TWI391420B - Epoxy resin composition for semiconductor sealing and semiconductor device - Google Patents

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Description

半導體封閉用環氧樹脂組成物及半導體裝置
本發明係關於相對於樹脂基板及金屬基板之單面搭載半導體元件，且僅將此半導體元件搭載的樹脂基板面及金屬基板面側的實質上單面予以封閉的半導體構件，為提供溫度循環性優良，且良好之彎曲特性、耐迴流性、耐濕信賴性優良之硬化物的半導體封閉用環氧樹脂組成物，及以該樹脂組成物之硬化物所封閉的半導體裝置。
自以往，半導體裝置以樹脂封閉型之二極管、電晶體、IC、LSI、超LSI作為主流，因為環氧樹脂為比其他之熱硬化性樹脂之成形性、接黏性、電性特性、機械特性、耐濕性等優良，故一般為以環氧樹脂組成物將半導體裝置封閉。
但是，此數年來，隨著朝向電子機器之小型化、輕量化、高性能化發展的市場，愈益發展半導體元件的高集成化，並且於促進半導體裝置之裝配技術中，對於使用作為半導體封閉材之環氧樹脂的要求為亦包含無鉛化且日益嚴格。
例如，高密度裝配優良之球形網格陣列(BGA)和QFN等成為近年的IC和LSI主流，但因此包裝物為僅單面封閉，故成形後的彎曲變成大問題。
又，隨著LSI製造步驟的微細化，進行更低比介電率(1.1~3.8)低介電率層間絕緣膜的開發，SiOF等之添加雜質之氧化矽膜、有機高分子膜、孔狀二氧化矽等可使用作為低介電率層間絕緣膜，但彼等因為機械強度低，故於焊料迴流時或其後的溫度循環，於封閉材與低介電率層間絕緣膜的界面發生剝離，引起於低介電率層間絕緣膜內部、或封閉樹脂中造成裂痕的重大問題。
於專利第3137202號公報(專利文獻1)中，揭示於環氧樹脂與硬化劑所構成之環氧樹脂組成物中，使用1,1－雙(2,7－二縮水甘油氧基－1－萘基)鏈烷作為環氧樹脂為其特徵的環氧樹脂組成物。此環氧樹脂之硬化物為耐熱性極優良，且耐濕性亦大為優異，一般而言可克服高耐熱環氧樹脂之硬化物所具有之堅硬且脆的缺點。
更且於特開2005－15689號公報(專利文獻2)中，揭示含有1,1－雙(2,7－二縮水甘油氧基－1－萘基)鏈烷(a1)和1－(2,7－二縮水甘油氧基－1－萘基)－1－(2－縮水甘油氧基－1－萘基)鏈烷(a2)和1,1－雙(2－縮水甘油氧基－1－萘基)鏈烷(a3)之環氧樹脂(A)與硬化劑(B)作為必須之環氧樹脂組成物，於前述(a1)與前述(a2)與前述(a3)之合計100重量份中含有40~95重量份為其特徵之環氧樹脂組成物。即，描述由於流動性、硬化性之降低，故於上述一般式(1)中，以m＝0、n＝0者為40質量份~95質量份為佳。但是，本發明所用之環氧樹脂(A)雖亦如前述般具有萘構造，但以一般式(1)定義m＝1、n＝1者之含量，發現流動性為良好，並且線膨脹係數小，具有高的玻璃態化溫度並且顯示低吸濕性，且耐焊料裂痕性優良。
另外，本發明所關連的公知文獻為下述。
[專利文獻1]專利第3137202號公報
[專利文獻2]特開2005-15689號公報
本發明為鑑於上述情事，以提供可取得溫度循環性優良，且良好之彎曲特性、耐迴流性、耐濕信賴性優良之硬化物的半導體封閉用環氧樹脂組成物，及以該環氧樹脂組成物之硬化物所封閉之半導體裝置為其目的。
本發明者等人為了達成上述目的而進行致力檢討之結果，發現含有(A)下述一般式(1)所示之萘型環氧樹脂
