本申請(qǐng)要求于2015年6月23日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?0-2015-0089335的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，通過(guò)引證將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物以及使用其制造的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

傳遞模制(transfer molding)廣泛地用作使用環(huán)氧樹(shù)脂組合物封裝半導(dǎo)體裝置，如集成電路(IC)和大規(guī)模集成(LSI)芯片，以獲得半導(dǎo)體裝置的方法(由于環(huán)氧樹(shù)脂組合物的低成本以及適合用于大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì))。在傳遞模制中，作為固化劑的環(huán)氧樹(shù)脂或者酚醛樹(shù)脂的改性可以導(dǎo)致半導(dǎo)體裝置的特征和可靠性的改善。

這類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂組合物包含環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、固化催化劑等。作為固化催化劑，已經(jīng)普遍地使用了咪唑催化劑、胺催化劑、和膦催化劑。

由于緊湊的、輕質(zhì)的和高性能的電子裝置的趨勢(shì)，已經(jīng)逐年地使半導(dǎo)體裝置的高度集成加速。常規(guī)的環(huán)氧樹(shù)脂組合物未解決的問(wèn)題隨著半導(dǎo)體裝置的表面固定的需求日益增加而出現(xiàn)。對(duì)于用于半導(dǎo)體裝置的包封材料的其他要求是迅速的可固化性以改善生產(chǎn)力以及儲(chǔ)存穩(wěn)定性以在分配和存儲(chǔ)期間改善處理性能。

日本專(zhuān)利號(hào)4569076公開(kāi)了使用三取代的磷鎓基酚鹽(phosphonio phenolate)或它們的鹽的環(huán)氧樹(shù)脂固化催化劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)方面是提供用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物，其能夠在短的時(shí)間內(nèi)或者在低溫下被固化的。

本發(fā)明的另一方面是提供了用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物，其可以僅僅在期望的固化溫度下催化固化，而在偏離期望的固化溫度的溫度下不表現(xiàn)出任何的固化活性，并且具有高的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

本發(fā)明的進(jìn)一步的方面是提供用于封裝半導(dǎo)體裝置(其具有高的固化強(qiáng)度)的環(huán)氧樹(shù)脂組合物。

本發(fā)明的又一個(gè)方面是提供在模制之后表現(xiàn)出良好的流動(dòng)性的用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物。

本發(fā)明的又一個(gè)方面是提供表現(xiàn)出良好的阻燃性的用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物。

本發(fā)明的又一個(gè)方面是提供包含環(huán)氧樹(shù)脂組合物的半導(dǎo)體裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物包含環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、無(wú)機(jī)填料、固化催化劑(curing catalyst)、以及包含至少一個(gè)羥基基團(tuán)的化合物，其中固化催化劑可以包含由式4表示的鏻化合物。

該鏻化合物可以由式4表示：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、X、和m是如同在本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明中限定的。

在鏻化合物中，R₁、R₂、R₃、和R₄可以是取代的或未取代的C₆至C₃₀芳基基團(tuán)。

當(dāng)R₁、R₂、R₃、和R₄是C₆至C₃₀芳基基團(tuán)時(shí)，R₁、R₂、R₃和R₄中的至少一種可以被羥基基團(tuán)取代。

鏻化合物可以是由式4a至4h表示的化合物中的任何一種。

[式4a]

[式4b]

[式4c]

[式4d]

[式4e]

[式4f]

[式4g]

[式4h]

包含至少一個(gè)羥基基團(tuán)的化合物可以包括至少一種單糖以及包含至少一個(gè)酚羥基基團(tuán)的化合物。

單糖可以包括葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、和核糖中的至少一種。

包含至少一個(gè)酚羥基基團(tuán)的化合物可以包括至少一種的酚化合物，包括苯酚、甲酚、乙基苯酚、正丙基苯酚、異丁基苯酚、叔丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、二甲苯酚、甲基丁基苯酚、2,2'-雙酚、4,4'-雙酚、乙烯基苯酚、烯丙基苯酚、丙烯基苯酚、乙炔基苯酚、和環(huán)烷基苯酚、萘酚化合物、1,4-二羥基萘、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、1,7-二羥基萘、2,3-二羥基萘、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘、9,9'-雙(4-羥基苯基)芴、和2,4-二羥基二苯甲酮。

環(huán)氧樹(shù)脂可以包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、苯酚酚醛樹(shù)脂清漆型環(huán)氧樹(shù)脂(phenol novolac type epoxy resin)、叔丁基鄰苯二酚型環(huán)氧樹(shù)脂、萘型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂、甲酚酚醛樹(shù)脂清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂、線型脂肪族環(huán)氧樹(shù)脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、雜環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂、含螺環(huán)的環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)己烷二甲醇型環(huán)氧樹(shù)脂、三羥甲基型環(huán)氧樹(shù)脂、以及鹵化的環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種。

固化劑可以包括苯酚芳烷基型酚醛樹(shù)脂、苯酚酚醛樹(shù)脂清漆型酚醛樹(shù)脂(phenol novolac type phenol resin)、xyloc型酚醛樹(shù)脂、甲酚酚醛樹(shù)脂清漆型酚醛樹(shù)脂、萘酚型酚醛樹(shù)脂、萜烯型酚醛樹(shù)脂、多官能酚醛樹(shù)脂、二環(huán)戊二烯類(lèi)酚醛樹(shù)脂、由雙酚A和間苯二酚合成的酚醛樹(shù)脂清漆型酚醛樹(shù)脂、包括三(羥基苯基)甲烷和二羥基聯(lián)苯的多元酚化合物、包括馬來(lái)酸酐和鄰苯二甲酸酐的酸酐、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、和二氨基二苯基砜中的至少一種。

固化催化劑可以以約0.01wt％至約5wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。

鏻化合物可以以約10wt％至約100wt％的量存在于固化催化劑中。

包含至少一個(gè)酚羥基基團(tuán)的化合物可以以約0.01wt％至約1.5wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，可以用如同以上闡述的環(huán)氧樹(shù)脂組合物將半導(dǎo)體裝置封裝。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖。

具體實(shí)施方式

如在本文中所使用的，在“取代的或未取代的”中的術(shù)語(yǔ)“取代的”是指相應(yīng)的官能團(tuán)中的至少一個(gè)氫原子被羥基基團(tuán)、鹵素原子、氨基基團(tuán)、硝基基團(tuán)、氰基基團(tuán)、C₁至C₂₀烷基基團(tuán)、C₁至C₂₀鹵代烷基基團(tuán)、C₆至C₃₀芳基基團(tuán)、C₃至C₃₀雜芳基基團(tuán)、C₃至C₁₀環(huán)烷基基團(tuán)、C₃至C₁₀雜環(huán)烷基基團(tuán)、C₇至C₃₀芳基烷基基團(tuán)、或者C₁至C₃₀雜烷基基團(tuán)取代。術(shù)語(yǔ)“鹵素”是指氟、氯、碘或溴。

如在本文中使用的，術(shù)語(yǔ)“芳基基團(tuán)”是指其中環(huán)狀取代基中的所有元素具有p軌道并且該p軌道形成共軛系統(tǒng)的取代基。芳基基團(tuán)包括單官能團(tuán)或者稠合官能團(tuán)(也就是，共享鄰近的電子對(duì)的碳原子的環(huán))。術(shù)語(yǔ)“未取代的芳基基團(tuán)”是指單環(huán)的或者稠合多環(huán)的C₆至C₃₀芳基基團(tuán)。未取代的芳基基團(tuán)的實(shí)例包括苯基基團(tuán)、聯(lián)苯基基團(tuán)、萘基基團(tuán)、萘酚基團(tuán)、和蒽基基團(tuán)，但不限于此。

如在本文中使用的，術(shù)語(yǔ)“雜芳基基團(tuán)”是指C₆至C₃₀芳基基團(tuán)，其中環(huán)包含碳原子以及1至3個(gè)選自氮、氧、硫和磷的雜原子。雜芳基基團(tuán)的實(shí)例包括，但不限于，吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基、三嗪基、喹啉基、異喹啉基、喹喔啉基、吖啶基、喹唑啉基、噌啉基、酞嗪基、噻唑基、苯并噻唑基、異噁唑基、苯并異噁唑基、噁唑基、苯并噁唑基、吡唑基、吲唑基、咪唑基、苯并咪唑基、嘌呤基、苯硫基、苯并苯硫基、呋喃基、苯并呋喃基、和異苯并呋喃基。

如在本文中使用的，在“雜環(huán)烷基基團(tuán)”、“雜芳基基團(tuán)”、“雜環(huán)亞烷基基團(tuán)”、和“雜亞芳基基團(tuán)”中的術(shù)語(yǔ)“雜”是指選自氮、氧、硫或磷的原子。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以包含(A)環(huán)氧樹(shù)脂、(B)固化劑、(C)無(wú)機(jī)填料、(D)固化催化劑、以及(E)包含至少一個(gè)羥基基團(tuán)的化合物。

(A)環(huán)氧樹(shù)脂

環(huán)氧樹(shù)脂可以每分子具有兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)。環(huán)氧樹(shù)脂的實(shí)例包括雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、苯酚酚醛樹(shù)脂清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、叔丁基鄰苯二酚型環(huán)氧樹(shù)脂、萘型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂、甲酚酚醛樹(shù)脂清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂、線型脂肪族環(huán)氧樹(shù)脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂、雜環(huán)環(huán)氧樹(shù)脂、含螺環(huán)的環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)己烷二甲醇型環(huán)氧樹(shù)脂、三羥甲基型環(huán)氧樹(shù)脂、以及鹵化的環(huán)氧樹(shù)脂，但不限于此?？梢詥为?dú)地或者組合地使用這些環(huán)氧樹(shù)脂。例如，環(huán)氧樹(shù)脂可以每分子具有兩個(gè)或更多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)以及一個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)。環(huán)氧樹(shù)脂可以包括固相環(huán)氧樹(shù)脂和液相環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種。優(yōu)選地使用固相環(huán)氧樹(shù)脂。

在一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)氧樹(shù)脂可以是由式1表示的聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂。

[式1]

(其中R是C₁至C₄的烷基基團(tuán)，并且n平均地范圍從0至7。)

在固體含量方面，組合物可以包含約2wt％至約17wt％，例如約3wt％至約15wt％，例如約3wt％至約12wt％的量的環(huán)氧樹(shù)脂。在此范圍內(nèi)，組合物可以確?？晒袒?。

(B)固化劑

固化劑可以包括苯酚芳烷基型酚醛樹(shù)脂、苯酚酚醛樹(shù)脂清漆型酚醛樹(shù)脂、xyloc型酚醛樹(shù)脂、甲酚酚醛樹(shù)脂清漆型酚醛樹(shù)脂、萘酚型酚醛樹(shù)脂、萜烯型酚醛樹(shù)脂、多官能酚醛樹(shù)脂、二環(huán)戊二烯類(lèi)酚醛樹(shù)脂、由雙酚A和甲階酚醛樹(shù)脂(resol)合成的酚醛樹(shù)脂清漆型酚醛樹(shù)脂、包括三(羥基苯基)甲烷和二羥基聯(lián)苯的多元酚化合物、包括馬來(lái)酸酐和鄰苯二甲酸酐的酸酐、以及包括間苯二胺、二氨基二苯甲烷和二氨基二苯砜等的芳香族胺。優(yōu)選地，固化劑可以是具有一個(gè)或多個(gè)羥基基團(tuán)的酚醛樹(shù)脂。

在一個(gè)實(shí)施方式中，固化劑可以是由式2表示的xyloc型酚醛樹(shù)脂或者由式3表示的苯酚芳烷基型酚醛樹(shù)脂。

[式2]

(其中n平均地范圍從0至7。)

[式3]

(其中n平均地范圍從1至7。)

在固體含量方面，固化劑可以以約0.5wt％至約13wt％，例如約1wt％至約10wt％，例如約2wt％至約8wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。在此范圍內(nèi)，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以確?？晒袒浴?/p>

(C)無(wú)機(jī)填料

環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以進(jìn)一步地包含無(wú)機(jī)填料。無(wú)機(jī)填料用于改善環(huán)氧樹(shù)脂組合物的機(jī)械特性，同時(shí)降低環(huán)氧樹(shù)脂組合物中的應(yīng)力。無(wú)機(jī)填料的實(shí)例包括熔融石英、結(jié)晶二氧化硅、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鋁、氧化鎂、粘土、滑石、硅酸鈣、氧化鈦、氧化銻、和玻璃纖維中的至少一種。

在應(yīng)力降低方面，具有低的線性膨脹系數(shù)的熔融石英是優(yōu)選的。熔融石英是指具有2.3或更小的比重的無(wú)定形二氧化硅?？梢酝ㄟ^(guò)將結(jié)晶二氧化硅熔融來(lái)制備熔融石英或者熔融石英可以包含由各種原材料合成的無(wú)定形二氧化硅產(chǎn)物。盡管熔融石英的形狀和粒徑不是特別受限的，但是基于無(wú)機(jī)填料的總重量，無(wú)機(jī)填料優(yōu)選地包括約40wt％至約100wt％的熔融石英混合物，其中熔融石英混合物包含約50wt％至約99wt％的球形的具有約5μm至約30μm的平均粒徑的熔融石英以及約1wt％至約50wt％的球形的具有約0.001μm至約1μm的平均粒徑的熔融石英。取決于環(huán)氧樹(shù)脂組合物的應(yīng)用，也可以調(diào)節(jié)無(wú)機(jī)填料至約45μm、約55μm或者約75μm的最大粒徑。盡管球形的熔融石英可以包含作為在二氧化硅表面上的外來(lái)物質(zhì)的傳導(dǎo)性的碳，但是對(duì)于球形的熔融石英而言，包括少量的極性外來(lái)物質(zhì)是必需的。

取決于環(huán)氧樹(shù)脂組合物的期望的物理特性，例如可塑性、低應(yīng)力特性、以及高溫強(qiáng)度，無(wú)機(jī)填料可以以合適的量存在。具體地，無(wú)機(jī)填料可以以約70wt％至約95wt％，例如約75wt％至約92wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。在此范圍內(nèi)，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以確保良好的阻燃性、流動(dòng)性和可靠性。

(D)固化催化劑

環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以包含含有由式4表示的鏻化合物的固化催化劑。

固化催化劑包含鏻化合物，該鏻化合物包含鏻陽(yáng)離子以及同時(shí)具有羥基基團(tuán)和酰胺基基團(tuán)的陰離子并且由式4表示物：

其中R₁、R₂、R₃、和R₄各自獨(dú)立地是取代或未取代的C₁至C₃₀脂肪族烴基團(tuán)、取代或未取代的C₆至C₃₀芳香族烴基團(tuán)、或者取代或未取代的C₁至C₃₀的包含雜原子的烴基團(tuán)；X是取代或未取代的C₆至C₃₀亞芳基基團(tuán)、取代或未取代的C₃至C₁₀亞環(huán)烷基基團(tuán)、或者取代或未取代的C₁至C₂₀亞烷基基團(tuán)；R₅是氫、羥基基團(tuán)、C₁至C₂₀烷基基團(tuán)、C₆至C₃₀芳基基團(tuán)、C₃至C₃₀雜芳基基團(tuán)、C₃至C₁₀環(huán)烷基基團(tuán)、C₃至C₁₀雜環(huán)烷基基團(tuán)、C₇至C₃₀芳基烷基基團(tuán)、或者C₁至C₃₀雜烷基基團(tuán)；并且m是0至5的整數(shù)。

在式1中，R₁、R₂、R₃、和R₄可以是取代或未取代的C₆至C₃₀芳基基團(tuán)。

在式1中，R₁、R₂、R₃、和R₄中的至少一種可以是羥基基團(tuán)取代的C₆至C₃₀芳基基團(tuán)。

根據(jù)本發(fā)明的鏻化合物可以是由式4a至4h表示的化合物中的任何一種

[式4a]

[式4b]

[式4c]

[式4d]

[式4e]

[式4f]

[式4g]

[式4h]

鏻化合物可以具有約100℃至約130℃，例如120℃至125℃的熔點(diǎn)。鏻化合物可以是不溶于水的。在此范圍內(nèi)，可以在低溫下將鏻化合物固化。

可以將鏻化合物添加至用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物，以便用作潛在的固化催化劑。

在期望的時(shí)間和溫度范圍內(nèi)，鏻化合物可以加快環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的固化并且確保低溫可固化性以及高的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，同時(shí)最小化混合物(包括環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑等)中的粘度變化。儲(chǔ)存穩(wěn)定性是指僅僅在期望的固化溫度下催化固化，而在偏離期望的固化溫度范圍的溫度下沒(méi)有任何固化活性的能力。作為結(jié)果，可能的是長(zhǎng)時(shí)間地存儲(chǔ)環(huán)氧樹(shù)脂組合物而沒(méi)有粘度變化。通常，在環(huán)氧樹(shù)脂組合物是液體時(shí)，進(jìn)行固化反應(yīng)可以導(dǎo)致粘度增加和流動(dòng)性劣化，以及在環(huán)氧樹(shù)脂組合物是固體時(shí)，可以表現(xiàn)出粘度。

可以通過(guò)將由式5表示的含鏻陽(yáng)離子的化合物與由式6表示的含酰替苯胺類(lèi)陰離子的化合物反應(yīng)來(lái)制備鏻化合物：

[式5]

(其中R₁、R₂、R₃、和R₄各自獨(dú)立地是取代或未取代的C₁至C₃₀脂肪族烴基團(tuán)，取代或未取代的C₆至C₃₀芳香族烴基團(tuán)，或者取代或未取代的C₁至C₃₀的包含雜原子的烴基團(tuán)，并且Y是鹵素)，

[式6]

(其中X是取代或未取代的C₆至C₃₀亞芳基基團(tuán)、取代或未取代的C₃至C₁₀亞環(huán)烷基基團(tuán)，或者取代或未取代的C₁至C₂₀亞烷基基團(tuán)；R₅是氫、羥基基團(tuán)、C₁至C₂₀烷基基團(tuán)、C₆至C₃₀芳基基團(tuán)、C₃至C₃₀雜芳基基團(tuán)、C₃至C₁₀環(huán)烷基基團(tuán)、C₃至C₁₀雜環(huán)烷基基團(tuán)、C₇至C₃₀芳基烷基基團(tuán)、或者C₁至C₃₀雜烷基基團(tuán)；m是0至5的整數(shù)；并且M是堿金屬或者Ag)。

鹵素是氟、氯、溴、或者碘，并且堿金屬是鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁等。

可以通過(guò)在溶劑存在下將膦化合物與烷基鹵化物、芳基鹵化物或者芳烷基鹵化物反應(yīng)來(lái)制備含鏻陽(yáng)離子的化合物。含鏻陽(yáng)離子的化合物可以存在于含鏻陽(yáng)離子的鹽中并且含酰替苯胺陰離子的化合物可以存在于含酰替苯胺陰離子的鹽中。膦化合物的實(shí)例可以包括三苯基膦、甲基二苯基膦、二甲基苯基膦、乙基二苯基膦、二苯基丙基膦、異丙基二苯基膦、和二乙基苯基膦，但不限于此。

可以在有機(jī)溶劑如甲醇、二氯甲烷、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、和甲苯中進(jìn)行式5和6的化合物之間的反應(yīng)?？梢砸?:1至1:6的摩爾比使含鏻陽(yáng)離子的化合物與含酰替苯胺陰離子的化合物反應(yīng)?？梢酝ㄟ^(guò)將式5和6的化合物混合來(lái)進(jìn)行該反應(yīng)。膦化合物和烷基鹵化物、芳基鹵化物或者芳烷基鹵化物之間的反應(yīng)可以生產(chǎn)含鏻陽(yáng)離子的化合物，可以將其添加至含亞苯基-雙-苯甲酰胺陰離子的化合物，而沒(méi)有另外的分離過(guò)程。

在經(jīng)由氫鍵團(tuán)簇(hydrogen bonding cluster)兩個(gè)分子形成陰離子時(shí)，含陰離子的化合物表現(xiàn)出良好的流動(dòng)性。具體地，在兩個(gè)分子形成氫鍵團(tuán)簇時(shí)，陰離子與陽(yáng)離子形成更強(qiáng)的結(jié)合，從而抑制含陰離子的化合物的反應(yīng)性。隨后，由于弱的氫鍵快速地?cái)嗔?，所以?yáng)離子催化劑體系開(kāi)始參與反應(yīng)，從而允許含陰離子的化合物表現(xiàn)出快速的可固化性。

鏻化合物可以以約0.01wt％至約5wt％，例如約0.02wt％至約1.5wt％，例如約0.05wt％至約1.5wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。在此范圍內(nèi)，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以確保流動(dòng)性，而沒(méi)有延遲用于固化反應(yīng)的時(shí)間。

環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以進(jìn)一步地包含不含有鏻的非鏻固化催化劑。非鏻固化催化劑的實(shí)例可以包括叔胺、有機(jī)金屬化合物、有機(jī)磷化合物、咪唑、硼化合物等。叔胺的實(shí)例可以包括芐基二甲胺、三乙醇胺、三亞乙基二胺、二乙氨基乙醇、三(二甲氨基甲基)苯酚、2,2-(二甲氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二氨基甲基)苯酚、三-2-乙基己酸酯等。有機(jī)金屬化合物的實(shí)例包括乙酰丙酮酸鉻、乙酰丙酮酸鋅、乙酰丙酮酸鎳等。有機(jī)磷化合物的實(shí)例可以包括三-4-甲氧基膦、三苯基膦、三苯基膦三苯基硼烷、三苯基膦-1,4-苯醌加合物等。咪唑的實(shí)例可以包括2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-氨基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑等。硼化合物的實(shí)例可以包括三苯基膦四苯基硼酸鹽、四苯基硼酸鹽、三氟硼烷-正已胺、三氟硼烷單乙胺、四氟硼烷三乙胺(tetrafluoroborane triethylamine)、四氟硼烷胺(tetrafluoroboraneamine)等。此外，可能的是使用1,5-二氮雜二環(huán)[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一-7-烯(DBU)、以及苯酚酚醛樹(shù)脂清漆樹(shù)脂鹽(phenol novolac resin salt)。具體地，可以單獨(dú)地或者組合地使用有機(jī)磷化合物、硼化合物、和胺或者咪唑固化加速劑(curing accelerator)。由環(huán)氧樹(shù)脂或者固化劑的預(yù)反應(yīng)獲得的加合物可以用作固化催化劑。

由式4表示的鏻化合物可以以約10wt％至約100wt％，例如約60wt％至約100wt％的量存在于固化催化劑中。在此范圍內(nèi)，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以確保流動(dòng)性，而沒(méi)有延遲用于固化反應(yīng)的時(shí)間。

固化催化劑可以以約0.01wt％至約5wt％，例如約0.02wt％至約1.5wt％，例如約0.05wt％至約1.5wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。在此范圍內(nèi)，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以確保流動(dòng)性，而沒(méi)有延遲用于固化反應(yīng)的時(shí)間。

(E)包含至少一個(gè)羥基基團(tuán)的化合物

包含至少一個(gè)羥基基團(tuán)的化合物可以包括至少一種單糖以及包含至少一個(gè)酚羥基基團(tuán)的化合物。

單糖可以包括葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、和核糖中的至少一種，但不限于此。在使用單糖的情況下，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以確保流動(dòng)性而沒(méi)有延遲用于固化反應(yīng)的時(shí)間，并且通過(guò)減少在壓縮模制之后的環(huán)氧樹(shù)脂的破裂和分層，可以改善成形性和可靠性。

包含至少一個(gè)酚羥基基團(tuán)的化合物可以包括以下酚化合物中的至少一種：包括苯酚、甲酚、乙基苯酚、正丙基苯酚、異丁基苯酚、叔丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、二甲苯酚、甲基丁基苯酚、2,2'-聯(lián)苯酚、4,4'-聯(lián)苯酚、乙烯基苯酚、烯丙基苯酚、丙烯基苯酚、乙炔基苯酚、和環(huán)烷基苯酚、萘酚化合物、1,4-二羥基萘、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、1,7-二羥基萘、2,3-二羥基萘、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘、9,9'-雙(4-羥基苯基)芴、和2,4-二羥基二苯甲酮。然而，應(yīng)理解的是，本發(fā)明不限于此，并且可以使用包含至少一個(gè)酚羥基基團(tuán)的任何化合物。

在包含至少一個(gè)酚羥基基團(tuán)的化合物的情況下，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以確保流動(dòng)性而沒(méi)有延遲用于固化反應(yīng)的時(shí)間，并且通過(guò)減少在壓縮模制之后的環(huán)氧樹(shù)脂的破裂和分層，可以改善成形性和可靠性。

在一些實(shí)施方式中，包含至少一個(gè)酚羥基基團(tuán)的化合物可以以0.01wt％至約1.5wt％、優(yōu)選地約0.05wt％至約1.5wt％，更加優(yōu)選地約0.1wt％至約1.2wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。在此范圍內(nèi)，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以確保流動(dòng)性而沒(méi)有延遲用于固化反應(yīng)的時(shí)間，并且通過(guò)減少在壓縮模制之后的環(huán)氧樹(shù)脂的破裂和分層，可以改善成形性和可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的組合物可以進(jìn)一步地包含典型的添加劑。在一些實(shí)施方式中，添加劑可以包括偶聯(lián)劑、脫模劑、應(yīng)力釋放劑(stress reliever)、交聯(lián)增強(qiáng)劑(crosslinking enhancer)、勻染劑(leveling agent)、和著色劑中的至少一種。

偶聯(lián)劑可以包括選自由環(huán)氧硅烷、氨基硅烷、巰基硅烷、烷基硅烷、和烷氧基硅烷所組成的組中的至少一種，但不限于此。在環(huán)氧樹(shù)脂組合物中，偶聯(lián)劑可以以約0.1wt％至約1wt％的量存在。

脫模劑可以包括選自由石蠟、酯蠟、高級(jí)脂肪酸、高級(jí)脂肪酸的金屬鹽、天然脂肪酸、和天然脂肪酸金屬鹽所組成的組中的至少一種。脫模劑可以以約0.1wt％至約1wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。

應(yīng)力釋放劑可以包括選自由改性的硅油、硅酮彈性體、硅酮粉末、和硅酮樹(shù)脂所組成的組中的至少一種，但不限于此。應(yīng)力釋放劑可以可選地以約6.5wt％或更小，例如約1wt％或更小，例如約0.1wt％至約1wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。作為改性的硅油，可以使用任何的具有良好的耐熱性的硅酮聚合物?；诃h(huán)氧樹(shù)脂組合物的總重量，改性的硅油可以包含約0.05wt％至約1.5wt％的硅油混合物，其中該混合物包括選自由具有環(huán)氧官能團(tuán)的硅油、具有胺官能團(tuán)的硅油、具有羧基官能團(tuán)的硅油、以及它們的組合所組成的組中的至少一種。然而，如果硅油的量大于1.5wt％，那么表面污染容易地發(fā)生并且可以遇到過(guò)長(zhǎng)的樹(shù)脂滲出(lengthy resin bleed)。如果硅油的量小于0.05wt％，那么可能存在不能獲得足夠低的彈性模量的問(wèn)題。此外，具有約15μm或更小的中值粒徑的硅酮粉末是特別優(yōu)選的，由于該粉末沒(méi)有劣化的可塑性?；诃h(huán)氧樹(shù)脂組合物的總重量，硅酮粉末可以可選地以約5wt％或更小，例如約0.1wt％至約5wt％的量存在。

添加劑可以以約0.1wt％至約10wt％，例如約0.1wt％至約3wt％的量存在于環(huán)氧樹(shù)脂組合物中。

環(huán)氧樹(shù)脂組合物在低溫下是可固化的。例如，固化引發(fā)溫度可以從約90℃至約120℃。在此范圍內(nèi)，環(huán)氧樹(shù)脂組合物在低溫下可以是足夠固化的，從而確保在低溫下固化。

如根據(jù)方程式1計(jì)算的，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以具有小于約0.40％，例如從約0.01％至約0.39％的固化收縮率(curing shrinkage rate)。在此范圍內(nèi)，固化收縮率較低，并且因此環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以用于期望的應(yīng)用。

<方程式1>

固化收縮＝(|C-D|/C)×100

(其中C是通過(guò)在175℃下在70kgf/cm²的負(fù)載下傳遞模制環(huán)氧樹(shù)脂組合物所獲得的試樣的長(zhǎng)度，并且D是在170℃至180℃下后固化(post-curing)試樣4小時(shí)并且冷卻之后試樣的長(zhǎng)度。)

如根據(jù)方程式2計(jì)算的，環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以具有約91％或更高的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

<方程式2>

儲(chǔ)存穩(wěn)定性＝(F1/F0)×100

(其中F1是在將組合物存儲(chǔ)在25℃/50％RH下72小時(shí)之后使用傳遞模壓在175℃和70kgf/cm²下根據(jù)EMMI-1-66測(cè)量的環(huán)氧樹(shù)脂組合物的流動(dòng)長(zhǎng)度(flow length)(以英寸計(jì))，并且F0是環(huán)氧樹(shù)脂組合物的初始流動(dòng)長(zhǎng)度(以英寸計(jì))。)

在環(huán)氧樹(shù)脂組合物中，可以單獨(dú)地或者以加合物的形式(如通過(guò)將環(huán)氧樹(shù)脂與添加劑，如固化劑、固化催化劑、脫模劑、偶聯(lián)劑、和應(yīng)力釋放劑預(yù)反應(yīng)獲得的熔融母料(melt master batch))使用環(huán)氧樹(shù)脂。盡管對(duì)于根據(jù)本發(fā)明制備環(huán)氧樹(shù)脂組合物的方法不存在特定的限制，但是可以通過(guò)使用合適的混合器如Henschel混合器或者混合器將樹(shù)脂組合物的所有組分均勻地混合，隨后在輥軋機(jī)(roll mill)或者捏合機(jī)中在約90℃至約120℃下熔融捏合，冷卻，并且粉碎來(lái)制備環(huán)氧樹(shù)脂組合物。

根據(jù)本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以用于在封裝半導(dǎo)體裝置、粘合膜、絕緣樹(shù)脂片如半固化片(prepreg)等、電路板、阻焊劑、底部填充劑(underfill)、模片焊接材料(die bonding material)、以及組分補(bǔ)充樹(shù)脂，(但不限于此)中要求這樣的環(huán)氧樹(shù)脂組合物的寬范圍的應(yīng)用。

半導(dǎo)體裝置的封裝

根據(jù)本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以用于封裝半導(dǎo)體裝置并且包含環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、含鏻化合物的固化催化劑、無(wú)機(jī)填料、和添加劑。

可以利用如以上闡述的環(huán)氧樹(shù)脂組合物封裝根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)該實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置100包括配線板(wiring board)10、在配線板10上形成的隆起物(bump)30、以及在隆起物30上形成的半導(dǎo)體芯片20，其中利用環(huán)氧樹(shù)脂組合物40將在配線板10和半導(dǎo)體芯片20之間的間隙封裝，并且該環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)氧樹(shù)脂組合物。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖。參照?qǐng)D2，根據(jù)該實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200包括配線板10、在配線板10上形成的隆起物30、以及在隆起物30上形成的半導(dǎo)體芯片20，其中利用環(huán)氧樹(shù)脂組合物40將在配線板10和半導(dǎo)體芯片20以及半導(dǎo)體芯片20的全部頂表面之間的間隙封裝，并且該環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)氧樹(shù)脂組合物。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的截面圖。參照?qǐng)D3，根據(jù)該實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300包括配線板10、在配線板10上形成的隆起物30、以及在隆起物30上形成的半導(dǎo)體芯片20，其中利用環(huán)氧樹(shù)脂組合物40將在配線板10和半導(dǎo)體芯片20以及半導(dǎo)體芯片20的全部側(cè)表面(除了頂表面之外)之間的間隙封裝，并且該環(huán)氧樹(shù)脂組合物可以是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的環(huán)氧樹(shù)脂組合物。

在圖1至3中，每種配線板、隆起物和半導(dǎo)體芯片的尺寸、以及隆起物的數(shù)量是可選的并且可以將其更改。

最普遍地利用環(huán)氧樹(shù)脂組合物通過(guò)低壓傳遞模制可以將半導(dǎo)體裝置封裝。然而，也可以通過(guò)注射模制、澆鑄等將半導(dǎo)體裝置模制。可以通過(guò)這類(lèi)模制加工制造的半導(dǎo)體裝置可以包括銅引線框架、鐵引線框架、用選自由鎳、銅和鈀所組成的組中的至少一種金屬預(yù)鍍的鐵引線框架，或者有機(jī)的層壓制品框架(organic laminate frame)。

