JP5055679B2 - Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same - Google Patents

Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same Download PDF

Info

Publication number
JP5055679B2
JP5055679B2 JP2001302668A JP2001302668A JP5055679B2 JP 5055679 B2 JP5055679 B2 JP 5055679B2 JP 2001302668 A JP2001302668 A JP 2001302668A JP 2001302668 A JP2001302668 A JP 2001302668A JP 5055679 B2 JP5055679 B2 JP 5055679B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substituted
group
compound
unsubstituted
methyl group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001302668A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002179768A (en
Inventor
義幸 郷
明子 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2001302668A priority Critical patent/JP5055679B2/en
Priority to TW91106188A priority patent/TW583261B/en
Publication of JP2002179768A publication Critical patent/JP2002179768A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5055679B2 publication Critical patent/JP5055679B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱硬化性樹脂組成物およびそれを用いたエポキシ樹脂成形材料ならびに半導体装置に関するものである。更に詳しくは、硬化性、流動性、常温における貯蔵安定性性が良好で、電気・電子材料分野に好適に用いることができる熱硬化性樹脂組成物および、これを用いたエポキシ樹脂成形材料、ならびにその硬化物にて封止された耐半田性、耐湿信頼性に優れた半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電気・電子材料、特に、IC封止材料は、近年、生産効率の向上を目的とした速硬化性と、物流・保管時のハンドリング性向上のための保存性の向上が、より重要視されるようになってきている。
【0003】
従来、電子電気分野向けエポキシ樹脂には、硬化触媒として、アミン類、イミダゾール系化合物、ジアザビシクロウンデセンなどの含窒素複素環式化合物、第四級アンモニウム、ホスホニウムあるいはアルソニウム化合物などの種々の化合物が使用されている。
【0004】
これら一般に使用される硬化触媒は、常温などの比較的低温においても、硬化促進作用を示す場合が多い。このことは、樹脂組成物の製造および保存時の粘度上昇や、流動性の低下、硬化性のばらつきなど、製品としての品質を低下させる原因となっている。
【0005】
この問題を解決すべく、近年では、低温での粘度、流動性の経時変化を抑え、賦形、成形時の加熱によってのみ、硬化反応を起こすような、いわゆる潜伏性硬化促進剤の研究が盛んになされている。その手段として、硬化促進剤の活性点をイオン対により保護することで、潜伏性を発現する研究がなされており、特開平8−41290号公報では、種々の有機酸とホスホニウムイオンとの塩構造を有する潜伏性硬化促進剤が提示されている。しかし、このホスホニウム塩は、イオン対が比較的容易に外部環境の影響を受けるため、近年の低分子エポキシ樹脂やフェノールアラルキル樹脂のような分子の動きやすい硬化剤を用いる半導体封止材料では、流動性や保存性が低下する問題が生じている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、硬化性、流動性、常温における貯蔵安定性が良好で、電気・電子材料分野に有用な熱硬化性樹脂組成物、および、これを用いたエポキシ樹脂成形材料、ならびにその硬化物にて封止された耐半田性、耐湿信頼性に優れる半導体装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物と共に、特定構造のホスホニウム化合物を用いることにより、優れた硬化性、流動性、貯蔵安定性性を並立する樹脂組成物、およびエポキシ樹脂成形材料が得られ、さらには高い耐半田性、耐湿信頼性を有する半導体装置が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0008】
即ち、本発明は、第(1)〜(6)項に記載の熱硬化性樹脂組成物、第(7)〜(11)項に記載のエポキシ樹脂成形材料及び第(12)項に記載の半導体装置を提供するものである。
【0009】
(1)1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)、および、一般式(1)で表されるホスホニウム化合物(C)を必須成分とすることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【化17】
(ただし、 R1、R2、R3およびR4は置換もしくは無置換の芳香族基またはアルキル基、 Pはリン原子、Hは水素原子、Yは3価以上のプロトン供与体がプロトンを1個放出してなる基を表し、nは0.2〜2の値を表す。)
【0010】
(2)一般式(1)で表されるホスホニウム化合物(C)が、一般式(2)で表されるホスホニウム化合物である前記第(1)項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化18】
(ただし、 R1、R2、R3およびR4は置換もしくは無置換の芳香族基またはアルキル基、 Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子、Arは芳香環または複素環を含むp価の有機基を表し、pは3以上の整数、qは0.2〜2の値を表す。)
【0011】
(3)一般式(1)で表されるホスホニウム化合物が、一般式(3)で表されるホスホニウム化合物である前記第(1)項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化19】
(ただし、 R1、R2、R3およびR4は置換もしくは無置換の芳香族基またはアルキル基、 Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子、Arは芳香環または複素環を含むr+1価の有機基を表し、rは2以上の整数、sは0.2〜2の値を表す。)
【0012】
(4)一般式(2)で表されるホスホニウム化合物(C)が、一般式(4)で表されるホスホニウム化合物である前記第(2)項記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化20】
(ただし、Pはリン原子、R1、R2、R3およびR4は置換もしくは無置換の芳香族基、またはアルキル基、Arは(t+u)価の芳香族基または複素環基、Xは水素原子または1価の有機基を表す。tは3〜5の整数、uは1〜3の整数を表す。)
【0013】
(5)一般式(4)で表されるホスホニウム化合物(C)が、一般式(5)又は(6)で表されるホスホニウム化合物である前記第(4)項記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化21】
(ただし、Pはリン原子、R1、R2、R3およびR4は置換もしくは無置換の芳香族基、またはアルキル基を表す。)
【化22】
(ただし、Pはリン原子、R1、R2、R3およびR4は置換もしくは無置換の芳香族基、またはアルキル基を表す。 R5は水素原子または炭素原子数1〜18で構成される1価のアルキル基を表す。)
【0014】
(6)一般式(3)で表されるホスホニウム化合物(C)が、一般式(7)又は(8)で表されるホスホニウム化合物である前記第(3)項記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化23】
(ただし、 R1、R2、R3およびR4は置換もしくは無置換の芳香族基またはアルキル基、 Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子を表し、yは0.2〜2の値を表す。)
【化24】
(ただし、 R1、R2、R3およびR4は置換もしくは無置換の芳香族基またはアルキル基、 Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子を表し、zは0.2〜2の値を表す。)
【0015】
(7)1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)、一般式(1)で表されるホスホニウム化合物(C)および無機充填材(D)を必須成分とすることを特徴とするエポキシ樹脂成形材料。
(8)一般式(1)で表されるホスホニウム化合物(C)が、一般式(2)又は(3)で表されるホスホニウム化合物である前記第(7)項記載のエポキシ樹脂成形材料。
(9)一般式(2)で表される化合物が、一般式(4)で表されるホスホニウム化合物である前記第(8)項記載のエポキシ樹脂成形材料。
(10)一般式(4)で表される化合物が、一般式(5)又は(6)で表される化合物である前記第(9)項記載のエポキシ樹脂成形材料。
(11)一般式(3)で表される化合物が、一般式(7)又は(8)で表される化合物である前記第(8)項記載のエポキシ樹脂成形材料。
【0016】
(12)前記第(7)〜(11)項記載のエポキシ樹脂成形材料の硬化物にて封止された半導体装置。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)は、1分子内にエポキシ基を2個以上有するものであれば、何ら制限はなく、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂など、ビフェノールなどのフェノール類やフェノール樹脂、ナフトール類などの水酸基にエピクロロヒドリンを反応させて製造するエポキシ樹脂、エポキシ化合物などが挙げられる。その他に、脂環式エポキシ樹脂のようにオレフィンを過酸を用いて酸化させエポキシ化したエポキシ樹脂や、ハイドロキノン等のジヒドロキシベンゼン類をエピクロロヒドリンでエポキシ化したものが挙げられる。
【0018】
また、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)は、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)の硬化剤として作用するものである。具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、アルキル変性ノボラック樹脂(シクロアルケンの二重結合をフリーデルクラフツ型の反応でフェノール類と反応、共縮合した樹脂を含む)、フェノールアラルキル樹脂、ナフトール類とフェノール類をカルボニル基含有化合物と共縮合した樹脂などが例示されるが、1分子内で芳香族性の環に結合する水素原子が、水酸基で2個以上置換された化合物であればよい。
【0019】
本発明において硬化促進剤として機能するホスホニウム化合物(C)は、一般式(1)、または一般式(2)〜(3)、さらには一般式(4)〜(8)で表されるテトラ置換ホスホニウムと多価プロトン供与体との錯塩である。このホスホニウム化合物は、1個のテトラ置換オニウムカチオンと、多価プロトン供与体が1個のプロトンを放出してなる有機アニオンがイオン対を形成し、さらにアニオン分子部と他のプロトン供与体分子が水素結合等の分子間相互作用を介して安定な錯塩を形成するものである。
【0020】
本発明に用いるホスホニウム化合物(C)が、従来のホスホニウムカチオン−プロトン供与体アニオンである1:1型のホスホニウム塩と異なる点は、3価以上のプロトン供与体が、分子中の水酸基、カルボキシル基、カルボニル等の極性基、あるいは複素環を構成する窒素原子が関与した分子間水素結合を介して、プロトン供与体間の水素結合により、高次構造の錯アニオン部を形成し、安定な超分子型の錯塩を形成している点である。この安定な超分子型錯塩構造により、従来のホスホニウムカチオン−プロトン供与体アニオンが1:1型の塩に比べて、低温の活性が抑制され、樹脂組成物の良好な保存安定性を与えることができる。一方、成形温度付近の高温においては、水素結合により形成される超分子型の錯塩構造は、速やかに熱的に解離分解し活性化し、従来のホスホニウム塩同様に速やかに硬化を促進し、良好な硬化性を発現する。さらには、従来のホスホニウム塩に比べて、成形温度付近に到達するまでは、触媒活性が、より抑制されているため、成形時に、より良好な流動性を与えることができる。従って、本発明の特定のホスホニウム化合物(C)を用いることによって、良好な保存安定性、硬化性、流動性が並立した樹脂特性、材料特性が付与される。
【0021】
本発明に用いるホスホニウム化合物(C)を構成するホスホニウムカチオンとしては、置換または無置換のアリール基やアルキル基を置換基にもつ、テトラ置換ホスホニウムイオンもしくはテトラ置換アンモニウムイオンが、熱や、加水分解に対する安定性の上で好ましく、具体的には、テトラフェニルホスホニウム、テトラトリルホスホニウムなどのテトラアリール置換ホスホニウム、エチルトリフェニルホスホニウムやベンジルトリフェニルホスホニウム、トリフェニルメチルホスニウムなどのトリアリールホスフィンとアルキルハライドから合成されたホスホニウムハライドに起源をもつトリアリールモノアルキルホスホニウム、テトラブチルホスホニウムなどのテトラアルキル置換ホスホニウムイオン、もしくはなどが例示される。
【0022】
また、ホスホニウム化合物(C)を形成するもう一方の成分である、3価以上のプロトン供与体としては、1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン、2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4-トリヒドロキシアセトフェノン、2,4,6-トリヒドロキシプロピオンフェノン、1,8,9-トリヒドロキシアントラセン、1,2,4-トリヒドロキシアントラキノン、1,4,9,10-テトラヒドロキシアントラセン、2,3,4,4'-テトラヒドロキシフェニルメタン、没食子酸、没食子酸メチル、没食子酸エチル、没食子酸-n-ブチル、没食子酸-n-オクチル、没食子酸-n-ラウリル、没食子酸ステアリル等のトリヒドロキシベンゼン誘導体、トリメシン酸、トリメリト酸、ピロメリト酸、シトラジン酸、バルビツール酸、タンニン酸、シアヌル酸、チオシアヌル酸などが例示されるが、ホスホニウム化合物の安定性や硬化性、流動性、保存性、硬化物物性のバランスの観点から、1,2,3-トリヒドロキシベンゼン、1,3,5-トリヒドロキシベンゼン、2,3,4-トリヒドロキシベンゾフェノン等のトリヒドロキシベンゼン誘導体、没食子酸、シトラジン酸、タンニン酸等のポリヒドロキシ型カルボン酸、没食子酸メチル、没食子酸エチル、没食子酸-n-オクチル、没食子酸-n-ドデシル、没食子酸ステアリル等の没食子酸エステル等が特に好適である。
【0023】
一方、特公昭58−39838号公報には、テトラヒドロカルビルホスホニウムフェノキシド塩およびこのホスホニウムフェノキシド塩の1モル当り1モル以上の多価フェノールHmXで錯化された化合物について記載されており、燐位エポキシド含有化合物と多価フェノールとの反応用触媒として有用であるとしている。
