CN108602984B

CN108602984B - 用于密封半导体器件的环氧树脂组合物及通过使用其密封的半导体器件

Info

Publication number: CN108602984B
Application number: CN201780007822.4A
Authority: CN
Inventors: 赵芝允; 裴庆徹; 尹祉儿; 李英俊
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2021-01-29
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: KR101943698B1; KR20170090962A; CN108602984A; WO2017131390A1

Abstract

本发明涉及一种用于密封半导体器件的环氧树脂组合物和通过使用其密封的半导体器件，环氧树脂组合物包含环氧树脂、固化剂、无机填料和由化学式8表示的三嗪化合物。

Description

用于密封半导体器件的环氧树脂组合物及通过使用其密封的半导体器件

技术领域

本发明涉及用于封装半导体器件的环氧树脂组合物和使用其封装的半导体器件。更具体地说，本发明涉及用于封装半导体器件的环氧树脂组合物和使用其封装的半导体器件，所述环氧树脂组合物具有良好的抗裂性以及对于由各种材料形成的引线框架(leadframe，引线框)的良好的粘合强度。

背景技术

最近，发现废弃的电气/电子产品中含有的铅(Pb)对人体有不利影响，在许多国家，每升地下水中铅(Pb)的洗脱量被规定到0.05至0.3毫克。特别地，在欧洲对铅的使用进行了积极地立法，并且根据限制有害物质(RoHS)的规定，将强制执行诸如铅、汞、镉和六价铬等无机元素和溴化有机阻燃剂的法规。

因此，在执行上述法规之前，已经积极开展研究以在电气/电子产品中使用环保材料取代含有毒物质的组分。特别是进行无铅(无Pb)组分的开发。

在海外，通常将无铅焊料用于应用于半导体器件的组件，并且存在使用无铅镀层逐渐取代应用于引线框架的锡-铅(Sn-Pb)镀层的趋势。作为目前开发的用于替代现有锡-铅镀的无铅镀方法，可以推荐纯Sn镀和Ni-Pd预镀。

然而，需要纯锡镀层(电镀，plating)以克服晶须的问题，并且预计需要相当长的时间才能将纯锡镀层应用于大规模生产。因此，Ni-Pd-Ag或Ni-Pd-Ag/Au预镀框架(PPF)被建议作为解决这个问题的替代方案。特别地，在欧洲，已经进行积极的研究以使用PPF引线框架来取代铜引线框架。

然而，与相关技术领域中的典型合金或铜基引线框架相比，这种PPF引线框架对用作封装材料的环氧树脂组合物表现出非常低的粘合强度，并且可以从环氧树脂组合物上剥离，从而导致可靠性的显著劣化。

特别地，焊接后可靠性倾向于显著取决于环氧树脂组合物的固化产物与半导体器件或其引线框架之间的界面处的粘合强度。因此，界面粘合强度的降低引起封装材料的分层，由此导致在半导体器件中产生裂纹。尽管将胺偶联剂添加到环氧树脂组合物中以提高相关技术领域中半导体器件和封装材料之间的界面处的粘合强度，但这种环氧树脂组合物难以确保相对于PPF引线框架的足够的粘合强度。

因此，需要开发能够改善相对于由各种材料形成的引线框架(诸如PPF引线框架)的粘合强度的环氧树脂组合物。

韩国专利公开号2008-0062440公开了本发明的背景技术。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，其相对于半导体器件的引线框架(特别是PPF引线框架)表现出良好的粘合强度。

本发明的另一目的是提供一种半导体器件，其通过用于封装半导体器件的环氧树脂组合物封装，以当安装在基底上时提供良好的抗裂性。

技术方案

本发明的一个方面提供用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，其包含：环氧树脂、固化剂、无机填料、和由式8表示的三嗪化合物：

[式8]

在式8中，X和Y各自独立地为取代或未取代的C_1-20烷基或取代或未取代的C_6-20芳基；E是NH、O或S；R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉和R₂₀各自独立地为氢、羟基、胺基或硫醇基(thiol group，巯基)；并且n₁、n₂、n₃、n₄和n₅各自独立地为0至5的整数。

