半导体密封用环氧树脂组合物及半导体装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201210375703.3

申请日:

2006.03.09

公开号:

CN102875974A

公开日:

2013.01.16

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C08L 63/00申请公布日:20130116|||实质审查的生效IPC(主分类):C08L 63/00申请日:20060309|||公开

IPC分类号:

C08L63/00; C08G59/62; C08K9/00; C08K3/04; H01L23/29

主分类号:

C08L63/00

申请人:

住友电木株式会社

发明人:

西川敦准

地址:

日本东京都

优先权:

2005.03.10 JP 2005-068197

专利代理机构:

隆天国际知识产权代理有限公司 72003

代理人:

崔香丹;张永康

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内容摘要

本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物以及采用该半导体密封用环氧树脂组合物对半导体元件加以密封而成的半导体装置。所述半导体密封用环氧树脂组合物中含有(A)环氧树脂、(B)酚醛树脂、(C)无机填充材料、(D)固化促进剂以及(E)表面处理后的着色剂,其特征在于,该表面处理前的着色剂是碳含量为90重量%以上的碳前驱体或DBP吸收量为100cm3/100g以上的炭黑。按照本发明,可以得到在布线时不发生短路、漏电等电缺陷或电线变形的、且具有优异的激光打标性的半导体密封用环氧树脂组合物。

权利要求书

权利要求书一种半导体密封用环氧树脂组合物,其含有(A)环氧树脂、(B)酚醛树脂、(C)无机填充材料、(D)固化促进剂以及(E)表面处理后的着色剂,其特征在于,在进行该表面处理之前的着色剂是碳含量为90重量%以上的碳前驱体或DBP吸收量为100cm3/100g以上的炭黑。一种半导体装置,其特征在于,采用权利要求1所述的半导体密封用环氧树脂组合物对半导体元件加以密封而成。

