專利名稱：環(huán)氧樹脂組合物及半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物及半導(dǎo)體器件。具體而言，本發(fā)明適用于表面安裝型半導(dǎo)體器件(area mounting typesemiconductor device)，其中半導(dǎo)體芯片在印刷線路板或金屬引線框的一面進行安裝，且基本上僅在其經(jīng)過安裝的一面以樹脂封裝。
背景技術(shù)：
近來趨向于縮減尺寸、減輕重量和提高性能的電子器件市場，使通向集成度更高的半導(dǎo)體。由于半導(dǎo)體器件的表面安裝技術(shù)的急速發(fā)展，使最近開發(fā)出一種表面安裝型半導(dǎo)體器件，并且其已取替了具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
半導(dǎo)體器件尺寸的縮減及其厚度的薄化的趨向使出現(xiàn)大幅度降低用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的粘度以及大幅度增加其強度的需求。此外，基于環(huán)境因素，用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物需要具有更高的阻燃性而又不含例如含溴化合物和銻氧化物的阻燃劑。由于這些因素，近來的環(huán)氧樹脂組合物趨向于包含粘度更低的樹脂和大量的無機填料。
作為新的趨勢，熔點高于常規(guī)使用的焊料的無鉛焊料于安裝半導(dǎo)體器件的應(yīng)用正不斷增多。當使用該焊料時，安裝溫度必須比傳統(tǒng)工藝所用的溫度高約20℃，與常規(guī)器件相比，有時會使經(jīng)過安裝的半導(dǎo)體器件的可靠性明顯降低。鑒于這種形勢，越來越需要通過改進環(huán)氧樹脂組合物的性能而改進半導(dǎo)體器件的可靠性。為了滿足這個要求，人們對減小樹脂粘度和添加大量無機填料進行了研究。
表面安裝型半導(dǎo)體器件的典型例子包括尺寸更緊密的BGA(球柵陣列器)和CSP(芯片尺寸封裝)，以及諸如安裝面積比傳統(tǒng)QFP或SOP小的QFN和SON封裝。已開發(fā)諸如QFN和SON封裝以滿足高引出數(shù)和高速的需求。這些需求接近由常規(guī)的QFP、SOP等表示的表面安裝型半導(dǎo)體器件的極限。
BGA和CSP僅在硬線路板或彈性印刷線路板上安裝了半導(dǎo)體芯片的那一面通過環(huán)氧樹脂組合物進行封裝，硬線路板的代表性例子為由BT樹脂/銅箔(雙馬來酰亞胺三嗪樹脂/玻璃纖維襯底)構(gòu)成的線路板，彈性印刷線路板的代表性例子為由聚酰亞胺樹脂膜/銅箔構(gòu)成的線路板。而且，在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的那一面的對面上，二維并排地形成焊球，并通過焊接使其在線路板上進行安裝。
如上所述，BGA或CSP的結(jié)構(gòu)是單面封裝結(jié)構(gòu)，其中僅在襯底上安裝了半導(dǎo)體芯片的那一面以環(huán)氧樹脂組合物進行封裝(襯底上形成焊球的那一面不被封裝)。因此，該半導(dǎo)體器件易于在成形(molding)后迅即變曲(wraped)，這是由有機襯底或金屬襯底與固化后的環(huán)氧樹脂組合物之間的熱膨脹和熱收縮的不一致，或在成形固化(molding curing)期間環(huán)氧樹脂組合物的固化收縮所導(dǎo)致的。而且，半導(dǎo)體器件的翹曲使焊球的連接點不能水平定位。因此，在封裝這些半導(dǎo)體器件期間，通過線路板上的焊點，半導(dǎo)體器件會從線路板上翹起，而導(dǎo)致電連接的可靠性的衰減。
相反，已制造出與常規(guī)QFP或SOP的設(shè)計相同的QFN或SON。然而，近來已通過以下方法制造出封裝在金屬襯底(例如，銅引線框的層壓板、與聚酰亞胺膜層疊的鎳-鈀+金鍍層的引線框)的一面上安裝半導(dǎo)體芯片的矩陣(matrix)，使用用于封裝的環(huán)氧樹脂組合物進行成批封裝，然后將襯底切成所需尺寸的小格，從而得到單獨的封裝(以下稱為MAP-QFN和MAP-SON)(例如參見專利文件1)。
正如BGA或CSP，MAP-QFN或者MAP-SON是單面封裝的結(jié)構(gòu)，其中僅在襯底上安裝了半導(dǎo)體芯片的那一面以環(huán)氧樹脂組合物進行封裝。在此，MAP-QFN或MAP-SON的封裝面積比普通的封裝成形品(commonpackage molding)大，并且僅其單面被封裝。因此，這樣的半導(dǎo)體器件易于在成形后迅即變曲，這是由于金屬襯底與固化后的環(huán)氧樹脂組合物之間的熱膨脹和熱收縮的不一致，或在成形固化期間環(huán)氧樹脂組合物的固化收縮所導(dǎo)致的。
半導(dǎo)體器件的翹曲使半導(dǎo)體器件從其安裝的線路板上翹起，導(dǎo)致電連接的可靠性的衰減。
為了減少基本上僅在有機襯底或金屬襯底的一面通過環(huán)氧樹脂組合物進行封裝的表面安裝型半導(dǎo)體器件的翹曲，重要的是使襯底的熱膨脹系數(shù)與固化的環(huán)氧樹脂組合物的熱膨脹系數(shù)相近，并減少在成形固化期間環(huán)氧樹脂組合物的固化收縮。
為了達到這個目的，已提出如下技術(shù)將多功能環(huán)氧樹脂和多功能酚醛樹脂進行組合從而增加環(huán)氧樹脂組合物的Tg，并調(diào)整無機填料的含量使其與α1配合。然而，多功能環(huán)氧樹脂和多功能酚醛樹脂的組合會降低流動性，從而引起諸如未填充孔隙(unfilled voids)等問題。
當通過如紅外再流、氣相焊接和浸焊等焊接工藝進行焊接時，半導(dǎo)體器件中存在的水分在高溫下快速被蒸發(fā)，該水分是由于固化的環(huán)氧樹脂組合物(成形品)吸濕而成的。在焊接過程中產(chǎn)生的壓力會導(dǎo)致在半導(dǎo)體器件中產(chǎn)生裂紋，或者導(dǎo)致在金屬襯底中安裝了半導(dǎo)體芯片的表面與固化的環(huán)氧樹脂之間的的界面剝離。因此，需要通過增加無機填料的含量減少半導(dǎo)體器件的翹曲。需要通過減少成形品的吸濕性來減少壓力。另外，需要改善成形品的耐熱性和提高固化材料和金屬襯底之間的粘結(jié)性。
已開發(fā)了在成形過程時，使環(huán)氧樹脂組合物保持高流動性的技術(shù)，該環(huán)氧樹脂組合物應(yīng)用在例如傳統(tǒng)的QFP和SOP的表面安裝型半導(dǎo)體器件。例如，已公開了采用低熔融粘度的樹脂(例如，參見專利文件2)，和采用有硅烷偶聯(lián)劑，對無機填料進行表面處理以提高無機填料的含量(例如，參見專利文件3)。任何這些技術(shù)僅能滿足所需的多種特性中的其中一項。
如上所述，需要添加高濃度無機填料，以改善固化材料的特性，如減少翹曲、減少成形品的應(yīng)力，該成形品是由用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物形成的。并且，為了改善用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的填充特性，必須改善其流動性。然而，當填充高濃度的無機填料時，用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的流動性就會降低。因此，在用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的流動性和成形品的固化材料特性之間存在一個折衷關(guān)系。
仍然存在對于流動性和成形品的固化材料特性表現(xiàn)都優(yōu)良的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的需求以及使用該組合物制成的半導(dǎo)體器件的需求。
專利文件1日本專利特開2003-109983專利文件2日本專利特開1995-130919專利文件3日本專利特開1996-2067
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種在流動性和成形品中固化材料的特性中均表現(xiàn)優(yōu)良、用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，以及使用該組合物制造的半導(dǎo)體器件。
根據(jù)本發(fā)明，提供如下內(nèi)容。
裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其包括(A)晶體環(huán)氧樹脂，(B)由通式(1)表示的酚醛樹脂其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值。
(C)含有丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的(共)聚合物或其衍生物，和(D)無機填料，其在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為80wt％-95wt％，包括兩個端點值。
(2)、如(1)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述酚醛樹脂(B)由通式(2)表示
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值。
所述(共)聚合物或其衍生物(C)是環(huán)氧化的聚丁二烯化合物(C-1)；且所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值。
(3)、如(2)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述環(huán)氧化的聚丁二烯化合物(C-1)的數(shù)均分子量為500-4000，包含兩個端點值。
(4)、如(2)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
(5)、半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是采用(2)-(4)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
(6)、用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為(2)-(4)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的的一面被封裝。
(7)、表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由如(6)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物所封裝。
(8)、如(1)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述酚醛樹脂(B)由通式(2)表示
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值。
其中所述(共)聚合物或其衍生物(C)是丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)。
(9)、如(8)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)是羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚物，其由通式(3)表示 其中，Bu表示丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元；ACN表示丙烯腈衍生的結(jié)構(gòu)單元；x是小于1的正數(shù)；y是小于1的正數(shù)；x+y＝1；且z是50-80的整數(shù)。
(10)、如(8)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為0.05wt％-0.5wt％，包括兩個端點值。
(11)、如(8)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值。
(12)、如(8)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
(13)、半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由(8)-(12)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物所封裝的。
(14)、用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為(8)-(12)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
(15)、表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由如(14)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
(16)、如(1)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述晶體環(huán)氧樹脂(A)由通式(4)表示
