JPH07216196A - Epoxy resin composition - Google Patents

Epoxy resin composition

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JPH07216196A
JPH07216196A JP2368494A JP2368494A JPH07216196A JP H07216196 A JPH07216196 A JP H07216196A JP 2368494 A JP2368494 A JP 2368494A JP 2368494 A JP2368494 A JP 2368494A JP H07216196 A JPH07216196 A JP H07216196A
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epoxy resin
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Abstract

PURPOSE:To obtain an epoxy resin compsn. capable of forming a high-quality cure product excellent in low moisture permeability, by adding an inorg. water absorbent to a compsn. comprising an epoxy resin, a curing agent and an inorg. filler as the main components, and having a specific water diffusion coefficient of a cure product thereof. CONSTITUTION:This epoxy resin compsn. is prepd. by adding at least 1-wt.% inorg. water absorbent to an epoxy resin compsn. which comprises an epoxy resin, a curing agent and an inorg. filler as the main components, and a cure product of which, when 3mm in thickness, has a water diffusion coefficient of at most 1X10<-4>cm<2>/hr as measured under moistening conditions involving a temp. of 85 deg.C and an RH of 85%. The epoxy resin to be used is suitably a naphthalene skeleton-contg. epoxy resin. When an epoxy resin having a stiff naphthalene skeleton is used as the epoxy resin, there can be obtd. a cure product having a low expansion coefficient, a high glass transition temp., a low water absorption and a low water diffusion coefficient. When a naphthalene skeleton-contg. phenol resin is used as the curing agent, there can also be obtd. a cure product having a stiff main chain and hence a high heat resistance, a low water absroption and a low water diffusion cofficlent.

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、硬化物の透湿性が低
く、プレモールド型中空パッケージ用材料として好適な
エポキシ樹脂組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epoxy resin composition which has a low moisture permeability of a cured product and is suitable as a material for premolded hollow packages.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
プラスチックは、量産性、低コスト、加工性、電気絶縁
性など多様な性能を有することから様々な分野で使用さ
れており、更に合成化学の発達と共に次々と新しいプラ
スチックが誕生している。また、プラスチックの欠点と
されてきた強度についてもプラスチック異種材料を組み
合わせた強化プラスチックが生まれたことでその強靱性
も向上してきている。今後もプラスチックは、建築材料
や輸送包装材料はもちろん、構造材料としても生産量の
大幅な伸びが予想されている。
2. Description of the Related Art Currently,
Plastics are used in various fields because they have various performances such as mass productivity, low cost, processability, and electrical insulation properties, and new plastics are born one after another with the development of synthetic chemistry. Regarding strength, which has been regarded as a drawback of plastics, its toughness has also been improved by the production of reinforced plastics by combining different kinds of plastics. In the future, plastics are expected to grow significantly not only as building materials and transportation packaging materials but also as structural materials.

【0003】各種プラスチックの中でも特にエポキシ樹
脂は、バランスのとれた硬化物物性を持っており、とり
わけ耐湿性や接着性に優れていることから、絶縁材料、
積層板、複合材料、接着剤、塗料、半導体封止材などの
広い用途に利用することができる。
Among various plastics, the epoxy resin has a well-balanced cured physical property, and is particularly excellent in moisture resistance and adhesiveness.
It can be used for a wide range of applications such as laminated plates, composite materials, adhesives, paints, and semiconductor encapsulants.

【0004】上記用途の中で半導体封止材の要求特性と
しては、信頼性試験の中の吸湿後の半田熱衝撃における
耐クラック性のレベルアップにパッケージ自体の吸水を
抑制することが最良の手段との認識があるため、低吸水
性が重視される。このため、半導体封止材として汎用さ
れるエポキシ樹脂組成物には、従来のオルソクレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂よりも低吸水性のナフタレン
骨格含有エポキシ樹脂やビフェニル骨格含有エポキシ樹
脂等を配合したほうがより高性能となり得るし、また、
同様に硬化剤としても従来の半導体封止材に使用されて
いるフェノールノボラック樹脂よりも低吸水性のアラル
キル骨格含有フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン骨
格含有フェノール樹脂、テルペン骨格含有フェノール樹
脂等を使用することが有効とされている。
Among the above-mentioned uses, as the required characteristics of the semiconductor encapsulating material, it is the best means to suppress the water absorption of the package itself in order to improve the crack resistance against solder thermal shock after moisture absorption in the reliability test. Therefore, low water absorption is emphasized. Therefore, the epoxy resin composition generally used as a semiconductor encapsulant is better to be blended with a naphthalene skeleton-containing epoxy resin or a biphenyl skeleton-containing epoxy resin having a lower water absorption than the conventional orthocresol novolac type epoxy resin. It can be performance, and also
Similarly, as a curing agent, use an aralkyl skeleton-containing phenol resin, a dicyclopentadiene skeleton-containing phenol resin, or a terpene skeleton-containing phenol resin, which has a lower water absorption than the phenol novolac resin used in the conventional semiconductor encapsulant. Is valid.

【0005】また、金属やセラミックは本質的に非透湿
であるのに対して、プラスチックは各種固有の水分拡散
係数を持っており、加湿条件に曝されるとこの拡散係数
に応じて吸水し、透湿していく。それ故、腕時計、電卓
等の精密機械や半導体パッケージ等の電子部品、特に固
体撮像素子(CCD)封止用中空パッケージ等の防水性
や気密性が要求される用途にプラスチックを利用する場
合は、プラスチックの透湿性が問題になることが多い。
例えば直接水に接触しなくても高温多湿の環境に長時間
曝された場合、プラスチック製のCCD封止用中空パッ
ケージは、徐々に吸水、透湿し、更に気密性を保持した
空間に飽和水蒸気圧から求められた飽和水蒸気量を超え
た水分が存在すると、水分の凝集により結露が発生し、
その装置は使用不能となってしまう。
Further, while metals and ceramics are essentially impermeable to moisture, plastics have various inherent moisture diffusion coefficients, and when exposed to humidifying conditions, they absorb water according to this diffusion coefficient. , Breathing moisture. Therefore, when using plastics for precision machines such as wristwatches and calculators, electronic parts such as semiconductor packages, especially for waterproof and airtight applications such as hollow packages for solid-state imaging device (CCD) encapsulation, The moisture vapor permeability of plastics is often a problem.
For example, when exposed to a hot and humid environment for a long time without being in direct contact with water, a plastic CCD hollow package gradually absorbs water, permeates moisture, and is saturated with water vapor in a space that maintains airtightness. If there is water in excess of the saturated water vapor amount obtained from the pressure, condensation occurs due to the aggregation of water,
The device becomes unusable.

【0006】従って、エポキシ樹脂組成物においては、
透湿性の改善が課題となっている。
Therefore, in the epoxy resin composition,
Improving moisture permeability is an issue.

【0007】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
低透湿性に優れた高品質の硬化物を与えるエポキシ樹脂
組成物を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances,
An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition that gives a high-quality cured product having excellent low moisture permeability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、エポキシ
樹脂、硬化剤、無機質充填剤を主成分とし、硬化物の水
分拡散係数が85℃,85%RHの加湿条件で硬化物厚
みが3mmのとき1×10-4cm2/hr以下であるエ
ポキシ樹脂組成物に無機系吸水剤を少なくと1重量%以
上添加することにより、低透湿性で高品質の硬化物を与
え、プレモールド型中空パッケージ用材料として好適な
エポキシ樹脂組成物が得られることを知見し、本発明を
なすに至った。
Means and Actions for Solving the Problems As a result of intensive studies for achieving the above-mentioned object, the present inventor has found that the epoxy resin, the curing agent and the inorganic filler are the main components, and the moisture diffusion coefficient of the cured product is By adding at least 1% by weight or more of an inorganic water-absorbing agent to an epoxy resin composition which is 1 × 10 −4 cm 2 / hr or less when a cured product has a thickness of 3 mm under humidified conditions of 85 ° C. and 85% RH, The inventors have found that an epoxy resin composition suitable for a pre-mold type hollow package material can be obtained by giving a cured product of low moisture permeability and high quality, and completed the present invention.

【0009】この場合、まずエポキシ樹脂組成物の硬化
物の透湿性をいかにして下げるかが問題となるが、吸水
率と透湿率との間には一般的に次の関係があるといわれ
ている。
In this case, first of all, how to lower the moisture permeability of the cured product of the epoxy resin composition becomes a problem, but it is generally said that there is the following relationship between the water absorption rate and the moisture permeability. ing.

【0010】水分拡散係数D(cm2/hr)=q22
/2.26622t (q/Q<0.55のとき成立) 透湿率K(mg・cm/cm2・hr)=DQV=10d
DQ Q:飽和吸水率(重量%) q:時間t(hr)での吸水率(重量%) k:試料厚み(cm) QV:飽和吸水量(mg/cm3) d:試料密度(g/cm3
Moisture diffusion coefficient D (cm 2 / hr) = q 2 k 2
/2.266 2 Q 2 t (established when q / Q <0.55) Moisture permeability K (mg · cm / cm 2 · hr) = DQ V = 10d
DQ Q: Saturated water absorption (wt%) q: Water absorption at time t (hr) (wt%) k: Sample thickness (cm) Q V : Saturated water absorption (mg / cm 3 ) d: Sample density (g / Cm 3 )

【0011】上記関係から、飽和吸水率及び拡散係数の
少なくとも一方を低下させることにより、上記硬化物の
透湿率を低下させ得ること、それにはまず、例えば前に
も記したように低吸水性エポキシ樹脂、例えばナフタレ
ン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル骨格含有エポキシ
樹脂と低吸水性硬化剤、例えばナフタレン骨格含有フェ
ノール樹脂、アラルキル骨格含有フェノール樹脂を使用
することなどが有効であると言える。
From the above relationship, it is possible to lower the moisture permeability of the above-mentioned cured product by lowering at least one of the saturated water absorption rate and the diffusion coefficient. First, for example, as described above, the low water absorption rate is obtained. It can be said that it is effective to use an epoxy resin, for example, a naphthalene skeleton-containing epoxy resin, a biphenyl skeleton-containing epoxy resin and a low water-absorption curing agent, for example, a naphthalene skeleton-containing phenol resin, an aralkyl skeleton-containing phenol resin.

【0012】次に、エポキシ樹脂組成物の構成成分とし
ては、エポキシ樹脂、硬化剤の他に無機質充填剤が不可
欠であるが、無機質充填剤は、硬化物の膨張係数を下げ
て低応力化を図ることが主な役割であるものの、基本的
に吸水性がほぼゼロと考えられるため、その添加量が増
えるに従って相対的に有機成分は減ることになり、吸水
率も低下させ得る。よって、無機質充填剤の添加量の調
製も必要と言える。
Next, as the constituent component of the epoxy resin composition, an inorganic filler is indispensable in addition to the epoxy resin and the curing agent. The inorganic filler lowers the expansion coefficient of the cured product to reduce stress. Although the main role is to achieve the water absorption, it is basically considered that the water absorption is almost zero. Therefore, as the amount of addition increases, the organic component decreases relatively, and the water absorption rate can also decrease. Therefore, it can be said that the addition amount of the inorganic filler needs to be adjusted.

【0013】このような点から本発明では、エポキシ樹
脂、硬化剤、無機質充填剤を主成分とする硬化性エポキ
シ樹脂組成物において、その硬化物の水分拡散係数を8
5℃,85%RHの加湿条件で硬化物の厚みが3mmの
とき1×10-4cm2/hr以下に限定した。
From this point of view, in the present invention, in the curable epoxy resin composition containing the epoxy resin, the curing agent and the inorganic filler as the main components, the moisture diffusion coefficient of the cured product is 8
It was limited to 1 × 10 −4 cm 2 / hr or less when the thickness of the cured product was 3 mm under humidified conditions of 5 ° C. and 85% RH.

【0014】更に、単に拡散係数の小さな上述した硬化
性エポキシ樹脂組成物を使用するだけでは中空パッケー
ジ用材料としては不十分であり、より透湿性を低下させ
るため、無機系吸水剤を少なくとも1重量%以上添加す
ることで硬化物中を透過する水分を吸着させて、水分の
透過スピードを抑えるという手法を導入した。なお、上
記無機系吸水剤の他に有機系吸水樹脂も水分吸着剤とし
て考えられるが、有機系吸水樹脂は吸水と同時に体積膨
張が生じるため不適当である。
Further, merely using the above-mentioned curable epoxy resin composition having a small diffusion coefficient is not sufficient as a material for a hollow package, and further lowers the moisture permeability, so at least 1 part by weight of an inorganic water-absorbing agent is used. %, The moisture that permeates the cured product is adsorbed to suppress the moisture permeation speed. In addition to the inorganic water-absorbing agent, an organic water-absorbing resin can be considered as a water-absorbing agent, but the organic water-absorbing resin is unsuitable because it causes volume expansion simultaneously with water absorption.

【0015】このように、本発明では、本質的に水分透
過の生じるエポキシ樹脂組成物について、硬化物の水分
拡散係数が小さくなり得る構成成分を選択して組み合わ
せることで本来の透湿性を最小限に抑制すると共に、無
機系吸水剤を添加することにより、硬化物の透過水分を
トラップするもので、これによりかかるエポキシ樹脂組
成物で形成した中空パッケージの寿命を飛躍的に向上さ
せることができ、信頼性の高いプレモールド型中空パッ
ケージを得ることができるものである。
As described above, according to the present invention, with respect to the epoxy resin composition which is essentially water permeable, the moisture permeability of the epoxy resin composition can be minimized by selecting and combining the components that can reduce the water diffusion coefficient of the cured product. In addition to suppressing to, by adding an inorganic water-absorbing agent, to trap the moisture permeation of the cured product, it is possible to dramatically improve the life of the hollow package formed of such an epoxy resin composition, It is possible to obtain a highly reliable premolded hollow package.

【0016】従って、本発明は、エポキシ樹脂、硬化
剤、無機質充填剤を主成分とし、硬化物の水分拡散係数
が85℃,85%RHの加湿条件で硬化物厚みが3mm
のとき1×10-4cm2/hr以下であるエポキシ樹脂
組成物に無機系吸水剤を少なくとも1重量%以上添加し
たことを特徴とするエポキシ樹脂組成物を提供する。
Therefore, according to the present invention, the epoxy resin, the curing agent and the inorganic filler are the main components, and the cured product has a moisture diffusion coefficient of 85 ° C. and a humidity of 85% RH.
In this case, at least 1% by weight or more of an inorganic water-absorbing agent is added to the epoxy resin composition of 1 × 10 −4 cm 2 / hr or less, to provide an epoxy resin composition.

【0017】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明のエポキシ樹脂組成物の第一成分であるエポキシ樹脂
としては、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂が好適に用
いられる。エポキシ樹脂として剛直なナフタレン骨格を
有するエポキシ樹脂を用いると、膨張係数が小さく、高
ガラス転移温度で低吸水性であり、かつ水分拡散係数の
小さい硬化物を得ることができる。
The present invention will be described in more detail below. A naphthalene skeleton-containing epoxy resin is preferably used as the epoxy resin which is the first component of the epoxy resin composition of the present invention. When an epoxy resin having a rigid naphthalene skeleton is used as the epoxy resin, a cured product having a small expansion coefficient, a high glass transition temperature, low water absorption, and a small water diffusion coefficient can be obtained.

【0018】ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂として
は、下記式で示されるものが特に好適である。
As the naphthalene skeleton-containing epoxy resin, those represented by the following formula are particularly preferable.

【0019】[0019]

【化5】 [Chemical 5]

【0020】なお、上記ナフタレン骨格含有エポキシ樹
脂中のα−ナフトールやα,β−ナフトールのエポキシ
化物は10重量%以下であることが好ましく、耐熱性や
耐湿性の面から望ましくは7重量%以下である。この他
にフェノールのみからなる二核体やフェニルグリシジル
エーテルは0.5重量%以下、特に0.2重量%以下で
あることが好ましい。
The epoxidized product of α-naphthol or α, β-naphthol in the naphthalene skeleton-containing epoxy resin is preferably 10% by weight or less, and more preferably 7% by weight or less from the viewpoint of heat resistance and moisture resistance. Is. In addition to this, the content of the binuclear body consisting of phenol alone and phenylglycidyl ether is preferably 0.5% by weight or less, more preferably 0.2% by weight or less.

【0021】また、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂の
軟化点はナフタレン骨格含有エポキシ樹脂中のα−ナフ
トールやα,β−ナフトールのエポキシ化物含有量に影
響されるが、これらエポキシ樹脂は軟化点が50〜12
0℃、特に70〜110℃でエポキシ当量が100〜4
00を有するものが望ましい。軟化点が50℃未満のエ
ポキシ樹脂を用いた場合、硬化物のガラス転移温度が低
下するばかりか、成形時にバリやボイドが発生し易い場
合があり、また軟化点が120℃を超えると粘度が高く
なり過ぎて成形できなくなる場合がある。
The softening point of the naphthalene skeleton-containing epoxy resin is influenced by the content of the epoxidized products of α-naphthol and α, β-naphthol in the naphthalene skeleton-containing epoxy resin, but these epoxy resins have a softening point of 50 to 50. 12
Epoxy equivalent is 100-4 at 0 ° C, especially 70-110 ° C.
Those having 00 are desirable. When an epoxy resin having a softening point of less than 50 ° C. is used, not only the glass transition temperature of the cured product is lowered, but also burrs and voids are likely to occur during molding, and when the softening point exceeds 120 ° C., the viscosity is increased. It may become too high to be molded.

【0022】これらの樹脂は、半導体封止用に用いる場
合、加水分解性塩素が1000ppm以下、特に500
ppm以下、ナトリウム、カリウムは10ppm以下で
あることが好ましい。加水分解性塩素が1000ppm
を越えたり、ナトリウム、カリウムが10ppmを越え
る樹脂を用いて半導体装置を封止し、長時間高温高湿下
に半導体装置を放置した場合、耐湿性が劣化する場合が
ある。このようなエポキシ樹脂を選択することで信頼性
に優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
When these resins are used for semiconductor encapsulation, the content of hydrolyzable chlorine is 1000 ppm or less, especially 500.
It is preferable that the content of ppm or less and the content of sodium or potassium be 10 ppm or less. 1000ppm of hydrolyzable chlorine
When the semiconductor device is sealed with a resin whose sodium content exceeds 10 ppm or whose sodium and potassium content exceeds 10 ppm and the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time, the moisture resistance may deteriorate. An epoxy resin composition having excellent reliability can be obtained by selecting such an epoxy resin.

【0023】かかるナフタレン骨格含有エポキシ樹脂の
具体例としては、下記の化合物を挙げることができる。
Specific examples of the naphthalene skeleton-containing epoxy resin include the following compounds.

【0024】[0024]

【化6】 [Chemical 6]

【0025】なお、極めて吸水率の少ない接着性の良好
な樹脂組成物を得るには、これらのエポキシ樹脂全体中
におけるナフタレン環の含有量は5〜80重量%、特に
10〜60重量%の範囲とすることが望ましく、ナフタ
レン環含有量がこの範囲内となるようにナフタレン骨格
含有エポキシ樹脂の配合量を調整することが好ましい。
In order to obtain a resin composition having extremely low water absorption and good adhesiveness, the content of naphthalene ring in the total of these epoxy resins is in the range of 5 to 80% by weight, particularly 10 to 60% by weight. It is desirable to adjust the content of the naphthalene skeleton-containing epoxy resin so that the content of the naphthalene ring is within this range.

【0026】更に、エポキシ樹脂としてビフェニル骨格
含有エポキシ樹脂も好適に用いられ、比較的溶融粘度の
低いビフェニル骨格含有エポキシ樹脂を使用することに
より、接着性に優れ、流動性が良好であり、低吸水性で
水分拡散係数の小さい硬化物を得ることができる。
Further, a biphenyl skeleton-containing epoxy resin is also preferably used as the epoxy resin, and by using the biphenyl skeleton-containing epoxy resin having a relatively low melt viscosity, excellent adhesiveness, good fluidity and low water absorption are obtained. It is possible to obtain a cured product having good properties and a small water diffusion coefficient.

【0027】ビフェニル骨格含有エポキシ樹脂として
は、下記式(II)で示されるものが特に好適である。
As the biphenyl skeleton-containing epoxy resin, those represented by the following formula (II) are particularly preferable.

【0028】[0028]

【化7】 [Chemical 7]

【0029】この場合、上記式(II)中の置換基R2
はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子(例えば塩素原子、
臭素原子、フッ素原子等)又は炭素数1〜5の1価炭化
水素基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、ペンチル基等)であり、nは0〜5の整数であ
る。
In this case, the substituent R 2 in the above formula (II) is
Are hydrogen atom, halogen atom (for example, chlorine atom,
Bromine atom, fluorine atom, etc.) or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, etc.), and n is an integer of 0-5.

【0030】上記式(II)のビフェニル骨格含有エポ
キシ樹脂として具体的には、下記構造の化合物を挙げる
ことができる。
Specific examples of the biphenyl skeleton-containing epoxy resin of the above formula (II) include compounds having the following structures.

【0031】[0031]

【化8】 (上記式中、n1=0〜5、n2=0〜5、n1+n2=0
〜5である。)
[Chemical 8] (In the above formula, n 1 = 0 to 5, n 2 = 0 to 5, n 1 + n 2 = 0
~ 5. )

【0032】本発明では、上記ナフタレン骨格含有エポ
キシ樹脂及びビフェニル骨格含有エポキシ樹脂のいずれ
か一方を単独で使用しても、あるいは両樹脂を適当な比
率で併用してもよい。
In the present invention, either one of the above naphthalene skeleton-containing epoxy resin and biphenyl skeleton-containing epoxy resin may be used alone, or both resins may be used together in an appropriate ratio.

【0033】更に、エポキシ樹脂としてその他のエポキ
シ樹脂を本発明の効果を妨げない範囲で配合することが
できる。その他のエポキシ樹脂としては、例えば、1分
子中にエポキシ基を少なくとも2個以上有するエポキシ
樹脂が好適であり、具体的にはビスフェノールA型エポ
キシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリ
フェノールアルカン型エポキシ樹脂及びその重合物、ジ
シクロペンタジエン−フェノールノボラック型エポキシ
樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、グリシジ
ルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素
環型エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、ビスヒドロキ
シビフェニル系エポキシ樹脂等が例示される。
Further, as the epoxy resin, another epoxy resin can be blended within a range not impairing the effects of the present invention. As the other epoxy resin, for example, an epoxy resin having at least two epoxy groups in one molecule is suitable, and specifically, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, triphenol alkane type epoxy resin. And its polymers, dicyclopentadiene-phenol novolac type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, heterocyclic type epoxy resin, brominated epoxy resin, bishydroxybiphenyl type epoxy resin Etc. are illustrated.

【0034】次に、第二成分の硬化剤としては、ナフタ
レン骨格含有フェノール樹脂が好適であり、ナフタレン
骨格含有フェノール樹脂を用いることにより、剛直な主
鎖を持ち耐熱性が高く、低吸水性で水分拡散係数の小さ
い硬化物を得ることができる。
Next, as the second component curing agent, a naphthalene skeleton-containing phenol resin is suitable. By using the naphthalene skeleton-containing phenol resin, a rigid main chain has high heat resistance and low water absorption. A cured product having a small water diffusion coefficient can be obtained.

【0035】ナフタレン骨格含有フェノール樹脂として
は、下記式(III)で示されるものが好適に用いられ
る。
As the naphthalene skeleton-containing phenol resin, those represented by the following formula (III) are preferably used.

【0036】[0036]

【化9】 (但し、式中R3は炭素数1〜10のアルキル基、Bは
水酸基又は水素原子、kは0〜5の整数、qは0〜3の
整数、mは0〜2の整数、pは1又は2を示す。なお、
OHはナフタレン環のいずれのリングに付加してもよ
く、両リングに同時に付加してもよい。)
[Chemical 9] (Wherein R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, B is a hydroxyl group or a hydrogen atom, k is an integer of 0 to 5, q is an integer of 0 to 3, m is an integer of 0 to 2, and p is Indicates 1 or 2.
OH may be added to any ring of the naphthalene ring, or may be added to both rings at the same time. )

【0037】このようなナフタレン骨格含有フェノール
樹脂として具体的には、下記化合物が例示される。
Specific examples of the naphthalene skeleton-containing phenol resin include the following compounds.

【0038】[0038]

【化10】 [Chemical 10]

【0039】上記フェノール樹脂としては、軟化点が6
0〜150℃を有するものが好ましく、より好ましくは
70〜130℃のものである。水酸基当量は、90〜2
50のものが望ましい。このフェノール樹脂を半導体封
止用に用いる場合、ナトリウム、カリウムは10ppm
以下であることが好ましく、ナトリウム、カリウムが1
0ppmを越える樹脂で半導体装置を封止し、長時間高
温高湿下に半導体装置を放置した場合、耐湿性の劣化が
促進される場合がある。
The above-mentioned phenol resin has a softening point of 6
Those having 0 to 150 ° C. are preferable, and those having 70 to 130 ° C. are more preferable. Hydroxyl equivalent is 90 to 2
50 is preferable. When using this phenol resin for semiconductor encapsulation, sodium and potassium are 10ppm
The following is preferable, and sodium and potassium are 1
When the semiconductor device is sealed with a resin exceeding 0 ppm and the semiconductor device is left under high temperature and high humidity for a long time, deterioration of moisture resistance may be accelerated.

【0040】更に、硬化剤として下記式(IV)で示さ
れるアラルキル骨格含有フェノール樹脂も好適に使用し
得、アラルキル骨格含有フェノール樹脂の使用により流
動性が良好であり、低吸水性で水分拡散係数の小さい硬
化物を得ることができる。
Further, the aralkyl skeleton-containing phenol resin represented by the following formula (IV) can be preferably used as the curing agent, and the use of the aralkyl skeleton-containing phenol resin provides good fluidity, low water absorption and a water diffusion coefficient. It is possible to obtain a cured product having a small size.

【0041】[0041]

【化11】 (但し、式中R4は炭素数1〜10のアルキル基又は水
素原子であり、mは0〜2の整数、rは1〜5の整数で
ある。)
[Chemical 11] (However, in the formula, R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom, m is an integer of 0 to 2, and r is an integer of 1 to 5.)

【0042】上記式(IV)のアラルキル骨格含有フェ
ノール樹脂として具体的には、下記化合物を例示するこ
とができる。
Specific examples of the aralkyl skeleton-containing phenol resin of the above formula (IV) include the following compounds.

【0043】[0043]

【化12】 [Chemical 12]

【0044】本発明では、上記ナフタレン骨格含有フェ
ノール樹脂及びアラルキル骨格含有フェノール樹脂のい
ずれか一方を単独で使用しても、あるいは両樹脂を適当
な比率で併用してもよい。
In the present invention, one of the above naphthalene skeleton-containing phenol resin and the aralkyl skeleton-containing phenol resin may be used alone, or both resins may be used in an appropriate ratio.

【0045】更に、硬化剤としてその他のフェノール樹
脂などを本発明の効果を妨げない範囲で配合することが
できる。その他のフェノール樹脂としては、ノボラック
型のものなどを挙げることができる。
Further, as a curing agent, another phenol resin or the like can be added within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of other phenolic resins include novolak type resins.

【0046】硬化剤の配合量は、エポキシ樹脂100部
(重量部、以下同様)に対して20〜90部、好ましく
は50〜80部とすることができる。
The compounding amount of the curing agent can be 20 to 90 parts, preferably 50 to 80 parts, relative to 100 parts (parts by weight, hereinafter the same) of the epoxy resin.

【0047】また、無機質充填剤は、封止材の膨張係数
を小さくし、半導体素子に加わる応力を低下させること
ができるもので、具体的には破砕状、球状の形状を持っ
た溶融シリカ、結晶性シリカが主に用いられ、この他に
アルミナ、チッ化ケイ素、チッ化アルミナなども使用可
能である。なお、本発明では、硬化物の低膨張化と成形
性を両立させるためには無機質充填剤として球状と破砕
品のブレンド、あるいは球状品のみを用いることが好ま
しい。
The inorganic filler is capable of reducing the expansion coefficient of the encapsulant and reducing the stress applied to the semiconductor element. Specifically, the fused silica having a crushed or spherical shape, Crystalline silica is mainly used, and in addition to this, alumina, silicon nitride, alumina nitride, and the like can also be used. In the present invention, in order to achieve both low expansion of the cured product and moldability, it is preferable to use a blend of spherical and crushed products or only spherical products as the inorganic filler.

【0048】また、無機質充填剤はあらかじめシランカ
ップリング剤で表面処理して使用することが好適であ
る。
The inorganic filler is preferably surface-treated with a silane coupling agent before use.

【0049】更に、無機質充填剤としては、平均粒径が
5〜30μmのものが好ましく用いられる。
Further, as the inorganic filler, those having an average particle diameter of 5 to 30 μm are preferably used.

【0050】無機質充填剤の配合量は、上記エポキシ樹
脂と全硬化剤の合計量100部に対して200〜120
0部が好ましく、200部に満たないと膨張係数が大き
くなって半導体素子に加わる応力が増大し、素子特性の
劣化を招く場合があり、1200部を越えると成形時の
粘度が高くなって成形性が悪くなる場合がある。
The blending amount of the inorganic filler is 200 to 120 with respect to 100 parts of the total amount of the epoxy resin and the total curing agent.
0 part is preferable, and if it is less than 200 parts, the expansion coefficient increases and the stress applied to the semiconductor element increases, which may lead to deterioration of the element characteristics. If it exceeds 1200 parts, the viscosity at the time of molding increases and molding There is a case where the sex becomes worse.

【0051】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記エポ
キシ樹脂、硬化剤、無機質充填剤を主成分とし、その硬
化物の水分拡散係数が85℃,85%RHの加湿条件で
硬化物厚みが3mmのとき1×10-4cm2/hr以
下、好ましくは1×10-5〜7×10-5cm2/hrで
あるもので、この水分拡散係数となるように各成分を選
択することが必要である。上記水分拡散係数が1×10
-4cm2/hrより大きいと、本発明の主旨である硬化
物の透湿性を最小限に抑制するということからはずれ、
たとえ無機系吸湿剤を添加した系であっても、そのエポ
キシ樹脂組成物で形成した中空パッケージの寿命は短
く、高い信頼性を要求されるプレモールド型中空パッケ
ージとしては不適となる。
The epoxy resin composition of the present invention comprises the above-mentioned epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler as main components, and the cured product has a moisture diffusion coefficient of 85 ° C. and a humidity of 85% RH. At that time, it is 1 × 10 −4 cm 2 / hr or less, preferably 1 × 10 −5 to 7 × 10 −5 cm 2 / hr, and it is possible to select each component so as to obtain this moisture diffusion coefficient. is necessary. The water diffusion coefficient is 1 × 10
If it is larger than -4 cm 2 / hr, it is out of the scope of the present invention to suppress the moisture permeability of the cured product to the minimum,
Even if the inorganic hygroscopic agent is added, the hollow package formed of the epoxy resin composition has a short life and is not suitable as a premolded hollow package which requires high reliability.

【0052】更に、本発明組成物には、上述の主成分の
他に無機系吸水剤を必須成分として配合する。無機系吸
水剤としては、例えばモレキュラーシーブ、シリカゲ
ル、多孔質シリカ、活性アルミナ等が挙げられる。
Further, the composition of the present invention contains an inorganic water absorbing agent as an essential component in addition to the above-mentioned main components. Examples of the inorganic water absorbing agent include molecular sieve, silica gel, porous silica, activated alumina and the like.

【0053】ここで、モレキュラーシーブは、通常有機
溶剤の乾燥剤などの用途に用いられており、表面に存在
する細孔径分布がシャープなのが特徴で、孔径3Åのも
のをゼオライト3A、4Åのものをゼオライト4A、5
Åのものをゼオライト5A、9Åのものをゼオライト1
0X、10Åのものをゼオライト13Xという名称で呼
んでいる。通常のペレットタイプのモレキュラーシーブ
の原料にあたる粉末について適当な粒度分布のものが本
発明の無機系吸水剤として好適である。
Here, the molecular sieve is usually used for a desiccant of an organic solvent, and is characterized in that the pore size distribution existing on the surface is sharp. The one having a pore size of 3Å is the one having a zeolite size of 3A, 4Å. Zeolite 4A, 5
Zeolite 5A for Å, Zeolite 1 for 9Å
The ones with 0X and 10Å are called zeolite 13X. An inorganic water-absorbing agent of the present invention has a suitable particle size distribution with respect to a powder which is a raw material of a usual pellet type molecular sieve.

【0054】また、シリカゲルは、通常包装用の乾燥剤
として汎用されているが、一般タイプは表面のシラノー
ル性水酸基の影響から酸性を示すため、エポキシ樹脂組
成物の硬化性や保存安定性に悪影響を与える可能性があ
るので、表面酸性度がほぼ中性で粒度分布と吸水率の制
御されたシリカゲルが本発明の無機系吸水剤として好適
である。
Silica gel is generally used as a desiccant for packaging, but since the general type shows acidity due to the influence of the silanol hydroxyl group on the surface, it adversely affects the curability and storage stability of the epoxy resin composition. Therefore, silica gel having substantially neutral surface acidity and controlled particle size distribution and water absorption is suitable as the inorganic water absorbing agent of the present invention.

【0055】多孔質シリカとしては、比表面積が400
〜600m2/gと通常のシリカよりはるかに大きなも
のが好ましく、エポキシ樹脂組成物の流動性を考えると
球状粉末を使用することが望ましい。活性アルミナは、
非結晶性のアルミナで本発明の無機系吸水剤として使用
可能である。
The porous silica has a specific surface area of 400.
It is preferably about 600 m 2 / g, which is much larger than ordinary silica, and it is desirable to use a spherical powder in consideration of the fluidity of the epoxy resin composition. Activated alumina is
Amorphous alumina can be used as the inorganic water absorbing agent of the present invention.

【0056】無機系吸水剤の粒度分布は、エポキシ樹脂
組成物としての特性を損なわない範囲を考えた場合、平
均粒径1〜20μmのものが望ましい。また配合にあた
っては、各吸湿剤に適した再生温度で再生処理してから
使用する必要があり、例えばモレキューラーシーブなら
200〜300℃で2〜8時間程度、シリカゲルなら1
00〜200℃で1〜4時間程度処理することが好まし
い。
The particle size distribution of the inorganic water-absorbing agent is preferably one having an average particle size of 1 to 20 μm, considering the range that does not impair the characteristics of the epoxy resin composition. In addition, when blending, it is necessary to regenerate at a regeneration temperature suitable for each hygroscopic agent before use. For example, molecular sieves are 200 to 300 ° C. for 2 to 8 hours, and silica gels are 1 to 1.
It is preferable to perform the treatment at 00 to 200 ° C. for about 1 to 4 hours.

【0057】また更に、無機系吸水剤については、表面
を親水性の表面処理剤で処理したものを使用しても良
い。通常、無機充填剤の表面は疎水性の表面処理剤で処
理して、組成物の特性を向上させる手法がとられるが、
無機系吸水剤の場合は、逆に表面が透過水分をはじく作
用は好ましくないため、親水性の表面処理剤が好適とな
る。
Further, as the inorganic water-absorbing agent, one whose surface is treated with a hydrophilic surface treating agent may be used. Usually, the surface of the inorganic filler is treated with a hydrophobic surface treatment agent to improve the properties of the composition.
In the case of an inorganic water-absorbing agent, on the contrary, the effect that the surface repels permeated water is not preferable, and therefore a hydrophilic surface treatment agent is suitable.

【0058】上記親水性の表面処理剤としては、例えば
テトラエトキシシランの加水分解物や下記化合物が好ま
しい。 (CH3O)3Si(CH23OH H2N(CH22NH(CH23Si(OC2532N(CH23Si(OC 33
As the hydrophilic surface treatment agent, for example, a hydrolyzate of tetraethoxysilane or the following compound is preferable. (CH 3 O) 3 Si ( CH 2) 3 OH H 2 N (CH 2) 2 NH (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3 H 2 N (CH 2) 3 Si (OC H 3) 3

【0059】上記無機系吸水剤の使用量は、組成物全体
に対して少なくとも1重量%以上、好ましくは5重量%
以上50重量%以下とする。使用量が1重量%未満では
硬化物の透湿性を十分に低下させることができなくな
り、また50重量%を超えるとエポキシ樹脂組成物の流
動性が低下する懸念がある。
The amount of the inorganic water absorbing agent used is at least 1% by weight or more, preferably 5% by weight, based on the entire composition.
The amount is 50% by weight or less. If the amount used is less than 1% by weight, the moisture permeability of the cured product cannot be sufficiently lowered, and if it exceeds 50% by weight, the fluidity of the epoxy resin composition may be reduced.

【0060】本発明のエポキシ樹脂組成物には、上述し
た必須成分に加え、従来公知の各種硬化促進剤を添加す
ることが好ましい。硬化促進剤としては、例えばイミダ
ゾール又はその誘導体、ホスフィン誘導体、3級アミン
又はその誘導体などが挙げられる。なお、硬化促進剤の
添加量は、本発明の硬化を妨げない範囲で通常量とする
ことができる。
In addition to the above-mentioned essential components, it is preferable to add various conventionally known curing accelerators to the epoxy resin composition of the present invention. Examples of the curing accelerator include imidazole or its derivative, phosphine derivative, tertiary amine or its derivative, and the like. The addition amount of the curing accelerator can be a usual amount as long as the curing of the present invention is not hindered.

【0061】本発明のエポキシ樹脂組成物は、低応力化
のためにシリコーン系の可撓性付与剤を添加することが
好ましい。可撓性付与剤としては、例えばシリコーンゴ
ムパウダー、シリコーンゲル、有機樹脂とシリコーンポ
リマーとのブロックポリマーなどが挙げられる。なお、
このような可撓性付与剤を添加する代わりに二液タイプ
のシリコーンゴムやシリコーンゲルで無機質充填剤表面
を処理してもよい。
The epoxy resin composition of the present invention preferably contains a silicone-based flexibility-imparting agent in order to reduce stress. Examples of the flexibility-imparting agent include silicone rubber powder, silicone gel, block polymers of organic resin and silicone polymer, and the like. In addition,
Instead of adding such a flexibility-imparting agent, the surface of the inorganic filler may be treated with a two-pack type silicone rubber or silicone gel.

【0062】なお、上記可撓性付与剤の使用量は、組成
物全体の0.5〜10重量%、特に1〜5重量%とする
ことが好ましく、使用量が0.5重量%未満では十分な
耐衝撃性を与えない場合があり、10重量%を越えると
機械的強度が不十分になる場合がある。
The amount of the flexibility-imparting agent used is preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 5% by weight, based on the whole composition. If the amount is less than 0.5% by weight. It may not give sufficient impact resistance, and if it exceeds 10% by weight, mechanical strength may become insufficient.

【0063】本発明のエポキシ樹脂組成物には、更に必
要に応じてその他の任意成分を本発明の効果を妨げない
範囲で配合することができる。
If desired, the epoxy resin composition of the present invention may further contain other optional components within a range that does not impair the effects of the present invention.

【0064】このような任意成分としては、例えば従来
公知の各種熱可塑性樹脂や、カルナバワックス、高級脂
肪酸、合成ワックス類などの離型剤、シランカップリン
グ剤、難燃剤としての臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチ
モン、リン化合物等が挙げられる。
Examples of such optional components include various conventionally known thermoplastic resins, mold release agents such as carnauba wax, higher fatty acids and synthetic waxes, silane coupling agents, and brominated epoxy resins as flame retardants. Examples thereof include antimony oxide and phosphorus compounds.

【0065】なお、離型剤については、硬化性エポキシ
樹脂組成物との相溶性が良好なものを成形性に支障が生
じない限り最小限の量配合することが好ましい。これ
は、例えばCCDなどのプレモールド型半導体装置で
は、構造上エポキシ樹脂組成物を成形後、中空部に素子
を搭載してからガラス蓋を接着するという工程が入る
が、この場合、仮にエポキシ樹脂と非相溶性の離型剤を
多量に添加すると、パッケージ接着面への離型剤のブリ
ードによりガラス蓋の接着が著しく困難になり、このた
めパッケージ接着面を水素炎バーナーであぶったり、や
すりで粗面化するなどの工程を入れざるを得なくなるた
めである。それ故、離型剤としては、非相溶性のカルナ
バワックスよりもステアリン酸アミド等の高級脂肪酸、
ポリエチレン系ワックス、モンタン系ワックス等の合成
ワックス類などが好適である。
As for the release agent, it is preferable to add a release agent having a good compatibility with the curable epoxy resin composition in the minimum amount as long as the moldability is not hindered. In a pre-mold type semiconductor device such as a CCD, for example, a step of mounting an element in the hollow portion and then adhering a glass lid after the epoxy resin composition is structurally formed is involved. If a large amount of a release agent that is incompatible with is added, the bleeding of the release agent on the package bonding surface makes it extremely difficult to bond the glass lid.For this reason, the package bonding surface can be burned with a hydrogen flame burner or ripped. This is because there is no choice but to add steps such as roughening. Therefore, as a mold release agent, higher fatty acids such as stearic acid amide, rather than incompatible carnauba wax,
Synthetic waxes such as polyethylene wax and montan wax are suitable.

【0066】また、離型剤を添加する際は、エポキシ樹
脂組成物の有機成分(各種樹脂等)に離型剤を添加し、
ニーダーなどでプレ混合し、十分分散させてから無機質
充填剤、無機系吸水剤を添加して混合することが好まし
く、このように添加すると離型効果及び撥水効果を向上
させることができる。
When adding the releasing agent, the releasing agent is added to the organic component (various resins, etc.) of the epoxy resin composition,
It is preferable to pre-mix with a kneader or the like and sufficiently disperse it, and then add and mix the inorganic filler and the inorganic water-absorbing agent. By adding in this way, the releasing effect and the water-repellent effect can be improved.

【0067】本発明のエポキシ樹脂組成物は、その製造
に際し、上述した成分の所定量を均一に撹拌、混合し、
予め70〜95℃に加熱してあるニーダー、ロール、エ
クストルーダーなどで混練、冷却し、粉砕するなどの方
法で得ることができる。なお、成分の配合順序に特に制
限はない。
In the production of the epoxy resin composition of the present invention, predetermined amounts of the above-mentioned components are uniformly stirred and mixed,
It can be obtained by a method such as kneading with a kneader, roll, extruder or the like which has been heated to 70 to 95 ° C. in advance, cooling and pulverizing. There is no particular limitation on the order of mixing the components.

【0068】上述したように、本発明のエポキシ樹脂
は、プレモールド型の中空パッケージ用材料に好適に使
用できるものである。
As described above, the epoxy resin of the present invention can be suitably used as a premolded hollow package material.

【0069】ここで、プレモールドを行う場合は、従来
より採用されている成形法、例えばトランスファ成形、
インジェクション成形、注型法などを採用して行うこと
ができる。この場合、エポキシ樹脂組成物の成形温度は
150〜180℃、ポストキュアーは150〜180℃
で2〜16時間行うことが好ましい。
Here, when pre-molding is performed, a molding method conventionally used, for example, transfer molding,
It can be performed by employing injection molding, casting method, or the like. In this case, the molding temperature of the epoxy resin composition is 150 to 180 ° C., and the post cure is 150 to 180 ° C.
It is preferable to carry out 2 to 16 hours.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明のエポキシ樹脂組成物は、低透湿
性に優れた高品質の硬化物を与えるもので、プレモール
ド型中空パッケージ用材料として好適である。また、本
発明組成物をプレモールド型中空パッケージとして使用
すると、透湿性を低下させ得るので、使用条件の範囲を
広げることができる。
The epoxy resin composition of the present invention gives a cured product of high quality excellent in low moisture permeability and is suitable as a material for premolded hollow packages. Further, when the composition of the present invention is used as a premolded hollow package, the moisture permeability can be lowered, so that the range of use conditions can be expanded.

【0071】[0071]

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。なお、部はいずれも重量部である。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples. All parts are parts by weight.

【0072】〔実施例、比較例〕表1,2に示す成分に
その有機成分100部に対して離型剤としてステアリン
酸アミド1.5部を加えてニーダーで十分に混練した
後、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.
5部、三酸化アンチモン8.0部、カーボンブラック
2.0部、トリフェニルホスフィン0.8部を加え、得
られた配合物を熱二本ロールで均一に溶融混練して13
種類のエポキシ樹脂組成物(実施例1〜7、比較例1〜
6)を製造した。
Examples and Comparative Examples To the components shown in Tables 1 and 2, 1.5 parts of stearic acid amide as a mold release agent was added to 100 parts of the organic components, and after sufficiently kneading with a kneader, γ- Glycidoxypropyltrimethoxysilane 1.
5 parts, antimony trioxide 8.0 parts, carbon black 2.0 parts, and triphenylphosphine 0.8 parts were added, and the resulting blend was uniformly melt-kneaded with a hot double roll to obtain 13
Types of epoxy resin compositions (Examples 1-7, Comparative Examples 1-)
6) was produced.

【0073】これらのエポキシ樹脂組成物について以下
の(イ)〜(ヘ)の諸特性を測定した。結果を表1,2
に示す。 (イ)スパイラルフロー EMMI規格に準じた金型を使用して、175℃、70
kg/cm2の条件で測定した。 (ロ)機械的強度(曲げ強度) JIS K6911に準じて175℃、70kg/cm
2、成形時間2分の条件で10×100×4mmの抗折
棒を成形し、180℃で4時間ポストキュアーしたもの
で測定した。 (ハ)ガラス転移温度、膨張係数 175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件で4
×4×15mmの試験片を成形し、180℃で4時間ポ
ストキュアーしたものを用い、ディラトメーターにより
毎分5℃で昇温させることにより測定した。 (ニ)飽和吸水率、水分拡散係数 175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件で直
径50mm、厚さ3mmの円板型硬化物を作成し、18
0℃で4時間ポストキュアーした。この硬化物を85
℃,85%RHの雰囲気中に500時間放置して吸水さ
せた後に測定した吸水率を飽和吸水率とした。
The following various properties (a) to (f) of these epoxy resin compositions were measured. The results are shown in Tables 1 and 2.
Shown in. (A) Spiral flow Using a mold conforming to the EMMI standard, 175 ° C, 70
It was measured under the condition of kg / cm 2 . (B) Mechanical strength (bending strength) 175 ° C., 70 kg / cm according to JIS K6911
2. A bending bar of 10 × 100 × 4 mm was molded under the condition of molding time of 2 minutes, and post-cured at 180 ° C. for 4 hours for measurement. (C) Glass transition temperature, expansion coefficient 175 ° C., 70 kg / cm 2 , molding time 2 minutes 4
It was measured by molding a test piece of × 4 × 15 mm, post-curing at 180 ° C. for 4 hours, and raising the temperature at 5 ° C./min with a dilatometer. (D) Saturated water absorption rate, moisture diffusion coefficient of 175 ° C., 70 kg / cm 2 , and a molding time of 2 minutes to prepare a disk-shaped cured product having a diameter of 50 mm and a thickness of 3 mm, and
Post-cure for 4 hours at 0 ° C. This cured product is 85
Saturated water absorption was defined as the water absorption measured after being left to stand in an atmosphere of 85 ° C. and 85% RH for 500 hours to absorb water.

【0074】また、1/2飽和吸水率となる吸水時間を
測定し、次式により水分拡散係数を算出した。
Further, the water absorption time at which the half saturated water absorption was obtained was measured, and the water diffusion coefficient was calculated by the following equation.

【0075】D=q22/2.26622t (q/Q
<0.55において成立) q=Q/2,k=0.3のとき D=4.382×10
-3/t [Q:飽和吸水率(重量%)、q:時間t(時間)での
吸水率(重量%)、k:試料厚み(cm)] (ホ)透湿開始時間 175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件で直
径70mm、厚さ0.5mmの円板型硬化物を作成し、
180℃で4時間ポストキュアーした。この硬化物につ
いてJIS Z0208のカップ法により40℃,90
%RHの雰囲気中で透湿率を測定した。測定開始直後は
硬化物の吸水のみが生じて透湿は起こらないが、ある時
間を経過した後、徐々に透湿が始まるのが観察された。
この吸水から透湿へ移行するのに要する時間を透湿開始
時間として測定した。 (ヘ)CCD透湿信頼性 図1に示すようにエポキシ樹脂組成物1を中空箱型のプ
レモールドパッケージとしてリードフレーム2を介在さ
せて175℃、70kg/cm2、成形時間2分の条件
で成形した後、180℃で4時間ポストキュアーした。
次に、シリコーンチップ3を中空部に搭載した後、ボン
ディングワイヤー4を配線し、更に上記パッケージにエ
ポキシ樹脂接着剤6で透明なガラス蓋5を接着して測定
用試験体を得た。
D = q 2 k 2 /2.266 2 Q 2 t (q / Q
<Established at 0.55) When q = Q / 2 and k = 0.3 D = 4.382 × 10
-3 / t [Q: saturated water absorption (% by weight), q: water absorption (% by weight) at time t (hour), k: sample thickness (cm)] (e) Moisture transmission start time 175 ° C, 70 kg / Cm 2 , for a molding time of 2 minutes, a disk-shaped cured product having a diameter of 70 mm and a thickness of 0.5 mm is prepared,
Post cure was performed at 180 ° C. for 4 hours. This cured product was subjected to JIS Z0208 cup method at 40 ° C, 90
The moisture permeability was measured in an atmosphere of% RH. Immediately after the start of the measurement, only water absorption of the cured product occurred and moisture permeation did not occur, but after a certain period of time, it was observed that moisture permeation gradually started.
The time required for shifting from the water absorption to the moisture permeability was measured as the moisture permeability start time. (F) CCD moisture permeation reliability As shown in FIG. 1, the epoxy resin composition 1 was used as a hollow box type pre-molded package with a lead frame 2 interposed therebetween under the conditions of 175 ° C., 70 kg / cm 2 , and a molding time of 2 minutes. After molding, post-curing was performed at 180 ° C. for 4 hours.
Next, after mounting the silicone chip 3 in the hollow portion, the bonding wire 4 was wired, and the transparent glass lid 5 was further adhered to the package with the epoxy resin adhesive 6 to obtain a measurement test body.

【0076】この気密封止されたパッケージを85℃,
85%RHの雰囲気中に250時間放置して常温下でガ
ラス蓋の内側に結露が認められるか否かを測定し、結露
の生じないものをOK、結露の生じたものをNGと表現
した。なお、各成分としては下記のものを使用した。
This hermetically sealed package was heated to 85 ° C.
It was left to stand in an atmosphere of 85% RH for 250 hours, and it was measured at room temperature whether or not dew condensation was observed on the inside of the glass lid. Those without dew condensation were expressed as OK, and those with dew condensation were expressed as NG. The following was used as each component.

【0077】[0077]

【化13】 [Chemical 13]

【0078】[0078]

【化14】 モレキューラーシーブ: 平均粒径9.4μmのゼオライト3A粉末 シリカゲル: 平均粒径6.0μmのシリカゲル粉砕品粉末 多孔質シリカ: 平均粒径2.2μm、比表面積約500m2/gのシリ
カ粉末 表面処理多孔質シリカ:シランカップリング剤(CH 3
O)Si(CH23OHを上記多孔質シリカに対し、
1.0重量%添加して処理を行った表面処理多孔質シリ
[Chemical 14]Molecular sieve: Zeolite 3A powder with an average particle size of 9.4 μm Silica gel: Powder of crushed silica gel with an average particle size of 6.0 μm Porous silica: Average particle size of 2.2 μm, specific surface area of about 500 m2/ G of Siri
Mosquito powder Surface-treated porous silica: Silane coupling agent (CH 3
O) Si (CH2)3OH to the above-mentioned porous silica,
Surface-treated porous sili treated with addition of 1.0% by weight
Mosquito

【0079】[0079]

【表1】 [Table 1]

【0080】[0080]

【表2】 [Table 2]

【0081】なお、無機系吸水剤を含有しない系で実施
例に使用した硬化性エポキシ樹脂について水分拡散係数
を測定した。なお、硬化物試験体の作成方法および水分
拡散係数測定方法は(ニ)飽和吸水率、水分拡散係数の
項と同様である。 参考例
The water diffusion coefficient of the curable epoxy resin used in the examples in the system containing no inorganic water absorbing agent was measured. The method for preparing the cured product test piece and the method for measuring the water diffusion coefficient are the same as those in (d) Saturated water absorption rate and water diffusion coefficient. Reference example

【0082】[0082]

【表3】 [Table 3]

【0083】表1,2の結果より、85℃,85%RH
加湿雰囲気下、厚さ3mmの硬化物の水分拡散係数が1
×10-4cm2/hr以下の硬化性エポキシ樹脂組成物
に無機系吸水剤を添加したもの(実施例1〜3)は、低
透湿性に優れていること、更に、無機質充填剤である溶
融球状シリカ含有量が増大したり(実施例4)、無機系
吸水剤添加量が増大する(実施例5)と、低透湿性がさ
らに向上することがわかった。また、無機系吸水剤2種
の併用(実施例6)も加湿雰囲気条件又はパッケージ形
状によって有効であり、シリコーン系低応力剤は無添加
(実施例7)の場合のほうが低透湿性が良いこと、無機
系吸水剤表面を親水性シランカップリング剤で処理した
ものを添加する(実施例8)と、より効果的であること
もわかった。
From the results of Tables 1 and 2, 85 ° C., 85% RH
The moisture diffusion coefficient of the cured product with a thickness of 3 mm is 1 in a humidified atmosphere.
The curable epoxy resin composition having a density of x10 -4 cm 2 / hr or less and an inorganic water-absorbing agent added (Examples 1 to 3) is excellent in low moisture permeability and is an inorganic filler. It was found that when the content of the fused spherical silica was increased (Example 4) or the amount of the inorganic water absorbing agent added was increased (Example 5), the low moisture permeability was further improved. Further, the combined use of two kinds of inorganic water-absorbing agents (Example 6) is also effective depending on the humidified atmosphere conditions or the package shape, and the case where no silicone-based low stress agent is added (Example 7) has better low moisture permeability. It was also found that the addition of the inorganic water absorbing agent whose surface was treated with the hydrophilic silane coupling agent (Example 8) was more effective.

【0084】これらに対して、無機系吸水剤無添加(比
較例1〜4)では低透湿性にはならず、たとえ無機系吸
水剤を添加しても上記硬化物の水分拡散係数が1×10
-4cm2/hrを超える(比較例5,6)と、望ましい
低透湿性は得られないことがわかった。
On the other hand, no addition of the inorganic water absorbing agent (Comparative Examples 1 to 4) does not result in low moisture permeability, and even if the inorganic water absorbing agent is added, the water diffusion coefficient of the cured product is 1 ×. 10
It was found that when it exceeds −4 cm 2 / hr (Comparative Examples 5 and 6), a desired low moisture permeability cannot be obtained.

【0085】なお、本発明組成物(実施例1〜8)は、
離型剤であるステアリン酸アミドが硬化性エポキシ樹脂
とプレ混合されて分散状態が良好であり、硬化物の成型
時の離型性が良好で撥水性にも富み、低透湿化されてい
るものであった。
The compositions of the present invention (Examples 1 to 8) were
The release agent, stearic acid amide, is pre-mixed with the curable epoxy resin so that the dispersed state is good, the release property at the time of molding of the cured product is good, it is also highly water repellent, and it has low moisture permeability. It was a thing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】CCD透湿信頼性測定用の試験体の概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of a test body for measuring the moisture permeability reliability of a CCD.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エポキシ樹脂 2 リードフレーム 3 チップ 4 ボンディングワイヤー 5 ガラス蓋 6 エポキシ系接着剤 1 Epoxy resin 2 Lead frame 3 Chip 4 Bonding wire 5 Glass lid 6 Epoxy adhesive

フロントページの続き (72)発明者 塩原 利夫 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内Front page continuation (72) Inventor Toshio Shiobara 1 Hitomi, Oita, Matsuida-cho, Usui-gun, Gunma 10 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone Electronic Materials Research Laboratory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤,無機質充填剤を
主成分とし、硬化物の水分拡散係数が85℃,85%R
Hの加湿条件で硬化物厚みが3mmのとき1×10-4
2/hr以下であるエポキシ樹脂組成物に無機系吸水
剤を少なくとも1重量%以上添加したことを特徴とする
エポキシ樹脂組成物。
1. A cured product comprising an epoxy resin, a curing agent and an inorganic filler as main components and having a water diffusion coefficient of 85 ° C. and 85% R.
1 × 10 -4 c when the thickness of the cured product is 3 mm under H humidification condition
An epoxy resin composition, wherein an inorganic water-absorbing agent is added at least 1% by weight to an epoxy resin composition having m 2 / hr or less.
【請求項2】 エポキシ樹脂が下記式(I) 【化1】 で示されるナフタレン骨格含有エポキシ樹脂及び/又は
下記式(II) 【化2】 (但し、式中R2は水素原子、ハロゲン原子又は炭素数
1〜5の1価炭化水素基を示し、nは0〜5の整数であ
る。)で示されるビニル骨格含有エポキシ樹脂であり、
フェノール樹脂が下記式(III) 【化3】 (但し、式中R3は炭素数1〜10のアルキル基、Bは
水酸基又は水素原子、kは0〜5の整数、qは0〜3の
整数、mは0〜2の整数、pは1又は2を示す。なお、
OHはナフタレン環のいずれのリングに付加してもよ
く、両リングに同時に付加してもよい。)で示されるナ
フタレン環骨格含有フェノール樹脂及び/又は下記式
(IV) 【化4】 (但し、式中R4は炭素数1〜10のアルキル基又は水
素原子であり、mは0〜2の整数、rは1〜5の整数で
ある。)で示されるアラルキル骨格含有フェノール樹脂
である請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
2. An epoxy resin is represented by the following formula (I): A naphthalene skeleton-containing epoxy resin represented by and / or the following formula (II) (However, in the formula, R 2 represents a hydrogen atom, a halogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms, and n is an integer of 0 to 5.), which is a vinyl skeleton-containing epoxy resin.
The phenolic resin has the following formula (III): (Wherein R 3 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, B is a hydroxyl group or a hydrogen atom, k is an integer of 0 to 5, q is an integer of 0 to 3, m is an integer of 0 to 2, and p is Indicates 1 or 2.
OH may be added to any ring of the naphthalene ring, or may be added to both rings at the same time. ) A phenol resin containing a naphthalene ring skeleton and / or the following formula (IV): (However, in the formula, R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a hydrogen atom, m is an integer of 0 to 2, and r is an integer of 1 to 5.) The epoxy resin composition according to claim 1.
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