專利名稱：封裝用樹脂組合物以及樹脂封裝的半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適合將半導體元件和其周邊的電極布線等進行樹脂封裝的封裝用樹脂組合物。更具體地是，本發(fā)明涉及電氣絕緣性、機械特性、耐熱性、耐化學品性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)異，并且還可以嚴格并穩(wěn)定地將封裝成形物(樹脂組合物的固化物)的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域內(nèi)的封裝用樹脂組合物。此外，本發(fā)明涉及半導體元件通過該封裝用樹脂組合物被樹脂封裝的半導體器件等半導體裝置。
背景技術：
為了從外部環(huán)境保護搭載于引線框架、基板、封裝等之上的半導體元件及其周邊的電極布線等，實施在它們周圍流入樹脂而進行封裝的樹脂封裝(resin encapsulation)。進行樹脂封裝的目的在于保護IC或LSI等半導體元件、連接線、內(nèi)引線等布線以防止從外部環(huán)境造成的損害，并且改進安裝時的操作性。
作為封裝用樹脂，主要使用環(huán)氧系封裝材料(epoxy type encapsulant)。環(huán)氧系封裝材料通常使用分子中含有2個以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物(環(huán)氧樹脂)，并且向其中加入固化劑并加熱時，可以得到耐化學品性、機械強度優(yōu)異的固化物。作為環(huán)氧系封裝材料，可以使用以環(huán)氧樹脂作為主劑，并在其中適當加入了選自固化劑、固化促進劑、增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、阻燃助劑、著色劑、脫模劑、離子捕捉劑等副劑的環(huán)氧系樹脂組合物。
樹脂封裝，有傳遞模塑法(transfer molding)、浸漬法(dipping)、灌封法(potting)、粉體流動浸漬法等方法。其中，從適于量產(chǎn)的觀點考慮，大部分封裝通過傳遞模塑法進行樹脂封裝。為了使用環(huán)氧系封裝材料并通過傳遞模塑法進行樹脂封裝，通?？梢圆捎脤h(huán)氧系封裝材料成形為環(huán)氧化合物片(B階固體)，將該環(huán)氧化合物片插入已加熱至高溫的模型內(nèi)，加壓，并對預先填充至模型中的半導體芯片或組件進行封裝的方法。環(huán)氧系樹脂材料形成了因加熱而固化的樹脂封裝部分。最近，還提出了使用環(huán)氧系封裝材料通過注射成形法(injection molding)進行樹脂封裝的方法。
封裝用樹脂材料要求電氣絕緣性、機械特性、耐熱性、耐化學品性、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異，同時要求具有耐濕性、應力緩和性、電路隱蔽性、遮光性、放熱性等特性。例如，因為IC等半導體元件其本身是微細的電路，所以必須在維持端子間絕緣性的狀態(tài)下進行樹脂封裝。因此，封裝用樹脂材料必須具有電氣絕緣性。此外，由于半導體元件電路容易被水分和離子性雜質(zhì)損壞，所以要求封裝用樹脂材料吸濕率(吸水率)小。
一直以來，為了得到這種滿足各種要求特性的封裝用樹脂材料，例如，提出了選擇樹脂及填料的種類，以及提高填料含有率的方法。更具體地是，為了減小固化物的成形收縮率，使得可以進行精密的注射成形，提出了配合有具有特定粒度分布的球狀二氧化硅的環(huán)氧樹脂組合物(特開平11-323097號公報；美國專利No.5,064,881說明書)，向液狀環(huán)氧樹脂中填充了分散性優(yōu)異的非晶形二氧化硅粉末的液狀半導體封裝材料(特開2002-212398號公報)；為了提高線膨脹系數(shù)，并得到在低吸水性下斷裂發(fā)生率低的固化物，提出了在環(huán)氧樹脂中配合有玻璃化率為10-95重量％的部分球狀化二氧化硅的半導體封裝用環(huán)氧樹脂組合物(特開2000-063636號公報)；為了得到耐熱粘合性、耐濕性、彎曲模量優(yōu)異的固化物，提出了在含有環(huán)狀結構的液狀環(huán)氧樹脂中含有40-85質(zhì)量％平均粒徑為2-10μm并且比表面積非常小的球狀二氧化硅的組合物(特開2001-226562號公報)；為了在省略后固化過程后還能在回流焊時維持或改善抗裂性，提出了在二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂中組合配合熔融二氧化硅和結晶二氧化硅的封裝用樹脂組合物(特開2002-249546號公報)等等。
但是，以往的封裝用樹脂材料有這樣的問題，即無法充分應對由靜電產(chǎn)生的放電現(xiàn)象(Electro-Static Discharge)，以及由該放電現(xiàn)象引起的靜電破壞(Electro-Static Destroy)等ESD故障。隨著半導體元件等電子設備高密度芯片化的發(fā)展，當具有表面電阻率超過1013Ω/□的樹脂封裝部分時，因該樹脂封裝部分摩擦帶電的影響，容易使電子設備帶電。帶電并且蓄積了靜電的電子設備因靜電的放電而受到損壞，并且靜電吸附了飄浮在空中的灰塵。另一方面，對于具有表面電阻率低于1015Ω/□的樹脂封裝部分的電子設備，由于樹脂封裝部分中電荷移動速度太快，在靜電放電時產(chǎn)生的強電流或高電壓，因此會給電子設備帶來損害。此外，如果樹脂封裝部分的表面電阻率過低，則無法確保電氣絕緣性。
一直以來，由封裝用樹脂材料進行樹脂封裝的電子設備中，對于因樹脂封裝部分而產(chǎn)生的ESD故障問題，本領域技術人員的認識并不充分。并且也沒有提出用于解決封裝用樹脂材料ESD故障問題的提案。隨著電子設備高密度芯片化的發(fā)展，從充分保護電子設備以防止靜電故障，并且杜絕灰塵以保持高度清潔的觀點考慮，對于在該技術領域中使用的封裝用樹脂材料而言，可以應對ESD故障成為重要的課題。
現(xiàn)狀是現(xiàn)有的環(huán)氧系封裝材料那樣的環(huán)氧樹脂或填料種類以及填料粒徑或粒度分布的選擇方法，無法應對ESD故障。為了處理ESD故障，需要將樹脂封裝部分的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域的105-1013Ω/□范圍內(nèi)。然而，要開發(fā)出在充分滿足樹脂封裝部分所需要的電氣絕緣性、機械特性、耐熱性、耐化學品性、尺寸穩(wěn)定性、耐濕性等特性的同時，可以嚴格并穩(wěn)定地將其表面電阻率控制在半導電性區(qū)域的105-1013Ω/□范圍內(nèi)的封裝用樹脂組合物是非常困難的。
作為降低樹脂封裝部分表面電阻率的方法，可以考慮在封裝用樹脂材料中配合抗靜電劑或?qū)щ娦蕴盍系姆椒?。然而，在封裝用樹脂材料中配合抗靜電劑的方法，由于存在于樹脂封裝部分表面上的抗靜電劑因洗滌或摩擦而被除去，所以容易失去抗靜電效果。當提高抗靜電劑的配合量而導致其從樹脂封裝部分的內(nèi)部流至表面時，雖然可以某種程度持續(xù)抗靜電效果，但是因流出的抗靜電劑而導致灰塵粘附在樹脂封裝部分的表面上，或因抗靜電劑的溶出或揮發(fā)而導致電子設備或環(huán)境受到污染。如果大量配合抗靜電劑，則樹脂封裝部分的耐熱性會下降。
另一方面，在封裝用樹脂材料中配合導電性炭黑以及碳纖維等體積電阻率低于102Ω·cm的導電性填料的方法，由于樹脂成分和導電性填料的電阻率相差很大，所以導電性填料配合比例的一點點差異或者成形條件的一點點改變就會導致樹脂封裝部分的表面電阻率產(chǎn)生很大變化。因此，用簡單配合導電性填料的方法，很難嚴格并穩(wěn)定地將樹脂封裝部分的表面電阻率控制在105-1013Ω/□范圍內(nèi)這樣所希望的值。并且，用配合導電性填料的方法，表面電阻率由于樹脂封裝部分的位置而容易產(chǎn)生大的偏差。表面電阻率偏差大的樹脂封裝部分，由于表面電阻率過大的位置和過小的位置共存，因此半導體元件端子間的電氣絕緣性可能會受到損害，而且無法充分保護電子設備受到ESD故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種機械特性、耐熱性、耐化學品性、尺寸穩(wěn)定性等性能優(yōu)異，并且可以確保電氣絕緣性，同時可以嚴格地將封裝成形物的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域的封裝用樹脂組合物。本發(fā)明的另一課題在于提供半導體元件通過這種具有優(yōu)異性能的封裝用樹脂組合物被樹脂封裝的半導體裝置。
本發(fā)明者想到了在合成樹脂中大量地配合無機填料，同時單獨配合體積電阻率為102-1010Ω·cm的碳前體，或組合配合該碳前體和體積電阻率不到102Ω·cm的導電性填料的樹脂組合物。作為合成樹脂，優(yōu)選熱固性樹脂。作為熱固性樹脂，優(yōu)選可廣泛用作封裝用樹脂材料的環(huán)氧樹脂。
本發(fā)明的封裝用樹脂組合物可以在確保電氣絕緣性的同時，可以嚴格并穩(wěn)定地將其成形物(固化物)的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域內(nèi)所希望的值，并且其表面電阻率因位置不同而產(chǎn)生的偏差小。此外，本發(fā)明的封裝用樹脂組合物在機械特性、耐熱性、耐化學品性、尺寸穩(wěn)定性等特性方面是優(yōu)異的。因而，本發(fā)明的封裝用樹脂組合物可以發(fā)揮適合作為封裝用樹脂材料的高性能。本發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)而最終完成。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種封裝用樹脂組合物，其含有100重量份合成樹脂(A)，10-500重量份體積電阻率為102-1010Ω·cm的碳前體(B)，0-60重量份體積電阻率低于102Ω·cm的導電性填料(C)，以及100-1500重量份其它的無機填料(D)。
并且，根據(jù)本發(fā)明，提供一種封裝用環(huán)氧樹脂組合物，其中上述合成樹脂是熱固性樹脂。進而，根據(jù)本發(fā)明，提供一種封裝用環(huán)氧樹脂組合物，其中上述熱固性樹脂是含有在1分子中具有2個以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物和固化劑的環(huán)氧樹脂成分。
進一步，根據(jù)本發(fā)明，提供了半導體元件通過上述封裝用樹脂組合物被樹脂封裝的半導體裝置。
具體實施例方式
1.合成樹脂本發(fā)明中所使用的合成樹脂沒有特別限定，例如，可以列舉，聚酰胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁烯、聚對二甲苯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、改性的聚苯醚、聚氨酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS樹脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、聚苯硫酮、聚苯硫砜、聚醚腈、全芳聚酯、含氟樹脂、聚烯丙酯、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚氨基二馬來酰亞胺、對苯二甲酸二烯丙酯樹脂、三嗪樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂以及它們的改性產(chǎn)物。
作為含氟樹脂，可以列舉四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯/六氟丙烯/四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯共聚物、乙烯/三氟氯乙烯共聚物、丙烯/四氟乙烯共聚物、四氟乙烯/全氟烷基全氟乙烯基醚共聚物、偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯/乙烯/異丁烯共聚物、乙烯/六氟丙烯共聚物、四氟乙烯/乙基乙烯基醚共聚物。
這些合成樹脂可以各自單獨使用，或2種以上組合使用。
2.熱固性樹脂前述合成樹脂中，優(yōu)選熱固性樹脂。作為本發(fā)明中可用的熱固性樹脂，例如可使用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂等，并且可以使用公知的任一種熱固性樹脂。環(huán)氧樹脂在尺寸穩(wěn)定性方面優(yōu)異。酚醛樹脂和三聚氰胺樹脂在耐沖擊性、耐熱性、耐化學品性、耐水性、耐燃性方面優(yōu)異。脲醛樹脂表面硬度高，具有象牙狀外觀這樣的特征。
作為酚醛樹脂，除了酚和甲醛溶液反應而得到的通用酚醛樹脂外，還可列舉線形酚醛清漆型酚醛樹脂、甲酚型酚醛樹脂。作為酚醛樹脂原料的酚類，例如有苯酚、雙酚A、甲酚、烷基酚、間苯二酚和萘酚系化合物(例如，羥基萘和二羥基萘)等。酚類可以各自單獨使用，或2種以上組合使用。作為酚醛樹脂原料的甲醛供給物質(zhì)，可以列舉甲醛水溶液、多聚甲醛、六甲撐四胺水溶液、1，3-二氧戊環(huán)等。
作為三聚氰胺樹脂，可以列舉使三聚氰胺和甲醛溶液反應而得到的通用三聚氰胺樹脂、烷基醚化的三聚氰胺樹脂(例如，丁氧基甲基三聚氰胺樹脂、甲氧基甲基三聚氰胺樹脂)等。作為脲醛樹脂，可以列舉使尿素和甲醛溶液反應而得到的通用脲醛樹脂。此外，也可以使用由三聚氰胺、尿素和甲醛溶液共縮合而得到的三聚氰胺/脲醛樹脂，和由酚、尿素和甲醛溶液共縮合而得到的酚/脲醛樹脂作為熱固性樹脂。
3.環(huán)氧樹脂熱固性樹脂中，優(yōu)選可廣泛用作封裝用樹脂的環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂通常是含有環(huán)氧化合物和固化劑的混合物。環(huán)氧化合物其單獨多被稱作環(huán)氧樹脂。因此，本發(fā)明中，將含有環(huán)氧化合物和固化劑的混合物稱作“環(huán)氧樹脂成分”。
本發(fā)明中所使用的環(huán)氧化合物是在1分子中具有2個以上環(huán)氧基的化合物。環(huán)氧化合物可以使用固體狀或液狀的任意一種形式。作為這種環(huán)氧化合物，例如，可以列舉雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂等雙酚型環(huán)氧樹脂；苯酚線形酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚可溶酚醛型環(huán)氧樹脂、烷基酚線形酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、二甲苯樹脂改性的線形酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、α-萘酚線形酚醛清漆型環(huán)氧樹脂等線形酚醛清漆型環(huán)氧樹脂；三酚甲烷型環(huán)氧樹脂、三酚丙烷型環(huán)氧樹脂等三酚鏈烷型環(huán)氧樹脂；聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯芳烷基型環(huán)氧樹脂等聯(lián)苯骨架型環(huán)氧樹脂；酚芳烷基型環(huán)氧樹脂；雜環(huán)型環(huán)氧樹脂；萘骨架型環(huán)氧樹脂；1，2-苯乙烯型環(huán)氧樹脂；二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂；四溴雙酚型環(huán)氧樹脂、溴化苯酚線形酚醛清漆型環(huán)氧樹脂等溴化環(huán)氧樹脂等。這些環(huán)氧樹脂可以各自單獨使用，或2種以上組合使用。
從耐濕性、耐熱性、機械特性、成形性、粘合性、耐回流性等觀點考慮，這些環(huán)氧化合物中，優(yōu)選下述化學式1-15所示的雙酚骨架型環(huán)氧樹脂(化學式1-2)、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂(化學式3)、甲酚可溶酚醛型環(huán)氧樹脂(化學式4)、萘骨架型環(huán)氧樹脂(化學式5-10)、三酚丙烷型環(huán)氧樹脂(化學式11-12)、溴化環(huán)氧樹脂(化學式13-15)等。
在下述化學式1-15中，G表示縮水甘油基?；瘜W式1中的R代表H或CH3(優(yōu)選CH3)。n代表0或1以上的整數(shù)(通常為1-10)。但是，當n代表具有n＝0、1、2等多種重復單元數(shù)的環(huán)氧樹脂的混合物的平均值時，n也代表整數(shù)之外的實數(shù)，如0.5、1.3等?；瘜W式13-15中，結合在各芳香環(huán)上的溴原子(Br)通常是1-3個，較多情況下是1-2個。


在需要使樹脂封裝部分難燃化的時候，優(yōu)選使用溴化環(huán)氧樹脂這種自熄性環(huán)氧樹脂(self-extinguishing epoxy resin)。在使用溴化環(huán)氧樹脂的情況下，優(yōu)選結合使用三氧化銻等阻燃助劑。
但是，由于已指出了溴化合物通常是環(huán)境負擔化合物的問題，所以在使用溴化環(huán)氧樹脂作為環(huán)氧化合物的時候，優(yōu)選并用其它不含鹵原子的環(huán)氧樹脂。在使用溴化環(huán)氧樹脂的時候，以環(huán)氧化合物的總量為基準，通常希望以1-50重量％的比例使用，優(yōu)選為3-30重量％，更優(yōu)選為5-20重量％。
作為本發(fā)明中所使用的固化劑，只要是可用作環(huán)氧樹脂固化劑的物質(zhì)即可，并沒有特別限定。作為環(huán)氧樹脂(環(huán)氧化合物)的固化劑，例如，可以列舉含有2個以上酚羥基的酚化合物、胺化合物、有機酸酐、咪唑化合物、二氮雜二環(huán)十一碳烯等含氮雜環(huán)化合物、有機膦、有機硼絡合物、季銨化合物、季鏻化合物等。
這些固化劑可以各自單獨使用，但是為了控制固化速度和固化物的物理性狀，也可以2種以上固化劑組合使用。這些固化劑中，優(yōu)選酚化合物、胺化合物、有機酸酐等，并且從固化物的耐水性以及沒有與水的反應性等觀點考慮，更優(yōu)選酚化合物。
作為用作固化劑的酚化合物，是在1分子中含有2個以上酚羥基的化合物，例如，可以列舉苯酚線形酚醛清漆樹脂、甲酚線形酚醛清漆樹脂等線形酚醛清漆型酚醛樹脂；含萘環(huán)的酚醛樹脂；酚芳烷基型酚醛樹脂；聯(lián)苯型酚醛樹脂；聯(lián)苯芳烷基型酚醛樹脂；三酚甲烷型酚醛樹脂、三酚丙烷型酚醛樹脂等三酚鏈烷型酚醛樹脂；脂環(huán)族酚醛樹脂；雜環(huán)型酚醛樹脂；雙酚A型酚醛樹脂、雙酚F型酚醛樹脂等雙酚型酚醛樹脂等。
這些酚化合物可以各自單獨使用，或2種以上組合使用。這些酚化合物中，優(yōu)選苯酚線形酚醛清漆樹脂、甲酚線形酚醛清漆樹脂、酚芳烷基型酚醛樹脂、萘型酚醛樹脂、聯(lián)苯型酚醛樹脂、二環(huán)戊二烯型酚醛樹脂，更優(yōu)選苯酚線形酚醛清漆樹脂。優(yōu)選的酚化合物的具體實例表示為下述化學式16-20。式中，n代表0或1以上的整數(shù)(優(yōu)選為1-10)?；瘜W式18中，n是1以上的整數(shù)?；瘜W式20中，R代表H或烷基(優(yōu)選為CH3)。