其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同，所述酚醛樹脂(B)由通式(5)表示 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)，所述(共)聚合物或其衍生物(C)是具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)，其環(huán)氧乙烷中的氧含量為3％-10％，包括其兩端數(shù)值，和所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值；以及進一步包括由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂(F) 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
(17)、如(16)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)在溫度為25℃的粘度為20Pa·s-700Pa·s，包括兩端值。
(18)、如(16)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
(19)、半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由(16)-(18)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
(20)、用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為(16)-(18)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
(21)、表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由如(20)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
(22)、如(1)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述晶體環(huán)氧樹脂(A)由通式(4)表示 其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同，所述酚醛樹脂(B)由通式(5)表示 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)，所述(共)聚合物或其衍生物(C)是環(huán)氧化的聚丁二烯化合物(C-1)，所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為80wt％-94wt％，包括兩個端點值；以及進一步包括由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂(F) 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)；且其中所述環(huán)氧樹脂(F)與所述由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂(A)的重量比[(F)/(A)]為10/90至90/10，包括兩個端點值。
(23)、如(22)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述環(huán)氧化的聚丁二烯化合物(C-1)的數(shù)均分子量為500-4000，包括兩個端點值。
(24)、如(22)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
(25)、半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由(22)-(24)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
(26)、用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為(22)-(24)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
(27)、表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由如(26)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
(28)、如(1)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述晶體環(huán)氧樹脂(A)由通式(4)表示 其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同，所述酚醛樹脂(B)由通式(5)表示 其中，R1和R2獨立地氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)，所述(共)聚合物或其衍生物(C)是丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)；且進一步包括由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂(F) 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
(29)、如(28)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)是羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚物，其由通式(3)表示 其中，Bu表示丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元；ACN表示丙烯腈衍生的結(jié)構(gòu)單元；x是小于1的正數(shù)；y是小于1的正數(shù)；x+y＝1；z是50-80的整數(shù)。
(30)、如(28)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為0.05wt％-0.5wt％，包括兩個端點值。
(31)、如(28)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述環(huán)氧樹脂(F)與所述由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂(A)的重量比[(F)/(A)]為10/90至90/10，包括兩個端點值。
(32)、如(28)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
(33)、半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由(28)-(32)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
(34)、用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為(28)-(32)中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
(35)、表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由如(34)所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧化樹脂組合物可提高無機填料的填充率以及提高組合物的流動性。本發(fā)明的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物因此可表現(xiàn)出良好的固化材料特性，如成形品中的翹曲減少、應(yīng)力減小、良好的填充性。因此，尤其適合作為用于封裝半導(dǎo)體芯片和半導(dǎo)體器件的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物。
本發(fā)明的最佳實施方式本發(fā)明的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物包含以下組分(A)-(D)(A)晶體環(huán)氧樹脂，(B)由通式(1)表示的酚醛樹脂
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值，(C)含有丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的(共)聚合物或其衍生物，和(D)無機填料。
所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為80wt％-95wt％，包括兩個端點值。
具有這種組合物的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物可通過高含量的無機填料(D)使熱膨脹率降低，且通過添加具有丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的(共)聚合物或其衍生物(C)使彈性降低。因此，用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物表現(xiàn)出經(jīng)過改進的流動性、固化材料中翹曲的減少以及耐焊接性，這些性能都是表面安裝型半導(dǎo)體器件所需要的。因此，可以得到更可靠的半導(dǎo)體器件。
以下將對本發(fā)明的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物作詳細說明。
晶體環(huán)氧樹脂(A)用于本發(fā)明的晶體環(huán)氧樹脂(A)的例子包括氫醌的縮水甘油醚、雙酚-F型環(huán)氧樹脂、由通式(7)表示的聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、由通式(8)表示的芪型環(huán)氧樹脂以及由通式(4)表示的環(huán)氧樹脂。
其中，R3-R10是氫或具有至多4個碳原子的烷基，且可相同或不同。
其中，R11-R20是氫或具有至多4個碳原子的烷基，且可相同或不同。
其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基，且兩個或多個R2可相同或不同。
酚醛樹脂(B)用于本發(fā)明的酚醛樹脂(B)由通式(1)表示 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值。
具有丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的(共)聚合物或其衍生物(C)用于本發(fā)明的具有丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的(共)聚合物或其衍生物(C)(以下有時只簡稱為“(共)聚合物或其衍生物(C)”)是由作為單體的丁二烯所制備的(共)聚合物或其衍生物(C)。
(共)聚合物或其衍生物(C)可以是環(huán)氧化的聚丁二烯化合物(C-1)、丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)或具有環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)。這些化合物將在以下作描述。
無機填料(D)用于本發(fā)明的無機填料(D)可選自通常用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物中的那些無機填料。
這些無機填料可包括熔融石英、結(jié)晶二氧化硅、次生集結(jié)石英、礬土、鈦白、氫氧化鋁、滑石粉、粘土和玻璃纖維，這些無機填料可以單獨使用也可兩種或多種聯(lián)合使用。熔融石英是尤其優(yōu)選的。熔融石英的形式可以是磨碎的顆?；蚯蝮w。更優(yōu)選，球形石英可用于提高其含量，并使環(huán)氧樹脂組合物的熔融粘度的增加降至最低。為了提高球形石英的含量，理想的是調(diào)節(jié)球形石英的粒徑分布，使其分布更寬。
如果需要，可以用偶聯(lián)劑、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂對無機填料進行表面處理。表面處理可以采用合適的工藝，如在溶劑中進行混合后再去除溶劑、直接將添加劑添加至無機填料中得到混合物，然后用攪拌機對該混合物進行處理。
本發(fā)明的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物除包含上述組分(A)-(D)之外，還包含固化促進劑(E)、環(huán)氧樹脂(F)和硅烷偶聯(lián)劑(G)。
