CN108699423B - 用于密封半导体器件的环氧树脂组合物以及使用其密封的半导体器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于密封半导体器件的环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物包含：环氧树脂；固化剂；无机填料；和含有两个或更多个胺基团的芳族单体，其中所述含有两个或更多个胺基团的芳族单体以约0.1至1.0wt％的量包含在所述环氧树脂组合物中。

Description

用于密封半导体器件的环氧树脂组合物以及使用其密封的半 导体器件

技术领域

本发明涉及一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物以及使用其封装的半导体器件。更具体地，本发明涉及一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物对氮化硅膜具有良好的粘合强度，以及使用该环氧树脂组合物封装的半导体器件。

背景技术

为了保护诸如集成电路(IC)或大规模集成(LSI)设备等半导体器件免受诸如潮湿等外部环境的影响，使用环氧树脂组合物封装半导体器件的技术已被广泛使用。用于封装半导体器件的这种环氧树脂组合物通常包括环氧树脂、固化剂和固化催化剂。通常，主要开发了一种用于改进环氧树脂或酚树脂作为固化剂以增强半导体器件的性能和可靠性的技术。

随着小型、重量轻和高性能电子设备的趋势，本领域中越来越多的使用通过堆叠多个半导体芯片获得的高度集成的半导体封装。这里，术语“堆叠”是指垂直堆叠至少两个半导体芯片或封装的技术。这种堆叠技术可以增加半导体的存储容量，同时提供安装区域的有效使用。

其中，硅通孔芯片堆叠封装具有这样的结构，其中通过芯片形成的硅通孔彼此电连接。有利地，硅通孔芯片堆叠封装需要较小的安装面积并且具有比芯片彼此连接的封装更高的芯片操作速度。

在这种硅通孔芯片堆叠封装中，氮化硅膜(Si₃N₄)直接接触用于在芯片之间的界面处进行封装的环氧树脂组合物。然而，用于封装半导体器件的典型环氧树脂组合物对氮化硅膜的粘附力低，导致界面分层。因此，需要一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，其对氮化硅膜具有良好的粘合强度。

在日本未审查专利公开No.2007-262238中公开了本发明的背景技术。

发明内容

【技术问题】

本发明的一个目的是提供一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，其对氮化硅膜具有良好的粘合强度。

本发明的另一个目的是提供一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，其具有良好的阻燃性。

本发明的另一个目的是提供一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，其具有良好的强度，同时使韧性和流动平衡的劣化最小化。

本发明的另一个目的是提供一种由如上所述的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。

【技术方案】

根据本发明的一个方面，一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物包括：环氧树脂；固化剂；无机填料；和含有至少两个胺基团的芳族单体，其中，所述含有至少两个胺基团的芳族单体在该环氧树脂组合物中存在的量为约0.1wt％至约1.0wt％。

含有至少两个胺基团的芳族单体可以包括间苯二胺、2,3-二氨基萘、3,3'-二氨基联苯胺、联甲苯胺、3,3'-二羟基联苯胺或它们的组合。

所述环氧树脂组合物可以进一步包括反应性橡胶，其中该反应性橡胶可含有羟基、羧基、胺基、环氧基或其组合作为反应性基团。反应性橡胶可包括羧基封端的丁二烯丙烯腈、胺封端的丁二烯、胺封端的丁二烯-丙烯腈、环氧封端的丁二烯、环氧封端的丁二烯-丙烯腈或它们的组合。

根据式(1)计算，所述环氧树脂组合物具有的T值可以为约1.2至约2.0：

式(1)：T＝Ta/(Tb+Tc+Td)

