环氧树脂组合物和半导体器件制造技术

本发明专利技术涉及环氧树脂组合物和半导体器件。本发明专利技术提供了一种环氧树脂组合物，其含有(A)环氧树脂、(B)芳胺系固化剂、和(C)芳基硼酸盐形式的固化促进剂，其中使得组分(B)中的氨基与组分(A)中的环氧基的当量比为0.7/1至1.5/1。该组合物具有低温可固化性和可加工性，并且粘合性和粘合保持性也得到改善。

Epoxy resin compositions and semiconductor devices

The present invention relates to epoxy resin compositions and semiconductor devices. The invention provides an epoxy resin composition comprising (A) epoxy resin, (B) aromatic amine curing agent and (C) aromatic borate curing accelerator, in which the equivalent ratio of amino group in component (B) to epoxy group in component (A) is 0.7/1 to 1.5/1. The composition has low temperature curability and processability, and the adhesion and adhesion retention are also improved.

【技术实现步骤摘要】
环氧树脂组合物和半导体器件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2017年5月10日在日本提交的专利申请号2017-093663的优先权，其全部内容通过援引引入于此。
本专利技术涉及热固性环氧树脂组合物，更具体地说，涉及用于封装半导体器件(诸如二极管、晶体三极管、集成电路(IC)、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI))的环氧树脂组合物。
技术介绍
环氧树脂在各种应用中用作半导体封装剂。随着半导体芯片小型化和高密度化的发展，期望封装剂具有更高的可靠性。为了提高生产率，需要在低温下快速固化的环氧树脂。作为低温快速固化环氧树脂组合物，专利文件1公开了在两种组分(即环氧树脂和固化剂)的混合后固化的双组分环氧树脂组合物。尽管双组分环氧树脂组合物具有优异的低温可固化性，但它在充分发挥其性能之前必须密切混合。而且，由于混合后的使用寿命有限，所以使用受到限制。为了解决这些问题，专利文件2提出了使用微胶囊型固化剂的单组分环氧树脂组合物。然而，由于微胶囊型固化剂是固体或高粘度液体，所以树脂组合物可能变得太粘而不能工作。引文列表专利文件1：JP-A2016-060826专利文件2：JP-A2015-113426专利技术概述本专利技术的目的是提供一种环氧树脂组合物以及用其封装的半导体器件，该环氧树脂组合物具有低温可固化性和可加工性，并且粘合性和粘合保持性得到改善。本专利技术人已经发现，通过包含(A)环氧树脂、(B)芳胺系固化剂和(C)芳基硼酸盐形式的固化促进剂的环氧树脂组合物解决了突出的问题。一方面，本专利技术提供一种环氧树脂组合物，其包含(A)环氧树脂、(B)芳胺系固化剂和(C)固化促进剂，芳胺系固化剂(B)中的氨基与环氧树脂(A)中的环氧基团的当量比为从0.7/1至1.5/1，且固化促进剂(C)包含芳基硼酸盐。在优选实施方案中，组分(B)是至少一种选自式(1)、(2)、(3)和(4)的芳胺系固化剂：其中，R1至R4选自氢、C1-C6一价烃基、CH3S-和CH3CH2S-，其中R1至R4可以相同或不同。在优选实施方案中，作为组分(C)的芳基硼酸盐含有选自碱金属、烷基铵化合物、咪唑鎓化合物、芳基鏻化合物和烷基鏻化合物中的至少一者。通常，组分(C)为四苯基鏻四苯基硼酸盐、四苯基鏻四对甲苯基硼酸盐或三苯基膦三苯基硼烷。优选地，组分(C)以相对于组分(A)和(B)的合计100重量份为0.1至10重量份的量共混。在优选实施方案中，环氧树脂(A)是液体环氧树脂。环氧树脂组合物可以进一步包含无机填料(D)。最经常地，环氧树脂组合物在25℃下为液体。本文中也预期了用处于固化状态的环氧树脂组合物封装的半导体器件。专利技术的有益效果环氧树脂组合物具有低温可固化性和可加工性，并且粘合性和粘合保持性也得到改善。用环氧树脂组合物的固化产物所封装的半导体器件是可靠的。具体实施方案如本文所用，符号(Cn-Cm)是指每个基团含有n至m个碳原子的基团。本专利技术的环氧树脂组合物定义为包含(A)环氧树脂、(B)芳胺系固化剂和(C)固化促进剂。(A)环氧树脂本文中用作组分(A)的环氧树脂可以选自公知的环氧树脂。实例包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂、均二苯代乙烯型环氧树脂、含三嗪骨架的环氧树脂、含芴骨架的环氧树脂、三苯酚苯酚甲烷型环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯二甲基型环氧树脂、联苯基芳烷基型环氧树脂、萘型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、脂环族环氧树脂、多官能酚和多环芳族(诸如蒽)的二缩水甘油基化合物、以及通过向前述树脂中引入磷化合物而获得的含磷环氧树脂。