说明书

说明书半导体密封用环氧树脂组合物及半导体装置
本申请是申请日为2006年3月9日、申请号为200680006442.0、发明名称为“半导体密封用环氧树脂组合物及半导体装置”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及半导体密封用环氧树脂组合物及采用它的半导体装置。
背景技术
作为IC、LSI等的半导体元件的密封方法,很久以来一直采用适于低成本、大量生产的环氧树脂组合物的传递模塑法,即使从可靠性这点考虑,通过对环氧树脂或作为固化剂的酚醛树脂的改性,也可以谋求特性的提高。然而,在近年来的电子仪器的小型化、轻量化、高性能化的市场动向中,半导体的高集成化也在不断发展,而且半导体装置的表面安装化也不断地被促进,由此对半导体密封用环氧树脂组合物的要求愈加严格。因此,也产生了用以往的环氧树脂组合物无法解决的问题。
以往,主要采用环氧树脂组合物密封的半导体装置的组成中,含有作为着色剂的炭黑。这是由于为了屏蔽半导体元件以及在半导体装置上的打印品名或批号等时,由于背景黑暗,可以得到明显的印字的缘故。另外,也是由于最近采用操作容易的VAG激光打标的电子部件制造商不断增加的缘故。关于提高VAG激光打标性的方法,特开平2-127449号公报公开了一种碳含量为99.5重量%以上、氢含量为0.3重量%以下的炭黑,具有能够达到同样目的的效果,另外,还进行了其他各种研究。
然而,伴随着最近的半导体装置的精细化,当采用作为导电性着色剂的含炭黑的半导体密封材料时,若炭黑凝聚物等作为粗大粒子存在于内部导线之间、金属线之间,则产生布线短路不良及漏电不良等电特性缺陷的问题。另外,由于炭黑的凝聚物等粗大粒子夹在狭窄的金属线之间,金属线承受应力,这也成为电特性缺陷的原因。为避免这些电特性缺陷,特开2004-263091号公报提出了一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中含有对氮吸附比表面积为135m2/g、DBP吸收量为56m3/100g的炭黑进行氧化处理的着色剂。但是,采用以往的含氧化处理后的着色剂的半导体密封用环氧树脂组合物,当金属线之间距离为80μm时不发生布线短路不良,但当金属线之间距离狭窄到40μm时,有时产生布线短路不良,至今仍未得到十分优异的半导体密封用环氧树脂组合物。
因此,本发明的目的是提供一种,即使金属线之间距离狭窄到40μm时,也不会发生布线短路、漏电不良等电缺陷或金属线变形等,并且具有优良的激光打标性的半导体密封用环氧树脂组合物以及采用它的半导体装置。
发明内容
鉴于上述情况,本发明人等进行悉心探讨的结果发现,含有对炭黑中的DBP吸收量为100cm3/100g以上的炭黑进行表面处理后的物质、或对碳含量为90重量%以上的碳前驱体进行表面处理后的物质的半导体密封用环氧树脂组合物,即使金属线之间距离狭窄到40μm时,也不引起布线短路、漏电不良等电缺陷或金属线变形等,并且具有优良的激光打标性,从而完成了本发明。
即,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其含有(A)环氧树脂、(B)酚醛树脂、(C)无机填充材料、(D)固化促进剂以及(E)表面处理后的着色剂,其中,该表面处理前的着色剂是碳含量为90重量%以上的碳前驱体或DBP吸收量为100cm3/100g以上的炭黑。
另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述表面处理为氧化处理;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述表面处理后的着色剂(E)的水萃取液的pH值为2以上、5以下;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述表面处理为采用选自过二硫酸盐、过氧化氢水溶液、硫酸、硝酸、次氯酸盐、氯酸、亚氯酸及高锰酸盐中的1种或2种以上酸溶液而进行的氧化处理;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述炭黑的一次粒径为40nm以上、90nm以下;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述炭黑的氮吸附比表面积为20m2/g以上、100m2/g以下;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述炭黑前驱体的电阻值为1×102Ω·cm以上、1×107Ω·cm以下;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述表面处理后的着色剂(E)通过网孔为25μm的筛时的不通过成分为0重量%;另外,本发明提供一种半导体装置,其采用上述半导体密封用环氧树脂组合物密封半导体元件而成。
采用本发明的半导体密封用环氧树脂组合物密封的半导体装置,即使金属线之间距离狭窄到40μm时,也不会发生布线的短路、漏电不良等电缺陷或金属线变形等,并且具有优良的激光打标性。
具体实施方式
作为本发明使用的环氧树脂(A),意指一分子内具有两个以上环氧基的全部的单体、低聚物、聚合物,对其分子量、分子结构未作特别限定,例如,可以举出联苯基型环氧树脂、双酚型环氧树脂、芪型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三苯酚甲烷型环氧树脂、含三嗪核的环氧树脂、二环戊二烯改性酚型环氧树脂、具有亚苯基骨架、联亚苯基骨架等的苯酚芳烷基型环氧树脂、含硫原子型环氧树脂等,这些既可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。
作为本发明中使用的酚醛树脂(B),意指一分子内具有两个以上酚性羟基的全部的单体、低聚物、聚合物,对其分子量、分子结构未作特别限定,例如,可以举出苯酚酚醛清漆型树脂、甲酚酚醛清漆型树脂、二环戊二烯改性酚醛树脂、萜烯改性酚醛树脂、三苯酚甲烷型树脂、具有亚苯基骨架、联亚苯基骨架的苯酚芳烷基型树脂、含硫原子型酚醛树脂等,这些既可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。
作为本发明中使用的环氧树脂(A)与酚醛树脂(B)的配合量,优选全部环氧树脂的环氧基数与全部酚醛树脂的酚性羟基数之比为0.8以上、1.3以下。当处于该范围内时,可以抑制环氧树脂组合物的固化性的降低、或固化物的玻璃化转变温度的降低、耐湿可靠性的降低等。
作为本发明中使用的无机填充材料(C),可以采用通常用于半导体密封用环氧树脂组合物中的无机填充材料。例如,可以举出熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、滑石、氧化铝、氮化硅等,最优选为球状的熔融二氧化硅。这些无机填充材料,既可以单独使用一种,也可一两种以上组合使用。关于无机填充材料(C)的最大粒径,未作特别限定,当考虑到无机填充材料的粗大粒子夹在狭窄的金属线之间而产生金属线变形等不良情况时,优选为105μm以下,更优选为75μm以下,特别优选为55μm以下。对无机填充材料(C)的含量,未作特别限定,但优选在全部环氧树脂组合物中达到80重量%以上、94重量%以下。当处于该范围内时,可以抑制耐焊锡性的降低、流动性的降低等。
作为本发明中使用的固化促进剂(D),可以采用通常用于半导体密封用环氧树脂组合物中的固化促进剂。例如,可以举出膦化合物与醌化合物的加成物;1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7等二氮杂双环链烯及其衍生物;三丁胺、苄基二甲胺等胺类化合物;2-甲基咪唑等咪唑化合物;三苯基膦、甲基二苯基膦等的有机膦类;四苯基鏻·四苯基硼酸酯、四苯基鏻·四安息香酸硼酸酯、四苯基鏻·四萘甲酸硼酸酯、四苯基鏻·萘羧基硼酸酯、四苯基鏻·四萘氧基硼酸酯等四取代鏻·四取代硼酸酯等,这些既可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。
在本发明使用的表面处理后的着色剂(E)中,该表面处理前的着色剂是碳含量为90重量%以上的碳前驱体或DBP吸收量为100cm3/100g以上的炭黑。
在着色剂(E)中,作为表面处理前的碳前驱体,其H/C重量%比优选为2/97~8/90,特别优选为2/97~6/93。另外,比电阻值优选为1×102Ω·cm以上、1×107Ω·cm以下。当比电阻值大于1×107Ω·cm或H/C重量%比大于8/90时,由于接近于绝缘区域,碳前驱体粒子在静电作用下易引起再凝聚,在密封成型时有发生金属线变形之虑,因此不优选。所谓H/C重量%比为2/97~8/90,意指通过元素分析得到的碳前驱体的碳含量为90~97重量%,氢原子含量为2~8重量%。另外,碳前驱体是一次粒径约为2~5nm的微粒。
上述比电阻值,可用公知的方法求出。具体地说,可按照JIS Z3197的方法测定。即,将具有梳形图案的玻璃布基环氧树脂覆铜层压板G-10或SE-4作为基材,在该基材上涂布焊剂后进行焊接,于温度为25℃、相对湿度为60%下,用电阻计测定直流100V下的电阻值。
作为本发明使用的碳前驱体的制造方法,未作特别限定,例如,可以举出,将甲阶酚醛树脂、酚醛树脂、聚丙烯腈等芳香族聚合物,例如用600℃以上、650℃以下的焙烧温度焙烧适当的时间而进行炭化的制造方法。用该制造方法得到的碳前驱体既可以单独使用一种,也可以两种以上混合使用。.
在着色剂(E)中,从着色性、遮蔽性、耐热性及激光打标性等观点看,炭黑作为着色剂是合适的。另外,即使在炭黑中,对具有表面处理前的DBP吸收量为100cm3/100g以上的物性的炭黑进行氧化处理过的物质,由于其一次粒子的大小处于适度的范围内,且在表面处理前碳一次粒子的凝聚少,表面处理时能够在实际比表面积为最大的状态下进行表面处理,故认为表面处理后的碳粒子的凝聚最难以发生。当炭黑一次粒子过细时,则含有非常多的凝聚物,导致DBP吸收量低于100cm3/100g,成为对实际比表面积低下者进行了表面处理,结果是表面处理量变少,难以发挥表面处理的效果。反之,当碳的一次粒子大时,虽然凝聚物本身少,但DBP吸收量小于100cm3/100g,成为对比表面积较小者进行了表面处理,结果是表面处理量变少,难以发挥表面处理的效果。表面处理前的DBP吸收量上限值,也可以为180cm3/100g,或更高,但从一次粒子的大小与有无凝聚的关系考虑,认为有一个界限,其界限为200cm3/100g左右。因此,采用含对具有该物性的炭黑进行氧化处理过的着色剂的半导体密封用环氧树脂组合物加以密封的半导体装置,即使金属线之间距离狭窄到40μm,也不发生电缺陷或金属线变形。当DBP吸收量小于100cm3/100g时,难以得到充分的分散性。另外,该炭黑中,从表面处理的实施容易、将凝聚物减少到最低的观点考虑,更优选一次粒径为40nm以上、90nm以下的炭黑,或氮吸附比表面积为20m2/g以上、100m2/g以下的炭黑,或者一次粒径为40nm以上、90nm以下且氮吸附比表面积为20m2/g以上、100m2/g以下的炭黑。
在这里,所谓DBP吸收量,意指从填满堆积的炭黑空隙所需要的DBP(邻苯二甲酸二丁酯)的量来表示粒子间连接、或凝聚引起的结构程度的特性。另外,所谓一次粒径,意指将构成炭黑凝聚体的小球体成分用电子显微镜测定、算出的平均直径。另外,所谓氮吸附比表面积,意指测定炭黑的总比表面积的方法,将脱气后的炭黑浸渍在液氮中,测定达到平衡时的炭黑表面吸附的氮量,从该值算出的比表面积(m2/g)。还有,这些表面处理前的着色剂,可以使用市场销售的商品。
在本发明的(E)成分中,作为表面处理,优选氧化处理。作为氧化处理方法,优选采用选自过二硫酸盐、过氧化氢水溶液、硫酸、硝酸、次氯酸盐、氯酸、亚氯酸及高锰酸盐中的一种或两种以上进行氧化处理的方法。通常,表面处理前的着色剂由细微粒子构成,非常易凝聚,但通过实施表面处理,达到难以发生凝聚,且分散性变得优异。特别是通过氧化处理,可在着色剂表面存在羟基、羧基等酸性基,借此,与树脂的亲合性变好,难以发生凝聚。
是否进行了氧化处理,可从水萃取液的pH值进行判断。具体地说,将5g着色剂放入50g纯水中,用加压蒸煮釜于125℃下处理24小时,根据测定其上清液的pH值来进行判断。在本发明中,优选氧化处理后的着色剂(E)的水萃取液的pH值为2以上、5以下的范围内。另外,作为氧化处理的方法,未作特别限定,但从能够均匀地进行表面处理的观点考虑,优选在含氧化处理剂的溶液中分散着色剂的湿式处理。另外,当进行氧化处理时,为了除去氧化处理中生成的还原盐,采用超滤膜等分离膜是优选的。
在本发明中,表面处理后的着色剂(E),将其通过网孔为25μm的筛时的不通过成分(下面称作“筛残留成分”)为0重量%是优选的。不仅是着色剂,细微粒子中存在不少的粗大粒子,是指将该粗大粒子去除后加以使用。筛残留成分的试验法,是按照JIS K6218(1997)《橡胶用炭黑的附带性质试验法》,采用网孔为25μm的筛进行测定。使网孔为25μm的筛残留成分达到0重量%的方法,未作特别限定,例如,可以采用将着色剂分散在溶剂中制成着色剂浆料,用10μm以下的过滤器过滤后、进行干燥、粉碎的方法。优选在浆料状态下同时实施表面处理,但为了更好地分散在溶剂中,更优选预先对着色剂实施某种程度的表面处理,或往溶剂中添加表面活性剂。在本发明中氧化处理是优选的,此时,如用水作为溶剂,则在溶剂中分散性良好,粗大粒子容易去除,而且价廉安全性高,因此优选。着色剂浆料采用真空干燥、加热干燥等方法干燥后,用喷射磨机、球磨机、亨舍尔混合机等粉碎机进行粉碎即可。
本发明中使用的表面处理后的着色剂(E)的配合量,未作特别限定,但优选在环氧树脂组合物总量中为0.05重量%以上、5重量%以下,更优选为0.1重量%以上、3重量%以下。当处于上述范围内时,可以得到良好的着色性及激光打标性,另外,还可以抑制由于着色剂的凝聚引起的布线的短路、漏电等电缺陷或金属线的变形等。
在本发明的环氧树脂组合物中可根据需要采用硅烷偶合剂。作为可以采用的硅烷偶合剂,可以使用此前公知的硅烷偶合剂,例如,可以举出环氧基硅烷、氨基硅烷、烷基硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等,作为他们的示例,可以举出γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯基γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-6-(氨基己基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(3-(三甲氧基甲硅烷基丙基)-1,3-苯二甲酮(N‑(3‑(トリメトキシシリルプロピル)‑1,3‑ベンゼンジメタナン)、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等,这些既可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。其中,仲氨基硅烷、巯基硅烷是优选的。对硅烷偶合剂的配合量,未作特别限定,优选在环氧树脂组合物总量中为0.01重量%以上~1重量%以下,更优选为0.05重量%以上~0.8重量%以下。当处于上述范围内时,可以得到良好的粘度特性及流动特性,还可以抑制固化性的降低。另外,这些硅烷偶合剂,既可以预先加水或根据需要加酸或加碱而进行水解处理后使用,也可以预先用无机填充材料进行处理过。
本发明的环氧树脂组合物中,根据需要,可以使用构成芳香环的两个以上相邻的碳原子上分别结合有羟基的化合物。作为能够使用的化合物,例如,可以举出儿茶酚、焦棓酚、没食子酸、没食子酸酯、1,2-二羟基萘、2,3-二羟基萘及它们的衍生物。其中,儿茶酚、焦棓酚、1,2-二羟基萘、2,3-二羟基萘是优选的。这些化合物既可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。优选这些化合物的配合量在环氧树脂组合物总量中为0.01重量%以上、1重量%以下,更优选为0.02重量%以上、0.8重量%以下。当处于上述范围内时,可以得到良好的粘度特性及流动特性,还可以抑制固化性的降低或固化物物性的降低。
能够用于本发明的构成芳香环的两个以上相邻碳原子上分别结合有羟基的化合物,通过与上述硅烷偶合剂的相乘效果,可以谋求低粘度化与流动性的提高,因此,具有抑制炭黑的凝聚物等作为粗大粒子夹在内部引线之间、金属线之间的效果。
本发明的环氧树脂组合物中,根据需要可以使用脱模剂。作为能够使用的脱模剂,可以采用此前公知的脱模剂,例如,可以举出高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、酯类蜡、聚乙烯类蜡等,这些既可以单独使用一种,也可以两种以上并用。其中,从脱模性优良,着色剂难以凝聚的观点考虑,聚乙烯类蜡、褐煤酸酯类蜡是优选的。对脱模剂的配合量未作特别限定,优选在环氧树脂组合物总量中为0.05重量%以上、3重量%以下,更优选为0.1重量%以上、1重量%以下。
本发明的环氧树脂组合物中,环氧树脂、酚醛树脂、无机填充材料、固化促进剂、表面处理后的着色剂是必需的,还可以根据需要,采用硅烷偶合剂、构成芳香环的两个以上相邻的碳原子上分别结合有羟基的化合物、脱模剂,除此之外,还可以适当配合水滑石类或选自镁、铝、铋、钛、锆等元素的含羟基化物等离子捕集剂;钛酸盐偶合剂、铝偶合剂、铝/锆偶合剂等的硅烷偶合剂以外的偶合剂;硅油、橡胶等低应力添加剂;噻唑啉、二唑、三唑、三嗪、嘧啶等粘接赋予剂;溴化环氧树脂或三氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌、磷腈等阻燃剂等添加剂。
另外,本发明的环氧树脂组合物,采用混合机等将原料充分混合均匀后,再用热辊或捏合机等进行熔融混炼,冷却后加以粉碎而得到。采用本发明的环氧树脂组合物密封半导体元件等各种电子部件而制造半导体装置时,可以采用传递模塑成型、压缩成型、注射成型等现有的成型方法进行固化成型。
实施例
下面,通过实施例具体地说明本发明,但这些仅是举例,不是限制本发明。实施例及比较例中使用的配合比为重量份。还有,实施例及比较例中使用的表面处理后的着色剂及表面未处理的着色剂的内容如下所示。
(着色剂1)
将DBP吸收量为142cm3/100g、一次粒径为60nm、氮吸附比表面积为35m2/g的炭黑,用次氯酸钠水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过5μm的过滤器,于110℃下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为2.8,网孔为25μm的筛残留成分为0重量%。
(着色剂2)
将DBP吸收量为105cm3/100g、一次粒径为42nm、氮吸附比表面积为70m2/g的炭黑,用次氯酸钠水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过5μm的过滤器,于110℃下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为2.9,网孔为25μm的筛残留成分为0重量%。
(着色剂3)
将DBP吸收量为158cm3/100g、一次粒径为41nm、氮吸附比表面积为57m2/g的炭黑,用次氯酸钠水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过5μm的过滤器,于110℃下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为2.8,网孔为25μm的筛残留成分为0重量%。
(着色剂4)
将碳含量为96重量%、一次粒径为3nm、体积电阻率为106Ω·cm的碳前驱体,用过二硫酸铵水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过10μm的过滤器,于110℃下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为3.2,网孔为25μm的筛残留成分为0重量%。
(着色剂5)
将DBP吸收量为74cm3/100g、一次粒径为78nm、氮吸附比表面积为28m2/g的炭黑,用过二硫酸铵水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过5μm的过滤器,于110℃下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为3.3,网孔为25μm的筛残留成分为0重量%。
(着色剂6)
为实施例1中采用的氧化处理前的炭黑。水萃取液的pH值为6.8,网孔为25μm的筛残留成分为0.003重量%。
(着色剂7)
为实施例4中采用的氧化处理前的碳前驱体。水萃取液的pH值为6.2,网孔为25μm的筛残留成分为0.036重量%。
实施例1
将环氧树脂1、酚醛树脂1、熔融球状二氧化硅1、熔融球状二氧化硅2、固化促进剂1、着色剂1、偶合剂1、偶合剂2、2,3‑二羟基萘及脱模剂,按表1所示的配合比,用混合机进行混合,用热辊于95℃下混炼8分钟而冷却后,进行粉碎,得到环氧树脂组合物。对所得到的环氧树脂组合物按下述方法进行评价。另外,将从上述成分中仅去除着色剂1的成分,与上述同样地用混合机进行混合,用热辊于95℃下混炼8分钟而冷却后,进行粉碎制成样品,将其作为后述的高温漏电试验用试样进行评价。将结果示于表1。
环氧树脂1是具有用下式(1)表示的联亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂(软化点58℃,环氧当量273,商品名NC3000P,日本化药(株)制造)。

