JP3309661B2 - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and semiconductor device

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JP3309661B2
JP3309661B2 JP22858195A JP22858195A JP3309661B2 JP 3309661 B2 JP3309661 B2 JP 3309661B2 JP 22858195 A JP22858195 A JP 22858195A JP 22858195 A JP22858195 A JP 22858195A JP 3309661 B2 JP3309661 B2 JP 3309661B2
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resin composition
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cyanate ester
ester compound
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子用封止
材等として好適に用いられるエポキシ樹脂組成物に関
し、更に詳述すると、硬化特性が良好であり、優れた誘
電特性を備え、吸水性が低く、ガラス転移温度が高い硬
化物を与えるエポキシ樹脂組成物及びこの硬化物で封止
された半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition which is suitably used as a sealing material for semiconductor devices, and more specifically, has good curing properties, excellent dielectric properties, and water absorption. The present invention relates to an epoxy resin composition which gives a cured product having a low glass transition temperature and a high glass transition temperature, and a semiconductor device sealed with the cured product.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近の
半導体素子の高速化に伴い、封止樹脂に対する電気特性
要求も厳しくなり、特に誘電特性に優れた半導体素子用
封止材料の開発が強く望まれている。このため、封止材
料の誘電率を下げる方法としては、シアネートエステル
化合物の単独若しくは混合系(例えば、米国特許第4,
745,215号公報、特開平3−17126号、同4
−221355号公報)、シアネートエステル化合物と
エポキシ樹脂との併用系(例えば、37th Inte
rnational SAMPLE Symposiu
m,March 9−12,1992,300−30
1)、或いはふっ素変性ポリイミド樹脂などを用いる方
法等が種々提案されている。
2. Description of the Related Art With the recent increase in the speed of semiconductor devices, the demand for electrical characteristics of a sealing resin has become strict. In particular, the development of sealing materials for semiconductor devices having excellent dielectric characteristics has been strongly promoted. Is desired. For this reason, as a method for lowering the dielectric constant of the sealing material, a single or mixed system of cyanate ester compounds (for example, US Pat.
745,215, JP-A-3-17126, and 4
221355), a combination system of a cyanate ester compound and an epoxy resin (for example, 37th Inte
national SAMPLE Symposiu
m, March 9-12, 1992, 300-30
1) Or various methods using a fluorine-modified polyimide resin or the like have been proposed.

【0003】しかしながら、上記シアネートエステル化
合物とエポキシ樹脂との併用系は、エポキシ樹脂を単独
硬化させた場合に比べ誘電率は低くなるが、使用してい
るエポキシ樹脂がブロモ化されたエピビスタイプである
ため、吸水率が大きくなり誘電損失が生じるという欠点
があった。このため、誘電正接の低減を図ることが必要
であるが、この点については何ら検討されておらず、十
分な誘電特性を得るには至っていない。
[0003] However, the combined use of the above cyanate ester compound and epoxy resin has a lower dielectric constant than the case where the epoxy resin is cured alone, but it is an epibis type in which the epoxy resin used is brominated. For this reason, there is a drawback that the water absorption increases and dielectric loss occurs. For this reason, it is necessary to reduce the dielectric loss tangent, but this has not been studied at all, and sufficient dielectric characteristics have not been obtained.

【0004】一方、最近ではシアネートエステル化合物
とエポキシ樹脂又はフェノール変性樹脂とを用いたエポ
キシ樹脂組成物が提案されている(特開平6−2566
25号公報)。この組成物は低吸水化とガラス転移温度
の高い硬化物を与えるため、耐半田リフロー性が改良さ
れたものであるが、誘電特性の向上については何ら検討
されていない。
On the other hand, recently, an epoxy resin composition using a cyanate ester compound and an epoxy resin or a phenol-modified resin has been proposed (JP-A-6-2566).
No. 25). This composition has an improved solder reflow resistance in order to provide a cured product having a low water absorption and a high glass transition temperature. However, no study has been made on improving the dielectric properties.

