半导体封装树脂组合物和半导体器件制造技术

本发明专利技术提供半导体封装树脂组合物和半导体器件。提供一种树脂组合物，其包括热固性树脂、无机填料和特定结构的有机硅化合物。用有机硅化合物简单处理无机填料，使其对树脂具有高亲和力。该组合物在流动和抗冲击性方面得到改善，适用于封装半导体器件。

Semiconductor Packaging Resin Compositions and Semiconductor Devices

The invention provides a semiconductor packaging resin composition and a semiconductor device. A resin composition comprising a thermosetting resin, an inorganic filler and an organosilicon compound with a specific structure is provided. The inorganic fillers were treated simply with organosilicon compounds to make them have high affinity for resins. The composition has been improved in flow and impact resistance, and is suitable for packaging semiconductor devices.

【技术实现步骤摘要】
半导体封装树脂组合物和半导体器件相关申请的交叉引用本非临时申请根据35U.S.C§119(a)要求于2017年10月27日在日本提交的专利申请号2017-207850的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
本专利技术涉及半导体封装树脂组合物以及用其封装的半导体器件。
技术介绍
树脂封装是当前包括二极管、晶体管、IC、LSI和VLSI的半导体器件的主流。在通常的实践中，半导体器件用包括环氧树脂和无机填料的树脂组合物封装，因为环氧树脂在模塑、粘合、电性能、机械性能和防潮性方面优于其它热固性树脂。最近，正在研究将像氰酸酯树脂和双马来酰亚胺树脂那样的具有高热稳定性和低介电常数的树脂材料用作功率器件和高频器件的密封剂。当用树脂组合物封装半导体器件时，通常使用加热树脂组合物并将熔体浇铸到模具中的传递模塑(transfermolding)方法。在传递模塑中，要求器件内部没有空隙并且器件线材几乎不变形。封装的器件应保护内部半导体芯片和线材免受外部物理冲击和热震。可以通过无机填料的预先表面处理以改善热固性树脂和无机填料之间的界面润湿来满足这些要求。例如，专利文件1公开了用N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷进行无机填料的表面处理使得环氧树脂组合物(含有处理过的填料)具有高反应性并提供具有高刚度的其固化产物，从而改善脱模性能。专利文件2公开了如下无机填料的表面处理：在搅拌下将硅烷偶联剂或其醇溶液喷涂到无机填料上，继续进一步搅拌，并使填料在室温下静置或在高温下加热。然而，这些技术存在制造时间长和生产率低的问题。由于N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷水解缓慢，因此需要诸如在室温下保持24至48小时或在50至80℃的高温下保持1至4小时的预处理，以诱导与无机填料表面的反应。因此，必须包含额外的预处理步骤。引用列表专利文件1：JP-AH09-057749专利文件2：JP-A2002-241585
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种树脂组合物以及用该树脂组合物封装的半导体器件，上述树脂组合物包括热固性树脂和无机填料，其中无机填料被简单处理以具有对树脂的高亲和力，使得改善了组合物的流动和抗冲击性。本专利技术人已经发现，通过包括(A)热固性树脂、(B)无机填料和(C)特定结构的有机硅化合物的树脂组合物克服了上述未解的问题，上述树脂组合物适用于半导体封装。在一方面，本专利技术提供一种半导体封装树脂组合物，其包括(A)热固性树脂、(B)无机填料和(C)具有式(1)的有机硅化合物作为必要成分。此处，R1是C1-C3烷基，R2、R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基。在优选的实施方案中，除具有式(1)的有机硅化合物外，成分(C)还包含具有式(2)的有机硅化合物：其中R1是C1-C3烷基。热固性树脂优选为选自环氧树脂、氰酸酯树脂和双马来酰亚胺树脂中的至少一种。树脂组合物还可包括(D)固化剂和(E)固化促进剂。在另一方面，本专利技术提供一种用本文限定的树脂组合物封装的半导体器件。有益效果由于无机填料被简单处理以具有对热固性树脂的高亲和力，因此改善了树脂组合物的流动和抗冲击性。由此树脂组合物适合于封装半导体器件。附图说明图1A和1B示意性地示出了用于测量断裂韧性的三点弯曲测试中使用的测试样品。具体实施方式本专利技术的一个实施方案是半导体封装树脂组合物，其包括(A)热固性树脂、(B)无机填料和(C)具有式(1)的有机硅化合物作为必要成分。