TWI249541B - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents
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Description
1249541 五、 發明說明 ( 1) 技 術 領 域 本 發 明 係 有 關一種耐回 流處理可靠性、以及硬化性 成 形 性 優 異 % 特別適合作 爲半導體密封用的環氧樹脂組 成 物 及 半 導 體 裝置。 先前 技 術 半 導 體 裝 置 等電子電路 之密封方法,以往至今 提 案有 藉 由 金 屬 或 陶 瓷 之密封與藉 由苯酚樹脂、聚矽氧烷 樹 脂、 rm 氧 樹 脂 等 之 樹 脂密封,一 般而言該密封所使用的 樹 脂稱 爲 密 封材 樹 脂 〇 其中,就經 濟性、生產性、物性之 平 衡而 言 最 盛 行 藉 由 環 氧樹脂予以 樹脂密封。因此,藉由 環 氧樹 脂 之 密 封 方 法 , 一般進行使 用在環氧樹脂中添加硬 化 劑、 塡 料 等 之 組 成 物 、使半導體 元件在模具中硬化之轉 移 成型 法 等 予 以 密 封的 方法。 最 近 , 於 印 刷基板之半 導體裝置封裝體封裝中 進 行局 密 度 化 、 白 動 化 ,盛行使用 在基板表面上使半導體 裝 置封 裝 體 焊 接 之 ”表面封裝方式” 取代習知使導針插入基 板之穴 中 的 ”插入封裝方式”。伴隨 於此,半導體裝置封裝 p 由習 知 的 DIP(d u a 1 inline p a c kage)移行至適合高密度 封 裝· 表 面封 裝 之 薄 型 FPP(flat-plastic-package) 〇 於 表 面 封 裝 中通常進行 藉由焊料回流處理。該 方 法係在 基 板 上 載 負 半 導體裝置封 裝體、使此等爲20(TC以 上之 局 溫 且 在 基 板 上預先焊接 熔融、使半導體裝置封 裝 體黏 合 於 基 板 表 面 〇 該封裝方法 由於半導體裝置封裝體 -3 - 全 體受 到 1249541 五、 發明說明 ( 2: ) 局 溫 密 封 樹 脂 之 吸 濕 性 高時密封樹脂 與 半 導 體 晶片 之 間 、 或 密 封 樹 脂 與 引 線 框 之 間產生剝離、 吸 濕 的水分於焊料 回 流 處 理 時 爆 發 隆 起 產 生 破裂現象。特別 是 密 封 樹脂 與 晶 片 > 引 線 框 之 段 級 > 內 部 導線之鍍銀部 分 等 各 部 材的 剝 離 情 形係 爲 重 要 課 題 1 企 求 開發密合性優: 異丨 的: 密: 纣> 樹脂 〇 另 外 最 近 藉 由 微 細 加 工技術的進步 ,以 TSOF >、TQFP 丨、 LQFP 、 TQFP 等 厚 度 2 mm 以 下之封裝體爲 主 流 〇 因 此, 容 易 受 到 來 白 濕 度 或 溫 度 等 外 部的影響,今 後 耐 回 流 處理 可 靠 性 局 溫 可 罪 性 % 耐 濕 可 靠性等之可靠 性 愈 來 愈 重要 〇 特 別 是 最 近企求 提 局 TSOP、 TQFP等厚度 1 mm 以 下封裝 m Πϋ 之 耐 回 流 處 理 可 靠 性 〇 薄 型 封裝體時銀漿 料 層 吸 濕 、於 回 流 處 理 時 白 與 矽 晶 片或 引 線 框之界面剝離 且 使封 裝體 底 部 押 下 封 裝 體 底 部 引 起 隆 起現象問題, 企 求 隆 起 特性 之 改 良 〇 另 外 , 近年 來 就 環 境 保 護而言進行使 用 不 含 給 的無 鉛 焊 料 惟 Μ ^\\\ 鉛 焊 料 之 熔 點 局 、故回流處理 溫 度 被 提 高, 直 至 S 前 企求 更 局 的耐 回 流 處 理可靠性。 —* 般 而 言 爲 提 局 耐 回 流 處理時,以提 局 密 封 樹 脂組 成 物 中 塡 料 的 比 例 有 效 係 爲 已 知。藉由減少 密 封 樹 脂 組成 物 中 之 樹 脂 成分 可 降 低 吸 濕 性之故。而且 y 僅 單 純 地增加 密 封 樹 脂 組 成 物 中 塡 料 之 比 例,會引起流 動 性 惡 化 、封 裝 體 未 塡 充或段 差 等 之 問 題 0 因 此 5 提 案 以 含有 甲 基 雙酚F型環氧 -4- 樹 脂 之 rm 氧樹 脂 組 1249541 五、發明說明(3) 成物作爲提高耐回流處理可靠性、且改良流動性之環氧樹 脂(特開平6- 345850號公報)、及含有四甲基雙酚F型環 氧樹脂作爲環氧樹脂、配合作爲硬化劑之苯酚芳烷基樹脂 、與2 5〜9 3重量%塡料之環氧樹脂組成物(特開平8 -1 34 1 83號公報),惟所達效果並不充分。此外,企求更高 的耐回流處理可靠性、特別是1 mm以下厚度之封裝體中隆 起特性更爲優異的樹脂組成物。 此外,以改良成形性或耐焊接破裂性爲目的,提案含有 作爲硬化劑之雙酚衍生物的重複單位、與鍵結二甲苯衍生 物之重複單位的共聚物之含苯酚化合物的環氧樹脂組成物 (特開2 0 0 0 - 1 0 6 8 7 2號公報),沒有記載有關與鍍銀之密合 性或隆起特性。 另外,以改良與鍍金之密合性等爲目的,使用雙酚F型 環氧樹脂與二級胺基砂院偶合劑、具有異氰酸酯環之砍院 偶合劑或具有硫醚鍵之矽烷偶合劑例(特開2002 - 97341號 公報),沒有記載有關與鍍銀之密合性或隆起特性。 而且,本發明係爲有鑑於上述情形者,以提供一種於更 高溫的回流處理溫度下具有優異的耐回流處理可靠性、以 及成形時封裝體塡充性、硬化性等之成形性優異的環氧樹 脂組成物、及以該環氧樹脂組成物密封所成的半導體裝置 爲目的。 發明之揭i 本發明之第1發明係爲一種環氧樹脂組成物,其包括(A ) 1249541 五、發明說明(4) 環氧樹脂、(B )硬化劑、(C )塡料及(D )矽烷偶合劑,其中 (A)環氧樹脂含有(a)下述通式(1)所示四甲基雙酚F型環 氧樹脂,(D )矽烷偶合劑含有(d 1 )胺基爲一級之胺基矽烷 偶合劑。 本發明之第2發明係爲一種環氧樹脂組成物,其包括(a ) 環氧樹脂、(B )硬化劑及(C )塡料,其中(A )環氧樹脂爲含 有(a)四甲基雙酚F型環氧樹脂,(B)硬化劑爲含有具下述 化學式(111 )及(IV)所示重複單位構造之苯酚化合物(b2 )。 本發明之第3發明係爲一種環氧樹脂組成物,其包括(a ) 環氧樹脂、(B)硬化劑及(C)塡充劑,其中(A)環氧樹脂含 有(a )四甲基雙酚F型環氧樹脂,且(c )塡料之比例爲樹脂 組成物全部之80〜95重量%,(c)塡料中含有5〜30重量% 粒徑0·01〜Ι.ΟΟμπι之(cl)非晶質二氧化砂。 實施發明之最佳形態 首先說明有關第1發明。 本發明之第1發明以含有(A)環氧樹脂、(B)硬化劑、(c) 塡料及(D )矽烷偶合劑作爲必要成分。 於本發明中,其特徵爲(A )環氧樹脂以(a )下述通式(丄) 所示四甲基雙酚F型環氧樹脂爲必要成分。
