JP4111865B2 - Epoxy resin composition and hollow package for housing semiconductor device using the same - Google Patents

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JP4111865B2 JP2003133425A JP2003133425A JP4111865B2 JP 4111865 B2 JP4111865 B2 JP 4111865B2 JP 2003133425 A JP2003133425 A JP 2003133425A JP 2003133425 A JP2003133425 A JP 2003133425A JP 4111865 B2 JP4111865 B2 JP 4111865B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子を収納するための中空パッケージ用として、透湿性が小さく、成形性に優れたエポキシ樹脂組成物および該樹脂組成物からなる半導体素子収納用中空パッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を収納するための中空パッケージには、セラミックの他に、廉価な樹脂製パッケージが用いられている。
【0003】
一般的にエポキシ樹脂などの樹脂製中空パッケージは、インサート成形によって樹脂成形体と一体化された、両端がパッケージの内側と外側に開放されたリードフレームと、パッケージ中央部に接着剤によって固着された半導体素子とを、ボンディングワイヤーにより電気的に連結している。また、樹脂成形体の上面は、透明な合成樹脂板、ガラス板等の蓋材を接着剤によって固着し、気密封止構造になっている。
【0004】
ところが、エポキシ樹脂組成物から作られた樹脂製パッケージは、加湿条件に曝されると吸湿し、特に固体撮像素子などの気密性や防水性が要求される用途は、高温多湿の環境では、長時間曝された場合、成形体が徐々に吸湿し、いずれ気密性を保持した中空部に水分が結露し、これによって撮像素子自体の機能を低下せしめる恐れがある。
【0005】
従って、中空パッケージ用として使用するエポキシ樹脂組成物においては、従来から透湿をいかに小さくするかが課題になっており、エポキシ樹脂組成物中に無機質の吸湿剤を添加し、成形体外部から透湿してくる水分を吸着させる技術が提案されている。
【0006】
特許2846551号明細書においては、エポキシ樹脂組成物中に、1−ブタノールを媒体として測定した密度が2.10g/cm3未満で、吸湿率が3%以上、かつ、平均粒径が0.1μm以上3μm未満のシリカを含有させたことを特徴とするエポキシ樹脂組成物の技術が記載されている。
【0007】
このように、従来の技術は吸湿剤としてシリカ粉などの無機質のものが多く用いられてきたが、これらの無機質吸湿剤は、成形性の点から、望ましくは形状や粒子径を均一に近い状態に揃えることが必要であり、一方、粒子が細かくなりすぎると粒子同士が凝集しやすくなる傾向があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記問題点を解決するために、成形体として透湿性が少なく、成形性の良好なエポキシ樹脂組成物を提供し、それを用いてCCD、CMOS等の固体撮像素子を収納するための、気密性や防水性に優れた樹脂製中空パッケージを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため、種々検討を行った結果、本願発明を完成するに至った。即ち、本発明において、
▲1▼ エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機質充填材、および比表面積が0.5m2/g以上30m2/g以下であり、平均粒径が3μm以上50μm以下である多孔質カーボンを含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提供する。
【0010】
▲2▼ 多孔質カーボンの含有量がエポキシ樹脂組成物の全体量の2質量%以上30質量%以下であることを特徴とする前記▲1▼に記載のエポキシ樹脂組物は、本発明の好ましい態様である。
【0011】
▲3▼ 成形体の煮沸吸水率が、168時間の煮沸吸水試験後で0.55質量%以上であることを特徴とする前記▲1▼または▲2▼に記載のエポキシ樹脂組成物は、本発明の好ましい態様である。
【0012】
また、本発明において、
▲4▼ 前記▲1▼から▲3▼に記載のエポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージ用エポキシ樹脂組成物を提供する。
【0013】
さらに、
▲5▼ 前記▲1▼から▲3▼に記載のエポキシ樹脂組成物から成形されたことを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージを提供する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤および無機質充填材を含み、加えて、多孔質カーボンを含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。各成分について詳述する。
【0015】
<エポキシ樹脂>
本発明のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールAD型の各エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有エポキシ樹脂が好適に用いられ、これらのいずれか1種類を単独で使用しても、あるいは2種類以上を適当な比率で併用してもよい。
これらのエポキシ樹脂のエポキシ当量は300(g/eq)以下が好ましく、さらには300(g/eq)以下100(g/eq)以上が好ましい。
【0016】
本発明において、エポキシ樹脂の全樹脂組成物中における配合量は、通常2質量%以上30質量%以下であり、とりわけ3質量%以上15質量%以下の範囲内にあるのが好ましい。
【0017】
<硬化剤>
本発明で用いられる硬化剤としては、上記エポキシ樹脂と硬化反応するものであれば特に制限無く使用することができるが、なかでもフェノール樹脂が好ましく、具体的には、フェノールノボラック樹脂、アラルキルフェノール樹脂が挙げられる。また、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、m−フェニレンジアミン等のアミン類、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸等の酸無水物、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド等の酸ジヒドラジド、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素等が好適なものとして挙げられる。
【0018】
硬化剤の配合量は、耐湿性および機械的特性の観点から、エポキシ樹脂のエポキシ基に対する化学当量比が、0.5〜1.5の範囲にあることが好ましく、さらには0.7〜1.2の範囲にあることが好ましい。
【0019】
<硬化促進剤>
本発明で用いられる硬化促進剤としては、前記エポキシ樹脂と硬化剤との架橋反応を促進するものが用いられる。
その具体的な例としては、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールアジン等のイミダゾール類;トリフェニルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)ホスフィン等の有機ホスフィン類;1,8−ジアザシクロ(5,4,0)ウンデセン−7(以下DBUという。)フェノール塩、フェノールノボラック塩、炭酸塩などのDBU誘導体;式Ar−NH−CO−NR2、Ar−(NH−CO−NR22(Arは置換または非置換のアリール基、Rは同一または異なっていてもよい置換または非置換のアルキル基。)で表される尿素誘導体が挙げられる。
【0020】
硬化促進剤は、エポキシ樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下で配合されることが好ましく、さらには0.3質量部以上15質量部以下の割合で配合されることが好ましい。
【0021】
<無機充填材>
本発明に用いられる無機質充填材としては、ボールミルなどで粉砕した結晶シリカ、火炎溶融することで得られる破砕溶融シリカや球状の溶融シリカ、アルミナ、ボロンナイトライド、マイカ、クレー、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、窒化アルミ、窒化ケイ素などが挙げられ、これらは1種を単独で使用しても、あるいは、2種類以上を適当な比率で併用してもよい。
【0022】
このような無機質充填材の合計使用量は、エポキシ樹脂と硬化剤の総量100質量部に対し、100質量部以上1000質量部以下であり、好ましくは300質量部以上1000質量部以下である。
【0023】
<多孔質カーボン>
一般的に、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラックなどのカーボンブラックは、共立出版(株)社発行の化学大辞典、(株)フジテクノシステム社出版の超微粒子ハンドブックに記載されているような、衝撃法やファーネス法のような方法で作られ、比表面積が30〜460m2/g程度、平均粒径が0.005〜0.1μm程度のような性質をもっているが、本発明に用いられる多孔質カーボンは、適宜条件を選んで製造されたものであって、以下の性質をもつカーボンを使用することが好ましい。
【0024】
すなわち、本発明に用いられる多孔質カーボンはその比表面積が、0.5m2/g以上30m2/g以下のものである。本発明において比表面積はカンタクローム社製3検体全自動ガス吸着量測定装置オートソーブ3B型を用い、吸着ガスに窒素を使用して測定した。
【0025】
また、多孔質カーボンの平均粒径が、3μm以上50μm以下のものである。本発明において平均粒径はLeeds&Nothrup社製レーザ回折散乱法粒度分布計X−100を用いて測定した。
【0026】
このような多孔質カーボンを用いることにより、エポキシ樹脂組成物を成形して樹脂製中空パッケージの透湿が少なくなり、大気中の水分のパッケージ内への浸入に対して耐湿性を有することとなる。
【0027】
多孔質カーボンの全組成物中の含有量は、2質量%以上30質量%以下であることが好ましく、さらには、2質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
【0028】
<その他の配合剤>
本発明においては、必要に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の無機質充填材としてフェライト、水酸化アルミニウム等を配合させることができる。また、離型剤として、モンタン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸のエステルワックス;カルナバろう(カルナバワックス);ベヘニン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウムなどの高級脂肪酸の金属塩;ジンクステアレート等の金属石鹸を配合させることができる。これらは単独であっても、混合して用いても差し支えない。
【0029】
また、本樹脂組成物に対して本発明の目的を損ねない範囲で、必要に応じてシランカップリング剤、ブロム化エポキシ樹脂、三酸化アンチモンなどの難燃剤、カーボンブラック、フタロシアニンなどの着色剤、低応力化剤を配合しても差し支えない。
【0030】
本発明の半導体素子収納用中空パッケージ用エポキシ樹脂組成物の好ましい製造方法の例として以下の方法が挙げられる。先ず全材料をヘンシェルミキサー等の通常用いられる混合機によりドライブレンドした後、二本ロール、ニーダ、二軸押し出し機等で加熱溶融混練し、続いて冷却、粉砕することで目的とするエポキシ樹脂組成物を得る。
【0031】
このエポキシ樹脂組成物は、CCD、CMOS等の固体撮像素子を収納するための中空パッケージ用として優れた適性を有するものであるが、エポキシ樹脂組成物が一般的に使われる半導体封止や電子部品等にも使用し得ることはもちろんである。
【0032】
<中空パッケージ>
本発明のエポキシ樹脂組成物によって成形される中空パッケージは、通常、図1に示すように、上方が開口した箱形の中空パッケージ1からなり、その上面はガラスや透明なプラスチックなどの蓋材2によって、接着剤3を介して密封される。さらにパッケージ中央部にはアイランド4が設けられ、リードフレームはパッケージ成形時にインサート成形により一体成形され、外部リード部5と内部リード部6とがパッケージ内に封入されたリードを介して連結されている。