在式8中，R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉和R₂₀中的至少一个可以为羟基、胺基或硫醇基。具体地，R₁₇可以为羟基、胺基或硫醇基。

在式8中，X和Y中的至少一个可以是由式9表示的化合物：

[式9]

在式9中，*是连接基团，并且E、R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉、R₂₀、n₁、n₂、n₃、n₄和n₅与由式8表示的化合物中的相同。

在一个实施方式中，三嗪化合物可以是由式10表示的化合物：

[式10]

在式10中，E、R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉、R₂₀、n₁、n₂、n₃、n₄和n₅可以与由式8表示的化合物中的相同。

由式8表示的三嗪化合物在环氧树脂组合物中的存在量可以为按重量计约0.01％(wt％)至约0.5wt％。

具体地，环氧树脂组合物可以包括：约0.1wt％至约17wt％的环氧树脂、约0.1wt％至约13wt％的固化剂、约70wt％至约95wt％的无机填料、和约0.01wt％至约0.5wt％的由式8表示的三嗪化合物。

环氧树脂组合物可以进一步包括固化促进剂、偶联剂、脱模剂和着色剂中的至少一种。

本发明的另一方面提供由根据本发明的环氧树脂组合物封装的半导体器件。半导体器件可以包括利用含镍和钯的材料预镀(pre-plate，预电镀)的引线框架。

有益效果

根据本发明的环氧树脂组合物相对于半导体器件的引线框架(特别是PPF引线框架)表现出良好的粘合强度。

此外，由根据本发明的环氧树脂组合物封装的半导体器件当通过焊接等安装在基板上时表现出良好的抗裂性。

附图说明

图1示出了用于测量粘合强度的试样。(A)是试样的俯视图且(B)是试样的截面图。

具体实施方式

最佳模式

在下文中，将详细地描述本发明的实施方式。

将省略可能不必要地模糊本发明主题的已知功能和结构的详细描述。

如本文所使用的，术语“包含”、“含有”、“包括”和/或“含”指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组合，但不排除存在或增加其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组合。此外，单数形式“一个”、“一种”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另有明确说明。

除非另有说明，否则组分分析时会考虑误差幅度(margin，界限)。

此外，如在本文中使用的表示一定数值范围的“X至Y”表示“大于或等于X并且小于或等于Y”。

此外，如本文使用的，表述“取代或未取代的”中的术语“取代的”是指官能团中的至少一个氢原子被羟基、卤素、氨基、胺基、硝基、氰基、含氧基团(oxo group，氧基，氧代基团)、硫醇基、C_1-20烷基、C_1-20卤代烷基、C_6-30芳基、C_3-30杂芳基、C_3-10环烷基、C_3-10杂环烷基、C_7-30芳基烷基或C_1-30杂烷基取代。在本文中，“卤素”是指氟、氯、碘或溴。

根据本发明的用于封装半导体器件的环氧树脂组合物包括环氧树脂、固化剂、无机填料和三嗪化合物。

在下文中，将详细地描述根据本发明的环氧树脂组合物的组分的每一个。

环氧树脂

根据本发明的环氧树脂可以选自通常用于封装半导体器件的任何环氧树脂。具体地，环氧树脂可以包括每分子具有至少两个环氧基团的环氧化合物。环氧树脂的例子可以包括通过酚或烷基酚与羟基苯甲醛的缩合物的环氧化获得的环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、多功能环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A/双酚F/双酚AD的酚醛清漆型环氧树脂、双酚A/双酚F/双酚AD的缩水甘油醚、双羟基联苯型环氧树脂(bis-hydroxybiphenyl type epoxy resin)、双环戊二烯环氧树脂等。更具体地，环氧树脂可以包括甲酚酚醛清漆型环氧树脂、多官能环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂和联苯型环氧树脂中的至少一种。

多官能环氧树脂的实例可以包括由式1表示的化合物。

[式1]

