TWI628230B - 半導體密封用樹脂組成物及具有其硬化物的半導體裝置與半導體裝置的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的目的是提供一種樹脂組成物,其可以形成即便在200℃以上的高溫下、例如200℃~250℃的高溫下長期放置而熱分解(重量減少)也少、且與CuLF或鍍Ag的密接性優異、且在高溫下具有良好的機械強度、且可靠性優異的硬化物。本發明提供一種組成物,其特徵在於含有:(A)1分子中具有2個以上氰氧基的氰酸酯化合物、(B)通式(2)所示的酚化合物、及(C)無機填充劑,(B)酚化合物中的酚性羥基相對於(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的莫耳比為0.1~0.4。

Description

半導體密封用樹脂組成物及具有其硬化物的半導體裝置與半導體裝置的製造方法
本發明是有關於一種半導體密封用樹脂組成物。詳細來說,是有關於一種可以形成在高溫下具有長期優異的熱穩定性、且在高溫下具有與Cu引線框架(Lead Frame,LF)或鍍Ag的優異的密接性及良好的機械強度的硬化物的樹脂組成物、及具有所述組成物的硬化物的半導體裝置。
另外,本發明是有關於一種提供在高溫下具有長期優異的熱穩定性,Cu引線框架(LF)、鍍Ag、或Cu線的腐蝕或遷移少,可靠性優異的半導體裝置的樹脂組成物、及具有所述組成物的硬化物的半導體裝置。
而且,本發明是有關於一種可以提供在高溫下具有長期優異的熱穩定性、且具有與Cu引線框架(LF)或鍍Ag的優異的密接性、可靠性優異的硬化物,並且轉注(transfer)成形性優異的組成物、及具有所述組成物的硬化物的半導體裝置。
近年來,半導體裝置迎來醒目的技術革新。智慧手機(smartphone)、平板電腦(tablet)等便攜資訊終端、通信終端中使用矽穿孔(through silicon via,TSV)技術,以便能高速地處理大容量資訊。在所述技術中,首先將半導體元件進行多層連接,並在8英寸或12英寸的矽仲介層(silicon interposer)中進行倒裝晶片(flip chip)連接。然後,連同搭載有多個經多層連接的半導體元件的仲介層,藉由熱硬化樹脂進行密封。將半導體元件上的不需要的硬化樹脂進行研磨後,進行分離而可以獲得薄型、小型、多功能且可以高速處理的半導體裝置。然而,在8英寸或12英寸的薄矽仲介層上的整個面塗布熱硬化樹脂進行密封時,由於矽與熱硬化性樹脂的熱膨脹係數的差異,而產生大的翹曲。若翹曲大,則無法應用於其後的研磨步驟或分離步驟,而成為大的技術課題。
另外,近年來,作為地球暖化對策,來自化石燃料的能量轉換等地球水準的環境對策取得進展。因此,混合動力車或電動汽車的生產台數增加。另外,中國或印度等新興國家的家用電氣設備中,作為節能對策而搭載變頻馬達(inverter motor)的機種也在增加。
混合動力車或電動汽車、變頻馬達中,發揮出將交流轉變為直流、將直流轉變為交流、或將電壓進行變壓的作用的功率半導體變得重要。然而,長年用作半導體的矽(Si)接近性能極限,難以期待飛躍性的性能提高。因此,使用碳化矽(SiC)、 氮化鎵(GaN)、金剛石等材料的下一代型功率半導體受到關注。例如,為了減少電力轉換時的損失,而要求功率金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)的低電阻化。但在當前主流的Si-MOSFET中,難以實現大幅的低電阻化。因此,使用作為帶隙寬(寬頻隙)的半導體的SiC的低損失功率MOSFET的開發取得進展。
SiC或GaN具有帶隙為Si的約3倍、破壞電場強度為10倍以上的優異的特性。另外,也有高溫工作(在SiC中存在650℃工作的報告)、高的導熱率(SiC與Cu並列)、大的飽和電子漂移速度等特徵。其結果是,若使用SiC或GaN,則可以降低功率半導體的接通電阻,並大幅削減電力轉換電路的電力損失。
功率半導體通常藉由利用環氧樹脂的轉注成形(transfer molding)、利用矽酮凝膠的灌注密封進行保護。最近,從小型、輕量化的觀點(特別是汽車用途)來看,利用環氧樹脂的轉注成形逐漸成為主流。但是,環氧樹脂是關於成形性、與基材的密接性、機械強度取得了優異的平衡的熱硬化樹脂,但在超過200℃的溫度下,會進行交聯點的熱分解,而擔心在對SiC、GaN所期待的高溫的工作環境下,發揮不了作為密封材料的作用(非專利文獻1)。
因此,作為耐熱特性優異的材料而一直在研究包含氰酸酯樹脂的熱硬化性樹脂組成物。例如,專利文獻1中記載有包含氰酸酯化合物、環氧樹脂、硬化催化劑的硬化性樹脂組成物, 並記載硬化物的硬化收縮性、耐熱性、電氣特性優異。專利文獻2中記載有含有氰酸酯化合物,選自酚化合物、三聚氰胺化合物及環氧樹脂的至少1種,以及無機填充劑的電子零件密封用樹脂組成物。專利文獻2中記載有所述組成物的玻璃轉移溫度高、且可以抑制電子零件裝置的翹曲。另外,專利文獻3中記載有包含具有特定結構的氰酸酯化合物、酚化合物、及無機填充劑的熱硬化性樹脂組成物。專利文獻3中記載有所述樹脂組成物的耐熱性優異,並具有高的機械強度。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平8-283409號公報
[專利文獻2]日本專利特開2011-184650號公報
[專利文獻3]日本專利特開2013-53218號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]《工業材料》2011年11月號(vol 59 No.11)
但是,現有的含有氰酸酯的樹脂組成物的耐熱性不充分,若在200℃以上的高溫下、例如200℃~250℃的高溫下長期放置,則存在以下問題:產生熱分解、或硬化物對CuLF或鍍Ag的密接性降低而產生裂紋等。因此,本發明鑒於所述情況,目的是提供一種樹脂組成物,其可以形成即便在200℃以上的高溫下、 例如200℃~250℃的高溫下長期放置而熱分解(重量減少)也少、且與CuLF或鍍Ag的密接性優異、且在高溫下具有良好的機械強度、可靠性優異的硬化物。
而且,本發明鑒於所述情況,目的是提供一種樹脂組成物,其可以形成即便在200℃以上、例如200℃~250℃的高溫下長期放置而熱分解(重量減少)也少、且與CuLF或鍍Ag的密接性優異的硬化物,且轉注成形性優異。
本發明者等人為瞭解決所述課題而努力研究,結果發現,藉由在含有氰酸酯化合物及無機填充劑的組成物中,調配具有特定結構的酚化合物,且將酚化合物相對於氰酸酯化合物的調配量設為特定的範圍內,而所得的硬化物可以具有優異的熱穩定性,且即便長時間暴露於高溫的工作環境下,也具有良好的機械強度,且可以維持與CuLF或鍍Ag的優異的密接性,從而完成了本發明。
即,本發明的第一發明是一種組成物,其特徵在於含有:(A)1分子中具有2個以上氰氧基的氰酸酯化合物;(B)下述通式(2)所示的酚化合物,[化1]
(式(2)中,R5及R6相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R7相互獨立地為下述任一種,
R4相互獨立地為氫原子或甲基,m為0~10的整數);以及(C)無機填充劑;並且(B)酚化合物中的酚性羥基相對於(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的莫耳比為0.1~0.4。
而且,本發明者等人發現,藉由在所述第一組成物中調配含有巰基丙基的烷氧基矽烷化合物,而可以大幅地提高金屬基板與硬化物的密接性。但是存在以下問題:若所述組成物在高溫下長期放置,則會將含有巰基丙基的烷氧基矽烷化合物氧化而 產生硫酸離子,因此金屬基板腐蝕而變色。
因此,本發明者等人為瞭解決所述問題而進一步努力研究,結果發現,通過在所述第一組成物中調配了含有巰基丙基的烷氧基矽烷化合物的組成物中,進一步一併調配在無機載體上載持有鉬酸金屬鹽的物質與類水滑石化合物(hydrotalcite-like compound),而可以抑制在高溫下長期放置時所產生的金屬基板的腐蝕,且可以維持硬化物對於金屬基板的優異的密接性,從而完成了本發明。
即,本發明的第二發明是一種組成物,其包含:(A)1分子中具有2個以上氰氧基的氰酸酯化合物;(B)下述通式(2)所示的酚化合物,
(式(2)中,R5及R6相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R7相互獨立地為下述任一種,[化4]-CH(CH3)-、-O-、-S-、-SO2-、
R4相互獨立地為氫原子或甲基,m為0~10的整數);(C)無機填充劑;(D)下述通式(3)所示的化合物;[化5]R8 d(R9O)(3-d)Si-C3H6-SH (3)
(式(3)中,R8及R9相互獨立地為碳數1~3的烷基,d為0~2的整數)
(E)在無機載體上載持鉬酸金屬鹽而成的物質;以及(F)類水滑石化合物及/或類水滑石化合物的煅燒物;並且(B)酚化合物中的酚性羥基相對於(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的莫耳比為0.1~0.4。
而且,本發明者等人對提高所述第一組成物的連續成形性進行了研究,結果發現,藉由在所述第一組成物中進一步調配酸值為30以下、且皂化值為150以下的脫模劑(其中,酸值小於5時皂化值為80以上、150以下,皂化值小於5時酸值為20 以上、30以下),而可以提高樹脂組成物的連續成形性,從而完成了本發明。
即,本發明的第三發明是一種組成物,其包含:(A)1分子中具有2個以上氰氧基的氰酸酯化合物;(B)下述通式(2)所示的酚化合物,
(式(2)中,R5及R6相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R7相互獨立地為下述任一種,
R4相互獨立地為氫原子或甲基,m為0~10的整數); (C)無機填充劑;以及(G)酸值為30以下、且皂化值為150以下的脫模劑(其中,酸值小於5時皂化值為80以上、150以下,皂化值小於5時酸值為20以上、30以下);並且(B)酚化合物中的酚性羥基相對於(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的莫耳比為0.1~0.4。
本發明的第一組成物可以提供即便在200℃以上的高溫下、例如200℃~250℃的高溫下長期放置而熱分解(重量減少)也少、與CuLF或鍍Ag的密接性優異、且在高溫下具有良好的機械強度的硬化物。因此,藉由本發明的組成物的硬化物進行密封的半導體裝置在高溫下具有長期可靠性。
本發明的第二組成物可以抑制在200℃以上、特別是200℃~250℃的高溫下長期放置時的金屬基板的變色,且即便在高溫下長期放置也可以維持CuLF或鍍Ag與硬化物的優異的密接性。另外,所得的硬化物在高溫下具有優異的機械強度。因此,藉由本發明的組成物的硬化物進行密封的半導體裝置在高溫下具有長期可靠性。
本發明的第三組成物可以提供即便在高溫下長期放置而熱分解(重量減少)也少、且與CuLF或鍍Ag的密接性優異的硬化物。因此,藉由本發明的組成物的硬化物進行密封的半導體裝置具有在高溫下的長期可靠性。另外,本發明的第三組成物由 於連續成形性優異,因此可以適宜用作轉注成形用材料。
以下,對本發明進行更詳細地說明。
(A)氰酸酯化合物
本發明的第一組成物、第二組成物、及第三組成物中,(A)成分為1分子中具有2個以上氰氧基的氰酸酯化合物。本發明中的氰酸酯化合物只要在1分子中具有2個以上氰氧基即可,可以使用通常公知的氰酸酯化合物。所述氰酸酯化合物例如可以由下述通式(1)表示。
(式(1)中,R1及R2相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R3相互獨立地為下述任一種。
[化9]
R4為氫原子或甲基,n為0~10的整數)
本發明的氰酸酯化合物例如可以列舉:雙(4-氰氧基苯基)甲烷、雙(3-甲基-4-氰氧基苯基)甲烷、雙(3-乙基-4-氰氧基苯基)甲烷、雙(3,5-二甲基-4-氰氧基苯基)甲烷、1,1-雙(4-氰氧基苯基)乙烷、2,2-雙(4-氰氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-氰氧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、二(4-氰氧基苯基)硫醚、1,3-二氰氧基苯及1,4-二氰氧基苯、2-第三丁基-1,4-二氰氧基苯、2,4-二甲基-1,3-二氰氧基苯、2,5-二-第三丁基-1,4-二氰氧基苯、四甲基-1,4-二氰氧基苯、1,3,5-三氰氧基苯、2,2'-二氰氧基聯苯或4,4'-二氰氧基聯苯、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二氰氧基聯苯、1,3-二氰氧基萘、1,4-二氰氧基萘、1,5-二氰氧基萘、1,6-二氰氧基萘、1,8-二氰氧基萘、2,6-二氰氧基萘、或2,7-二氰氧基萘、1,3,6-三氰氧基萘;1,1,1-三(4-氰氧基苯基)乙烷、雙(4-氰氧基苯基)醚;4,4'-(1,3-伸苯基二亞異丙基)二苯基氰酸酯、雙(4-氰氧基苯基)碸、三(4-氰氧基-苯基)膦、三(4-氰氧基苯基)磷酸酯、苯酚酚醛清漆型氰酸酯、甲酚酚醛清漆型氰酸酯、二環戊二烯酚醛清漆型氰酸酯、苯基芳烷基型氰 酸酯、聯苯芳烷基型氰酸酯、及萘芳烷基型氰酸酯等。所述氰酸酯化合物可以單獨使用1種或混合2種以上而使用。
所述氰酸酯化合物藉由使酚類與氯化氰在鹼性下反應而得。所述氰酸酯化合物可以根據其結構從軟化點為106℃的固形氰酸酯化合物至常溫下為液狀的氰酸酯化合物為止的具有寬廣特性的氰酸酯化合物中,根據用途進行適當選擇。例如在製造液狀環氧樹脂組成物時,優選使用常溫下為液狀的化合物,在溶解於溶劑而製成清漆時,優選根據溶解性或溶液黏度進行選擇。另外,在藉由轉注成形用於功率半導體密封用途時,優選選擇在常溫下為固體的化合物。
另外,氰氧基的當量小、即官能基間分子量小的組成物,可以獲得硬化收縮小、且低熱膨脹、高Tg的硬化物。氰氧基當量大的組成物,Tg稍有降低,但三嗪交聯間隔變為柔性,可以期待低彈性化、高強韌化、低吸水化。在氰酸酯化合物中鍵結或殘存的氯適宜為50ppm以下,更優選為20ppm以下。若氯的量超過50ppm,則在高溫下長期放置時因熱分解而遊離的氯或氯離子,將經氧化的Cu框架或Cu線、鍍Ag腐蝕,而有可能引起硬化物的剝離或電性不良。另外,有可能也降低樹脂的絕緣性。
(B)酚化合物
本發明的第一組成物、第二組成物、及第三組成物中,(B)酚化合物是在1分子中具有2個以上酚性羥基、並由下述通式(2)表示的酚化合物。
所述式中,R5及R6相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,m為0~10的整數。
所述式中,R7相互獨立地為下述任一種。
(所述式中,R4相互獨立地為氫原子或甲基)
本發明的第一組成物中,酚化合物不包括所述式(2)中R7為CH2的酚化合物(例如苯酚酚醛清漆樹脂)。R7為CH2的酚化合物存在以下擔憂:在高溫下長期放置時容易引起熱分解,且在銅引線框架與硬化物的介面產生剝離或裂紋。
所述式(2)所示的酚化合物可以列舉:雙酚F型樹脂、雙酚A型樹脂、苯酚芳烷基型樹脂、聯苯芳烷基型樹脂、萘芳烷基型樹脂。所述可以單獨使用1種,也可以併用2種以上。
本發明的第二組成物及第三組成物中,可以包括所述式(2)中R7為CH2的化合物(例如苯酚酚醛清漆樹脂)。但是所述組成物存在耐熱性差的擔憂、或因氰酸酯化合物與所述化合物的反應性過快而成形性差的擔憂。因此,特別優選在本發明的第二組成物及第三組成物中R7也為CH2以外。
以前,氰酸酯化合物的硬化催化劑使用金屬鹽、金屬錯合物等(日本專利特開昭64-43527號公報、日本專利特開平11-106480號公報、日本專利特表2005-506422號公報)。然而可以用作金屬鹽、金屬錯合物的是過渡金屬,過渡金屬類具有在高溫下促進有機樹脂的氧化劣化的擔憂。在本發明的組成物中,所述酚化合物發揮出作為氰酸酯化合物的環化反應的催化劑的功能。因此,無須使用金屬鹽及金屬錯合物。藉此可以進一步提高高溫下的長期保管穩定性。
另外,一分子中具有至少2個以上羥基的酚化合物可以期待作為將三嗪環連接的交聯劑。酚化合物與環氧化合物或胺化合物不同,藉由與氰酸酯化合物鍵結,而可以形成-C-O-Ar-所示的結構。所述結構與將氰酸酯化合物單獨硬化時所形成的三嗪環結構類似,因此可以期待進一步提高所得的硬化物的耐熱性。
另外,羥基當量小的酚化合物、例如羥基當量為110 以下的酚化合物,與氰氧基的反應性高。因此存在以下情況:在120℃以下將組成物熔融混練時進行硬化反應,而明顯損害流動,性,對於轉注成形而言不優選。因此,酚化合物特別優選羥基當量為111以上。
酚化合物的調配量是相對於氰氧基1莫耳而羥基為0.1莫耳~0.4莫耳的量。若酚化合物的量少於所述下限值,則氰氧基的反應不充分,而殘存未反應的氰氧基。殘存的氰氧基在高濕度環境下會遭受水解。因此,若在高溫高濕下放置,則會引起機械強度的降低、或與基材的密接力降低。另外,若酚化合物的量多於所述上限值,則硬化反應自低溫進行。因此,會損害組成物的流動性,而成形性變差。另外,所述酚化合物中的鹵素元素或鹼金屬等,在120℃、2氣壓下的萃取時,理想為10ppm、特別理想為5ppm以下。
(C)無機填充劑
本發明的第一組成物、第二組成物及第三組成物中,無機填充劑的種類並無特別限制,半導體密封用樹脂組成物的無機填充劑可以使用公知的無機填充劑。例如可以列舉:熔融二氧化矽、結晶性二氧化矽、白矽石(cristobalite)等二氧化矽類,氧化鋁、氮化矽、氮化鋁、氮化硼、氧化鈦、玻璃纖維、氧化鎂、及氧化鋅等。所述無機填充劑的平均粒徑或形狀只要根據用途進行選擇即可。其中,為了獲得接近矽的熱膨脹係數,優選熔融二氧化矽,形狀適宜為球狀。無機填充劑的平均粒徑優選為0.1μm~40μm, 更優選為0.5μm~15μm。所述平均粒徑例如能作為藉由雷射繞射法等的重量平均值(或中值徑)等而求出。
無機填充劑中,作為在120℃、2.1氣壓下在樣品5g/水50g的萃取條件下萃取的雜質,氯離子適宜為10ppm以下,鈉離子適宜為10ppm以下。若超過10ppm,則有藉由組成物密封的半導體裝置的耐濕特性降低的情況。
本發明中,無機填充劑的調配量可以設為組成物總體的60質量%~94質量%、優選設為70質量%~92質量%、更優選設為75質量%~90質量%。
為了增強樹脂與無機填充劑的鍵結強度,無機填充劑優選調配:藉由矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等偶合劑預先進行表面處理的無機填充劑。此種偶合劑優選使用:γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等環氧矽烷,N-β(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、咪唑與γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷的反應物、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷,γ-巰基矽烷、γ-環硫氧基丙基三甲氧基矽烷(γ-episulfidoxypropyltrimethoxysilane)等巰基矽烷等矽烷偶合劑。但在本發明的第二組成物中,可以使用藉由γ-巰基矽烷、γ-環硫氧基丙基三甲氧基矽烷等巰基矽烷進行表面處理的無機填充劑,但不太優選。此處,用於表面處理的偶合劑的調配量及表面處理方法並無特別限制。
第一組成物
本發明的第一形態是包含所述(A)成分~(C)成分的樹脂組成物。本發明的第一密封樹脂組成物中除了所述的(A)成分~(C)成分外,根據需要可以進一步調配:脫模劑、阻燃劑、離子捕捉劑、抗氧化劑、黏接賦予劑、低應力劑等各種添加劑。另外,密接性賦予劑可以使用所述的偶合劑。為了提高與金屬框架(frame)的密接性,巰基系矽烷偶合劑特別適宜。
脫模劑並無特別限制,可以使用公知的脫模劑。例如可以列舉:巴西棕櫚蠟(carnauba wax),米糠蠟(rice wax),堪地里拉蠟(candelilla wax),聚乙烯,氧化聚乙烯,聚丙烯,褐煤酸(montanic acid),褐煤酸與飽和醇、2-(2-羥基乙基胺基)-乙醇、乙二醇、甘油等的酯化合物即褐煤酸蠟,硬脂酸,硬脂酸酯,硬脂酸醯胺,伸乙基雙硬脂酸醯胺,乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物等。所述可以單獨使用1種或組合2種以上而使用。
阻燃劑並無特別限制,可以使用公知的阻燃劑。例如可以列舉:磷腈(phosphazene)化合物、矽酮化合物、鉬酸鋅載持滑石、鉬酸鋅載持氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鉬、及三氧化銻。
離子捕捉劑並無特別限制,可以使用公知的離子捕捉劑。例如可以列舉:水滑石類、氫氧化鉍化合物、稀土類氧化物等。
第二組成物
本發明的第二形態是除了所述(A)成分~(C)成分外還包含下述(D)成分~(F)成分的樹脂組成物。
(D)含有巰基丙基的烷氧基矽烷化合物
(D)成分為下述通式(3)所示的化合物。
[化12]R8 d(R9O)(3-d)Si-C3H6-SH (3)
所述式(3)中,R8及R9相互獨立地為碳數1~3的烷基,d為0~2的整數。所述含有巰基丙基的烷氧基矽烷化合物例如可以列舉:3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、及3-巰基丙基甲基二乙氧基矽烷等。
本發明的第二組成物藉由含有所述式(3)所示的含有巰基丙基的烷氧基矽烷化合物,而大幅地提高Cu合金引線框架、鍍Ag、鍍Au、及鍍NiPdAu等金屬基板與硬化物的密接性。相對於(A)成分及(B)成分的合計100重量份,(D)成分的調配量為0.3重量份~1.0重量份,優選為0.4重量份~0.8重量份。若(D)成分的量少於所述下限值,則有金屬基板與硬化物的密接性不足的可能性。另外,即便(D)成分的量超過所述上限值,密接性也不會進一步提高,因此經濟上不優選。
(E)鉬酸金屬鹽載持物質
(E)成分是在無機載體上載持鉬酸金屬鹽而成的物質。(E) 成分具有:將組成物的pH值從酸性變為偏中性的效果、及抑制或捕捉源自引線框架或鍍敷的Cu離子或Ag離子的遊離的效果。本發明的第二組成物的特徵在於:將(E)成分與下述所記載的(F)成分一起調配。藉此,可以抑制將藉由密封樹脂組成物的硬化物而密封的裝置在高溫下長期放置時所產生的金屬框架的腐蝕,且可以在高溫下維持硬化物與金屬框架的優異的密接性。
載持鉬酸金屬鹽的無機載體可以使用:作為所述(C)無機填充劑而列舉的無機載體。例如可以列舉:熔融二氧化矽、結晶性二氧化矽等二氧化矽類,滑石、氧化鋅、氧化鋁、氮化矽、氮化鋁、氮化硼、氧化鈦、玻璃纖維等。所述無機載體可以與所述(C)成分相同,也可以不同。特別優選為二氧化矽、滑石、氧化鋅。
鉬酸金屬鹽可以使用:鉬酸鋅、鉬酸鈣、鉬酸鍶、鉬酸鋇、或所述的混合物。另外,可以在鉬酸金屬鹽中組合鋅、鈣、鍶、鋇等金屬的氧化物。優選為鉬酸鋅。在無機載體上載持鉬酸鋅而成的物質例如可以列舉:宣偉(SHERWIN-WILLIAMS)公司的凱姆伽德(KEMGARD)系列。
相對於無機載體的總量,無機載體上所載持的鉬酸金屬鹽的量優選為5質量%~40質量%、特別優選為10質量%~30質量%。若鉬酸金屬鹽的含量過少,則有無法獲得充分的效果的情況,另外,若鉬酸金屬鹽的含量過多,則有成形時的流動性、硬化性降低的情況。
相對於(A)成分及(B)成分的合計100重量份,(E)成分的添加量優選設為3重量份~30重量份,更優選設為5重量份~20重量份。在(E)成分的量小於所述下限值時,無法充分獲得效果。另外,在添加(E)成分的量超過所述上限值時,有引起流動性降低的情況。
(F)類水滑石化合物
(F)成分是類水滑石化合物及/或類水滑石化合物的煅燒物。所謂類水滑石化合物,例如為下述組成式所示的層狀雙氫氧化物,發揮出作為陰離子交換體的功能。
[M2+ 1-xM3+ x(OH)2]x+[(An- x/n)‧mH2O]x-
所述式中,M2+為Mg2+、Ca2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Mn2+等2價金屬離子,M3+為Al3+、Fe3+、Cr3+等3價金屬離子,An-為OH-、Cl-、CO3 2-、SO4 2-等n價陰離子。x為大於0的數,特別是0.10~0.50、尤其是0.20~0.33,m為0或大於0的數,特別是0~10、尤其是0~4。類水滑石化合物的煅燒物例如為可以由通式M2+ 1-xM3+ xO1+x/2(x為正數)表示的雙氧化物。另外,本發明的(F)成分也可以使用:Mg3ZnAl2(OH)12CO3.wH2O、Mg3ZnAl2(OH)12CO3等鋅改性水滑石系化合物(w為實數)。
類水滑石化合物及類水滑石化合物的煅燒物具有陰離子交換功能。因此具有如下效果:可以捕捉藉由(D)成分的氧化 而產生的硫酸離子,藉此防止Cu引線框架或鍍Ag的硫化或腐蝕。另外,如上所述般,藉由將(F)成分與(E)成分一起使用,而可以極有效地防止Cu、Ag的腐蝕或遷移等問題。
本發明的(F)成分優選為下述通式(4)所示的水滑石化合物及/或所述水滑石化合物的煅燒物。
MgaAlb(OH)cCO3.nH2O (4)
所述式(4)中,a、b、及c為滿足2a+3b-c=2的大於0的數,n為滿足0≦n≦4的數。
所述式(4)所示的水滑石化合物例如可以列舉:Mg4.5Al2(OH)13CO3.3.5H2O、Mg4.5Al2(OH)13CO3、Mg4Al2(OH)12CO3.3.5H2O、Mg6Al2(OH)16CO3.4H2O、Mg5Al2(OH)14CO3.4H2O、Mg3Al2(OH)10CO3.1.7H2O等。市售品可以列舉:商品名“DHT-4A”、“DHT-6”、“DHT-4A-2”(均為協和化學工業公司製造)等。
相對於(A)成分及(B)成分的合計100重量份,(F)成分的調配量優選設為1重量份~10重量份、更優選設為2重量份~8重量份。若(F)成分的量少於所述下限值,則無法充分獲得效果。另外,在(F)成分的添加量超過所述上限值時,有引起硬化性或密接性降低的情況。
本發明的第二密封樹脂組成物中,根據需要可以進一 步調配:脫模劑、阻燃劑、抗氧化劑、黏接賦予劑、低應力劑、(D)成分以外的偶合劑等各種添加劑。
脫模劑並無特別限制,可以使用公知的脫模劑。例如可以列舉:巴西棕櫚蠟、米糠蠟、堪地里拉蠟、聚乙烯、氧化聚乙烯、聚丙烯、褐煤酸、褐煤酸與飽和醇、2-(2-羥基乙基胺基)-乙醇、乙二醇、甘油等的酯化合物即褐煤酸蠟、硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醯胺、伸乙基雙硬脂酸醯胺、乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物等。所述可以單獨使用1種或組合2種以上而使用。
(D)成分以外的偶合劑可以將:γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等環氧矽烷,N-β(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、咪唑與γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷的反應物、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷等矽烷偶合劑單獨使用1種,或組合2種以上而使用。
阻燃劑並無特別限制,可以使用公知的阻燃劑。例如可以列舉:膦腈化合物、矽酮化合物、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鉬、及三氧化銻。
第三組成物
本發明的第三形態是除了所述(A)成分~(C)成分外還包含下述(G)成分的樹脂組成物。
(G)脫模劑
本發明的第三組成物中所用的(G)成分是酸值為30以下、且皂化值為150以下的脫模劑。酸值優選為10~25。另外,皂化值優選為70~140,更優選為70~100。酸值及皂化值的任一個可以為0。但需要在酸值小於5時,皂化值為80以上、150以下,優選為100以上、150以下,在皂化值小於5時,酸值為20以上、30以下,優選為25以上、30以下。酸值及皂化值均過小的脫模劑由於與樹脂的相溶性過佳,因此無法發揮出充分的脫模效果(即連續成形性),而不優選。另外,若酸值、皂化值過大,則有硬化物表面的滲出嚴重而外觀不良的情況。特別是若皂化值超過所述上限值,則有脫模劑在室溫下並非為固形而是液體(潤滑油)的擔憂。若將此種脫模劑添加至組成物中進行成形,則有隨時間經過而滲出而損害硬化物的外觀的擔憂,因此不優選。
(G)脫模劑例如可以列舉:巴西棕櫚蠟,米糠蠟,氧化聚乙烯,褐煤酸,褐煤酸與飽和醇、2-(2-羥基乙基胺基)-乙醇、乙二醇、或甘油等的酯化合物等蠟,硬脂酸,硬脂酸酯,乙烯與乙酸乙烯酯的共聚物等,所述可以單獨使用1種,也可以組合2種以上而使用。其中,優選氧化聚乙烯、或脂肪酸酯。脫模劑的調配量為組成物總體的0.3質量%~1.5質量%,優選為0.35質量%~0.8質量%,更優選為0.35質量%~0.5質量%。
本發明的第三密封樹脂組成物中,根據需要可以進一步調配:阻燃劑、離子捕捉劑、抗氧化劑、黏接賦予劑、低應力劑等各種添加劑。另外,密接性賦予劑可以使用所述的偶合劑。 為了提高與金屬框架的密接性,巰基系矽烷偶合劑特別適宜。
阻燃劑並無特別限制,可以使用公知的阻燃劑。例如可以列舉:膦腈化合物、矽酮化合物、鉬酸鋅載持滑石、鉬酸鋅載持氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鉬、及三氧化銻。
離子捕捉劑並無特別限制,可以使用公知的離子捕捉劑。例如可以列舉:水滑石類、氫氧化鉍化合物、稀土類氧化物等。
本發明的組成物的製造方法並無特別限制。例如可以藉由以下方式獲得:一邊根據需要同時或分開對所述(A)成分~(C)成分、所述(A)成分~(F)成分、或所述(A)成分~(C)成分及(G)成分施加加熱處理,一邊進行攪拌、溶解、混合、分散,並根據情況在所述的混合物中添加其他添加劑進行混合、攪拌、分散。混合等所使用的裝置並無特別限定,可以使用:具備攪拌、加熱裝置的擂潰機、二輥、三輥、球磨機、連續擠出機、行星混合機、質量對撞機(mass collider)等。也可以適當組合所述裝置而使用。
本發明的組成物有效用於電晶體型、模組型、雙列直插式封裝(Dual In-line Package,DIP)型、小外形(Small Outline,SO)型、扁平封裝(flat pack)型、球柵陣列(Ball Grid Array)型等半導體封裝。本發明的組成物的成形只要遵從以前以來所採用的成形法即可。例如可以利用:轉注成形、壓縮成形、射出成形、澆鑄法等。特別優選為轉注成形。本發明的組成物的成形溫 度理想為在160℃~190℃下為45秒鐘~180秒鐘,後固化(post cure)理想為在170℃~250℃下為2小時~16小時。
本發明的第一組成物可以提供在200℃以上的高溫下、特別是200℃~250℃的高溫下長期放置時的熱分解(重量減少)少、與CuLF或鍍Ag的密接性優異、在高溫下具有良好的機械強度的硬化物。因此,藉由本發明的第一組成物的硬化物進行密封的半導體裝置可以具有高溫下的長期可靠性。另外,可以與以前通常用作轉注成形材料的環氧樹脂組成物同樣地用於裝置,且可以使用同樣的成形條件。而且生產性也優異。
本發明的第二組成物在200℃以上、特別是200℃~250℃的高溫下長期保管時的熱分解(重量減少)少。並且,即便在高溫下長期放置也可以維持與CuLF或鍍Ag的優異的密接性,且可以有效地抑制金屬框架的腐蝕。因此,藉由本發明的第二組成物的硬化物進行密封的半導體裝置可以具有高溫長期可靠性。另外,可以與以前通常用作轉注成形材料的環氧樹脂組成物同樣地用於裝置,且可以使用同樣的成形條件。而且生產性也優異。
本發明的第三組成物可以提供在200℃以上、特別是200℃~250℃的高溫下長期放置時的熱分解(重量減少)少、與CuLF或鍍Ag的密接性優異的硬化物。因此,藉由本發明的第三組成物的硬化物進行密封的半導體裝置可以具有高溫下的長期可靠性。而且,本發明的第三組成物由於連續成形性優異,因此可以特別適宜用作轉注成形材料。
[實施例]
以下,表示實施例及比較例,對本發明更詳細地說明,但本發明並不限於下述實施例。另外,各例中的份均為質量份。
[實施例及比較例]
以表1~表4所示的組成調配下述所示的各成分,藉由高速混合機均勻地混合後,藉由加熱二輥均勻地混練、冷卻後進行粉碎,藉此獲得樹脂組成物。
[第一組成物、第二組成物、及第三組成物中所使用的成分(A)~成分(C)]
(A)氰酸酯化合物
(a)下述式(5)所示的氰酸酯化合物(普利馬賽特(Primaset)PT-60、日本龍沙(Lonza Japan)股份有限公司製造、氰氧基當量為119)
(n=0~10的混合物)
(b)下述合成例1中所得的氰酸酯化合物
[合成例1]
將100g的酚化合物MEH-7851SS(明和化成製造)溶解於600g的乙酸丁酯中。將其溶液冷卻至約-15℃,並導入32g的氣體狀氯化氰。接著,歷時約30分鐘在攪拌下滴加添加50g的三乙基胺,其間,溫度保持為-10℃以下。在所述溫度下進一步保持30分鐘後,停止冷卻而將反應混合物過濾。繼而將濾液通至離子交換體填充管柱。接著,在減壓下、在浴溫度為70℃下除去溶劑,然後使用流下膜型蒸發器,在1mbar、130℃下除去揮發性雜質(包含溶劑的殘留物、遊離的三乙基胺、二乙基氰醯胺)。所得的產物為下述式(6)所示的氰酸酯化合物(氰氧基當量為208)。
(n=0~10的混合物)
(B)酚化合物
(c)下述式(7)所示的酚化合物(MEH-7800SS、明和化成製造、酚性羥基當量為175)
[化15]
(n=0~10的混合物)
(d)下述式(8)所示的酚化合物(MEH-7851SS、明和化成製造、酚性羥基當量為203)
