專利名稱：半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物及半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物、以及用該樹脂組合物的固化物密封的半導體裝置，所述樹脂組合物可以提供一種固化物，該固化物對于在樹脂基板及金屬基板的一個面上安裝半導體元件，且實質(zhì)上僅將安裝了該半導體元件的樹脂基板面及金屬基板面?zhèn)鹊囊幻孢M行密封的半導體部件賦予優(yōu)異的溫度循環(huán)性、良好的翹曲特性、優(yōu)異的耐再流平(リフロ一)性、耐濕可靠性。
背景技術：
此前，半導體器件以樹脂密封型二極管、晶體三極管、IC、LSI、超LSI為主流，環(huán)氧樹脂與其它熱固性樹脂相比，由于成型性、粘接性、電特性、機械特性、耐濕性等優(yōu)良，故一般用環(huán)氧樹脂組合物來密封半導體裝置。
然而，近幾年來，伴隨著電子儀器向小型化、輕量化、高性能化發(fā)展的市場，半導體元件的高集成化逐漸發(fā)展，在促進半導體裝置的安裝技術中，對作為半導體密封材料使用的環(huán)氧樹脂的包括無鉛化的要求更加嚴格。
例如，高密度安裝性優(yōu)良的球網(wǎng)格陣列(BGA)或QFN等，逐漸成為近年IC或LSI的主流，但由于僅在該包裝物的一個面密封，故成型后的翹曲成為嚴重的問題。
另外，伴隨著LSI制造工藝的微細化，進行了相對介電常數(shù)更低(1.1～3.8)的低介電常數(shù)層間絕緣膜的開發(fā)，雖然使用了添加SiOF等雜質(zhì)的硅氧化膜、有機高分子膜、多孔二氧化硅等作為低介電常數(shù)層間絕緣膜，但由于它們的機械強度低，焊錫再流平(半田リフロ一)時或在其后的溫度循環(huán)時，產(chǎn)生如下嚴重的問題在密封材料和低介電常數(shù)層間絕緣膜的界面產(chǎn)生剝離，或者在低介電常數(shù)層間絕緣膜的內(nèi)部或密封樹脂上產(chǎn)生裂紋。
專利第3137202號公報(專利文獻1)公開了一種環(huán)氧樹脂組合物，其含有環(huán)氧樹脂和固化劑，其中，作為環(huán)氧樹脂，采用1，1-雙(2，7-二環(huán)氧丙氧基-1-萘基)鏈烷。該環(huán)氧樹脂的固化物，具有極好的耐熱性，并且，耐濕性也很優(yōu)良，可以克服一般的高耐熱環(huán)氧樹脂固化物具有的硬而脆的缺點。
另外，特開2005-15689號公報(專利文獻2)公開了一種環(huán)氧樹脂組合物，以環(huán)氧樹脂(A)與固化劑(B)作為必需成分，所述環(huán)氧樹脂(A)含有1，1-雙(2，7-二環(huán)氧丙氧基-1-萘基)鏈烷(a1)及1-(2，7-二環(huán)氧丙氧基-1-萘基)-1-(2-環(huán)氧丙氧基-1-萘基)鏈烷(a2)與1，1-雙(2-環(huán)氧丙氧基-1-萘基)鏈烷(a3)，在上述(a1)與上述(a2)與上述(a3)的合計100重量份中，含(a3)40～95重量份。即，闡述了由于流動性、固化性降低，故優(yōu)選在上述通式(1)中m＝0，n＝0的環(huán)氧樹脂為40質(zhì)量份～95質(zhì)量份。可是，如上所述，雖然本發(fā)明使用的環(huán)氧樹脂(A)也是具有萘結(jié)構的物質(zhì)，但是發(fā)現(xiàn)，通過定義通式(1)中的m＝1、n＝1的環(huán)氧樹脂的含量，可以在流動性良好的同時，線膨脹系數(shù)小、具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度并顯示低吸濕性，另外耐焊錫裂紋性優(yōu)異。
另外，作為與本發(fā)明相關的公知文獻，有下述的文獻。
特許第3137202號公報[專利文獻2]特開2005-15689號公報發(fā)明內(nèi)容[發(fā)明要解決的課題]本發(fā)明就是鑒于上述情況而作成的，其目的在于提供一種半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物、以及用該樹脂組合物的固化物密封的半導體裝置，所述樹脂組合物可以提供溫度循環(huán)性優(yōu)異、并且具有良好的翹曲特性、耐再流平性、耐濕可靠性優(yōu)異的固化物。
