CN103897342A - 用于封装半导体器件的环氧树脂组合物和使用其封装的半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于封装半导体器件的环氧树脂组合物和使用其封装的半导体器件，所述组合物包含：环氧树脂、固化剂、固化促进剂、偶联剂和无机填料，其中，所述偶联剂包含由式1表示的烷基硅烷化合物，其中R1、R2和R3各自独立地是C1至C4烷基基团，R是C6至C31烷基基团，并且n的平均范围为从1至5，[式1]

Description

用于封装半导体器件的环氧树脂组合物和使用其封装的半导体器件
技术领域
本发明涉及用于封装半导体器件的环氧树脂组合物和使用其封装的半导体器件。更具体地，本发明涉及用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，其包含特殊结构的偶联剂以提供优异的可模塑性（成型性，moldability）和高可靠性，和使用其封装的半导体器件。
背景技术
近来，随着半导体器件的集成密度的提高，互联的小型化、尺寸多样化和多层互联迅速发展。鉴于印刷基板上的高密度堆叠，即，表面安装技术，已经将用于保护半导体器件免受外部环境影响的封装做得紧密且轻薄。
在其中半导体器件被封装在紧密且轻薄的封装中的树脂封装的半导体装置中，由于根据外部环境的温度和湿度变化的热应变，可发生如封装开裂、分层或铝衬垫腐蚀等失效。因此，已经进行了研究以解决这些问题。特别地，作为解决问题（如封装开裂或分层）的方法，已经提出了增强用于封装的环氧树脂的成型材料的高可靠性。例如，已经开发了增强与金属设备之间的附着力的方法、降低对于低应力的储能模量的方法、降低热膨胀系数的方法等。此外，作为抑制侵蚀的方法，使用高纯度环氧树脂或固化剂、或离子阱减少了大量杂质，并且通过提供大量的无机填料降低了吸湿速率。
在改善与金属设备之间的附着力的方法中，使用低粘度树脂或粘附增强剂以改善附着力。
在降低储能模量的方法中，广泛采用了使用硅酮聚合物制备的环氧树脂成型材料，其具有使用多种橡胶组分改性的改善的耐热性。在此方法中，由于硅油与固化剂和用作成型材料的基础树脂的环氧树脂之间不具有相容性，因此硅油可能以微粒形态分散在基础树脂中，从而获得了低储能模量同时维持了耐热性。
此外，对于低热膨胀，考虑了提高具有低热膨胀系数的无机填料的填充量的方法。在这种情况下，随着无机填料的填充量的增加，环氧树脂成型材料的低可流动性和高弹性可能成为问题。为了解决这些问题，已经引入通过调整粒径（粒度）分布和粒径来混合大量填料的技术。
然而，在解决封装开裂或分层方面目前的方法具有限制。
近来，为了获得小、薄且高性能的半导体器件，在其中垂直堆叠几个半导体芯片的多芯片封装已经引起注意。在多芯片封装中，将有机粘片膜（die-attach film）（DAF）用于使一个芯片附着于另一个芯片上。在这种情况下，相比于通过将金属浆料作为一种芯片粘合剂而使半导体芯片附着在金属衬垫上的现有情况，芯片之间的附着显示出非常差的可靠性。即，由于有机粘片膜较差的附着性使得很可能发生芯片和粘片膜之间的分层，并且由于有机粘片膜较差的耐湿性使得易于发生封装开裂。
因此，需要通过增强与金属设备的附着力、多芯片填充后的高可流动性和不产生空隙的优异的可成型性而在封装开裂或分层方面具有优异可靠性的环氧树脂组合物。
发明内容
本发明提供了通过改善附着力、降低吸湿速率和热膨胀系数、改善机械弹性同时在成型多芯片封装之时避免空隙从而具有优异的可模塑性和可靠性并且能够改善粘附性、耐湿性、抗裂性和拉伸性能的用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，和使用其封装的半导体器件。
本发明的一个方面涉及用于封装半导体器件的环氧树脂组合物。用于封装半导体器件的环氧树脂组合物包含环氧树脂、固化剂、固化促进剂、偶联剂和无机填料。偶联剂包括由式1表示的烷基硅烷化合物：
[式1]
其中R1、R2和R3各自独立地是C1至C4烷基基团，R是C6至C31烷基基团，并且n的平均范围为从约1至5。
