本发明专利技术提供了用于封装半导体元件的环氧树脂组合物，该组合物是按照下列配方制得的：(A)环氧树脂；(B)酚醛树脂；(C)固化促进剂；(D)无机填料；以及(E)氧化的聚乙烯蜡，其中所述氧化的聚乙烯蜡的滴点为60-140℃，酸值为10-100(mg?KOH/g)，数均分子量为500-20,000，平均粒径为5-100μm，其中，(A)环氧树脂和(B)酚醛树脂中的至少一种是具有亚联苯结构的酚醛结构化树脂，且其中(E)氧化聚乙烯蜡在环氧树脂组合物中的含量为0.01-1wt％。
Epoxy resin composition and semiconductor device using the epoxy resin composition
The invention provides an epoxy resin composition for sealing semiconductor element, the composition is prepared according to the following formula: (A) (B) epoxy resin; phenolic resin; curing agent; (C) (D) (E) and inorganic filler; oxidized polyethylene wax, wherein the drop point of the oxidation of polyethylene wax the 60-140 DEG C, the acid value was 10-100 (mg? KOH/g), the number average molecular weight is 500-20000, the average particle size of 5-100 m (A), wherein, epoxy resin and phenolic resin (B) in at least one is a phenolic resin structured sub biphenyl structure, and the (E) content oxidized polyethylene wax in the epoxy resin composition for 0.01-1wt%.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及脱模性和连续成形性有所改进的环氧树脂组合物和利用该具有改进耐焊接性的环氧树脂组合物的半导体装置。
技术介绍
近年来，在获得操作更快和更轻、更薄和更紧凑的电子设备的要求日益增长的形势下，半导体元件的集成水平和表面装配能力也在日益提高。在这种形势的基础上所造成的当前形势是对封装半导体元件的环氧树脂组合物的要求日益提高。具体来说，在为获得更薄半导体装置的努力中，由于金属模具和环氧树脂组合物的固化树脂之间脱模不完全， 因此可能会产生应力，而该应力则可能会导致各种问题，其中包括在半导体装置内的半导体元件自身中产生裂痕，或者是固化树脂和半导体元件界面处的粘附力下降。还有，在为解决环境问题而将含铅焊料替换为无铅焊料的焊料类型转变的情况下，焊接处理所要求的处理温度升高，因此与传统技术相比，要求焊料具有抵抗半导体装置内所含水分蒸发所造成的暴发性应力这一问题更加严峻了。因此，提出了改进耐焊接性的各种提议。例如，提出了在主链结构中具有亚联苯基单元的苯酚芳烷基型酚醛树脂或环氧树脂(专利文献1)。由于这些树脂在一个分子中含有大量的憎水性化学结构，含有该树脂的环氧树脂组合物固化产品的特征是该产品吸湿性低，还具有的特征是该产品在高于其玻璃化转变温度的高温区下的弹性模量较低，原因是环氧树脂组合物固化产品的交联密度较低。因此，利用了该环氧树脂组合物的半导体装置能降低在焊接处理期间发生的水蒸发而导致的暴发性应力。此外，由于环氧树脂组合物固化产品在加热期间的高温下具有较低的弹性模量，可降低在焊接处理期间导致的热应力。 因此，半导体装置最终的特点是具有较好的耐焊接性。然而，由于通式(Ia)和(Ib)表示结构的树脂中在一个分子中含有大量憎水性化学结构，含有该树脂的组合物与金属材料如引线框之间的粘附性较差。此外，树脂分子中所含的官能团密度较低，这导致固化不完全，进而导致脱模不完全，并因此在脱模过程中产生了作用于半导体的不希望的应力，使得与金属材料之间的粘附性进一步降低。为了提高脱模性，可在组合物中添加传统上使用的脱模剂如巴西棕榈蜡或类似的蜡。然而，传统脱模剂的添加可能不足以提高脱模性，而是使与金属部件之间的粘附性进一步恶化，带来了耐焊接性降低等其他问题。为提高环氧树脂组合物的脱模性而提出的技术可包括采用联苯环氧树脂(它是一种树脂粘度较低的环氧树脂，从而能较高程度地填充无机填料)或含有脱模剂的环氧树脂组合物(它的脱模性有所改进)(专利文献2和幻。然而，由于较大程度地填充无机填料导致组合物的弹性模量增大，因此与含有通式(1)结构的树脂作为形成环氧树脂两种成分之一的环氧树脂组合物相比，认为耐焊接性被降低了。专利文献4提出了含有另一类型脱模剂的另一种环氧树脂，该脱模剂与专利文献 2所公开的类似，但具有较高的酸值区域，从而与树脂的相溶性更好。专利文献1 日本专利特开平9-143345专利文献2 日本专利特开2003-U8750专利文献3 日本专利特开平7-37041专利文献4 日本专利特开平11-15239