在[式1]中，R1、R2、R3、R4和R5各自独立地为氢原子或C_1-10烷基，R6和R7各自独立地为氢原子、甲基或乙基，并且a是整数0至6。具体地，R1、R2、R3、R4和R5可以各自独立地为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基或己基，并且R6和R7可以为氢原子，但不限于此。

由[式1]表示的多官能环氧树脂可以抑制包装的变形并改善快速固化、延迟(latency)和维护，同时确保固化产品的良好强度和粘合性。

更具体地，多官能环氧树脂组合物可以是三苯酚烷烃型环氧树脂，诸如三苯酚甲烷型环氧树脂、三苯酚丙烷型环氧树脂等。

苯酚芳烷基型环氧树脂的例子可以包括酚醛清漆型苯酚芳烷基型环氧树脂，其包括由式2表示的联苯衍生物。

[式2]

在[式2]中，b平均在1至7的范围内。

[式2]的苯酚芳烷基型环氧树脂形成在酚骨架中具有联苯基的结构，以在吸湿性、韧性、抗氧化性和抗裂性方面提供良好的性能，并且具有低交联密度以在高温下燃烧时形成焦化层，同时确保一定程度的阻燃性。

联苯型环氧树脂的例子可以包括由式3表示的化合物：

[式3]

在[式3]中，R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14和R15各自独立地为C_1-4烷基且c的平均值在0至7的范围内。

在树脂组合物的流动性和可靠性方面，有利地使用[式3]的联苯型环氧树脂。

这些环氧树脂可以单独使用或组合使用。

也可以以通过使环氧树脂与其它添加剂(诸如固化剂、固化促进剂、脱模剂、偶联剂和应力消除剂)预反应而获得的加合物(诸如熔融母料)的形式使用这些环氧树脂。具体地，可以使用含有少量氯离子、钠离子和其它离子杂质的环氧树脂以改善耐湿性。

在环氧树脂组合物中，环氧树脂的存在量可以为约0.1wt％至约17wt％，特别是约3wt％至约15wt％，更特别是约3wt％至约12wt％。在环氧树脂的这个含量范围内，环氧树脂组合物在固化后可以实现良好的粘合力和强度。

固化剂

固化剂可以选自通常用于封装半导体器件的任何典型固化剂，特别是含有至少两个反应性基团的固化剂。

固化剂的例子可以包括多价酚化合物，诸如苯酚芳烷基型酚树脂、苯酚酚醛清漆型酚树脂、Xylok型酚树脂、甲酚酚醛清漆型酚树脂、萘酚型酚树脂、萜烯型酚树脂、多官能酚树脂、双环戊二烯酚树脂、由双酚A和甲阶酚醛树脂制备的酚醛清漆型酚树脂、三(羟基苯基)甲烷和二羟基联苯；酸酐，如马来酸酐和邻苯二甲酸酐；芳族胺，如间苯二胺、二氨基二苯基甲烷和二氨基二苯砜，但不限于此。

例如，固化剂可以包括苯酚酚醛清漆型酚树脂、Xylok型酚树脂、苯酚芳烷基型酚树脂和多官能酚树脂中的至少一种。

苯酚酚醛清漆型酚树脂可以是例如由[式4]表示的苯酚酚醛清漆型酚树脂：

[式4]

(在[式4]中，d的范围为1至7)。

由式4表示的苯酚酚醛清漆型酚树脂在交联点之间具有短距离，以通过在与环氧树脂反应时增加交联密度来提高固化产物的玻璃化转变温度，由此通过降低固化产物的线性膨胀系数来抑制半导体封装的翘曲。

苯酚芳烷基型酚树脂可以是例如由[式5]表示的含有联苯衍生物的酚醛清漆结构的苯酚芳烷基型酚树脂：

[式5]

(在[式5]中，e的平均值的范围为1至7)。

由式5表示的苯酚芳烷基型酚树脂通过与环氧树脂反应形成焦化层，以阻止周围的热量和氧气的转移，从而提高阻燃性。

此外，Xylok型酚树脂可以是例如由[式6]表示的Xylok型酚树脂：

[式6]

