CN113667433A - 环氧树脂组成物和使用其封装的半导体装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于封装半导体装置的环氧树脂组成物和使用所述环氧树脂组成物封装的半导体装置。环氧树脂组成物包含：环氧树脂；固化剂；以及无机填充剂，其中无机填充剂包含选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种。环氧树脂组成物在流动性、收缩率以及中子屏蔽方面具有良好特性而不降低Tg。

Description

环氧树脂组成物和使用其封装的半导体装置
[相关申请的交叉引用]
本申请要求2020年5月14在韩国知识产权局(Korean Intellectual PropertyOffice)申请的韩国专利申请第10-2020-0058008号的权益，所述韩国专利申请案的全部公开内容以引入的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于封装半导体装置的环氧树脂组成物和一种使用所述环氧树脂组成物封装的半导体装置。更确切地说，本发明涉及一种用于封装半导体装置的可提供中子屏蔽的环氧树脂组成物，以及一种使用所述环氧树脂组成物封装的半导体装置。
背景技术
作为封装例如IC和LSI的半导体装置和获得半导体设备的方法，环氧树脂组成物的传递模塑由于低费用和适于大批量生产而被广泛使用。另外，可以通过改良环氧树脂或作为固化剂的酚醛树脂来增强半导体装置的特性，例如可靠性。
然而，由于半导体的集成度的提高随着电子装置的大小和重量的减小以及性能的提升而加速，以及对半导体装置的表面安裝的需求增加，出现了用典型的环氧树脂组成物不能解决的问题。
近年来，因天然背景辐射(宇宙射线(cosmic rays))而导致的软错误的发生频率随着芯片大小和工作电压的减小而快速增加。因此，需要一种有效地减小半导体装置在通过空气传输中的中子诱发缺陷的解决方案。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种用于封装半导体装置的环氧树脂组成物，所述环氧树脂组成物可提供中子屏蔽。
本发明的另一方面是提供一种使用上述用于封装半导体装置的环氧树脂组成物封装的半导体装置。
1.根据本发明的一个方面，提供一种用于封装半导体装置的环氧树脂组成物。用于封装半导体装置的环氧树脂组成物包含：环氧树脂；固化剂；以及无机填充剂，其中无机填充剂包含选自氧化钆(gadolinium oxide)、氧化钐(samarium oxide)、氮化硼(boronnitride)以及碳化硼(boron carbide)中的至少一种。
2.在实施例1中，选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种可具有1微米到50微米的平均粒径(D50)。
3.在实施例1或实施例2中，选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种可以10重量％(wt％)到95重量％的量存在于环氧树脂组成物中。
4.在实施例1到实施例3中的任一实施例中，无机填充剂可还包含二氧化硅。
5.在实施例4中，选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种与二氧化硅的重量比可介于9:1到1:9的范围内。
6.在实施例1到实施例5中的任一实施例中，无机填充剂可包含选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少两种。
7.在实施例1到实施例6中的任一实施例中，环氧树脂组成物可包含：0.5重量％到20重量％的环氧树脂；0.1重量％到13重量％的固化剂；以及70重量％到95重量％的无机填充剂。
8.根据本发明的另一方面，提供一种半导体装置。所述半导体装置使用根据实施例1到实施例7中的任一实施例的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物加以封装。
本发明提供一种用于封装半导体装置的可提供中子屏蔽的环氧树脂组成物，以及一种使用所述环氧树脂组成物封装的半导体装置。
具体实施方式
除非上下文另外清楚地指示，否则如本文所用，单数形式“一(a/an)”及“所述(the)”意图同样包含复数形式。
应进一步理解，当术语“包括(comprises/comprising)”和/或“包含(includes/including)”在本说明书中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、元素、组分和/或其群组的存在，而不排除一或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组分和/或其群组的存在或添加。
此外，除非另外清楚地陈述，否则与某一组分有关的数值解释为包含组分解释中的容差范围。