【0005】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、硬化特性が良好であり、優れた誘電特性を備え、低
吸水性で、ガラス転移温度が高く、信頼性の高い半導体
素子用封止材料等として好適な硬化物を与えるエポキシ
樹脂組成物及びこの硬化物で封止された半導体装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent curing characteristics, excellent dielectric characteristics, low water absorption, high glass transition temperature, and highly reliable encapsulation for semiconductor devices. It is an object of the present invention to provide an epoxy resin composition that provides a cured product suitable as a material and the like, and a semiconductor device sealed with the cured product.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた
結果、下記一般式(1)で示されるエポキシ樹脂と下記
一般式(2)で示されるシアネートエステル化合物又は
そのオリゴマーとからなるエポキシ樹脂組成物が良好な
硬化特性を有し、その硬化物が優れた誘電特性を備え、
吸水性が低く、ガラス転移温度が高いために、高い信頼
性を要求される半導体素子用封止材等として好適である
ことを知見した。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have found that an epoxy resin represented by the following general formula (1) and an epoxy resin represented by the following general formula (1) The epoxy resin composition comprising the cyanate ester compound or the oligomer thereof represented by 2) has good curing properties, and the cured product has excellent dielectric properties;
It has been found that it has a low water absorption and a high glass transition temperature, and thus is suitable as a sealing material for a semiconductor element and the like which requires high reliability.

【0007】[0007]

【化3】 Embedded image

【0008】即ち、上記式(1)のエポキシ樹脂に上記
式(2)のシアネートエステル化合物又はそのオリゴマ
ーを硬化剤として併用した場合、硬化特性が良好であ
り、しかもこの硬化物は優れた誘電特性を備えており、
吸水性が低く、ガラス転移温度が高いという半導体素子
用封止材として好適な特性を有しており、これで封止す
ることにより、信頼性の高い半導体装置を得ることがで
きることを見い出し、本発明をなすに至ったものであ
る。
That is, when the epoxy resin of the above formula (1) is used in combination with a cyanate ester compound of the above formula (2) or an oligomer thereof as a curing agent, the cured product has good curing properties and the cured product has excellent dielectric properties. With
It has low water absorption and high glass transition temperature, which are favorable properties as a sealing material for semiconductor elements, and it is found that a highly reliable semiconductor device can be obtained by sealing with this. This is what led to the invention.

【0009】従って、本発明は(A)上記一般式(1)
で示されるエポキシ樹脂と、(B)上記一般式(2)で
示されるシアネートエステル化合物又はそのオリゴマー
とを含有してなる(但し、前記(A)成分として式
(1)中のR3がシクロペンタジエニル基であるエポキ
シ樹脂を含有する場合は、ブタジエン低(共)重合体に
フェノール類を付加して得られるフェノール化ポリブタ
ジエン低(共)重合体をグリシジル化して得られるエポ
キシ樹脂を含有しない)ことを特徴とするエポキシ樹脂
組成物及びこの組成物の硬化物で封止された半導体装置
を提供する。
Therefore, the present invention relates to (A) the above-mentioned general formula (1)
And (B) a cyanate ester compound represented by the general formula (2) or an oligomer thereof (provided that R 3 in the formula (1) is a cycloalkyl group as the component (A)). When an epoxy resin which is a pentadienyl group is contained, an epoxy resin obtained by glycidylating a phenolated polybutadiene low (co) polymer obtained by adding a phenol to a low butadiene (co) polymer is not contained. The present invention provides an epoxy resin composition and a semiconductor device sealed with a cured product of the composition.

【0010】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹
脂として使用する(A)成分は、下記一般式(1)で示
されるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The component (A) used as the epoxy resin in the epoxy resin composition of the present invention is represented by the following general formula (1).

【0011】[0011]

【化4】 Embedded image

【0012】かかるエポキシ樹脂は、ジシクロペンタジ
エン等のシクロ環を骨格とするエポキシ樹脂とベンゼン
環を骨格に有するエポキシ樹脂であり、代表的なものと
しては以下に示すものが挙げられる。
The epoxy resin is an epoxy resin having a cyclo ring as a skeleton such as dicyclopentadiene and an epoxy resin having a benzene ring as a skeleton. Representative examples thereof include the following.

【0013】[0013]

【化5】 Embedded image

【0014】[0014]

【化6】 Embedded image

【0015】この場合、上記エポキシ樹脂はモノマー成
分が90%(重量%、以下同様)以上、特に95%以上
であることが好ましい。モノマー成分が90%未満では
樹脂粘度が高くなり、組成物の粘度が高くなってしま
い、作業性の悪いものとなってしまう場合がある。ま
た、本発明のエポキシ樹脂の150℃における粘度は
0.1〜15ポイズ、特に0.3〜12ポイズであるこ
とが好ましい。また、エポキシ当量が100〜100
0、特に200〜500であることが好適である。
In this case, the epoxy resin preferably has a monomer component of at least 90% (% by weight, the same applies hereinafter), particularly preferably at least 95%. If the content of the monomer component is less than 90%, the viscosity of the resin becomes high, and the viscosity of the composition becomes high, which may result in poor workability. Further, the viscosity of the epoxy resin of the present invention at 150 ° C. is preferably 0.1 to 15 poise, particularly preferably 0.3 to 12 poise. Also, the epoxy equivalent is 100 to 100
It is preferably 0, especially 200 to 500.

