TWI599610B - 半導體封裝用環氧樹脂組合物及使用其之半導體裝置 - Google Patents

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Description

半導體封裝用環氧樹脂組合物及使用其之半導體裝置
本發明係關於一種半導體封裝用環氧樹脂組合物及使用其之半導體裝置，該半導體封裝用環氧樹脂組合物在高溫及高濕度條件下具有極佳可靠性且具有極佳連續可模製性。
迄今為止，自防止半導體元件免受外部環境因素影響且使得可處理半導體元件之角度考慮，藉由使用塑膠包裝(例如，熱可固化環氧樹脂組合物)封裝各種半導體元件來製造半導體裝置(例如電晶體、IC及LSI)。
對於半導體封裝用環氧樹脂組合物之一個重要要求係在高溫及高濕度條件下之可靠性。亦即，高溫或高濕度提供含於環氧樹脂組合物中之離子型雜質(例如氯離子)容易地發生運動之良好環境。出於此原因，半導體元件上之導線易於腐蝕，且習用半導體封裝用環氧樹脂組合物在高溫及高濕度條件下具有較差可靠性。含於環氧樹脂組合物中之離子型雜質(例如氯離子，其在高溫及高濕度條件下引起較差可靠性)係在環氧樹脂之產生過程中藉由酚與環氧鹵丙烷之縮水甘油基酯化形成。舉例而言，習用甲酚酚醛型環氧樹脂在溶劑中具有較高溶解度，從而可藉由使用水洗滌來進行純化。此使得可獲得具有較低氯含量(亦即較高純度)之環氧樹脂。與之相比，用於以較高程度填充無機填充劑之低黏度結晶環氧樹脂在溶劑中具有較低溶解度， 從而難以獲得高純度環氧樹脂(參見專利文件1)。
因此，為捕獲在高溫及高濕度條件下引起較差可靠性且含於環氧樹脂組合物中之離子型雜質，已提議使用諸如水滑石化合物、氧化鉍及氧化釔等離子清除劑(舉例而言，參見專利文件2、3及4)。
專利文件1：JP-A-2-187420
專利文件2：JP-A-11-240937
專利文件3：JP-A-9-157497
專利文件4：JP-A-9-169830
然而，在使用上述離子清除劑之情形下，使用離子清除劑會引起新問題，即對於連續可模製性具有不利效應，例如在模具上出現作為封裝材料之環氧樹脂組合物之黏附或在所形成包裝之表面上出現污跡。
針對該等情形作出本發明，且本發明目標係提供一種半導體封裝用環氧樹脂組合物及使用其之半導體裝置，該半導體封裝用環氧樹脂組合物不僅在高溫及高濕度條件下具有極佳可靠性，且亦具有極佳連續可模製性。
亦即，本發明係關於下列1至7項。
1.一種半導體封裝用環氧樹脂組合物，其包含下列組份(A)至(F)：(A)環氧樹脂；(B)酚樹脂；(C)固化加速劑； (D)無機填充劑；(E)水滑石化合物；及(F)含羧基蠟，其具有10 mg KOH/g至100 mg KOH/g之酸值。
2.如第1項之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中作為組份(A)之環氧樹脂係具有聯苯基團之環氧樹脂。
3.如第1或2項之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中作為組份(E)之水滑石化合物係由下列通式(1)所代表之化合物：[L2+ 1-xQ3+ x(OH)2]x+[(An-)x/n.mH2O]x- (1)其中L係二價金屬離子，Q係三價金屬離子，An-係n價陰離子，x滿足0.2x0.33，且m滿足0m3.5。
4.如第1至3項中任一項之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中作為組份(F)之蠟係氧化聚乙烯及長鏈脂肪酸之混合物。
5.如第1至4項中任一項之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中以佔環氧樹脂組合物整體之0.02重量%至2.0重量%之量含有組份(E)。
6.如第1至5項中任一項之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中以佔環氧樹脂組合物整體之0.02重量%至2.0重量%之量含有組份(F)。