【0033】
本発明の半導体素子収納用中空パッケージは、前記のエポキシ樹脂組成物を用いて、射出成形法、トランスファー成形法などの任意の成形方法で成形されるが、トランスファー成形法が好ましく採用される。トランスファー成形法による場合、圧力1×106〜50×106Pa(10〜500kg/cm2)、金型温度150〜200℃、時間0.5〜5分の成形条件によって成形することが好ましい。
【0034】
【実施例】
以下、本発明の優れた効果を実施例により説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【0035】
[実施例1〜2]
表1に示す原料、
オルソクレゾールノボラックエポキシ樹脂:日本化薬(株)製、EOCN−102S、エポキシ当量=210g/eq、
フェノールノボラック樹脂(硬化剤):明和化成(株)製、H−1、軟化点=84℃、
ブロム化エポキシ樹脂(難燃剤):日本化薬(株)製、BREN−S、エポキシ当量=285g/eq、
溶融球状シリカ(無機充填材):電気化学工業(株)製、平均粒径(CILAS社製レーザー回折粒度分布計MODEL920の測定)26.0μm、密度(ピクノメーター法)2.21g/cm3
多孔質カーボン:比表面積4.5m2/g、平均粒径13.6μm、
三酸化アンチモン:日本精鉱(株)製、PATOX−M、
シランカップリング剤:信越化学工業(株)製、KBM−403、
イミダゾール(硬化促進剤):四国化成(株)製、2E4MZ−AZINE、モンタン酸ワックス:クラリアントジャパン(株)製、リコワックス(登録商標)、
を表中に記載の重量部(括弧内は組成物中の重量%)の割合でヘンシェルミキサーにより混合した後、温度90〜110℃の二本ロールで加熱混練し、次いで冷却粉砕してエポキシ樹脂組成物を得た。
この組成物を用い以下の評価方法により物性を求めた。結果を表1に示した。
<評価方法>
(1)スパイラルフロー
EMMI1−66規格に準じた内部がスパイラル状になった金型を用い、トランスファー成形にて、金型温度150℃、実効圧力6.9×106Pa(70kgf/cm2)で成形し、180秒間硬化した時の金型内での流動した長さを測定した。
【0036】
(2)煮沸吸水率
前記のように調製したエポキシ樹脂組成物を、トランスファー成形によって、圧力30×106Pa(300kg/cm2)、温度180℃、時間3分間の成形条件によって厚さ4mmで、寸法が30mm×30mmの試験片を成形した。この試験片を50℃で12時間乾燥し、この時の質量をW0とする。次いでこの試験片を沸騰水中に浸漬し、168時間後の質量W1を測り、下記式で煮沸吸水率を求めた。
煮沸吸水率(%)={(W1−W0)/W0}×100
【0037】
(3)耐湿性
前記のように調製したエポキシ樹脂組成物を、トランスファー成形によって、圧力7×106Pa(70kg/cm2)、温度180℃、時間2分間の成形条件によって、中空パッケージ「A」(外形寸法:10mm×10mm×厚さ2mm、中空部寸法7.3mm×7.3mm×深さ1.2mm、リード厚さ1.5mm)を成形する。次に中空部を気密シールするためにUV硬化接着剤(協立化学産業社製シール剤8723K8L)をガラス板に塗布した蓋材「a」を用意し、「A」に接着剤塗布側を下にした「a」をのせ、所定の条件でUV硬化する。こうして、気密シールした中空の試験体を得、中空部に浸入する水分量を測定することによって耐湿性を評価した。
【0038】
測定は、「テレビジョン学会誌42(9),959(1988)」に記載された方法を参考にした。すなわち、試験体をプレッシャークッカー試験機に入れ、温度121℃、湿度100%RHの湿熱環境で10時間暴露した。次いでガラス面を強制冷却し、中空部内の水分が結露するかどうかを調べた。強制冷却はホットプレートにより100±1℃で10秒加熱後、23±1℃の電子冷却機で7秒間冷却する条件で行った。評価は目視で結露が認められなかったものを○、認められたものを×として示した。
【0039】
(4)アセトン不溶解凝集物
前記のように調製したエポキシ樹脂組成物300gを、2リットル三角フラスコに入れ、次いでアセトン900gを入れ30分間溶解した。この容器を60メッシュ金網でろ過、乾燥し、金網上に残った凝集物の有無を、実体顕微鏡を用いて調べた。
【0040】
【表1】

Figure 0004111865
【0041】
【発明の効果】
本発明のエポキシ樹脂組成物は、これまで問題とされていた、吸湿剤として配合している粒子同士の凝集がなく、また成形体の透湿性が小さく、成形性にも優れているため、信頼性の高いCCDやCMOS等の固体撮像素子を収納するための樹脂製中空パッケージに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエポキシ樹脂組成物によって成形された中空パッケージの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 中空パッケージ
2 蓋材
3 接着剤
4 アイランド
5 外部リード部
6 内部リード部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an epoxy resin composition having low moisture permeability and excellent moldability for a hollow package for housing a semiconductor element, and a hollow package for housing a semiconductor element comprising the resin composition.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in addition to ceramics, inexpensive resin packages are used as hollow packages for housing solid-state imaging devices such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
[0003]
Generally, a resin-made hollow package such as an epoxy resin is integrated with a resin molding by insert molding, and a lead frame whose both ends are open to the inside and outside of the package, and fixed to the center of the package with an adhesive. The semiconductor element is electrically connected by a bonding wire. Further, the upper surface of the resin molded body has a hermetic sealing structure in which a cover material such as a transparent synthetic resin plate or glass plate is fixed with an adhesive.
[0004]
However, a resin package made of an epoxy resin composition absorbs moisture when exposed to humidification conditions, and in particular, applications that require airtightness and waterproofness such as a solid-state image sensor are long in high-temperature and high-humidity environments. When exposed to time, the molded body gradually absorbs moisture, and moisture may eventually condense in the hollow portions that are kept airtight, thereby degrading the function of the image sensor itself.
[0005]
Therefore, in the epoxy resin composition used for the hollow package, it has been a problem how to reduce moisture permeation. Conventionally, an inorganic hygroscopic agent is added to the epoxy resin composition to allow the moisture permeation from the outside of the molded body. Techniques for adsorbing moist water have been proposed.
[0006]
In the specification of Japanese Patent No. 2846551, the density measured using 1-butanol as a medium in the epoxy resin composition is less than 2.10 g / cm 3 , the moisture absorption is 3% or more, and the average particle size is 0.1 μm. The technique of the epoxy resin composition characterized by containing the silica below 3 micrometers above is described.
[0007]
As described above, in the prior art, inorganic substances such as silica powder have been often used as the hygroscopic agent, but these inorganic hygroscopic agents are preferably in a state where the shape and particle diameter are almost uniform from the viewpoint of moldability. On the other hand, if the particles are too fine, the particles tend to aggregate.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition having a low moisture permeability and a good moldability as a molded body in order to solve the above-mentioned problems, and using this, a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS can be accommodated. Therefore, an object of the present invention is to provide a resin-made hollow package having excellent airtightness and waterproofness.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention. That is, in the present invention,
(1) An epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and porous carbon having a specific surface area of 0.5 m 2 / g to 30 m 2 / g and an average particle diameter of 3 μm to 50 μm The epoxy resin composition characterized by containing is provided.