其中，在式(1)中，Ta、Tb、Tc和Td分别是根据式(2)、式(3)、式(4)和式(5)计算的值：

式(2)：

在式(2)中，[A_h]表示第h种环氧树脂在组合物中的wt％，Eq(A_h)表示第h种环氧树脂的当量，并且l是1到3的整数；

式(3)：

在式(3)中，[B_i]表示第i种固化剂在组合物中的wt％，Eq(B_i)表示第i种固化剂的当量，并且m为1至3的整数；

式(4)：

在式(4)中，[C_j]表示第j种含有至少两个胺基团的芳族单体在组合物中的wt％，Eq(C_j)表示第j种芳族单体的当量，并且n是1至3的整数；和

式(5)：

在式(5)中，[D_k]表示组合物中含有的第k种反应性橡胶的wt％，Eq(D_k)表示第k种反应性橡胶的当量，并且o是1至3的整数。

所述环氧树脂组合物可以包括：约0.1wt％至约15wt％环氧树脂；约0.1wt％至约13wt％固化剂；约70wt％至约95wt％无机填料；约0.1wt％至约1.0wt％含有至少两个胺基团的芳族单体；和约0.1wt％至约1.0wt％反应性橡胶。

根据本发明的另一方面，一种由如上所述的环氧树脂组合物封装的半导体器件。

【有益效果】

本发明提供了一种环氧树脂组合物，其对氮化硅膜具有良好的粘合强度，因此当用于堆叠半导体器件的封装时，可以有效地抑制界面分层。

此外，根据本发明的环氧树脂组合物含有多个芳环，因此可以表现出良好的阻燃性。

此外，根据本发明的环氧树脂组合物可以表现出良好的强度，同时使韧性和流动平衡的劣化最小化。

附图说明

图1是用于测量流动平衡的样本的视图。

具体实施方式

在下文中，将详细描述本发明的实施方式。

将省略对可能不必要地模糊本发明主题的已知功能和结构的描述。

此外，应当理解的是，术语“包括(include)”、“包含(comprise)”、“包括(including)”和/或“包含(comprising)”当在本说明书中使用时指定所声明的特征、步骤、操作、元素和/或组分的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元素、组分和/或组。如本文所使用的，单数形式的“一(a)”、“一(an)”和“所述/该(the)”旨在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。

另外，除非另有说明，在组分分析时会考虑了误差幅度。

尽管本文中可以使用术语第一、第二等来描述各种元素、组分、区域、层和/或部分，但这些元素、组分、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元素、组分、区域、层和/或部分与另一个元素、组分、区域、层和/或部分区分开。因此，以下所讨论的第一元素、组分、区域、层和/或部分可以被称为第二元素、组分、区域、层和/或区域而不脱离本公开的教导。

此外，本文用来表示某个值的范围的“X到Y”是指“大于或等于X且小于或等于Y”。

在下文中，将详细描述根据本发明的环氧树脂组合物。

根据本发明的用于封装半导体器件的环氧树脂组合物包括：(A)环氧树脂；(B)固化剂；(C)无机填料；和(D)含有至少两个胺基团的芳族单体。如需要，用于封装半导体器件的环氧树脂组合物可过一步包括(E)反应性橡胶。

(A)环氧树脂

环氧树脂可包括通常用于封装半导体器件的任何合适的环氧树脂，但不限于此。具体地，环氧树脂可以是每分子具有至少两个环氧基的环氧化合物。环氧树脂的例子可以包括通过苯酚或烷基酚与羟基苯甲醛的缩合物的环氧化得到的环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、多官能环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A/双酚F/双酚AD的酚醛清漆型环氧树脂、双酚A/双酚F/双酚AD的缩水甘油醚、双羟基联苯环氧树脂、双环戊二烯环氧树脂等。更具体地，环氧树脂可以包括甲酚酚醛清漆型环氧树脂、多官能环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂和联苯型环氧树脂中的至少一种。

例如，多官能环氧树脂可以是由化学式1表示的环氧树脂：

<化学式1>

其中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立地为氢原子或C₁-C₁₀烷基，R6和R7各自独立地为氢原子、甲基或乙基，并且a是0到6之间的整数。具体地，R1、R2、R3、R4和R5可以各自独立地为氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基或己基，并且R6和R7可以是氢，但不限于此。

由化学式1表示的多官能环氧树脂可以减少封装变形，并且在快速固化性、延迟和存储稳定性方面具有良好的性能，同时表现出良好的固化后强度和固化后粘合力。

更具体地，多官能环氧树脂可以是三苯酚烷烃型环氧树脂，诸如三苯酚甲烷型环氧树脂或三苯酚丙烷型环氧树脂。

苯酚芳烷基型环氧树脂可以是例如化学式2表示的具有包括联苯衍生物的酚醛清漆结构的苯酚芳烷基型环氧树脂：

<化学式2>

其中，b的平均值在1至7的范围内。

有利地是，由化学式2表示的苯酚芳烷基型环氧树脂在酚骨架中具有联苯单元，因此表现出良好的吸湿性、韧性、抗氧化性和抗裂性。此外，苯酚芳烷基型环氧树脂具有低交联密度，因此在高温下燃烧时形成碳层(烧焦物)，从而确保一定程度的阻燃性。

