专利名称：用于半导体封装的热固性树脂组合物和封装的半导体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于半导体封装的热固性树脂组合物和用其封装的半导体器件。在将具有至少一个半导体元件通过粘结剂或芯片接合剂安装在无机基材、金属基材或有机基材上的半导体元件阵列，或者具有在其中形成了半导体元件的大尺寸硅晶片通过热固性树脂细合物在固化状态封装之后，可得到具有提高的耐热性和耐湿性能基本上无翘曲的半导体器件。该树脂组合物能够在该晶片等级上一次性封装，和该封装树脂可以容易被抛光和切片。
背景技术：
半导体装置可以通过各种技术进行树脂封装，包括传递模塑、浇注、和液体封装树脂的丝网印刷。最近降低电子设备尺寸和轮廓的需求，要求进一步将半导体元件微型化。甚至要求树脂封装的薄型包装包括多层硅片和具有最高达500 μ m的厚度。对于小直径基材如具有约8英寸直径的晶片，当前的现有技术在基本上没有问题的情况下实施封装。然而，对于那些具有大于12英寸直径的基材，由于封装后环氧树脂的收缩应力，半导体元件可能从金属或其他基材上分离，产生阻止大规模生产的问题。为了克服上述有关晶片和金属基材的直径增加的问题，必须通过用至少90wt%的填料装填树脂或使树脂模量降低使树脂在固化时的收缩应力降低。在多个半导体元件堆叠的当前的趋势下，封装层变厚。因此，主流半导体器件通过将封装树脂层抛光为薄的轮廓来获得。当封装树脂层被抛光时，会出现一些问题。如果使用装填了至少90wt%的填料的树脂封装剂 ，可能使切片工具的刀片损坏，需要频繁更换刀片，导致成本的增加。此外，抛光必须在高压力下完成，这就有半导体元件可能被毁坏或晶片被破坏的风险。在低模量树脂材料，例如典型地为传统有机硅化合物的情况下，由于它们的柔软性，在抛光期间可能产生树脂堵塞和破裂的问题。包含含异氰酸酯环的聚合物和含异氰酸酯环氢为终端聚硅氧烷聚合物的组合物在本领域是已知的。例如，专利文件I公开了一种组合物，其包含二烯丙基单缩水甘油基异氰脲酸酯和含氢甲硅烷基聚硅氧烷加成反应得到的聚硅氧烷的环氧开环聚合的聚合物。专利文件2公开了一种组合物，其包含含异氰脲酸酯环聚硅氧烷和含氢甲硅烷基聚硅氧烷。专利文件3公开了一种加成固化型组合物，其包含三烯丙基异氰脲酸酯和含氢甲硅烷基聚硅氧烷。专利文件4-6公开了加成固化型组合物，其包含含有异氰脲酸酯环和氢甲硅烷基的聚硅氧烷和含烯基的固化剂。专利文件I和2的该含异氰脲酸酯环聚合物组合物是柔性的，但与交联剂不相容，这是因为其基础组分包含硅氧烷键。专利文件I和2的该含异氰脲酸酯环聚合物难以通过加成反应固化，这是因为烯基团的位置是不确定的，无法利用氢化甲硅烷化或加成反应，即，快速固化反应的优点。专利文件3-6的该含异氰脲酸聚合物组合物由于高交联密度所以是刚性的和较少柔性的。此处使用的术语“氢甲硅烷基”指的是S1-H。目前需求一种固化聚合物，其是含异氰脲酸酯环聚硅氧烷和含氢甲硅烷基聚硅氧烷加成反应所获得的，并具有柔性，固化性能，相容性和耐水蒸气渗透性。引用文件列表专利文件I JP-A 2008-143954专利文件2 JP-A 2008-150506专利文件3 JP-A H09-291214(EP 0803529)专利文件4 JP 4O73223专利文件5 JP-A 2006-291044专利文件6 JP-A 2007-00904
发明内容
本发明的目的是提供用于封装半导体元件阵列或大尺寸硅晶片的热固性组合物，该半导体阵列具有至少一个使用粘结剂或芯片接合剂安装在无机基材、金属基材或有机基材上的半导体元件，该大尺寸硅晶片具有形成在其中的半导体元件，由此得到具有改进的耐热性和耐潮湿性的基本上无翘曲的半导体器件，和能够在晶片等级上一次性封装，和可使抛光和切片容易。另一个目的是提供使用该热固性树脂组合物封装的半导体器件。发明人发现当使用热固性树脂组合物封装半导体器件时，该组合物与现有技术使用的有机硅化合物相比，提供有效抛光、耐水性和气体渗透性的优点，该热固性树脂组合物包含作为单一基础聚合物的两端都以烯丙基异氰脲酸酯环为终端的有机基聚硅氧烷聚合物、作为单一固化剂的含异氰脲酸酯环氢为终端的聚硅氧烷聚合物和具有特定粒子尺寸分布的球形无机填料。还发现甚至当使用该组合物封装大尺寸晶片时，该组合物提供降低翘曲，固化组合物的无粘性表面和极高通用性的优点。本发明以这些发现为基础。一方面，本发明提供用于半导体封装的热固性树脂组合物，包含:(A)如通式(I)所示的在分子链两端具有烯丙基异氰酸酯环结构的有机基聚硅氧烷聚合物，作为含烯基有机基聚硅氧烷，
权利要求
1.一种用于半导体封装的热固性树脂组合物，其包含 (A)如通式(I)所示的在分子链两端具有烯丙基异氰脲酸酯环结构的有机基聚硅氧烷聚合物作为含烯基有机基聚硅氧烷，
2.权利要求1的组合物，其中球形无机填料(D)为球形二氧化硅。
3.权利要求1的组合物，其中球形无机填料(D)已用硅烷偶联剂进行表面处理。
4.权利要求3的组合物，其中娃烧偶联剂为选自由乙稀基二甲氧基娃烧，乙稀基二乙氧基硅烷，2- (3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷，3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基娃烧，3-缩水甘油氧基丙基二甲氧基娃烧，3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基娃烧，3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷，对-苯乙烯基三甲氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，3-丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，和3-脲丙基三乙氧基硅烷组成的组中的至少一种。
5.一种树脂封装半导体器件，其通过将权利要求1的热固性树脂组合物涂覆于硅晶片的一个表面，该硅晶片具有至少一个完全在压力下或在真空环境的减压下形成在其中的半导体元件，热固化该组合物以使用固化树脂层来封装该晶片，抛光固化树脂层，和将该晶片切片为单一器件来生产。 ·
全文摘要
用于半导体封装的热固性树脂组合物，包括两端用烯丙基异氰脲酸酯环封端的有机基聚硅氧烷聚合物作为单一基础聚合物和含异氰脲酸酯环有机基氢聚硅氧烷聚合物作为单一固化剂或交联剂。当以热固性树脂组合物封装具有使用粘结剂安装在基材上的半导体元件的半导体元件阵列时，可以获得具有改进的耐热性和耐湿性的无翘曲的半导体器件。
文档编号C08K9/06GK103205125SQ20131011389
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者植原达也, 隅田和昌 申请人:信越化学工业株式会社