上述のホスホニウムフェノキシドのフェノキシドおよび、錯化せしめる多価フェノールに対応するHmXの具体的な例として、レゾルシノール、ヒドロキノン、フェノールフタレイン、2,4',4"-トリス(ヒドロキシフェニル)メタン等が例示されており、さらには、非置換あるいは塩素または臭素置換のビスフェノール類が特に好ましいとして、実施例において詳細に記載されている。
【0024】
本発明に用いるホスホニウム化合物のアニオン部を構成する3価以上のプロトン供与体として、好ましい化合物は、同一芳香核を置換している水素結合性の官能基である水酸基およびカルボキシル基の数の合計が3以上のものであり、実質において特公昭58−39838公報で例示されている多価フェノール類とは異なる。同一芳香核を置換している水酸基およびカルボキシル基の合計が3より小さい多価フェノール化合物では、水素結合に基づく分子間相互作用が、より弱いため、ホスホニウム化合物(C)の錯アニオン部の安定性より低く、低温で活性が発現する傾向がある。実際に特公昭58−39838公報で例示されているような多価フェノール類を、ホスホニウム化合物(C)を構成する多価プロトン供与体として用いた場合では、本発明の目的の一つである樹脂組成物の保存安定性の向上は得られない。本発明における水素結合性の官能基である水酸基およびカルボキシル基の数の合計は3以上であるが、この数が大きいほど、分子間水素結合がより強くなり安定な錯塩となるため、樹脂組成物の貯蔵安定性が向上する。
【0025】
本発明に用いる一般式(1)で表されるホスホニウム化合物(C)において、錯アニオン部を構成するプロトン供与体YHのホスホニウムカチオンに対するモル比nは、0.2〜2の範囲がホスホニウム化合物(C)の安定性の面で好ましい。nが0.2未満では水素結合による錯塩の安定性が低下し、低温で解離分解しやすくなるため、樹脂組成物や成形材料において十分な保存安定性が得られなくなる。同様の理由から、一般式(2)及び(3)で表されるホスホニウム化合物(C)、および一般式(7)及び(8)で表されるホスホニウム化合物(C)の錯アニオン部を構成するプロトン供与体YHのホスホニウムカチオンに対するモル比q、s、y、zの値は、0.2〜2の範囲が好ましい。
【0026】
本発明に用いるホスホニウム化合物(C)は、前述のような3価以上のプロトン供与体と、最終的に脱ハロゲン化水素を助ける塩基、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物をアルコールなどの溶媒に溶解し、続いて適当な溶媒に溶解した前記テトラ置換ホスホニウムのハライドを添加し反応させて、最終的には再結晶や再沈殿などの操作により固形分として取り出す方法や、テトラ置換ホスホニウムテトラ置換ボレートとプロトン供与体を熱反応後、アルコールなどの溶媒中で加熱反応させる方法で合成可能である。
【0027】
本発明に用いる、硬化促進剤として機能する、ホスホニウム化合物(C)の配合量は、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、硬化剤として機能する、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)の合計重量を100重量部とした場合、0.5〜20重量部程度が硬化性、保存性、他特性のバランスがよく好適である。また、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)の配合比率は、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)のエポキシ基1モルに対し、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)のフェノール性水酸基と分子化合物(C)に含まれるフェノール性水酸基との合算にて0.5〜2モル、好ましくは、0.8〜1.2程度のモル比となるよう用いると、硬化性、耐熱性、電気特性等がより良好となる。
【0028】
本発明に用いる無機充填材(D)は、その種類については、特に制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使用することができる。例えば、溶融破砕シリカ粉末、溶融球状シリカ粉末、結晶シリカ粉末、2次凝集シリカ粉末、アルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレー、ガラス繊維等が挙げられ、特に溶融球状シリカ粉末が好ましい。形状は限りなく真球状であることが好ましく、又、粒子の大きさの異なるものを混合することにより、充填量を多くすることができる。
【0029】
この無機充填材の配合量としては、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)の合計量100重量部あたり、200〜2400重量部が好ましい。200重量部未満だと、無機充填材による補強効果が充分に発現しないおそれがあり、2400重量部を越えると、樹脂組成物の流動性が低下し成形時に充填不良等が生じるおそれがあるので好ましくない。特に、無機充填材の配合量が、前記成分(A)と(B)の合計量100重量部あたり、250〜1400重量部であれば、成形材料の硬化物の吸湿率が低くなり、半田クラックの発生を防止することができ、更に溶融時の成形材料の粘度が低くなるため、半導体装置内部の金線変形を引き起こすおそれがなく、より好ましい。又、無機充填材は、予め充分混合しておくことが好ましい。
【0030】
本発明のエポキシ樹脂成形材料は、(A)〜(D)成分の他に、必要に応じてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤、カーボンブラック等の着色剤、臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、リン化合物等の難燃剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力成分、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪もしくはその金属塩類、パラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を配合することができ、また、本発明において硬化促進剤として機能するホスホニウム化合物(C)の特性を損なわない範囲で、トリフェニルホスフィン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセン、2−メチルイミダゾール等の他の公知の触媒と併用しても何ら問題はない。
【0031】
本発明のエポキシ樹脂成形材料は、(A)〜(D)成分、及びその他の添加剤等をミキサーを用いて常温混合し、ロール、押出機等の混練機で混練し、冷却後粉砕して得られる。
【0032】
本発明のエポキシ樹脂成形材料を用いて、半導体等の電子部品を封止し、半導体装置を製造するには、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、インジェクションモールド等の成形方法で硬化成形することができる。
【0033】
本発明のエポキシ樹脂成形材料の硬化物で封止された半導体装置は、本発明の技術的範囲に含まれ、優れた耐湿性を示す。
【0034】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明は、これにより何ら制限を受けるものではない。
【0035】
[硬化促進剤の合成]
(合成例1)
撹拌装置付きの1Lのセパラブルフラスコに1,2,3−トリヒドロキシベンゼン25.2g(0.2mol)、メタノール100mLを仕込み、室温で撹拌溶解し、さらに攪拌しながら水酸化ナトリウム4.0g(0.1mol)を予め、550mLのメタノールで溶解した溶液を添加した。次いで、予めテトラフェニルホスホニウムブロマイド41.9g(0.1mol)を150mLのメタノールに溶解した溶液を加えた。しばらく攪拌を継続し、300mLのメタノールを追加した後、フラスコ内の溶液に500mLの水を撹拌しながら滴下し、淡黄色沈殿を得た。沈殿を濾過、乾燥し、融点198〜200℃の淡黄色色結晶109.8gを得た。この化合物をC1とする。C1を、NMR、マススペクトル、元素分析で分析した結果、テトラフェニルホスホニウム1分子と1,2,3−トリヒドロキシベンゼンが、モル比1:2で錯化した一般式(1)で表される目的のホスホニウム化合物であることが確認された。合成の収率は93.0%であった。
【0036】
(合成例2〜10)
合成例2〜8は、表1に示した条件により、基本的な操作はすべて合成例1と同様に行い、それぞれ化合物C2〜C10を調製した。結果を表1に示す。
【0037】
【表1】
【0038】
[熱硬化性樹脂組成物の評価]
合成したホスホニウム化合物(C)を、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)、に加えて粉砕混合し、さらに100℃で5分間、熱板上で溶融混練した後、冷却粉砕して、組成物のサンプルを調製し、評価を行った。評価方法は、下記のとおりである。
【0039】
(1)硬化トルク(硬化性評価)
前記のサンプル調製方法により作製した樹脂組成物を用いて、キュラストメーター(オリエンテック社製、JSRキュラストメーターPS型)により、175℃で、45秒後のトルクを求めた。キュラストメーターにおけるトルクは、硬化性のパラメータであり、値の大きい方が、硬化性が高いことを示す。
【0040】
(2)硬化発熱量残存率(保存性評価)
前記のサンプル調製方法により作製した樹脂組成物を用いて、調製直後の初期硬化発熱量、および40℃で3日間保存処理後の硬化発熱量を測定し、初期硬化発熱量(mJ/mg)に対する保存処理後の硬化発熱量(mJ/mg)の百分率を算出した。尚、硬化発熱量の測定は、昇温速度10℃/minの条件で、示差熱分析により測定した。この値が大きいほど、硬化発熱量の経時変化が小さく保存性が良好であることを示す。
【0041】
(実施例1〜10、および比較例1〜4)
表2〜3に示した配合により、前記の方法で、組成物のサンプルを調製し評価した。比較例1〜4では、実施例における化合物(C)にかえて、公知の硬化促進剤であるトリフェニルホスフィン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、2−メチルイミダゾール、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレートを用いた。得られた各組成物の評価結果を表2に示す。
【0042】
【表2】
【0043】
【表3】
【0044】
本発明の熱硬化性樹脂組成物である実施例1〜10では、硬化性、保存性ともに良好であるのに対し、比較例1および比較例3では保存性が悪く、また比較例2および4では硬化性、保存性とも悪い結果を示した。
【0045】
[エポキシ樹脂成形材料の評価]
(実施例11)
油化シェルエポキシ製YX-4000H(ビフェニル型エポキシ樹脂) 52重量部
三井化学製XL225(フェノールアラルキル樹脂) 48重量部
ホスホニウム化合物C1 3.0重量部
溶融球状シリカ(平均粒径15μm) 500重量部
カーボンブラック 2重量部
臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂 2重量部
カルナバワックス 2重量部
を混合し、熱ロールを用いて、95℃で8分間混練して冷却後粉砕し、エポキシ樹脂成形材料を得た。得られたエポキシ樹脂成形材料を、以下の方法で評価した。結果を表4〜表5に示す。
【0046】
評価方法
(1)スパイラルフローは、EMMI−I−66に準じたスパイラルフロー測定用の金型を用い、金型温度175℃、注入圧力6.8MPa、硬化時間2分で測定した。スパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい方が流動性が良好である。
【0047】
(2)硬化トルクは、キュラストメーター(オリエンテック(株)製、JSRキュラストメーターIVPS型)を用い、175℃、45秒後のトルクを測定した。
この値の大きい方が硬化性は良好である。
【0048】
(3)フロー残存率は、調製直後と30℃で1週間保存した後のスパイラルフロー値を測定し、調製直後のスパイラルフロー値に対する保存後の値の百分率で示した。
【0049】
(4)耐湿信頼性は、金型温度175℃、圧力6.8MPa、硬化時間2分で16pDIPを成形し、この成形物を175℃で8時間硬化した後、125℃、相対湿度100%の水蒸気中で、20Vの電圧を16pDIPに印加し、断線不良を調べた。15個のパッケージのうちの、8個以上に不良が出るまでの時間を、不良時間とした。単位は時間。なお、測定時間は、最長で500時間とし、その時点で不良パッケージ数が8個未満であったものは、不良時間を500時間以上と示した。不良時間が長いほど、耐湿信頼性に優れる。
【0050】
(実施例12〜18、比較例5〜8)
実施例12〜18および比較例5〜8について、表3の配合に従い、実施例9と同様にして、エポキシ樹脂成形材料を調製し評価した。結果を表3に示す。
【0051】
【表4】
【0052】
【表5】
【0053】
実施例11〜18の本発明のエポキシ樹脂成形材料は、硬化性、流動性、保存性がきわめて良好であり、さらに、このエポキシ樹脂成形材料の硬化物で封止された半導体装置は、耐湿性が良好であることがわかる。比較例5〜8では、硬化性、流動性、保存性、信頼性を同時に満たすことができなかった。
【0054】
【発明の効果】
本発明の熱硬化性樹脂組成物及びエポキシ樹脂成形材料は、優れた硬化性、保存性、流動性を有し、このエポキシ樹脂成形材料の硬化物で封止された半導体装置は、耐湿信頼性に優れ有用である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermosetting resin composition, an epoxy resin molding material using the same, and a semiconductor device. More specifically, a thermosetting resin composition that has good curability, fluidity, and storage stability at room temperature and can be suitably used in the field of electrical and electronic materials, and an epoxy resin molding material using the same, and The present invention relates to a semiconductor device excellent in solder resistance and moisture resistance reliability sealed with a cured product.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electrical and electronic materials, especially IC encapsulating materials, have been given more importance to rapid curing for the purpose of improving production efficiency and improvement of preservability to improve handling during distribution and storage. It has become like this.
[0003]
Conventionally, epoxy resins for electronic and electrical fields have various curing compounds such as amines, imidazole compounds, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as diazabicycloundecene, quaternary ammonium, phosphonium or arsonium compounds. Is used.
[0004]
These generally used curing catalysts often exhibit a curing accelerating action even at a relatively low temperature such as room temperature. This is a cause of lowering the quality of the product, such as an increase in viscosity during production and storage of the resin composition, a decrease in fluidity, and a variation in curability.
[0005]
In recent years, in order to solve this problem, research on so-called latent curing accelerators has been actively conducted that suppresses the change in viscosity and fluidity at low temperatures with time and causes a curing reaction only by heating during shaping and molding. Has been made. As a means for this, studies have been made to develop the latent property by protecting the active sites of the curing accelerator with ion pairs. JP-A-8-41290 discloses salt structures of various organic acids and phosphonium ions. Latent cure accelerators having the following are presented: However, this phosphonium salt is easily affected by the external environment because the ion pair is relatively easy to flow in semiconductor encapsulating materials that use molecularly hardeners such as low molecular weight epoxy resins and phenol aralkyl resins in recent years. The problem that property and preservability fall has arisen.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a thermosetting resin composition having good curability, fluidity, and storage stability at room temperature and useful in the field of electric / electronic materials, an epoxy resin molding material using the same, and a cured product thereof. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which is excellent in solder resistance and moisture resistance reliability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have excellent curability and fluidity by using a phosphonium compound having a specific structure together with a compound having two or more epoxy groups in one molecule and a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. As a result, it has been found that a resin composition and an epoxy resin molding material that have good performance and storage stability can be obtained, and that a semiconductor device having high solder resistance and moisture resistance reliability can be obtained, and the present invention has been completed. It was.
[0008]
That is, the present invention relates to the thermosetting resin composition described in items (1) to (6), the epoxy resin molding material described in items (7) to (11), and the item (12). A semiconductor device is provided.
[0009]
(1) Compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule, Compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and a phosphonium compound represented by the general formula (1) ( A thermosetting resin composition comprising C) as an essential component.
Embedded image
(However, R 1 , R 2 , R 3, and R 4 are substituted or unsubstituted aromatic groups or alkyl groups, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom, Y is a trivalent or higher proton donor that has 1 proton. (Represents a group formed by individual release, and n represents a value of 0.2 to 2.)
[0010]
(2) The thermosetting resin composition according to (1), wherein the phosphonium compound (C) represented by the general formula (1) is a phosphonium compound represented by the general formula (2).
Embedded image
(However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted aromatic groups or alkyl groups, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom, O is an oxygen atom, Ar is an aromatic ring or a heterocyclic ring. P represents an organic group having a valence, p represents an integer of 3 or more, and q represents a value of 0.2 to 2.)
[0011]
(3) The thermosetting resin composition according to (1), wherein the phosphonium compound represented by the general formula (1) is a phosphonium compound represented by the general formula (3).
Embedded image
(However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted aromatic groups or alkyl groups, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom, O is an oxygen atom, Ar is an aromatic ring or a heterocyclic ring. And represents an r + 1 valent organic group, r represents an integer of 2 or more, and s represents a value of 0.2 to 2.)
[0012]
(4) The thermosetting resin composition according to item (2), wherein the phosphonium compound (C) represented by the general formula (2) is a phosphonium compound represented by the general formula (4).
Embedded image
(Wherein P is a phosphorus atom, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted aromatic groups or alkyl groups, Ar is a (t + u) -valent aromatic group or heterocyclic group, and X is Represents a hydrogen atom or a monovalent organic group, t represents an integer of 3 to 5, and u represents an integer of 1 to 3.)
[0013]
(5) The thermosetting resin composition according to (4), wherein the phosphonium compound (C) represented by the general formula (4) is a phosphonium compound represented by the general formula (5) or (6). .
Embedded image
(However, P represents a phosphorus atom, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a substituted or unsubstituted aromatic group or an alkyl group.)
Embedded image
(Wherein P represents a phosphorus atom, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent a substituted or unsubstituted aromatic group or an alkyl group. R 5 is composed of a hydrogen atom or a C 1-18 carbon atom. Represents a monovalent alkyl group.)
[0014]
(6) The thermosetting resin composition according to item (3), wherein the phosphonium compound (C) represented by the general formula (3) is a phosphonium compound represented by the general formula (7) or (8). .
Embedded image
Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted aromatic groups or alkyl groups, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom, O is an oxygen atom, and y is 0.2 to Represents a value of 2.)
Embedded image
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are substituted or unsubstituted aromatic groups or alkyl groups, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom, O is an oxygen atom, and z is 0.2 to Represents a value of 2.)
[0015]
(7) Compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule, Compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, Phosphonium compound (C) represented by the general formula (1) And an epoxy resin molding material characterized by comprising an inorganic filler (D) as an essential component.
(8) The epoxy resin molding material according to (7), wherein the phosphonium compound (C) represented by the general formula (1) is a phosphonium compound represented by the general formula (2) or (3).
(9) The epoxy resin molding material according to (8), wherein the compound represented by the general formula (2) is a phosphonium compound represented by the general formula (4).
(10) The epoxy resin molding material according to item (9), wherein the compound represented by the general formula (4) is a compound represented by the general formula (5) or (6).
(11) The epoxy resin molding material according to item (8), wherein the compound represented by the general formula (3) is a compound represented by the general formula (7) or (8).
[0016]
(12) A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin molding material according to any one of (7) to (11).
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule used in the present invention is not limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule. For example, biphenyl type epoxy resin, biphenyl Examples include aralkyl-type epoxy resins, novolak-type epoxy resins, naphthalene-type epoxy resins, epoxy resins produced by reacting phenols such as biphenol, phenol resins, and hydroxyl groups such as naphthols with epichlorohydrin. . In addition, an epoxy resin obtained by oxidizing an olefin with a peracid and epoxidizing it, such as an alicyclic epoxy resin, or an epoxy resin obtained by epoxidizing dihydroxybenzenes such as hydroquinone with epichlorohydrin.
[0018]
The compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule acts as a curing agent for the compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule. Specifically, phenol novolak resins, cresol novolak resins, alkyl-modified novolak resins (including resins obtained by reacting and co-condensing cycloalkene double bonds with Friedel-Crafts-type reactions), phenol aralkyl resins, naphthols Examples include resins obtained by co-condensation of phenols and phenols with carbonyl group-containing compounds, as long as two or more hydrogen atoms bonded to an aromatic ring in one molecule are substituted with hydroxyl groups. .
[0019]
The phosphonium compound (C) functioning as a curing accelerator in the present invention is represented by the general formula (1), the general formulas (2) to (3), and the tetra substitutions represented by the general formulas (4) to (8) It is a complex salt of phosphonium and a polyvalent proton donor. In this phosphonium compound, one tetra-substituted onium cation and an organic anion formed by releasing a proton from a polyvalent proton donor form an ion pair, and the anion molecular part and other proton donor molecules A stable complex salt is formed through intermolecular interactions such as hydrogen bonding.
[0020]
The phosphonium compound (C) used in the present invention is different from the 1: 1 type phosphonium salt which is a conventional phosphonium cation-proton donor anion, in that a trivalent or higher proton donor has a hydroxyl group or a carboxyl group in the molecule. Stable supramolecules that form complex anions with higher-order structures through hydrogen bonds between proton donors via intermolecular hydrogen bonds involving polar groups such as carbonyl, or nitrogen atoms that form heterocycles This is the point of forming a complex salt. This stable supramolecular complex structure suppresses the activity at low temperature and gives good storage stability of the resin composition as compared with the salt of the conventional phosphonium cation-proton donor anion of 1: 1 type. it can. On the other hand, at a high temperature near the molding temperature, the supramolecular complex salt structure formed by hydrogen bonding is rapidly dissociated and activated thermally and accelerates the curing as well as the conventional phosphonium salt. It exhibits curability. Furthermore, compared with the conventional phosphonium salt, since the catalytic activity is further suppressed until reaching the molding temperature, better fluidity can be given during molding. Therefore, by using the specific phosphonium compound (C) of the present invention, good storage stability, curability, fluidity, and resin characteristics and material characteristics are imparted.
[0021]
As the phosphonium cation constituting the phosphonium compound (C) used in the present invention, a tetra-substituted phosphonium ion or a tetra-substituted ammonium ion having a substituted or unsubstituted aryl group or alkyl group as a substituent is suitable for heat and hydrolysis. Preferred from the standpoint of stability. Specifically, tetraarylphosphonium, tetraaryl-substituted phosphonium such as tetratolylphosphonium, triarylphosphine such as ethyltriphenylphosphonium, benzyltriphenylphosphonium, triphenylmethylphosnium, and alkyl halides. Examples include triaryl monoalkylphosphoniums derived from synthesized phosphonium halides, tetraalkyl-substituted phosphonium ions such as tetrabutylphosphonium, and the like.
[0022]
The other component forming the phosphonium compound (C), which is a trivalent or higher proton donor, includes 1,2,3-trihydroxybenzene, 1,3,5-trihydroxybenzene, 2,3 , 4-trihydroxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxyacetophenone, 2,4,6-trihydroxypropionphenone, 1,8,9-trihydroxyanthracene, 1,2,4-trihydroxyanthraquinone, 1, 4,9,10-tetrahydroxyanthracene, 2,3,4,4'-tetrahydroxyphenylmethane, gallic acid, methyl gallate, ethyl gallate, n-butyl gallate, n-octyl gallate, gallic acid Trihydroxybenzene derivatives such as acid-n-lauryl, stearyl gallate, trimesic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, citrazic acid, barbituric acid, tannic acid, cyanuric acid, thiocyanuric acid, etc. As shown, from the viewpoint of the balance of stability, curability, fluidity, storage stability, and physical properties of the cured product of the phosphonium compound, 1,2,3-trihydroxybenzene, 1,3,5-trihydroxybenzene, 2, Trihydroxybenzene derivatives such as 3,4-trihydroxybenzophenone, polyhydroxy carboxylic acids such as gallic acid, citrazic acid and tannic acid, methyl gallate, ethyl gallate, gallic acid-n-octyl, gallic acid-n- Gallic acid esters such as dodecyl and stearyl gallate are particularly suitable.
[0023]
On the other hand, Japanese Examined Patent Publication No. 58-39838 describes a tetrahydrocarbylphosphonium phenoxide salt and a compound complexed with 1 mol or more of polyhydric phenol H m X per mol of the phosphonium phenoxide salt. It is said that it is useful as a catalyst for the reaction of epoxide-containing compounds and polyhydric phenols.
Specific examples of the above phosphonium phenoxide phenoxide and H m X corresponding to the complexed polyphenol include resorcinol, hydroquinone, phenolphthalein, 2,4 ', 4 "-tris (hydroxyphenyl) methane, etc. And are described in detail in the examples, with unsubstituted or chlorine or bromine substituted bisphenols being particularly preferred.
[0024]
