用于封装半导体器件的环氧树脂组合物以及使用其封装的半导体器件制造技术

一种环氧树脂组合物和使用其封装的半导体器件，该环氧树脂组合物包含：环氧树脂；固化剂；固化促进剂；以及无机填料，其中固化促进剂包括由式1表示的四价铵盐或四价鳞盐，其中，A1是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自独立地是取代或未取代的C1至C30烃基或取代或未取代的包括杂原子的C1至C30烃基；X1、X2、X3、X4、X5和X6各自独立地是氧原子(O)、硫原子(S)、或NH；并且Y1、Y2和Y3各自独立地是取代或未取代的C1至C30烃基或取代或未取代的包括杂原子的C1至C30烃基。环氧树脂组合物在固化性、室温储存稳定性、流动性、抗裂性、耐湿性等方面表现出优异的性能。[式1]

【技术实现步骤摘要】
用于封装半导体器件的环氧树脂组合物以及使用其封装的半导体器件
本专利技术涉及环氧树脂组合物以及使用其封装的半导体器件。更具体地，本专利技术涉及在固化性能、室温储存稳定性、流动性、抗裂性、耐湿性等方面表现出优良性能的环氧树脂组合物，以及使用其封装的半导体器件。
技术介绍
由于低成本和易于大量生产，广泛采用环氧树脂组合物的传递成型作为用于封装半导体二极管(如IC、LSI等)的方法以获得半导体器件。具体地，传递成型通过对用作固化剂的环氧树脂或酚醛树脂改性可以提高半导体器件的性能和可靠性。为了促进树脂的固化反应，用于电气材料和电子材料的环氧树脂组合物使用胺化合物如叔胺和咪唑、膦(phosphine)、鳞盐等。然而，随着电子设备向更小、更轻、更高性能发展的趋势，半导体的高度集成化以及对半导体器件表面安装的日益增长的需求每年都在加快，这造成使用通常的环氧树脂组合物不能解决的问题。此外，目前用于封装半导体器件的材料要求快速固化以改善生产率以及要求保存安全性以改善配送和储存时的处理。为了解决这些需求和问题，在本领域中使用三苯基膦和1，4-苯醌的加合物(adduct)作为固化促进剂。然而，这些固化促进剂即使在相对较低的温度下也促进固化反应，并且具有的问题是，例如，即使通过当环氧树脂组合物与其他组分混合时来自于混合物的热量或者甚至通过在固化反应前从外部施加的热量使环氧树脂组合物的固化反应部分进行。此外，混合完成后，存在的问题是，即使当环氧树脂组合物在室温下储存时也可以进行固化反应。当环氧树脂组合物是液态时，这种部分固化反应导致粘度的增加或流动性降低，并且当环氧树脂组合物是固态时，提供粘性。此外，由于在环氧树脂组合物中并不均匀地发生这种状态的变化，当环氧树脂组合物在高温下通过固化反应成型时，由于流动性的降低，出现成型品的可塑性降低连同力学性能(mechanicalproperty，机械性能)、电气性能、以及化学性能的降低。因此，由于使用这种固化促进剂引起环氧树脂组合物保存安全性的降低，因此严格的质量管理、低温储存或运输、以及模制条件的严格控制是必需的，而且其处理是困难的。目前，由于在电子元件设备封装技术中的高密度安装，通常使用表面固定型封装代替典型的插入型封装，并且与典型的插入型封装相比，表面固定型封装在钎焊时趋向降低封装的抗裂性能(crackingproperty)。也就是说，在表面固定型封装如IC、LS等中，封装件中二极管所占的体积日益增加，而封装件明显变得更薄以增加安装密度。此外，由于在焊接回流工艺(weldingreflowprocess)中表面固定型封装件暴露于200℃或更高的高温，当半导体器件包含在封装件中时，水分和挥发性组分快速膨胀并且容易导致半导体器件的开裂。此外，在高温回流过程中，当环氧树脂组合物的固化产物与在半导体器件内部的半导体二极管、引线框架等的附着力在它们之间的界面处不足时，在该界面处发生脱落，并导致耐湿性的降低。然而，通过使用三苯基膦和1，4-苯醌的加合物作为固化促进剂制备的环氧树脂组合物的固化产物封装半导体二极管制造的半导体器件不能表现出足够的耐湿性和抗裂性。因此，对于潜在的固化促进剂(催化剂)存在需要，其能够确保环氧树脂组合物的室温储存稳定性和充足的流动性，同时提供抗裂性和耐湿性。
技术实现思路
本专利技术提供用于封装半导体二极管的环氧树脂组合物以及使用其封装的半导体器件，该环氧树脂组合物在室温储存稳定性、流动性、固化性能、抗裂性和耐湿性方面表现出优良的性能。本专利技术的一个方面涉及环氧树脂组合物。环氧树脂组合物包含：环氧树脂；固化剂；固化促进剂；以及无机填料，其中固化促进剂包括由式1表示的四价铵盐或四价鳞盐：其中，A1是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自独立地是取代或未取代的C1至C30烃基或者取代或未取代的包括杂原子的C1至C30烃基；X1、X2、X3、X4、X5和X6各自独立地是氧原子(O)、硫原子(S)或NH；并且Y1、Y2和Y3各自独立地是取代或未取代的C1至C30烃基或者取代或未取代的包括杂原子的C1至C30烃基。在一个实施方式中，A1可以是磷。在一个实施方式中，R1、R2、R3和R4可以各自独立地是取代或未取代的苯化合物或C1至C10烷基。在一个实施方式中，X1、X2、X3、X4、X5和X6均可以是氧原子(O)。在一个实施方式中，Y1、Y2和Y3可以各自独立地是取代或未取代的苯化合物或者取代或未取代的萘化合物。在一个实施方式中，固化促进剂可以包括由式1a至1f表示的至少一种化合物：在一个实施方式中，环氧树脂可以以按重量计约1wt％至约20wt％的量存在，固化剂可以以约1wt％至约20wt％的量存在，固化促进剂可以以约0.001wt％至约2wt％的量存在，以及无机填料可以以约70wt％至约95wt％的量存在。在一个实施方式中，环氧树脂可以包括以下中的至少一种：由苯酚或烷基苯酚与羟基苯甲醛的缩合物环氧化得到的环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、多官能型环氧树脂、萘酚酚醛型环氧树脂、双酚A／双酚F／双酚AD的酚醛型环氧树脂、双酚A／双酚F／双酚AD的缩水甘油醚、双羟基联苯基环氧树脂、双环戊二烯环氧树脂、联苯型环氧树脂、多芳香环改性的环氧树脂(multi-aromaticmodifiedepoxyresins)、双酚A型环氧树脂、邻甲酚酚醛型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂以及萘环氧树脂。在一个实施方式中，固化剂可以包括以下中的至少一种：苯酚芳烷基型树脂、苯酚-对二亚甲基苯(新酚醛树脂，xylok)型树脂、苯酚酚醛型树脂、甲酚酚醛型树脂、萘酚型树脂、萜烯型树脂、多官能型树脂、多芳香环树脂、双环戊二烯树脂、萜烯改性的树脂、双环戊二烯改性的酚醛树脂、由双酚A与甲阶酚醛树脂(可溶酚醛树脂，resol)合成的酚醛型酚醛树脂、包括三(羟苯基)甲烷和二羟基联苯基的多价酚醛化合物、包括马来酸酐和邻苯二甲酸酐的酸酐、间苯二胺、二氨基二苯甲烷以及二氨基二苯砜。在一个实施方式中，环氧树脂与固化剂的组分比率(环氧树脂的环氧基的当量与包含在固化剂中的酚羟基或氨基的当量)可以在约0.5∶约1至约2∶约1的范围内。在一个实施方式中，无机填料可以包括以下中的至少一种：熔融二氧化硅(煅制二氧化硅，气相二氧化硅)、结晶二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、氧化铝、氧化镁、粘土、滑石、硅酸钙、氧化钛、氧化锑以及玻璃纤维。在一个实施方式中，环氧树脂组合物可以进一步包括：着色剂、偶联剂、脱模剂、应力消除剂(stressreliever)、交联促进剂(cross-linkingpromoter)、均化剂(匀染剂，流平剂，levelingagent)以及阻燃剂。本专利技术的另一方面涉及使用该环氧树脂组合物封装的半导体器件。具体实施方式在下文中，将详细描述本专利技术的实施方式。根据本专利技术实施方式的环氧树脂组合物包含环氧树脂、固化剂、固化促进剂以及无机填料，并且可用于半导体二极管的封装。环氧树脂根据本专利技术，可以使用在用于封装半导体二极管的环氧树脂组合物的制备中使用的任何典型环氧树脂。例如，可以无限制地使用具有至少两个环氧基的任何环氧树脂，并且环氧树脂可以包括单体、低聚物和聚合物中的至少一种。环氧树脂的实例包括但不限于由苯酚或烷基苯酚与羟基苯甲醛的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧树脂组合物，包含：环氧树脂；固化剂；固化促进剂；以及无机填料，其中，所述固化促进剂包含由式1表示的四价铵盐或四价鳞盐：其中，A1是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自独立地是取代或未取代的C1至C30烃基，或者取代或未取代的包括杂原子的C1至C30烃基；X1、X2、X3、X4、X5和X6各自独立地是氧原子(O)、硫原子(S)或NH；并且Y1、Y2和Y3各自独立地是取代或未取代的C1至C30烃基，或者取代或未取代的包括杂原子的C1至C30烃基。

