JP3033445B2 - Inorganic filler for resin and epoxy resin composition - Google Patents
Inorganic filler for resin and epoxy resin compositionInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、吸湿性低下などを目的
としてエポキシ樹脂などに大量に配合しても、常温乃至
高温溶融状態における粘度が低く、流動特性が良好であ
ると共に、樹脂組成物中で凝集物を与えることが少ない
樹脂用無機質充填剤及び該充填剤を用いたエポキシ樹脂
組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a resin composition which has a low viscosity in a molten state at room temperature or high temperature, has a good fluidity, and has a good flowability even when it is incorporated in a large amount into an epoxy resin or the like for the purpose of reducing hygroscopicity. The present invention relates to an inorganic filler for a resin that hardly gives aggregates in the resin and an epoxy resin composition using the filler.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
半導体産業の中で樹脂封止型のダイオード、トランジス
タ、IC、LSI、超LSIが主流となっており、この
封止樹脂としてエポキシ樹脂は一般に他の熱硬化性樹脂
に比べて成形性、接着性、電気特性、機械特性、耐湿性
などに優れているため、エポキシ樹脂組成物で半導体装
置を封止することが多く行われている。2. Description of the Related Art
In the semiconductor industry, resin-sealed type diodes, transistors, ICs, LSIs, and ultra-LSIs are the mainstream, and epoxy resin is generally more moldable and adhesive than other thermosetting resins. Because of their excellent electrical properties, mechanical properties, moisture resistance, etc., semiconductor devices are often sealed with epoxy resin compositions.
【0003】最近においては、これらの半導体装置は集
積度が益々大きくなり、それに応じてチップ寸法も大き
くなりつつある。一方、これに対してパッケージ外観寸
法は電子機器の小型化、軽量化の要求に伴い、薄型化が
進んでいる。更に、半導体部品を回路基板へ取り付ける
方法も、基板上の部品の高密度化や基板の薄型化のた
め、半導体部品の表面実装化が幅広く行われるようにな
ってきた。In recent years, the degree of integration of these semiconductor devices has been increasing, and the chip size has been increasing accordingly. On the other hand, package external dimensions have been reduced in thickness in response to demands for smaller and lighter electronic devices. Further, in the method of attaching a semiconductor component to a circuit board, the surface mounting of the semiconductor component has been widely performed due to the high density of components on the substrate and the thinning of the substrate.
【0004】しかしながら、半導体装置を表面実装する
場合、半導体装置全体を半田槽に浸漬するか又は半田が
溶融するゾーンを通過させる方法が一般的であるが、そ
の際の熱衝撃により封止樹脂層にクラックが発生した
り、リードフレームやチップと封止樹脂との界面に剥離
が生じたりする。このようなクラックや剥離は、表面実
装時の熱衝撃以前に半導体装置の封止樹脂層が吸湿して
いると更に顕著なものとなるが、実際の作業工程におい
ては、封止樹脂層の吸湿は避けられず、このため実装後
のエポキシ樹脂で封止した半導体装置の信頼性が大きく
損なわれる場合がある。However, when a semiconductor device is surface-mounted, it is common to immerse the entire semiconductor device in a solder bath or to pass the semiconductor device through a zone where the solder melts. Cracks occur, or separation occurs at the interface between the lead frame or chip and the sealing resin. Such cracks and peeling become more remarkable when the sealing resin layer of the semiconductor device absorbs moisture before the thermal shock at the time of surface mounting. Therefore, the reliability of the semiconductor device sealed with the epoxy resin after mounting may be greatly impaired.
【0005】このような状況から、封止樹脂層の吸湿を
少なくして表面実装時のクラックや剥離の発生を防止す
るため、低吸湿性の封止樹脂が要求されてきており、こ
のような低吸湿性の封止樹脂を得る方法の一つに無機質
充填剤を多量に配合することが有効であることが知られ
ている。[0005] Under such circumstances, a low-hygroscopic sealing resin has been demanded in order to reduce the moisture absorption of the sealing resin layer and prevent cracks and peeling during surface mounting. It is known that it is effective to mix a large amount of an inorganic filler as one of the methods for obtaining a low-hygroscopic sealing resin.
【0006】ところが、封止樹脂組成物に無機質充填剤
を多量に配合すると、溶融粘度が高くなってしまい、流
動特性が悪くなってしまうという問題があるが、上述し
た半導体装置をトランスファー成形する場合、樹脂組成
物の溶融粘度はできる限り低くする必要がある。However, when a large amount of an inorganic filler is added to the encapsulating resin composition, there is a problem that the melt viscosity is increased and the flow characteristics are deteriorated. The melt viscosity of the resin composition must be as low as possible.