如本文用于表示特定的数值范围，表述“a到b”意味着“≥a且≤b”。
如本文中所使用，“平均粒径(D50)”是本领域中已知的典型粒径量度标准，且指的是在粒子的体积累积分布中对应于50体积％的粒径。
根据本发明的一个方面，用于封装半导体装置的环氧树脂组成物包含：环氧树脂；固化剂；以及无机填充剂，其中无机填充剂包含选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种。
现在，将更详细地描述用于封装半导体装置的环氧树脂组成物(在下文中又称“环氧树脂组成物”)的各组分。
环氧树脂
环氧树脂可包含但不限于通常用于封装半导体装置的任何环氧树脂。具体来说，环氧树脂可包含每分子含有至少两个环氧基的环氧化合物。环氧树脂的实例可包含通过使羟基苯甲醛与苯酚或烷基酚的缩合物环氧化获得的环氧树脂、苯酚芳烷基环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、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、双羟基联苯基环氧树脂、二环戊二烯环氧树脂以及联苯基环氧树脂。
考虑到环氧树脂组成物的可固化性，环氧树脂可具有100克/当量到500克/当量的环氧基当量，但不限于此。在此范围内，环氧树脂组成物的固化程度可提高。
上文所列的环氧树脂可单独使用或以其组合形式使用。另外，环氧树脂可以通过使环氧树脂与包含固化剂、固化促进剂、脱模剂、偶合剂以及应力消除剂的其它组分预反应制备的加合物(例如熔融母料)形式使用。
尽管环氧树脂的量不受特定限制，但环氧树脂按环氧树脂组成物的总重量计可以0.5重量％到20重量％的量存在。在此范围内，可防止环氧树脂组成物的可固化性降低。根据一个实施例，环氧树脂可以3重量％到15重量％的量存在于环氧树脂组成物中，但不限于此。举例来说，环氧树脂按环氧树脂组成物的总重量计可以如下的量存在：0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％或20重量％。
固化剂
固化剂可包含但不限于通常用于封装半导体装置的任何固化剂。固化剂的实例可包含酚类固化剂。酚类固化剂的实例可包含多元酚化合物，所述多元酚化合物包含苯酚芳烷基树脂、苯酚酚醛清漆型树脂、多官能苯酚树脂、新酚树脂(Xylok)型苯酚树脂、甲酚酚醛清漆型苯酚树脂、萘酚型苯酚树脂、萜类苯酚树脂、二环戊二烯苯酚树脂、由双酚A与甲阶酚醛树脂(resol)合成的酚醛清漆型苯酚树脂、三(羟基苯基)甲烷以及二羟基联苯基。根据一个实施例，固化剂可为多官能苯酚树脂，但不限于此。
考虑到环氧树脂组成物的可固化性，固化剂可具有90克/当量(g/eq)到250克/当量的羟基当量，但不限于此。在此范围内，环氧树脂组成物的固化程度可提高。
上文所列的固化剂可单独使用或以其组合形式使用。另外，固化剂可以通过使固化剂与包含环氧树脂、固化促进剂、脱模剂以及应力消除剂的其它组分预反应制备的加合物(例如熔融母料)形式使用。
尽管固化剂的量不受特定限制，但固化剂按环氧树脂组成物的总重量计可以0.1重量％到13重量％的量存在。在此范围内，可防止环氧树脂组成物的可固化性降低。根据本发明的一个实施例，固化剂可以1重量％到10重量％的量存在于环氧树脂组成物中，但不限于此。举例来说，固化剂按环氧树脂组成物的总重量计可以如下的量存在：0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％或13重量％。
环氧树脂与固化剂之间的混合比可依据例如封装中的机械特性和防潮可靠性的要求而变化。举例来说，环氧树脂与固化剂的化学当量比可介于0.95到3的范围内，但不限于此。在此范围内，环氧树脂组成物可在固化之后展现良好强度。根据一个实施例，环氧树脂与固化剂的化学当量比可介于1到2的范围内。根据另一实施例，环氧树脂与固化剂的化学当量比可介于1到1.75的范围内。举例来说，环氧树脂与固化剂的化学当量比可为0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9或3。
无机填充剂
根据本发明的一个实施例的环氧树脂组成物可包含选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种作为无机填充剂。这些化合物具有较高中子俘获截面。因此，当用包含这些化合物的环氧树脂组成物封装半导体装置时，可实现半导体封装级中子俘获。
根据一个实施例，无机填充剂可包含选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的的至少两个。这些化合物可分别吸收不同能量范围的中子。因此，当环氧树脂组成物包含选自这些化合物中的至少两种时，环氧树脂组成物可吸收在扩展的能量范围内的中子，由此展现进一步改进的中子屏蔽特性。