联苯型环氧树脂可以例如是由化学式3表示的联苯型环氧树脂:

<化学式3>

其中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14和R15各自独立地为C₁-C₄烷基并且c的平均值在0至7的范围内。

有利地是，由化学式3表示的联苯型环氧树脂可以增强树脂组合物的流动性和可靠性。

这些环氧树脂可以单独使用或组合使用。此外，环氧树脂可以通过使前述环氧树脂与另一组分(诸如固化剂、固化促进剂、脱模剂、偶联剂和应力释放剂)预反应获得的加合物(诸如熔化母料)的形式使用。另外，为了提高耐湿可靠性，环氧树脂理想地是含有少量氯离子、钠离子和其他离子杂质的环氧树脂。

在用于封装半导体器件的环氧树脂组合物中，环氧树脂存在的量可以为约0.1wt％至约15wt％，特别是约0.1wt％至约12wt％，更特别是约3wt％至约12wt％。在这一范围内，环氧树脂组合物在固化后粘合性和固化后强度方面表现出良好的性能。

(B)固化剂

固化剂可包括通常用于封装半导体器件的任何合适的固化剂。具体地，固化剂可以包括酚树脂，诸如苯酚芳烷基型酚树脂、苯酚酚醛清漆型酚树脂、xylok型酚树脂、甲酚酚醛清漆型酚树脂、萘酚型酚树脂、萜烯型酚树脂、多官能酚树脂、双环戊二烯酚树脂或由双酚A制备的酚醛清漆型酚树脂以及甲阶酚醛树脂。

具体地，固化剂可以包括苯酚酚醛清漆型酚树脂、xylok型酚树脂、苯酚芳烷基型酚树脂和多官能酚树脂中的至少一种。

苯酚酚醛清漆型酚树脂例如可以是由化学式4表示的苯酚酚醛清漆型酚树脂，并且苯酚芳烷基型酚树脂例如可以是由化学式5表示的含有联苯衍生物的酚醛清漆结构的苯酚芳烷基型酚树脂。此外，xylok型酚树脂例如可以是由化学式6表示的xylok型酚树脂，并且多官能酚树脂例如可以是含有由化学式7表示的重复单元的多官能酚树脂。

<化学式4>

其中d的范围为1至7。

<化学式5>

其中e的平均值在1至7的范围内。

<化学式6>

其中f的平均值在0至7的范围内。

<化学式7>

其中g的平均值在1至7的范围内。

由化学式4表示的苯酚酚醛清漆型酚树脂具有以短间隔隔开的交联点，因此在与环氧树脂反应时表现出高交联密度。因此，其固化产物可以表现出提高的玻璃化转变温度和由此降低的线性膨胀系数，从而抑制半导体器件封装的翘曲。由化学式5表示的苯酚芳烷基型酚树脂与环氧树脂反应形成碳层(烧焦物)，阻挡周围环境中的热量和氧气，由此提供阻燃性。由化学式6表示的xylok型酚树脂可有利地提高树脂组合物的流动性和可靠性。含有由化学式7表示的重复单元的多官能酚树脂可以有利地提高环氧树脂组合物在高温下的弯曲性能。

这些固化剂可以单独使用或组合使用。此外，所述固化剂可以通过使前述固化剂与另一组分(诸如环氧树脂、固化促进剂、脱模剂、偶联剂和应力释放剂)预反应获得的加合物(诸如熔化母料)的形式使用。

固化剂在环氧树脂组合物中存在的量可以为约0.1wt％至约13wt％，特别是约0.1wt％至约10wt％，更特别是约0.1wt％至约8wt％。在该范围内，环氧树脂组合物在固化程度和固化后强度方面可表现出良好的性能。