(n=0~10的混合物)
(e)比較例用酚化合物
.下述式(9)所示的酚化合物(TD-2131、大日本油墨化學(Dainippon Ink and Chemicals,DIC)製造、酚性羥基當量為110)
(n=0~10的混合物)
(C)無機填充劑
(f)平均粒徑為15μm的熔融球狀二氧化矽(龍森製造)
[第一組成物中所使用的其他成分]
.三苯基烷烴型環氧樹脂(EPPN-501H、日本化藥製造、環氧當量為165)
.甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(艾比克隆(EPICLON)N670、大日本油墨化學製造、環氧當量為200)
.二羥甲基三聚氰胺樹脂(S-176、日本碳化物(Nippon Carbide)製造)
.巴西棕櫚蠟(TOWAX-131、東亞化成製造)
.矽烷偶合劑:3-巰基丙基三甲氧基矽烷(KBM-803、信越化學工業株式會社製造)
.咪唑(四國化成公司製造)
[第二組成物中所使用的成分(D)~成分(F)及其他成分]
(D)含有巰基丙基的烷氧基矽烷化合物
(g)3-巰基丙基三甲氧基矽烷:(CH3O)3-Si-C3H6-SH
(E)成分
(h)鉬酸鋅載持氧化鋅(凱姆伽德(KEMGARD)-911B、宣偉(SHERWIN-WILLIAMS)製造)
(i)鉬酸鋅載持滑石(凱姆伽德(KEMGARD)-911C、宣偉(SHERWIN-WILLIAMS)製造)
(F)類水滑石化合物
(j)Mg6Al2(CO3)(OH)16.4H2O的煅燒品(DHT-4A-2、協和化學製造)
其他成分
.三苯基烷烴型環氧樹脂(EPPN-501H、日本化藥製造、環氧當量為165)
.巴西棕櫚蠟(TOWAX-131、東亞化成製造)
.咪唑(四國化成公司製造)
[第三組成物中所使用的成分(G)及其他成分]
(G)脫模劑
(k)脫模劑1:酸值為25、皂化值為0的氧化聚乙烯(里科蠟PED-522(Licowax PED-522)、科萊恩(Clariant)公司製造)
(l)脫模劑2:酸值為10、皂化值為85的脂肪酸酯(TOWAX-131、東亞化成股份有限公司製造)
(m)脫模劑3:酸值為25、皂化值為140的脂肪酸酯(ITO-WAX TP NC-133、伊藤製油股份有限公司製造)
.比較例用脫模劑
(n)脫模劑4:酸值為0、皂化值為0的聚乙烯(Licowax PE-522、科萊恩公司製造)
(o)脫模劑5:酸值為86、皂化值為0的聚丙烯與順丁烯二酸酐共聚物(艾萊克托爾D121-41(Elector D121-41)、日產化學工業股份有限公司製造)
其他成分
.下述式(10)所示的環氧樹脂化合物(NC-3000、日本化藥製造、環氧當量為272)
(n=0~10的混合物)
.矽烷偶合劑:3-巰基丙基三甲氧基矽烷(KBM-803、信越化學工業株式會社製造)
.咪唑(四國化成公司製造)
第一組成物的評價
對實施例1-1~實施例1-5及比較例1-1~比較例1-7的各組成物進行以下的評價試驗。將結果表示於下述表1及表2。
[螺旋流動]
使用依據微光顯微鏡(Emission Microscope,EMMI)標準的模具,在175℃、6.9N/mm2、成形時間為180秒鐘的條件下進行測定。
[高溫下保管時的重量變化]
在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注 成形,接著在180℃下進行4小時的後固化,藉此獲得10mm×100mm×4mm的試驗片。將試驗片在250℃烘箱中保管500小時,測定重量減少率。
[與經鍍Ag的CuLF的密接性確認]
使用晶粒焊盤(die pad)部(8mm×8mm)及打線接合部經鍍Ag的Cu合金(奧林(Olin)C7025)製100針(pin)四面扁平封裝(Quad Flat Package,QFP)引線框架,在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注成形。接著,在180℃下進行4小時的後固化。藉由引線框架切割機將連桿(tie bar)切斷,而獲得20mm×14mm×2.7mm的QFP封裝。
將12個所述封裝在250℃烘箱中保管500小時,保管後藉由目視來確認封裝有無裂紋。另外,使用超聲波探傷裝置觀察有無內部裂紋及與引線框架的剝離。將產生了裂紋或剝離的封裝的個數記載於表中。
[玻璃轉移溫度]
在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注成形,接著在250℃下進行4小時的後固化,藉此獲得5mm×5mm×15mm的試驗片。以5℃/分鐘的升溫速度對試驗片測定尺寸變化(理學(Rigaku)TMA8310),由50℃~100℃的切線與270℃~290℃的切線的交點求出玻璃轉移點。
[彎曲強度、彎曲彈性模量]
依據JIS-K6911,在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的 條件下進行轉注成形,接著在180℃下進行4小時的後固化,藉此獲得10mm×100mm×4mm的試驗片。將試驗片在250℃烘箱內放置3分鐘後,藉由自動繪圖試驗機(島津製作所製造)進行3點彎曲,並測定彎曲強度及彎曲彈性模量。
[成形性]
將80針QFP(14mm×20mm×2.7mm)在175℃×120秒鐘、6.9MPa下進行20次射出成形,觀察在模具上貼附、或直至產生捲曲及流道(runner)彎折為止的射出數。
酚性羥基相對於氰酸酯化合物的氰氧基的莫耳比不滿足本發明的範圍的組成物、及由使用苯酚酚醛清漆樹脂的組成物而得的硬化物,在250℃下放置500小時之時的重量減少率大。另外,將所述硬化物在高溫下長時間放置後,在與銅引線框架的介面產生剝離及裂紋。相對於此,本發明的第一組成物在250℃下放 置500小時也無重量減少,在高溫下長時間放置也未產生剝離或裂紋。另外,本發明的第一組成物的連續成形性、高溫下的機械強度也優異。
第二組成物的評價
對實施例2-1~實施例2-7及比較例2-1~比較例2-4的各組成物進行以下的評價試驗。將結果表示於下述表3。
[CuLF的腐蝕確認]
將Cu合金(奧林(Olin)C7025)製100針QFP引線框架(晶粒焊盤部)在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注成形,接著在180℃下進行4小時的後固化。藉由引線框架切割機將連桿切斷,而獲得20mm×14mm×2.7mm的QFP封裝。
將所述封裝在225℃烘箱中保管1000小時。保管後對密封樹脂進行機械性破壞,並觀察內部的晶粒焊盤部有無變色。
[鍍Ag的腐蝕確認]
使用晶粒焊盤部(8mm×8mm)及打線接合部經鍍Ag的Cu合金(奧林(Olin)C7025)製100針QFP引線框架,在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注成形,接著在180℃下進行4小時的後固化。藉由引線框架切割機將連桿切斷,而獲得20mm×14mm×2.7mm的QFP封裝。
將所述封裝在225℃烘箱中保管1000小時。保管後對密封樹脂進行機械性破壞,並觀察內部的鍍Ag晶粒焊盤部有無變色。
[與經鍍Ag的CuLF的密接性確認]
使用晶粒焊盤部(8mm×8mm)及打線接合部經鍍Ag的Cu合金(奧林(Olin)C7025)製100針QFP引線框架,在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注成形,接著在180℃下進行4小時的後固化。藉由引線框架切割機將連桿切斷,而獲得20mm×14mm×2.7mm的QFP封裝。
將12個所述封裝在225℃烘箱中保管1000小時。保管後使用超聲波探傷裝置,觀察有無內部裂紋及與引線框架的剝離。將產生裂紋或剝離的封裝的個數記載於表中。
[彎曲強度、彎曲彈性模量]
依據JIS-K6911,在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注成形,接著在180℃下進行4小時的後固化,藉此獲得10mm×100mm×4mm的試驗片。
將試驗片在250℃烘箱內放置3分鐘後,藉由自動繪圖儀試驗機(島津製作所製造)進行3點彎曲,並測定彎曲強度及彎曲彈性模量。
在不含有鉬酸金屬鹽載持物質或類水滑石化合物的任一種的組成物中,在高溫下長期放置時無法抑制金屬框架的變色,並且在金屬框架與硬化物的介面產生剝離。相對於此,藉由本發明的第二組成物密封的試驗體,在225℃下放置1000小時金屬框架也 未變色,也未產生剝離或裂紋。另外,所得的硬化物在高溫下的機械強度也優異。
第三組成物的評價
對實施例3-1~實施例3-5及比較例3-1~比較例3-4的各組成物進行以下的評價試驗。將結果表示於下述表4。
[螺旋流動]
使用依據EMMI標準的模具,在175℃、6.9N/mm2、成形時間為180秒鐘的條件下進行測定。
[高溫下保管時的重量變化]
在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注成形,接著在180℃下進行4小時的後固化,藉此獲得10mm×100mm×4mm的試驗片。將所述試驗片在250℃烘箱中保管500小時,並測定重量減少率。
[與經鍍Ag的CuLF的密接性確認-1]
使晶粒焊盤部(8mm×8mm)及打線接合部經鍍Ag的Cu合金(奧林(Olin)C7025)製100針QFP引線框架在175℃×120秒鐘、成形壓力為6.9MPa的條件下進行轉注成形,接著在180℃下進行4小時的後固化。藉由引線框架切割機將連桿切斷,而獲得20mm×14mm×2.7mm的QFP封裝。
將12個所述封裝在225℃烘箱中保管500小時,保管後藉由目視來確認封裝有無裂紋。另外,使用超聲波探傷裝置觀察有無內部裂紋及與引線框架的剝離。將產生裂紋或剝離的封裝的個數 記載於表中。
[成形性]
將80針QFP(14mm×20mm×2.7mm)在175℃×120秒鐘、6.9MPa下進行100次射出成形,並觀察在模具上的貼附、或直至產生捲曲及流道彎折為止的射出數。
含有酸值及皂化值不滿足本發明的範圍的脫模劑的組成物的連續成形性差。相對於此,本發明的第三組成物的連續成形性優異。而且,本發明的第三組成物在即便高溫下長期放置重量減少率也少,且可以長時間維持與金屬框架的密接性。
[產業上的可利用性]
本發明的樹脂組成物的連續成形性良好,其硬化物在高溫下的機械強度高,且即便在高溫下長期放置重量減少也少,不會引起封裝的裂紋、或與LF的剝離。因此,可以提供高溫長期可靠性優異的半導體裝置。而且,本發明的第二組成物的硬化物可以有效抑制在高溫下長期放置時的金屬框架的變色,且可以在高溫下維持與金屬框架的優異的密接性。因此,本發明的組成物可以提供高溫長期可靠性優異的半導體裝置。而且,本發明的第三組成物的硬化物在高溫下具有長期熱穩定性,並且可以維持與金屬框架的優異的密接性,可以提供在高溫下長期可靠性優異的半導體裝置,且所述組成物由於連續成形性優異,因此可以適宜用作轉注成形用材料。

Claims (16)

  1. 一種半導體密封用樹脂組成物,其特徵在於含有:(A)1分子中具有2個以上氰氧基的氰酸酯化合物;(B)下述通式(2)所示的酚化合物,式(2)中,R5及R6相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R7相互獨立地為下述任一種,-CH(CH3)-、-O-、-S-、-SO2-、R4相互獨立地為氫原子或甲基,m為0~10的整數;以及(C)無機填充劑;並且(B)酚化合物中的酚性羥基相對於(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的莫耳比為0.1~0.4,且所述半導體密封用樹脂組成物中不含有環氧樹脂。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的半導體密封用樹脂組成物,其中(A)成分為下述通式(1)所示的化合物,式(1)中,R1及R2相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R3相互獨立地為下述任一種,-CH2-、、-O-、-S-、-SO2-R4相互獨立地為氫原子或甲基,n為0~10的整數。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的半導體密封用樹脂組成物,其中(B)成分具有111以上的酚性羥基當量。
  4. 一種半導體密封用樹脂組成物,其包含:(A)1分子中具有2個以上氰氧基的氰酸酯化合物;(B)下述通式(2)所示的酚化合物,式(2)中,R5及R6相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R7相互獨立地為下述任一種,-CH(CH3)-、-O-、-S-、-SO2-、R4相互獨立地為氫原子或甲基,m為0~10的整數;(C)無機填充劑;(D)下述通式(3)所示的化合物,R8 d(R9O)(3-d)Si-C3H6-SH (3)式(3)中,R8及R9相互獨立地為碳數1~3的烷基,d為0~2的整數;(E)在無機載體上載持鉬酸金屬鹽而成的物質;以及(F)類水滑石化合物及/或類水滑石化合物的煅燒物;並且(B)酚化合物中的酚性羥基相對於(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的莫耳比為0.1~0.4,且所述半導體密封用樹脂組成物中不含有環氧樹脂。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的半導體密封用樹脂組成物,其中(E)成分為在選自二氧化矽、滑石、及氧化鋅的無機載體上載持鉬酸金屬鹽而成的物質。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的半導體密封用樹脂組成物,其中鉬酸金屬鹽為鉬酸鋅。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的半導體密封用樹脂組成物,其中(F)成分為下述通式(4)所示的化合物及/或所述化合物的煅燒物,MgaAlb(OH)cCO3.nH2O (4)式(4)中,a、b、及c為滿足2a+3b-c=2的大於0的數,n為滿足0≦n≦4的數。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的半導體密封用樹脂組成物,其中(A)成分為下述通式(1)所示的化合物,式(1)中,R1及R2相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R3相互獨立地為下述任一種,-CH2-、、-O-、-S-、-SO2-R4相互獨立地為氫原子或甲基,n為0~10的整數。
  9. 一種半導體裝置,其具有如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的半導體密封用樹脂組成物的硬化物。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的半導體裝置,其搭載包含SiC或GaN的半導體元件。
  11. 一種半導體密封用樹脂組成物,其包含:(A)1分子中具有2個以上氰氧基的氰酸酯化合物;(B)下述通式(2)所示的酚化合物,式(2)中,R5及R6相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R7相互獨立地為下述任一種,-CH(CH3)-、-O-、-S-、-SO2-、R4相互獨立地為氫原子或甲基,m為0~10的整數;(C)無機填充劑;以及(G)酸值為30以下、且皂化值為150以下的脫模劑,其中,酸值小於5時皂化值為80以上、150以下,皂化值小於5時酸值為20以上、30以下;並且(B)酚化合物中的酚性羥基相對於(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的莫耳比為0.1~0.4,且所述半導體密封用樹脂組成物中不含有環氧樹脂。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的半導體密封用樹脂組成物,其中(G)成分為選自脂肪酸酯及氧化聚乙烯的至少1種。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的半導體密封用樹脂組成物,其中(A)成分為下述通式(1)所示的化合物,式(1)中,R1及R2相互獨立地為氫原子或碳數1~4的烷基,R3相互獨立地為下述任一種,-CH2-、、-O-、-S-、-SO2-R4相互獨立地為氫原子或甲基,n為0~10的整數。
  14. 一種半導體裝置,其具有如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的半導體密封用樹脂組成物的硬化物。
  15. 根據如申請專利範圍第14項所述的半導體裝置,其搭載包含SiC或GaN的半導體元件。
  16. 一種如申請專利範圍第14項或第15項所述的半導體裝置的製造方法,其包括:藉由轉注成形將如申請專利範圍第11項至第13項中任一項所述的半導體密封用樹脂組成物成形的步驟。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201144378A (en) * 2010-03-11 2011-12-16 Nitto Denko Corp Resin composition for electronic component encapsulation and electronic component device
JP2013053218A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Kaneka Corp 熱硬化性樹脂組成物及び半導体封止用樹脂組成物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2653602B2 (ja) * 1992-05-14 1997-09-17 住友ベークライト株式会社 熱硬化性樹脂組成物
JPH08283409A (ja) 1995-04-14 1996-10-29 Asahi Chiba Kk 硬化性組成物
WO2011010672A1 (ja) * 2009-07-24 2011-01-27 住友ベークライト株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、金属張積層板、プリント配線板及び半導体装置
JP2012162664A (ja) * 2011-02-08 2012-08-30 Kaneka Corp 熱硬化性樹脂組成物及び半導体封止用樹脂組成物
US9120293B2 (en) * 2011-03-31 2015-09-01 Seiku Chemical Co., Ltd. Preliminary-cured material, roughened preliminary-cured material, and laminated body
JP2012224684A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Kaneka Corp 熱硬化性樹脂組成物及び半導体封止用樹脂組成物
CN103827038B (zh) * 2011-09-26 2016-05-11 三菱瓦斯化学株式会社 钼化合物粉体、预浸料以及层叠板

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201144378A (en) * 2010-03-11 2011-12-16 Nitto Denko Corp Resin composition for electronic component encapsulation and electronic component device
JP2013053218A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Kaneka Corp 熱硬化性樹脂組成物及び半導体封止用樹脂組成物

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