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JPH0621152B2 - Sealing resin composition - Google Patents

Sealing resin composition

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Publication number
JPH0621152B2
JPH0621152B2 JP8216286A JP8216286A JPH0621152B2 JP H0621152 B2 JPH0621152 B2 JP H0621152B2 JP 8216286 A JP8216286 A JP 8216286A JP 8216286 A JP8216286 A JP 8216286A JP H0621152 B2 JPH0621152 B2 JP H0621152B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin composition
resin
epoxy
present
weight
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP8216286A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62240312A (en
Inventor
和弘 沢井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Chemical Products Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Chemical Products Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Chemical Products Co Ltd filed Critical Toshiba Chemical Products Co Ltd
Priority to JP8216286A priority Critical patent/JPH0621152B2/en
Publication of JPS62240312A publication Critical patent/JPS62240312A/en
Publication of JPH0621152B2 publication Critical patent/JPH0621152B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、低応力で耐湿性等に優れた電子・電気部品の
封止用樹脂組成物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a resin composition for encapsulating an electronic / electrical component, which has low stress and excellent moisture resistance and the like.

(従来の技術) 従来ダイオード、トランジスタ、集積回路などの電子部
品を熱硬化性樹脂を用いて封止する方法が行われてき
た。この樹脂封止は、ガラス、金属、セラミックを用い
たハーメチックシール方式に比較して経済的に有利なた
めに広く実用化されている。封止用樹脂組成物としては
熱硬化性樹脂組成物の中でもエポキシ樹脂組成物が最も
一般的に用いられている。エポキシ樹脂組成物には、酸
無水物、芳香族アミン、ノボラック型フェノール樹脂等
の硬化剤が用いられている。これらの中でもノボラック
型フェノール樹脂を硬化剤としたエポキシ樹脂組成物
は、他の硬化剤を使用したものに比べて、成形性、耐湿
性に優れ、毒性がなく、かつ安価であるため半導体封止
材料として広く用いられている。
(Prior Art) Conventionally, a method of sealing an electronic component such as a diode, a transistor, or an integrated circuit with a thermosetting resin has been performed. This resin encapsulation has been widely put into practical use because it is economically advantageous as compared with the hermetic sealing method using glass, metal, or ceramic. As a sealing resin composition, an epoxy resin composition is most commonly used among thermosetting resin compositions. Curing agents such as acid anhydrides, aromatic amines and novolac type phenolic resins are used in the epoxy resin composition. Among these, the epoxy resin composition using a novolac type phenolic resin as a curing agent is superior in moldability and moisture resistance, nontoxic, and inexpensive as compared with those using other curing agents, and thus semiconductor encapsulation. Widely used as a material.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、ノボラック型フェノール樹脂を硬化剤と
したエポキシ樹脂組成物は、成形硬化時に収縮して半導
体素子に応力がかかり、信頼性に劣るという欠点があ
る。こうした樹脂組成物を使用した成形品の温寒サイク
ルテストを行うと、ボンディングワイヤのオープン、樹
脂クラック、ペレットクラックが発生し、電子部品とし
ての機能が果せなくなるという問題があった。またこの
封止樹脂組成物を用いて成形する場合にバリが発生しや
すく、生産上バリを取り除く工程が増加し、コスト高と
なる欠点がある。さらに、樹脂組成物の低応力化を図る
ために第三成分を添加させるがこれによって金型が著し
く汚染される欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, an epoxy resin composition using a novolac-type phenol resin as a curing agent has a drawback that the semiconductor element shrinks during molding and curing and stress is applied to the semiconductor element, resulting in poor reliability. When a hot and cold cycle test of a molded product using such a resin composition is performed, there is a problem that the bonding wire opens, resin cracks and pellet cracks occur, and the function as an electronic component cannot be achieved. Further, when molding is performed using this encapsulating resin composition, burrs are likely to be generated, and the number of steps for removing the burrs is increased in production, resulting in high cost. Further, a third component is added in order to reduce the stress of the resin composition, but this has a drawback that the mold is significantly contaminated.

本発明は、上記の欠点を解消するためになされたもの
で、低応力で耐湿性に優れ、かつ従来のエポキシ樹脂組
成物の利点を保持した信頼性の高い封止用樹脂組成物を
提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and provides a highly reliable encapsulating resin composition having low stress, excellent moisture resistance, and the advantages of conventional epoxy resin compositions. Is intended.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段と作用) 本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重
ねた結果、ポリノルボルネンゴムを配合すれば、低応力
で耐湿性に優れることを見いだし、本発明を完成したも
のである。
[Structure of Invention] (Means and Actions for Solving Problems) As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have found that when polynorbornene rubber is blended, low stress and moisture resistance are obtained. The present invention has been completed and the present invention has been completed.

即ち、本発明は、 (A)エポキシ樹脂 (B)ノボラック型フェノール樹脂 (C)ポリノルボルネンゴム および (D)無機質充填剤 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記(C)のポリ
ノルボルネンゴムを0.1〜30重量%、また前記(D)無
機質充填剤を25〜90重量%の割合でそれぞれ含有するこ
とを特徴とする封止用樹脂組成物である。
That is, the present invention relates to (A) epoxy resin (B) novolac type phenol resin (C) polynorbornene rubber And (D) an inorganic filler as an essential component, the polynorbornene rubber (C) is contained in an amount of 0.1 to 30% by weight, and the inorganic filler (D) is added in an amount of 25 to 90% by weight based on the resin composition. It is a resin composition for sealing characterized by containing each.

本発明に用いる(A)エポキシ樹脂としては、その分子
中にエポキシ基を少なくとも2個有する化合物であるか
ぎり、分子構造、分子量など特に制限はなく、一般に封
止用材料に使用されているものを広く包含することがで
きる。例えばビスフェノール型の芳香族系、シクロヘキ
サン誘導体等の脂環族系、さらに次の一般式で示される
エポキシノボラック系等の樹脂が挙げられる。
As the epoxy resin (A) used in the present invention, as long as it is a compound having at least two epoxy groups in its molecule, there are no particular restrictions on the molecular structure, molecular weight, etc. Can be broadly included. Examples thereof include bisphenol type aromatic resins, alicyclic resins such as cyclohexane derivatives, and epoxy novolac resins represented by the following general formula.

(式中、Rは、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル
基を、Rは水素原子又はアルキル基を、nは1以上の
整数を表す) これらのエポキシ樹脂は、1種又は2種以上混合して用
いられる。
(In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, a halogen atom or an alkyl group, R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and n represents an integer of 1 or more.) These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. Used.

本発明に使用する(B)ノボラック型フェノール樹脂と
しては、フェノール、アルキルフェノール等のフェノー
ル類とホルムアルデヒドあるいはパラホルムアルデヒド
を反応させて得られるノボラック型フェノール樹脂およ
びこれらの変性樹脂、例えばエポキシ化もしくはブチル
化ノボラック型フェノール樹脂等、が挙げられる。ノボ
ラック型フェノール樹脂の配合割合は、前記(A)エポ
キシ樹脂のエポキシ基(a)と(B)ノボラック型フェ
ノール樹脂のフェノール性水酸基(b)とのモル比
[(a)/(b)]が0.1〜10の範囲内にあることが望
ましい。このモル比が0.1未満もしくは10を超えると、
耐湿性、成形作業性および硬化物の電気特性が悪くな
り、いずれの場合も好ましくない。従って、上記の範囲
内に限定される。
Examples of the (B) novolak type phenolic resin used in the present invention include novolak type phenolic resins obtained by reacting phenols such as phenol and alkylphenol with formaldehyde or paraformaldehyde, and modified resins thereof, for example, epoxidized or butylated novolaks. Type phenolic resin and the like. The mixing ratio of the novolac type phenol resin is such that the molar ratio [(a) / (b)] of the epoxy group (a) of the (A) epoxy resin and the phenolic hydroxyl group (b) of the (B) novolac type phenol resin is It is desirable to be in the range of 0.1 to 10. If this molar ratio is less than 0.1 or exceeds 10,
Moisture resistance, molding workability, and electrical properties of the cured product deteriorate, which is not preferable in any case. Therefore, it is limited within the above range.

本発明に用いる(C)ポリノルボルネンゴムとしは、エ
チレンとシクロペンタジエンからディールスアルダー反
応により合成したノルボルネンモノマーを開環重合させ
て得られるもので、次の構造式を有するゴムである。
The (C) polynorbornene rubber used in the present invention is obtained by ring-opening polymerization of a norbornene monomer synthesized from ethylene and cyclopentadiene by a Diels-Alder reaction, and has the following structural formula.

ポリノルボルネンゴムの配合割合は、樹脂組成物に対し
て0.1〜30重量%の範囲であることが望ましい。その割
合が0.1重量%未満では、低応力、温寒サイクルに効果
なく、また30重量%を超えると金型汚れ、粘度の増加
等、成形性の面で悪影響を与え、実用に適さず好ましく
ない。ポリノルボルネンゴムの配合は樹脂組成物に柔軟
性を付与、応力を緩和し、低応力になるものと推測され
る。更に他のゴムと異なり吸水性が小さいために耐湿性
に優れた効果を発揮する。
The compounding ratio of the polynorbornene rubber is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight based on the resin composition. If the proportion is less than 0.1% by weight, it is not effective for low stress and cold and warm cycles, and if it exceeds 30% by weight, it adversely affects moldability such as mold stains and increase in viscosity and is not suitable for practical use, which is not preferable. . It is speculated that the compounding of polynorbornene rubber imparts flexibility to the resin composition, relieves stress, and results in low stress. Further, unlike other rubbers, it has a small water absorption, and therefore exhibits an excellent effect on moisture resistance.

本発明に用いる(D)無機質充填剤としては、シリカ粉
末、アルミナ、三酸化アンチモン、タルク、炭酸カルシ
ウム、チタンホワイト、クレー、アスベスト、マイカ、
ベンガラ、ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられ、特にシ
リカ粉末およびアルミナが好ましい。無機質充填剤の配
合割合は、樹脂組成物の25〜90重量%配合することが必
要である。その配合量が25重量%未満では耐湿性、耐熱
性、機械的特性および成形性に効果なく、また90重量%
を超えるとかさばりが大きくなり成形性が悪く実用に適
さない。
Examples of the inorganic filler (D) used in the present invention include silica powder, alumina, antimony trioxide, talc, calcium carbonate, titanium white, clay, asbestos, mica,
Red iron oxide, glass fiber, carbon fiber and the like can be mentioned, and silica powder and alumina are particularly preferable. The blending ratio of the inorganic filler needs to be 25 to 90% by weight of the resin composition. If its content is less than 25% by weight, it has no effect on moisture resistance, heat resistance, mechanical properties and moldability, and 90% by weight.
If it exceeds, the bulkiness becomes large and the moldability is poor and it is not suitable for practical use.

本発明の封止用樹脂組成物は、エポキシ樹脂、ノボラッ
ク型フェノール樹脂、ポリノルボルネンゴム、無機質充
填剤を必須成分とするが必要に応じて、例えば天然ワッ
クス類、合成ワックス類、直鎖脂肪酸の金属塩、酸アミ
ド、エステル類、パラフィン類などの離型剤、塩素化パ
ラフィン、ブロムトルエン、ヘキサブロムベンゼン、三
酸化アンチモンなどの難燃剤、カーボンブラック、ベン
ガラなどの着色剤、シランカップリング剤、種々の硬化
促進剤等を適宜添加配合することもできる。
The encapsulating resin composition of the present invention contains an epoxy resin, a novolac type phenolic resin, a polynorbornene rubber, and an inorganic filler as essential components, but if necessary, for example, natural waxes, synthetic waxes, linear fatty acid Mold release agents such as metal salts, acid amides, esters, paraffins, chlorinated paraffin, bromtoluene, hexabromobenzene, flame retardants such as antimony trioxide, carbon black, colorants such as red iron oxide, silane coupling agents, Various curing accelerators and the like can be appropriately added and blended.

本発明の封止用樹脂組成物を成形材料として製造する場
合の一般的な方法は、エポキシ樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂、ポリノルボルネンゴム、無機質充填剤およ
びその他を所定の組成比に選んだ原料組成分をミキサー
等によって十分均一に混合した後、更に熱ロールによる
溶融混合処理、またはニーダ等による混合処理を行い、
次いで冷却固化させ、適当な大きさに粉砕して成形材料
とする。こうして得られた成形材料は、電子部品或いは
電気部品の封止、被覆、絶縁等に適用することができ
る。
A general method for producing the encapsulating resin composition of the present invention as a molding material is a raw material composition in which an epoxy resin, a novolac type phenolic resin, a polynorbornene rubber, an inorganic filler and others are selected in a predetermined composition ratio. After mixing the components sufficiently uniformly with a mixer or the like, further melt mixing treatment with a hot roll, or mixing treatment with a kneader or the like,
Then, it is cooled and solidified, and crushed to an appropriate size to obtain a molding material. The molding material thus obtained can be applied to sealing, covering, insulating, etc. of electronic parts or electric parts.

(実施例) 次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実
施例および比較例において「%」とあるのは「重量%」
を意味する。
(Examples) Next, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the following Examples and Comparative Examples, "%" means "% by weight"
Means

実施例 1 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量21
5)18%に、ノボラック型フェノール樹脂(フェノール
当量107)9%、ポリノルボルネンゴム1%、溶融シリ
カ粉末71%、硬化促進剤0.3%、エステル系ワックス0.3
%、およびシラン系カップリング剤0.4%を常温で混合
し、更に90〜95℃で混練して冷却した後、粉砕して成形
材料を得た。得られた成形材料を170℃に加熱した金属
内にトランスファー注入し硬化させて成形品を得た。こ
の成形品について耐湿性、応力等に関連する諸特性を試
験したのでその結果を第1表に示したが、本発明の顕著
な効果が認められた。
Example 1 Cresol novolac epoxy resin (epoxy equivalent 21
5) 18%, novolac type phenol resin (phenol equivalent 107) 9%, polynorbornene rubber 1%, fused silica powder 71%, curing accelerator 0.3%, ester wax 0.3
% And silane coupling agent 0.4% were mixed at room temperature, further kneaded at 90 to 95 ° C., cooled, and then pulverized to obtain a molding material. The obtained molding material was transfer-injected into a metal heated to 170 ° C. and cured to obtain a molded product. The molded product was tested for various properties related to moisture resistance, stress, etc., and the results are shown in Table 1. The remarkable effects of the present invention were recognized.

実施例 2 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量21
5)17%に、ノボラック型フェノール樹脂(フェノール
当量107)8%、ポリノルボルネンゴム3%、溶融シリ
カ粉末71%、硬化促進剤0.3%、エステル系ワックス0.3
%、およびシラン系カップリング剤0.4%を実施例1と
同様に混合、混練、粉砕して成形材料を得た。次いで同
様にして成形品を得てこれらの成形品について実施例1
と同様にして耐湿性、応力等に関連する諸特性を試験し
たので、その結果を第1表に示した。本発明の顕著な効
果が認められた。
Example 2 Cresol novolac epoxy resin (epoxy equivalent 21
5) 17%, novolac type phenolic resin (phenol equivalent 107) 8%, polynorbornene rubber 3%, fused silica powder 71%, hardening accelerator 0.3%, ester wax 0.3
%, And 0.4% of the silane coupling agent were mixed, kneaded and pulverized in the same manner as in Example 1 to obtain a molding material. Then, molded articles were obtained in the same manner and Example 1 was performed on these molded articles
Various properties relating to moisture resistance, stress, etc. were tested in the same manner as in, and the results are shown in Table 1. The remarkable effect of the present invention was recognized.

比較例 クレゾールノボラックエポキシ樹脂(エポキシ当量21
5)19%に、ノボラック型フェノール樹脂(フェノール
当量107)9%、シリカ粉末71%、硬化促進剤0.3%、エ
ステル系ワックス0.3%、およびシラン系カップリング
剤0.4%を実施例と同様にして成形材料を得た。この成
形材料を用いて成形品とし、成形品の諸特性について実
施例と同様に試験した。その結果を第1表に示した。
Comparative Example Cresol novolac epoxy resin (epoxy equivalent 21
5) 19%, novolac type phenolic resin (phenol equivalent 107) 9%, silica powder 71%, curing accelerator 0.3%, ester wax 0.3%, and silane coupling agent 0.4% in the same manner as in the example. A molding material was obtained. A molded product was formed using this molding material, and various characteristics of the molded product were tested in the same manner as in the examples. The results are shown in Table 1.

第1表から明らかなように本発明の封止用樹脂組成物
は、低応力で耐湿性、温寒サイクルに優れていることが
わかる。
As is clear from Table 1, the encapsulating resin composition of the present invention has low stress, excellent moisture resistance, and excellent hot and cold cycles.

[発明の効果] 本発明の封止用樹脂組成物は、低応力で耐湿性に優れて
いるため、ボンディングワイヤのオープンや樹脂クラッ
ク、ペレットクラックの発生がなく、かつ従来のエポキ
シ樹脂組成物の利点を保持した組成物であり、電子・電
気部品の封止用、被覆用、絶縁用等に用いた場合、十分
信頼性の高い製品を得ることができる。
[Effects of the Invention] The encapsulating resin composition of the present invention is low in stress and excellent in moisture resistance, so that there is no occurrence of opening of bonding wires, resin cracks, or pellet cracks, and a conventional epoxy resin composition. It is a composition that retains its advantages, and when it is used for sealing, coating, insulating, etc. of electronic / electrical parts, a product with sufficiently high reliability can be obtained.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)エポキシ樹脂 (B)ノボラック型フェノール樹脂 (C)ポリノルボルネンゴム および (D)無機質充填剤 を必須成分とし、樹脂組成物に対して前記(C)のポリ
ノルボルネンゴムを 0.1〜30重量%、また前記(D)無
機質充填剤を25〜90重量%の割合でそれぞれ含有するこ
とを特徴とする封止用樹脂組成物。
1. An epoxy resin (A), a novolac type phenolic resin (B), and a polynorbornene rubber (C). And (D) an inorganic filler as an essential component, 0.1 to 30% by weight of the polynorbornene rubber of (C) and 25 to 90% by weight of the (D) inorganic filler to the resin composition. A resin composition for encapsulation, each of which is contained.
【請求項2】エポキシ樹脂のエポキシ基(a )とノボラ
ック型フェノール樹脂のフェノール性水酸基(b )との
当量比[(a )/(b )]が 0.1〜10の範囲内にある特
許請求の範囲第1項記載の封止用樹脂組成物。
2. An equivalent ratio [(a) / (b)] of the epoxy group (a) of the epoxy resin and the phenolic hydroxyl group (b) of the novolac type phenol resin is in the range of 0.1 to 10. The encapsulating resin composition according to claim 1.
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