CN101831137A - 半导体封装用环氧树脂组合物 - Google Patents

Abstract

本发明是一种半导体封装用环氧树脂组合物，该组合物包含有：环氧树脂，酚醛树脂固化剂，固化促进剂，无机填料；其特征在于，所述的酚醛树脂固化剂是指含有下式通式(I)的酚醛树脂，其中：n＝1-10，R为H、CH₃或CF₃。本发明所环氧树脂组合物可以有效地用于封装各种类型的半导体器件，如晶体管、集成电路。本发明环氧树脂组合物对人体健康和环境没有危害，因为没有含有溴化合物和锑化物，所以本发明的环氧树脂组合物是一种绿色环保的产品，适用低压传递成型工艺进行模塑，固化成型后的半导体器件具有优良的阻燃性和湿热可靠性。

Description

半导体封装用环氧树脂组合物

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂组合物，特别是一种半导体封装用环氧树脂组合物。

背景技术

环氧树脂组合物由于具有优良的电气性能、耐热性能和机械性能已经被广逍而大量地用于包封半导体器件，如晶体管、集成电路等。根据电子工业的要求，环氧树脂组合物用于半导体器件必须达到一定级别的阻燃标准，传统的环氧树脂组合物主要是采用溴化全物和锑化合物配合使用产生阻燃性。当添加了多溴联苯类阻燃剂的塑封料在未受控制的热过程中(指温度低于1200℃)或焚烧处理时，可能形成溴化二苯二恶英或呋喃(PBDD/F)。此二者均属于致癌性和致畸胎性物质，这些物质可能造成严重且影响范围广泛的空气、土壤、水污染。而二恶英是一种持久性有机污染物，是世上毒性最强的物质之一。对健康的影响包括免疫功能减弱、甲状腺和肝脏功能失调等，严重会造成婴儿先天性缺陷、儿童发育迟缓、男性生殖荷尔蒙减少、男女出生比率变化、糖尿病以及癌症等。

近年来，随着全球环保意识的加强，各国纷纷拟定环境保护法案，在电子产品中限制使用含卤化物阻燃剂以及含铅等有害物质。早在上世纪90年代初，美国、欧洲和日本等各国就意识到电子工业的迅猛发展，工业产品的废弃物，尤其是每年用量很大的铅锡焊料中的铅的危害必须重视。我国现在已经成为全球家用电器的出口大国之一，我国的电子产品要进入国际市场也将受到ROHS等限制法对电子产品有害物质限制的制约，按照欧盟议会和理事会颁布的“关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质的指令”的文件要求，我国将自2006年7月1日起，投放市场的国家重点监管目录内的电子信息产品不能含有铅、锑、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)或多溴联苯醚(PBDE)等有害物质。

另外，如果采用了含有溴化全物和锑化合物的环氧树脂封装的半导体器件在高温下贮存，那么由于这些阻燃剂的热分解而产生有害物质腐蚀半导体芯片使半导体器件的可靠性降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种无溴无锑、在达到阻燃要求的情况下有极好的耐抗回流焊性能和高温贮存寿命的半导体封装用环氧树脂组合物。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种半导体封装用环氧树脂组合物，该组合物包含有：环氧树脂，酚醛树脂固化剂，固化促进剂，无机填料；其特点是，所述的酚醛树脂固化剂是指含有下式通式(I)的酚醛树脂：

(I)

其中：n＝1-10，R为H、CH₃或CF₃。

进一步优选使用R为CF₃的通式(I)的酚醛树脂，也可以是R为H和CF₃两种树脂混合使用。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所使用的环氧树脂没有特别的限制，可以使用现有技术上已知的各种环氧树脂，这种环氧树脂的一个分子中至少有两个可反应的环氧基，包括双酚A型环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、环戊二烯环氧树脂、芳烷基环氧树脂、联苯型环氧树脂，萘型环氧树脂等，各环氧树脂可以单独使用也可以两种以上并用。其中优选以下结构式为(II)的环氧树脂：

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述固化促进剂为具有环氧树脂和酚醛树脂交联固化反应催化剂作用的物质，优选：2-甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-甲基-4-苯基咪唑等咪唑类化合物；苄基二甲胺、三乙胺苄基二甲胺、1，8-二氮杂双环(5，4，0)十一碳烯-7等叔胺化合物；三苯基膦、四苯基膦、三(对甲基苯基)膦等有机膦化合物；它们可以单独使用也可以混合使用。