(在[式6]中，f的平均值的范围为0至7)。

由式6表示的Xylok型酚树脂有利地用来改善树脂组合物的流动性和可靠性。

多官能酚树脂可以是例如包括由[式7]表示的重复单元的多官能酚树脂：

[式7]

(在[式7]中，g平均在1至7的范围内)。

包括由式7表示的重复单元的多官能酚树脂用于改善环氧树脂组合物在高温下的翘曲抑制。

这些固化剂可以单独使用或组合使用。

此外，可以以通过使环氧树脂与添加剂(诸如固化催化剂、脱模剂、偶联剂和应力消除剂)预反应而获得的加合物(诸如熔融母料)的形式使用这些固化剂。

在用于封装半导体器件的环氧树脂组合物中，固化剂的存在量可以为约0.1wt％至约13wt％，特别是约0.1wt％至约10wt％，更特别是约0.1wt％至约8wt％。在固化剂的这一含量范围内，在由环氧树脂组合物形成的固化产品的固化程度和强度方面，环氧树脂组合物可以表现出良好的性质。

可以根据半导体封装的机械性能和耐湿性来调节环氧树脂与固化剂的组成比例。例如，环氧树脂与固化剂的化学当量比的范围可以为约0.95至约3，特别是约1至约2，更特别是约1至约1.75。在这一范围内，环氧树脂组合物在固化后可以实现优异的强度。

无机填料

无机填料用于改善环氧树脂组合物的机械强度和应力降低。无机填料可以选自任何无机填料而没有限制，只要无机填料可以用于封装半导体器件即可。无机填料的例子可以包括熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁、氧化铝、氧化镁、粘土、滑石、硅酸钙、氧化钛、氧化锑、玻璃纤维等。这些无机填料可以单独使用或组合使用。

具体地，使用具有低线性膨胀系数的熔融二氧化硅来降低应力。熔融二氧化硅是指真比重为约2.3或更小的无定形二氧化硅，并且可以通过熔化结晶二氧化硅来生产或可包括由各种材料制备的无定形二氧化硅。尽管熔融二氧化硅的形状和粒径没有特别的限制，但可取的是，基于无机填料的总量，约50wt％至约99wt％的平均粒径为约5μm至约30μm的球形熔融二氧化硅与约1wt％至约50wt％的平均粒径为约0.001μm至约1μm的球形熔融二氧化硅的混合物的存在量为约40wt％至约100wt％。此外，取决于树脂组合物的所需用途，可以将熔融二氧化硅的最大粒径调节为约45μm、约55μm和约75μm中的任一者。尽管球形熔融二氧化硅可以在其表面上包含导电碳作为异物，但重要的是选择其中侵入了较少极性异物的材料。

取决于所需的特性如成型性、应力和高温下的强度，无机填料的量变化。在一个实施方式中，无机填料在环氧树脂组合物中的存在量可以为约70wt％至约95wt％，例如约80wt％至约90wt％或约83wt％至约97wt％。在无机填料的这一范围内，环氧树脂组合物可以确保阻燃性、流动性和可靠性。

三嗪化合物

三嗪化合物用于改善环氧树脂组合物与镀有银或金的引线框架或用含镍和钯的材料预镀的引线框架的粘合性，并且可以包括由式8表示的化合物。

[式8]

在式8中，X和Y各自独立地为取代或未取代的C_1-20烷基或取代或未取代的C_6-20芳基；E是NH、O或S；R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉和R₂₀各自独立地为氢、羟基、胺基或硫醇基；且n₁、n₂、n₃、n₄和n₅各自独立地为整数0至5。

具体地，在式8中，R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉和R₂₀中的至少一个可以是羟基、胺基或硫醇基。更具体地，R₁₇可以是羟基、胺基或硫醇基。当羟基、胺基或硫醇基偶联到R₁₇的部位时，环氧树脂组合物在提高粘合性方面具有优异的效果。

X和Y中的至少一个可以是由式9表示的官能团。

[式9]

在式9中，*是连接基团，并且E、R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉、R₂₀、n₁、n₂、n₃、n₄和n₅与式8的那些相同。

在一个实施方式中，三嗪化合物可以是由式10表示的化合物。

[式10]

