[发明专利]半导体密封用环氧树脂组合物以及用它密封的半导体部件

说明书

本发明涉及一种半导体密封用环氧树脂组合物。更具体地说，本发明涉及一种半导体密封用环氧树脂组合物，其中不含三氧化锑和溴化的化合物，或只含有较少量的三氧化锑，经固化成为具有改进的高温暴露耐受性、阻燃性和软熔破碎耐受性(reflow cracking resis-tance)的产品。本发明还涉及以固化的该组合物密封的半导体部件。

随着近年来半导体部件高密度密封的趋势，半导体部件密封的主流是表面镶嵌密封。在制造这类表面镶嵌密封部件时存在着可靠性问题。在制造过程中，用通常的密封剂封装的部件被暴露于大约215至260℃的高温下，这时可能发生蕊片—密封剂界面间的分离以及密封剂部份的破碎。从而使密封后的可靠性不能得到保证。

在这种情况下，在表面镶嵌密封中广泛使用其特征为低的吸水性和具有软熔破碎耐受性的联苯型环氧树脂。虽然由于联苯型环氧树脂的低吸水性和在高温时低的模数从而使它具有比通常的密封剂更为优良的软熔破碎耐受性，但在检验高温暴露耐受性的可靠性或类似的试验中却不如通常的密封剂，从而留下一个严重的问题。

在集成电路中当它们被置于高温环境时出现问题，因为在铝电极和金丝之间的连接点中能形成一种金属间的化合物使电阻值增加，结果危害了金丝。已经知道这种金属间化合物的形成可由于作为阻燃剂而包含在树脂组合物中的Br^-或Sb³⁺的存在而被促进。最常用的阻燃剂是溴化的环氧树脂和三氧化锑的结合。因此，为改进高温暴露的耐受性，减少掺入的阻燃剂的量应该是有效的。

不幸地是，降低掺入的阻燃剂的量以改进高温暴露的耐受性在某种程度上牺性了阻燃性，即，不能满足阻燃性标准UL-94、V-0等级的要求。

用作阻燃剂的三氧化锑(Sb₂O₃)以及溴化的化合物都是有毒的物质。从对人体的影响和环境的观点来考虑，希望树脂组合物中不包含三氧化锑和溴化的化合物，或者只含有尽可能小量的三氧化锑。

本发明的一个目的是提供一种半导体密封用环氧树脂组合物，它能取消或减少使用的三氧化锑和溴化的化合物的量，并能固化成具有改进的高温暴露耐受性、阻燃性和软熔破碎耐受性的产品。本发明的另一个目的是提供一种用这类半导体密封用环氧树脂组合物的经固化的产品密封的半导体部件。

本发明人已经发现，用下面式(1)定义的化合物作为阻燃剂的半导体密封用环氧树脂组合物固化后的产品，虽然不存在三氧化锑和溴化的化合物，却具有改进的阻燃性。固化后的产品在软熔破碎耐受性和高温暴露耐受性方面也有改进。因此用这种固化的产品密封的半导体部件在高温可靠性方面得到改进，本发明即是根据这一发现。

在式(1)中，每个R¹和R²是含有1至4个碳原子的烷基。每个R³和R⁴是氢原子或含有1至4个碳原子的烷基。R⁵是氢原子、羟基或环氧丙氧基，每个R⁶和R⁷是氢原子、羟基或下列基因：或每个R⁸和R⁹是氢原子或甲基。字母n是0至10的整数。

简要地说，本发明提供了一种半导体密封用环氧树脂组合物，它含有：

(A)20至80重量份的环氧树脂，

(B)20至80重量份的固化剂，

(C)0.1至50重量份的式(1)化合物，和

(D)200至1,200重量份的无机填料。

本发明也提供了一种用这种组合物的固化的产品密封的半导体部件。

本发明的环氧树脂组合物用一种其具体结构被式(1)定义的磷化合物来代替通常用作阻燃剂的溴化环氧树脂和三氧化锑。因为这种组合物中不含有任何能在高温暴露期间促使金属间化合物形成的Br^-和Sb.³⁺源，因此用这种组合物的固化产物密封的半导体部件具有与不含阻燃剂的环氧树脂组合物相近的高温可靠性。本发明的组合物也具有更好的阻燃性和软熔破碎耐受性。此外，因为三氧化锑和溴化的化合物这类对人体有害并且污染环境的物质被省去，所以本发明提供了一种在工业中相当有用的环氧树脂组合物。