【0016】なお、使用するエポキシ樹脂は、信頼性の
高さが要求される半導体素子用封止材等に使用するため
に、高純度のものであることが好ましく、エポキシ樹脂
中のハロゲン元素やアルカリ金属などは120℃、2気
圧下での抽出で20ppm以下、より好ましくは10p
pm以下であることが好適である。ハロゲン元素及びア
ルカリ金属が20ppmより多くなると、これを用いた
本発明の組成物で封止された半導体装置の耐湿特性が低
下するおそれが生じる。更に、樹脂中に結合している加
水分解性塩素は1500ppm以下、より好ましくは1
000ppm以下であることが好適である。
The epoxy resin to be used is preferably of high purity in order to be used as a sealing material for a semiconductor element which requires high reliability. Alkali metals and the like are extracted at 120 ° C. and 2 atm under 20 ppm, more preferably 10 ppm or less.
pm or less. When the content of the halogen element and the alkali metal is more than 20 ppm, the moisture resistance of the semiconductor device sealed with the composition of the present invention using the same may be deteriorated. Further, the content of hydrolyzable chlorine bonded to the resin is 1500 ppm or less, more preferably 1 ppm or less.
It is preferably at most 000 ppm.

【0017】本発明の組成物は、上述したエポキシ樹脂
以外にその他のエポキシ樹脂を誘電特性に影響を及ぼさ
ない範囲で併用して用いることができる。このようなエ
ポキシ樹脂の中で代表的なものとしては、1分子中にエ
ポキシ基を少なくとも2個以上有するエポキシ樹脂があ
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、クレゾールノボラ
ック型エポキシ樹脂、アリル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等のグリシジル
エーテル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能
型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジ
ルエステル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エ
ポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキ
シ樹脂などが挙げられる。なお、これらの樹脂も高純度
であることが好ましく、樹脂中のハロゲン元素やアルカ
リ金属などは上述した範囲内であることが好ましい。
The composition of the present invention can be used in combination with other epoxy resins in addition to the above-mentioned epoxy resins within a range that does not affect the dielectric properties. Representative examples of such epoxy resins include epoxy resins having at least two epoxy groups in one molecule. Specifically, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol Glycidyl ether type epoxy resin such as novolak type epoxy resin, allylphenol novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, polyfunctional type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, phenol aralkyl type Epoxy resins, heterocyclic epoxy resins, halogenated epoxy resins and the like can be mentioned. In addition, it is preferable that these resins also have high purity, and it is preferable that halogen elements, alkali metals, and the like in the resins be within the above-described ranges.

【0018】(B)成分は下記一般式(2)で示される
シアネート化合物(即ち、シアン酸エステル化合物)及
び/又はそのオリゴマーであり、上記(A)成分の硬化
剤として作用するものである。
The component (B) is a cyanate compound (ie, a cyanate compound) represented by the following general formula (2) and / or an oligomer thereof, and functions as a curing agent for the component (A).

【0019】[0019]

【化7】 Embedded image

【0020】ここで、シアネートエステル化合物として
は、1分子中にシアネート基を2個以上有するものであ
り、具体的には、多芳香環の2価フェノールのシアン酸
エステル、例えばビス(3,5−ジメチル−4−シアネ
ートフェニル)メタン、ビス(4−シアネートフェニ
ル)メタン、ビス(3−メチル−4−シアネートフェニ
ル)メタン、ビス(3−エチル−4−シアネートフェニ
ル)メタン、ビス(4−シアネートフェニル)−1,1
−エタン、ビス(4−シアネートフェニル)−2,2−
プロパン、ジ(4−シアネートフェニル)エーテル、ジ
(4−シアネートフェニル)チオエーテル、4,4−
{1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)}
ビスフェニルシアネート、4,4−ジシアネート−ジフ
ェニル、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)−
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、3
価のフェノールのシアン酸エステル、例えばトリス(4
−シアネートフェニル)−1,1,1−エタン、ビス
(3,5−ジメチル−4−シアネートフェニル)−4−
シアネートフェニル−1,1,1−エタン、多価フェノ
ールのポリシアン酸エステル、例えばフェノールノボラ
ック型シアネートエステル、クレゾールノボラック型シ
アネートエステルなどが挙げられる。
Here, the cyanate ester compound is a compound having two or more cyanate groups in one molecule, and specifically, a cyanate ester of a dihydric phenol having a polyaromatic ring, for example, bis (3,5 -Dimethyl-4-cyanatephenyl) methane, bis (4-cyanatephenyl) methane, bis (3-methyl-4-cyanatephenyl) methane, bis (3-ethyl-4-cyanatephenyl) methane, bis (4-cyanate) Phenyl) -1,1
-Ethane, bis (4-cyanatephenyl) -2,2-
Propane, di (4-cyanatephenyl) ether, di (4-cyanatephenyl) thioether, 4,4-
{1,3-phenylenebis (1-methylethylidene)}
Bisphenyl cyanate, 4,4-dicyanate-diphenyl, 2,2-bis (4-cyanatephenyl)-
1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 3
Trivalent phenol cyanates such as tris (4
-Cyanate phenyl) -1,1,1-ethane, bis (3,5-dimethyl-4-cyanate phenyl) -4-
Cyanate phenyl-1,1,1-ethane, polyhydric phenol polycyanates, such as phenol novolak type cyanate esters and cresol novolak type cyanate esters.

【0021】上記シアネートエステル化合物は、その構
造より軟化点が106℃の固形のものから、常温で液状
のものまでの幅広い特性を有するものの中から用途に合
せて適宜選択することができる。例えば、液状のエポキ
シ樹脂組成物を製造する際には常温で液状の化合物を使
用し、またトランスファー成形で使用するときには固体
の化合物を選択することが好ましい。特に、上記シアネ
ートエステル化合物を配合する際には、予めシアネート
エステル化合物をオリゴマー化(通常、環状3量体を生
成する)させた後、エポキシ樹脂と反応させることが誘
電率を下げ、本発明の効果を発揮させる上で好適であ
る。
The above-mentioned cyanate ester compound can be appropriately selected from compounds having a wide range of properties from a solid having a softening point of 106 ° C. to a liquid at room temperature depending on its structure, according to the intended use. For example, it is preferable to use a compound that is liquid at room temperature when producing a liquid epoxy resin composition, and to select a solid compound when it is used in transfer molding. In particular, when compounding the cyanate ester compound, it is preferable to oligomerize the cyanate ester compound in advance (usually to generate a cyclic trimer) and then react with the epoxy resin to lower the dielectric constant. It is suitable for exhibiting the effect.

【0022】なお、シアネートエステル化合物も上記エ
ポキシ樹脂と同様に高純度のものであることが要求さ
れ、特にシアネートエステル化合物中のハロゲン元素や
アルカリ金属等は120℃、2気圧下での抽出で20p
pm以下、より好ましくは10ppm以下であることが
好適である。更に化合物中に結合している塩素は150
0ppm以下、より好ましくは1000ppm以下であ
ることが好適である。
The cyanate ester compound is required to be of high purity similarly to the above-mentioned epoxy resin, and in particular, halogen elements and alkali metals in the cyanate ester compound are extracted at 120 ° C. and 2 atm.
pm or less, more preferably 10 ppm or less. Further, the chlorine bound in the compound is 150
It is suitable that it is 0 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less.

【0023】また、上記エポキシ樹脂と上記式(2)の
シアネートエステル化合物との混合比率は、組成物中の
全エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基1モル、特には上
記式(1)のエポキシ樹脂中のエポキシ基1モルに対
し、シアネートエステル化合物のシアネート基が0.3
〜8.0モル、特に0.8〜2.0モルの割合で配合す
ることが好ましい。シアネート基が0.3モルより少な
かったり、あるいは8.0モルより多くなると十分な硬
化特性を得ることができない場合がある。
The mixing ratio of the above epoxy resin to the cyanate ester compound of the above formula (2) is 1 mol of epoxy group contained in all the epoxy resins in the composition, and particularly, in the epoxy resin of the above formula (1). The cyanate group of the cyanate ester compound is in an amount of 0.3 to 1 mol of the epoxy group.
It is preferable to mix them at a ratio of 88.0 mol, particularly 0.8-2.0 mol. If the amount of the cyanate group is less than 0.3 mol or more than 8.0 mol, sufficient curing properties may not be obtained.

【0024】本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に硬
化触媒を配合し得る。これは、上記エポキシ樹脂と上記
シアネートエステル化合物との反応を促進させるために
用いるものであり、具体的には、特開昭64−4352
7号公報に記載の銅のアセチルアセトナート、コバルト
のアセチルアセトナート等の金属のキレート化合物の単
独系、若しくはアルキルフェノールとの併用系を用いる
ことが好ましい。この場合、硬化触媒の配合量は組成物
中の全エポキシ樹脂とシアネートエステル化合物との合
計量100重量部に対し、金属のキレート化合物の場合
は0.01〜5重量部、特に0.05〜2重量部である
ことが好ましく、ノニルフェノールでは0.5〜8重量
部、特に1〜4重量部であることが好ましい。硬化触媒
は上記範囲より少なくなると十分な硬化物を得ることが
できない場合があり、上記範囲を超えると硬化物のTg
(ガラス転移温度)が低くなり低吸水性の点で劣ったも
のとなるおそれがある。
The epoxy resin composition of the present invention may further contain a curing catalyst. This is used to accelerate the reaction between the epoxy resin and the cyanate ester compound, and is specifically described in JP-A-64-4352.
It is preferable to use a single metal chelate compound such as copper acetylacetonate and cobalt acetylacetonate described in JP-A-7, or a combined system with alkylphenol. In this case, the mixing amount of the curing catalyst is 0.01 to 5 parts by weight, particularly 0.05 to 5 parts by weight in the case of a metal chelate compound, based on 100 parts by weight of the total amount of all epoxy resins and cyanate ester compounds in the composition. The amount is preferably 2 parts by weight, and for nonylphenol, it is preferably 0.5 to 8 parts by weight, particularly preferably 1 to 4 parts by weight. If the curing catalyst is less than the above range, a sufficient cured product may not be obtained.
(Glass transition temperature) may be low, resulting in poor water absorption.

【0025】本発明の組成物には、膨脹係数を小さくし
たり、熱伝導性を向上させるために無機質充填剤を配合
することは差支えなく、この場合、無機質充填剤として
は、エポキシ樹脂組成物の用途等に応じて適宜選択で
き、例えば結晶シリカ、溶融シリカ、アエロジルなどで
代表される超微粉シリカ、アルミナ、チッ化珪素、チッ
化アルミ、ボロンナイトライド、マグネシア、ケイ酸カ
ルシウム等の非導電性粉末や金粉末、銀粉末、アルミニ
ウム粉末、銅粉末、ニッケル粉末等の導電性粉末などが
代表的なものである。但し、溶融シリカやアルミナなど
は、本発明の組成物に比べ、誘電特性が劣っていること
から、これらを添加混合する際にはその添加量について
十分な配慮が必要となる。
The composition of the present invention may contain an inorganic filler for reducing the expansion coefficient or improving the thermal conductivity. In this case, the inorganic filler may be an epoxy resin composition. Non-conductive such as ultrafine powder silica represented by crystalline silica, fused silica, aerosil, alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, magnesia, calcium silicate, etc. Representative examples thereof include conductive powders such as conductive powders, gold powders, silver powders, aluminum powders, copper powders, and nickel powders. However, since fused silica, alumina and the like are inferior in dielectric properties as compared with the composition of the present invention, when adding and mixing them, it is necessary to give sufficient consideration to the added amount.

【0026】上記無機質充填剤の粉末の形状は特に限定
されないが、粉砕した角ばったもの、球状、リン片状の
もの等、いずれもその用途によって使い分けることがで
きる。また、それぞれを混合して使用してもよい。これ
ら無機質充填剤の粒度分布としては最大粒径が100ミ
クロン以下、特に50ミクロン以下で、平均粒径が1〜
30ミクロン、特に3〜20ミクロンのものが好まし
い。最大粒径が100ミクロンより大きいと、微細な空
隙に充填しづらいばかりでなく、ディスペンサーを使用
した場合には細いニードルの先端を閉塞させるといった
問題を起こす可能性がある。また、平均粒径については
1ミクロンより小さいと粒度が細かくなりすぎ、粘度が
上がりやすくなる。一方、30ミクロンより大きいと逆
に微粉末が少なくなることで粘度が上がってしまう。従
って、粒度分布が幅広く、最密充填のしやすい粉末とし
ては平均粒径が5〜30ミクロンのものが好適である。
The shape of the powder of the inorganic filler is not particularly limited, but any one of pulverized, angular, spherical, and scale-like powders can be used depending on the intended use. Moreover, you may mix and use each. As the particle size distribution of these inorganic fillers, the maximum particle size is 100 microns or less, especially 50 microns or less, and the average particle size is 1 to
Preferably 30 microns, especially 3-20 microns. If the maximum particle size is larger than 100 microns, not only is it difficult to fill the fine voids, but also if the dispenser is used, there is a possibility that the tip of the fine needle may be blocked. On the other hand, if the average particle size is smaller than 1 micron, the particle size becomes too fine, and the viscosity tends to increase. On the other hand, if it is larger than 30 microns, on the other hand, the viscosity increases due to the decrease in fine powder. Therefore, as a powder having a wide particle size distribution and which is easy to be closely packed, a powder having an average particle size of 5 to 30 microns is preferable.