氧化钆、氧化钐、氮化硼和/或碳化硼可具有但不限于例如球形粒子形状、片状粒子形状或非晶形粒子形状的任何合适形状。
氧化钆、氧化钐、氮化硼和/或碳化硼的大小不受特定限制且可依据所需特性而变化。氧化钆、氧化钐、氮化硼和/或碳化硼可具有以下平均粒径(D50)：例如1微米到50微米；作为另一实例，2微米到30微米；作为又另一实例，3微米到20微米，但不限于此。在此范围内，环氧树脂组成物可具有良好的中子屏蔽特性。
氧化钆、氧化钐、氮化硼和/或碳化硼的量不受特定限制且可依据所需特性而变化。氧化钆、氧化钐、氮化硼和/或碳化硼按环氧树脂组成物的总重量计可以如下量存在：例如10重量％到95重量％；作为另一实例，20重量％到80重量％；作为又另一实例，30重量％到70重量％，但不限于此。在此范围内，环氧树脂组成物可具有良好的中子屏蔽特性。举例来说，氧化钆、氧化钐、氮化硼和/或碳化硼按环氧树脂组成物的总重量计可以如下量存在：10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％、65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％、75重量％、76重量％、77重量％、78重量％、79重量％、80重量％、81重量％、82重量％、83重量％、84重量％、85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％或95重量％。
根据一个实施例，除氧化钆、氧化钐、氮化硼和/或碳化硼以外，无机填充剂可还包含二氧化硅(例如熔融二氧化硅)以改进环氧树脂组成物的固化产物的抗弯曲性。在本文中，“熔融二氧化硅(fused silica)”是指具有2.3或低于2.3的真实比重的非晶形二氧化硅，且包含通过熔融结晶二氧化硅获得的或由各种原材料合成的非晶形二氧化硅。尽管二氧化硅的形状和粒径不受特定限制，但二氧化硅可包含以下的混合物：50重量％至99重量％的具有5微米到30微米的平均粒径的球形二氧化硅；以及1重量％至50重量％具有0.001微米到1微米的平均粒径的球形二氧化硅。另外，按需要，可将二氧化硅的最大粒径调整为45微米、55微米以及75微米中的一个。
当无机填充剂还包含二氧化硅时，二氧化硅的量可依据所需特性而变化。举例来说，环氧树脂组成物中的选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种与二氧化硅的重量比可介于9:1到1:9的范围内，但不限于此。在此范围内，无机填充剂可进一步改进环氧树脂组成物的固化产物的抗弯曲性。根据一个实施例，环氧树脂组成物中的选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种与二氧化硅的重量比可介于9:1到8:2的范围内。根据另一实施例，环氧树脂组成物中的选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种与二氧化硅的重量比可介于7:3到3:7的范围内。
无机填充剂的量可依据所需物理特性而变化，例如可成形性、低应力以及高温下的强度。举例来说，无机填充剂按环氧树脂组成物的总重量计可以70重量％到95重量％的量存在。在此范围内，有可能确保环氧树脂组成物的阻燃性、流动性以及可靠性。根据一个实施例，无机填充剂可以80重量％到95重量％的量存在于环氧树脂组成物中。根据另一实施例，无机填充剂可以85重量％到95重量％的量存在，但不限于此。举例来说，无机填充剂按环氧树脂组成物的总重量计可以如下量存在：70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％、75重量％、76重量％、77重量％、78重量％、79重量％、80重量％、81重量％、82重量％、83重量％、84重量％、85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％或95重量％。
环氧树脂组成物可还包含固化促进剂。
固化促进剂
在本文中，固化促进剂可指促进环氧树脂与固化剂之间的反应的物质。固化促进剂的实例可包含三级胺、有机金属化合物、有机磷化合物、咪唑化合物以及硼化合物。
三级胺的实例包含苯甲基二甲胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、二乙基氨基乙醇、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、三-2-乙基己酸酯等。有机金属化合物的实例包含乙酰基丙酮酸铬、乙酰基丙酮酸锌、乙酰基丙酮酸镍等。有机磷化合物的实例包含三-4-甲氧基膦、溴化四丁基鏻、溴化四苯基鏻、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。咪唑化合物的实例包含2-苯基-4-甲基咪唑、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、2-十七基咪唑等。硼化合物的实例包含四苯基鏻-四苯基硼酸盐、三苯基膦四苯基硼酸盐、四苯基硼盐、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。除这些化合物以外，固化促进剂可以包含例如1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(1,5-diazabicyclo[4.3.0]non-5-ene，DBN)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene，DBU)、苯酚酚醛清漆树脂盐等，但不限于此。
另外，固化促进剂可以通过使固化促进剂与环氧树脂或固化剂预反应制备的加合物形式使用。
尽管固化促进剂的量不受特定限制，但固化促进剂按环氧树脂组成物的总重量计可以0.01重量％到2重量％的量存在。在此范围内，固化促进剂可促进组成物的固化，同时增加组成物的固化程度。根据一个实施例，固化促进剂可以0.02重量％到1.5重量％的量存在于环氧树脂组成物中，但不限于此。
举例来说，固化促进剂可以如下量存在于环氧树脂组成物中：0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1重量％、1.1重量％、1.2重量％、1.3重量％、1.4重量％、1.5重量％、1.6重量％、1.7重量％、1.8重量％、1.9重量％或2重量％。
环氧树脂组成物可还包含选自偶合剂、脱模剂以及着色剂中的至少一种。
偶合剂
偶合剂用以通过与环氧树脂和无机填充剂反应来提高环氧树脂与无机填充剂之间的界面强度，且可包含例如硅烷偶合剂。硅烷偶合剂可包含但不限于可通过与环氧树脂和无机填充剂反应而提高环氧树脂与无机填充剂之间的界面强度的任何硅烷偶合剂。硅烷偶合剂的实例可包含环氧硅烷、氨基硅烷、脲基硅烷、巯基硅烷以及烷基硅烷。这些偶合剂可单独使用或以其组合形式使用。
尽管偶合剂的量不受特定限制，但偶合剂按环氧树脂组成物的总重量计可以0.01重量％到5重量％的量存在。在此范围内，组成物的固化产物可具有增强的强度。根据一个实施例，偶合剂可以0.05重量％到3重量％的量存在于环氧树脂组成物中，但不限于此。
举例来说，偶合剂按环氧树脂组成物的总重量计可以如下量存在：0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％或5重量％。
脱模剂
脱模剂可包含选自石蜡、酯蜡、高级脂肪酸、高级脂肪酸的金属盐、天然脂肪酸以及天然脂肪酸的金属盐中的至少一种。
尽管脱模剂的量不受特定限制，但脱模剂可以例如0.01重量％到1重量％的量存在于环氧树脂组成物中。举例来说，脱模剂按环氧树脂组成物的总重量计可以如下量存在：0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％或1重量％。
着色剂
着色剂用于半导体装置封装物的激光打标，且可包含但不限于本领域中已知的任何合适的着色剂。举例来说，着色剂可包含选自碳黑、钛黑、氮化钛、碱式磷酸铜(dicopperhydroxide phosphate)、氧化铁以及云母中的至少一种。
尽管着色剂的量不受特定限制，但着色剂可以例如0.01重量％到5重量％的量存在于用于封装半导体装置的环氧树脂组成物中。作为另一实例，着色剂可以0.05重量％到3重量％的量存在。
举例来说，着色剂可以如下量存在于环氧树脂组成物中：0.01重量％、0.02重量％、0.03重量％、0.04重量％、0.05重量％、0.06重量％、0.07重量％、0.08重量％、0.09重量％、0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％、0.8重量％、0.9重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％或5重量％。
另外，环氧树脂组成物可视需要在不改变本发明的效果的情况下还包含：抗氧化剂，例如四[亚甲基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]甲烷(tetrakis[methylene-3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane)；以及阻燃剂，例如氢氧化铝。
环氧树脂组成物可通过如下工艺来制备：使用亨舍尔(Henschel)混合器或劳迪吉
Figure BDA0003063742870000091
混合器将前述组分以预定混合比均匀且充分地混合，随后使用辊磨机或捏合机熔融捏合，且接着对所得物进行冷却和粉碎，由此获得最终粉剂产物。
用于封装半导体装置的环氧树脂组成物可有效地应用于半导体装置，确切地说，可有效地应用于安装在移动显示器或汽车指纹传感器上的半导体装置。利用环氧树脂组成物封装半导体装置可通常通过低压传递模塑执行。然而，应理解，本发明不限于此，且还可通过注射模制、浇铸等来执行用环氧树脂组成物封装半导体装置。