As the trivalent or higher proton donor constituting the anion part of the phosphonium compound used in the present invention, a preferred compound has a total number of hydroxyl groups and carboxyl groups which are hydrogen bonding functional groups substituting the same aromatic nucleus. 3 or more, which is substantially different from polyhydric phenols exemplified in JP-B-58-39838. In polyhydric phenol compounds in which the sum of hydroxyl groups and carboxyl groups substituting the same aromatic nucleus is less than 3, the intermolecular interaction based on hydrogen bonding is weaker, so the stability of the complex anion portion of the phosphonium compound (C) The activity tends to develop at a lower temperature. In the case where a polyhydric phenol as exemplified in JP-B-58-39838 is actually used as a polyvalent proton donor constituting the phosphonium compound (C), a resin which is one of the objects of the present invention The storage stability of the composition cannot be improved. The total number of hydroxyl groups and carboxyl groups, which are hydrogen bonding functional groups in the present invention, is 3 or more, and the larger the number, the stronger the intermolecular hydrogen bond and the more stable complex salt. The storage stability of is improved.
[0025]
In the phosphonium compound (C) represented by the general formula (1) used in the present invention, the molar ratio n of the proton donor YH constituting the complex anion portion to the phosphonium cation is in the range of 0.2 to 2 in the range of phosphonium compound ( C) is preferable in terms of stability. When n is less than 0.2, the stability of the complex salt due to hydrogen bonding is lowered, and it is easy to dissociate and decompose at a low temperature, so that sufficient storage stability cannot be obtained in the resin composition or the molding material. For the same reason, the complex anion portion of the phosphonium compound (C) represented by the general formulas (2) and (3) and the phosphonium compound (C) represented by the general formulas (7) and (8) is constituted. The molar ratios q, s, y, and z of the proton donor YH to the phosphonium cation are preferably in the range of 0.2-2.
[0026]
The phosphonium compound (C) used in the present invention comprises a trivalent or higher proton donor as described above and a base that finally assists dehydrohalogenation, such as alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. Is dissolved in a solvent such as alcohol, followed by addition and reaction of the tetra-substituted phosphonium halide dissolved in a suitable solvent, and finally taken out as a solid content by operations such as recrystallization and reprecipitation, It can be synthesized by a method in which a tetra-substituted phosphonium tetra-substituted borate and a proton donor are heated and reacted in a solvent such as alcohol after the heat reaction.
[0027]
The compounding amount of the phosphonium compound (C) that functions as a curing accelerator used in the present invention is the compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule and the phenol in one molecule that functions as a curing agent. When the total weight of the compound (B) having two or more curable hydroxyl groups is 100 parts by weight, about 0.5 to 20 parts by weight is preferable because of a good balance of curability, storage stability and other characteristics. The compounding ratio of the compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule and the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule is 2 or more epoxy groups in one molecule. The total of the phenolic hydroxyl group of the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and the phenolic hydroxyl group contained in the molecular compound (C) per 1 mol of the epoxy group of the compound (A) having When used in a molar ratio of about 0.5 to 2 mol, preferably about 0.8 to 1.2, the curability, heat resistance, electrical characteristics, etc. are improved.
[0028]
The inorganic filler (D) used in the present invention is not particularly limited as to the type thereof, and those generally used for sealing materials can be used. Examples thereof include fused crushed silica powder, fused spherical silica powder, crystalline silica powder, secondary agglomerated silica powder, alumina, titanium white, aluminum hydroxide, talc, clay, and glass fiber, with fused spherical silica powder being particularly preferred. The shape is preferably infinitely spherical, and the amount of filling can be increased by mixing particles having different particle sizes.
[0029]
The blending amount of the inorganic filler is about 100 parts by weight of the total amount of the compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule and the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. 200 to 2400 parts by weight are preferable. If the amount is less than 200 parts by weight, the reinforcing effect of the inorganic filler may not be sufficiently exhibited. If the amount exceeds 2400 parts by weight, the fluidity of the resin composition may be reduced, and there is a risk of poor filling during molding. Absent. In particular, if the blending amount of the inorganic filler is 250 to 1400 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the components (A) and (B), the moisture absorption rate of the cured material of the molding material becomes low, and solder cracks occur. Since the viscosity of the molding material at the time of melting is lowered, there is no possibility of causing deformation of the gold wire inside the semiconductor device, which is more preferable. Moreover, it is preferable that the inorganic filler is sufficiently mixed in advance.
[0030]
In addition to the components (A) to (D), the epoxy resin molding material of the present invention includes a coupling agent such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, a colorant such as carbon black, and a brominated epoxy as necessary. Various additives such as resin, antimony oxide, flame retardants such as phosphorus compounds, low stress components such as silicone oil and silicone rubber, natural waxes, synthetic waxes, higher fats or their metal salts, release agents such as paraffin, antioxidants, etc. In the present invention, triphenylphosphine and 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7 are used as long as the properties of the phosphonium compound (C) functioning as a curing accelerator in the present invention are not impaired. -There is no problem even if it is used in combination with other known catalysts such as undecene and 2-methylimidazole.
[0031]
In the epoxy resin molding material of the present invention, components (A) to (D) and other additives are mixed at room temperature using a mixer, kneaded with a kneader such as a roll or an extruder, pulverized after cooling. can get.
[0032]
In order to seal an electronic component such as a semiconductor and manufacture a semiconductor device by using the epoxy resin molding material of the present invention, it can be cured and molded by a molding method such as transfer molding, compression molding, or injection molding.
[0033]
A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin molding material of the present invention is included in the technical scope of the present invention and exhibits excellent moisture resistance.
[0034]
【Example】
Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereby.
[0035]
[Synthesis of curing accelerator]
(Synthesis Example 1)
