CN103122124A - 半导体封装用环氧树脂组合物和使用该组合物的半导体装置 - Google Patents

半导体封装用环氧树脂组合物和使用该组合物的半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半导体封装用环氧树脂组合物和使用该组合物的半导体装置，所述环氧树脂组合物包含如下成分(A)至(F)：(A)环氧树脂；(B)酚醛树脂；(C)固化促进剂；(D)无机填料；(E)水滑石化合物；和(F)含羧基的蜡，该蜡具有10至100mg KOH/g的酸值。

Description

半导体封装用环氧树脂组合物和使用该组合物的半导体装置
技术领域
本发明涉及半导体封装用环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物具有优异的连续成型性与在高温高湿度条件下的优异可靠性，该发明还涉及使用该环氧树脂组合物的半导体装置。
背景技术
迄今为止，从保护半导体元件免受外部环境因素影响并可操作半导体元件的角度，已通过应用塑料包装如可热固化的环氧树脂组合物来封装各种半导体元件以制造半导体装置如晶体管、IC和LSI。
对半导体封装用环氧树脂组合物的重要要求之一是在高温高湿度条件下的可靠性。也就是说，高温或高湿度为环氧树脂组合物中所含的离子杂质如氯离子易于起作用提供了良好的环境。由于该原因，半导体元件上的布线易于被腐蚀，半导体封装用的常规环氧树脂组合物在高温高湿度条件下的可靠性差。该环氧树脂组合物中所含的、引起在高温高湿度条件下可靠性差的离子杂质如氯离子，是在环氧树脂生产过程中因表卤代醇而导致酚类的缩水甘油基醚化而形成的。例如，常规的甲酚酚醛清漆型环氧树脂在溶剂中的溶解度高，因此可通过水洗进行纯化。这使得可获得具有更低氯含量(即更高的纯度)的环氧树脂。相反，用于无机填料的高度填充的低粘度结晶环氧树脂在溶剂中的溶解度低，因此难以获得高纯度的环氧树脂(见专利文献1)。
因此，为了捕获引起高温高湿度条件下可靠性差的、含于环氧树脂组合物中的该离子杂质，已建议采用离子清除剂如水滑石化合物、氧化铋和氧化钇(例如，见专利文献2、3和4)。
专利文献1：JP-A-2-187420
专利文献2：JP-A-11-240937
专利文献3：JP-A-9-157497
专利文献4：JP-A-9-169830
发明内容
然而，在使用上述离子清除剂的情况下，该离子清除剂的使用引起了新的问题，即对连续成型性具有不利影响，例如发生作为封装材料的该环氧树脂组合物粘连至模具或者在形成的包装的表面上出现玷污。
鉴于该情况作出了本发明，本发明的目的是提供半导体封装用环氧树脂组合物以及使用该环氧树脂组合物的半导体装置，该环氧树脂组合物不仅具有在高温高湿度条件下的优异可靠性，而且也具有优异的连续成型性。
也就是说，本发明涉及如下的项1至项7。
1.一种半导体封装用环氧树脂组合物，包含如下成分(A)至(F)：
(A)环氧树脂；
(B)酚醛树脂；
(C)固化促进剂；
(D)无机填料；
(E)水滑石化合物；和
(F)含羧基的蜡，该蜡具有10至100mg KOH/g的酸值。
2.根据项1所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中作为成分(A)的该环氧树脂是具有联苯基的环氧树脂。
3.根据项1或项2所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中作为成分(E)的所述水滑石化合物是以如下通式(1)表示的化合物：
[L2+ 1-xQ3+ x(OH)2]x+[(An-)x/n·mH2O]x-    (1)
其中L是二价金属离子，Q是三价金属离子，An-是n价阴离子，x满足0.2≤x≤0.33，且m满足0≤m≤3.5。
4.根据项1至项3中任一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中作为成分(F)的该蜡是氧化聚乙烯和长链脂族酸的混合物。
5.根据项1至项4中任一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中成分(E)的含量是全体环氧树脂组合物的0.02至2.0重量%。