如在25℃下在50%的甲醇溶液中测定的，烷基硅烷化合物可以具有约40mPa·s至约60mPa·s的粘度。
在一个实施方式中，R1、R2和R3可以都是甲基基团。
在一个实施方式中，烷基硅烷化合物可以具有从约0.7至约1.8的比重，和从约0.85至约1.25的折射率。
在一个实施方式中，基于树脂组合物的总量，烷基硅烷化合物可以以约0.01wt%至约15wt%的量存在。
基于偶联剂的总量，烷基硅烷化合物可以以约20wt%至约100wt%的量存在。
偶联剂可进一步包括环氧硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷和烷氧基硅烷中的至少一种。
环氧树脂组合物可以包含约1wt%至约20wt%的环氧树脂、约0.01wt%至约20wt%的固化剂、约0.001wt%至约5wt%的固化促进剂、约0.01wt%至约15wt%的偶联剂和约70wt%至约94wt%的无机填料。
本发明的另一个方面涉及使用用于封装半导体器件的环氧树脂组合物封装的半导体器件。
具体实施方式
根据本发明的用于封装半导体器件的环氧树脂组合物包含环氧树脂、固化剂、固化促进剂、偶联剂和无机填料。
现在，将详细描述环氧树脂组合物的各个组分。
环氧树脂
在本发明中，对环氧树脂没有特别限定，只要该环氧树脂是常用于封装半导体的即可。优选地，环氧树脂是具有两个或多个环氧基的环氧化合物。这种环氧树脂的实例可以包括由酚或烷基酚与羟基苯甲醛的缩合产物的环氧化获得的环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、多官能环氧树脂、萘酚酚醛型环氧树脂、双酚A/双酚F/双酚AD的酚醛型环氧树脂、双酚A/双酚F/双酚AD的缩水甘油醚、二羟基联苯环氧树脂、二环戊二烯环氧树脂等。
特别地，优选的环氧树脂的实例包括具有包括由式2表示的联苯衍生物的酚醛结构的苯酚芳烷基型环氧树脂：
[式2]
Figure BDA0000402471920000051
其中，n的平均范围是从约1至约7。
由式2表示的苯酚芳烷基型环氧树脂具有的优点在于：该环氧树脂具有由基于苯酚骨架上的联苯结构引起优异的吸湿性、韧性、抗氧化性和抗裂性，并且该环氧树脂具有低交联密度，从而在高温燃烧时形成焦炭层，其反过来确保了阻燃性。在一个实施方式中，基于环氧树脂组合物的总量，环氧树脂可以包含约10wt%至约90wt%的由式2表示的环氧树脂。在此范围内，环氧树脂可以具有物理性能之间的优异平衡，并且在用于封装半导体器件的低压转换（transfer）成型过程中避免出现成型缺陷。优选地，基于环氧树脂组合物的总量，环氧树脂包含约20wt%至约70wt%、更优选地包含约30wt%至约50wt%的由式2表示的环氧树脂。
此外，环氧树脂可以是选自由式2表示的环氧树脂、邻甲酚酚醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂和二环戊二烯型环氧树脂所组成的组中的至少一种的混合物。
优选地，可以与由式3表示的联苯型环氧树脂组合使用环氧树脂：
[式3]
Figure BDA0000402471920000061
其中R是C1至C4烷基基团，并且n的平均范围为从0至7。
优选地，R是甲基基团或乙基基团，更优选是甲基基团。
考虑到改善的可流动性和可靠性，优选由式3表示的联苯型环氧树脂。
可以单独使用或以其组合使用这些环氧树脂。可以使用加合物，如通过使环氧树脂与其它组分如固化剂、固化促进剂、脱膜剂、偶联剂、张力释放剂等预反应而获得的熔融母料。此外，有利地，可使用包含少量氯离子、钠离子和其它离子杂质的环氧树脂以改善耐湿性和可靠性。
基于环氧树脂组合物的总量，环氧树脂以约1wt%至约20wt%、优选地以约3wt%至约15wt%、更优选地以约5wt%至约12wt%的量存在。在此范围内，树脂组合物可以表现出优异的可流动性、粘附性、可靠性和可模塑性。
固化剂
固化剂通常用于封装半导体器件并且对固化剂没有特别限定，只要固化剂包含至少两个酚羟基基团或氨基基团等即可。固化剂可包括单体、低聚物和聚合物中的至少一种。
固化剂的实例可包括苯酚烷芳基型酚醛树脂、Xylok型酚醛树脂（新型酚醛树脂，Xylok type phenol resins）、苯酚酚醛型酚醛树脂、甲酚酚醛型酚醛树脂、萘酚型酚醛树脂、萜烯型酚醛树脂、多官能酚醛树脂、多芳香性酚醛树脂、二环戊二烯酚醛树脂、萜烯改性的酚醛树脂、二环戊二烯改性的酚醛树脂、由双酚A和甲阶酚醛树脂（resol）合成的酚醛型酚醛树脂、三(羟苯基)甲烷、包含二羟基联苯的多价酚类化合物、酸酐如马来酸酐和邻苯二甲酸酐、芳香胺如间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等，但不限于此。
优选地，固化剂是选自具有由式4表示的联苯骨架的苯酚芳烷基酚醛树脂、由式5表示的苯酚酚醛型酚醛树脂和由式6表示的Xylok型酚醛树脂所组成的组中的至少一种。
[式4]
Figure BDA0000402471920000071
其中，n的平均范围为从约1至约7。
[式5]
Figure BDA0000402471920000072
其中，n的平均范围为从约1至约7。
[式6]
Figure BDA0000402471920000073
其中，n的平均范围为从约1至约7。
可以单独使用或以其组合使用这些固化剂。例如，可使用加合物，如由使固化剂与环氧树脂、固化促进剂和其它添加剂预反应获得的熔融母料。
固化剂可以具有约50℃至约100℃的软化点。在此范围内，环氧树脂具有适当的树脂粘度，从而防止可流动性的劣化。
固化剂可具有从约90g/eq至约300g/eq的酚羟基当量重（equivalentweight）。例如，Xylok型酚醛树脂具有从约100g/eq至约200g/eq的羟基当量重，苯酚芳烷基型酚醛树脂具有从约170g/eq至约300g/eq的羟基当量重，并且苯酚酚醛型酚醛树脂具有从约90g/eq至约150g/eq的羟基当量重。在此范围内，树脂组合物可以确保改善的可模塑性和可靠性。
此外，可以选定环氧树脂与固化剂之间的组成比，使得环氧树脂的环氧基团当量重与固化剂的酚羟基基团当量重的比例范围为从0.5:1至约2:1。在此当量比例范围内，树脂组合物可确保可流动性而不会延迟固化时间。优选地，当量比例范围为从约0.8:1至约1.6:1。
基于环氧树脂组合物的总量，固化剂以约0.01wt%至约20wt%、优选地以约1wt%至约10wt%的量存在。在此范围内，由于没有大量产生未反应的环氧基团和酚羟基基团，因此树脂组合物具有优异的可靠性。优选地，基于环氧树脂组合物的总量，固化剂以约2wt%至约8wt%的量存在。
固化促进剂
固化促进剂促进环氧树脂和固化剂之间的反应。固化促进剂的实例可以包括叔胺、有机金属化合物、有机磷化合物、咪唑化合物、或硼化合物等，但不限于此。优选地，将有机磷化合物用作固化促进剂。
具体地，叔胺的实例可以包括苄基二甲胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、二甲氨基乙醇、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-乙基己酸的盐等，但不限于此。有机金属化合物的实例可以包括乙酰丙酮铬、乙酰丙酮锌、乙酰丙酮镍等，但不限于此。有机磷化合物的实例可包括三-4-甲氧基膦、四丁基溴化鏻、丁基三苯基溴化鏻、苯基膦、二苯基膦、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，但不限于此。咪唑化合物的实例可包括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，但不限于此。硼化合物的实例可以包括四苯基鏻四苯基硼酸盐、三苯基膦四苯基硼酸酯、四苯基硼酸盐、三氟硼烷正己胺、三氟硼烷单乙胺、四氟硼烷三乙胺、四氟硼烷胺等，但不限于此。可替代地，可以使用1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和苯酚线型酚醛树脂盐等。
