JP3394736B2 - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition and semiconductor deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂組成
物および半導体装置、詳しくは、ＩＣ、ＬＳＩなどの半
導体素子、および、ＬＥＤ、ＣＣＤなどの光半導体素子
を封止するために好適に用いられる、エポキシ樹脂組成
物、および、そのエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体
素子を封止することによって得られる半導体装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is preferably used for encapsulating an epoxy resin composition and a semiconductor device, more specifically, a semiconductor element such as IC and LSI and an optical semiconductor element such as LED and CCD. The present invention relates to an epoxy resin composition, and a semiconductor device obtained by sealing a semiconductor element with the epoxy resin composition.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、多くの半導体装置（光半導体装置
を含む）は、半導体素子（光半導体素子を含む）を、エ
ポキシ樹脂組成物で封止することによって製造されてい
る。エポキシ樹脂組成物による半導体素子の封止は、半
導体素子を所定の位置に設置した金型に、エポキシ樹脂
組成物を注入し、硬化することによって行われている。
このような封止に用いられるエポキシ樹脂組成物におい
て、エポキシ樹脂の硬化剤としては、酸無水物系硬化剤
がよく用いられており、とりわけ、ＬＥＤやＣＣＤな
ど、透明性を要する光半導体素子の封止には、非常に有
用であることが知られている。2. Description of the Related Art Currently, many semiconductor devices (including optical semiconductor devices) are manufactured by encapsulating semiconductor elements (including optical semiconductor elements) with an epoxy resin composition. The sealing of the semiconductor element with the epoxy resin composition is performed by injecting the epoxy resin composition into a mold in which the semiconductor element is installed at a predetermined position and curing the epoxy resin composition.
In the epoxy resin composition used for such encapsulation, an acid anhydride-based curing agent is often used as a curing agent for the epoxy resin, and especially for an optical semiconductor element such as an LED or a CCD that requires transparency. It is known to be very useful for sealing.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような
半導体装置の製造においては、生産効率を向上させるた
めに、エポキシ樹脂を速硬化することが望まれている。
エポキシ樹脂を速硬化するには、高温で硬化することが
考えられるが、例えば、約１３０℃以上の温度で硬化す
ると、酸無水物系硬化剤が分解して炭酸ガスが発生し、
その発生した炭酸ガスの気泡によって、硬化した樹脂の
中に欠陥を生じさせるのみならず、金型と樹脂との界面
にある炭酸ガスの気泡が、硬化した樹脂の表面にひけを
生じさせる原因となる。However, in the manufacture of such a semiconductor device, it is desired to quickly cure the epoxy resin in order to improve the production efficiency.
Although it is conceivable that the epoxy resin is cured at a high temperature in order to be rapidly cured, for example, when the epoxy resin is cured at a temperature of about 130 ° C. or higher, the acid anhydride-based curing agent is decomposed to generate carbon dioxide gas,
The generated carbon dioxide gas bubbles not only cause defects in the cured resin, but also cause the carbon dioxide gas bubbles at the interface between the mold and the resin to cause sink marks on the surface of the cured resin. Become.
【０００４】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、高温で硬化しても、
炭酸ガスの発生が少なく、ひけを生じることが少ない、
エポキシ樹脂組成物、および、そのエポキシ樹脂組成物
を用いて、半導体素子を封止することによって得られる
半導体装置を提供するものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to cure even at a high temperature.
Less carbon dioxide and less sink marks,
The present invention provides an epoxy resin composition and a semiconductor device obtained by encapsulating a semiconductor element using the epoxy resin composition.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、酸
無水物系硬化剤、ジアザビシクロアルケン類の有機酸
塩、および、金属有機酸塩を含有し、酸無水物系硬化剤
１００重量部に対して、ジアザビシクロアルケン類の有
機酸塩を２．５〜８重量部、金属有機酸塩を１〜６重量
部含有していることを特徴としている。In order to achieve the above object, the epoxy resin composition of the present invention comprises an epoxy resin and an acid.
Anhydrous curing agent, organic acid of diazabicycloalkenes
Acid anhydride curing agent containing salt and metal organic acid salt
The presence of diazabicycloalkenes relative to 100 parts by weight
2.5 to 8 parts by weight of organic acid salt, 1 to 6 parts by weight of metal organic acid salt
It is characterized by containing parts .
【０００６】また、本発明は、エポキシ樹脂、酸無水物
系硬化剤、ジアザビシクロアルケン類の有機酸塩、およ
び、金属有機酸塩を含有し、酸無水物系硬化剤１００重
量部に対して、ジアザビシクロアルケン類の有機酸塩を
２．５〜８重量部、金属有機酸塩を１〜６重量部含有
し、１３５℃で２０分間加熱した時の炭酸ガス発生量
が、２００μｇ／ｇ以下である、エポキシ樹脂組成物を
も含むものである。The present invention also provides an epoxy resin and an acid anhydride.
