[发明专利]环氧树脂组合物和半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于密封半导体的环氧树脂组合物和使用其的半导体装置。

背景技术

二极管、晶体管和集成电路等电子元件一般用环氧树脂组合物密封。特别地，在集成电路中，一直使用耐热性和耐湿性优异的环氧树脂组合物，其含有环氧树脂、酚醛树脂、和无机填料，例如熔融石英(fused silica)和结晶石英(crystalline silica)。然而，近年来倾向于小型、质轻且高性能的电子装置的市场，使得半导体更加集成并加速了半导体装置的表面安装，同时要求用于密封半导体元件的环氧树脂组合物满足日益严格的条件。特别是，目前半导体装置的表面安装很普遍，受潮的半导体装置在回流焊接工艺期间暴露在高温下。进而，为了消除环境负担材料，增加使用无铅焊料作为替代材料，但是其熔点高于常规焊料。因此，其在表面安装期间需要的回流温度比常规高约20℃，具体为260℃。因此，半导体装置暴露在更高的温度下，引起固化的环氧树脂组合物在其与半导体元件或引线框的界面分层。其易于使半导体装置的可靠性严重恶化，例如产生裂纹。

环氧树脂组合物常含有含卤阻燃剂(例如含溴有机化合物)和锑化合物(例如三氧化二锑和四氧化二锑)使其阻燃，但是考虑到对环境负荷物质的消除，需要开发阻燃性优异的不含有含卤阻燃剂或锑化合物的环氧树脂组合物。作为替代的环境友好的阻燃剂，已经使用金属氢氧化物，例如氢氧化铝和氢氧化镁。但是它们必须大量使用才能作为阻燃剂。当使用足以得到阻燃性质的量时，会损害环氧树脂组合物成形时的流动性、固化性或固化材料的机械强度、和耐回流焊接性。

为了解决这些问题，提出使用低吸水、可挠和阻燃的树脂以改善耐回流焊接性(见例如，日本特开公开号1-275618、日本特开公开号5-097965、和日本特开公开号5-097967)。然而，这样的技术实际上不能使用，因为使用无铅焊料而增加无机填料的含量，会导致流动性不足。

这种情况下，需要开发密封半导体用的树脂组合物，其具有较高的阻燃性、高流动性和足够高的耐回流焊接性，使得可以使用无铅焊料而无须阻燃剂。

专利文件1：日本特开公开号H1-275618

专利文件2：日本特开公开号H5-097965

专利文件3：日本特开公开号H5-097967

发明内容

本发明已经解决了上述问题。因此，本发明的目的是提供密封半导体用的树脂组合物，其具有较高的阻燃性、高流动性和足够高的耐回流焊接性，使得可以使用无铅焊料而无须阻燃剂，还提供高度可靠的半导体装置，其中半导体元件用该组合物密封。

本发明，如下：

[1]用于密封半导体的环氧树脂组合物，其主要包括(A)通式(1)表示的环氧树脂、(B)通式(2)表示的酚醛树脂、(C)含有膦化合物与醌化合物的加成物的固化促进剂、(D)在芳香环的两个或以上的相邻碳原子上连接有羟基的化合物、(E)硅烷偶联剂和(F)无机填料，其中无机填料(F)的含量为环氧树脂组合物总量的84wt％～92wt％且包括两个端值：

其中R，可以相同或不同，代表氢或具有1～4个碳原子的烷基；a为0～4的整数；b为0～4的整数；c为0～3的整数；d为0～4的整数；n为平均值且为0或10或10以下的正数；

其中R，可以相同或不同，代表氢或具有1～4个碳原子的烷基；a为0～4的整数；b为0～4的整数；c为0～3的整数；d为0～4的整数；n为平均值、0或10以下的正数。

[2]如[1]所述的用于密封半导体的环氧树脂组合物，其中通式(1)表示的环氧树脂(A)的软化点为35℃～60℃。

[3]如[1]或[2]所述的用于密封半导体的环氧树脂组合物，其中膦化合物与醌化合物的加成物(C)是三苯基膦与1，4-苯醌的加成物。

[4]如[1]～[3]中任一项所述的用于密封半导体的环氧树脂组合物，其中在芳香环的两个或以上的相邻碳原子上连接有羟基的化合物(D)为在苯环或萘环的两个或以上的相邻碳原子上连接有羟基的化合物。

[5]如[4]所述的用于密封半导体的环氧树脂组合物，其中在苯环的两个或以上的相邻碳原子上连接有羟基的化合物选自由儿茶酚、连苯三酚、没食子酸、没食子酸酯及其衍生物组成的组。

[6]如[4]所述的用于密封半导体的环氧树脂组合物，其中在萘环的两个或以上的相邻碳原子上连接有羟基的化合物选自由1，2-二羟基萘、2，3-二羟基萘及其衍生物组成的组。

[7]一种半导体装置，其中半导体元件用[1]～[6]中任一项所述的用于密封半导体的环氧树脂组合物密封。