【0007】この場合、溶融粘度を低くするため、粒径
の大きい充填剤と粒径の小さい充填剤とを併用する方法
が知られており、また樹脂と無機質充填剤との界面を制
御するため、無機質充填剤をシランカップリング剤で表
面処理する方法が知られているが、これらの方法でもな
お常温乃至高温溶融状態における粘度の低下が不十分で
あると共に、無機質充填剤の凝集物が多量に発生して硬
化物の機械的強度が低下するという問題がある。In this case, it is known to use a filler having a large particle size and a filler having a small particle size in combination in order to lower the melt viscosity, and to control the interface between the resin and the inorganic filler. It is known that a method of surface-treating an inorganic filler with a silane coupling agent is known. However, even with these methods, a decrease in viscosity in a molten state at a room temperature to a high temperature is insufficient, and a large amount of aggregates of the inorganic filler is generated. And the mechanical strength of the cured product is reduced.
【0008】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、吸湿性を低下させる目的でエポキシ樹脂等に大量に
配合した場合でも室温乃至高温溶融状態における粘度が
低く、流動特性が良好であり、かつ樹脂に配合した場
合、無機質充填剤の凝集物を与えることが少ない樹脂用
無機質充填剤及び該充填剤を用いたエポキシ樹脂組成物
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a low viscosity in a molten state from room temperature to a high temperature even when it is blended in a large amount into an epoxy resin or the like for the purpose of reducing the hygroscopicity, and has good flow characteristics. Further, an object of the present invention is to provide an inorganic filler for a resin, which hardly gives an aggregate of the inorganic filler when mixed with a resin, and an epoxy resin composition using the filler.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、平均粒径
5〜40μmの無機質充填剤100重量部をアルコキシ
基及びグリシドキシ基含有シラン又はその部分加水分解
物で処理した表面処理充填剤100重量部と、表面処理
されていない平均粒径4μm以下の無機質充填剤1〜4
0重量部とを混合してなる充填剤が有効であることを知
見した。The inventors of the present invention have made intensive studies to achieve the above object, and have found that 100 parts by weight of an inorganic filler having an average particle size of 5 to 40 μm is substituted with a silane containing an alkoxy group and a glycidoxy group. Or 100 parts by weight of a surface-treated filler treated with a partial hydrolyzate thereof, and inorganic fillers 1 to 4 which have not been surface-treated and have an average particle size of 4 μm or less.
It has been found that a filler obtained by mixing 0 parts by weight is effective.
【0010】即ち、従来より平均粒径の異なる充填剤を
併用することは公知であり、またアルコキシ基含有シラ
ン又はその部分加水分解物で無機質充填剤の表面を処理
することも公知であり、本発明者らは、これらを組み合
わせて平均粒径の異なる充填剤を用いると共に、それぞ
れをアルコキシ基含有シラン又はその部分加水分解物で
処理することを試みたが、流動性は良好であるものの、
充填剤の凝集物が多く、そのため硬化物の機械的強度が
劣るものであるのに対し、平均粒径の異なる充填剤を併
用する場合、粒径の大きい方のみをアルコキシ基含有シ
ラン又はその部分加水分解物で処理し、粒径の小さい方
をアルコキシ基含有シラン又はその部分加水分解物で表
面処理せずにこれらを混合することで、意外にも樹脂に
配合した場合に凝集物が少なく、かつ常温乃至高温溶融
時における粘度が低く流動性が良好であることを見い出
し、本発明をなすに至ったものである。That is, it has been known to use fillers having different average particle sizes in combination, and it has also been known to treat the surface of an inorganic filler with an alkoxy group-containing silane or a partial hydrolyzate thereof. The present inventors have attempted to use a filler having a different average particle size by combining these, and to treat each with an alkoxy group-containing silane or a partial hydrolyzate thereof.
Fillers are often agglomerated, so the cured product has poor mechanical strength, whereas when fillers with different average particle sizes are used in combination, only the larger particle size has an alkoxy group-containing silane or a part thereof. By treating with a hydrolyzate and mixing them without surface treatment of the smaller particle size with an alkoxy group-containing silane or its partial hydrolyzate, surprisingly less agglomerated when blended with resin, In addition, the present inventors have found that the viscosity at the time of melting from ordinary temperature to high temperature is low and the fluidity is good, and the present invention has been accomplished.
【0011】従って、本発明は、 (A)平均粒径5〜40μmの無機質充填剤100重量
部をアルコキシ基及びグリシドキシ基を含有するシラン
又はその部分加水分解物で処理した表面処理充填剤10
0重量部と、 (B)表面処理されていない平均粒径4μm以下の無機
質充填剤1〜40重量部とを混合してなることを特徴と
する樹脂用無機質充填剤、及びエポキシ樹脂と硬化剤と
無機質充填剤とを含有してなるエポキシ樹脂組成物にお
いて、上記無機質充填剤として上記樹脂用無機質充填剤
を使用したことを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提供
する。Accordingly, the present invention relates to (A) a surface-treated filler 10 obtained by treating 100 parts by weight of an inorganic filler having an average particle size of 5 to 40 μm with a silane containing an alkoxy group and a glycidoxy group or a partial hydrolyzate thereof.