-Based curing agents, organic acid salts of diazabicycloalkenes, and
And 100 weight of acid anhydride type curing agent containing a metal organic acid salt.
An organic acid salt of diazabicycloalkenes is used for each part.
2.5-8 parts by weight, 1-6 parts by weight of metal organic acid salt
And carbon dioxide gas generation amount when heated for 20 minutes at 135 ° C. is at 200 [mu] g / g or less, but also the epoxy resin composition.
【０００７】また、本発明は、上記エポキシ樹脂組成物
を用いて、半導体素子を封止することによって得られ
る、半導体装置をも含むものである。The present invention also includes a semiconductor device obtained by encapsulating a semiconductor element using the above epoxy resin composition.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明のエポキシ樹脂組成物は、
エポキシ樹脂、酸無水物系硬化剤、ジアザビシクロアル
ケン類の有機酸塩、および、金属有機酸塩を含有してい
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The epoxy resin composition of the present invention comprises
Epoxy resin , acid anhydride type curing agent, diazabicycloal
It contains organic acid salts of kens and metal organic acid salts .
【０００９】上記エポキシ樹脂としては、例えば、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、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、脂環式エポキシ樹
脂、トリグリシジルイソシアヌレート、ヒダントインエ
ポキシ樹脂などの含窒素環エポキシ樹脂、水添加ビスフ
ェノールＡ型エポキシ樹脂、脂肪族系エポキシ樹脂、グ
リシジルエーテル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型
エポキシ樹脂、低吸水率硬化体タイプの主流であるビフ
ェニル型エポキシ樹脂、ジシクロ環型エポキシ樹脂、ナ
フタレン型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは単
独で使用してもよく、あるいは、併用してもよい。これ
らエポキシ樹脂の中では、例えば、光半導体素子の封止
には、透明性および耐変色性に優れる、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、
脂環式エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート
を用いることが好ましい。Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, hydantoin epoxy resin and the like. Nitrogen-containing cyclic epoxy resin, water-added bisphenol A type epoxy resin, aliphatic epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, which is the mainstream of low water absorption cured type, dicyclo ring Type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin and the like. These may be used alone or in combination. Among these epoxy resins, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, which is excellent in transparency and discoloration resistance for encapsulating optical semiconductor elements,
It is preferable to use an alicyclic epoxy resin or triglycidyl isocyanurate.
【００１０】上記エポキシ樹脂は、常温で固形でも液状
でもよいが、一般に、エポキシ当量が、９０〜１０００
のものが好ましく、また、固形の場合には、軟化点が、
１６０℃以下のものが好ましい。エポキシ当量が９０よ
り小さい場合には、エポキシ樹脂組成物の硬化体が脆く
なる場合がある。また、エポキシ当量が１０００を超え
る場合には、その硬化体のガラス転移温度（Ｔｇ）が低
くなる場合がある。The above-mentioned epoxy resin may be solid or liquid at room temperature, but generally has an epoxy equivalent of 90 to 1000.
Are preferable, and in the case of solid, the softening point is
It is preferably 160 ° C. or lower. If the epoxy equivalent is less than 90, the cured product of the epoxy resin composition may become brittle. Further, when the epoxy equivalent exceeds 1000, the glass transition temperature (Tg) of the cured product may be lowered.
【００１１】上記酸無水物系硬化剤としては、例えば、
無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、
無水ピロメリット酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テト
ラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ナ
ジック酸、無水グルタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フ
タル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸などが挙げら
れる。これらは単独で使用してもよく、あるいは、併用
してもよい。これら酸無水物系硬化剤の中では、無水フ
タル酸、へキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水
フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸を用いるこ
とが好ましい。Examples of the acid anhydride type curing agent include, for example,
Phthalic anhydride, maleic anhydride, trimellitic anhydride,
Pyromellitic dianhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methylnadic acid anhydride, nadic acid anhydride, glutaric anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination. Among these acid anhydride type curing agents, it is preferable to use phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride and methylhexahydrophthalic anhydride.
【００１２】上記酸無水物系硬化剤は、その分子量が、
１４０〜２００程度のものが好ましく、また、無色ない
し淡黄色の酸無水物が好ましい。The acid anhydride type curing agent has a molecular weight of
It is preferably about 140 to 200, and colorless to pale yellow acid anhydride is preferable.
【００１３】また、上記酸無水物系硬化剤以外に、従来
から公知のエポキシ樹脂の硬化剤、例えば、アミン系硬
化剤、フェノール系硬化剤、上記酸無水物系硬化剤をア
ルコールで部分エステル化したもの、または、ヘキサヒ
ドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、メチルヘキサヒ
ドロフタル酸などのカルボン酸の硬化剤を併用してもよ
い。その場合には、これらの硬化剤を、単独で使用して
もよく、あるいは、併用してもよい。例えば、カルボン
酸の硬化剤を併用した場合には、硬化速度を速めること
ができ、生産性を向上させることができる。In addition to the acid anhydride-based curing agent, conventionally known epoxy resin curing agents such as amine-based curing agents, phenol-based curing agents, and acid anhydride-based curing agents are partially esterified with alcohol. Or a curing agent for a carboxylic acid such as hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid or methylhexahydrophthalic acid may be used in combination. In that case, these curing agents may be used alone or in combination. For example, when a carboxylic acid curing agent is used in combination, the curing rate can be increased and the productivity can be improved.
【００１４】上記エポキシ樹脂と、上記酸無水物系硬化
剤との配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量
に対して、酸無水物系硬化剤における酸無水基が０．５
〜１．５当量、さらには、０．７〜１．２当量となるよ
うな割合であることが好ましい。酸無水基が０．５当量
未満の場合には、エポキシ樹脂組成物の硬化速度が遅く
なるとともに、その硬化体のガラス転移温度が低くなる
場合があり、一方、１．５当量を超える場合には、耐湿
性が低下する場合がある。The mixing ratio of the epoxy resin and the acid anhydride type curing agent is such that the acid anhydride group in the acid anhydride type curing agent is 0.5 with respect to 1 equivalent of the epoxy group in the epoxy resin.
It is preferable that the ratio is about 1.5 equivalents, more preferably 0.7 to 1.2 equivalents. If the acid anhydride group is less than 0.5 equivalent, the curing rate of the epoxy resin composition may be slow and the glass transition temperature of the cured product may be low, while if it exceeds 1.5 equivalent. May have reduced moisture resistance.
【００１５】なお、上記した酸無水物系硬化剤以外の硬
化剤を併用する場合においても、その配合割合は、酸無
水物系硬化剤を用いた場合の配合割合（当量比）に準じ
ればよい。Even when a curing agent other than the above-mentioned acid anhydride-based curing agent is used in combination, the blending ratio is in accordance with the blending ratio (equivalent ratio) when the acid anhydride-based curing agent is used. Good.
【００１６】また、本発明のエポキシ樹脂組成物には、
硬化促進剤が配合されており、そのような硬化促進剤と
しては、エポキシ樹脂組成物の熱硬化時の炭酸ガスの発
生を低減し、ひけを防止するために、１，８−ジアザ−
ビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下「ＤＢ
Ｕ」と称する）、１，５−ジアザビシクロ（４，３，
０）ノネン−５（以下「ＤＢＮ」）と称する）などのジ
アザビシクロアルケン類の有機酸塩を用いる。より具体
的には、ジアザビシクロアルケン類と、例えば、オルソ
フタル酸、石炭酸、オクチル酸などの有機酸との有機酸
塩を用いる。 The epoxy resin composition of the present invention also comprises
A curing accelerator is added, and as such a curing accelerator , carbon dioxide gas is not generated when the epoxy resin composition is thermally cured.
1,8-Diaza- to reduce rawness and prevent sink marks
Bicyclo (5,4,0) undecene-7 (hereinafter "DB
U ”), 1,5-diazabicyclo (4,3,
0) An organic acid salt of diazabicycloalkene such as nonene-5 (hereinafter referred to as “DBN”) is used . More specifically, an organic acid salt of diazabicycloalkene and an organic acid such as orthophthalic acid, carboxylic acid, or octylic acid is used .
【００１７】上記ジアザビシクロアルケン類の有機酸塩
を含有させる割合は、硬化剤１００重量部に対して、
２．５〜８重量部である。さらには、２．５〜４．５重
量部、とりわけ、２．５〜４．２重量部であることが好
ましい。ジアザビシクロアルケン類の有機酸塩の含有割
合が、２．５重量部未満の場合には、速硬化性が低下す
る場合があり、また、８重量部を超える場合には、炭酸
ガス発生量が多くなり、ひけが発生する場合がある。The ratio of the organic acid salt of diazabicycloalkenes to be added is 100 parts by weight of the curing agent.
2.5 to 8 parts by weight . Further, 2.5 to 4.5 parts by weight, especially, is preferably 2.5 to 4.2 parts by weight. If the content of the organic acid salt of diazabicycloalkene is less than 2.5 parts by weight, the rapid curing property may decrease, and if it exceeds 8 parts by weight, the amount of carbon dioxide gas generated May increase and sink marks may occur.
【００１８】さらに、上記ジアザビシクロアルケン類の
有機酸塩とともに、ひけを防止するために、金属有機酸
塩を併用する。そのような金属有機酸塩としては、例え
ば、オクチル酸錫、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸錫、ナ
フテン酸亜鉛などが挙げられる。Further, together with the organic acid salt of the diazabicycloalkenes , metal organic acid is added to prevent sink marks.
Use salt together . Examples of such metal organic acid salts include tin octylate, zinc octylate, tin naphthenate, and zinc naphthenate.
【００１９】上記金属有機酸塩を含有させる割合は、硬
化剤１００重量部に対して、１〜６重量部である。さら
には、２〜５重量部であることが好ましい。金属有機酸
塩の含有割合が、１重量部未満の場合には、上記ジアザ
ビシクロアルケン類の有機酸塩と併用する効果が十分で
ない場合があり、また、６重量部を超える場合には、速
硬化性が低下する場合がある。The content of the metal organic acid salt is 1 to 6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curing agent . Further, it is preferably 2 to 5 parts by weight. When the content of the metal organic acid salt is less than 1 part by weight, the effect of using the organic acid salt of the diazabicycloalkene may not be sufficient, and when it exceeds 6 parts by weight, The rapid curing property may decrease.
【００２０】なお、硬化促進剤としては、上記ジアザビ
シクロアルケン類の有機酸塩以外のものを用いてもよ
く、そのような硬化促進剤としては、例えば、ＤＢＵ、
ＤＢＮ、トリエチレンジアミンなどの３級アミン類、２
−エチル−４−メチルイミダゾール、２−メチルイミダ
ゾールなどのイミダゾール類、トリフェニルホスフィ
ン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレー
ト、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム−ｏ，ｏ−ジエチ
ルホスホロジチオエートなどのリン化合物、４級アンモ
ニウム塩およびこれらの誘導体などが挙げられる。これ
らは単独で使用してもよく、あるいは、併用してもよ
い。As the curing accelerator, a salt other than the organic acid salt of diazabicycloalkene may be used. Examples of such a curing accelerator include DBU,
Tertiary amines such as DBN and triethylenediamine, 2
Imidazoles such as -ethyl-4-methylimidazole and 2-methylimidazole, phosphorus compounds such as triphenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetra-n-butylphosphonium-o, o-diethylphosphorodithioate, 4 Examples thereof include primary ammonium salts and their derivatives. These may be used alone or in combination.
【００２１】なお、本発明のエポキシ樹脂組成物には、
上記エポキシ樹脂、上記酸無水物系硬化剤などの硬化
剤、上記硬化促進剤以外に、必要に応じて、従来から用
いられている、例えば、劣化防止剤、変性剤、充填剤、
シランカップリング剤、脱泡剤、レべリング剤、離型
剤、染料、顔料などの、公知の各種の添加剤を適宜配合
してもよい。The epoxy resin composition of the present invention contains
The epoxy resin, a curing agent such as the acid anhydride-based curing agent, other than the curing accelerator, if necessary, conventionally used, for example, deterioration inhibitor, modifier, filler,
Various known additives such as a silane coupling agent, a defoaming agent, a leveling agent, a release agent, a dye and a pigment may be appropriately blended.
【００２２】上記劣化防止剤としては、例えば、フェノ
ール系化合物、アミン系化合物、有機硫黄系化合物、ホ
スフィン系化合物などの、従来から公知の劣化防止剤が
挙げられる。上記変性剤としては、例えば、グリコール
類、シリコーン類、アルコール類などの、従来から公知
の変性剤が挙げられる。上記充填剤としては、例えば、
シリカ粒子、アルミナ粒子などの、従来から公知の充填
剤が挙げられる。上記シランカップリング剤としては、
例えば、シラン系、チタネート系などの、従来から公知
のシランカップリング剤が挙げられる。上記脱泡剤とし
ては、例えば、シリコーン系などの、従来から公知の脱
泡剤が挙げられる。Examples of the deterioration preventing agent include conventionally known deterioration preventing agents such as phenol compounds, amine compounds, organic sulfur compounds and phosphine compounds. Examples of the modifier include conventionally known modifiers such as glycols, silicones and alcohols. As the filler, for example,
Conventionally known fillers such as silica particles and alumina particles can be used. As the silane coupling agent,
For example, conventionally known silane coupling agents such as silane type and titanate type are mentioned. Examples of the defoaming agent include conventionally known defoaming agents such as silicone-based agents.
【００２３】そして、本発明のエポキシ樹脂組成物は、
例えば、次のようにして製造することによって、液状、
粉末状、もしくは、その粉末を打錠したタブレット状と
して得ることができる。すなわち、液状のエポキシ樹脂
組成物を得るには、例えば、上記した各成分を適宜配合
すればよい。また、粉末状、もしくは、その粉末を打錠
したタブレット状として得るには、例えば、上記した各
成分を適宜配合し、予備混合した後、混練機を用いて混
練して溶融混合し、次いで、これを室温まで冷却した
後、公知の手段によって、粉砕し、必要に応じて打錠す
ればよい。The epoxy resin composition of the present invention is
For example, by manufacturing as follows,
It can be obtained in the form of powder or a tablet obtained by compressing the powder. That is, in order to obtain a liquid epoxy resin composition, for example, the above-mentioned components may be appropriately mixed. Further, in order to obtain a powder form or a tablet form obtained by compressing the powder, for example, the above-mentioned respective components are appropriately blended, pre-mixed, kneaded by using a kneader and melt-mixed, and then, After cooling this to room temperature, it may be crushed by a known means and tableted if necessary.
【００２４】このようにして得られる本発明のエポキシ
樹脂組成物は、１３５℃で２０分間加熱した時の炭酸ガ
ス発生量が、５００μｇ／ｇ以下、好ましくは、３００
μｇ／ｇ以下、さらに好ましくは、２００μｇ／ｇ以下
である。なお、「μｇ／ｇ」は、エポキシ樹脂組成物１
ｇあたりの炭酸ガス発生量（μｇ）である。The epoxy resin composition of the present invention obtained in this way, carbon dioxide gas generation amount when heated at 135 ° C. 20 min, 500 [mu] g / g or less, preferably, 300
It is less than or equal to μg / g, and more preferably less than or equal to 200 μg / g. In addition, "μg / g" means the epoxy resin composition 1
It is the amount of carbon dioxide gas generated per g (μg).
【００２５】このような炭酸ガス発生量の測定は、例え
ば、炭酸ガス用の北川式ガス検知管を用いて測定するこ
とができる。北川式ガス検知管は、酸塩基反応によって
発色する酸塩基指示薬（ＣＯ2 ＋２ＫＯＨ→Ｋ2 ＣＯ3
・２Ｈ2 Ｏ）が充填されているガス検知管であって、真
空法により試料ガスを吸引して、酸塩基指示薬の変色範
囲をみることにより、炭酸ガスの量を検知するものであ
る。炭酸ガス発生量の測定は、より具体的には、例え
ば、密閉容器（容積２００ｍｌ）内で、１２ｍｍ×４０
ｍｍ（４．８ｃｍ2 ）の平面に、エポキシ樹脂組成物１
ｇを展開して、１３５℃で２０分間加熱した後、その密
閉容器内の空気を、炭酸ガス用の北川式ガス検知管によ
り吸引して、その空気中に含まれる炭酸ガスを定量する
ことにより、測定することができる。エポキシ樹脂組成
物の熱硬化時の炭酸ガス発生量が、５００μｇ／ｇ以
下、好ましくは、３００μｇ／ｇ以下、さらに好ましく
は、２００μｇ／ｇ以下であれば、高温で硬化してもひ
けのない良好な形状の硬化体を得ることができる。The amount of carbon dioxide gas generated can be measured using, for example, a Kitagawa gas detector tube for carbon dioxide gas. The Kitagawa gas detector tube is an acid-base indicator (CO 2 + 2KOH → K 2 CO 3) that develops color by an acid-base reaction.
2H 2 O) filled gas detector tube for detecting the amount of carbon dioxide gas by sucking the sample gas by the vacuum method and checking the color change range of the acid-base indicator. More specifically, the amount of carbon dioxide gas generated is measured by, for example, 12 mm × 40 in a closed container (volume: 200 ml).
Epoxy resin composition 1 on a plane of mm (4.8 cm 2 ).
After expanding g and heating at 135 ° C for 20 minutes, the air in the closed container is sucked by the Kitagawa gas detector tube for carbon dioxide, and the carbon dioxide contained in the air is quantified. , Can be measured. The amount of carbon dioxide gas generated during thermosetting of the epoxy resin composition is 500 μg / g or less.
Lower, preferably 300 μg / g or less, more preferably
Is 200 μg / g or less, it is possible to obtain a cured product having a good shape with no sink even when cured at high temperature.
【００２６】そして、このような本発明のエポキシ樹脂
組成物は、半導体素子封止用として好適に用いることが
できる。本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて、半導体
素子を封止するには、特に制限されることはなく、通常
のトランスファー成形や注型などの公知のモールド方法
により行なうことができる。なお、本発明のエポキシ樹
脂組成物が液状である場合には、少なくともエポキシ樹
脂と硬化剤とそれぞれ別々に保管しておき、使用する直
前に混合する、いわゆる２液タイプとして用いればよ
い。また、本発明のエポキシ樹脂組成物が粉末状、もし
くは、タブレット状である場合には、各成分を溶融混合
する時に、Ｂ−ステージとしておき、これを使用時に加
熱溶融すればよい。The epoxy resin composition of the present invention as described above can be suitably used for encapsulating semiconductor elements. The epoxy resin composition of the present invention can be used to seal a semiconductor element without particular limitation, and it can be carried out by a known molding method such as ordinary transfer molding or casting. When the epoxy resin composition of the present invention is in liquid form, it may be used as a so-called two-liquid type in which at least the epoxy resin and the curing agent are separately stored and mixed immediately before use. Further, when the epoxy resin composition of the present invention is in the form of powder or tablet, it is only necessary to set the B-stage when each component is melt-mixed, and heat-melt it during use.
【００２７】また、封止される半導体素子は、特に制限
されることはなく、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体素子や、
ＬＥＤ、ＣＣＤなどの光半導体素子などが挙げられる。
また、得られる半導体装置は、透明であっても透明でな
くてもよいが、本発明のエポキシ樹脂組成物では、硬化
剤として酸無水物系硬化剤が用いられており、透明性に
優れているため、とりわけ、透明な硬化体が要求される
光半導体素子に好適に用いることができる。なお、透明
とは、着色透明の場合も含み、厚み１ｍｍ相当で、分光
光度計の測定により、波長６００ｎｍの光透過率が、５
０〜１００％、好ましくは、８０〜１００％であること
を意味する。The semiconductor element to be sealed is not particularly limited, and semiconductor elements such as IC and LSI, and
Examples include optical semiconductor elements such as LEDs and CCDs.
The obtained semiconductor device may or may not be transparent, but in the epoxy resin composition of the present invention, an acid anhydride-based curing agent is used as a curing agent, which is excellent in transparency. Therefore, in particular, it can be suitably used for an optical semiconductor element in which a transparent cured body is required. The term “transparent” includes a case of being colored and transparent, having a thickness of 1 mm and having a light transmittance of 5 at a wavelength of 600 nm as measured by a spectrophotometer.
It means 0 to 100%, preferably 80 to 100%.
【００２８】そして、本発明のエポキシ樹脂組成物で
は、半導体素子を封止する時に、例えば、１３０〜１４
０℃、さらには、１４０〜１６０℃の高温で硬化して
も、炭酸ガスの発生が少ないため、欠陥が少なく、か
つ、表面にひけの少ない良好な形状の半導体装置を、生
産効率良く製造することができる。In the epoxy resin composition of the present invention, when the semiconductor element is sealed, for example, 130 to 14
Even if it is hardened at a high temperature of 0 ° C. or 140 to 160 ° C., since a carbon dioxide gas is less generated, a semiconductor device having a good shape with few defects and less sink marks on the surface is manufactured with high production efficiency. be able to.
【００２９】[0029]
【実施例】以下に実施例および比較例を示し本発明をさ
らに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例および
比較例に限定されることはない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by showing Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the Examples and Comparative Examples.
【００３０】１）エポキシ樹脂組成物の調製
以下に示す組成のエポキシ樹脂組成物に、表１に示す硬
化促進剤および金属有機酸塩を、表１に示す割合におい
て配合することにより、実施例１〜６、および、比較例
１〜１１のエポキシ樹脂組成物を調製した。1) Preparation of Epoxy Resin Composition Example 1 was prepared by adding the curing accelerator and the metal organic acid salt shown in Table 1 to the epoxy resin composition having the composition shown below in the proportions shown in Table 1. 6 and the epoxy resin compositions of Comparative Examples 1 to 11 were prepared.
【００３１】
エポキシ樹脂組成物の組成： 重量部
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１８５） １００
・酸無水物系硬化剤（４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸 １００
／ヘキサヒドロ無水フタル酸（重量比７／３））
・シリコーン系脱泡剤 ０．０１７５
・劣化防止剤 １．３
２）炭酸ガス発生量
実施例１〜６、および、比較例１〜１１のエポキシ樹脂
組成物１ｇを、１２ｍｍ×４０ｍｍ（４．８ｃｍ2 ）の
平面にそれぞれ展開して、２００ｍｌ密閉容器中におい
て、１３５℃で２０分間加熱した後、その密閉容器内の
空気を、炭酸ガス用の北川式ガス検知管で吸引して、そ
の空気中に含まれる炭酸ガスを定量することにより求め
た。その結果を表１に示す。Composition of epoxy resin composition: parts by weight bisphenol A type epoxy resin (epoxy equivalent 185) 100 acid anhydride curing agent (4-methylhexahydrophthalic anhydride 100 / hexahydrophthalic anhydride (weight ratio 7 / 3)) silicone-based defoaming agent 0.0175 & antidegradants 1.3 2) carbon dioxide emissions examples 1 6 and the epoxy resin composition 1g of Comparative example 1 to 11, 12 mm × 40 mm Each is spread on a flat surface of (4.8 cm 2 ), heated in a 200 ml closed container at 135 ° C. for 20 minutes, and then the air in the closed container is sucked with a Kitagawa gas detector tube for carbon dioxide gas. , Was determined by quantifying the carbon dioxide gas contained in the air. The results are shown in Table 1.
【００３２】３）評価
実施例１〜６、および、比較例１〜１１のエポキシ樹脂
組成物について、ひけの発生率および速硬化性を評価し
た。その結果を表１に示す。3) Evaluation The epoxy resin compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 11 were evaluated for sink rate and rapid curing property. The results are shown in Table 1.
【００３３】ひけの発生率：５ｍｍφのランプケース用
金型を使用して、実施例１〜６、および、比較例１〜１
１のエポキシ樹脂組成物を、１５０℃で１５分間、また
は、１４０℃で２０分間それぞれ硬化させることによ
り、各エポキシ樹脂組成物について、それぞれ６０個の
硬化体を得た。得られた硬化体について、ひけの発生の
有無を目視により確認し、そのひけの発生した硬化体の
個数を、全体の硬化体の個数（６０個）で割ることによ
り、ひけの発生率（％）を求めた。Occurrence rate of sink marks: Using a lamp case die having a diameter of 5 mm, Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 1
By curing the epoxy resin composition No. 1 at 150 ° C. for 15 minutes or at 140 ° C. for 20 minutes, 60 cured products were obtained for each epoxy resin composition. Regarding the obtained cured product, the presence or absence of sink marks was visually confirmed, and the number of cured products having sink marks was divided by the total number of cured products (60) to obtain a sink rate (%). ) Was asked.
【００３４】速硬化性：５ｍｍφのランプケース用金型
を使用して、実施例１〜６、および、比較例１〜１１の
エポキシ樹脂組成物を、１５０℃で１５分間、または、
１４０℃で２０分間それぞれ硬化させることにより、硬
化体を得た。得られた硬化体を、ＤＳＣ（パーキンエル
マー社製、昇温速度：１０℃／分）で測定することによ
り、ガラス転移温度（Ｔｇ（℃））を求め、このＴｇを
速硬化性の指標とした。Fast-curing property: Using a lamp case mold having a diameter of 5 mm, the epoxy resin compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 11 were heated at 150 ° C. for 15 minutes, or
A cured product was obtained by curing each at 140 ° C. for 20 minutes. The glass transition temperature (Tg (° C.)) was determined by measuring the obtained cured product with DSC (manufactured by Perkin Elmer Co., Ltd., temperature rising rate: 10 ° C./min), and this Tg was used as an index for rapid curing. did.
【００３５】[0035]
【表１】
表１の下段の表から明らかなように、炭酸ガス発生量が
４７８μｇ／ｇである比較例６のエポキシ樹脂組成物で
は、１４０℃硬化でのひけの発生率が０％であるのに対
し、炭酸ガス発生量が５５２μｇ／ｇである比較例９の
エポキシ樹脂組成物では、１４０℃硬化でのひけの発生
率が２０％となっており、炭酸ガス発生量５００μｇ／
ｇを境として、ひけの発生率が変化していることがわか
る。[Table 1] Table As is apparent from the table below stage 1, whereas the epoxy resin composition of Comparative Example 6 carbon dioxide generating amount is 478μg / g, the incidence of sink marks at 140 ° C. curing is 0% In the epoxy resin composition of Comparative Example 9 in which the carbon dioxide gas generation amount was 552 μg / g, the sink rate in curing at 140 ° C. was 20%, and the carbon dioxide gas generation amount was 500 μg / g.
It can be seen that the rate of occurrence of sink marks changes at g.
【００３６】また、同じく表１の下段の表から明らかな
ように、炭酸ガス発生量が２９４μｇ／ｇである比較例
４のエポキシ樹脂組成物では、１５０℃硬化でのひけの
発生率が１０％であるのに対し、炭酸ガス発生量が３７
２μｇ／ｇである比較例５のエポキシ樹脂組成物では、
１５０℃硬化でのひけの発生率が４０％となっており、
炭酸ガス発生量３００μｇ／ｇを境として、ひけの発生
率が変化しており、より好ましい炭酸ガス発生量は３０
０μｇ／ｇ以下であることがわかる。Further, as also apparent from the table below stages in Table 1, carbon dioxide gas generation amount is 294μg / g Comparative Example
In the epoxy resin composition of No. 4 , the sink rate at 150 ° C. curing is 10%, while the carbon dioxide gas generation rate is 37%.
