CN1676565A - 半导体密封用的环氧树脂组合物及用组合物的半导体器件 - Google Patents

半导体密封用的环氧树脂组合物及用组合物的半导体器件 Download PDF

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Abstract

一种用于半导体密封的环氧树脂组合物，其用于半导体元件而不是包括光感受器和发光器件的光学半导体元件的树脂密封。该环氧树脂组合物包括以下组分(A)－(D)且组分(D)的含量为75－95重量％，基于环氧树脂组合物的总重量：(A)环氧树脂；(B)酚醛树脂；(C)特定的脱模剂，和(D)无机填料。在施用于金属框部件/散热板时，用于半导体密封的环氧树脂组合物具有改善的粘合力，且在模塑过程中能防止从金属框部件/散热板上分离。

Description

半导体密封用的环氧树脂组合物及用组合物的半导体器件
技术领域
本发明涉及一种用于半导体密封的环氧树脂组合物，该组合物在应用于封装框架时具有改善的粘合力且能够在封装模塑时防止密封树脂与框架/散热板之间的分离。本发明还涉及一种使用该组合物的半导体器件。
背景技术
半导体元件如晶体管、IC和LSI密封在塑料封装等中以制备被保护不受周围环境的影响且能够控制半导体元件的半导体器件。这种封装形式的典型实例包括通孔装配封装和表面装配封装。
近来，半导体器件如LSI芯片内部的处理速度和集成度变得更高。此外，有追求更高装配密度的趋向以便满足电子设备减少尺寸和提升功能的要求。从这些观点出发，表面装配封装将代替通孔装配封装被主要使用。采用表面装配封装的半导体器件具有从平面布置伸出的插脚(pin)，且这些插脚使用焊接等直接固定在印刷线路板的表面。由于这种表面装配类型的半导体器件有从平面布置伸出的插脚，它们的特征是薄、轻且小，因此在印刷电路板上占用的区域少。此外，这些半导体器件具有能够装配在印刷线路板的两面的优点。
另一方面，在某些类型的通孔装配封装中，金属部件(铜或合金42)，如金属框部件和散热板，具有银、钯等沉积物。同样，在近年来主要使用的表面装配封装情况中，使用采用在金属框的表面镀镍获得的散热板的封装。特别在镀镍框和散热板中，存在在封装模塑时发生由密封材料形成的密封树脂部分(固化树脂)与框架/散热板之间分离的问题。
在制备这种半导体器件时，使用含有脱模剂的密封材料以便获得从模中的脱离性。脱模剂的实例包括长链羧酸如硬脂酸和棕榈酸，长链羧酸的金属盐如硬脂酸锌和硬脂酸钙，和蜡如巴西棕榈蜡、褐煤蜡及聚乙烯蜡。然而，这种脱模剂对于金属框部件和散热板显示出低粘合性，并且建议使用例如聚烷撑二醇改性的硅酮蜡作为脱模剂(参见文献1)。
文献1：JP-A-6-302724
发明内容
然而，使用含有聚烷撑二醇改性的硅酮蜡的脱模剂存在一个问题，当这种密封材料中的无机填料的含量超过75重量％时，其对于金属框部件和散热板显示出降低的粘合性且从它们上分离。
本发明是在这些情况下完成的。本发明的一个目的是提供一种用于半导体密封的环氧树脂组合物，该组合物应用于金属框部件/散热板具有改善的粘合力，并能防止在模塑时从金属框部件/散热板上分离。本发明的另一个目的是提供一种使用上述组合物的半导体器件。
本发明做了广泛的研究，以便获得应用于金属框部件和散热板具有极好的粘合力，并且能够防止在模塑时从金属框部件和散热板分离的密封材料。所做研究主要关于密封材料成分中的脱模剂。结果，意料不到地发现使用上述通式(1)代表的脱模剂(组分(C))不仅能改善在模塑时的脱离性，而且还能改善所形成的密封树脂部分和金属框部件或散热板之间的粘合，即使当密封材料中含有大量的无机填料，并因此防止出现某些问题，例如密封树脂部分和粘合体之间的分离。由此完成本发明。
因此，根据本发明的第一方面，其提供一种用于半导体密封的密封材料，其用于半导体元件而不是光学半导体元件(例如，光感受器和发光元件)的树脂密封，所述组合物包括以下组分(A)-(D)且组分(D)的含量为75-95重量％，基于环氧树脂组合物的总重量：