【0027】これら無機質充填剤は120℃、2.1気
圧下で、サンプル5g/水50gの抽出条件で抽出され
る不純物として塩素イオンが10ppm以下、ナトリウ
ムイオンが10ppm以下であることが好ましい。塩素
イオン及びナトリウムイオンが10ppmより多くなる
とこれを用いた本発明の組成物で封止された半導体装置
の耐湿特性が低下する場合がある。
These inorganic fillers preferably have a chlorine ion content of 10 ppm or less and a sodium ion content of 10 ppm or less at 120 ° C. and 2.1 atm under the extraction conditions of 5 g of sample / 50 g of water. When the chlorine ion and the sodium ion are more than 10 ppm, the moisture resistance of the semiconductor device sealed with the composition of the present invention using the same may be deteriorated.

【0028】なお、無機質充填剤の配合量は、組成物全
体の50〜95重量%、好ましくは60〜95重量%、
更に好ましくは70〜90重量%であることがよい。
The amount of the inorganic filler is 50 to 95% by weight, preferably 60 to 95% by weight of the whole composition.
More preferably, the content is 70 to 90% by weight.

【0029】更に、無機質充填剤の他にポリスチレンや
シリコーンなどの有機樹脂粉末を添加しても差支えな
い。この場合、有機樹脂粉末の粒度や形状も無機質充填
剤と同様とすることができる。
Further, an organic resin powder such as polystyrene or silicone may be added in addition to the inorganic filler. In this case, the particle size and shape of the organic resin powder can be the same as those of the inorganic filler.

【0030】本発明の組成物には、粘度を下げる目的の
ために、従来より公知のn−ブチルグリシジルエーテ
ル、フェニルグリシジルエーテル、スチレンオキサイ
ド、t−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ジシクロ
ペンタジエンジエポキシド、1,4−ジグリシドキシブ
タン、1,6−ジグリシドキシヘキサンのような希釈剤
を添加することができる。また、必要によりその目的、
用途などに応じ、各種の添加剤を配合することができ
る。例えばシランカップリング剤、チタン系カップリン
グ剤、アルミニウム系カップリング剤等のカップリング
剤やカーボンブラック等の着色剤、ノニオン系界面活性
剤、フッ素系界面活性剤、シリコーンオイル等の濡れ向
上剤や消泡剤なども場合によっては添加することができ
る。
For the purpose of lowering the viscosity, the composition of the present invention contains conventionally known n-butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, styrene oxide, t-butyl phenyl glycidyl ether, dicyclopentadiene diepoxide, Diluents such as 1,4-diglycidoxybutane, 1,6-diglycidoxyhexane can be added. Also, if necessary, its purpose,
Various additives can be blended according to the use and the like. For example, a silane coupling agent, a titanium-based coupling agent, a coupling agent such as an aluminum-based coupling agent, a coloring agent such as carbon black, a nonionic surfactant, a fluorine-based surfactant, a wetting enhancer such as silicone oil, An antifoaming agent or the like can be added in some cases.

【0031】本発明の組成物の製造方法としては、特に
制限されず、公知の製造方法を採用することができ、例
えば、エポキシ樹脂とシアネートエステル化合物又はそ
のオリゴマーを同時に又は別々に必要により加熱処理を
加えながら撹拌、溶解、混合、分散する。場合によって
は、これらの混合物に無機質充填剤等を加えて混合、撹
拌、分散させることにより目的とするエポキシ樹脂組成
物を得ることができる。この際、混合、撹拌、分散等の
装置は特に制限されず、撹拌、加熱装置を備えたライカ
イ機、3本ロール、ボールミル、プラネタリーミキサー
等を用いることができ、これら装置を適宜組み合わせて
使用してもよい。
The method for producing the composition of the present invention is not particularly limited, and a known production method can be employed. For example, an epoxy resin and a cyanate ester compound or an oligomer thereof may be subjected to heat treatment simultaneously or separately, if necessary. While adding, stirring, dissolving, mixing and dispersing. In some cases, the desired epoxy resin composition can be obtained by adding, mixing, stirring, and dispersing an inorganic filler or the like to these mixtures. At this time, the apparatus for mixing, stirring, dispersing, and the like is not particularly limited, and a raikai machine equipped with a stirring and heating apparatus, a three-roll, ball mill, a planetary mixer, or the like can be used. May be.

