JPH04370138A - Epoxy resin composition - Google Patents

Epoxy resin composition

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JPH04370138A
JPH04370138A JP14708191A JP14708191A JPH04370138A JP H04370138 A JPH04370138 A JP H04370138A JP 14708191 A JP14708191 A JP 14708191A JP 14708191 A JP14708191 A JP 14708191A JP H04370138 A JPH04370138 A JP H04370138A
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epoxy resin
amorphous silica
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particle size
resin composition
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史郎 本田
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泰司 澤村
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Abstract

PURPOSE:To provide an epoxy resin composition containing a specific epoxy resin, an amorphous silica having specific shape and particle diameter and a specific thermoplastic elastomer, having excellent soldering heat-resistance and suitable for semiconductor sealing. CONSTITUTION:The objective epoxy resin composition for sealing semiconductor is composed of (A) 4-20 wt.% of an epoxy resin containing >=50wt.% of an epoxy compound of formula (two of R<1> to R<8> are 2,3-epoxypropoxy group and the others are H, 1-4C alkyl or halogen), (B) 3-15wt.% of a phenolic hardener (e.g. bisphenol A) and optionally a curing catalyst, (C) 73-88wt.% of an inorganic filler containing preferably >=80wt.% of amorphous silica composed of (C1) 97-60wt.% of crushed amorphous silica having an average particle diameter of <=10mum and (C2) 3-40wt.% of a spherical amorphous silica having an average particle diameter of <=4mum and smaller than that of the component C1 and (D) 0.2-10wt.% of a copolymer of ethylene or an alpha-olefin and an unsaturated carboxylic acid (derivative).

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は半田付け工程で生じるパ
ッケージクラックの問題を解消する、すなわち半田耐熱
性に優れる半導体封止用エポキシ樹脂組成物に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that eliminates the problem of package cracks occurring during the soldering process, that is, has excellent solder heat resistance.

【0002】0002

【従来の技術】エポキシ樹脂は耐熱性、耐湿性、電気特
性、接着性などに優れており、さらに配合処方により種
々の特性が付与できるため、塗料、接着剤、電気絶縁材
料など工業材料として利用されている。たとえば、半導
体装置などの電子回路部品の封止方法として従来より金
属やセラミックスによるハーメチックシールとフェノー
ル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などによる樹脂
封止が行われているが、近年では経済性、生産性、物性
のバランスの点からエポキシ樹脂による樹脂封止が中心
になっている。
[Prior art] Epoxy resins have excellent heat resistance, moisture resistance, electrical properties, adhesive properties, etc., and can be given various properties depending on the formulation, so they are used as industrial materials such as paints, adhesives, and electrical insulation materials. has been done. For example, as methods for encapsulating electronic circuit components such as semiconductor devices, hermetic seals using metals and ceramics, and resin encapsulation using phenolic resins, silicone resins, epoxy resins, etc., have traditionally been used. In view of the balance of physical properties, resin sealing using epoxy resin has become the main method.

【0003】特に最近ではプリント基板への部品実装に
おいて高密度化が進められており、従来のリードピンを
基板の穴に挿入する“挿入実装方式”に代り、基板表面
に部品を半田付けする“表面実装方式”が盛んになって
きた。それに伴いパッケージも従来のDIP(デュアル
・インライン・パッケージ)から高密度実装、表面実装
に適した薄型のTSOP(シン・スモール・アウトライ
ン・パッケージ)やQFP(クワッド・フラット・パッ
ケージ)に移行しつつある。
Particularly recently, higher density mounting of components on printed circuit boards has been progressing, and instead of the conventional "insertion mounting method" in which lead pins are inserted into holes in the board, a "surface mounting method" in which components are soldered to the surface of the board is being used. ``mounting method'' has become popular. Along with this, packages are also shifting from the conventional DIP (dual inline package) to thin TSOP (thin small outline package) and QFP (quad flat package), which are suitable for high-density mounting and surface mounting. .

【0004】表面実装方式への移行に伴い、従来あまり
問題にならなかった半田付け工程が大きな問題になって
きた。従来のピン挿入実装方式では半田付け工程はリー
ド部が部分的に加熱されるだけであったが、表面実装方
式ではパッケージ全体が熱媒に浸され加熱される。表面
実装方式における半田付け方法としては半田浴浸漬、不
活性液体の飽和蒸気や赤外線によって加熱する半田リフ
ロー法などが用いられるが、いずれの方法でもパッケー
ジ全体が210〜270℃の高温に加熱されることにな
る。そのため従来の封止樹脂で封止したパッケージは、
半田付け時に樹脂部分にクラックが発生し、信頼性が低
下して製品として使用できないという問題がおきていた
[0004] With the shift to the surface mounting method, the soldering process, which did not pose much of a problem in the past, has become a major problem. In the conventional pin insertion mounting method, only the leads are partially heated during the soldering process, but in the surface mounting method, the entire package is immersed in a heating medium and heated. Soldering methods used in the surface mount method include immersion in a solder bath, saturated vapor of an inert liquid, and a solder reflow method in which heating is performed using infrared rays, but in either method, the entire package is heated to a high temperature of 210 to 270 degrees Celsius. It turns out. Therefore, packages sealed with conventional sealing resin,
There was a problem that cracks occurred in the resin part during soldering, reducing reliability and making it unusable as a product.

