TWI361200B

TWI361200B - Resin composition for encapsulating semiconductor chip and semiconductor device therewith

Info

Publication number: TWI361200B
Application number: TW94117425A
Authority: TW
Inventors: Kuroda Hirofumi
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2012-04-01
Also published as: CN1957013B; TW200605374A; KR101076977B1; JP5326210B2; US20050267237A1; WO2005116104A1; KR20070032697A; MY141988A; US7431990B2; JPWO2005116104A1; CN1957013A

Description

1361200 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本申請案係以曰本專利申請案第2 0 0 4 - 1 5 8 3 7 2號為基 •礎，將其内容倂入本文為參考資料。本發明係關於一種半導體晶月封包用之樹脂組成物及其半導體裝置。【先前技術】

近來大量使用環氧樹脂組成物於封包半導體晶片，因其於生產性、成本與可靠度之間具有良好平衡。隨半導體裝置之尺寸及厚度的減小，而需要具較低黏度及較高強度的封包用環氧樹脂組成物。此外，在環境顧慮方面，愈來愈需要製造不利用諸如溴化合物及氧化銻之阻燃劑而仍具有阻燃性的裝置。由此一情勢，近來一種明顯的趨勢係使用較不黏的樹脂及將更多無機填料添加至環氧樹脂組成物。一種新的趨勢為更常使用具較習知焊料高之熔點的無鉛焊料安裝半導體裝置。為應用此一焊料，安裝溫度必需較習知溫度高約2 0 °C ，因此，經安裝的半導體裝置顯著變得較相關技藝之裝置更不可靠。因此，對於藉由提供較高層級的環氧樹脂組成物而改良半導體裝置之可靠度的需求變得愈來愈強烈，其進一步加速樹脂黏度的降低及無機填料量的增加。可藉由使用具較低熔體黏度之樹脂（參見日本專利公開公告第1 9 9 5 -〗3 0 9 1 9號）或藉由利用矽烷偶合劑將無機填料表面處理以提高無機填料量（參見曰本專利公開公告第 312XP/發明說明書(補件)/94-09/94117斗25 5

1361200 1 9 9 6 - 2 0 6 7 3號）而維持模塑過程中之低黏度及高流動性係熟知的技術。然而，任何此等方法皆無法同時滿足焊接過程中之耐龜裂性、較高流動性及阻燃性的所有需求。

因此，以Sumitomo Bakelite Co. Ltd.(其係本受讓人）之名義提出一種焊接過程中之耐龜裂性及阻燃性優異的環氧樹脂組成物，其包括含伸聯苯基結構之酚芳烷基環氧樹脂及含伸聯苯基結構之酚芳烷基硬化劑（參見日本專利公開公告第1 9 9 9 - 1 4 0 2 7 7號）。由於此一環氧樹脂組成物於分子結構中包含許多芳環，因而將環氧樹脂組成物燃燒會在利用其之模製品的表面形成一碳化層，以致可限制進一步的燃燒，且環氧樹脂組成物可顯現優異的阻燃性。此外，藉由包含芳環結構而改良疏水性，及藉由在交聯點間之距離的成長降低在高溫下之彈性模數，有助於改良焊接過程中之耐龜裂性。【發明内容】然而，對於不含阻燃劑之產品及改良半導體裝置之可靠度有高度的需求，且希望進一步改良焊接過程中之耐龜裂性及阻燃性。為此，據認為此一需求可藉由使用大量的無機填料而滿足。然而，含伸聯苯基結構及硬化劑之環氧樹脂的熔體黏度並不低，因此流動性及固化性會因摻混大量的無機填料而劣化。因此，有需要一種亦可滿足流動性及固化性兩者的技術。由本發明之一態樣，一目的為提供一種半導體晶片封包用之樹脂組成物，其之焊接過程中之耐龜裂性、阻燃性、 6 312XP/發明說明書(補件)/94-09/941 ] 7425 1361200 流動性及固化性優異，及利用其之半導體裝置。因此，本發明提供： (1 ) 一種半導體晶片封包用之樹脂組成物，其包含：由通式（1 )所表示之環氧樹脂（A ):

其中各R可彼此相同或不同，且代表氫或具4個或4個以下之碳原子的烴基；及η為一平均值，且代表1至5之正數；由通式（2 )所表示之盼系樹脂（Β ): OH OH | R2—¢^0- -R1—-C — | -R2 ^-H (2) \v h2 \ h2 R3 R4 R3

其中R1代表伸苯基、伸聯苯基或伸萘基；R2與0Η基一起形成酚、α -萘酚或/3 -萘酚結構；R 3及R 4分別係經引入至R2及R1中之基團，且各代表氫或具10個或10個以下之碳原子的烴基，且可彼此相同或不同；及η為一平均值，且代表1至1 0之正數；無機填料（C ); 固化加速劑（D ); 矽烷偶合劑（Ε );及 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-09/94117425 7