(A)环氧树脂；
(B)酚醛树脂；
(C)由下列通式(1)代表的脱模剂：
R1-O-(R2-O)m-H                    (1)
其中，R1是具有20-400个碳原子的一价脂肪族烃基团；R2是具有2-7个碳原子的二价脂肪族烃基团；且m是使得(R2-O)m部分的分子量占式(1)代表的化合物分子量的5-90重量％的数值，及
(D)无机填料。
2.上述1的用于半导体密封的环氧树脂组合物，其中组分(C)的含量为0.05-2重量％，基于用于半导体密封的环氧树脂组合物的总重量。
3.上述1或2的用于半导体密封的环氧树脂组合物，其进一步包括以下组分(E)：
(E)具有选自环氧基、聚醚基、羧基、酚式羟基、硫羟基和氨基中至少一种官能团的硅化合物。
4.上述3的用于半导体密封的环氧树脂组合物，其中组分(E)的含量为0.05-2重量％，基于用于半导体密封的环氧树脂组合物的总重量。
5.上述1-4的任意一种用于半导体密封的环氧树脂组合物，其进一步包括胺硬化促进剂。
6.上述1-5的任意一种用于半导体密封的环氧树脂组合物，其用于包括具有镀镍表面的铅框的半导体器件的树脂密封。
7.半导体器件，其包括半导体元件和上述1-6的任意一种用于半导体密封的密封半导体元件的环氧树脂，。
8.上述7的半导体器件，其进一步包括具有镀镍表面的铅框。
如上所述，本发明提供一种用于半导体密封的环氧树脂组合物，其用于半导体元件而不是包括光感受器和发光元件的光学半导体器元件的树脂密封，且含有含量在特定范围内的由通式(1)代表的特定的脱模剂(组分(C))与无机填充剂(组分(D))的结合。由于这种组成，所述的组合物不仅具有高的从模中的脱离性，而且还具有对金属框部件和散热板改善的粘合，即使当组合物中的无机填料的量调高至超过75重量％时。因此，在通过焊接装配的过程中防止密封材料从金属框部件和散热板脱离，并且能获得具有高可靠性的半导体器件。
此外，当除了上述的组分外，加入特定的硅化合物时，对于作为半导体器件的部件的金属框部件例如铅框和散热板的粘合性进一步改善，并且防止了在通过焊接装配时问题如分离和破裂的出现。从而，能够获得具有更高可靠性的半导体器件。
本发明的用于半导体密封的环氧树脂组合物显示出极好的对具有镀镍表面的金属框部件和散热板的粘合性；这种镀镍部分和板对于密封树脂显示出较其它金属框部件和散热板更差的粘合性。
附图说明
为了实施例和使描述的更清楚，参考以下附图：
图1是一透视图，展示用于粘合力测试的样品，该测试用来评价由环氧树脂组合物形成的固化树脂的粘合性，及
图2是说明一种用于测试从框上分离固化树脂所需要的剪切力的方法的视图。
具体实施方式
本发明的用于半导体密封的环氧树脂组合物由环氧树脂(组分A)、酚醛树脂(组分B)、特定的脱模剂(组分C)和无机填料(组分D)获得，并且通常是粉末状或由粉末通过挤压形成的片状。
能够用本发明用于半导体密封的环氧树脂组合物密封的半导体元件是不通过光入射或发射伴随起作用的元件，即不同于包括光感应器和发光元件(例如，发光二极管)的光学半导体元件的半导体元件。
环氧树脂(组分A)并不特别限定，并可使用分子中具有两种或多种环氧基团的化合物。其实例包括双酚A环氧树脂，苯酚-线型酚醛清漆环氧树脂，甲酚-线型酚醛清漆环氧树脂，联苯类环氧树脂，和三苯甲烷类环氧树脂。它们可以单独使用或者其两种或多种联合使用。从可靠性的观点来看，优选使用联苯类环氧树脂或者低吸湿性环氧树脂，如具有加有低级烷基基团的苯环的环氧树脂。这种环氧树脂优选为具有150-250的环氧当量的和具有50-130℃的软化点或熔点的环氧树脂。
与环氧树脂(组分A)联合使用的酚醛树脂(组分B)，用作环氧树脂的硬化剂，且并不特别限定。它是任何一种分子中含有两个或者多个酚式羟基基团的单体、低聚物和聚合物。其实例包括线型酚醛清漆树脂，甲酚线型酚醛清漆，联苯类线型酚醛清漆，三苯甲烷类线型酚醛清漆，萘酚线型酚醛清漆，苯酚芳烷树脂和联苯芳烷树脂。它们可单独使用或者其两种或多种联合使用。从可靠性的观点来看，在这些树脂中，优选使用低吸湿性酚醛树脂，如苯酚芳烷树脂或联苯芳烷树脂。