0 parts by weight, and (B) 1 to 40 parts by weight of an inorganic filler having an average particle diameter of 4 μm or less, which has not been surface-treated, and an inorganic filler for a resin, and an epoxy resin and a curing agent. An epoxy resin composition comprising: an inorganic filler; and an inorganic filler, wherein the inorganic filler for a resin is used as the inorganic filler.
【0012】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の樹脂用無機質充填剤は、上述したように
(A)アルコキシ基含有シラン又はその部分加水分解物
で処理した平均粒径の大きい無機質充填剤と、(B)ア
ルコキシ基含有シラン又はその部分加水分解物で表面処
理されていない平均粒径の小さい無機質充填剤とを混合
したものである。Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The inorganic filler for a resin of the present invention comprises, as described above, (A) an inorganic filler having a large average particle diameter treated with an alkoxy group-containing silane or a partial hydrolyzate thereof. And a mixture of (B) an inorganic filler having a small average particle size, which is not surface-treated with an alkoxy group-containing silane or a partial hydrolyzate thereof.
【0013】本発明においては、(A)成分の無機質充
填剤の平均粒径は5〜40μm、好ましくは7〜30μ
mの範囲とする必要がある。平均粒径が5μmより小さ
いと(B)成分のより小さい平均粒径の無機質充填剤と
併用した効果が発現せず、一方40μmより平均粒径が
大きいと溶融時の流動性が悪くなる。使用できる無機質
充填剤の種類としては、従来公知の無機質充填剤を使用
することができ、例えば破砕状や球状の溶融シリカ、結
晶性シリカの他、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニ
ウム等を挙げることができる。また、平均粒径、材質、
形状の異なる2種以上の無機質充填剤を併用してもよ
く、硬化物の低膨張化と成形性とを両立させるためには
球状品と破砕品との併用、あるいは球状品のみを用いる
ことが推奨される。In the present invention, the average particle size of the inorganic filler (A) is 5 to 40 μm, preferably 7 to 30 μm.
m. When the average particle diameter is smaller than 5 μm, the effect of using the inorganic filler having the smaller average particle diameter of the component (B) is not exhibited, and when the average particle diameter is larger than 40 μm, the fluidity at the time of melting deteriorates. As the kind of the inorganic filler that can be used, a conventionally known inorganic filler can be used, and examples thereof include crushed or spherical fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, and aluminum nitride. it can. Also, average particle size, material,
Two or more inorganic fillers having different shapes may be used in combination.To achieve both low expansion of the cured product and moldability, it is necessary to use a spherical product and a crushed product together, or use only a spherical product. Recommended.
【0014】このような無機質充填剤を処理するアルコ
キシ基及びグリシドキシ基含有シランとしては、従来公
知のものが使用可能であり、例えば3−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、1,3−ビス(γ−グリシ
ドキシプロピル)−1,1,3,3−テトラメトキシ−
1,3−ジシロキサン等を挙げることができ、これらの
部分加水分解物を使用することもできる。As the alkoxy group and glycidoxy group-containing silane for treating such an inorganic filler, conventionally known silanes can be used. For example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 1,3-bis (γ -Glycidoxypropyl) -1,1,3,3-tetramethoxy-
1,3-disiloxane and the like can be mentioned, and these partial hydrolysates can also be used.
【0015】アルコキシ基含有シラン又はその部分加水
分解物の使用量は、無機質充填剤100部(重量部、以
下同様)に対して0.1〜1部が好ましく、より好まし
くは0.1〜0.6部の範囲である。0.1部より使用
量が少ないと、樹脂組成物に配合した場合、樹脂と無機
質充填剤との界面制御が十分にできない場合が生じ、一
方1部より使用量が多いと、凝集物ができやすくなるお
それがある。The amount of the alkoxy group-containing silane or its partial hydrolyzate is preferably 0.1 to 1 part, more preferably 0.1 to 0 part, per 100 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the inorganic filler. .6 parts. When the amount is less than 0.1 part, when mixed with the resin composition, the interface between the resin and the inorganic filler may not be sufficiently controlled, and when the amount is more than 1 part, aggregates may be formed. It may be easier.
【0016】(A)成分の表面処理充填剤を作成する方
法としては、特に制限されないが、ヘンシェルミキサー
等の公知の混合機に入れた無機質充填剤にスプレー等の
散布手段でアルコキシ基含有シラン又はその部分加水分
解物を散布し、その後無機質充填剤を混合して得ること
ができる。このままで(B)成分の無機質充填剤と混合
してもよいが、より凝集物を少なくするために室温で数
日間放置したり、あるいは熱処理したりした後、100
〜200メッシュの篩を通して凝集物を除くことが好ま
しい。The method of preparing the surface-treated filler of the component (A) is not particularly limited, but the alkoxy group-containing silane or the alkoxy group-containing silane or inorganic filler placed in a known mixer such as a Henschel mixer is sprayed or sprayed. The partial hydrolyzate can be sprinkled and then obtained by mixing with an inorganic filler. As it is, it may be mixed with the inorganic filler of the component (B), but after leaving it at room temperature for several days or heat-treating it,
It is preferred to remove agglomerates through a ~ 200 mesh sieve.
【0017】一方、(B)成分の平均粒径が4μm以
下、好ましくは0.2〜3μmの無機質充填剤として
は、従来公知の無機質充填剤を使用でき、例えば破砕状
や球状の溶融シリカ、結晶性シリカの他、アルミナ、窒
化ケイ素、窒化アルミニウム等を挙げることができる。
また、平均粒径、材質、形状の異なる2種以上の無機質
充填剤を併用してもよい。On the other hand, as the inorganic filler having an average particle diameter of the component (B) of 4 μm or less, preferably 0.2 to 3 μm, conventionally known inorganic fillers can be used, for example, crushed or spherical fused silica, Besides crystalline silica, alumina, silicon nitride, aluminum nitride and the like can be mentioned.
Further, two or more inorganic fillers having different average particle diameters, materials and shapes may be used in combination.
【0018】この(B)成分の無機質充填剤の使用量
は、(A)成分の表面処理無機質充填剤100部に対し
て1〜40部、好ましくは3〜30部の範囲とする必要
がある。使用量が1部より少ないと、樹脂と混合した場
合の常温乃至高温溶融状態における粘度を十分に低くす
ることができず、一方40部を超えると経済的に不利に
なったり、凝集が起こりやすくなる。The amount of the inorganic filler (B) to be used should be in the range of 1 to 40 parts, preferably 3 to 30 parts, per 100 parts of the surface-treated inorganic filler (A). . If the amount is less than 1 part, the viscosity in the molten state at room temperature or high temperature when mixed with the resin cannot be sufficiently reduced, while when it exceeds 40 parts, it is economically disadvantageous or aggregation is likely to occur. Become.
【0019】(A)成分と(B)成分の充填剤の混合
は、従来公知の混合装置を使用することができる。具体
的にはヘンシェルミキサー、バーチカルミキサー、ボー
ルミル、コンクリートミキサー等の混合機を挙げること
ができる。なお、混合後100〜200メッシュの篩で
凝集物を除いておくことが好ましい。The mixing of the fillers of the components (A) and (B) can be performed using a conventionally known mixing apparatus. Specific examples include a mixer such as a Henschel mixer, a vertical mixer, a ball mill, and a concrete mixer. After the mixing, it is preferable to remove aggregates using a 100 to 200 mesh sieve.
【0020】本発明の樹脂用無機質充填剤は、樹脂に多
量配合した場合、常温乃至高温溶融時における粘度が低
く、良好な流動性を保つと共に、樹脂に配合した場合の
凝集物が可及的に少ないので、樹脂の機械的強度を低下
させるおそれが可及的に少ない。このため、硬化性エポ
キシ樹脂、シリコーン樹脂、熱可塑性樹脂などの各種の
樹脂の充填剤として有用であり、とりわけ半導体封止用
エポキシ樹脂組成物の充填剤として極めて有用である。When a large amount of the inorganic filler for resin of the present invention is blended with a resin, the viscosity at the time of melting from room temperature to high temperature is low, good fluidity is maintained, and aggregates when blended with the resin are as much as possible. , The risk of lowering the mechanical strength of the resin is as small as possible. Therefore, it is useful as a filler for various resins such as a curable epoxy resin, a silicone resin, and a thermoplastic resin, and particularly extremely useful as a filler for an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.
【0021】以下、かかる樹脂用無機質充填剤を配合し
た本発明のエポキシ樹脂組成物について説明すると、本
発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤及
び上記樹脂用無機質充填剤を主成分として配合したもの
である。The epoxy resin composition of the present invention containing such an inorganic filler for a resin will be described below. The epoxy resin composition of the present invention comprises an epoxy resin, a curing agent and the above-mentioned inorganic filler for a resin as main components. It is blended.