本發(fā)明人等為了實現(xiàn)上述目的而進行了深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含有下述組成的半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物、以及用該樹脂組合物的固化物密封的半導體裝置溫度循環(huán)性優(yōu)異、并且具有良好的翹曲特性、耐再流平性、耐濕可靠性優(yōu)異，以至完成了本發(fā)明，所述組成為(A)下述通式(1)表示的萘型環(huán)氧樹脂[化學式3]
(m、n表示0或1，R表示氫原子、碳原子數(shù)1～4的烷基、或苯基，G表示含縮水甘油基的有機基團，其中，在100質(zhì)量份的上述通式(1)中，含有35～85質(zhì)量份的m＝0、n＝0的萘型環(huán)氧樹脂、含有1～35質(zhì)量份的m＝1、n＝1的萘型環(huán)氧樹脂)；(B)酚醛樹脂固化劑；(C)通過含有鏈烯基的環(huán)氧化合物中的鏈烯基和下述平均組成式(2)表示的有機聚硅氧烷的SiH基團的加成反應得到的共聚物HaR1bSiO(4-a-b)/2(2)(式中，R1表示取代或未取代的一價烴基、羥基或烷氧基，a和b為滿足0.01≤a≤1、1≤b≤3、1≤a+b≤4的正數(shù)；另外，一個分子中的硅原子數(shù)為20～50的整數(shù)，一個分子中的與硅原子直接結(jié)合的氫原子數(shù)為1以上的整數(shù))；(D)無機填充劑。
本發(fā)明的半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物是可以提供溫度循環(huán)性優(yōu)異、并且具有良好的翹曲特性、耐再流平性、耐濕可靠性優(yōu)異的固化物的樹脂組合物。因此，用本發(fā)明的半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物的固化物密封的半導體裝置在工業(yè)上特別有用。
圖1示出用于耐再流平性測定的IR再流平條件。
具體實施例方式
以下，更加詳細地對本發(fā)明進行說明。
本發(fā)明中使用的環(huán)氧樹脂(A)是下述通式(1)表示的萘型環(huán)氧樹脂。
其中，m、n表示0或1，R表示氫原子、碳原子數(shù)1～4的烷基、或苯基，G表示含縮水甘油基的有機基團，其中，在100質(zhì)量份的上述通式(1)中，含有35～85質(zhì)量份的m＝0、n＝0的萘型環(huán)氧樹脂、含有1～35質(zhì)量份的m＝1、n＝1的萘型環(huán)氧樹脂是必要的。
通式(1)的合計100質(zhì)量份中，當m＝0、n＝0的萘型環(huán)氧樹脂含量低于35質(zhì)量份時，樹脂組合物的粘度升高，流動性降低，當超過85質(zhì)量份時，因樹脂組合物的交聯(lián)密度極度降低而固化性降低，另外，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度也降低，故不優(yōu)選。而且，當m＝1、n＝1的萘型環(huán)氧樹脂超過35質(zhì)量份時，雖然交聯(lián)密度上升，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上升，但高溫下的彈性模量也變高，故不優(yōu)選。另外，從得到的環(huán)氧樹脂組合物的固化性、耐熱性、高溫彈性模量優(yōu)異的方面看，優(yōu)選m＝0、n＝0的萘型環(huán)氧樹脂含量為45～70質(zhì)量份、m＝1、n＝1的萘型環(huán)氧樹脂含量為5～30質(zhì)量份。
特開2005-15689中指出，從降低流動性、固化性來看，優(yōu)選m＝0，n＝0的萘型環(huán)氧樹脂為40～95質(zhì)量份。然而，如上所述，本發(fā)明使用的環(huán)氧樹脂(A)雖然也具有萘結(jié)構，但通過定義通式(1)表示的m＝1、n＝1的萘型環(huán)氧樹脂的含量發(fā)現(xiàn)，可以在流動性良好的同時，線膨脹系數(shù)小，具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，并顯示低吸濕性，耐焊錫裂紋性優(yōu)異。
作為這樣的環(huán)氧樹脂，具體的可以舉出下述物質(zhì)[化學式5]
[化學式6] [化學式7] (其中，R、G與上述相同)。
作為R，具體地，可以舉出氫原子、甲基、乙基、丙基等烷基、或苯基，作為G的含有縮水甘油基的有機基團，具體地，可以舉出下述式子表示的基團等。
另外，在本發(fā)明中，作為環(huán)氧樹脂成分，除上述特定的環(huán)氧化合物(A)以外，也可與其它環(huán)氧樹脂同時使用。作為其它的環(huán)氧樹脂，沒有特別限定，可以舉出以往公知的環(huán)氧樹脂，例如，苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂等酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、三苯酚丙烷型環(huán)氧樹脂等三苯酚鏈烷型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、苯酚芳烷基型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯芳烷基型環(huán)氧樹脂、雜環(huán)型環(huán)氧樹脂、上述以外的含萘環(huán)的環(huán)氧樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂等雙酚型環(huán)氧樹脂、芪型環(huán)氧樹脂、鹵化環(huán)氧樹脂等，可以使用這些中的1種或2種以上。
此時，上述特定的(A)萘型環(huán)氧樹脂的配合量相對于總環(huán)氧樹脂(上述特定的(A)萘型環(huán)氧樹脂(A)+其它的環(huán)氧樹脂)為50～100質(zhì)量％、特別優(yōu)選70～100質(zhì)量％。上述特定的(A)萘型環(huán)氧樹脂的配合量低于50質(zhì)量％時，有時不能得到充分的耐熱性、再流平性、吸濕特性等。
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物的(B)成分的酚醛樹脂，沒有特別限定，可以舉出以往公知的苯酚酚醛清漆樹脂、含有萘環(huán)的酚醛樹脂、苯酚芳烷型酚醛樹脂、芳烷型酚醛樹脂、含有聯(lián)苯骨架的芳烷型酚醛樹脂、聯(lián)苯型酚醛樹脂、二環(huán)戊二烯型酚醛樹脂、脂環(huán)式酚醛樹脂、雜環(huán)型酚醛樹脂、含有萘環(huán)的酚醛樹脂、雙酚A、雙酚F等酚醛樹脂、等，可以同時使用這些當中的1種或2種以上，但特別優(yōu)選使用至少在1分子中具有至少1個以上取代或未取代的萘環(huán)的酚醛樹脂。
在本發(fā)明中，對于(A)成分環(huán)氧樹脂、(B)成分酚醛樹脂的配合比例沒有特別限制，但相對于環(huán)氧樹脂中含有的環(huán)氧基團1摩爾，固化劑中含有的酚性羥基的摩爾比優(yōu)選為0.5～1.5，特別優(yōu)選0.8～1.2的范圍。
本發(fā)明的半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物以使含有鏈烯基的環(huán)氧化合物的鏈烯基和下述平均組成式(2)表示的有機聚硅氧烷的SiH基團進行加成反應而得到的共聚物(C)為必需成分。
HaR1bSiO(4-a-b)/2(2)式中，R1表示取代或未取代的一價烴基、羥基或烷氧基，a和b為滿足0.01≤a≤1、1≤b≤3、1≤a+b≤4的正數(shù)。另外，一個分子中的硅原子數(shù)為20～50的整數(shù)，一個分子中的與硅原子直接結(jié)合的氫原子數(shù)為1以上的整數(shù)。
這里，在式(2)中，作為R1的一價烴基，優(yōu)選碳原子數(shù)為1～10、特別是1～8的烴基，具體地，可以舉出，甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、己基、環(huán)己基、辛基、癸基等烷基、乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、己烯基等鏈烯基、苯基、二甲苯基、甲苯基等芳基、芐基、苯乙基、苯丙基等芳烷基等，或這些烴基的部分或全部氫原子被氯、氟、溴等鹵原子取代的氯甲基、溴乙基、三氟丙基等鹵素取代一價烴基等。
在一個式(2)的有機聚硅氧烷分子中的硅原子數(shù)為20～50，特別優(yōu)選30～40。一個有機聚硅氧烷分子中的硅原子數(shù)低于20時，硅氧烷成分滲出，有時耐再流平性降低。另外，超過50時，硅氧烷的結(jié)構域尺寸(ドメインサイズ)變大，有時不能得到良好的溫度循環(huán)性。
另外，在式(2)中，a、b的更加優(yōu)選的范圍是0.01≤a≤0.5、1.5≤b≤2.5、1.5≤a+b≤3，與硅原子直接結(jié)合的氫原子(SiH基團)的數(shù)目優(yōu)選為1～10，特別優(yōu)選1～5。另外，共聚物中的有機聚硅氧烷含量優(yōu)選為5～50質(zhì)量％，更加優(yōu)選10～30質(zhì)量％。
本發(fā)明的共聚物的制造方法已經(jīng)是公知的(特公昭63-60069號、特公昭63-60070號公報等)，可以通過含有鏈烯基的環(huán)氧化合物中的鏈烯基和上述式(1)表示的有機聚硅氧烷的SiH基團的加成反應而得到。作為共聚物，具體地，可以舉出下述式(3)表示的結(jié)構的共聚物。
上述式中，R2為氫原子或碳原子數(shù)1～6的一價烴基，R3為-CH2CH2CH2-、-OCH2-CH(OH)-CH2-O-CH2CH2CH2-或-O-CH2CH2CH2-，L為18～48的整數(shù)，優(yōu)選為28～38的整數(shù)，p和q為1～100的整數(shù)，優(yōu)選為2～50的整數(shù)。
作為上述R2的碳原子數(shù)1～6、優(yōu)選為1～3的一價烴基，可以舉出，例如，甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基等烷基；環(huán)戊基、環(huán)己基等環(huán)烷基；苯基等芳基；乙烯基、烯丙基等鏈烯基等，這些當中，優(yōu)選甲基。上述R4可以各自相同，也可以不同。
上述L是18～48的整數(shù)，優(yōu)選是28～38的整數(shù)，在對環(huán)氧樹脂組合物的分散性、相溶性以及與密封樹脂的應力降低性能的關系上看，共聚物(C)成分的有機聚硅氧烷的含量優(yōu)選在共聚物中為5～50質(zhì)量％，特別優(yōu)選為10～30質(zhì)量％。
上述(C)共聚物的添加量優(yōu)選相對于(A)環(huán)氧樹脂和(B)酚醛樹脂固化劑的總重量100質(zhì)量份，二有機聚硅氧烷單元為0.1～20質(zhì)量份，特別是0.5～10質(zhì)量份。添加量不足0.1質(zhì)量份時，有時不能得到良好的溫度循環(huán)性，另外，超過20質(zhì)量份時，有時流動性降低，或者吸水率增大。
作為本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物中配合的(D)成分的無機填充劑，通?？梢允褂迷诃h(huán)氧樹脂組合物中配合的物質(zhì)。例如，可以舉出熔融二氧化硅、結(jié)晶性二氧化硅等二氧化硅類、氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、硼氮化物、氧化鈦、玻璃纖維、三氧化銻等。這些無機填充劑的平均粒徑或形狀及無機填充劑的填充量沒有特別的限定，但為了無鉛，并提高耐焊錫裂紋性及阻燃性，優(yōu)選在環(huán)氧樹脂組合物中，在不損傷成型性的范圍內(nèi)盡可能多量填充。
此時，作為無機填充劑的平均粒徑、形狀，優(yōu)選平均粒徑為3～30μm、特別是5～25μm的球狀熔融二氧化硅。這里，平均粒徑可以用例如采用激光衍射法等的粒度分布測定裝置等，作為重量平均值(或中值徑)等求出。此外，上述無機填充劑，為了增強樹脂與無機填充劑的結(jié)合強度，優(yōu)選配合用硅烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等偶合劑預先進行表面處理的無機填充劑。
作為該偶合劑，優(yōu)選使用γ-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷等環(huán)氧硅烷類；N-(β-氨基乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷等氨基硅烷類；γ-巰丙基三甲氧基硅烷等巰基硅烷類；咪唑化合物與γ-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷的反應物等硅烷偶合劑。這些既可單獨使用1種，也可2種以上組合使用。
另外，對表面處理中所使用的偶合劑的配合量及表面處理方法，沒有特別的限定。
無機填充劑的填充量，相對于上述(A)環(huán)氧樹脂與(B)固化劑(酚醛樹脂)的總量100質(zhì)量份優(yōu)選200～1100質(zhì)量份，特別優(yōu)選500～800質(zhì)量份，當填充量低于200質(zhì)量份時，由于膨脹系數(shù)變大，包裝物的翹曲增大，施加在半導體元件上的應力增加，有時引起元件特性的劣化，另外，由于樹脂量相對于組合物總量變多，因此吸濕性顯著降低，耐開裂性也下降。另一方面，當超過1100質(zhì)量份時，成型時的粘度變高，有時成型性變差。另外，該無機填充劑優(yōu)選為全體組合物的75～91質(zhì)量％，特別是78～89質(zhì)量％的含量，更加優(yōu)選83～87質(zhì)量％的含量。
另外，在本發(fā)明中，為了促進環(huán)氧樹脂與固化劑的固化反應，優(yōu)選使用(E)固化促進劑。該固化促進劑只要是能促進固化反應的物質(zhì)即可，沒有特別的限定，例如，可以使用三苯基膦、三丁基膦、三(對甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、三苯基膦/三苯基硼烷、四苯基膦/四苯基硼酸酯、三苯基膦-苯醌加成物等磷類化合物；三乙胺、芐基二甲胺、α-甲基芐基二甲胺、1，8-二氮雜雙環(huán)(5，4，0)十一碳烯-7等叔胺化合物；2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等咪唑化合物等。
固化促進劑的配合量為有效量，上述磷類化合物、叔胺化合物、咪唑化合物等用于促進環(huán)氧樹脂和固化劑(酚醛樹脂)的固化反應的固化促進劑，相對于(A)環(huán)氧樹脂與(B)固化劑的總量100質(zhì)量份，優(yōu)選為0.1～3質(zhì)量份，特別優(yōu)選0.5～2質(zhì)量份。
在本發(fā)明的半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物中，除上述成分以外，在可以表現(xiàn)出本發(fā)明的目的和效果的范圍內(nèi)，還可根據(jù)需要配合各種添加劑。例如，可添加配合巴西棕櫚蠟、高級脂肪酸、合成蠟等蠟類、熱塑性樹脂、熱塑性彈性體、有機合成橡膠、聚硅氧烷類等低應力劑、鹵素捕捉劑等添加劑。
作為脫模劑成分，沒有特別的限定，可全部使用公知的脫模劑。例如巴西棕櫚蠟、米蠟、聚乙烯、氧化聚乙烯、褐煤酸、褐煤酸與飽和醇、2-(2-羥乙基氨基)乙醇、乙二醇、甘油等的酯化合物的褐煤蠟；硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酰胺、亞乙基雙硬脂酰胺、乙烯與醋酸乙烯的共聚物等，這些既可單獨使用1種，也可以2種以上組合使用。
作為脫模劑的配合比例，相對于(A)和(B)成分的總量100質(zhì)量份，優(yōu)選為0.1～5質(zhì)量份，更加優(yōu)選0.3～4質(zhì)量份。
作為將本發(fā)明的密封樹脂組合物制備成成型材料的一般方法，可以按規(guī)定的組成比例配合環(huán)氧樹脂、固化劑、二氧化硅、其它添加物，將其用混合機等充分混合均勻后，用熱輥、捏合機、壓出機等進行熔融混合處理，然后使之冷卻固化，粉碎至適當大小，制為成型材料。另外，組合物用混合機等進行充分混合均勻時，為得到更好的保存穩(wěn)定性，優(yōu)選用硅烷偶合劑等預先進行表面處理等制成濕潤的。
這里，作為硅烷偶合劑，可以舉出，γ-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、對-苯乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巰丙基三甲氧基硅烷、雙(三乙氧基丙基)四硫化物、γ-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等。這里，對于表面處理中使用的硅烷偶合劑量及表面處理方法，沒有特別的限定。
這樣得到的本發(fā)明的半導體密封用樹脂組合物，可有效用于各種半導體裝置的密封，此時，作為最一般的密封方法，可以舉出低壓傳遞模塑成型法。另外，本發(fā)明的密封用樹脂組合物的成型溫度優(yōu)選在150～185℃下進行30～180秒，后固化優(yōu)選在150～185℃下進行2～20小時。
實施例下面示出調(diào)整例、實施例和比較例，具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受下述實施例的限制。另外，在下面的例子中，份均為質(zhì)量份。
“實施例1～10、比較例1～6”將表1所示的成分用熱雙輥機熔融混合至均勻，冷卻、粉碎，得到半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物。使用的原材料如下所示。
(環(huán)氧樹脂)在上述式(1)的環(huán)氧樹脂中，對m、n值不同的下述結(jié)構的環(huán)氧樹脂(i)～(iii)，按照其配合比率使用表1那樣的環(huán)氧樹脂(1)～(4)以及(5)聯(lián)苯芳烷型環(huán)氧樹脂(NC3000日本化藥(株)制造，商品名)。G與上述相同。
環(huán)氧樹脂(i)(m＝0、n＝0)[化學式10]
環(huán)氧樹脂(ii)(m＝1時n＝0、m＝0時n＝1)[化學式11]
環(huán)氧樹脂(iii)(m＝1、n＝1)[化學式12]
(酚醛樹脂)酚醛樹脂(6)下述式子所示的酚醛樹脂[化學式13]
酚醛清漆型酚醛樹脂(7)TD-2131(大日本インキ化學工業(yè)(株)制造，商品名)(共聚物)是通過含有鏈烯基的環(huán)氧化合物和有機氫化聚硅氧烷的加成反應得到的共聚物，是在上述式(3)中，R1表示-CH3、R2表示-H、R3表示-OCH2-CH(OH)-CH2-O-CH2CH2CH2-，p＝18、q＝18的下述共聚物(8)～(11)。
共聚物(8)1個分子中的硅原子數(shù)L＝28(硅氧烷含量為16重量％)共聚物(9)1個分子中的硅原子數(shù)L＝38(硅氧烷含量為21.2重量％)共聚物(10)1個分子中的硅原子數(shù)L＝58(硅氧烷含量為32重量％)共聚物(11)1個分子中的硅原子數(shù)L＝98(硅氧烷含量為53.2重量％)(無機填充材料)球狀熔融二氧化硅((株)龍森制造)(其他添加劑)固化促進劑三苯基膦(北興化學(株)制造)著色劑#3230B(三菱化學(株)制造)脫模劑巴西棕櫚蠟(日興ファインプログクツ(株)制造)硅烷偶合劑KBM-403、γ-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(信越化學工業(yè)(株)制造)對這些組合物測定以下各特性。結(jié)果示于表2。
(a)螺旋流動度值使用基于EMMI標準的模具，在175℃、6.9N/mm2、成型時間120秒的條件下進行測定。
(b)熔融粘度采用高化式流動點試驗儀，在10kgf的加壓下，用直徑1mm的噴嘴，在溫度175℃下測定粘度。
(c)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、線膨脹系數(shù)使用基于EMMI標準的模具，在175℃、6.9N/mm2、成型時間120秒的條件下進行測定。
(d)吸水率在175℃、6.9N/mm2、成型時間2分鐘的條件下成型直徑50×3mm的圓盤，將在180℃下進行4小時后固化的試樣在85℃/85％RH的恒溫恒濕器中放置168小時，測定吸水率。
(e)包裝物翹曲量使用0.40mm厚的BT樹脂基板，包裝物尺寸為32×32mm、厚為1.2mm，在其上安裝10×10×0.3mm的硅晶片，在175℃、6.9N/mm2、固化時間2分鐘的傳遞模塑條件下進行成型之后，在175℃下進行5小時后固化，然后用激光三維測定機對其測定包裝物對角線方向的高度位移，把位移差的最大值作為翹曲量。
(f)耐再流平性把包裝物翹曲量測定中使用的包裝物在85℃/60％RH的恒溫恒濕器中放置168小時使之吸濕后，用IR再流平裝置，在下述圖1的IR再流平條件下3次通過后，用超聲波探測裝置，觀察內(nèi)部的開裂發(fā)生狀況與剝離發(fā)生狀況。
(g)溫度循環(huán)性在使用了14×20×1.4mm的銅框的100針QFP上安裝7×7×0.3mm的硅晶片，在175℃、6.9N/mm2、成型時間120秒的成型條件下進行成型，然后在175℃下進行5小時后固化。將6個該包裝物在液氮(-176℃)×60秒、260℃焊錫×30秒的條件下進行100次循環(huán)的溫度循環(huán)，調(diào)查發(fā)生裂紋的包裝物數(shù)量。
權利要求
1.一種半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物，其中包含(A)下述通式(1)表示的萘型環(huán)氧樹脂[化學式1] (m、n表示0或1，R表示氫原子、碳原子數(shù)1～4的烷基、或苯基，G表示含縮水甘油基的有機基團，其中，在100質(zhì)量份的上述通式(1)中，含有35～85質(zhì)量份的m＝0、n＝0的萘型環(huán)氧樹脂、含有1～35質(zhì)量份的m＝1、n＝1的萘型環(huán)氧樹脂)；(B)酚醛樹脂固化劑；(C)通過含有鏈烯基的環(huán)氧化合物中的鏈烯基和下述平均組成式(2)表示的有機聚硅氧烷的SiH基團的加成反應得到的共聚物HaR1bSiO(4-a-b)/2(2)(式中，R1表示取代或未取代的一價烴基、羥基或烷氧基，a和b為滿足0.01≤a≤1、1≤b≤3、1≤a+b≤4的正數(shù)；另外，一個分子中的硅原子數(shù)為20～50的整數(shù)，一個分子中的與硅原子直接結(jié)合的氫原子數(shù)為1以上的整數(shù))；(D)無機填充劑。
2.權利要求1所述的半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物，其中，(C)成分的共聚物具有下述式(3)表示的結(jié)構，[化學式2] (上述式中，R2為氫原子或碳原子數(shù)1～6的一價烴基，R3為-CH2CH2CH2-、-OCH2-CH(OH)-CH2-O-CH2CH2CH2-或-O-CH2CH2CH2-，L為18～48的整數(shù)，優(yōu)選為28～38的整數(shù)，p和q為1～100的整數(shù)，優(yōu)選為2～50的整數(shù))。
3.一種半導體裝置，其用權利要求1～2中任意一項所述的半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物，其中包含(A)下述通式(1)(m、n表示0或1，R表示氫原子、碳原子數(shù)1～4的烷基、或苯基，G表示含縮水甘油基的有機基團)表示的萘型環(huán)氧樹脂；(B)酚醛樹脂固化劑；(C)通過含有鏈烯的環(huán)氧化合物的鏈烯基、和1分子中的硅原子數(shù)為20～50的整數(shù)且1分子中的與硅原子直接結(jié)合的氫原子數(shù)為1以上的整數(shù)的有機氫化聚硅氧烷的SiH基團的加成反應得到的共聚物；(D)無機填充劑。本發(fā)明的半導體密封用環(huán)氧樹脂組合物可提供溫度循環(huán)性優(yōu)異、并且具有良好的翹曲特性、耐再流平性、耐濕可靠性優(yōu)異的固化物。
文檔編號H01L23/28GK1962802SQ20061014327
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月1日 優(yōu)先權日2005年11月7日
發(fā)明者淺野英一, 木村靖夫 申請人:信越化學工業(yè)株式會社