环氧树脂组合物及包括其的半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种环氧树脂组合物及包括其的半导体装置，其中，所述环氧树脂组合物包括：环氧树脂、固化剂、偶联剂、固化促进剂和粘合力增强剂，所述粘合力增强剂包括平均颗粒大小为0.1至5μm的咪唑类化合物。本发明专利技术的环氧树脂组合物与铜、镍、银等异种材料的粘合力高，因此能够满足汽车用半导体所要求的MSL、TCT等方面的高可靠性。

Epoxy resin composition and semiconductor device thereof

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环氧树脂组合物及包括其的半导体装置
本专利技术涉及一种环氧树脂组合物及包括其的半导体装置。
技术介绍
作为汽车用半导体，正在使用的有：存储器/非存储器、电源半导体、微控制单元(Microcontrollerunit，MCU)等约200多个半导体；普通车辆平均内装有40个半导体，高级车辆则平均内装有100个以上半导体。汽车用半导体，相较于家用或工业用半导体，在温度、湿度、残次率、寿命保障等方面需要满足严格的质量标准(AEC-Q101)要求，以适用于汽车。因此，对于作为半导体的密封材料的环氧树脂组合物特性水平的要求也随之提高。近来，汽车用半导体的应用领域迅速扩大，汽车用半导体市场规模急剧增大，尤其，对离散功率半导体的需求持续增加。随着此种汽车用离散功率半导体市场的快速增长，引线插入基板型封装件到表面封装型封装件的转变需求正逐渐扩大。由此，更多的半导体组装厂商进入到汽车用离散半导体市场，使得竞争持续加剧。对此，为了确保价格竞争力(例如，缩短工序)，半导体组装厂商使用各种材质的引线框架，主要使用的有镀覆有铜、镍、银的引线框架。然而，问题在于：由于铜、镍以及银材质与密封材料的粘合力低，因此在作为汽车用半导体所要求的重要可靠性项目的湿气敏感度等级(MSL，MoistureSensitivityLevel)试验和温度循环试验(TCT，ThermalCycleTest)中出现剥离，导致无法满足可靠性。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供一种环氧树脂组合物及包括其的半导体装置，所述环氧树脂组合物与铜、镍及银材质的粘合力优异，并且能够满足汽车用表面封装型半导体的可靠性规格。问题解决方案本专利技术的一方面提供一种环氧树脂组合物，其包括：环氧树脂、固化剂、偶联剂、固化促进剂和粘合力增强剂，所述粘合力增强剂包括平均颗粒大小为0.1至5μm的咪唑类化合物。并且，本专利技术的另一方面提供一种半导体装置，其包括所述环氧树脂组合物。专利技术效果本专利技术的环氧树脂组合物由于与铜、镍、银等异种材料的粘合力高，因此能够满足汽车用半导体所要求的MSL、TCT等方面的高可靠性。具体实施方式下面，对本专利技术进行详细说明。1.环氧树脂组合物本专利技术的一方面提供一种环氧树脂组合物。所述环氧树脂组合物包括环氧树脂、固化剂、偶联剂、固化促进剂和粘合力增强剂。所述环氧树脂只要是通常使用的半导体密封用环氧树脂即可，不受特别限制，优选为1个分子中含有2个以上的环氧基的环氧化合物。例如，所述环氧树脂可以使用一种或者混用两种以上选自双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、甲酚醛型环氧树脂、二环戊二烯类环氧树脂和联苯型环氧树脂的环氧树脂。所述环氧树脂的含量，以环氧树脂组合物为100重量份计，可使用2至20重量份，例如可以使用6至10重量份。所述含量如果少于2重量份，则可能导致附着性、流动性和成型性下降，如果超过20重量份，则吸湿量增加，可能导致半导体可靠性变差，下述填充剂相对含量减少，可能导致强度下降。所述固化剂为与所述环氧树脂成分反应而进行组合物的固化的成分，优选为1个分子中含有2个以上的酚羟基的固化剂。例如，所述固化剂可以使用一种或者混用两种以上选自线性酚醛树脂、甲酚醛树脂、苯酚-芳烷基型树脂(phenolaralkylresin)和多官能酚类化合物的固化剂。所述固化剂的含量，以环氧树脂组合物为100重量份计，可使用1至20重量份，例如，可以为3至7重量份。所述含量如果少于1重量份，则固化性及成型性方面可能出现问题，如果超过20重量份，则吸湿量增加，可能导致可靠性下降，强度相对降低。所述环氧树脂和固化剂的配比，优选根据汽车用半导体的机械性质和耐湿可靠性要求，以当量比1:0.6至1:1.3混合。当与1当量的环氧基对应的固化剂的活性基团少于0.6当量时，整体树脂组合物的固化速度将变慢，超过1.3当量时，最终固化后的固化物强度有减少趋势。并且，当与1当量的环氧基对应的固化剂的活性基团范围超出0.6至1.3当量范围时，未反应的环氧基或固化剂可能引发高温热分解。