7.一種半導體裝置，其包括使用如第1至6項中任一項之半導體封裝用環氧樹脂組合物封裝之半導體元件。
本發明者已實施深入研究以獲得除在高溫及高濕度條件 下之極佳可靠性外亦具有極佳連續可模製性之半導體封裝用材料。在研究過程中，發明者已深入研究連續可模製性降低之起因。因此，已確定，用作離子清除劑之水滑石化合物與經納入作為脫模劑之蠟反應形成某種反應產物，該反應產物導致在模具上出現封裝材料之黏附或在包裝表面上出現污跡。基於此發現，進一步實施研究。因此，已發現，在彼此組合地使用水滑石化合物(組份(E))作為離子清除劑且使用酸值在特定範圍內之含羧基蠟作為脫模劑時，上述蠟並不與水滑石化合物反應，此乃因其酸值屬於特定範圍內，從而使得不僅實現在高溫及高濕度條件下之極佳可靠性，且亦減少模具上封裝材料黏附之出現或減少包裝表面上污跡之出現以賦予亦關於連續可模製性之極佳性能，由此達成本發明。
如上所述，本發明提供一種半導體封裝用環氧樹脂組合物及使用其封裝之半導體裝置，該半導體封裝用環氧樹脂組合物含有水滑石化合物(組份(E))及特定蠟(組份(F))以及環氧樹脂(組份(A))、酚樹脂(組份(B))、固化加速劑(組份(C))及無機填充劑(組份(D))。出於此原因，環氧樹脂組合物不僅具有在高溫及高濕度條件下之極佳可靠性，且亦具有極佳連續可模製性。因此，使用本發明之半導體封裝用環氧樹脂組合物使得可以良好生產性產生具有高可靠性之半導體裝置。
此外，在使用具有聯苯基團之環氧樹脂作為環氧樹脂(組份(A))時，獲得改良可模製性及可靠性之更佳效應。
另外，在使用氧化聚乙烯及長鏈脂肪酸之混合物作為特定蠟(組份(F))時，阻抑封裝用樹脂(固化本體)之外觀劣化(亦即在包裝表面上出現污跡)之效應變得更為有效。
下文闡述用於實施本發明之實施例。
本發明之半導體封裝用環氧樹脂組合物(在下文中亦簡稱為「環氧樹脂組合物」)包含環氧樹脂(組份(A))、酚樹脂(組份(B))、固化加速劑(組份(C))、無機填充劑(組份(D))、水滑石化合物(組份(E))及特定蠟(組份(F))，且通常具有粉末形式、粒子形式或藉由將粉末製錠獲得之錠劑形式。
<A：環氧樹脂>
可使用各種樹脂作為環氧樹脂(組份(A))。其實例包含雙酚A型環氧樹脂、苯酚酚醛型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂及三苯基甲烷型環氧樹脂。該等環氧樹脂可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。在該等環氧樹脂中，自可靠性及可模製性之角度考慮，較佳使用向苯環中添加低碳烷基之聯苯型環氧樹脂或低吸濕性型環氧樹脂。對於該等環氧樹脂而言，彼等具有150至250之環氧當量及50℃至130℃之軟化點或熔點者較佳。
<B：酚樹脂>
與環氧樹脂(組份(A))組合使用之酚樹脂(組份(B))用作環氧樹脂(組份(A))之固化劑，且意指在其一個分子中具有兩個或更多個酚系羥基之所有單體、寡聚物及聚合物。其 實例包含苯酚酚醛樹脂、甲酚酚醛樹脂、聯苯型酚醛樹脂、三苯基甲烷型酚樹脂、萘酚酚醛樹脂、酚芳烷基樹脂及聯苯芳烷基樹脂。該等酚樹脂可單獨使用或以其兩種或更多種之組合形式使用。
較佳地以足以固化環氧樹脂(組份(A))之比例摻和環氧樹脂(組份(A))與酚樹脂(組份(B))，具體而言，該比例使得關於環氧樹脂(組份(A))中之一當量環氧基團之酚樹脂(組份(B))中之總羥基當量為0.6至1.2及更佳地0.7至1.0。
<C：固化加速劑>
可使用具有固化加速作用之各種化合物作為與環氧樹脂(組份(A))及酚樹脂(組份(B))組合使用之固化加速劑(組份(C))，且其實例包含磷化合物、基於胺之固化加速劑、四級銨鹽、咪唑及硼化合物。該等化合物可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。