此外，作为固化促进剂，还可使用通过使环氧树脂和/或固化剂预反应而获得的加合物。
基于环氧树脂组合物的总量，固化促进剂可以以约0.01wt%至约5wt%的量存在。在此范围内，树脂组合物可确保可流动性而不延迟固化反应时间。优选地，固化促进剂以约0.05wt%至约1wt%的量存在。
偶联剂
在本发明中，偶联剂包括由式1表示的C6至C31烷基硅烷化合物：
Figure BDA0000402471920000091
其中R1、R2和R3各自独立地是C1至C4烷基基团，R是C6至C31烷基基团；并且n的平均范围为从约1至约5。
优选地，R是C12至C16烷基基团并且具有直链结构。在这种情况下，树脂组合物具有进一步改善的粘附性、可模塑性和可靠性。
此外，优选地，n的平均范围为从约1.1至约3。
在室温下烷基硅烷化合物可以是液相。
如在25℃下在50%甲醇溶液中测定的，烷基硅烷化合物具有从约40mPa·s至约60mPa·s、优选地从约50mPa·s至约58mPa·s的粘度。在此范围内，树脂组合物可以表现出优异的粘附性和可靠性。
在一个实施方式中，R1、R2和R3可以都是甲基基团。
在一个实施方式中，烷基硅烷化合物具有从约0.7至约1.8、优选地从约0.9至约1.2的比重，和从约0.85至约1.25、优选地从约0.95至约1.1的折射率。
在一个实施方式中，基于树脂组合物的总量，烷基硅烷化合物以约0.01wt%至约15wt%、优选地以约0.1wt%至约1.5wt%、更优选地以约0.3wt%至约1wt%的量存在。
除烷基硅烷化合物之外，可与传统偶联剂如环氧硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷、烷氧基硅烷等一起使用所述偶联剂。在这种情况下，基于偶联剂的总量，烷基硅烷化合物以约20wt%至约100wt%、优选地以约50wt%至约95wt%的量存在。
在一个实施方式中，可以通过使烷基硅烷化合物和甲基硅烷混合使用偶联剂。在这种情况下，可以以约（10:1）～（25:1）的重量比混合烷基硅烷化合物和甲基硅烷。
在另一个实施方式中，可以通过使烷基硅烷化合物与甲基硅烷和巯基硅烷混合使用偶联剂。在这种情况下，可以以约（60～75）:（10～25）:（1～15）的重量比混合烷基硅烷化合物、甲基硅烷和巯基硅烷。
在进一步的实施方式中，可以通过使烷基硅烷化合物与甲基硅烷、巯基硅烷和环氧硅烷混合使用偶联剂。在这种情况下，可以以约（50～80）:（1～15）:（10～25）:（5～25）的重量比混合烷基硅烷化合物、甲基硅烷、巯基硅烷和环氧硅烷。
相对于环氧树脂组合物的总量，偶联剂以约0.01wt%至约15wt%、优选地以约0.1wt%至约10wt%、更优选地以约0.2wt%至约1.2wt%的量存在。
无机填料
在环氧树脂组合物中使用无机填料以改善机械性能同时降低张力。无机填料的实例可以包括熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、氧化铝、氧化镁、粘土、滑石、硅酸钙、氧化钛、氧化锑和玻璃纤维等，但不限于此。可以单独使用或以其两种或多种组合使用这些无机填料。
优选地，使用具有低线性膨胀系数的熔融二氧化硅以降低张力。熔融二氧化硅是指具有2.3或更低比重的无定形二氧化硅。熔融二氧化硅可以是通过使结晶二氧化硅熔化制备的，或包括由各种原料合成的无定形二氧化硅。
没有特别限制无机填料的形状和粒径。无机填料可以具有约0.001μm至约30μm的平均粒径。优选地，使用具有约0.001μm至约30μm的平均粒径的球形熔融二氧化硅。作为无机填料，可以使用具有不同粒径的球形熔融二氧化硅的混合物。例如，无机填料可以是约50wt%至约99wt%的具有从5μm至30μm平均粒径的球形熔融二氧化硅和约1wt%至约50wt%的具有0.001μm至1μm平均粒径的球形熔融二氧化硅的混合物。此外，根据应用，可以将无机填料的最大粒径调整至45μm、55μm、或75μm。