固化促進劑(E)沒有對固化促進劑(E)作任何特別限制，其可選自能促進環(huán)氧基與酚羥基基團的反應(yīng)的那些固化促進劑，其包括二氮雜雙環(huán)烯烴及其衍生物，如1，8-二氮雜雙環(huán)(5，4，0)十一烯-7；有機膦及其衍生物，如三苯基膦和甲基二苯基膦；和四取代鏻-四取代硼酸鹽，如四苯基硼四苯基鏻、四苯甲酸硼四苯基鏻-(tetraphenylphosphonium.tetrabenzoic acid borate)、四萘酸硼四苯基鏻(tetraphenylphosphonium.tetranaphthoic acid borate)、四萘酰氧硼四苯基鏻/(tetraphenylphosphonium.tetranaphthoyloxy borate)和四萘氧硼四苯基鏻(tetraphenylphosphonium.tetranaphthyloxy borate)。這些固化促進劑可單獨使用或兩種或多種聯(lián)合使用。
環(huán)氧樹脂(F)環(huán)氧樹脂(F)可以是由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
硅烷偶聯(lián)劑(G)硅烷偶聯(lián)劑(G)可以是由通式(9)表示的化合物R3-NH-R4-Si(OR5)nR63-n(9)其中，R3是具有1至12個碳原子的有機基團；R4、R5和R6是具有1至12個碳原子的烴；R3至R6相同或不同；n是1-3的整數(shù)。
其它組分需要時，除上述組分(A)至(G)以外，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物還可適當?shù)匕鞣N添加劑，所述添加劑包括天然蠟，如巴西棕櫚蠟；合成蠟，如聚乙烯蠟；高級脂肪酸或其金屬鹽，如硬脂酸和硬脂酸鋅；脫模劑，如石蠟；著色劑，如炭黑和紅赭石；阻燃劑，如溴化環(huán)氧樹脂、三氧化銻、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、鋅鉬氧化物、膦腈和磷化合物；無機離子交換劑，如鉍氧化物水合物；和低應(yīng)力組分，如硅油和橡膠；以及抗氧化劑。
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物可以由以下所制備在室溫下利用例如攪拌機將組分(A)-(G)和其它添加劑進行混合，于加熱時利用捏合工具如滾筒碾粉機、捏合機和擠壓機等捏合該混合物，然后冷卻、碾磨該混合物。
在使用本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物封裝電子部件如半導(dǎo)體芯片制造半導(dǎo)體器件時，可通過常規(guī)成形工藝如傳遞模塑、壓模和注模進行固化成形。其它涉及制造半導(dǎo)體器件的方法可選自已知的方法。尤其是，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物最適合用于表面安裝型半導(dǎo)體器件。
將在以下說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
實施方式1實施方式1的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物包括以下組分(A)-(E)(A)晶體環(huán)氧樹脂，(B)由通式(2)表示的酚醛樹脂，(C-1)環(huán)氧化聚丁二烯化合物，(D)無機填料，其在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值。
(E)固化促進劑。
環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為0.05wt％-5wt％，包括兩個端點值。
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值。
這種用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物可通過高含量的無機填料(D)使熱膨脹率降低，又可通過添加環(huán)氧化的聚丁二烯化合物(C-1)使彈性降低。因此，以下將對本發(fā)明的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物作詳細說明。
用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的流動性高，并因此具有經(jīng)過改進的填充性能。另外，該用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物可提供固化材料性能優(yōu)異的成形品，所述性能包括得以減少的翹曲性以及具有耐焊接性等。該組合物因此可顯著有效地制成高可靠性的半導(dǎo)體器件。如上所述，本實施方式的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物可適用于表面安裝型半導(dǎo)體器件。
對實施方式1作具體說明。
晶體環(huán)氧樹脂(A)用于實施方式1的晶體環(huán)氧樹脂(A)的例子包括氫醌的縮水甘油醚、雙酚-F型環(huán)氧樹脂、由通式(7)表示的聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂和由通式(8)表示的芪型環(huán)氧樹脂。
其中，R3-R10是氫或具有至多4個碳原子的烷基，且可相同或不同。
其中，R11-R20是氫或至多為4個碳原子的烷基，可相同或不同。
這些環(huán)氧樹脂在室溫下是固體，因此具有良好的可操作性，且在成形期間具有低熔融粘度。低熔融粘度可改善用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂的流動性，且容許得可用于填充高濃度的無機填料。因此，可改進抗潮濕性，且減少線性膨脹系數(shù)的差異，從而改進成形品的性能。
由通式(7)表示的聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂的優(yōu)選實例包括4，4’-二縮水甘油基聯(lián)苯、3，3’，5，5’-四甲基-4，4’-二縮水甘油基聯(lián)苯及這些化合物的熔融混合物，它們在可操作性和實用性方面可取得良好的平衡。
由通式(8)表示的芪型環(huán)氧樹脂的優(yōu)選實例包括5-叔丁基-4，4’-二縮水甘油基-2，3’，5’-三甲基芪、4，4’-二縮水甘油基-3，3’，5，5’-四甲基芪及這些化合物的熔融混合物，它們在可操作性和實用性方面可取得良好的平衡。
這些晶體環(huán)氧樹脂(A)可與其它環(huán)氧樹脂聯(lián)合使用。
當其在聯(lián)合使用時，晶體環(huán)氧樹脂(A)的含量優(yōu)選為環(huán)氧樹脂總量的至少10wt％，更優(yōu)選為30wt％或以上，進一步優(yōu)選為50wt％或以上?？商砑由鲜龊糠秶鷥?nèi)的晶體環(huán)氧樹脂(A)，從而改進用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂的流動性。
可被聯(lián)合使用的環(huán)氧樹脂的實例包括但不限于線型酚醛環(huán)氧樹脂、甲酚醛型環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、苯酚芳烷基型環(huán)氧樹脂、萘酚型環(huán)氧樹脂、亞萘基型環(huán)氧樹脂、烷基改性的三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、含有三嗪母核的環(huán)氧樹脂和二環(huán)戊二烯改性的酚醛型環(huán)氧樹脂。理想地，所聯(lián)合使用的環(huán)氧樹脂具有盡可能低的粘度以避免使環(huán)氧樹脂晶體的有益性能，亦即在成形期間的較低熔融粘度被惡化。
酚醛樹脂(B)本實施方式中使用的酚醛樹脂(B)可以是由通式(2)表示的酚醛樹脂。
由通式(2)表示的酚醛樹脂在酚羥基之間具有疏水性和剛性的亞聯(lián)苯基部分。因此，具有亞聯(lián)苯基部分的酚醛樹脂(B)可被用于減少用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂的固化產(chǎn)品(成形品)的翹曲。此外，減少了該成形品的吸濕率，降低了在高于Tg的高溫范圍內(nèi)的彈性模量，且對半導(dǎo)體芯片、有機襯底和金屬襯底表現(xiàn)出良好的粘結(jié)性。此外，即使其交聯(lián)密度低，酚醛樹脂還具有高阻燃性、高耐熱性的特征。
鑒于固化性能，由通式(2)表示的酚醛樹脂優(yōu)選是由通式(10)表示的酚醛樹脂。
其中，n是平均值，且為0-10的數(shù)值。
在通式(2)和(10)中，當n在上述范圍內(nèi)，樹脂組合物的流動性在固化過程中可得到改善，使得增加無機填料的含量，這有助于降低吸濕性，并減少翹曲。
用于實施方式1的由通式(2)表示的酚醛樹脂可與其它酚醛樹脂聯(lián)合使用。當聯(lián)合使用時，由通式(2)表示的酚醛樹脂(B)的含量優(yōu)選為酚醛樹脂總量的至少10wt％，更優(yōu)選為30wt％或以上，進一步優(yōu)選為50wt％或以上?？商砑由鲜龊糠秶鷥?nèi)的酚醛樹脂(B)，從而使得到的環(huán)氧樹脂組合物在高溫下表現(xiàn)出低彈性、低吸濕性，以及良好的粘結(jié)性和阻燃性。
可被聯(lián)合使用的酚醛樹脂的實例包括但不限于線型酚醛樹脂(phenolnovolac resins)、甲酚醛型樹脂(cresol novolac resins)、萘酚芳烷基樹脂、三苯酚甲烷樹脂、萜改性的酚醛樹脂、二環(huán)戊二烯改性的酚醛樹脂和具有亞苯基部分的苯酚芳烷基樹脂。這些酚醛樹脂可單獨使用或者兩種或多種聯(lián)合使用。為了提高無機填料的含量，與環(huán)氧樹脂一樣，優(yōu)選具有低粘度。
實施方式1所用的整個環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團數(shù)目與整個酚醛樹脂中的酚羥基數(shù)目的當量比優(yōu)選為0.5-2，包括兩個端點值；尤其優(yōu)選為0.7-1.5，包括兩個端點值。當當量比處于上述范圍時，可得到用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，該組合物可提供表現(xiàn)出良好抗潮濕性和固化特性的成形品。
環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)實施方式1中使用的環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)可以是由通式(11)表示的化合物，但不限于此。
其中，k、l、m和n是1至50的整數(shù)；R21具有CpHq表示的結(jié)構(gòu)；p是0至10的整數(shù)；q是1至21的整數(shù)。
在整個環(huán)氧樹脂組合物中，環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)的含量優(yōu)選為0.05wt％-5wt％，包括兩個端點值；特別優(yōu)選為0.1wt％-2wt％，包括兩個端點值。上述范圍內(nèi)的含量可導(dǎo)致環(huán)氧樹脂組合物的彈性模量的減少，并進一步降低其粘度。
此外，用于本實施方式的環(huán)氧化的聚丁二烯化合物(C-1)的數(shù)均分子量優(yōu)選為500至4000，包括兩個端點值。上述范圍內(nèi)的數(shù)均分子量可導(dǎo)致環(huán)氧樹脂組合物的彈性模量的減少，并得到預(yù)期的粘度。
無機填料(D)用于實施方式1的無機填料(D)可以是上述的無機填料。在整個環(huán)氧樹脂組合物中，用于本實施方式的無機填料的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值；優(yōu)選為87wt％-93wt％，包括兩個端點值。當無機填料(D)的含量在上述范圍內(nèi)時，所制備的成形品的吸濕性和熱膨脹性將充分地減少，使得半導(dǎo)體器件具有良好的耐焊接性，并使翹曲減少。并且，用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的流動性可得到改善，由此，其可在成形過程中可靠地填充，因此可以避免諸如金線變形等問題。
固化促進劑(E)用于實施方式1的固化促進劑(E)可以是上述化合物。
其它組分本實施方式中的環(huán)氧樹脂組合物還可包括除上述組分(A)、(B)、(C-1)、(D)和(E)之外，的其它組分。此外，如果需要，組合物可適當?shù)匕鞣N任意的添加劑，所述添加劑包括如環(huán)氧硅烷、巰基硅烷、氨基硅烷、脲基硅烷和乙烯基硅烷等硅烷偶聯(lián)劑，以及如鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁偶聯(lián)劑和鋁/鋯偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑。
本實施方式1中的環(huán)氧樹脂組合物可以由以下所制備在室溫下利用例如攪拌機將組分(A)至(E)和其它添加劑進行混合，接著于加熱時利用捏合工具如滾筒碾粉機、捏合機和擠壓機等捏合該混合物，然后冷卻、碾磨該混合物。
在使用本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物封裝電子部件如半導(dǎo)體芯片來制造半導(dǎo)體器件時，可通過常規(guī)成形工藝如傳遞模塑、壓模和注模進行固化成形。其它涉及制造半導(dǎo)體器件的方法可選自已知的方法。尤其是，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物是最適用于表面安裝型半導(dǎo)體器件。
實施方式2
實施方式2中用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物包括以下組分(A)-(C-2)(A)晶體環(huán)氧樹脂，(B)由通式(2)表示的酚醛樹脂，(C-2)丁二烯-丙烯腈共聚物。
其中，R1和R2獨立地氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值。
這種環(huán)氧樹脂組合物可同時滿足高含量無機填料和高流動性的條件。此外，該用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物可以提供固化材料性能優(yōu)異的成形品，所述優(yōu)異性能包括得以減少的翹曲性以及具有耐焊接性等。因此，該組合物可顯著有效地制成高可靠性的半導(dǎo)體器件。如上所述，本實施方式的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物可適用于表面安裝型半導(dǎo)體器件。
對于實施方式2將作具體說明。
晶體環(huán)氧樹脂(A)實施方式2中所用的晶體環(huán)氧樹脂(A)可以是如實施方式1中所說明的。
本實施方式中的晶體環(huán)氧樹脂(A)可以與實施方式1中描述的其它環(huán)氧樹脂聯(lián)合使用。當聯(lián)合使用時，晶體環(huán)氧樹脂(A)的含量優(yōu)選為環(huán)氧樹脂總量的至少10wt％，更優(yōu)選為30wt％或以上，進一步優(yōu)選為50wt％或以上?？商砑由鲜龇秶鷥?nèi)的晶體環(huán)氧樹脂(A)，從而改善環(huán)氧樹脂組合物的流動性。
酚醛樹脂(B)實施方式2中使用的酚醛樹脂(B)可以是如實施方式1中所描述的通式(2)表示的化合物。
實施方式2中的酚醛樹脂(B)可以與實施方式1中所描述的其它酚醛樹脂聯(lián)合使用。當聯(lián)合使用時，酚醛樹脂(B)的含量優(yōu)選為酚醛樹脂總量的至少10wt％，更優(yōu)選為30wt％或以上，進一步優(yōu)選為50wt％或以上。上述范圍內(nèi)的酚醛樹脂(B)可添加至用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物中，從而提供在高溫下表現(xiàn)出低彈性、低吸濕性，還具有良好的粘結(jié)性和阻燃性的形成品。
本實施方式所用的整個環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團數(shù)目與整個酚醛樹脂中的酚羥基數(shù)目的當量比優(yōu)選為0.5-2，包括兩個端點值；尤其優(yōu)選為0.7-1.5，包括兩個端點值。當當量比處于上述范圍時，可得到用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，該組合物可提供表現(xiàn)出良好抗潮濕性和固化特性的成形品。
丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)實施方案2中使用的丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)可以是由通式(3)表示的化合物，但不限于此，這些化合物的兩個末端都有一個羧基。
其中，Bu表示丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元；ACN表示丙烯腈衍生的結(jié)構(gòu)單元；x是小于1的正數(shù)；y是小于1的正數(shù)；x+y＝1；z是50-80的整數(shù)。
丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)中的羧基可將作為用于封裝的環(huán)氧樹脂組合物的原料的無機填料和環(huán)氧樹脂，與作為半導(dǎo)體器件組件的半導(dǎo)體芯片和有機襯底相結(jié)合。
在整個環(huán)氧樹脂組合物中，本實施方式中所用的丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)的含量優(yōu)選為0.05wt％-5wt％，包括兩個端點值；更優(yōu)選為0.1wt％-0.3wt％，包括兩個端點值。
上述范圍內(nèi)的含量可以改善耐焊接性，因為其可使用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的固化產(chǎn)品和襯底之間具有良好的粘結(jié)性。而且，環(huán)氧樹脂組合物的流動性可變得充分，使該組合物在成形過程中可靠地填充，從而避免半導(dǎo)體器件中的金線變形。
本實施方案中的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物除上述的組分(A)-(C-2)之外，還包括無機填料(D)和/或固化促進劑(E)。
無機填料(D)實施方式2中的無機填料(D)可以是實施方式1中說明的填料。用于本實施方式中的無機填料的含量是環(huán)氧樹脂組合物總量的85wt％-95wt％，包括兩個端點值；優(yōu)選為87wt％-93wt％，包括兩個端點值。當無機填料(D)的含量在上述范圍內(nèi)，所制備的成形品的吸濕性和熱膨脹性將充分地減小，使得半導(dǎo)體器件具有良好的耐焊接性，并使翹曲減少。另外，用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的流動性也可得到改善，由此，其可在成形過程中可靠地填充，因此可以避免諸如金線變形等問題。
固化促進劑(E)實施方式2中使用的固化促進劑(E)可以是實施方式1中所述的化合物。
其它組分實施方式2中的環(huán)氧樹脂組合物可選自實施方式1中所述的環(huán)氧樹脂組合物或其它。
實施方式2中的環(huán)氧樹脂組合物可以如實施方式1中所述進行制備。而且，該環(huán)氧樹脂組合物可用于封裝電子元件如半導(dǎo)體芯片，以制備，如實施方式1中所述的半導(dǎo)體器件。
實施方式3實施方式3中用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物包括以下組分(A)-(G)(A)通式4表示的晶體環(huán)氧樹脂，(B)通式(5)表示的酚醛樹脂，(C-3)具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)，(D)固化促進劑，(E)無機填料，其在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值，(F)通式(6)表示的環(huán)氧樹脂，和(G)通式(9)表示的硅烷偶聯(lián)劑。
聚丁二烯(C-3)中的環(huán)氧乙烷的氧含量為3％-10％，包括兩個端點值。
其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同。
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
R3-NH-R4-Si(OR5)nR63-n(9)其中，R3是具有1至12個碳原子的有機基團；R4、R5和R6是具有1至12個碳原子的烴；R3至R6相同或不同；n是1-3的整數(shù)。
這種環(huán)氧樹脂組合物可以同時滿足高含量無機填料和高流動性的條件。此外，該用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物可提供固化材料性能優(yōu)異的成形品，所述優(yōu)異的性能例如為得以減少的翹曲性以及具有耐焊接性等。因此，該組合物可顯著有效地制成高可靠性的半導(dǎo)體器件。如上所述，本實施方式中的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物可適用于表面安裝型半導(dǎo)體器件。
將對實施方式3將作具體說明。
晶體環(huán)氧樹脂(A)實施方式3中所用的晶體環(huán)氧樹脂(A)可以是由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂。由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂(A)在室溫下是固體，在其熔點以上的溫度下則變成粘度極低的液體，由此可添加更高濃度的無機填料。含有這種環(huán)氧樹脂組合物的樹脂因此表現(xiàn)出優(yōu)異的耐焊接性。
由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂(A)，例如可以是雙酚A型環(huán)氧樹脂，但對其沒有特別的限制，只要它具有通式(4)的結(jié)構(gòu)。
如果聯(lián)合使用，聯(lián)合使用的其它環(huán)氧樹脂的含量優(yōu)選為使環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)的量達到環(huán)氧樹脂總量的70wt％-100wt％，包括兩個端點值。當環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)的總含量在上述范圍內(nèi)時，固化產(chǎn)品可具有低的吸濕率，并具有優(yōu)異的抗裂性。
可被聯(lián)合使用的環(huán)氧樹脂可以是具有分子內(nèi)環(huán)氧基團的單體、低聚物或聚合物。可被聯(lián)合使用的環(huán)氧樹脂的實例包括線型酚醛環(huán)氧樹脂、鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂、萘酚醛型環(huán)氧樹脂、具有亞苯基部分的苯酚芳烷基型環(huán)氧樹脂、萘酚芳烷基型環(huán)氧樹脂(具有例如亞苯基或聯(lián)苯基部分)、二環(huán)戊二烯改性的苯酚型環(huán)氧樹脂、芪型環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、烷基改性的三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂和含有三嗪母核的環(huán)氧樹脂?？杀宦?lián)合使用的這些環(huán)氧樹脂可單獨使用或者兩種或多種聯(lián)合使用。
酚醛樹脂(B)實施方式3中使用的酚醛樹脂(B)可以是由通式(5)表示的酚醛樹脂。
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
由通式(5)表示的酚醛樹脂在酚羥基之間具有疏水和剛性的亞聯(lián)苯基部分。由含酚醛樹脂的環(huán)氧樹脂組合物制備的固化產(chǎn)品在高于Tg的高溫范圍內(nèi)表現(xiàn)出得到減少的吸濕率和彈性模量。且對半導(dǎo)體芯片、有機襯底和金屬襯底表現(xiàn)出良好的粘結(jié)性。即使其交聯(lián)密度低，仍然具有高阻燃性。因此，用含酚醛樹脂的樹脂組合物封裝的半導(dǎo)體器件具有優(yōu)良的抗裂性。
在通式(5)中，n是平均值，其為1-5的正數(shù)，優(yōu)選為1-3的整數(shù)。當n的值在上述范圍內(nèi)時，環(huán)氧樹脂組合物表現(xiàn)出良好的固化特性和改進的流動性。由通式(5)表示的酚醛樹脂可以單獨使用，或者與兩個或以上聯(lián)合使用。
由通式(5)表示的酚醛樹脂可以，例如是苯酚聯(lián)苯基芳烷基樹脂，但并沒有特別的限制，只要它具有通式(5)的結(jié)構(gòu)。
在本實施方式中，可聯(lián)合使用其它酚醛樹脂，只要該酚醛樹脂不會使利用通式(5)表示的酚醛樹脂而獲得的特性變差。聯(lián)合使用的附加的酚醛樹脂的含量優(yōu)選為使酚醛樹脂(B)的含量為酚醛樹脂總量的70wt％-100wt％，包括兩個端點值。當酚醛樹脂(B)的含量在上述范圍內(nèi)時，固化產(chǎn)品吸濕率降低。而且，固化產(chǎn)品表現(xiàn)出與基材之間良好的粘結(jié)性和焊接后的耐焊性。
附加的酚醛樹脂可以是具有分子內(nèi)酚羥基的單體、低聚物或聚合物，其理想為具有盡可能低的粘度。實例包括線型酚醛樹脂、甲酚醛型樹脂、苯酚芳烷基樹脂(具有亞苯基部分)、萘酚芳烷基樹脂、三苯酚甲烷樹脂、萜改性的酚醛樹脂和二環(huán)戊二烯改性的酚醛樹脂。這些樹脂可單獨使用或者兩種或多種聯(lián)合使用。鑒于作為用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物需要抗潮濕性的可靠性，優(yōu)選樹脂包含應(yīng)盡可能少的鈉離子或氯離子的離子雜質(zhì)。
整個環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團數(shù)目與酚醛樹脂中的酚羥基數(shù)目的當量比，即環(huán)氧基數(shù)目/酚羥基數(shù)目，優(yōu)選為0.7-1.5，包括兩個端點值。當當量比處于上述范圍時，用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂表現(xiàn)出良好的固化特性。而且，固化產(chǎn)品的玻璃轉(zhuǎn)化溫度升高，且抗潮濕性的可靠性也提高。當環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)與酚醛樹脂(B)聯(lián)合使用時，在抗裂性和翹曲以及吸濕后的焊接性方面可獲得最佳的效果。
具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)本實施方式使用的聚丁二烯(C-3)具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)。環(huán)氧乙烷的氧含量影響粘結(jié)性。根據(jù)用于分析油脂、油和相關(guān)物質(zhì)(環(huán)氧乙烷的氧)的標準方法進行的測定得知，環(huán)氧乙烷的氧含量為3％-10％，包括兩個端點值；優(yōu)選為5％-8％，包括兩個端點值。當環(huán)氧乙烷的氧含量在上述范圍內(nèi)時，固化產(chǎn)品與襯底之間的粘結(jié)性得到改進。而且，環(huán)氧樹脂組合物的流動性可得到改進，從而得到可靠的填充。
具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)的粘度影響用于封裝半導(dǎo)體芯片的樹脂組合物的粘度。根據(jù)JIS z-8803，用于封裝半導(dǎo)體芯片的含有聚丁二烯(C-3)的環(huán)氧樹脂組合物，在25℃的溫度下測定的粘度為20Pa·s至700Pa·s，包括兩個端點值；更優(yōu)選為50Pa·s至500Pa·s，包括兩個端點值。當粘度在上述范圍內(nèi)時，用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物表現(xiàn)出改進的流動性。而且，固化產(chǎn)品表現(xiàn)出與襯底之間良好的粘結(jié)性，且半導(dǎo)體器件的翹曲也被減至最少。
具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)可以是由通式(11)表示的化合物。在本實施方式中，聚丁二烯(C-3)是必要的。
聚丁二烯(C-3)可改善環(huán)氧樹脂組合物與金屬襯底(例如鎳-鈀或鎳-鈀-金鍍層)之間的粘結(jié)性，從而導(dǎo)致高耐再流熱力。
只要使用聚丁二烯(C-3)的效果不受損害，可聯(lián)合使用其它的應(yīng)力降低劑?？杀宦?lián)合使用的應(yīng)力降低劑的實例包括如有機聚硅氧烷等的硅油和如硅酮橡膠和丙烯腈橡膠等的橡膠，橡膠在室溫下為固體。
其含量為0.05wt％-1.5wt％，包括兩個端點值；優(yōu)選為0.1wt％-1wt％，包括兩個端點值。當含量處于上述范圍時，固化產(chǎn)品表現(xiàn)出與襯底之間良好的粘結(jié)性。而且，環(huán)氧樹脂組合物的流動性也可得到改善，從而得到更可靠的填充。
無機填料(D)實施方式3使用的無機填料(D)可以是如實施方式1中所述的填料。在整個環(huán)氧樹脂組合物中，無機填料(D)的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值；優(yōu)選為87wt％-93wt％，包括兩個端點值。當無機填料(D)的含量處于上述范圍內(nèi)時，所制得的成形品的吸濕性和熱膨脹性可被充分地減少，使得半導(dǎo)體器件具有良好的耐焊接性，并使翹曲減少。并且，用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物的流動性可得到改善，使其在成形過程中可被可靠地填充，因此可以避免諸如金線變形等問題。
固化促進劑(E)實施方式3使用的固化促進劑(E)可以是如實施方式1所述的化合物。
環(huán)氧樹脂(F)環(huán)氧樹脂(F)可以是由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂。
如通式(6)所示，環(huán)氧樹脂(F)在環(huán)氧基之間具有疏水和剛性的亞聯(lián)苯基部分。因此，由含有環(huán)氧樹脂(F)的環(huán)氧樹脂組合物制備得的固化產(chǎn)品的吸濕率降低，且在高于玻璃轉(zhuǎn)化溫度(以下稱為Tg)的高溫范圍內(nèi)的彈性模量也降低。此外，還表現(xiàn)出與半導(dǎo)體芯片、有機襯底和金屬襯底的良好粘結(jié)性。而且，即使其交聯(lián)密度低，環(huán)氧樹脂(F)仍表現(xiàn)出較高的耐熱性。
環(huán)氧樹脂(F)可以是，例如苯酚聯(lián)苯基芳烷基型環(huán)氧樹脂，但并不作特別限制，只要其具有通式(6)的結(jié)構(gòu)。
在通式(6)中，當n處于上述范圍內(nèi)時，環(huán)氧樹脂組合物表現(xiàn)出改進的固化特性和流動性。
硅烷偶聯(lián)劑(G)實施方式3中使用的硅烷偶聯(lián)劑(G)可以是由通式(9)表示的化合物。在該實施方式中，硅烷偶聯(lián)劑(G)是基本的。
R3-NH-R4-Si(OR5)nR63-n(9)其中，R3是具有1至12個碳原子的有機基團；R4、R5和R6是具有1至12個碳原子的烴；R3至R6相同或不同；n是1-3的整數(shù)。
使用由通式(9)表示的硅烷偶聯(lián)劑(G)，可降低環(huán)氧樹脂組合物的粘度，并因此使其流動性得到改進。在整個環(huán)氧樹脂組合物中，硅烷偶聯(lián)劑(G)的含量為0.05wt％-1wt％，包括兩個端點值；優(yōu)選為0.1wt％-0.8wt％，包括兩個端點值；但不僅限于上述范圍。當硅烷偶聯(lián)劑(G)的含量介于上述范圍時，固化產(chǎn)品表現(xiàn)出與襯底之間良好的粘結(jié)性。此外，環(huán)氧樹脂組合物在流動性和固化特性方面表現(xiàn)優(yōu)異。由通式(9)表示的硅烷偶聯(lián)劑(G)可單獨使用或兩種或多種聯(lián)合使用。
只要不會導(dǎo)致所使用的由通式(9)表示的硅烷偶聯(lián)劑(G)的效果變差，也可聯(lián)合使用其它偶聯(lián)劑。可聯(lián)合使用的偶聯(lián)劑的實例包括如環(huán)氧硅烷、巰基硅烷、氨基硅烷、脲基硅烷和乙烯基硅烷等硅烷偶聯(lián)劑，以及鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁偶聯(lián)劑和鋁/鋯偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑。
其它組分實施方式3的環(huán)氧樹脂組合物還可包括除組分(A)-(G)之外的上述其它組分。
實施方式3的環(huán)氧樹脂組合物可如實施方案1中所述進行制備。并且，環(huán)氧樹脂組合物可以用于封裝電子部件如半導(dǎo)體芯片以制備半導(dǎo)體器件，如實施方案1中所述。
實施方案4實施方案4中的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物包括以下組分(A)-(F)(A)由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂，(B)由通式(5)表示的酚醛樹脂，(C-1)環(huán)氧化聚丁二烯化合物，(D)無機填料，(E)固化促進劑，和(F)由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂。
組分(F)與組分(A)的重量比[(F)/(A)]為10/90至90/10，包括兩個端點值。組分(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為80wt％至94wt％，包括兩個端點值。且，環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為0.05wt％-5wt％，包括兩個端點值。
其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同。
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
這種環(huán)氧樹脂組合物可減少半導(dǎo)體器件的翹曲，并使其具有優(yōu)異的抗焊裂性。因此，該環(huán)氧樹脂組合物特別適用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件。
將對實施方式4作具體說明。
晶體環(huán)氧樹脂(A)實施方式4中所用的晶體環(huán)氧樹脂(A)可以是如實施方案3中所述的環(huán)氧樹脂晶體。
在實施方式4中，環(huán)氧樹脂(F)與晶體環(huán)氧樹脂(A)的重量比[(F)/(A)]為10/90至90/10，包括兩個端點值；優(yōu)選為20/80至70/30，包括兩個端點值；特別優(yōu)選為30/70至50/50，包括兩個端點值。當重量比[(F)/(A)]在上述范圍內(nèi)時，由環(huán)氧樹脂組合物制備的固化產(chǎn)品具有低的吸濕率。且，環(huán)氧樹脂組合物中可以含有高含量的無機填料。因此，固化產(chǎn)品可具有低吸濕率和高強度。
在實施方式4中，只要不會使由于環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)的使用而獲得的特性變差，可添加如實施方式3中所述的附加環(huán)氧樹脂。如果添加了附加的環(huán)氧樹脂，附加的環(huán)氧樹脂的含量優(yōu)選為使環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)的含量為環(huán)氧樹脂總量的70wt％至100wt％，包括兩個端點值。當環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)的總量介于上述范圍時，固化產(chǎn)品表現(xiàn)出得到減少的吸濕率和進一步改善的抗裂性。
酚醛樹脂(B)實施方式4中使用的酚醛樹脂(B)可以是如實施方式3中所述的由通式(5)表示的酚醛樹脂。
只要不會使在本實施方式中使用由通式(5)表示的環(huán)氧樹脂(B)而獲得的特性變差，可聯(lián)合使用上述附加的酚醛樹脂。用于實施方式1的由通式(2)表示的酚醛樹脂可與其它酚醛樹脂聯(lián)合使用。如果添加了其它酚醛樹脂，其它酚醛樹脂的含量優(yōu)選為使酚醛樹脂(B)的含量為酚醛樹脂總量的70wt％至100wt％，包括兩個端點值。當酚醛樹脂(B)的含量處于上述范圍內(nèi)時，固化產(chǎn)品具有降低了的吸濕率，并表現(xiàn)出與基材料的良好粘結(jié)性，以及焊接后的耐焊接性。
整個環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團數(shù)目與整個酚醛樹脂中的酚羥基數(shù)目的當量比，即環(huán)氧基數(shù)目/酚羥基數(shù)目，優(yōu)選為0.7-1.5，包括兩個端點值。當當量比處于上述范圍內(nèi)時，樹脂組分表現(xiàn)出優(yōu)異的固化特性。而且，固化產(chǎn)品的玻璃轉(zhuǎn)化溫度得以提高，抗潮性方面的可靠性也得以改進。當由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂(F)和由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂(A)與由通式(5)表示的酚醛樹脂(B)聯(lián)合使用時，可在抗裂性和翹曲以及吸潮后的焊接性方面獲得最佳效果。
環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)本實施方式中使用的環(huán)氧化的聚丁二烯化合物(C-1)可以是實施方案1中所述的化合物。其含量優(yōu)選為環(huán)氧樹脂組合物總重的0.05wt％-5wt％，包括兩個端點值；特別優(yōu)選為0.1wt％-2wt％，包括兩個端點值。當其含量處于上述范圍時，可導(dǎo)致環(huán)氧樹脂組合物的彈性模量和粘度降低。
本實施方式中的環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)的數(shù)均分子量優(yōu)選為500至4000，包括兩個端點值。當數(shù)均分子量在上述范圍內(nèi)時，固化產(chǎn)品表現(xiàn)出優(yōu)異的耐焊接性，且可避免環(huán)氧樹脂組合物的粘度增加。
無機填料(D)用于實施方式4中的無機填料(D)可以是實施方式1中所述的填料。在平衡可塑性和可靠性時，無機填料的總含量優(yōu)選為環(huán)氧樹脂組合物總重的80wt％-94wt％，包括兩個端點值。上述范圍的含量可避免在成形/固化期間的固化收縮以及從成形溫度至室溫所引起的熱收縮，因而使翹曲得以減少。而且，降低了固化產(chǎn)品的吸濕率，因此使抗焊接裂性得以改善。此外，流動性也得以改進，從而得到良好的成形性。
固化促進劑(E)實施方案4中所用的固化促進劑(E)可以是如實施方式1中所述的化合物。
環(huán)氧樹脂(F)實施方式4中的環(huán)氧樹脂(F)可以是如實施方式3中所述的環(huán)氧樹脂。
其它組分實施方式4中所用的環(huán)氧樹脂組合物除包括上述組分(A)-(F)之外還可包括附加的組分。并且，如果需要，組合物可適當?shù)匕ㄈ我飧鞣N的添加劑，所述添加劑包括如硅烷偶聯(lián)劑等的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的偶聯(lián)劑。
本實施方式中所用的環(huán)氧樹脂組合物可由如下制備將組分(A)至(F)和其它添加劑在室溫下通過攪拌機進行混合，接著利用如滾筒碾粉機、捏合機和擠出機等捏合工具捏合該混合物，然后冷卻、以及碾磨該混合物。
實施方式4的環(huán)氧樹脂組合物可以如實施方式1中所述的制造。且，該環(huán)氧樹脂組合物可用于封裝電子部件如半導(dǎo)體芯片以制造半導(dǎo)體器件，如實施方案1中所述。
實施方式5實施方式5的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物包括以下組分(A)-(C-2)和(F)(A)由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂，(B)由通式(5)表示的酚醛樹脂，(C-2)丁二烯-丙烯腈共聚物，和(F)由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂。
在通式(4)中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同。
在通式(5)中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
在通式(6)中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
這種環(huán)氧樹脂組合物可同時滿足高含量無機填料和高流動性的條件。因此，該組合物可顯著有效地減少表面安裝型半導(dǎo)體器件的翹曲，還可提高可靠性，如使耐焊接性得到改進。
將對實施方式5作具體說明。
晶體環(huán)氧樹脂(A)實施方式5中所用的晶體環(huán)氧樹脂(A)可以是如實施方式3中所述的由通式(4)表示的環(huán)氧樹脂。
在實施方式5中，環(huán)氧樹脂(F)與晶體環(huán)氧樹脂(A)的重量比[(F)/(A)]為10/90至90/10，包括兩個端點值；優(yōu)選為20/80至70/30，包括兩個端點值；特別優(yōu)選為30/70至50/50，包括兩個端點值。當重量比[(F)/(A)]在上述范圍內(nèi)時，由環(huán)氧樹脂組合物制成的固化產(chǎn)品可表現(xiàn)出較低的吸濕率，且可添加高含量的無機填料而不會損害成形期間的環(huán)氧樹脂組合物的流動性，從而獲得優(yōu)良的耐焊接性。
在實施方式5中，只要不會使由于環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)的使用而獲得的特性變差，可添加如實施方式3中所述的附加的環(huán)氧樹脂。如果添加了附加的環(huán)氧樹脂，附加的環(huán)氧樹脂的含量優(yōu)選為致使環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)的含量為環(huán)氧樹脂總量的70wt％至100wt％，包括兩個端點值。當環(huán)氧樹脂(F)和晶體環(huán)氧樹脂(A)的總量在上述范圍內(nèi)時，可獲得令人滿意的低吸濕性和足夠的耐焊接性。
酚醛樹脂(B)實施方式5中使用的酚醛樹脂(B)可以是由通式(5)表示的酚醛樹脂。
在本實式方案中，只要不會導(dǎo)致使用酚醛樹脂(B)而獲得的特性變差，可以與實施方案3中所描述的其它酚醛樹脂聯(lián)合使用。當聯(lián)合使用時，附加的酚醛樹脂的含量優(yōu)選為導(dǎo)致酚醛樹脂(B)的含量為酚醛樹脂總量的40wt％至100wt％，包括兩個端點值。當酚醛樹脂(B)在上述范圍內(nèi)時，可獲得令人滿意的低吸濕性和足夠的耐焊接性。
丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)實施方式5中使用的丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)可以是如實施方式2中所述的由通式(3)表示的化合物，但并不僅限于此。丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)的含量優(yōu)選為環(huán)氧樹脂組合物總重的0.05wt％-5wt％，包括兩個端點值；特別優(yōu)選為0.1wt％-0.3wt％，包括兩個端點值。上述范圍的含量可以改善固化產(chǎn)品與基材之間的粘結(jié)性。而且，改進了環(huán)氧樹脂組合物的流動性，使其可在成形過程中被可靠地填充。此外，由于環(huán)氧樹脂組合物的粘度變小，因而可避免例如半導(dǎo)體器件中的金線變形。
環(huán)氧樹脂(F)實施方式5中的環(huán)氧樹脂(F)可以是如實施方式3中所述的由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂。
本實施方式中的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物除了包括組分(A)-(C-2)和(F)以外，還可包括無機填料(D)和/或固化促進劑(E)。
無機填料(D)實施方式5中使用的無機填料(D)可以是實施方式1中描述的填料。無機填料的含量是環(huán)氧樹脂組合物總量的80wt％-95wt％，包括兩個端點值；優(yōu)選為86wt％-93wt％，包括兩個端點值。上述范圍內(nèi)的含量可防止由于吸濕率和熱膨脹系數(shù)的增加而導(dǎo)致的耐焊接性變差。此外，還可防止固化產(chǎn)品的翹曲。并且，改進了環(huán)氧樹脂組合物的流動性，使其可在成形過程中被可靠地填充。還可進一步使粘度降低，從而可防止半導(dǎo)體器件內(nèi)產(chǎn)生諸如金線變形等問題。
固化促進劑(E)實施方式5中使用的固化促進劑(E)可以是實施方式3中所述的化合物。
除了組分(A)-(F)以外，本實施方式的環(huán)氧樹脂還可包括上述的附加組分。并且，如果需要，組合物可適當?shù)匕ㄈ魏胃鞣N添加劑，所述添加劑包括如環(huán)氧硅烷、巰基硅烷、氨基硅烷、脲基硅烷和乙烯基硅烷等硅烷偶聯(lián)劑，以及鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁偶聯(lián)劑和鋁/鋯偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑。
實施方式5中的環(huán)氧樹脂組合物可以如實施方式1中所述進行制備。而且，如上所述，該環(huán)氧樹脂組合物可用于封裝電子元件如半導(dǎo)體芯片以制備半導(dǎo)體器件。
實施例本發(fā)明將參照實施例進行說明，但本發(fā)明并不限于實施例。在此，任何含量都以wt％表示。
試驗例A試驗例a-1環(huán)氧樹脂1聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂(Japan Epoxy Resins Co.，Ltd.，YX4000K，熔點105℃，環(huán)氧基當量185)4.13wt％酚醛樹脂1具有亞聯(lián)苯基部分的苯酚芳烷基樹脂(Meiwa PlasticIndustries，Ltd.，MEH7851SS，軟化點65℃，羥基當量203)4.54wt％三苯基膦0.13wt％球形熔融石英(平均粒徑30μm)90.00wt％環(huán)氧化聚丁二烯化合物1(Nippon Petrochemicals Company，E-1800-6.5，數(shù)均分子量1800，粘度(25℃)350Pa·s)0.50wt％γ-縮水甘油基丙基三甲氧基硅烷0.20wt％巴西棕櫚蠟0.20wt％炭黑0.30wt％用攪拌機將這些組分混合。然后用雙輥捏合該混合物，雙輥的表面溫度為90℃和45℃。冷卻后，碾磨該混合物得到環(huán)氧樹脂組合物。通過以下方法評價所得的環(huán)氧樹脂組合物。結(jié)果示于表1中。
評價方法旋流測量模具的溫度為175℃，注射壓力為6.9MPa，固化時間為2分鐘，按照EMMI-1-66測量旋流。其表示單位為厘米。
封裝的翹曲用傳遞模塑機在以下條件下形成352-pin BGA封裝成形溫度175℃，注壓6.9MPa，固化時間2分鐘；其中襯底是雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂/玻璃纖維襯底，其厚度為0.56mm；半導(dǎo)體器件的尺寸為30mm×30mm(厚度為1.17mm)；半導(dǎo)體芯片的尺寸為10mm×10mm(厚度為0.35mm)；半導(dǎo)體芯片通過直徑為25μm的金線與線路板內(nèi)的接合焊盤連接。在175℃下進行2小時后固化，得到樣品。使由此制得的一套十件半導(dǎo)體器件冷卻至室溫。然后，利用表面粗糙度測試儀，從封裝的門(gate)的對角方向測量沿高度方向的位移。測定的最大位移差值為翹曲度，其單位是微米(μm)。
金線變形率通過軟X射線透視儀觀察用于評價封裝的翹曲而形成的352-pin BGA封裝，以流量/金線長度比率表示金線變形率，其單位為％。
耐焊接性使如所述方法形成的352-pin BGA封裝在175℃的溫度下進行2小時后固化處理，得到用于評價封裝翹曲的樣品。所得的一套十件封裝，在60℃的溫度、相對濕度為60％的大氣下處理168個小時；在85℃的溫度、相對濕度為60％的大氣下處理168個小時；然后在85℃的溫度、相對濕度為85％的大氣下進行處理72個小時。之后，在260℃的峰值溫度(在255℃或更高的溫度下處理10秒鐘)下使封裝經(jīng)受IR再流處理。處理之后，通過超聲探傷儀對內(nèi)部剝離或裂紋的存在進行觀察，并計算半導(dǎo)體器件的次品數(shù)。當半導(dǎo)體器件的次品數(shù)為n，次品率表示為n/10。
試驗例a-2至a-11以及b-1至b-7根據(jù)表1和表2中的組成，制備環(huán)氧樹脂組合物，并按照試驗例a-1對其進行評價。評價結(jié)果示于表1和表2中。
以下為試驗例a-1中使用的組分以外的組分環(huán)氧樹脂2鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂(環(huán)氧基當量196，軟化點55℃)酚醛樹脂2具有亞苯基部分的苯酚芳烷基樹脂(Mitsui Chemicals Inc.，XLC-LL，軟化點75℃，羥基當量175)酚醛樹脂3線型酚醛樹脂(軟化點80℃，羥基當量105)1，8-二氮雜雙環(huán)(5，4，0)十一烯-7(以下稱為“DBU”)環(huán)氧化聚丁二烯化合物2(數(shù)均分子量700，粘度(25℃)10Pa·s)環(huán)氧化聚丁二烯化合物3(數(shù)均分子量2000，粘度(25℃)550Pa·s)。
表1
表2
試驗例B試驗例a-1
環(huán)氧樹脂1聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂(Japan Epoxy Resins Co.，Ltd.，YX4000K，熔點105℃，環(huán)氧基當量185)4.29重量份酚醛樹脂1具有亞聯(lián)苯基部分的苯酚芳烷基樹脂(Meiwa PlasticIndustries，Ltd.，MEH7851SS，軟化點65℃，羥基當量203)4.71重量份丁二烯-丙烯腈共聚物(Ube Industries，Ltd.，HYCAR CTBN 1008-SP，x＝0.82，y＝0.18，z＝62(平均值))0.15重量份三苯基膦0.15重量份熔融球形石英(平均粒徑30μm)90.00重量份γ-縮水甘油基丙基三甲氧基硅烷0.20重量份巴西棕櫚蠟0.20重量份炭黑0.30重量份用攪拌機將這些組分混合。然后用雙輥捏合該混合物，雙輥的表面溫度為90℃和45℃。冷卻后，碾磨該混合物，得到環(huán)氧樹脂組合物。通過以下方法評價所得的環(huán)氧樹脂組合物。結(jié)果示于表3中。
評價方法旋流在如試驗例A中所述的條件下進行測量。旋流低于100cm的樣品為不合格品。
封裝的翹曲在如試驗例A中所述的條件下進行測量。測得向下凸出60μm或以上的樣品被評定為次品。
金線變形率在如試驗例A中所述的條件下進行測量。測量值為3％或以上的樣品被評定為次品。
耐焊接性使如所述方法形成的352-pin BGA封裝在175℃的溫度下進行2小時后固化處理，得到用于評價封裝翹曲的樣品。所得的一套10件封裝，在60℃的溫度、相對濕度為60％的大氣下處理168個小時；在85℃的溫度、相對濕度為60％的大氣下處理168個小時。之后，在260℃的峰值溫度(在255℃或更高的溫度下處理10秒鐘)下使封裝經(jīng)受IR再流處理。處理之后，通過超聲探傷儀對內(nèi)部剝離或裂紋的存在進行觀察，并計算半導(dǎo)體器件的次品數(shù)。當半導(dǎo)體器件的次品數(shù)為n，次品率表示為n/10。
試驗例a-2至a-10以及b-1至b-4根據(jù)表3、4和5中的組成，制備環(huán)氧樹脂組合物，并如試驗例a-1所述對其進行評價。評價結(jié)果示于表3、4和5中。
以下為試驗例a-1中使用的組分以外的組分環(huán)氧樹脂2三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂(Japan Epoxy Resins Co.Ltd.，E-1032H60，軟化點59℃，環(huán)氧基當量169)酚醛樹脂2具有亞苯基部分的苯酚芳烷基樹脂(Mitsui Chemicals Inc.，XLC-LL，軟化點75℃，羥基當量175)酚醛樹脂3線型酚醛樹脂(軟化點80℃，羥基當量105)1，8-二氮雜雙環(huán)(5，4，0)十一烯-7(以下稱為“DBU”)γ-巰基丙基三甲氧基硅烷表3
表4
表5
試驗例C試驗例a-1環(huán)氧樹脂1苯酚聯(lián)苯基芳烷基型環(huán)氧樹脂(Nippon Kayaku Co.Ltd.，NC3000P，環(huán)氧基當量274，軟化點58℃，)1.47重量份環(huán)氧樹脂2雙酚A型晶體環(huán)氧樹脂(Japan Epoxy Resins Co.Ltd.，YL6810，環(huán)氧基當量171，熔點45℃)3.41重量份酚醛樹脂1苯酚聯(lián)苯基芳烷基樹脂(Meiwa Plastic Industries，Ltd.，MEH-7851SS，羥基當量203，軟化點65℃，)5.12重量份三苯基膦0.15重量份球形熔融石英(平均粒徑30μm)88.85重量份聚丁二烯1(在25℃時的粘度350Pa·s，環(huán)氧乙烷中的氧含量6.5％)0.30重量份N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷0.20重量份巴西棕櫚蠟0.20重量份炭黑0.30重量份用攪拌機在室溫下將這些組分混合。在70℃至120℃下，用雙輥捏合該混合物。冷卻后，碾磨該混合物，得到環(huán)氧樹脂組合物。通過以下方法評價所得的環(huán)氧樹脂組合物。所得結(jié)果示于表6中。
評價方法旋流在如試驗例A中所述的條件下進行測量。
MAP成形品(未填充孔隙)在以下條件下，利用傳遞模塑機使MAP-QFN(金屬襯底具有鎳-鈀-金鍍層的銅框，封裝面尺寸45mm×62mm，厚度0.65mm，半導(dǎo)體器件(QFN-16L)片尺寸4.0mm×4.0mm，半導(dǎo)體元件尺寸1.5mm×1.5mm，厚度0.2mm，鈍化類型SiN)成形成形溫度175℃，注壓6.9MPa，成形時間90秒。
計算未填充孔隙數(shù)目。
封裝的翹曲對于用于評價MAP成形品而形成的MAP-QFN(未填充孔隙)，利用表面粗糙度測試儀，沿縱向方向測定沿高度方向的位移。測定的最大位移差值為封裝的翹曲，其單位是微米(μm)。
耐焊接性形成上述MAP-QFN，使其在175℃的溫度下，進行4小時后固化處理。然后將其切成單獨小片，得到半導(dǎo)體器件(QFN-16L)樣品。將制得的一套二十件樣品分別在以下條件下處理在60℃的溫度、相對濕度為60％的條件下進行處理120個小時，然后在85℃的溫度、相對濕度為60％的條件下進行處理168個小時。之后，使樣品經(jīng)受IR再流處理(260℃)10秒鐘。通過超聲探傷儀對樣品的各種界面分離的存在進行觀察。當出現(xiàn)界面分離時的封裝次品數(shù)為n，次品率表示為n/20。
試驗例a-2至a-12以及b-1至b-9根據(jù)表6和表7中的組成，制備環(huán)氧樹脂組合物，并如試驗例a-1所述對其進行評價。評價結(jié)果示于表6和表7中。以下為試驗例a-1中所用的組分以外的組分環(huán)氧樹脂3聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂(Japan Epoxy Resins Co.Ltd.，YX4000K，軟化點105℃，環(huán)氧基當量185)酚醛樹脂2苯酚芳烷基樹脂(Mitsui Chemicals Inc.，XLC-LL，軟化點75℃，羥基當量175)γ-縮水甘油基丙基三甲氧基硅烷聚丁二烯2-6聚丁二烯的環(huán)氧乙烷中的氧含量和在25℃下的粘度示于表8中。
表6
表7
注釋*1；由于未填充，沒有獲得評價樣品。
表8
試驗例D試驗例a-1環(huán)氧樹脂1苯酚聯(lián)苯基芳烷基型環(huán)氧樹脂(Nippon Kayaku Co.Ltd.，NC3000P，環(huán)氧基當量274，軟化點58℃)1.90重量份環(huán)氧樹脂2雙酚A型晶體環(huán)氧樹脂(Japan Epoxy Resins Co.Ltd.，YL6810，環(huán)氧基當量171，熔點45℃)2.85重量份酚醛樹脂1苯酚聯(lián)苯基芳烷基樹脂(Meiwa Plastic Industries，Ltd.，MEH-7851SS，羥基當量203，軟化點65℃)4.65重量份三苯基膦0.20重量份球形熔融石英(平均粒徑30μm)89.00重量份環(huán)氧化的聚丁二烯化合物1Nippon Petrochemicals Company，E-1800-6.5，數(shù)均分子量1800，粘度(25℃)350Pa·s0.50重量份γ-巰基丙基三甲氧基硅烷0.40重量份巴西棕櫚蠟0.20重量份炭黑0.30重量份用攪拌機在室溫下將這些組分混合。在70℃至120℃下，用雙輥捏合該混合物。冷卻后，碾磨該混合物，得到環(huán)氧樹脂組合物。通過以下方法評價所得的環(huán)氧樹脂組合物。所得結(jié)果示于表9中。
評價方法旋流在如試驗例A中所述的條件下進行測量。當旋流小于90cm時，由于流動性太低，可導(dǎo)致在封裝成形期間出現(xiàn)諸如未填充的缺陷。
封裝的翹曲使用傳遞模塑機在以下條件下形成352p BGA封裝成形溫度175℃，注壓6.9MPa，固化時間2分鐘；其中襯底是雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂/玻璃纖維襯底，其厚度為0.56mm；半導(dǎo)體器件尺寸為30mm×30mm(厚度為1.17mm)；半導(dǎo)體芯片的尺寸為15mm×15mm(厚度為0.35mm)。在175℃下，進行2小時后固化處理，冷卻至室溫后，利用表面粗糙度測試儀，從封裝的門的對角方向測量沿高度方向的位移。測定的最大位移差值為封裝的翹曲，其單位是為微米(μm)。當封裝的翹曲為70μm或以上時，則該組合物不適用作用于封裝單面的封裝材料。
金線變形率在如試驗例A中所述的條件下進行測量。當金線變形率為4％或以上時，由于金線之間的接觸會使發(fā)生短路。
耐焊接性將如所述方法形成的用于評價封裝翹曲的352pBGA在175℃的溫度下進行2小時后固化處理以得到樣品。然后在以下條件下，使一套十件的樣品分別進行浸濕處理60℃的溫度、相對濕度60％，處理168個小時；85℃的溫度、相對濕度60％，處理168個小時。之后，通過超聲探傷儀對樣品的內(nèi)部裂紋和各種界面剝離的存在進行觀察，當封裝次品數(shù)為n，次品率表示為n/10。當封裝次品數(shù)為3或更少時，則樣品通過耐焊接性評價的測試。
試驗例a-2至a-26根據(jù)表9、10和11中的組成，制備環(huán)氧樹脂組合物，并如試驗例a-1對其所述進行評價。評價結(jié)果示于表9、10和11中。以下為試驗例a-1中所用的組分以外的組分環(huán)氧樹脂3鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂(Nippon Kayaku Co.Ltd.，EOCN-1020-55，環(huán)氧基當量196，軟化點55℃)酚醛樹脂2苯酚苯基芳烷基樹脂(Mitsui Chemicals Inc.，XLC-LL，軟化點75℃，羥基當量175)1，8-二氮雜雙環(huán)(5，4，0)十一烯-7(以下稱為“DBU”)環(huán)氧化聚丁二烯化合物2由通式(4)表示的化合物，其中，k、l、m和n為1至3的整數(shù)；R1具有由CpHq表示的結(jié)構(gòu)；p為0至3的整數(shù)；q為1至8的整數(shù)，數(shù)均分子量400，粘度(25℃)150Pa·s環(huán)氧化聚丁二烯化合物3由通式(4)表示的化合物，其中，k、l、m和n為1至100的整數(shù)；R1具有由CpHq表示的結(jié)構(gòu)；p為0至10的整數(shù)；q為1至21的整數(shù)，數(shù)均分子量4500，粘度(25℃)800Pa·s
表9
表10
表11
試驗例E試驗例a-1環(huán)氧樹脂1苯酚聯(lián)苯芳烷基型環(huán)氧樹脂(Nippon Kayaku Co.，Ltd.，NC3000，環(huán)氧基當量274，軟化點58℃)2.55重量份環(huán)氧樹脂2雙酚A型晶體環(huán)氧樹脂(Japan Epoxy Resins Co.Ltd.，YL6810，環(huán)氧基當量171，熔點45℃)2.56重量份酚醛樹脂1苯酚聯(lián)苯基芳烷基樹脂(Meiwa Plastic Industries，Ltd.，MEH-7851SS，羥基當量203，軟化點65℃)4.89重量份丁二烯-丙烯腈共聚物1(Ube Industries，Ltd.，HYCAR CTBN 1008-SP；在通式(3)中，x＝0.82，y＝0.18，z＝62(平均值))0.15重量份 三苯基膦0.15重量份熔融球形石英(平均粒徑30μm)89.00重量份γ-縮水甘油基丙基三甲氧基硅烷0.20重量份巴西棕櫚蠟0.20重量份炭黑0.30重量份用攪拌機將這些組分混合。然后用雙輥捏合該混合物，雙輥的表面溫度為90℃和45℃。冷卻后，碾磨該混合物得到環(huán)氧樹脂組合物。通過以下方法評價所述環(huán)氧樹脂組合物。所得結(jié)果示于表12中。
評價方法旋流在如試驗例A中所述的條件下進行測量。剔出旋流小于90cm的樣品是不合格品。
封裝的翹曲在如試驗例A中所述的條件下進行測量。翹曲為60μm或以上的樣品為次品。
金線變形率在如試驗例A中所述的條件下進行測量。金線變形率為3％或以上的樣品為次品。
耐焊接性使如所述方法形成的352-pin BGA封裝在175℃的溫度下進行2小時后固化處理得到用于評價封裝翹曲的樣品。所得的一套十件封裝，在60℃的溫度、相對濕度為60％的大氣下處理168個小時或在85℃的溫度、相對濕度為60％的條件下處理168個小時。之后，在260℃的峰值溫度(在255℃或或更高的溫度下處理10秒鐘)下使封裝經(jīng)受IR再流處理。處理之后，通過超聲探傷儀對內(nèi)部剝離或裂紋的存在進行觀察，并計算半導(dǎo)體器件的次品數(shù)。當半導(dǎo)體器件的次品數(shù)為n時，次品率表示為n/10。
試驗例a-2至a-22根據(jù)表12、13和14中的組成，制備環(huán)氧樹脂組合物，并按照試驗例a-1對其進行評價。評價結(jié)果示于表12、13和14中。
以下為試驗例a-1中所用的組分以外的組分環(huán)氧樹脂3鄰甲酚醛型環(huán)氧樹脂(Nippon Kayaku Co.Ltd.，EOCN-1020-55，環(huán)氧基當量196，軟化點55℃)酚醛樹脂2由通式(12)表示的酚醛樹脂(Tohto Kasei Co.，Ltd.，SN-485，軟化點87℃，羥基當量210) 酚醛樹脂3具有亞苯基部分的苯酚芳烷基樹脂(Mitsui Chemicals Inc.，XLC-LL，軟化點75℃，羥基當量175)酚醛樹脂4線型酚醛樹脂(軟化點80℃，羥基當量105)丁二烯-丙烯腈共聚物2(Ube Industries，Ltd.，HYCAR CTBN 1300×13；在通式(3)中，x＝0.74，y＝0.26，z＝54(平均值)) 1，8-二氮雜雙環(huán)(5，4，0)十一烯-7(以下稱為“DBU”)γ-巰基丙基三甲氧基硅烷表12
表13
表14
權(quán)利要求
1.用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其包括(A)晶體環(huán)氧樹脂，(B)由通式(1)表示的酚醛樹脂 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值，(C)含有丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的(共)聚合物或其衍生物，和(D)無機填料，其在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為80wt％-95wt％，包括兩個端點值。
2.如權(quán)利要求1中所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述酚醛樹脂(B)由通式(2)表示 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值；所述(共)聚合物或其衍生物(C)是環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)；且所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值。
3.如權(quán)利要求2所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)的數(shù)均分子量為500-4000，包含兩個端點值。
4.如權(quán)利要求2所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
5.半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是采用權(quán)利要求2-4中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
6.用于封裝半導(dǎo)體芯片的面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為權(quán)利要求2-4中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
7.表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由權(quán)利要求6所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
8.如權(quán)利要求1所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述酚醛樹脂(B)由通式(2)表示 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-4的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；c是0-3的整數(shù)；n是平均值，且為0-10的數(shù)值，其中所述(共)聚合物或其衍生物(C)是丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)。
9.如權(quán)利要求8所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)是羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚物，其由通式(3)表示 其中，Bu表示丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元；ACN表示丙烯腈衍生的結(jié)構(gòu)單元；x是小于1的正數(shù)；y是小于1的正數(shù)；x+y＝1；z是50-80的整數(shù)。
10.如權(quán)利要求8所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為0.05wt％-0.5wt％，包括兩個端點值。
11.如權(quán)利要求8所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值。
12.如權(quán)利要求8所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
13.半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由權(quán)利要求8-12中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
14.用于封裝半導(dǎo)體芯片的面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為權(quán)利要求8-12中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
15.表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由權(quán)利要求14所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
16.如權(quán)利要求1所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述晶體環(huán)氧樹脂(A)由通式(4)表示 其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同，所述酚醛樹脂(B)由通式(5)表示 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)，所述(共)聚合物或其衍生物(C)是具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)，其環(huán)氧乙烷中的氧含量為3％-10％，包括其兩端數(shù)值，和所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為85wt％-95wt％，包括兩個端點值；以及進一步包括由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂(F) 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
17.如權(quán)利要求16所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述具有分子內(nèi)環(huán)氧乙烷結(jié)構(gòu)的聚丁二烯(C-3)在25℃下的粘度為20Pa·s-700Pa·s，包括兩個端點值。
18.如權(quán)利要求16所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
19.半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由權(quán)利要求16-18中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
20.用于封裝半導(dǎo)體芯片的面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為權(quán)利要求16-18中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
21.表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由權(quán)利要求20所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
22.如權(quán)利要求1所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述晶體環(huán)氧樹脂(A)由通式(4)表示 其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同，所述酚醛樹脂(B)由通式(5)表示 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)，所述(共)聚合物或其衍生物(C)是環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)，所述無機填料(D)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為80wt％-94wt％，包括兩個端點值；以及進一步包括由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂(F) 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)；且其中所述環(huán)氧樹脂(F)與所述由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂(A)的重量比[(F)/(A)]為10/90至90/10，包括兩個端點值。
23.如權(quán)利要求22所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述環(huán)氧化聚丁二烯化合物(C-1)的數(shù)均分子量為500-4000，包括兩個端點值。
24.如權(quán)利要求22所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
25.半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由權(quán)利要求22-24中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
26.用于封裝半導(dǎo)體芯片的面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為權(quán)利要求22-24中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
27.表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由權(quán)利要求26所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的表面安裝型環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
28.如權(quán)利要求1所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述晶體環(huán)氧樹脂(A)由通式(4)表示 其中，X是選自單鍵、-O-、-S-和-C(R2)2-的基團；R1是具有1至6個碳原子的烷基；兩個或多個R1可相同或不同；m是0-4的整數(shù)；R2是氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R2可相同或不同，所述酚醛樹脂(B)由通式(5)表示 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)，所述(共)聚合物或其衍生物(C)是丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)；且進一步包括由通式(6)表示的環(huán)氧樹脂(F) 其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基；兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0-3的整數(shù)；b是0-4的整數(shù)；n是平均值，且為1-5的正數(shù)。
29.如權(quán)利要求28所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)是羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚物，其由通式(3)表示 其中，Bu表示丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元；ACN表示丙烯腈衍生的結(jié)構(gòu)單元；x是小于1的正數(shù)；y是小于1的正數(shù)；x+y＝1；z是50-80的整數(shù)。
30.如權(quán)利要求28所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述丁二烯-丙烯腈共聚物(C-2)在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為0.05wt％-0.5wt％，包括兩個端點值。
31.如權(quán)利要求28所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其中所述環(huán)氧樹脂(F)與所述由通式(4)表示的晶體環(huán)氧樹脂(A)的重量比[(F)/(A)]為10/90至90/10，包括兩個端點值。
32.如權(quán)利要求28所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其進一步包括固化促進劑(E)。
33.半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片是由權(quán)利要求28-32中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物封裝的。
34.用于封裝半導(dǎo)體芯片的面安裝型環(huán)氧樹脂組合物，該組合物為權(quán)利要求28-32中任意之一所述的用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其用于封裝表面安裝型半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體芯片安裝在襯底的一面，且基本上僅在襯底安裝了半導(dǎo)體芯片的一面被封裝。
全文摘要
一種用于封裝半導(dǎo)體芯片的環(huán)氧樹脂組合物，其包含(A)晶體環(huán)氧樹脂，(B)由通式(1)表示的酚醛樹脂其中，R1和R2獨立為氫或具有1至4個碳原子的烷基，且兩個或多個R1或兩個或多個R2可相同或不同；a是0－4的整數(shù)；b是0－4的整數(shù)；c是0－3的整數(shù)；n是平均值，且為0－10的數(shù)值，(C)含有丁二烯衍生的結(jié)構(gòu)單元的(共)聚合物或其衍生物，和(D)無機填料，其在整個環(huán)氧樹脂組合物中的含量為80wt％－95wt％，包括兩個端點值。
文檔編號C08G59/34GK101068846SQ20058004103
公開日2007年11月7日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者小谷貴浩, 關(guān)秀俊, 前田將克, 滋野數(shù)也, 西谷佳典 申請人:住友電木株式會社