6.根据项1至项5中任一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中成分(F)的含量是全体环氧树脂组合物的0.02至2.0重量%。
7.一种半导体装置，包含利用根据项1至项6中任一项所述的半导体封装用环氧树脂组合物封装的半导体元件。
为获得具有在高温高湿度条件下的优异可靠性之外还具有优异连续成型性的半导体封装用材料，本发明人已进行了深入研究。在研究过程中，本发明人就连续成型性下降的原因进行了深入研究。其结果，本发明人已确认，用作离子清除剂的水滑石化合物与作为脱模剂掺入的蜡发生反应从而形成反应产物，该反应产物导致发生封装材料对模具的粘连或者在包装的表面上出现玷污。基于该发现，开展了进一步研究。结果发现，当将水滑石化合物(成分(E))用作离子清除剂，并且组合使用具有特定范围内酸值的含羧基蜡作为脱模剂，则由于该蜡的酸值在该特定范围内，上述蜡不与所述水滑石化合物反应，结果不仅实现了在高温高湿度条件下的优异可靠性，而且减少了封装材料对模具的粘连或者减少了在包装表面上出现的玷污，从而在连续成型性方面也表现出优异的性能，由此完成了本发明。
如上所述，本发明提供半导体封装用环氧树脂组合物以及使用该组合物封装的半导体装置，该环氧树脂组合物含有与环氧树脂(成分(A))、酚醛树脂(成分(B))、固化促进剂(成分(C))和无机填料(成分(D))组合使用的水滑石化合物(成分(E))和特定的蜡(成分(F))。为此，该环氧树脂组合物不仅具有在高温高湿度条件下的优异可靠性，也具有优异的连续成型性。因此，使用本发明的半导体封装用环氧树脂组合物，可以以高生产率生产具有高可靠性的半导体装置。
此外，当将具有联苯基的环氧树脂用作该环氧树脂(成分(A))时，获得提高成型性和可靠性的更优异效果。
而且，当将氧化聚乙烯和长链脂族酸的混合物用作该特定的蜡(成分(F))时，对封装用树脂(固化体)外观的劣化的抑制作用、即对包装表面上出现玷污的抑制作用变得更加有效。
具体实施方式
下面将描述用于实施本发明的实施方式。
本发明的半导体封装用环氧树脂组合物(在下文中也缩写为“环氧树脂组合物”)包含环氧树脂(成分(A))、酚醛树脂(成分(B))、固化促进剂(成分(C))、无机填料(成分(D))、水滑石化合物(成分(E))和特定的蜡(成分(F))，且一般具有粉末形态、颗粒形态或通过粉末压片获得的片状形态。
<A：环氧树脂>
可将各种环氧树脂用作该环氧树脂(成分(A))。该环氧树脂的例子包括双酚A型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂和三苯基甲烷型环氧树脂。这些环氧树脂可单独使用，或者以两种以上组合使用。其中，从可靠性和成型性的观点来看，优选使用联苯型环氧树脂或者其中将低级烷基加成至苯基环所得的低吸湿型环氧树脂。作为这样的环氧树脂，优选具有150至250的环氧当量和50至130℃的软化点或熔点的环氧树脂。
<B：酚醛树脂>
与环氧树脂(成分(A))组合使用的该酚醛树脂(成分(B))起到该环氧树脂(成分(A))的固化剂的作用，并且是指一个分子中具有两个以上酚类羟基的所有单体、低聚物和聚合物。该酚醛树脂的例子包括苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、联苯型酚醛清漆树脂、三苯基甲烷型酚醛树脂、萘酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂(phenol aralkyl resins)和联苯芳烷基树脂(biphenyl aralkyl resins)。这些酚醛树脂可单独使用，或者以两种以上组合使用。
优选以足以固化该环氧树脂(成分(A))的比例将该环氧树脂(成分(A))与该酚醛树脂(成分(B))共混。具体地，所述比例使得相对于该环氧树脂(成分(A))中1当量的环氧基团，该酚醛树脂(成分(B))中全部羟基的当量为0.6至1.2、更优选为0.7至1.0。
<C：固化促进剂>
可将具有固化促进作用的各种化合物用作与该环氧树脂(成分(A))和该酚醛树脂(成分(B))组合使用的该固化促进剂(成分(C))，该固化促进剂的例子包括磷化合物、基于胺的固化促进剂、季铵盐、咪唑类和硼化合物。这些固化促进剂可单独使用，或者以两种以上的组合使用。
该磷化合物的具体例子包括膦化合物，例如有机膦如三苯基膦、二苯基(对甲苯基)膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三(烷基烷氧基苯基)膦、三(二烷基苯基)膦、三(三烷基苯基)膦、三(四烷基苯基)膦、三(二烷氧基苯基)膦、三(三烷氧基苯基)膦、三(四烷氧基苯基)膦、三烷基膦、二烷基芳基膦和烷基二芳基膦；这些膦化合物和有机硼的络合物；通过向这些膦化合物中加成马来酸酐，醌化合物如1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌和苯基-1,4-苯醌，或者具有一个以上π键的化合物如重氮苯基甲烷，从而得到的具有分子内极化的化合物；通过使这些膦化合物与卤代酚化合物反应、然后进行脱氢卤化而得到的具有分子内极化的化合物，其中该卤代酚化合物例如4-溴苯酚、3-溴苯酚、2-溴苯酚、4-氯苯酚、3-氯苯酚、2-氯苯酚、4-碘苯酚、3-碘苯酚、2-碘苯酚、4-溴-2-甲基苯酚、4-溴-3-甲基苯酚、4-溴-2,6-二甲基苯酚、4-溴-3,5-二甲基苯酚、4-溴-2,6-二叔丁基苯酚、4-氯-1-萘酚、1-溴-2-萘酚、6-溴-2-萘酚和4-溴-4'-羟基联苯；和四取代的鏻盐，例如四苯基硼酸四苯基鏻、四对甲苯基硼酸四苯基鏻、硫氰酸四苯基鏻、四苯基鏻二氰胺、乙酸四苯基鏻、四氟硼酸四苯基鏻、六氟锑酸四苯基鏻、四对甲苯基硼酸对甲苯基三苯基鏻、四苯基硼酸四对甲苯基鏻、四苯基硼酸四对叔丁基苯基鏻和四苯基硼酸四对甲氧基苯基鏻。
基于胺的固化促进剂的具体例子包括二氮杂双环烯烃如1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烷和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯的环脒化合物；其衍生物；其环脒盐、例如其苯酚酚醛清漆盐；通过向这些胺化合物中加成马来酸酐，醌化合物如1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌和苯基-1,4-苯醌，或具有一个以上π键的化合物如重氮苯基甲烷，从而得到的具有分子内极化的化合物；叔胺，例如吡啶、三乙胺、三亚乙基二胺、苄基甲胺、三乙醇胺、二甲氨基乙醇和三(二甲基氨基甲基)苯酚；及其衍生物。
该咪唑类的例子包括2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑和2-十七烷基咪唑。
这些各种固化促进剂可单独使用，或者以两种以上的组合使用。
基于该酚醛树脂(成分(B))的重量，该固化促进剂(成分(C))的含量优选设定为1.0至12.0重量%，更优选设定为3.0至10.0重量%。
<D：无机填料>
作为与成分(A)至(C)组合使用的无机填料(成分(D))，可使用各种填料。该无机填料的例子包括二氧化硅粉末如熔融二氧化硅粉末和结晶二氧化硅粉末，氧化铝粉末，和滑石粉末。这些无机填料可以以任意形式如压碎形式、球形式和磨碎形式使用。这些无机填料可单独使用，或者以两种以上的组合使用。尤其是，优选使用二氧化硅粉末，原因在于可降低所获得固化产物的线性膨胀系数。在二氧化硅粉末中，考虑到球形熔融二氧化硅粉末的高填充能力和高流动性，特别优选使用球形熔融二氧化硅粉末。
而且，考虑到提高的流动性，优选使用具有5至40μm的平均粒径的无机填料(成分(D))。该无机填料(成分(D))的平均粒径可通过例如从总体中随机取出测量样品并采用市售的激光衍射/散射粒度分布分析仪来测得。
此外，该无机填料(成分(D))的含量优选设定为全体环氧树脂组合物的70至95重量%并特别优选为85至92重量%。也就是说，当无机填料(成分(D))的含量过小时，该环氧树脂组合物的粘度过度降低，从而倾向于引起成型中的外观不良(出现空隙)。同时，当无机填料(成分(D))的含量过大时，该环氧树脂组合物的流动性下降，从而倾向于引起布线流动(flow of wires)和不完全填充。
<E：水滑石化合物>
与成分(A)至(D)组合使用的水滑石化合物(成分(E))具有离子清除器的作用。该水滑石化合物包含例如以如下通式(1)表示的水滑石化合物：
[L2+ 1-xQ3+ x(OH)2]x+[(An-)x/n·mH2O]x-     (1)
其中L是二价金属离子，Q是三价金属离子，An-是n价阴离子，x满足0.2≤x≤0.33，且m满足0≤m≤3.5。
在上述通式(1)中，L是二价金属离子，其具体例子包括Mg2+、Fe2+、Zn2+、Ca2+、Ni2+、Co2+和Cu2+。此外，Q是三价金属离子，其具体例子包括Al3+、Fe3+和Mn3+。此外，An-是n价阴离子，其具体例子包括OH-、SO4 2-、CO3 2-和NO3-。
以上述通式(1)表示的该水滑石化合物表现出高的吸附能力，并对在高温高湿度条件下降低可靠性的氯离子具有高吸附能力。因此，水滑石化合物有助于与其共混量成比例地提高在高温高湿度条件下的可靠性。然而，当该水滑石化合物的共混量过度增加时，连续成型性降低。鉴于这一特性，该水滑石化合物的共混量优选被设定为全体环氧树脂组合物的0.02至2.0重量%、更优选被设定为0.05至0.5重量%。
而且，为减少被吸附的水并提高离子交换能力，可使用通过在高温下(例如在约500℃)灼烧以上述通式(1)表示的水滑石化合物而获得的产物。
从经济效率和易获得性的观点来看，该水滑石化合物优选为其中通式(1)中的L是Mg2+、Q是Al3+且An-为CO3 2-的化合物。满足该通式(1)的水滑石化合物的具体例子包括日本协和化学工业株式会社(KyowaChemical Industry Co.,Ltd.)生产的DHT-4A、DHT-4A-2、DHT-4C和DHT-4H与东亚合成株式会社(Toagosei Co.,Ltd.)生产的IXE-700F。
<F：特定的蜡>
与成分(A)至(E)组合使用的该特定的蜡(成分(F))是含羧基的蜡，该蜡具有10至100mg KOH/g的酸值，可使用例如具有上述特定酸值的基于氧化聚乙烯的蜡或长链脂族酸。该蜡可单独使用，或者以两种以上组合使用。
用于本发明的含羧基的蜡一般具有含羧基的极性基团和含长碳链的非极性基团，从而所述极性基团被定向在树脂固化产物侧，相反所述非极性基团被定向在成型模具侧，由此发挥脱模剂的作用。
用于本发明的具有特定酸值的基于氧化聚乙烯的蜡，可以是任何基于氧化聚乙烯的蜡、只要满足上述酸值即可，其例子包括通过低压聚合法生产的氧化聚乙烯、通过高压聚合法生产的氧化聚乙烯、和氧化的高密度聚乙烯聚合物。这些基于氧化聚乙烯的蜡可单独使用，或者以两种以上的组合使用。尤其是，考虑到脱模性，优选使用高密度聚乙烯聚合物的氧化物。其具体例子包括日本科莱恩株式会社(Clariant(Japan)K.K.)生产的Licowax PED 136、153和521。
用于本发明的长链脂族酸的例子包括具有16个碳原子的十六烷酸(即棕榈酸)、具有17个碳原子的十七烷酸(即珍珠酸)、具有18个碳原子的十八烷酸(即硬脂酸)、具有20个碳原子的二十烷酸(即花生酸)、具有22个碳原子的廿二烷酸(即山嵛酸)、具有24个碳原子的二十四烷酸(即廿四酸)、具有26个碳原子的二十六烷酸(即蜡酸)、具有27个碳原子的二十七酸(即廿七酸)、具有28个碳原子的二十八酸(即廿八酸)、具有30个碳原子的三十烷酸(即蜂花酸)、具有32个碳原子的三十二烷酸(即莱斯瑞酸(laceroic acid))、具有33个碳原子的三十三烷酸(即醋蜜酸或普锐斯酸(pricinic acid))、具有34个碳原子的三十四烷酸(即格地酸)和具有35个碳原子的三十五烷酸(即蜡塑酸)。这些脂族酸可单独使用，或者以两种以上的组合使用。尤其是，就渗出性的观点来看，优选使用具有30个以上碳原子的羧酸。其具体例子包括贝克休斯公司(BakerHughes Incorporated)生产的Unicid 700和550。
