半导体封装用的环氧树脂模制材料、其产生方法、和使用该材料的半导体器件技术

本发明专利技术提供生产用于半导体封装的基本无空隙的环氧树脂的方法；用该方法生产的模制材料；和用该种模制材料灌封获得的半导体器件。预混合至少含有环氧树脂、酚醛树脂和无机填料的组成，然后使所得到的混合物经用研磨机研磨而获得这样的粒度分配的粉末，具有颗粒直径２５０微米或更大一些的颗粒的数量为１０重量％或更少一些、颗粒直径１５０微米到小于２５０微米的颗粒的数量为１５重量％或更少一些、和颗粒直径小于１５０微米的颗粒的数量为７５重量％或更多一些，此后使粉末经熔化捏合，生产模制半导体器件的环氧树脂。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产用于半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法、其模制材料和获得的半导体器件本专利技术涉及生产在半导体灌封期间形成空隙少的环氧树脂模制材料的工艺方法，用该工艺方法生产的模制材料；和通过用该种模制材料封装获得的半导体器件。对像IC、LSI等等之类半导体元件的封装来说，考虑到用这些材料封装的可靠性和生产能力广泛使用可连续自动送进模塑的环氧树脂模制材料。由环氧树脂、酚醛树脂、固化加速剂、无机填料、脱模剂、阻燃剂、接合剂等等构成环氧树脂模制材料并且一般通过称取各原材料一定的量、用搅拌器和像Henschel混合器或诸如此类混合器使原材料预先混合而然后用像单螺旋桨捏合机、双螺旋桨捏合机、热轧机、连续捏合机或诸如此类热捏合机使所得到的混合物经熔化捏合以使原材料均匀混合和弥散来生产环氧树脂模制材料。同时，电子器具变得越来越小、轻和实用，而因此其中采用的半导体封装在间距上变得越来越小、薄和窄。在这样的动向中，强烈要求用于半导体封装的环氧树脂材料具有增强的对焊接热的阻力和增强的湿气阻力，由于这些阻力是与由灌封获得的半导体封装的可靠性相关的。因此，为了减少半导体封装里面的应力和吸湿性正在增加环氧树脂模制材料的无机填料量。然而，在环氧树脂内无机填料量上的这种增加减小在灌封期间环氧树脂模制材料的流动性而产生在模制上更严重的例如引线框架变形、金丝变形、空隙形成等等的问题。作为所述问题的防范对策，正在继续使无机填料的形状和粒度分配最佳化的试验，也就是使在所得到的模制材料能够灌封的温度时的组分树脂(例如环氧树脂和酚醛树脂)的粘度非常小而能够保持所需-->要的流动性和具有改善的注入性能的尝试。尽管如此，减少空隙的任务难以完成而减少空隙的任务却是越来越重要。考虑通过加强在熔化捏合步骤期间模制材料的捏合程度能减少环氧树脂模制材料的空隙以增强树脂组分和无机填料之间的可润性或无机填料的弥散性能。然而，在熔化捏合步骤期间在捏合程度上的增强仅仅由在该步骤中施加的热量来加速模制材料的固化而因此有损模制材料的流动性。因此，公开了一种包括挑选一些在预混合步骤中不引起固化的原材料，使原材料在高于其熔点或软化点的温度下熔化混合，而然后使所得到的混合物经熔化捏合的方法(例如，JP-A-56-149454、JP-A-4-59863和JP-A-3-195764)；一种包括选择最适宜的加热捏合机或最适宜的捏合条件而增强树脂组成和无机填料之间可润性能或无机填料的弥散性能的方法(例如JP-A-9-52228)；等等。然而，在高温下预混合步骤中的熔化混合限制了可适用的原材料；和最适宜的捏合机或最适宜的捏合条件的选择只会使其难以稳定地减少空隙形成。本专利技术的目的是提供生产用于在空隙形成方面非常少的半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法；用该工艺方法生产的模制材料；和用该种模制材料封装获得的半导体器件。本专利技术鉴于以上情况进行研究。结果，本专利技术新发现通过使原材料在其预混合以后和在其熔化捏合以前更精细和更均匀弥散能够显著地减少空隙形成。基于该发现完成了本专利技术。本专利技术的第一方面是生产用于半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法，包括：预混合至少含有环氧树脂、酚醛树脂和非有机填料的组成，然后所得到的混合物经研磨机研磨而获得具有250微米或更大一些颗粒直径的颗粒的量为10重量％或更少一些、150微米到小于250微米颗粒直径的颗粒的量为15重量％或更少一些、和小于150微米颗粒直径的颗粒的量为75重量％或更多一些的粒度分配的粉末，此后粉末经熔化捏合。-->本专利技术的第二方面是生产用于半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法，包括：把从接合剂、固化加速剂、阻燃剂、脱模剂、离子捕捉剂、着色剂和消除应力剂中选择的至少一种加入在第一方面中所述的组成中，预混合所得到的组分，然后所得到的混合物经研磨机研磨而获得具有250微米或更大一些颗粒直径的颗粒的量为10重量％或更少一些、150微米到小于250微米颗粒直径的颗粒的量为15重量％或更少一些、和小于150微米颗粒直径的颗粒的量为75重量％或更多一些的粒度分配的粉末，而此后粉末经熔化捏合。在第一和第二方面中，最好是粉末中的丙酮难以溶解部分包括具有212微米颗粒直径、数量为0.5重量％或更少一些的颗粒。本专利技术的第三方面是生产用于半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法，包括：把接合剂、固化加速剂、阻燃剂、脱模剂、离子捕捉剂、着色剂和消除应力剂加入在第一方面中所述的组成中，预混合所得到的组分，然后所得到的混合物经研磨机研磨而获得具有250微米或更大一些颗粒直径的颗粒的量为10重量％或更少一些、150微米到小于250微米颗粒直径的颗粒的量为15重量％或更少一些和小于150微米颗粒直径的颗粒的量为75重量％或更多一些的粒度分配的粉末，而此后粉末经熔化捏合。本专利技术的第四方面是由根据第一种到第三方面中的任一方面生产的用于半导体封装的环氧树脂模制材料。本专利技术的第五方面是通过用第四方面中所述的环氧树脂模制材料灌封半导体元件获得的半导体器件。下面详细地描述本专利技术。在本专利技术中使用的环氧树脂就种类来说，只要它在分子中有二个或更多个环氧基和它在环境温度下是固体就没有特定的限制。在这里能够举出例如双酚类环氧树脂、联苯类型环氧树脂、可熔可溶酚醛环氧树脂、甲酚可溶酚醛环氧树脂和烷基改性三苯甲烷型环氧树脂。这些树脂可以单用或者混合使用。当使用像联苯型环氧树脂或诸如此类结晶环氧树脂时，环氧树脂-->最好具有50到150℃的熔点。当熔点小于50℃时，在预混合中由于摩擦产生的热量所以树脂的温度上升并且树脂开始熔化，这会显著地降低可塑性和降低产量。在这当中，当熔点大于150℃时，在熔化捏合步骤中环氧树脂熔化需要非常高的温度；所以难以遏止发生固化并且在灌封期间使模制材料的流动性保持在适宜的程度可能是做不到的。用从树脂在玻璃毛细管中的状态判断其熔点的通常方法或者用使用差温扫描测热计的方法能够容易地测量树脂的熔点。在本专利技术中使用的酚醛树脂就种类来说，只要在通常温度下是固体就没有限制。在这里可以举出例如酚醛清漆树脂、甲酚可溶酚醛清漆树脂、二茂改性酚醛树脂、苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂和萜烯改性酚醛树脂。这些树脂可以单用或者混合使用。在本专利技术中使用的接合剂就种类来说，没有特定的限制，但是最好是像γ-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或诸如此类硅烷接合剂。用于无机填料的表面处理的接合剂更好的是氨基类型硅烷接合剂。这些接合剂可以单用或者混合使用。即使在使用表面已处理过的无机填料时，在预混合中也可以再加接合剂。在本专利技术中使用的无机填料包括石英玻璃粉末、晶体氧化硅粉末、氧化铝、氮化硅等等。它们可以单用或者混合使用。可以使用表面用接合剂处理过的无机填料。这种表面处理过的无机填料可以单用或者二种或更多种混合使用。在这里可以使用表面处理过的无机填料和表面没有处理过的无机填料的混合物。根据总的树脂组成考虑到可模塑性和可靠性的均衡，所使用的无机填料的数量最好是占重量的60到92％。在本专利技术中使用的固化加速剂能够是一种可以加速环氧基和酚醛羟基间固化的物质和能够是在用于半导体灌封的树脂内通常使用的固化加速剂。在这里可以举出例如1,8-重氮双环(5,4,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产用于半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法，包括：预混合至少含有环氧树脂、酚醛树脂和无机填料的组成部分，然后使所得到的混合物经用研磨机研磨而获得具有这样的粒度分配的粉末，２５０微米或更大一些的颗粒直径的颗粒的数量为１０重量％或更少一些、１５０微米到小于２５０微米的颗粒直径的颗粒的数量为１５重量％或更少一些、和小于１５０微米的颗粒直径的颗粒的数量为７５重量％或更多一些，以及其使粉末经熔化捏合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1999-6-15 168861/991．一种生产用于半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法，包括：预混合至少含有环氧树脂、酚醛树脂和无机填料的组成部分，然后使所得到的混合物经用研磨机研磨而获得具有这样的粒度分配的粉末，250微米或更大一些的颗粒直径的颗粒的数量为10重量％或更少一些、150微米到小于250微米的颗粒直径的颗粒的数量为15重量％或更少一些、和小于150微米的颗粒直径的颗粒的数量为75重量％或更多一些，以及其使粉末经熔化捏合。2．一种生产用于半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法，包括：把从接合剂、固化加速剂、阻燃剂、脱模剂、离子捕捉剂、着色剂和应力消除剂中至少选择的一种加入在权利要求1中所述的组成部分，预混合所得到的组成部分，然后使所得到的混合物经用研磨机研磨而获得具有这样的粒度分配的粉末，250微米或更大一些的颗粒直径的颗粒的数量为10重量％或更少一些、150微米到小于250微米的颗粒直径的颗粒的数量为15重量％或更少一些、和小于150微米的颗粒直径的颗粒的数量为75重量％或更多一些，以及其后使粉末经熔化捏合。3．一种生产用于半导体封装的环氧树脂模制材料的工艺方法，包括：把接合剂、固化加速剂、阻燃剂、脱模剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：高崎则行，高山谦次，穴井吉行，
申请(专利权)人：住友电木株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]