磷化合物之具體實例包含膦化合物，例如有機膦，例如三苯基膦、二苯基(對甲苯基)膦、叁(烷基苯基)膦、叁(烷氧基苯基)膦、叁(烷基烷氧基苯基)膦、叁(二烷基苯基)膦、叁(三烷基苯基)膦、叁(四烷基苯基)膦、叁(二烷氧基苯基)膦、叁(三烷氧基苯基)膦、叁(四烷氧基苯基)膦、三烷基膦、二烷基芳基膦及烷基二芳基膦；該等膦化合物及有機硼之複合物；藉由向該等膦化合物中添加以下物質獲得之具有分子內極化之化合物：馬來酸酐、醌化合物(例如1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲 氧基-1,4-苯醌及苯基-1,4-苯醌)或具有一或多個(鍵之化合物(例如重氮苯基甲烷)；藉由以下方式獲得之具有分子內極化之化合物：使該等膦化合物與鹵化酚化合物(例如4-溴苯酚、3-溴苯酚、2-溴苯酚、4-氯苯酚、3-氯苯酚、2-氯苯酚、4-碘苯酚、3-碘苯酚、2-碘苯酚、4-溴-2-甲基苯酚、4-溴-3-甲基苯酚、4-溴-2,6-二甲基苯酚、4-溴-3,5-二甲基苯酚、4-溴-2,6-二-第三丁基苯酚、4-氯-1-萘酚、1-溴-2-萘酚、6-溴-2-萘酚及4-溴-4'-羥基聯苯)反應，隨後將其去鹵化氫；及四取代鏻鹽，例如四苯基硼酸四苯基鏻、四-對甲苯基硼酸四苯基鏻、硫代氰酸四苯基鏻、四苯基鏻二氰胺、乙酸四苯基鏻、四氟硼酸四苯基鏻、六氟銻酸四苯基鏻、四-對甲苯基硼酸對甲苯基三苯基鏻、四苯基硼酸四-對甲苯基鏻、四苯基硼酸四-對第三丁基苯基鏻及四苯基硼酸四-對甲氧基苯基鏻。
基於胺之固化加速劑之具體實例包含二氮雜雙環烯烴(例如1,5-二氮雜雙環[4.3.0]壬烷-5及1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯-7)之環狀脒化合物；其衍生物；環狀脒鎓鹽，例如其苯酚酚醛鹽；藉由向該等膦化合物中添加以下物質獲得之具有分子內極化之化合物：馬來酸酐、醌化合物(例如1,4-苯醌、2,5-甲苯醌、1,4-萘醌、2,3-二甲基苯醌、2,6-二甲基苯醌、2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌、2,3-二甲氧基-1,4-苯醌及苯基-1,4-苯醌)或具有一或多個(鍵之化合物(例如重氮苯基甲烷)；三級胺，例如吡啶、三乙胺、三乙二胺、苄基甲基胺、三乙醇胺、二甲基胺基乙醇及叁(二 甲基胺基甲基)苯酚；及其衍生物。
咪唑之具體實例包含2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑及2-十七烷基咪唑。
該等各種固化加速劑可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。
基於酚樹脂(組份(B))之重量，將固化加速劑(組份(C))之含量設定為較佳地1.0重量%至12.0重量%及更佳地3.0重量%至10.0重量%。
<D：無機填充劑>
對於與組份(A)至(C)組合使用之無機填充劑(組份(D))而言，可使用各種填充劑。其實例包含二氧化矽粉末(例如熔化二氧化矽粉末及結晶二氧化矽粉末)、氧化鋁粉末及滑石粉粉末。該等無機填充劑可以任一形式使用，例如呈壓碎、球形或研磨形式。該等無機填充劑可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。最重要地，較佳使用二氧化矽粉末，其中可減小所獲得固化產物之線性膨脹係數。在二氧化矽粉末中，就高填充能力及高流動性而言，尤佳使用球形熔化二氧化矽粉末。
另外，就改良之流動性而言，較佳使用具有5μm至40 μm之平均顆粒直徑之無機填充劑(組份(D))。對於自一定群體中隨機取出之量測試樣而言，可(例如)使用市售雷射繞射/散射粒徑分佈分析儀量測無機填充劑(組份(D))之平均顆粒直徑。
此外，將無機填充劑(組份(D))之含量較佳地設定為環氧樹脂組合物整體之70重量%至95重量%及尤佳地85重量%至92重量%。亦即，在無機填充劑(組份(D))之含量過小時，環氧樹脂組合物之黏度過低而往往會在模製時引起較差外觀(出現空隙)。同時，在其含量過大時，環氧樹脂組合物之流動性有所降低而往往會引起線流散及不完全填充。
<E：水滑石化合物>
與組份(A)至(D)組合使用之水滑石化合物(組份(E))係用作離子清除劑。水滑石化合物包含(例如)由下列通式(1)所代表之水滑石化合物：[L2+ 1-xQ3+ x(OH)2]x+[(An-)x/n.mH2O]x- (1)其中L係二價金屬離子，Q係三價金屬離子，An-係n價陰離子，x滿足0.2x0.33，且m滿足0m3.5。