其次，參照一些實(shí)施例將更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng)理解的是，提供這些實(shí)施例僅作為說(shuō)明并且不應(yīng)以任何方式解釋為限制本發(fā)明。

如下是用于實(shí)施例和比較實(shí)施例的組分的詳情。

(A)環(huán)氧樹(shù)脂

使用NC-3000(由Nippon Kayaku生產(chǎn)的)，聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂。

(B)固化劑

使用HE100C-10(由Air Water生產(chǎn)的)，xyloc型酚醛樹(shù)脂。

(C)無(wú)機(jī)填料

使用具有18μm的平均粒徑的球形的熔融石英以及具有0.5μm的平均粒徑的球形的熔融石英(9:1的重量比)的混合物。

(D)固化催化劑

制備由式4a至4h表示的固化催化劑(D1)至(D8)。

(D1)

將13.7g的水楊酰胺添加至50g的MeOH，隨后添加21.6g的25％的甲醇鈉溶液，其進(jìn)而完全溶解同時(shí)在室溫下反應(yīng)30分鐘。向溶液中，緩慢地添加先前溶解在50g的甲醇中的41.9g的四苯基溴化鏻的溶液。允許混合物進(jìn)一步地反應(yīng)1小時(shí)。將得到的白色固體過(guò)濾以獲得41g的化合物。作為由式4a表示的化合物，通過(guò)NMR數(shù)據(jù)鑒定該化合物。

[式4a]

1H NMRδ8.00-7.94(4H，dt)，7.85-7.70(17H，m)，7.29(1H，dt)，6.82(1H，d)，6.72(1H，t)

(D2)

將27.4g的水楊酰胺添加至50g的MeOH，隨后添加21.6g的25％的甲醇鈉溶液，其進(jìn)而完全溶解同時(shí)在室溫下反應(yīng)30分鐘。向溶液中，緩慢地添加先前溶解在50g的甲醇中的41.9g的四苯基溴化鏻的溶液。允許混合物進(jìn)一步地反應(yīng)1小時(shí)。將得到的白色固體過(guò)濾以獲得50.8g的化合物。作為由式4b表示的化合物，通過(guò)NMR數(shù)據(jù)鑒定該化合物。

[式4b]

1H NMRδ8.00-7.94(4H，dt)，7.85-7.70(18H，m)，7.33(2H，dt)，6.85(2H，d)，6.77(2H，t)

在由式4b表示的化合物中，發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)于陰離子部分的鏻和水楊酰胺以1:2的比率存在于1H NMR光譜的積分(integration)中。當(dāng)以超過(guò)2當(dāng)量的量使用水楊酰胺時(shí)，發(fā)現(xiàn)鏻和水楊酰胺在1H NMR光譜的積分中保持1:2的比率。因此，確定了由式4b表示的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的形式。

(D3)

將100g的三苯基膦、60g的4-溴苯酚、以及3.7g的NiBr₂引入至1L的圓底燒瓶，隨后添加130g的乙二醇，并且然后在180℃下反應(yīng)6小時(shí)，從而獲得由式4c'表示的具有取代酚的溴化鏻鹽。

[式4c']

將21.3g的水楊酰胺添加至50g的MeOH，隨后添加21.6g的25％的甲醇鈉溶液，其進(jìn)而完全溶解同時(shí)在室溫下反應(yīng)30分鐘。向溶液中，緩慢地添加先前溶解在50g的甲醇中的由式4c'表示的并且具有取代酚的43.5g的溴化鏻(鹽)的溶液。允許混合物進(jìn)一步地反應(yīng)1小時(shí)。將得到的白色固體過(guò)濾以獲得47g的化合物。作為由式4c表示的化合物，通過(guò)NMR數(shù)據(jù)鑒定該化合物。

[式4c]

1H NMRδ7.87(3H，t)，7.85-7.66(15H，m)，7.38(2H，dd)，7.31(2H，dt)，7.18(1H，dt)，7.05-6.97(3H，m)，6.71(1H，d)，6.54(1H，t)

(D4)

將42.6g的水楊酰胺添加至50g的MeOH，隨后添加21.6g的25％的甲醇鈉溶液，其進(jìn)而完全溶解同時(shí)在室溫下反應(yīng)30分鐘。向溶液中，緩慢地添加先前溶解在50g的甲醇中的由式4c'表示的并且具有取代酚的43.5g的溴化鏻(鹽)的溶液。允許混合物進(jìn)一步地反應(yīng)1小時(shí)。將得到的白色固體過(guò)濾以獲得66g的化合物。作為由式4d表示的化合物，通過(guò)NMR數(shù)據(jù)鑒定該化合物。

[式4d]

1H NMRδ7.95-7.87(5H，m)，7.82-7.66(16H，m)，7.43(2H，dd)，7.35(4H，t)，7.26(2H，t)，7.08-7.03(4H，m)，6.85(2H，dt)，6.67(2H，dt)

在由式4d表示的化合物中，發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)于陰離子部分的鏻和水楊酰胺以1:2的比率存在于1H NMR光譜的積分中。當(dāng)以超過(guò)2當(dāng)量重量的量使用水楊酰胺時(shí)，發(fā)現(xiàn)了鏻和水楊酰胺在1H NMR光譜的積分中保持1:2的比率。因此，確定了由式4b表示的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的形式。

(D5)

將15.3g的水楊?；惲u肟酸(salicylhydroxamic acid)添加至50g的MeOH，隨后添加21.6g的25％的甲醇鈉溶液，其進(jìn)而完全溶解同時(shí)在室溫下反應(yīng)30分鐘。向溶液中，緩慢地添加先前溶解在50g的甲醇中的由式4c'表示的并且具有取代酚的41.9g的溴化鏻(鹽)的溶液。允許混合物進(jìn)一步地反應(yīng)1小時(shí)。將得到的白色固體過(guò)濾以獲得49g的化合物。作為由式4e表示的化合物，通過(guò)NMR數(shù)據(jù)鑒定該化合物。

[式4e]

1H NMRδ7.87(3H，t)，7.77-7.73(6H，m)，7.69-7.65(6H,m)，7.59(1H，dd)，7.15(1H，dt)，7.06(2H，dd)，6.69-6.64(2H，m)，6.55(2H，dd)

(D6)

將30.6g的水楊?；惲u肟酸添加至50g的MeOH，隨后添加21.6g的25％的甲醇鈉溶液，其進(jìn)而完全溶解同時(shí)在室溫下反應(yīng)30分鐘。向溶液中，緩慢地添加先前溶解在50g的甲醇中的由式4c'表示的并且具有取代酚的41.9g的溴化鏻(鹽)溶液。允許混合物進(jìn)一步地反應(yīng)1小時(shí)。將得到的白色固體過(guò)濾以獲得60g的化合物。作為由式4f表示的化合物，通過(guò)NMR數(shù)據(jù)鑒定該化合物。

[式4f]

1H NMRδ7.87(3H，t)，7.77-7.73(6H，m)，7.70-7.66(6H，m)，7.63(2H，dd)，7.18(2H，dt)，7.13(2H，dd)，6.75-6.69(4H，m)，6.65(2H，dd)

(D7)

將26.3g的3-羥基-2-萘甲酰胺(3-hydroxy-2-naphthanilde)添加至50g的MeOH，隨后添加21.6g的25％的甲醇鈉溶液，其進(jìn)而完全溶解同時(shí)在室溫下反應(yīng)30分鐘。向溶液中，緩慢地添加先前溶解在50g的甲醇中的由式4c'表示的并且具有取代酚的43.5g的溴化鏻(鹽)溶液。允許混合物進(jìn)一步地反應(yīng)1小時(shí)。將得到的白色固體過(guò)濾以獲得49g的化合物。作為由式4g表示的化合物，通過(guò)NMR數(shù)據(jù)鑒定該化合物。

[式4g]

1H NMRδ8.30(1H，s)，7.87(3H，t)，7.79-7.73(8H，m)，7.69-7.64(6H，m)，7.57(1H，d)，7.44(2H，dd)，7.33-7.27(3H，m)，7.11(1H，t)，7.06(2H，dd)，6.98(1H，t)，6.82(1H，t)，6.59(1H，s)

(D8)

將26.3g的3-羥基-2-萘甲酰胺添加至50g的MeOH，隨后添加21.6g的25％的甲醇鈉溶液，其進(jìn)而完全溶解同時(shí)在室溫下反應(yīng)30分鐘。向溶液中，緩慢地添加先前溶解在50g的甲醇中的41.9g的四苯基溴化鏻溶液。允許混合物進(jìn)一步地反應(yīng)1小時(shí)。將得到的白色固體過(guò)濾以獲得53g的化合物。作為由式4h表示的化合物，通過(guò)NMR數(shù)據(jù)鑒定該化合物。

[式4h]

1H NMRδ8.30(1H，s)，8.00-7.94(4H，dt)，7.85-7.70(18H，m)，7.57(1H，d)，7.33-7.27(3H，m)，7.11(1H，t)，6.98(1H，t)，6.82(1H，t)，6.59(1H，s)

(D9)使用三苯膦和1,4-苯醌的加合物。

(E)含羥基基團(tuán)的化合物

(E1)使用果糖。

(E2)使用2,2-雙酚。

(E3)使用2,3-二羥基萘。

(E4)使用9,9'-雙(4-羥基苯基))氟。

(F)偶聯(lián)劑

使用(f1)巰基丙基三甲氧基硅烷，KBM-803(由Shinetsu Co.,Ltd.生產(chǎn)的)以及(f2)甲基三甲氧基硅烷，SZ-6070(由Dow Corning Chemical Co.,Ltd.生產(chǎn)的)的混合物。

(G)添加劑

使用作為脫模劑的(g1)巴西棕櫚蠟(Carnauba wax)，以及作為著色劑的(g2)碳黑，MA-600(由Matsushita Chemical Co.,Ltd.生產(chǎn)的)。

實(shí)施例和比較實(shí)施例

如在表1中列出的將組分稱(chēng)重(單位：重量份)并且使用Henschel混合機(jī)均勻地混合以制備第一粉末組合物。然后，通過(guò)連續(xù)的捏合機(jī)在95℃下將組合物的每一種熔融捏合，冷卻，并且粉碎以制備環(huán)氧樹(shù)脂組合物用于半導(dǎo)體裝置的封裝。

表1

(1)流動(dòng)性(英寸)：使用傳遞模壓機(jī)在測(cè)試模具中在175℃下在70kgf/cm²的負(fù)載下根據(jù)EMMI-1-66測(cè)量環(huán)氧樹(shù)脂組合物中的每一種的流動(dòng)長(zhǎng)度。更高的測(cè)量值表示更佳的流動(dòng)性。

(2)固化收縮(％)：使用傳遞模制機(jī)在ASTM模具中模制環(huán)氧樹(shù)脂組合物中的每一種(對(duì)于在175℃和70kgf/cm²下的彎曲強(qiáng)度試樣構(gòu)造)以獲得模制的試樣(125×12.6×6.4mm)。在烘箱中在170℃至180℃下使試樣經(jīng)受后模制固化(PMC)4小時(shí)。在冷卻之后，使用卡尺(caliper)測(cè)量試樣的長(zhǎng)度。根據(jù)方程式1計(jì)算環(huán)氧樹(shù)脂組合物的固化收縮：

固化收縮＝(|C-D|/C)×100

其中C是在175℃下在70kgf/cm²的負(fù)載下通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂組合物的傳遞模制獲得的試樣的長(zhǎng)度，并且D是在170℃至180℃下后固化試樣4小時(shí)并且冷卻之后試樣的長(zhǎng)度。

(3)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(℃)：使用熱機(jī)理分析儀(thermomechanical analyzer)(TMA)測(cè)量在實(shí)施例和比較實(shí)施例中制備的環(huán)氧樹(shù)脂組合物中的每一種的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，在此，將TMA設(shè)置為以10℃/min的速率將樹(shù)脂組合物從25℃加熱至300℃。

(4)水分吸收(％)：在170℃至180℃的模制溫度、70kg/cm²的夾持壓力(clamp pressure)、1,000psi的傳遞壓力以及0.5cm/s至1cm/s的傳送速度下將在實(shí)施例和比較實(shí)施例中制備的樹(shù)脂組合物中的每一種模制120秒的固化時(shí)間以獲得具有50mm直徑以及1.0mm厚度的圓盤(pán)的形式的固化試樣。在烘箱中在170℃至180℃下使試樣經(jīng)受后模制固化(PMC)4小時(shí)并且允許在85℃和85％RH下維持168小時(shí)。測(cè)量水分吸收之前和之后的試樣的重量。根據(jù)方程式3計(jì)算樹(shù)脂組合物的水分吸收：

水分吸收(％)＝[(水分吸收之后試樣的重量-水分吸收之前試樣的重量)÷(水分吸收之前試樣的重量)]×100

(5)粘合強(qiáng)度(kgf)：將具有適應(yīng)于用于粘合強(qiáng)度測(cè)量的模具的尺寸的銅金屬裝置制備為試驗(yàn)片。在試驗(yàn)片上在170℃至180℃的模制溫度、70kg/cm²的夾持壓力、1,000psi的傳遞壓力、以及0.5cm/s至1cm/s的傳送速度下將在實(shí)施例和比較實(shí)施例中制備的樹(shù)脂組合物中的每一種模制120秒的固化時(shí)間以獲得固化試樣。在烘箱中在170℃至180℃下使試樣經(jīng)受后模制固化(PMC)4小時(shí)。環(huán)氧樹(shù)脂組合物與試樣接觸的面積是40±1mm²。使用通用試驗(yàn)機(jī)(UTM)測(cè)量環(huán)氧樹(shù)脂組合物的粘合強(qiáng)度。生產(chǎn)每種組合物的12個(gè)試樣。在重復(fù)測(cè)量步驟之后，將所測(cè)量的粘合強(qiáng)度值平均。

(6)可燃性：在1/8英寸厚的試樣上根據(jù)UL94垂直燃燒試驗(yàn)測(cè)量可燃性。

(7)固化度(肖氏-D)：使用配備有模具的多活塞系統(tǒng)(multi-plunger system)(MPS)在175℃下將環(huán)氧樹(shù)脂組合物中的每一種固化50秒、60秒、70秒、80秒、和90秒以構(gòu)建暴露的薄型四級(jí)桿扁平封裝體(exposed thin quad flat package)(eTQFP)，各自包括具有24mm的寬度、24mm的長(zhǎng)度以及1mm的厚度的銅金屬裝置。使用肖氏D硬度計(jì)根據(jù)固化的時(shí)期直接地測(cè)量在模具上在封裝體中的固化產(chǎn)物的硬度值。更高的硬度值表示更佳的固化度。

(8)儲(chǔ)存穩(wěn)定性(％)：根據(jù)在(1)中描述的方法測(cè)量環(huán)氧樹(shù)脂組合物中的每一種的流動(dòng)長(zhǎng)度(以英寸計(jì))，同時(shí)在設(shè)置為25℃/50％RH的恒溫恒濕器中將環(huán)氧樹(shù)脂組合物存儲(chǔ)1周并且每24小時(shí)進(jìn)行測(cè)量。計(jì)算組合物的存儲(chǔ)之后的流動(dòng)長(zhǎng)度與組合物的制備之后即刻的流動(dòng)長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)(％)。更高的值表示更佳的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

(9)抗裂性(可靠性)：將使用環(huán)氧樹(shù)脂組合物生產(chǎn)的BOC-型半導(dǎo)體封裝體在125℃下干燥24小時(shí)，隨后是5次循環(huán)的熱沖擊試驗(yàn)(thermal shock testing)。然后，將半導(dǎo)體封裝體留在30℃和60％RH下120小時(shí)并且通過(guò)在260℃下IR回流10秒三次進(jìn)行處理(預(yù)處理)，隨后觀察環(huán)氧樹(shù)脂組合物的剝落以及半導(dǎo)體封裝體的破裂的出現(xiàn)。然后，使用溫度循環(huán)試驗(yàn)機(jī)在1,000次循環(huán)的熱沖擊試驗(yàn)(1次循環(huán)是指一系列的暴露封裝體至-65℃ 10min、25℃ 10min、以及150℃ 10min)之后，通過(guò)作為非破壞性試驗(yàn)方法的掃描聲學(xué)顯微鏡(SAM)評(píng)價(jià)環(huán)氧樹(shù)脂組合物的剝落以及半導(dǎo)體封裝體的破裂的出現(xiàn)。

表2

可以看出，與比較實(shí)施例的環(huán)氧樹(shù)脂組合物相比，對(duì)于每個(gè)固化時(shí)期鑒于可固化性，在實(shí)施例1至8中制備的環(huán)氧樹(shù)脂組合物具有在更短的時(shí)間內(nèi)的更高的流動(dòng)性以及更高的固化度。對(duì)于儲(chǔ)存穩(wěn)定性，顯然的是，實(shí)施例1至8的環(huán)氧樹(shù)脂組合物在72小時(shí)存儲(chǔ)之后在流動(dòng)性上顯示出更少的變化并且具有優(yōu)異的阻燃性。

在實(shí)施例1至8的組合物中，將其中一個(gè)分子形成陰離子的組合物與其中通過(guò)形成氫鍵團(tuán)簇兩個(gè)分子形成陰離子的組合物進(jìn)行比較，可以看出對(duì)于每一個(gè)固化時(shí)期，組合物示出了基本上相同的固化強(qiáng)度水平。然而，其中通過(guò)形成氫鍵團(tuán)簇兩個(gè)分子形成陰離子的組合物示出了更佳的流動(dòng)性。根據(jù)這種結(jié)果，認(rèn)為的是，當(dāng)兩個(gè)分子形成氫鍵團(tuán)簇時(shí)，更加穩(wěn)定的離子鍵與陽(yáng)離子發(fā)生抑制反應(yīng)性，并且由于弱的氫鍵快速地?cái)嗔眩?yáng)離子催化劑部分參與固化反應(yīng)。

將實(shí)施例1與比較實(shí)施例2進(jìn)行比較，含酚羥基基團(tuán)的化合物(果糖)的添加增加了環(huán)氧樹(shù)脂組合物的流動(dòng)性，而沒(méi)有延遲固化反應(yīng)的時(shí)間，并且通過(guò)降低在壓縮模制之后的環(huán)氧樹(shù)脂的破裂和剝落，改善了成形性和可靠性。

不包含本發(fā)明的鏻化合物的比較實(shí)施例1的組合物具有低的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、高的固化收縮、低的流動(dòng)性、以及低的阻燃性。因此，可以看出，當(dāng)比較實(shí)施例的組合物用于封裝體時(shí)，在封裝體中的比較實(shí)施例的組合物不能確保本發(fā)明的效果。

本發(fā)明可以提供用于封裝半導(dǎo)體裝置的環(huán)氧樹(shù)脂組合物，其在短的時(shí)間內(nèi)或者在低溫下能夠被固化，并且具有在模制之后的高的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、高的固化強(qiáng)度、良好的流動(dòng)性以及良好的阻燃性，以及包含環(huán)氧樹(shù)脂組合物的半導(dǎo)體裝置。

盡管在本文中已經(jīng)描述了一些實(shí)施方式，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯然的是，僅僅通過(guò)說(shuō)明的方式給出了這些實(shí)施方式，并且在沒(méi)有違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種的修改、變化、變更、和等效的實(shí)施方式。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅僅受限于隨附的權(quán)利要求以及它們的等價(jià)物。