1249541 五、發明說明(5) 藉由在環氧樹脂中含有通式(1)所示四甲基雙酚F型環 氧樹脂’可得到提高回流處理時之隆起特性、且降低黏度 '提高成形性的效果。 視用途所定’可倂用除(a )通式(丨)所示環氧樹脂外之環 氧樹脂。其他環氧樹脂只要是在一分子中具有2個以上環 氧基之化合物即可、沒有特別的限制,可以爲單聚物、寡 聚物、聚合物全體。例如不具烷基取代基之雙酚F型環氧 樹脂、甲酹酚醛淸漆型環氧樹脂、苯酚酚醛淸漆型環氧樹 月旨、4,4’-雙(2, 3-環氧基丙氧基)_3, 3,,5, 5,-四甲基聯苯 、4,4’-雙(2, 3-環氧基丙氧基)_3, 3,,5, 5,-四乙基聯苯、 4,4’-雙(2 ,3 -環氧基丙氧基)_3, 3,,5, 5,-四丁基聯苯等聯 苯型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、 雙酚A型環氧樹脂、三苯酚型環氧樹脂、含二環戊二烯架 構之環氧樹脂、三苯基甲烷型環氧樹脂、及鹵化環氧樹脂 等。其他環氧樹脂可以2種以上使用。 倂用2種以上環氧樹脂時,就改良隆起特性時爲使(a ) 通式(1 )所示環氧樹脂之含量發揮更高的添加效果時,對 (A)環氧樹脂全量而言以10重量%以上較佳,更佳者對(A) 環氧樹脂全量而言爲50重量%以上。 (A)環氧樹脂之配合量對環氧樹脂組成物全體而言通常 爲0.5〜10重量%、更佳者爲1〜6重量%。 本發明第1發明中(B)硬化劑只要是與環氧樹脂反應、 硬化者即可,沒有特別的限制’此等之具體例如苯酚酚醛 1249541 五、發明說明(6 ) 淸漆樹脂、甲酚酚醛淸漆樹脂、萘酚酚醛淸漆樹脂等之酚 酉签淸漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、含聯苯架構之苯酚芳烷基 樹脂、含二環戊二烯架構之苯酚樹脂、萘酚芳烷基樹脂、 雙酚A等之雙酚化合物、馬來酸酐、酞酸酐、均苯四甲酸 酐等之酸酐及甲基苯二胺、二胺基二苯基甲烷、二胺基二 苯基碾等之芳香族胺等,此等可單獨使用、亦可以2種以 上之硬化劑倂用。(B)硬化劑之熔融黏度以ICI(150°C)黏 度爲0.3Pa*s以下、更佳者爲O.lPa.s。 (B)硬化劑就回流處理可靠性而言以使用(b 1 )下述通式 (I I )所示苯酚芳烷基樹脂更佳。
(其中,n係表示〇或1以上之整數) 倂用2種以上硬化劑時,(b 1 )通式(I I )所示苯酚芳烷基 樹脂之含有量對(B )硬化劑全量而言以1 〇重量%以上較佳 、更佳者爲20重量%以上。 (B)硬化劑之配合量對環氧樹脂組成物全體而言通常爲 0.5〜10重量%、較佳者爲1〜6重量%。另外,(A)環氧樹 脂與(B )硬化劑之配合比就機械性質、及耐濕性而言對(A ) 環氧樹脂而言(B )硬化劑之化學當量比爲〇 · 5〜1 · 5、較佳 者爲0.6〜1.3之範圍。 1249541 五、發明說明(7) 此外’於本發明第丨發明中爲促進(A)環氧樹脂與(B)硬 化劑之硬化反應時,可使用硬化觸媒。硬化觸媒只要是可 促進硬化反應者即可、沒有特別的限制,例如2 -甲基咪唑 啉、2,4 -二甲基咪唑啉、2 -乙基-4-甲基咪唑啉、2 -苯基 咪唑啉、2 -苯基-4-甲基咪唑啉、2 -十七烷基咪唑啉等咪 唑啉化合物、三乙胺、苯甲基二甲胺、α -甲基苯甲基甲胺 、2-(二甲基胺基甲基)苯酚、2,4,6 -參(二甲基胺基甲基) 苯酚、1,8 -二疊氮二環(5,4,0)十一烯-7等3級胺化合物 、四甲氧化鉻、四丙氧化鉻、肆(乙醯基乙醯化)鍩、三( 乙醯基乙醯化)鋁等有機金屬化合物及三苯基膦、四苯基 鱗•四硼酸鹽、三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三(對-甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦等有機膦化合物。其中就 可靠性及成形性而言以有機膦化合物較佳,更佳者爲三苯 基膦。 此等硬化觸媒視其用途而定可以2種以上倂用,其添加 量對100重量份(Α)環氧樹脂而言以0.1〜10重量份爲宜 〇 本發明第1發明中(C )塡料以無機塡料較佳,具體例如 非晶性二氧化矽、結晶性二氧化矽、碳酸鈣、碳酸鎂、氧 化鋁、氧化鎂、黏土、滑石、矽酸鈣、氧化鈦或氧化銻等 之金屬氧化物、長石、玻璃纖維及玻璃球等,其中由於非 晶性二氧化矽之降低線隆起係數效果大、有效地低應力化 ,故較佳。形狀可以使用破碎狀或球狀者,就流動性而言 1249541 五、發明說明(8) 以球狀者更佳。 此處所指的非晶性二氧化矽,一般而言係指真比重爲 2 · 3以下者。該非晶性二氧化矽可以習知任意方法製造, 例如可使用結晶性二氧化矽熔融的方法及藉由金屬矽氧化 的方法、ibc興基砂|兀之加水分解等、由各種原料之合成方 法。於非晶性二氧化矽中使石英熔融所製造的球狀熔融二 氧化矽更佳’在全部(C)塡料中含有90重量%以上球狀熔 融二氧化矽最佳。 (C) 塡料之粒徑及粒度分布沒有特別的限制,就流動性 、降低成形性時之溢料而言,平均粒徑(係指介質直徑。 以下皆同)以5〜3 Ομιη較佳。而且,可組合2種以上平均 粒徑及粒度分布不同的塡料。 本發明第1發明所使用的(D )矽烷偶合劑,其特徵爲含 有作爲必要成分之(d 1 )具有一級胺基之胺基矽烷偶合劑。 藉由含有(d 1 )具有一級胺基之胺基矽烷偶合劑,可提高耐 回流處理可靠性、尤其是密合性,可得改良硬化性之效果 〇 (D) 矽烷偶合劑以含有(dl )具有一級胺基之胺基矽烷偶 合劑及除(d 1 )具有一級胺基之胺基矽烷偶合劑外之(d2 )矽 烷偶合劑更佳。藉由除(d 1 )具有一級胺基之胺基矽烷偶合 劑外之(d2 )矽烷偶合劑,可更爲提高成形性。除(d 1 )具有 一級胺基之胺基矽烷偶合劑外之(d2 )矽烷偶合劑以至少含 有一種不具一級胺基、具有二級胺基之胺基矽烷偶合劑或 -10- 1249541 五、發明說明(9) 毓基矽烷偶合劑較佳。藉由含有此等,可得成形性、密合 性更爲優異的組成物。 (D )矽烷偶合劑中(d 1 )胺基矽烷偶合劑與(d2 )矽烷偶合 劑之比例以重量比(dl)/(d2 )=3/97〜97/3較佳、更佳者爲 10/90 〜90/10、最佳者爲 40/60 〜90/10。 (D)矽烷偶合劑之各成分(dl )與(d2)可以預先的混合物 添加、亦可以個別添加,且預先與樹脂組成物中所含的其 他成分混合、反應使用。 此處之(d 1 )具有一級胺基之胺基矽烷偶合劑的具體例如 γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ_胺基丙基三甲氧基矽烷、Ν-β-(胺基乙 基)-γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、Ν-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三乙基矽烷、γ-胺基丙基甲基二乙氧基矽烷、 γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷等。於此等中就耐圓滑可靠 性而言以γ-胺基丙基三甲氧基矽烷及γ-胺基丙基三乙基矽 烷更佳。 (d2 )矽烷偶合劑之具體例如γ-環氧丙基丙基三甲氧基矽 烷、γ-環氧丙基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-(2, 3-環氧基 環己基)丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙基丙基三甲氧基矽 烷、γ- (Ν-苯基胺基)丙基三甲氧基矽烷、γ-(Ν-乙基胺基) 丙基甲基三甲氧基矽烷、γ-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽 烷、γ-甲基丙烯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-锍基丙基 三甲氧基矽烷、γ-锍基丙基甲基二甲氧基矽烷等鍵結於矽 -11- 1249541 五、發明說明(1〇) 原子之有機基爲烴基、以及具有環氧基、二級胺基、三級 胺基、(甲基)丙烯醯基、锍基等之烴基者。 此處不具一級胺基、具有二級胺基之胺基矽烷偶合劑的 具體例如γ-(Ν-苯基胺基)丙基三甲氧基矽烷、γ-(Ν-苯基 胺基)丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-(Ν-甲基胺基)丙基三甲 氧基矽烷、γ-(Ν -甲基胺基)丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-(Ν-乙基胺基)丙基三甲氧基矽烷及γ-(Ν -乙基胺基)丙基甲 基二甲氧基矽烷等,就耐濕可靠性與流動性而言以γ-(Ν-苯基胺基)丙基三甲氧基砂院較佳。 毓基矽烷偶合劑之具體例如γ-酼基丙基三甲氧基矽烷、 γ-酼基丙基三乙氧基矽烷、γ-酼基丙基甲基二甲氧基矽烷 等。 (D )砂院偶合劑之配合比例,就流動性及塡充性而言對 環氧樹脂組成物全量而言以添加0 · 1〜2重量%較佳。 本發明第1發明以提高難燃性爲目的時可配合不爲必要 成分之溴化合物。溴化合物通常爲在環氧樹脂組成物中所 添加作爲難燃劑者,沒有特別的限制。溴化合物之較佳具 體例如溴化雙酚Α型環氧樹脂、溴化苯酚酚醛淸漆型環氧 樹脂等溴化環氧樹脂、溴化聚碳酸酯樹脂、溴化聚苯乙烯 樹脂、溴化聚環氧伸苯基樹脂、四溴雙酚A、十溴化二苯 醚等,其中就成形性而言以溴化雙酚A型環氧樹脂、溴化 苯酚酚醛淸漆型環氧樹脂等之溴化環氧樹脂較佳。 同樣地,本發明第1發明之環氧樹脂組成物可配合不爲 -12- 1249541 五、發明說明(11) 必要成分之銻化合物。通常此係在半導體密封用環氧樹脂 組成物中所添加的難燃助劑,沒有特別的限制,可使用習 知者。銻化合物之較佳具體例如三氧化銻'四氧化銻、五 氧化鍊。 添加此等難燃劑、難燃助劑時,就容易廢棄由環氧樹脂 組成物所產生的不需物、及半導體裝置之可靠性而言鹵素 原子及銻原子各對環氧樹脂組成物而言爲〇 · 2重量%以下 ,實質上以沒有配合較佳。 本發明桌1發明之環氧樹脂組成物可另含有任意下述例 舉的各種添加劑。碳黑及氧化鐵等各種著色劑或各種顏料 、聚矽氧烷橡膠、烯烴系共聚物、改性腈橡膠、改性聚丁 二烯橡膠等之各種彈性體、矽油、聚乙烯等之各種熱塑性 樹脂、氟系、矽系等之界面活性劑、長鏈脂肪酸、長鏈脂 肪酸之金屬鹽、長鏈脂肪酸之酯、長鏈脂肪酸之醯胺及石 蠟等各種脫模劑及水滑石類等之離子捕捉劑、有機過氧化 物等之交聯劑。 其次說明有關本發明之第2發明。 (A)環氧樹脂與第1發明相同。換言之,含有(a)通式(1) 所示四甲基雙酚F型環氧樹脂作爲必要成分。藉由含有本 發明環氧樹脂,可得回流處理時之隆起特性、與鍍銀之密 合性、成形性優異的環氧樹脂組成物。有關其含量亦與第 1發明相同,且就可倂用其他環氧樹脂而言亦相同。 於本發明第2發明中,(B )硬化劑就另可改良密合性及 -13- 1249541 五、發明說明(12) 耐破裂性而言可使用(b2 )具有化學式(I I I )及(I V )所示重 複單位構造之苯酚化合物作爲必要成分。
R1 R3 0H
(其中,Ri〜R4係表示氫原子或甲基,m係表示1以上之 整數)
(其中,R5〜心係表示氫原子或甲基,m係表示1以上之 整數) 藉由使用具有化學式(III)及(IV)所示重複單位構造之 苯酚化合物,可提高密封樹脂之黏合性、且大幅提高耐破 裂性能。 具有化學式(III)及(IV)所示重複單位構造之苯酚化合 物係爲化學式(I I I )所示聯苯衍生物之重複單位、與化學 式(IV)所示二甲苯衍生物之重複單位鍵結的聚合物。其中 ’此等單位以無規鍵結的無規共聚物較佳。該無規共聚物 之製法沒有特別的限制,與習知苯酚樹脂相同地製造,惟 聚合物中化學式(III )所示聯苯衍生物之重複單位莫耳數 -14- 1249541 五、發明說明(13) 與化學式(I v )所示二甲苯衍生物之重複單位莫耳數的比爲 10 : 90〜90 : 10較佳,更佳者爲30 : 70〜70 : 30,最佳 者爲45 : 55〜55 : 45、大約相等下於聚合時原料莫耳數相 等。另外,該無規共聚物之經基當量以180〜200較佳。 此外,聚合物末端可以任意化合物予以末端封鏈,以苯酉分 末端封鏈較佳。 藉由使用(b 2 )具有化學式(I I I )及(I V )所示重複單位構 造之苯酚系化合物,可較僅具化學式(I I I )所示重複單位 之聚合物(含有聯苯基之苯酚芳院基樹脂)更爲提高密合性 〇 而且’藉由使用(b2)具有化學式(III)及(IV)所示重複 單位構造之苯酚系化合物,可較僅具化學式(IV)所示重複 單位之聚合物((b 1 )苯酚芳烷基樹脂)更爲提耐破裂性。 (b2)具有化學式(III)及(IV)所示重複單位構造之苯酚 系化合物的黏度在150°C下ICI黏度爲0.2Pa · s以下,就 流動性而言以0 . 1P a · s以下較佳。 (B )硬化劑之配合量對環氧樹脂組成物全體而言通常〇 . 5 〜10重量%、以1〜6重量%較佳。另外,(A)環氧樹脂與(B) 硬化劑之配合比就機械性能、及耐濕性而言,對(A )環氧 樹脂而言(B )硬化劑之化學當量比爲0 . 5〜1 . 5、較佳者爲 0 · 6 〜1 · 3 〇 使用組合(a)通式(I)所示四甲基雙酚F型環氧樹脂、與 (b2)具有化學式(III)及(IV)所示重複單位構造之苯酚系 -15- 1249541 五、發明說明(14) 化合物,可得到回流處理時之隆起特性、與鍍銀之密合性 、成形性更爲優異的環氧樹脂組成物。 本發明第2發明之(C )塡料使用與第1發明相同者。較 佳的形態亦相同。 另外,於本發明第2發明中其他添加劑可使用矽烷偶合 劑、硬化觸媒、難燃劑、碳黑及氧化鐵等各種著色劑或各 種顏料、聚矽氧烷橡膠、烯烴系共聚物、改性腈橡膠、改 性聚丁二烯橡膠等之各種彈性體、聚矽氧烷油、聚乙烯等 之各種熱塑性樹脂、氟系、矽系等界面活性劑、長鏈脂肪 酸、長鏈脂肪酸之金屬鹽、長鏈脂肪酸之酯、長鏈脂肪酸 之醯胺及石蠟等各種脫模劑及水滑石等之離子捕捉劑、有 機過氧化物等之交聯劑等、與第1發明相同者。 本發明第3發明之(A )環氧樹脂係使用與第1發明相同 者。換言之,含有(a)通式(1)所示四甲基雙酚F型環氧樹 脂作爲必要成分。有關其含量亦相同,有關倂用其他環氧 樹脂亦相同。 本發明第3發明之(B )硬化劑可使用與第1發明相同者 。較佳的形態亦相同。 第3發明之(C )塡料的具體例如非晶性二氧化矽、結晶 性二氧化矽、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鋁、氧化鎂、黏土、 滑石、矽酸鈣、氧化鈦或氧化銻等之金屬氧化物、長石、 玻璃纖維及玻璃球等,其中由於非晶性二氧化矽之降低線 隆起係數效果大、有效地低應力化,故較佳。形狀可以使 -16- 1249541 五、發明說明(15) 用破碎狀或球狀者,就流動性而言以長軸長度a與短軸長 度b之比(a / b )爲5以下者較佳、更佳者爲2以下。 而且,本發明第3發明之(C)塡料粒子之長軸長度a及 短軸長度b係指粒子外接圓之直徑爲長軸長度a、鄰接於 粒子輪廓的平行線間最短距離爲短軸長度b之値。長軸長 度a、短軸長度b之測定方法例如由二氧化矽之顯微鏡照 片測定數個長軸長度a與短軸長度b之二氧化矽、求取平 均値之方法,或使配合有二氧化矽之半導體密封用環氧樹 脂予以轉移成形、使成形物以鑽石切斷機切斷、硏磨截面 後,使用以掃描型電子顯微鏡攝影的照片、各測定形狀或 大小相同或不同的數個二氧化矽之長軸長度a與短軸長度 b、求取平均値之方法等, (C )塡料之粒徑及粒度分布沒有特別的限制,就流動性 、降低成形性時之溢料而言,介質直徑(例如係指以雷射 繞射式粒度分布計等測定粒徑分布時,由小粒徑至大粒徑 之累積重量%爲50%之粒徑)以5〜30μιη較佳。而且,可組 合2種以上平均粒徑及粒度分布不同的塡料。 於本發明第3發明中(C)塡料中含有5〜30重量%粒徑爲 〇 · 0 1〜1 · ΟΟμπι之(c 1 )非晶質二氧化矽係爲重要,藉此可提 高塡料在樹脂組成物全體中之配合比例,可使耐回流處理 1生之提高、與降低段差等成形性之提高兩立。 (C)塡料中粒徑0 . 01〜1 . ΟΟμίΏ之(c 1 )非晶質二氧化矽的 比例小於5重量%、大於30重量%時,無法使樹脂組成物 -17- 1249541 五、發明說明(16) 中(C)塡料之比例提高,結果無法達成本發明之目的。(C) 塡料中(c 1 )非晶質二氧化矽之更佳的配合比例爲5重量% 〜2 0重量%。 粒徑爲0 · 0 1〜1 · Ο Ο μπι之(c 1 )非晶質二氧化矽的形狀可 以爲破碎狀或球狀者,就提高流動性而言以球狀更佳。球 狀以長軸長度a與短軸長度b之比(a / b )以2以下較佳、 更佳者爲1 . 3以下(1〜1 . 3 )。就提高流動性而言(c 1 )非晶 質二氧化矽中,以長軸長度a與短軸長度b之比(a/b)爲2 以下之球狀二氧化矽爲90重量%以上較佳。 該(c 1 )非晶質二氧化矽可以習知任意方法製造,例如可 使用數次重複結晶性二氧化矽之熔融與分級的方法、或導 入氧氣且使金屬矽粉末自爐上方投入、在高溫下自己燃燒 、在爐下方冷卻、製得氧化矽粉末的方法、以及烷氧基矽 烷之加水分解等、由各種原料之合成方法。其中,爲製得 粒子大小之不齊性小、真球狀者時,以藉由在上述氧共存 下藉由金屬矽之高溫自己燃燒法較佳。 於本發明中(C)塡料之比例對全部樹脂組成物而言必須 爲80〜95重量%。(C)塡料之比例以85〜93重量%更佳。 若(C)塡料之含量爲80重量%以下時,密封樹脂之低吸 濕化、高彈性化不充分,於嚴格的要求水準下無法得到充 分耐回流處理可靠性。(C)塡料之比例爲8〇重量%以下時 、耐回流處理性惡化,而若大於85重量%時、可得耐隆起 特性經改良的環氧樹脂組成物另外,若大於9 5重量%時、 -18- 1249541 五、發明說明(17) 因增黏而使段差或封裝體未塡充之不良率增加。 於樹脂組成物全體中提高(C )塡料之比例時,難燃性變 高、即使沒有使用習知使用的難燃劑、仍可維持難燃性。 藉此不需在密封材成分中添加習知作爲難燃劑使用的鹵素 成分,就環境保護而言較佳。 於第3發明中其他添加劑可使用矽烷偶合劑、硬化觸媒 、難燃劑、碳黑及氧化鐵等之各種著色劑或各種顏料、聚 矽氧烷橡膠、烯烴系共聚物、改性腈橡膠、改性聚丁二烯 橡膠等之各種彈性體、聚矽氧烷油、聚乙烯等之各種熱塑 性樹脂、氟系、矽系等界面活性劑、長鏈脂肪酸、長鏈脂 肪酸之金屬鹽、長鏈脂肪酸之酯、長鏈脂肪酸之醯胺及石 蠟等各種脫模劑及水滑石等之離子捕捉劑、有機過氧化物 等之交聯劑等、與第1發明相同者。 本發明之環氧樹脂組成物以使上述各成分藉由熔融捏合 製造較佳。例如使各種原料以混合器等習知方法混合後, 班伯里混合機、捏合機、輥、單軸或二軸押出機及共捏合 機等之習知捏合方法予以熔融製造。熔融捏合時之樹脂溫 度通常使用70〜150°C。 本發明之環氧樹脂組成物可使用以加熱捏合、熔融、冷 卻、粉碎的粉末形狀、使粉末粒料化所得的粒料形狀、以 加熱捏合熔融在模具內冷卻硬化的粒料形狀、以加熱捏合 熔融押出且切斷的粒料形狀等之形態。 然後,由此等形狀供應半導體元件密封、進行半導體裝 -19- 1249541 五、發明說明(18) 置之製造。對使半導體固定於基板之部材而言,使本發明 環氧樹脂組成物例如在120〜250 °C、較佳者150〜200 °C之 溫度下以轉移成形、射出成形、注模法等之方法成形,製 造藉由環氧樹脂組成物之硬化物密封的半導體裝置。而且 ,視所需可進行追加熱處理(例如150〜200 °C、2〜16小 時” 實施例 於下述中藉由實施例具體地說明本發明,惟本發明不受 此等所限制。而且,實施例中之%係表示重量%。 