(m、n為0或1，R為表示氫原子、碳數1~4之烷基、或苯基，G為含縮水甘油基之有機基，但於上述一般式(1)100質量份中，m=0、n=0者含有35~85質量份，m＝1、n＝1者含有1~35質量份)(B)苯酚樹脂硬化劑、(C)含烯基之環氧化合物的烯基、與下述平均組成式(2)所示之有機基聚矽氧烷的SiH基經由加成反應所得之共聚物Ha R1 b SiO( 4 － a － b ) / 2 (2)(式中，R1 為表示經取代或非取代之一價烴基、烴基或烷氧基，a及b為滿足0.01≦a≦1、1≦b≦3、1≦a＋b≦4之正數。一分子中之矽原子數為20~50之整數，一分子中，直接與矽原子鍵結的氫原子數為1以上之整數)、(D)無機充填劑之半導體封閉用環氧樹脂組成物及其硬化物所封閉之半導體裝置為溫度循環性優良，且良好之彎曲特性、耐迴流性、耐濕信賴性優良，並且達成本發明。
本發明之半導體封閉用環氧樹脂組成物為提供溫度循環性優良，且良好之彎曲特性、耐迴流性、耐濕信賴性優良之硬化物。因此，以本發明之半導體封閉用環氧樹脂組成物之硬化物所封閉的半導體裝置為於產業上特別有用。
以下，更加詳細說明本發明。
[(A)環氧樹脂]
本發明所用之環氧樹脂(A)為下述一般式(1)所示之萘型環氧樹脂。
此處，m、n為0或1，R為氫原子、碳數1~4之烷基、或苯基，G為含縮水甘油基之有機基，但於上述一般式(1)100質量份中m=0、n=0者含有35~85質量份，m=1、n=1者含有1~35質量份者為必須的。
一般式(1)之合計100質量份中m=0、n=0者之含量未滿35質量份之情況，樹脂組成物的黏度變高且流動性降低，若超過85質量份則樹脂組成物的交聯密度為極端降低且因硬化性降低，且玻璃態化溫度降低故為不佳。其次，m=1、n=1者若超過35質量份，則交聯密度上升且玻璃態化溫度為上升並且於高溫下的彈性率亦變高，故為不佳。更且，所得之環氧樹脂組成物的硬化性、耐熱性、高溫彈性率為優良之方面而言，m=0、n=0者之含量為45~70質量份，m=1、n=1者之含量為5~30質量份為佳。
於特開2005-15689號公報中，描述由於流動性、硬化性降低，故以m=0、n=0者為40質量份~95質量份為佳。但是，本發明所用之環氧樹脂(A)雖亦如前述般具有萘構造，但以一般式(1)定義m＝1、n＝1者之含量，發現流動性為良好，並且線膨脹係數小，具有高的玻璃態化溫度並顯示低吸濕性，且耐焊料裂痕性優良。
此類環氧樹脂具體而言可列舉下述者。
(但R、G為如上述)
R具體而言可列舉氫原子、甲基、乙基、丙基等之烷基、或苯基，G之含縮水甘油基之有機基具體可列舉下述式所示之基等。
另外，於本發明中，環氧樹脂成分除了上述特定之環氧化合物(A)以外，亦可併用其他之環氧樹脂。其他之環氧樹脂並無特別限定，可為先前公知的環氧樹脂，可列舉例如苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等之酚醛清漆型環氧樹脂、三酚甲烷型環氧樹脂、三酚丙烷型環氧樹脂等之三酚鏈烷型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、苯酚芴烷基型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、雜環型環氧樹脂、上述以外之含萘環環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂等之雙酚型環氧樹脂、茋型環氧樹脂、鹵化環氧樹脂等，且可使用其中一種或二種以上。
此時，上述特定之(A)萘型環氧樹脂的配合量為相對於全部環氧樹脂(上述特定之(A)萘型環氧樹脂(A)＋其他之環氧樹脂)期望為50~100質量%，特別為70~100質量%。上述特定之(A)萘型環氧樹脂之配合量未滿50質量%，則有時無法取得充分的耐熱性、迴流性、吸濕特性等。
[(B)硬化物]
本發明之環氧樹脂組成物之(B)成分的苯酚樹脂並無特別限定，可列舉先前公知之苯酚酚醛清漆樹脂、含萘環之苯酚樹脂、苯酚芳烷基型苯酚樹脂、芳烷基型苯酚樹脂、含有聯苯骨架之芳烷基型苯酚樹脂、聯苯型苯酚樹脂、二環戊二烯型苯酚樹脂、脂環式苯酚樹脂、雜環型苯酚樹脂、含萘環苯酚樹脂、雙酚A、雙酚F等之苯酚樹脂、甲基四氫苯二甲酸酐、甲基六氫苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐、甲基海明酸酐等之酸酐等，其中可為一種或併用二種以上，但以至少一分子中具有至少一個經取代或非取代之萘環的苯酚樹脂為特性。
於本發明中，關於(A)成分環氧樹脂，(B)成分苯酚樹脂的配合比例並無特別限制，相對於環氧樹脂中所含之環氧基1莫耳，硬化劑中所含之酚性羥基的莫耳比為0.5~1.5、特別以0.8~1.2之範圍為佳。
[(C)共聚物]
本發明之半導體封閉用環氧樹脂組成物為令(C)含烯基之環氧化合物之烯基、與下述平均組成式(2)所示之有機基聚矽氧烷的SiH基加成反應的共聚物作為必須成分。
Ha R1 b SiO( 4 － a － b ) / 2 (2)
式中，R1 為表示經取代或未取代之一價烴基，羥基或烷氧基，a及b為滿足0.01≦a≦1、1≦b≦3、1≦a＋b≦4之正數。一分子中之矽原子數為20~50之整數，一分子直接與矽原子鍵結的氫原子數為1以上之整數。
此處，於式(2)中，R1 之一價烴基以碳數1~10個、特別以1~8個為佳，具體而言，可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、己基、環己基、辛基、癸基等之烷基、乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、己烯基等之烯基、苯基、二甲苯基、甲苯基等之芳基、苄基、苯乙基、苯丙基等之芳烷基等，和將此些烴基之一部分或全部氫原子以氯、氟、溴等之鹵原子所取代之氯甲基、溴乙基、三氟丙基等之鹵素取代一價烴基等。
式(2)之有機基聚矽氧烷之一分子中矽原子數為20~50個，特別以30~40個為佳。有機基聚矽氧烷之一分子中的矽原子數未滿20個，則矽氧烷成分析出，耐迴流性降低。又，若超過50，則矽氧烷的功能大小變大，有時無法取得良好的溫度循環。
又，式(2)中，a、b之更佳範圍為0.01≦a≦0.5、1.5≦b≦2.5、1.5≦a＋b≦3，直接結合至矽原子之氫原子(SiH基)數為1~10，特佳為1~5。又，共聚物中之有機基聚矽氧烷含量為5~50質量%，特佳為10~30質量%。
本發明之共聚物的製造方法已為公知(特公昭63－60069號、特公昭63－60070號公報等)，經由令含烯基之環氧化合物的烯基、與上述式(1)所示之有機基矽氧烷之SiH基的加成反應則可取得。共聚物具體而言可例示下述式(3)所示之構造。
上述式中，R2 為氫原子或碳數1~6之一價烴基，R3 為-CH2 CH2 CH2 -、-OCH2 -CH(OH)-CH2 -O-CH2 CH2 CH2 -或-O-CH2 CH2 CH2 -。L為18~48，較佳為28~38之整數，p及q為1~100，較佳為2~50之整數。)
上述R2 之碳數1~6，較佳為1~3之一價烴基可列舉例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第三丁基、戊基、己基等之烷基；環戊基、環己基等之環烷基；苯基等之芳基；乙烯基、烯丙基等之烯基等。其中以甲基為佳。上述R4 分別可為相同或相異。
上述L為18~48，較佳為28~38之整數，共聚物(C)成分之有機基聚矽氧烷的含量，於環氧樹脂組成物中之分散性，相溶性及封閉樹脂之應力降低性能之關係下，於共聚物中為5~50質量%，特佳為10~30質量%。
上述(C)共聚物之添加量為令二有機基聚矽氧烷單位，相對於(A)環氧樹脂和(B)苯酚樹脂硬化物之合計量100質量份，以0.1~20質量份，特佳為0.5~10質量份。添加量未滿0.1質量份，則有時無法取得良好的溫度循環性，若超過20質量份，則流動性降低，吸水率增加。
[(D)無機充填劑]
