JP2955013B2 - Epoxy resin composition - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、半田耐熱性、成形性および耐湿信頼性に優
れるエポキシ樹脂系組成物に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an epoxy resin composition excellent in solder heat resistance, moldability and moisture resistance reliability.
<従来の技術> エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特性、接着性な
どに優れており、さらに配合処方により種々の特性が付
与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材料など工業材
料として利用されている。<Conventional technology> Epoxy resins are excellent in heat resistance, moisture resistance, electrical properties, adhesiveness, etc., and can be imparted with various properties by formulation, so they are used as industrial materials such as paints, adhesives, and electrical insulating materials. Have been.
たとえば、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。しかし、経済
性、生産性、物性のバランスの点からエポキシ樹脂によ
る樹脂封止が中心になっている。For example, 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 conventionally proposed. However, resin sealing with epoxy resin is mainly used in terms of balance between economy, productivity, and physical properties.
一方、最近はプリント基板への部品実装においても高
密度化、自動化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴い、パッケージも従来のDIP(デュアル
・インライン・パッケージ)から高密度実装、表面実装
に適した薄型のFPP(フラット・プラスチック・パッケ
ージ)に移送しつつある。On the other hand, recently, the density and automation of component mounting on printed circuit boards have been increasing, and instead of the conventional “insertion mounting method” in which lead pins are inserted into holes in the board, “components are soldered to the board surface” “Surface mounting method” has become popular. Along with this, packages are also being transferred from conventional DIPs (dual inline packages) to thin FPPs (flat plastic packages) suitable for high-density mounting and surface mounting.
表面実装方式への移行に伴い、従来あまり問題になら
なかった半田付け工程大きな問題になってきた。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
に加熱されるだけあったが、表面実装方式ではパッケー
ジ全体が熱媒に浸され加熱される。表面実装方式におけ
る半田付け方法としては半田浴浸漬、不活性ガスの飽和
蒸気による加熱(パーマフェイズ法)や赤外線リフロー
法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケージ全
体が210〜270℃の高温に加熱されることになる。そのた
め従来の封止樹脂で封止したパッケージは、半田付け時
に樹脂部分がクラックが発生し、信頼性が低下して製造
として使用できないという問題がおきる。With the shift to the surface mounting method, the soldering process has become a major problem that has not been a problem in the past. In the conventional pin insertion mounting method, the lead portion is only partially heated in the soldering process, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated. As a soldering method in the surface mounting method, a solder bath immersion, heating with a saturated vapor of an inert gas (permaphase method), an infrared reflow method, and the like are used. In any case, the entire package is heated to a high temperature of 210 to 270 ° C. It will be heated. Therefore, the package sealed with the conventional sealing resin has a problem that the resin portion is cracked at the time of soldering, the reliability is reduced, and the package cannot be used for manufacturing.
半田付け工程におけるクラックの発生は、後硬化して
から実装工程の間までに吸湿した水分が半田付け加熱時
に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因するといわれ
ており、その対策として後硬化したパッケージを完全に
乾燥し密封した容器に収納して出荷する方法が用いられ
ている。It is said that the occurrence of cracks in the soldering process is due to the fact that the moisture absorbed during the post-curing and mounting process explosively turns into steam and expands during soldering heating. A method is used in which the package is stored in a completely dried and sealed container and shipped.
封止用樹脂の改良も種々検討されている。たとえば、
ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂を添加する方法
(特開昭63〜251419号公報、特開平1−87616号公報)
などがあげられる。) また、封止樹脂の耐湿性を向上するために、通常シラ
シカップリング剤が添加されており、具体的には、通常
のエポキシ樹脂に対し、1級のアミノ基を有するアミノ
シランカップリング剤を添加する方法(特公昭57−1557
53号公報)などが提案されている。Various studies have been made on improvements in the sealing resin. For example,
A method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton (JP-A-63-251419, JP-A-1-87616)
And so on. In addition, in order to improve the moisture resistance of the sealing resin, a sila coupling agent is usually added. Specifically, an aminosilane coupling agent having a primary amino group is added to an ordinary epoxy resin. Addition method (Japanese Patent Publication No. Sho 57-1557)
No. 53) has been proposed.
<発明が解決しようとする課題> しかるに乾燥パッケージを容器を封入する方法は製造
工程および製品の取扱作業が煩雑になるうえ、製造価格
が高価になる欠点がある。<Problem to be Solved by the Invention> However, the method of enclosing a container with a dry package has a drawback that the manufacturing process and the handling of the product are complicated, and the manufacturing cost is high.
また、種々の方法で改良された樹脂も、それぞれ少し
ずつ効果をあげてきているが、まだ十分ではない。ビフ
ェニル骨格を有するエポキシ樹脂を添加する方法(特開
昭63−251419号公報、特開平1−87616公報)は、QFP
(クワット・フラット・パッケージ)などの比較的厚型
のパッケージでは半田耐熱向上効果を有するが、TSOP
(シン・スモール・アウトライン・パッケージ)などの
さらに薄型のパッケージでは半田耐熱性が十分ではない
という問題があった。In addition, resins improved by various methods have each been effective little by little, but are still not sufficient. The method of adding an epoxy resin having a biphenyl skeleton (JP-A-63-251419, JP-A-1-87616)
(Quat flat packages) and other relatively thick packages have the effect of improving solder heat resistance, but TSOP
(Thin small outline package) and other thin packages have a problem that the soldering heat resistance is not sufficient.
また、耐湿信頼性を向上するため、従来用いられてい
る1級のアミン基を有するアミノシランカップリング剤
を添加する方法は、耐湿信頼性を改良すると同時に樹脂
の機械的強度を向上するなどの効果も発現するが、逆に
流動性が低下するため実用的ではなかった。The method of adding an aminosilane coupling agent having a primary amine group, which is conventionally used to improve the moisture resistance reliability, has the effects of improving the moisture resistance reliability and simultaneously improving the mechanical strength of the resin. However, it is not practical because the fluidity is reduced.
本発明の目的は、かかる半田付け工程で生じるクラッ
クの問題を解消し、耐湿信頼性および成形性に優れるエ
ポキシ樹脂系組成物を提供することにある。An object of the present invention is to solve the problem of cracks generated in the soldering step and to provide an epoxy resin composition excellent in moisture resistance reliability and moldability.
<課題を解決するための手段> 本発明者らは、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂
に、2級のアミノ基を含有するアミノシランカップリン
グ剤を添加することにより、上記の課題を達成し、目的
に合致したエポキシ樹脂系組成物が得られることを見出
し、本発明に到達した。<Means for Solving the Problems> The present inventors have achieved the above object by adding an aminosilane coupling agent containing a secondary amino group to an epoxy resin having a naphthalene skeleton. The present inventors have found that a matched epoxy resin composition can be obtained, and have reached the present invention.
すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、硬化剤
(B)、充填材(C)およびシランカップリング剤
(D)を含有してなるエポキシ樹脂系組成物であって、
前記エポキシ樹脂(A)が下記一般式 (I) (ただし、R1、R2、R3、R4、R5、R6は各々水素原子、ハ
ロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基から選ば
れた基を示す。) で表されるエポキシ樹脂(a)を必須成分として含有
し、前記シランカップリング剤(D)がアミノ基を含有
しかつそのアミノ基がすべて2級であることを特徴とす
るエポキシ樹脂系組成物である。That is, the present invention relates to an epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), a filler (C), and a silane coupling agent (D),
The epoxy resin (A) has the following general formula (I) (However, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a group selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (a) as an essential component, wherein the silane coupling agent (D) contains an amino group, and all of the amino groups are secondary.
以下、本発明の構成を詳述する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.
本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、上記式(I)
で表されるエポキシ樹脂(a)を必須成分として含有す
ることが重要である。エポキシ樹脂(a)を含有しない
場合はハンダ付け工程におけるクラックの発生防止効果
および耐熱性効果は発揮されない。上記式(I)におい
て、R1、R2、R3、R4、R5、R6は各々水素原子、ハロゲン
原子、または炭素数1〜4のアルキル基から選ばれた基
を示すが、R1、R2、R3、R4、R5、R6の好ましい具体例と
しては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、
i−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert
−ブチル基、塩素原子、臭素原子などがあげられる。The epoxy resin (A) in the present invention has the formula (I)
It is important that the epoxy resin (a) represented by the following formula is contained as an essential component. When the epoxy resin (a) is not contained, the effect of preventing the occurrence of cracks in the soldering step and the effect of heat resistance are not exhibited. In the above formula (I), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a group selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Preferred specific examples of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group,
i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert
-A butyl group, a chlorine atom, a bromine atom and the like.
本発明におけるエポキシ樹脂(a)の好ましい具体例
としては、1,5−ジグリシジルナフタレン、1,5−ジグリ
シジル−7−メチルナフタレン、1,6−ジグリシジルナ
フタレン、1,6−ジグリシジル−2−メチルナフナレ
ン、1,6−ジグリシジル−8−メチルナフタレン、1,6−
ジグリシジル−4,8−ジメチルナフタレン、2−ブロム
−1,6−ジグリシジルナフタレン、8−ブロム−1,6−ジ
グリシジルナフタレンなどがあげられる。Preferred specific examples of the epoxy resin (a) in the present invention include 1,5-diglycidylnaphthalene, 1,5-diglycidyl-7-methylnaphthalene, 1,6-diglycidylnaphthalene, and 1,6-diglycidyl-2-. Methylnaphthalene, 1,6-diglycidyl-8-methylnaphthalene, 1,6-
Examples thereof include diglycidyl-4,8-dimethylnaphthalene, 2-bromo-1,6-diglycidylnaphthalene, and 8-bromo-1,6-diglycidylnaphthalene.
本発明におけるエポキシ樹脂(A)は上記のエポキシ
樹脂(a)とともに該エポキシ樹脂(a)以外の他のエ
ポキシ樹脂をも併用して含有することができる。併用で
きる他のエポキシ樹脂としては、例えば、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、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール
Aやレゾルシンなどから合成される各種ノボラック型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、線状脂
肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポ
キシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂などがあげられる。The epoxy resin (A) in the present invention can contain the above-mentioned epoxy resin (a) in combination with another epoxy resin other than the epoxy resin (a). Other epoxy resins that can be used in combination include, for example, cresol novolak epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, biphenyl epoxy resin, various novolak epoxy resins synthesized from bisphenol A and resorcinol, bisphenol A epoxy resin, wire Aliphatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic epoxy resin, halogenated epoxy resin and the like.
エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキシ樹脂
(a)の割合に関しては特に制限がなく必須成分として
エポキシ樹脂(a)が含有されれば本発明の効果は発揮
されるが、より十分な効果を発揮させるためには、エポ
キシ樹脂(a)をエポキシ樹脂(A)中に通常50重量%
以上、好ましくは70重量%以上含有せしめる必要があ
る。The ratio of the epoxy resin (a) contained in the epoxy resin (A) is not particularly limited, and the effect of the present invention is exhibited if the epoxy resin (a) is contained as an essential component, but a more sufficient effect is obtained. In order to exert the effect, the epoxy resin (a) is usually added to the epoxy resin (A) by 50% by weight.
As described above, it is necessary that the content is preferably 70% by weight or more.
本発明において、エポキシ樹脂(A)の配合量は通常
3〜30重量%、好ましくは5〜20重量%である。In the present invention, the compounding amount of the epoxy resin (A) is usually 3 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight.
本発明における硬化剤(B)は、エポキシ樹脂(A)
と反応して硬化させるものであれば特に限定されず、そ
れらの具体例としては、たとえばフェノールノボラック
樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAや
レゾルシンから合成される各種ノボラック樹脂、各種多
価フェノール化合物、無水マレイン酸、無水フタル酸、
無水ピロメリット酸などの酸無水物およびメタフェニレ
ンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフ
ェニルスルホンなどの芳香族アミンなどがあげられる。
半導体装置封止用としては、耐熱性、耐湿性および保存
性の点から、フェノールノボラック、クレゾールノボラ
ックなどのノボラック樹脂が好ましく用いられ、用途に
よっては二種以上の硬化剤を併用してもよい。The curing agent (B) in the present invention is an epoxy resin (A)
There is no particular limitation as long as it reacts and cures. Specific examples thereof include, for example, phenol novolak resin, cresol novolak resin, various novolak resins synthesized from bisphenol A and resorcin, various polyphenol compounds, and anhydrous polyphenol compounds. Maleic acid, phthalic anhydride,
Acid anhydrides such as pyromellitic anhydride and aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone are exemplified.