这些树脂可以单独使用或以两种以上的混合物使用。组分(A)优选为在25℃下具有0.01至100,000mPa·s、更优选0.1至10,000mPa·s的粘度的液状树脂。值得注意的是，根据JISZ-8803：2011，通过锥-板旋转粘度计(E型粘度计)在25℃的温度下加载样品2分钟后测量粘度。基于树脂组合物，组分(A)优选以30至80重量％、更优选40至75重量％、且甚至更优选45至70重量％的量存在。(B)芳胺系固化剂用于组分(A)的固化剂的组分(B)是芳胺系固化剂，具体而言是具有耐热性和存储稳定性的含芳香环的胺化合物。合适的芳胺系固化剂包含具有下式(1)至(4)的那些。其中，R1至R4选自氢、C1-C6一价烃基、CH3S-和CH3CH2S-，其中R1至R4可以相同或不同。在具有式(1)、(2)、(3)和(4)的芳胺系固化剂中，优选的是芳香族二氨基二苯基甲烷化合物(诸如3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷、3,3'，5,5'-四甲基-4,4'-二氨基二苯基甲烷、和3,3'，5,5'-四乙基-4,4'-二氨基二苯基甲烷)、2,4-二氨基甲苯、1,4-二氨基苯和1,3-二氨基苯。它们可以单独使用或以两种以上的混合物使用。可以直接共混常温下(20-30℃)为液体的芳胺系固化剂。但是，如果将固体芳胺系固化剂直接共混于环氧树脂中，则树脂粘度变高，由此变得难以加工。因此优选的是，固体固化剂预先与液体环氧树脂熔融混合。期望的是在70至150℃的温度下以下述特定的共混比例进行1至2小时的熔融混合。如果混合温度低于70℃，则固化剂可能不会与环氧树脂完全相容。如果混合温度超过150℃，则固化剂可能与液体环氧树脂反应，导致粘度增加。如果混合时间短于1小时，则固化剂可能不会与环氧树脂完全相容，从而导致粘度增加。如果混合时间超过2小时，则固化剂可能与液体环氧树脂反应，导致粘度增加。以如下用量共混芳胺系固化剂：使得芳胺系固化剂中的全部氨基与组分(A)中的全部环氧基的当量比为0.7/1至1.5/1，优选为0.7/1至1.2/1，更优选为0.7/1至1.1/1，进一步优选为0.85/1至1.05/1。如果当量比小于0.7，则可能留有一些环氧基团未反应，导致玻璃化转变温度(Tg)降低或粘合性减弱。如果当量比超过1.5，则固化的环氧树脂可能变得硬且脆，在回流或热循环期间有开裂的风险。(C)固化促进剂固化促进剂(C)是芳基硼酸盐。包含芳基硼酸盐作为固化促进剂(C)的树脂组合物具有低温可固化性和由于粘度提高速率的不明显加速而改进的可加工性，以及优异的粘合性和在热湿储存后的粘合保持性。因此，按照需要成功地获得本专利技术的目的和益处。芳基硼酸盐的芳基硼酸的实例包含四苯基硼酸盐、四对甲基苯基硼酸盐(即，四对甲苯基硼酸盐)、四对氟苯基硼酸盐、四间氟苯基硼酸盐和四甲氧基苯基硼酸盐，优选的是四苯基硼酸盐和四对甲苯基硼酸盐。芳基硼酸盐(C)可以含有选自碱金属、烷基铵化合物、咪唑鎓化合物、芳基鏻化合物和烷基鏻化合物中的一者。其中，芳基鏻化合物是优选的。合适的芳基鏻化合物包含三苯基膦、三甲苯基膦、乙基二苯基膦、丁基二苯基膦、苄基二苯基膦、四苯基鏻盐、四甲苯基鏻盐、乙基三苯基鏻盐、丁基三苯基鏻盐和苄基三苯基鏻盐。固化促进剂(C)的优选实例包含四苯基鏻四苯基硼酸盐、四苯基鏻四对甲苯基硼酸盐和三苯基膦三苯基硼烷。相对于组分(A)和(B)的合计100重量份，优选以0.1至10重量份、更优选0.2至5重量份的量共混固化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂组合物，包括：(A)环氧树脂，(B)芳胺系固化剂，和(C)固化促进剂，所述芳胺系固化剂(B)中的氨基与所述环氧树脂(A)中的环氧基的当量比为0.7/1至1.5/1，且所述固化促进剂(C)包含芳基硼酸盐。

【技术特征摘要】
2017.05.10 JP 2017-0936631.一种环氧树脂组合物，包括：(A)环氧树脂，(B)芳胺系固化剂，和(C)固化促进剂，所述芳胺系固化剂(B)中的氨基与所述环氧树脂(A)中的环氧基的当量比为0.7/1至1.5/1，且所述固化促进剂(C)包含芳基硼酸盐。2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中组分(B)为至少一种选自式(1)、(2)、(3)和(4)的芳胺系固化剂：其中，R1至R4选自氢、C1-C6一价烃基、CH3S-和CH3CH2S-，其中R1至R4可以相同或不同。3.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中作为组分(C)的芳基硼酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：串原直行，隅田和昌，矢岛章，
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