【0022】ここで、エポキシ樹脂としては、一分子中
にエポキシ基を少なくとも2個有するエポキシ樹脂であ
ればいずれのものも使用可能であり、具体的にはビスフ
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、トリフェノールアルカン型エポキシ樹脂及
びその重合物、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペ
ンタジエン―フェノールノボラック樹脂、フェノールア
ラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹
脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキ
シ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂等
を用いることができる。これらのエポキシ樹脂の中では
ナフタレン環含有エポキシ樹脂やビフェニル型エポキシ
樹脂が低吸湿、高接着性を得る点で好ましい。なお、こ
れらのエポキシ樹脂は、その使用にあたっては必ずしも
1種類に限定されるものではなく、2種類又はそれ以上
を混合して使用してもよい。Here, as the epoxy resin, any epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule can be used. Specifically, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin Resin, triphenol alkane type epoxy resin and its polymer, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene-phenol novolak resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthalene ring-containing epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, Heterocyclic epoxy resins, brominated epoxy resins, and the like can be used. Among these epoxy resins, a naphthalene ring-containing epoxy resin and a biphenyl-type epoxy resin are preferable in that low moisture absorption and high adhesiveness are obtained. The use of these epoxy resins is not necessarily limited to one type, and two or more types may be used in combination.
【0023】また、硬化剤は特に制限されるものではな
く、使用するエポキシ樹脂に応じて適宜選定することが
でき、例えばアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、フェ
ノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等の
フェノールノボラック型硬化剤等が挙げられるが、中で
もフェノールノボラック型硬化剤が好ましい。The curing agent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the epoxy resin used. Examples thereof include amine-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, phenol novolak resins, and cresol novolak resins. And the like, and among them, a phenol novolak-type curing agent is preferable.
【0024】硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂を硬化さ
せ得る量であり、通常使用される量とすることができ、
フェノールノボラック型硬化剤を用いた場合、エポキシ
樹脂中のエポキシ基と硬化剤中のOH基との比がモル比
で1:0.5〜1:1.5となるように配合することが
好ましい。The compounding amount of the curing agent is an amount capable of curing the epoxy resin, and may be a commonly used amount.
When a phenol novolak type curing agent is used, it is preferable to mix the epoxy group in the epoxy resin and the OH group in the curing agent such that the molar ratio is 1: 0.5 to 1: 1.5. .
【0025】なお、本発明では、エポキシ樹脂と硬化剤
との反応を促進させる目的で各種硬化促進剤、例えばイ
ミダゾール類、三級アミン類、ホスフィン系化合物、シ
クロアミジン化合物などを配合することができる。硬化
促進剤の配合量は、特に制限はないが、通常全系に対し
て0.05〜1重量%程度とすることがよい。In the present invention, various curing accelerators, for example, imidazoles, tertiary amines, phosphine compounds, cycloamidine compounds and the like can be blended for the purpose of accelerating the reaction between the epoxy resin and the curing agent. . The amount of the curing accelerator is not particularly limited, but is usually preferably about 0.05 to 1% by weight based on the whole system.
【0026】また更に、本発明では硬化物の応力を低下
させる目的で組成物中にシリコーン系ポリマーを配合し
てもよい。シリコーン系ポリマーを配合すると、硬化物
の熱衝撃テストにおけるパッケージクラックの発生を著
しく少なくすることが可能である。このシリコーン系ポ
リマーとしては、例えばエポキシ基、アミノ基、カルボ
キシル基、水酸基、ヒドロシリル基、ビニル基等を有す
るシリコーンオイル、シリコーンレジン、シリコーンゴ
ム等やこれらシリコーンポリマーと有機重合体、例えば
置換又は非置換のフェノールノボラック樹脂等の重合体
を挙げることができる。Further, in the present invention, a silicone polymer may be blended in the composition for the purpose of reducing the stress of the cured product. When a silicone-based polymer is blended, the occurrence of package cracks in a thermal shock test of the cured product can be significantly reduced. Examples of the silicone polymer include a silicone oil having an epoxy group, an amino group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a hydrosilyl group, a vinyl group and the like, a silicone resin, a silicone rubber and the like, and a silicone polymer and an organic polymer such as a substituted or unsubstituted polymer. And phenol novolak resins.
【0027】なお、シリコーン系ポリマーの添加量は特
に限定されないが、通常エポキシ樹脂と硬化剤との合計
量100部に対し、1〜50部とすることが好ましい。The addition amount of the silicone polymer is not particularly limited, but it is usually preferable that the addition amount is 1 to 50 parts based on 100 parts of the total amount of the epoxy resin and the curing agent.