酚醛树脂1是具有用下式(2)表示的联亚苯基骨架的苯酚芳烷基树脂(软化点107℃,羟基当量204,商品名MEH-7851SS,明和化成(株)制造)。

熔融球状二氧化硅1的平均粒径为23μm、最大粒径为75μm、比表面积为3.5m2/g;熔融球状二氧化硅2的平均粒径为0.5μm、最大粒径为75μm、比表面积为6.0m2/g;固化促进剂1为三苯基膦与1,4‑苯醌的加成物;偶合剂1为N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(商品名KBM-573,信越化学(株)制造);偶合剂2为γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(商品名KBM-803,信越化学(株)制造);2,3‑二羟基萘为关东化学(株)制造的试剂;脱模剂为褐煤酸酯类蜡(商品名リュルブWE-4,クラリァントジャパン(株)制造)。
<评价方法>
(螺旋流动)
采用低压传递模塑机,在模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为120秒的条件下,向按照EMMI‑1‑66的螺旋流动测定用模具中,注入环氧树脂组合物,测定流动长度。
(固化性)
采用硫化测试仪(Curelastometer)(JSRキュラストメ‑タ‑ⅣPS型;ォリエンラツク(株)制造),以将175℃、60秒后的转矩值用300秒后的转矩值除得的值表示。该值大者,固化性良好。
(外观(固化物的颜色))
采用低压传递模塑机,于模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为70秒的条件下,成型80pQFP(14×20×2.0mm厚),得到12个封装件。外观(固化物的颜色)的检验用肉眼进行观察。
(YAG激光打标性)
采用低压传递模塑机,于模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、保压时间为120秒的条件下,成型80pQFP(2.7mm厚),再于175℃下进行后硫化8小时。然后,采用屏蔽型YAG激光打标机(日本电气(株)制造),于外加电压为2.4kV、脉冲宽度120μs的条件下进行打标,评价印字的辨认性(YAG激光打标性)。如果良好则用○表示、如果处于可用范围则用△表示、如果不能使用则用×表示。
(凝聚物)
采用低压传递模塑机,于模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、保压时间为120秒的条件下,成型100mmΦ的圆板。研磨其表面,将研磨面用荧光显微镜(BX51M-53MF;奥林巴斯(株)制造)进行观察。测定25μm以上的着色剂凝聚物个数。
(高温漏电)
对实施例1的树脂组合物及实施例1中仅除去着色剂1的成分所得到的树脂组合物,采用低压传递模塑机,于模具温度为175℃、注入压力为7.8MPa、保压时间为90秒的条件下,密封成型100个在80μm、60μm及40μm的3种节距的试验用芯片上实施了直径为30μm的金属线布线的144pTQFP。然后,采用ADVANTEST制造的小量程电流计8240A,测定漏泄电流。判断基准为,在温度为175℃时的漏泄电流,与仅除着色剂1的树脂组合物的中位数(median)进行比较,当全部为同光谱级时,用符号“○”表示、超过一个光谱级而显示高值者为1个时用符号“△”表示、超过两个光谱级而显示高值者为1个时用符号“×”表示。
(电线变形)
采用低压传递模塑机,于模具温度为175℃、注入压力为7.8MPa、保压时间为90秒的条件下,密封成型在60μm节距的试验用芯片上实施了长度为3mm、直径为25μm的金属线布线的144pTQFP。然后,采用ソフラツクス(株)制造的软X线装置PRO-TEST-100测定电线滑移。判断基准为:将最大电线滑移率[电线滑移量/电线长度)×100]达到3%以上时为不合格。
实施例2~5、比较例1~4
按照表1的配比,与实施例1同样操作,得到环氧树脂组合物,与实施例1同样进行评价。将其结果示于表1中。还有,环氧树脂2是环氧当量为190、熔点为105℃的用下式(3)表示的联苯基型环氧树脂(商品名YX-40000;ジャパンエポキシレジン(株)制造)。

酚醛树脂2是环氧当量为165、软化点为79℃的用下式(4)表示的苯酚芳烷基树脂(商品名XLC-LL;三井化学(株)制造)。

固化促进剂2为三苯基膦(商品名PP-360;ケイ·ァイ化成(株)制造)。
表1

工业实用性
按照本发明,可以得到在半导体元件等的密封成型中具有良好的流动性、固化性,并且不发生布线短路、漏电不良等电缺陷或电线变形的半导体密封用环氧树脂组合物,特别适合用于作为电线之间狭窄的表面安装型半导体装置的制造中。

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1、(10)申请公布号 CN 102875974 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 7 5 9 7 4 A *CN102875974A* (21)申请号 201210375703.3 (22)申请日 2006.03.09 2005-068197 2005.03.10 JP 200680006442.0 2006.03.09 C08L 63/00(2006.01) C08G 59/62(2006.01) C08K 9/00(2006.01) C08K 3/04(2006.01) H01L 23/29(2006.01) (71)申请人住友电木株式会社 地址日本东京都。

2、 (72)发明人西川敦准 (74)专利代理机构隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人崔香丹 张永康 (54) 发明名称 半导体密封用环氧树脂组合物及半导体装置 (57) 摘要 本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合 物以及采用该半导体密封用环氧树脂组合物对半 导体元件加以密封而成的半导体装置。所述半导 体密封用环氧树脂组合物中含有(A)环氧树脂、 (B)酚醛树脂、(C)无机填充材料、(D)固化促进剂 以及(E)表面处理后的着色剂,其特征在于,该表 面处理前的着色剂是碳含量为90重量%以上的碳 前驱体或DBP吸收量为100cm 3 /100g以上的炭黑。 按照本发明,可以得到在布线时。