For sealing semiconductor devices, novolak resins such as phenol novolak and cresol novolak are preferably used from the viewpoint of heat resistance, moisture resistance and storage stability, and two or more curing agents may be used in combination depending on the application.
本発明において、硬化剤(B)の配合量は通常1〜20
重量%、好ましくは2〜15重量%である。さらには、エ
ポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比は、機械的性
質および耐湿性の点から(A)に対する(B)の化学当
量比が0.6〜1.5、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好ま
しい。In the present invention, the amount of the curing agent (B) is usually 1 to 20.
% By weight, preferably 2 to 15% by weight. Furthermore, the mixing ratio of the epoxy resin (A) and the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of (B) to (A) is in the range of 0.6 to 1.5, particularly 0.8 to 1.2 from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance. Is preferred.
また、本発明においてエポキシ樹脂(A)と硬化剤
(B)の硬化反応を促進するため硬化触媒を用いてもよ
い。硬化触媒は硬化反応を促進するものならば特に限定
されず、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、2−ヘプタデシルイミダゾールなど
のイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジ
メチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミン、2
−(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6−トリ
ス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザ
ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの3級アミン化
合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテ
トラプロポキシド、テトラキス、(アセチルアセトナ
ト)ジルコニウム、トリ(アセチルアセトナト)アルミ
ニウムなどの有機金属化合物およびトリフェニルホスフ
ィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、
トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホ
スフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィンなどの有
機ホスフィン化合物があげられる。なかでも耐湿性の点
から、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニル
ホスフィンが特に好ましく用いられる。これらの硬化触
媒は、用途によって二種以上を併用してもよく、その添
加量はエポキシ樹脂(A)100重量部に対して0.1〜10重
量部の範囲が好ましい。In the present invention, a curing catalyst may be used to accelerate the curing reaction between the epoxy resin (A) and the curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it promotes the curing reaction. For example, 2-methylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methyl Imidazole compounds such as imidazole and 2-heptadecyl imidazole, triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine,
Tertiary amine compounds such as-(dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, zirconium tetramethoxide, zirconium Organometallic compounds such as tetrapropoxide, tetrakis, (acetylacetonato) zirconium, tri (acetylacetonato) aluminum and triphenylphosphine, trimethylphosphine, triethylphosphine;
Organic phosphine compounds such as tributylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, and tri (nonylphenyl) phosphine are exemplified. Of these, organic phosphine compounds are preferred from the viewpoint of moisture resistance, and triphenylphosphine is particularly preferably used. Two or more of these curing catalysts may be used in combination depending on the application, and the amount added is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin (A).
本発明における充填材(C)は特に限定されず溶融シ
リカ、結晶性シリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、アルミナ、マグネシア、クレー、タルク、ケイ酸カ
ルシウム、酸化チタン、酸化アンチモン、アスベスト、
ガラス繊維などがあげられる。なかでも、溶融シリカの
好ましい。本発明において充填材(C)の割合は全体の
75〜90重量%である。充填材(C)が75重量%未満で半
田耐熱性が不十分であり、90重量%を越えると流動が不
十分である。さらに本発明において充填材(C)は平均
粒径が10μm以下の破砕溶融シリカ(C′)90〜40重量
%および平均粒径40μm以下の球状溶融シリカ(C″)
10〜60重量%からなる溶融シリカを含有することが、半
田耐熱性の点で好ましい。なお、ここで平均粒径とは累
積重量50%になる粒径(メジアン径)を意味する。The filler (C) in the present invention is not particularly limited, and is not particularly limited to fused silica, crystalline silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, asbestos,
Glass fiber and the like can be mentioned. Among them, fused silica is preferred. In the present invention, the proportion of the filler (C) is
75-90% by weight. If the filler (C) is less than 75% by weight, the solder heat resistance is insufficient, and if it exceeds 90% by weight, the flow is insufficient. Further, in the present invention, the filler (C) is 90 to 40% by weight of crushed fused silica (C ') having an average particle size of 10 μm or less and spherical fused silica (C ″) having an average particle size of 40 μm or less.
It is preferable to contain 10 to 60% by weight of fused silica from the viewpoint of solder heat resistance. Here, the average particle diameter means a particle diameter (median diameter) at which the cumulative weight becomes 50%.
