[发明专利]环氧树脂组合物及半导体装置

说明书

本发明涉及环氧树脂组合物及半导体装置，更详细地说，涉及适用于密封IC、LSI等半导体元件以及LED、CCD等光半导体元件的环氧树脂组合物，以及采用这种环氧树脂组合物密封半导体元件得到的半导体装置。

目前，许多半导体装置(包括光半导体装置)是通过采用环氧树脂组合物密封半导体元件(包括光半导体装置)制造的。采用环氧树脂组合物密封半导体元件，是向已于规定位置设置有半导体元件的模具中注入环氧树脂组合物并使之硬化，而进行密封的。在上述密封所使用的环氧树脂组合物中，作为环氧树脂的硬化剂，通常采用酸酐系硬化剂，特别是，已经知道对于LED或CCD等要求有透明性密封的光半导体元件的密封来说是非常有效的。

但是，在上述半导体装置的制造中，为了提高生产效率，希望快速硬化环氧树脂。对于快速硬化环氧树脂，可以考虑在高温下进行硬化，但是如果在例如约130℃或以上的温度下进行硬化，酸酐系硬化剂会发生分解，产生二氧化碳气体，所产生的二氧化碳气泡不仅会使硬化的树脂中产生缺陷，而且，模具和树脂界面上的二氧化碳气泡还是硬化树脂表面上产生深斑(sink mark)的原因。

本发明对上述情况进行研究，其目的是提供即使在高温下进行硬化也很少产生二氧化碳气体并很少产生深斑的环氧树脂组合物，以及通过采用该环氧树脂组合物密封半导体元件得到的半导体装置。

为了达到上述目的，本发明环氧树脂组合物的特征在于含有环氧树脂和酸酐系硬化剂，热硬化时二氧化碳气体的产生量为500μg或以下。

本发明还包括下面的环氧树脂组合物，其含有环氧树脂和酸酐系硬化剂，在135℃加热20分钟时二氧化碳气体的产生量为500μg/g或以下。该二氧化碳气体产生量的下限值优选为50μg/g或以下，更优选为10μg/g或以下，特别优选为0μg/g。

这些环氧树脂组合物优选含有二氮杂二环链烯类的有机酸盐，其比例为，相对于酸酐系硬化剂100重量份，优选含有0.5～8重量份。这些环氧树脂组合物优选进一步含有金属有机酸盐。

本发明还包括下面的环氧树脂组合物，它含有环氧树脂、酸酐系硬化剂和二氮杂二环链烯类的有机酸盐，其中二氮杂二环链烯类的有机酸盐的量相对于酸酐系硬化剂100重量份为0.5～8重量份。该环氧树脂组合物优选还含有金属有机酸盐。

本发明还包括通过采用上述环氧树脂组合物密封半导体元件得到的半导体装置。

本发明的环氧树脂组合物含有环氧树脂和酸酐系硬化剂。

作为上述环氧树脂，可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甲阶酚醛型环氧树脂、甲酚甲阶酚醛型环氧树脂、脂环式环氧树脂、三缩水甘油异氰脲酸酯、己内酰脲环氧树脂等含氮环环氧树脂，加氢双酚A型环氧树脂、脂肪族系环氧树脂、缩水甘油醚型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、以低吸水率硬化体型为主的联苯型环氧树脂、二环环型环氧树脂、萘型环氧树脂等。它们可单独使用，或者结合使用。这些环氧树脂中，例如，对于密封光半导体元件来说，优选采用透明性和耐变色性优良的双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂环式环氧树脂、三缩水甘油异氰脲酸酯。

上述环氧树脂在常温下可以是固体，也可以是液体。但是，通常优选环氧当量为90～1000者，在固体的情况下，优选软化点为160℃或以下的环氧树脂。环氧当量小于90时，环氧树脂组合物的硬化体会变脆。而环氧当量超过1000时，其硬化体的玻璃化温度(Tg)会降低。

作为上述酸酐系硬化剂，可以举出例如无水酞酸、无水马来酸、无水偏苯三酸、无水苯均四酸、六氢无水酞酸、四氢无水酞酸、无水甲基纳西克酸、无水纳西克酸、无水戊二酸、甲基六氢无水酞酸、甲基四氢无水酞酸等。它们可单独使用或是结合使用。在这些酸酐系硬化剂中，优选采用无水酞酸、六氢无水酞酸、四氢无水酞酸、甲基六氢无水酞酸。

上述酸酐系硬化剂，优选其分子量为140～200左右者，而且，以无色或者淡黄色的酸酐为好。

除了上述酸酐系硬化剂之外，还可以结合使用目前公知的环氧树脂的硬化剂，例如胺系硬化剂、酚系硬化剂、用醇将上述酸酐系硬化剂部分酯化的产物，或者六氢酞酸、四氢酞酸、甲基六氢酞酸等羧酸硬化剂。这时，这些硬化剂可以单独使用，或者结合使用。例如，在结合使用羧酸硬化剂时，可以提高硬化速度，并提高生产效率。