在上式(1)中，L係二價金屬離子，且其具體實例包含Mg2+、Fe2+、Zn2+、Ca2+、Ni2+、Co2+及Cu2+。另外，Q係三價金屬離子，且其具體實例包含Al3+、Fe3+及Mn3+。此外，An-係n價陰離子，且其具體實例包含OH-、SO42-、CO3 2-及NO3-。
由上式(1)所代表之水滑石化合物展現高吸附能力，且對於降低在高溫及高濕度條件下之可靠性之氯離子具有高吸附能力。因此，其有助於改良在高溫及高濕度條件下之可靠性且此改良與其摻和量成正比。然而，在所摻和水滑石化合物之量過高時，連續可模製性有所降低。鑒於該等 特性，將所摻和水滑石化合物之量較佳地設定於環氧樹脂組合物整體之0.02重量%至2.0重量%及更佳地0.05重量%至0.5重量%。
另外，為減少吸附水且改良離子交換能力，可使用藉由在高溫下(例如，在約500℃下)燃繞由上述通式(1)所代表之水滑石化合物所獲得者。
自經濟效率及容易使用之角度考慮，此一水滑石化合物較佳係L係Mg2+、Q係Al3+且An-係CO3 2-之式(1)之化合物。滿足該式(1)之水滑石化合物之具體實例包含由Kyowa Chemical Industry Co有限公司製得之DHT-4A、DHT-4A-2、DHT-4C及DHT-4H及由Toagosei Co有限公司製得之IXE-700F。
<F：特定蠟>
與組份(A)至(E)組合使用之特定蠟(組份(F))係具有10 mg KOH/g至100 mg KOH/g之酸值之含羧基蠟，且使用(例如)具有上述特定酸值之基於氧化聚乙烯之蠟或長鏈脂肪酸。該等蠟可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。
本發明中所使用之含羧基蠟通常具有極性基團(包含羧基)及非極性基團(包含長碳鏈)，從而極性基團定向於樹脂固化產物側上且與之相反非極性基團定向於模製中之模具側上，由此用作脫模劑。
本發明中所使用具有特定酸值之基於氧化聚乙烯之蠟可為任一者，只要其滿足上述酸值，且其實例包含藉由低壓聚合製程產生之氧化聚乙烯、藉由高壓聚合製程產生之氧 化聚乙烯及氧化高密度聚乙烯聚合物。該等基於氧化聚乙烯之蠟可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。最重要地，就可脫模性而言，較佳使用高密度聚乙烯聚合物之氧化物。其具體實例包含由Clariant(日本)K.K製得之Licowax PED 136、153及521。
本發明中所使用長鏈脂肪酸之實例包含具有16個碳原子之十六烷酸(亦即，棕櫚酸)、具有17個碳原子之十七烷酸(亦即，珠光脂酸)、具有18個碳原子之十八烷酸(亦即，硬脂酸)、具有20個碳原子之二十烷酸(亦即，花生酸)、具有22個碳原子之二十二烷酸(亦即，山萮酸)、具有24個碳原子之二十四烷酸(亦即，木蠟酸)、具有26個碳原子之二十六烷酸(亦即，蠟酸)、具有27個碳原子之二十七烷酸(亦即，卡波西克酸(carboselic acid))、具有28個碳原子之二十八烷酸(亦即，褐煤酸)、具有30個碳原子之三十烷酸(亦即，蜂花酸)、具有32個碳原子之三十二烷酸(亦即，拉西羅克酸(laceroic acid))、具有33個碳原子之三十三烷酸(亦即，蠟蜜酸或普裏尼克酸(pricinic acid))、具有34個碳原子之三十四烷酸(亦即，格地酸(geddic acid))及具有35個碳原子之三十五烷酸(亦即，西普拉提酸(ceroplastic acid))。該等脂肪酸可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。最重要地，就滲漏性而言，較佳使用具有30或更多個碳原子之羧酸。其具體實例包含由Baker Hughes Incorporated製造之Unicid 700及550。
本發明中所使用之具有特定酸值之含羧基蠟(組份(F))之 滴點較佳為100℃至140℃及更佳為110℃至130℃。可藉由ASTM D127(2004)之方法來量測滴點。具體而言，以熔化蠟首次自金屬噴頭滴落時之溫度量測作為滴點。在下文中，可藉由類似方法來量測滴點。此外，在蠟(組份(F))之滴點在上述範圍內時，具有特定酸值之含羧基蠟(組份(F))具有極佳熱穩定性及極佳連續可模製性。此外，在滴點在上述範圍內時，在環氧樹脂組合物發生固化時之情形下，基於聚乙烯之蠟完全熔化，由此得到具有特定酸值之含羧基蠟(組份(F))存於樹脂固化產物中之近均勻分散液。出於此原因，具有特定酸值之含羧基蠟(組份(F))在樹脂固化產物之表面上之離析受到阻抑，此使得可減少模具上之污跡或減少其在模具上之黏附。
本發明中所使用之具有特定酸值之含羧基蠟(組份(F))之酸值需為10 mg KOH/g至100 mg KOH/g，及更佳為15 mg KOH/g至80 mg KOH/g。酸值可影響與樹脂固化產物之相容性。在酸值過小之情形下，污跡會降低連續可模製性，而在酸值過大之情形下，不僅出現污跡，而且蠟與上述水滑石化合物(組份(E))反應導致可靠性降低。附帶而言，量測酸值且表示為中和1 g蠟中所含游離脂肪酸所需之氫氧化鉀(KOH)之毫克(mg)數。
在本發明中所使用之特定蠟(組份(F))中，自阻抑樹脂固化產物之外觀劣化(形成污跡)之角度考慮，較佳組合使用基於氧化聚乙烯之蠟及長鏈脂肪酸。將在此情形中組合使用之基於氧化聚乙烯之蠟與長鏈脂肪酸之比率(基於氧化 聚乙烯之蠟/長鏈脂肪酸)較佳地設定於1/9至9/1及更佳地3/7至7/3(重量比率)。
特定蠟(組份(F))之含量較佳為環氧樹脂組合物整體之0.02重量%至2.0重量%、更佳地0.1重量%至1.0重量%及尤佳地0.1重量%至0.5重量%。
<其他各種添加劑>
在本發明之環氧樹脂組合物中，視需要，除組份(A)至(F)外，可適當地納入各種添加劑，例如矽烷偶合劑、阻燃劑、阻燃助劑、應力減小劑、顏料(例如碳黑)、著色劑及增黏劑。以適當地設定於並不損害本發明效應之範圍內之量來納入該等各種添加劑。
對於矽烷偶合劑而言，適宜地使用(例如)具有兩個或更多個烷氧基者。其具體實例包含3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基甲矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基甲矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基甲矽烷、γ-巰基丙基三甲氧基甲矽烷、γ-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基甲矽烷、γ-巰基丙基甲基二甲氧基甲矽烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基甲矽烷及六甲基二矽氮烷。該等矽烷偶合劑可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。
阻燃劑之實例包含酚醛型溴化環氧樹脂及金屬氫氧化物(例如氫氧化鎂)。對於阻燃助劑而言，使用(例如)三氧化二銻或五氧化二銻。該等阻燃助劑可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。
應力減小劑之實例包含丁二烯橡膠(例如丙烯酸甲酯-丁 二烯-苯乙烯共聚物及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物)及聚矽氧化合物。該等應力減小劑可單獨使用或以其兩種或更多種之組合使用。
可(例如)藉由下列程序產生本發明之半導體封裝用環氧樹脂組合物。亦即，藉由習用方法適當地摻和上述組份(A)至(F)及視情況一或多種其他添加劑，且使用捏合機例如(混合輥)在加熱狀態中熔融捏合。隨後，藉由在室溫下冷卻將經捏合混合物固化，且然後藉由已知方式進行粉碎，隨後視需要進行製錠。經由此一系列步驟，可產生期望環氧樹脂組合物。
<半導體裝置>
使用由此獲得之環氧樹脂組合物封裝半導體元件之方法並不特定限制，且可藉由已知模製製程(例如常用轉移模製)實施以獲得半導體裝置。亦可在並未經受上述製錠製程之情形下將粉碎至粒子狀態之粉末應用於壓製模製製程。由此獲得之半導體裝置包含諸如IC及LSI等半導體裝置。
實例
下文闡述實例以及對比實例。然而，本發明不應理解為限於該等實例。
首先，製備下列各別組份。
[環氧樹脂]
聯苯型環氧樹脂(由Japan Epoxy Resin Co.有限公司製得，YX-4000，環氧當量：192，熔點：105℃)
[酚樹脂]
聯苯芳烷基型酚樹脂(由Meiwa Plastic Industries有限公司製得，MH7851SS，羥基當量：203，軟化點：65℃)
[固化加速劑]
2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑(由Shikoku Chemicals公司製得)
[無機填充劑]
球形熔化二氧化矽粉末(平均顆粒直徑：13 μm)
[顏料]
碳黑
[阻燃劑]
氫氧化鎂
[矽烷偶合劑]
3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基甲矽烷
[水滑石化合物e1]
DHT-4A(由Kyowa Chemical Industry Co.有限公司製得)
[水滑石化合物e2]
DHT-4A-2(由Kyowa Chemical Industry Co.有限公司製得)
[水滑石化合物e3]
DHT-4C(由Kyowa Chemical Industry Co.有限公司製得)
[水滑石化合物e4]
DHT-4H(由Kyowa Chemical Industry Co.有限公司製得)
[水滑石化合物e5]
IXE-700F(由Toagosei Co有限公司製得)
[蠟f1](實例)
長鏈脂肪酸(由Baker Hughes Incorporated.製得，Unicid 700(滴點：110℃，酸值：63 mg KOH/g))
[蠟f2](實例)
長鏈脂肪酸(由Baker Hughes Incorporated.製得，Unicid 550(滴點：101℃，酸值：79 mg KOH/g))
[蠟f3](實例)
氧化聚乙烯蠟(由Clariant(日本)K.K.製得，Licowax PED 136，(滴點：111℃，酸值：60 mg KOH/g))
[蠟f4](實例)
氧化聚乙烯蠟(由Clariant(日本)K.K.製得，Licowax PED 153，(滴點：120℃，酸值：25 mg KOH/g))
[蠟f5](實例)
氧化聚乙烯蠟(由Clariant(日本)K.K.製得，Licowax PED 521，(滴點：105℃，酸值：17 mg KOH/g))
[蠟f6](對比實例)
長鏈脂肪酸(由Baker Hughes Incorporated.製得，Unicid 350(滴點：92℃，酸值：120 mg KOH/g))
[蠟f7](對比實例)
氧化聚乙烯蠟(由Toyo Petrolite Co.有限公司製得，Petrolite C-8500，(滴點：95℃，酸值：9 mg KOH/g))
[蠟f8](對比實例)
飽和醇(由Baker Hughes Incorporated.製得，Unilin 700
(滴點：105℃，酸值：0 mg KOH/g))
[蠟f9](對比實例)
聚乙烯蠟(由Clariant(日本)K.K.製得，Licowax PE 520，(滴點：120℃，酸值：0 mg KOH/g))
[實例1至15及對比實例1至4]
將下文所闡述表1至3中所展示之各別組份以相同表中所展示之比率進行摻和，並使用雙螺桿捏合機在100℃下熔融捏合2分鐘。然後，冷卻熔融產物且然後粉碎以獲得期望粉末狀環氧樹脂組合物。
使用實例及對比實例中由此獲得之每一環氧樹脂組合物，藉由下列方法量測其膠凝時間。另外，使用每一環氧樹脂組合物，根據下列方法評估其連續可模製性。另外，藉由下列方法評估每一環氧樹脂組合物在高溫及高濕度條件下之可靠性。此外，亦評估上述連續可模製性評估中之包裝污跡。該等結果展示於下文所闡述之表1至3中。
<膠凝時間>