本発明で用いられるシランカップリング剤(D)とし
ては、アミノ基を含有しかつアミノ基がすべて2級のア
ミノ基であるアミノシラン化合物であることが重要であ
る。これらシランカップリング剤(D)の具体的として
は、下記式(II)または(III)で表されるものがあげ
られる。It is important that the silane coupling agent (D) used in the present invention is an aminosilane compound containing an amino group and in which all amino groups are secondary amino groups. Specific examples of these silane coupling agents (D) include those represented by the following formula (II) or (III).
(ただし、R7、R8、R9、R11、R12、R13は各々炭素数
1〜20の一価の炭化水素基から選ばれた基を示し、
R10、R14、R15は、各々炭素数1〜20の二価の炭化水素
基から選ばれた基を示し、nは1〜3の整数を示す。) なかでも、組成物のライフの点から立体障害の大きい
基、たとえば、イソプロピル基、t−ブチル基、ジフェ
ニルメタン基、トリフェニルメタン基やフェニル基など
がアミンに結合しているものが好ましい、最も好ましい
のは上記(II)式においてフェニル基がアミンに結合し
ているN−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン
である。 (However, R 7 , R 8 , R 9 , R 11 , R 12 , R 13 each represents a group selected from monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms,
R 10 , R 14 , and R 15 each represent a group selected from divalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 3. Among them, a group in which a group having a large steric hindrance, for example, an isopropyl group, a t-butyl group, a diphenylmethane group, a triphenylmethane group or a phenyl group, is bonded to the amine from the viewpoint of the life of the composition is most preferable. Preferred is N-phenylaminopropyltrimethoxysilane in which the phenyl group in the formula (II) is bonded to an amine.
本発明で用いられるシランカップリング剤(D)の添
加量は、成形性と信頼性の点から通常、充填材100重量
部にたいして0.1〜5重量部、好ましくは0.2〜3重量
部、特に好ましくは0.3〜1.5重量部である。用途に応じ
て、エポキシシランやメルカプトシランなどのシランカ
ップリング剤を併用することができる。The addition amount of the silane coupling agent (D) used in the present invention is usually 0.1 to 5 parts by weight, preferably 0.2 to 3 parts by weight, particularly preferably 0.2 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the filler from the viewpoint of moldability and reliability. 0.3 to 1.5 parts by weight. Depending on the application, a silane coupling agent such as epoxy silane or mercapto silane can be used in combination.
本発明において、シランカップリング剤(D)の添加
方法は特に限定されないが、充填材(C)を予めシラン
カップリング剤(D)で表面処理する添加方法が、耐湿
信頼性向上の点で最も好ましい。In the present invention, the addition method of the silane coupling agent (D) is not particularly limited, but the addition method of preliminarily surface-treating the filler (C) with the silane coupling agent (D) is most effective in improving the moisture resistance reliability. preferable.
本発明においては、低応力化と信頼性向上のため、変
性シリコーンオイル(E)を添加することができる。In the present invention, a modified silicone oil (E) can be added to reduce stress and improve reliability.
ここで用いる変性シリコーンオイル(E)とはオルガ
ノポリシロキサン構造を有するもので、具体例としては
下記式(IV)で表されるものがあげられる。The modified silicone oil (E) used herein has an organopolysiloxane structure, and specific examples include those represented by the following formula (IV).
(R16、R17、R18、R19、R20は各々水素原子、炭素数1
〜20のアルキル基、フェニル基およびビニル基から選ば
れた一種類以上の官能基、X、Yは炭素数1〜20のアル
キル基、フェニル基、ビニル基、水酸基、アミノ基、エ
ポキシ基、カルボキシル基、メルカプト基、ポリオキシ
アルキレン基、アルコキシ基およびフッ素原子から選ば
れた一種類以上の基および/または原子を有する官能基
を示し、Yは水素原子でもよい。また、mは1以上の整
数、nは0以上の整数を示す。) この変性シリコーンオイル(E)の添加量は、低応力
化と信頼性の点で通常0.01〜5重量%、好ましくは0.1
〜3重量%、特に0.3〜2重量%の範囲が好ましい。 (R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , and R 20 each represent a hydrogen atom,
X to Y are an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a phenyl group, a vinyl group, a hydroxyl group, an amino group, an epoxy group, and a carboxyl group. A functional group having at least one group and / or an atom selected from a group, a mercapto group, a polyoxyalkylene group, an alkoxy group and a fluorine atom, and Y may be a hydrogen atom. M represents an integer of 1 or more, and n represents an integer of 0 or more. The amount of addition of the modified silicone oil (E) is usually 0.01 to 5% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight from the viewpoint of reducing stress and reliability.