3、不发生短路、漏电 等电缺陷或电线变形的、且具有优异的激光打标 性的半导体密封用环氧树脂组合物。 (30)优先权数据 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书9页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 9 页 1/1页 2 1.一种半导体密封用环氧树脂组合物,其含有(A)环氧树脂、(B)酚醛树脂、(C)无机填 充材料、(D)固化促进剂以及(E)表面处理后的着色剂,其特征在于,在进行该表面处理之前 的着色剂是碳含量为90重量%以上的碳前驱体或DBP吸收量为100cm 3 /100g以上的炭黑。 2.一种半导体装置,其特。

4、征在于,采用权利要求1所述的半导体密封用环氧树脂组合 物对半导体元件加以密封而成。 权 利 要 求 书CN 102875974 A 1/9页 3 半导体密封用环氧树脂组合物及半导体装置 0001 本申请是申请日为2006年3月9日、申请号为200680006442.0、发明名称为“半 导体密封用环氧树脂组合物及半导体装置”的申请的分案申请。 技术领域 0002 本发明涉及半导体密封用环氧树脂组合物及采用它的半导体装置。 背景技术 0003 作为IC、LSI等的半导体元件的密封方法,很久以来一直采用适于低成本、大量生 产的环氧树脂组合物的传递模塑法,即使从可靠性这点考虑,通过对环氧树脂或作为固化。

5、 剂的酚醛树脂的改性,也可以谋求特性的提高。然而,在近年来的电子仪器的小型化、轻量 化、高性能化的市场动向中,半导体的高集成化也在不断发展,而且半导体装置的表面安装 化也不断地被促进,由此对半导体密封用环氧树脂组合物的要求愈加严格。因此,也产生了 用以往的环氧树脂组合物无法解决的问题。 0004 以往,主要采用环氧树脂组合物密封的半导体装置的组成中,含有作为着色剂的 炭黑。这是由于为了屏蔽半导体元件以及在半导体装置上的打印品名或批号等时,由于背 景黑暗,可以得到明显的印字的缘故。另外,也是由于最近采用操作容易的VAG激光打标的 电子部件制造商不断增加的缘故。关于提高VAG激光打标性的方法,特开。

6、平2127449号 公报公开了一种碳含量为99.5重量%以上、氢含量为0.3重量%以下的炭黑,具有能够达 到同样目的的效果,另外,还进行了其他各种研究。 0005 然而,伴随着最近的半导体装置的精细化,当采用作为导电性着色剂的含炭黑的 半导体密封材料时,若炭黑凝聚物等作为粗大粒子存在于内部导线之间、金属线之间,则产 生布线短路不良及漏电不良等电特性缺陷的问题。另外,由于炭黑的凝聚物等粗大粒子夹 在狭窄的金属线之间,金属线承受应力,这也成为电特性缺陷的原因。为避免这些电特性缺 陷,特开2004263091号公报提出了一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中含有对氮 吸附比表面积为135m 2 /g、。

7、DBP吸收量为56m 3 /100g的炭黑进行氧化处理的着色剂。但是, 采用以往的含氧化处理后的着色剂的半导体密封用环氧树脂组合物,当金属线之间距离为 80m时不发生布线短路不良,但当金属线之间距离狭窄到40m时,有时产生布线短路不 良,至今仍未得到十分优异的半导体密封用环氧树脂组合物。 0006 因此,本发明的目的是提供一种,即使金属线之间距离狭窄到40m时,也不会发 生布线短路、漏电不良等电缺陷或金属线变形等,并且具有优良的激光打标性的半导体密 封用环氧树脂组合物以及采用它的半导体装置。 发明内容 0007 鉴于上述情况,本发明人等进行悉心探讨的结果发现,含有对炭黑中的DBP吸收 量为10。

8、0cm 3 /100g以上的炭黑进行表面处理后的物质、或对碳含量为90重量%以上的碳前 驱体进行表面处理后的物质的半导体密封用环氧树脂组合物,即使金属线之间距离狭窄到 说 明 书CN 102875974 A 2/9页 4 40m时,也不引起布线短路、漏电不良等电缺陷或金属线变形等,并且具有优良的激光打 标性,从而完成了本发明。 0008 即,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其含有(A)环氧树脂、(B)酚醛 树脂、(C)无机填充材料、(D)固化促进剂以及(E)表面处理后的着色剂,其中,该表面处理 前的着色剂是碳含量为90重量%以上的碳前驱体或DBP吸收量为100cm 3 /100g以上。

9、的炭 黑。 0009 另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述表面处理为氧化 处理;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述表面处理后的着色 剂(E)的水萃取液的pH值为2以上、5以下;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂 组合物,其中,上述表面处理为采用选自过二硫酸盐、过氧化氢水溶液、硫酸、硝酸、次氯酸 盐、氯酸、亚氯酸及高锰酸盐中的1种或2种以上酸溶液而进行的氧化处理;另外,本发明提 供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述炭黑的一次粒径为40nm以上、90nm以下; 另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述炭黑的氮吸附比表面积。

10、为 20m 2 /g以上、100m 2 /g以下;另外,本发明提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其中,上 述炭黑前驱体的电阻值为110 2 cm以上、110 7 cm以下;另外,本发明提供一种半 导体密封用环氧树脂组合物,其中,上述表面处理后的着色剂(E)通过网孔为25m的筛时 的不通过成分为0重量%;另外,本发明提供一种半导体装置,其采用上述半导体密封用环 氧树脂组合物密封半导体元件而成。 0010 采用本发明的半导体密封用环氧树脂组合物密封的半导体装置,即使金属线之间 距离狭窄到40m时,也不会发生布线的短路、漏电不良等电缺陷或金属线变形等,并且具 有优良的激光打标性。 具体实施方式 0。

11、011 作为本发明使用的环氧树脂(A),意指一分子内具有两个以上环氧基的全部的单 体、低聚物、聚合物,对其分子量、分子结构未作特别限定,例如,可以举出联苯基型环氧树 脂、双酚型环氧树脂、芪型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、 三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三苯酚甲烷型环氧树脂、含三嗪核的环氧树脂、二环戊二 烯改性酚型环氧树脂、具有亚苯基骨架、联亚苯基骨架等的苯酚芳烷基型环氧树脂、含硫原 子型环氧树脂等,这些既可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。 0012 作为本发明中使用的酚醛树脂(B),意指一分子内具有两个以上酚性羟基的全部 的单体、低聚物、聚合物,对其分子量、。

12、分子结构未作特别限定,例如,可以举出苯酚酚醛清 漆型树脂、甲酚酚醛清漆型树脂、二环戊二烯改性酚醛树脂、萜烯改性酚醛树脂、三苯酚甲 烷型树脂、具有亚苯基骨架、联亚苯基骨架的苯酚芳烷基型树脂、含硫原子型酚醛树脂等, 这些既可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。 0013 作为本发明中使用的环氧树脂(A)与酚醛树脂(B)的配合量,优选全部环氧树脂 的环氧基数与全部酚醛树脂的酚性羟基数之比为0.8以上、1.3以下。当处于该范围内时, 可以抑制环氧树脂组合物的固化性的降低、或固化物的玻璃化转变温度的降低、耐湿可靠 性的降低等。 0014 作为本发明中使用的无机填充材料(C),可以采用通常用于半导体密。

13、封用环氧树 说 明 书CN 102875974 A 3/9页 5 脂组合物中的无机填充材料。例如,可以举出熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、滑石、氧化铝、 氮化硅等,最优选为球状的熔融二氧化硅。这些无机填充材料,既可以单独使用一种,也可 一两种以上组合使用。关于无机填充材料(C)的最大粒径,未作特别限定,当考虑到无机填 充材料的粗大粒子夹在狭窄的金属线之间而产生金属线变形等不良情况时,优选为105m 以下,更优选为75m以下,特别优选为55m以下。对无机填充材料(C)的含量,未作特 别限定,但优选在全部环氧树脂组合物中达到80重量%以上、94重量%以下。当处于该范 围内时,可以抑制耐焊锡性的降低、流。

14、动性的降低等。 0015 作为本发明中使用的固化促进剂(D),可以采用通常用于半导体密封用环氧树脂 组合物中的固化促进剂。例如,可以举出膦化合物与醌化合物的加成物;1,8二氮杂双环 (5,4,0)十一碳烯7等二氮杂双环链烯及其衍生物;三丁胺、苄基二甲胺等胺类化合物; 2甲基咪唑等咪唑化合物;三苯基膦、甲基二苯基膦等的有机膦类;四苯基鏻四苯基硼 酸酯、四苯基鏻四安息香酸硼酸酯、四苯基鏻四萘甲酸硼酸酯、四苯基鏻萘羧基硼酸 酯、四苯基鏻四萘氧基硼酸酯等四取代鏻四取代硼酸酯等,这些既可以单独使用一种, 也可以两种以上组合使用。 0016 在本发明使用的表面处理后的着色剂(E)中,该表面处理前的着色剂是。

15、碳含量为 90重量%以上的碳前驱体或DBP吸收量为100cm 3 /100g以上的炭黑。 0017 在着色剂(E)中,作为表面处理前的碳前驱体,其H/C重量%比优选为2/97 8/90,特别优选为2/976/93。另外,比电阻值优选为110 2 cm以上、110 7 cm 以下。当比电阻值大于110 7 cm或H/C重量%比大于8/90时,由于接近于绝缘区域, 碳前驱体粒子在静电作用下易引起再凝聚,在密封成型时有发生金属线变形之虑,因此不 优选。所谓H/C重量%比为2/978/90,意指通过元素分析得到的碳前驱体的碳含量为 9097重量%,氢原子含量为28重量%。另外,碳前驱体是一次粒径约为2。

16、5nm的微 粒。 0018 上述比电阻值,可用公知的方法求出。具体地说,可按照JIS Z3197的方法测定。 即,将具有梳形图案的玻璃布基环氧树脂覆铜层压板G10或SE4作为基材,在该基材 上涂布焊剂后进行焊接,于温度为25、相对湿度为60%下,用电阻计测定直流100V下的电 阻值。 0019 作为本发明使用的碳前驱体的制造方法,未作特别限定,例如,可以举出,将甲阶 酚醛树脂、酚醛树脂、聚丙烯腈等芳香族聚合物,例如用600以上、650以下的焙烧温度 焙烧适当的时间而进行炭化的制造方法。用该制造方法得到的碳前驱体既可以单独使用一 种,也可以两种以上混合使用。. 0020 在着色剂(E)中,从着色。

17、性、遮蔽性、耐热性及激光打标性等观点看,炭黑作为着色 剂是合适的。另外,即使在炭黑中,对具有表面处理前的DBP吸收量为100cm 3 /100g以上的 物性的炭黑进行氧化处理过的物质,由于其一次粒子的大小处于适度的范围内,且在表面 处理前碳一次粒子的凝聚少,表面处理时能够在实际比表面积为最大的状态下进行表面处 理,故认为表面处理后的碳粒子的凝聚最难以发生。当炭黑一次粒子过细时,则含有非常多 的凝聚物,导致DBP吸收量低于100cm 3 /100g,成为对实际比表面积低下者进行了表面处理, 结果是表面处理量变少,难以发挥表面处理的效果。反之,当碳的一次粒子大时,虽然凝聚 物本身少,但DBP吸收量。

18、小于100cm 3 /100g,成为对比表面积较小者进行了表面处理,结果 说 明 书CN 102875974 A 4/9页 6 是表面处理量变少,难以发挥表面处理的效果。表面处理前的DBP吸收量上限值,也可以为 180cm 3 /100g,或更高,但从一次粒子的大小与有无凝聚的关系考虑,认为有一个界限,其界 限为200cm 3 /100g左右。因此,采用含对具有该物性的炭黑进行氧化处理过的着色剂的半 导体密封用环氧树脂组合物加以密封的半导体装置,即使金属线之间距离狭窄到40m,也 不发生电缺陷或金属线变形。当DBP吸收量小于100cm 3 /100g时,难以得到充分的分散性。 另外,该炭黑中,。

19、从表面处理的实施容易、将凝聚物减少到最低的观点考虑,更优选一次粒 径为40nm以上、90nm以下的炭黑,或氮吸附比表面积为20m 2 /g以上、100m 2 /g以下的炭黑, 或者一次粒径为40nm以上、90nm以下且氮吸附比表面积为20m 2 /g以上、100m 2 /g以下的炭 黑。 0021 在这里,所谓DBP吸收量,意指从填满堆积的炭黑空隙所需要的DBP(邻苯二甲酸 二丁酯)的量来表示粒子间连接、或凝聚引起的结构程度的特性。另外,所谓一次粒径,意 指将构成炭黑凝聚体的小球体成分用电子显微镜测定、算出的平均直径。另外,所谓氮吸附 比表面积,意指测定炭黑的总比表面积的方法,将脱气后的炭黑浸。

20、渍在液氮中,测定达到平 衡时的炭黑表面吸附的氮量,从该值算出的比表面积(m 2 /g)。还有,这些表面处理前的着色 剂,可以使用市场销售的商品。 0022 在本发明的(E)成分中,作为表面处理,优选氧化处理。作为氧化处理方法,优选 采用选自过二硫酸盐、过氧化氢水溶液、硫酸、硝酸、次氯酸盐、氯酸、亚氯酸及高锰酸盐中 的一种或两种以上进行氧化处理的方法。通常,表面处理前的着色剂由细微粒子构成,非常 易凝聚,但通过实施表面处理,达到难以发生凝聚,且分散性变得优异。特别是通过氧化处 理,可在着色剂表面存在羟基、羧基等酸性基,借此,与树脂的亲合性变好,难以发生凝聚。 0023 是否进行了氧化处理,可从水。

21、萃取液的pH值进行判断。具体地说,将5g着色剂放 入50g纯水中,用加压蒸煮釜于125下处理24小时,根据测定其上清液的pH值来进行判 断。在本发明中,优选氧化处理后的着色剂(E)的水萃取液的pH值为2以上、5以下的范围 内。另外,作为氧化处理的方法,未作特别限定,但从能够均匀地进行表面处理的观点考虑, 优选在含氧化处理剂的溶液中分散着色剂的湿式处理。另外,当进行氧化处理时,为了除去 氧化处理中生成的还原盐,采用超滤膜等分离膜是优选的。 0024 在本发明中,表面处理后的着色剂(E),将其通过网孔为25m的筛时的不通过成 分(下面称作“筛残留成分”)为0重量%是优选的。不仅是着色剂,细微粒子中。

22、存在不少 的粗大粒子,是指将该粗大粒子去除后加以使用。筛残留成分的试验法,是按照JIS K6218 (1997)橡胶用炭黑的附带性质试验法,采用网孔为25m的筛进行测定。使网孔为25m 的筛残留成分达到0重量%的方法,未作特别限定,例如,可以采用将着色剂分散在溶剂中 制成着色剂浆料,用10m以下的过滤器过滤后、进行干燥、粉碎的方法。优选在浆料状态 下同时实施表面处理,但为了更好地分散在溶剂中,更优选预先对着色剂实施某种程度的 表面处理,或往溶剂中添加表面活性剂。在本发明中氧化处理是优选的,此时,如用水作为 溶剂,则在溶剂中分散性良好,粗大粒子容易去除,而且价廉安全性高,因此优选。着色剂浆 料采。

23、用真空干燥、加热干燥等方法干燥后,用喷射磨机、球磨机、亨舍尔混合机等粉碎机进 行粉碎即可。 0025 本发明中使用的表面处理后的着色剂(E)的配合量,未作特别限定,但优选在环氧 树脂组合物总量中为0.05重量%以上、5重量%以下,更优选为0.1重量%以上、3重量% 说 明 书CN 102875974 A 5/9页 7 以下。当处于上述范围内时,可以得到良好的着色性及激光打标性,另外,还可以抑制由于 着色剂的凝聚引起的布线的短路、漏电等电缺陷或金属线的变形等。 0026 在本发明的环氧树脂组合物中可根据需要采用硅烷偶合剂。作为可以采用的硅 烷偶合剂,可以使用此前公知的硅烷偶合剂,例如,可以举出环。

24、氧基硅烷、氨基硅烷、烷基 硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷等,作为他们的示例,可以举出氨基丙基三乙氧基硅烷、 氨基丙基三甲氧基硅烷、N(氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、N(氨 基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N苯基氨基丙基三乙氧基硅烷、N苯 基氨基丙基三甲氧基硅烷、N(氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、N 6(氨基己基)3氨基丙基三甲氧基硅烷、N(3(三甲氧基甲硅烷基丙基)1,3 苯二甲酮(N-(3-()-1,3-)、环氧 丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基甲基 二甲氧基硅烷、(3,4环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、脲 基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧。

25、基硅烷等,这些既可以单独使用一种,也可以两种以上 组合使用。其中,仲氨基硅烷、巯基硅烷是优选的。对硅烷偶合剂的配合量,未作特别限定, 优选在环氧树脂组合物总量中为0.01重量%以上1重量%以下,更优选为0.05重量% 以上0.8重量%以下。当处于上述范围内时,可以得到良好的粘度特性及流动特性,还可 以抑制固化性的降低。另外,这些硅烷偶合剂,既可以预先加水或根据需要加酸或加碱而进 行水解处理后使用,也可以预先用无机填充材料进行处理过。 0027 本发明的环氧树脂组合物中,根据需要,可以使用构成芳香环的两个以上相邻的 碳原子上分别结合有羟基的化合物。作为能够使用的化合物,例如,可以举出儿茶酚、焦棓。

26、 酚、没食子酸、没食子酸酯、1,2二羟基萘、2,3二羟基萘及它们的衍生物。其中,儿茶 酚、焦棓酚、1,2二羟基萘、2,3二羟基萘是优选的。这些化合物既可以单独使用一种, 也可以两种以上组合使用。优选这些化合物的配合量在环氧树脂组合物总量中为0.01重 量%以上、1重量%以下,更优选为0.02重量%以上、0.8重量%以下。当处于上述范围内 时,可以得到良好的粘度特性及流动特性,还可以抑制固化性的降低或固化物物性的降低。 0028 能够用于本发明的构成芳香环的两个以上相邻碳原子上分别结合有羟基的化合 物,通过与上述硅烷偶合剂的相乘效果,可以谋求低粘度化与流动性的提高,因此,具有抑 制炭黑的凝聚物等。

27、作为粗大粒子夹在内部引线之间、金属线之间的效果。 0029 本发明的环氧树脂组合物中,根据需要可以使用脱模剂。作为能够使用的脱模剂, 可以采用此前公知的脱模剂,例如,可以举出高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、酯类蜡、聚乙 烯类蜡等,这些既可以单独使用一种,也可以两种以上并用。其中,从脱模性优良,着色剂难 以凝聚的观点考虑,聚乙烯类蜡、褐煤酸酯类蜡是优选的。对脱模剂的配合量未作特别限 定,优选在环氧树脂组合物总量中为0.05重量%以上、3重量%以下,更优选为0.1重量% 以上、1重量%以下。 0030 本发明的环氧树脂组合物中,环氧树脂、酚醛树脂、无机填充材料、固化促进剂、表 面处理后的着色剂是必需。

28、的,还可以根据需要,采用硅烷偶合剂、构成芳香环的两个以上相 邻的碳原子上分别结合有羟基的化合物、脱模剂,除此之外,还可以适当配合水滑石类或选 自镁、铝、铋、钛、锆等元素的含羟基化物等离子捕集剂;钛酸盐偶合剂、铝偶合剂、铝/锆 偶合剂等的硅烷偶合剂以外的偶合剂;硅油、橡胶等低应力添加剂;噻唑啉、二唑、三唑、三 说 明 书CN 102875974 A 6/9页 8 嗪、嘧啶等粘接赋予剂;溴化环氧树脂或三氧化锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌、磷 腈等阻燃剂等添加剂。 0031 另外,本发明的环氧树脂组合物,采用混合机等将原料充分混合均匀后,再用热辊 或捏合机等进行熔融混炼,冷却后加以粉碎而得到。

29、。采用本发明的环氧树脂组合物密封半 导体元件等各种电子部件而制造半导体装置时,可以采用传递模塑成型、压缩成型、注射成 型等现有的成型方法进行固化成型。 0032 实施例 0033 下面,通过实施例具体地说明本发明,但这些仅是举例,不是限制本发明。实施例 及比较例中使用的配合比为重量份。还有,实施例及比较例中使用的表面处理后的着色剂 及表面未处理的着色剂的内容如下所示。 0034 (着色剂1) 0035 将DBP吸收量为142cm 3 /100g、一次粒径为60nm、氮吸附比表面积为35m 2 /g的炭 黑,用次氯酸钠水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过5m的过滤 器,于110。

30、下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为2.8,网孔为 25m的筛残留成分为0重量%。 0036 (着色剂2) 0037 将DBP吸收量为105cm 3 /100g、一次粒径为42nm、氮吸附比表面积为70m 2 /g的炭 黑,用次氯酸钠水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过5m的过滤 器,于110下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为2.9,网孔为 25m的筛残留成分为0重量%。 0038 (着色剂3) 0039 将DBP吸收量为158cm 3 /100g、一次粒径为41nm、氮吸附比表面积为57m 2 /g的炭 黑,用次氯酸钠水溶液进行。