【技术特征摘要】
2012.12.26 KR 10-2012-01539151.一种环氧树脂组合物，包含：环氧树脂；固化剂；固化促进剂；以及无机填料，其中，所述固化促进剂包含由式1表示的四价铵盐或四价鏻盐：[式1]其中，A1是氮或磷；R1、R2、R3和R4各自独立地是取代或未取代的C1至C30烃基，或者取代或未取代的包括杂原子的C1至C30烃基；X1、X2、X3、X4、X5和X6各自独立地是氧原子(O)、硫原子(S)或NH；并且Y1、Y2和Y3各自独立地是取代或未取代的C1至C30烃基，或者取代或未取代的包括杂原子的C1至C30烃基，并且其中，所述环氧树脂以1wt％至20wt％的量存在，所述固化剂以1wt％至20wt％的量存在，所述固化促进剂以0.001wt％至2wt％的量存在，以及所述无机填料以70wt％至95wt％的量存在。2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，A1是磷(P)。3.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，R1、R2、R3和R4各自独立地是取代或未取代的苯化合物或者C1至C10烷基。4.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，X1、X2、X3、X4、X5和X6是氧原子(O)。5.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，Y1、Y2和Y3各自独立地是取代或未取代的苯化合物或者取代或未取代的萘化合物。6.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，所述固化促进剂包括至少一种由式1a至式1f表示的化合物：[式1a][式1b][式1c][式1d][式1e][式1f]7.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，所述环氧树脂包括以下中的至少一种：多官能型环氧树脂、双酚A/双酚F/双酚AD的酚醛型环氧树脂、双酚F/双酚AD的缩水甘油醚、双羟基联苯基环氧树脂、双环戊二...

【专利技术属性】
技术研发人员：金民兼，韩承，田桓承，
申请(专利权)人：第一毛织株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR