JPH05320320A - Epoxy resin composition and resin-sealed semiconductor device - Google Patents

Epoxy resin composition and resin-sealed semiconductor device

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JPH05320320A
JPH05320320A JP13060092A JP13060092A JPH05320320A JP H05320320 A JPH05320320 A JP H05320320A JP 13060092 A JP13060092 A JP 13060092A JP 13060092 A JP13060092 A JP 13060092A JP H05320320 A JPH05320320 A JP H05320320A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
epoxy
semiconductor device
phenol
Prior art date
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Pending
Application number
JP13060092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Shiomi
浩 塩見
Kunimasa Kamio
邦政 神尾
Yasuhisa Sugiyama
靖央 杉山
Noriaki Saito
憲明 斉藤
Takashi Morimoto
尚 森本
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 Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP92117199A priority patent/EP0536748B1/en
Priority to DE69222109T priority patent/DE69222109T2/en
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To obtain an epoxy resin composition excellent in low moisture absorption and toughness in heating and having good balance of heat resistance and curing properties and prepare a high-performance resin-sealed semiconductor device improved in crack resistance to soldering, etc., by using the epoxy resin composition. CONSTITUTION:The epoxy resin composition consists essentially of a polyhydric phenol which is a condensation product of a phenol such as m-cresol and a naphthoaldehyde such as 1-naphthoaldehyde and an epoxy resin such as o-cresol novolak resin having >=2 epoxy groups in one molecule. The resin-sealed semiconductor device is prepared by using this epoxy resin composition.

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、電子部品の封止用とし
て有用なエポキシ樹脂組成物及びそれを用いた樹脂封止
型半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition useful for encapsulating electronic parts and a resin-encapsulated semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSI、IC、トランジスタ等、
半導体の封止には、経済的に有用なエポキシ樹脂による
トランスファー成形が行われている。特に、最近では、
LSIの表面実装が行われており、ハンダ浴中に直接浸
漬される場合が増えてきている。その際、封止材は、2
00℃以上の高温にさらされるため、封止材中に吸湿し
ていた水分が膨張し、クラックが入ったり、ダイパッド
との界面に剥離を生ずる問題が発生する。このため、樹
脂封止材には、耐クラック性や密着性の改良が必要とさ
れ、低吸湿性及び熱時の強靭性が求められている。現状
では、エポキシ樹脂としてo−クレゾールノボラックの
グリシジルエーテルを用い、硬化剤としてはフェノール
ノボラックを用いた封止材が主流であるが、上記の問題
があり、実用上は防湿梱包をして使用されている。
2. Description of the Related Art Recently, LSIs, ICs, transistors, etc.
Transfer molding with an economically useful epoxy resin is performed for sealing a semiconductor. Especially recently
The surface mounting of LSIs is performed, and the number of cases in which they are directly immersed in a solder bath is increasing. At that time, the sealing material is 2
Since it is exposed to a high temperature of 00 ° C. or higher, the moisture absorbed in the encapsulant expands, causing cracks and peeling at the interface with the die pad. Therefore, the resin encapsulant is required to have improved crack resistance and adhesion, and is required to have low hygroscopicity and toughness when heated. At present, the encapsulant using glycidyl ether of o-cresol novolac as the epoxy resin and phenol novolac as the curing agent is the mainstream, but it has the above problems and is practically used in moisture-proof packaging. ing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】o−クレゾールノボラ
ックのグリシジルエーテル及びフェノールノボラックを
主とする封止材は、耐熱性と吸湿性の点では一応のバラ
ンスがとれているが、前述のような高い水準での低吸湿
性が求められる用途においては必ずしも充分ではなく、
熱時の靭性に関しても不充分であるため、ハンダクラッ
ク性において問題がある。このような事情に鑑み本発明
者らは、より低吸湿性及び熱時の靭性に優れ、かつ耐熱
性及び硬化性のバランスのとれたエポキシ樹脂組成物に
ついて鋭意検討した結果、エポキシ樹脂硬化剤として特
定の多価フェノール類を用いる組成物が上記目的に合う
ことを見いだし本発明を完成するに至った。
The encapsulating material mainly composed of glycidyl ether of o-cresol novolac and phenol novolac is tentatively balanced in terms of heat resistance and hygroscopicity, but it is high as described above. It is not always sufficient in applications where low level of hygroscopicity is required,
Since the toughness at the time of heating is also insufficient, there is a problem in the solder cracking property. In view of such circumstances, the present inventors diligently studied an epoxy resin composition having lower hygroscopicity and toughness when heated, and having a well-balanced heat resistance and curability, as a result, as an epoxy resin curing agent. The inventors have found that a composition using a specific polyhydric phenol meets the above-mentioned object, and completed the present invention.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、
(a)分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ
樹脂及び(b)フェノール類とナフトアルデヒド類との
縮合により得られる多価フェノール類を主成分として含
有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物及び該エポ
キシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止することを特
徴とする樹脂封止型半導体装置に関するものである。
That is, the present invention is
An epoxy resin composition containing (a) an epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule and (b) a polyhydric phenol obtained by condensation of a phenol and a naphthaldehyde as main components. The present invention relates to a resin-encapsulated semiconductor device in which a semiconductor element is encapsulated with the resin and the epoxy resin composition.

【0005】本発明に使用される(b)成分である多価
フェノール類の原料であるフェノール類としては、フェ
ノール、1−ナフトールもしくは2−ナフトール及び置
換基として塩素原子、臭素原子もしくはフッ素原子等の
ハロゲン原子、炭素数1〜9個のアルキル基またはアリ
ール基を有するフェノール、1−ナフトールもしくは2
−ナフトールの各異性体及び誘導体を挙げることができ
る。
Phenols which are raw materials of the polyhydric phenol which is the component (b) used in the present invention include phenol, 1-naphthol or 2-naphthol and chlorine atom, bromine atom or fluorine atom as a substituent. Having a halogen atom, an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms or an aryl group, 1-naphthol or 2
Mention may be made of each isomer and derivative of naphthol.

【0006】具体的には、フェノール、クレゾール、キ
シレノール、n−プロピルフェノール、イソプロピルフ
ェノール、n−ブチルフェノール、イソブチルフェノー
ル、t−ブチルフェノール、アミルフェノール、ヘキシ
ルフェノール、シクロヘキシルフェノール、メチル−シ
クロヘキシルフェノール、メチルブチルフェノール、フ
ェニルフェノール、1−ナフトール、2−ナフトール
(異性体を有するものは、それらの異性体を含む)を例
示することができる。これらのフェノール類は、単独の
みならず、二種以上の混合物として用いることもでき
る。これらの中でも硬化性及び吸湿性の点からクレゾー
ル、キシレノールが特に好ましい。
Specifically, phenol, cresol, xylenol, n-propylphenol, isopropylphenol, n-butylphenol, isobutylphenol, t-butylphenol, amylphenol, hexylphenol, cyclohexylphenol, methyl-cyclohexylphenol, methylbutylphenol, Examples thereof include phenylphenol, 1-naphthol, and 2-naphthol (those having isomers include those isomers). These phenols can be used not only alone but also as a mixture of two or more kinds. Among these, cresol and xylenol are particularly preferable from the viewpoint of curability and hygroscopicity.

【0007】本発明で用いられる多価フェノール類のも
う一方の原料であるナフトアルデヒド類とは、具体的に
は1−ナフトアルデヒド、2−ナフトアルデヒド、メチ
ルナフトアルデヒド、エチルナフトアルデヒド、ブチル
ナフトアルデヒドを例示することができる。また、塩素
原子、臭素原子もしくはフッ素原子等のハロゲン原子、
炭素数1〜9個アルキル基またはアリール基を置換基と
して有する前記ナフトアルデヒドの各種異性体及び誘導
体を含む。これらのナフトアルデヒド類は、単独のみな
らず二種以上の混合物として用いることもできる。
The naphthaldehydes, which are the other raw material of the polyhydric phenols used in the present invention, are specifically 1-naphthaldehyde, 2-naphthaldehyde, methylnaphthaldehyde, ethylnaphthaldehyde, butylnaphthaldehyde. Can be illustrated. In addition, a halogen atom such as a chlorine atom, a bromine atom or a fluorine atom,
It includes various isomers and derivatives of the above-mentioned naphthaldehyde having an alkyl group or an aryl group having 1 to 9 carbon atoms as a substituent. These naphthaldehydes can be used not only alone but also as a mixture of two or more kinds.

【0008】また、本発明のナフトアルデヒド類に、他
のアルデヒド類を本発明の効果を損なわない程度混合し
て用いてもよい。他のアルデヒド類としては、ホルムア
ルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、アク
ロレイン、クロトンアルデヒド、ケイ皮アルデヒド、グ
リオキザール等(各種誘導体を含む)が挙げられる。
The naphthaldehydes of the present invention may be mixed with other aldehydes to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Other aldehydes include formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, acrolein, crotonaldehyde, cinnamic aldehyde, glyoxal and the like (including various derivatives).

【0009】これらのフェノール類とナフトアルデヒド
類との縮合反応は、HCl、H2 SO4 等の無機酸、酢
酸、p−トルエンスルホン酸、チオグリコール酸等の有
機酸、ルイス酸等の酸性触媒、またはイオン交換樹脂存
在下、40〜150℃の温度で縮合させ、水洗、未反応
フェノール類の留去等の後処理をする周知の方法により
行なわれる。この様にして得られるフェノール類とナフ
トアルデヒド類の縮合物は、下記一般式(1)で表せ
る。
The condensation reaction between these phenols and naphthaldehydes is carried out by using an inorganic acid such as HCl or H 2 SO 4, an organic acid such as acetic acid, p-toluenesulfonic acid or thioglycolic acid, or an acidic catalyst such as Lewis acid. Or in the presence of an ion-exchange resin, condensation is performed at a temperature of 40 to 150 ° C., and post-treatment such as washing with water and distilling off unreacted phenols is carried out by a known method. The condensate of phenols and naphthaldehydes thus obtained can be represented by the following general formula (1).

【0010】[0010]

【化1】 (式中、Ar1 は上記フェノール類に由来する構造を、
Ar2 は同じく上記ナフトアルデヒド類に由来する構造
を表す。nは平均繰り返し単位数である。)
[Chemical 1] (In the formula, Ar 1 is a structure derived from the above phenols,
Ar 2 also represents a structure derived from the above naphthaldehydes. n is the average number of repeating units. )

【0011】平均繰返し単位数nは、フェノール類とナ
フトアルデヒド類の仕込みモル比や触媒量など合成条件
により調節することができる。nが0のとき目的物の融
点や溶融粘度がもっとも低くなり取扱い易くなるが、硬
化物物性のバランスを考慮すれば、nが0を越える多官
能成分を含む混合物であってもよく、nが0〜3、好ま
しくは0〜1.5であれば本発明の目的にかなうもので
ある、nが3を越える場合、目的物の軟化点や溶融粘度
が高くなるため取扱いが困難となり好ましくない。ま
た、未反応のフェノール類が残存しているものを本発明
に用いられる多価フェノール類として使用することもで
きるし、軟化点や溶融粘度の調整のために意図的に未反
応フェノール類を残すよう調節して用いることも可能で
ある。
The average number of repeating units n can be adjusted by the synthesis conditions such as the molar ratio of the phenols and naphthaldehydes charged and the amount of catalyst. When n is 0, the melting point and melt viscosity of the target product are the lowest, making it easy to handle. However, considering the balance of the physical properties of the cured product, it may be a mixture containing a polyfunctional component with n exceeding 0. If it is from 0 to 3, preferably from 0 to 1.5, the object of the present invention is satisfied. If n exceeds 3, the softening point and melt viscosity of the target product increase, which is difficult to handle, which is not preferable. Further, the unreacted phenols remaining can be used as the polyhydric phenols used in the present invention, or the unreacted phenols are intentionally left for adjusting the softening point and the melt viscosity. It is also possible to adjust and use.

【0012】本発明の組成物に用いられる(a)成分で
あるエポキシ樹脂としては、公知の物を使用することが
できる。これらについて例示すると、フェノール、o−
クレゾール等のフェノール類とホルムアルデヒドの反応
生成物であるノボラック系エポキシ樹脂、フロログリシ
ン、トリス−(4−ヒドロキシフェニル)−メタン、
1,1,2,2,−テトラキス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エタン等の三価以上のフェノール類から誘導される
グリシジルエーテル化合物、ビスフェノールA、ビスフ
ェノールF、ハイドロキノン、レゾルシン等の二価フェ
ノール類またはテトラブロムビスフェノールA等のハロ
ゲン化ビスフェノール類から誘導されるジグリシジルエ
ーテル化合物、フェノール類と芳香族カルボニル化合物
との縮合反応により得られる多価フェノール類のグリシ
ジルエーテル化合物、p−アミノフェノール、m−アミ
ノフェノール、4−アミノメタクレゾール、6−アミノ
メタクレゾール、4,4’−ジアミノジフェニルメタ
ン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−
ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフ
ェニルエーテル、1,4−−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)
ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼ
ン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プ
ロパン、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジア
ミン、2,4−トルエンジアミン、2,6−トルエンジ
アミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジア
ミン、1,4−シクロヘキサンビス(メチルアミン)、
1,3−シクロヘキサンビス(メチルアミン)等から誘
導されるアミン系エポキシ樹脂、p−オキシ安息香酸、
m−オキシ安息香酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の
芳香族カルボン酸から誘導されるグリシジルエステル系
化合物、5,5−ジメチルヒダントイン等から誘導され
るヒダントイン系エポキシ化合物、2,2−ビス(3,
4−エポキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス
〔4−(2,3−エポキシプロピル)シクロヘキシル〕
プロパン、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、3,4
−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシ
クロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ樹
脂、N,N−ジグリシジルアニリン等があり、これらの
エポキシ樹脂の一種または二種以上が使用される。
As the epoxy resin which is the component (a) used in the composition of the present invention, known products can be used. For example, phenol, o-
Novolac-based epoxy resin, which is a reaction product of phenol such as cresol and formaldehyde, phloroglysin, tris- (4-hydroxyphenyl) -methane,
Glycidyl ether compounds derived from trihydric or higher phenols such as 1,1,2,2, -tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane, dihydric phenols such as bisphenol A, bisphenol F, hydroquinone and resorcin, or tetra Diglycidyl ether compounds derived from halogenated bisphenols such as brombisphenol A, glycidyl ether compounds of polyhydric phenols obtained by condensation reaction of phenols and aromatic carbonyl compounds, p-aminophenol, m-aminophenol , 4-aminometacresol, 6-aminometacresol, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-
Diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy)
Benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis (4-aminophenoxyphenyl) propane, p-phenylenediamine, m-phenylene Diamine, 2,4-toluenediamine, 2,6-toluenediamine, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine, 1,4-cyclohexanebis (methylamine),
Amine-based epoxy resin derived from 1,3-cyclohexanebis (methylamine), p-oxybenzoic acid,
Glycidyl ester compounds derived from aromatic carboxylic acids such as m-oxybenzoic acid, terephthalic acid and isophthalic acid, hydantoin epoxy compounds derived from 5,5-dimethylhydantoin, 2,2-bis (3,2)
4-epoxycyclohexyl) propane, 2,2-bis [4- (2,3-epoxypropyl) cyclohexyl]
Propane, vinylcyclohexenedioxide, 3,4
There are alicyclic epoxy resins such as epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, N, N-diglycidylaniline and the like, and one or more kinds of these epoxy resins are used.

【0013】これらのエポキシ樹脂のうち二官能性のエ
ポキシ樹脂を用いる場合は、組み合わせる多価フェノー
ル類の官能基の数を3以上とすることが好ましい。二官
能性のエポキシ樹脂及び三官能性以上の多価フェノール
類の組み合わせは、封止材として用いる場合硬化性に優
れている。以上の理由及び耐湿性の面から、封止材料用
途にはo−クレゾールノボラック等のノボラック型エポ
キシ樹脂及びフェノール類と芳香族カルボニル化合物と
の縮合反応により得られる多価フェノール類のグリシジ
ルエーテルが好ましい。なかでもノボラック型エポキシ
樹脂がより好ましい。
When a bifunctional epoxy resin is used among these epoxy resins, it is preferable that the number of functional groups of the polyhydric phenols to be combined is 3 or more. A combination of a bifunctional epoxy resin and a trifunctional or higher polyhydric phenol has excellent curability when used as a sealing material. From the above reasons and from the viewpoint of moisture resistance, novolac type epoxy resins such as o-cresol novolac and glycidyl ethers of polyhydric phenols obtained by condensation reaction of phenols and aromatic carbonyl compounds are preferable for sealing material applications. .. Of these, novolac type epoxy resin is more preferable.

【0014】また、本発明の組成物には通常のエポキシ
樹脂用硬化剤を(b)成分である多価フェノール類と併
用してもよい。これらの硬化剤について例示すると、ビ
スフェノールA、テトラブロモビスフェノールA、ビス
フェノールF、ビスフェノールS、ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)エタン、1,3,3−トリメチル−1−m−ヒ
ドロキシフェニルインダン−5または7−オール、1,
3,3−トリメチル−1−p−ヒドロキシフェニルイン
ダン−6−オール、レゾルシン、ハイドロキノン、カテ
コールおよびフェノール、o−クレゾール等のフェノー
ル類とホルムアルデヒドの反応生成物であるフェノール
類ノボラック樹脂等のポリフェノール化合物、マレイン
酸、フタル酸、ナジク酸、メチル−テトラヒドロフタル
酸、メチルナジク酸等のポリカルボン酸およびその無水
物、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、ジアミノジフェニルエーテル、フェニレンジア
ミン、ジアミノジシクロヘキシルメタン、キシリレンジ
アミン、トルエンジアミン、ジクロロ−ジアミノジフェ
ニルメタン(それぞれ異性体を含む)、エチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン等のポリアミン化合物、さ
らにはジシアンジアミド、テトラメチルグアニジン等、
エポキシ基と反応可能な活性水素含有化合物が例示でき
る。なかでも、フェノール類ノボラック樹脂が硬化性の
面から好ましい。
In the composition of the present invention, an ordinary curing agent for epoxy resin may be used in combination with the polyhydric phenol which is the component (b). Examples of these curing agents include bisphenol A, tetrabromobisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, bis (4-hydroxyphenyl) ethane, 1,3,3-trimethyl-1- m-hydroxyphenylindan-5 or 7-ol, 1,
Polyphenol compounds such as 3,3-trimethyl-1-p-hydroxyphenylindan-6-ol, resorcin, hydroquinone, catechol and phenol, phenols such as o-cresol and phenols, which are reaction products of formaldehyde, and novolac resins, Polycarboxylic acids such as maleic acid, phthalic acid, nadic acid, methyl-tetrahydrophthalic acid and methyl nadic acid and their anhydrides, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylether, phenylenediamine, diaminodicyclohexylmethane, xylylenediamine, toluenediamine. , Dichloro-diaminodiphenylmethane (including isomers), ethylenediamine, hexamethylenediamine and other polyamine compounds, and further dicyandiene Bromide, tetramethyl guanidine,
Examples thereof include active hydrogen-containing compounds capable of reacting with an epoxy group. Of these, phenolic novolac resins are preferable from the viewpoint of curability.

【0015】本発明の組成物のエポキシ樹脂と多価フェ
ノール類の配合割合について述べると、多価フェノール
類の使用量は、エポキシ基に対して0.7〜1.2当量
である。エポキシ基に対して0.7当量に満たない場
合、もしくは、1.2当量を超える場合、いずれも硬化
が不完全であり、低吸湿性とならない。
The blending ratio of the epoxy resin and the polyhydric phenol of the composition of the present invention will be described. The amount of the polyhydric phenol used is 0.7 to 1.2 equivalents based on the epoxy group. If the amount is less than 0.7 equivalent or more than 1.2 equivalent to the epoxy group, curing is incomplete and low hygroscopicity is not obtained.

【0016】本発明の樹脂組成物を硬化させる場合、公
知の硬化促進剤を用いてもよい。特に半導体封止材料用
途においては速硬化性を得るために用いることが望まし
い。このような硬化促進剤について例示すると、トリフ
ェニルホスフィン、トリ−4−メチルフェニルホスフィ
ン、トリ−4−メトキシフェニルホスフィン、トリブチ
ルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリ−2−シ
アノエチルホスフィンなどの有機ホスフィン化合物、ト
リブチルアミン、トリエチルアミン、1,8−ジアザビ
シクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリアミルアミ
ン等の三級アミン、塩化ベンジルトリメチルアンモニウ
ム、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム、トリエチ
ルアンモニウムテトラフェニルボレート等の4級アンモ
ニウム塩、イミダゾール類等が例示されるが、これらに
限定されるものではない。これらの中でも、有機ホスフ
ィン化合物、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウ
ンデセン−7、トリエチルアンモニウムテトラフェニル
ボレートが耐湿性及び硬化性の点から好ましく、中でも
トリフェニルホスフィンが特に好ましい。
When curing the resin composition of the present invention, known curing accelerators may be used. In particular, it is desirable to use it in order to obtain fast curing property in the application of semiconductor encapsulating material. Examples of such curing accelerators include organic phosphine compounds such as triphenylphosphine, tri-4-methylphenylphosphine, tri-4-methoxyphenylphosphine, tributylphosphine, trioctylphosphine, tri-2-cyanoethylphosphine, and triphenylphosphine. Tertiary amines such as butylamine, triethylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 and triamylamine, quaternary ammonium such as benzyltrimethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium hydroxide, and triethylammonium tetraphenylborate. Examples thereof include salts and imidazoles, but are not limited to these. Among these, organic phosphine compounds, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 and triethylammonium tetraphenylborate are preferable from the viewpoint of moisture resistance and curability, and among them, triphenylphosphine is particularly preferable.

【0017】また、本発明の樹脂組成物には無機質充填
材を添加することが出来る。充填剤としては、シリカ、
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、特にシリカ及び
アルミナが好ましい。これらは、その形状(球状あるい
は破砕型)、または大きさの異なるものを混合して充填
量を増して使用することもできる。半導体の封止に用い
る場合の無機質充填材の配合割合は、樹脂組成物全量中
の25〜90重量%であり、好ましくは60〜85重量
%である。充填剤量が25重量%より少ない場合は耐湿
性に劣り、また、90重量%を越える場合は成形性に問
題を生ずる。
An inorganic filler may be added to the resin composition of the present invention. As the filler, silica,
Alumina, titanium white, aluminum hydroxide, talc, clay, glass fiber and the like can be mentioned, with silica and alumina being particularly preferred. These may be used by increasing the filling amount by mixing those having different shapes (spherical shape or crushed type) or different sizes. When used for sealing a semiconductor, the blending ratio of the inorganic filler is 25 to 90% by weight, preferably 60 to 85% by weight, based on the total amount of the resin composition. If the amount of the filler is less than 25% by weight, the moisture resistance is poor, and if it exceeds 90% by weight, the moldability becomes a problem.

【0018】本発明の組成物において、その他必要に応
じて天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその
金属塩類、もしくはパラフィン等の離型剤あるいはカー
ボンブラックのような着色剤、さらに、シランカップリ
ング剤等の表面処理剤等を添加してもよい。また、三酸
化アンチモン、リン化合物、ブロム化エポキシ樹脂等の
難燃剤を加えてもよい。難燃効果を出すためには、ブロ
ム化エポキシ樹脂を用いることが特に好ましい。
In the composition of the present invention, if necessary, a natural wax, a synthetic wax, a higher fatty acid and its metal salt, a releasing agent such as paraffin or a coloring agent such as carbon black, and a silane coupling agent. You may add surface treatment agents etc. of these. Further, a flame retardant such as antimony trioxide, a phosphorus compound and a brominated epoxy resin may be added. It is particularly preferable to use a brominated epoxy resin in order to obtain a flame retardant effect.

【0019】また、低応力化するには、各種エラストマ
ーを添加またはあらかじめ反応して用いてもよい。具体
的には、エラストマーとしてポリブタジエン、ブタジエ
ン−アクリロニトリル共重合体、シリコーンゴム、シリ
コーンオイル等の添加型あるいは反応型のエラストマー
が挙げられる。本発明の樹脂組成物を用いて半導体等、
電子部品を封止し、樹脂封止型半導体装置を製作するに
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従来から公知の成形
法により硬化成形すればよい。
In order to reduce the stress, various elastomers may be added or reacted in advance and used. Specific examples of the elastomer include polybutadiene, butadiene-acrylonitrile copolymer, addition type or reaction type elastomer of silicone rubber, silicone oil and the like. Semiconductors and the like using the resin composition of the present invention,
In order to seal the electronic component and manufacture the resin-sealed semiconductor device, it may be cured and molded by a conventionally known molding method such as transfer molding, compression molding, injection molding or the like.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、特に電
子部品の封止用材料として、より低吸湿性を有し、耐熱
性、熱時の強靭性及び接着性にバランスがとれている。
また、この組成物を用いてなる樹脂封止型半導体装置は
ハンダクラック性に優れる。
The epoxy resin composition of the present invention has lower hygroscopicity and is well balanced in heat resistance, toughness when heated, and adhesiveness, especially as a sealing material for electronic parts.
Moreover, the resin-sealed semiconductor device using this composition is excellent in solder cracking property.

【0021】[0021]

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。例中、水酸基当量と
は、水酸基1個あたりの樹脂の分子量で定義される。平
均繰り返し単位数nは、GPC(日本分光工業(株)製
TRIROTOR SR−II)から求めた。混練物
及び硬化成形物の評価は、以下のとおりである。 ・ゲルタイム 実施例及び比較例で得られた混練物を1
80℃の熱板の凹部に0.5g取り、ゲル化までの時間
を測定した。 ・ガラス転移温度 熱機械的分析装置(SHIMADZ
U DT−30)を用いて測定した。 ・バーコール硬度 ASTM D−648に従い、93
5型にて175℃/2分の条件で測定した。 ・熱時曲げ強度、熱時曲げ弾性率、熱時曲げたわみ率
(靭性の尺度) JISK−6911に従い、インスト
ロン万能材料試験機(SHIMADZU IS−10
T)により240℃で測定した。熱時曲げたわみ率につ
いては下記式より算出した。 熱時曲げたわみ率=6×サンプル厚み×最大たわみ量/
(支点間距離)2(出典:プラスチック試験ハンドブッ
ク) ・吸水率 恒温恒湿糟(TABAI PR−2)を用
い、85℃/85%RHの条件で重量変化を測定した。 ・スパイラルフロー EMMI−1−66に準じて17
5℃/70kg/cm2の条件でおこなった。 ・接着力 アルミ箔上に成形物をトランスファー成形
し、その引きはがし強さにて評価を行った。 ・ハンダクラック性 模擬IC(52ピンQFPパッ
ケージ:パッケージ厚さ2.05mm)を85℃/85
%RH/72時間の条件にて吸湿させた後直ちに240
℃のハンダ浴に30秒浸漬した後のクラックの発生した
ICの個体数。試験個体数10個
EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto. In the examples, the hydroxyl equivalent is defined as the molecular weight of the resin per hydroxyl group. The average number of repeating units n was determined from GPC (TRIROTOR SR-II manufactured by JASCO Corporation). The evaluation of the kneaded product and the cured molded product is as follows. -Gel thyme The kneaded materials obtained in Examples and Comparative Examples were 1
0.5 g was taken in the concave portion of the hot plate at 80 ° C., and the time until gelation was measured.・ Glass transition temperature thermomechanical analyzer (SHIMADZ
It was measured using UDT-30). -Burcol hardness 93 according to ASTM D-648
It was measured with a type 5 under the condition of 175 ° C./2 minutes. -Hot bending strength, hot bending elastic modulus, hot bending flexure (scale of toughness) Instron universal material testing machine (SHIMADZU IS-10) according to JISK-6911.
T) at 240 ° C. The flexural flexure ratio during heating was calculated from the following formula. Flexural Deflection During Heat = 6 x Sample Thickness x Maximum Deflection /
(Distance between fulcrums) 2 (Source: Plastic Test Handbook) -Water Absorption Rate Weight change was measured under the conditions of 85 ° C / 85% RH using a constant temperature and constant humidity chamber (TABAI PR-2).・ Spiral flow 17 according to EMMI-1-66
It was performed under the conditions of 5 ° C./70 kg / cm 2 . -Adhesive strength A molded product was transfer-molded on an aluminum foil, and the peel strength was evaluated.・ Solder cracking property Simulated IC (52-pin QFP package: package thickness 2.05 mm) is 85 ℃ / 85
240% immediately after absorbing moisture under the condition of% RH / 72 hours
The number of cracked ICs after immersion in a solder bath at ℃ for 30 seconds. Number of test individuals 10

【0022】参考例1 撹拌装置、温度計およびコンデンサーの付いた四口フラ
スコにm−クレゾール405.8g(3.75mo
l)、1−ナフトアルデヒド78.1g(0.50mo
l)トルエン341gおよびp−トルエンスルホン酸・
1水和物1.33gを仕込み、撹拌溶解した。内温を還
流温度130℃まで昇温し、反応により生成する水は共
沸脱水管により反応系内から留去した。なお反応は、1
30℃で4時間行った。反応終了後、水酸化ナトリウム
水溶液で中和し、メチルイソブチルケトン600gを加
え水洗・分液を繰り返した。その後、有機層をロータリ
ーエバポレータで濃縮することにより目的とする多価フ
ェノール168.2gを得た(MCNANとする)。こ
のものの軟化点は、117.5℃、水酸基当量は183
g/当量、nは0.31であった。
Reference Example 1 40-5.8 g (3.75 mo) of m-cresol was placed in a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser.
l), 1-naphthaldehyde 78.1 g (0.50 mo
l) Toluene 341 g and p-toluenesulfonic acid
1.33 g of monohydrate was charged and dissolved with stirring. The internal temperature was raised to a reflux temperature of 130 ° C., and water produced by the reaction was distilled off from the reaction system through an azeotropic dehydration tube. The reaction is 1
It was carried out at 30 ° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the mixture was neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution, 600 g of methyl isobutyl ketone was added, and washing with water and separation of layers were repeated. Then, the organic layer was concentrated by a rotary evaporator to obtain 168.2 g of a target polyhydric phenol (referred to as MCNAN). This product has a softening point of 117.5 ° C. and a hydroxyl equivalent of 183.
g / equivalent, n was 0.31.

【0023】参考例2 参考例1において、m−クレゾールの代わりに、o−ク
レゾール405.8g(3.75mol)を、1−ナフ
トアルデヒドの仕込み量を78.1g(0.50mo
l)、p−トルエンスルホン酸・1水和物0.95gに
変える以外は同様に反応をおこない、目的とする多価フ
ェノール170.0gを得た(OCNANとする)。こ
のもののFD−MASSスペクトルにより、354、6
00、846、1092、1338、1584のフラグ
メントが検出された。軟化点は、111℃、水酸基当量
は181g/当量、nは0.14であった。
Reference Example 2 In Reference Example 1, 405.8 g (3.75 mol) of o-cresol was used instead of m-cresol, and 78.1 g (0.50 mo) of 1-naphthaldehyde was charged.
l) and p-toluenesulfonic acid monohydrate were replaced by 0.95 g, and the same reaction was carried out to obtain 170.0 g of a target polyphenol (referred to as OCNAN). According to the FD-MASS spectrum of this product, 354,6
Fragments 00, 846, 1092, 1338, 1584 were detected. The softening point was 111 ° C., the hydroxyl group equivalent was 181 g / equivalent, and n was 0.14.

【0024】参考例3 撹拌装置、温度計およびコンデンサーの付いた1リット
ル四口フラスコにビスフェノールシクロヘキサン:アン
チゲンW(商品名、住友化学工業(株)製)160.8
g(0.6mol)、1−ナフトアルデヒド28.1g
(0.18mol)、イソアミルアルコール241.2
gおよびp−トルエンスルホン酸・1水和物3.42g
を仕込み、撹拌溶解した。減圧70Torrの下で内温
を還流温度80℃まで昇温し、反応により生成する水は
共沸脱水管により反応系内から留去した。なお反応は、
80℃で6時間行った。反応終了後、水酸化ナトリウム
水溶液で中和・分液後、水洗・分液を繰り返した。有機
層を、ロータリーエバポレータで濃縮することにより目
的とする多価フェノール181.7gを得た(PHCH
NAとする)。このものの、水酸基当量は154g/当
量であり、軟化点は110℃、nは0.75であった。
Reference Example 3 Bisphenolcyclohexane: Antigen W (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 160.8 was placed in a 1-liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser.
g (0.6 mol), 1-naphthaldehyde 28.1 g
(0.18 mol), isoamyl alcohol 241.2
g and p-toluenesulfonic acid monohydrate 3.42 g
Was charged and dissolved by stirring. The internal temperature was raised to a reflux temperature of 80 ° C. under a reduced pressure of 70 Torr, and water produced by the reaction was distilled off from the reaction system through an azeotropic dehydration tube. The reaction is
It carried out at 80 degreeC for 6 hours. After completion of the reaction, neutralization and liquid separation with an aqueous solution of sodium hydroxide were followed by washing with water and liquid separation. The organic layer was concentrated by a rotary evaporator to obtain 181.7 g of a target polyphenol (PHCH
NA). However, the hydroxyl group equivalent was 154 g / equivalent, the softening point was 110 ° C., and n was 0.75.

【0025】参考例4 撹拌装置、温度計およびコンデンサーの付いた1リット
ル四口フラスコに1−ナフトール115.4g(0.8
mol)、1−ナフトアルデヒド62.4g(0.4m
ol)、トルエン267gおよびp−トルエンスルホン
酸・1水和物1.37gを仕込み、撹拌溶解した。内温
を還流温度115℃まで昇温し、反応により生成する水
は共沸脱水管により反応系内から留去した。なお反応
は、115℃で8時間行った。反応終了後、水酸化ナト
リウム水溶液で中和・分液後、水洗・分液を繰り返し
た。有機層を、ロータリーエバポレータで濃縮すること
により目的とする多価フェノール149gを得た(NA
NANとする)。このものの軟化点は114℃、水酸基
当量は216g/当量、nは0.39であった。
Reference Example 4 115.4 g of 1-naphthol (0.8 g) was placed in a 1 liter four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser.
mol), 1-naphthaldehyde 62.4 g (0.4 m
ol), 267 g of toluene, and 1.37 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate were charged and dissolved with stirring. The internal temperature was raised to a reflux temperature of 115 ° C., and water produced by the reaction was distilled off from the reaction system through an azeotropic dehydration tube. The reaction was carried out at 115 ° C. for 8 hours. After completion of the reaction, neutralization and liquid separation with an aqueous solution of sodium hydroxide were followed by washing with water and liquid separation. The organic layer was concentrated with a rotary evaporator to obtain 149 g of a target polyhydric phenol (NA
NAN). The softening point of this product was 114 ° C., the hydroxyl equivalent was 216 g / equivalent, and n was 0.39.

【0026】実施例1〜4 上記の参考例1〜4で得られた多価フェノール類を硬化
剤として用い、エポキシ樹脂としてo−クレゾールノボ
ラックのグリシジルエーテル;スミエポキシESCN−
195(商品名、住友化学工業(株)製:エポキシ当量
201g/当量、加水分解性塩素330ppm)及びフ
ェノール類とヒドロキシベンズアルデヒドの縮合により
得られたポリフェノールのグリシジルエーテル;スミエ
ポキシESX−221(商品名、住友化学工業(株)
製:エポキシ当量213g/当量、加水分解性塩素20
0ppm)、硬化促進剤としてトリフェニルフォスフィ
ン、充填剤として溶融シリカ(FS−891 電気化学
工業(株)製)、離型剤としてカルナバワックス、カッ
プリング剤(商品名、SH−6040 東レ・ダウコー
ニングシリコーン(株)製)を表1に示した量(g)で
配合し、ロールで加熱混練し、トランスファー成形を行
なった(硬化時間3分)。さらに、180℃オーブン中
で、5時間ポストキュアーを行い、硬化成形物を得た。
Examples 1 to 4 Polyhydric phenols obtained in Reference Examples 1 to 4 above were used as a curing agent, and glycidyl ether of o-cresol novolac was used as an epoxy resin; Sumiepoxy ESCN-
195 (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd .: epoxy equivalent 201 g / equivalent, hydrolyzable chlorine 330 ppm) and glycidyl ether of polyphenol obtained by condensation of phenols and hydroxybenzaldehyde; Sumiepoxy ESX-221 (trade name, Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Made: Epoxy equivalent 213 g / equivalent, hydrolyzable chlorine 20
0 ppm), triphenylphosphine as a curing accelerator, fused silica (FS-891 Denki Kagaku Kogyo KK) as a filler, carnauba wax as a release agent, coupling agent (trade name, SH-6040 Toray Dow). Corning Silicone Co., Ltd. was blended in an amount (g) shown in Table 1, kneaded by heating with a roll, and transfer molding was performed (curing time 3 minutes). Further, post-curing was performed in an oven at 180 ° C. for 5 hours to obtain a cured molded product.

【0027】比較例1〜2 硬化剤としてフェノールノボラック(商品名、タマノル
759 荒川化学(株)製、OH当量110g/eq)
を用いた以外は実施例と同様の方法で硬化成形物を得
た。配合を表1に示す。
Comparative Examples 1-2 Phenol novolac as a curing agent (trade name, Tamanor 759, manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd., OH equivalent 110 g / eq)
A cured molded article was obtained in the same manner as in the example except that was used. The formulation is shown in Table 1.

【0028】実施例及び比較例で得られた硬化成形物の
ゲルタイム、スパイラルフロー、バーコール強度、ガラ
ス転移温度、吸水率、熱時曲げ強度、熱時曲げ弾性率、
熱時曲げたわみ率、接着力及びハンダクラック性を測定
した。その結果を表2に示す。
Gel time, spiral flow, barcol strength, glass transition temperature, water absorption rate, hot bending strength, hot bending elastic modulus of the cured moldings obtained in Examples and Comparative Examples,
The flexural flexure at the time of heating, the adhesive force, and the solder cracking property were measured. The results are shown in Table 2.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 憲明 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内 (72)発明者 森本 尚 茨城県つくば市北原6 住友化学工業株式 会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Noriaki Saito 6 Kitahara, Tsukuba-shi, Ibaraki, Sumitomo Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Morimoto 6, Kitahara, Tsukuba-shi, Ibaraki, Sumitomo Chemical Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)分子中に2個以上のエポキシ基を有
するエポキシ樹脂及び(b)フェノール類とナフトアル
デヒド類との縮合により得られる多価フェノール類を主
成分として含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成
物。
1. A main component containing (a) an epoxy resin having two or more epoxy groups in a molecule and (b) a polyhydric phenol obtained by condensation of a phenol and a naphthaldehyde. And an epoxy resin composition.
【請求項2】エポキシ樹脂がノボラック型エポキシ樹脂
である請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
2. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the epoxy resin is a novolac type epoxy resin.
【請求項3】多価フェノール類が1価のフェノール類と
ナフトアルデヒド類との縮合物である請求項1又は2記
載のエポキシ樹脂組成物。
3. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the polyhydric phenol is a condensate of a monohydric phenol and a naphthaldehyde.
【請求項4】請求項1、2又は3記載のエポキシ樹脂組
成物を用いて半導体素子を封止することを特徴とする樹
脂封止型半導体装置。
4. A resin-encapsulated semiconductor device, wherein a semiconductor element is encapsulated with the epoxy resin composition according to claim 1.
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