环氧树脂与固化剂的混合比率可以根据半导体器件封装所需的机构性能以及耐湿可靠性来进行调整。例如，环氧树脂与固化剂的化学当量比可以为约0.95至约3，特别是约1至约2，更特别是1至约1.75。在此范围内，环氧树脂组合物可表现出良好的固化后强度。

(C)无机填料

无机填料可包括通常用于半导体密封剂中的任何合适的无机填料，而不受限制。例如，无机填料可包括熔融二氧化硅、结晶硅酸盐、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。它们可以单独使用，也可以组合使用。

例如，无机填料可包括具有低线性膨胀系数的熔融二氧化硅，以减少环氧树脂组合物的应力。熔融二氧化硅是指真比重为2.3或更小的无定形二氧化硅。熔融二氧化硅可包括通过熔化结晶二氧化硅产生或由各种材料制备的无定形二氧化硅。尽管熔融二氧化硅的形状和粒径没有特别限制，但是无机填料可以是熔融二氧化硅混合物，其包括约50wt％至约99wt％具有约5μm至约30μm平均粒径的球形熔融二氧化硅和约1wt％至约50wt％具有0.001μm至1μm平均粒径的球形熔融二氧化硅。优选地，基于无机填料的总重量，熔融二氧化硅混合物存在的量为约40wt％至约100wt％。此外，取决于树脂组合物的所需用途，可以将熔融二氧化硅的最大粒径调整为45μm、55μm和75μm中的任一个。球形熔融二氧化硅可以在其表面上包含作为杂质的导电碳。在这种情况下，可取的是选择其中具有较少极性杂质的材料。

树脂组合物中无机填料的含量可根据树脂组合物的所需性质(例如可模塑性、低应力性能和高温强度)而变化。在一个实施方式中，无机填料在环氧树脂组合物中存在的量可以为约70wt％至约95wt％，例呈约80wt％至约90wt％或约83wt％至约97wt％。在该范围内，环氧树脂组合物在阻燃性、流动性和可靠性方面可具有良好的性质。

(D)含有至少两个胺基团的芳族单体

在本发明中，环氧树脂组合物包括含有至少两个胺基团的芳族单体。含有至少两个胺基团的芳族单体用于提高树脂组合物与氮化硅膜的粘合强度以及固化后强度，这是由于胺基与环氧树脂的环氧基团反应引起的交联而带来的。此外，芳族单体的使用增加了环氧树脂中芳环的含量，由此树脂组合物可具有改善的阻燃性。

含有至少两个胺基团的芳族单体的例子可以包括间苯二胺、2,3-二氨基萘、3,3'-二氨基联苯胺、联甲苯胺、3,3'-二羟基联苯胺或它们的组合，但不限于此。

含有至少两个胺基团的芳族单体在环氧树脂组合物中存在的量可以为约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1.0wt％。或者，含有至少两个胺基团的芳族单体在环氧树脂组合物中存在的量可以大于或等于上述数值之一并且小于或等于上述数值之一。例如，含有至少两个胺基团的芳族单体在环氧树脂组合物中存在的量可以为约0.1wt％至约1wt％，特别是约0.2wt％至约0.3wt％或约0.5wt％至约1.0wt％。在该范围内，芳族单体可以改善树脂组合物的粘合性和强度。

(E)反应性橡胶

在本发明中，根据需要，环氧树脂组合物还可包括反应性橡胶。反应性橡胶用于调节环氧树脂组合物的韧性和流动平衡。

反应性橡胶可以含有羟基、羧基、胺基、环氧基或它们的组合作为反应性基团，但不限于此。

反应性橡胶在环氧树脂组合物中存在的量可以为约0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1.0wt％。或者，反应性橡胶在环氧树脂组合物中存在的量可以大于或等于上述数值之一且小于或等于上述数值之一。例如，反应性橡胶在环氧树脂组合物中存在的量可以为约0.1wt％至约0.7wt％，特别是约0.1wt％至约0.5wt％。在此范围内，反应性橡胶可以适当调节环氧树脂组合物的韧性和流动平衡。