【0028】更に、硬化物に可撓性や強靭性を付与する
目的で、各種有機合成ゴム、メタクリル酸メチル―スチ
レン―ブタジエン共重合体、スチレン―エチレン―ブテ
ン―スチレン共重合体等の熱可塑性樹脂を添加すること
ができ、これによって硬化物に低応力を付与することが
できる。Further, for the purpose of imparting flexibility and toughness to the cured product, thermoplastic resins such as various organic synthetic rubbers, methyl methacrylate-styrene-butadiene copolymer, styrene-ethylene-butene-styrene copolymer, etc. A resin can be added, whereby a low stress can be applied to the cured product.
【0029】本発明のエポキシ樹脂組成物には、上述し
た樹脂用無機質充填剤を配合するものであり、その配合
量はエポキシ樹脂組成物全体に対し70〜94重量%、
特に75〜92重量%の範囲とすることが好ましい。配
合量が70重量%未満では、得られた硬化物の膨張係数
が大きくなってしまうため応力特性が悪くなってしまう
場合があり、一方94重量%を超えると、成形時の溶融
粘度が高くなりすぎてボイド、未充填などが発生するお
それがある。The epoxy resin composition of the present invention contains the above-mentioned inorganic filler for a resin. The compounding amount is 70 to 94% by weight based on the whole epoxy resin composition.
In particular, it is preferably in the range of 75 to 92% by weight. If the amount is less than 70% by weight, the resulting cured product may have an increased coefficient of expansion, resulting in poor stress characteristics. On the other hand, if the amount exceeds 94% by weight, the melt viscosity during molding may increase. This may cause voids and unfilled portions.
【0030】本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に必
要により各種の添加剤を配合することができ、例えばカ
ルナバワックス等のワックス類、ステアリン酸などの脂
肪酸やその金属塩などの離型剤(中でも接着性、離型性
の面からカルナバワックスが好適に用いられる)、有機
ゴム系の可撓性付与剤、カーボンブラック、コバルトブ
ルー、ベンガラ等の顔料、酸化アンチモン、ハロゲン化
合物等の難燃化剤、γ―グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン等のシランカップリング剤、老化防止剤、そ
の他の添加剤の1種又は2種以上を配合することができ
る。The epoxy resin composition of the present invention may further contain various additives, if necessary. For example, waxes such as carnauba wax, release agents such as fatty acids such as stearic acid and metal salts thereof ( Above all, carnauba wax is preferably used from the viewpoint of adhesiveness and releasability), organic rubber-based flexibility-imparting agents, pigments such as carbon black, cobalt blue, red iron oxide, antimony oxide and halogen compounds, etc. Agent, a silane coupling agent such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, an antioxidant, and one or more other additives.
【0031】本発明のエポキシ樹脂組成物は、その製造
に際し、上述した成分の所定量を均一に撹拌、混合し予
め70〜95℃に加熱してあるニーダー、ロール、エク
ストルーダー等で混練、冷却し、粉砕するなどの方法で
得ることができるが、特にミキシングロール、押出機を
用いた溶融混合法が好適に採用される。ここで、各成分
の配合順序に特に制限はない。In preparing the epoxy resin composition of the present invention, predetermined amounts of the above-mentioned components are uniformly stirred and mixed, and kneaded with a kneader, roll, extruder or the like, which has been heated to 70 to 95 ° C., and cooled. Then, it can be obtained by a method such as pulverization, but a melt-mixing method using a mixing roll or an extruder is particularly preferably employed. Here, there is no particular limitation on the mixing order of each component.
【0032】かくして得られる本発明のエポキシ樹脂組
成物は、DIP型、フラットパック型、PLCC型、S
O型などの半導体パッケージに有効であり、この場合従
来より採用されている成形法、例えばトランスファー成
形、インジェクション成形、注型法等により行うことが
できる。なお、本発明のエポキシ樹脂組成物の成形温度
は150〜180℃、ポストキュアーは150〜185
℃で2〜6時間行うことが好ましい。The epoxy resin composition of the present invention thus obtained is a DIP type, a flat pack type, a PLCC type,
This is effective for a semiconductor package such as an O-type package. In this case, it can be performed by a molding method conventionally used, for example, transfer molding, injection molding, casting method, or the like. The molding temperature of the epoxy resin composition of the present invention is 150 to 180 ° C, and the post cure is 150 to 185.
C. for 2 to 6 hours.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明の樹脂用無機質充填剤は、樹脂に
大量に配合した場合でも室温乃至高温溶融状態における
粘度が低く、流動特性が良好であり、かつ無機質充填剤
の凝集物の発生が可及的に少ない樹脂組成物を与えるこ
とができるものである。The inorganic filler for a resin of the present invention has a low viscosity in a molten state at room temperature or high temperature, has a good fluidity even when incorporated in a large amount into a resin, and is free from the formation of aggregates of the inorganic filler. It can provide as little resin composition as possible.
【0034】また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、無
機質充填剤を大量に配合し、吸湿性を可及的に低下させ
ることができると共に、室温乃至高温溶融状態における
粘度が低く、流動特性が良好であり、かつ組成物中の無
機質充填剤の凝集物が可及的に少なく、このため半導体
封止用として好適に使用できるものである。The epoxy resin composition of the present invention contains a large amount of an inorganic filler, can reduce the hygroscopicity as much as possible, has a low viscosity in a molten state from room temperature to high temperature, and has a low flow property. It is good, and the aggregate of the inorganic filler in the composition is as small as possible, so that it can be suitably used for semiconductor encapsulation.
【0035】[0035]
【実施例】以下、実施例と比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、以下の例において部はいずれも重量部
を示す。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. In the following examples, all parts are parts by weight.
【0036】[実施例1〜3、比較例1〜3]表1に示
す各種無機質充填剤及びγ−グリシドキシプロピルトリ
アルコキシシランを表1に示す量でヘンシェルミキサー
を用いて混合して無機質充填剤混合物を調製した。Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 Various inorganic fillers and .gamma.-glycidoxypropyl trialkoxysilane shown in Table 1 were mixed in an amount shown in Table 1 using a Henschel mixer. A filler mixture was prepared.
【0037】なお、表中の処理方法及びフィラー凝集物
の測定方法を次に示す。 <処理方法> (A):表1中Aで示した充填剤のみを5分間混合した
後、スプレーにてγ−グリシドキシプロピルトリアルコ
キシシランを用いてシランカップリング処理し、その後
10分間混合し、室温で1日放置後に100メッシュ篩
処理を行った。その後、表1の比率でBで示した充填剤
を加えて20分間混合した後に100メッシュ篩で篩分
けを行った。 (A+B):全ての充填剤を5分間混合した後に、スプ
レーにてシランカップリング処理し、その後10分間混
合し、室温で1日放置後に100メッシュ篩で篩分け処
理を行った。 <フィラー凝集物測定方法>得られた無機質充填剤混合
物100gをアセトン300gに溶解したものを200
メッシュ篩にアセトンで洗浄しながら通したときの篩上
の重量を計り、この重量を全体の重量に対する%で表し
た。The treatment method and the method for measuring the filler aggregate in the table are shown below. <Treatment method> (A): After only the filler shown in A in Table 1 was mixed for 5 minutes, silane coupling treatment was performed by spraying using γ-glycidoxypropyl trialkoxysilane, and then mixed for 10 minutes. Then, after being left at room temperature for one day, a 100 mesh sieve treatment was performed. Thereafter, the filler indicated by B in the ratio shown in Table 1 was added, mixed for 20 minutes, and then sieved with a 100 mesh sieve. (A + B): After all the fillers were mixed for 5 minutes, they were subjected to a silane coupling treatment by spraying, then mixed for 10 minutes, left at room temperature for 1 day, and then sieved with a 100 mesh sieve. <Filler Aggregate Measurement Method> A solution obtained by dissolving 100 g of the obtained inorganic filler mixture in 300 g of acetone was used for 200 parts.
The weight on the sieve when passing through the mesh sieve with washing with acetone was measured, and this weight was expressed as a percentage of the total weight.
【0038】次に、エポキシ当量198、軟化点60℃
のエポキシ化クレゾールノボラック樹脂51部、エポキ
シ当量280の臭素化エポキシ化フェノールノボラック
樹脂6部、フェノール当量110、軟化点90℃のフェ
ノールノボラック樹脂33部、下記式(a)で示される
化合物60部と下記式(b)で示される化合物40部と
の反応生成物10部、トリフェニルホスフィン0.65
部、三酸化アンチモン10部、カルナバワックス1.2
部、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.
0部、カーボン1部及び上記方法で得られた無機質充填
剤混合物400部を配合し、80℃のミキシングロール
で5分間溶融混合した後、シート状にして取り出し、こ
れを冷却粉砕して組成物を得た。Next, an epoxy equivalent of 198 and a softening point of 60 ° C.