根据本发明的另一方面，提供一种使用如上文所阐述的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物封装的半导体装置。
接下来，将参考一些实例更详细描述本发明。然而，应注意，提供这些实例仅为了说明，且不应以任何方式理解为限制本发明。
实例
实例和比较例中所使用的组分的细节如下：
(A)环氧树脂：HP-4770(DIC株式会社(DIC Corporation))
(B)固化剂：MEH 7500-3S(明和产业株式会社(Meiwa Corporation))
(C)无机填充剂
(c1)氧化钆(Gd2O3，D50：10微米，低α粒子)
(c2)氧化钐(Sm2O3，D50：5.2微米，低α粒子)
(c3)氮化硼(BN，D50：10微米，低α粒子)
(c4)碳化硼(B4C，D50：4.6微米，低α粒子)
(c5)二氧化硅(SiO2，D50：8.6微米，低α粒子)
(D)固化促进剂：TPP-k(北兴化学(Hokko Chemical))
(E)偶合剂：SZ-6070(道康宁公司(Dow Corning))
(F)脱模剂：巴西棕榈蜡(Carnauba wax)
实例1到实例6以及比较例1
将前述组分根据表1中示出的组成称重且接着混合在一起，由此制备用于封装半导体装置的环氧树脂组成物。在表1中，各组分的量是按对应组成物的重量百分比计。
表1
Figure BDA0003063742870000111
特性评估
(1)螺旋流(spiral flow)(单位：英寸)：在175℃的模具温度、70千克力/平方厘米(kgf/cm2)的负载、9兆帕(MPa)的注入压力以及90秒的固化时间的条件下，使用低压传递模塑机器将实例1到实例6以及比较例1中制备的环氧树脂组成物中的每一个注入到用于根据EMMI-1-66测量螺旋流的模具中，随后测量流动长度。
(2)收缩率(单位：％)：在70千克力/平方厘米的负载下于175℃的温度下在制备弯曲强度样本的ASTM模具中，使用传递模塑压床对实例1到实施例6以及比较例1中制备的环氧树脂组成物进行模制，由此获得模制样本(125毫米×12.6毫米×6.4毫米)。接着，将获得的样本置放在175℃的烘箱中，且接着进行模制后固化(post-molding curing；PMC)600秒，随后冷却，且接着用卡尺测量样本的长度。根据等式1计算收缩率:
收缩率(％)＝(175℃下的模具长度-样本长度)÷(175℃下的模具长度)×100
(3)玻璃转化温度(Tg，单位：℃)：使用热机械分析仪(thermomechanicalanalyzer；TMA)测量玻璃转化温度。此处，TMA经设定以在10℃/分钟的加热速率下将样本从25℃加热到300℃。
(4)中子屏蔽率(neutron shielding rate)(单位：％)：在下述条件下，通过测量和分析中子反应产生的放射性同位素的辐射剂量的中子放射性活化分析来评估中子屏蔽能力：
*中子源：5W研究堆
*入射中子的能级：0兆电子伏(MeV)到10兆电子伏(具有1电子伏或低于1电子伏能级的中子:具有10兆电子伏或大于10兆电子伏能级的中子＝4:1)
*中子通量(中子/平方厘米每秒(netron/cm2sec))：7.8×108
表2
Figure BDA0003063742870000121
*ND：未检测到
从表2可见：与不含选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种的比较例1的环氧树脂组成物相比，包含选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种作为无机填充剂的实例1到实例6的环氧树脂组成物在流动性、收缩率以及中子屏蔽方面具有良好特性而不降低Tg。
尽管已参考一些实施例描述本发明，但应理解，本领域的技术人员可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改、改变、更改以及等效实施例。因此，应理解，提供这些实施例仅用于说明，且不应以任何方式解释为限制本发明。所附权利要求和其等效物意图涵盖将处于本发明的范围及精神内的这些修改以及类似者。

Claims (8)

1.一种用于封装半导体装置的环氧树脂组成物，包括：
环氧树脂；固化剂；以及无机填充剂，
其中所述无机填充剂包括选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物，其中选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的所述至少一种具有1微米到50微米的平均粒径D50。
3.根据权利要求1所述的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物，其中选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的所述至少一种以10重量％到95重量％的量存在于所述环氧树脂组成物中。
4.根据权利要求1所述的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物，其中所述无机填充剂还包括二氧化硅。
5.根据权利要求4所述的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物，其中选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的所述至少一种与所述二氧化硅的重量比介于9:1到1:9的范围内。
6.根据权利要求1所述的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物，其中所述无机填充剂包括选自氧化钆、氧化钐、氮化硼以及碳化硼中的至少两种。
7.根据权利要求1所述的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物，包括：
0.5重量％到20重量％的所述环氧树脂；
0.1重量％到13重量％的所述固化剂；以及
70重量％到95重量％的所述无机填充剂。
8.一种半导体装置，使用如权利要求1到7中任一项所述的用于封装半导体装置的环氧树脂组成物加以封装。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293598A (en) * 1978-11-13 1981-10-06 The Carborundum Company Method for increasing boron10 contents of neutron absorbing articles
JP2004099810A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Shin Etsu Chem Co Ltd 液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
CN1997682A (zh) * 2004-07-22 2007-07-11 住友电木株式会社 半导体封固用树脂组合物及半导体装置
CN104228268A (zh) * 2014-08-19 2014-12-24 中兴能源装备有限公司 梯度式高分子基中子吸收栅板材料及其制备方法
CN105038124A (zh) * 2015-06-24 2015-11-11 中国海洋石油总公司 乏燃料运输容器用中子屏蔽材料
CN107603153A (zh) * 2017-09-18 2018-01-19 北京市射线应用研究中心 一种石墨烯/环氧树脂中子屏蔽材料及其制备方法与应用
CN108084665A (zh) * 2017-11-23 2018-05-29 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种环氧树脂基中子屏蔽材料及其制备方法
CN109467881A (zh) * 2018-10-31 2019-03-15 科化新材料泰州有限公司 一种半导体封装用超耐热、高导热环氧塑封料
CN109517336A (zh) * 2018-10-31 2019-03-26 科化新材料泰州有限公司 一种半导体封装用超耐热、高导热环氧塑封料的制备方法
CN110527252A (zh) * 2019-08-15 2019-12-03 北京市射线应用研究中心 一种环氧树脂中子屏蔽材料及其制备方法与应用
CN110776715A (zh) * 2018-07-30 2020-02-11 三星Sdi株式会社 用于封装半导体装置的环氧树脂组成物和半导体装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3411473A1 (de) * 1984-03-28 1985-10-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Form- und ueberzugsmassen
US4826896A (en) * 1987-03-19 1989-05-02 The Dexter Corporation Encapsulating electronic components
JP3951685B2 (ja) * 2001-11-30 2007-08-01 株式会社日立製作所 中性子遮蔽材及び使用済み燃料収納容器
JP2004115583A (ja) * 2002-09-24 2004-04-15 Hitachi Chem Co Ltd 封止用エポキシ樹脂成形材料及び電子部品装置