技术实现思路
本专利技术人通过各种评估发现平衡或调节环氧树脂组合物中的树脂组分和脱模剂的相溶性是很关键的，更具体地，存在这样的最优区域，其使得环氧树脂组合物含有的树脂组分和脱模剂之间具有优良的相溶性，而不存在任何过度或不足之处。因此，认为专利文献 3的技术不能获得充分的脱模性，理由是专利文献3的技术所提供的环氧树脂组合物中所含的树脂组分和脱模剂之间的相溶性好得过度了。本专利技术提供了用于封装半导体元件的环氧树脂组合物，该组合物是按照下列配方制得的(A)主链上具有亚联苯单元的苯酚芳烷基型环氧树脂；⑶酚醛树脂；(C)固化促进剂；(D)无机填料；以及(E)氧化的聚乙烯蜡，其滴点为60-140°C，酸值为10-100 (mgKOH/g)，数均分子量为 500-20，000，平均粒径为 5-100 μ m。进一步地，本专利技术提供了用于封装半导体元件的环氧树脂组合物，该组合物是按照下列配方制得的A)环氧树脂；(B)主链上具有亚联苯单元的苯酚芳烷基型酚醛树脂；(C)固化促进剂；(D)无机填料；以及(E)氧化的聚乙烯蜡，其滴点为60-140°C，酸值为10-100 (mgKOH/g)，数均分子量为 500-20，000，平均粒径为 5-100 μ m。在这一环氧树脂组合物中，所述的(A)环氧树脂可以是主链上具有亚联苯单元的苯酚芳烷基型树脂。根据本专利技术的环氧树脂组合物，，所述的(A)环氧树脂可具有通式(Ia)表示的结构LRRRR其中，每一个R可以相同也可不同，分别代表氢原子或选自具有1-4个碳原子的烷基的官能团；X代表缩水甘油醚基；以及η代表大于等于1的正数。进一步地，根据本专利技术的环氧树脂组合物，酚醛树脂⑶可具有通式(Ib)表示的结构其中，每一个R可以相同也可不同，分别代表氢原子或选自具有1-4个碳原子的烷基的官能团；X代表羟基；以及η代表大于等于1的正数。此外，本专利技术还提供了利用所述的环氧树脂将半导体元件封装于其中而形成的半导体装置。附图说明从以下结合附图进行的描述中，本专利技术的上述和其他目的、优点和特征将变得更为明显。附图中图1是用于评价脱模力的模具的中心模具的平面图，图中示出了位于中心模具中的流道、剔料和成型品的状态。图2是图1所示的“Α”部分的横截面放大视图。图3是半导体装置的示意性横截面视图，图中示出了封装半导体元件的环氧树脂组合物的一个封装件。最佳实施方式本专利技术提供了用于封装半导体元件的环氧树脂组合物，该组合物是按照下列配方制得的(A)环氧树脂；(B)酚醛树脂；(C)固化促进剂；(D)无机填料；以及(E)氧化的聚乙烯蜡。本专利技术的环氧树脂组合物可含有下列各成分(A) :l-40wt% ；(B) :l-40wt% ；(C) 0. 001-5wt% ；(D) :40_97wt%。由于本专利技术中所采用的通式(Ia)结构(其中X代表缩水甘油醚基)的苯酚芳烷基型环氧树脂在树脂结构中含有大量憎水性化学结构，使含有环氧树脂的环氧树脂组合物的固化产品具有吸湿性较低的特征，并且，由于树脂的交联密度较低，使固化产品在高于其玻璃化转变温度的高温区下具有弹性模量较低的特点。由于含有该树脂的环氧树脂组合物固化产品具有较低的吸湿性，该产品能降低焊接处理期间的水分蒸发所导致的爆发性应力。此外，由于环氧树脂组合物固化产品在其加热期间的高温下具有较低的弹性模量，因此可降低焊接处理期间导致的热应力。因此，半导体装置的最终特点在于具有较好的耐焊接性。含有通式(Ia)结构(其中X代表缩水甘油醚基)的树脂的环氧树脂可与其他类型的环氧树脂一起使用，条件是所加入的其他类型环氧树脂并不会损害包含这些树脂的环氧树脂组合物的性质。其他类型环氧树脂的示例性实例可包括有苯酚酚醛型环氧树脂；甲酚酚醛型环氧树脂；联苯型环氧树脂；双苯酚型环氧树脂；芪型环氧树脂；三苯酚甲烷型环氧树脂；苯酚芳烷基(包括亚苯基单元)型环氧树脂；萘酚型环氧树脂；烷基修饰的三苯酚甲烷型环氧树脂；含有三嗪核结构的环氧树脂；二环戊二烯修饰的苯酚型环氧树脂；等等， 可采用这些树脂的单独一种或其组合。通式(Ia)结构(其中X代表缩水甘油醚基)的环氧树脂的一个实例可以但不限于是式⑵所示的树脂H0C-CH-CH,H (2)(其中η代表平均值，并且是本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．用于封装半导体元件的环氧树脂组合物，该组合物是按照下列配方制得的：（Ａ）主链上具有亚联苯基单元的苯酚芳烷基型环氧树脂；（Ｂ）酚醛树脂；（Ｃ）固化促进剂；（Ｄ）无机填料；以及（Ｅ）氧化的聚乙烯蜡，其滴点为６０－１４０℃，酸值为１０－１００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ，数均分子量为５００－２０，０００，平均粒径为５－１００μｍ。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：黑田洋史，
申请(专利权)人：住友电木株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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