环氧树脂(组分A)和酚醛树脂(组分B)优选以以下比例混用，相对于环氧树脂中环氧基基团数量，酚醛树脂中羟基基团数量为0.7-1.3当量，更优选0.8-1.2当量。
与组分A和B联合使用的特定的脱模剂(组分C)是由通式(1)代表的化合物。在本发明中，通过使用这种特定的脱模剂(组分C)，获得具有高的从模中脱离性和对于金属框部件和散热板具有极好的粘合性的用于半导体密封的环氧树脂组合物。
R1-O-(R2-O)m-H                    (1)
(在式(1)中，R1是具有20-400个碳原子的一价脂肪族烃基团；R2是具有2-7个碳原子的二价脂肪族烃基团；和m是使得(R2-O)m部分的分子量占式(1)代表的化合物分子量的5-90重量％的数值)。
在通式(1)中，R1是具有20-400个碳原子的一价脂肪族烃基团。这是因为在环氧树脂组合物中碳的数目低于20会导致脱离性受损，而碳数目大于400会导致环氧树脂组合物中的分散性受损和因此受损的塑模外观。R1优选直链脂肪族烃基团，及特别优选的是，例如，乙烯低聚物。
在通式(1)中，R2是具有2-7个碳原子的二价脂肪族烃基团。其实例包括亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基和亚庚基。
在通式(1)中，符号m指的是重复数，是使得(R2-O)m部分的分子量占式(1)代表的整个化合物分子量的5-90重量％的数值。这是因为该部分分子量比例低于5重量％时可导致对框和其它部分的粘合性受损，而其比例超过90重量％可导致从模中脱离性受损。
由通式(1)代表的化合物能够被合成，例如，通过含有环氧基团的化合物如环氧乙烷、环氧丙烷或六氢呋喃与R1OH的加成反应。
通式(1)代表的化合物的具体实例包括以下各种化合物。它们可单独使用或者其两种或多种联合使用。
特定的脱模剂(组分C)的含量优选在0.05-2重量％，特别优选0.1-1重量％，基于用于半导体密封的环氧树脂组合物的总重量。其理由如下。在脱模剂的含量低于0.05重量％的情况下，密封树脂可能具有降低的从模中脱离性。另一方面，在其含量超过2重量％的情况下，密封树脂可具有增强的吸湿性，且这趋向于导致关于防湿可靠性失效的发生。
与组分A-C联合使用的无机填料(组分D)不特别限定，且可使用各种已知的填料。其实例包括石英玻璃粉末，滑石，石英粉，氧化铝粉，氮化铝和氮化硅粉末。这些无机填料可为任何形式，例如粉碎颗粒、球形颗粒或研磨颗粒。在这些填料中，优选使用石英粉，因为其能赋予获得的固化树脂以降低的线膨胀系数。作为石英粉可使用熔融的石英粉，晶体石英粉等。这些无机填料可单独使用或者其两种或多种联合使用。
无机填料(组分D)的含量应该在75-95重量％范围内，基于环氧树脂组合物的总重量。其理由如下。在填料的含量低于75重量％的情况下，密封树脂可能吸收增多量的水分，并且可能损害导热性能和降低树脂强度，在半导体封装回流过程种导致破裂或分离。在其含量超过95重量％的情况下，环氧树脂组合物的流动性受损并且不能塑模。
除了组分A-D之外，硅化合物(组分E)可用于本发明。硅化合物(组分E)与特定的脱模剂(组分C)的联合使用产生协同效应，使得使用用于半导体密封的环氧树脂组合物可得到具有更高的可靠性的半导体器件。在此器件中，密封树脂具有进一步改善的对金属框部件，例如铅框和散热板的粘合性，并且防止在通过焊接装配中发生的问题，如分离和破裂。
使用的硅化合物(组分E)优选是具有选自环氧基、聚醚、羧基、酚式羟基，硫羟基和氨基中至少一种官能团的硅化合物。这种化合物的实例包括硅烷偶联剂和含有一种或多种这些官能团的有机聚硅氧烷。
硅烷偶联剂不特别限定，并可使用各种硅烷偶联剂。其实例包括氨基硅烷偶联剂如γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷，环氧硅烷偶联剂如γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，和巯基硅烷偶联剂如γ-巯基丙基三甲氧基硅烷。它们可单独使用或者其两种或多种联合使用。
具有一个或多个官能团的有机聚硅氧烷的实例包括由以下通式(2)代表的化合物，其具有选自环氧基、聚醚、羧基、酚式羟基，硫羟基和氨基中至少一种官能团。在这些有机聚硅氧烷中，具有聚醚基团和一个或多个其它官能团的有机聚硅氧烷在脱模剂分散性和对金属框的粘合性等方面是极好的。
Figure A20051006564100091
(在式(2)中，R可相同或者不同，且每个都是一价烃基团；D是含有环氧基、羧基、酚式羟基，硫羟基和氨基中任何一种的一价有机基团；G是由以下通式(3)代表的基团；A可相同或不同，且每个都是选自R、D和G中的一个。符号p是1-1000的整数，和m和n每个都是0-100的整数，假设当A不是D和G时，m和n的任一个都不是0。
(在式(3)中，R3是二价有机基团；R4是-H或者一价有机基团；和b和c每个都是0-50的整数，假设b+c是1-100。)
在通式(2)中，R可相同或者不同，且每个都是一价烃基团。其实例包括脂族族烷基基团如甲基、乙基和丙基，脂环族烷基基团如环己基，芳基基团如苯基，及芳烷基基团如苄基。这些基团中优选的是甲基，因为其能带来满意的脱离性。从脱离性的观点来说，重复数P优选是1-1000的整数，特别优选10-500的整数。这是因为太小的重复数p可能导致获得充分脱离性的困难，而太大的重复数p趋向于导致在环氧树脂组合物中的分散性受损。
通式(2)代表的化合物含有选自环氧基、聚醚、羧基、酚式羟基，硫羟基和氨基中的至少一种官能团。在式(2)中的D含有选自环氧基、聚醚、羧基、酚式羟基、硫羟基和氨基中的一个基团，且重复数m是0-100的整数。式(2)中，G代表由式(3)代表的聚醚基团，且重复数n是0-100的整数。此外，在式(2)中，A可相同或不同，且每个都是选自上述R、D和G中的一个。当A不是D和G时，重复数m和n的任一个都不是0。
由通式(2)代表的化合物的实例包括在末端具有氨基、羧基或酚式羟基的化合物，和在侧链中具有选自环氧基、聚醚、羧基、酚式羟基，硫羟基和氨基的基团的化合物。
硅化合物(组分E)的含量优选的在0.05-2重量％范围内，特别优选0.1-1重量％，基于用于半导体密封的环氧树脂组合物的总重量。其理由如下。在硅化合物的含量低于0.05重量％的情况下，即使与特定的脱模剂(组分C)联合使用，该组分也不能产生大大改善粘合力的效果。在其含量超过2重量％的情况下，密封树脂具有增强的吸湿性，并这趋向于导致关于防湿可靠性失效的发生。
在组分A-E之外，其它添加剂可适当地加入本发明用于半导体密封的环氧树脂组合物中。添加剂的实例包括硬化促进剂，阻燃剂，阻燃剂助剂，粒子捕集剂，颜料或着色剂如炭黑，应力消除剂和增粘剂。
硬化促进剂不特别限定，并可使用各种已知的硬化促进剂。其实例包括胺化合物和磷化合物。胺硬化促进剂的实例包括咪唑化合物如2-甲基咪唑和叔胺如三乙醇胺及1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7。磷化合物硬化促进剂的实例包括三芳基膦如三苯基膦和四苯基鏻四苯基硼酸盐。它们可单独使用或者其两种或多种联合使用。在这些硬化促进剂中，优选使用叔胺如三乙醇胺或1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7，因为使用这种叔胺改善密封树脂对作为半导体器件元件的金属框部件例如铅框和散热板的粘合性，且防止在模塑时密封树脂从金属框部件和散热板上分离。硬化促进剂的含量优选在1-20份重量的范围内(此后简称“份”)，更优选2-15份，每100份酚醛树脂(组分B)。其理由如下。在硬化促进剂含量低于1份的情况下，所需的环氧树脂(组分A)与酚醛树脂(组分B)之间的硬化反应不易进行，并因此难于获得充足的硬化特性。在其含量超过20份的情况下，硬化反应趋向于进行过快，导致可塑性受损。