具体地，反应性橡胶可以包括羧基封端的丁二烯丙烯腈、胺封端的丁二烯、胺封端的丁二烯-丙烯腈、环氧封端的丁二烯、环氧封端的丁二烯-丙烯腈或它们的组合，但不限于此。

在根据本发明的环氧树脂组合物中，环氧树脂(A)、固化剂(B)、含有至少两个胺基团的芳族单体(D)和反应性橡胶(E)中的每一个均可以包括与其对应的上述化合物中的至少一种。此处，当环氧树脂(A)、固化剂(B)、含有至少两个胺基团的芳族单体(D)和反应性橡胶(E)以本文所述的具体量存在时，可以适当调整环氧树脂组合物的强度、韧性和流动平衡。具体地，当通过式(1)计算的T为约1.2至约2.0时，环氧树脂组合物在强度、韧性和流动平衡方面具有良好的性能。例如，根据式(1)计算的T可以为约1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0。或者，根据式(1)计算的T可以大于或等于前述数值之一并且小于或等于前述数值之一。

式(1)：T＝Ta/(Tb+Tc+Td)

其中，Ta、Tb、Tc和Td分别是根据式(2)、式(3)、式(4)和式(5)计算的值：

式(2)：

在式(2)中，[A_h]表示第h种环氧树脂在组合物中的wt％，Eq(A_h)表示第h种环氧树脂的当量，并且l为1至3的整数；

式(3)：

在式(3)中，[B_i]表示第i种固化剂在组合物中的wt％，Eq(B_i)表示第i种固化剂的当量，并且m为1至3的整数；

式(4)：

在式(4)中，[C_j]表示第j种含有至少两个胺基团的芳族单体在组合物中的wt％，Eq(C_j)表示第j种芳族单体的当量，并且n是1至3的整数；和

式(5)：

在式(5)中，[D_k]表示第k种反应性橡胶在组合物中的wt％，Eq(D_k)表示第k种反应性橡胶的当量，并且o为1至3的整数。

(F)其它组分

环氧树脂组合物还可根据需要包括固化促进剂、偶联剂和着色剂中的至少一种。

固化促进剂用于促进环氧树脂和固化剂之间的反应。固化促进剂的实例可包括叔胺、有机金属化合物、有机磷化合物、咪唑化合物、硼化合物等。叔胺的实例包括苄基二甲基胺、三乙醇胺、三乙二胺、二乙氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚、2-2-(二甲基氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二氨基甲基)苯酚以及三-2-乙基己酸的盐。

有机金属化合物的实例可包括乙酰丙酮铬、乙酰丙酮锌和乙酰丙酮镍。有机磷化合物的实例可包括三(4-甲氧基)膦、四丁基溴化鏻、四苯基溴化鏻、苯基膦、二苯基膦、三苯基膦、三苯基膦三苯基硼烷以及三苯基膦-1,4-苯醌加合物。咪唑化合物的实例可包括2-苯基-4-咪唑、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-甲基咪唑和2-十七烷基咪唑，但不限于此。硼化合物的实例可包括四苯基磷鎓-四苯基硼酸盐、三苯基膦四苯基硼酸盐、四苯硼盐、三氟硼烷-正己胺、三氟硼烷单乙胺、四氟硼烷三乙胺和四氟硼烷胺，但不限于此。此外，可以将1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)和苯酚酚醛清漆树脂盐用作固化促进剂。

更具体地，作为固化促进剂，有机磷化合物、硼化合物和胺或咪唑类固化促进剂可以单独使用或组合使用。此外，固化促进剂可以以通过使这些化合物与环氧树脂或固化剂预反应获得的加合物的形式使用。

基于环氧树脂组合物的总重量，固化促进剂存在的量可以为约0.01wt％至约2wt％，特别是约0.02wt％至约1.5wt％，更特别是约0.05wt％至约1wt％。在此范围内，固化促进剂可促进环氧树脂组合物的固化，同时确保良好的固化程度。

偶联剂可以是硅烷偶联剂。硅烷偶联剂没有特别限制，只要硅烷偶联剂与环氧树脂和无机填料反应以增强环氧树脂与无机填料之间界面的强度即可。偶联剂的实例可包括环氧硅烷、氨基硅烷、脲基硅烷和巯基硅烷。这些偶联剂可以单独使用或组合使用。