以上所述的半导体封装用环氧树脂组合物中本，所述的无机填料主要用于改进器件的吸水性、降低应力，增加导热性和强度，可选公知的无机填料，如熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化钛、和水滑石等无机化合物，这些无机化合物形状为角形的或球形的，关于本发明的环氧组合物中无机填充剂的配合量无特别限制，可以单独或者混合使用。从封装操作的流动性和模具的磨损考虑，最好是使用球形的熔融二氧化硅，填料在组合物中的重量含量优选在70-95％，进一步优选为85-90％。

为了改善本发明组合物的性能，还可以向组合物中加入脱模剂、偶联剂、应力吸收剂或着色剂。为了提高填料与树脂的粘接性和封装器件的耐湿性，优选加入偶联剂。偶联剂的类型没有物别的限制，例子如环氧基硅烷、烷基硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷和乙烯基硅烷，钛酸酯偶联剂等，它们可以单独使用也可以两种以上组合使用，优先选择具有巯基的硅烷偶联剂。为了改进本发明组合物的性能，还需进一步添加一些改性剂，例如着色剂如炭黑，脱模剂如硬脂酸、天然蜡和合成蜡，为了降低应力还可添加应力吸收剂如硅橡胶和硅油。

本发明所环氧树脂组合物可以有效地用于封装各种类型的半导体器件，如晶体管、集成电路。本发明环氧树脂组合物对人体健康和环境没有危害，因为没有含有溴化合物和锑化物，所以本发明的环氧树脂组合物是一种绿色环保的产品，适用低压传递成型工艺进行模塑，固化成型后的半导体器件具有优良的阻燃性和湿热可靠性。

具体实施方式

以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1。一种半导体封装用环氧树脂组合物，该组合物包含有：环氧树脂，酚醛树脂固化剂，固化促进剂，无机填料；所述的酚醛树脂固化剂是指含有下式通式(I)的酚醛树脂：

其中：n＝1-10，R为H、CH₃或CF₃。

实施例2。在实施例1所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述的R为H和CF₃。

实施例3。在实施例1或2所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述的环氧树脂是结构式为(II)的环氧树脂：

实施例4。在实施例1或2或3所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述的固化促进剂为咪唑类化合物或者叔胺化合物或者为有机膦化合物；单独使用。

实施例5。在实施例1或2或3所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述的固化促进剂为咪唑类化合物与叔胺化合物混合使用，或者咪唑类化合物与有机膦化合物混合使用，或者叔胺化合物与有机膦化合物混合使用。

实施例6。在实施例4或5所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述的咪唑类化合物为2-甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑或者2-甲基-4-苯基咪唑；所述的叔胺化合物为苄基二甲胺、三乙胺苄基二甲胺或者1，8-二氮杂双环(5，4，0)十一碳烯-7；所述的有机膦化合物为三苯基膦、四苯基膦或者三(对甲基苯基)膦。

实施例7。在实施例1-6任何一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述无机填料的重量占组合物总重量的70％。

实施例8。在实施例1-6任何一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述无机填料的重量占组合物总重量的95％。

实施例9。在实施例1-6任何一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述无机填料的重量占组合物总重量的85％。

实施例10。在实施例1-6任何一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，所述无机填料的重量占组合物总重量的90％。

实施例11。在实施例1-10任何一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物中，它还包含有偶联剂，所述的偶联剂为具有巯基的硅烷偶联剂。

Claims (6)

1.一种半导体封装用环氧树脂组合物，该组合物包含有：环氧树脂，酚醛树脂固化剂，固化促进剂，无机填料；其特征在于，所述的酚醛树脂固化剂是指含有下式通式(I)的酚醛树脂：

其中：n＝1-10，R为H、CH₃或CF₃。

2.根据权利要求1的所述的组合物，其特征在于，所述的环氧树脂是结构式为(II)的环氧树脂：

3.根据权利要求1的所述的组合物，其特征在于，所述的固化促进剂为咪唑类化合物，包括2-甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-甲基-4-苯基咪唑；或者为叔胺化合物，包括苄基二甲胺、三乙胺苄基二甲胺、1，8-二氮杂双环(5，4，0)十一碳烯-7；或者为有机膦化合物，包括三苯基膦、四苯基膦、三(对甲基苯基)膦；可以单独使用也可以混合使用。

4.根据权利要求1的所述的组合物，其特征在于，所述无机填料的重量占组合物总重量的70-95％。

5.根据权利要求1的所述的组合物，其特征在于，所述无机填料的重量占组合物总重量的85-90％。

6.根据权利要求1的所述的组合物，其特征在于，它还包含有偶联剂，所述的偶联剂为具有巯基的硅烷偶联剂。