1361200 含一芳環之化合物（F )，其中環碳原子之至少兩相鄰碳原子分別連結至羥基； (2 )根據（1 )項之半導體晶片封包用之樹脂組成物，其中該化合物（F )之量不低於0 · 0 1重量％ ; (3 )根據（1 )項之半導體晶片封包用之樹脂組成物，其中該矽烷偶合劑（E)之量不低於0.01重量％且不多於1重量％; (4 )根據（1 )項之半導體晶片封包用之樹脂組成物，其中該化合物（F )包含一芳環，其中環碳原子之兩相鄰碳原子分別連苑芏經；is·， (5 )根據（1 )項之半導體晶片封包用之樹脂組成物，其中該化合物（F )之芳環為萘環； (6 )根據（5 )項之半導體晶片封包用之樹脂組成物，其中該化合物（F )包含一萘環，其中萘環碳原子之兩相鄰碳原子分別連結至羥基； (7 )根據（1 )項之半導體晶片封包用之樹脂組成物，其中該無機填料（C)之量不低於80重量％且不多於92重量％;及 (8 ) —種半導體裝置，其中利用根據（1 )項之半導體晶片封包用之樹脂組成物封包半導體晶片。此外，由通式（2)所表示之化合物包括以下由通式（2’ ）所表示之化合物：

312XP/發明說明書(補件)/94-09/941Π425 1361200 其中R5代表伸苯基或伸聯苯基；各R6可彼此相同或不同，且代表氫或具4個或4個以下之碳原子的烴基；及η為一平均值，且代表1至5之正數。如前所述，本發明可提供一種半導體晶片封包用之樹脂組成物，其於模塑時之流動性及模塑性優異而不會有焊接過程中之耐龜裂性及阻燃性之劣化，且其很難利用習知技術製得，因此提供一種適用於封裝表面裝置半導體晶片之環氧樹脂組成物。

【實施方式】將藉由以下具體例說明根據本發明之半導體晶片封包用之樹脂組成物。熟悉技藝人士當知曉可使用本發明之教示而完成許多其他具體例，且本發明並不受限於基於說明用途所說明的具體例。半導體晶片封包用之樹脂組成物之具體例的環氧樹脂組成物包含由以下通式U )所表示之環氧樹脂（A )、由以下通式（2 )所表示之酚系樹脂（B )、無機填料（C )、固化加速劑 (D )、矽烷偶合劑（E )及含一芳環之化合物（F )(其中環碳原子之至少兩相鄰碳原子分別連結至羥基）。因此，提供一種焊接過程中之耐龜裂性、阻燃性、流動性及固化性優異之半導體晶封包用之樹脂組成物。現將說明以上各成分。可使用於本具體例之環氧樹脂（A )包含以下通式（1 )之結構。 9 312XP/發明說明書(補件)/94-09/94 ] 17425 1361200

在通式（1)中，各R可彼此相同或不同，且代表氫或具4 個或4個以下之碳原子的烴基，例如甲基、乙基及第三丁基。η係分子鏈之含伸苯基及氧伸苯基結構之單元數目的平均值。η代表1至5之正數，以1至3較佳。

使用環氧樹脂（A )之半導體晶片封包用之樹脂組成物包含較習用之含伸聯笨基結構之組成物更少量的芳環。雖然此具體例之樹脂組成物顯示阻燃性稍微降低，但其由於其較小之分子結構而於低黏度、高固化性、高玻璃轉移點 T g、加熱時之彎曲強度上呈現優異的性能。此外’組成物顯現低黏度，因此其可包含較大量的無機填料，而補充樹脂本身之阻燃性的輕微劣化，其由於其之低吸水性而可獲致焊接過程中之優異的耐龜裂性。此外，組成物顯現高玻璃轉移點T g，以致其之維持於高溫下之性質（其係半導體裝置之其中一種可靠度）變得較佳。由通式（1 )所表示之環氧樹脂（A )的明確例子示為以下的化學式（3 )，但環氧樹脂（A )並不限於此實例：

312XP/發明說明書(補件)/94-09/94117425 10 1361200 其中η係平均值，且代表1至5之正數。可將其他環氧樹脂與由通式（1 )所表示之環氧樹脂一起使用，只要可藉由使用由通式（1 )所表示之環氧樹脂而得之效果不會劣化即可。此一可使用的環氧樹脂包括含環氧基之單體、寡聚物及聚合物，例如，酚聯苯芳烷基環氧樹脂；結晶環氧樹脂，諸如聯苯環氧樹脂、二苯乙烯環氧樹脂、氫醌環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、雙酚Α環氧樹脂；鄰曱酚酚醛型環氧型（η 〇 v ο 1 a k )環氧樹脂、經二環戊二烯改質之 φ 酚系環氧樹脂、及萘酚環氧樹脂。此等環氧樹脂可單獨或以兩者或兩者以上之組合使用。考慮半導體晶片封包用之環氧樹脂組成物之耐濕性的可靠度，環氧樹脂（A)中之諸如Na離子及C1離子之離子不純物儘可能地少較佳。由固化性之觀點來看，環氧樹脂（A ) 之環氧當量不低於100克/當量及不多於500克/當量較佳。可使用於本具體例之酚系樹脂（B )包含以下通式（2 )之 _結構。

OH OH

在化學式（2 )中，R 1代表伸苯基、伸聯苯基或伸萘基。各R2與OH基一起形成酚、α -萘酚或yS -萘酚結構。各R2 可彼此相同或不同。R3及R4分別係經引入至R2及R1中之基團，且可彼此相同或不同。R3及R4各代表氫或具10 11 312XP/發明說明書(補件)/94-09/941 ] 7425 1361200 個或l 〇個以下之碳原子的烴基，諸如甲基、乙基及第三丁基。η係分子鏈之含伸苯基或伸萘基結構部分及氧伸笨基或氧伸萘基結構部分之單元數目的平均值。η代表1至1 0 之正數，以1至5較佳。上述之酚系樹脂（Β )於氧伸苯基結構及/或氧伸萘基結構之間包含疏水性伸苯基結構、或疏水性及硬質的伸聯苯基結構或伸萘基結構。因此，使用酚系樹脂（Β )之環氧樹脂組成物的固化產品相較於使用酚醛型環氧型酚系樹脂的固 φ 化產物於交聯點之間顯現較長的距離，以致其在高溫下展現低彈性模數，且其與半導體晶片、有機基板及金屬基板之黏著性質優異。芳族結構為疏水性且包含少量的酚系羥基，以致其可達成環氧樹脂組成物之低吸水性。發展此等性質使其可改良環氧樹脂組成物之耐焊性。此外，在含有伸萘基結構之化合物中，受因萘環所致之剛性影響之玻璃轉移點Tg之提高及受因其平面結構所致之分子間交互作用影響之線性膨脹係數的降低使其可改良區域表面裝置型 0 半導體封裝中之低赵曲（warpage)性質。含酌系經基之芳基 (-R2C0H)-)可為酚、α-萘酚或/9-萘酚。尤其在使用萘酚之情況中，除了藉由以與含伸萘基結構之化合物類似之方式提高玻璃轉移點Tg及降低線性膨脹係數而改良低翹曲性質的效果外，由於分子中可存在大量的芳族碳，因而可達成阻燃性的改良。由通式（2 )所表示之酚系樹脂（B)包括含伸苯基結構之 s分芳烧基樹脂、含伸聯苯基結構之紛芳烧基樹脂、及含伸 12 312XP/發明說明書(補件)/94-09/94 ]】7425

1361200 苯基結構之萘酚芳烷基結構樹脂。然而，只要包含由式（2 )所表示之結構，則對該等樹脂並無限制。可將其他酚系樹脂與由通式（2 )所表示之酚系樹脂一起使用，只要可藉由使用由通式（2 )所表示之酚系樹而得之效果不會劣化即可。此一可使用的酚系樹脂包括酚系酚醛型環氧型樹月! 酚酚醛型環氧型樹脂、三酚甲烷型酚系樹脂、經萜烯之酚系樹脂、經二環戊二烯改質之酚系樹脂。由固化觀點來看，此等結合使用的酚系樹脂具有9 0至2 5 0克量之經基當量較佳。可使用於本具體例之無機填料（C)包括煅製矽石、矽石、結晶矽石、氧化鋁、氮化矽及氮化鋁，其係常封包材料的填料。由填充入模具中之性質的觀點來看機填料之粒度可不低於0 . 〇 1微米及不多於1 5 0微米。填料（C )之填充量可為，例如，環氧樹脂組成物之總量低於8 0重量％及不多於9 2重量％。當填充量太低時，氧樹脂組成物之固化產物之翹曲性質及吸水性會增加導致強度劣化及因此導致耐焊性不足的傾向。而當其時，會有環氧樹脂組成物之流動性劣化，而導致成型化的傾向。因此將無機填料（C)之量設為以上的範圍，環氧樹脂組成物的性質平衡優異。可使用於本具體例之固化加速劑（D )可為任何可加環氧樹脂之環氧基與酚系樹脂之羥基之間之反應的化物，且可選自常用於環氧樹脂組成物中作為半導體晶化學 (B) 脂（B) i、甲改質性的 /當球形用於，無無機的不有環，而太而性劣以使速在合片用 312XP/發明說明書(補件)/94-09/94〗17425 13

1361200 之封包材料的化合物。明確的例子包括含磷化合物諸如有機膦、經四取代之鎮化合物及磷酸甜菜鹼化合物；及含氮化合物諸如1 , 8 -二吖雙環（5 , 4，0 )十一 -7 -烯、苄基二曱胺及2 -甲基咪唑。有機膦之例子包括第一膦諸如乙膦及笨膦；第二膦諸如二曱膦及二苯膦；第三膦諸如三甲膦、三乙膦、三丁膦、及三苯膦。經四取代之鎮化合物可為由通式（4 )所表示之化合物：

「 R7 Ί ·

⑷

I R8—P— R10 - R9 」a

在通式（4)中，P為磷；R7、R8、R9及RI0係經取代或未經取代之芳基，諸如經單曱基取代之苯基、經單乙基取代之苯基、或烷基（諸如乙基、丁基、己基）。A係於芳環中具有至少一個選自羥基、羧基及硫醇之官能基之芳族有機酸的陰離子。AH係於芳環中具有至少一個選自羥基、羧基及硫醇之官能基的芳族有機酸。a及b係不小於1及不大於3之整數。c係不小於0及不大於3之整數，其限制條件為a = b。由通式（4 )所表示之化合物可製備如下。首先，將經四取代之溴化鎖、芳族有機酸及鹼結合於有機溶劑中，並均勻混合以於溶液系統中產生芳族有機酸陰離子。接著加入水，以致可使由通式（4 )所表示之化合物沈殿。由通式（4 ) 14 312XP/發明說明書(補件)/94-09/941Π425 1361200 所表示之較佳的化合物為其中鍵結至磷之R 7、R 8、R 9及 R 1 0為苯基；A Η係於芳環中具有羥基之化合物，即為酚；及Α較佳為酚之陰·離子的化合物。璃酸甜菜验化合物包括由通式（5)所表示之化合物：

⑸

在通式（5)中，X為氫或具1至3個碳原子之烷基。Y為氫或經基。m及η為1至3之整數。由通式（5 )所表示之化合物可製備如下。首先，使作為第三膦之經三芳基取代之膦與重氮鹽彼此接觸。然後於經三芳基取代之膦與重氮鹽之重氮基之間進行重氮反應而得標的化合物。然而，對於上述方法並無限制。可使用於本具體例之固化加速劑（D )之量可為環氧樹脂組成物總量之不低於0 . 1重量％及不多於1重量％。當固化加速劑（D )之量太低時，會有無法使環氧樹脂組成物得到期望固化性程度的傾向。而當其太高時，會有環氧樹脂組成物之流動性會劣化的傾向。因此將固化加速劑（D )之量設為以上的範圍，以使環氧樹脂組成物的性質平衡優異。可使用於本具體例之矽烷偶合劑（Ε )可選自環氧基矽烧、胺基石夕烧、腺基夕烧及疏基石夕烧。然而，其可為，但不限於，任何可於環氧樹脂組成物與無機填料之間反應，以改良環氧樹脂組成物與無機填料之間之界面強度的化合 15 3 ] 2ΧΡ/發明說明書(補件)/94_09/941Π425 1361200

物。稍後提及之化合物（F )藉由與矽烷偶合劑（E )之增效作用而顯著改良黏度及流動性質。為藉由使用化合物（F )而得到充分的效果，矽烷偶合劑（E)係為必要。此等矽烷偶合劑 (E )可單獨或以兩者或兩者以上之组合使用。用於本具體例之矽烷偶合劑（E)之量可為環氧樹脂组成物總量之不低於 0.01重量％及不多於1重量％，以不低於0.05重量％及不多於0.8重量％較佳，不低於0.1重量％及不多於0.6重量％更佳。當矽烷偶合劑（E)之量太低時，會有無法充分得到與化合物（F )之增效作用的傾向。而當其太高時，會有環氧樹脂組成物變得更具吸水性的傾向。在任何情況中，利用環氧樹脂組成物封裝半導體晶片之耐焊性會劣化。因此將矽烷偶合劑（E)之量設為以上的範圍，以便可製得於封裝半導體晶片時顯現優異耐焊性的環氧樹脂組成物。含一芳環且其中環碳原子之至少兩相鄰碳原子連結至羥基之化合物（F )(稱為「化合物（F )」）視需要可包含除羥基外之取代基。化合物（F)可為由通式（6)所表示之單環化合物或由通式（7)所表示之多環化合物。

OH

R11 R12

在化學式（6)中，R11及R15之其中一者為羥基。換言之，一者為羥基，及另一者為氫、羥基或除羥基外之取代 312XP/發明說明書(補件)/94-09/94 ] 17425 16

1361200 基，諸如烷基。R12、R13及R14為氫、羥基或除羥基外之取代基。 R16 R17

R18 R19 ⑺

在化學式（7)中，R16及R22之其中一者為羥基。換言之，一者為羥基，及另一者為氫、羥基或除羥基外之取代基，諸如烷基。R17、R18、R19、R20及R21為氫、羥基或除羥基外之取代基。由通式（6)所表示之單環化合物之例子包括兒茶盼、五倍子盼、五倍子酸、五倍子酸S旨、及其衍生物。由通式（7) 所表示之多環化合物之例子包括 1 , 2 -二羥萘、2，3 -二羥萘及其衍生物。特定言之，由控制流動性及固化性之容易度的觀點來看，使用含一芳環且其中環碳原子之兩相鄰碳原子分別連結至羥基之化合物較佳。由揑合製程中之揮發作用的觀點來看，使用其中之核心環為萘環的化合物較佳，其可促進降低揮發性及重量穩定性。由該等觀點來看，化合物（F )可為，例如，含萘化合物諸如1 , 2 -二羥萘、2 , 3 -二經萘及其衍生物。化合物（F )可以兩者或兩者以上之组合使用。化合物（F )之量可為環氧樹脂組成物總量之不低於0 . 0 1 重量％，以不低於0. 0 1重量％及不多於1重量％較佳，不低 17 3 ] 2XP/發明說明書(補件)/94-09/941 ] 7425

1361200 於0 · 0 3重量％及不多於0 . 8重量％更佳，尤其係重量％及不多於0. 5重量％。當化合物（F )之量太無法藉由與矽烷偶合劑（E)之增效作用而得到其流動性質的傾向。而當其太高時，會有環氧樹固化反應受到抑制導致生成固化產物之物性劣為半導體晶片封包用之樹脂組成物之性能劣化此將化合物（F )之量設為以上的範圍，以使環氧之此等性質的平衡優異。雖然本具體例之環氧樹脂組成物包含以上的 (F )作為基礎成分，但若需要，其可視情況進一劑，包括脫模劑，例如，冬然躐諸如巴西掠櫊諸如聚乙烯蠟、高級脂肪酸及其金屬鹽諸如硬酸鋅、及石蝶；著色劑，例如，碳黑及紅色氧力添加劑，例如，聚石夕氧油及聚梦氧橡膠；及換劑，例如，水合氧化叙。本具體例之環氧樹脂組成物可經由於混合機溫度下將成分（A )至（F )及其他添加劑均勻混合適當裝置諸如加熱輥、捏合機或擠塑機熔融捏後研磨而製備得。為使用上述具體例之環氧樹脂組成物封包半以提供半導體裝置，可利用適當的模塑方法諸塑及注塑將組成物模塑及固化。 (實施例）本發明將藉由以下實驗實施例作說明，但本 312XP/發明說明書(補件)/94-09/941 ] 7U5 不低於0 . 0 5 低時，會有月望黏度或脂組成物之化，以致作的傾向。因樹脂組成物成分（A )至步包含添加堪，合成堪脂酸、硬脂化鐵；低應無機離子交中在環境，隨後使用合，冷卻然導體晶片如壓鑄、壓發明並不受 18 1361200 限於實施例。以下之混料率係以重量份數表示。 (實驗實施例1 ) 將下列成分於混合機中在環境溫度下混合：酚苯基芳烷基環氧樹脂（環氧當量為2 3 5 ;化學式（1 )中之「η」為4 · 0 ;熔點5 2 °C ) : 6 · 8份重量；

齡·聯苯芳烧基樹脂（Meiwa Kasei Co.， Ltd.， MEH-7851SS;羥基當量為203;化學式（2)中之「n」為2.5; 軟化點66°C ; R1為伸聯苯基，R2(0H)為酚，R3為氫，R4 為氫）：5 · 9份重量；球形煅製矽石（平均粒度3 0微米）：8 6 . 0份重量；三苯膦：0.2份重量； 7 -縮水甘油丙基-三曱氧石夕炫：0.6份重量； 2 , 3 -二羥萘：0 . 0 5份重量；巴西棕櫚蠟：0. 2份重量；及碳黑：0 . 3份重量，隨後利用加熱輥於8 0至1 0 0 °C下熔融捏合，冷卻然後研磨而得環氧樹脂組成物。如下評估所得之環氧樹脂組成物。評估結果示於表1。螺線流動；利用低壓壓鑄機器使用根據Ε Μ Μ I -卜6 6.之模具在以下條件下將實驗實施例1之環氧樹脂組成物模塑：溫度1 7 5 °C ，模塑壓力6 , 9 Μ P a及保壓時間1 2 0秒，然後測定螺線流動。螺線流動係流動性之參數。此參數愈大，則流動性愈佳。將所得值以「公分」表示。固4匕扭矩比：使用固4匕計（curastometer)(Orientec 19 312XP/發明說明書(補件)/94-09/94117425 1361200

Inc·, JSR Curastometer Type IVPS)，於在 175°C 之模具溫度下開始加熱後的9 0及3 0 0秒測定扭矩。然後計算固化扭矩比=(9 0秒後之扭矩）/( 3 0 0秒後之扭矩）。利用固化計測得之扭矩係熱剛性之參數。固化扭矩比愈大，則固化性愈佳。將所得值以「％」表示。

吸水係數：使用壓鑄機器，在以下條件下製備直徑5 0 毫米及厚度3毫米之模製產品：模具溫度1 7 5 °C ，注塑壓力7. 4 Μ P a及固化時間2分鐘，然後在1 7 5 °C下後固化8 小時。將所得之模製產品在溫度8 5 °C及相對濕度8 5 %之條件下增濕1 6 8小時。吸水係數係經由測量增濕過程中之重量變化而得。將所得值以「重量％」表示。阻燃性：在以下條件下製備厚度3 . 2毫米之供阻燃性用之試件：模具溫度1 7 5 °C ，注塑時間1 5秒，固化時間1 2 0 秒，及注塑壓力9 . 8 Μ P a，及根據U L 9 4之說明測試阻燃性。焊接過程中之耐龜裂性：使用低壓壓鑄機器，使經黏著尺寸6x6x0.30毫米之矽晶片之體尺寸14x14x1.4毫米之 1 0 0 p Q F P框（C u框）在以下條件下模塑：模具溫度1 7 5 °C ，注塑時間1 0秒，固化時間9 0秒，及注塑壓力9. 8 Μ P a。於在1 7 5 °C下後固化8小時後，使所得之模製產品在溫度 8 5 °C及相對濕度8 5 %之條件下增濕4 8小時，並在2 6 0 °C之最高溫度下連續三次經過IR回焊（reflow)(三次，每次在 2 5 5 °C或更高溫度下1 0秒）。然後使用掃描式超音波顯微鏡 (Scanning Accoustic Tomograph)檢查内部.龜裂及脫層 ° 基於在晶片與封包樹脂之間的脫層數目及1 0個封裝中之 3 ] 2XP/發明說明書(補件 >'94-09/94117425 20

1361200 内部龜裂進行評估。 (實驗實施例2至2 9 ) 根據表1及2中所示之摻混比，製備環氧樹脂組成物及如實驗實施例1中之說明評估。評估結果示於表1及2。除實驗實施例1中所使用成分外的成分如下。聯苯環氧樹脂（Japan Epoxy Resin Inc. ， YX4000H，炫點1 0 5 °C ;環氧當量1 9 1 ); S 分苯基芳烧基樹月旨（Mitsui Chemical Inc. ， XLC-4L， • 軟化點6 5 °C ;羥基當量1 6 5 ;化學式（2 )中之「η」為3 . 4 ; R1為伸苯基，R2(0H)為酚，R3為氫，R4為氫）；萘盼苯基芳烧基樹脂（Nippon Steel Chemical Co.， L t d · ，S N - 4 8 5，軟化點8 5 °C ;羥基當量2 1 0 ;化學式（2 ) 中之「n」為1.6; R1為伸苯基，R2(0H)為；S-萘酚，R3為氫，R4為氫）；紛盼酿型環氧型樹脂（Sumitomo Bakelite Co.， Ltd.， PR-HF-3 ；軟化點8 0 °C ;羥基當量1 0 5);、

毓丙基三曱氧矽烷； 1，8 -二吖雙環（5，4，0 )十一 -7 -烯（以下稱為「D B U」）；由化學式（8 )所表示之固化加速劑； ⑻ 由化學式（9 )所表示之固化加速劑； 0

21 3 ] 2XP/發明說明書(補件)/94-09/94117425 1361200 1，2 -二羥萘；兒茶酚；五倍子酚； 1，6 -二羥萘；及間苯二酚。

312XP/發明說明書(補件)/94-09/941〗7幻5 22

1361200

實驗實施例卜 <x> CO LO 〇 CO 〇〇 OO <35 CO cz> oa c> <N1 <=> CO <3> CH) 03 oo C£? c=> v-〇l o CO oo CO Οϊ LO 〇 cd CO CO cr> CO cz> oo CD CO CD CO O CO CD CO o' o 1 > o L〇 cn CO LO ο CO oo CN3 O CO cz> CO CZ> CO C? CO d CO oo 03 CO C£5 o o 1 o 呀 CD cd CD LO C3 cd oo CO 〇 CO CZ5 oo o 03 cz> CO CD CNI 05 oo CD CO t-H <3> ◦ 1 > cz> CO <35 CO <3^ LO o cd oo oo CD CO OO CSI o CO CD Oi CO ① CO C5 o 1 > o 03 CO LO c=> CO oo oo C3) CO d oa c=! CNI O’ CO <=> CD cn> CNI CO CO 1—H o o 1 > o 1 Η oo LO CD LO o oo oo oo CZ3 CO c=) CO CD OO C3 CO o 〇> oo 呀 r < C5 o 1 > o Ο τ '< cz? CJ5 oo 卜’ o oa oo oo CD CO o oa CD CO CD CO CD LO LO <35 LO in oa o o 1 > o Οϊ cd LO O cd oo csi CO CD oa <〇 CNJ CD CO CD oo 寸 CO CD τ—H o o 1 > CD οο CO CO CO CO CO CO 86. 0 oa cz> CO c=> (ΝΪ o oa C3> CO <=5 CO oa T1 1 < CD o <N1 <=> o 1 > ◦ 卜 oo cd r—Η cd O to oo oz <z> CO d oa c> OO ci CO C5 oo 03 oo oo LT5 <r> o 1 o CO LO 卜· CO LO CD CD OO CM C5 CO d CM o CNJ CO CO CD oo CD CO oo C=3 V-0 LO 卜· C3> c〇 CD CO OO OJ CD CO c=> CO <=> CD c<i CD CO CD LO CHI CNI CO CO c=> c 1 > o 寸 CO CD 卜 LO cz> CO oo CN1 c=) czJ CNI CZ5 oa C5 CO <o CM 0¾ CO CO 卜 CD o 1 > ◦ CO OO cd CT) LO C5 CO oo CNI <=> r-H CD* LO 〇· oa <=> CO d LO oo CO CO c=> ◦ > o CSJ 05 cd C75 LO <=) CO oo 03 CD CO o csa 〇 CO CD CO d o CT3 oo CD CO ci o 1 > <z> 1 < oo cd cn> LO CD cd oo CSI O CO c=> uo o o 03 CD CO c=> LO CD oo CD CO o o 1 > ◦ 酚苯基芳烷基環氧樹脂聯苯環氧樹脂酚聯笨芳烷基樹脂紛苯基芳坑基樹脂萘酚笨基芳烷基樹脂球形煅製矽石三笨膦 DBU 化學式（8)之固化加速劑化學式（9)之固化加速劑 7 -縮水甘油丙基三曱氧石夕烧 r -酼丙基三曱氧矽烷 2, 3-二羥萘 1, 2-二羥萘兒茶酚五倍子酚巴西棕櫚蠟碳黑螺線流動 <cm) 固化扭矩比（％) 吸水係數（％) 阻燃性 UL-94 焊接過程中之财龜裂性 n/10 U 1/(Φ8響顏齡/dxs 1361200

實驗實施例〇〇 CI5 卜’ CO <o CO 00 OO ο CO 〇 CNI CD CO CD CO s LO r—H o ◦ > 〇〇〇 CNI σ> CO CD cd ο CD 00 CO C5 CO 〇 CO C5 CO <=> CO 卜 (N1 oo 卜 <z> o ο 卜· C5 cd ο CO CO οα CO C5 CNI <zi CO d (Nl CO CD CO o o CD CD οα CD CD LO ο CO οο οα C3 CO CD oo c=> CNI C5 CO <=> oo 卜 CO CO CO 〇· CD > 〇 ΙΟ CNI CD cd 05 LO ο cd 00 οα c> CO CZ3 <NI C3> CNI 〇 CO C5 卜卜 CM CO CO 1—1 o CD > CD 寸 03 卜· i—H cd <ζ> CO 00 <Ν1 CS] C3 CSI 〇· CQ <o (N1 σ> CNI CO CO CD o > CO CO οα … CO cd ο CO 00 CM CD CO c? CO c> 卜 oo CD LO r—H o V-0 CO οα οα CD 〇-* o CO ο CD 00 οο d CO <=) οο CD C=> CNI CO CD LO CD 寸 CO to »—H c> > CD CO od LO ο cd 00 CNI d CO c? CN3 C=5 c>a CD CO <=> CM ο 寸 CO 卜 (N1 CD burnt OO cn> od o 寸· ο cd οο οα d CO o CM «〇 oa d CO CD οο 卜 CO 寸 CNI 〇· 1 > CO C75 CO CD CD CO ο CD οο oo O CO CD C<l 〇· CNI CD CO c=> ο 兮 t—Η LO in CT) C5 1 < 1 > m οο <3> 卜· CD CO ο CD οο oa <〇 CO CO OJ CT> CO cd 05 LO 05 CO c〇 T·^ o o 酚苯基芳烷基環氧樹脂聯苯環氧樹脂酚聯笨芳烷基樹脂酚酚醛型環氧型樹脂球形煅製矽石三苯膦 g 化學式（8)之固化加速劑化學式（9)之固化加速劑 7 -縮水甘油丙基三曱氧石夕院 2, 3-二羥萘 1，6-二經蔡間苯二酚巴西棕櫚蠟碳黑螺線流動（cm) 固化扭矩比（％) 吸水係數（°/〇阻燃性 UL-94 焊接過程中之耐龜裂性 n/10 艺 szw. 1146/(步楚)_&|慧變£1}^1 ε 1361200

