[发明专利]半导体的封装方法

说明书

本发明涉及一种封装半导体的方法，更具体地涉及利用可快速固化的环氧树脂化合物的封装半导体的方法，所述的环氧树脂化合物包括有内含环氧树脂和稀释剂的液体环氧树脂或可固化液体混合物，其实质上不含有固化剂。本发明还涉及一种半导体装置，其包括由上述化合物将半导体封装。

已使用各种树脂来封装半导体。特别是使用固体环氧树脂模塑化合物(EMC)，其具有各种适合作为封装材料的特性，如机械性质、粘合性、抗湿性、电绝缘性等，所以固体材料已广泛用为封装树脂。

然而，该化合物为固体树脂，为此须使用捏合机和研磨机，成本自然提高，且当藉由转印机形成封装层时，需要具备视各种目的而制备不同尺寸片材的步骤。此外，在模塑期间，将损失固化在残胶和碾轮部分的树脂，故产率相当低。

为固化所述环氧树脂，如酚酚醛清漆的酚树脂型固化剂也常使用。然而，系统中使用该固化剂，反应速率相当低。针对反应速率也做了某些改善，但仍未达到足够的反应速率。

关于环氧树脂的固化剂，已使用的有胺型化合物，如聚胺等和酸酐型化合物。这些化合物对人体有不良影响，也会降低反应速率，对固化后的环氧树脂亦有不良电性影响，因为该化合物甚至与环氧树脂混合后也会吸收空气的湿气。为避免上述问题，在塑胶袋中含有固化剂的未固化EMC组合物进行封装。然而，该混合物有固化剂系统，需要保持该组合物在冷状态以具有贮存和运送稳定性，故操作复杂化。

另一方面，已知各种环氧树脂。对液体环氧树脂在优良控制下难充分加诸固化速率，因此在模塑期间，未固化液体环氧树脂在模裂缝流出形成大量溢料，降低了树脂化合物的产率。

为改善环氧树脂的操作性，建议了各种环氧树脂组合物，其使用特殊催化剂，以在单包中贮存。例如当固体潜在型催化剂(latent type catalyst)在室温不溶于环氧树脂中，但在加热至接近熔点时，固体潜在型催化剂会溶解且引起固化速率突然增加，已知的三氟化硼、胺复合物、二氰二胺和由其所构成的衍生物；有机酸异烟酰肼，如己二酸二异烟酰肼；及其他。这种系统中，环氧树脂组合物的室温贮存稳定性优良，但催化剂不溶解于环氧树脂中，所以需藉表糊来分散，故有使用条件限制的问题，在热固化期间系统的外观粘度减少，所以催化剂分散体不稳定也变得不均匀，反应也进行得慢。另一方面，当使用该系统而随加热增加其反应速率，很快地环氧树脂组合物产生热而引起恶化和气泡。

此外，已知使用各种鎓盐为潜在型催化剂以固化环氧树脂。例如，日本专利公开公报第126430/1984号描述了2-巯基噻唑的四级铵盐或四级鏻盐作为包括环氧树脂、固化剂和无机填料为主成分的组合物的催化剂，且当该盐用来封装半导体元件，该元件有如铝等金属极，甚至在高温和高湿情况下使用，仍可避免电极腐蚀。然而，在此系统中，如酚酚醛清漆树脂的固化剂、胺化合物或酸酐、或如咪唑的固化加速剂也可结合使用，所以上述固化系所引起的毒性及其他问题可获解决。由鎓盐来固化环氧树脂很快，但所引发问题为反应部份不均匀且未反应固化剂的剩余量很大。

日本专利公开公报第170116/1984号揭示芳二胺和四级鏻盐的反应产物可用于固化液体环氧树脂。然而，该固化系统，为得完整固化产物，需要使用如四级胺、咪唑或乙酰基丙酮酸金属盐结合的固化加速剂。

日本专利公开公报第228745/1984号描述了半导体装置的封装环氧树脂，其是利用芳胺加成物和四级鏻盐的组合来固化，其藉加热至150℃30分钟或260℃30秒钟来模塑。然而，该固化速率并不充份。此外，四级鏻盐的细节在此未有描述。

日本专利公开公报第95315/1987号和第212418/1987号描述了包含有液体环氧树脂、作为固化剂的特殊咪唑化合物和作为潜在型催化加速剂的卤化鏻的环氧树脂组合物，其有贮存稳定性且固化速率很快。然而，在此组合物中，在130℃的胶凝时间为4.5分钟或更长，其并非令人满意的固化速率。当此种鏻盐不与咪唑化合物共同使用，固化速率变慢，所以不适合作为模塑液体环氧树脂的封装。另一方面，当结合使用咪唑，该咪唑化合物为固体且很难均匀分散于系统中，且固体咪唑化合物的残余会引起模塑步骤的困扰。除此藉由使用该咪唑化学物质，环氧树脂封装层的抗湿性降低。