此处，R1是C1-C3烷基，R2、R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基。将详细描述这些成分。(A)热固性树脂成分(A)是热固性树脂，其适合于半导体封装。示例性热固性树脂包括环氧树脂、氰酸酯(cyanate)树脂、双马来酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂和有机硅树脂。其中，优选环氧树脂、氰酸酯树脂和双马来酰亚胺树脂，最优选环氧树脂。环氧树脂合适的环氧树脂包括酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂、三苯酚烷环氧树脂、芳烷基环氧树脂、含联苯结构的芳烷基环氧树脂、联苯环氧树脂、二环戊二烯环氧树脂、杂环环氧树脂、含萘环环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、二苯乙烯环氧树脂、三缩水甘油基异氰酸酯化合物和单烯丙基二缩水甘油基异氰酸酯化合物，它们可以单独使用或混合使用。环氧树脂中还包括由含烯基的环氧化合物与具有平均式(3)的氢有机聚硅氧烷的氢化硅烷化反应得到的共聚物：HaRbSiO(4-a-b)/2(3)其中R是取代或未取代的C1-C10一价烃基，a是从0.01至1的数，b是从1至3的数，a+b是大于等于1.01且小于4。可以通过例如以下方法来获得含烯基的环氧化合物：利用环氧氯丙烷使含烯基的酚醛树脂环氧化，或者使公知的环氧化合物与2-烯丙基酚部分反应。这种环氧化合物由例如平均式(4)表示。在式(4)中，R7a是具有烯基部分的C3-C15、优选C3-C5脂族一价烃基；R7b是缩水甘油氧基或式-OCH2CH(OH)CH2OR'的基团，其中R'是具有烯基部分的C3-C10、优选C3-C5一价烃基；k等于1；k'等于0或1；x是1至30的正数；y是1至3的正数。具有平均式(4)的环氧化合物的实例如下所示。此处，x和y是1<x<10且1<y<3范围内的正数。具有平均式(3)的氢有机聚硅氧烷在分子中具有至少一个SiH基团。在式(3)中，R是C1-C10、优选C1-C6一价烃基，其实例包括烷基(诸如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、辛基、壬基和癸基)，芳基(诸如苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基)，和芳烷基(诸如苄基、苯乙基和苯丙基)。在这些基团中，至少一个(一个或多个或甚至全部)氢可以被卤素(诸如氟、溴或氯)所取代。优选R是甲基、乙基或苯基。具有平均式(3)的氢有机聚硅氧烷可以是直链、支链或环状的。示例性的是由下式(a)、(b)和(c)表示的那些。在式(a)中，R各自独立地如上所定义，R9是氢或选自与R相同的基团的基团，n1是5至200的整数，n2是0至2的整数，n3是0到10的整数，R8是下式的基团：其中R和R9如上所定义，n5是1-10的整数。具有式(a)的化合物应包含至少一个与硅键合的氢原子。在式(b)中，R各自独立地如上所定义，n6是1至10的整数，并且n7是1或2。具有式(b)的化合物应包含至少一个与硅键合的氢原子。在式(c)中，R和R9如上所定义，r是0至3的整数，R10是氢或可含有氧原子的C1-C10一价烃基。具有式(c)的化合物应包含至少一个与硅键合的氢原子。在氢有机聚硅氧烷中，优选双末端氢甲基聚硅氧烷和双末端氢甲基苯基聚硅氧烷。例如，优选以下化合物。此处n是20至100的整数。此处m是1至10的整数，n是10至100的整数。氰酸酯树脂合适的氰酸酯树脂包括双(4-氰氧基(cyanato)苯基)甲烷、双(3-甲基-4-氰氧基苯基)甲烷、双(3-乙基-4-氰氧基苯基)甲烷、双(3,5-二甲基-4-氰氧基苯基)甲烷、1,1-双(4-氰氧基苯基)乙烷、2,2-双(4-氰氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-氰氧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、二(4-氰氧基苯基)硫醚、1,3-二氰氧基苯(dicyanatobenzene)、1,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体封装树脂组合物，包括：(A)热固性树脂，(B)无机填料，和(C)具有式(1)的有机硅化合物：

【技术特征摘要】
2017.10.27 JP 2017-2078501.一种半导体封装树脂组合物，包括：(A)热固性树脂，(B)无机填料，和(C)具有式(1)的有机硅化合物：其中R1是C1-C3烷基，R2、R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、C1-C3烷基和C1-C3烷氧基。2.根据权利要求1所述的树脂组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：长田将一，川村训史，金田雅浩，横田龙平，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP