[发明专利]用于封装半导体器件的环氧树脂组合物以及使用其封装的半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及环氧树脂组合物以及使用其封装的半导体器件。更具体地，本发明涉及在固化性能、室温储存稳定性、流动性、抗裂性、耐湿性等方面表现出优良性能的环氧树脂组合物，以及使用其封装的半导体器件。

背景技术

由于低成本和易于大量生产，广泛采用环氧树脂组合物的传递成型作为用于封装半导体二极管(如IC、LSI等)的方法以获得半导体器件。具体地，传递成型通过对用作固化剂的环氧树脂或酚醛树脂改性可以提高半导体器件的性能和可靠性。

为了促进树脂的固化反应，用于电气材料和电子材料的环氧树脂组合物使用胺化合物如叔胺和咪唑、膦(phosphine)、鳞盐等。

然而，随着电子设备向更小、更轻、更高性能发展的趋势，半导体的高度集成化以及对半导体器件表面安装的日益增长的需求每年都在加快，这造成使用通常的环氧树脂组合物不能解决的问题。此外，目前用于封装半导体器件的材料要求快速固化以改善生产率以及要求保存安全性以改善配送和储存时的处理。

为了解决这些需求和问题，在本领域中使用三苯基膦和1，4-苯醌的加合物(adduct)作为固化促进剂。然而，这些固化促进剂即使在相对较低的温度下也促进固化反应，并且具有的问题是，例如，即使通过当环氧树脂组合物与其他组分混合时来自于混合物的热量或者甚至通过在固化反应前从外部施加的热量使环氧树脂组合物的固化反应部分进行。此外，混合完成后，存在的问题是，即使当环氧树脂组合物在室温下储存时也可以进行固化反应。

当环氧树脂组合物是液态时，这种部分固化反应导致粘度的增加或流动性降低，并且当环氧树脂组合物是固态时，提供粘性。此外，由于在环氧树脂组合物中并不均匀地发生这种状态的变化，当环氧树脂组合物在高温下通过固化反应成型时，由于流动性的降低，出现成型品的可塑性降低连同力学性能(mechanical property，机械性能)、电气性能、以及化学性能的降低。

因此，由于使用这种固化促进剂引起环氧树脂组合物保存安全性的降低，因此严格的质量管理、低温储存或运输、以及模制条件的严格控制是必需的，而且其处理是困难的。

目前，由于在电子元件设备封装技术中的高密度安装，通常使用表面固定型封装代替典型的插入型封装，并且与典型的插入型封装相比，表面固定型封装在钎焊时趋向降低封装的抗裂性能(cracking property)。也就是说，在表面固定型封装如IC、LS等中，封装件中二极管所占的体积日益增加，而封装件明显变得更薄以增加安装密度。此外，由于在焊接回流工艺(welding reflow process)中表面固定型封装件暴露于200℃或更高的高温，当半导体器件包含在封装件中时，水分和挥发性组分快速膨胀并且容易导致半导体器件的开裂。此外，在高温回流过程中，当环氧树脂组合物的固化产物与在半导体器件内部的半导体二极管、引线框架等的附着力在它们之间的界面处不足时，在该界面处发生脱落，并导致耐湿性的降低。

然而，通过使用三苯基膦和1，4-苯醌的加合物作为固化促进剂制备的环氧树脂组合物的固化产物封装半导体二极管制造的半导体器件不能表现出足够的耐湿性和抗裂性。

因此，对于潜在的固化促进剂(催化剂)存在需要，其能够确保环氧树脂组合物的室温储存稳定性和充足的流动性，同时提供抗裂性和耐湿性。

发明内容

本发明提供用于封装半导体二极管的环氧树脂组合物以及使用其封装的半导体器件，该环氧树脂组合物在室温储存稳定性、流动性、固化性能、抗裂性和耐湿性方面表现出优良的性能。

本发明的一个方面涉及环氧树脂组合物。环氧树脂组合物包含：环氧树脂；固化剂；固化促进剂；以及无机填料，其中固化促进剂包括由式1表示的四价铵盐或四价鳞盐：