31、湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过5m的过滤 器,于110下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为2.8,网孔为 25m的筛残留成分为0重量%。 0040 (着色剂4) 0041 将碳含量为96重量%、一次粒径为3nm、体积电阻率为10 6 cm的碳前驱体,用过 二硫酸铵水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过10m的过滤器,于 110下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为3.2,网孔为25m 的筛残留成分为0重量%。 0042 (着色剂5) 0043 将DBP吸收量为74cm 3 /100g、一次粒径为78nm、氮吸附比表面积为2。

32、8m 2 /g的炭黑, 用过二硫酸铵水溶液进行湿式表面处理,用超滤膜除去还原盐后,使其通过5m的过滤 器,于110下进行干燥后,用喷射式粉碎机进行细粉碎。水萃取液的pH值为3.3,网孔为 25m的筛残留成分为0重量%。 0044 (着色剂6) 0045 为实施例1中采用的氧化处理前的炭黑。水萃取液的pH值为6.8,网孔为25m 的筛残留成分为0.003重量%。 0046 (着色剂7) 说 明 书CN 102875974 A 7/9页 9 0047 为实施例4中采用的氧化处理前的碳前驱体。水萃取液的pH值为6.2,网孔为 25m的筛残留成分为0.036重量%。 0048 实施例1 0049 将环。

33、氧树脂1、酚醛树脂1、熔融球状二氧化硅1、熔融球状二氧化硅2、固化促进剂 1、着色剂1、偶合剂1、偶合剂2、2,3-二羟基萘及脱模剂,按表1所示的配合比,用混合机进 行混合,用热辊于95下混炼8分钟而冷却后,进行粉碎,得到环氧树脂组合物。对所得到 的环氧树脂组合物按下述方法进行评价。另外,将从上述成分中仅去除着色剂1的成分,与 上述同样地用混合机进行混合,用热辊于95下混炼8分钟而冷却后,进行粉碎制成样品, 将其作为后述的高温漏电试验用试样进行评价。将结果示于表1。 0050 环氧树脂1是具有用下式(1)表示的联亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂(软 化点58,环氧当量273,商品名NC3000。

34、P,日本化药(株)制造)。 0051 0052 酚醛树脂1是具有用下式(2)表示的联亚苯基骨架的苯酚芳烷基树脂(软化点 107,羟基当量204,商品名MEH7851SS,明和化成(株)制造)。 0053 0054 熔融球状二氧化硅1的平均粒径为23m、最大粒径为75m、比表面积为3.5m 2 / g;熔融球状二氧化硅2的平均粒径为0.5m、最大粒径为75m、比表面积为6.0m 2 /g;固化 促进剂1为三苯基膦与1,4-苯醌的加成物;偶合剂1为N苯基氨基丙基三甲氧 基硅烷(商品名KBM573,信越化学(株)制造);偶合剂2为巯基丙基三甲氧基硅烷 (商品名KBM803,信越化学(株)制造);2,。

35、3-二羟基萘为关东化学(株)制造的试剂;脱模 剂为褐煤酸酯类蜡(商品名WE4,(株)制造)。 0055 0056 (螺旋流动) 0057 采用低压传递模塑机,在模具温度为175、注入压力为6.9MPa、固化时间为120 秒的条件下,向按照EMMI-1-66的螺旋流动测定用模具中,注入环氧树脂组合物,测定流动 长度。 0058 (固化性) 0059 采用硫化测试仪(Curelastometer)(JSR-PS型; (株)制造),以将175、60秒后的转矩值用300秒后的转矩值除得的值表示。该 值大者,固化性良好。 0060 (外观(固化物的颜色) 0061 采用低压传递模塑机,于模具温度为175。

36、、注入压力为6.9MPa、固化时间为70秒 说 明 书CN 102875974 A 8/9页 10 的条件下,成型80pQFP(14202.0mm厚),得到12个封装件。外观(固化物的颜色)的检 验用肉眼进行观察。 0062 (YAG激光打标性) 0063 采用低压传递模塑机,于模具温度为175、注入压力为6.9MPa、保压时间为120 秒的条件下,成型80pQFP(2.7mm厚),再于175下进行后硫化8小时。然后,采用屏蔽型 YAG激光打标机(日本电气(株)制造),于外加电压为2.4kV、脉冲宽度120s的条件下进行 打标,评价印字的辨认性(YAG激光打标性)。如果良好则用表示、如果处于可。

37、用范围则用 表示、如果不能使用则用表示。 0064 (凝聚物) 0065 采用低压传递模塑机,于模具温度为175、注入压力为6.9MPa、保压时间为120 秒的条件下,成型100mm的圆板。研磨其表面,将研磨面用荧光显微镜(BX51M53MF;奥 林巴斯(株)制造)进行观察。测定25m以上的着色剂凝聚物个数。 0066 (高温漏电) 0067 对实施例1的树脂组合物及实施例1中仅除去着色剂1的成分所得到的树脂组合 物,采用低压传递模塑机,于模具温度为175、注入压力为7.8MPa、保压时间为90秒的条 件下,密封成型100个在80m、60m及40m的3种节距的试验用芯片上实施了直径为 30m的。

38、金属线布线的144pTQFP。然后,采用ADVANTEST制造的小量程电流计8240A,测定 漏泄电流。判断基准为,在温度为175时的漏泄电流,与仅除着色剂1的树脂组合物的中 位数(median)进行比较,当全部为同光谱级时,用符号“”表示、超过一个光谱级而显示高 值者为1个时用符号“”表示、超过两个光谱级而显示高值者为1个时用符号“”表示。 0068 (电线变形) 0069 采用低压传递模塑机,于模具温度为175、注入压力为7.8MPa、保压时间为90秒 的条件下,密封成型在60m节距的试验用芯片上实施了长度为3mm、直径为25m的金属 线布线的144pTQFP。然后,采用(株)制造的软X线。

39、装置PROTEST100 测定电线滑移。判断基准为:将最大电线滑移率电线滑移量/电线长度)100达到3% 以上时为不合格。 0070 实施例25、比较例14 0071 按照表1的配比,与实施例1同样操作,得到环氧树脂组合物,与实施例1同样进 行评价。将其结果示于表1中。还有,环氧树脂2是环氧当量为190、熔点为105的用下式 (3)表示的联苯基型环氧树脂(商品名YX40000;(株)制造)。 0072 0073 酚醛树脂2是环氧当量为165、软化点为79的用下式(4)表示的苯酚芳烷基树 脂(商品名XLCLL;三井化学(株)制造)。 0074 说 明 书CN 102875974 A 10 9/9页 11 0075 固化促进剂2为三苯基膦(商品名PP360;化成(株)制造)。 0076 表1 0077 0078 工业实用性 0079 按照本发明,可以得到在半导体元件等的密封成型中具有良好的流动性、固化性, 并且不发生布线短路、漏电不良等电缺陷或电线变形的半导体密封用环氧树脂组合物,特 别适合用于作为电线之间狭窄的表面安装型半导体装置的制造中。 说 明 书CN 102875974 A 11 。

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