基于环氧树脂组合物的总重量，偶联剂存在的量可以为约0.01wt％至约5wt％，特别是约0.05wt％至约3wt％，更特别是约0.1wt％至约2wt％。在此范围内，环氧树脂组合物可以表现出改善的固化后强度。

着色剂可用于激光标记半导体器件用的密封剂。例如，着色剂可包括炭黑、氮化钛、钛黑及其混合物。

着色剂在环氧树脂组合物中存在的量可以为约0.05wt％至约4.0wt％。在此范围内，可以避免环氧树脂组合物的标记不充分，防止在激光打标期间由于烟灰形成而导致的可标记性劣化，并且防止树脂组合物的导电性劣化。

此外，如果需要，根据本发明的环氧树脂组合物可以进一步包括脱模剂，如高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、酯蜡或巴西棕榈蜡；应力释放剂，如改性硅油、硅酮粉和硅酮树脂；和抗氧化剂，如四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷，而不影响本发明的目的。

所述环氧树脂组合物可以通过如下方法制备，其中在Henschel混合机或

混合机中将预定量的上述组分均匀且充分地混合，然后使用辊磨机或捏合机在熔融捏合之后冷却并粉碎，从而获得最终的粉末产物。

根据本发明的环氧树脂组合物对氮化硅膜具有良好的粘合强度并因此在应用于堆叠半导体器件时可以提供良好的耐久性。具体地，所述环氧树脂组合物对氮化硅膜的粘合强度可以为约40kgf至约60kgf，特别是约44kgf至约50kgf。

此外，所述环氧树脂组合物在室温(约25℃)下的韧性可以为50kgf·mm以上，特别是约50kgf·mm至约65kgf·mm，并且在约260℃的韧性可以为约26kgf·mm以上，特别是约30kgf·mm至约45kgf·mm。

另外，环氧树脂组合物由于加入了芳族胺而具有高芳环含量，从而表现出良好的阻燃性。

所述环氧树脂组合物可用于封装半导体器件，特别是堆叠半导体器件。作为使用根据本发明获得的环氧树脂组合物封装半导体器件的方法，通常可以使用低压传递模塑。然而，应该理解的是，注塑或浇铸也可用于模制所述环氧树脂组合物。

【发明模式】

随后，将参照一些实施例更详细地描述本发明。应该理解的是，提供这些实施例仅用于说明，而不应以任何方式解释为限制本发明。

为清楚起见，将省略对本领域技术人员显而易见的细节的描述。

实施例

现在，将参照实施例和比较例详细地描述本发明。

实施例和比较例中使用的组分的细节如下：

(A)环氧树脂：

(A1)HP-4770(DIC Corporation，当量：204)。

(A2)YX-8800(Japan Epoxy Resin，当量：181)。

(B)固化剂：

(B1)MEH-7500-3S(Meiwa Chem，当量：103)。

(B2)MEH-7851S(Meiwa Chem，当量：203)。

(C)无机填料：

平均粒径为20μm的熔融二氧化硅(Admatechs Co.,Ltd.)和平均粒径为0.5μm的合成二氧化硅(Admatechs Co.,Ltd.)的混合物(熔融二氧化硅与合成二氧化硅的重量比：9:1)。

(D)芳族单体：间苯二胺(Sigma Aldrich，当量：54)。

(E)反应性橡胶：羧基封端的丁二烯-丙烯腈(Sigma Aldrich，当量：105)。

(F)固化促进剂：三苯基膦(TPP,Hokko Chemical)。

(G)偶联剂：Y-9669(GE Silicones)。

(H)着色剂：MA-100R(Mitsubishi Chemical)。

实施例和比较例

以表1中所列的量称量前述组分(单位：重量份)并且使用Henschel混合机均匀地混合，从而制备粉末形式的初级组合物。然后，将初级组合物在95℃下进行熔融捏合，然后冷却并粉碎，从而制备用于封装半导体器件的环氧树脂组合物。

[表1]