【0032】本発明の組成物は、静電特性に優れ、低吸
水性で高ガラス転移温度の硬化物を与えるので、IC、
LSI、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等の半
導体装置の封止材、プリント回路板の製造などに有効に
使用でき、具体的にはフリップチップの封止、テープオ
ートメーティドボンディング(TAB)、チップオンボ
ード(COB)などの半導体の封止、ハイブリッドIC
のスポット封止、外装封止、液晶の接着材、セラミック
パッケージ用接着材などに特に有効であるほか、各種産
業分野における外装材、接着材、シール材としても好適
に使用することができる。
The composition of the present invention is excellent in electrostatic properties and gives a cured product having a low water absorption and a high glass transition temperature.
It can be used effectively for the encapsulation of semiconductor devices such as LSIs, transistors, thyristors, diodes, etc., and the manufacture of printed circuit boards. Specifically, flip chip encapsulation, tape automated bonding (TAB), chip on board Encapsulation of semiconductors such as (COB), hybrid IC
It is particularly effective for spot sealing, exterior sealing, adhesives for liquid crystal, adhesives for ceramic packages, etc., and can also be suitably used as exterior materials, adhesives, and sealants in various industrial fields.

【0033】なお、半導体装置の封止を行う場合には、
従来より採用されている成形法、例えばトランスファ成
形、インジェクション成形、注型法などを採用して行う
ことができる。この場合、エポキシ樹脂組成物の成形温
度は175〜200℃で4〜8時間行うことが好まし
い。
When the semiconductor device is sealed,
It can be carried out by employing a molding method conventionally used, for example, transfer molding, injection molding, casting method and the like. In this case, the molding temperature of the epoxy resin composition is preferably from 175 to 200 ° C. for 4 to 8 hours.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、硬化特
性及び誘電特性に優れ、かつ低吸水性の硬化物を与える
ものであり、膨脹係数も低く応力特性にも優れており、
半導体素子用封止材料として好適なものである。
The epoxy resin composition of the present invention is excellent in curing properties and dielectric properties and gives a cured product having low water absorption, and has a low expansion coefficient and excellent stress properties.
It is suitable as a sealing material for semiconductor elements.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、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。
EXAMPLES The present invention will be described below in detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0036】[実施例、比較例]表1に示す配合組成
(シアネートエステル化合物とエポキシ樹脂は等当量)
に従って、予め100℃において溶融混合し、120℃
で1時間予備加熱後、200℃で4時間後硬化を行い、
実施例1〜5と比較例1〜3のエポキシ樹脂組成物を製
造した。
[Examples and Comparative Examples] Compositions shown in Table 1 (equivalent amounts of cyanate ester compound and epoxy resin)
Is melt-mixed in advance at 100 ° C.
After preheating for 1 hour, post-curing at 200 ° C for 4 hours
The epoxy resin compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were produced.

【0037】次に、得られたエポキシ樹脂組成物につい
て、下記方法によりゲル化時間、ガラス転移温度・膨脹
係数、機械的強度(曲げ強さ、曲げ弾性率)、吸水率、
線膨脹係数を測定した。結果を表1に併記する。ゲル化時間 175℃の熱板上に樹脂組成物をとり、スパチュラでか
き混ぜながら流動性がなくなるまでの時間を測定した。ガラス転移温度・膨脹係数 4×4×15mmの大きさの金型に樹脂組成物を流し込
み、脱泡した後、120℃で1時間、175℃で2時間
で加熱硬化させたテストピースを用い、ディラトメータ
ーにより毎分5℃で昇温させることで測定した。膨脹係
数はガラス転移温度以下の値である。機械的強度(曲げ強さ、曲げ弾性率) 10×100×4mmの大きさの金型に樹脂組成物を流
し込み、脱泡した後、120℃で1時間、更に175℃
で2時間加熱硬化させたテストピースを用い、JIS−
K−6911に準じて、曲げ強さ、曲げ弾性率を測定し
た。吸水率 硬化物を85℃、85%RHの雰囲気下に48時間放置
した場合の吸水率で評価した。
Next, the obtained epoxy resin composition was subjected to gelation time, glass transition temperature / expansion coefficient, mechanical strength (flexural strength, flexural modulus), water absorption,
The linear expansion coefficient was measured. The results are also shown in Table 1. The resin composition was placed on a hot plate having a gel time of 175 ° C., and the time until the fluidity disappeared was measured while stirring with a spatula. After pouring the resin composition into a mold having a glass transition temperature and an expansion coefficient of 4 × 4 × 15 mm, and defoaming, using a test piece that is heat-cured at 120 ° C. for 1 hour and at 175 ° C. for 2 hours, The measurement was carried out by raising the temperature at 5 ° C. per minute using a dilatometer. The expansion coefficient is a value below the glass transition temperature. Mechanical strength (flexural strength, flexural modulus) The resin composition was poured into a mold having a size of 10 × 100 × 4 mm, and after defoaming, was further heated at 120 ° C. for 1 hour, and further at 175 ° C.
JIS-
Flexural strength and flexural modulus were measured according to K-6911. The water absorption was evaluated by the water absorption when the cured product was left in an atmosphere of 85 ° C. and 85% RH for 48 hours.