JP4692744B2 (ja) * 2004-08-02 2011-06-01 信越化学工業株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP4844725B2 (ja) * 2005-04-25 2011-12-28 信越化学工業株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP4853618B2 (ja) * 2005-11-09 2012-01-11 戸田工業株式会社 電波吸収材用球状複合体粒子粉末及びその製造方法、該複合体粒子粉末を含む半導体封止用樹脂組成物
JP2008172054A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置
KR101854501B1 (ko) * 2015-04-29 2018-05-04 삼성에스디아이 주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용하여 밀봉된 반도체 소자
JP6540259B2 (ja) * 2015-06-18 2019-07-10 Dic株式会社 熱伝導材料用エポキシ樹脂組成物、その硬化物および電子部材
KR102158875B1 (ko) * 2017-12-29 2020-09-22 삼성에스디아이 주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 소자
KR102184233B1 (ko) * 2018-04-30 2020-11-27 삼성에스디아이 주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하여 밀봉된 반도체 장치

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293598A (en) * 1978-11-13 1981-10-06 The Carborundum Company Method for increasing boron10 contents of neutron absorbing articles
JP2004099810A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Shin Etsu Chem Co Ltd 液状エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
CN1997682A (zh) * 2004-07-22 2007-07-11 住友电木株式会社 半导体封固用树脂组合物及半导体装置
CN104228268A (zh) * 2014-08-19 2014-12-24 中兴能源装备有限公司 梯度式高分子基中子吸收栅板材料及其制备方法
CN105038124A (zh) * 2015-06-24 2015-11-11 中国海洋石油总公司 乏燃料运输容器用中子屏蔽材料
CN107603153A (zh) * 2017-09-18 2018-01-19 北京市射线应用研究中心 一种石墨烯/环氧树脂中子屏蔽材料及其制备方法与应用
CN108084665A (zh) * 2017-11-23 2018-05-29 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种环氧树脂基中子屏蔽材料及其制备方法
CN110776715A (zh) * 2018-07-30 2020-02-11 三星Sdi株式会社 用于封装半导体装置的环氧树脂组成物和半导体装置
CN109467881A (zh) * 2018-10-31 2019-03-15 科化新材料泰州有限公司 一种半导体封装用超耐热、高导热环氧塑封料
CN109517336A (zh) * 2018-10-31 2019-03-26 科化新材料泰州有限公司 一种半导体封装用超耐热、高导热环氧塑封料的制备方法
CN110527252A (zh) * 2019-08-15 2019-12-03 北京市射线应用研究中心 一种环氧树脂中子屏蔽材料及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘传超等: "高导热铝基板用导热绝缘胶的制备", 《印制电路信息》 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR102483006B1 (ko) 2022-12-29
JP2021178953A (ja) 2021-11-18
US20210355344A1 (en) 2021-11-18
TW202142622A (zh) 2021-11-16
KR20210141881A (ko) 2021-11-23

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