在式10中，E、R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉、R₂₀、n₁、n₂、n₃、n₄和n₅与式8的那些相同。

三嗪化合物含有大量具有高电负性的N，因此提高了与金属的粘合性。

在环氧树脂组合物中，由[式8]表示的三嗪化合物的存在量可以为约0.01wt％、0.02wt％、0.03wt％、0.04wt％、0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.10wt％、0.15wt％、0.20wt％、0.25wt％、0.30wt％、0.35wt％、0.40wt％、0.45wt％或0.50wt％。此外，由[式8]表示的三嗪化合物的存在量可以在从以上阐述的数值之一到以上阐述的另一数值的范围内。例如，由[式8]表示的三嗪化合物在环氧树脂组合物中的存在量可以为约0.01wt％至约0.5wt％，特别是约0.01wt％至约0.3wt％。在三嗪化合物的该范围内，环氧树脂组合物相对于引线框架表现出显著改善的粘合性。

其它组分

根据本发明的环氧树脂组合物可以进一步包括固化促进剂、偶联剂、脱模剂和着色剂中的至少一种。

固化促进剂

固化促进剂用于促进环氧树脂与固化剂之间的反应。固化促进剂的例子可以包括叔胺、有机金属化合物、有机磷化合物、咪唑化合物、硼化合物等。叔胺的例子可以包括苄基二甲胺、三乙醇胺、三亚乙基二胺、二甲基氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚、2-2-(二甲基氨基甲基)苯酚、2,4,6-三(二氨基甲基)苯酚和三-2-乙基己酸的盐。

有机金属化合物的例子可以包括乙酰丙酮铬、乙酰丙酮锌和乙酰丙酮镍。有机磷化合物的例子可以包括三(4-甲氧基)膦、四丁基溴化鏻、四苯基溴化鏻、苯基膦、二苯基膦、三苯基膦、三苯基膦三苯基硼烷和三苯基膦-1,4-苯醌加合物。咪唑化合物的例子可以包括2-苯基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-氨基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑和2-十七烷基咪唑，但不限于此。硼化合物的例子可以包括四苯基鏻-四苯基硼酸盐、三苯基膦四苯基硼酸盐、四苯基硼盐、三氟硼烷-正己胺、三氟硼烷单乙胺、四氟硼烷三乙胺和四氟硼烷胺。此外，可以使用1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)和苯酚酚醛清漆树脂盐，但不限于此。

更具体地，这些有机磷化合物、硼化合物、胺化合物或咪唑化合物可以单独或组合使用作为固化促进剂。固化促进剂可以以通过使这些化合物与环氧树脂或固化剂预先反应而获得的加合物的形式使用。

基于环氧树脂组合物的总重量，固化促进剂的存在量可以为约0.01wt％至约2wt％，特别是约0.02wt％至约1.5wt％，更特别是约0.05wt％至约1wt％。在这一范围内，固化促进剂可以促进环氧树脂组合物的固化，同时确保良好的固化程度。

偶联剂

偶联剂用于改善环氧树脂和无机填料之间的界面强度，并且可以包括例如硅烷偶联剂。硅烷偶联剂可以选自本领域中使用的任何硅烷偶联剂，只要硅烷偶联剂可以在环氧树脂和无机填料之间反应以改善环氧树脂与无机填料之间的界面强度即可。硅烷偶联剂的例子包括环氧硅烷、氨基硅烷、脲基硅烷和硫醇基硅烷(mercaptosilane，巯基硅烷)。这些偶联剂可以单独使用或组合使用。

基于环氧树脂组合物的总量，偶联剂的存在量可以为约0.01wt％至约5wt％，特别是约0.05wt％至约3wt％，更特别是约0.1wt％至约2wt％。在此范围内，偶联剂增加了由环氧树脂组合物形成的固化产物的强度。