无机填料可以经受使用选自由环氧硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷、烷基硅烷和烷氧基硅烷所组成的组中的至少一种偶联剂的表面处理。
根据环氧树脂组合物的物理性能，如可模塑性、低应变和耐高温强度，可以以适当的比例包含无机填料。例如，基于环氧树脂组合物的总量，可以以约70wt%至约94wt%的量包含无机填料。在此范围内，树脂组合物可以表现出优异的挠曲强度和封装可靠性。优选地，在环氧树脂组合物中以约80wt%至约90wt%的量包含无机填料。
添加剂
本发明的环氧树脂组合物可以进一步包含添加剂如着色剂、脱膜剂、应力释放剂、交联促进剂、流平剂（均化剂，leveling agent）、阻燃剂等。
着色剂的实例可以包括碳黑、以及有机或无机染料，但不限于此。
脱膜剂可以是选自由石蜡、酯蜡、高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、天然脂肪酸和天然脂肪酸金属盐所组成的组中的至少一种。
应力释放剂可以是选自由改性硅油、硅酮弹性体、硅酮粉末和硅酮树脂所组成的组中的至少一种，但不限于此。
在环氧树脂组合物中可以以约0.1wt%至约5.5wt%的量包含添加剂。
环氧树脂组合物可以进一步包含阻燃剂。阻燃剂的实例可以包括非卤素有机或无机阻燃剂。作为非卤素有机或无机阻燃剂，可以使用如磷酸原（phosphagene）、硼酸锌、氢氧化铝、氢氧化镁等阻燃剂，但不限于此。
由于阻燃性可以取决于无机填料的含量和固化剂的种类的而不同，因此根据所期望的阻燃性，在环氧树脂组合物中可以以适当的比例包含阻燃剂。可选地，基于环氧树脂组合物的总量，以约0至约10wt%、优选地以约0至约8wt%或更少、更优选地以约0至约5wt%或更少的量包含阻燃剂。
没有特别限制用于生产根据本发明的环氧树脂组合物的方法。例如，可以通过使用亨舍尔（Henschel）混合器或犁铧式（Ploughshare）混合器使组分均匀混合，随后使用辊式研磨机或捏合机在约90℃至约120℃下熔融捏合，并且冷却并研磨该生成物来制备环氧树脂组合物。通常可以通过低压转换成型实施使用环氧树脂组合物封装半导体器件的方法。然而，还可以使用压塑成型、注射成型或铸塑成型。通过上述方法，可以生产包括铜引线框架；铁引线框架；通过使选自镍、铜和钯中的至少一种预镀在引线框架上获得的引线框架；或有机层压框架的半导体器件。
本发明提供了使用上述环氧树脂组合物封装的半导体器件。具体地，本发明的环氧树脂组合物具有优异的粘附性、可模塑性、可靠性、耐湿性和抗裂性，从而可以有利地用于封装多芯片封装。
没有特别限制用于封装多芯片封装的步骤，但是可以通过使用制备的环氧树脂组合物封装半导体器件和使所封装的半导体器件封装后成型固化来进行。可以在约160℃至约190℃下进行封装持续约40秒至约300秒，并且可以在约160℃至约190℃下进行后成型固化持续约0至8小时。
现在，将参照一些实施例更详细地说明本发明。应当理解，提供的这些实施例仅用于说明而不是以任何方式解释为限制本发明。本文中将省略对本领域技术人员显而易见的详细描述。
实施例
在实施例和比较例中使用的组分的详细资料如下。
（A）环氧树脂
（a1）联苯型环氧树脂：YX-4000H,JER，环氧当量重：190
（a2）苯酚芳烷基型环氧树脂：NC-3000（Nippon Kayaku K.K.），环氧当量重：270
（B）固化剂
（b1）Xylok型酚醛树脂：MEH-7800-4S（Meiwa Chem.），羟基当量重：175
（b2）苯酚芳烷基型酚醛树脂：MEH-7851-SS（Meiwa Chem.），羟基当量重：200
（b3）苯酚线型酚醛型酚醛树脂：H-4（Meiwa Chem.），羟基当量重：106
（C）固化促进剂：三苯基膦（TPP）（Hokko）
（D）偶联剂
（d1）环氧硅烷：γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷，KBM-403（Shinetsu silicon）
（d2）巯基硅烷：巯基丙基三甲氧基硅烷，KBM-803（Shinetsu silicon）
（d3）甲基硅烷：甲基三甲氧基硅烷，SZ-6070（Dow CorningChemical），SZ-6070（Dow Corning Chemical）
（d4）烷基硅烷化合物：Dynasylan-9896（Evonik-Degussa GmbH），粘度：55mPa·s，比重：1.04，折射率：1.03
（E）无机填料：具有20μm的平均粒径的球形熔融二氧化硅与具有0.5μm的平均粒径的球形熔融二氧化硅的9:1的混合物
（F）添加剂：
（f1）作为脱膜剂的巴西棕榈蜡
（f2）作为着色剂的碳黑MA-600（Matsushita Chemical）
（f3）作为应力释放剂的硅酮粉末
（f4）作为阻燃剂的三氧化锑和溴化环氧树脂（BREN-S,NipponKayaku K.K.）的1:1的混合物。
实施例1至4和比较例1至3
以在如表1中所列出的量称量各组分，并且使用亨舍尔混合器均匀混合以制备粉末状态的初级组合物。随后，在95℃下使用连续捏合机熔融捏合组合物，然后冷却并研磨以制备用于封装半导体器件的环氧树脂组合物。
表1
Figure BDA0000402471920000161
如下评价制备的环氧树脂组合物的物理性能和可靠性。在表2中示出了对环氧树脂组合物的物理性能评价结果。
<评价物理性能>
（1）可流动性（英寸）：根据EMMI-1-66，使用评价模具和转换模压机在175℃和70kgf/cm2下测量流程。数值越高表明可流动性越好。
（2）玻璃化转变温度（℃）：使用热机械分析仪（TMA）在以10℃/min的加热速率将温度从25℃升高至300℃的条件下测定玻璃化转变温度。
（3）热膨胀系数（μm/m，℃）：根据ASTM D696测定热膨胀系数。
（4）附着力（kgf）：制备在其上分别镀有银、铜和镍-钯的试样。将在实施例和比较例中制备的树脂组合物施加至这些金属试样，并且在170℃～180℃的模具温度、1,000psi的转换压力、0.5～1cm/s的转换速度的条件下成型并且持续固化120秒以获得固化样品。通过将样品放入170℃至180℃的烘箱中持续4小时使获得的样品经历成型后固化（PMC），然后在260℃下通过IR回流（IR reflow）一次持续30秒。PMC和IR回流重复三次（预调节处理）。预调节处理之后测定附着力。此外，在PMC之后，将样品置于85℃和85%的相对湿度下168小时。在如上所述的相同预调节处理之后测定附着力。环氧树脂组合物接触样品的面积为40±1mm2。对12个样品使用万能试验机（UTM）测定其附着力，并计算它们的平均值。
（5）挠曲强度和挠曲模量：根据ASTM D-790制备样品，并在175℃下固化4小时，然后使用UTM（kgf/mm2，在260℃下）测定挠曲强度和挠曲模量。
（6）吸湿速率（wt%）：在170℃～180℃的模具温度、70kgf/cm2的夹持压力、1000psi的转换压力、0.5～1cm/s的转换速度的条件下模塑在实施例和比较例中制备的树脂组合物，并且持续固化120秒以获得具有50mm直径和1mm厚度的圆盘状固化试样。通过将试样放置在170℃～180℃的烘箱中持续4小时使获得的样品经受成型后固化，然后将样品置于121℃和100RH%下持续24小时。测定由吸湿性引起的重量变化，并通过方程式1计算吸湿速率：
吸湿速率={(吸湿之后的样品的重量-吸湿之前的样品的重量)÷(吸湿之前的样品的重量)}×100
（7）可靠性：在预调节处理和在温度循环测试中循环1000次之后，使用非破坏性检查测试法的扫描声学断层摄影（SAT）评价裂缝或分层的发生。
a）用于预调节处理的条件
在125℃下干燥由环氧树脂组合物制备的多芯片封装24小时，然后进行5次循环的温度循环测试。然后，将多芯片封装置于85℃和85%RH下96小时，并且在260℃下迅速通过IR回流一次持续30秒。重复此操作三次（预调节）之后，评价在封装中出现的裂缝。当在此阶段出现裂缝时，不再进行1000次循环的温度循环测试。
b）温度循环测试
经过预调节处理之后，将多芯片封装置于-65℃下10分钟、25℃下5分钟和150℃下10分钟（1次循环）。1000次循环之后，使用SAT评价封装内部和外部的裂缝。
c）可靠性测试
为了测定可靠性，由环氧树脂组合物在175℃下在多柱塞系统（MPS）中模塑70秒获得半导体芯片，然后在175℃下进行成型后固化持续2小时以制备其中分别使用有机粘性膜堆叠的四个半导体芯片的多芯片封装。将可靠性表示为预调节和温度循环测试之后的裂缝的数目，和温度循环测试之后的分层部分的数目。
（8）可模塑性：由环氧树脂组合物在175℃下在多柱塞系统（MPS）中模塑70秒获得半导体芯片，然后在175℃下进行成型后固化持续2小时以制备其中分别使用有机粘性膜堆叠的四个半导体芯片的多芯片封装（14mm×18mm×1.6mm）。随后，以肉眼评价封装件中空隙的数目。多芯片具有0.85mm的厚度。在以成型材料填充封装件后，将所有封装件处理成1.6mm的厚度用于评价。测试的封装件的总数为256。
表2
如在表2中示出的，与在比较例1至3中制备的组合物相比，在实施例1至4中制备的树脂组合物表现出较好的粘附性、可靠性和可模塑性、较高的挠曲强度和较低的吸湿速率。
尽管本发明披露了一些实例实施方式，并且尽管采用了专业术语，但使用它们仅以一般描述性意义进行解释且并非为了限制的目的。因此，本领域技术人员将理解，可进行形式和细节上的各种改变而不背离本发明的精神和范围，并且本发明的范围如所附权利要求所列出。

Claims (9)

1.一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，包含：环氧树脂、固化剂、固化促进剂、偶联剂和无机填料，其中，所述偶联剂包含由式1表示的烷基硅烷化合物：
Figure FDA0000402471910000011
其中，R1、R2和R3各自独立地是C1至C4烷基基团，R是C6至C31烷基基团，并且n的平均范围为从1至5。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，所述烷基硅烷化合物在25℃下在50%的甲醇溶液中测定具有从40mPa·s至60mPa·s的粘度。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，R1、R2和R3都是甲基基团。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，所述烷基硅烷化合物具有从0.7至1.8的比重和从0.85至1.25的折射率。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，基于所述环氧树脂组合物的总量，所述烷基硅烷化合物以0.01wt%至15wt%的量存在。
6.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，基于所述偶联剂的总量，所述烷基硅烷化合物以20wt%至100wt%的量存在。
7.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，所述偶联剂进一步包含环氧硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷和烷氧基硅烷中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，包含：1wt%至20wt%的所述环氧树脂、0.01wt%至20wt%的所述固化剂、0.001wt%至5wt%的所述固化促进剂、0.01wt%至15wt%的所述偶联剂和70wt%至94wt%的所述无机填料。
9.一种使用根据权利要求1至8中的任一项所述的环氧树脂组合物封装的半导体器件。
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