【0005】半田付け工程におけるクラックの発生は、
後硬化してから実装工程の間までに吸湿した水分が半田
付け加熱時に爆発的に水蒸気化、膨脹することに起因す
るといわれており、その対策として封止用樹脂の改良が
種々検討されている。
[0005] The occurrence of cracks in the soldering process is
This is said to be caused by moisture absorbed between post-curing and the mounting process that explosively turns into water vapor and expands during soldering heat, and various improvements to the sealing resin are being considered as countermeasures. .

【0006】従来はエポキシ樹脂にオルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、硬化剤にフェノールノボラッ
ク樹脂が用い、無機充填材として平均粒径10〜20μ
mの破砕状非晶性シリカを用いるのが一般的であったが
、表面実装時の加熱によりクラックが発生する問題を回
避できなかった。そこで、半田付け工程におけるクラッ
クの発生を抑える目的で、エポキシ樹脂にビフェニル骨
格を有するエポキシ樹脂を用い、無機充填材として平均
粒径12μm以下の破砕状非晶性シリカと平均粒径40
μm以下の球状非晶性シリカとを組み合わせて用いる方
法(特開平2−99514号公報)などが提案されてい
る。
Conventionally, an orthocresol novolak type epoxy resin was used as the epoxy resin, a phenol novolac resin was used as the curing agent, and an average particle size of 10 to 20 μm was used as the inorganic filler.
Although it has been common to use crushed amorphous silica of 200 m, it has not been possible to avoid the problem of cracks occurring due to heating during surface mounting. Therefore, in order to suppress the occurrence of cracks during the soldering process, an epoxy resin having a biphenyl skeleton was used as the epoxy resin, and crushed amorphous silica with an average particle size of 40 μm or less was used as an inorganic filler.
A method using a combination of spherical amorphous silica with a particle size of μm or less (Japanese Patent Application Laid-open No. 2-99514) has been proposed.

【0007】しかし、これら種々の方法で改良された樹
脂も、それぞれ半田付け時のクラックに対してある程度
効果をあげてきているようであるが、まだ十分ではない
[0007] However, although the resins improved by these various methods seem to have some effect on cracks during soldering, they are still not sufficient.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る半田付け工程で生じるパッケージクラックの問題を解
消する、すなわち半田耐熱性に優れる半導体封止用エポ
キシ樹脂組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation that eliminates the problem of package cracks occurring in the soldering process, that is, has excellent solder heat resistance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定のエ
ポキシ樹脂と特定の形状、粒径の無機充填材、特定の熱
可塑性樹脂を配合することにより、上記の課題を解決し
、目的に合致したエポキシ樹脂組成物が得られることを
見出し本発明に到達した。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have solved the above problems by blending a specific epoxy resin, an inorganic filler with a specific shape and particle size, and a specific thermoplastic resin. The present invention was achieved by discovering that an epoxy resin composition meeting the above requirements can be obtained.

【0010】すなわち本発明は、エポキシ樹脂(A)、
フェノール系硬化剤(B)、非晶性シリカ(C)並びに
エチレンまたはα−オレフィンと不飽和カルボン酸また
はその誘導体との共重合体(D)を必須成分として含有
してなる樹脂組成物であって、前記エポキシ樹脂(A)
が式(I)
[0010] That is, the present invention provides an epoxy resin (A),
A resin composition containing as essential components a phenolic curing agent (B), amorphous silica (C), and a copolymer of ethylene or α-olefin and an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof. The epoxy resin (A)
is the formula (I)

【0011】[0011]

【化2】[Case 2]

【0012】(ただし、R1 〜R8 のうち2つは2
,3−エポキシプロポキシ基であり、残りは水素原子、
C1 〜C4の低級アルキル基またはハロゲン原子から
選ばれ、すべてが同一である必要はない。)で表される
エポキシ樹脂(a)を必須成分として含有するとともに
、前記非晶性シリカ(C)が平均粒径10μm以下の破
砕状非晶性シリカ97〜60重量%と平均粒径4μm以
下の球状非晶性シリカ3〜40重量%とからなり、球状
非晶性シリカの平均粒径が破砕状非晶性シリカの平均粒
径より小さく、かつ非晶性シリカ(C)を含む無機充填
材の割合が全体の73〜88重量%であるエポキシ樹脂
組成物である。
(However, two of R1 to R8 are 2
, 3-epoxypropoxy group, the rest are hydrogen atoms,
They are selected from C1 to C4 lower alkyl groups or halogen atoms, and do not need to be all the same. ) contains the epoxy resin (a) represented by (a) as an essential component, and the amorphous silica (C) is 97 to 60% by weight of crushed amorphous silica with an average particle size of 10 μm or less and an average particle size of 4 μm or less 3 to 40% by weight of spherical amorphous silica, the average particle size of the spherical amorphous silica is smaller than the average particle size of crushed amorphous silica, and an inorganic filler containing amorphous silica (C). This is an epoxy resin composition in which the proportion of the material is 73 to 88% by weight of the whole.

【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物が半田耐熱性
に優れる理由はまだ明確ではないが、(1)エポキシ樹
脂(a)が1分子中にエポキシ基を2個しか持たないこ
とにより硬化物の架橋密度が適度に低下することやエチ
レンまたはα−オレフィンと不飽和カルボン酸またはそ
の誘導体との共重合体(D)が樹脂を疎水化することに
より低吸水性を示すこと、(2)エポキシ樹脂(a)が
剛直なナフタレン骨格を持つことと硬化物の架橋密度が
適度に低いことにより高温において強靭性(高強度、高
伸度)を示すこと、(3)非晶性シリカ(C)の形状、
粒径の特殊な組み合わせによって高温で高い強度を示す
とともに局所応力を低減させクラック伝播を抑止してい
ること、さらには(4)エチレンまたはα−オレフィン
と不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体(D
)が一部エポキシ樹脂または硬化剤と反応して樹脂を強
靭化していることなどの効果が相乗的に働いて各々の単
独の寄与からは予想し得ないほどの優れた半田耐熱性を
示すものと思われる。
The reason why the epoxy resin composition of the present invention has excellent soldering heat resistance is not yet clear, but (1) the epoxy resin (a) has only two epoxy groups in one molecule; (2) The epoxy resin exhibits low water absorption due to a moderate decrease in crosslink density and the copolymer (D) of ethylene or α-olefin and unsaturated carboxylic acid or its derivative by making the resin hydrophobic. (a) exhibits toughness (high strength, high elongation) at high temperatures due to having a rigid naphthalene skeleton and moderately low crosslinking density of the cured product; (3) amorphous silica (C); shape,
It exhibits high strength at high temperatures due to a special combination of particle sizes, reduces local stress and inhibits crack propagation, and (4) copolymerization of ethylene or α-olefin with unsaturated carboxylic acid or its derivatives. Combine (D
) partially reacts with the epoxy resin or curing agent to strengthen the resin, and the effects work synergistically to provide excellent soldering heat resistance that cannot be expected from the individual contributions of each component. I think that the.

【0014】以下、本発明の構成を詳述する。The configuration of the present invention will be explained in detail below.

【0015】本発明におけるエポキシ樹脂(A)は、上
記式(I)で表されるエポキシ樹脂(a)を必須成分と
して含有する。
The epoxy resin (A) in the present invention contains the epoxy resin (a) represented by the above formula (I) as an essential component.

【0016】本発明におけるエポキシ樹脂(a)の好ま
しい具体例としては、  1,5−ジ(2,3−エポキ
シプロポキシ)ナフタレン、1,5−ジ(2,3−エポ
キシプロポキシ)−7−メチルナフタレン、  1,6
−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,
6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)−2−メチルナ
フタレン、1,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)
−8−メチルナフタレン、1,6−ジ(2,3−エポキ
シプロポキシ)−4,8−ジメチルナフタレン、2−ブ
ロム−1,6−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフ
タレン、8−ブロム−1,6−ジ(2,3−エポキシプ
ロポキシ)ナフタレン、2,7−ジ(2,3−エポキシ
プロポキシ)ナフタレンなどがあげられ、特に1,5−
ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、1,6
−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、  
2,7−ジ(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン
が好ましい。
Preferred specific examples of the epoxy resin (a) in the present invention include 1,5-di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene, 1,5-di(2,3-epoxypropoxy)-7-methyl naphthalene, 1,6
-di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene, 1,
6-di(2,3-epoxypropoxy)-2-methylnaphthalene, 1,6-di(2,3-epoxypropoxy)
-8-Methylnaphthalene, 1,6-di(2,3-epoxypropoxy)-4,8-dimethylnaphthalene, 2-bromo-1,6-di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene, 8-bromo- Examples include 1,6-di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene, 2,7-di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene, and especially 1,5-di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene.
Di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene, 1,6
-di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene,
2,7-di(2,3-epoxypropoxy)naphthalene is preferred.

【0017】エポキシ樹脂(A)中に含有されるエポキ
シ樹脂(a)の割合に関しては特に制限はないが、より
十分な効果を発揮させるためには、エポキシ樹脂(a)
をエポキシ樹脂(A)中に50重量%以上含有せしめる
ことが好ましい。
[0017] There is no particular restriction on the proportion of epoxy resin (a) contained in epoxy resin (A), but in order to exhibit a more sufficient effect, it is necessary to
It is preferable that the epoxy resin (A) contains 50% by weight or more of the following.