[0010]
(2) The epoxy resin assembly as described in (1) above, wherein the porous carbon content is 2% by mass or more and 30% by mass or less of the total amount of the epoxy resin composition, It is an aspect.
[0011]
(3) The epoxy resin composition according to (1) or (2) above, wherein the molded product has a boiling water absorption of 0.55% by mass or more after a boiling water absorption test for 168 hours. This is a preferred embodiment of the invention.
[0012]
In the present invention,
(4) Provided is an epoxy resin composition for a hollow package for housing semiconductor elements, characterized by comprising the epoxy resin composition described in (1) to (3) above.
[0013]
further,
(5) Provided is a hollow package for housing semiconductor elements, characterized in that it is molded from the epoxy resin composition described in (1) to (3) above.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
The epoxy resin composition of the present invention is an epoxy resin composition comprising an epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator and an inorganic filler, and additionally containing porous carbon. Each component will be described in detail.
[0015]
<Epoxy resin>
As the epoxy resin of the present invention, bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol AD type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, orthocresol novolac type epoxy resins, naphthalene skeleton-containing epoxy resins, and biphenyl skeleton-containing epoxy resins are suitable. Any one of these may be used alone, or two or more may be used in an appropriate ratio.
The epoxy equivalent of these epoxy resins is preferably 300 (g / eq) or less, more preferably 300 (g / eq) or less and 100 (g / eq) or more.
[0016]
In the present invention, the blending amount of the epoxy resin in the total resin composition is usually 2% by mass or more and 30% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less.
[0017]
<Curing agent>
The curing agent used in the present invention can be used without particular limitation as long as it is capable of curing reaction with the above epoxy resin. Among them, a phenol resin is preferable, and specifically, a phenol novolak resin and an aralkyl phenol resin. Is mentioned. In addition, amines such as diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, m-phenylenediamine, acid anhydrides such as phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, acid dihydrazides such as isophthalic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, Dicyandiamide, boron trifluoride and the like are preferable.
[0018]
From the viewpoint of moisture resistance and mechanical properties, the compounding amount of the curing agent is preferably such that the chemical equivalent ratio of the epoxy resin to the epoxy group is in the range of 0.5 to 1.5, and more preferably 0.7 to 1. Is preferably in the range of.
[0019]
<Curing accelerator>
As a hardening accelerator used by this invention, what accelerates | stimulates the crosslinking reaction of the said epoxy resin and a hardening | curing agent is used.
Specific examples thereof include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole and 2-ethyl-4-methylimidazole azine; triphenylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine and the like. Organic phosphines; 1,8-diazacyclo (5,4,0) undecene-7 (hereinafter referred to as DBU) DBU derivatives such as phenol salts, phenol novolak salts, carbonates; formula Ar—NH—CO—NR 2 , Ar And urea derivatives represented by — (NH—CO—NR 2 ) 2 (Ar is a substituted or unsubstituted aryl group, R is the same or different substituted or unsubstituted alkyl group).
[0020]
The curing accelerator is preferably blended in an amount of 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, and more preferably 0.3 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. It is preferable.
[0021]
<Inorganic filler>
Examples of the inorganic filler used in the present invention include crystalline silica pulverized by a ball mill, crushed fused silica obtained by melting with a flame, spherical fused silica, alumina, boron nitride, mica, clay, talc, titanium oxide, Examples thereof include calcium carbonate, aluminum nitride, and silicon nitride. These may be used singly or in combination of two or more at an appropriate ratio.
[0022]
The total amount of the inorganic filler used is 100 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, preferably 300 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin and the curing agent.
[0023]
<Porous carbon>
In general, carbon blacks such as acetylene black, channel black, furnace black, etc., as described in the Chemical Dictionary of Kyoritsu Publishing Co., Ltd. and the Ultra Fine Particle Handbook published by Fuji Techno System Co., Ltd., It is produced by a method such as an impact method or a furnace method, and has properties such as a specific surface area of about 30 to 460 m 2 / g and an average particle size of about 0.005 to 0.1 μm. The quality carbon is produced by appropriately selecting conditions, and it is preferable to use carbon having the following properties.
[0024]
That is, the porous carbon used in the present invention has a specific surface area of 0.5 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less. In the present invention, the specific surface area was measured using a three-sample fully automatic gas adsorption amount measuring device Autosorb 3B type manufactured by Cantachrome, using nitrogen as the adsorption gas.
[0025]
The average particle size of the porous carbon is 3 μm or more and 50 μm or less. In the present invention, the average particle size was measured using a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer X-100 manufactured by Lees & Notrup.
[0026]
By using such porous carbon, the epoxy resin composition is molded to reduce moisture permeability of the resin hollow package, and has moisture resistance against the penetration of moisture in the atmosphere into the package. .
[0027]
The content of the porous carbon in the entire composition is preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less.
[0028]
<Other ingredients>
In the present invention, if necessary, ferrite, aluminum hydroxide, and the like can be blended as other inorganic fillers as long as the object of the present invention is not impaired. As release agents, ester waxes of higher fatty acids such as montanic acid, stearic acid, behenic acid, oleic acid; carnauba wax (carnauba wax); zinc behenate, zinc oleate, magnesium stearate, barium stearate, stearin Metal salts of higher fatty acids such as aluminum acid; metal soaps such as zinc stearate can be blended. These may be used alone or in combination.
[0029]
In addition, as long as it does not impair the purpose of the present invention for the resin composition, a silane coupling agent, a brominated epoxy resin, a flame retardant such as antimony trioxide, a colorant such as carbon black and phthalocyanine, A low stress agent may be added.
[0030]
The following method is mentioned as an example of the preferable manufacturing method of the epoxy resin composition for hollow packages for semiconductor element accommodation of this invention. First, all materials are dry blended with a commonly used mixer such as a Henschel mixer, then heated and melt-kneaded with a two-roll, kneader, twin-screw extruder, etc., followed by cooling and pulverization to achieve the desired epoxy resin composition Get things.
[0031]
This epoxy resin composition has excellent suitability for a hollow package for housing a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS, but semiconductor sealing and electronic parts in which the epoxy resin composition is generally used Of course, it can also be used.
[0032]
<Hollow package>
As shown in FIG. 1, the hollow package molded by the epoxy resin composition of the present invention is usually composed of a box-shaped hollow package 1 having an upper opening, and the upper surface thereof is a lid 2 made of glass or transparent plastic. Is sealed through the adhesive 3. Further, an island 4 is provided in the center of the package, and the lead frame is integrally formed by insert molding at the time of package molding, and the external lead portion 5 and the internal lead portion 6 are connected via leads enclosed in the package. .
[0033]
The hollow package for housing a semiconductor element of the present invention is molded by an arbitrary molding method such as an injection molding method or a transfer molding method using the above epoxy resin composition, and a transfer molding method is preferably employed. In the case of the transfer molding method, molding is preferably performed under molding conditions of pressure 1 × 10 6 to 50 × 10 6 Pa (10 to 500 kg / cm 2 ), mold temperature 150 to 200 ° C., and time 0.5 to 5 minutes. .
[0034]
【Example】
Hereinafter, the excellent effect of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
[0035]
[Examples 1-2]
Raw materials shown in Table 1,
Orthocresol novolac epoxy resin: Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-102S, epoxy equivalent = 210 g / eq,
Phenol novolak resin (curing agent): manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., H-1, softening point = 84 ° C.
Brominated epoxy resin (flame retardant): Nippon Kayaku Co., Ltd., BREN-S, epoxy equivalent = 285 g / eq,
Fused spherical silica (inorganic filler): manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size (measured by laser diffraction particle size distribution meter MODEL920 manufactured by CILAS) 26.0 μm, density (pycnometer method) 2.21 g / cm 3 ,
Porous carbon: specific surface area 4.5 m 2 / g, average particle size 13.6 μm,
Antimony trioxide: manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd., PATOX-M,
Silane coupling agent: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403,
Imidazole (curing accelerator): manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd., 2E4MZ-AZINE, montanic acid wax: manufactured by Clariant Japan Co., Ltd., Rico Wax (registered trademark),
After mixing with a Henschel mixer at a ratio of parts by weight (in the parentheses are% by weight in the composition) described in the table, the mixture is heated and kneaded with two rolls at a temperature of 90 to 110 ° C., then cooled and pulverized to obtain an epoxy resin A composition was obtained.
Using this composition, physical properties were determined by the following evaluation methods. The results are shown in Table 1.
<Evaluation method>
(1) Spiral flow Using a mold having a spiral inside conforming to the EMMI1-66 standard, the mold temperature is 150 ° C., the effective pressure is 6.9 × 10 6 Pa (70 kgf / cm 2 ) by transfer molding. The length of fluidization in the mold when it was molded and cured for 180 seconds was measured.
[0036]
(2) Boiling water absorption rate The epoxy resin composition prepared as described above is formed by transfer molding at a thickness of 4 mm under molding conditions of a pressure of 30 × 10 6 Pa (300 kg / cm 2 ), a temperature of 180 ° C., and a time of 3 minutes. A test piece having a size of 30 mm × 30 mm was formed. This test piece is dried at 50 ° C. for 12 hours, and the mass at this time is defined as W 0 . Then immersing the specimen in boiling water, measure the weight W 1 after 168 hours was determined boiling water absorption rate by the following equation.
Boiling water absorption (%) = {(W 1 −W 0 ) / W 0 } × 100
[0037]
(3) Moisture resistance The epoxy resin composition prepared as described above was subjected to transfer molding by the molding conditions of a pressure of 7 × 10 6 Pa (70 kg / cm 2 ), a temperature of 180 ° C., and a time of 2 minutes. (Outer dimensions: 10 mm x 10 mm x thickness 2 mm, hollow dimensions 7.3 mm x 7.3 mm x depth 1.2 mm, lead thickness 1.5 mm). Next, in order to hermetically seal the hollow part, a lid “a” is prepared by applying a UV curable adhesive (sealant 8723K8L manufactured by Kyoritsu Chemical Industry Co., Ltd.) to the glass plate, and the adhesive application side is placed below “A”. The cured “a” is placed and UV cured under predetermined conditions. Thus, a hermetically sealed hollow test body was obtained, and the moisture resistance was evaluated by measuring the amount of water entering the hollow portion.
[0038]
For the measurement, the method described in “Journal of Television Society 42 (9), 959 (1988)” was referred to. That is, the specimen was placed in a pressure cooker tester and exposed for 10 hours in a moist heat environment at a temperature of 121 ° C. and a humidity of 100% RH. Next, the glass surface was forcibly cooled, and it was examined whether moisture in the hollow portion was condensed. The forced cooling was performed under the condition of heating for 10 seconds at 100 ± 1 ° C. using a hot plate and then cooling for 7 seconds using an electronic cooler of 23 ± 1 ° C. In the evaluation, a case where no dew condensation was visually observed was indicated as ◯, and a case where condensation was recognized was indicated as ×.
[0039]
(4) Acetone-insoluble aggregate 300 g of the epoxy resin composition prepared as described above was placed in a 2-liter Erlenmeyer flask, and then 900 g of acetone was added and dissolved for 30 minutes. The container was filtered and dried with a 60-mesh wire mesh, and the presence or absence of aggregates remaining on the wire mesh was examined using a stereomicroscope.
[0040]
[Table 1]
Figure 0004111865
[0041]
【The invention's effect】
The epoxy resin composition of the present invention is reliable because there is no aggregation of particles blended as a hygroscopic agent, which has been a problem until now, and the molded article has low moisture permeability and excellent moldability. It can be suitably used for a resin-made hollow package for housing a solid-state image pickup device such as a high-performance CCD or CMOS.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a hollow package molded with the epoxy resin composition of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Hollow Package 2 Lid 3 Adhesive 4 Island 5 External Lead 6 Internal Lead

Claims (5)

エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機質充填材、および比表面積が0.5m2/g以上30m2/g以下であり、平均粒径が3μm以上50μm以下である多孔質カーボンを含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。An epoxy resin, a curing agent, a curing accelerator, an inorganic filler, and porous carbon having a specific surface area of 0.5 m 2 / g to 30 m 2 / g and an average particle size of 3 μm to 50 μm An epoxy resin composition characterized by the above. 前記多孔質カーボンの含有量がエポキシ樹脂組成物の全体量の2質量%以上30質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。2. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the content of the porous carbon is 2% by mass or more and 30% by mass or less of the total amount of the epoxy resin composition. 成形体の煮沸吸水率が、168時間煮沸吸水試験後で0.55質量%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物。The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein the molded product has a boiling water absorption of 0.55% by mass or more after a boiling water absorption test for 168 hours. 請求項1から3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物からなることを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージ用エポキシ樹脂組成物。An epoxy resin composition for a hollow package for housing semiconductor elements, comprising the epoxy resin composition according to claim 1. 請求項1から3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物から成形されたことを特徴とする半導体素子収納用中空パッケージ。A hollow package for housing a semiconductor element, which is molded from the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3.
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