JPS6357632A - エポキシ樹脂組成物、半導体装置用封止剤及び積層板用材料 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物、半導体装置用封止剤及び積層板用材料

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JPS6357632A
JPS6357632A JP20129386A JP20129386A JPS6357632A JP S6357632 A JPS6357632 A JP S6357632A JP 20129386 A JP20129386 A JP 20129386A JP 20129386 A JP20129386 A JP 20129386A JP S6357632 A JPS6357632 A JP S6357632A
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JP20129386A
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Akio Nishikawa
西川 昭夫
Toru Koyama
徹 小山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱性にすぐれ、吸水率、透湿率の小さいエ
ポキシ樹脂組成物、該組成物から成る半導体装置用封止
剤、及び該組成物から成る積層板用材料に関する。
〔従来の技術〕
従来、樹脂封止型半導体装置の封止用樹脂組成物として
は、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキ
シ系材料が主流となっている。しかし、半導体装置の高
集積度化、及び樹脂封止型半導体装置の用途拡大に伴な
い、封止用樹脂組成物には、更に耐熱性、耐湿性、接着
性にすぐれ、しかも低応力化の可能な樹脂組成物の開発
が強く望まれている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、フェノールノボラック樹脂硬化エポキシ系組成
物は、耐熱性、特にガラス転移点の向上に限界があるこ
とや、吸水率、透湿率が比較的に大きく、硬化物バルク
からの水のパッケージ内への侵入を防ぐには本質的な問
題があった。この対処策としては、シロキサン系やフル
オロ系の表面処理剤などを添加して改質する試みがなさ
れてきたが、この場合にも、成形時に金型汚れや成形品
外観に改善すべき問題がある。
本発明の目的は、耐熱性にすぐれ、吸水率、透湿率の小
さいエポキシ樹脂組成物、該組成物から成る半導体装置
用封止剤、及び該組成物から成る積層板用材料を提供す
ることである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、以下の構成を採用することにより達成され
る。本願の第1の発明は、 〔A〕多官能エポキシ化合物及び下記の化合物(B)又
は(C)を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物で
ある。
〔B〕:式 又は、式 で表わされる構成単位、及び式 又は で表わされる構成単位から成る含フツ素フェノール樹脂
〔C〕:式 で表わされる構成単位、及び式 で表わされる構成単位から成る含フツ素ヒドロキシスチ
レン重合体。
但し、上記式中R’、 R’及びR1はF、 CFz。
CtFs、C*hの中のいずれかであり、同じであって
も異なっていてもよく、x、及びX、は、H,CHs。
R′ (qは−CHz +、  C(C)Is)z−、C(C
L)z−、0−9−5O1)−である。
また、第2の発明は、前記第1の発明のエポキシ樹脂組
成物から成る半導体装置用封止剤であり、第3の発明は
、前記第1の発明のエポキシ樹脂組成物から成る積層板
用材料である。
本発明に於いて多官能エポキシ樹脂〔A〕としては、例
えばビスフェノールAのジグリシジルエーテル、ブタジ
エンジエポキサイド、3.4−エポキシシクロヘキシル
メチル−(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキ
シレート、ビニルシクロヘキサンジオキシド、4.4−
ジ(1,2−エポキシエチル)ジビフェニルエーテル、
4.4’−(1,2−エポキシエチル)ビフェニル、2
.2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロパ
ン、レゾルシンのグリシジルエーテル、フロログルシン
のジグリシジルエーテル、メチルフロログルシンのジグ
リシジルエーテル、ビス−(2゜3−エポキシシクロペ
ンチル)エーテル、2−(3,4−エポキシ)シクロヘ
キサン−5,5−スピロ(3,4−エポキシ)−シクロ
ヘキサン−m−ジオキサン、ビス−(3,4−エポキシ
−6−メチルシクロヘキシル)アジペート、N、N’−
m−フェニレンビス(4,5−エポキシ−1,2−シク
ロヘキサン)ジカルボキシイミドなどの2官能のエポキ
シ化合物、パラアミノフェノールのトリグリシジルエー
テル、ポリアリルグリシジルエーテル、1,3.5−)
リ (1,2−エポキシエチル)ベンゼン、2.2’、
4.4−テトラグリシドキシベンゾフェノン、テトラグ
リシドキシテトラフェニルエタン、フェノールホルムア
ルデヒドノボラックのポリグリシジルエーテル、グリセ
リンのトリグシジルエーテル、トリメチロールプロパン
のトリグリシジルエーテルなど3官能以上のエポキシ化
合物が用いられる。
本発明で用いる含フツ素フェノール樹脂(B)は、フェ
ノール樹脂及び式 (式中、RはF又はCF、であり、R’、  R’及び
R′はF、 CF3. CtFs、 C*Ftの中でい
ずれかであり、同じであっても異なっていてもよい)で
表わされるフッ素系化合物とを、トリエチルアミンなど
の塩基性触媒の存在下に、加熱反応させて得られる。該
反応の詳細な説明は、日本化学会誌。
1978年、253ページに記されている方法などを参
考にすればよい。
式 〔式中、RはF又はCF、であり、R’、 R’及びR
1はF、 CFI CgFs、 C5Fqの中のいずれ
かであり、同じであっても異なっていてもよい、〕で表
わされるフッ素系化合物としてはたとえば、ヘキサフル
オロピレンあるいは又はヘキサフルオロピレンオリゴマ
があり、具体的には、 などがあり、ICI Mond Divisionなど
より市販されている。上記化合物の中でも、本発明の効
果を発揮する上で、 あるいは、D−2,?−1が好ましい。
また、含フツ素ヒドロキシスチレン重合体(C)はヒド
ロキシスチレン重合体と前述のフッ素系化合物とを反応
させて得られる。
前述の反応により得られる反応物は前記(1)、 (2
)又は(5)で示される単位を1分子中にm個、式(3
)、 (4)又は(6)で示される単位をn個含み、m
は1〜18、m十nは1以上20以下である場合が好ま
しい。
nがOである場合は、水酸基を有する単位がなくなるの
で、後述のような硬化剤を別に添加すればよい。
上記反応物を例示すると、以下の単位から成るものがあ
る。
本発明のエポキシ樹脂組成物には従来公知の硬化剤を併
用することもできる。それらは、垣内弘著:エボキシ樹
脂(昭和45年9月発行)109〜149ページ、Le
e、 Neville著: Epoxy Re5ins
 (McGraw−Hill Book Compan
y Inc:New York+ 1957年発行)6
3〜141ページ、 P、E、Brunis著:  H
poxyResins Technology (In
terscience Publishers。
New York+ 1968年発行>45〜111ペ
ージなどに記載の化合物であり、例えば脂肪族ポリアミ
ン、芳香族ポリアミン、第2および第3アミンを含むア
ミン類、カルボン酸類、カルボン酸無水物類、脂肪族お
よび芳香族ポリアミドオリゴマーおよびポリマー類、三
フッ化ホウ素−アミンコンプレックス類、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ウレア樹脂、ウレタン樹脂などの合
成樹脂初期縮合物類、その他、ジシアンジアミド、カル
ボン酸ヒドラジド、ポリアミノマレイミド類などがある
上記硬化剤は、用途、目的に応じて1種以上使用するこ
とが出来る。
本発明の樹脂組成物には、エポキシ化合物と含フツ素ノ
ボラック型フェノール樹脂の硬化反応を促進する触媒を
使用することが出来る。
かかる触媒としては、例えば、トリエタノールアミン、
テトラメチルブタンジアミン、テトラメチルブタンジア
ミン、テトラメチルヘキサンジアミン、トリエチレンジ
アミン、ジメチルアニリンなどの三級アミン、ジメチル
アミノエタノール、ジメチルアミノペタノールなどのオ
キシアルキルアミンやトリス(ジメチルアミノメチル)
フェノール、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホ
リンなどのアミン類がある。
また、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチ
ルトリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメ
チルアンモニウムアイオダイド、トリメチルドデシルア
ンモニウムクロライド、ベンジルジメチルテトラデシル
アンモニウムクロライド、ベンジルメチルパルミチルア
ンモニウムクロライド、アリルドデシルトリメチルアン
モニウムブロマイド、ベンジルジメチルステアリルアン
モニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ベンジルジメチルテトラデシルアンモニ
ウムアセテートなどの第4級アンモニウム塩がある。
また、2−エチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダ
ゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−メチル−
4−エチルイミダゾール、1−ブチルイミダゾール、1
−プロピル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−
2−メチルイミダゾ−ル、1−シアノエチル−2−メチ
ルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイ
ミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾ
ール、1−アジン−2−メチルイミダゾール、1−アジ
ン−2−ウンデシルイミダゾールなどのイミダゾール類
、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート、テ
トラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、ト
リエチルアミンテトラフェニルボレート、N−メチルモ
ルホリンテトラフェニルボレート、2−エチル−4−メ
チルイミダゾールテトラフェニルボレート、2−エチル
−1,4−ジメチルイミダゾールテトラフェニルボレー
トなどのテトラフェニルボレートなどがある。
また、1.5−ジアザ−ビシクロ(4,2,0)オクテ
ン−5,1,8−ジアザ−ビシクロ(7゜2.0)ウン
デセン−8,1,4−ジアザ−ビシクロ(3,3,0)
オクテン−4,3−メチル−1,4−ジアザビシクロ(
3,3,0)オクテン−4,3,6,7,7−テトラメ
チル−1,4−ジアザージシクロ(3,3,0)オクテ
ン−4,1,5−ジアザ−ビシクロ(3,4,0)ノネ
ン−5,1,8−ジアザ−ビシクロ(7,3,0)ドデ
セン−8,1,7−ジアザビシクロ(4,3゜0)ノネ
ン−6,1,5−ジアザビシクロ(4゜4.0)デセン
−5,1,8−ジアザビシクロ(7,4,O)  トリ
デセン−8,1,8−ジアザビシクロ(5,3,0)デ
セン−7,9−メチル−1,8−ジアザビシクロ(5,
3,0)デセン−7,1,8−ジアザビシクロ(5,4
,O)ウンデセン−7,1,6−ジアザビシクロ(5,
5゜0)ドデセン−6,1,7−ジアザビシクロ(6゜
5、O))リゾセン−7,1,8−ジアザビシクロ(7
,5,0)テトラデセン−8,1,10−ジアザビシク
ロ(7,3,0)  ドデセン−9,1゜10−ジアザ
ビシクロ(7,4,0))リゾセン−9,1,14−ジ
アザビシクロ(11,3,0)へキサデセン−13,1
,14−ジアザビシクロ(11,4゜0)へブタデセン
−13などのジアザビシクロ−アルケン類なども有用で
ある。上記化合物は、目的と用途に応じて1種類以上併
用することもできる。
上記化合物の中でも、特に1.8−ジアザビシクロ(5
,4,0)ウンデセン−7(DBU)並びに該化合物の
カルボン酸塩類が、本発明の効果を発揮する上で有効で
ある。
本発明においては樹脂組成物に、目的と用途に応じて、
各種の無機物質や添加剤を配合して用いることが出来る
。それらの具体例をあげればジルコン、シリカ、溶融石
英ガラス、アルミナ、水酸化アルミニウム、ガラス、石
英ガラス、ケイ酸カルシウム、石コウ、炭酸カルシウム
、マグネサイト、クレー、カオリン、タルク、鉄粉、銅
粉、マイカ、アスベスト、炭化珪素、窒化ホウ素、二硫
化モリブデン、鉛化合物、鉛酸化物、亜鉛華、チタン白
、カーボンブラックなどの充填剤、あるいは、高級脂肪
酸、ワックス類などの離型剤、エポキシシラン、ビニル
シラン、アミノシラン、ボラン系化合物、アルコキシチ
タネート系化合物、アルミニウムキレート化合物などの
カップリング剤などである。さらに、アンチモン、燐化
合物、臭素や塩素を含む公知の難燃化剤を用いることが
出来る。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、耐熱性にすぐれ、吸水
率、透湿率が小さく、また金属との接着性が良好である
ため、半導体装置用の封止剤として有用であり、素子や
リード線を被覆封止するのに用いられる。
本発明組成物を半導体装置を封止するために用いる場合
、方法は特に限定されず、注型、トランスファ成形など
の公知の方法が適用できる。
又、本発明のエポキシ樹脂組成物は耐熱性、耐湿性にす
ぐれているため、積層板用材料としても有用である。
〔実施例〕
次に実施例によって本発明を説明する。
−含フツ素変性重合体の製造− ・ノボラック型フェノール樹脂HP−607N(日立化
成社製)100重量部を100〜120℃に加熱して溶
融させ、これに、ヘキサフルオロプロピレン(HEP)
三量体(T−2)を、 1、0重量部、5.0重量部、10重量部それぞれ別個
に加え、トリエチルアミンを0.2−を加え、更に、1
00〜120℃で15分間加熱反応させて、3種類のへ
キサフルオロプロピレン変性フェノール樹脂を得た。
HEP三量体(T−2)    反 応 物の添加量(
重量部) 1.0        P−T−2A 5.0        P−T−2B 10        P−T−2C ・P−ヒドロキシスチレン重合体Mレジン(丸善石油社
製)100重量部に、HEP二量体(D−2)。
(CF+)zc=cFchch 並びに、HEP三景体(T−1) 又、)IEP三景体(T−2)をそれぞれ別個に20重
量部を添加し、これらにトリエチルアミンを0゜5d加
えて、加熱溶融反応させて、ヘキサフルオロプロピレン
変性P−ヒドロキシスチレン重合体3種類を得た。
)IEPオリゴマの種類    反 応 物HBP二量
体(D−2)     M −D −2AHEP二量体
(T−1)     M−T−I A&    (T−
2)     M−T−2A以上、6種類の含フツ素フ
ェノール樹脂、並びに含フッ素Mレジンを以下の実施例
に於いて、所定量配合して用いた。
実施例1〜13、比較例 多官能エポキシ化合物として、ノボラック型フェノール
樹脂のポリグリシジルエーテルEOCN−1023(日
本北東社製、エポキシ当量211、軟化点66.4℃)
、レゾルシン変性ノボラ7り型フェノール樹脂のポリグ
リシジルエーテル(油化シェルエポキシ社製、エポキシ
当量182、軟化点60℃)、次式 で表わされるYL−931(油化シェルエポキシ社製、
エポキシ当量196、軟化点88℃)、次式で表わされ
るRE−2(油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量1
95、軟化点81℃)、そして、ジシクロペンタジェン
・フェノリックポリマのポリグリシジルエーテルDCE
−400(重陽国策パルプ社製、エポキシ当量310、
軟化点55〜80℃、数平均分子量800〜1500) をそれぞれ別個に100重量部採取した。
硬化剤として、前記した含フツ素変性重合体、P−T−
2A、P−T−28,P−T−2C,M−D−2A、M
−T−IA、M−T−2A、並びにノボラック型フェノ
ール樹脂HP 607N、  N、 N’−4,4−ジ
フェニルメタンービスマレイミドヲ第1表に示した所定
量、触媒としてトリフェニルホスフィン2重量部、カッ
プリング剤として、エポキシシランK B M2O3(
信越化学社製)2重量部、離型剤として、ステアリン酸
カルシウム1重量部とカルナバワックス1重量部、難燃
剤として付加型イミドコート赤リン4重量部、充填剤と
して球状溶融石英ガラス粉80重量パーセント、着色剤
として、カーボンブラック(キャボット社製) 2重量
部をそれぞれ別個に配合して配合組成物を作った。
次いで、75〜85℃に加熱した8インチ径の2本ロー
ルで8分間加熱混練した後、冷却し、粗粉砕して、目的
の半導体封止用樹脂組成物を得た。
該樹脂組成物を、180℃、 70kg/ad、  1
.5分の条件でトランスファ成形した硬化物より、吸水
率を測定した結果を第1表に示した。
また、該樹脂組成物を用いて、IMビットD−RAMメ
モリLSIを、180℃、 70kg/cd、  1.
5分の条件でトランスファ成形した。それぞれ50個の
樹脂封止型LSIを、121℃、2気圧過飽和水蒸気中
(プレッシャークツカーテスト(PCT))に所定時間
放置後、取り出してLSIが電気的に正常に動作するか
否かをチェックした。不良品については、それが、LS
I素子上の金属(A ffi )配線の腐食により生じ
たものであることの確認を行なった。その不良率の発生
状況の程度により、樹脂封止型LSIの耐湿信頼性を評
価した。また、半田浴(260℃)に15秒間浸漬した
後、上記と同じ耐湿信頼性の評価を行なった。それらの
結果を第1表に示した。
実施例15 スミエポキシE S A−011(住友化学製ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量480)80重
量部、含フッ素変性重合体P−T−2C,20重量部を
メチルエチルケトン40重量部、N−メチルピロリドン
40重量部に溶解させ、ジシアンジアミド1.6重量部
、1.2.3−ベンゾトリ了ゾール(BYA)2.0重
量部を添加し均一に溶解してエポキシ樹脂組成物を得た
。該組成物をガラスクロス(カネボウ硝子繊維社製K 
S−1600平織り)に含浸し、風乾後130℃に恒温
槽中で25分間加熱することによりプリプレグを得た。
プリプレグ6層を160℃、100 kg / aj 
+ 20分の条件でプレス成形し、さらに180℃、6
0分恒温槽中で後硬化して積層板を得た。また、銅箔(
古河電工社製32μ階)とプリプレグ6Nより、前記と
同じ条件で銅張り積層板を得た。得られこれらの積層板
をJIS−C−6481に準じて測定した特性を第2表
に示した。
第   2   表 第2表に示されるように、本実施例の積層板は従来のも
のに比べ、煮沸後の銅張り板剥離強さが大きく、吸水率
が低い。
さらに、煮沸後の半田耐熱性にすぐれ、ガラス転移点が
高い。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、耐熱性にすぐれ
、吸水率及び過温率の小さいエポキシ樹脂組成物が得ら
れる。また、本発明の半導体装置用封止剤は、耐熱性、
耐湿性及び金属に対する接着性が良好な点ですぐれてお
り、本発明の積層板用材料は耐熱性、耐湿性にすぐれて
いる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、〔A〕多官能エポキシ化合物及び下記の化合物〔B
    〕又は〔C〕を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成
    物。 〔B〕:式 ▲数式、化学式、表等があります▼(1) 又は、式 ▲数式、化学式、表等があります▼(2) で表わされる構成単位、及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼(3) 又は ▲数式、化学式、表等があります▼(4) で表わされる構成単位から成る含フッ素フェノール樹脂
    。 〔C〕:式 ▲数式、化学式、表等があります▼(5) で表わされる構成単位、及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼(6) で表わされる構成単位から成る含フッ素ヒドロキシスチ
    レン重合体。 但し、上記式中R′、R″及びR″はF、CF_3、C
    _2F_3、C_3F_7の中のいずれかであり、同じ
    であっても異なっていてもよく、X_1及びX_3は、
    H_1−CH_3、−C(CH_3)_3、−C(CF
    _3)_3、▲数式、化学式、表等があります▼及びR
    ″は上記と同じ)、▲数式、化学式、表等があります▼
    又は▲数式、化学式、表等があります▼ (qは−CH_2−、−C(CH_3)_2−、−C(
    CF_3)_2−、−O−、−S−又は−SO_2−)
    であり、X_2及びX_4は▲数式、化学式、表等があ
    ります▼又は▲数式、化学式、表等があります▼(qは
    −CH_2−、 −C(CH_3)_2−、−C(CF_3)_2−、−
    O−、−S−又は−SO_2)−である。 2、〔A〕多官能エポキシ化合物及び下記の化合物〔B
    〕又は〔C〕を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成
    物から成る半導体装置用封止剤。 〔B〕:式 ▲数式、化学式、表等があります▼(1) 又は、式 ▲数式、化学式、表等があります▼(2) で表わされる構成単位、及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼(3) 又は ▲数式、化学式、表等があります▼(4) で表わされる構成単位から成る含フッ素フェノール樹脂
    。 〔C〕:式 ▲数式、化学式、表等があります▼(5) で表わされる構成単位、及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼(6) で表わされる構成単位から成る含フッ素ヒドロキシスチ
    レン重合体。 但し、上記式中R′、R″及びR″′はF、CF_3、
    C_2F_5、C_3F_7の中のいずれかであり、同
    じであっても異なっていてもよく、X_1及びX_3は
    、H、−CH_3、−C(CH_3)_3、−C(CF
    _3)_3、▲数式、化学式、表等があります▼(R′
    、R″及びR″′は上記と同じ)、▲数式、化学式、表
    等があります▼又は▲数式、化学式、表等があります▼ (qは−CH_2−、−C(CH_3)_2−、−C(
    CF_3)_2−、−O−、−S−又は−SO_2−)
    であり、X_2及びX_4は▲数式、化学式、表等があ
    ります▼又は▲数式、化学式、表等があります▼(qは
    −CH_2−、 −C(CH_3)_2−、−C(CF_3)_2−、−
    O−、−S−又は−SO_2)−である。 3、〔A〕多官能エポキシ化合物及び下記の化合物〔B
    〕又は〔C〕を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成
    物から成る積層板用材料。 〔B〕:式 ▲数式、化学式、表等があります▼(1) 又は、式 ▲数式、化学式、表等があります▼(2) で表わされる構成単位、及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼(3) 又は ▲数式、化学式、表等があります▼(4) で表わされる構成単位から成る含フッ素フェノール樹脂
    。 〔C〕:式 ▲数式、化学式、表等があります▼(5) で表わされる構成単位、及び式 ▲数式、化学式、表等があります▼(6) で表わされる構成単位から成る含フッ素ヒドロキシスチ
    レン重合体。 但し、上記式中R′、R″及びR″′はF、CF_3、
    C_2F_5、C_3F_7の中のいずれかであり、同
    じであっても異なっていてもよく、X_1及びX_3は
    、H、−CH_3、−C(CH_3)_3、−C(CF
    _3)_3、▲数式、化学式、表等があります▼(R′
    、R″及びR″′は上記と同じ)、▲数式、化学式、表
    等があります▼又は▲数式、化学式、表等があります▼ (qは−CH_2−、−C(CH_3)_2−、−C(
    CF_3)_2−、−O−、−S−又は−SO_2−)
    であり、X_2及びX_4は▲数式、化学式、表等があ
    ります▼又は▲数式、化学式、表等があります▼(qは
    −CH_2−、 −C(CH_3)_2−、−C(CF_3)_2−、−
    O−、−S−又は−SO_2)−である。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63304021A (ja) * 1987-06-03 1988-12-12 Shin Etsu Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物
JPS6456714A (en) * 1987-05-08 1989-03-03 Neos Kk Fluorine-containing phenolic resin precursor
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JPH02127412A (ja) * 1988-11-07 1990-05-16 Neos Co Ltd 固体潤滑剤

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