【0038】[0038]

【表1】 *1 ビス(3,5−ジメチル−4−シアネートフェニ
ル)メタン *2 *1の30%環状3量体オリゴマーと70重量%
モノマーの混合物 *3 ビス(4−シアネートフェニル)−1,1−エタ
ン *4 油化シェル製 ビフェニル型エポキシ樹脂 *5 日本化薬製 o−クレゾールノボラック型エポキ
シ樹脂 *6 EXA−7200(大日本インキ化学工業(株)
製) *7 EXA−7200H(大日本インキ化学工業
(株)製) *8 ESLV−90CR(新日鉄化学(株)製) *9 硬化触媒は特開昭64−43527号公報に従
い、コバルトアセチルアセトナート/ノニルフェノー
ル:1/10の溶液を予め作成し、樹脂成分100重量
部に対し2.2重量部使用した。
[Table 1] * 1 Bis (3,5-dimethyl-4-cyanatephenyl) methane * 2 * 1 30% cyclic trimer oligomer and 70% by weight
Mixture of monomers * 3 Bis (4-cyanatephenyl) -1,1-ethane * 4 Biphenyl epoxy resin manufactured by Yuka Shell * 5 o-cresol novolac epoxy resin manufactured by Nippon Kayaku * 6 EXA-7200 (Dainippon Ink Chemical Industry Co., Ltd.
* 7 EXA-7200H (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) * 8 ESLV-90CR (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) * 9 The curing catalyst is cobalt acetylacetonate according to JP-A-64-43527. / Nonylphenol: A 1/10 solution was prepared in advance and used in an amount of 2.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component.

【0039】表1の結果から、本発明のエポキシ樹脂組
成物を硬化して得られた硬化物は、ゲル化時間が短くて
済み、誘電率、誘電正接が低く抑えられ、吸水率も低
く、高ガラス転移温度で、線膨脹係数が低く応力特性に
優れ、曲げ強度、曲げ弾性率の良好なものであることが
確認できた。
From the results in Table 1, it can be seen that the cured product obtained by curing the epoxy resin composition of the present invention requires a short gelation time, has a low dielectric constant and dielectric loss tangent, has a low water absorption, It was confirmed that at a high glass transition temperature, the coefficient of linear expansion was low, the stress characteristics were excellent, and the flexural strength and flexural modulus were good.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−75299(JP,A) 特開 平9−12682(JP,A) 特開 平8−176273(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 63/00 - 63/10 C08L 79/04 - 79/06 H01L 23/29 Continuation of the front page (56) References JP-A-53-75299 (JP, A) JP-A-9-12682 (JP, A) JP-A 8-176273 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) C08L 63/00-63/10 C08L 79/04-79/06 H01L 23/29

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (A)下記一般式(1)で示されるエポ
キシ樹脂と、 【化1】 (B)下記一般式(2)で示されるシアネートエステル
化合物又はそのオリゴマーと 【化2】 を含有してなる(但し、前記(A)成分として式(1)
中のR3がシクロペンタジエニル基であるエポキシ樹脂
を含有する場合は、ブタジエン低(共)重合体にフェノ
ール類を付加して得られるフェノール化ポリブタジエン
低(共)重合体をグリシジル化して得られるエポキシ樹
脂を含有しない)ことを特徴とするエポキシ樹脂組成
物。
(A) an epoxy resin represented by the following general formula (1): (B) a cyanate ester compound represented by the following general formula (2) or an oligomer thereof and (Provided that the component (A) has the formula (1)
When the epoxy resin in which R 3 is a cyclopentadienyl group is contained, a phenolated polybutadiene low (co) polymer obtained by adding phenols to a butadiene low (co) polymer is glycidylated. Epoxy resin composition).
【請求項2】 (A)成分のエポキシ樹脂のエポキシ基
1モルに対し、(B)成分のシアネートエステル化合物
のシアネート基を0.3〜8モルの割合で配合した請求
項1記載のエポキシ樹脂組成物。
2. The epoxy resin according to claim 1, wherein the cyanate group of the cyanate ester compound of the component (B) is blended in a ratio of 0.3 to 8 mol per 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin of the component (A). Composition.
【請求項3】 無機質充填剤を配合した請求項1又は2
記載のエポキシ樹脂組成物。
3. The method according to claim 1, wherein an inorganic filler is blended.
The epoxy resin composition according to the above.
【請求項4】 請求項1,2又は3記載のエポキシ樹脂
組成物の硬化物で封止された半導体装置。
4. A semiconductor device encapsulated with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 1, 2, or 3.
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