所述偶联剂只要是通常用于半导体密封的即可，不受特别限制，例如，可以选自环氧硅烷、巯基硅烷以及氨基硅烷中的一种或者两种以上进行混合并使用。所述偶联剂的含量，以环氧树脂组合物为100重量份计，可使用0.01至2.0重量份，例如可以使用0.05至1.0重量份。所述含量如果少于0.01重量份，则有机物和无机物的偶联效果减少，可能引发强度下降的问题，如果超过2.0重量份，则可能出现形成凝胶的问题。所述固化促进剂为用于促进环氧树脂和固化剂的固化反应的成分，可以使用一种或者混用两种以上选自胺类化合物和有机膦化合物的固化促进剂。例如，所述胺类化合物可以使用至少任意一种选自芐基二甲胺、三乙醇胺、三乙烯二胺、二乙氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚、2，4，6-三(二氨基甲基)苯酚和三(2-乙基己基)酸的胺类化合物。例如，所述膦化合物可以使用至少任意一种选自三-4-甲氧基苯基膦(Tris-4-methoxyphenylphosphine)、四丁基溴化磷、丁基三苯基溴化磷、苯基膦、二苯基膦、三苯基膦、三苯基硼烷-三苯基膦(Triphenylborane-triphenylphosphine)、三苯基膦-1，4-苯醌的膦化合物。所述固化促进剂的含量，以环氧树脂组合物为100重量份计，可使用0.05至5重量份，例如可以使用0.1至3重量份。含量如果少于0.05重量份，则胶凝时间(gelationtime)增加，可能无法确保适当的施工性，如果超过5重量份，则胶凝时间过度缩短，可能导致成型性下降。所述粘合力增强剂是一种用于提高与镀覆有铜、镍、银的引线框架的粘合力的成分，平均颗粒大小为0.1至5μm，例如可以使用平均颗粒大小为0.5至2.5μm的咪唑类化合物。当所述咪唑类化合物的平均颗粒大小在0.1μm以下时，在混合时，因相互之间的引力而容易凝聚，这使分散性减少，从而可能造成附着性下降。当平均颗粒大小超过5μm时，比表面积减少，导致与铜、镍和银材质的被附着对象的接触面积减少，使得附着性下降。所述咪唑类化合物可以使用具有下述化学式1的化学结构的咪唑类化合物。[化学式1]所述化学式1中，R1是碳原子数为1至6的亚烷基，R2是碳原子数为1至6的烷基。例如，所述R1可以是碳原子数为1至4的亚烷基，所述R2可以是碳原子数为1至4的烷基。作为另一例，所述R1可以是碳原子数为1至2的亚烷基，所述R2可以是碳原子数为1至2的烷基。例如，所述R1可以为亚甲基和亚乙基中的任意一种，所述R2可以为甲基和乙基中的任意一种。所述粘合力增强剂，以环氧树脂组合物为100重量份计，可使用0.01至0.5重量份。所述用量如果少于0.01重量份，则无法确保充分的附着性，如果超过0.5重量份，则结构内的H2O分子增加，成形时在界面处引发汽化现象，使得附着性下降。为了提高环氧树脂组合物的机械物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂组合物，/n其包括：环氧树脂、固化剂、偶联剂、固化促进剂和粘合力增强剂，/n所述粘合力增强剂包括平均颗粒大小为0.1至5μm的咪唑类化合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170727 KR 10-2017-00952871.一种环氧树脂组合物，
其包括：环氧树脂、固化剂、偶联剂、固化促进剂和粘合力增强剂，
所述粘合力增强剂包括平均颗粒大小为0.1至5μm的咪唑类化合物。


2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，
所述咪唑类化合物的平均颗粒大小为0.5至2.5μm。


3.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，
所述咪唑类化合物具有下述化学式1的化学结构：
[化学式1]



在所述化学式1中，R1是碳原子数为1至6的亚烷基，R2是碳原子数为1至6的烷基。


4.根据权利要求3所述的环氧树脂组合物，其中，
所述R1为亚甲基和亚乙基中的任意一种，所述R2为甲基和乙基中的任意一种。


5.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，
所包括的所述粘合力增强剂的含量，以环氧树脂组合物为100重量份计，则为0.01至0.5重量份。


6.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...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴志昇，朴燦永，沈明澤，全起寧，李相善，
申请(专利权)人：株式会社KCC，
类型：发明
国别省市：韩国;KR