JP2948056B2 - Resin composition for semiconductor encapsulation - Google Patents

Resin composition for semiconductor encapsulation

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、低吸湿性でガラス転移
温度の高い、半田耐熱性に優れた半導体封止用樹脂組成
物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition for semiconductor encapsulation having a low hygroscopicity, a high glass transition temperature, and excellent solder heat resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置などの電子回路部品の封止方
法として従来より金属やセラミックスによるハーメチッ
クシールと、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキ
シ樹脂などによる樹脂封止が提案されている。その中
で、経済性、生産性、物性のバランスからエポキシ樹脂
による樹脂封止が中心になっている。特に、クレゾール
ノボラックを骨格としたエポキシ樹脂にフェノールノボ
ラックを硬化剤として用いたエポキシ樹脂成形材料が大
量に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of sealing an electronic circuit component such as a semiconductor device, a hermetic seal made of metal or ceramic and a resin seal made of phenol resin, silicone resin, epoxy resin or the like have been proposed. Among them, resin sealing with an epoxy resin is mainly used in view of balance between economy, productivity and physical properties. In particular, epoxy resin molding materials using phenol novolak as a curing agent for an epoxy resin having cresol novolak as a skeleton have been used in large quantities.

【0003】しかし近年、電子部品の小型化や半導体素
子の大型化、集積度の増大等にともない、従来のエポキ
シ樹脂成形材料では、耐湿性、耐熱性、信頼性などの点
で充分な対応が困難になってきている。
In recent years, however, with the miniaturization of electronic parts, the enlargement of semiconductor elements, and the increase in integration, conventional epoxy resin molding materials have not sufficiently responded to moisture resistance, heat resistance and reliability. It's getting harder.

【0004】特に最近はプリント基板へのパッケージ実
装においても高密度化、自動化が進められており、リー
ドピンを基板の穴に挿入する従来の実装方法に代わり、
基板表面に部品を半田付けする“表面実装方式”が主流
になりつつある。それにともなってパッケージも従来の
デュアル・インライン・パッケージ(DIP)から、表
面実装に適したフラット・パッケージ(FP)やスモー
ルアウト・パッケージ(SOP)などの薄型タイプに移
行しつつある。このような実装方式の変化と半導体パッ
ケージの薄型化にともない素子の信頼性の確保が重要な
課題となってきている。つまり、従来のピン挿入実装方
式では半田付け工程はリード部が部分的に加熱されるだ
けであったが、表面実装方式ではパッケージ全体が21
0〜280℃に加熱されるため、パッケージの薄型化と
もあいまって、従来の封止樹脂では半田付け工程時に樹
脂部分にクラックが入ったり、素子と樹脂が引き剥され
たりして、信頼性が著しく低下するという問題が起きて
きた。
In recent years, package mounting on a printed circuit board has recently been increased in density and automation, and instead of the conventional mounting method of inserting lead pins into holes in the board,
The “surface mounting method” of soldering components to the surface of a substrate is becoming mainstream. Accordingly, packages have been shifting from conventional dual in-line packages (DIP) to thin types such as flat packages (FP) and small-out packages (SOP) suitable for surface mounting. With such a change in the mounting method and the thinning of the semiconductor package, securing the reliability of the device has become an important issue. That is, in the conventional pin insertion mounting method, the lead portion is only partially heated in the soldering process.
Since it is heated to 0 to 280 ° C, the reliability of the conventional encapsulating resin is reduced due to cracks in the resin part and peeling off of the element and resin in the soldering process, in combination with the thinning of the package. The problem of significant decline has arisen.

【0005】半田付け工程におけるクラックの発生は、
パッケージ内部に吸湿されたた水分が半田付け時の加熱
により、一気に水蒸気化、膨張することに起因してお
り、この対策として数々の封止用樹脂の改良が検討され
ている。これらの改良は、エポキシ樹脂主剤、硬化剤、
硬化促進剤、充填剤など多方面から検討されているが、
この中で硬化剤についての改良には大きくわけて二つの
方向があり、その一つは多官能性の硬化剤を用いてガラ
ス転移点を上昇させる方法、他の一つはフェノール性水
酸基当量の高い硬化剤をもちいて、低吸湿性、低応力性
を賦与する方法である。
[0005] The occurrence of cracks in the soldering process
This is due to the fact that the moisture absorbed inside the package is vaporized and expanded at a stretch by heating at the time of soldering, and as a countermeasure for this, various improvements in sealing resins have been studied. These improvements are based on epoxy resin base, hardener,
Although it has been studied from various aspects such as curing accelerators and fillers,
Among these, there are two main directions for improving the curing agent, one of which is to increase the glass transition point by using a polyfunctional curing agent, and the other is to increase the phenolic hydroxyl equivalent. This method uses a high curing agent to impart low moisture absorption and low stress.

【0006】前者の例としては、硬化剤にトリス(ヒド
ロキシフェニル)メタンを用いる方法(特開昭62−1
84012号、特開平1−268713号)、後者の例
としては、硬化剤にフェノールアラルキル樹脂を用いる
方法(特開昭59−1015018号、特開昭59−6
7660号、特開昭64−60623号)が知られてい
る。また両者を組み合わせる方法(特開平1−2920
29号)も報告されている。しかしこれらの方法で改良
された封止用樹脂も、半田付け工程でのクラック防止に
ある程度の効果を上げてはいるがまだ充分ではなく、各
々欠点も残っている。例えば硬化剤にトリス(ヒドロキ
シフェニル)メタンを用いる方法では樹脂の架橋密度が
高くなるものの、吸水率が増大する問題や、樹脂自身が
脆くなる欠点が指摘されている。特に薄型パッケージの
場合にはクラック防止の効果が小さい。またフェノール
アラルキル樹脂を硬化剤とする方法では、樹脂のガラス
転移点が大幅に低下するという欠点を有している。
An example of the former is a method using tris (hydroxyphenyl) methane as a curing agent (JP-A-62-1).
No. 84012, JP-A-1-268713), and as an example of the latter, a method using a phenol aralkyl resin as a curing agent (JP-A-59-1015018, JP-A-59-6106).
No. 7660, JP-A-64-60623) are known. Also, a method of combining both (Japanese Patent Laid-Open No. 1-2920)
No. 29) has also been reported. However, although the sealing resin improved by these methods has been effective to some extent in preventing cracks in the soldering process, it is still insufficient, and each has its own drawbacks. For example, in the method using tris (hydroxyphenyl) methane as a curing agent, although the crosslink density of the resin is increased, it has been pointed out that the water absorption rate is increased and the resin itself is brittle. In particular, in the case of a thin package, the effect of preventing cracks is small. Further, the method using a phenol aralkyl resin as a curing agent has a disadvantage that the glass transition point of the resin is significantly reduced.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の状況を
鑑み、低吸水性と高ガラス転移点を兼ね備え、半田耐熱
性と信頼性に優れた半導体封止用樹脂組成物を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, the present invention provides a resin composition for semiconductor encapsulation which has both low water absorption and a high glass transition point, and is excellent in solder heat resistance and reliability. Aim.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決するため、特にエポキシ樹脂の硬化剤について種々
の検討を行なった結果、特定の分子構造を有するフェノ
ール系樹脂の混合物からなるフェノール系硬化剤を用い
ることで上記の課題を解決することを見いだし、本発明
に到達した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted various studies on a curing agent for an epoxy resin, and as a result, have found that a phenol comprising a mixture of a phenolic resin having a specific molecular structure is obtained. The inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a system curing agent, and have reached the present invention.

【0009】すなわち本発明は、(a)エポキシ樹脂、
(b)フェノール系硬化剤、(c)硬化促進剤、(d)
無機質充填剤、を必須成分として含有してなる樹脂組成
物であって、(b)フェノール系硬化剤が、フェノール
類と、ベンズアルデヒドまたはナフトアルデヒドとの付
加縮合物(1) と、フェノールアラルキル樹脂(2) とを、
(1) /(2) の配合比(重量比)25/75〜85/15
で混合された混合物であることを特徴とする半導体封止
用樹脂組成物である。以下、本発明を詳細に説明する。
That is, the present invention provides (a) an epoxy resin,
(B) a phenolic curing agent, (c) a curing accelerator, (d)
A resin composition containing an inorganic filler as an essential component, wherein (b) a phenolic curing agent comprises an addition condensate (1) of a phenol, benzaldehyde or naphthaldehyde, and a phenol aralkyl resin ( 2) and
(1) / (2) compounding ratio (weight ratio) 25/75 to 85/15
A resin mixture for semiconductor encapsulation, characterized by being a mixture mixed by: Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0010】本発明に用いる(a)エポキシ樹脂は特に
限定はなく、1分子中にグリシジル基を2個以上含有す
る公知のものが用いられる。具体例としては、特に耐湿
性、低応力性、耐熱性に優れたものとして、式(1)
The epoxy resin (a) used in the present invention is not particularly limited, and a known epoxy resin containing two or more glycidyl groups in one molecule is used. As a specific example, a material having excellent resistance to moisture, low stress and heat can be obtained by the formula (1)

【化1】 (ただし、R1 〜R4 は炭素数1〜4のアルキル基であ
る。)で表されるエポキシ樹脂を用いることが好まし
い。また、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂などの各種ノボラック
型エポキシ樹脂も好ましい具体例である。そのほか、フ
ルオレン骨格を有するビスフェノール型エポキシ樹脂、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型
エポキシ樹脂なども用いることが出来る。
Embedded image (However, R 1 to R 4 are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). Various novolak epoxy resins such as cresol novolak epoxy resin and phenol novolak epoxy resin are also preferable specific examples. In addition, bisphenol type epoxy resin having a fluorene skeleton,
Bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and the like can also be used.

【0011】本発明では、(b)フェノール系硬化剤と
して、フェノール類とベンズアルデヒドまたはナフトア
ルデヒドの付加縮合物(1) およびフェノールアラルキル
樹脂(2) の両者を必須成分として用いることを特徴とし
ている。
In the present invention, phenols and benzaldehyde or naphtha are used as (b) a phenolic curing agent.
It is characterized in that both the addition condensation product of aldehyde (1) and the phenol aralkyl resin (2) are used as essential components.

【0012】フェノール類とベンズアルデヒドまたはナ
フトアルデヒドの付加縮合物はフェノール類と上記芳香
族アルデヒドを、酸触媒の存在下で反応させることで、
容易に製造することが出来る。
Phenols and benzaldehyde or
Addition condensate of naphthaldehyde are phenols and the aromatic aldehyde, is reacted in the presence of an acid catalyst,
It can be easily manufactured.

【0013】上記の付加縮合物の原料として使用される
フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシ
レノール、エチルフェノール、ブチルフェノール、ハロ
ゲン化フェノール、レゾルシン、ビスフェノールA、ビ
スフェノールS、ビスフェノールFなどが挙げられる
が、好ましくはフェノール、クレゾールが用いられる。
またα−ナフトール、β−ナフトール、ナフタレンジオ
ールなどの縮合多環芳香族骨格を有するフェノール類も
好ましい具体例である。
Examples of phenols used as a raw material of the above-mentioned addition condensate include phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, butylphenol, halogenated phenol, resorcinol, bisphenol A, bisphenol S, bisphenol F, and the like. Preferably, phenol or cresol is used.
Phenols having a condensed polycyclic aromatic skeleton such as α-naphthol, β-naphthol, and naphthalene diol are also preferred specific examples.

【0014】フェノール類と付加縮合させるアルデヒド
としては、ベンズアルデヒド及びナフトアルデヒドから
選ばれる芳香族アルデヒドが用いられる。
Aldehydes to be added and condensed with phenols
From benzaldehyde and naphthaldehyde
The selected aromatic aldehyde is used.

【0015】フェノール類と上記芳香族アルデヒドの反
応に用いられる酸触媒としては、リン酸、硫酸、塩酸、
などの無機酸、シュウ酸、ベンゼンスルホン酸、トルエ
ンスルホン酸、メタンスルホン酸などの有機酸が挙げら
れる。
[0015] As the acid catalyst used in the reaction of the phenol with the aromatic aldehyde, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid,
And inorganic acids such as oxalic acid, benzenesulfonic acid, toluenesulfonic acid, and methanesulfonic acid.

【0016】フェノール類と上記芳香族アルデヒド類と
の反応は、フェノール類1モルに対し芳香族アルデヒド
を0.9〜0.1モルの割合で仕込み、酸触媒を適量添
加したのち、通常100〜180℃の範囲で1〜10時
間程行なわれる。縮合反応終了後、系内に残った未反応
のフェノール類を真空下で留去させるか、または水蒸気
蒸留などの適当な方法によって留去させることにより目
的物が得られる。
[0016] The reaction of a phenol and the aromatic aldehydes, charged at a rate of 0.9 to 0.1 moles of an aromatic aldehyde to phenol 1 mole, after adding an appropriate amount of an acid catalyst, usually 100 This is carried out at a temperature of 180 ° C. for about 1 to 10 hours. After the completion of the condensation reaction, the unreacted phenols remaining in the system are distilled off under vacuum or by a suitable method such as steam distillation to obtain the desired product.

【0017】本発明の(b)フェノール系硬化剤のもう
一つの成分であるフェノールアラルキル樹脂は、代表的
な例として下記式(2)で表される繰り返し単位を有す
るもので、アラルキルエーテル、アラルキルエステル、
アラルキルアルコール等とフェノール類とをフリーデル
クラフツ触媒で反応させた樹脂で、フリーデルクラフツ
樹脂とも呼ばれ、ザイロック樹脂(商品名、アルブライ
ト・アンド・ウイルソン社製)等が知られている。例え
ばキシリレングリコール、キシリレングリコールジメチ
ルエーテル、キシリレングリコールジエチルエーテル、
キシリレングリコールジアセトキシエステル等とフェノ
ールとの反応によって得ることができるが、特にp−キ
シリレングリコールジメチルエーテルとフェノールとの
縮合物が良く知られている。
The phenol aralkyl resin, which is another component of the phenolic curing agent (b) of the present invention, has a repeating unit represented by the following formula (2) as a typical example, and includes aralkyl ether, aralkyl ester,
A resin obtained by reacting an aralkyl alcohol or the like with a phenol with a Friedel-Crafts catalyst, also called a Friedel-Crafts resin, such as Xyloc resin (trade name, manufactured by Albright & Wilson). For example, xylylene glycol, xylylene glycol dimethyl ether, xylylene glycol diethyl ether,
Although it can be obtained by reacting xylylene glycol diacetoxy ester and the like with phenol, a condensate of p-xylylene glycol dimethyl ether and phenol is particularly well known.

【0018】[0018]

【化2】 Embedded image

【0019】本発明の(b)フェノール系硬化剤は、前
記のフェノール類と芳香族アルデヒドの付加縮合物(1)
、及びフェノールアラルキル樹脂(2) の両者を混合し
た混合物として用いる。両者の配合比は、フェノール類
上記芳香族アルデヒドとの付加縮合物/フェノールア
ラルキル樹脂の重量比で25/75から85/15の範
である。フェノール類と上記芳香族アルデヒドとの付
加縮合物が25重量%未満では、ガラス転移点が余り上
昇せず、本発明の目的を満足することができない。また
フェノール類と上記芳香族アルデヒドとの付加縮合物が
85重量%より大きい場合では、エポキシ樹脂を加えて
硬化させた硬化物は、やや硬く、脆くなる傾向がある。
The phenolic curing agent (b) of the present invention comprises the above-mentioned addition condensate (1) of a phenol and an aromatic aldehyde.
And phenol aralkyl resin (2)
Used as a mixture . Both blending ratio ranges from 25/75 to 85/15 in a weight ratio of addition condensate / phenol aralkyl resin of a phenol and the aromatic aldehyde. In addition condensate of a phenol and the aromatic aldehyde is less than 25 wt%, without increasing the glass transition point is too, it can not satisfy the object of the present invention. If additional condensate of a phenol and the aromatic aldehyde is higher than 85 wt% is also cured product obtained by curing the addition of epoxy resins tend to slightly hard and brittle.

【0020】本発明ではその効果を損なわない範囲で目
的に応じて公知の硬化剤であるフェノールノボラック樹
脂やトリス(ヒドロキシフェニル)メタンなどと併用し
て用いることもできる。
In the present invention, a known curing agent such as phenol novolak resin or tris (hydroxyphenyl) methane can be used in combination with a known curing agent as long as the effect is not impaired.

【0021】(b)フェノール系硬化剤の(a)エポキ
シ樹脂に対する配合比は、耐熱特性、耐湿特性、機械的
特性の点から、化学等量比で0.8〜1.2の範囲にあ
ることが好ましい。
The compounding ratio of (b) the phenolic curing agent to (a) the epoxy resin is in the range of 0.8 to 1.2 in terms of chemical equivalent ratio in view of heat resistance, moisture resistance and mechanical characteristics. Is preferred.

【0022】本発明に用いる(c)硬化促進剤は、エポ
キシ樹脂とフェノール系硬化剤の硬化反応を促進するも
のならば特に限定されない。たとえば、2メチルイミダ
ゾール、2,4ジメチルイミダゾール、2エチル4メチ
ルイミダゾール、2フェニルイミダゾール、2フェニル
4メチルイミダゾールなどのイミダゾール類、トリ(p
メチルフェニル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン
などの有機ホスフィン化合物などが挙げられる。
The curing accelerator (c) used in the present invention is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction between the epoxy resin and the phenolic curing agent. For example, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, and tri (p
Organic phosphine compounds such as methylphenyl) phosphine and triphenylphosphine.

【0023】これらの硬化促進剤は、目的に応じて1
種、または2種以上を併用しても良く、その添加量は、
(a)エポキシ樹脂100重量部に対して、0.2〜5
重量部の範囲が硬化特性や物性の点で好ましい。
These hardening accelerators may be used depending on the purpose.
Seeds, or two or more kinds may be used in combination,
(A) 0.2 to 5 parts per 100 parts by weight of epoxy resin
The range of parts by weight is preferred in terms of curing characteristics and physical properties.

【0024】本発明に用いる(d)無機質充填剤として
は、溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、ガラス、ケ
イ酸カルシウム、石膏、炭酸カルシウム、マグネサイ
ト、クレー、カオリン、タルク、マイカ、マグネシア、
硫酸バリウムなどであるが、これらの中で、溶融シリ
カ、結晶性シリカが、高純度と低熱膨張係数の点で最も
好ましい。
The inorganic filler (d) used in the present invention includes fused silica, crystalline silica, alumina, glass, calcium silicate, gypsum, calcium carbonate, magnesite, clay, kaolin, talc, mica, magnesia,
Among them, fused silica and crystalline silica are most preferable in terms of high purity and low coefficient of thermal expansion.

【0025】これらの無機質充填剤の添加量は、本発明
の半導体封止用樹脂組成物全体に占める割合が60〜9
0重量%となるのが好ましい。無機質充填剤が、60重
量%未満では、半田耐熱性や線膨張係数の点で不十分で
あり、90重量%を越えると成形物の流動性が不十分と
なる。
The amount of the inorganic filler to be added is preferably in the range of 60 to 9 based on the total amount of the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention.
It is preferably 0% by weight. If the amount of the inorganic filler is less than 60% by weight, the solder heat resistance and the coefficient of linear expansion are insufficient. If it exceeds 90% by weight, the fluidity of the molded product becomes insufficient.

【0026】無機質充填剤の粒度分布については、粗い
粒子と細かい粒子を組み合わせて分布を適切に設定する
ことによって、最密充填が行なわれ、成形時の流動性を
損なわずに無機質充填剤の添加量を増すことができる。
With regard to the particle size distribution of the inorganic filler, close-packing is performed by appropriately setting the distribution by combining coarse particles and fine particles, and the addition of the inorganic filler can be performed without impairing the fluidity during molding. The amount can be increased.

【0027】本発明に係る半導体封止用組成物は、必要
に応じて、例えば天然ワックス類、合成ワックス類、直
鎖脂肪酸の金属塩、酸アミド類、エステル類もしくはパ
ラフィン類等の離型剤、塩素化パラフィン、ブロムトル
エン、ヘキサブロムベンゼン、ハロゲン化エポキシ樹脂
などのハロゲン化合物やリン化合物などの難燃剤、三酸
化アンチモンなどの難燃助剤、カーボンブラック等の着
色剤、シランカップリング剤などを適宜添加配合しても
差し支えない。
The composition for encapsulating a semiconductor according to the present invention may contain, if necessary, a release agent such as a natural wax, a synthetic wax, a metal salt of a linear fatty acid, an acid amide, an ester or a paraffin. Flame retardants such as halogen compounds and phosphorus compounds such as chlorinated paraffin, bromotoluene, hexabromobenzene, and halogenated epoxy resins; flame retardant aids such as antimony trioxide; coloring agents such as carbon black; silane coupling agents May be appropriately added and blended.

【0028】本発明の半導体封止用樹脂組成物を、成形
材料として調製する場合の一般的な方法としては所定の
組成比に選んだ原料組成分を、例えばミキサーによって
充分混合後、さらに熱ロールやニーダーなどによって混
練処理を加えることにより、容易に得ることが出来る。
As a general method for preparing the resin composition for semiconductor encapsulation of the present invention as a molding material, a raw material component selected in a predetermined composition ratio is sufficiently mixed by, for example, a mixer, and then further heated. It can be easily obtained by adding a kneading treatment with a kneader or a kneader.

【0029】[0029]

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。 [製造例1](フェノールとベンズアルデヒドとの付加
縮合物Aの製造) 撹拌装置、温度計、コンデンサー、及び窒素ガス導入管
を備えた四つ口フラスコに、フェノール470重量部、
ベンズアルデヒド265重量部、p−トルエンスルホン
酸(1水和物)1重量部を加え、140℃に加熱し、脱
水を行いながら縮合水の発生が認められなくなるまで反
応を行った。水洗により系内のp−トルエンスルホン酸
を除去した後未反応フェノールを減圧蒸留によって除去
することにより、目的物を得た。得られた付加縮合物
は、軟化点が70℃で、水酸基当量は158g/eqで
あった。
The present invention will be specifically described below with reference to examples. [Production Example 1] (Production of addition condensate A and phenol and benz aldehyde) stirrer, a thermometer, a condenser, and a four-necked flask equipped with a nitrogen gas inlet tube, a phenol 470 parts by weight,
265 parts by weight of benzaldehyde and 1 part by weight of p-toluenesulfonic acid (monohydrate) were added, the mixture was heated to 140 ° C., and the reaction was carried out while dehydrating until no generation of condensed water was observed. After removing p-toluenesulfonic acid in the system by washing with water, unreacted phenol was removed by distillation under reduced pressure to obtain the desired product. The obtained addition condensate had a softening point of 70 ° C. and a hydroxyl equivalent of 158 g / eq.

【0030】 [製造例2](付加縮合物Bの製造)製造例1で用いた
装置にオルソクレゾール540重量部、ベンズアルデヒ
ド265重量部、p−トルエンスルホン酸(1水和物)
1重量部を加え、140℃に加熱し、脱水を行ないなが
ら縮合水の発生が認められなくなるまで反応を行なっ
た。その後系内の未反応クレゾールを減圧蒸留によって
除去することにより目的物を得た。得られた付加縮合物
は軟化点が73℃で、水酸基当量は172g/eqであ
った。
[Production Example 2] (Production of addition condensate B) Orthocresol 540 parts by weight, benzaldehyde 265 parts by weight, p-toluenesulfonic acid (monohydrate) was added to the apparatus used in Production Example 1.
One part by weight was added, the mixture was heated to 140 ° C., and the reaction was carried out while dehydration was performed until generation of condensed water was no longer observed. Thereafter, unreacted cresol in the system was removed by distillation under reduced pressure to obtain the desired product. The obtained addition condensate had a softening point of 73 ° C. and a hydroxyl equivalent of 172 g / eq.

【0031】 [製造例3](付加縮合物Cの製造)製造例1で用いた
装置を用い、1−ナフトール575重量部、ベンズアル
デヒド210重量部、p−トルエンスルホン酸(1水和
物)1重量部を加え、140℃に加熱し、脱水を行いな
がら、縮合水の発生が認められなくなるまで反応を行っ
た。その後反応物をジクロロメタンに溶解し、水洗した
後有機層から溶媒及び未反応の1−ナフトールを減圧下
水蒸気蒸留によって除去することにより目的物を得た。
得られた付加縮合物は、軟化点が85℃で、水酸基当量
は208g/eqであった。
[Production Example 3] (Production of addition condensate C) Using the apparatus used in Production Example 1, 575 parts by weight of 1-naphthol, 210 parts by weight of benzaldehyde, p-toluenesulfonic acid (monohydrate) 1 The mixture was heated to 140 ° C., and the reaction was performed while dehydration was performed until generation of condensed water was no longer observed. Thereafter, the reaction product was dissolved in dichloromethane, washed with water, and then the solvent and unreacted 1-naphthol were removed from the organic layer by steam distillation under reduced pressure to obtain the desired product.
The obtained addition condensate had a softening point of 85 ° C. and a hydroxyl equivalent of 208 g / eq.

【0032】[製造例4](フェノールとナフトアルデ
ヒドとの付加縮合物Dの製造) 製造例1で用いた装置を用い、フェノール470重量
部、1−ナフトアルデヒド390重量部、p−トルエン
スルホン酸(1水和物)1重量部を加え、140℃に加
熱し、脱水を行いながら、縮合水の発生が認められなく
なるまで反応を行った。その後系内の未反応フェノール
を減圧蒸留によって除去することにより目的物を得た。
得られた付加縮合物は軟化点が82℃で、水酸基当量は
195g/eqであった。
[Production Example 4] (Phenol and naphthoalde
Production of Addition Condensate D with Hyd) Using the apparatus used in Production Example 1, 470 parts by weight of phenol, 390 parts by weight of 1-naphthaldehyde, and 1 part by weight of p-toluenesulfonic acid (monohydrate) were added. The reaction was carried out while heating to 140 ° C. and performing dehydration until generation of condensed water was not observed. Thereafter, unreacted phenol in the system was removed by distillation under reduced pressure to obtain the desired product.
The obtained addition condensate had a softening point of 82 ° C. and a hydroxyl equivalent of 195 g / eq.

【0033】[実施例1〜5] 製造例1〜4で得られたフェノール類とベンズアルデヒ
ドまたはナフトアルデヒドとの付加縮合物A〜Dとフェ
ノールアラルキル樹脂(p−キシリレングリコールジメ
チルエーテルとフェノールとの縮合物、表1ではE)と
の混合物を硬化剤として用い、これをエポキシ樹脂及び
他の配合剤と、表2に示す割合で配合し、充分に予備混
合した後、ミキシングロールで混練して冷却し、これを
粉砕することにより、目的とする半導体封止用樹脂組成
物からなる成形材料を得た。このようにして得られた封
止材料サンプルについて、各種物性を測定評価した。結
果を表2に示す。
Examples 1 to 5 The phenols obtained in Production Examples 1 to 4 and benzaldehyde
A mixture of an addition condensate A to D with phenol or arphthaldehyde and a phenol aralkyl resin (a condensate of p-xylylene glycol dimethyl ether and phenol, E in Table 1) is used as a curing agent, which is used as an epoxy resin or other resin. And the components shown in Table 2 are mixed at a ratio shown in Table 2. After sufficient premixing, the mixture is kneaded with a mixing roll, cooled, and pulverized to form a molding composed of the intended resin composition for semiconductor encapsulation. The material was obtained. Various properties were measured and evaluated for the sealing material sample thus obtained. Table 2 shows the results.

【0034】なおこれらの封止材料の物性の測定は、以
下の方法で行った。 (1)吸湿率 成形材料から吸湿率測定用の成形硬化物(直径50m
m,厚さ3mm)を175℃×150秒の条件で低圧ト
ランスファー成形で作成した後、150℃×2時間+1
80℃×6時間のポストキュアを行った。このテストピ
ースを80℃/90%湿度の恒温恒湿槽の中で96時間
処理した後の吸湿率を測定した。
The properties of these sealing materials were measured by the following methods. (1) Moisture Absorption Rate From the molding material, a molded cured product (50 m in diameter)
m, thickness 3 mm) by low-pressure transfer molding at 175 ° C. × 150 seconds, then 150 ° C. × 2 hours + 1
Post cure at 80 ° C. × 6 hours was performed. The test piece was treated in a constant temperature / humidity chamber of 80 ° C./90% humidity for 96 hours, and the moisture absorption was measured.

【0035】(2)ガラス転移点 成形材料から、5×5×2mmの硬化物(成形条件:1
75℃×150秒、ポストキュア条件:150℃×2時
間+180℃×6時間)を調製し、TMA法によりガラ
ス転移点を求めた。
(2) Glass transition point From the molding material, a cured product of 5 × 5 × 2 mm (molding conditions: 1)
75 ° C. × 150 seconds, post-curing conditions: 150 ° C. × 2 hours + 180 ° C. × 6 hours), and the glass transition point was determined by the TMA method.

【0036】(3)半田耐熱性 成形材料を175℃×150秒の条件で低圧トランスフ
ァー成形し、試験用の半導体素子(6.7mm×6.7
mm)を封止した後、150℃×2時間+180℃×6
時間のポストキュアを行った。このテスト用素子を80
℃/90%湿度の恒温恒湿槽の中で96時間処理した
後、260℃の半田浴に10秒間浸漬したときのクラッ
クの発生率をチェックした。
(3) Solder heat resistance The molding material was subjected to low-pressure transfer molding under the conditions of 175 ° C. × 150 seconds, and a semiconductor device (6.7 mm × 6.7) for testing was used.
mm), 150 ° C. × 2 hours + 180 ° C. × 6
Time post cure. This test element is
After a 96-hour treatment in a constant temperature / humidity bath of 90 ° C./90% humidity, the rate of occurrence of cracks when immersed in a 260 ° C. solder bath for 10 seconds was checked.

【0037】[比較例1〜4] フェノール系硬化剤としてフェノールアラルキル樹脂
(E)、フェノールノボラック樹脂(F)及びフェノー
ルとベンズアルデヒドとの付加縮合物(A)をそれぞれ
単独で用い、実施例と同様にしてエポキシ樹脂及び他の
配合剤と、表3に示す割合で配合し、封止用成形材料を
調製し、得られた材料の物性を実施例1〜5と同様にし
て測定した。結果を表3に示す。
Comparative Examples 1-4 Phenol aralkyl resins as phenolic curing agents
(E) , phenol novolak resin (F) and phenol
Using Le and addition condensate between benz aldehyde (A) singly, and epoxy resins and other compounding agents in the same manner as in Example, in proportions shown in Table 3, a molding material was prepared for sealing The physical properties of the obtained materials were measured in the same manner as in Examples 1 to 5. Table 3 shows the results.

【0038】表2及び表3の結果から明らかなように硬
化剤にフェノール類とベンズアルデヒドまたはナフトア
ルデヒドの付加縮合物とフェノールアラルキル樹脂を併
用して用いた実施例1〜5ではいずれも吸湿率が低く、
ガラス転移点は高い値を示した。また半田浴浸漬後のク
ラックの発生も非常に少なかった。
As is evident from the results in Tables 2 and 3, phenols and benzaldehyde or naphtha were used as curing agents.
In Examples 1 to 5 in which an addition condensate of aldehyde and a phenol aralkyl resin were used in combination, the moisture absorption rate was low,
The glass transition point showed a high value. The occurrence of cracks after immersion in the solder bath was very small.

【0039】これに対し、硬化剤にフェノールアラルキ
ル樹脂のみを用いた比較例1では、吸湿率は低いもの
の、ガラス転移点が低く、半田耐熱性も実施例のいずれ
よりも劣っている。また硬化剤にフェノールノボラック
樹脂のみを用いた比較例2〜3は、ガラス転移点は高い
ものの、吸湿率が大きく、また半田浸漬時のクラックも
多く発生している。更にフェノール類とベンズアルデヒ
ドの付加縮合物のみを用いた比較例4では吸湿率、ガラ
ス転移点、半田耐熱性ともに本発明樹脂組成物による成
形材料より劣っている。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which only a phenol aralkyl resin was used as the curing agent, the moisture absorption was low, but the glass transition point was low, and the solder heat resistance was inferior to any of the examples. In Comparative Examples 2 and 3, in which only a phenol novolak resin was used as the curing agent, although the glass transition point was high, the moisture absorption was large, and many cracks occurred during solder immersion. Further phenols and benz aldehyde <br/> de Comparative Example 4 In moisture absorption using only addition condensate of, glass transition point, is inferior to the molding compositions of the present invention the resin composition in the solder heat resistance both.

【0040】[0040]

【発明の効果】フェノール類とベンズアルデヒドまたは
ナフトアルデヒドとの付加縮合物と、フェノールアラル
キル樹脂の混合物を硬化剤として用いた本発明の樹脂組
成物は、低吸湿性と高ガラス転移点を兼ね備えており、
半導体デバイスの封止に用いた場合に半田耐熱性と信頼
性の面で非常に優れているので、電子回路部品の封止材
料として工業的価値がきわめて大きいものである。
EFFECT OF THE INVENTION Phenols and benzaldehyde or
An addition condensate with naphthaldehyde and a resin composition of the present invention using a mixture of a phenol aralkyl resin as a curing agent have both low hygroscopicity and a high glass transition point,
When used for encapsulation of a semiconductor device, it is extremely excellent in terms of solder heat resistance and reliability, and therefore has extremely great industrial value as an encapsulation material for electronic circuit components.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】[0043]

【表3】 [Table 3]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−97974(JP,A) 特開 平2−58523(JP,A) 特開 平5−97946(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 23/29,23/31 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-5-97974 (JP, A) JP-A-2-58523 (JP, A) JP-A-5-97946 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 23 / 29,23 / 31

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (a)エポキシ樹脂 (b)フェノール系硬化剤 (c)硬化促進剤 (d)無機質充填剤 を必須成分として含有してなる樹脂組成物であって、
(b)フェノール系硬化剤が、フェノール類と、ベンズ
アルデヒドまたはナフトアルデヒドとの付加縮合物(1)
と、フェノールアラルキル樹脂(2) とを、(1) /(2) の
配合比(重量比)25/75〜85/15で混合された
混合物であることを特徴とする半導体封止用樹脂組成
物。
1. A resin composition comprising (a) an epoxy resin, (b) a phenolic curing agent, (c) a curing accelerator, and (d) an inorganic filler, as an essential component,
(B) a phenolic curing agent comprising phenols and benz;
Addition condensate with aldehyde or naphthaldehyde (1)
And the phenol aralkyl resin (2) with (1) / (2)
A resin composition for semiconductor encapsulation, which is a mixture mixed at a compounding ratio (weight ratio) of 25/75 to 85/15 .
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