半导体封装用热固性树脂组合物和半导体装置的制作方法

文档序号:20001956发布日期:2020-02-22 03:15阅读:116来源:国知局

本发明涉及半导体封装用热固性树脂组合物以及使用该组合物的半导体装置。



背景技术:

作为电子设备中使用的电子部件,有用树脂封装半导体元件而得到的半导体封装。以往,该半导体封装一般为通过平板状的环氧树脂组合物的传递模塑法而制造。而且,近年来,随着电子设备的小型化、轻量化,呈现着要求电子部件向配线基板的高密度封装的趋势,即使在半导体封装中也被推进着小型化、薄型化以及轻量化。

因此,对半导体封装材料的要求也越愈加严格。特别是在被表面封装的半导体装置中,由于在半导体装置的回流焊接时置身于高温,在半导体元件、引线框与为封装树脂的环氧树脂组合物的固化物的界面产生剥离,如果进而在半导体装置中产生裂纹,则会产生加大损害半导体装置的可靠性的不良情况。

关于这些问题,人们探讨着通过将密封树脂低弹性化,在回流焊接时降低在半导体元件、引线框与环氧树脂组合物的固化物的界面所产生的应力,或通过减少由将封装树脂低吸水化而排出的水分来抑制界面剥离的方法。专利文献1中公开了含有联苯型环氧树脂的环氧树脂和含有酚醛树脂作为固化剂的树脂组合物。但是,这样的材料交联密度低,难以得到高玻璃化转变温度(tg),且大多缺乏长期耐热性等的耐热性。

另一方面,环氧树脂组合物、特别是含有非联苯型的环氧树脂和酚醛固化剂的环氧树脂组合物,通过提高交联密度,可成为高tg的固化物。但如果交联密度过高,则固化物通常为刚性的结构体,具有高弹性模量化的倾向,进一步形成更多的羟基,吸水率也会增高。

另外,在所使用的半导体封装朝着轻薄短小化发展而难以充分确保绝缘距离的状况下,迄今为止所使用的一般的环氧树脂组合物其电特性、特别是绝缘特性未必充分。究其原因,认为是在环氧树脂组合物中存在的苯基所致。

在专利文献2中,虽公开了将以环氧树脂自身来提高耐漏电性为目的双环戊二烯型环氧树脂作为必须成分的组合物,但为了对应近年来已提高要求的高cti(comparativetrackingindex),而仅单独使用双环戊二烯基环氧树脂来提高耐漏电性是不充分的。

这样,在近年来的推进轻薄短小化的半导体封装中所使用的环氧树脂组合物中,难以兼顾多种特性。为了解决这些问题,人们探讨了并用环氧树脂和马来酰亚胺化合物的树脂组合物。在专利文献3和专利文献4中公开了含有环氧树脂和刚性马来酰亚胺化合物的树脂组合物的固化物具有高tg和高耐湿性的特征。但是,在专利文献3和专利文献4中所记载的环氧树脂组合物的固化物存在着在高温时为高弹性模量、且缺乏耐回流性的问题。

另外,在专利文献5中公开了,含有环氧树脂和在主链具有脂肪族烃基的双马来酰亚胺化合物的树脂组合物的固化物的耐回流性优异。但是,存在着下述问题:由于长期试验,该双马来酰亚胺化合物的主链的脂肪族烃基分解,且环氧树脂与该马来酰亚胺化合物的相容性缺乏,进而在成型时树脂容易附着在模具上而脱模性差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7-216054号公报

专利文献2:日本特开2005-213299号公报

专利文献3:日本特开2003-138103号公报

专利文献4:日本特开2006-299246号公报

专利文献5:日本特开2018-24747号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

因此,本发明的目的在于,提供一种赋予耐漏电性优异(高cti)且介电特性也优异(低相对介电常数且低电介质损耗角正切)的固化物、并且连续成型性良好的树脂组合物和由所述树脂组合物的固化物封装的半导体装置。