阻燃剂的实例包括卤素化合物阻燃剂如线型酚醛清漆类溴代环氧树脂。作为阻燃剂助剂，可使用三氧化二锑，五氧化二锑等。它们可单独使用或者其两种或多种联合使用。
除了卤素化合物阻燃剂之外，可使用由以下通式(4)代表的多面体金属氢氧化物。这种金属氢氧化物是一种具有多面体晶形且不具有薄板状晶形的化合物如至今仍在使用的那些六边形板状、片状等的金属氢氧化物。即，其是一种由不仅在长度和宽度方向而且在厚度方向(c轴方向)也充分生长的晶体构成的金属氢氧化物，例如一种具有由板状晶形在厚度方向(c轴方向)生长成更近似于球状的三维微粒晶形的金属氢氧化物。例如，其是具有晶形例如近十二面体、近八面体或者近四面体的金属氢氧化物。
m(MaOb)·n(QdOe)·cH2O                 (4)
(在式(4)中，M和Q是不同的金属元素，且Q是属于选自元素周期表第IVa、Va、VIa、VIIa、VIII、Ib和IIb中的一族的金属元素。符号m、n、a、b、c、d和e是正数，并可相同或不同。)
至于由通式(4)代表的金属氢氧化物，式(4)中代表金属元素的M的实例包括Al、Mg、Ca、Ni、Co、Sn、Zn、Cu、Fe和Ti。
在由通式(4)代表的金属氢氧化物中，Q代表另一种金属元素，其是选自元素周期表IVa、Va、VIa、VIIa、VIII、Ib和IIb中的一族的金属。其实例包括Fe、Co、Ni、Pd、Cu和Zn。可选自其中的任意一种或其中两种或多种的组合。
这种具有多面体晶形的金属氢氧化物其可通过，例如，在制备金属氢氧化物过程中调节各种条件获得。能够获得不仅在长度和宽度方向而且在厚度方向(c轴方向)都已经充分生长且具有所需多面体晶形，例如，近十二面体、近八面体或者近四面体形态的金属氢氧化物。通常，获得的金属氢氧化物是这种晶形中两种或多种的混合物。
具有多面体晶形的金属氢氧化物的典型实例包括氧化镁-氧化镍水合物，氧化镁-氧化锌水合物，和氧化镁-氧化铜水合物。
具有多面体晶形的金属氢氧化物优选的具有10μm或更小的最大颗粒直径，特别优选的6μm或更小。此外，具有多面体晶形的金属氢氧化物的比表面积范围优选为2.0-4.0m2/g。具有多面体晶形的金属氢氧化物的比表面积采用BET吸收法测量。
具有多面体晶形的金属氢氧化物的长宽比通常是1-8，优选1-7，特别优选1-4。这里术语“长宽比”指的是金属氢氧化物的长轴的长度与短轴的长度的比。在金属氢氧化物的长宽比大于8的情况下，含有这种金属氢氧化物的环氧树脂组合物具有增加的熔融粘度。也就是，粘度降低的效果被削弱。
任何已知的具有离子捕集能力的化合物都能用作离子捕集剂。例如，使用水滑石或氢氧化铋。
应力消除剂的实例包括丁二烯橡胶如丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物和甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物，和硅氧烷化合物。
本发明的用于半导体密封的环氧树脂组合物可，例如通过以下方式制备。也就是，该组合物可通过一系列步骤制备，包括任选地与其它添加剂一起混和上述组分A-E，使用捏合机，例如加热滚筒或捏合机处理混合物以利用热熔化和混和组分，冷却熔融物至室温，随后利用已知技术将其磨碎，和根据需要将粉末压成片。
利用环氧树脂组合物密封半导体元件的方法不特别限定。密封可采用已知的模塑法进行如，例如，通常的传递模塑。由此，可制备半导体器件。
在本发明的用于半导体密封的环氧树脂用作密封材料的情况下，适宜于施用该组合物的金属框部件和散热板的实例如下。从改善对于金属框部件例如铅框的粘合性的观点来看，铅框的实例包括具有镍沉积层作为最外层的铅框；至今使用的任何密封材料施用于这种铅框时都不具有充分的粘合力。散热板的实例包括表面具有镍沉积层的散热板。镍沉积层通常通过在由铜或铜合金制造的粗铅框或散热板上镀镍形成。这种镀镍的器件对于固化密封树脂的粘合性通常较差。然而，当使用本发明用于半导体密封的环氧树脂组合物时，由此获得的固化密封树脂显示出极好的粘合性，因为其含有特定脱模剂(组分C)。因此，防止了分离或其它问题的发生，并获得了具有高可靠性的半导体器件。
本发明将在下面通过参考实施例和比较例进行解释。
在实施例之前，制备以下组分。
环氧树脂A
邻甲酚-线型酚醛清漆环氧树脂(环氧当量，195；软化点70℃)
环氧树脂B
溴代线型酚醛清漆环氧树脂(环氧当量，455；软化点80℃)
环氧树脂C
联苯类环氧树脂[4，4’-双(2，3-环氧丙氧基)-3，3’，5，5’-四甲基联苯；环氧当量，193；熔点，105℃]
酚醛树脂
线型酚醛清漆树脂(羟基当量，105；软化点，83℃)
脱模剂A
由以下结构式(a)代表的化合物[分子量，1,380；对应于通式(1)中的R1是C48H97，R2是C2H4，和m是16]
脱模剂B
巴西棕榈蜡
硅氧烷油
由以下结构式(b)代表的化合物(分子量，31,000；环氧当量，7,800)
硅氧烷油B
由以下结构式(c)代表的化合物(分子量，22,000；氨当量，600)
硬化促进剂A
1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烷-7
硬化促进剂B
四苯基鏻四苯基硼酸盐
石英粉A
晶体石英粉；粉末平均颗粒直径为20μm，且最大颗粒直径为75μm
石英粉B
球状熔融石英粉具有49μm的平均颗粒直径，最大颗粒直径为100微米，Wardell球形度为0.85[Wardell球形度＝(与颗粒的投影面积相同的圆的直径)/(颗粒的最小外接圆的直径)]
硅烷偶联剂
γ-巯基丙基三甲氧基硅烷
炭黑
三氧化二锑
实施例1-13和比较例1-5
在表1和2中示出的组分按照表中的比例混和在一起。该混合物利用混合辊捏合机在80℃下加热(1分钟)，并由此熔融捏合。随后，冷却该熔融物，粉碎，然后制片。由此获得用于半导体密封的目标环氧树脂组合物。
表1
                                                                                             (份)
                                        实施例
  1   2   3   4   5   6   7   8
环氧树脂   100   100   100   100   100   100   100   100
  20   20   20   20   20   20   20   20
酚醛树脂   59   59   59   59   59   59   59   59
脱模剂   5.5   1.5   5.5   5.5   5.5   11   5.5   5.5
  -   -   -   -   -   -   -   -
硅氧烷油   -   5.5   1.5   5.5   11   5.5   -   -
  -   -   -   -   -   -   5.5   5.5
硬化促进剂   1   1   1   1   1   1   1   -
  -   -   -   -   -   -   -   3
炭黑   2   2   2   2   2   2   2   2
Sb2O3   24   24   24   24   24   24   24   24
石英粉A   918   925   925   925   925   925   925   925
硅烷偶联剂   0.4   0.4   0.4   0.4   0.4   0.4   0.4   0.4
脱模剂在整个环氧树脂组合物中的含量(wt％)   0.5   0.1   0.5   0.5   0.5   1.0   0.5   0.5