51 parts of an epoxidized cresol novolak resin, 6 parts of a brominated epoxidized phenol novolak resin having an epoxy equivalent of 280, 33 parts of a phenol novolak resin having a phenol equivalent of 110 and a softening point of 90 ° C., and 60 parts of a compound represented by the following formula (a): 10 parts of a reaction product with 40 parts of a compound represented by the following formula (b), 0.65 of triphenylphosphine
Parts, antimony trioxide 10 parts, carnauba wax 1.2
Part, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane
0 parts, 1 part of carbon and 400 parts of the inorganic filler mixture obtained by the above method are blended, melt-mixed with a mixing roll at 80 ° C. for 5 minutes, formed into a sheet, taken out, and cooled and pulverized to obtain a composition. I got
【0039】[0039]
【化1】 Embedded image
【0040】得られた組成物について、下記に示す
(イ)〜(ニ)の諸試験を行った。結果を表1に併記す
る。 (イ)組成物中の凝集物 組成物の粉体100gをアセトン300gに溶解したも
のを200メッシュ篩にアセトンで洗浄しながら通した
ときの篩上の重量を計り、凝集物とした。 (ロ)溶融粘度 島津製作所製高化式フローテスターを用いて175℃、
10kg荷重における粘度を測定した。 (ハ)スパイラルフロー EMMI規格に準じた金型を使用して175℃、70k
gf/cm2の条件で測定した。 (ニ)曲げ強度 JIS―K6911に準じて、175℃、70kgf/
cm2、成形時間2分の条件で10×4×100mmの
抗折棒を成形し、室温で測定した。The obtained composition was subjected to the following tests (a) to (d). The results are also shown in Table 1. (A) Agglomerate in the composition A powder obtained by dissolving 100 g of the composition powder in 300 g of acetone was passed through a 200-mesh sieve while washing with acetone, and the weight on the sieve was measured to obtain an aggregate. (B) Melt viscosity Using a high flow type flow tester manufactured by Shimadzu Corporation at 175 ° C,
The viscosity at a load of 10 kg was measured. (C) Spiral flow Using a mold conforming to the EMMI standard, 175 ° C, 70k
It was measured under the condition of gf / cm 2 . (D) Bending strength 175 ° C, 70 kgf / according to JIS-K6911
A bending rod of 10 × 4 × 100 mm was molded under the conditions of cm 2 and molding time of 2 minutes, and measured at room temperature.
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】表1から、同じ2種のシリカを用いた実施
例1と比較例1とを比較してみると、2種のシリカの両
方をアルコキシ基含有シランで処理した場合(比較例
1)は、凝集物が多く、その結果曲げ強度が低くなるの
に対し、2種のシリカのうち粒径の大きい方のみをアル
コキシ基含有シランで処理した場合(実施例1)は、凝
集物が少なく、溶融粘度が低く、曲げ強度も高いことが
認められる。また、粒径の小さなシリカを配合しないと
(比較例2、3)、溶融粘度が非常に高く、流動性が悪
い(スパイラルフローが低い)ことが認められる。From Table 1, a comparison between Example 1 using the same two types of silica and Comparative Example 1 shows that both of the two types of silica were treated with an alkoxy group-containing silane (Comparative Example 1). Has a large amount of aggregates, and as a result, the bending strength is low. On the other hand, when only one of the two types of silica having a larger particle diameter is treated with an alkoxy group-containing silane (Example 1), the amount of aggregates is small. It is recognized that the melt viscosity is low and the bending strength is high. Further, when silica having a small particle size is not added (Comparative Examples 2 and 3), it is recognized that the melt viscosity is very high and the fluidity is poor (the spiral flow is low).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (56)参考文献 特開 平5−32867(JP,A) 特開 平6−25511(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 63/00 C08K 3/00 - 13/08 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Toshio Shiohara 1-10 Hitomi, Matsuida-machi, Usui-gun, Gunma Prefecture Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Technology Laboratory (56) References JP-A-5-32867 ( JP, A) JP-A-6-25511 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08L 63/00 C08K 3/00-13/08
Claims (3)
填剤100重量部をアルコキシ基及びグリシドキシ基を
含有するシラン又はその部分加水分解物で処理した表面
処理充填剤100重量部と、 (B)表面処理されていない平均粒径4μm以下の無機
質充填剤1〜40重量部とを混合してなることを特徴と
する樹脂用無機質充填剤。(A) 100 parts by weight of a surface-treated filler obtained by treating 100 parts by weight of an inorganic filler having an average particle diameter of 5 to 40 μm with a silane containing an alkoxy group and a glycidoxy group or a partial hydrolyzate thereof; B) An inorganic filler for a resin, which is obtained by mixing 1 to 40 parts by weight of an inorganic filler having an average particle diameter of 4 μm or less, which has not been subjected to surface treatment.
リカ、アルミナ、窒化ケイ素及び窒化アルミニウムから
選ばれる請求項1記載の樹脂用無機質充填剤。2. The resinous inorganic filler according to claim 1, wherein the inorganic filler is selected from fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride and aluminum nitride.
を含有してなるエポキシ樹脂組成物において、上記無機
質充填剤として請求項1又は2記載の樹脂用無機質充填
剤を使用したことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。3. An epoxy resin composition comprising an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler, wherein the inorganic filler for a resin according to claim 1 or 2 is used as the inorganic filler. Epoxy resin composition.
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