用于本发明的具有特定酸值的含羧基的蜡(成分(F))的滴点(droppoint)优选为100至140℃，更优选为110至130℃。可采用根据ASTMD127(2004)的方法测定该滴点。具体地，滴点被测量为在熔化的蜡从金属嘴(metallic nipple)第一次滴落时的温度。在下文中，可通过同样的方法测量所述滴点。并且，当该蜡(成分(F))的滴点在上述范围以内时，该具有特定酸值的含羧基的蜡(成分(F))具有优异的热稳定性和优异的连续成型性。并且，当该滴点在上述范围以内时，在将该环氧树脂组合物固化的情况下，该基于聚乙烯的蜡完全熔化，由此使得该具有特定酸值的含羧基的蜡(成分(F))几乎均匀地分散在树脂固化产物中。由此，抑制了该具有特定酸值的含羧基的蜡(成分(F))在该树脂固化产物表面上的偏析，从而可减少模具上的玷污或者对模具的粘连。
用于本发明中的具有特定酸值的含羧基的蜡(成分(F))的酸值需要为10至100mg KOH/g，更优选为15至80mg KOH/g。该酸值对于与树脂固化产物的相容性具有影响。在该酸值太小的情况下，由于玷污从而降低了连续成型性，然而在该酸值太大的情况下，不仅出现玷污，而且该蜡与上述水滑石化合物(成分(E))发生反应从而导致可靠性降低。顺便提及，该酸值被测定并表示为中和在1g蜡中所含游离脂族酸所需要的氢氧化钾(KOH)的毫克(mg)数。
从抑制树脂固化产物外观劣化(形成玷污)的观点来看，在用于本发明的该特定的蜡(成分(F))中，优选组合使用基于氧化聚乙烯的蜡和长链脂族酸。在该情况下，该组合使用的基于氧化聚乙烯的蜡和长链脂族酸的比例(基于氧化聚乙烯的蜡/长链脂族酸)被设定为以重量比计优选1/9至9/1、更优选3/7至7/3。
该特定的蜡(成分(F))的含量优选为全体环氧树脂组合物的0.02至2.0重量%，更优选为0.1至1.0重量%，并特别优选为0.1至0.5重量%。
<其它的各种添加剂>
在根据本发明的环氧树脂组合物中，除了成分(A)至(F)外，如果需要可合适地引入各种添加剂，例如硅烷偶联剂、阻燃剂、阻燃助剂、应力降低剂、颜料如炭黑、着色剂和增粘剂。在不损害本发明效果的范围内，合适地设定这些各种添加剂的引入量。
作为硅烷偶联剂，可合适地使用例如具有两个以上烷氧基的硅烷偶联剂。其具体例子包括3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-苯氨基丙基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氮烷。这些硅烷偶合剂可单独使用，或者以两种以上的组合使用。
阻燃剂的例子包括酚醛清漆型溴化环氧树脂和金属氢氧化物如氢氧化镁。作为阻燃剂助剂，可使用例如三氧化二锑或五氧化二锑。这些阻燃剂助剂可单独使用，或者以两种以上组合使用。
应力降低剂的例子包括丁二烯橡胶如丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物和(甲基)丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，以及聚硅氧烷化合物。这些应力降低剂可单独使用，或者以两种以上组合使用。
可例如通过以下的工序来生产根据本发明的半导体封装用环氧树脂组合物。也就是说，通过常规方法合适地共混上述成分(A)至(F)和任选的一种以上其它添加剂，并利用捏合机如混合辊在加热状态进行熔融捏合。随后，通过在室温下冷却将该捏合的混合物固化，之后通过已知手段粉碎，然后根据需要压片。通过这一系列步骤，可生产出期望的环氧树脂组合物。
<半导体装置>
对利用由此得到的环氧树脂组合物封装半导体元件的方法没有特别限制，可通过已知的成型方法如普通的传递成型来实施以获得半导体装置。也可将未经历压片工序、而是被粉碎成颗粒状态的粉末应用于压缩成型方法。由此获得的半导体装置包括诸如IC和LSI的半导体装置。
实施例
下面将结合比较例来描述实施例。然而，本发明不应受限于这些实施例。
首先，准备如下的各成分。
[环氧树脂]
联苯型环氧树脂(日本环氧树脂株式会社(Japan Epoxy Resin Co.,Ltd.)生产，YX-4000，环氧当量：192，熔点：105℃)
[酚醛树脂]
联苯芳烷基型酚醛树脂(明和化成株式会社(Meiwa PlasticIndustries,Ltd.)生产，MH7851SS，羟基当量：203，软化点：65℃)
[固化促进剂]
四国化成株式会社(Shikoku Chemicals Corporation)生产的2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑
[无机填料]
球形熔融二氧化硅粉末(平均粒径：13μm)
[颜料]
炭黑
[阻燃剂]
氢氧化镁
[硅烷偶联剂]
3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷
[水滑石化合物e1]
DHT-4A(协和化学工业株式会社(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.)生产)
[水滑石化合物e2]
DHT-4A-2(协和化学工业株式会社(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.)生产)
[水滑石化合物e3]
DHT-4C(协和化学工业株式会社(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.)生产)
[水滑石化合物e4]
DHT-4H(协和化学工业株式会社(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.)生产)
[水滑石化合物e5]
IXE-700F(东亚合成株式会社(Toagosei Co.,Ltd.)生产)
[蜡f1](实施例)
长链脂族酸(贝克休斯公司(Baker Hughes Incorporated.)生产，Unicid 700(滴点：110℃，酸值：63mg KOH/g))
[蜡f2](实施例)
长链脂族酸(贝克休斯公司(Baker Hughes Incorporated.)生产，Unicid 550(滴点：101℃，酸值：79mg KOH/g))
[蜡f3](实施例)
氧化聚乙烯蜡(日本科莱恩株式会社(Clariant(Japan)K.K.)生产，Licowax PED 136，(滴点：111℃，酸值：60mg KOH/g))
[蜡f4](实施例)
氧化聚乙烯蜡(日本科莱恩株式会社(Clariant(Japan)K.K.)生产，Licowax PED 153,(滴点：120℃，酸值：25mg KOH/g))
[蜡f5](实施例)
氧化聚乙烯蜡(日本科莱恩株式会社(Clariant(Japan)K.K.)生产，Licowax PED 521,(滴点：105℃，酸值：17mg KOH/g))
[蜡f6](比较例)
长链脂族酸(贝克休斯公司(Baker Hughes Incorporated.)生产，Unicid 350(滴点：92℃，酸值：120mg KOH/g))
[蜡f7](比较例)
氧化聚乙烯蜡(东洋石油株式会社(Toyo Petrolite Co.,Ltd.)生产，Petrolite C-8500(滴点：95℃，酸值：9mg KOH/g))
[蜡f8](比较例)
饱和醇(贝克休斯公司(Baker Hughes Incorporated.)生产，Unilin 700(滴点：105℃，酸值：0mg KOH/g))
[蜡f9](比较例)
聚乙烯蜡(日本科莱恩株式会社(Clariant(Japan)K.K.)生产，Licowax PE 520,(滴点：120℃，酸值：0mg KOH/g))
[实施例1至15和比较例1至4]
将下文表1至3中所示的各成分以显示于同一表格中的比例进行共混，并采用双螺杆捏合机在100℃下熔融捏合两分钟。然后，将熔融物冷却，其后粉碎而获得期望的粉末状环氧树脂组合物。
采用由此获得的实施例和比较例的各环氧树脂组合物，通过如下方法测量该组合物的胶凝时间。另外，采用各环氧树脂组合物，根据如下方法评价该组合物的连续成型性。此外，通过如下方法评价各环氧树脂组合物在高温高湿度条件下的可靠性。此外，还评价了在上述连续成型性评价中的包装玷污。该结果示于下文表1至3中。
<胶凝时间>
将约0.1至0.5g环氧树脂组合物放置于175℃的热平板上，在用具有1.5mm直径的玻璃棒进行搅拌的同时熔化该组合物。将直到观察不到树脂拉丝(resin cobwebbing)的时间作为胶凝时间(秒)。考虑到可固化性，60秒以下的胶凝时间通常是适宜的。
[连续成型性]