解决问题的方法

为解决上述问题,本发明人们反复进行了深入研究的结果发现,下述热固性树脂组合物能够达到上述目的,进而完成了本发明。

即,本发明为提供下述半导体用热固性树脂组合物、所述组合物的固化物以及由所述固化物封装的半导体装置的发明。

<1>一种半导体封装用热固性树脂组合物,其包含下述(a)成分~(e)成分,其中,

(a)成分为除硅酮改性环氧树脂以外的在25℃下为固体的环氧树脂;

(b)成分为硅酮改性环氧树脂;

(c)成分为环状酰亚胺化合物,其在一个分子中含有至少一个二聚酸骨架、至少一个碳原子数6以上的直链亚烷基、至少一个碳原子数6以上的烷基以及至少两个环状酰亚胺基;

(d)成分为无机填充材料;

(e)成分为阴离子类固化促进剂。

<2>根据<1>所述的半导体封装用热固性树脂组合物,其中,

(b)成分硅酮改性环氧树脂为含有烯基的环氧化合物与以下述平均式(1)表示的有机氢聚硅氧烷的加成化合物,

har1bsio(4-(a+b))/2(1)

在上述平均式(1)中,r1相互独立地为碳原子数1~10的一价烃基,a为0.01≤a≤1的正数,b为1≤b≤3的正数,且1.01≤a+b<4。

<3>根据<1>或<2>所述的半导体封装用热固性树脂组合物,其中,

所述(c)成分为在25℃下为固体的环状酰亚胺化合物。

<4>根据<1>~<3>中任一项所述的半导体封装用热固性树脂组合物,其中,

(c)成分的环状酰亚胺化合物为以下述通式(2)表示的化合物,

在通式(2)中,a独立地表示含有芳香族环或脂肪族环的4价有机基团,b为具有任选含有杂原子的二价脂肪族环的碳原子数为6~18的亚烷基链,q独立地表示碳原子数为6以上的直链亚烷基,r独立地表示碳原子数为6以上的直链或支链的烷基,n表示1~10的整数,m表示0~10的整数。

<5>根据<4>所述的半导体封装用热固性树脂组合物,其中,

所述通式(2)中的a由下述的任意结构式表示,

所述结构式中的未与取代基键合的键为与在通式(2)中形成环状酰亚胺结构的羰基碳键合的键。

<6>一种半导体装置,其用<1>~<5>中任一项所述的半导体封装用热固性树脂组合物的固化物封装。

发明的效果

本发明的热固性树脂组合物连续成型性优异。另外,所述组合物的固化物其耐漏电性优异(cti值高),并且介电特性也优异(低相对介电常数且低电介质损耗角正切)。因此,本发明的热固性树脂组合物作为半导体装置封装用的热固性树脂组合物是有用的。

具体实施方式

(a)环氧树脂

在本发明中所使用的(a)成分的环氧树脂为在1分子中具有2个以上的环氧基的环氧树脂,且从成型方法和操作性的观点考虑,该环氧树脂在25℃下为固体。另外,在本发明中所使用的(a)成分的环氧树脂优选为熔点为40℃~150℃、或软化点为50℃~160℃的固体。

需要说明的是,(a)成分的环氧树脂为后述的除(b)成分的硅酮改性环氧树脂以外的环氧树脂,且(a)成分和(b)成分为互不相同的环氧树脂。

作为环氧树脂的具体例,可列举双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-双酚型环氧树脂、以及4,4’-双酚型环氧树脂等联酚型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚a酚醛清漆型环氧树脂、萘二醇型环氧树脂、三酚甲烷型环氧树脂、四苯酚乙烷型环氧树脂、酚联苯型环氧树脂、将双环戊二烯型环氧树脂的芳香环进行氢化后的环氧树脂、以及将苯酚双环戊二烯酚醛清漆型环氧树脂的芳香环进行氢化后的环氧树脂、三嗪衍生物环氧树脂以及脂环式环氧树脂等。其中,优选使用双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、三酚甲烷型环氧树脂、四苯酚乙烷型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂。

这些环氧树脂可以单独使用,也可以并用2种以上。

(b)硅酮改性环氧树脂

在本发明中,含有硅酮改性环氧树脂作为(b)成分。硅酮改性环氧树脂只要是在1分子中具有2个以上的环氧基、且用硅酮改性后的环氧树脂即可,可不受特别限制地使用。优选为含有烯基的环氧化合物与以下述平均式(1)表示的有机氢聚硅氧烷的加成化合物。

har1bsio(4-(a+b))/2(1)

(在平均式(1)中,r1相互独立地为碳原子数1~10的一价烃基,a为0.01≤a≤1的正数,b为1≤b≤3的正数,且1.01≤a+b<4)

通过烯基和sih基的氢化硅烷化反应而得到含有烯基的环氧化合物与以上述平均式(1)表示的有机氢聚硅氧烷的加成化合物。本发明的组合物由于含有该加成化合物,可以提高(a)成分与后述的(c)成分的相容性,因此,模具污垢减少,连续成型性提高。

该含有烯基的环氧化合物,例如,可通过以环氧氯丙烷对含有烯基的酚醛树脂进行环氧化、或可通过使2-烯丙基苯酚与以往公知的环氧化合物部分反应而得到。该含有烯基的环氧化合物,例如,可用下述通式(4)和通式(5)表示。

在通式(4)中,r2为碳原子数3~15、优选为3~6的烯基,r3为以缩水甘油氧基或och2ch(oh)ch2or10表示的基团,其优选为缩水甘油氧基。r10为碳原子数3~10、优选为碳原子数3~6的烯基。k为1,k’为0或1,x为1~30,优选为5~25的数。y为1~3,优选为1~2的数。各重复单元可彼此随机键合。但是,以通式(4)表示的化合物在1分子中至少具有1个烯基。

在通式(5)中,r2、r3、k以及k’与上述含义相同。x’为1~30、优选为5~25的数。y’为1~3、优选为1~2的数。各重复单元可彼此随机键合。但是,以通式(5)表示的化合物在一个分子中至少具有一个烯基。

以上述平均式(1)所表示的有机氢聚硅氧烷在一分子中具有至少1个sih基,但优选为2个以上。在该通式(1)中,r1为碳原子数为1~10、优选为1~4的一价烃基。具体说来,可列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、辛基、壬基、癸基等烷基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基;苄基、苯乙基、苯丙基等芳烷基等。这些基团的一部分或全部氢原子可以被氟、溴、氯等卤原子取代,且在这些基团中,优选为甲基、乙基以及苯基。

另外,在平均式(1)中,a为0.01≤a≤1、优选为0.1≤a≤0.9的数。b为1≤b≤3、优选为1.2≤b≤2.8的数。a+b为1.01≤a+b<4、优选为1.3≤a+b≤3.7。

以上述平均式(1)表示的有机氢聚硅氧烷可以是直链状、环状以及支链状中的任一种,例如可以用下述通式(6)~通式(8)表示。

在通式(6)中,r4相互独立地为碳原子数为1~10的一价烃基,r5为选自氢原子或r4的选项的基团,r6为在下述平均式(6’)所示的基团。n1为5~200的数、优选为9~80的数。n2为0~2的数、优选为0~1的数。n3为0~10的数、优选为0~5的数,n4为1或0。但是,上述通式(6)的化合物在一个分子中至少具有一个与硅键合的氢原子。

