[發明專利]環氧樹脂組合物和半導體裝置

有效

• 申請號: 00129271.4
• 申請日: 2000-09-30
• 公開（公告）號: CN1345896A
• 公開（公告）日: 2002-04-24
• 發明（設計）人: 太田賢
• 申請（專利權）人: 住友電木株式會社
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;H01L23/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 陳昕

本發明涉及一種低吸水率和耐焊錫性優良的半導體密封用環氧樹脂組合物以及使用該組合物的半導體裝置。

為了保護半導體元件不受機械作用和化學作用，過去一直在開發和生產環氧樹脂組合物(以下稱為樹脂組合物)。該樹脂組合物所要求的項目，根據半導體元件的種類、被密封的半導體裝置的種類、所使用的環境等而有所改變。

由于表面安裝的半導體裝置增加，要求低吸水率的樹脂組合物，曾提出非常多的樹脂組合物。

現在，由于環境保護問題，強烈地要求不使用鹵系化合物和氧化銻的樹脂組合物。針對這一要求，曾提出鹵系化合物和氧化銻以外的各種阻燃劑，進一步提出不使用這些阻燃劑的樹脂組合物，但現在，還沒有能夠完全滿足良好的成型性、吸水率、耐焊錫性等性能的密封用樹脂組合物的提案。

本發明提供一種成型性、阻燃性、低吸水性和耐焊錫性優良的半導體密封用環氧樹脂組合物以及使用該組合物的半導體裝置。

本發明涉及一種半導體密封用環氧樹脂組合物，該環氧樹脂組合物中含有：(A)環氧樹脂，其中，在環氧樹脂的全部碳原子中，來自芳香族的碳原子的含量在70％以上、(B)酚醛樹脂，其中，在酚醛樹脂的全部碳原子中，來自芳香族的碳原子的含量在70％以上，且酚羥基當量為140～300、(C)固化促進劑、以及(D)無機填料，其在全部環氧樹脂組合物中的添加量W(重量％)為88≤W≤94；其特征在于，固化了的環氧樹脂組合物在空氣氣氛中的TG曲線解析(thermogravimetric?analysis：熱重分析)中，燃燒開始溫度在280℃以上。本發明還涉及一種半導體密封用環氧樹脂組合物，該環氧樹脂組合物中含有：(A)環氧樹脂，其中，在環氧樹脂的全部碳原子中，來自芳香族的碳原子的含量在70％以上、(B)酚醛樹脂，其中，在酚醛樹脂的全部碳原子中，來自芳香族的碳原子的含量在70％以上，且酚羥基當量為140～300、(C)固化促進劑、以及(D)無機填料，其在全部環氧樹脂組合物中的添加量W(重量％)為88≤W≤94；其特征在于，固化了的環氧樹脂組合物在空氣氣氛中的TG曲線解析中，固化物的殘存率A(重量％)為W+[0.1×(100-W)]≤A。作為更優選的方案，本發明還提供這樣一種環氧樹脂組合物，其中，環氧樹脂為通式(1)所示的環氧樹脂或通式(2)所示的環氧樹脂：

(R₁～R₄為氫原子、苯基或甲基，可以相同或不同)

(R₁～R₈為氫原子、甲基或叔丁基，可以相同或不同)

酚醛樹脂為通式(3)所示的酚醛樹脂、通式(4)所示的酚醛樹脂或者石油系重質油與甲醛的縮聚物與酚類縮聚而成的樹脂。

(n為平均值，為1以上的正數)

(R₁為氫原子或甲基，n為平均值，為1以上的正數)

進一步地，本發明還提供一種半導體裝置，其特征在于，它是使用這些組合物將半導體元件密封而成的。

圖1為表達TG曲線與熱分解開始溫度之關系的模式圖。

本發明中使用的環氧樹脂，其中，在環氧樹脂的全部碳原子中，來自芳香族的碳原子的含量在70％以上。隨著來自芳香族的碳原子的含量增加，使用該環氧樹脂的樹脂組合物的阻燃性提高。由于該環氧樹脂的阻燃性優良，因此，在后述的并用作為固化劑的各種酚醛樹脂的場合下，即使本發明的樹脂組合物不含鹵系化合物或氧化銻等阻燃劑，也具有很高的阻燃性，可以維持在UL-94的V-0水平。另外，由于與酚醛樹脂的反應性良好，本發明樹脂組合物的成型性和機械強度優良。

本發明中使用的來自芳香族的碳原子，是指除了構成苯、萘、蒽、芘等的芳香環的碳原子以外，還包括與這些芳香環碳原子直接鍵合的碳原子。將芳香環上直接鍵合的碳原子包括在來自芳香族的碳原子中，其理由是，與芳香環直接鍵合的碳-碳鍵的鍵能比不是與芳香環直接鍵合的碳-碳鍵的鍵能大，從而推斷熱分解難。

來自芳香族的碳原子的含量，是由環氧樹脂的化學結構計算出來的。例如，在甲苯的場合下，由于甲基直接鍵合到芳香環上，被包括在來自芳香族的碳原子中，因此來自芳香族的碳原子的含量為100％。但是，在枯烯的場合下，構成芳香環的碳原子有6個，與芳香環直接鍵合但不是芳香族的碳原子有1個，不是與芳香環直接鍵合的碳原子有2個，因此，來自芳香族的碳原子的含量計算為(6+1)/(6+1+2)×100＝78％。