[发明专利]半导体密封环氧树脂组合物和半导体器件

说明书

本发明提供半导体密封环氧树脂组合物和半导体器件。包含环氧树脂、固化剂、(A)含羧基的苯并三唑衍生物和(B)含烷氧基甲硅烷基的氨基烷基硅烷衍生物的环氧树脂组合物适用于密封半导体器件。相对于每100重量份环氧树脂和固化剂的总量，(A)+(B)的总量为0.5‑5.0重量份，摩尔比(A)/(B)为0.5‑1.5。该组合物不含硫，且对金属基底具有高粘合性。

相关申请的交叉引用

该非临时申请根据35U.S.C§119(a)要求于2018年4月9日在日本提交的专利申请号2018-074419的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

该发明涉及一种半导体密封环氧树脂组合物和用该树脂组合物的固化产物密封的半导体器件。

背景技术

目前包括二极管、晶体管、IC和LSI的半导体器件的主流是树脂密封型。相对于其它热固性树脂，环氧树脂具有优异的成形性、粘合性、电学性质、机械性质和耐湿性。环氧树脂组合物常规用于密封半导体器件。十多年来，电子设备市场正朝着半导体器件小型化、轻量化和高性能以及半导体芯片的高集成度的方向发展。随着半导体器件封装技术的不断创新，对用作半导体密封剂的环氧树脂提出了更严格的要求。由于半导体器件目标在于更高的性能和集成度，所以半导体芯片倾向于释放更多的热量。虽然整个半导体器件的结构是为了有效散热，但密封树脂本身必须是耐热的。由于用于汽车和压力应用的半导体器件经常暴露于发动机等周围的高温环境下，所以密封树脂不仅必须耐热，而且还必须可靠。

虽然半导体芯片目标在于更高的性能，但仍需要降低半导体器件的成本。试图用铜、铜合金、银合金、铝等廉价的配线或互连线代替现有技术中常用的昂贵的金的配线或互连线。

此外，由于切换到无铅焊料，封装温度升高。如果半导体器件吸湿，则升高的温度会引起麻烦，例如，在安装期间封装破裂，以及密封剂与金属框架、有机基底或半导体芯片之间界面分离。因此，要求密封树脂组合物与金属框架、有机基底或半导体芯片紧密粘合。

在改进树脂与金属(诸如铜和银)的粘合性的方式中，一种常规技术是加入含硫增粘剂，诸如3-巯基丙基硅烷。此外，专利文件1提出具有噻吩结构的酚醛树脂的使用，专利文件2公开了酚二硫化物化合物。由于这些技术使用含硫化合物，所以存在金属被腐蚀的风险，因为有机组分在高温条件下分解以产生硫化物或硫酸根离子。

引用列表

专利文件1：JP-A 2001-065339

专利文件2：JP-A 2004-137397

发明内容

本发明的一个目的是提供一种半导体密封环氧树脂组合物，该组合物不含硫且与金属基底(特别是铜基底)紧密粘合，且提供一种用该组合物的固化产物密封的半导体器件。

本发明人已经发现，将(A)组分和(B)组分以(A)和(B)的总量落在相对于环氧树脂和固化剂总量的特定范围内且(A)/(B)的摩尔比落在特定范围内的量加入到包含环氧树脂和固化剂作为必要组分的环氧树脂组合物中，上述(A)组分为每个分子中具有至少一个羧基基团的苯并三唑衍生物，上述(B)组分为每个分子中具有至少一个烷氧基甲硅烷基基团的氨基烷基硅烷衍生物；此时，所得到的环氧树脂组合物与金属基底(尤其是铜基底)紧密粘合，而无需硫组分。

在一方面，本发明提供一种用于半导体密封的环氧树脂组合物，其包含环氧树脂和固化剂作为必要组分，该组合物还以(A)和(B)总量相对于每100重量份环氧树脂和固化剂的总量为0.5至5.0重量份且摩尔比(A)/(B)为0.5/1至1.5/1的量包含(A)组分和(B)组分，上述(A)组分为每个分子中具有至少一个羧基基团的苯并三唑衍生物，上述(B)组分为每个分子中具有至少一个烷氧基甲硅烷基基团的氨基烷基硅烷衍生物。

一般，固化剂是酚类固化剂。