预先清洗成型模具。通过传递成型(成型温度：175℃，成型时间：90秒)，采用在实施例和比较例中获得的各环氧树脂组合物对包装进行封装，并重复该工序。计算直到环氧树脂组合物粘连至成型模具(粘连)时的成型次数(molding shot number)。然后，将其中发生粘连时的成型次数定义为停止时的次数(stop shot)，记载该停止时的次数。
顺便提及，上述包装包括球栅阵列(BGA)衬底(35mm×35mm×厚度0.5mm)和安装在该衬底上的半导体元件(10mm×10mm×厚度0.3mm)。
[高温高湿度条件下的可靠性]
在如上述制造的半导体装置上，在130℃和85%RH的环境下进行HAST试验(不饱和加压蒸汽试验：无偏压)。测量该HAST试验后的电阻值。当该电阻值增加10%以上时，将该半导体装置判定为不良(断线(disconnected))。在HAST试验期间发生断线的时间被描述为在高温高湿度条件下的可靠性的使用期限(小时)。
[包装玷污]
在上述连续成型性评价中，对直至在包装表面上目视确认玷污时的成型次数进行计数并记载。
[表1]
(重量份)
[表2]
(重量份)
Figure BDA00002142953400162
[表3]
(重量份)
Figure BDA00002142953400171
上述结果显示，实施例的所有环氧树脂组合物的胶凝时间都是适宜的，且还获得了对连续成型性和在高温高湿度条件下的可靠性的优异评价结果，这显示出获得了在实用上也优异的半导体封装用环氧树脂组合物。特别是，在其中组合使用氧化聚乙烯蜡和长链脂族酸作为蜡成分的实施例6和7中，不仅环氧树脂组合物在高温高湿度条件下的可靠性优异，而且对连续成型性和包装玷污评价也获得了极其优异的结果。
相反，使用具有偏离特定范围的过小或过大酸值的蜡的比较例环氧树脂组合物，在连续成型性和包装玷污评价中明显不佳。因此很显然，没有获得具有优异连续成型性和在高温高湿度条件下优异可靠性的环氧树脂组合物。
虽然已经参考具体实施方式详细描述了本发明，但对本领域普通技术人员而言很显然的是，在不离开本发明的思想和范围的情况下能够对本发明做出各种改变和修正。
顺便提及，本申请基于2011年11月18日提交的2011-252847号日本专利申请，该申请的内容作为参考引入本申请中。
本申请引用的所有文献作为参考整体引入本申请中。
根据本发明的半导体封装用环氧树脂组合物表现出优异的连续成型性和在高温高湿度条件下的优异可靠性，可用作各种半导体装置中的封装用材料。

Claims (7)

1.一种半导体封装用环氧树脂组合物，包含如下成分(A)至(F)：
(A)环氧树脂；
(B)酚醛树脂；
(C)固化促进剂；
(D)无机填料；
(E)水滑石化合物；和
(F)含羧基的蜡，所述蜡具有10至100mg KOH/g的酸值。
2.根据权利要求1所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中作为成分(A)的所述环氧树脂是具有联苯基的环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中作为成分(E)的所述水滑石化合物是以如下通式(1)表示的化合物：
[L2+ 1-xQ3+ x(OH)2]x+[(An-)x/n·mH2O]x-   (1)
其中L是二价金属离子，Q是三价金属离子，An-是n价阴离子，x满足0.2≤x≤0.33，且m满足0≤m≤3.5。
4.根据权利要求1所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中作为成分(F)的所述蜡是氧化聚乙烯和长链脂族酸的混合物。
5.根据权利要求1所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中成分(E)的含量是全体环氧树脂组合物的0.02至2.0重量%。
6.根据权利要求1所述的半导体封装用环氧树脂组合物，其中成分(F)的含量是全体环氧树脂组合物的0.02至2.0重量%。
7.一种半导体装置，包含利用根据权利要求1所述的半导体封装用环氧树脂组合物封装的半导体元件。
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