[发明专利]用于封闭电子元件的环氧树脂模制材料及用其封闭的半导体装置

说明书

发明领域

本发明涉及用于封闭电子元件的环氧树脂模制材料，它具有出色的耐热冲击性、耐回流焊接性和成型性，还涉及用该环氧树脂模制材料封闭的半导体设备，尤其涉及用于表面安装的塑料包装的LSI。

相关技术

环氧树脂模制材料已被广泛而大量地用于封闭电子元件，如晶体管、集成电路等。其理由在于，环氧树脂在各种性能之间的平衡较好，其中包括电学性能、耐热性、机械强度和对插入物的粘附性等方面。尤其是邻甲苯酚酚醛清漆环氧树脂和苯酚酚醛清漆硬化剂的组合物在这些性能之间的平衡特别好，因而已被用作封闭集成电路的模制材料的主要的基本树脂。

但是，目前电子元件包装尤其集成电路包装的小型化和薄型化造成了在周期性的冷却和加热过程中这些包装的破裂，因而需要在耐热冲击性方面作进一步改进。

常规的改进环氧树脂模制材料的耐热冲击性的方法是：

(1)在环氧树脂模制材料中分散液态聚硅氧烷(silicone)；

(2)在日本专利申请公开公报号1-272620中公开的方法，其中，用硅氧烷化合物预先对环氧树脂或硬化剂进行改性；

(3)在日本专利申请公开公报号61-185527，62-93962，62-147749和5-175369中公开的方法，其中，用聚硅氧烷聚合物粉末对环氧树脂进行改性；

方法(1)降低了在回流焊接过程中的耐破裂性和标记性，还因为液态聚硅氧烷的渗漏而破坏了模制产品的外观。方法(2)会降低玻璃化温度，从而破坏包装的耐热冲击性。(3)中的每一种方法，即用聚硅氧烷聚合物粉末进行改性，成功地降低了环氧树脂组合物的弹性模量并降低了在集成电路元件和环氧树脂模制材料之间的界面上产生的应力。但是在日本专利申请公开公报号61-185527和5-175369中公开的方法中，其中加入固态聚硅氧烷进行分散，暴露出使得到的环氧树脂模制材料降低断裂点和断裂延长的缺点。这种缺点似乎是由于聚硅氧烷颗粒和环氧树脂之间的亲和性差造成的。如在日本专利申请公开公报号62-93962和62-147749中所公开的那样，用与环氧树脂可共存的树脂涂覆聚硅氧烷颗粒的表面可以提高亲和性，从而在某种程度上避免了强度和延长的下降。但是用这些方法产生的颗粒的核心是液态的聚硅氧烷或者含有液态聚硅氧烷，而液态聚硅氧烷的存在会产生各种问题。由这种液态成分造成的具体问题有，破坏了包装的集成电路的表面的标记性能以及为了安装用粘合剂将集成电路暂时固定在电路板时，集成电路的脱粘和脱落。

本发明的目的是提供一种非常可靠的用于封闭电子元件的环氧树脂模制材料，它对半导体元件只施加很小的应力，它具有高耐热冲击性并且对模制产品的表面不造成麻烦。尤其，对于用于表面安装的集成电路的可靠性，改进在回流焊接条件下的耐破裂性是个重要问题。

本发明提供了一种用于封闭电子元件的环氧树脂模制材料，其特征在于它含有：

(A)每个分子至少具有两个环氧基团的环氧树脂，

(B)每个分子至少具有两个酚式羟基的化合物，和

(C)一种粉末，它

(1)具有一种包括固态聚硅氧烷核心和有机聚合物外壳的结构，

(2)固态聚硅氧烷具有[RR’SiO_2／2]单元，其中R是1-6个碳原子的烷基、芳基或者具有末端碳-碳双键的官能团，而R’是1-6个碳原子的烷基或者是芳基，此外，本发明还提供了用该模制材料封闭的半导体装置。发明详述

每个分子至少具有两个环氧基团的环氧树脂(即用于本发明的组份(A))可以是任何一种选自常用的用于封闭电子元件的环氧树脂模制材料的材料。其中一些例子包括由苯酚和醛形成的酚醛清漆的环氧化产物，例如苯酚酚醛清漆环氧树脂或者邻甲苯酚酚醛清漆环氧树脂；二缩水甘油基醚，例如双酚A、双酚F、双酚S或烷基取代的双酚的二缩水甘油基醚，作为聚胺的反应产物的缩水甘油基胺环氧树脂如二氨基二苯基甲烷或异氰脲酸和表氯醇的反应产物，以及直链脂族环氧树脂和脂环族环氧树脂(它是烯键与过酸如过乙酸的氧化产物。)。

在这些环氧树脂(A)中，具有特别出色的耐回流焊接性的种类是具有联苯基骨架的取代或非取代环氧树脂，它最好占全部所用的环氧树脂的至少60重量％。用量小于60重量％时，这些环氧树脂不能表现出出色的低吸湿性和高粘接性，而且在耐回流焊接性方面客观上没有明显的提高。这种环氧树脂的例子包括4，4′-双羟基联苯或4，4′-双羟基-3，3′，5，5′-四甲基联苯和表氯醇的环氧化产物。