在通式(6’)中,r4和r5与上述含义相同,n5为1~10的数。

需要说明的是,在通式(6)和通式(6’)中,r4和r5可分别列举与上述r1所示的具体例相同的基团,且优选的具体例也与上述r1相同,其为甲基、乙基以及苯基。

在通式(7)中,r4与上述含义相同,n6为1~10的数、优选为1~5的数,n7为1或2。

在通式(8)中,r4和r5与上述含义相同,r为0~3的数,r7为可具有氢原子或氧原子的碳原子数为1~10的一价烃基。但是,通式(8)的化合物在1分子中具有至少一个与硅原子结合的氢原子。

作为上述有机氢聚硅氧烷,可列举在两末端氢甲基聚硅氧烷、两末端氢甲基苯基聚硅氧烷等两末端具有sih基的硅氧烷化合物。

(b)成分为通过使上述含烯基的环氧化合物与上述有机氢聚硅氧烷进行氢化硅烷化反应而得到的共聚物。氢化硅烷化反应可以按照以往公知的方法进行,例如,可通过在氯铂酸这样的铂类催化剂的存在下进行加热反应来进行。该氢化硅烷反应,尤其可在甲苯、二甲苯、甲基异丁基酮等惰性溶剂中加热至60~150℃的条件下进行。含烯基的环氧化合物与有机氢聚硅氧烷的配合比例为,相对于含有烯基的环氧化合物所具有的1个烯基,有机氢聚硅氧烷所具有的sih基的个数可为1.0个以上,优选可为1.5个~5.0个。

作为(b)成分的含有烯基的环氧化合物与以上述平均式(1)表示的有机氢聚硅氧烷的加成化合物的具体例,可列举以下述通式(9)和通式(10)所示的化合物。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

(在通式(9)和通式(10)中,me表示甲基。)

以上述通式(9)和通(10)表示的加成化合物可通过公知的方法进行合成。简而言之,将用烯丙基缩水甘油醚改性后的酚醛清漆树脂、氯甲基环氧乙烷以及十六烷基三甲基溴化铵加入具备回流冷凝器、温度计、搅拌机以及滴液漏斗的四颈烧瓶中进行加热,并在110℃的温度条件下搅拌混合3小时。在将其冷却至温度70℃,且减压至160mmhg后,在进行共沸脱水的同时,用3小时将氢氧化钠的50%水溶液滴加在四颈烧瓶中。将得到的内容物进行减压,并蒸馏除去溶剂。然后,在将该内容物溶解于甲基异丁基酮和丙酮的混合溶剂中后进行水洗,并将其在减压下蒸馏除去混合溶剂中的溶剂,进而得到含有烯丙基的环氧化合物。

将甲基异丁基酮和2-乙基己醇改性氯铂酸溶液加入在该环氧化合物中进行1小时的共沸脱水,且在回流温度下,以30分钟的滴加时间滴加目标有机氢聚硅氧烷。在此,所说的目标有机氢聚硅氧烷是指,在两末端各具有1个sih基的二甲基聚硅氧烷,且在得到以通式(9)表示的加成化合物的情况下、二甲基聚硅氧烷单位的重复单元数为58、并且在得到以通式(10)表示的加成化合物的情况下、二甲基聚硅氧烷单位的重复单元数为28的有机氢聚硅氧烷。另外,以相对于该有机氢聚硅氧烷的sih基1摩尔,含有烯丙基的环氧化合物的烯丙基为2.1摩尔的摩尔比滴加有机氢聚硅氧烷。而且,在相同温度条件下边搅拌4小时边使其反应后,水洗所得到的内容物,在减压下蒸馏除去溶剂。

通过上述方法,可以得到为白黄色透明~不透明固体的共聚物的、以上述通式(9)和通式(10)表示的加成化合物。

(c)环状酰亚胺化合物

(c)组分为环状酰亚胺化合物,其在一个分子中具有至少一个二聚酸骨架、至少一个碳原子数为6以上的直链亚烷基以及至少两个环状酰亚胺基。(c)成分的环状酰亚胺化合物通过具有碳原子数为6以上的直链亚烷基,含有该环状酰亚胺化合物的组合物的固化物不仅具有优异的介电特性,而且苯基的含有比例降低,耐漏电性得以提高。另外,通过(c)成分的环状酰亚胺化合物具有直链亚烷基,可以使含有该环状酰亚胺化合物的组合物的固化物低弹性化,进而具有降低由固化物对半导体装置的应力的效果。

从操作性的观点考虑,优选(c)成分的环状酰亚胺化合物在25℃条件下为固体。

另外,其中作为(c)成分的环状酰亚胺化合物,优选为马来酰亚胺化合物,更优选使用以下述通式(2)表示的马来酰亚胺化合物。

(在通式(2)中,a独立地表示含有芳香族环或含有脂肪族环的4价有机基团。b为具有任选含有杂原子的二价脂肪族环的碳原子为6~18的亚烷基链。q独立地表示碳原子数为6以上的直链亚烷基。r分别独立地表示碳原子数为6以上的直链或支链的烷基。n表示1~10的整数。m表示0~10的整数。)

在通式(2)中的q为直链的亚烷基,且它们的碳原子数为6以上,优选为6~20,更优选为7~15。另外,在通式(2)中的r的碳原子数为6以上,优选为6~12。r即可为直链的烷基也可为支链的烷基。

在通式(2)中的a表示含有芳香族环或含有脂肪族环的4价有机基团,其特别优选以下述结构式表示的4价有机基团中的任一种。

(需要说明的是,上述结构式中的未与取代基键合的键为与在通式(2)中与形成环状酰亚胺结构的羰基碳键合的键。)

另外,在通式(2)中的b为具有可以含有杂原子的2价脂肪族环的碳原子数为6~18的亚烷基链,其优选为碳原子数8~15的亚烷基链。

在通式(2)中的n为1~10的整数,优选为2~7的整数。在通式(2)中的m为0~10的整数,优选为0~7的整数。

(c)成分的环状酰亚胺化合物的重均分子量(mw)只要在室温下为固体的范围即可,并无特别地限定。其通过凝胶渗透色谱法(gpc)测定的以聚苯乙烯标准换算的重均分子量优选为2000~50000,特别优选为2500~40000,更优选为3000~20000。如果该分子量为2000以上,则马来酰亚胺化合物容易固态化;如果该分子量为50000以下,则不用担心所得到的组合物其粘度过高、进而流动性降低。因此,其成型性良好。

需要说明的是,在本发明中所提及的mw是指将在下述条件下通过gpc测定的以聚苯乙烯作为标准物质的重均分子量。

[测定条件]

展开溶剂:四氢呋喃

流量:0.35ml/min

检测器:ri

层析柱:tsk﹣gelh型(东曹股份有限公司制造)

层析柱温度:40℃

试样注入量:5μl

作为(c)成分的环状酰亚胺化合物,特别是作为在25℃条件下为固体的环状酰亚胺化合物,可以使用bmi-2500、bmi-2560、bmi-3000、bmi-5000(以上,均为designermoleculesinc.制造)等市售品。

另外,环状酰亚胺化合物可以单独使用1种,也可以并用多种。

在本发明的组合物中,相对于(a)成分、(b)成分以及(c)成分的热固性树脂成分的总和,优选含有(a)成分40~90质量%、含有(b)成分3~40质量%、含有(c)成分3~40质量%。

另外,在本发明的组合物中,对于为热固性树脂成分的(a)成分、(b)成分以及(c)成分的总量而言,优选含有8~50质量%,更优选含有9~45质量%,进一步优选含有10~40质量%。

(d)无机填充材料

为了提高本发明的热固性树脂组合物的固化物的强度,配合了(d)成分的无机填充材料。作为(d)成分的无机填充材料,可以使用通常配合在环氧树脂组合物、硅酮树脂组合物中的无机填充材料。例如,可列举球形二氧化硅、熔融二氧化硅、结晶性二氧化硅等二氧化硅类、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼、玻璃纤维以及玻璃粒子等。

(d)成分的无机填充材料的平均粒径、形状并无特别地限定,优选为平均粒径为3~40μm的无机填充材料。作为(d)成分,优选使用平均粒径为0.5~40μm的球形二氧化硅。需要说明的是,平均粒径为在利用激光衍射法的粒度分布测定中以质量平均值d50(或中值粒径)的形式求出的值。

另外,从所得到的组合物的高流动性化的观点考虑,也可组合多个粒径范围的无机填充材料。在这种情况下,优选将0.1~3μm的微细区域、3~7μm的中粒径区域以及10~40μm的粗区域的球形二氧化硅进行组合使用。为了进一步高流动性化,优选使用平均粒径更大的球形二氧化硅。

相对于(a)成分、(b)成分以及(c)成分的热固性树脂成分的总和100质量份,(d)成分的无机填充材料的填充量优选为300~1000质量份,特别优选为400~800质量份。该填充量如果低于300质量份,则有可能无法得到充分的强度;如果超过1000质量份,则有可能会由于增粘而导致填充不良或柔软性丧失,进而发生元件内的剥离等不良情况。需要说明的是,优选以组合物整体的10~90质量%范围含有该无机填充材料、特别优选以组合物整体的20~85质量%的范围含有该无机填充材料。

(e)阴离子类固化促进剂

在本发明的热固性树脂组合物中,添加阴离子类的固化促进剂作为(e)成分。阴离子类固化促进剂为用于促进(a)成分的环氧树脂、(b)成分的硅酮改性环氧树脂的环氧基以及(c)成分的环状酰亚胺化合物的环状酰亚胺基的反应的促进剂。

通常,为了促进环状酰亚胺基的反应,经常使用自由基引发剂。在本发明的情况下,如果考虑与环氧基的反应,虽不优选单独使用自由基引发剂,但其可以与阴离子类固化促进剂并用。

作为(e)成分的阴离子类固化促进剂,只要是促进通常的环氧树脂组合物的固化反应的促进剂即可,并无特别地限定。作为阴离子类固化促进剂的示例,可列举1,8-二氮杂二环[5,4,0]-7-十一碳烯等胺类化合物;三苯基膦,四苯基-四硼酸酯等有机磷类化合物;2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑等咪唑类化合物等,其优选使用咪唑类化合物。

这些阴离子类固化促进剂无论为哪种,都可以单独使用1种,也可以并用2种以上。另外,也可以并用如上所述的自由基引发剂。相对于(a)成分、(b)成分以及(c)成分的总和100质量份,即热固性树脂成分的总和100质量份,作为阴离子类固化促进剂的添加量为0.1质量份~10质量份、优选为0.2质量份~5质量份。

本发明除了上述成分以外,还可以配合下述的任意成分。

(f)脱模剂

在本发明的半导体封装用热固性树脂组合物中,可以添加脱模剂。(f)成分的脱模剂是为了提高成型时的脱模性而添加的脱模剂。作为脱模剂,只要是在通常的热固性环氧树脂组合物中使用的脱模剂即可,并无限制。作为脱模剂,有天然蜡(例如,巴西棕榈蜡、米糠蜡等)和合成蜡(例如,酸蜡、聚乙烯蜡、脂肪酸酯等),但从固化物的脱模性的观点考虑,优选为巴西棕榈蜡。

相对于(a)成分、(b)成分以及(c)成分的总和、即热固性树脂成分的总和,(f)成分的配合量为0.05~5.0质量%,特别优选为1.0~3.0质量%。该配合量如果低于0.05质量%,则在本发明的组合物的固化物中,有可能得不到充分的脱模性;如果超过5.0质量%,则有可能会产生本发明的组合物的渗出或该组合物的固化物的粘接性不良等。

(g)阻燃剂

为了提高阻燃性,可在本发明的半导体封装用热固性树脂组合物中配合阻燃剂。该阻燃剂并无特别限制,可以使用公知的阻燃剂。作为该阻燃剂,可以列举例如磷腈化合物、硅酮化合物、钼酸锌担载滑石、钼酸锌担载氧化锌、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化钼、三氧化锑等。它们可以单独使用1种也可以并用2种以上。相对于(a)成分、(b)成分以及(c)成分的总和100质量份、即热固性树脂成分的总和100质量份,该阻燃剂的配合量为2~20质量份,优选为3~10质量份。

(h)偶联剂

为了在增强热固性树脂成分与(d)成分的无机填充材料的结合强度的同时还提高该树脂成分与金属引线框、基板的粘接性,可在本发明的半导体封装用热固性树脂组合物中配合硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂等偶联剂。

作为这样的偶联剂,可以列举环氧官能性烷氧基硅烷(例如,3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等)、巯基官能性烷氧基硅烷(例如,γ-巯丙基三甲氧基硅烷等)、胺官能性烷氧基硅烷(例如,γ-氨丙基三甲氧基硅烷、n-2-(氨乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等)等。

对偶联剂的配合量和表面处理方法并无特别限制,可以按照常规方法进行。

另外,可预先用偶联剂处理无机填充材料。也可在混炼热固性树脂成分和无机填充材料时,边添加偶联剂边进行表面处理,进而制造组合物。

相对于(a)成分、(b)成分以及(c)成分的总和、即热固性树脂成分的总和,(h)成分的含量优选为0.1~8.0质量%,特别优选为0.5~6.0质量%。如果该含量低于0.1质量%,则对基材的粘接效果不充分;另外,如果该含量超过8.0质量%,则粘度极端降低,有可能成为形成空隙的原因。

<其它添加剂>

进一步,根据需要,可在本发明的半导体密封用热固性树脂组合物中配合各种添加剂。作为该添加剂,在不损害本发明的效果的范围内,为了改善树脂特性,可以配合有机聚硅氧烷、硅油、热塑性树脂、热塑性弹性体、有机合成橡胶、硅粉、光稳定剂、颜料、染料等。为了改善电特性,也可以配合离子捕集剂等。进一步,为了改善介电特性,可以配合氟涂层填料那样的含氟材料等,还可以配合氰酸酯树脂那样的热固性树脂。

另外,在本发明中,优选为不配合通常用于环氧树脂组合物中的如酚类固化剂、胺类固化剂、酸酐类固化剂那样的固化剂。由于配合上述固化剂,固化的平衡容易变差,进而导致本发明的组合物大多成形性、固化后的特性变差。

<制造方法>

本发明的组合物的制造方法并无特别限制。例如,可将(a)成分~(e)成分以及根据需要使用的其它成分按给定的组成比例进行配合,在通过搅拌机等充分均匀混合后,再通过热辊、捏合机、挤压机等进行熔融混合,然后,将其冷却固化,并将其粉碎为适当的大小即可。所得到的树脂组合物可以作为成型材料使用。

作为该树脂组合物的最常用的成型方法,可列举传递模塑法和压缩成型法。在传递模塑法中,使用传递模塑机,在成型压力5~20n/mm2、成型温度120~190℃、成型时间30~500秒钟的条件下进行,优选在成型温度150~185℃、成型时间30~180秒钟的条件下进行。另外,在压缩成型法中,使用压缩成型机,在成型温度120~190℃、成型时间30~600秒钟,优选在成型温度130~160℃、成型时间120~600秒钟的条件下进行。此外,在任一成型法中,都可以在150~225℃、0.5~20小时的条件下进行后固化。

以这样的方法成型的本发明的半导体封装用热固性树脂组合物的固化物,其耐漏电性和介电特性为良好。本发明的半导体封装用热固性树脂组合物适合用作封装半导体、车载用各种模块等。

实施例

以下,示出实施例和比较例,并对本发明进行具体说明,但本发明并不被限制于以下的实施例。

(a)环氧树脂

(a-1)三苯酚基甲烷型环氧树脂(eppn-501h、日本化药股份有限公司制造、环氧当量:165、软化点54℃)

(a-2)双酚a型环氧树脂(jer-1001、三菱化学股份有限公司制造、环氧当量:475、软化点64℃)

(b)硅酮改性环氧树脂

(b-1)以下述通式(9)表示的加成化合物(信越化学工业股份有限公司制造)

(b-2)以下述通式(10)表示的加成化合物(信越化学工业股份有限公司制造)

需要说明的是,以通式(9)和通式(10)表示的化合物也为以上述方法所制造。

(c)环状酰亚胺化合物

(c-1)以下述通式所示的马来酰亚胺化合物(重均分子量3000、bmi-3000:designermoleculesinc.制造)

(c-2)4,4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺(bmi-1000:大和化成股份有限公)制造、比较例用)

(d)无机填充材料

(d-1)熔融球形二氧化硅(rs-8225h/53c、股份有限公司龙森制造、平均粒径13μm)

(e)阴离子类固化促进剂

(e-1)咪唑类固化促进剂(1b2pz、四国化成股份有限公司制造)

(f)脱模剂

(f-1)巴西棕榈蜡(towax-131:东亚化成股份有限公司制造)

[实施例1~8、比较例1~7]

以表1、表2所表示的配合(质量份),将各成分用热双辊熔融混合,再将所得到的混合物冷却、粉碎,进而得到了树脂组合物。对这些组合物,测定了以下各特性。将其结果表示在表1、表2。

<螺旋流动值>

使用符合emmi标准的模具,在成型温度175℃、成型压力6.9n/mm2、成型时间120秒的条件下,测定了上述热固性树脂组合物的成型体的螺旋流动值。

<弯曲强度、弯曲弹性模量>

使用符合jisk6911:2006标准的模具,在成型温度175℃、成型压力6.9n/mm2、成型时间120秒的条件下制作了上述热固性树脂组合物的固化物,并将该固化物在180℃条件下后固化4小时。

按照jisk6911:2006标准,在室温(25℃)条件下,对由后固化后的固化物制作的试验片进行了弯曲强度、弯曲弹性模量的测定。

<耐漏电性(cti)试验>

在成型温度175℃、成型压力6.9n/mm2、成型时间120秒的条件下成型了厚度3mm、直径50mm的圆板,将该固化物在180℃下后固化4小时。依照jisc2134(iec60112)的方法,使用该固化物,实施了耐漏电性试验。作为耐漏电性电压,在测定个数n=5的评价中,测定了全部固化物能经受住50滴以上的0.1%氯化铵水溶液而不被破坏的最大电压。需要说明的是,将600v作为最高电压值的上限。

<相对介电常数、电介质损耗角正切>

在成型温度175℃、成型压力6.9n/mm2、成型时间120秒的条件下,成型了厚度1mm、1边的长度为70mm的四方形成型片。将网络分析仪(keysighttechnologies,inc.制造e5063-2d5)与电介质条状线(keycomcorporation制造))进行连接,测定了上述成型片在频率为1.0ghz时的相对介电常数和电介质损耗角正切。

<连续成型性试验>

在成型温度175℃、成型压力6.9n/mm2、成型时间120秒的条件下,用连续成型机成型了qfp(quadflatpackage)(14mm×20mm×2.7mm、5模腔)。调查了直至发生封装粘贴在模具上、或者余料粘贴在模具上等不良为止的注射(shot)次数。需要说明的是,将350次作为上限。

如表1、表2所示,本发明的组合物的固化物,其耐漏电性高,且相对介电常数、电介质损耗角正切的值低。而且,本发明的组合物的连续成型性也优异。因此,本发明的组合物作为半导体装置封装用材料是有用的。

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