脱模剂

脱模剂可以包括从由石蜡、酯蜡、高级脂肪酸、高级脂肪酸金属盐、天然脂肪酸和天然脂肪酸金属盐组成的组中选择的至少一种。

脱模剂在环氧树脂组合物中的存在量可以为约0.1wt％至约1wt％。

着色剂

着色剂用于激光标记半导体器件的封装材料并且可以选自在相关技术领域中使用的典型着色剂。例如，着色剂可以包括炭黑、钛黑、氮化钛、碱式磷酸铜(dicopperhydroxide phosphate)、氧化铁和云母中的至少一种。

基于环氧树脂组合物的总量，着色剂的存在量可以为约0.01wt％至约5wt％，特别是约0.05wt％至约3wt％，更特别是约0.1wt％至约2wt％。

此外，环氧树脂组合物根据需要可以进一步包括应力释放剂，诸如改性硅油，硅酮粉末和硅酮树脂；抗氧化剂，诸如四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷等，以免对本发明的目的产生不利影响。

在使用上述组分制备环氧树脂组合物的一般方法中，使用Henschel混合机或Lodige混合机均匀地混合预定量的组分，随后使用辊磨机或捏合机进行熔融捏合，冷却并粉碎，从而获得最终的粉末产物。

作为使用环氧树脂组合物封装半导体器件的方法，可以使用低压传递成型。可替换地，可以将注射成型或铸造用于环氧树脂组合物的成型。

通过这些方法，可以将环氧树脂组合物应用到铜引线框架(例如，镀银的铜引线框架)、镍合金引线框架、通过在引线框架上预镀含镍和钯的材料并且再使用银(Ag)和金(Au)中至少一种进行电镀而获得的引线框架、PCB等上，以封装半导体器件，从而制造其中半导体器件被环氧树脂组合物封装的半导体封装。

发明模式

接下来，将参照一些实施例更详细地描述本发明。应该理解的是，这些实例仅用于说明，并且不以任何方式解释为限制本发明。

为了清楚起见，将省略对本领域技术人员显而易见的细节的描述。

实施例

实施例和比较例中使用的组分的细节如下。

(A)环氧树脂

(a1)使用联苯型环氧树脂(YX-4000,Japan Epoxy Resin Co.,Ltd.)

(a2)使用联苯酚醛清漆型环氧树脂(NC-3000,Nippon Kayaku Co.,Ltd.)

(B)固化剂

(b1)使用苯酚酚醛清漆树脂(DL-92,Meiwa Co.,Ltd.)

(b2)使用联苯酚醛清漆型树脂(MEH-7851SS,Meiwa Co.,Ltd.)

(C)固化促进剂：使用TPP-k(三苯基膦,Hokko Chemical Co.,Ltd.)

(D)无机填料：使用平均粒径为20μm的球形熔融二氧化硅和平均粒径为0.5μm的球形熔融二氧化硅的混合物(重量比为9:1)

(E)偶联剂

(e1)使用硫醇基丙基三甲氧基硅烷偶联剂(KBM-803,Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)

(e2)使用甲基三甲氧基硅烷偶联剂(SZ-6070,Dow-Corning Co.,Ltd.)

(e3)使用胺硅烷偶联剂(KBM-573,Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)

(F)三嗪化合物

(f1)使用式f1表示的三嗪化合物

苯酚,2,2'2”-[1,3,5-三嗪-2,4,6-三基三(氧)]三-

(f2)使用式f2表示的三嗪化合物

苯胺,4,4',4”-[1,3,5-三嗪-2,4,6-三基三(氧)]三-

(f3)使用式f3表示的三嗪化合物

[式f3]

1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺,N²,N⁴,N⁶-三(4-氨基苯基)-

(f4)使用式f4表示的三嗪化合物

[式f4]

苯甲醇,4,4',4”-[1,3,5-三嗪-2,4,6-三基三(硫)]三-

(f5)使用式f5表示的三嗪化合物

[式f5]

苯胺,4,4',4”-[1,3,5-三嗪-2,4,6-三基三(硫)]三-

(f6)使用式f6表示的三嗪化合物

[式f6]

1,3,5-三嗪,2,4,6-三[4-(2-环氧乙烷基甲基)苯氧基]-

(G)着色剂：使用炭黑(MA-600B,Mitsubishi Chemical Co.,Ltd.)