相對于環(huán)氧化合物的環(huán)氧基，固化劑通常以0.5-1.6當量的比例使用，優(yōu)選為0.6-1.4當量，更優(yōu)選為0.7-1.2當量。環(huán)氧樹脂中，為了使固化劑結合進固化物的骨架中，希望根據(jù)對固化物所要求的特性來選擇固化劑的種類和使用比例。
本發(fā)明中優(yōu)選用作固化劑的酚化合物，相對于1摩爾環(huán)氧化合物(環(huán)氧樹脂)中的環(huán)氧基，酚化合物中的酚羥基通常希望以0.5-1.6摩爾的比例使用，優(yōu)選為0.6-1.4摩爾，更優(yōu)選為0.7-1.2摩爾。當酚羥基的使用比例低于0.5摩爾時，則參與固化反應的酚羥基不足，并且由于環(huán)氧基單獨聚合的比例增加了，所以固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度容易變低。另一方面，當酚羥基的使用比例超過1.6摩爾時，則酚羥基的比例變高，固化反應性降低，另外還有固化物交聯(lián)密度降低而無法得到足夠強度的情況。
本發(fā)明中，為了促進環(huán)氧化合物和固化劑的固化反應，可以根據(jù)需要使用固化促進劑。固化促進劑的種類沒有特別限定，可以使用公知的具有如下性質(zhì)的固化促進劑，即通過加熱引發(fā)反應，并且即使在常溫下與環(huán)氧樹脂及其它成分混合也難以進行實際上形成阻礙那樣的固化。固化促進劑可以是作為組合物在混合狀態(tài)下可保存的所謂單組分潛在型，或在混合時立即開始固化的雙組分型中的任意一種。
作為固化促進劑，例如，可以列舉1，8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一烯-7的酚鹽、苯酚線形酚醛清漆鹽、碳酸鹽等衍生物；2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑等咪唑類；乙基膦、丙基膦、苯基膦、三苯基膦等有機膦化合物；Ar-NH-CO-N(式中，Ar是取代或未取代的芳基)所表示的尿素衍生物；具有咪唑骨架的化合物等。
固化促進劑可以各自單獨使用，或2種以上組合使用。在使用固化促進劑的時候，相對于100重量份的環(huán)氧化合物(環(huán)氧樹脂)，通常以0.2-20重量份的比例配合使用，優(yōu)選為0.5-10重量份。
4.碳前體本發(fā)明中所使用的體積電阻率為102-1010Ω·cm的碳前體可以通過在400-900℃的溫度下在惰性氣氛中燒成有機物質(zhì)而得到。更具體地是，本發(fā)明中所使用的碳前體，例如，可以通過(i)加熱石油焦油、石油瀝青、煤焦油、煤瀝青等焦油或瀝青，進行芳香化和縮聚，并根據(jù)需要在氧化氣氛中氧化·非熔化，并進一步在惰性氣氛中加熱·燒成的方法，(ii)在氧化氣氛中非熔化聚丙烯腈、聚氯乙烯等熱塑性樹脂，并進一步在惰性氣氛中加熱·燒成的方法，(iii)加熱固化酚醛樹脂、呋喃樹脂等熱固性樹脂，然后在惰性氣氛中加熱·燒成的方法等而制造。
本發(fā)明中，所謂碳前體，表示通過這些處理而得到的碳含量為97質(zhì)量％或以下并且沒有完全碳化的物質(zhì)。當在惰性氣氛中加熱·燒成有機物時，所得燒成物中的碳含量隨著燒成溫度的升高而升高。碳前體的碳含量可以通過適當設定燒成溫度而輕易控制。本發(fā)明中所使用的體積電阻率為102-1010Ω·cm的碳前體可以是碳含量優(yōu)選為80-97質(zhì)量％并且呈現(xiàn)沒有完全碳化狀態(tài)的碳前體。
如果碳前體的碳含量太少的話，則體積電阻率變得過高，難以使由封裝用樹脂組合物得到的封裝成形體(固化物)的表面電阻率達到1013Ω/□以下。碳前體的體積電阻率優(yōu)選為102-1010Ω·cm，更優(yōu)選為103-109Ω·cm。
碳前體通常以顆?；蚶w維的形狀使用。本發(fā)明中使用的碳前體顆粒的平均粒徑優(yōu)選為1mm以下。如果碳前體的平均粒徑太大的話，則成形合成樹脂組合物時，難以得到具有良好外觀的固化物。在碳前體是纖維狀時，其平均粒徑通常為0.1mm-1mm，優(yōu)選為0.5-500μm，更優(yōu)選為1-100μm。很多時候，通過使用平均粒徑為5-50μm左右的碳前體，可以得到良好的結果。本發(fā)明中所使用的纖維狀碳前體的平均直徑優(yōu)選為0.1mm以下。如果纖維狀碳前體的平均直徑超過0.1mm，則難以得到具有良好外觀的固化物。對于纖維狀碳前體，從在環(huán)氧樹脂等合成樹脂中的分散性的觀點考慮，優(yōu)選為短纖維。
本發(fā)明封裝用樹脂組合物中，碳前體的配合比例，相對于100重量份合成樹脂(例如，含有環(huán)氧化合物和固化劑的環(huán)氧樹脂成分)，為10-500重量份，優(yōu)選為15-450重量份，更優(yōu)選為20-400重量份。將碳前體和碳纖維等導電性填料并用時，即使其結合比例低至10-50重量份，也可以使表面電阻率在半導電性區(qū)域內(nèi)。在沒有將碳前體和導電性填料并用時，為了將表面電阻率控制在所希望范圍內(nèi)，優(yōu)選使其配合比例在超過50重量份且在400重量份以下的范圍內(nèi)。
如果碳前體的配合比例過大，則有可能使固化物的耐電壓變得過低。如果碳前體的配合比例過小，則難以充分降低固化物的表面電阻率，并且難以將其控制在半導電性區(qū)域內(nèi)。此外，如果碳前體的配合比例過小，則因固化物的位置不同而產(chǎn)生的表面電阻率偏差容易變大。
5.導電性填料作為本發(fā)明中所使用的體積電阻率低于102Ω·cm的導電性填料，沒有特別限定，例如，可以列舉碳纖維、石墨、導電性炭黑和金屬粉末等。其中，從表面電阻率的控制性和再現(xiàn)性等觀點考慮，優(yōu)選碳纖維、石墨、導電性炭黑及它們混合物等導電性碳材料。
導電性碳材料中，在與碳前體組合使用時，為了可以嚴格地將固化物的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域內(nèi)，并且可以充分減小表面電阻率因位置而產(chǎn)生的偏差，因而更優(yōu)選碳纖維。當使用碳纖維時，還可以改善固化物的機械特性。
作為本發(fā)明中所使用的碳纖維，可以列舉纖維素系碳纖維、聚丙烯腈系碳纖維(PAN系碳纖維)、木質(zhì)素系碳纖維、瀝青系碳纖維等。這些碳纖維中，優(yōu)選PAN系碳纖維和瀝青系碳纖維，更優(yōu)選PAN系碳纖維。
碳纖維的平均直徑優(yōu)選在50μm或以下。如果碳纖維的平均直徑過大，則難以得到外觀良好的固化物。優(yōu)選碳纖維的平均纖維長度在10μm以上并且為短纖維。如果使用平均纖維長度過短的碳纖維，則機械特性的改善效果將變小。
作為導電性炭黑，只要是具有導電性的物質(zhì)即可，其沒有特別限定，例如，可以列舉乙炔黑、油料爐黑、熱裂法炭黑和槽法炭黑等。其中，優(yōu)選例如油料爐黑和乙炔黑這樣的導電性炭黑。作為石墨，沒有特別限定，可以列舉在高溫下對焦炭、焦油、瀝青等進行石墨化處理而得到的人造石墨，鱗片狀石墨、鱗狀石墨和土狀石墨等天然石墨等。
本發(fā)明中所使用的導電性填料的體積電阻率低于102Ω·cm，其下限通常是金屬粉末或金屬纖維等金屬材料的體積電阻率。
本發(fā)明的封裝用樹脂組合物中，不必要一定配合導電性填料，可以通過單獨使用碳前體而將固化物的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域內(nèi)。為了提高固化物的機械強度，并減少表面電阻率因位置而產(chǎn)生的偏差，優(yōu)選并用碳前體和碳纖維等導電性填料。
本發(fā)明的封裝用環(huán)氧樹脂組合物中，導電性填料的配合比例，相對于100重量份的合成樹脂(例如，含有在1分子中具有2個以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物和固化劑的環(huán)氧樹脂成分)為0-60重量份，優(yōu)選為0-50重量份，更優(yōu)選為0-40重量份，特別優(yōu)選為0-30重量份。在使用碳纖維等導電性填料時，其配合比例相對于100重量份的合成樹脂，通常為1-60重量份，優(yōu)選為2-50重量份，更優(yōu)選為3-40重量份，特別優(yōu)選為5-30重量份。如果導電性填料的配合比例過大，則固化物表面電阻率變得過低，同時耐電壓也變得過低。
6.其它無機填料本發(fā)明中，除上述碳前體和導電性填料外，還使用其它無機填料。其它無機填料優(yōu)選不會對固化物的體積電阻率和表面電阻率產(chǎn)生實質(zhì)性影響的非導電性無機填料。通常，在封裝用樹脂材料中，填料在數(shù)量上占有最大比例，并且其對成形性和固化物的特性具有顯著影響。因此，作為無機填料，優(yōu)選使用可用于封裝用樹脂材料技術領域中的填料。
作為無機填料，例如，可以列舉結晶性二氧化硅、非晶性(無定形)二氧化硅、球狀二氧化硅、熔融二氧化硅、玻璃化率為10-95重量％的部分球狀二氧化硅、氧化鋁、氮化硅、滑石、粘土、玻璃纖維、玻璃珠、硫酸鈣等。無機填料可以是表面處理過或涂覆處理過的填料。為了抑制毛口產(chǎn)生，并提高耐濕性和低應力性，優(yōu)選二氧化硅。為了提高固化物的熱傳導率，優(yōu)選球狀氧化鋁或β型氮化硅。
這些無機填料中，在半導體元件的封裝材料用途中，優(yōu)選為結晶性二氧化硅、非晶性二氧化硅、球狀二氧化硅、熔融二氧化硅、玻璃化率為10-95重量％的部分球狀二氧化硅等二氧化硅。二氧化硅的平均粒徑為0.1-60μm左右，優(yōu)選為30μm以下，更優(yōu)選為10μm以下。這些二氧化硅可以各自單獨使用，或2種以上組合使用。
本發(fā)明的封裝用環(huán)氧樹脂組合物中，相對于100重量份合成樹脂(例如，含有在1分子中具有2個以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物和固化劑的環(huán)氧樹脂成分)，其它無機填料的配合比例為100-1500重量份，優(yōu)選為200-1200重量份，更優(yōu)選為300-1000重量份，特別優(yōu)選為350-900重量份。如果無機填料的配合比例過大，則封裝用樹脂組合物的流動性變差，并且封裝成形性下降。如果無機填料的配合比例過小，則耐水性變差，并且其它特性也難以得到滿足。
7.偶聯(lián)劑本發(fā)明中，為了提高無機填料和合成樹脂的界面粘合性，可以使用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑。
硅烷偶聯(lián)劑是分子中具有1個以上氨基、脲基、環(huán)氧基、異氰酸酯基、巰基等官能基的烷氧基硅烷或鹵代硅烷等硅氧烷化合物。
作為硅烷偶聯(lián)劑的實例，可以列舉γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基甲氧基硅烷、γ-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基甲基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基甲基三乙氧基硅烷、γ-(2-脲基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-異氰酸根合丙基三甲氧基硅烷、γ-異氰酸根合丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-異氰酸根合丙基三乙氧基硅烷、γ-異氰酸根合丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-異氰酸根合丙基乙基二甲氧基硅烷、γ-異氰酸根合丙基乙基二乙氧基硅烷、γ-異氰酸根合丙基三氯硅烷、γ-巰基丙基三甲氧基硅烷、γ-巰基丙基三乙氧基硅烷、γ-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巰基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-巰基乙基三甲氧基硅烷、β-巰基乙基三乙氧基硅烷和β-巰基乙基二甲氧基硅烷等。
作為鈦酸酯偶聯(lián)劑，例如，可以使用異丙基三異硬脂?；佀狨?、異丙基三(N-氨基乙基·氨基乙基)鈦酸酯、二異丙基雙(磷酸二辛基酯)鈦酸酯、四異丙基雙(亞磷酸二辛基酯)鈦酸酯、四辛基二(亞磷酸雙十三烷基酯)鈦酸酯、四(2，2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)二(雙十三烷基)亞磷酸酯鈦酸酯、雙(焦磷酸二辛基酯)氧代乙酸酯鈦酸酯、雙(焦磷酸二辛基酯)亞乙基鈦酸酯等。
這些偶聯(lián)劑相對于100重量份其它無機填料，通常以0.01-5重量份的比例使用，優(yōu)選為0.05-3重量份。
8.熱塑性樹脂本發(fā)明中，為了提高封裝用環(huán)氧樹脂組合物等封裝用熱固性樹脂組合物的韌性，可以在該熱固性樹脂組合物中含有熱塑性樹脂。
熱塑性樹脂沒有特別限定，例如，可以列舉聚酰胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁烯、聚對二甲苯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、改性的聚苯醚、聚氨酯、聚二甲基硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS樹脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、聚苯硫酮、聚苯硫砜、聚醚腈、聚醚腈、全芳聚酯、含氟樹脂、聚烯丙酯、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚氨基雙馬來酰亞胺、對苯二甲酸二丙烯酯樹脂、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、MBS樹脂或它們的改性產(chǎn)物。
作為含氟樹脂，可以列舉四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯/六氟丙烯/四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、乙烯/四氟乙烯共聚物、乙烯/三氟氯乙烯共聚物、丙烯/四氟乙烯共聚物、四氟乙烯/全氟烷基全氟乙烯基醚共聚物、偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯/乙烯/異丁烯共聚物、乙烯/六氟丙烯的共聚物、和四氟乙烯/乙基乙烯基醚共聚物。
這些熱塑性樹脂可以各自單獨使用，或2種以上組合使用。熱塑性樹脂的配合比例相對于100重量份熱固性樹脂(例如，含有在1分子中具有2個以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物和固化劑的環(huán)氧樹脂成分)，通常為50重量份以下，優(yōu)選為30重量份以下，更優(yōu)選為20重量份以下。
9.其它添加劑本發(fā)明封裝用樹脂組合物中，根據(jù)需要，可以含有其它各種添加劑。作為其它添加劑，例如可以列舉天然蠟等脫模劑；含有環(huán)氧基的α-烯烴共聚物等沖擊改性劑；二甲基丙烯酸乙二醇酯等樹脂改良劑；碳酸鋅、碳酸鎳等模型防腐蝕劑；季戊四醇四硬脂酸酯等潤滑劑；熱固性樹脂；抗氧化劑；紫外線吸收劑；氮化硼等成核劑；含溴化合物等阻燃劑；三氧化銻等阻燃助劑；染料或顏料等著色劑；含氟表面活性劑；硅油等潤濕改進劑等。這些添加劑可以根據(jù)需要適當?shù)剡m量使用。
10.封裝用樹脂組合物本發(fā)明的封裝用樹脂組合物為液狀時，其可以使用亨舍爾混合機等攪拌混合裝置充分混合各種原料而制備?；旌蠝囟韧ǔＴ?0-60℃的范圍內(nèi)。本發(fā)明的封裝用樹脂組合物為粉末(粉狀)時，其可以用高速混合機等均勻混合各種成分后，用雙輥碾壓機或連續(xù)混練裝置等充分混練而制備?；炀殰囟韧ǔ?0-120℃左右。
本發(fā)明的封裝用樹脂組合物可以提高填料的填充率。由碳前體、導電性填料和其它無機填料組成的填料的合計比例，以樹脂組合物的總量為基準，優(yōu)選為60-93重量％，更優(yōu)選為70-90重量％。通過在適當范圍內(nèi)提高填料的填充率，例如可以使表面電阻率、耐熱性、機械強度、尺寸穩(wěn)定性、耐化學品性等特性在高水平上達到平衡。
通過使本發(fā)明的封裝用樹脂組合物封裝成形而得到的封裝成形物(固化物；封裝樹脂部分)的表面電阻率，優(yōu)選為105-1013Ω/□，更優(yōu)選為106-1012Ω/□。通常，試樣的表面電阻率表示單位表面積的電阻，其單位是Ω，但是為了與單純的電阻區(qū)別開，用Ω/□或Ω/sq.(歐姆每平方)進行表示。表面電阻率是用實施例所記載的方法測定得到的值。本發(fā)明的封裝用樹脂組合物的固化物，因位置而產(chǎn)生的表面電阻率的偏差小。
本發(fā)明的封裝用樹脂組合物可以用于電子部件或電氣部件的樹脂封裝。本發(fā)明的封裝用樹脂組合物特別優(yōu)選用于半導體元件的樹脂封裝。使用本發(fā)明的封裝用樹脂組合物將半導體元件及其周邊的電極布線進行樹脂封裝，可以通過傳遞模塑法(transfer molding)、浸漬法(dipping)、灌封法(potting)、粉體流動浸漬法、用于消波芯片安裝的底部填充法、壓縮成形法、注射成形法等公知成形法進行固化成形。在使用本發(fā)明的封裝用樹脂組合物將半導體元件及其周邊電極布線進行樹脂封裝時，可以得到被樹脂封裝的半導體裝置。
當本發(fā)明的封裝用樹脂組合物填料的填充率大，并且在常溫下為固體狀時，優(yōu)選通過傳遞模塑法或注射成形法制備被樹脂封裝的半導體裝置。在使用封裝用樹脂組合物通過傳遞模塑法進行樹脂封裝時，例如，將封裝用環(huán)氧樹脂組合物成形為環(huán)氧化合物片(B階固體)，將該環(huán)氧化合物片插入加熱至高溫的模型內(nèi)，加壓，來封裝預先填充至模型中的半導體芯片或組件。作為固化條件，在150-185℃，優(yōu)選在160-180℃下固化30-180秒，接著在150-185℃，優(yōu)選在160-180℃下進行2-16小時的后固化(postcure)。
當本發(fā)明的封裝用樹脂組合物為液狀時，例如，可以采用通過連接線或金屬焊盤使半導體元件的電極與布線供給部件的布線電連接后，涂布、印刷封裝用樹脂組合物或使其流至間隙，從而至少覆蓋半導體元件和布線供給部件的布線部分，并使它們固化的方法。此外，也有在通過金屬焊盤將半導體元件與布線供給部件電連接時，將本發(fā)明的封裝用樹脂組合物作為回流同時固化的封裝材料或非回流封裝材料使用的方法。進一步，也有在通過金屬焊盤將半導體元件與布線供給部件(電路基板)電連接時，將封裝用樹脂組合物涂布在任一方，并將半導體元件和布線供給部件壓接在一起的方法。
使用本發(fā)明的封裝用樹脂組合物時，可以提高對于半導體元件和布線供給部件上形成電極和電路等布線的金屬表面的粘合性，同時可以改善耐濕性。使用本發(fā)明的封裝用樹脂組合物制備的半導體裝置，其耐濕性和耐熱循環(huán)性等可靠性高，并且耐撓曲性、耐沖擊性和耐振動性也優(yōu)異。因此，即使將本發(fā)明的樹脂封裝的半導體裝置用于卡片形狀的電子設備或便攜式信息設備，也可以獲得非常高的可靠性。
實施例以下通過列舉實施例和比較例，對本發(fā)明作更具體地說明，但是本發(fā)明并不僅僅限定于這些實施例。物理性能的測定方法如下所示。
(1)表面電阻率的測定表面電阻率用三菱化學社制造的ハイレスタ一UP(UR-SS探測器)在100V外加電壓下測定。
在表面電阻率的測定中，使用由傳遞成形機注射成形樹脂組合物而得到的板狀成形體(30mm×30mm×1mm厚)作為測定用試樣。表面電阻率的測定在板狀成形體的5個點上進行。表面電阻率用其平均值表示。
(2)靜電衰減時間將測定用試樣放置在帶電的平板監(jiān)視器上，充電至1000V，然后通過該試樣放電，并測定直到試樣電位為50V為止所需的時間(秒)。此靜電衰減時間越短，則表示靜電蓄積的傾向越弱。
制備例1碳前體(B1)的制備例向內(nèi)容積為300L并裝有攪拌葉的耐壓容器中加入68kg軟化點為210℃、喹啉不溶物質(zhì)含量為1重量％并且H/C原子比為0.63的石油系瀝青和32kg萘，并將它們加熱至190℃使其熔化并混合，然后冷卻至80-90℃并擠出，得到直徑約500μm的線狀成形體。接著，粉碎該線狀成形體使其直徑和長度的比約為1.5，將所得粉碎物投入加熱至93℃的0.53％聚乙烯醇(皂化度為88％)水溶液中，攪拌分散，并通過冷卻得到球狀瀝青成形體。
進一步，通過過濾除去水分，用約為球狀瀝青成形體6倍量的正己烷萃取除去瀝青成形體中的萘。一邊將這樣得到的球狀瀝青成形體在260℃下保持1小時，一邊通入熱空氣，由此進行氧化處理，得到氧化瀝青。在氮氣流中并且580℃下對該氧化瀝青進行熱處理1小時，然后粉碎，形成平均粒徑約為10μm的碳前體顆粒。該碳前體顆粒的碳含量為91.0重量％。
為了檢測該碳前體的體積電阻率，粉碎氧化瀝青，進一步用孔徑約為50μm的篩進行篩選，并除去50μm以上的顆粒。將13g該粉碎的氧化瀝青粉末填充至截面積為80cm2的圓筒模型中，并在196MPa的壓力下成形，得到成形體。在氮氣流中并且在與上述碳前體的制備方法中熱處理溫度相同的580℃下對該成形體進行熱處理1小時，由此得到測定碳前體體積電阻率用的試樣(成形體)。對于該試樣，根據(jù)JIS K 7194測定體積電阻率。結果，碳前體的體積電阻率為3×107Ω·cm。
制備例2
碳前體(B2)的制備向內(nèi)容積為300L并裝有攪拌葉的耐壓容器中加入68kg軟化點為210℃、喹啉不溶物質(zhì)含量為1重量％并且H/C原子比為0.63的石油系瀝青和32kg萘，并將它們加熱至190℃使其熔化并混合，然后冷卻至80-90℃并擠出，得到直徑約500μm的線狀成形體。接著，粉碎該線狀成形體使其直徑和長度的比約為1.5，將所得粉碎物投入加熱至93℃的0.53％聚乙烯醇(皂化度為88％)水溶液中，攪拌分散，并通過冷卻得到球狀瀝青成形體。
進一步，通過過濾除去水分，用約為球狀瀝青成形體6倍量的正己烷萃取除去瀝青成形體中的萘。一邊將這樣得到的球狀瀝青成形體在260℃下保持1小時，一邊通入熱空氣，由此進行氧化處理，得到氧化瀝青。在氮氣流中并且550℃下對該氧化瀝青進行熱處理1小時，然后粉碎，形成平均粒徑約為10μm的碳前體顆粒。該碳前體顆粒的碳含量為91.0重量％。
為了檢測該碳前體的體積電阻率，粉碎氧化瀝青，進一步用孔徑約為50μm的篩進行篩選，并除去50μm以上的顆粒。將13g此粉碎的氧化瀝青粉末填充至截面積為80cm2的圓筒模型中，并在196MPa的壓力下成形，得到成形體。在氮氣流中并且在與上述碳前體的制備方法中熱處理溫度相同的580℃下對該成形體進行熱處理1小時，由此得到測定碳前體體積電阻率用的試樣(成形體)。對于該試樣，根據(jù)JIS K 7194測定體積電阻率。結果，碳前體的體積電阻率為8×108Ω·cm。
實施例1向雙螺桿擠出機供給，100重量份含有47重量份環(huán)氧樹脂(A1)[聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂；油化シエル社制造，商品名為“エピコ一トYX4000HK”]，5重量份環(huán)氧樹脂(A2)[溴化甲酚可溶酚醛型環(huán)氧樹脂；日本化藥社制造，商品名為“BREN-105”]，和48重量份固化劑[苯酚線形酚醛清漆樹脂；明和化成社制造，商品名為“DL-92”]的環(huán)氧樹脂成分，0.8重量份硅烷偶聯(lián)劑(東レダウコ一ニング社制造，商品名為“SZ-6083”)，5重量份三氧化銻，2重量份巴西棕櫚蠟(脫模劑)，1重量份三苯膦(固化促進劑)，70重量份在制備例1中得到的碳前體(B1)，和700重量份球狀非晶形二氧化硅(三菱レ一ヨン社制造，商品名為“QS-4”)，并在170℃的機筒溫度下連續(xù)擠出，并造粒。
使用傳遞模塑成型機將這樣得到的環(huán)氧樹脂組合物顆粒注射至長30mm×寬30mm×厚1mm的模型中，并使其在175℃下熱固化150秒。接著，將得到的板狀成形體從模型中取出，并在180℃下進行5小時的后固化。由此制備測定用試樣。結果示于表1中。
實施例2-5除了將各成分及其配合比例按表1所示變化外，與實施例1同樣地制備測定用試樣。結果示于表1中。
比較例1-4除了將各成分及其配合比例按表1所示變化外，與實施例1同樣地制備測定用試樣。結果示于表1中。
表1

(腳注)(1)環(huán)氧樹脂(A1)聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂；油化シエル社制造，商品名為“エピコ一トYX4000HK”，(2)環(huán)氧樹脂(A2)溴化甲酚可溶酚醛型環(huán)氧樹脂；日本化藥社制造，商品名為“BREN-105”，(3)固化劑苯酚線形酚醛清漆樹脂；明和化成社制造，商品名為“DL-92”，(4)硅烷偶聯(lián)劑東レダウコ一ニング社制造，商品名為“SZ-6083”，(5)碳前體(B1)體積電阻率為3×107Ω·cm，碳含量為91.0重量％，(6)碳前體(B2)體積電阻率為8×108Ω·cm，碳含量為91.0重量％，(7)球狀非晶形二氧化硅三菱レ一ヨン社制造，商品名為“QS-4”，(8)碳纖維東レ社制造，商品名為“トレカMLD30”，體積電阻率低于102Ω·cm，平均直徑為7μm，平均纖維長度為30μm，(9)導電性炭黑三菱化學社制造，商品名為“MA-100”，體積電阻率低于102Ω·cm，(10)表面電阻率的表述，例如，“6E+11”的情況表示6×1011。其它表述也相同。
從表1的結果明顯可知，通過將碳前體配合進環(huán)氧樹脂成分中(實施例1-5)，可以將封裝成形物(固化物)的表面電阻率控制在可應對ESD故障的半導電性區(qū)域的105-1013Ω/□內(nèi)，并且可以使靜電衰減時間變得非常短。
從實施例1和2的對比，以及實施例3和4的對比明顯可知，通過改變碳前體的配合比例，可以將固化物的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域內(nèi)所希望的值。從實施例5的結果可知，通過將碳前體和碳纖維并用，即使減小其總的配合比例，也可以將固化物的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域內(nèi)所希望的值。
與此相反，沒有將碳前體和導電性填料配合時(比較例1)，固化物是絕緣狀態(tài)的，并且容易蓄積靜電。
在單獨配合導電性炭黑時，如果其配合比例小(比較例2-3)，則固化物是絕緣狀態(tài)的，并且容易蓄積靜電。如果稍微提高導電性炭黑的配合比例(比較例4)，則固化物的表面電阻率急劇下降，并處于半導電性區(qū)域之外。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種機械特性、耐熱性、耐化學品性、尺寸穩(wěn)定性等性能優(yōu)異，而且可以確保電絕緣性，并且可以嚴格地將封裝成形物的表面電阻率控制在半導電性區(qū)域的封裝用樹脂組合物。通過本發(fā)明的封裝用樹脂組合物封裝的電子設備等半導體裝置，不僅可以被充分保護免于受濕氣或光等外部環(huán)境的影響，并且也可以防止ESD故障。
因而，本發(fā)明的封裝用樹脂組合物可以用作電子部件或電氣部件的封裝用樹脂材料，特別是可以適當?shù)赜糜诎雽w元件的樹脂封裝。通過本發(fā)明的封裝用樹脂組合物封裝的電子設備等半導體裝置，可以在半導體技術領域使用。
權利要求
1.一種封裝用樹脂組合物，其含有100重量份合成樹脂(A)，10-500重量份體積電阻率為102-1010Ω·cm的碳前體(B)，0-60重量份體積電阻率低于102Ω·cm的導電性填料(C)，以及100-1500重量份其它的無機填料(D)。
2.根據(jù)權利要求1所述的封裝用樹脂組合物，該合成樹脂(A)是熱固性樹脂。
3.該熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂或脲醛樹脂。
4.根據(jù)權利要求3所述的封裝用樹脂組合物，該環(huán)氧樹脂是含有在1分子中具有2個以上環(huán)氧基的環(huán)氧化合物和固化劑的環(huán)氧樹脂成分。
5.根據(jù)權利要求4所述的封裝用樹脂組合物，該環(huán)氧化合物是選自雙酚型環(huán)氧樹脂、線形酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、三酚鏈烷型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯骨架型環(huán)氧樹脂、酚芳烷基型環(huán)氧樹脂、雜環(huán)型環(huán)氧樹脂、萘骨架型環(huán)氧樹脂、1，2-苯乙烯型環(huán)氧樹脂、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂和溴化環(huán)氧樹脂組成的組中的至少一種環(huán)氧化合物。
6.根據(jù)權利要求5所述的封裝用樹脂組合物，該環(huán)氧化合物是選自聯(lián)苯骨架型環(huán)氧樹脂、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂、甲酚可溶酚醛型環(huán)氧樹脂、萘骨架型環(huán)氧樹脂、三酚丙烷型環(huán)氧樹脂和溴化環(huán)氧樹脂組成的組中的至少一種環(huán)氧化合物。
7.根據(jù)權利要求5所述的封裝用樹脂組合物，該環(huán)氧化合物是不含鹵原子的環(huán)氧化合物和溴化環(huán)氧化合物的混合物，并且以環(huán)氧化合物的總量為基準，混合物以3-30重量％的比例含有溴化環(huán)氧樹脂。
8.根據(jù)權利要求4所述的封裝用樹脂組合物，該固化劑是在1分子中含有2個以上酚羥基的酚化合物。
9.根據(jù)權利要求8所述的封裝用樹脂組合物，該酚化合物是選自線形酚醛清漆型酚醛樹脂、含萘環(huán)的酚醛樹脂、酚芳烷基型酚醛樹脂、聯(lián)苯型酚醛樹脂、聯(lián)苯芳烷基型酚醛樹脂、三酚鏈烷型酚醛樹脂、脂環(huán)族酚醛樹脂、雜環(huán)型酚醛樹脂和雙酚型酚醛樹脂組成的組中的至少一種酚化合物。
10.根據(jù)權利要求4所述的封裝用樹脂組合物，相對于該環(huán)氧化合物的環(huán)氧基，該環(huán)氧樹脂成分以0.5-1.6當量的比例含有固化劑。
11.根據(jù)權利要求4所述的封裝用樹脂組合物，相對于100重量份該環(huán)氧化合物，該環(huán)氧樹脂成分以0.2-20重量份的比例含有固化促進劑。
12.根據(jù)權利要求1所述的封裝用樹脂組合物，該碳前體(B)的碳含量為80-97質(zhì)量％。
13.根據(jù)權利要求1所述的封裝用樹脂組合物，該導電性填料(C)是聚丙烯腈系碳纖維。
14.根據(jù)權利要求1所述的封裝用樹脂組合物，其它無機填料(D)是選自結晶性二氧化硅、非晶性二氧化硅、球狀二氧化硅、熔融二氧化硅、玻璃化率為10-95重量％的部分球狀二氧化硅、氧化鋁、氮化硅、滑石、粘土、玻璃纖維、玻璃珠和硫酸鈣組成的組中的至少一種無機填料。
15.根據(jù)權利要求14所述的封裝用樹脂組合物，其它無機填料(D)是選自結晶性二氧化硅、非晶性二氧化硅、球狀二氧化硅、熔融二氧化硅和玻璃化率為10-95重量％的部分球狀二氧化硅組成的組中的至少一種二氧化硅。
16.根據(jù)權利要求1所述的封裝用樹脂組合物，相對于100重量份其它無機填料(D)，還以0.01-5重量份的比例含有偶聯(lián)劑。
17.根據(jù)權利要求16所述的封裝用樹脂組合物，該偶聯(lián)劑是選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑和鋁偶聯(lián)劑組成的組中的至少一種偶聯(lián)劑。
18.根據(jù)權利要求1所述的封裝用樹脂組合物，封裝成形物的表面電阻率為105-1013Ω/□。
19.根據(jù)權利要求1所述的封裝用樹脂組合物，封裝成形物的電位從1000V下降至50V所需的靜電衰減時間是10秒以下。
20.半導體元件通過權利要求1-19任一項所述的封裝用樹脂組合物被樹脂封裝的半導體裝置。
全文摘要
一種封裝用樹脂組合物，含有100重量份合成樹脂，10－500重量份體積電阻率為10
文檔編號C08K7/00GK1950447SQ200580013750
公開日2007年4月18日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權日2004年4月30日
發(fā)明者西畑直光 申請人:株式會社吳羽