【0018】また、本発明におけるエポキシ樹脂(A)
はエポキシ樹脂(a)をエポキシ樹脂(A)中に50重
量%以上含有していれば残りは特に制限されないが、好
ましい具体例としてはオルソクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、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、ビフェノール型エポキシ樹脂などがあげら
れる。
[0018] Furthermore, the epoxy resin (A) in the present invention
The rest is not particularly limited as long as the epoxy resin (a) is contained in the epoxy resin (A) in an amount of 50% by weight or more, but preferred specific examples include orthocresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, and bisphenol A. Examples include biphenol type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and biphenol type epoxy resin.

【0019】本発明において、エポキシ樹脂(A)の配
合量は通常4〜20重量%、好ましくは5〜15重量%
である。
In the present invention, the blending amount of the epoxy resin (A) is usually 4 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight.
It is.

【0020】本発明におけるフェノール系硬化剤(B)
はエポキシ樹脂(A)と反応して硬化させるものであれ
ば特に限定されないが、好ましい具体例としてはたとえ
ばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹
脂、フェノールアラルキル樹脂、ビスフェノ−ルA、ビ
スフェノールFなどがあげられる。
[0020] Phenolic curing agent (B) in the present invention
is not particularly limited as long as it reacts with the epoxy resin (A) to cure it, but preferred specific examples include phenol novolak resin, cresol novolac resin, phenol aralkyl resin, bisphenol A, bisphenol F, etc. .

【0021】本発明において、フェノール系硬化剤(B
)の配合量は通常3〜15重量%、好ましくは4〜12
重量%である。さらには、エポキシ樹脂(A)とフェノ
ール系硬化剤(B)の配合比は、機械的性質および耐湿
性の点から水酸基/エポキシ基の化学当量比が0.7〜
1.3、特に0.8〜1.2の範囲にあることが好まし
い。
In the present invention, a phenolic curing agent (B
) is usually 3 to 15% by weight, preferably 4 to 12% by weight.
Weight%. Furthermore, the compounding ratio of the epoxy resin (A) and the phenolic curing agent (B) is such that the chemical equivalent ratio of hydroxyl group/epoxy group is from 0.7 to 0.7 from the viewpoint of mechanical properties and moisture resistance.
It is preferably in the range of 1.3, particularly 0.8 to 1.2.

【0022】また、本発明においてエポキシ樹脂(A)
とフェノール系硬化剤(B)の硬化反応を促進するため
硬化触媒を用いてもよい。硬化触媒は硬化反応を促進す
るものならば特に限定されず、たとえば2−メチルイミ
ダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−
4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾー
ルなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベン
ジルジメチルアミン、α−メチルベンジルジメチルアミ
ン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン
−7などの3級アミン化合物、トリフェニルホスフィン
、トリブチルホスフィン、トリ(p−メチルフェニル)
ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ
フェニルホスフィン・トリフェニルボレート、テトラフ
ェニルホスフィン・テトラフェニルボレートなどの有機
ホスフィン化合物があげられる。なかでも耐湿性の点か
ら、有機ホスフィン化合物が好ましく、トリフェニルホ
スフィンが特に好ましく用いられる。
[0022] Furthermore, in the present invention, epoxy resin (A)
A curing catalyst may be used to promote the curing reaction of the phenolic curing agent (B) and the phenolic curing agent (B). The curing catalyst is not particularly limited as long as it promotes the curing reaction, and examples thereof include 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, and 2-phenyl-
Imidazole compounds such as 4-methylimidazole and 2-heptadecylimidazole, tertiary amine compounds such as triethylamine, benzyldimethylamine, α-methylbenzyldimethylamine, 1,8-diazabicyclo(5,4,0)undecene-7, Triphenylphosphine, tributylphosphine, tri(p-methylphenyl)
Examples include organic phosphine compounds such as phosphine, tri(nonylphenyl)phosphine, triphenylphosphine/triphenylborate, and tetraphenylphosphine/tetraphenylborate. Among them, from the viewpoint of moisture resistance, organic phosphine compounds are preferred, and triphenylphosphine is particularly preferably used.

【0023】これらの硬化触媒は用途によっては二種以
上を併用してもよく、その添加量はエポキシ樹脂(A)
100重量部に対して0.5〜5重量部の範囲が好まし
い。
[0023] These curing catalysts may be used in combination of two or more depending on the application, and the amount added is determined by the amount of the epoxy resin (A).
The range of 0.5 to 5 parts by weight per 100 parts by weight is preferred.

【0024】本発明における非晶性シリカ(C)は平均
粒径10μm以下の破砕状非晶性シリカ97〜60重量
%と平均粒径4μm以下の球状非晶性シリカ3〜40重
量%とからなり、球状非晶性シリカの平均粒径が破砕状
非晶性シリカの平均粒径より小さいものである。ここで
平均粒径は累積重量50%になる粒径(メジアン径)を
意味し、たとえばレーザー回析式粒度分布測定装置など
を用いて測定された値である。
The amorphous silica (C) in the present invention is composed of 97 to 60% by weight of crushed amorphous silica with an average particle size of 10 μm or less and 3 to 40% by weight of spherical amorphous silica with an average particle size of 4 μm or less. The average particle size of the spherical amorphous silica is smaller than the average particle size of the crushed amorphous silica. The average particle size herein means the particle size (median diameter) that accounts for 50% of the cumulative weight, and is a value measured using, for example, a laser diffraction particle size distribution analyzer.

【0025】破砕状非晶性シリカの平均粒径は10μm
を越えると半田耐熱性が不十分になり、10μm以下で
あれば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の
点から3μm以上、10μm以下のものが好ましく用い
られ、特に3μm以上、7μm未満のものが好ましく用
いられる。
[0025] The average particle size of crushed amorphous silica is 10 μm.
If it exceeds 10 μm, the soldering heat resistance becomes insufficient, and if it is 10 μm or less, there is no particular restriction, but from the viewpoint of soldering heat resistance, 3 μm or more and 10 μm or less are preferably used, especially 3 μm or more and less than 7 μm. Those are preferably used.

【0026】また、球状非晶性シリカの平均粒径は4μ
mを越えると半田耐熱性が不十分になり、4μm以下で
あれば特に制限を加えるものではないが、半田耐熱性の
点から0.01μm以上4μm以下のものが好ましく用
いられる。
[0026] Furthermore, the average particle size of the spherical amorphous silica is 4μ.
If it exceeds m, the soldering heat resistance becomes insufficient, and if it is 4 μm or less, there is no particular restriction, but from the viewpoint of soldering heat resistance, 0.01 μm or more and 4 μm or less are preferably used.

【0027】本発明における非晶性シリカ(C)におい
ては、球状非晶性シリカの平均粒径が破砕状非晶性シリ
カの平均粒径より小さいことが重要である。球状非晶性
シリカの平均粒径が破砕状非晶性シリカの平均粒径より
も大きくなると半田耐熱性が大きく低下する。球状非晶
性シリカの平均粒径は破砕状非晶性シリカの平均粒径よ
り小さければよいが、好ましくは球状非晶性シリカの平
均粒径が破砕状非晶性シリカの平均粒径の2/3以下で
あり、特に好ましくは1/2以下である。
In the amorphous silica (C) used in the present invention, it is important that the average particle size of the spherical amorphous silica is smaller than the average particle size of the crushed amorphous silica. If the average particle size of the spherical amorphous silica is larger than the average particle size of the crushed amorphous silica, the soldering heat resistance will be greatly reduced. The average particle size of the spherical amorphous silica may be smaller than the average particle size of the crushed amorphous silica, but preferably the average particle size of the spherical amorphous silica is 2 times the average particle size of the crushed amorphous silica. /3 or less, particularly preferably 1/2 or less.

【0028】さらに本発明においては、破砕状非晶性シ
リカと球状非晶性シリカとの重量比が上記の範囲に無い
場合は半田耐熱性に優れた硬化物が得られない。
Furthermore, in the present invention, if the weight ratio of crushed amorphous silica to spherical amorphous silica is not within the above range, a cured product with excellent soldering heat resistance cannot be obtained.

【0029】本発明において非晶性シリカ(C)を含む
無機充填材の割合は組成物全体の中の73〜88重量%
であり、さらに好ましくは組成物全体の中の75〜85
重量%である。無機充填材の組成物全体に対する割合が
上記の範囲に無い場合は半田耐熱性に優れた硬化物が得
られない。
In the present invention, the proportion of the inorganic filler containing amorphous silica (C) is 73 to 88% by weight of the entire composition.
and more preferably 75 to 85 in the entire composition.
Weight%. If the ratio of the inorganic filler to the entire composition is not within the above range, a cured product with excellent soldering heat resistance cannot be obtained.

【0030】また、無機充填材中に含まれる非晶性シリ
カ(C)の割合に関しては特に制限はないが、より十分
な効果を発揮させるためには非晶性シリカ(C)を無機
充填材中に通常80重量%以上、好ましくは90重量%
以上含有せしめることが好ましい。
[0030]Although there is no particular restriction on the proportion of amorphous silica (C) contained in the inorganic filler, in order to exhibit a more sufficient effect, it is necessary to add amorphous silica (C) to the inorganic filler. Usually 80% by weight or more, preferably 90% by weight
It is preferable to contain the above amount.

【0031】また、本発明における無機充填材は、上記
非晶性シリカ(C)を無機充填材中に80重量%以上含
有していれば残りは特に制限されないが、好ましい具体
例としては結晶性シリカ、アルミナ、マグネシア、クレ
ー、タルク、ケイ酸カルシウム、酸化チタン、酸化アン
チモン、各種セラミックスなどがあげられる。
Further, the inorganic filler in the present invention is not particularly limited as long as it contains the above-mentioned amorphous silica (C) in an amount of 80% by weight or more, but as a preferred specific example, crystalline silica Examples include silica, alumina, magnesia, clay, talc, calcium silicate, titanium oxide, antimony oxide, and various ceramics.

【0032】本発明における非晶性シリカ(C)を含む
無機充填材はシランカップリング剤、チタネートカップ
リング剤などのカップリング剤であらかじめ表面処理し
て使用することが耐湿信頼性の点で好ましい。カップリ
ング剤としてエポキシシラン、アミノシラン、メルカプ
トシランなどのシランカップリング剤が好ましく用いら
れる。
[0032] In the present invention, the inorganic filler containing amorphous silica (C) is preferably used after being surface-treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent from the viewpoint of moisture resistance reliability. . As the coupling agent, silane coupling agents such as epoxysilane, aminosilane, and mercaptosilane are preferably used.

【0033】本発明におけるエチレンまたはα−オレフ
ィンと不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体
(D)のエチレンまたはα−オレフィンとしては、エチ
レン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メ
チルペンテン−1、オクテン−1などがあげられるが、
なかでもエチレンが好ましく用いられる。また、用途に
よっては二種以上のエチレンまたはα−オレフィンを併
用してもよい。また、不飽和カルボン酸としては、アク
リル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ブテ
ンジカルボン酸などがあげられる。また、不飽和カルボ
ン酸の誘導体としては、アルキルエステル、グリシジル
エステル、酸無水物またはイミドなどがあげられる。そ
の好ましい具体例としては、アクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸
グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グ
リシジル、イタコン酸ジグリシジル、シトラコン酸ジグ
リシジル、ブテンジカルボン酸ジグリシジルエステル、
ブテンジカルボン酸モノグリシジルエステル、無水マレ
イン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、マレイン
酸イミド、N−フェニルマレイン酸イミド、イタコン酸
イミド、シトラコン酸イミドなどがあげられ、なかでも
アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸グリシジル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸グ
リシジル、無水マレイン酸が好ましく用いられる。これ
らの不飽和カルボン酸またはその誘導体は用途によって
は二種以上を併用してもよい。
In the present invention, the ethylene or α-olefin of the copolymer (D) of ethylene or α-olefin and an unsaturated carboxylic acid or its derivative includes ethylene, propylene, butene-1, pentene-1, 4- Examples include methylpentene-1, octene-1, etc.
Among them, ethylene is preferably used. Moreover, depending on the use, two or more types of ethylene or α-olefin may be used in combination. Examples of unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, and butenedicarboxylic acid. Furthermore, examples of derivatives of unsaturated carboxylic acids include alkyl esters, glycidyl esters, acid anhydrides, and imides. Preferred specific examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate,
Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl ethacrylate, diglycidyl itaconate, diglycidyl citraconate, butene dicarboxylic acid diglycidyl ester,
Examples include butene dicarboxylic acid monoglycidyl ester, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, maleic acid imide, N-phenylmaleic acid imide, itaconic acid imide, citraconic acid imide, among others, acrylic acid, methacrylic acid, Ethyl acrylate, glycidyl acrylate, methyl methacrylate, glycidyl methacrylate, and maleic anhydride are preferably used. Two or more of these unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof may be used in combination depending on the purpose.

【0034】不飽和カルボン酸またはその誘導体の共重
合量は半田耐熱性向上効果の点から1〜50重量%が好
ましい。
The amount of copolymerization of the unsaturated carboxylic acid or its derivative is preferably 1 to 50% by weight from the viewpoint of improving soldering heat resistance.

【0035】エチレンまたはα−オレフィンと不飽和カ
ルボン酸またはその誘導体との共重合体(D)のAST
M−D1238規格に従って測定したメルトインデック
スは半田耐熱性および成形性の点から1〜3000が好
ましい。
AST of copolymer (D) of ethylene or α-olefin and unsaturated carboxylic acid or its derivative
The melt index measured according to M-D1238 standard is preferably 1 to 3000 from the viewpoint of solder heat resistance and moldability.

【0036】エチレンまたはα−オレフィンと不飽和カ
ルボン酸またはその誘導体との共重合体(D)の添加量
は半田耐熱性および成形性の点から全体の0.2〜10
重量%であり、好ましくは0.5〜5重量%である。
The amount of the copolymer (D) of ethylene or α-olefin and unsaturated carboxylic acid or its derivatives is 0.2 to 10% of the total from the viewpoint of soldering heat resistance and moldability.
% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight.

【0037】本発明において、エチレンまたはα−オレ
フィンと不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合
体(D)はあらかじめ粉砕、架橋その他の方法により粉
末化して用いてもよい。
In the present invention, the copolymer (D) of ethylene or α-olefin and unsaturated carboxylic acid or its derivative may be used after being pulverized in advance by pulverization, crosslinking or other methods.

【0038】また、エチレンまたはα−オレフィンと不
飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体(D)の
配合は任意の手順を用いることができる。例えば、あら
かじめエポキシ樹脂(A)または硬化剤(B)と溶融混
合した後でその他の成分を配合する方法、エポキシ樹脂
(A)、硬化剤(B)およびその他の成分と同時に配合
する方法があげられる。
Further, any procedure can be used for blending the copolymer (D) of ethylene or α-olefin with unsaturated carboxylic acid or its derivative. Examples include a method in which the epoxy resin (A) or curing agent (B) is melt-mixed in advance and then blended with other components, and a method in which the epoxy resin (A), curing agent (B), and other components are blended simultaneously. It will be done.

【0039】本発明のエポキシ樹脂組成物にはハロゲン
化エポキシ樹脂などのハロゲン化合物、リン化合物など
の難燃剤、三酸化アンチモンなどの難燃助剤、カーボン
ブラックなどの着色剤、シリコーンゴム、変性ニトリル
ゴム、変性ポリブタジエンゴムなどのエラストマー、ポ
リエチレンなどの熱可塑性樹脂、長鎖脂肪酸、長鎖脂肪
酸の金属塩、長鎖脂肪酸のエステル、長鎖脂肪酸のアミ
ド、パラフィンワックスなどの離型剤を任意に添加する
ことができる。
The epoxy resin composition of the present invention contains halogen compounds such as halogenated epoxy resins, flame retardants such as phosphorus compounds, flame retardant aids such as antimony trioxide, colorants such as carbon black, silicone rubber, and modified nitrile. Optionally add release agents such as rubber, elastomers such as modified polybutadiene rubber, thermoplastic resins such as polyethylene, long chain fatty acids, metal salts of long chain fatty acids, esters of long chain fatty acids, amides of long chain fatty acids, paraffin wax, etc. can do.

【0040】本発明のエポキシ樹脂組成物は溶融混練す
ることが好ましく、たとえばニーダー、ロール、単軸も
しくは二軸の押出機およびコニーダーなどの公知の混練
方法を用いて溶融混練することにより、製造される。
The epoxy resin composition of the present invention is preferably melt-kneaded, and can be produced by melt-kneading using a known kneading method such as a kneader, roll, single-screw or twin-screw extruder, or co-kneader. Ru.

【0041】[0041]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
[Examples] The present invention will be specifically explained below with reference to Examples.

【0042】実施例1〜9、比較例1〜7表1に示した
配合物と表2に示したエチレンまたはα−オレフィンと
不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体とを、
各々表3、表4(実施例)および表5、表6(比較例)
に示した組成比でミキサ−によりドライブレンドした。 これを、バレル設定温度90℃の二軸の押出機を用いて
溶融混練後、冷却・粉砕してエポキシ樹脂組成物を製造
した。
Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 7 The formulations shown in Table 1 and the copolymers of ethylene or α-olefin and unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof shown in Table 2 were
Table 3, Table 4 (Example) and Table 5, Table 6 (Comparative Example) respectively
Dry blending was performed using a mixer at the composition ratio shown in . This was melt-kneaded using a twin-screw extruder with a barrel set temperature of 90°C, and then cooled and pulverized to produce an epoxy resin composition.

【0043】[0043]

【表1】[Table 1]

【0044】[0044]

【表2】[Table 2]

【0045】[0045]

【表3】[Table 3]

【0046】[0046]

【表4】[Table 4]

【0047】[0047]

【表5】[Table 5]

【0048】[0048]

【表6】[Table 6]

【0049】この組成物を用い、以下に示した半田耐熱
性試験、曲げ試験、吸水率測定を行い、結果を表7およ
び表8に示した。
Using this composition, the following soldering heat resistance test, bending test, and water absorption measurement were conducted, and the results are shown in Tables 7 and 8.

【0050】半田耐熱性試験:80pinQFPデバイ
ス(パッケージサイズ:17×17×1.7mm、チッ
プサイズ:9×9×0.5mm)32個を低圧トランス
ファー成形機を用いて175℃×120秒の条件で成形
し、175℃で12時間硬化させた。このテストデバイ
スを、85℃/85%RHで所定の時間加湿させた後、
16個を215℃に加熱したVPS(ベーパー・フェー
ズ・ソルダー・リフロー)炉に90秒投入し、残り16
個を260℃に加熱した半田浴に10秒間浸漬してクラ
ックの発生したデバイスを不良とした。
Solder heat resistance test: 32 80-pin QFP devices (package size: 17 x 17 x 1.7 mm, chip size: 9 x 9 x 0.5 mm) were molded using a low pressure transfer molding machine at 175°C for 120 seconds. It was molded and cured at 175°C for 12 hours. After humidifying this test device at 85°C/85%RH for a predetermined time,
Put 16 pieces into a VPS (vapor phase solder reflow) furnace heated to 215℃ for 90 seconds, and the remaining 16 pieces
The devices were immersed in a solder bath heated to 260° C. for 10 seconds, and devices with cracks were judged as defective.

【0051】曲げ試験:ASTM(D790−58T)
に準拠した試験片を低圧トランスファー成形機を用いて
175℃×120秒の条件で成形し、175℃で12時
間硬化させた。この試験片を用いて、雰囲気温度215
℃でASTM(D790−58T)に準拠した方法で曲
げ試験を行い、曲げ強度を算出した。
Bending test: ASTM (D790-58T)
A test piece conforming to the above was molded using a low-pressure transfer molding machine at 175°C for 120 seconds, and cured at 175°C for 12 hours. Using this test piece, the ambient temperature was 215
A bending test was conducted at ℃ in accordance with ASTM (D790-58T), and the bending strength was calculated.

【0052】吸水率測定:半田耐熱性試験に用いる80
pinQFPテストデバイスを85℃/85%RHで所
定の時間加湿させた時の吸水率を測定した。
Water absorption measurement: 80 used for soldering heat resistance test
The water absorption rate was measured when the pinQFP test device was humidified at 85° C./85% RH for a predetermined period of time.

【0053】[0053]

【表7】[Table 7]

【0054】[0054]

【表8】[Table 8]

【0055】表7にみられるように、本発明のエポキシ
樹脂組成物(実施例1〜9)は半田耐熱性に優れている
。これに対して表8にみられるようにエポキシ樹脂(a
)を含有しない比較例1、エチレンまたはα−オレフィ
ンと不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体(
D)を含有しない比較例3および比較例4、球状非晶性
シリカを含まない比較例2、破砕状非晶性シリカと球状
非晶性シリカの平均粒径がそれぞれ本発明の範囲より大
きい比較例6および比較例7、球状非晶性シリカの平均
粒径が破砕状非晶性シリカの平均粒径より大きい比較例
5などはいずれも半田耐熱性が悪い。
As seen in Table 7, the epoxy resin compositions of the present invention (Examples 1 to 9) have excellent soldering heat resistance. On the other hand, as shown in Table 8, epoxy resin (a
) Comparative Example 1, a copolymer of ethylene or α-olefin and an unsaturated carboxylic acid or its derivative (
Comparative Examples 3 and 4 that do not contain D), Comparative Example 2 that does not contain spherical amorphous silica, and comparisons in which the average particle diameters of crushed amorphous silica and spherical amorphous silica are each larger than the range of the present invention. Examples 6, Comparative Example 7, Comparative Example 5 in which the average particle size of the spherical amorphous silica is larger than the average particle size of the crushed amorphous silica, etc., all have poor solder heat resistance.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、優れた
半田耐熱性を有し、半導体封止用エポキシ樹脂組成物と
して有用な樹脂組成物である。
EFFECTS OF THE INVENTION The epoxy resin composition of the present invention has excellent soldering heat resistance and is useful as an epoxy resin composition for semiconductor encapsulation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  エポキシ樹脂(A)、フェノール系硬
化剤(B)、非晶性シリカ(C)並びにエチレンまたは
α−オレフィンと不飽和カルボン酸またはその誘導体と
の共重合体(D)を必須成分として含有してなる樹脂組
成物であって、前記エポキシ樹脂(A)が式(I)【化
1】 (ただし、R1 〜R8 のうち2つは2,3−エポキ
シプロポキシ基であり、残りは水素原子、C1 〜C4
 の低級アルキル基またはハロゲン原子から選ばれ、す
べてが同一である必要はない。)で表されるエポキシ樹
脂(a)を必須成分として含有するとともに、前記非晶
性シリカ(C)が平均粒径10μm以下の破砕状非晶性
シリカ97〜60重量%と平均粒径4μm以下の球状非
晶性シリカ3〜40重量%からなり、球状非晶性シリカ
の平均粒径が破砕状非晶性シリカの平均粒径より小さく
、かつ非晶性シリカ(C)を含む無機充填材の割合が全
体の73〜88重量%であるエポキシ樹脂組成物。
Claim 1: Epoxy resin (A), phenolic curing agent (B), amorphous silica (C), and copolymer of ethylene or α-olefin and unsaturated carboxylic acid or its derivative (D) are essential. A resin composition containing as a component, the epoxy resin (A) having the formula (I) [Formula 1] (However, two of R1 to R8 are 2,3-epoxypropoxy groups, and the remaining is a hydrogen atom, C1 to C4
are selected from lower alkyl groups or halogen atoms, and do not need to be all the same. ) contains the epoxy resin (a) represented by (a) as an essential component, and the amorphous silica (C) is 97 to 60% by weight of crushed amorphous silica with an average particle size of 10 μm or less and an average particle size of 4 μm or less An inorganic filler consisting of 3 to 40% by weight of spherical amorphous silica, the average particle size of the spherical amorphous silica being smaller than the average particle size of crushed amorphous silica, and containing amorphous silica (C). An epoxy resin composition in which the proportion of is 73 to 88% by weight of the whole.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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