將約0.1至0.5 g環氧樹脂組合物置於175℃下之熱平板上，且在使用直徑為1.5 mm之玻璃棒進行攪拌的同時使其熔化。將直至觀察不到樹脂裂痕之時間視為膠凝時間(秒)。考慮到可固化性，通常合適之膠凝時間為60 sec或更短。
[連續可模製性]
預先清潔模製模具。使用在實例及對比實例中所獲得之每一環氧樹脂組合物藉由轉移模製(模製溫度：175℃，且 模製時間：90秒)來封裝包裝，且重複此程序。計數模製射出次數直至環氧樹脂組合物黏附至模製模具(黏附)為止。然後，將發生黏附之模製射出定義為終止射出(stop shot)，且闡述其次數。
附帶而言，上述包裝包含球形陣列(BGA)基板(35 mm×35 mm×0.5 mm厚)及安裝於上面之半導體元件(10 mm×10 mm×0.3 mm厚)。
[高溫及高濕度條件下之可靠性]
在如上文所闡述製得之半導體裝置上，在130℃及85% RH之環境中實施HAST測試(不飽和加壓蒸汽測試：無偏壓)。在HAST測試之後量測其電阻值。在電阻值增加10%或更大時，將半導體裝置判定為較差(斷開)。將在HAST測試期間出現此斷開時之時間闡述為高溫及高濕度條件下之可靠性之壽命時間(hr)。
[包裝污跡]
在上述連續可模製性評估中，計數直至可以目測方式在包裝表面上確定污跡時之模製射出次數並加以闡述。
上述結果揭示，實例中之所有環氧樹脂組合物之膠凝時間皆較為合適，且亦獲得關於連續可模製性及高溫及高濕度條件下下之可靠性之極佳評估結果，此展示獲得亦具有極佳實用性之半導體封裝用環氧樹脂組合物。特定而言，在組合使用氧化聚乙烯蠟及長鏈脂肪酸作為蠟組份之實例6及7中，不僅環氧樹脂組合物在高溫及高濕度條件下之可靠性極佳，且亦獲得關於連續可模製性及包裝污跡評估之極佳結果。
與之相比，對比實例中使用酸值過小或過大而背離特定範圍之蠟之環氧樹脂組合物關於連續可模製性及包裝污跡 之評估顯著較差。因此，顯而易見，並未獲得具有極佳之連續可模製性及高溫及高濕度條件下之可靠性之環氧樹脂組合物。
儘管本文已參照具體實施例詳細闡述本發明，但熟習此項技術者應明瞭，可對其實施各種改變及修改，此並不背離本發明之精神及範圍。
附帶而言，本申請案係基於2011年11月18日提出申請之日本專利申請案第2011-252847號，且該案之內容以引用方式併入本文中。
本文所引用之全部參考文獻皆以全文引用之方式併入本文中。
本發明之半導體封裝用環氧樹脂組合物展現極佳連續可模製性及高溫及高濕度條件下之極佳可靠性，且可用作用於封裝各種半導體裝置之材料。

Claims (6)

  1. 一種半導體封裝用環氧樹脂組合物，其包括下列組份(A)至(F)：(A)環氧樹脂；(B)酚樹脂；(C)固化加速劑；(D)無機填充劑；(E)水滑石化合物；及(F)含羧基蠟，其為基於氧化聚乙烯之蠟及長鏈脂肪酸之混合物，上述含羧基蠟具有10mg KOH/g至100mg KOH/g之酸值及100℃至140℃之滴點。
  2. 如請求項1之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中作為該組份(A)之該環氧樹脂係具有聯苯基團之環氧樹脂。
  3. 如請求項1之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中作為該組份(E)之該水滑石化合物係由下列通式(1)所代表之化合物：[L2+ 1-xQ3+ x(OH)2]x+[(An-)x/n.mH2O]x- (1)其中L係二價金屬離子，Q係三價金屬離子，An-係n價陰離子，x滿足0.2x0.33，且m滿足0m3.5。
  4. 如請求項1之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中該組份(E)之含量係佔該環氧樹脂組合物整體之0.02重量%至2.0重量%。
  5. 如請求項1之半導體封裝用環氧樹脂組合物，其中該組份(F)之含量係佔該環氧樹脂組合物整體之0.02重量%至 2.0重量%。
  6. 一種半導體裝置，其包括使用如請求項1之半導體封裝用環氧樹脂組合物封裝之半導體元件。
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