A 1 L separable flask equipped with a stirrer was charged with 25.2 g (0.2 mol) of 1,2,3-trihydroxybenzene and 100 mL of methanol, dissolved by stirring at room temperature, and 4.0 g of sodium hydroxide with further stirring ( 0.1 mol) was previously dissolved in 550 mL of methanol. Next, a solution prepared by previously dissolving 41.9 g (0.1 mol) of tetraphenylphosphonium bromide in 150 mL of methanol was added. After stirring for a while and adding 300 mL of methanol, 500 mL of water was added dropwise to the solution in the flask while stirring to obtain a pale yellow precipitate. The precipitate was filtered and dried to obtain 109.8 g of pale yellow crystals having a melting point of 198 to 200 ° C. This compound is designated as C1. As a result of analyzing C1, by NMR, mass spectrum and elemental analysis, it is represented by the general formula (1) in which one molecule of tetraphenylphosphonium and 1,2,3-trihydroxybenzene are complexed at a molar ratio of 1: 2. It was confirmed to be the target phosphonium compound. The synthesis yield was 93.0%.
[0036]
(Synthesis Examples 2 to 10)
In Synthesis Examples 2 to 8, all basic operations were performed in the same manner as in Synthesis Example 1 under the conditions shown in Table 1, to prepare compounds C2 to C10, respectively. The results are shown in Table 1.
[0037]
[Table 1]
[0038]
[Evaluation of thermosetting resin composition]
The synthesized phosphonium compound (C) is pulverized and mixed in addition to the compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule and the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, Furthermore, after melt-kneading on a hot plate at 100 ° C. for 5 minutes, the mixture was cooled and pulverized to prepare a sample of the composition for evaluation. The evaluation method is as follows.
[0039]
(1) Curing torque (curability evaluation)
Using the resin composition produced by the above sample preparation method, the torque after 45 seconds at 175 ° C. was obtained with a curast meter (manufactured by Orientec Co., Ltd., JSR curast meter PS type). The torque in the curast meter is a curability parameter, and a larger value indicates higher curability.
[0040]
(2) Curing heat generation residual rate (preservation evaluation)
Using the resin composition produced by the above sample preparation method, the initial curing calorific value immediately after preparation and the curing calorific value after storage treatment at 40 ° C. for 3 days are measured, and the initial curing calorific value (mJ / mg) is measured. The percentage of the calorific value (mJ / mg) after the storage treatment was calculated. The amount of heat generated by curing was measured by differential thermal analysis under the condition of a temperature increase rate of 10 ° C./min. The larger this value, the smaller the change over time in the amount of heat generated by curing, and the better the storage stability.
[0041]
(Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4)
Samples of the composition were prepared and evaluated by the methods described above according to the formulations shown in Tables 2-3. In Comparative Examples 1 to 4, triphenylphosphine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene, and 2-methylimidazole, which are known curing accelerators, are used instead of the compound (C) in the examples. Tetraphenylphosphonium tetraphenylborate was used. Table 2 shows the evaluation results of the obtained compositions.
[0042]
[Table 2]
[0043]
[Table 3]
[0044]
In Examples 1 to 10 which are the thermosetting resin compositions of the present invention, both curability and storage stability are good, whereas in Comparative Examples 1 and 3, storage stability is poor, and Comparative Examples 2 and 4 Showed poor results in both curability and storage stability.
[0045]
[Evaluation of epoxy resin molding materials]
(Example 11)
YX-4000H (biphenyl type epoxy resin) made of oil-based shell epoxy 52 parts by weight XL225 (phenol aralkyl resin) made by Mitsui Chemicals 48 parts by weight Phosphonium compound C1 3.0 parts by weight fused spherical silica (average particle size 15 μm) 500 parts by weight carbon black 2 2 parts by weight brominated bisphenol A type epoxy resin 2 parts by weight Carnauba wax 2 parts by weight were mixed, kneaded at 95 ° C. for 8 minutes using a hot roll, cooled and pulverized to obtain an epoxy resin molding material. The obtained epoxy resin molding material was evaluated by the following methods. The results are shown in Tables 4-5.
[0046]
Evaluation Method (1) The spiral flow was measured using a mold for spiral flow measurement according to EMMI-I-66 at a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 6.8 MPa, and a curing time of 2 minutes. Spiral flow is a parameter for fluidity, and the larger the value, the better the fluidity.
[0047]
(2) Curing torque was measured using a curast meter (Orientec Co., Ltd., JSR curast meter IVPS type) at 175 ° C. for 45 seconds.
The larger this value, the better the curability.
[0048]
(3) The flow remaining rate was measured by measuring the spiral flow value immediately after preparation and after storing for 1 week at 30 ° C., and expressed as a percentage of the value after storage with respect to the spiral flow value immediately after preparation.
[0049]
(4) Moisture resistance reliability is such that a mold temperature of 175 ° C., a pressure of 6.8 MPa, a curing time of 2 minutes is molded into 16 pDIP, and the molded product is cured at 175 ° C. for 8 hours, and then 125 ° C. and a relative humidity of 100%. In water vapor, a voltage of 20 V was applied to 16 pDIP, and the disconnection failure was examined. The time until a defect appears in eight or more of the 15 packages was defined as a defect time. The unit is time. Note that the measurement time was 500 hours at the longest, and when the number of defective packages was less than 8 at that time, the defective time was 500 hours or more. The longer the defect time, the better the moisture resistance reliability.
[0050]
(Examples 12-18, Comparative Examples 5-8)
About Examples 12-18 and Comparative Examples 5-8, according to the mixing | blending of Table 3, it carried out similarly to Example 9, and prepared and evaluated the epoxy resin molding material. The results are shown in Table 3.
[0051]
[Table 4]
[0052]
[Table 5]
[0053]
The epoxy resin molding materials of Examples 11 to 18 of the present invention have extremely good curability, fluidity, and storage stability. Furthermore, the semiconductor device sealed with a cured product of this epoxy resin molding material has moisture resistance. Is found to be good. In Comparative Examples 5-8, curability, fluidity, storage stability, and reliability could not be satisfied at the same time.
[0054]
【Effect of the invention】
The thermosetting resin composition and the epoxy resin molding material of the present invention have excellent curability, storage stability, and fluidity, and the semiconductor device encapsulated with the cured product of the epoxy resin molding material has moisture resistance reliability. It is excellent and useful.

Claims (5)

1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)、および、一般式(3)、(5)又は(6)で表されるホスホニウム化合物で表されるホスホニウム化合物(C)を必須成分とすることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物であって、ホスホニウム化合物(C)の配合量が、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)の合計重量100重量部に対し、0.5〜20重量部である熱硬化性樹脂組成物。
(ただし、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基、Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子、Arはベンゼン環またはピリジン環からなるr+1価の有機基を表し、rは2以上の整数、sは0.2〜2の値を表す。)
(ただし、Pはリン原子、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基を表す。)
(ただし、Pはリン原子、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基を表す。R5は水素原子または炭素原子数1〜18で構成される1価のアルキル基を表す。)
A compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule, a compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and a general formula (3), (5) or (6) A thermosetting resin composition comprising a phosphonium compound (C) represented by the phosphonium compound as an essential component, wherein the compounding amount of the phosphonium compound (C) includes an epoxy group in one molecule. The thermosetting resin composition is 0.5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the compound (A) having two or more and the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. .
(Wherein, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom O represents an oxygen atom, Ar represents an r + 1 valent organic group composed of a benzene ring or a pyridine ring , r represents an integer of 2 or more, and s represents a value of 0.2 to 2.)
(Where, P is represents a phosphorus atom, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group.)
(However, .R 5 P is representative of the phosphorus atom, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group Represents a hydrogen atom or a monovalent alkyl group composed of 1 to 18 carbon atoms.)
一般式(3)で表されるホスホニウム化合物が、一般式(7)又は(8)で表されるホスホニウム化合物である請求項1記載の熱硬化性樹脂組成物。
(ただし、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基、Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子を表し、yは0.5〜2の値を表す。)
(ただし、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基またはフェニル基で置換または無置換のアルキル基、Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子を表し、zは0.5〜2の値を表す。)
The thermosetting resin composition according to claim 1, wherein the phosphonium compound represented by the general formula (3) is a phosphonium compound represented by the general formula (7) or (8).
(Wherein, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom , O represents an oxygen atom, and y represents a value of 0.5-2.)
(Wherein, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom , O represents an oxygen atom, and z represents a value of 0.5-2.)
1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)、一般式(3)、(5)又は(6)で表されるホスホニウム化合物(C)、および無機充填材(D)を必須成分とすることを特徴とするエポキシ樹脂成形材料であって、ホスホニウム化合物(C)の配合量が、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)の合計重量100重量部に対し、0.5〜20重量部であるエポキシ樹脂成形材料。
(ただし、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基、Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子、Arはベンゼン環またはピリジン環からなるr+1価の有機基を表し、rは2以上の整数、sは0.2〜2の値を表す。)
(ただし、Pはリン原子、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基を表す。)
(ただし、Pはリン原子、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基を表す。R5は水素原子または炭素原子数1〜18で構成される1価のアルキル基を表す。)
A compound having two or more epoxy groups in one molecule (A), a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule (B), represented by the general formula (3), (5) or (6) An epoxy resin molding material comprising phosphonium compound (C) and inorganic filler (D) as essential components, wherein the amount of phosphonium compound (C) contains two epoxy groups in one molecule The epoxy resin molding material which is 0.5-20 weight part with respect to 100 weight part of total weight of the compound (A) which has the above, and the compound (B) which has 2 or more of phenolic hydroxyl groups in 1 molecule.
(Wherein, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom O represents an oxygen atom, Ar represents an r + 1 valent organic group composed of a benzene ring or a pyridine ring , r represents an integer of 2 or more, and s represents a value of 0.2 to 2.)
(Where, P is represents a phosphorus atom, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group.)
(However, .R 5 P is representative of the phosphorus atom, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group Represents a hydrogen atom or a monovalent alkyl group composed of 1 to 18 carbon atoms.)
一般式(3)で表される化合物が、一般式(7)又は(8)で表される化合物である請求項3記載のエポキシ樹脂成形材料。
(ただし、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基、 Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子を表し、yは0.5〜2の値を表す。)
(ただし、R1、R2、R3およびR4メチル基で置換もしくは無置換のフェニル基あるいはメチル基もしくはフェニル基で置換または無置換のアルキル基、Pはリン原子、Hは水素原子、Oは酸素原子を表し、zは0.5〜2の値を表す。)
The epoxy resin molding material according to claim 3, wherein the compound represented by the general formula (3) is a compound represented by the general formula (7) or (8).
(Wherein, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom , O represents an oxygen atom, and y represents a value of 0.5-2.)
(Wherein, R 1, R 2, R 3 and R 4 are a substituted or unsubstituted A alkyl group in a substituted or unsubstituted phenyl group or a methyl group or a phenyl group with a methyl group, P is a phosphorus atom, H is a hydrogen atom , O represents an oxygen atom, and z represents a value of 0.5-2.)
請求項3又は4記載のエポキシ樹脂成形材料の硬化物にて封止された半導体装置。 A semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin molding material according to claim 3.
JP2001302668A 2000-09-29 2001-09-28 Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same Expired - Fee Related JP5055679B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001302668A JP5055679B2 (en) 2000-09-29 2001-09-28 Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same
TW91106188A TW583261B (en) 2000-09-29 2002-03-28 Thermosetting resin composition and its use in epoxy resin molding material and semiconductor device

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000300731 2000-09-29
JP2000300731 2000-09-29
JP2000-300731 2000-09-29
JP2001302668A JP5055679B2 (en) 2000-09-29 2001-09-28 Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002179768A JP2002179768A (en) 2002-06-26
JP5055679B2 true JP5055679B2 (en) 2012-10-24

Family

ID=26601250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001302668A Expired - Fee Related JP5055679B2 (en) 2000-09-29 2001-09-28 Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5055679B2 (en)
TW (1) TW583261B (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004043695A (en) * 2002-07-15 2004-02-12 Sumitomo Bakelite Co Ltd Adhesive for die bonding, method for manufacturing semiconductor device using the same, and semiconductor device
EP1400567B1 (en) 2002-09-18 2006-03-08 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device
SG131750A1 (en) * 2002-09-18 2007-05-28 Sumitomo Bakelite Co Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device
KR100971062B1 (en) * 2002-09-26 2010-07-20 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 Thermosetting resin composition, epoxy resin forming material and semiconductor apparatus
JP4341261B2 (en) * 2003-03-05 2009-10-07 住友ベークライト株式会社 Epoxy resin curing accelerator, epoxy resin composition, and semiconductor device
KR102378915B1 (en) * 2015-01-30 2022-03-24 산아프로 가부시키가이샤 Epoxy resin curing accelerator
WO2016121356A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Epoxy resin composition for sealing, cured product and semiconductor device
KR101835937B1 (en) * 2015-07-03 2018-04-20 삼성에스디아이 주식회사 Epoxy resin composition for encapsulating semiconductor device and semiconductor device prepared from using the same
JP2017155068A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 サンアプロ株式会社 Epoxy resin curing accelerator
JP6741988B2 (en) * 2016-07-04 2020-08-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 Encapsulating epoxy resin composition, method for producing encapsulating epoxy resin composition, cured product of encapsulating epoxy resin composition, and semiconductor device
JP6197187B1 (en) * 2016-07-21 2017-09-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 Semiconductor device
JP6688992B2 (en) * 2016-07-29 2020-04-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Epoxy resin composition for encapsulation, cured product, and semiconductor device
JP6827210B2 (en) * 2016-07-29 2021-02-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 Epoxy resin composition for encapsulation and method for manufacturing semiconductor devices

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3233382B2 (en) * 1993-12-20 2001-11-26 住友ベークライト株式会社 Resin composition
JPH07330787A (en) * 1994-06-13 1995-12-19 Sumitomo Bakelite Co Ltd Synthesis of tetrasubstituted phosphonium organic acid salt
JPH0841290A (en) * 1994-07-27 1996-02-13 Sumitomo Bakelite Co Ltd Resin composition
JP4014311B2 (en) * 1998-09-14 2007-11-28 住友ベークライト株式会社 Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device
JP2000319359A (en) * 1999-04-30 2000-11-21 Sumitomo Bakelite Co Ltd Thermosetting resin composition
JP2002105171A (en) * 2000-09-29 2002-04-10 Sumitomo Bakelite Co Ltd Epoxy resin composition for laminate, and prepreg and laminate using the same

Also Published As

Publication number Publication date
TW583261B (en) 2004-04-11
JP2002179768A (en) 2002-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4163162B2 (en) Latency catalyst for epoxy resin, epoxy resin composition and semiconductor device
JP5055679B2 (en) Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same
TWI687449B (en) Epoxy resin hardening accelerator
JP3672225B2 (en) Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same
JP4830543B2 (en) Method for producing latent catalyst and epoxy resin composition
JP4367046B2 (en) Curing accelerator, epoxy resin composition, and semiconductor device
JP4720357B2 (en) Method for producing latent catalyst and epoxy resin composition
JP2006274217A (en) Epoxy resin composition and epoxy resin for semiconductor sealing
JP2004124023A (en) Hardener composition for epoxy resin, epoxy resin composition using the hardener and semiconductor device
JP4826301B2 (en) Method for producing latent catalyst and epoxy resin composition
JP3672224B2 (en) Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device using the same
WO2003082976A1 (en) Thermosetting resin composition and epoxy resin molding material using the composition and semiconductor device
WO2001007501A1 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2003292732A (en) Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device
JP4595223B2 (en) Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material and semiconductor device
JP2007262238A (en) Curing agent composition for epoxy resin, epoxy resin composition produced by using the same and semiconductor device
JP4622030B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP4622025B2 (en) Epoxy resin composition and semiconductor device
JP2003292584A (en) Thermosetting resin composition and epoxy resin molding material and semiconductor device using the same
JP2002284855A (en) Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material using the same, and semiconductor device
JP4341254B2 (en) Curing accelerator for epoxy resin composition, epoxy resin composition and semiconductor device
KR100971062B1 (en) Thermosetting resin composition, epoxy resin forming material and semiconductor apparatus
JP4244662B2 (en) Thermosetting resin composition and semiconductor device using the same
JPH09124772A (en) Epoxy resin composition
JP2002284854A (en) Thermosetting resin composition, epoxy resin molding material using the same, and semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080804

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110509

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120703

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120716

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5055679

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees