JPH1192624A - Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor device - Google Patents
Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH1192624A JPH1192624A JP25328097A JP25328097A JPH1192624A JP H1192624 A JPH1192624 A JP H1192624A JP 25328097 A JP25328097 A JP 25328097A JP 25328097 A JP25328097 A JP 25328097A JP H1192624 A JPH1192624 A JP H1192624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin composition
- component
- semiconductor device
- hydrogen atom
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49113—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1301—Thyristor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂組成
物及び樹脂封止型半導体装置に係り、特に、半導体素子
あるいはパワー半導体装置の封止材料として好適に用い
られるエポキシ樹脂組成物および樹脂封止型半導体装置
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 and a resin-encapsulated semiconductor device, and more particularly to an epoxy resin composition and a resin encapsulation suitably used as a sealing material for a semiconductor element or a power semiconductor device. The present invention relates to a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ＡＳＩＣ（Application Specific
IC)に代表されるように、半導体デバイスの高密度化、
高集積度化、動作の高速化、多ピン化、高電圧化等が進
み、これらデバイスにおける消費電力は増加の傾向にあ
る。これに伴って，半導体装置のパッケージには優れた
熱放散性が要求されている。2. Description of the Related Art In recent years, ASICs (Application Specific
(IC), high density of semiconductor devices,
As the degree of integration, the speed of operation, the number of pins, the voltage, and the like increase, the power consumption of these devices tends to increase. Accordingly, the package of the semiconductor device is required to have excellent heat dissipation.
【０００３】パッケージとして樹脂材料を用いた樹脂封
止型の半導体装置では、上述した要求を満たすために、
封止樹脂の熱伝導率を高めることが望まれている。従来
より、この封止樹脂材料として、エポキシ樹脂に硬化剤
やシリカ粉末等の無機質充填剤等を組合わせた熱硬化性
の樹脂組成物が用いられている。この場合、エポキシ樹
脂の熱伝導率は、約０．１〜０．３Ｗ／ｍ・Ｋと低いた
め、樹脂組成物の熱伝導性は無機質充填剤の量によって
調節されている。しかしながら、無機質充填剤としてシ
リカ粉末を配合したエポキシ樹脂組成物の硬化物は、充
分な熱伝導性を示すものとはいい難い。In a resin-sealed semiconductor device using a resin material as a package, in order to satisfy the above-mentioned requirements,
It is desired to increase the thermal conductivity of the sealing resin. Conventionally, as this sealing resin material, a thermosetting resin composition in which an epoxy resin is combined with a hardener, an inorganic filler such as silica powder, or the like has been used. In this case, since the thermal conductivity of the epoxy resin is as low as about 0.1 to 0.3 W / m · K, the thermal conductivity of the resin composition is adjusted by the amount of the inorganic filler. However, it is difficult to say that a cured product of an epoxy resin composition containing silica powder as an inorganic filler shows sufficient thermal conductivity.
【０００４】これに対し、エポキシ樹脂組成物の熱伝導
性を高めるため、窒化ケイ素、窒化ホウ素、アルミナ等
からなる高い熱伝導率を有する無機繊維もしくはウイス
カー（繊維状の結晶）を充填剤として添加する技術が、
特開昭６１−２２１２２０号、特開昭６２−１４１０２
１号、特開平１−１０８２５３号、特開平３−２０５４
４３号、特開平３−２１２４５４号、特開平６−２２０
１６８号の各明細書に開示されている。しかし、一般
に、無機繊維もしくはウイスカ−の添加量が多いと樹脂
組成物の流動性が著しく悪くなって、成形が極めて困難
になってしまう。一方、添加量が少ないとエポキシ樹脂
組成物の熱伝導性を高める効果が小さく、得られる樹脂
封止型半導体装置における熱放散性の向上を十分に図る
ことは困難である。On the other hand, in order to increase the thermal conductivity of the epoxy resin composition, inorganic fibers or whiskers (fibrous crystals) having high thermal conductivity, such as silicon nitride, boron nitride, and alumina, are added as a filler. Technology to do
JP-A-61-221220, JP-A-62-14102
No. 1, JP-A-1-108253, JP-A-3-2054
No. 43, JP-A-3-212454, JP-A-6-220
No. 168 is disclosed in each specification. However, in general, when the amount of the inorganic fiber or whisker added is large, the fluidity of the resin composition becomes extremely poor, and molding becomes extremely difficult. On the other hand, if the addition amount is small, the effect of increasing the thermal conductivity of the epoxy resin composition is small, and it is difficult to sufficiently improve the heat dissipation of the obtained resin-encapsulated semiconductor device.
【０００５】そこで、高い熱伝導率を有する無機繊維も
しくはウイスカーを添加してなるエポキシ樹脂組成物に
おいて、熱伝導性と流動性とを向上させる方法が、特開
平５−２３５２１１号明細書に開示されている。すなわ
ち、熱伝導率が、０．０３ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃
（約１２．６Ｗ／ｍ・Ｋ）以上のウイスカ−と外周面が
連続面のみで形成されている平均粒径が５０μｍ以下の
無機粉末とを配合し、前記ウイスカーと無機粉末との配
合比を体積比で９：１〜５：５となるようにする、とい
うものである。ここでは、ウイスカーの配合量は、充填
剤全体の５０〜９０体積％になる。しかしながら、発明
者らの知るところでは、いかに球状の無機粉末を併用し
たとしても、無機繊維もしくはウイスカーが、充填剤中
の５０体積％以上では樹脂組成物の流動性が著しく低下
することが明らかになった。また、上記の公知例では、
ウイスカーとして窒化ケイ素を、無機粉末として球状シ
リカ、球状アルミナを実施例で使用しているが、このよ
うな組合せでは十分に樹脂組成物の熱伝導率を高めるこ
とは困難である。A method for improving the thermal conductivity and fluidity of an epoxy resin composition obtained by adding inorganic fibers or whiskers having a high thermal conductivity is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-235221. ing. That is, the thermal conductivity is 0.03 cal / cm · sec · ° C.
(About 12.6 W / m · K) or more and a whisker and an inorganic powder having an outer peripheral surface formed only of a continuous surface and having an average particle size of 50 μm or less, and a mixing ratio of the whisker and the inorganic powder is adjusted. The volume ratio is set to 9: 1 to 5: 5. Here, the mixing amount of the whiskers is 50 to 90% by volume of the entire filler. However, to the knowledge of the inventors, no matter how the spherical inorganic powder is used in combination, it is clear that the flowability of the resin composition is significantly reduced when the inorganic fibers or whiskers are 50% by volume or more in the filler. became. Also, in the above known example,
In the examples, silicon nitride is used as whiskers and spherical silica and spherical alumina are used as inorganic powder. However, it is difficult to sufficiently increase the thermal conductivity of the resin composition with such a combination.
【０００６】一方、半導体デバイスの高集積化に伴う半
導体チップの大型化によって、樹脂封止型半導体装置の
パッケージの大型化が進む一方、実装スペ−スの微細化
に伴い、薄型化、軽量化の傾向が強くなっている。さら
に、半導体装置の実装方式は、従来の挿入方式に代わっ
て表面実装方式が主流になってきている。表面実装方式
では、パッケージを回路基板に実装する際には、赤外線
リフロー、べーパーフェイズリフロー、はんだ浸漬等の
工程が採用されている。On the other hand, as the size of semiconductor chips increases due to higher integration of semiconductor devices, the size of packages of resin-encapsulated semiconductor devices has increased. On the other hand, with the miniaturization of mounting space, the thickness and weight have been reduced. The tendency is becoming stronger. Further, as a mounting method of a semiconductor device, a surface mounting method has become mainstream instead of a conventional insertion method. In the surface mounting method, when a package is mounted on a circuit board, processes such as infrared reflow, vapor phase reflow, and solder immersion are employed.
【０００７】これらの工程では、パッケージ全体が高温
（２００〜２６０℃）に晒されるが、この時、樹脂封止
型半導体装置では、樹脂中に存在する吸湿水分が急激に
膨張することにより、クラックや界面剥離の発生が生じ
るなど、樹脂封止型半導体装置の信頼性を著しく低下さ
せるような問題があった。In these steps, the whole package is exposed to a high temperature (200 to 260 ° C.). At this time, in the resin-encapsulated semiconductor device, the moisture absorbed in the resin rapidly expands, thereby causing cracks. There has been a problem that the reliability of the resin-encapsulated semiconductor device is remarkably reduced, for example, the occurrence of interface peeling or the like.
【０００８】このような観点から、消費電力の大きい大
型ＡＳＩＣなどに用いる封止樹脂組成物には、高熱伝導
性だけでなく、優れた耐はんだリフロー性が要求されて
いる。このためには、樹脂組成物の耐湿性を向上させる
ことが有効である。しかしながら、無機繊維あるいはウ
イスカーを多量に配合した封止樹脂組成物は、耐湿性が
好ましくなく要求されるような耐はんだリフロー性を有
することができなかった。[0008] From such a viewpoint, not only high heat conductivity but also excellent solder reflow resistance is required for a sealing resin composition used for a large ASIC or the like having large power consumption. For this purpose, it is effective to improve the moisture resistance of the resin composition. However, a sealing resin composition containing a large amount of inorganic fibers or whiskers could not have solder reflow resistance, which is undesirably poor in moisture resistance.
【０００９】また、最近、電力制御用のパワー半導体モ
ジュール等のパワー半導体装置の分野、特にインバータ
モジュルー等の小容量のパワー半導体装置の分野におい
て、従来の金属圧接型やセラミックパッケージに代わり
小型軽量化が可能で安価な樹脂封止型パッケージへの要
求が高くなっている。このようなパワー半導体装置を封
止するには、上述した半導体素子の封止と同様に、優れ
た熱放散性、流動性、耐湿信頼性を有する封止樹脂が要
求される。しかしながら、従来の技術ではこれらの要求
を満足することは困難であった。In recent years, in the field of power semiconductor devices such as power semiconductor modules for power control, especially in the field of small-capacity power semiconductor devices such as inverter modules, small and light weights have been used in place of conventional metal pressure welding type or ceramic packages. There is an increasing demand for inexpensive resin-encapsulated packages that can be manufactured. To seal such a power semiconductor device, a sealing resin having excellent heat dissipation, fluidity, and moisture resistance reliability is required as in the case of the semiconductor element sealing described above. However, it has been difficult to satisfy these requirements with the conventional technology.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形時の作
業性が良好であり、高い熱放散性を有し、かつ耐はんだ
リフロー性、および耐湿信頼性に優れたエポキシ樹脂組
成物及び樹脂封止型半導体装置を提供することを目的と
するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to an epoxy resin composition and resin having good workability during molding, high heat dissipation, and excellent solder reflow resistance and moisture resistance reliability. It is an object of the present invention to provide a sealed semiconductor device.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、平
均直径が１〜２０μｍ、平均長さが２〜１５０μｍで常
温での熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である無機繊維
に、アルミナ粉末をアンモニアガスを含む非酸化性雰囲
気中で加熱することにより合成されてなる、酸素量が
０．５〜２０重量％であり、平均粒径が１０〜１００μ
ｍで、その外周面が実質的に連続面のみで形成されてい
る窒化アルミニウム粉末、および平均粒径が０．０１〜
２μｍの微粒の球状アルミナを配合することにより、樹
脂組成物の流動性が向上し、高熱伝導性で、かつ優れた
耐湿性を有するエポキシ樹脂組成物が得られることを見
出した。The present inventors have developed inorganic fibers having an average diameter of 1 to 20 μm, an average length of 2 to 150 μm, and a thermal conductivity at room temperature of 10 W / m · K or more. The amount of oxygen is 0.5 to 20% by weight and the average particle size is 10 to 100 μm, which is synthesized by heating alumina powder in a non-oxidizing atmosphere containing ammonia gas.
m, an aluminum nitride powder whose outer peripheral surface is formed substantially only of a continuous surface, and an average particle size of 0.01 to
It has been found that by blending 2 μm fine spherical alumina, the flowability of the resin composition is improved, and an epoxy resin composition having high heat conductivity and excellent moisture resistance can be obtained.
【００１２】また、このような樹脂組成物の硬化物で封
止された樹脂封止型半導体装置は、熱放散性が高く、優
れた耐はんだリフロー性、耐湿信頼性を有するものであ
ることを見出し、本発明をなすに至った。特に、ビフェ
ニル型エポキシ樹脂またはジフェニルメタン骨格を有す
るエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂を用いることによ
り、流動性、耐湿性がさらに向上し、最大限の効果が発
揮できることが明らかになった。Also, a resin-encapsulated semiconductor device encapsulated with a cured product of such a resin composition has high heat dissipation and excellent solder reflow resistance and moisture resistance reliability. This led to the present invention. In particular, it was revealed that by using an epoxy resin containing a biphenyl-type epoxy resin or an epoxy resin having a diphenylmethane skeleton, fluidity and moisture resistance were further improved, and maximum effects could be exerted.
【００１３】すなわち、本発明は、（ａ）エポキシ樹
脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）平均直径が１〜２０μｍ、平
均長さが２〜１５０μｍて、常温での熱伝導率が１０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上である無機繊維、（ｄ）アルミナ粉末をア
ンモニアガスを含む非酸化性雰囲気中で加熱することに
より合成されてなる、酸素量が０．５〜２０重量％であ
り、平均粒径が１０〜１００μｍで、その外周面が実質
的に連続面のみで形成されている窒化アルミニウム粉
末、および、（ｅ）平均粒径が０．０１〜２μｍである
微粒の球状アルミナを必須成分として含有し、前記成分
（ｃ）の配合割合が（ｃ）〜（ｅ）からなる無機質充填
剤の合計量に対して５〜４０体積％、また、前記成分
（ｄ）の配合割合が（ｃ）〜（ｅ）の合計量に対して５
０〜９０体積％であることを特徴とするエポキシ樹脂組
成物を提供するものである。That is, the present invention provides (a) an epoxy resin, (b) a curing agent, (c) an average diameter of 1 to 20 μm, an average length of 2 to 150 μm, and a thermal conductivity of 10 W at room temperature.
/ M · K or more, (d) Alumina powder is synthesized by heating it in a non-oxidizing atmosphere containing ammonia gas, the amount of oxygen is 0.5 to 20% by weight, Essential components are aluminum nitride powder having a diameter of 10 to 100 μm, the outer peripheral surface of which is formed substantially only as a continuous surface, and (e) fine spherical alumina having an average particle size of 0.01 to 2 μm. And the compounding ratio of the component (c) is 5 to 40% by volume based on the total amount of the inorganic filler composed of (c) to (e), and the compounding ratio of the component (d) is (c). 5 to the total amount of (e)
The present invention provides an epoxy resin composition characterized by being 0 to 90% by volume.
【００１４】また、本発明は、半導体素子が上記エポキ
シ樹脂組成物の硬化物により封止されてなることを特徴
とする、樹脂封止型半導体装置を提供するものである。
更に、パワー素子およびその制御回路を構成する電子部
品を搭載してなるパワー半導体装置が、上記エポキシ樹
脂組成物の硬化物により封止されることを特徴とする、
樹脂封止型半導体装置を提供するものである。The present invention also provides a resin-encapsulated semiconductor device, characterized in that a semiconductor element is encapsulated with a cured product of the epoxy resin composition.
Further, a power semiconductor device equipped with a power element and an electronic component constituting a control circuit thereof is sealed with a cured product of the epoxy resin composition.
A resin-sealed semiconductor device is provided.
【００１５】＜エポキシ樹脂組成物−成分（ａ）＞本発
明のエポキシ樹脂組成物において、成分（ａ）であるエ
ポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有す
る樹脂であれば特に限定されない。従って、グリシジル
エーテル型、グリシジルエステル型、グリシジルアミン
型、脂環型等のいずれの類型に属するエポキシ樹脂であ
ってもよく、また単独または２種類以上を混合して使用
することもできる。具体的には、ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、ビスフェノ−ルＦ型エポキシ樹脂、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック
型エポキシ街脂、ナフトール系のノボラック型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＡのノボラック型エポキシ樹脂、
ナフタレンジオ−ル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂、トリまたはテトラ（ヒドロキシフェニル）アルカン
から誘導されるエポキシ化合物、ビスヒドロキシビフェ
ニル系エポキシ樹脂、フェノールアラルキル樹脂のエポ
キシ化物等、が拳げられる。特に好ましい、成分（ａ）
のエポキシ樹脂は、下記一般式（１）で表されるビフェ
ニル型エポキシ樹脂、または一般式（２）で表されるジ
フェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂である。<Epoxy Resin Composition-Component (a)> In the epoxy resin composition of the present invention, the epoxy resin as the component (a) is particularly a resin having two or more epoxy groups in one molecule. Not limited. Accordingly, epoxy resins belonging to any type such as glycidyl ether type, glycidyl ester type, glycidylamine type and alicyclic type may be used, or they may be used alone or in combination of two or more. Specifically, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, naphthol type novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin,
Naphthalenediol type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, epoxy compound derived from tri- or tetra (hydroxyphenyl) alkane, bishydroxybiphenyl-based epoxy resin, epoxidized phenol aralkyl resin and the like can be used. Particularly preferred component (a)
Is a biphenyl type epoxy resin represented by the following general formula (1) or an epoxy resin having a diphenylmethane skeleton represented by the following general formula (2).
【００１６】[0016]
【化３】 （式中、Ｒは、水素原子またはメチル基である。Ｒ１〜
Ｒ８は、それぞれ水素原子、アルキル基、アリール基、
クロル原子、およびブロム原子からなる群より選ばれる
ものであり、同一でも異なっていてもよい。但し、Ｒ１
〜Ｒ８のうち少なくとも１つは、水素原子以外のもので
ある。ここで、アルキル基は、好ましくは炭素数１〜５
のアルキル基であり、より好ましくはメチル基、エチル
基、イソプロピル基である。ここで、アリール基は、好
ましくは炭素数６〜１１のアリール基であり、より好ま
しくはフェニル基、または低級アルキル（Ｃ1〜Ｃ4程
度）置換フェニル基、特にトリル基、キシリル基、であ
る。ｎは、０〜５の整数である。）Embedded image (Wherein, R is a hydrogen atom or a methyl group.
R8 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group,
It is selected from the group consisting of a chloro atom and a bromo atom, and may be the same or different. However, R1
At least one of -R8 is other than a hydrogen atom. Here, the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
And more preferably a methyl group, an ethyl group and an isopropyl group. Here, the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, more preferably a phenyl group or a lower alkyl (about C 1 to C 4 ) substituted phenyl group, particularly a tolyl group or a xylyl group. . n is an integer of 0-5. )
【００１７】[0017]
【化４】 （式中、Ｒは、水素原子またはメチル基である。Ｒ１〜
Ｒ８は、それぞれ水素原子、アルキル基、アリール基か
らなる群より選ばれるものであり、同一でも異なってい
てもよい。但し、Ｒ１〜Ｒ８のうち少なくとも１つは、
水素原子以外のものである。ここで、アルキル基は、好
ましくは炭素数１〜５のアルキル基であり、より好まし
くはメチル基、エチル基、イソプロピル基である。ここ
で、アリール基は、好ましくは炭素数６〜１１のアリー
ル基であり、より好ましくはフェニル基、または低級ア
ルキル（Ｃ1〜Ｃ4程度）置換フェニル基、特に、トリル
基、キシリル基、である。ｎは、０〜５の整数であ
る。） 一般式（１）で表されるビフェニル型エポキシ樹脂は、
剛直なビフェニル骨格を有するため、樹脂組成物の溶融
粘度を低下させるとともに、硬化物の耐湿性を向上させ
る作用を有する。また、一般式（２）で表されるジフェ
ニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂は、ビフェニル型
エポキシ樹脂と同等以上の流動性、耐湿性を有する。従
って、これらのエポキシ樹脂を用いることは、樹脂組成
物の流動性、耐湿性がさらに一段と向上するため、本発
明の効果を発揮する上で最も好ましいものである。Embedded image (Wherein, R is a hydrogen atom or a methyl group.
R8 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, and an aryl group, and may be the same or different. However, at least one of R1 to R8 is
It is other than a hydrogen atom. Here, the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a methyl group, an ethyl group, or an isopropyl group. Here, the aryl group is preferably an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, more preferably a phenyl group or a lower alkyl (about C 1 to C 4 ) substituted phenyl group, particularly a tolyl group or a xylyl group. is there. n is an integer of 0-5. The biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (1)
Since it has a rigid biphenyl skeleton, it has the effect of reducing the melt viscosity of the resin composition and improving the moisture resistance of the cured product. Further, the epoxy resin having a diphenylmethane skeleton represented by the general formula (2) has fluidity and moisture resistance equal to or higher than that of the biphenyl type epoxy resin. Therefore, the use of these epoxy resins is the most preferable for exhibiting the effects of the present invention, since the fluidity and moisture resistance of the resin composition are further improved.
【００１８】＜エポキシ樹脂組成物−成分（ｂ）＞本発
明において、（ｂ）成分である硬化剤は、一般にエポキ
シ樹脂の硬化剤として用いられるものであれば特に限定
されない。従って、ポリフェノール、酸無水物、ポリア
ミン等、の重付加型、フェノール樹脂、メラミン樹脂
等、の縮合型等のいずれの類型に属する硬化剤であって
も使用することができ、またこれらの硬化剤は、単独ま
たは２種類以上を混合して使用することがでる。具体的
には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラッ
ク樹脂、ｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニル
フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールＡのノボラ
ック樹脂、ナフトール系ノボラック樹脂等のノボラック
型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン、２，２’
−ジメトキシ−ｐ−キシレンとフェノールモノマーとの
縮合重合化合物等のフェノールアラルキル樹脂、ジシク
ロペンタジエンーフェノール重合体、トリス（ヒドロキ
シフェニル）アルカン等の多官能フェノール樹脂、テル
ペン骨格を有するフェノール樹脂、無水フタル酸、無水
ヘキサヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無
水トリメリット酸等、が拳げられる。特に好ましいの
は、フェノールノボラック樹脂やフェノールアラルキル
樹脂である。なお、硬化剤の配合量は特に制限されない
が、上記エポキシ樹脂のエポキシ基と上記硬化剤のフェ
ノール性水酸基または酸無水物基との当量比を０．５〜
１．５の範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲
は０．８〜１．２である。この値が０．５未満では十分
な硬化反応が起こりにくくなり、一方、１．５を越える
と硬化物の特性、特に耐湿性が劣化しやすくなるからで
ある。<Epoxy Resin Composition-Component (b)> In the present invention, the curing agent as the component (b) is not particularly limited as long as it is generally used as a curing agent for an epoxy resin. Therefore, any curing agent belonging to any type such as polyaddition type of polyphenol, acid anhydride, polyamine, etc., phenol resin, melamine resin, etc. can be used, and these curing agents can be used. Can be used alone or in combination of two or more. Specifically, phenol novolak resin, cresol novolak resin, t-butylphenol novolak resin, nonylphenol novolak resin, novolak resin of bisphenol A, novolak type phenol resin such as naphthol type novolak resin, polyparaoxystyrene, 2,2 ′
Phenol aralkyl resins such as condensation polymerization compounds of dimethoxy-p-xylene and phenol monomers, dicyclopentadiene-phenol polymers, polyfunctional phenol resins such as tris (hydroxyphenyl) alkane, phenol resins having a terpene skeleton, phthalic anhydride Acids, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride and the like. Particularly preferred are phenol novolak resins and phenol aralkyl resins. Although the amount of the curing agent is not particularly limited, the equivalent ratio of the epoxy group of the epoxy resin to the phenolic hydroxyl group or the acid anhydride group of the curing agent is 0.5 to 0.5.
It is desirable to be in the range of 1.5. A more preferred range is 0.8 to 1.2. If this value is less than 0.5, a sufficient curing reaction is unlikely to occur, while if it exceeds 1.5, the properties of the cured product, particularly the moisture resistance, tend to deteriorate.
【００１９】本発明には、硬化剤に加えてさらに硬化促
進剤や触媒を配合することができる。硬化促進剤や触媒
は、一般に使用され得るものであれば特に限定されな
い。従って、イミダゾール類、有機ホスフィン、尿素誘
導体等、のルイス塩基、ルイス塩基塩、有機金属、ルイ
ス酸等のいずれの類型に属する硬化促進剤や触媒をも使
用することができる。具体的には、トリメチルホスフィ
ン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、ト
リフェニルホスフィン、トリ（ｐ−メチルフェニル）ホ
スフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリス（２，
６−ジメトキシフェニル）ホスフィン等、の有機ホスフ
ィン化合物、２−エチルイミダゾール、２，４−ジメチ
ルイミダゾ−ル、２−エチル−４−メチルイミダゾー
ル、２−フェニルイミダゾール、２−へプタデシルイミ
ダゾール等、のイミダゾール化合物およびその誘導体、
ＤＢＵ（１，８−ジアザビシクロウンデセン−７）また
はそのフェノール塩、６−ジブチルアミノ−１，８−ジ
アザビシクロウンデセン−７等、が拳げられる。In the present invention, a curing accelerator and a catalyst can be further blended in addition to the curing agent. The curing accelerator and catalyst are not particularly limited as long as they can be generally used. Accordingly, curing accelerators and catalysts belonging to any type such as Lewis bases, Lewis base salts, organic metals, Lewis acids and the like of imidazoles, organic phosphines, urea derivatives and the like can be used. Specifically, trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine, triphenylphosphine, tri (p-methylphenyl) phosphine, methyldiphenylphosphine, tris (2,
Organic phosphine compounds such as 6-dimethoxyphenyl) phosphine, 2-ethylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-heptadecylimidazole, etc. Imidazole compounds and derivatives thereof,
DBU (1,8-diazabicycloundecene-7) or a phenol salt thereof, such as 6-dibutylamino-1,8-diazabicycloundecene-7, can be used.
【００２０】なお、硬化促進剤や触媒の配合量は、特に
制限されないが、（ａ）成分のエポキシ樹脂および
（ｂ）成分の硬化剤の合計量に対して、０．０１〜１０
重量％であるのが好ましい。この配合量が０．０１重量
％未満では樹脂組成物の硬化特性が低下する傾向がある
一方、１０重量％を越えると硬化物の耐湿性が低下する
おそれがあるからである。The amount of the curing accelerator or the catalyst is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10% based on the total amount of the epoxy resin (a) and the curing agent (b).
Preferably, it is weight%. If the amount is less than 0.01% by weight, the curing properties of the resin composition tend to decrease, while if it exceeds 10% by weight, the moisture resistance of the cured product may decrease.
【００２１】＜エポキシ樹脂組成物−成分（ｃ）＞本発
明のエポキシ樹脂組成物においては、上述したエポキシ
樹脂、硬化剤、硬化促進剤や触媒に加え、無機質充填剤
として、（ｃ）平均直径が１〜２０μｍ、平均長さが２
〜１５０μｍで、常温での熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上である無機繊維、（ｄ）アルミナ粉末をアンモニアガ
スを含む非酸化性雰囲気中で加熱することにより合成さ
れてなる、酸素量が０．２〜２０重量％であり、１０〜
１００μｍの平均粒径を有し、その外周面が実質的に連
続面のみで形成されている窒化アルミニウム粉末、およ
び（ｅ）０．０１〜２μｍの平均粒径を有する微粒の球
状アルミナを、配合する。このような粒径等を限定した
充填剤を組み合わせることによって、最密充填の構造を
とり易くなり、樹脂組成物は良好な流動性と熱伝導性を
得ることができる。<Epoxy resin composition-component (c)> In the epoxy resin composition of the present invention, in addition to the above-described epoxy resin, curing agent, curing accelerator and catalyst, (c) average diameter Is 1 to 20 μm and the average length is 2
An inorganic fiber having a thermal conductivity of not less than 10 W / m · K at room temperature, and (d) an alumina powder synthesized by heating alumina powder in a non-oxidizing atmosphere containing ammonia gas. 0.2 to 20% by weight,
An aluminum nitride powder having an average particle size of 100 μm and the outer peripheral surface of which is formed substantially only of a continuous surface, and (e) fine spherical alumina having an average particle size of 0.01 to 2 μm are compounded. I do. By combining such a filler having a limited particle size or the like, it becomes easy to obtain a close-packed structure, and the resin composition can obtain good fluidity and thermal conductivity.
【００２２】ここで、（ｃ）成分の無機繊維としては、
常温での熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上を示す高熱伝導
性の無機化合物の繊維であって、平均直径が１〜２０μ
ｍ、好ましくは２〜１０μｍであり、平均長さが２〜１
５０μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ、のものであれ
ば、特に限定されない。なお、無機繊維の熱伝導率は焼
結体を用いて測定した値である。具体的には、レーザー
フラッシュ法によって測定する。Here, as the inorganic fiber of the component (c),
Highly heat-conductive inorganic compound fiber having a thermal conductivity of 10 W / m · K or more at room temperature, having an average diameter of 1 to 20 μm.
m, preferably 2 to 10 μm, and the average length is 2 to 1
There is no particular limitation as long as it is 50 μm, preferably 10 to 100 μm. The thermal conductivity of the inorganic fiber is a value measured using a sintered body. Specifically, it is measured by a laser flash method.
【００２３】（ｃ）成分である無機繊維の平均直径が上
記範囲外にあると、樹脂組成物の流動性が低下し、成形
が困難となる。また、無機繊維の平均長さが２μｍ未満
では、樹脂組成物の熱伝導性の向上が図れない一方、１
５０μｍを越えると樹脂組成物の流動性が低下するため
好ましくない。無機繊維の平均直径および平均長さは、
画像処理法によって測定する。When the average diameter of the inorganic fiber as the component (c) is out of the above range, the fluidity of the resin composition is reduced and molding becomes difficult. If the average length of the inorganic fibers is less than 2 μm, the thermal conductivity of the resin composition cannot be improved, while
If it exceeds 50 μm, the fluidity of the resin composition is undesirably reduced. The average diameter and average length of the inorganic fibers are
It is measured by an image processing method.
【００２４】本発明において、（ｃ）成分である無機繊
維は、具体的には、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミ
ニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タ
ングステン等、の繊維あるいはウイスカー、チタン酸カ
リウムの単結晶等、を使用することができ、特に好まし
くは、窒化アルミニウム繊維が用いられる。尚、これら
の無機繊維は、単独または２種以上を混合して使用する
ことができる。In the present invention, the inorganic fibers as the component (c) are specifically fibers of alumina, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, etc., or whiskers, titanic acid. A single crystal of potassium or the like can be used, and an aluminum nitride fiber is particularly preferably used. In addition, these inorganic fibers can be used alone or in combination of two or more.
【００２５】本発明において、（ｃ）成分の無機繊維の
配合割合は、（ｃ）〜（ｅ）成分の合計量に対して５〜
４０体積％の範囲内であり、好ましくは、１０〜３０体
積％内である。この配合割合が５体積％未満では、樹脂
組成物の熱伝導性の向上効果が不十分となる一方、４０
体積％を超えると樹脂組成物の流動性および耐湿性の低
下を招くからである。In the present invention, the mixing ratio of the inorganic fiber of the component (c) is 5 to 5 with respect to the total amount of the components (c) to (e).
It is in the range of 40% by volume, preferably 10 to 30% by volume. When the mixing ratio is less than 5% by volume, the effect of improving the thermal conductivity of the resin composition becomes insufficient, while
If the content is more than the volume%, the fluidity and the moisture resistance of the resin composition are reduced.
【００２６】＜エポキシ樹脂組成物−成分（ｄ）＞本発
明において、（ｄ）成分である窒化アルミニウム粉末
は、平均粒径が１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜８
０μｍであり、その外周面が実質的に連続面のみで形成
されている形状を有するものである。平均粒径が１０μ
ｍ未満では、樹脂組成物の流動性、熱伝導性、および耐
湿性が低下する一方、１００μｍを超えると樹脂組成物
の流動性が過度に大きくなり成形時のゲート詰まり等が
生じてしまい好ましくないからである。<Epoxy Resin Composition-Component (d)> In the present invention, the aluminum nitride powder as the component (d) has an average particle size of 10 to 100 μm, preferably 20 to 8 μm.
0 μm, and has a shape whose outer peripheral surface is formed substantially only of a continuous surface. Average particle size is 10μ
If it is less than m, the fluidity, thermal conductivity, and moisture resistance of the resin composition will decrease, while if it exceeds 100 μm, the fluidity of the resin composition will become excessively large and gate clogging and the like during molding will occur, which is not preferable. Because.
【００２７】また、（ｄ）成分の窒化アルミニウム粉末
において、「外周面が実質的に連続面のみで形成されて
いる形状」とは、その粒子の表面において、エッジ、突
起等の角張った部分のない形状を意味する。このような
形状のものとしては、球状に近い形状のもの、多面体形
状でエッジのないもの等、が挙げられる。このような角
張った部分のない形状のものを用いることにより、樹脂
組成物が溶融した時の粘度を低下させることができ成形
性が良好となる。また、窒化アルミニウム粉末の比表面
積が小さいために耐湿性が向上する。これに対し、無定
形や破砕状等の形状を有する窒化アルミニウム粉末、焼
結体を粉砕して得られた窒化アルミニウム粉末等を用い
ると、樹脂組成物の流動性が悪くなって成形が困難にな
るとともに、耐湿性が低下するため好ましくない。In the aluminum nitride powder of the component (d), the “shape in which the outer peripheral surface is formed substantially only of a continuous surface” means that the surface of the particle has an angular portion such as an edge or a projection. No shape means. Examples of such a shape include a shape close to a spherical shape, a shape having a polyhedral shape and no edges, and the like. By using a material having no such angular portion, the viscosity when the resin composition is melted can be reduced, and the moldability can be improved. In addition, since the specific surface area of the aluminum nitride powder is small, the moisture resistance is improved. On the other hand, when an aluminum nitride powder having an amorphous or crushed shape, an aluminum nitride powder obtained by pulverizing a sintered body, or the like is used, the fluidity of the resin composition deteriorates and molding becomes difficult. In addition, it is not preferable because the moisture resistance is lowered.
【００２８】さらに、（ｄ）成分の窒化アルミニウム粉
末は、酸素量が０．５〜２０重量％であることが好まし
く、特に好ましくは０．５〜１０重量％、である。酸素
量が０．５重量％未満では耐湿性が低下する一方、２０
重量％を超えると熱伝導率が低下するからである。ここ
でいう「酸素量」は、窒化アルミニウム粉末中に含まれ
る不純物成分としての酸素含有量を意味する。また、酸
素量は、ガスフュージョンアナライザ（ＧＦＡ）によっ
て測定したものである。The aluminum nitride powder of the component (d) preferably has an oxygen content of 0.5 to 20% by weight, particularly preferably 0.5 to 10% by weight. When the oxygen content is less than 0.5% by weight, the moisture resistance is reduced,
If the content is more than the weight percentage, the thermal conductivity is reduced. The “oxygen amount” here means the oxygen content as an impurity component contained in the aluminum nitride powder. The amount of oxygen was measured by a gas fusion analyzer (GFA).
【００２９】本発明における（ｄ）成分の窒化アルミニ
ウム粉末は、アルミナ粉末をアンモニアガスを含む非酸
化性雰囲気中（例えば、アンモニアガスと炭化水素ガス
との混合ガス中）で加熱することにより合成されたもの
が使用される。窒化アルミニウムの製法としては、一般
的には、金属アルミニウム粉末を窒素と直接反応させる
直接窒化法、アルミナと炭素の混合粉末を窒素雰囲気中
で加熱して、還元と窒化を同時に行わせる炭素還元窒化
法等がよく知られているが、直接窒化法で合成されたも
のは耐湿性が劣り、炭素還元窒化法で合成されたものは
粒径の大きい粒子が得られにくいため、ともに好ましく
ない。The aluminum nitride powder of the component (d) in the present invention is synthesized by heating the alumina powder in a non-oxidizing atmosphere containing ammonia gas (for example, in a mixed gas of ammonia gas and hydrocarbon gas). Is used. Aluminum nitride is generally produced by a direct nitriding method in which metallic aluminum powder is directly reacted with nitrogen, or a carbon reduction nitriding method in which a mixed powder of alumina and carbon is heated in a nitrogen atmosphere to simultaneously perform reduction and nitriding. Although the method and the like are well known, those synthesized by the direct nitridation method are inferior in moisture resistance, and those synthesized by the carbon reduction nitridation method are not preferable because particles having a large particle diameter are difficult to obtain.
【００３０】本発明において、（ｄ）成分の窒化アルミ
ニウム粉末の配合割合は、（ｃ）〜（ｅ）成分の合計量
に対して５０〜９０体積％の範囲、好ましくは、５５〜
７５体積％の範囲内である。この配合割合が上記範囲外
にあると、樹脂組成物は、良好な流動性が得られにくい
一方、この配合割合が５０体積％未満では樹脂組成物の
流動性が低下し、硬化物の熱伝導性、および耐湿性が低
下する。In the present invention, the compounding ratio of the aluminum nitride powder as the component (d) is in the range of 50 to 90% by volume, preferably 55 to 90% by volume based on the total amount of the components (c) to (e).
It is in the range of 75% by volume. If the compounding ratio is outside the above range, good flowability of the resin composition is difficult to be obtained, while if the compounding ratio is less than 50% by volume, the resin composition has low flowability and the heat conductivity of the cured product is low. Properties and moisture resistance are reduced.
【００３１】＜エポキシ樹脂組成物−成分（ｅ）＞本発
明において、充填剤として上記（ｃ）、（ｄ）成分と併
用される（ｅ）成分の微粒の球状アルミナは、平均粒径
が０．０１〜２μｍ、好ましくは０．１〜２μｍ、のも
のである。平均粒径が０．０１μｍ未満では微粒子間の
凝集傾向が増し、流動性が低下する一方、２μｍを越え
ると最密充填構造を形成しにくくなるため、やはり流動
性が低下する。<Epoxy Resin Composition-Component (e)> In the present invention, the fine spherical alumina of the component (e) used in combination with the components (c) and (d) as a filler has an average particle size of 0. 0.01 to 2 μm, preferably 0.1 to 2 μm. When the average particle size is less than 0.01 μm, the tendency of aggregation between the fine particles increases, and the fluidity decreases. On the other hand, when the average particle size exceeds 2 μm, it becomes difficult to form a close-packed structure, and the fluidity also decreases.
【００３２】本発明に使用される（ｅ）成分の球状アル
ミナとしては、アルミナの球状品であれば特に制限はな
く、ボーキサイトから水酸化アルミニウムを経て作られ
るバイヤ−アルミナのほか、アルミニウムアルコラート
のゾル−ゲル法による加水分解を利用した方法、金属ア
ルミニウムの水中火花放電法、酸素存在下に高純度の金
属アルミニウム粉を人為的に粉塵爆発させて得る方法
等、のいずれの方法によって得られたものでも好適に用
いられる。The spherical alumina of the component (e) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a spherical product of alumina. In addition to via-alumina made from bauxite via aluminum hydroxide, sol of aluminum alcoholate -Obtained by any method such as a method utilizing hydrolysis by a gel method, a method of spark discharge of metallic aluminum in water, and a method of artificially exploding dust of high-purity metallic aluminum powder in the presence of oxygen. However, it is preferably used.
【００３３】なお、本発明で使用される球状アルミナと
は、球形度が０．９５以上のものである。球形度とは充
填剤の形状を数値化した形状指数の一種であり、２次元
画像の画像解析により測定される円相当径と絶対最大長
の平均値の比を表わすものである。球形度ｌは真球を示
す。その測定には偏光顕微鏡の直接画像解析処理装置が
用いられる。The spherical alumina used in the present invention has a sphericity of 0.95 or more. The sphericity is a type of shape index obtained by digitizing the shape of the filler, and represents the ratio of the equivalent circle diameter measured by image analysis of a two-dimensional image to the average value of the absolute maximum length. The sphericity 1 indicates a true sphere. A direct image analysis processing device of a polarizing microscope is used for the measurement.
【００３４】＜エポキシ樹脂組成物−成分（ｃ）〜
（ｅ）＞本発明のエポキシ樹脂組成物において、（ｃ）
〜（ｅ）成分からなる無機質充填剤全体の配合量は、好
ましくは樹脂組成物全体の５０〜９０体積％、特に好ま
しくは７０〜８５体積％、である。この配合量が５０体
積％未満では、樹脂組成物の熱伝導性が不十分である
上、樹脂強度等が損なわれるおそれがある。さらに硬化
物の熱膨張係数が大きくなるため、この組成物を用いた
樹脂封止型半導体装置は、冷熱サイクル条件下において
損傷を受け易くなる。一方、９０体積％を超えると樹脂
組成物の溶融粘度が高くなりすぎて成形が困難となる。<Epoxy resin composition-component (c)-
(E)> In the epoxy resin composition of the present invention, (c)
The amount of the entire inorganic filler composed of the components (e) to (e) is preferably 50 to 90% by volume, particularly preferably 70 to 85% by volume of the entire resin composition. If the amount is less than 50% by volume, the thermal conductivity of the resin composition is insufficient, and the resin strength and the like may be impaired. Further, since the thermal expansion coefficient of the cured product is increased, the resin-encapsulated semiconductor device using this composition is easily damaged under cooling and heating cycle conditions. On the other hand, if it exceeds 90% by volume, the melt viscosity of the resin composition becomes too high, and molding becomes difficult.
【００３５】＜エポキシ樹脂組成物−補助成分＞本発明
によるエポキシ樹脂組成物は、上記の成分（ａ）〜
（ｅ）を必須成分として合成されるものである。ここで
「必須成分として含有する」ということは、挙示の成分
のみからなるということではなく、本発明の趣旨を損な
わない限り任意の補助成分を含んでもよいことを意味す
るものである。<Epoxy Resin Composition-Auxiliary Component> The epoxy resin composition according to the present invention comprises the above components (a) to
(E) is synthesized as an essential component. Here, "containing as an essential component" does not mean that only the listed components are included, but means that any auxiliary component may be included as long as the purpose of the present invention is not impaired.
【００３６】従って、本発明のエポキシ樹脂組成物に
は、上述したような成分に加え、さらに必要に応じて、
シランカップリング剤等、のフィラ−表面処理剤、天然
ワックス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸やその金属
塩、酸アミド類、パラフィン類等、の離型剤、カーボン
ブラック、二酸化チタン等、の顔料、ハロゲン化合物、
リン化合物等、の難燃化剤、三酸化アンチモン等、の難
燃助剤、シリコーン化合物、有機ゴム等、の低応力付与
剤、ハイドロタルサイト類等、のイオン捕捉剤、石油樹
脂、ロジン、テルペン、インデン樹脂等、の粘着性付与
剤等、の各種の添加剤を適宜配合してもよい。Therefore, the epoxy resin composition of the present invention may further comprise, in addition to the components described above,
Filler surface treatment agents such as silane coupling agents, release agents for natural waxes, synthetic waxes, linear fatty acids and their metal salts, acid amides, paraffins, etc., carbon black, titanium dioxide, etc. Pigments, halogen compounds,
Flame retardants such as phosphorus compounds, antimony trioxide, etc., flame retardant aids such as silicone compounds, organic rubbers, etc., low stress imparting agents, hydrotalcites, etc., ion scavengers, petroleum resins, rosin, Various additives such as a tackifier such as terpene and indene resin may be appropriately compounded.
【００３７】＜エポキシ樹脂組成物−形成および利用＞
本発明のエポキシ樹脂組成物は、前述した各成分を加熱
ロール、ニーダーまたは押出機によって溶融混練するこ
とによって、または微粉砕可能な特殊混合機によって混
合することによって、更にこれらの方法の適切な組み合
わせによって、容易に調製することができる。<Epoxy resin composition-formation and utilization>
The epoxy resin composition of the present invention can be obtained by melt-kneading the above-mentioned components by a heating roll, a kneader or an extruder, or by mixing with a special mixer capable of being pulverized, and further, an appropriate combination of these methods. Can be easily prepared.
【００３８】本発明によるエポキシ樹脂組成物は、各種
の用途に使用することができる。その用途の一つとして
は、素子ないしは電子機器、そのなかでも半導体装置の
封止材として用いられる。The epoxy resin composition according to the present invention can be used for various applications. As one of the uses, it is used as an encapsulant for an element or an electronic device, among which a semiconductor device.
【００３９】本発明の樹脂封止型半導体装置は、上述し
たエポキシ樹脂組成物を用いて、常法に従い、半導体素
子あるいはパワー半導体装置を封止することにより容易
に製造することができる。樹脂封止の最も一般的な方法
は、低圧トランスファー成形であるが、インジェクショ
ン成形、圧縮成形、注型等、の方法においても用いるこ
とができる。The resin-encapsulated semiconductor device of the present invention can be easily manufactured by encapsulating a semiconductor element or a power semiconductor device using the above-described epoxy resin composition according to a conventional method. The most common method of resin encapsulation is low-pressure transfer molding, but it can also be used in methods such as injection molding, compression molding, and casting.
【００４０】なお、本発明のエポキシ樹脂組成物によっ
て封止される半導体素子は、例えば、ダイオード、トラ
ンジスタ、整流器、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ、ＣＣＤ、
ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ等、の素子が挙げられるが、
特にこれらに限定されるものではない。さらに、本発明
により製造された樹脂封止型半導体装置は、パソコン、
電子演算機、制御機械、液晶ディスプレイ、カード、電
卓、時計、電子体温計等、の電子機器（械）関連製造に
用いられるが、特に、これら用途に限定されるものでは
ない。The semiconductor element sealed with the epoxy resin composition of the present invention includes, for example, a diode, a transistor, a rectifier, an IC, an LSI, a super LSI, a CCD,
Elements such as RAM, DRAM, and ROM are included,
It is not particularly limited to these. Further, the resin-encapsulated semiconductor device manufactured according to the present invention is a personal computer,
It is used for manufacturing electronic devices (machines) such as electronic calculators, control machines, liquid crystal displays, cards, calculators, clocks, and electronic thermometers, but is not particularly limited to these uses.
【００４１】また、パワー半導体装置としては、ＩＧＢ
Ｔ、サイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ、
ＥＳＴ、ＭＣＴ、ＩＥＧＴ、パワーＭＯＳ ＦＥＴ、Ｍ
ＯＳサイリスタ等のパワー素子と、ｂｉ−ＣＭＯＳ等の
その制御回路部品を搭載したものであれば如何なるもの
であってもよい。例えば、パワーモジュール、インバー
タモジュール等が挙げられるが、特にこれらに限定され
るものではない。さらに、本発明によって製造された樹
脂封止型パワー半導体装置は、空調機器、電子演算機、
制御機械等の電気機器（械）関連製造に用いられるが、
特に、これらの用途に限定されるものではない。As a power semiconductor device, IGB
T, thyristor, GTO thyristor, SI thyristor,
EST, MCT, IEGT, Power MOS FET, M
Any device may be used as long as it has a power element such as an OS thyristor and its control circuit component such as a bi-CMOS. For example, a power module, an inverter module and the like can be mentioned, but the invention is not limited to these. Furthermore, the resin-sealed power semiconductor device manufactured according to the present invention includes an air conditioner, an electronic computer,
Used for electrical equipment (machine) related manufacturing such as control machines,
In particular, it is not limited to these uses.
【００４２】[0042]
【実施例】本発明を下記実施例によってさらに詳細に説
明する。なお、本発明は、下記実施例に何ら制限される
ものではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. It should be noted that the present invention is not limited to the following examples.
【００４３】実施例１〜９および比較例１〜１３は、以
下に示す各成分を原料として用いたものである。 （１）エポキシ樹脂 エポキシ樹脂Ａは、ビスヒドロキシビフェニル型エポキ
シ樹脂（エポキシ当量１９３、油化シェルエポキシ社
製、ＹＸ一４０００Ｈ） エポキシ樹脂Ｂは、ジヒドロキシジフェニルメタン型エ
ポキシ樹脂（エポキシ当量１９６、新日鉄化学社製、Ｅ
ＳＬＶ一８０ＸＹ） エポキシ樹脂Ｃは、オルソクレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂（エポキシ当量１９７、住友化学社製、ＥＳＣ
Ｎ−１９５ＸＬ） （２）硬化剤 硬化剤Ａは、フェノールノボラック樹脂（水酸基当量１
０４、昭和高分子社製、ＢＲＧ−５５６） 硬化剤Ｂは、フェノールアラルキル樹脂（水酸基当量１
７５、明和化成社製、ＭＥＨ−７８００ＬＬ） （３）硬化促進剤 トリフェニルホスフィン （４）離型剤 エステル系ワックス （５）顔料 カーボンブラック （６）シランカップリング剤 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン （７）無機質充填剤 （ｃ）無機繊維 窒化アルミニウム繊維（平均直径４μｍ、平均長さ５０
μｍ、比重３．２２） 窒化ケイ素繊維（平均直径３μｍ、平均長さ３０μｍ、
比重３．１７） 窒化ホウ素繊維（平均直径３μｍ、平均長さ２０μｍ、
比重２．２７） （ｄ）窒化物 窒化アルミニウムＡ（平均粒径２０μｍ、エッジなし、
酸素量１．０重量％、比重３．２４、アンモニア雰囲気
中加熱により合成したもの） 窒化アルミニウムＢ（平均粒径５０μｍ、エッジなし、
酸素量５重量％、比重３．３２、アンモニア雰囲気中加
熱により合成したもの） 窒化アルミニウムＣ（平均粒径２０μｍ、無定形、酸素
量０．１重量％、比重３．２２、直接窒化法） 窒化アルミニウムＤ（平均粒径３０μｍ、焼結体の粉砕
品、破砕状、酸素量０．１重量％、比重３．２２、炭素
還元窒化法） 窒化アルミニウムＥ（平均粒径９μｍ、エッジなし、酸
素量０．５重量％、比重３．２２、アンモニア雰囲気中
加熱により合成したもの） 窒化アルミニウムＦ（平均粒径３μｍ、無定形、酸素量
０．５重量％、比重３．２２、炭素還元窒化法） 窒化ケイ素Ａ（平均粒径３５μｍ、破砕状、比重３．１
７） （ｅ）アルミナ アルミナＡ（平均粒径２０μｍ、球状、比重３．９８） アルミナＢ（平均粒径０．５μｍ、球状、比重３．９
８） アルミナＣ（平均粒径ｌ．０μｍ、球状、比重３．９
８） アルミナＤ（平均粒径３．０μｍ、球状、比重３．９
８） 上記各成分は、実施例、比較例において、窒化アルミニ
ウム繊維、窒化ケイ素繊維、および窒化ホウ素繊維は成
分（ｃ）として、窒化アルミニウムＡ〜Ｆ、窒化ケイ
素、およびアルミナＡは成分（ｄ）として、アルミナＢ
〜Ｄは成分（ｅ）として、使用した。In Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 13, the following components were used as raw materials. (1) Epoxy resin Epoxy resin A is a bishydroxybiphenyl type epoxy resin (epoxy equivalent 193, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd., YX-4000H) Epoxy resin B is a dihydroxydiphenylmethane type epoxy resin (epoxy equivalent 196, Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) Made, E
SLV-80XY) Epoxy resin C is an orthocresol novolak type epoxy resin (epoxy equivalent 197, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., ESC
N-195XL) (2) Curing agent Curing agent A is a phenol novolak resin (having a hydroxyl equivalent of 1).
04, Showa Kogaku KK, BRG-556) Curing agent B is a phenol aralkyl resin (having a hydroxyl equivalent of 1).
75, MEH-7800LL, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd. (3) Curing accelerator triphenylphosphine (4) Release agent Ester wax (5) Pigment carbon black (6) Silane coupling agent γ-glycidoxypropyltrimethoxy Silane (7) Inorganic filler (c) Inorganic fiber Aluminum nitride fiber (average diameter 4 μm, average length 50
μm, specific gravity 3.22) silicon nitride fiber (average diameter 3 μm, average length 30 μm,
Specific gravity 3.17) Boron nitride fiber (average diameter 3 μm, average length 20 μm,
(D) Specific gravity 2.27) (d) Nitride aluminum nitride A (average particle diameter 20 μm, no edge,
Oxygen amount 1.0% by weight, specific gravity 3.24, synthesized by heating in an ammonia atmosphere) Aluminum nitride B (average particle size 50 μm, no edge,
Oxygen content 5% by weight, specific gravity 3.32, synthesized by heating in an ammonia atmosphere) Aluminum nitride C (average particle size 20 μm, amorphous, oxygen content 0.1% by weight, specific gravity 3.22, direct nitriding method) Aluminum D (average particle diameter 30 μm, pulverized sintered product, crushed, oxygen content 0.1% by weight, specific gravity 3.22, carbon reduction nitriding method) Aluminum nitride E (average particle diameter 9 μm, no edge, oxygen content 0.5 wt%, specific gravity 3.22, synthesized by heating in an ammonia atmosphere) Aluminum nitride F (average particle size 3 μm, amorphous, oxygen content 0.5 wt%, specific gravity 3.22, carbon reduction nitriding method) Silicon nitride A (average particle size 35 μm, crushed, specific gravity 3.1
7) (e) Alumina Alumina A (average particle diameter 20 μm, spherical, specific gravity 3.98) Alumina B (average particle diameter 0.5 μm, spherical, specific gravity 3.9)
8) Alumina C (average particle size: 1.0 μm, spherical, specific gravity: 3.9)
8) Alumina D (average particle size: 3.0 μm, spherical, specific gravity: 3.9)
8) In the examples and comparative examples, the above components are aluminum nitride fibers, silicon nitride fibers, and boron nitride fibers as component (c), and aluminum nitrides A to F, silicon nitride, and alumina A are component (d). As alumina B
-D were used as component (e).
【００４４】上記各成分は、下記表１（実施例１〜９）
および表２（比較例１〜１３）に示す割合（表中の配合
量は、重量部で示してある）で配合し、以下のように調
製して所望のエポキシ樹脂組成物を得た。先ず、ヘンシ
ェルミキサー中でシランカップリング剤によって無機質
充填剤を処理した後、これに他の成分を混合して６０〜
１３０℃の加熱ロールによって溶融混練した。次に、こ
の混合物を冷却した後、粉砕することによって所望のエ
ポキシ樹脂組成物を得た。The above components are shown in Table 1 below (Examples 1 to 9)
And the proportions shown in Table 2 (Comparative Examples 1 to 13) (the blending amounts in the table are shown in parts by weight), and prepared as follows to obtain the desired epoxy resin composition. First, an inorganic filler is treated with a silane coupling agent in a Henschel mixer, and then other components are mixed with the inorganic filler.
The mixture was melt-kneaded by a heating roll at 130 ° C. Next, the mixture was cooled and then pulverized to obtain a desired epoxy resin composition.
【００４５】[0045]
【表１】 [Table 1]
【００４６】[0046]
【表２】 これら実施例１〜９および比較例１〜１３に係る２２種
のエポキシ樹脂組成物について流動性を調べ、さらに、
各エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物について
熱膨張係数、曲げ強度、熱伝導率、および吸水率を調べ
た。[Table 2] The fluidity of the 22 types of epoxy resin compositions according to Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 13 was examined.
The thermal expansion coefficient, bending strength, thermal conductivity, and water absorption of a cured product obtained by curing each epoxy resin composition were examined.
【００４７】また、実施例１〜６および比較例１〜１０
に係るエポキシ樹脂組成物を用いて半導体素子を封止し
て、得られた樹脂封止型半導体装置の耐はんだリフロ一
性および耐熱衝撃性を評価した。Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 10
A semiconductor element was sealed using the epoxy resin composition according to the above, and the obtained resin-sealed semiconductor device was evaluated for solder reflow resistance and thermal shock resistance.
【００４８】さらに、実施例７〜９および比較例１１〜
１３に係るエポキシ樹脂組成物を用いてパワー半導体モ
ジュールを封止して、得られたパワー半導体モジュール
の成形性を調べるとともに、得られた樹脂封止型パワー
半導体装置の耐湿信頼性を評価した。Further, Examples 7 to 9 and Comparative Examples 11 to
The power semiconductor module was sealed with the epoxy resin composition according to Example 13, and the moldability of the obtained power semiconductor module was examined, and the moisture resistance reliability of the obtained resin-sealed power semiconductor device was evaluated.
【００４９】なお、上記の特性評価は、以下の手法によ
って行った。 （１）流動性評価 高化式フローテスターを用いて、１８０℃における各エ
ポキシ樹脂組成物の溶融粘度を測定した。 （２）硬化時の特性評価 各エポキシ樹脂組成物を用いて、低圧トランスファー成
形機により成形温度１８０℃、３分間の条件で成形を行
い、１８０℃で８時間アフターキュアして試験片を得
た。各試験片について、熱膨張係数、曲げ強度、熱伝導
率、および吸水率（８５℃／８５％ＲＨ×１６８時間）
を測定した。 （３）耐はんだリフロ一性評価 各エポキシ樹脂組成物を用いて試験用半導体素子（１０
ｍｍ×ｌ０ｍｍ）を封止して、樹脂封止型半導体装置を
作製した。作製した樹脂封止型半導体装置について、耐
はんだリフロ一性評価を行った。即ち、作製した樹脂封
止型半導体装置を、８５℃／８５％ＲＨの雰囲気中に７
２時間放置して吸湿処理を行った後、２１５℃のフロロ
カーボン蒸気中に１分間さらして、この時点でのパッケ
ージのクラック発生率を調べた。 （４）耐熱衝撃性評価 各エポキシ樹脂組成物を用いて上記と同様の試験用半導
体素子を封止して樹脂封止型半導体装置を作製した。作
製した樹脂封止半導体装置について、冷熱サイクル試験
（ＴＣＴ試験）により耐熱衝撃性評価を行った。即ち、
作製した樹脂封止半導体装置を、−６５℃で３０分間冷
却した後、室温で５分間放置し、さらに１５０℃で３０
分間加熱するという、冷熱サイクルを繰り返して行った
後、デバイスの動作チェックを行って不良発生率を調べ
た。 （５）パワー半導体装置の成形性評価 パワー素子ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transis
tor）およびその制御回路部品を搭載したパワー半導体
モジュールの樹脂封止における成形性の評価として、パ
ッケージ内部の狭部への樹脂の充填性、金属ダイパッド
位置の変位を観察した。 （６）耐湿信頼性評価 上記のパワー半導体素子モジュールを封止して樹脂封止
型パワー半導体装置を作製した。作製したこの半導体装
置を、プレッシャークッカー試験（ＰＣＴ試験）により
耐湿信頼性の評価を行った。即ち、作製したこの半導体
装置を、１２１℃、２気圧の飽和水蒸気雰囲気中に放置
して不良発生率を調べた。The above evaluation of the characteristics was performed by the following method. (1) Evaluation of fluidity The melt viscosity of each epoxy resin composition at 180 ° C. was measured using a Koka type flow tester. (2) Evaluation of properties during curing Each epoxy resin composition was molded by a low-pressure transfer molding machine at a molding temperature of 180 ° C. for 3 minutes, and after-cured at 180 ° C. for 8 hours to obtain a test piece. . For each test piece, the coefficient of thermal expansion, bending strength, thermal conductivity, and water absorption (85 ° C./85% RH × 168 hours)
Was measured. (3) Solder reflow resistance evaluation A test semiconductor device (10
mm × 10 mm) to produce a resin-sealed semiconductor device. The manufactured resin-sealed semiconductor device was evaluated for solder reflow resistance. That is, the fabricated resin-encapsulated semiconductor device is placed in an atmosphere of 85 ° C./85% RH.
After leaving it for 2 hours to perform a moisture absorption treatment, it was exposed to fluorocarbon vapor at 215 ° C. for 1 minute, and the crack generation rate of the package at this time was examined. (4) Evaluation of Thermal Shock Resistance Using the respective epoxy resin compositions, the same test semiconductor element as above was sealed to produce a resin-sealed semiconductor device. The manufactured resin-encapsulated semiconductor device was evaluated for thermal shock resistance by a thermal cycle test (TCT test). That is,
After cooling the produced resin-encapsulated semiconductor device at −65 ° C. for 30 minutes, it was left at room temperature for 5 minutes,
After repeating a cooling / heating cycle of heating for about one minute, the operation of the device was checked to determine the defect occurrence rate. (5) Evaluation of formability of power semiconductor device Power element IGBT (Insulated Gate Bipolar Transis
Tor) and evaluation of moldability in resin encapsulation of a power semiconductor module having the control circuit component mounted thereon, the resin fillability into a narrow portion inside a package and displacement of a metal die pad position were observed. (6) Evaluation of Humidity-Reliable Reliability The power semiconductor element module was sealed to produce a resin-sealed power semiconductor device. The manufactured semiconductor device was evaluated for moisture resistance reliability by a pressure cooker test (PCT test). That is, the manufactured semiconductor device was left in a saturated steam atmosphere at 121 ° C. and 2 atm, and the defect occurrence rate was examined.
【００５０】以上の評価結果を、下記表３から表５に示
した。The above evaluation results are shown in Tables 3 to 5 below.
【００５１】[0051]
【表３】 [Table 3]
【００５２】[0052]
【表４】 [Table 4]
【００５３】[0053]
【表５】 上記表３から表５に示されるように、本発明の範囲内の
樹脂組成物（実施例ｌ〜９）は、溶融時の流動性が良好
で、硬化物の熱膨張係数、曲げ強度、熱伝導性等の特性
バランスが良く、耐湿性に優れており、また、これら樹
脂組成物により封止された半導体装置は、はんだリフロ
ー時のクラックの発生、ＴＣＴ試験における不良発生が
ほとんど無く、優れた耐はんだリフロー性、耐熱衝撃性
を有することがわかる。[Table 5] As shown in the above Tables 3 to 5, the resin compositions (Examples 1 to 9) within the scope of the present invention have good fluidity at the time of melting, and have a coefficient of thermal expansion, bending strength, and heat of a cured product. The semiconductor device encapsulated with these resin compositions has a good balance of properties such as conductivity and excellent moisture resistance, and has almost no cracks during solder reflow and almost no failures in the TCT test. It can be seen that it has solder reflow resistance and thermal shock resistance.
【００５４】これに対して表４、５に示されるように、
成分（ｃ）を含まない樹脂組成物（比較例１）は、硬化
物の熱膨張係数、曲げ強度、および熱伝導率が劣ってい
る。成分（ｃ）の配合割合が本発明の範囲より多い樹脂
組成物（比較例２）は、溶融時の粘度が高く、成形性が
劣っており、吸水率が高い。本発明の成分（ｄ）とは異
なる角張った部分のある形状を有する窒化アルミニウム
粉末を用いた樹脂組成物（比較例３，４）は、いずれも
溶融時の粘度が著しく高いため、成形性が非常に悪く、
半導体装置を作製することができなかった。また、吸水
率が高い。成分（ｄ）の平均粒径が本発明の範囲より小
さい樹脂組成物（比較例５）、および成分（ｄ）の配合
割合が本発明の範囲より少ない樹脂組成物（比較例６）
は、いずれも溶融時の粘度が高く、しかも吸水率が高
い。成分（ｅ）を含まない樹脂組成物（比較例７）、成
分（ｅ）の平均粒径が本発明の範囲より大きい樹脂組成
物（比較例８）は、いずれも溶融時の粘度が高く、成形
性が劣っている。これらのうち、比較例２および５、６
に係る樹脂組成物を用いて作製した半導体装置は、樹脂
組成物の吸水率が高いため特に耐はんだリフロー性に劣
っていることがわかる。さらに、成分（ｄ）として窒化
アルミニウム粉末の代りに窒化ケイ素粉末（破砕状）を
用いた樹脂組成物（比較例９）は、溶融時の粘度が著し
く高いため、成形性が非常に悪く、半導体装置を作製す
ることができなかった。また、成分（ｄ）として窒化ア
ルミニウム粉末の代りに球状アルミナ粉末を用いた樹脂
組成物（比較例１０）は、硬化物の熱膨張係数、曲げ強
度、および熱伝導率が劣り、この樹脂組成物を用いて作
製した半導体装置は、熱放散性、耐熱衝撃性が劣ってい
ることがわかる。On the other hand, as shown in Tables 4 and 5,
The resin composition containing no component (c) (Comparative Example 1) is inferior in the coefficient of thermal expansion, bending strength, and thermal conductivity of the cured product. The resin composition (Comparative Example 2) in which the mixing ratio of the component (c) is larger than the range of the present invention has a high viscosity at the time of melting, is poor in moldability, and has a high water absorption. Resin compositions using aluminum nitride powder having a shape with angular portions different from the component (d) of the present invention (Comparative Examples 3 and 4) have remarkably high viscosities at the time of melting, so that moldability is low. Very bad,
A semiconductor device could not be manufactured. Also, the water absorption is high. A resin composition in which the average particle size of the component (d) is smaller than the range of the present invention (Comparative Example 5), and a resin composition in which the blending ratio of the component (d) is smaller than the range of the present invention (Comparative Example 6)
Have a high viscosity at the time of melting and a high water absorption. The resin composition containing no component (e) (Comparative Example 7) and the resin composition (Comparative Example 8) in which the average particle diameter of the component (e) is larger than the range of the present invention have a high viscosity at the time of melting. Poor moldability. Of these, Comparative Examples 2 and 5, 6
It can be seen that the semiconductor device manufactured using the resin composition according to (1) is particularly inferior in solder reflow resistance due to the high water absorption of the resin composition. Further, the resin composition (comparative example 9) using silicon nitride powder (crushed) instead of aluminum nitride powder as the component (d) has a remarkably high viscosity at the time of melting, so that the moldability is very poor, and The device could not be manufactured. In addition, the resin composition using spherical alumina powder instead of aluminum nitride powder as the component (d) (Comparative Example 10) is inferior in the thermal expansion coefficient, bending strength, and thermal conductivity of the cured product, and this resin composition It can be seen that the semiconductor device manufactured by using the above is inferior in heat dissipation and thermal shock resistance.
【００５５】比較例１１から１３に係る樹脂組成物を用
いて作製したパワー半導体装置は、これら樹脂組成物の
溶融時の粘度が高いため、成形性が悪く、未充填部の発
生や金属ダイパッド位置の大きなずれが観察された。ま
た、耐湿信頼性が劣っていることがわかった。なお、比
較例１３に係る樹脂組成物は、融解粘度が著しく高いた
め、パワー半導体装置を作製することができなかった。The power semiconductor devices manufactured using the resin compositions according to Comparative Examples 11 to 13 had poor moldability due to the high viscosity of these resin compositions when melted, and caused unfilled portions and metal die pad positions. Large deviation was observed. It was also found that the moisture resistance reliability was poor. In addition, the resin composition according to Comparative Example 13 had a remarkably high melting viscosity, so that a power semiconductor device could not be manufactured.
【００５６】[0056]
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明によれ
ば、溶融時において流動性が良好で、硬化物の熱膨張係
数、曲げ強度、熱伝導性等の特性バランスが良く、耐湿
性に優れたエポキシ樹脂組成物を得ることができる。ま
た、このような樹脂組成物の硬化物で半導体素子あるい
はパワー半導体装置が封止された本発明の樹脂封止型半
導体装置は、熱放散性が高く、優れた耐はんだリフロ−
性、耐熱衝撃性、および耐湿信頼性を有するものであ
る。特に、本発明による樹脂封止型半導体装置は、電子
機器の高密度化、動作の高速化、チップの大型化、およ
びパワー半導体装置の小型軽量化、高機能化に対応する
ことができ、その工業的価値は極めて大きいものであ
る。As described in detail above, according to the present invention, the fluidity is good at the time of melting, the cured product has a good balance of properties such as the coefficient of thermal expansion, bending strength, thermal conductivity, etc. The epoxy resin composition excellent in the above can be obtained. Further, the resin-encapsulated semiconductor device of the present invention in which a semiconductor element or a power semiconductor device is encapsulated with a cured product of such a resin composition has high heat dissipation and excellent solder reflow resistance.
It has heat resistance, thermal shock resistance, and moisture resistance reliability. In particular, the resin-encapsulated semiconductor device according to the present invention can cope with higher densities of electronic devices, faster operation, larger chips, and smaller and lighter power semiconductor devices, and higher performance. The industrial value is extremely large.
【図１】本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物を用いて
封止した樹脂封止型半導体装置を示すものである。FIG. 1 shows a resin-sealed semiconductor device sealed using a cured product of an epoxy resin composition of the present invention.
【図２】本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物を用いて
封止したパワー半導体装置を示すものである。FIG. 2 shows a power semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition of the present invention.
【図３】本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物を用いて
封止した樹脂封止型半導体装置の断面図を示すものであ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view of a resin-sealed semiconductor device sealed with a cured product of the epoxy resin composition of the present invention.
【図４】本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物を用いて
封止したパワー半導体装置（同一型）の断面図を示すも
のである。FIG. 4 is a cross-sectional view of a power semiconductor device (same type) sealed with a cured product of the epoxy resin composition of the present invention.
【図５】本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物を用いて
封止したパワー半導体装置（分離型）の断面図を示すも
のである。FIG. 5 is a cross-sectional view of a power semiconductor device (separated type) sealed with a cured product of the epoxy resin composition of the present invention.
１１ 本発明のエポキシ樹脂の硬化物 １２ ボンデングワイヤ １３ チップ １４ 端子 １５ ダイパット ２１ 本発明のエポキシ樹脂の硬化物 ２２ 放熱板 ２３ パワー素子 ２４ 制御回路用部品 ３１ 本発明のエポキシ樹脂の硬化物 ３２ ボンデングワイヤ ３３ チップ ３４ リードフレーム ３５ ダイパット ４１ 本発明のエポキシ樹脂の硬化物 ４２ ボンデングワイヤ ４３ パワー素子 ４４ 制御回路用電子部品 ４５ リードフレーム ４６ プリント基板 ４７ ダイパッド ５１ 本発明のエポキシ樹脂の硬化物 ５２ ボンデングワイヤ ５３ パワー素子 ５４ 制御回路用電子部品 ５５ リードフレーム ５６ プリント基板 ５７ ダイパッド Reference Signs List 11 cured product of epoxy resin of the present invention 12 bond wire 13 chip 14 terminal 15 die pad 21 cured product of epoxy resin of the present invention 22 heat sink 23 power element 24 component for control circuit 31 cured product of epoxy resin of the present invention 32 bond Dengue wire 33 Chip 34 Lead frame 35 Die pad 41 Cured product of epoxy resin of the present invention 42 Bonding wire 43 Power element 44 Electronic component for control circuit 45 Lead frame 46 Printed board 47 Die pad 51 Cured product of epoxy resin of the present invention 52 Bonn Dengue wire 53 Power element 54 Electronic component for control circuit 55 Lead frame 56 Printed board 57 Die pad
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 23/29 Ｈ０１Ｌ 23/30 Ｒ 23/31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 23/29 H01L 23/30 R 23/31
Claims (6)
し、下記成分（ｃ）の配合割合が（ｃ）〜（ｅ）からな
る無機質充填剤の合計量に対して５〜４０体積％、ま
た、下記成分（ｄ）の配合割合が（ｃ）〜（ｅ）の合計
量に対して５０〜９０体積％であることを特徴とする、
エポキシ樹脂組成物。 （ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）硬化剤、（ｃ）平均直径が
１〜２０μｍ、平均長さが２〜１５０μｍで、常温での
熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である無機繊維、（ｄ）
アルミナ粉末をアンモニアガスを含む非酸化性雰囲気中
で加熱することにより合成されてなる、酸素量が０．５
〜２０重量％であり、平均粒径が１０〜１００μｍで、
その外周面が実質的に連続面のみで形成されている、窒
化アルミニウム粉末、および（ｅ）平均粒径が０．０１
〜２μｍである微粒の球状アルミナ。(1) The following components (a) to (e) are contained as essential components, and the mixing ratio of the following component (c) is 5 to 40 with respect to the total amount of the inorganic filler composed of (c) to (e). % By volume, and the mixing ratio of the following component (d) is 50 to 90% by volume with respect to the total amount of (c) to (e).
Epoxy resin composition. (A) an epoxy resin, (b) a curing agent, (c) an inorganic fiber having an average diameter of 1 to 20 μm, an average length of 2 to 150 μm, and a thermal conductivity at room temperature of 10 W / m · K or more, d)
The amount of oxygen obtained by heating alumina powder in a non-oxidizing atmosphere containing ammonia gas is 0.5
-20% by weight, the average particle size is 10-100 μm,
Aluminum nitride powder whose outer peripheral surface is formed substantially only of a continuous surface, and (e) an average particle size of 0.01
Fine spherical alumina of ~ 2 μm.
（ｅ）からなる無機質充填剤の合計量に対して１０〜３
０体積％、また、前記成分（ｄ）の配合割合が、（ｃ）
〜（ｅ）の合計量に対して５５〜７５体積％であること
を特徴とする、請求項１に記載されたエポキシ樹脂組成
物。2. The mixing ratio of the component (c) is (c) to (c).
10 to 3 based on the total amount of the inorganic filler composed of (e)
0% by volume, and the mixing ratio of the component (d) is (c)
The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the amount is 55 to 75% by volume based on the total amount of (e).
般式（１）で表されるビフェニル型エポキシ樹脂、また
は一般式（２）で表されるジフェニルメタン骨格を有す
るエポキシ樹脂であることを特徴とする、請求項ｌおよ
び２に記載されたエポキシ樹脂組成物。 【化１】 （式中、Ｒは、水素原子またはメチル基である。Ｒ１〜
Ｒ８は、それぞれ水素原子、アルキル基、アリール基、
クロル原子、およびブロム原子からなる群より選ばれる
ものであり、同一でも異なっていてもよい。但し、Ｒ１
〜Ｒ８のうち少なくとも１つは、水素原子以外のもので
ある。ｎは、０〜５の整数である。） 【化２】 （式中、Ｒは、水素原子またはメチル基である。Ｒ１〜
Ｒ８は、それぞれ水素原子、アルキル基、アリール基か
らなる群より選ばれるものであり、同一でも異なってい
てもよい。但し、Ｒ１〜Ｒ８のうち少なくとも１つは、
水素原子以外のものである。ｎは、０〜５の整数であ
る。）3. The epoxy resin of the component (a) is a biphenyl type epoxy resin represented by the following general formula (1) or an epoxy resin having a diphenylmethane skeleton represented by the following general formula (2). 3. The epoxy resin composition according to claim 1, characterized in that it is characterized in that: Embedded image (Wherein, R is a hydrogen atom or a methyl group.
R8 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group,
It is selected from the group consisting of a chloro atom and a bromo atom, and may be the same or different. However, R1
At least one of -R8 is other than a hydrogen atom. n is an integer of 0-5. ) (Wherein, R is a hydrogen atom or a methyl group.
R8 is selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, and an aryl group, and may be the same or different. However, at least one of R1 to R8 is
It is other than a hydrogen atom. n is an integer of 0-5. )
ウム繊維であることを特徴とする、請求項１〜３に記載
されたエポキシ樹脂組成物。4. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the inorganic fiber of the component (c) is an aluminum nitride fiber.
項に記載されたエポキシ樹脂組成物の硬化物により封止
されてなることを特徴とする、樹脂封止型半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 1, wherein
A resin-encapsulated semiconductor device, characterized by being sealed with a cured product of the epoxy resin composition described in the above section.
電子部品を搭載してなるパワー半導体装置が、請求項１
〜４のいずれか１項に記載されたエポキシ樹脂組成物の
硬化物により封止されてなることを特徴とする、樹脂封
止型半導体装置。6. A power semiconductor device comprising a power element and electronic components constituting a control circuit thereof mounted thereon.
A resin-encapsulated semiconductor device, which is encapsulated with a cured product of the epoxy resin composition described in any one of (4) to (4).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25328097A JPH1192624A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25328097A JPH1192624A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192624A true JPH1192624A (en) | 1999-04-06 |
Family
ID=17249094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25328097A Pending JPH1192624A (en) | 1997-09-18 | 1997-09-18 | Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1192624A (en) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249640A (en) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Toray Ind Inc | Resin-sealed semiconductor device and epoxy resin composition for sealing semiconductor |
| JP2002275358A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | Epoxy-based resin composition and semiconductor device |
| JP2002322372A (en) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Resin composition and metal-based circuit board using the same |
| JP2004035782A (en) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Toshiba Corp | Highly thermoconductive material and manufacturing method therefor |
| JP2007146189A (en) * | 2007-03-16 | 2007-06-14 | Toshiba Corp | Highly thermoconductive material |
| JP2008095001A (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Composition for sealing |
| US7524557B2 (en) | 2002-07-04 | 2009-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Highly heat conductive insulating member, method of manufacturing the same and electromagnetic device |
| JP2009221308A (en) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Thermosetting resin molding material |
| JP2010235842A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Mitsubishi Chemicals Corp | Thermosetting resin composition containing anisotropic aluminum nitride filler |
| JP2014167117A (en) * | 2014-03-25 | 2014-09-11 | Sakai Chem Ind Co Ltd | Heat releasing filler composition, resin composition, heat releasing grease and heat releasing coating material composition |
| JP2015534596A (en) * | 2012-09-19 | 2015-12-03 | モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・インク | Thermally conductive plastic composition, extrusion apparatus and method for making thermally conductive plastic |
| JP2016104862A (en) * | 2015-12-04 | 2016-06-09 | 日立化成株式会社 | Resin composition, resin sheet, resin sheet with metal foil, resin cured article sheet, semiconductor device for power source or for light source |
| JP2017149889A (en) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | デンカ株式会社 | Epoxy resin composition, metal base plate circuit board therewith |
| WO2018123745A1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 日立化成株式会社 | Resin composition and electronic component device |
| JP2020158355A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 株式会社トクヤマ | Composite structure made of aluminum nitride |
-
1997
- 1997-09-18 JP JP25328097A patent/JPH1192624A/en active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4736203B2 (en) * | 2001-02-22 | 2011-07-27 | 住友ベークライト株式会社 | Resin-encapsulated semiconductor device and epoxy resin composition for encapsulating semiconductor |
| JP2002249640A (en) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Toray Ind Inc | Resin-sealed semiconductor device and epoxy resin composition for sealing semiconductor |
| JP2002275358A (en) * | 2001-03-19 | 2002-09-25 | Toray Ind Inc | Epoxy-based resin composition and semiconductor device |
| JP2002322372A (en) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Resin composition and metal-based circuit board using the same |
| JP2004035782A (en) * | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Toshiba Corp | Highly thermoconductive material and manufacturing method therefor |
| US7524557B2 (en) | 2002-07-04 | 2009-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Highly heat conductive insulating member, method of manufacturing the same and electromagnetic device |
| JP2008095001A (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Nippon Electric Glass Co Ltd | Composition for sealing |
| JP2007146189A (en) * | 2007-03-16 | 2007-06-14 | Toshiba Corp | Highly thermoconductive material |
| JP4709795B2 (en) * | 2007-03-16 | 2011-06-22 | 株式会社東芝 | High thermal conductivity material |
| JP2009221308A (en) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Thermosetting resin molding material |
| JP2010235842A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Mitsubishi Chemicals Corp | Thermosetting resin composition containing anisotropic aluminum nitride filler |
| JP2015534596A (en) * | 2012-09-19 | 2015-12-03 | モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・インク | Thermally conductive plastic composition, extrusion apparatus and method for making thermally conductive plastic |
| JP2014167117A (en) * | 2014-03-25 | 2014-09-11 | Sakai Chem Ind Co Ltd | Heat releasing filler composition, resin composition, heat releasing grease and heat releasing coating material composition |
| JP2016104862A (en) * | 2015-12-04 | 2016-06-09 | 日立化成株式会社 | Resin composition, resin sheet, resin sheet with metal foil, resin cured article sheet, semiconductor device for power source or for light source |
| JP2017149889A (en) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | デンカ株式会社 | Epoxy resin composition, metal base plate circuit board therewith |
| WO2018123745A1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 日立化成株式会社 | Resin composition and electronic component device |
| JPWO2018123745A1 (en) * | 2016-12-27 | 2019-10-31 | 日立化成株式会社 | Resin composition and electronic component device |
| JP2022125150A (en) * | 2016-12-27 | 2022-08-26 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | Resin composition and electronic component device |
| JP2020158355A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 株式会社トクヤマ | Composite structure made of aluminum nitride |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2874089B2 (en) | Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device | |
| JP4892164B2 (en) | Liquid epoxy resin composition and electronic component device | |
| JPH1192624A (en) | Epoxy resin composition and resin-sealed type semiconductor device | |
| JPH06102714B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2015193851A (en) | Liquid epoxy resin composition and electronic part device | |
| JP7126186B2 (en) | Resin composition for encapsulation, cured product thereof, and semiconductor device | |
| JP2014114426A (en) | Semiconductor sealing epoxy resin composition and power module using the same | |
| JP2013067694A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device | |
| JP2009057575A (en) | Liquid epoxy resin composition and electronic component device | |
| JP2021113267A (en) | Thermosetting resin composition, electronic apparatus, method for producing thermally conductive material, and method for producing thermosetting resin composition | |
| JP2004018790A (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP4281104B2 (en) | Resin composition and electronic component device | |
| JP2012251048A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor, and semiconductor device | |
| JP2021187868A (en) | Thermosetting resin composition and electronic device | |
| JP6025043B2 (en) | Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device | |
| JP2004210849A (en) | Epoxy resin composition for sealing semiconductor and semiconductor device | |
| JP2015180760A (en) | Liquid epoxy resin composition and electronic part device | |
| JP2015110803A (en) | Liquid epoxy resin composition and electronic part device | |
| JP7365641B2 (en) | Encapsulating resin composition and semiconductor device | |
| JPH1045872A (en) | Epoxy resin composition | |
| JP2004131610A (en) | Resin composition for sealing and resin-sealed semiconductor device | |
| JP3417283B2 (en) | Epoxy resin composition for sealing and semiconductor device sealing method | |
| JP3973137B2 (en) | Epoxy resin composition and semiconductor device | |
| JP2862777B2 (en) | Epoxy resin composition | |
| JP2015180759A (en) | Liquid epoxy resin composition and electronic part device |