[发明专利]半导体封装用环氧树脂组合物及使用这种组合物的半导体装置无效

专利信息
申请号: 01116327.5 申请日: 2001-04-06
公开(公告)号: CN1316447A 公开(公告)日: 2001-10-10
发明(设计)人: 五十岚一雅 申请(专利权)人: 日东电工株式会社
主分类号: C08G59/00 分类号: C08G59/00;C08L63/00;H01L23/29
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 刘元金,王其灏
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 半导体 封装 环氧树脂 组合 使用 这种 装置
【说明书】:

本发明涉及半导体封装用低介电常数环氧树脂组合物、比介电常数显著降低的环氧树脂组合物和其中半导体元件用该环氧树脂组合物进行树脂封装的半导体装置。

通常,树脂封装型半导体装置包含半导体元件如晶体管、IC或LSI和封装材料如环氧树脂组合物,其中半导体元件采用压铸通过封装材料的模塑进行封装。这种树脂封装型半导体装置由于其可靠性、大批生产性及低成本而与陶瓷封装型半导体装置一起已得到广泛应用。

但是,最近,已经发明了微处理机等设备中用的高功能和高性能半导体元件。借助这类发明,操作频率显著增加。此外,在与信息传输有关的领域中,在小型化电子装置如蜂窝电话机和PHS中已经使用了大约千兆赫的频段,使用二位数千兆赫频段的通讯研究开发最近也已取得进展。

由于半导体装置中的高频发展趋势,具有优异高频特性的陶瓷封装型半导体装置目前已大量用于要求高可靠性的半导体装置中。然而,另一方面,目前的计划是使用低成本的树脂封装型半导体装置,这种装置在大量生产及上述各种可靠性方面具有优越性。因此,开发一种低压压铸用低介电常数的环氧树脂组合物,用于树脂封装型半导体装置已成为需要。

此外,已经有人提出了一种用具有低介电常数的硅氧烷树脂对半导体进行树脂封装的方法;一种利用双模塑技术的方法,其中用一种低介电常数树脂模塑半导体元件的内包封层,而用普通的环氧树脂模塑外层(日本专利公开昭61-237455);利用空心无机填料如空心玻璃球的方法(日本专利公开平5-283561);以及其它方法。然而,封装树脂的介电常数的降低是有限度的。由于半导体元件向高频发展的趋势目前越来越有进展,因此介电常数还不能达到所需的降低水平。

此外,作为用于树脂封装半导体元件的利用空心无机填料的低压压铸用环氧树脂组合物,日本专利公开昭62-161851公开了一种封装半导体的环氧树脂组合物,其中用内部有空穴的二氧化硅作为全部或部分无机填料。但是,该公开文献对固化产品的介电性能却只字未提。另一方面,日本专利公开平5-9270公开了一种半导体封装用环氧树脂组合物,其中该组合物具有降低的介电常数,其中该空心无机填料占无机填料重量的30~100%。但是,由于该空心结构在各种添加组分的捏合或熔融分布过程中被施加的剪切力所破坏,因此从生产力的观点来看存在一个缺点,即并非所有的原料都能同时被捏合。此外,日本专利公开平5-206325公开了一种使用一种含气体的填料的半导体封装用树脂组合物,其中该树脂组合物固化产物在50℃在1MHz~50GHz频段的介电常数是3.5。但是,该公开文献中所公开的树脂组合物很难说是一种有利于封装新近开发的窄间距布线结构半导体的含填料树脂组合物。

因此,从高频半导体元件发展的进步的观点看,本发明的一个目的是提供一种半导体封装用环氧树脂组合物,该组合物具有进一步降低的比介电常数,能适应高频发展趋势的需要,有利于组装窄间距布线结构的半导体,并且具有优异生产力。

本发明的另一个目的是提供一种用该环氧树脂组合物封装的半导体装置。

从下面的描述来看,本发明的这些目的和其它目的将会一目了然。

本发明的第一个具体实施方案涉及一种半导体装置封装用环氧树脂组合物,其中包含下列主要组分:

(A)一种环氧树脂;

(B)一种酚醛树脂;

(C)一种固化促进剂;和

(D)一种空心无机填料,其平均粒径为4~100μm,平均壳厚为1.5μm或更大,

其中组分(A)和组分(B)的量是这样控制的,即要使得X和Y的总量(X+Y)是350或更大,其中X是环氧树脂(A)的环氧当量,Y是酚醛树脂(B)的羟基当量。

本发明的第二个具体实施方案涉及一种包含用上述环氧树脂组合物封装的半导体元件的半导体装置。

由于从完成上述目的出发而进行的广泛研究的结果,本发明者注意到环氧树脂和酚醛树脂,即半导体封装用环氧树脂组合物的有机组分,并发现这些组分反应后所形成的产物中仲羟基含量的降低能有效降低介电常数,即将环氧树脂的环氧当量和酚醛树脂的羟基当量两者的总量调节到某一特定值或高些。本发明者还发现,除上述有机组分的调节外,由于与上述环氧树脂组合物的有机组分一起,使用空心无机填料作为无机填料,所以可以得到一种比介电常数进一步降低了的环氧树脂组合物。这种比介电常数能适应半导体元件向高频发展的趋势。

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