硅氧烷油在整个环氧树脂组合物中的含量(wt％)   -   0.5   0.1   0.5   1.0   0.5   0.5   0.5
石英粉在整个环氧树脂组合物中的含量(wt％)   81   81   81   81   8 1   81   81   81
表2
                                                                                                     (份)
                     实施例                      比较例
 9  10  11  12  13  1  2  3  4  5
环氧树脂  A  100  100  100  100  -  100  100  100  100  -
 B  20  20  20  20  -  20  20  20  20  -
 C  20  20  20  20  100  20  20  20  20  100
酚醛树脂  59  59  59  59  50  59  59  59  59  50
脱模剂  A  0.6  22  5.5  0.6  2.0  -  -  -  -  -
 B  -  -  -  -  -  5.5  5.5  5.5  5.5  2.0
硅氧烷油  A  -  -  0.6  22  15  5.5  -  -  -  -
 B  -  -  -  -  -  -  -  5.5  5.5  15
硬化促进剂  A  1  1  1  1  1  1  1  1  -  1
 B  -  -  -  -  -  -  -  -  3  -
炭黑  2  2  2  2  2  2  2  2  2  2
Sb2O3  24  24  24  24  -  24  24  24  24  -
石英粉  A  918  925  925  925  -  925  925  925  925  -
 B  -  -  -  -  2260  -  -  -  -  2260
硅烷偶联剂  0.4  0.4  0.4  0.4  0.4  0.4  0.4  0.4  0.4  0.4
脱模剂在整个环氧树脂组合物中的含量(wt％)  0.05  2.0  0.5  0.05  0.1  0.5  0.5  0.5  0.5  0.1
硅氧烷油在整个环氧树脂组合物中的含量(wt％)  -  -  0.05  2.0  0.5  0.5  -  0.5  0.5  0.5
石英粉在整个环氧树脂组合物中的含量(wt％)   82   80   81   80   93   81   81   81   81   93
对由此获得的实施例和比较例中的环氧树脂组合物的粘合性和模塑过程中的框分离进行检验/评价。其结果在表3和4中示出。
粘合性
各环氧树脂组合物和金属框板被用于通过传递模塑(175℃×2分钟和175℃×5小时用于后固化)模塑用于粘合力测验的样品。如图1所示，该样品包括金属框板3和，在其左端表面形成圆锥体的平截头体形(粘合部分面积，10mm2)的固化树脂5。如图2所示，固化树脂5由夹具6握住，且夹具6的一端固定在抗张强度测定仪的夹持器7上。样品的金属框板的另一端固定在抗张强度测定仪的夹持器8上。在箭头方向施加负载，和测量从金属框板3分离在金属框板3表面上的固化树脂5所需要的剪切力。该剪切力的值视为粘合力。在测量中，使用两种金属框板3，基，一种镀镍的(通过在粗铜材料表面上镀镍获得的框)，和一种由没有电镀的铜制备的)。
此外，在实施例和比较例中获得的各个环氧树脂组合物通过传递模塑(条件：175℃×2分钟)被用来封装半导体元件。然后经过175℃×5小时的后固化得到半导体器件TO-220(具有在粗铜物质材料镀镍获得的铅框和散热板的晶体管外壳)。
在与铅框的界面上的分离