實施例1〜3 5、比較例1〜1 2 有關第1發明係使用表1所示成分以表2〜3所示組成 比(重量比)、第2發明係使用表1所示成分以表4〜5所 示組成比(重量比)、第3發明係使用表6所示塡料(C)、 表7所示成分以表8〜1 0所示之組成比(重量比)藉由混合 器乾式混合後,使用輥表面溫度9 (TC之混合輥加熱捏合5 分鐘後,冷卻、粉碎、製得半導體密封用環氧樹脂組成物 〇 <隆起特性(耐回流處理可靠性)評估〉 有關所得樹脂組成物使用144pinTQFP(外形:20mmx 2Ommx 1 . 0mm、框材料:銅)用模具、以轉移成形機、在模 具溫度1 75°C、硬化時間1分鐘條件下使封裝體成形。而 且,使用在表面上載負被覆有氮化矽膜之模擬元件、晶片 大小8mmx 8mmx 0 . 3mm者作爲評估用晶片。 -20 - 1249541 五、發明說明(1 9 ) 使10個藉由上述成形所得的144pinTQFP之封裝體在 1 80°C、6小時之條件下後硬化後,以微細儀器計算封裝體 中央部之厚度Ι(μπι)。使其以85°C/60%RH下加濕24小時 後,以最高溫度2 6 0 °C之IR回流處理爐加熱處理。而且, 回流處理爐之溫度外型在150〜200t之範圍維持60〜ι〇〇 秒、使200〜260°C之昇溫速度爲1.5〜2.5°C/秒、最高溫 度之255〜265 °C之範圍維持10〜20秒、使260〜200°C之 降溫速度爲1 · 5〜2 . 51: /秒。 使封裝體取出回流處理爐5秒後,再以微細儀器計算封 裝體中央部之厚度ΙΙ(μπ〇。另外,各算出10個封裝體之( 厚度I I -厚度I ),以該1 〇個平均値作爲「隆起」(_ ) 。而且’隆起愈小愈佳,更佳者爲80μπι以下。 而且’第3發明中封裝體之加濕條件爲3(rc/6〇%RHn68 小時。 <硬化性之評估> 藉由低壓轉移成型法使直徑5cm、厚度3.3mm之圓盤以 模具表面溫度175°C、轉移機壓力30kg/cm2成形,測定熱 時硬度(煤棒)。以熱時硬度大於6〇之硬化時間爲硬化性 (sec) ° <密合性不佳率> 以隆起特性之評估與相同的方法使相同1 44p i nTQFp之 封裝體以20個成形、18〇t、6小時之條件後硬化,使其 85C/60%RH加濕24小時後,最高溫度26〇。〇之IR回流處 -21 - 1249541 五、發明說明(2〇) 理爐加熱處理。而且,回流處理爐之溫度外型係在1 5 0〜 200°C之範圍維持60〜100秒、使200〜260°C之昇溫速度 爲1 . 5〜2 . 5 °C /秒、最高溫度之2 5 5〜2 6 5 °C之範圍維持1 0 〜2 0秒、使2 6 0〜2 0 (TC之降溫速度爲1 . 5〜2 . 5 °C /秒。 然後,有關引線框之銀電鍍部、晶片表面、段級裡面之 剝離狀態以超音波探傷器(日立建機(股)製「mi-scope 1〇 」)觀察,觀察產生剝離之封裝體數。 <耐破裂性不良率> 以隆起特性之評估與相同的方法使相同1 4 4 p i nTQFP之 封裝體以20個成形、180°C、6小時之條件後硬化,使其 85°C/60%RH加濕24小時後,最高溫度260°C之IR回流處 理爐加熱處理。而且,回流處理爐之溫度外型係在1 5 0〜 200 °C之範圍維持60〜100秒、使200〜260°C之昇溫速度 爲1 · 5〜2 · 5 °C /秒、最高溫度之2 5 5〜2 6 5 °C之範圍維持1 〇 〜20秒、使260〜200°C之降溫速度爲1 · 5〜2 · 5t: /秒。 然後,藉由目視觀察外部產生破裂情形之封裝體數。 <成形性(封裝體塡充性、段差)評估> 使10個藉由上述成形所得的144pinTQFP之封裝體成形 後,目視及截面切斷後,使用20倍顯微鏡觀察、觀察段 差•有無未塡充情形。除去產生段差•未塡充的不良封裝 體,求取良好的封裝體數。有關段差係封裝體閥部與彎曲 部之彎曲部傾斜爲1 ΟΟμπι以上者爲不佳。 有關第3發明係根據下述基準。有關段差係測定封裝體 -22 - 1249541 五、發明說明(21) 部與彎曲部之傾斜、以1 〇個封裝體之平均値爲「段差 ,該値小於50μπι者爲合格、大於50μηι者爲不合格。 表2〜3係爲評估結果。 -23 - 1249541 五、發明說明(22) 表1 種類 原料 塡充劑 平均粒徑22μπι之球狀熔融二氧化矽 矽烷偶合 1 化學式(V)之Ν-苯基胺基丙基三甲氧基矽烷 劑 2 化學式(VI)之γ-胺基丙基三甲氧基矽烷 3 化學式(VII)之Ν-β(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷 4 化學式(VIII)之γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷 5 化學式(IX)之γ-锍基丙基三甲氧基矽烷 環氧樹脂 1 化學式(I)所示之四甲基雙酚F型環氧樹脂 2 四甲基聯苯型環氧樹脂 (4,4’-雙(2,3-環氧基苯氧基)-3,3’,5,5’-四甲基聯苯) 3 化學式(X)所示雙酚F型環氧樹脂 4 鄰-甲酚酚醛淸漆型環氧樹脂(環氧當量194) 硬化劑 1 化學式(XI)之苯酚芳烷基樹脂 (羥基當量 175、150°C、ICI 黏度 0.09Pa · s) 2 化學式(XII)之苯酚酚醛淸漆樹脂 (羥基當量 107、150°C、ICI 黏度 0.2Pa · s) 3 化學式(III)及(IV)所示重複單位以莫耳比1 : 1 :無規聚合 所得苯酚系化合物 (羥基當量 187、150°C、ICI 黏度 0.075Pa · s、R1 〜R8 爲氫) 4 化學式(XIII) 硬化促進劑 三苯基膦 脫模劑 巴西棕櫚蠟 著色劑 碳黑 -24 - 1249541 發明說明(23) 表1之化學式 <^^NH-C3H6Si(〇CH3)3 "(v) NH2-C3H6Si(〇CH3)3 …(VI) NH厂 C2H4 - NH- C3H6Si(OCH3)3 …(vn) CH2—CHCH2〇C3H6Si(OCH3)3 (M) HS(CH2)3Si(OCH3)3 …(IX) ch2- ο -CUCH20-
ch2·
(X)
~CH2' OCH2qH—ch2
(XI) (其中,n係表示0或1以上之整數) OH , OH . OH…(X E)
ch2-
ch2- /n
(其中,n係表示0或1以上之整數) 〇h\ oh;
--;-(ΧΠΙ).(其中,n係表示0或1以上之整數) -25 - 1249541 五、發明說明(24)表2 實施例 注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 塡充劑(wt%) 91 92 91 91 91 91 91 91 91 91 矽烷偶合劑 (wt%) 1 0.4 0.4 0.4 0.25 0.1 0.4 0.4 2級 2 0.1 01 0.1 0.25 0.4 0.1 0.25 0.15 0.25 1級 3 0.1 1+2級 4 0.25 Ep 5 一 — — — — — 0.25 0.35 — 疏基 環氧樹脂 (wt%) 1 4.6 4.0 2.3 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 ※l 2 — — 2.3 — — — — — — — ※之 3 ※3 4 ※斗 硬化劑 (wt%) 1 3.3 2.9 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 ※5 2 一 — — — — 3.3 — PN 硬化促進劑(Wt%) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 脫模劑(wt%) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 碳黑(wt%) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 隆起特性(μπ〇 62 51 65 63 60 68 60 60 68 63 硬化性(sec) 40 35 40 35 30 45 30 40 49 40 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 成形性 (封裝體塡充性) 10 10 10 10 10 10 10 10 9 10 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 92.10 -26 - 1249541 五、發明說明(25) ※丄:四甲基雙苯酚F型環氧樹脂 ※二:四甲基聯苯型環氧樹脂 ※3 :通式(IX)所示雙酚F型環氧樹脂 ※斗:鄰-甲酚酚醛淸漆型環氧樹脂(環氧當量194) ※5 :通式(I I I )之奔酚芳烷基樹脂 -27 - 1249541 五、發明說明(π)表3 比較例 注 1 2 3 4 5 塡充劑(Wt%) 91 91 91 91 91 矽烷偶合劑(Wt%) 1 0.5 0.4 0.4 0.25 2級 2 0.1 0.1 0.25 1級 3 1+2級 4 0.5 Ep 5 疏基 環氧樹脂(Wt%) 1 4.6 4.6 ※l 2 4.6 1.0 3 4.6 ※3 4 3.6 ※斗 硬化劑(Wt%) 1 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 ※5 2 PN 硬化促進劑(Wt%) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 脫模劑(wt%) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 碳黑(Wt%) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 隆起特性(μιη) 60 87 91 55 99 硬化性(sec) 65 70 45 35 35 密合性不佳率(對鍍銀而言) 0 0 0 0 20 密合性不佳率(對鍍銀而言) 5 0 0 12 20 密合性不佳率(對鍍銀而言) 5 0 0 0 20 成形性(封裝體塡充性) 10 10 10 10 0 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 -28 - 1249541 五、發明說明(27 ) ※丄:四甲基雙苯酚F型環氧樹脂 來2 :四甲基聯苯型環氧樹脂 奈3 :通式(IX)所示雙酚F型環氧樹脂 ※斗:鄰-甲酚酚醛淸漆型環氧樹脂(環氧當量ι94) 來5 :通式(I I I )之奔酚芳烷基樹脂 由表2〜3可知,沒有使用具有一級胺基之胺基矽烷偶 合劑時’硬化性、或回流處理時之密合性不充分。沒有使 用(a)通式(1)所示四甲基雙酚F型環氧樹脂作爲環氧樹脂 時’隆起特性、密合性不充分。對此而言,本發明第1發 明之環氧樹脂組成物皆具有優異的回流處理時之密合性、 隆起特性、封裝體塡充性、硬化性。 表4〜5係表示評估結果。 -29 - 1249541 五、發明說明(28) 表4 實施例 注 11 12 13 14 15 16 17 18 19 塡充劑(Wt%) 90.0 92.0 90.0 90.0 90.0 90 90 90 90 矽烷偶合 劑(wt%) 1 0.4 0.4 0.4 0.25 0.1 0.4 0.4 0.4 0.4 2級 2 0.1 0.1 0.1 0.25 0.4 0.1 0.1 0.1 0.1 1級 3 1+2級 4 — Ep 5 锍基 環氧樹脂 (wt%) 1 4.8 3.7 2.4 4.8 4.8 4.8 5.2 4.4 4.8 ※l 2 — — 2.4 — — — — — — 嶔2 3 ※3 4 ※斗 硬化劑 (wt%) 1 — — — — — 4.1 — — 2.0 ※5 2 — — — — — — 3.7 — — PN 3 4.1 3.2 4.1 4.1 4.1 — — — — MEH7860 4 — — — — — — — 4.5 2.1 MEH7851 硬化促進劑(Wt%) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 脫模劑(Wt%) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 碳黑(wt%) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 隆起特性(μπ〇 65 53 68 65 65 67 72 65 67 硬化性(sec) 0 0 0 0 0 1 2 0 1 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 0 0 0 0 0 0 2 0 0 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 0 0 0 0 0 1 2 0 0 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 0 0 0 〇 0 0 1 0 0 成形性 (封裝體塡充性) 10 10 10 10 10 10 10 9 9 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 93.20 -30- 1249541 五、發明說明(29) ※l :四甲基雙苯酚F型環氧樹脂 X2 :四甲基聯苯型環氧樹脂 X3 :通式(IX)所示雙酚F型環氧樹脂 ※斗:鄰-甲酚酚醛淸漆型環氧樹脂(環氧當量194) :通式(I I I )之奔酚芳烷基樹脂 -31 - 1249541 五 、發明說明(3〇) 表5 比較例 注 6 7 塡充劑(wt%) 90 90 矽烷偶合 1 0.4 0.4 2級 劑(wt%) 2 0.1 0.1 1級 3 — — 1+2級 4 — — Ep 5 — — 毓基 環氧樹脂 1 — — 四甲基雙酚F型環氧樹脂 (wt%) 2 4.8 — 四甲基聯苯型環氧樹脂 3 — — 通式(IX)所示雙酚F型環氧樹脂 4 — 50 鄰-甲酚酚醛淸漆型環氧樹脂(環氧當量194) 硬化劑 1 — — 通式(III)之苯酚芳烷基樹脂 (wt%) 2 — — PN 3 4.1 3.9 MEH7860 4 — — MEH7851 硬化促進劑(Wt%) 0.1 0.1 脫模劑(Wt%) 0.2 0.2 碳黑(Wt%) 0.3 0.3 隆起特性(μπι) 95 115 硬化性(sec) 2 20 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 0 16 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 0 12 密合性不佳率 (對鍍銀而言) 2 10 成形性 (封裝體塡充性) 7 1 100.00 100.00 -32 - 1249541 五、發明說明(31) 由表4〜5可知,第2發明之環氧樹脂組成物的密合性 優異。藉由含有(b2)化學式(I I I )所示苯酚化合物,可更 爲提高與鍍銀之密合性或耐破裂性,與沒有使用與作爲硬 化劑之均聚物之混合物相比時,成形性經提高。 如此可知’藉由添加(b 2 )苯酚化合物可發揮更高的性能 。而且,沒有使用(a )四甲基雙酚F型環氧樹脂作爲環氧 樹脂時,隆起特性、密合性不充分。 對此而言,本發明第2發明之環氧樹脂組成物皆具有優 異的隆起特性、耐破裂性、與鍍銀及其他部材之密合性、 成形性。 表8〜1 0係表示評估結果。 -33 - 1249541 五、發明說明(32) 表6 塡料(C )之特性 塡料(C) *1 非晶f 【二氧化矽(C: 1)*2 非晶質二氧化矽(C1以外)*3 a/b比 介質直徑 (μιπ) 重量% a/b 介質直徑 (μηι) 重量% 二氧化5夕(1) 1.1 0.2 13 1.7 13 87 一氧化矽(2) 1.1 0.2 6 1.7 13 94 一氧化矽(3) 1.1 0.2 30 1.7 13 70 二氧化矽(4) 3.2 1.1 0.5 0.2 2 18 1.7 13 80 二氧化矽(5) 1.1 0.2 2 1.7 13 98 二氧化矽(6) 1.1 0.2 35 1.7 13 65 (注)* 1 :藉由二氧化矽之a / b比藉由成形物之電子顯微 鏡照片具無規的二氧化矽粒徑1 0個之平均値 *2:在氧共存下藉由金屬矽之高溫自己燃燒法製造 法 粒徑大於〇 · ΟΙμίΏ〜1 · ΟΟμίΏ *3 :粒徑大於1 . 〇〇_〜1 (不包含粒徑Ι.ΟΟμπι以下之二氧化矽) -34 - 1249541 五、發明說明(33)表7 配合原料 成分 種類 原料 環氧樹脂 1 通式(I)所示之四甲基雙酚F型環氧樹脂(環氧當量192) (A) 2 4,4’-雙(2,3-環氧基苯氧基)-3,3’,5,5’-四甲基聯苯(環氧當 量 195) 5 1,6_二羥基萘之二環氧丙醚(環氧當量140) 硬化劑 1 化學式(XI)之苯酚芳烷基樹脂 (B) (羥基當量 175、150°C、ICI 黏度 0.2Pa · s) 2 化學式(XII)之苯酚酚醛淸漆樹脂 (羥基當量 107、150°C、ICI 黏度 0.2Pa · s) 3 化學式(III)及(IV)所示重複單位以莫耳比1 : 1 :無規聚合所 得苯酚系化合物 (羥基當量 187、150°C、ICI 黏度 0.075Pa · s、R1 〜R8 爲氫) 硬化促進劑 三苯基膦 矽烷偶合劑 1 化學式(V)之N-苯基胺基丙基三甲氧基矽烷 2 化學式(VI)之γ-胺基丙基三甲氧基矽烷 3 化學式(VIII)之γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷 4 化學式(IX)之γ-锍基丙基三甲氧基矽烷 塡料(C) 表4之非晶性球狀二氧化矽 脫模劑 巴西棕櫚鱲 著色劑 碳黑 -35 - 1249541 五、發明說明(34)表8配合組成與評估結果 (表中之配合量係表示重量% ) 配合成分 種類 實Μ ί例 22 23 24 25 26 27 環氧樹脂(A) 1 3.4 4.8 4.8 4.8 4.8 2.9 2 1.4 — — — — 1.2 5 — — — — — — 硬化劑(B) 1 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 — 2 — — — — — 3 — — — — 4.7 硬化促進劑 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 塡料(C) (表6之非晶質二氧化矽) (1) 90 90 — — — 90 (2) — — 90 — — — (3) — — — 90 — — (4) — — — — 90 — (5) — — — — — — (6) — — — — — — 矽烷偶合劑 1 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 2 — — — — — 3 — — — — — 4 — — — — — — 脫模劑 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 著色劑 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 耐焊料回流處理性 封裝體隆起(μπ〇*1 35 (〇) 30 (〇) 33 (〇) 35 (〇) 39 (〇) 35 (〇) 耐焊料回流處理性 密合性不佳率 (對鍍銀而言)*1 2 (〇) 1 (〇) 2 (〇) 1 (〇) 1 (〇) 0 (〇) 成形性 階段變位(μη)Η 37 (〇) 28 (〇) 40 (〇) 45 (〇) 40 (〇) 42 (〇) (注)* 1 :〇· · ·合格、X · · ·不合格 -36 - 1249541 五、發明說明(35) 表9配合組成與評^中之配合量係表示重量$ 配合成分 種類 實施例 —--- 28 29 30 31 32 33 34 35 環氧樹脂(Α) 1 3.4 3.4 4.8 4.8 4.8 4.8 2.9 2.9 2 1.4 1.4 一 — — — 1.2 1.2 5 一 — - 一 硬化劑(Β) 1 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 3 一 — - - 4.7 4.7 硬化促進劑 0.1 0 1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 塡料(C) 90 w ·上 90 90 — — 一 90 90 (表6之非晶質二氧化矽) (2) ------- 一 90 — 一 (3) _ 一 90 一 (4) — — 90 (5) 一 — — 一 (6) 一 一 — 一 矽烷偶合劑 0.4 — 0.4」 0.4 ----- 0.6 0.2 0.4 0.3 — 0.2 0.2 0.3 3 0.2 — 0.6 一 4 0.3 — 一 0.3 脫模劑 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 著色劑 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 耐焊料回流處理性 33 30 39 35 39 30 30 30 封裝體隆起(μπι)*1 (Ο) (〇) (〇) (〇) (〇) (〇) (〇) (〇) 耐焊料回流處理性 0 0 1 0 1 0 0 0 密合性不佳率 (Ο) (〇) (〇) (Ο) (〇) (〇) (〇) (〇) (對鍍銀而言)*1 成形性 40 30 42 38 40 32 33 37 階段變位(μιτι)*1 (〇) (〇) (〇) (〇) (〇) (〇) (〇) (〇) (注)η :〇· · ·合格、X · · ·不合格 -37- 1249541 五、發明說明(36)表1 〇配合組成與評估結果 (表中之配合量係表示重量%) 配合成分 種類 比較例 8 9 10 11 12 環氧樹脂(A) 1 4.8 4.8 6.5 1.5 2 5 4.1 硬化劑(B) 1 4.0 4.0 5.3 1.3 4.7 2 3 硬化促進劑 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 塡料(C) (表6之非晶質二氧化矽) (1) 96 90 (2) (3) (4) (5) 90 (6) 90 87 矽烷偶合劑 1 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 2 3 4 脫模劑 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 著色劑 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 耐焊料回流處理性 封裝體隆起(μπι)*1 82 (〇) 87 (〇) 110 (〇) 85 (〇) 95 (〇) 耐焊料回流處理性 密合性不佳率 (對鍍銀而言)*1 2 (〇) 6 (〇) 5 (〇) 8 (〇) 2 (〇) 成形性 階段變位(μηι)*1 58 (〇) 115 (〇) 40 (〇) 97 (〇) 39 (〇) (注)* 1 :〇· · ·合格、X · · ·不合格 -38 - 1249541 五、發明說明(37) 由表8〜1 0可知,本發明第3發明之環氧樹脂組成物, (C )塡料中粒徑0 . 0 1〜1 · 〇 〇 μιτι之(c 1 )非晶質二氧化矽的比 例在實施例2 2〜3 2所示5重量%〜3 0重量%範圍內時,對 耐焊料回流處理與成形性(段差)兩者皆佳而言,比較例i 2 〜1 7所示在5重量%〜3 0重量%之外時、或沒有使用(a )通 式(1 )所示四甲基雙酚F型環氧樹脂作爲環氧樹脂時,耐 焊料回流處理性與成形性(段差)無法兩立。 產業上之利用價値 本發明之環氧樹脂組成物可利用作爲有效地使板導體裝置 等電子電路零件密封的材料。而且’以該環氧樹脂組成 物密封的半導體裝置可利用作爲電腦等電子電路零件。 -39-
Claims (1)
- ^、、申W專利範圍 胃91 122423號「環氧樹脂組成物及半導體裝置」專利案 (2005年8月23日修正) 六、申請專利範圍: 1 · 一種環氧樹脂組成物,其包括(A )環氧樹脂、(B )硬化劑 、(C )塡料及(D )矽烷偶合劑; 其中(A)環氧樹脂係含有(a)下述化學式(I)所示的四甲 基雙酚F型環氧樹脂; (B )硬化劑係含有(b丨)下述化學式(丨丨)所示之苯酚芳烷 基樹脂; (C) 塡料之比例爲樹脂組成物全部之80〜95重量%,(C) 塡料中含有5〜30重量%粒徑0 . 01〜1 . ΟΟμπι之(c 1 )非晶 質二氧化矽; (D) 矽烷偶合劑係含有(dl )具一級胺基的胺基矽烷偶合 劑,及(d2 )選自由不具一級胺基而具有二級胺基之胺基 矽烷偶合劑及毓基矽烷偶合劑所組成族群的至少一種之 矽烷偶合劑; ch3 ch3 CH2—CHCH^O1249541式中η係表示〇或1以上之整數。 2 .如申請專利範圍第1項之環氧樹脂組成物,其中構成 (c 1 )非晶質二氧化矽之粒子的90重量%以上爲長軸長度 a與短軸長度b之比(a / b )爲2以下之球狀二氧化矽。 3 . —種環氧樹脂組成物,其包括(A )環氧樹脂、(B )硬化劑 及(C )塡料; 其中(A)環氧樹脂係含有(a)下述化學式(I)所示的四甲 基雙酚F型環氧樹脂; (B) 硬化劑係含有(b2 )具下述化學式(I I I )及(I V )所示重 複單位構造之苯酚化合物; (C) 塡料之比例爲樹脂組成物全部之80〜95重量%,(C) 塡料中含有5〜30重量%粒徑0.01〜1 . ΟΟμπι之(cl )非晶 質二氧化矽; (D)矽烷偶合劑係含有(dl )具一級胺基的胺基矽烷偶合 劑,及(d2 )選自由不具一級胺基而具有二級胺基之胺基 矽烷偶合劑及锍基矽烷偶合劑所組成族群的至少一種之 矽烷偶合劑; -2 - .1249541 六、申請專利範圍式中R1〜R4表示氫原子或甲基,m表示1以上之整數4 ·如申請專利範圍第3項之環氧樹脂組成物,其中構成 (c 1 )非晶質二氧化矽之粒子的90重量%以上爲長軸長度 a與短軸長度b之比(a/b)爲2以下之球狀二氧化矽。 5·一種半導體裝置,其特徵爲藉由如申請專利範圍第1至 4項中任一項之環氧樹脂組成物所密封。
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