In the epoxy resin composition of Comparative Example 5 which is 2 μg / g,
The rate of sink marks when curing at 150 ° C is 40%,
The occurrence rate of sink marks changes with the carbon dioxide gas generation rate of 300 μg / g as a boundary, and the more preferable carbon dioxide gas generation rate is 30.
It can be seen that it is 0 μg / g or less.
【００３７】また、硬化促進剤の配合割合が１．１重量
部である比較例１は、そのＴｇが１１０℃であるのに対
し、硬化促進剤の配合割合が４．２重量部である比較例
４は、そのＴｇが１４１℃であり、硬化促進剤の配合割
合が少ないものは、多いものに比べて、速硬化性がやや
低下することがわかる。Further, Comparative Example 1 mixing ratio of the curing accelerator is 1.1 parts by weight, whereas the Tg of 110 ° C., the mixing ratio of the curing accelerator is 4.2 parts by weight Comparative An example
No. 4 has a Tg of 141 ° C., and it can be seen that the one having a small proportion of the curing accelerator has a slightly lower rapid curing property than the one having a large proportion.
【００３８】そして、表１の上段の表から明らかなよう
に、硬化促進剤とともに、金属有機酸塩を配合すれば、
炭酸ガス発生量がさらに低くなることがわかる。[0038] As apparent from Table stages above the table 1, together with a curing accelerator that mixing metal organic acid salt,
It can be seen that the amount of carbon dioxide gas generated is further reduced.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上述べたように、本発明のエポキシ樹
脂組成物では、半導体素子を封止する時に、高温で硬化
しても、炭酸ガスの発生が少ないため、欠陥が少なく、
かつ、表面にひけの少ない良好な形状の半導体装置を、
生産効率良く製造することができる。As described above, in the epoxy resin composition of the present invention, when the semiconductor element is sealed, even if the epoxy resin composition is cured at a high temperature, carbon dioxide gas is less generated, so that there are few defects.
In addition, a semiconductor device with a good shape with less sink marks on the surface,
It can be manufactured with high production efficiency.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−129224（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−127458（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−316263（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−288330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−194756（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−126322（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−25988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−304018（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−337408（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08G 59/42 C08G 59/40 H01L 23/29 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-59-129224 (JP, A) JP-A-54-127458 (JP, A) JP-A-7-316263 (JP, A) JP-A-7- 288330 (JP, A) JP 61-194756 (JP, A) JP 1-126322 (JP, A) JP 7-25988 (JP, A) JP 63-304018 (JP, A) JP-A-6-337408 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 59/42 C08G 59/40 H01L 23/29
Claims (3)
ザビシクロアルケン類の有機酸塩、および、金属有機酸
塩を含有し、酸無水物系硬化剤１００重量部に対して、
ジアザビシクロアルケン類の有機酸塩を２．５〜８重量
部、金属有機酸塩を１〜６重量部含有していることを特
徴とする、エポキシ樹脂組成物。 1. An epoxy resin, an acid anhydride-based curing agent, and a dia
Organic acid salts of zabicycloalkenes and metal organic acids
Containing a salt, based on 100 parts by weight of the acid anhydride curing agent,
2.5-8 weight of organic acid salt of diazabicycloalkene
Parts, 1 to 6 parts by weight of metal organic acid salt
Epoxy resin composition to be collected.
ザビシクロアルケン類の有機酸塩、および、金属有機酸
塩を含有し、酸無水物系硬化剤１００重量部に対して、
ジアザビシクロアルケン類の有機酸塩を２．５〜８重量
部、金属有機酸塩を１〜６重量部含有し、 １３５℃で２０分間加熱した時の炭酸ガス発生量が、２
００μｇ／ｇ以下であることを特徴とする、エポキシ樹
脂組成物。2. An epoxy resin, an acid anhydride-based curing agent, and a dia
Organic acid salts of zabicycloalkenes and metal organic acids
Containing a salt, based on 100 parts by weight of the acid anhydride curing agent,
2.5-8 weight of organic acid salt of diazabicycloalkene
Part, 1 to 6 parts by weight of a metal organic acid salt, and the amount of carbon dioxide gas generated when heated at 135 ° C. for 20 minutes is 2
An epoxy resin composition, which is at most 100 μg / g.
組成物を用いて、半導体素子を封止することによって得
られることを特徴とする、半導体装置。 3. The epoxy resin according to claim 1 or 2.
Obtained by encapsulating a semiconductor element with the composition
A semiconductor device characterized by being provided.
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