[发明专利]密封半导体用环氧树脂组合物及半导体装置

说明书

本申请为以下申请的分案申请：2007年3月1日，申请号为200780005592.4，其发明名称为密封半导体用环氧树脂组合物及半导体装置。

技术领域

本发明涉及密封半导体用环氧树脂组合物和半导体装置。

背景技术

二极管、晶体管、集成电路等电子部件，一般采用环氧树脂组合物进行密封。特别是集成电路，已采用了含有环氧树脂、酚醛树脂固化剂以及例如熔融二氧化硅、结晶二氧化硅等无机填料的耐热性、耐湿性优良的环氧树脂组合物。然而，近年来，电子仪器小型化、轻量化、高性能化的市场动向使半导体元件更高集成，半导体装置的表面安装化则被不断地促进，因此半导体元件密封用的环氧树脂组合物变得多样化且对其要求亦日益严格。特别是半导体装置的表面安装已很普遍，吸湿的半导体装置在焊锡回流处理时暴露在高温下。另外，作为废除环境负荷物质的一环，正推行用不含铅的焊锡代替含铅焊锡工作，但该无铅焊锡与原来的焊锡相比熔点高。因此表面安装时的回流温度需要比常规的高20℃左右，具体在260℃下进行处理。因此，半导体装置要暴露在比常规高的温度下，易使半导体元件或引线框与环氧树脂组合物的固化物的界面剥离。半导体装置易于产生裂缝等使半导体装置的可靠性大大受损的不良情况。

而且，从环境保护方面考虑，有限制使用原来在半导体密封材料中作为阻燃剂使用的含溴有机化合物等的含卤阻燃剂，以及三氧化二锑、四氧化二锑等的锑化合物的趋势，而且要求有代替它们进行阻燃的方法。作为半导体密封材料的替代阻燃方法，提出使用氢氧化铝和氢氧化镁等金属氢氧化物。然而为了获得阻燃效果，必需使用大量上述的金属氢氧化物，当使用足量的阻燃剂时，环氧树脂组合物成型时的流动性、固化性及固化材料的机械强度降低，导致上述无铅焊锡安装温度区域的耐回流焊接性降低。

为了解决这些问题，提出采用低吸水性的、可挠性的、阻燃树脂，以同时满足耐回流焊接性和阻燃性的要求(例如，参见专利文献1、2和3)。然而，需要更高的耐回流焊接性，同时由于近年来半导体变得更薄、互联更细，需要改善密封和成型时的流动性。因此，难以满足所有这些要求。

这种情况下，需要开发阻燃性更高、流动性良好和耐回流焊接性足够高的密封半导体用的树脂组合物，使得使用无铅焊锡而无需使用阻燃剂。

[专利文献1]日本专利申请特开平H01-275618

[专利文献2]日本专利申请特开平H05-097965

[专利文献3]日本专利申请特开平H05-097967

发明内容

因此，本发明提供了一种密封半导体用环氧树脂组合物，其具有更高的阻燃性、良好的流动性和足够高的耐回流焊接性，使得可以使用无铅焊锡而无需使用阻燃剂，本发明还提供了高可靠性的半导体装置，其中半导体元件用组合物的固化产品密封。

本发明提供了以下：

[1]密封半导体用环氧树脂组合物，其包括

(A)通式(1)表示的环氧树脂，其中GPC(凝胶渗透色谱)面积比测定的双核化合物(在通式(1)中n＝1的组分)的比例为60％～100％，且双核化合物总量中，用NMR面积比测定的其中双(苯甲基)基团与两个缩水甘油苯醚中的缩水甘油醚基团的两个结合位置以对位连接的双核化合物的比例为35％～100％；

(B)在一个分子中具有两个或以上酚羟基的固化剂；

(C)无机填料；和

(D)固化促进剂，

且基本没有含卤化合物或锑化合物；

其中

R1和R2相同或不同，代表具有1～4个碳的烷基；a是0～3的整数；b是0～4的整数；n是1～5的整数；且G为缩水甘油基。

[2]如[1]所述的密封半导体用环氧树脂组合物，其中组分(A)是150℃下ICI熔融粘度为0.05泊～0.5泊，且软化点为80℃～110℃的环氧树脂。

[3]如[1]或[2]所述的密封半导体用环氧树脂组合物，其中组分(A)是通式(2)表示的环氧树脂，其中，GPC(凝胶渗透色谱)面积比测定的双核化合物(在通式(2)中n＝1的组分)的比例为60％～100％，且双核化合物总量中，用NMR面积比测定的其中双(苯甲基)基团与两个缩水甘油苯醚中的缩水甘油醚基团的两个结合位置以对位连接的双核化合物的比例为35％～100％：

其中