實驗實施例1至1 7之所有環氧樹脂组成物皆顯現優異的流動性、固化性、低吸水性、阻燃性及焊接過程中之耐龜裂性。在未使用由通式（1 )所表示之環氧樹脂（A )的實驗實施例1 9中，環氧樹脂组成物顯現良好的流動性，及相對地，顯現低固化性及不足的阻燃性。此外，關於實驗實施例1 9，環氧樹脂組成物顯現高吸水性，因此其顯現不良的耐焊性。在未使用由通式（2 )所表示之酚系樹脂（B )的實驗實施例2 0中，環氧樹脂組成物顯現良好的固化性，及相對地，顯現低流動性及阻燃性。此外，關於實驗實施例2 0，環氧樹脂組成物顯現高吸水性，因此其顯現不良的耐焊性。此外，在未使用任何由通式（1 )所表示之環氧樹脂（A ) 及由通式（2 )所表示之酚系樹脂（B )的實驗實施例2 1中，環氧樹脂組成物顯現更差的低吸水性、阻燃性及焊接過程中之耐龜裂性。在未使用矽烷偶合劑（E )的實驗實施例2 3及 2 4中，環氧樹脂組成物對有機基板及金屬基板的黏著性質劣化，因此環氧樹脂組成物顯現不良的焊接過程中之耐龜裂性。在未使用包含一芳環，其中環碳原子之至少兩相鄰碳原子分別連結至羥基之化合物（F )，或該化合物（F )之量不足的實驗實施例18、22、23、25、26、27、28及29中，環氧樹脂組成物之流動性劣化，因此其極可能於封包半導體晶片時產生諸如布線變形及填補缺陷的問題。如前所述，使用本發明之環氧樹脂組成物可提供顯現流動性、固化性、阻燃性及焊接過程中之耐龜裂性之優異平衡的半導體裝置封裝。 25 312XP/發明說明書(補件)/94-09/94】】7425 1361200 本發明顯然並不受限於以上具體例，其可不脫離本發明之範圍及精神而進行修改及變化。

26 312XP/發明說明書(補件)/94-09/9411742 5

Claims

DEC - 2 2011 替換本 1361200 ___ 厂·· μ年*日修正替換頁十、申請專利範圍： 1. 一種半導體晶片封包用之樹脂組成物，其包含：由通式（1)所表示之環氧樹脂（A) ··

其中各R可彼此相同或不同，且代表氫或具4個或4個以下之碳原子的烴基；及η為一平均值，且代表1至5之正數；由通式（2 )所表示之酚系樹脂（Β ): OH ΟΗ ⑵ Η——R2———R1—C——R2v-Vh \VH2 \ H2 Vn R3 R4 R3 其中R1代表伸苯基、伸聯苯基或伸萘基；R2與OH基一起形成酚、α -萘酚或冷-萘酚結構；R 3及R 4分別係經引入至R2及R1中之基團，且各代表氫或具10個或10個以下之碳原子的烴基，且可彼此相同或不同；及η為一平均值，且代表1至10之正數；無機填料（C); 固化加速劑（D ); 矽烷偶合劑（Ε );及含一芳環之化合物（F )，其中環碳原子之至少兩相鄰碳 27 94117425

1361200 月I日修正替換頁原子分別連結至羥基。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體晶片封包用之樹成物，其中該化合物（F)之量不低於0.01重量％且不多重量％。 3. 如申請專利範圍第1項之半導體晶片封包用之樹成物，其中該矽烷偶合劑（E)之量不低於0.01重量％且於1重量％。 4. 如申請專利範圍第1項之半導體晶片封包用之樹成物，其中該化合物（F)包含一芳環，其中該環碳原子相鄰碳原子分別連結至羥基。 5. 如申請專利範圍第1項之半導體晶片封包用之樹成物，其中該化合物（F )之芳環為萘環。 6 ·如申請專利範圍第5項之半導體晶片封包用之樹成物，其中該化合物（F )包含一萘環，其中該萘環碳原兩相鄰碳原子分別連結至羥基。 7.如申請專利範圍第1項之半導體晶片封包用之樹成物，其中該無機填料（C)之量不低於80重量％且不J 92重量％。 8 . —種半導體裝置，其中利用申請專利範圍第1項導體晶片封包用之樹脂組成物封包半導體晶片。 94117425 脂組於1 脂組不多脂組之兩脂組脂組子之脂組 ►於之半 28