(H)脱模剂：使用巴西棕榈蜡

实施例1至5和比较例1至2

使用Henschel混合机(KSM-22,KEUM SUNG MACHINERY CO.LTD.)在25℃至30℃下将如表1所示称量的组分均匀混合30分钟，并且通过连续捏合机在110℃(最大)下熔融捏合30分钟，随后冷却到10℃至15℃并且粉碎，由此制备用于封装半导体器件的环氧树脂组合物。

[表1]

[单位：wt％]

评价实施例1至5以及比较例1和2中制备的环氧树脂组合物的下列性质并且将测量结果示于表2中。

性质评价

(1)流动性(英寸)：根据EMMI-1-66，使用传递模压机，在测试模具中在70kgf/cm²的负载下在175℃测量每个环氧树脂组合物的流动长度。数值越高表示流动性越好。

(2)玻璃化转变温度(℃)：使用热机械分析仪(TMA)，测量每种环氧树脂组合物的玻璃化转变温度。此处，将TMA设定为以10℃/min的速率将树脂组合物从25℃加热到300℃。

(3)粘合强度(kgf)：制备由如表2所示材料形成并且具有与用于测量粘合强度的模具相对应的尺寸的引线框架，并且在170℃至180℃的模具温度、70kgf/m²的夹持压力、1,000psi的转移压力和0.5cm/s至1cm/s的转移速度的条件下，使用表1的环氧树脂组合物模塑120秒，由此制备如图1所示的试样。此处，将引线框架与环氧树脂组合物的接触面积设定为40±1mm²。

将每个试样置于170℃至180℃的烘箱中并且后固化4小时，随后测量粘合强度I。然后，将每个试样在60℃和60％RH下放置120小时，并且在260℃下进行IR回流三次30秒，随后测量粘合强度II。使用通用测试机器(UTM)测量粘合强度。在测量中，测量12个试样的粘合强度并记录12个试样的粘合强度的平均值。

(4)阻燃性：根据UV 94V-0测试方法测量阻燃性

(5)可靠性：通过使用表1所示的环氧树脂组合物封装包括预镀有镍-钯-金的引线框架的半导体器件来制造半导体封装。将每个半导体封装放置在175℃的烘箱中，随后进行两个小时的后固化。然后，将半导体封装在125℃下干燥24小时，在60℃和60％RH下放置120小时，接着在260℃下进行IR回流30秒，重复三次。此后，通过非破坏性C-SAM(扫描声学显微镜)和光学显微镜观察半导体封装。在200个半导体封装中，记录产生裂纹的半导体封装的数目。

[表2]

如表2所示，包括由式8表示的三嗪化合物的实施例1至5的环氧树脂组合物相对于各种材料的引线框架具有高粘合强度，并且在流动性、可靠性(抗裂性)和固化程度方面表现出良好的性质。相反，不含三嗪化合物的比较例1的环氧树脂组合物以及使用含有末端环氧基团的三嗪化合物制备的比较例2的环氧树脂组合物具有消极的抗裂性并且相对于镀Ag引线框架和PPF引线框架的粘合强度低于实施例1至5的环氧树脂组合物。

Claims

1.一种用于封装半导体器件的环氧树脂组合物，包含：

0.1wt％至17wt％的环氧树脂、0.1wt％至13wt％的固化剂、70wt％至95wt％的无机填料、以及0.01wt％至0.5wt％的由式10表示的三嗪化合物，

式10

在式10中，

E是O或S；

R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉和R₂₀各自独立地为氢、羟基、胺基、或硫醇基；并且

n₁、n₂、n₃、n₄和n₅各自独立地为0至5的整数。

2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉和R₂₀中的至少一个是羟基、胺基、或硫醇基。

3.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其中，R₁₇是羟基、胺基、或硫醇基。

4.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，进一步包含：

固化促进剂、偶联剂、脱模剂以及着色剂中的至少一种。

5.一种由根据权利要求1至4中任一项所述的环氧树脂组合物封装的半导体器件。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述半导体器件包括利用含镍和钯的材料预镀的引线框架。