-3% by weight, particularly preferably 0.3-2% by weight.
本発明のエポキシ樹脂系組成物にはハロゲン化エポキ
シ樹脂などのハロゲン化合物、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、酸化鉄などの着色剤、シリコーンゴム、オレフィン
系共重合体、変性ニトリルゴム、変性ポリブタジエンゴ
ムなどのエラストマー、ポリエチレンなどの熱可塑性樹
脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエ
ステル、長鎖脂肪酸のアミド、パラフィンワックスなど
の離型剤および有機過酸化物などの架橋剤を任意に添加
することができる。The epoxy resin composition of the present invention includes a halogen compound such as a halogenated epoxy resin, a flame retardant such as a phosphorus compound, a flame retardant auxiliary such as antimony trioxide, a colorant such as carbon black and iron oxide, a silicone rubber, and an olefin. Elastomers such as copolymers, modified nitrile rubber and modified polybutadiene rubber, thermoplastic resins such as polyethylene, long-chain fatty acids, metal salts of long-chain fatty acids, esters of long-chain fatty acids, amides of long-chain fatty acids, and paraffin wax. A releasing agent and a crosslinking agent such as an organic peroxide can be optionally added.
本発明のエポキシ樹脂系組成物は溶融混練することが
好ましく、たとえばバンバリーミキサー、ニーダー、ロ
ール、単軸もしくは二軸の押出機およびコニーダーなど
の公知の混練方法を用いて溶融混練することにより製造
される。The epoxy resin composition of the present invention is preferably melt-kneaded, and is produced by melt-kneading using a known kneading method such as a Banbury mixer, a kneader, a roll, a single-screw or twin-screw extruder and a co-kneader. You.
<実施例> 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
実施例1〜7、比較例1〜4 表1に示した成分、表2に示したシランカップリング
剤(D)、表3に示した溶融シリカ(C)、表4に示し
た変性シリコーンオイル(E)を、各々表5に示した組
成比で試薬をミキサーによりドライブレンドした。これ
を、ロール表面温度90℃のミキシングロールを用いて5
分間加熱混練後、却・粉砕してエポキシ樹脂系組成物を
製造した。Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 4 Components shown in Table 1, silane coupling agent (D) shown in Table 2, fused silica (C) shown in Table 3, modified silicone oil shown in Table 4 (E) was dry-blended with a mixer at a composition ratio shown in Table 5 using a mixer. This is mixed with a mixing roll having a roll surface temperature of 90 ° C. for 5 minutes.
After heating and kneading for minutes, the mixture was ground and pulverized to produce an epoxy resin composition.
この組成物を用い、低圧トランスファー成形法により
175℃×2分の条件で成形して次の物性、成形性測定法
によって各組成物および成形性を測定した。結果を表5
に示す。Using this composition, low-pressure transfer molding
The composition was molded under the conditions of 175 ° C. × 2 minutes, and each composition and moldability were measured by the following physical property and moldability measurement methods. Table 5 shows the results
Shown in
半田耐熱性:模擬素子を搭載した28pinとTSOP16個を
成形、180℃で5時間ポストキュアし、85℃/85%RHで12
時間加湿後、IRリフロー炉を用いて245℃に10秒間加熱
し、クラックの発生しないTSOPの個数の割合を求めた。Solder heat resistance: Mold 28 pins and 16 TSOPs with simulated elements, post cure at 180 ° C for 5 hours, and 12 at 85 ° C / 85% RH
After humidification for a period of time, the mixture was heated to 245 ° C. for 10 seconds using an IR reflow furnace, and the ratio of the number of TSOPs without cracks was determined.
半田浸漬後のPCBT:半田浸漬後のTSOPを125℃、85%R
H、バイアス電圧10VでUSPCBTを行い、累積故障率50%に
なる時間を求めた。PCBT after solder immersion: TSOP after solder immersion at 125 ° C, 85% R
H, USPCBT was performed at a bias voltage of 10 V, and the time until the cumulative failure rate became 50% was obtained.
レジンフラッシュ:低圧トランスファー成形法により
フラッシュ測定金型を用いて175℃×90秒の条件で成形
し、金型内の5μmの幅の溝に流出した組成物の長さを
求め、レジンフラッシュの値とした。この値は小さい方
が好ましい。Resin flash: molded by flash measurement using a low pressure transfer molding method under the conditions of 175 ° C. × 90 seconds, the length of the composition flowing out into a groove having a width of 5 μm in the mold is determined, and the value of the resin flash is determined. And This value is preferably smaller.
熱時硬度:低圧トランスファー成形法により直径10cm
の円盤を175℃×90秒の条件で成形し、その硬度(ショ
アーD)を測定し、熱時硬度とした。Hot hardness: 10cm diameter by low pressure transfer molding method
Was molded under the conditions of 175 ° C. × 90 seconds, and its hardness (Shore D) was measured to obtain the hardness when heated.
表5にみられるように、本発明のエポキシ樹脂系組成
物(実施例1〜7)は半田耐熱性および耐湿信頼性、熱
時硬度、レジンフラシュなどの成形性に優れている。こ
れに対してエポキシ樹脂(A)中にエポキシ樹脂(a)
を含有しない比較例1〜2は半田耐熱性が劣っている。
さらに、本発明のシランカップリング剤を含まない比較
例3〜4は半田耐熱性、耐湿信頼性およびレジンフラッ
シュに劣っている。特にアミノ基を含まないシランカッ
プリング剤を用いた比較例4は十分な熱時硬度が得られ
ない。 As can be seen from Table 5, the epoxy resin compositions of the present invention (Examples 1 to 7) are excellent in moldability such as solder heat resistance and moisture resistance reliability, hot hardness, and resin flash. On the other hand, the epoxy resin (a) is contained in the epoxy resin (A).
Comparative Examples 1 and 2, which do not contain, have inferior solder heat resistance.
Furthermore, Comparative Examples 3 and 4 containing no silane coupling agent of the present invention are inferior in solder heat resistance, moisture resistance reliability and resin flash. In particular, in Comparative Example 4 using a silane coupling agent containing no amino group, sufficient hot hardness cannot be obtained.
また、溶融シリカ(C)の割合が全体の75重量%〜90
重量%であり、かつ充填材(C)が平均粒径10μm以下
の破砕溶融シリカ(C′)90〜40重量%および平均粒径
40μm以下の球状溶融シリカ(C″)からなる溶融シリ
カを含有する実施例3〜7は、特に半田耐熱性、半田浸
漬後PCBTに優れている。Further, the ratio of the fused silica (C) is 75% by weight to 90% of the whole.
90 to 40% by weight of a crushed fused silica (C ') having an average particle size of 10 μm or less and an average particle size
Examples 3 to 7 containing fused silica composed of spherical fused silica (C ″) of 40 μm or less are particularly excellent in solder heat resistance and PCBT after solder immersion.
また、さらに変性シリコーンオイルを含有する実施例
6,7は、さらに耐湿信頼性を向上している。Examples further containing a modified silicone oil
6,7 further improve the humidity resistance reliability.