对这些半导体器件的铅框与密封树脂层(固化树脂)之间的界面进行分离测验。经测验没有分离的半导体器件用“○”表示，而那些经测验在界面分离的用“×”表示。界面分离测验利用超声波显微镜进行。
表3
                             实施例
1  2  3  4  5  6  7  8
    粘合力(MPa) 镍沉积  4.3  2.0  5.0  6.2  7.8  6.7  6.0  4.5
铜  6.3  5.8  7.3  9.1  11  9.8  8.1  6.5
    在与铅框的界面上的分离  ○  ○  ○  ○  ○  ○  ○  ○
表4
                   实施例                       比较例
  9   10   11   12   13     1     2     3     4    5
    粘合力(MPa) 镍沉积   1.0   9.0   6.5   7.0   3.0     0     0     0     0     0
铜   5.0   12   9   10   6.0     5.0     3.0     4.5     4.0    5.9
  在与铅框的界面上的分离   ○   ○   ○   ○   ○     ×     ×     ×     ×    ×
上述给出的结果显示如下含义。在实施例中获得的组合物在用于金属框板时显示高粘合力，虽然它们的石英粉的含量大于80重量％。此外，对于在模塑过程中从铅框分离的测验结果显示没有发生分离，和获得了高可靠性半导体器件。特别地，在施用于由在粗铜材料表面镀镍获得的框板获得没有达到高粘合力。与此相反，在施用于由在粗铜材料表面上镀镍获得的框板和由铜制备的框板时，在比较例中获得的组合物具有较实施例中获得的组合物低的粘合力。由这些组合物形成的密封树脂在与铅框的界面上遭受分离，且以此获得的半导体器件可靠性差。
虽然本发明已经参考其具体实施方式被详细描述，对于本领域技术人员来说，在其中可作出的各种没有偏离其范围的变化和修改是显而易见的。
本申请基于在2004年3月31日提交的日本专利申请No.2004-105688，其全部内容在此引入作为参考。

Claims (8)

1.一种用于半导体密封的环氧树脂组合物，其用于半导体元件而不是光学半导体元件的树脂密封，所述组合物包含以下组分(A)-(D)且组分(D)的含量为75-95重量％，基于环氧树脂组合物的总重量：
(A)环氧树脂；
(B)酚醛树脂；
(C)由下列通式(1)代表的脱模剂：
R1-O-(R2-O)m-H                            (1)
其中，R1是具有20-400个碳原子的一价脂肪族烃基团；R2是具有2-7个碳原子的二价脂肪族烃基团；且m是使得(R2-O)m部分的分子量占式(1)代表的化合物分子量的5-90重量％的数值，和
(D)无机填料。
2.权利要求1的用于半导体密封的环氧树脂组合物，其中组分(C)的含量为0.05-2重量％，基于用于半导体密封的环氧树脂组合物的总重量。
3.权利要求1的用于半导体密封的环氧树脂组合物，其进一步包含以下组分(E)：
(E)具有选自环氧基、聚醚基、羧基、酚式羟基、硫羟基和氨基基中至少一个官能团的硅化合物。
4.权利要求3的用于半导体密封的环氧树脂组合物，其中组分(E)的含量为0.05-2重量％，基于用于半导体密封的环氧树脂组合物的总重量。
5.权利要求1的用于半导体密封的环氧树脂组合物，其进一步包括胺硬化促进剂。
6.权利要求1的用于半导体密封的环氧树脂组合物，其用于包括具有镀镍表面的铅框的半导体器件的树脂密封。
7.一种半导体器件，其包括半导体元件和权利要求1的用于半导体密封的环氧树脂组合物，该环氧树脂密封上述半导体元件。
8.权利要求7的半导体器件，其进一步包括具有镀镍表面的铅框。
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