通过下列方法评价每种在实施例和比较例中制备的用于封装半导体器件的环氧树脂组合物对氮化硅膜的粘合强度、强度、韧性、流动平衡以及阻燃性。结果如[表2]所示。

性质评价

(1)对氮化硅膜的粘合强度(单位：kfg)：将其上沉积有氮化硅的硅晶片切割成预定尺寸(30mm×30mm)并固定在模具中，从而制备金属样品，随后在模具温度为170℃至180℃、转移压力为1000psi、转移速率为0.5至1cm/s且固化时间为120秒的条件下将表1所示的每种环氧树脂组合物模制到的述金属样品上，以获得固化的样品。然后，在烘箱中在170℃至180℃下进行模塑后固化4小时之后以及在预调节处理(其中重复以下过程三次，将固化的样品放置在60℃和60％RH下120小时，随后在260℃进行IR回流焊30秒)后，立即测量固化样品的粘合强度。此处，环氧树脂组合物接触金属样品的面积为40±1mm²，并且在每次测量过程中，使用UTM(万能试验机)在12个样品上测量粘合强度，随后将测量值平均。

(2)强度(kgf·m/m²)：根据ASTM D-790制备标准样品(125mm×12.6mm×6.4mm)，随后在175℃下固化4小时，然后使用UTM(万能试验机)在35℃和260℃下测量样品的强度。

(3)韧性(kgf·mm)：根据ASTM D-790制备标准样品(125mm×12.6mm×6.4mm)，随后在175℃下固化4小时，然后使用UTM(万能试验机)在35℃和260℃下测量样品的韧性。

(4)流动平衡：将表1中列出的每种环氧树脂组合物模塑成50％至70％的片剂(基于标准重量)，然后使用MPS(多柱塞系统)在175℃下传递模塑80秒，从而制造如图1所示的半导体器件封装。然后，测量在封装表面上可见的长度a与长度b的比率。

(5)阻燃性：在UL94垂直试验条件下，在1/8"厚的样品上测量阻燃性。

[表2]

如[表2]所示，可以看到，包括0.1wt％至1.0wt％含有至少两个胺基团的芳族单体的实施例1至4的环氧树脂组合物在粘合性、强度、韧性、流动平衡和阻燃性方面表现出良好的性能。相反，不具有含有至少两个胺基团的芳族单体的环氧树脂组合物(比较例1)以及含有至少两个胺基团的芳族单体的含量超出本文所述特定范围的环氧树脂组合物(比较例2至4)，在粘合性、强度、韧性、流动平衡和阻燃性中的至少一个方面表现出较差的性能。

Claims (3)

1.一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，包含：

0.1wt％至15wt％的环氧树脂；

0.1wt％至13wt％的固化剂；

70wt％至95wt％的无机填料；

0.1wt％至1.0wt％的含有至少两个胺基团的芳族单体；和

0.1wt％至1.0wt％的反应性橡胶，

其中所述含有至少两个胺基团的芳族单体包含间苯二胺、2,3-二氨基萘、3,3'-二氨基联苯胺、联甲苯胺、3,3'-二羟基联苯胺或它们的组合，

其中所述反应性橡胶包含羧基封端的丁二烯丙烯腈、胺封端的丁二烯、胺封端的丁二烯-丙烯腈、环氧封端的丁二烯、环氧封端的丁二烯-丙烯腈或它们的组合。

2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中所述环氧树脂组合物具有的根据式(1)计算的T值为1.2至2.0：

式(1)：T＝Ta/(Tb+Tc+Td)

其中，Ta、Tb、Tc和Td分别是根据式(2)、式(3)、式(4)和式(5)计算的值：

式(2)：

在式(2)中，[A_h]表示第h种环氧树脂在所述组合物中的wt％，Eq(A_h)表示第h种环氧树脂的当量，并且l是1至3的整数；

式(3)：

在式(3)中，[B_i]表示第i种固化剂在所述组合物中的wt％，Eq(B_i)表示第i种固化剂的当量，并且m是1至3的整数；

式(4)：

在式(4)中，[C_j]表示第j种含有至少两个胺基团的芳族单体在所述组合物中的wt％，Eq(C_j)表示第j种芳族单体的当量，并且n是1至3的整数；和

式(5)：

在式(5)中，[D_k]表示第k种反应性橡胶的wt％，Eq(D_k)表示第k种反应性橡胶的当量，并且o是1至3的整数。

3.一种由根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物封装的半导体器件。

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