<発明の効果> 本発明のエポキシ樹脂系組成物は、特定のエポキシ樹
脂、硬化剤、特定のシランカップリング剤、および充填
材を配合したために、半田耐熱性、耐湿信頼性および熱
時硬度、バリなどの成形性に優れている。<Effect of the Invention> Since the epoxy resin composition of the present invention contains a specific epoxy resin, a curing agent, a specific silane coupling agent, and a filler, solder heat resistance, moisture resistance reliability and heat hardness, Excellent moldability such as burrs.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (56)参考文献 特開 平2−218735(JP,A) 特開 平2−218736(JP,A) 特開 平2−265916(JP,A) 特開 平2−88621(JP,A) 特開 平1−268712(JP,A)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31 (56) References JP-A-2-218735 (JP, A) JP-A-2 -218736 (JP, A) JP-A-2-265916 (JP, A) JP-A-2-88621 (JP, A) JP-A-1-268712 (JP, A)
Claims (9)
材(C)およびシランカップリング剤(D)を含有して
なるエポキシ樹脂系組成物であって、前記エポキシ樹脂
(A)が下記一般式(I) (ただし、R1、R2、R3、R4、R5、R6は各々水素原子、ハ
ロゲン原子、または炭素数1〜4のアルキル基から選ば
れた基を示す。) で表されるエポキシ樹脂(a)を必須成分として含有
し、前記シランカップリング剤がアミノ基を含有しかつ
そのアミノ基がすべて2級であることを特徴とするエポ
キシ樹脂系組成物。1. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (A), a curing agent (B), a filler (C) and a silane coupling agent (D), wherein the epoxy resin (A) Is the following general formula (I) (However, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a group selected from an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) An epoxy resin composition comprising an epoxy resin (a) as an essential component, wherein the silane coupling agent contains an amino group, and the amino groups are all secondary.
において50重量%以上である請求項1記載のエポキシ樹
脂系組成物。2. The epoxy resin (a) is an epoxy resin (A).
The epoxy resin composition according to claim 1, which is 50% by weight or more.
である請求項1または2記載のエポキシ樹脂系組成物。3. The proportion of the filler (C) is 75 to 90% by weight of the whole.
The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein
溶融シリカ(C′)90〜40重量%および平均粒径40μm
以下の球状溶融シリカ(C″)10〜60重量%からなる溶
融シリカを含有することを特徴とする請求項1〜3いず
れかに記載のエポキシ樹脂系組成物。4. The filler (C) is 90 to 40% by weight of crushed fused silica (C ') having an average particle size of 10 μm or less, and the average particle size is 40 μm.
The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising fused silica comprising 10 to 60% by weight of the following spherical fused silica (C ").
〜30重量%、硬化剤(B)の配合量がエポキシ樹脂
(A)に対する硬化剤(B)の化学当量比が0.6〜1.5と
なる量、ならびにシランカップリング剤(D)の配合量
が充填材100重量部に対し0.1〜5重量部である請求項1
〜4いずれかに記載のエポキシ樹脂系組成物。5. An epoxy resin (A) having a compounding amount of 3
-30% by weight, the amount of the curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of the curing agent (B) to the epoxy resin (A) is 0.6-1.5, and the amount of the silane coupling agent (D) is filled. The amount is 0.1 to 5 parts by weight per 100 parts by weight of the material.
5. The epoxy resin-based composition according to any one of items 1 to 4,
(E)を含む請求項1〜5いずれかに記載のエポキシ樹
脂系組成物。6. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the composition further comprises a modified silicone oil (E).
ルガノポリシロキサンを含む請求項1〜5いずれかに記
載のエポキシ樹脂系組成物。 (R16、R17、R18、R19、R20は各水素原子、炭素数1〜2
0のアルキル基、フェニル基およびビニル基から選ばれ
た一種類以上の官能基、X、Yは炭素数1〜20のアルキ
ル基、フェニル基、ビニル基、水酸基、アミノ基、エポ
キシ基、カルボキシル基、メルカプト基、ポリオキシア
ルキレン基、アルコシキ基およびフッ素原子から選ばれ
た一種類以上の基および/または原子を有する官能基を
示し、Yは水素原子でもよい。また、mは1以上の整
数、nは0以上の整数を示す。)7. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the composition further comprises an organopolysiloxane represented by the following formula (IV). (R 16 , R 17 , R 18 , R 19 , and R 20 are each a hydrogen atom, and have 1 to 2 carbon atoms.
X or Y is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a phenyl group, a vinyl group, a hydroxyl group, an amino group, an epoxy group, or a carboxyl group. , A mercapto group, a polyoxyalkylene group, an alkoxy group and a functional group having at least one atom selected from a fluorine atom, and Y may be a hydrogen atom. M represents an integer of 1 or more, and n represents an integer of 0 or more. )
のエポキシ樹脂系組成物。8. The epoxy resin composition according to claim 1, which is used for encapsulating a semiconductor.
封止された半導体装置。9. A semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition according to claim 8.
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1990
- 1990-11-30 JP JP2339720A patent/JP2955013B2/en not_active Expired - Lifetime
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