed.

国際公開第2018/008416号International Publication No. 2018/008416

半導体封止用の材料には、金属との密着性が良好であることが求められるが、特許文献1に記載の活性エステル組成物では、金属との良好な密着性が得られにくい。   A material for encapsulating a semiconductor is required to have good adhesion to a metal, but the active ester composition described in Patent Document 1 is difficult to obtain good adhesion to a metal.

本発明の目的は、硬化することで得られる硬化物が、低い誘電率と低い誘電正接とを有することができ、かつ金属との密着性も有することができる封止用樹脂組成物、及びこの封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止材を備える半導体パッケージを、提供することである。   An object of the present invention is to provide a sealing resin composition in which a cured product obtained by curing can have a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent, and can also have adhesion to a metal, and It is intended to provide a semiconductor package including an encapsulant made of a cured product of a resin composition for encapsulation.

本発明の一態様に係る封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A)と、下記式(1)を満たす構造を有し、かつ軟化点が150℃以下であるフェノール樹脂(B)とを含有する。
1−R2−(R3−R4−R5 (1)
式(1)中、nは、5〜10の整数である。R1及びR5の各々は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つの炭素数1〜20のアルキル基とを置換基として有するフェニル基又はナフチル基である。複数のR3の各々は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つの炭素数1〜20のアルキル基とを置換基として有するフェニレン基又はナフチレン基である。R2及びR4の各々は、アルキレン基である。
The encapsulating resin composition according to one embodiment of the present invention comprises an epoxy resin (A) and a phenol resin (B) having a structure satisfying the following formula (1) and having a softening point of 150 ° C. or lower. contains.
R 1 -R 2 - (R 3 -R 4) n -R 5 (1)
In formula (1), n is an integer of 5-10. Each of R 1 and R 5 is a phenyl group or a naphthyl group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as a substituent. Each of the plurality of R 3 is a phenylene group or a naphthylene group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as a substituent. Each of R 2 and R 4 is an alkylene group.

本発明の一態様に係る半導体パッケージは、半導体チップと、前記半導体チップを覆う、前記封止用樹脂組成物の硬化物である封止材とを備える。   A semiconductor package according to one aspect of the present invention includes a semiconductor chip and an encapsulant that is a cured product of the encapsulating resin composition and covers the semiconductor chip.

本発明によれば、硬化することで得られる硬化物が、低い誘電率と低い誘電正接とを有することができ、かつ金属との密着性も有することができる封止用樹脂組成物、及びこの封止用樹脂組成物の硬化物からなる封止材を備える半導体パッケージを、提供できる。   According to the present invention, a cured product obtained by curing can have a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent, and can also have adhesiveness with a metal, and this. It is possible to provide a semiconductor package including an encapsulant made of a cured product of the encapsulating resin composition.

本発明の一実施形態における半導体パッケージの第一の例を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 1st example of the semiconductor package in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における半導体パッケージの第二の例を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 2nd example of the semiconductor package in one Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

本実施形態に係る封止用樹脂組成物(以下、組成物(X)という)は、エポキシ樹脂(A)と、フェノール樹脂(B)とを含有する。フェノール樹脂(B)は、式(1)を満たす構造を有し、かつ軟化点が150℃以下である。   The encapsulating resin composition according to the present embodiment (hereinafter referred to as composition (X)) contains an epoxy resin (A) and a phenol resin (B). The phenol resin (B) has a structure satisfying the formula (1) and has a softening point of 150 ° C. or lower.

1−R2−(R3−R4−R5 (1)
式(1)中、nは、5〜10の整数である。R1及びR5の各々は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つの炭素数1〜20のアルキル基とを置換基として有するフェニル基又はナフチル基である。複数のR3の各々は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つの炭素数1〜20のアルキル基とを置換基として有するフェニレン基又はナフチレン基である。R2及びR4の各々は、アルキレン基である。
R 1 -R 2 - (R 3 -R 4) n -R 5 (1)
In formula (1), n is an integer of 5-10. Each of R 1 and R 5 is a phenyl group or a naphthyl group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as a substituent. Each of the plurality of R 3 is a phenylene group or a naphthylene group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as a substituent. Each of R 2 and R 4 is an alkylene group.

本実施形態によると、組成物(X)を硬化させて硬化物を得た場合、組成物(X)がエポキシ樹脂(A)を含有することから、硬化物は金属との良好な密着性を有することができる。さらに、組成物(X)がフェノール樹脂(B)を含有することで、硬化物は低い誘電率と低い誘電正接とを有することができる。これは、フェノール樹脂(B)は、芳香環を含む主鎖を有することで適度に大きい水酸基当量を有することができ、かつフェノール樹脂(B)の側鎖にあるアルキル基がフェノール樹脂(B)の自由体積を増大させるためであると考えられる。すなわち、フェノール樹脂(B)が適度に大きい水酸基当量と大きな自由体積とを有することで、硬化物における極性基の密度が低められ、これにより、低い誘電率と低い誘電正接とを達成できると、考えられる。   According to this embodiment, when the composition (X) is cured to obtain a cured product, the composition (X) contains the epoxy resin (A), and thus the cured product has good adhesion to a metal. Can have. Furthermore, since the composition (X) contains the phenol resin (B), the cured product can have a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent. This is because the phenol resin (B) can have a reasonably large hydroxyl group equivalent by having a main chain containing an aromatic ring, and the alkyl group on the side chain of the phenol resin (B) has a phenol resin (B). It is thought to be for increasing the free volume of. That is, when the phenolic resin (B) has an appropriately large hydroxyl group equivalent and a large free volume, the density of polar groups in the cured product is reduced, whereby a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent can be achieved. Conceivable.

また、フェノール樹脂(B)の軟化点が150℃以下であることで、組成物(X)の調製時に組成物(X)中でフェノール樹脂(B)を良好に分散させやすい。このために、硬化物の全体にわたって極性基の密度を低下させやすく、そのために低い比誘電率と低い誘電正接とを達成しやすい。   Moreover, when the softening point of the phenol resin (B) is 150 ° C. or lower, the phenol resin (B) can be favorably dispersed in the composition (X) during preparation of the composition (X). For this reason, the density of the polar groups is likely to be reduced over the entire cured product, and thus a low relative dielectric constant and a low dielectric loss tangent are easily achieved.

なお、フェノール樹脂(B)の軟化点は、フェノール樹脂(B)についてのDSC曲線における吸熱ピークが現れる温度である。DSC曲線は、空気雰囲気下、昇温速度20℃/分の条件でフェノール樹脂(B)の示差走査熱量測定を行うことで得られる。   The softening point of the phenol resin (B) is the temperature at which the endothermic peak appears in the DSC curve for the phenol resin (B). The DSC curve is obtained by performing a differential scanning calorimetry measurement of the phenol resin (B) in an air atmosphere at a temperature rising rate of 20 ° C./min.

上記のフェニル基又はナフチル基が置換基として有するアルキル基の炭素数は、2〜15であることがより好ましく、5〜10であることが更に好ましい。また、上記のフェニ連記又はナフチレン基が置換基として有するアルキル基の炭素数は、2〜15であることがより好ましく、5〜10であることが更に好ましい。これらの場合、硬化物は低い誘電率と低い誘電正接とを特に有しやすい。   The alkyl group which the above phenyl group or naphthyl group has as a substituent preferably has 2 to 15 carbon atoms, and more preferably 5 to 10 carbon atoms. Moreover, the carbon number of the alkyl group which the above-mentioned phenylene series or the naphthylene group has as a substituent is more preferably 2 to 15, and further preferably 5 to 10. In these cases, the cured product is particularly likely to have a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent.

組成物(X)が含有する成分について、更に詳しく説明する。   The components contained in the composition (X) will be described in more detail.

エポキシ樹脂(A)は、半導体の封止用途に適用できるのであれば、適宜の成分を含み得る。組成物(X)がエポキシ樹脂(A)を含有することで、組成物(X)を熱硬化させて得られる硬化物は金属との密着性を有することができる。エポキシ樹脂(A)は、例えばグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂及びオレフィン酸化型(脂環式)エポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。より具体的には、エポキシ樹脂(A)は、例えば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アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂;ナフトールノボラック型エポキシ樹脂;フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂;ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂;フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂;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型エポキシ樹脂;トリフェニルメタン型エポキシ樹脂;テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;ビスフェノールA型ブロム含有エポキシ樹脂等のブロム含有エポキシ樹脂;ジアミノジフェニルメタンやイソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂;並びにフタル酸やダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種以上の成分を含有できる。   The epoxy resin (A) may contain appropriate components as long as it can be applied to a semiconductor encapsulation application. When the composition (X) contains the epoxy resin (A), the cured product obtained by thermally curing the composition (X) can have adhesiveness with a metal. The epoxy resin (A) can contain at least one component selected from the group consisting of, for example, a glycidyl ether type epoxy resin, a glycidyl amine type epoxy resin, a glycidyl ester type epoxy resin, and an olefin oxidation type (alicyclic) epoxy resin. . More specifically, the epoxy resin (A) is an alkylphenol novolac type epoxy resin such as a phenol novolac type epoxy resin or a cresol novolac type epoxy resin; a naphthol novolac type epoxy resin; a phenol aralkyl type having a phenylene skeleton, a biphenylene skeleton, etc. Epoxy resin; Biphenylaralkyl-type epoxy resin; Naphthol-aralkyl-type epoxy resin having phenylene skeleton, biphenylene skeleton, etc .; Multifunctional epoxy resin such as triphenolmethane-type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane-type epoxy resin; Triphenylmethane-type Epoxy resin; Tetrakisphenolethane type epoxy resin; Dicyclopentadiene type epoxy resin; Stilbene type epoxy resin; Bisphenol A type epoxy resin Bisphenol type epoxy resin such as bisphenol F type epoxy resin; Biphenyl type epoxy resin; Naphthalene type epoxy resin; Alicyclic epoxy resin; Brom containing epoxy resin such as bisphenol A type brom containing epoxy resin; Polyamine such as diaminodiphenylmethane and isocyanuric acid A glycidylamine-type epoxy resin obtained by the reaction of chloridrin with epichlorohydrin; and one or more components selected from the group consisting of a glycidyl ester-type epoxy resin obtained by the reaction of a polybasic acid such as phthalic acid or dimer acid with epichlorohydrin Can be included.

特にエポキシ樹脂(A)は、ビスフェノールA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、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂及びトリフェニルホスフィン型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種以上の成分を含有することが好ましい。   Particularly, the epoxy resin (A) is selected from the group consisting of bisphenol A type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin and triphenylphosphine type epoxy resin. It preferably contains one or more components.

組成物(X)は、エポキシ樹脂(A)と反応しうる硬化剤を含有し、硬化剤が上記のフェノール樹脂(B)を含有する。   The composition (X) contains a curing agent capable of reacting with the epoxy resin (A), and the curing agent contains the above-mentioned phenol resin (B).

フェノール樹脂(B)は、上記のとおり、式(1)を満たす構造を有し、かつ軟化点が150℃以下である。すなわち、式(1)を満たす構造を有する化合物であっても、軟化点が150℃より高ければ、フェノール樹脂(B)には含まれない。   As described above, the phenol resin (B) has a structure satisfying the formula (1) and has a softening point of 150 ° C. or lower. That is, even a compound having a structure satisfying the formula (1) is not included in the phenol resin (B) as long as the softening point is higher than 150 ° C.

式(1)に示す構造は、複数のR3を含む。硬化物の低誘電率化及び低誘電正接化のためには、複数のR3は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つのアルキル基とを置換基として有するフェニレン基を含むことが好ましい。 The structure shown in Formula (1) includes a plurality of R 3 . In order to reduce the dielectric constant and the dielectric loss tangent of the cured product, it is preferable that the plurality of R 3 include a phenylene group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group as substituents.

硬化物の低誘電率化及び低誘電正接化のためには、式(1)のR1及びR5の各々は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つのアルキル基とを置換基として有するフェニル基であることが好ましい。 In order to reduce the dielectric constant and the dielectric loss tangent of the cured product, each of R 1 and R 5 in the formula (1) is a phenyl group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group as a substituent. Preferably there is.

硬化物の低誘電率化及び低誘電正接化のためには、式(1)のR2及びR4の各々は、メチレン基であることが好ましい。 In order to lower the dielectric constant and lower the dielectric loss tangent of the cured product, each of R 2 and R 4 in the formula (1) is preferably a methylene group.

硬化物の低誘電率化及び低誘電正接化のためには、特に、フェノール樹脂(B)は、下記式(11)に示す構造を有する化合物を含むことが好ましい。式(11)中、nは5〜10の整数であり、mは1〜3の整数であり、Rは炭素数1〜20のアルキル基である。
Rであるアルキル基の炭素数は、2〜15であることがより好ましく、5〜10であることが更に好ましい。
In order to reduce the dielectric constant and the dielectric loss tangent of the cured product, it is particularly preferable that the phenol resin (B) contains a compound having a structure represented by the following formula (11). In formula (11), n is an integer of 5 to 10, m is an integer of 1 to 3, and R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
The alkyl group represented by R has preferably 2 to 15 carbon atoms, and more preferably 5 to 10 carbon atoms.

硬化物の低誘電率化及び低誘電正接化のためには、式(11)に示す構造において、フェニレン基及びフェニル基のいずれもが、水酸基に対するパラ位に位置するRを有することが、更に好ましい。   In order to lower the dielectric constant and lower the dielectric loss tangent of the cured product, in the structure shown in formula (11), it is preferable that both the phenylene group and the phenyl group have R positioned at the para position with respect to the hydroxyl group. preferable.

フェノール樹脂(B)の百分比は、組成物(X)に対して、2.0質量%以上7.0質量%以下であることが好ましい。この場合、フェノール樹脂(B)による低誘電率化及び低誘電正接化の作用が特に発揮されやすい。   The percentage of the phenol resin (B) is preferably 2.0% by mass or more and 7.0% by mass or less based on the composition (X). In this case, the action of lowering the dielectric constant and lowering the dielectric loss tangent of the phenol resin (B) is particularly likely to be exhibited.

組成物(X)中の硬化剤は、フェノール樹脂(B)のみを含んでもよく、フェノール樹脂(B)以外の成分を含んでもよい。硬化剤がフェノール樹脂(B)以外の成分を含む場合、硬化剤全体に対するフェノール樹脂(B)の百分比は20質量%以上であることが好ましい。   The curing agent in the composition (X) may contain only the phenol resin (B) or may contain components other than the phenol resin (B). When the curing agent contains components other than the phenol resin (B), the percentage of the phenol resin (B) with respect to the entire curing agent is preferably 20% by mass or more.

硬化剤がフェノール樹脂(B)以外の成分を含む場合、硬化剤は、フェノール樹脂(B)に加えて、例えばフェノール樹脂(B)以外のフェノール化合物、酸無水物、及びフェノール性水酸基を生成する機能性化合物からなる群から選択される一種以上の成分を含有する。フェノール化合物には、フェノール樹脂(B)を除く、1分子内に2個以上のフェノール性水酸基を有するモノマー、オリゴマー及びポリマー全般が含まれうる。例えば硬化剤は、フェノール樹脂(B)を除く、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビフェニル型ノボラック樹脂、トリフェニルメタン型樹脂、ナフトールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、及びビフェニルアラルキル樹脂からなる群から選択される一種以上の成分を含有することができる。酸無水物は、例えば無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸及びポリアゼライン酸無水物からなる群から選択される一種以上の成分を含有することができる。フェノール性水酸基を生成する機能性化合物としては、加熱されることでフェノール性水酸基を生成する化合物が挙げられる。より具体的には、機能性化合物として、加熱されると開環してフェノール性水酸基を生成するベンゾオキサジン類が挙げられる。   When the curing agent contains a component other than the phenol resin (B), the curing agent generates, for example, a phenol compound other than the phenol resin (B), an acid anhydride, and a phenolic hydroxyl group in addition to the phenol resin (B). It contains one or more components selected from the group consisting of functional compounds. The phenol compound may include all monomers, oligomers, and polymers having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, excluding the phenol resin (B). For example, the curing agent is selected from the group consisting of phenol novolac resin, cresol novolac resin, biphenyl type novolac resin, triphenylmethane type resin, naphthol novolac resin, phenol aralkyl resin, and biphenyl aralkyl resin, excluding phenol resin (B). It may contain one or more components. Examples of the acid anhydride include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride and methyltetrahydroanhydride. It may contain one or more components selected from the group consisting of phthalic acid and polyazelaic anhydride. Examples of the functional compound that forms a phenolic hydroxyl group include compounds that generate a phenolic hydroxyl group when heated. More specifically, examples of the functional compound include benzoxazines that open to form a phenolic hydroxyl group when heated.

エポキシ樹脂(A)に対する硬化剤の当量比は、例えば0.5以上2.0以下であり、0.8以上1.4以下であれば好ましい。   The equivalent ratio of the curing agent to the epoxy resin (A) is, for example, 0.5 or more and 2.0 or less, preferably 0.8 or more and 1.4 or less.

組成物(X)は、硬化促進剤(C)を含有できる。   The composition (X) can contain a curing accelerator (C).

硬化促進剤(C)は、例えば次のリン系硬化促進剤(C1)を含有することが好ましい。すなわち、組成物(X)は、リン系硬化促進剤(C1)を含有することが好ましい。   The curing accelerator (C) preferably contains, for example, the following phosphorus-based curing accelerator (C1). That is, it is preferable that the composition (X) contains a phosphorus-based curing accelerator (C1).

リン系硬化促進剤(C1)は、下記式(3)に示す構造を有する。   The phosphorus-based curing accelerator (C1) has a structure represented by the following formula (3).

式(3)において、R1〜R3は各々独立に炭素数6〜12のアリール基である。R4は炭素数1〜4のアルキル基である。R6及びR8は各々独立にカルボキシル基、又は水酸基である。R5及びR7は各々独立にH又は炭素数1〜4のアルキル基である。R9及びR11の各々はHである。R10はカルボキシル基、又は水酸基である。p、q及びrは、p≧1、q≧1、r≧1、及びq≧rの関係を満たす数である。 In the formula (3), R 1 to R 3 are each independently an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. R 6 and R 8 are each independently a carboxyl group or a hydroxyl group. R 5 and R 7 are each independently H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Each of R 9 and R 11 is H. R 10 is a carboxyl group or a hydroxyl group. p, q, and r are numbers that satisfy the relationships of p ≧ 1, q ≧ 1, r ≧ 1, and q ≧ r.

リン系硬化促進剤(C1)について、更に詳しく説明する。リン系硬化促進剤(C1)は、下記式(3.1)に示す第4級ホスホニウムカチオン(C11)と、下記式(3.2)に示す有機カルボキシラートアニオン(C12)と、下記式(3.3)に示すフェノール化合物(C13)とから構成される。   The phosphorus-based curing accelerator (C1) will be described in more detail. The phosphorus-based curing accelerator (C1) includes a quaternary phosphonium cation (C11) represented by the following formula (3.1), an organic carboxylate anion (C12) represented by the following formula (3.2), and the following formula (C12): It is composed of the phenol compound (C13) shown in 3.3).

リン系硬化促進剤(C1)において、第4級ホスホニウムカチオン(C11)と、有機カルボキシラートアニオン(C12)とは、イオン結合している。さらに、有機カルボキシラートアニオン(C12)とフェノール化合物(C13)とは、水素結合しており、このためリン系硬化促進剤(C1)は錯体状の化合物である。このリン系硬化促進剤(C1)の構造の概念的なモデルの一例を下記式(4)に示す。   In the phosphorus-based curing accelerator (C1), the quaternary phosphonium cation (C11) and the organic carboxylate anion (C12) are ionically bonded. Furthermore, the organic carboxylate anion (C12) and the phenol compound (C13) are hydrogen-bonded, so that the phosphorus-based curing accelerator (C1) is a complex compound. An example of a conceptual model of the structure of the phosphorus-based curing accelerator (C1) is shown in the following formula (4).

リン系硬化促進剤(C1)を含有することで、リン系硬化促進剤(C1)は、リン系の化合物一般と比較して、組成物(X)の流動性、硬化性、及び保存安定性を高めやすい。これは、リン系硬化促進剤(C1)を構成する第4級ホスホニウムカチオン(C11)、有機カルボキシラートアニオン(C12)及びフェノール化合物(C13)という三つの要素間に働く次のような相互作用に起因すると考えられる。   By containing the phosphorus-based curing accelerator (C1), the phosphorus-based curing accelerator (C1) has a fluidity, curability, and storage stability of the composition (X) as compared with general phosphorus-based compounds. It is easy to raise. This is due to the following interaction between the three elements of the quaternary phosphonium cation (C11), the organic carboxylate anion (C12) and the phenolic compound (C13) constituting the phosphorus-based curing accelerator (C1). It is thought to be due to this.

式(4)に示すように、有機カルボキシラートアニオン(C12)とフェノール化合物(C13)の各々は、1,3位に水素結合可能な置換基である水酸基又はカルボニル基を有するため、有機カルボキシラートアニオン(C12)とフェノール化合物(C13)との間に水素結合による相互作用が強力に働く。これにより有機カルボキシラートアニオン(C12)の酸強度が見かけ上強くなり、有機カルボキシラートアニオン(C12)と第4級ホスホニウムカチオン(C11)とが解離しにくくなる。このため、常温下ではリン系硬化促進剤(C1)中の第4級ホスホニウムカチオン(C11)と有機カルボキシラートアニオン(C12)とが解離しない状態が維持されることで、組成物(X)の硬化が抑制される。このため、組成物(X)の保存安定性が高められると考えられる。組成物(X)が加熱されても、当初は有機カルボキシラートアニオン(C12)とフェノール化合物(C13)との間の強い相互作用が維持されることで、第4級ホスホニウムカチオン(C11)と有機カルボキシラートアニオン(C12)との解離が抑制される。このため、組成物(X)が加熱されても、すぐには硬化反応は進行せず、組成物(X)の溶融粘度の上昇が抑制される。これにより、組成物(X)の成形時の流動性が高められると考えられる。加熱を開始してからしばらくすると、有機カルボキシラートアニオン(C12)とフェノール化合物(C13)との間の相互作用は次第に弱まり、第4級ホスホニウムカチオン(C11)と有機カルボキシラートアニオン(C12)とが解離する。これにより、組成物(X)の硬化が促進される。このため、組成物(X)の流動性と硬化性とが共に高められると考えられる。   As shown in the formula (4), each of the organic carboxylate anion (C12) and the phenol compound (C13) has a hydroxyl group or a carbonyl group which is a substituent capable of hydrogen bonding at the 1- and 3-positions. The interaction by hydrogen bond strongly acts between the anion (C12) and the phenol compound (C13). This apparently increases the acid strength of the organic carboxylate anion (C12), and makes it difficult for the organic carboxylate anion (C12) and the quaternary phosphonium cation (C11) to dissociate. Therefore, at room temperature, the state in which the quaternary phosphonium cation (C11) and the organic carboxylate anion (C12) in the phosphorus-based curing accelerator (C1) are not dissociated is maintained, and thus the composition (X) of the composition (X) is maintained. Curing is suppressed. Therefore, it is considered that the storage stability of the composition (X) is enhanced. Even when the composition (X) is heated, the strong interaction between the organic carboxylate anion (C12) and the phenol compound (C13) is initially maintained, so that the quaternary phosphonium cation (C11) and the organic compound (C11) are maintained. Dissociation with the carboxylate anion (C12) is suppressed. Therefore, even if the composition (X) is heated, the curing reaction does not proceed immediately, and the increase in melt viscosity of the composition (X) is suppressed. It is considered that this improves the fluidity of the composition (X) during molding. After a while from the start of heating, the interaction between the organic carboxylate anion (C12) and the phenol compound (C13) gradually weakens, and the quaternary phosphonium cation (C11) and the organic carboxylate anion (C12) are separated from each other. Dissociate. This accelerates the curing of the composition (X). Therefore, it is considered that both the fluidity and the curability of the composition (X) are improved.

本実施形態では、式(3)において、R1〜R3が各々独立に炭素数6〜12のアリール基であり、R4が炭素数1〜4のアルキル基であることで、リン系硬化促進剤(C1)における第4級ホスホニウムカチオン(C11)と有機カルボキシラートアニオン(C12)との立体障害が少なく、そのため、リン系硬化促進剤(C1)の安定性が高い。また、R6及びR8が各々独立にカルボキシル基、又は水酸基であり、更にR10がカルボキシル基、又は水酸基であることで、有機カルボキシラートアニオン(C12)とフェノール化合物(C13)との間の相互作用が強力に働き、上記のような組成物(X)の保存安定性の向上、成形時の流動性の向上及び硬化性の向上がもたらされる。また、R5及びR7が各々独立にH又は炭素数1〜4のアルキル基であることで、芳香環上でエポキシ樹脂と反応する官能基同士が隣接せず、しかもエポキシ樹脂と反応する官能基の周りの立体障害が抑制される。このため、組成物(X)が硬化する際にエポキシ化合物(A)と反応する官能基が未反応で残る確率が低くなり、組成物(X)の硬化性が高められる。 In the present embodiment, in the formula (3), R 1 to R 3 are each independently an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. There is little steric hindrance between the quaternary phosphonium cation (C11) and the organic carboxylate anion (C12) in the accelerator (C1), and therefore the stability of the phosphorus-based curing accelerator (C1) is high. Further, R 6 and R 8 are each independently a carboxyl group or a hydroxyl group, and further R 10 is a carboxyl group or a hydroxyl group, so that the organic carboxylate anion (C12) and the phenol compound (C13) are separated from each other. The interaction works strongly, resulting in improvement of the storage stability of the composition (X), improvement of fluidity during molding, and improvement of curability. Further, since R 5 and R 7 are each independently H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, the functional groups that react with the epoxy resin are not adjacent to each other on the aromatic ring, and the functional groups that react with the epoxy resin are not adjacent to each other. The steric hindrance around the group is suppressed. Therefore, when the composition (X) is cured, the probability that the functional group that reacts with the epoxy compound (A) remains unreacted is low, and the curability of the composition (X) is enhanced.

式(3)において、R6とR8の少なくとも一方はカルボキシル基であることが好ましい。この場合、リン系硬化促進剤(C1)が、リン系の化合物一般と比較して、組成物(X)の保存安定性、成形時の流動性及び硬化性を更に向上しやすく、かつ硬化物を含む封止材4と金属との密着性も向上しやすい。その理由は次の通りであると推察される。カルボキシル基及びカルボキシラートアニオン基は、水酸基よりも求核性が低いため、R6とR8の少なくとも一方がカルボキシル基であると、リン系硬化促進剤(C1)がエポキシ化合物(A)と反応する際には、当初は急激な反応は生じない。反応が進んでも、カルボキシラートアニオン基が先に反応し、カルボキシル基は反応せずに残存しやすい。そのため、組成物(X)の保存安定性及び成形時の流動性が損なわれにくい。反応がある程度進むと、有機カルボキシラートアニオン(C12)からフェノール化合物(C13)が解離して、このフェノール化合物(C13)中の水酸基の高い求核反応性が発現し、そのため組成物(X)の硬化が促進される。これにより、組成物(X)の硬化性が高められる。有機カルボキシラートアニオン(C12)中のカルボキシル基は組成物(X)の硬化後も硬化物中に残存しやすい。このため、硬化物が金属表面と接触すると、組成物(X)中のカルボキシル基が金属元素と結合してカルボン酸塩を形成しやすく、金属表面に水酸基又は酸化膜が存在する場合にはカルボキシル基が金属表面と水素結合しやすい。このため、硬化物の金属表面との間の密着性が高められる。これにより、封止材4は金属との間の高い密着性を有することができる。 In formula (3), at least one of R 6 and R 8 is preferably a carboxyl group. In this case, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is more likely to improve the storage stability, the fluidity at the time of molding and the curability of the composition (X) more easily than the phosphorus-based compounds in general, and the cured product. It is easy to improve the adhesion between the encapsulating material 4 containing the metal and the metal. The reason is presumed to be as follows. Since the carboxyl group and the carboxylate anion group are lower in nucleophilicity than the hydroxyl group, the phosphorus-based curing accelerator (C1) reacts with the epoxy compound (A) when at least one of R 6 and R 8 is a carboxyl group. At the beginning, no sudden reaction occurs. Even if the reaction proceeds, the carboxylate anion group reacts first, and the carboxyl group tends to remain without reacting. Therefore, the storage stability of the composition (X) and the fluidity during molding are not easily impaired. When the reaction proceeds to some extent, the phenol compound (C13) is dissociated from the organic carboxylate anion (C12), and a high nucleophilic reactivity of the hydroxyl group in this phenol compound (C13) is developed, and therefore the composition (X) of the composition (X) is Cure is accelerated. This enhances the curability of the composition (X). The carboxyl group in the organic carboxylate anion (C12) tends to remain in the cured product even after the composition (X) is cured. Therefore, when the cured product comes into contact with the metal surface, the carboxyl group in the composition (X) is likely to combine with the metal element to form a carboxylate, and when a hydroxyl group or an oxide film is present on the metal surface, the carboxyl group is formed. The group easily hydrogen bonds with the metal surface. Therefore, the adhesion between the cured product and the metal surface is enhanced. Thereby, the sealing material 4 can have high adhesiveness with a metal.

式(3)において、R10が水酸基であることも好ましい。この場合、組成物(X)の保存安定性、成形時の流動性及び硬化性が、より高められやすい。これは、リン系硬化促進剤(C1)内において、有機カルボキシラートアニオン(C12)とフェノール化合物(C13)との水素結合による相互作用が、より強く生じやすいからだと考えられる。特に、R6とR8の少なくとも一方がカルボキシル基でありかつR10が水酸基である場合に、高い効果が得られる。これは、リン系硬化促進剤(C1)内における有機カルボキシラートアニオン(C12)に対してフェノール化合物(C13)が、有機カルボキシラートアニオン(C12)におけるカルボキシラートアニオン基及びカルボキシル基とフェノール化合物(C13)における二つの水酸基とが近接するように配置されやすいため、水素結合による相互作用が更に強く生じやすいからだと考えられる。 In the formula (3), it is also preferable that R 10 is a hydroxyl group. In this case, the storage stability of the composition (X), the fluidity during molding, and the curability are more likely to be increased. It is considered that this is because the interaction due to the hydrogen bond between the organic carboxylate anion (C12) and the phenol compound (C13) is likely to occur more strongly in the phosphorus-based curing accelerator (C1). In particular, a high effect is obtained when at least one of R 6 and R 8 is a carboxyl group and R 10 is a hydroxyl group. This is because the phenol compound (C13) is the organic carboxylate anion (C12) in the phosphorus-based curing accelerator (C1), the carboxylate anion group in the organic carboxylate anion (C12) and the carboxyl group and the phenol compound (C13). It is thought that this is because the two hydroxyl groups in) are likely to be arranged close to each other, so that the interaction by hydrogen bond is more likely to occur.

また、リン系硬化促進剤(C1)はベンゼンを含まず、リン系硬化促進剤(C1)の合成時にベンゼンが生成されてリン系硬化促進剤(C1)に混入されることもない。このため、組成物(X)からの、硬化促進剤に由来するベンゼンの放出が抑制される。   Further, the phosphorus-based curing accelerator (C1) does not contain benzene, and benzene is not generated during the synthesis of the phosphorus-based curing accelerator (C1) and mixed into the phosphorus-based curing accelerator (C1). Therefore, the release of benzene derived from the curing accelerator from the composition (X) is suppressed.

また、原料の加熱混練によって組成物(X)を調製する際に、リン系硬化促進剤(C1)は組成物(X)中で分散及び融解しやすい。このため、組成物(X)で半導体素子を封止する場合、リン系硬化促進剤(C1)の粒子がワイヤ間やバンプ間にひっかかって絶縁不良を引きおこすようなことが、抑制される。   Further, when the composition (X) is prepared by heating and kneading the raw materials, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is easily dispersed and melted in the composition (X). Therefore, when the semiconductor element is sealed with the composition (X), particles of the phosphorus-based curing accelerator (C1) are prevented from being caught between the wires or between the bumps and causing insulation failure.

リン系硬化促進剤(C1)の融点又は軟化点が200℃以上という比較的高い温度であってもよい。この場合でも、リン系硬化促進剤(C1)は組成物(X)中で分散及び融解しやすい。これは、何らかの分子間相互作用によって、組成物(X)中でのリン系硬化促進剤(C1)の分散性が高められているためであると考えられる。   The melting point or softening point of the phosphorus-based curing accelerator (C1) may be a relatively high temperature of 200 ° C. or higher. Even in this case, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is easily dispersed and melted in the composition (X). It is considered that this is because the dispersibility of the phosphorus-based curing accelerator (C1) in the composition (X) is enhanced by some kind of intermolecular interaction.

組成物(X)中でホスホニウム塩(A)が特に分散及び融解しやすくなるためには、リン系硬化促進剤(C1)の融点又は軟化点は200℃以下であることが好ましく、70〜140℃の範囲内であればより好ましい。融点又は軟化点が140℃以下であると、組成物(X)中でリン系硬化促進剤(C1)が特に分散及び融解しやすくなる。また、融点又は軟化点が70℃以上であると、リン系硬化促進剤(C1)を粉砕して粉末状にする場合の融着が特に抑制されるとともに、保存中に粉末状のリン系硬化促進剤(C1)がブロック化しにくくなる。融点又は軟化点は、80〜120℃の範囲内であれば更に好ましく、90〜100℃の範囲内であれば特に好ましい。   In order for the phosphonium salt (A) to be particularly easily dispersed and melted in the composition (X), the melting point or softening point of the phosphorus-based curing accelerator (C1) is preferably 200 ° C. or lower, and 70 to 140. More preferably within the range of ° C. When the melting point or softening point is 140 ° C. or lower, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is particularly easily dispersed and melted in the composition (X). Further, when the melting point or softening point is 70 ° C. or higher, fusion in the case of pulverizing the phosphorus-based curing accelerator (C1) into a powder form is particularly suppressed, and the phosphorus-based curing of the powder form during storage is suppressed. It becomes difficult for the accelerator (C1) to be blocked. The melting point or softening point is more preferably within the range of 80 to 120 ° C, and particularly preferably within the range of 90 to 100 ° C.

なお、リン系硬化促進剤(C1)の融点又は軟化点を測定するためには、空気雰囲気下、昇温速度20℃/分の条件でリン系硬化促進剤(C1)の示差走査熱量測定を行うことで、DSC曲線を得る。このDSC曲線における吸熱ピークが現れる温度を、融点又は軟化点とする。   In order to measure the melting point or softening point of the phosphorus-based curing accelerator (C1), differential scanning calorimetry of the phosphorus-based curing accelerator (C1) is performed under an air atmosphere at a temperature rising rate of 20 ° C./min. By doing so, a DSC curve is obtained. The temperature at which the endothermic peak appears in this DSC curve is defined as the melting point or softening point.

リン系硬化促進剤(C1)の融点又は軟化点を下げる方法として、リン系硬化促進剤(C1)をフェノール樹脂でマスターバッチ化することが挙げられる。フェノール樹脂は低粘度であることが好ましい。フェノール樹脂としては、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂が挙げられる。マスターバッチ化のためには、公知の方法が利用可能である。   As a method for lowering the melting point or softening point of the phosphorus-based curing accelerator (C1), masterbatch of the phosphorus-based curing accelerator (C1) with a phenol resin can be mentioned. The phenol resin preferably has a low viscosity. Examples of the phenol resin include bisphenol A, bisphenol F, phenol novolac resin, cresol novolac resin, and phenol aralkyl resin. A known method can be used for forming a masterbatch.

リン系硬化促進剤(C1)が粉末状であることも好ましい。この場合も、リン系硬化促進剤(C1)が、組成物(X)中で特に分散及び融解しやすくなる。リン系硬化促進剤(C1)を粉末状にする方法としては、リン系硬化促進剤(C1)を衝撃式粉砕機等で粉砕することが挙げられる。粉末状のリン系硬化促進剤(C1)が、100メッシュパス95%以上であることが好ましい。すなわち、粉末状のリン系硬化促進剤(C1)の95質量%以上が、100メッシュ(目開き212μm)を通過することが好ましい。この100メッシュパスは、エアージェットシーブ法で測定される。この場合、リン系硬化促進剤(C1)が、組成物(X)中で非常に分散及び融解しやすくなる。   It is also preferable that the phosphorus-based curing accelerator (C1) is in powder form. Also in this case, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is particularly easily dispersed and melted in the composition (X). Examples of a method for powdering the phosphorus-based curing accelerator (C1) include pulverizing the phosphorus-based curing accelerator (C1) with an impact pulverizer. It is preferable that the powdery phosphorus-based curing accelerator (C1) has a 100 mesh pass of 95% or more. That is, it is preferable that 95% by mass or more of the powdery phosphorus-based curing accelerator (C1) pass through 100 mesh (opening 212 μm). This 100 mesh path is measured by the air jet sieve method. In this case, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is very easily dispersed and melted in the composition (X).

リン系硬化促進剤(C1)の合成方法は、特に限定されない。例えばまず第4級ホスホニウムカチオン(C11)と有機カルボキシラートアニオン(C12)とから構成される中間体を合成し、この中間体とフェノール化合物(C13)とを混合することで、リン系硬化促進剤(C1)が得られる。   The method for synthesizing the phosphorus-based curing accelerator (C1) is not particularly limited. For example, first, an intermediate composed of a quaternary phosphonium cation (C11) and an organic carboxylate anion (C12) is synthesized, and the intermediate and the phenol compound (C13) are mixed to give a phosphorus-based curing accelerator. (C1) is obtained.

中間体は、例えば特許第4429768号公報に開示されている方法で製造できる。具体的には、例えばまず第4級ホスホニウムカチオン(C11)に対応する第4級ホスホニウムのアルキル炭酸塩と、有機カルボキシラートアニオン(C12)に対応する有機カルボン酸との塩交換反応で、中間体が合成される。   The intermediate can be produced, for example, by the method disclosed in Japanese Patent No. 4429768. Specifically, for example, first, a salt exchange reaction between an alkyl carbonate of a quaternary phosphonium corresponding to a quaternary phosphonium cation (C11) and an organic carboxylic acid corresponding to an organic carboxylate anion (C12) is performed to form an intermediate. Is synthesized.

第4級ホスホニウムのアルキル炭酸塩は、例えば第4級ホスホニウムに対応する第3級ホスフィンと炭酸ジエステル類とを反応させることで得られる。第3級ホスフィンとしては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィン、及び2−(ジフェニルホスフィノ)ビフェニルが挙げられる。炭酸ジエステルとしては、例えばジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジブチルカーボネート、及びジフェニルカーボネートが挙げられる。反応を速やかに収率良く完結させるためには、溶媒中で反応させることが好ましい。溶媒としては、例えばメタノール及びエタノールが挙げられる。第4級ホスホニウムのアルキル炭酸塩を合成するためには、例えば第3級ホスフィンと炭酸ジエステル類を溶媒に加えて反応溶液を調製し、この反応溶液をオートクレーブ中で、50〜150℃の範囲内の温度で10〜200時間反応させる。   The quaternary phosphonium alkyl carbonate can be obtained, for example, by reacting a tertiary phosphine corresponding to the quaternary phosphonium with a carbonic acid diester. Examples of the tertiary phosphine include triphenylphosphine, tris (4-methylphenyl) phosphine, and 2- (diphenylphosphino) biphenyl. Examples of carbonic acid diesters include diethyl carbonate, dimethyl carbonate, dibutyl carbonate, and diphenyl carbonate. In order to complete the reaction promptly and with good yield, it is preferable to carry out the reaction in a solvent. Examples of the solvent include methanol and ethanol. In order to synthesize a quaternary phosphonium alkyl carbonate, for example, a tertiary phosphine and a carbonic acid diester are added to a solvent to prepare a reaction solution, and the reaction solution is heated in an autoclave within a range of 50 to 150 ° C. The reaction is carried out at the temperature of 10 to 200 hours.

中間体は、第4級ホスホニウムカチオン(C11)に対応する第4級ホスホニウムの水酸化物と、有機カルボキシラートアニオン(C12)に対応する有機カルボン酸との塩交換反応で合成されてもよい。   The intermediate may be synthesized by a salt exchange reaction between a quaternary phosphonium hydroxide corresponding to the quaternary phosphonium cation (C11) and an organic carboxylic acid corresponding to the organic carboxylate anion (C12).

第4級ホスホニウムの水酸化物は、例えば第4級ホスホニウムに対応する第3級ホスフィンとハロゲン化アルキル又はハロゲン化アリールとを反応させた後に、無機アルカリで塩交換することで得られる。第3級ホスフィンとしては、第4級ホスホニウムのアルキル炭酸塩を得る場合と同じものが挙げられる。ハロゲン化アルキルとしては、例えば臭化エチル、塩化ブチル、2−エチルヘキシルブロマイド、2−ブチルエタノール、及び2−クロロプロパノールが挙げられる。ハロゲン化アリールとしては、例えばブロモベンゼン、ブロモナフタレン、及びブロモビフェニルが挙げられる。無機アルカリとしては、例えば水素化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム及び水酸化アルミニウムが挙げられる。反応を速やかに収率良く完結させるためには、溶媒中で反応させることが好ましい。溶媒としては、例えばメタノール及びエタノールが挙げられる。第4級ホスホニウムの水酸化物を合成するためには、例えば第3級ホスフィンとハロゲン化アルキル又はハロゲン化アリールと無機アルカリとを溶媒に加えて反応溶液を調製し、この反応溶液をオートクレーブ中で、20〜150℃の範囲内の温度で1〜20時間反応させる。   The quaternary phosphonium hydroxide can be obtained, for example, by reacting a tertiary phosphine corresponding to a quaternary phosphonium with an alkyl halide or an aryl halide and then performing salt exchange with an inorganic alkali. As the tertiary phosphine, the same ones as in the case of obtaining the quaternary phosphonium alkyl carbonate can be mentioned. Examples of alkyl halides include ethyl bromide, butyl chloride, 2-ethylhexyl bromide, 2-butyl ethanol, and 2-chloropropanol. Aryl halides include, for example, bromobenzene, bromonaphthalene, and bromobiphenyl. Examples of the inorganic alkali include sodium hydride, potassium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide and aluminum hydroxide. In order to complete the reaction promptly and with good yield, it is preferable to carry out the reaction in a solvent. Examples of the solvent include methanol and ethanol. In order to synthesize a quaternary phosphonium hydroxide, for example, a reaction solution is prepared by adding a tertiary phosphine, an alkyl halide or an aryl halide and an inorganic alkali to a solvent, and the reaction solution is placed in an autoclave. The reaction is carried out at a temperature within the range of 20 to 150 ° C. for 1 to 20 hours.

第4級ホスホニウムのアルキル炭酸塩又は水酸化物と有機カルボン酸とを反応させる場合、例えば第4級ホスホニウムのアルキル炭酸塩又は水酸化物と有機カルボン酸とを含有する溶液を、例えば30〜170℃の範囲内の温度で1〜20時間反応させながら、副生成するアルコール、水、炭酸ガス及び必要に応じて溶媒を除去する。これにより、塩交換反応によって中間体が得られる。   When the quaternary phosphonium alkyl carbonate or hydroxide and the organic carboxylic acid are reacted, for example, a solution containing the quaternary phosphonium alkyl carbonate or hydroxide and the organic carboxylic acid is added, for example, 30 to 170. While reacting at a temperature within the range of ° C for 1 to 20 hours, the by-produced alcohol, water, carbon dioxide gas and, if necessary, the solvent are removed. Thereby, an intermediate is obtained by a salt exchange reaction.

中間体は、特に第4級ホスホニウムのアルキル炭酸塩と有機カルボン酸との塩交換反応で合成されることが好ましい。この場合、最終生成物であるリン系硬化促進剤(C1)中へのハロゲンイオンなどのイオン性不純物の混入が抑制される。このため、リン系硬化促進剤(C1)を含有する組成物(X)から作製される封止材4におけるマイグレーションの発生が抑制され、このため封止材4を備える半導体パッケージ1は、高い信頼性を有する。   The intermediate is particularly preferably synthesized by a salt exchange reaction between an alkyl carbonate of quaternary phosphonium and an organic carboxylic acid. In this case, mixing of ionic impurities such as halogen ions into the phosphorus-based curing accelerator (C1) which is the final product is suppressed. Therefore, the occurrence of migration in the encapsulant 4 made of the composition (X) containing the phosphorus-based curing accelerator (C1) is suppressed, and therefore the semiconductor package 1 including the encapsulant 4 has high reliability. Have sex.

上述のとおり、中間体とフェノール化合物(C13)とを混合することで、リン系硬化促進剤(C1)が得られる。そのためには、例えば中間体とフェノール化合物(C13)とを、メタノール、エタノール等の溶媒中で、50〜200℃で1〜20時間混合させてから、溶媒を除去する。溶媒を除去するためには、例えば溶液を減圧下又は常圧下で、50〜200℃で加熱する。これにより、リン系硬化促進剤(C1)が得られる。   As described above, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is obtained by mixing the intermediate and the phenol compound (C13). For that purpose, for example, the intermediate and the phenol compound (C13) are mixed in a solvent such as methanol or ethanol at 50 to 200 ° C. for 1 to 20 hours, and then the solvent is removed. In order to remove the solvent, for example, the solution is heated at 50 to 200 ° C. under reduced pressure or normal pressure. Thereby, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is obtained.

リン系硬化促進剤(C1)中の不純物であるハロゲンイオン含量は、リン系硬化促進剤(C1)に対して5ppm以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)から作製される封止材4におけるマイグレーションが特に抑制され、このため封止材4を備える半導体パッケージ1が特に高い信頼性を有する。このような低いハロゲンイオン含量は、上記のようにリン系硬化促進剤(C1)が特に第4級ホスホニウムのアルキル炭酸塩と有機カルボン酸との塩交換反応を含む方法で合成されることで達成可能である。   The content of halogen ions as impurities in the phosphorus-based curing accelerator (C1) is preferably 5 ppm or less with respect to the phosphorus-based curing accelerator (C1). In this case, migration in the encapsulant 4 produced from the composition (X) is particularly suppressed, and therefore the semiconductor package 1 including the encapsulant 4 has particularly high reliability. Such a low halogen ion content is achieved by the phosphorus-based curing accelerator (C1) being synthesized by a method including a salt exchange reaction between an alkyl carbonate of a quaternary phosphonium and an organic carboxylic acid, as described above. It is possible.

硬化促進剤(C)は、含窒素硬化促進剤(C2)を含有することも好ましい。すなわち、組成物(X)は、含窒素硬化促進剤(C2)を含有することも好ましい。含窒素硬化促進剤(C2)は、その分子中に窒素原子を有する硬化促進剤である。含窒素硬化促進剤(C2)は、例えば2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールといったイミダゾール類;1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5、5,6−ジブチルアミノ−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等のシクロアミジン類及び;2−(ジメルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールといった第3級アミン類からなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有する。   It is also preferable that the curing accelerator (C) contains a nitrogen-containing curing accelerator (C2). That is, the composition (X) also preferably contains a nitrogen-containing curing accelerator (C2). The nitrogen-containing curing accelerator (C2) is a curing accelerator having a nitrogen atom in its molecule. Examples of the nitrogen-containing curing accelerator (C2) include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-phenylimidazole, and 2-ethyl-4-methylimidazole; 1,8-diazabicyclo [5.4.0]. Undecene-7,1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5,5,6-dibutylamino-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and other cycloamidines; and 2 -Contains at least one compound selected from the group consisting of tertiary amines such as (dimeraminomethyl) phenol, triethylenediamine, benzyldimethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol and tris (dimethylaminomethyl) phenol. To do.

本実施形態では、組成物(X)がリン系硬化促進剤(C1)を含有すると、組成物(X)を金型成形する際の、金型からの硬化物の離型性を高めることができる。特に硬化促進剤(C)が含窒素硬化促進剤(C2)を含有しかつリン系硬化促進剤(C1)を含有しない場合と比べて、硬化促進剤(C)がリン系硬化促進剤(C1)を含有すると、金型からの硬化物の離型性が高くなりやすい。そのため、組成物(X)が高い連続成形性を有することができる。   In the present embodiment, when the composition (X) contains the phosphorus-based curing accelerator (C1), the mold release property of the cured product from the mold at the time of molding the composition (X) can be enhanced. it can. Particularly, as compared with the case where the curing accelerator (C) contains the nitrogen-containing curing accelerator (C2) and does not contain the phosphorus-based curing accelerator (C1), the curing accelerator (C) contains the phosphorus-based curing accelerator (C1). ) Is included, the release property of the cured product from the mold tends to be high. Therefore, the composition (X) can have high continuous moldability.

また、本実施形態では、組成物(X)が含窒素硬化促進剤(C2)を含有すると、組成物(X)の熱硬化性を高めることができる。本実施形態では、フェノール樹脂(B)は組成物(X)の硬化性を低めやすい。これは、フェノール樹脂(B)の側鎖にあるアルキル基が、フェノール樹脂(B)の反応性を低下させるためであると考えられる。しかし、組成物(X)が含窒素硬化促進剤(C2)を含有すると、組成物(X)がフェノール樹脂(B)を含有しても、含窒素硬化促進剤(C2)が組成物(X)の硬化性を高めることができる。また、組成物(X)が含窒素硬化促進剤(C2)を含有すると、組成物(X)の硬化物と金属との密着性を高めることができる。   Moreover, in this embodiment, when the composition (X) contains the nitrogen-containing curing accelerator (C2), the thermosetting property of the composition (X) can be enhanced. In the present embodiment, the phenol resin (B) easily lowers the curability of the composition (X). It is considered that this is because the alkyl group on the side chain of the phenol resin (B) reduces the reactivity of the phenol resin (B). However, when the composition (X) contains the nitrogen-containing curing accelerator (C2), the nitrogen-containing curing accelerator (C2) contains the composition (X) even if the composition (X) contains the phenol resin (B). ) Can be improved in curability. Further, when the composition (X) contains the nitrogen-containing curing accelerator (C2), the adhesion between the cured product of the composition (X) and the metal can be enhanced.

組成物(X)がリン系硬化促進剤(C1)と含窒素硬化促進剤(C2)とを両方含有すると、更に好ましい。この場合、リン系硬化促進剤(C1)が成形時の離型性を高め、かつ含窒素硬化促進剤(C2)が組成物(X)の反応性と硬化物の密着性とを高めることで、硬化物の生産性を特に高めつつ、硬化物と金属との密着性を確保することができる。   It is more preferable that the composition (X) contains both the phosphorus-based curing accelerator (C1) and the nitrogen-containing curing accelerator (C2). In this case, the phosphorus-based curing accelerator (C1) enhances the releasability during molding, and the nitrogen-containing curing accelerator (C2) enhances the reactivity of the composition (X) and the adhesion of the cured product. It is possible to secure the adhesion between the cured product and the metal while particularly improving the productivity of the cured product.

組成物(X)がリン系硬化促進剤(C1)を含有する場合、組成物(X)に対するリン系硬化促進剤(C1)の百分比は0.1質量%以上0.5質量%以下であることが好ましい。0.1質量%以上であれば組成物(X)から作製される硬化物の難燃性を高めやすいという利点があり、0.5質量%以下であればリン系硬化促進剤(C1)が組成物(X)の流動性を悪化させにくいという利点がある。このリン系硬化促進剤(C1)は、0.2質量%以上であれることも好ましい。また、このリン系硬化促進剤(C1)が、0.3質量%以下であることも好ましい。   When the composition (X) contains the phosphorus-based curing accelerator (C1), the percentage ratio of the phosphorus-based curing accelerator (C1) to the composition (X) is 0.1% by mass or more and 0.5% by mass or less. It is preferable. If it is 0.1% by mass or more, there is an advantage that the flame retardancy of the cured product produced from the composition (X) is easily enhanced, and if it is 0.5% by mass or less, the phosphorus-based curing accelerator (C1) is There is an advantage that the fluidity of the composition (X) is less likely to deteriorate. The phosphorus-based curing accelerator (C1) is also preferably 0.2% by mass or more. It is also preferable that the phosphorus-based curing accelerator (C1) is 0.3% by mass or less.

組成物(X)が含窒素硬化促進剤(C2)を含有する場合、組成物(X)に対する含窒素硬化促進剤(C2)の百分比は0.02質量%以上0.2質量%以下であることが好ましい。この百分比が0.02質量%以上であれば硬化物の金属との密着性が特に高くなりやすいという利点があり、0.2質量%以下であれば含窒素硬化促進剤(C2)が連続成形性を悪化させにくいという利点がある。この含窒素硬化促進剤(C2)の百分比は、0.03質量%以上であることも好ましい。また、この含窒素硬化促進剤(C2)の百分比は、0.04質量%以下であることも好ましい。   When the composition (X) contains the nitrogen-containing curing accelerator (C2), the percentage ratio of the nitrogen-containing curing accelerator (C2) to the composition (X) is 0.02 mass% or more and 0.2 mass% or less. It is preferable. If this percentage is 0.02 mass% or more, there is an advantage that the adhesion of the cured product to the metal tends to be particularly high, and if it is 0.2 mass% or less, the nitrogen-containing curing accelerator (C2) is continuously molded. There is an advantage that it is difficult to deteriorate the sex. The percentage of the nitrogen-containing curing accelerator (C2) is also preferably 0.03 mass% or more. It is also preferable that the percentage ratio of the nitrogen-containing curing accelerator (C2) is 0.04% by mass or less.

また、含窒素硬化促進剤(C2)の量は、フェノール樹脂(B)に対して0.5質量%以上であることが好ましい。この場合、含窒素硬化促進剤(C2)は、組成物(X)の硬化性を特に高めることができる。   Further, the amount of the nitrogen-containing curing accelerator (C2) is preferably 0.5% by mass or more based on the phenol resin (B). In this case, the nitrogen-containing curing accelerator (C2) can particularly enhance the curability of the composition (X).

組成物(X)がリン系硬化促進剤(C1)と含窒素硬化促進剤(C2)とを含有する場合、リン系硬化促進剤(C1)と含窒素硬化促進剤(C2)の合計量の百分比は、組成物(X)に対して0.2質量%以上0.5質量%以下であることが好ましい。   When the composition (X) contains the phosphorus-based curing accelerator (C1) and the nitrogen-containing curing accelerator (C2), the total amount of the phosphorus-based curing accelerator (C1) and the nitrogen-containing curing accelerator (C2) is The percentage is preferably 0.2% by mass or more and 0.5% by mass or less with respect to the composition (X).

硬化促進剤(C)は、リン系硬化促進剤(C1)及び含窒素硬化促進剤(C2)以外の硬化促進剤(C3)を含有してもよい。硬化促進剤(C3)は、例えばトリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィンとパラベンゾキノンの付加反応物、フェニルホスフィンといった有機ホスフィン類;テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・エチルトリフェニルボレート、テトラブチルホスホニウム・テトラブチルボレートといったテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート;ボレート以外の対アニオンを持つ4級ホスホニウム塩;並びに2−エチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレートといったテトラフェニルボロン塩、からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有できる。硬化促進剤(C)が硬化促進剤(C3)を含有する場合、硬化促進剤(C3)の百分比は、例えば硬化促進剤(C)に対して50質量%以下である。   The curing accelerator (C) may contain a curing accelerator (C3) other than the phosphorus-based curing accelerator (C1) and the nitrogen-containing curing accelerator (C2). Examples of the curing accelerator (C3) include organic phosphines such as tributylphosphine, methyldiphenylphosphine, triphenylphosphine, tris (4-methylphenyl) phosphine, diphenylphosphine, addition reaction products of triphenylphosphine and parabenzoquinone, and phenylphosphine; Tetra-substituted phosphonium / tetra-substituted borate such as tetraphenylphosphonium / tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium / ethyltriphenylborate, tetrabutylphosphonium / tetrabutylborate; quaternary phosphonium salt having a counter anion other than borate; and 2-ethyl- It consists of tetraphenylboron salts such as 4-methylimidazole tetraphenylborate and N-methylmorpholine tetraphenylborate. It can contain at least one component selected from the group. When the curing accelerator (C) contains the curing accelerator (C3), the percentage of the curing accelerator (C3) is, for example, 50% by mass or less based on the curing accelerator (C).

硬化促進剤(C)の百分比は、例えば、組成物(X)に対して0.1質量%以上1質量%以下である。   The percentage of the curing accelerator (C) is, for example, 0.1% by mass or more and 1% by mass or less based on the composition (X).

無機充填剤(D)について説明する。無機充填材(D)は、例えば溶融シリカ、球状シリカ、球状溶融シリカ、破砕シリカ、結晶シリカ、球状アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等;チタン酸バリウム、酸化チタン等の高誘電率フィラー;ハードフェライト等の磁性フィラー;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、グアニジン塩、ホウ酸亜鉛、モリブデン化合物、スズ酸亜鉛等の無機系難燃剤;並びに、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、雲母粉等からなる群から選択される一種以上の成分を含有することができる。特に無機充填材(D)は、球状溶融シリカを含有することが好ましい。無機充填材(D)の平均粒径は3μm以上40μm以下であることが好ましい。この場合、成形時の組成物(X)の流動性が良好になりやすい。なお、平均粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置で測定される体積基準の算術平均径である。   The inorganic filler (D) will be described. Examples of the inorganic filler (D) include fused silica, spherical silica, spherical fused silica, crushed silica, crystalline silica, spherical alumina, magnesium oxide, boron nitride, aluminum nitride and the like; high dielectric constant filler such as barium titanate and titanium oxide. Magnetic fillers such as hard ferrites; Inorganic flame retardants such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, antimony trioxide, antimony pentoxide, guanidine salts, zinc borate, molybdenum compounds, zinc stannate; and talc, barium sulfate , Calcium carbonate, mica powder and the like. In particular, the inorganic filler (D) preferably contains spherical fused silica. The average particle diameter of the inorganic filler (D) is preferably 3 μm or more and 40 μm or less. In this case, the fluidity of the composition (X) during molding tends to be good. The average particle diameter is a volume-based arithmetic average diameter measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device.

無機質充填剤(D)の百分比は、例えば組成物(X)に対して70質量%以上95質量%以下である。無機質充填剤(D)の百分比が95質量%以下であると、組成物(X)の成形時の流動性が特に優れ、ワイヤ流れ、未充填等の不良が抑制される。無機質充填剤(D)の百分比が70質量%以上であると、組成物(X)の成形時の溶融粘度が過剰に高くなることが抑制されることで、組成物(X)から作製される封止材4におけるボイドなどによる外観不良が抑制される。無機質充填剤(D)の百分比が組成物(X)全体に対して85質量%以上92質量%以下であれば特に好ましい。   The percentage of the inorganic filler (D) is, for example, 70% by mass or more and 95% by mass or less with respect to the composition (X). When the percentage of the inorganic filler (D) is 95% by mass or less, the fluidity of the composition (X) during molding is particularly excellent, and defects such as wire flow and unfilling are suppressed. When the percentage of the inorganic filler (D) is 70% by mass or more, the melt viscosity during molding of the composition (X) is suppressed from being excessively high, and thus the composition (X) is produced. The appearance defect due to voids or the like in the sealing material 4 is suppressed. It is particularly preferable that the percentage of the inorganic filler (D) is 85% by mass or more and 92% by mass or less based on the entire composition (X).

組成物(X)は、シランカップリング剤、難燃剤、難燃助剤、イオントラップ剤、カーボンブラック等の顔料、着色剤、低応力化剤、粘着付与剤、及びシリコーン可撓剤等からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含む添加剤を含有してもよい。   The composition (X) comprises a silane coupling agent, a flame retardant, a flame retardant aid, an ion trap agent, a pigment such as carbon black, a colorant, a stress reducing agent, a tackifier, and a silicone flexibilizer. It may contain an additive containing at least one component selected from the group.

シランカップリング剤は、2個以上のアルコキシ基を有することが好ましい。シランカップリング剤は、例えば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、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、及びヘキサメチルジシラザンからなる群から選択される一種以上の成分を含有することができる。   The silane coupling agent preferably has two or more alkoxy groups. The silane coupling agent is, for example, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. One or more components selected from the group consisting of silane, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, γ-anilinopropyltrimethoxysilane, and hexamethyldisilazane. Can be included.

難燃剤は、ノボラック型ブロム化エポキシ樹脂、金属水酸化物等を含有することができる。特に、難燃剤は、三酸化二アンチモン及び五酸化二アンチモンのうち少なくとも一方を含有することが好ましい。   The flame retardant can contain novolac type brominated epoxy resin, metal hydroxide, and the like. In particular, the flame retardant preferably contains at least one of diantimony trioxide and diantimony pentoxide.

イオントラップ剤は、イオントラップ能力を有する公知の化合物を含有することができる。例えば、イオントラップ剤は、ハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス等を含有することができる。   The ion trap agent may contain a known compound having an ion trapping ability. For example, the ion trap agent can contain hydrotalcites, bismuth hydroxide and the like.

低応力化剤は、例えばアクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等のブタジエン系ゴム、並びにシリコーン化合物からなる群から選択される少なくとも一種の成分を含有することができる。   The low-stressing agent contains at least one component selected from the group consisting of a butadiene rubber such as a methyl acrylate-butadiene-styrene copolymer and a methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer, and a silicone compound. can do.

組成物(X)の製造方法について説明する。例えば組成物(X)の原料を混合してから、熱ロール、ニーダー等の混練機を用いて加熱状態で溶融混合し、続いて室温に冷却し、更に公知の手段で粉砕することで、粉末状の組成物(X)を得ることができる。粉末状の組成物(X)を打錠することで、成形条件に見合った適宜の寸法及び質量を有するタブレット状の組成物(X)を得てもよい。   The method for producing the composition (X) will be described. For example, by mixing the raw materials of the composition (X), melt-mixing in a heated state using a kneading machine such as a hot roll or a kneader, subsequently cooling to room temperature, and further pulverizing by a known means to obtain a powder. It is possible to obtain a composition (X) of the form. By compressing the powdery composition (X), a tablet-like composition (X) having an appropriate size and mass suitable for molding conditions may be obtained.

組成物(X)を熱硬化させて得られる硬化物の比誘電率は3.6以下であることが好ましく、3.5以下であればより好ましく、3.4以下であれば更に好ましい。また、比誘電率は例えば3.3以上である。また、硬化物の誘電正接は、0.006以下であることが好ましく、0.005以下であれば更に好ましい。また、誘電正接は、例えば0.003以上である。この硬化物の比誘電率及び比誘電正接は、上記説明した組成物(X)の組成、特に組成物(X)中のフェノール樹脂(B)によって、実現可能である。   The relative permittivity of the cured product obtained by thermosetting the composition (X) is preferably 3.6 or less, more preferably 3.5 or less, and further preferably 3.4 or less. Further, the relative permittivity is 3.3 or more, for example. The dielectric loss tangent of the cured product is preferably 0.006 or less, more preferably 0.005 or less. The dielectric loss tangent is, for example, 0.003 or more. The relative dielectric constant and relative dielectric loss tangent of this cured product can be realized by the composition of the composition (X) described above, particularly by the phenol resin (B) in the composition (X).

組成物(X)を熱硬化させて得られる硬化物は、半導体パッケージ1における封止材4として好適である。硬化物は、上記のとおり低い比誘電率と低い誘電正接とを有することができるので、半導体パッケージ1の高周波特性を高めることができる。   A cured product obtained by thermally curing the composition (X) is suitable as the sealing material 4 in the semiconductor package 1. Since the cured product can have a low relative dielectric constant and a low dielectric loss tangent as described above, the high frequency characteristics of the semiconductor package 1 can be improved.

封止材4を備える半導体パッケージ1について説明する。半導体パッケージ1は、半導体チップ2と、半導体チップ2を覆う組成物(X)の硬化物である封止材4とを備える。   The semiconductor package 1 including the sealing material 4 will be described. The semiconductor package 1 includes a semiconductor chip 2 and an encapsulant 4 that is a cured product of the composition (X) that covers the semiconductor chip 2.

半導体パッケージ1は、例えばMini、Dパック、D2パック、To22O、To3P、デュアル・インライン・パッケージ(DIP)といった挿入型パッケージ、又はクワッド・フラット・パッケージ(QFP)、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)、ボールグリッドアレイ(BGA)といった表面実装型パッケージである。半導体パッケージ1は、システム・オン・チップ(SOC)であってもよく、システム・イン・パッケージ(SiP)であってもよい。   The semiconductor package 1 is, for example, an insert type package such as Mini, D pack, D2 pack, To22O, To3P, dual in-line package (DIP), quad flat package (QFP), small outline package (SOP), These are surface mount packages such as small outline J-lead packages (SOJ) and ball grid arrays (BGA). The semiconductor package 1 may be a system-on-chip (SOC) or a system-in-package (SiP).

半導体パッケージ1は、例えば基材3と、基材3に搭載されている半導体チップ2と、半導体チップ2を覆う封止材4とを備える。封止材4は、半導体パッケージ1の外形を構成する外周器であり、組成物(X)の硬化物からなる。半導体チップ2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、ダイオード又は固体撮像素子である。半導体チップ2は、SiC、GaNといったパワーデバイスであってもよい。基材3は、例えばリードフレーム31又は配線板32である。   The semiconductor package 1 includes, for example, a base material 3, a semiconductor chip 2 mounted on the base material 3, and a sealing material 4 that covers the semiconductor chip 2. The encapsulating material 4 is a peripheral device that constitutes the outer shape of the semiconductor package 1, and is made of a cured product of the composition (X). The semiconductor chip 2 is, for example, an integrated circuit, a large-scale integrated circuit, a transistor, a thyristor, a diode or a solid-state image sensor. The semiconductor chip 2 may be a power device such as SiC or GaN. The base material 3 is, for example, the lead frame 31 or the wiring board 32.

封止材4の比誘電率は3.6以下であることが好ましく、3.5以下であればより好ましく、3.4以下であれば更に好ましい。また、比誘電率は、例えば3.3以上である。また、封止材4の誘電正接は、0.006以下であることが好ましく、0.005以下であれば更に好ましい。また、誘電正接は、例えば0.003以上である。この封止材4の比誘電率及び比誘電正接は、上記説明した組成物(X)の組成、特に組成物(X)中のフェノール樹脂(B)によって、実現可能である。   The relative permittivity of the sealing material 4 is preferably 3.6 or less, more preferably 3.5 or less, and further preferably 3.4 or less. The relative permittivity is, for example, 3.3 or more. Moreover, the dielectric loss tangent of the sealing material 4 is preferably 0.006 or less, and more preferably 0.005 or less. The dielectric loss tangent is, for example, 0.003 or more. The relative dielectric constant and relative dielectric loss tangent of the sealing material 4 can be realized by the composition of the composition (X) described above, particularly by the phenol resin (B) in the composition (X).

図1に半導体パッケージ1の第一の例を示す。この半導体パッケージ1における基材3はリードフレーム31である。図1に示す半導体パッケージ1は、金属製のリードフレーム31と、リードフレーム31に搭載されている半導体チップ2と、半導体チップ2とリードフレーム31とを電気的に接続するワイヤ5と、半導体チップ2を覆う封止材4とを備える。   FIG. 1 shows a first example of the semiconductor package 1. The base material 3 in this semiconductor package 1 is a lead frame 31. A semiconductor package 1 shown in FIG. 1 includes a lead frame 31 made of metal, a semiconductor chip 2 mounted on the lead frame 31, wires 5 electrically connecting the semiconductor chip 2 and the lead frame 31, and a semiconductor chip. The sealing material 4 which covers 2 is provided.

リードフレーム31は、ダイパッド311、インナーリード312及びアウターリード313を備える。リードフレーム31は、例えば42アロイなどの鉄合金又は銅を主に含む金属材料から形成できる。   The lead frame 31 includes a die pad 311, an inner lead 312, and an outer lead 313. The lead frame 31 can be formed of a metal material mainly containing an iron alloy such as 42 alloy or copper.

図1に示す半導体パッケージ1を製造する場合、例えばリードフレーム31のダイパッド311上に半導体チップ2を適宜のダイボンド材6で固定する。これによりリードフレーム31に半導体チップ2を搭載する。続いて、半導体チップ2における電極パッド(図示せず)とリードフレーム31におけるインナーリード312とを、ワイヤ5で接続する。ワイヤ5は、例えば金製である。ワイヤ5は、銀及び銅のうち少なくとも一方を含んでもよい。続いて、半導体チップ2の周りで組成物(X)を成形して硬化させることで、封止材4を作製する。   When manufacturing the semiconductor package 1 shown in FIG. 1, for example, the semiconductor chip 2 is fixed on the die pad 311 of the lead frame 31 with an appropriate die bond material 6. As a result, the semiconductor chip 2 is mounted on the lead frame 31. Then, the electrode pad (not shown) in the semiconductor chip 2 and the inner lead 312 in the lead frame 31 are connected by the wire 5. The wire 5 is made of gold, for example. The wire 5 may include at least one of silver and copper. Subsequently, the encapsulating material 4 is manufactured by molding the composition (X) around the semiconductor chip 2 and curing the composition (X).

組成物(X)を加圧成形法で成形することで、封止材4を作製することが好ましい。加圧成形法は、例えば射出成形法、トランスファー成形法又は圧縮成形法である。   It is preferable to produce the sealing material 4 by molding the composition (X) by a pressure molding method. The pressure molding method is, for example, an injection molding method, a transfer molding method, or a compression molding method.

図2に半導体パッケージ1の第二の例を示す。この半導体パッケージ1は、片面封止型のパッケージである。この半導体パッケージ1は、ボールグリッドアレイ(BGA)であり、かつシステム・イン・パッケージ(SiP)でもある。   FIG. 2 shows a second example of the semiconductor package 1. The semiconductor package 1 is a single-sided sealed type package. The semiconductor package 1 is a ball grid array (BGA) and also a system in package (SiP).

第二の例に係る半導体パッケージ1は、基材3と、半導体チップ2を含む複数の電子部品20と、バンプ電極8と、封止材4とを含む。   The semiconductor package 1 according to the second example includes a base material 3, a plurality of electronic components 20 including the semiconductor chip 2, bump electrodes 8, and a sealing material 4.

第二の例における基材3は、配線板32である。配線板32は、電子部品20が搭載される面である搭載面321を有する。配線板32の搭載面321とは反対側の面322には、複数のバンプ電極8が設けられている。   The base material 3 in the second example is the wiring board 32. The wiring board 32 has a mounting surface 321 on which the electronic component 20 is mounted. A plurality of bump electrodes 8 are provided on a surface 322 of the wiring board 32 opposite to the mounting surface 321.

電子部品20は、上記のとおり、配線板32の搭載面321に搭載される。電子部品20のうち少なくとも一つが半導体チップ2である。半導体チップ2は、ベアチップであってもよく、パッケージであってもよい。半導体チップ2は、第一の例における半導体チップ2と同じでもよい。第二の例においては、半導体チップ2は複数のバンプ電極7を備え、このバンプ電極7によって、半導体チップ2が配線板32に電気的に接続されている。電子部品20が半導体チップ2以外の部品を含む場合、複数の電子部品20は、例えばインダクタ21を含む。   The electronic component 20 is mounted on the mounting surface 321 of the wiring board 32 as described above. At least one of the electronic components 20 is the semiconductor chip 2. The semiconductor chip 2 may be a bare chip or a package. The semiconductor chip 2 may be the same as the semiconductor chip 2 in the first example. In the second example, the semiconductor chip 2 includes a plurality of bump electrodes 7, and the semiconductor chip 2 is electrically connected to the wiring board 32 by the bump electrodes 7. When the electronic component 20 includes a component other than the semiconductor chip 2, the plurality of electronic components 20 include, for example, an inductor 21.

封止材4は、組成物(X)の硬化物からなる。封止材4は、配線板32における搭載面321側において、電子部品20を封止する。これにより、片面封止型パッケージが実現されている。また、一つの封止材4が複数の電子部品20を封止することで、SiPが実現されている。   The encapsulating material 4 is composed of a cured product of the composition (X). The sealing material 4 seals the electronic component 20 on the mounting surface 321 side of the wiring board 32. As a result, a single-sided sealed package is realized. In addition, one sealing material 4 seals a plurality of electronic components 20 to realize SiP.

第二例に係る半導体パッケージ1を製造する場合、例えば配線板32の搭載面321に、電子部品20を搭載した後、配線板32の搭載面321側において組成物(X)を成形して硬化させることで、封止材4を作製する。組成物(X)は、例えばトランスファー成形法又は圧縮成形法で成形される。   When manufacturing the semiconductor package 1 according to the second example, for example, after mounting the electronic component 20 on the mounting surface 321 of the wiring board 32, the composition (X) is molded and cured on the mounting surface 321 side of the wiring board 32. By doing so, the sealing material 4 is manufactured. The composition (X) is molded by, for example, a transfer molding method or a compression molding method.

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみには制限されない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(1)組成物の調製
表1に示す原料を、ミキサーで十分混合してからニーダーで約100℃で溶融させて混練し、冷却後、粉砕機で粉砕してから打錠することで、タブレット状の組成物を得た。
(1) Preparation of composition Tablets were prepared by thoroughly mixing the raw materials shown in Table 1 with a mixer, melting at a temperature of about 100 ° C with a kneader, kneading, cooling, crushing with a crusher, and then tableting. A composition in the form of a mixture was obtained.

なお、表1に示す原料の詳細は次のとおりである。
・エポキシ樹脂1:ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、日本化薬株式会社製、品番NC3000、エポキシ当量276。
・エポキシ樹脂2:ビフェニル型エポキシ樹脂、三菱化学株式会社製、品番YX4000H、エポキシ当量195。
・フェノール樹脂1:式(11)に示すフェノール樹脂、明和化成株式会社製、品番ST−007−02、水酸基当量234、軟化点90℃。
・フェノール樹脂2:ノボラック型フェノール樹脂、明和化成株式会社製、品番DL92、水酸基当量105。
・フェノール樹脂3:ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、明和化成株式会社製、品番MEH7851SS、水酸基当量203。
・硬化促進剤1:式(3)に示すリン系硬化促進剤、サンアプロ株式会社製、品番RP−701。
・硬化促進剤2:2−フェニル−4−ヒドロキシメチル−5−メチルイミダゾール、四国化成株式会社製、品番2P4MHZ。
・硬化促進剤3:トリフェニルホスフィン、北興化学工業株式会社製。
・着色剤:カーボンブラック、三菱化学株式会社製、品番MA600。
・離型剤:ポリエチレンワックス、大日化学工業株式会社製、品番PE−A。
・シランカップリング剤:3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製、品番KBM803。
・充填材:球状溶融シリカ、電気化学工業社製、品番FB940。
The details of the raw materials shown in Table 1 are as follows.
Epoxy resin 1: Biphenyl aralkyl type epoxy resin, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., product number NC3000, epoxy equivalent 276.
Epoxy resin 2: biphenyl type epoxy resin, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product number YX4000H, epoxy equivalent 195.
Phenolic resin 1: a phenol resin represented by the formula (11), manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., product number ST-007-02, hydroxyl group equivalent 234, softening point 90 ° C.
-Phenol resin 2: Novolac type phenol resin, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., product number DL92, hydroxyl group equivalent 105.
-Phenol resin 3: Biphenyl aralkyl type phenol resin, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., product number MEH7851SS, hydroxyl equivalent 203.
-Curing accelerator 1: a phosphorus-based curing accelerator represented by the formula (3), manufactured by San-Apro Co., Ltd., product number RP-701.
-Curing accelerator 2: 2-phenyl-4-hydroxymethyl-5-methylimidazole, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., product number 2P4MHZ.
-Curing accelerator 3: triphenylphosphine, manufactured by Kitako Chemical Industry Co., Ltd.
Colorant: carbon black, product number MA600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
-Release agent: polyethylene wax, manufactured by Dainichi Chemical Co., Ltd., product number PE-A.
-Silane coupling agent: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., product number KBM803.
Filler: spherical fused silica, product number FB940, manufactured by Denki Kagaku Kogyo.

2.評価
2−1.比誘電率及び誘電正接の測定
組成物をトランスファー成形法で、圧力3.9MPa、温度175℃、成形時間180秒の条件で成形して硬化物を得た。この硬化物を175℃で4時間加熱することでアフターキュアを施した。続いて、硬化物を切断して1.5mm×1.5mm×85mmの寸法のサンプルを作製した。このサンプルの、測定波長10GHzにおける比誘電率及び誘電正接を、ネットワークアナライザ(アジレント・テクノロジー株式会社製、型番N5230A)を用いて測定した。
2. Evaluation 2-1. Measurement of relative permittivity and dielectric loss tangent The composition was molded by a transfer molding method under the conditions of a pressure of 3.9 MPa, a temperature of 175 ° C., and a molding time of 180 seconds to obtain a cured product. This cured product was heated at 175 ° C. for 4 hours for post-cure. Subsequently, the cured product was cut to prepare a sample having a size of 1.5 mm × 1.5 mm × 85 mm. The relative dielectric constant and dielectric loss tangent of this sample at a measurement wavelength of 10 GHz were measured using a network analyzer (Agilent Technology Co., Ltd., model number N5230A).

2−2.密着性
銅基材をセットした金型を用い、組成物をトランスファー成形法で、温度175℃、成形時間180秒の条件で成形することで、銅基材上に直径2.5mm、高さ3mmの寸法の硬化物を作製した。銅基材に対する硬化物の密着力を、Dage社製のボンドテスターを用いて測定した。その結果、密着力が25MPa未満の場合を「C」、密着力が25MPa以上〜40MPa未満である場合は「B]、密着力が40MPa以上である場合は「A」と、評価した。
2-2. Adhesion By using a mold set with a copper base material, the composition is formed by a transfer molding method under the conditions of a temperature of 175 ° C. and a molding time of 180 seconds, so that the diameter is 2.5 mm and the height is 3 mm on the copper base material. A cured product having the dimensions of was prepared. The adhesion of the cured product to the copper substrate was measured using a bond tester manufactured by Dage. As a result, it was evaluated as "C" when the adhesive force was less than 25 MPa, "B" when the adhesive force was 25 MPa or more and less than 40 MPa, and "A" when the adhesive force was 40 MPa or more.

2−3.連続成形性(離型性)評価
平面視40mm×40mmの寸法を有する銅製の基板を、第一精工株式会社製の成型機「S・Pot」の金型にセットしてから、この金型内で、組成物を成型温度175℃、キュア時間150秒の条件で成型することで、基板上に硬化物を作製した。硬化物を作製した直後に、金型から基板を持ち上げることで、硬化物を金型から取り外した。このとき、基板を持ち上げるために要する力を、デジタルフォースゲージ(株式会社イマダ製、型番ZTS−DPU−100N)を用いて測定した。この測定を50回繰り返し行い、得られた測定値の平均値を算出した。この平均値が10N以下である場合を「A」、10Nより大きく20N未満の場合を「B」、20N以上の場合を「C」と、判定した。
2-3. Continuous moldability (release property) evaluation After setting a copper substrate having a size of 40 mm x 40 mm in plan view into the mold of the molding machine "S. Pot" manufactured by Daiichi Seiko Co., Ltd., the inside of this mold Then, the composition was molded under the conditions of a molding temperature of 175 ° C. and a curing time of 150 seconds to prepare a cured product on the substrate. Immediately after producing the cured product, the cured product was removed from the mold by lifting the substrate from the mold. At this time, the force required to lift the substrate was measured using a digital force gauge (manufactured by Imada, model number ZTS-DPU-100N). This measurement was repeated 50 times, and the average value of the obtained measured values was calculated. The case where the average value is 10 N or less is determined as "A", the case where it is more than 10 N and less than 20 N is determined as "B", and the case where it is 20 N or more is determined as "C".

2−4.硬化時間評価
CURELASTOMETER MODELV(株式会社テイ・エス・エンジニアリング)を用いて、組成物を設定温度175℃で加熱しながら、組成物のトルク値を測定した。測定開始時からトルク値が0.5kgf・cm(4.9035N・cm)に達するまでに要した時間を、硬化時間とした。
2-4. Curing time evaluation The torque value of the composition was measured using CURELASTOMETER MODELV (TS Engineering Co., Ltd.) while heating the composition at a set temperature of 175 ° C. The time required from the start of measurement until the torque value reached 0.5 kgf · cm (4.99035 N · cm) was defined as the curing time.

1 半導体パッケージ
2 半導体チップ
4 封止材
1 semiconductor package 2 semiconductor chip 4 encapsulant

Claims (6)

エポキシ樹脂(A)と、
下記式(1)を満たす構造を有し、かつ軟化点が150℃以下であるフェノール樹脂(B)とを含有し、
1−R2−(R3−R4−R5 (1)
式(1)中、nは、5〜10の整数であり、
1及びR5の各々は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つの炭素数1〜20のアルキル基とを置換基として有するフェニル基又はナフチル基であり、
複数のR3の各々は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つの炭素数1〜20のアルキル基とを置換基として有するフェニレン基又はナフチレン基であり、
2及びR4の各々は、アルキレン基である、
封止用樹脂組成物。
Epoxy resin (A),
A phenolic resin (B) having a structure satisfying the following formula (1) and having a softening point of 150 ° C. or lower,
R 1 -R 2 - (R 3 -R 4) n -R 5 (1)
In formula (1), n is an integer of 5 to 10,
Each of R 1 and R 5 is a phenyl group or a naphthyl group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as a substituent,
Each of the plurality of R 3 is a phenylene group or a naphthylene group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group having 1 to 20 carbon atoms as a substituent,
Each of R 2 and R 4 is an alkylene group,
A resin composition for encapsulation.
式(1)中、R3は、少なくとも一つの水酸基と少なくとも一つのアルキル基とを置換基として有するフェニレン基を含む、
請求項1に記載の封止用樹脂組成物。
In the formula (1), R 3 includes a phenylene group having at least one hydroxyl group and at least one alkyl group as a substituent,
The encapsulating resin composition according to claim 1.
前記フェノール樹脂(B)は、下記式(11)に示す構造を有する化合物を含み、
式(11)中、nは5〜10の整数であり、mは1〜3の整数であり、Rは炭素数1〜10のアルキル基である、
請求項1又は2に記載の封止用樹脂組成物。
The phenol resin (B) contains a compound having a structure represented by the following formula (11),
In the formula (11), n is an integer of 5 to 10, m is an integer of 1 to 3, and R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
The encapsulating resin composition according to claim 1 or 2.
下記式(3)に示すリン系硬化促進剤(C1)を更に含有し、
式(3)において、
1〜R3は各々独立に炭素数6〜12のアリール基であり、
4は炭素数1〜4のアルキル基であり、
6及びR8は各々独立にカルボキシル基、又は水酸基であり、
5及びR7は各々独立にH又は炭素数1〜4のアルキル基であり、
9及びR11の各々はHであり、
10はカルボキシル基、又は水酸基であり、
p、q及びrは、p≧1、q≧1、r≧1、及びq≧rの関係を満たす数である、
請求項1から3のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
Further containing a phosphorus-based curing accelerator (C1) represented by the following formula (3),
In equation (3),
R 1 to R 3 are each independently an aryl group having 6 to 12 carbon atoms,
R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
R 6 and R 8 are each independently a carboxyl group or a hydroxyl group,
R 5 and R 7 are each independently H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms,
Each of R 9 and R 11 is H,
R 10 is a carboxyl group or a hydroxyl group,
p, q and r are numbers satisfying the relations of p ≧ 1, q ≧ 1, r ≧ 1, and q ≧ r,
The resin composition for sealing according to any one of claims 1 to 3.
含窒素系硬化促進剤(C2)を更に含有する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物。
Further containing a nitrogen-containing curing accelerator (C2),
The encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 4.
半導体チップと、
前記半導体チップを覆う、請求項1から5のいずれか一項に記載の封止用樹脂組成物の硬化物である封止材とを備える、
半導体パッケージ。
A semiconductor chip,
An encapsulant, which is a cured product of the encapsulating resin composition according to any one of claims 1 to 5, covering the semiconductor chip.
Semiconductor package.
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