本發明之環氧樹脂組成物中所配合之(D)成分的無機充填劑，可使用通常環氧樹脂組成物所配合者。可列舉例如熔融二氧化矽、結晶性二氧化矽等之二氧化矽類、氧化鋁、氮化矽、氮化鋁、氮化硼、氧化鈦、玻璃纖維、三氧化銻等。此些無機充填劑之平均粒徑和形狀及無機充填劑的充填量並無特別限定，但為了無鉛且提高耐焊料裂痕性及難燃性，於環氧樹脂組成物中，在不損害成形性之範圍下儘可能大量充填為佳。
此時，無機充填劑之平均粒徑、形狀，以平均粒徑3~30 μ m，特別以5~25 μ m之球狀熔融二氧化矽為特佳。此處，平均粒徑為例如根據雷射光繞射法等，使用粒度分佈測定裝置等並以重量平均值(或中間徑)型式求出。另外，上述無機充填劑為了加強樹脂與無機充填劑的結合強度，以配合矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等之偶合劑預先處理者為佳。
此偶合劑可使用γ－縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、γ－縮水甘油氧丙基甲基二乙氧基矽烷、γ－異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、γ－脲丙基三乙氧基矽烷、β－(3,4－環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等之環氧矽烷類；N－(β－胺乙基)－γ－胺丙基三甲氧基矽烷、γ－胺丙基三乙氧基矽烷、N－苯基－γ－胺丙基三甲氧基矽烷等之胺基矽烷類；γ－氫硫丙基三甲氧基矽烷等之氫硫基矽烷類；咪唑化合物與γ－縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷之反應物等之矽烷偶合劑為佳。其可單獨一種或組合使用二種以上亦可。
又，表面處理所用之偶合劑的配合量及表面處理方法並無特別限制。
無機充填劑之充填量相對於上述(A)環氧樹脂與(B)硬化劑(苯酚樹脂)之總量100質量份，以200~1100質量份，特別以500~800質量份為適當，充填量未滿200質量份，則膨脹係數變大且包裝物的彎曲增大並且加至半導體元件的應力增加，導致元件特性惡化，又，因為相對於組成物全體之樹脂量變多，故吸濕性顯著降低且耐裂痕性亦降低。另一方面，若超過1100質量份則成形時的黏度變高，成形性有時變差。另外，此無機充填劑為組成物全體之75~91質量%，特別為78~89質量%之含量為佳，更且以83~87質量%之含量為佳。
[(E)硬化促進劑]
又，於本發明中，為了促進環氧樹脂與硬化劑的硬化反應，以使用(E)硬化促進劑為佳。此硬化促進劑若為促進硬化反應者則無特別限制，例如可使用三苯膦、三丁膦、三(對－甲苯基)膦、三(壬苯基)膦、三苯膦－三苯基硼烷、四苯膦．四苯基硼酸鹽、三苯膦－苯醌加成物等之磷系化合物、三乙胺、苄基二甲胺、a－甲基苄基二甲胺、1,8－二吖雙環(5,4,0)十一碳烯－7等之三級胺化合物、2－甲基咪唑、2－苯基咪唑、2－苯基－4－甲基咪唑等之咪唑化合物等。
硬化促進劑之配合量為有效量但上述磷系化合物、三級胺化合物、咪唑化合物等之環氧樹脂與硬化劑(苯酚樹脂)之促進硬化反應用之硬化促進劑相對於(A)環氧樹脂與(B)硬化劑之總量100質量份以0.1~3質量份、特佳為0.5~2質量份。
[其他之配合成分]
本發明之半導體封閉用環氧樹脂組成物除了以上成分以外在可表現本發明目的及效果之範圍內進一步視需要可配合各種添加劑。例如可添加配合巴西棕櫚蠟、米蠟、聚乙烯、氧化聚乙烯、褐煤酸、褐煤酸與飽和醇、2－(2－羥乙胺基)－乙醇、乙二醇、甘油等之酯化合物之褐煤蠟；硬脂酸、硬脂酸酯、硬脂酸醯胺、伸乙基雙硬脂酸醯胺、乙烯與醋酸乙烯酯之共聚物等其可單獨一種或組合使用二種以上亦可。
脫模劑之配合比率相對於(A)及(B)成分之總量100質量份期望以0.1~5質量份更佳為0.3~4質量份。
[環氧樹脂組成物之調製等]
將本發明之封閉樹脂組成物調製作為成型材料時之一般的方法為令環氧樹脂、硬化劑、二氧化矽、其他之添加物以指定之組成比配合，並以混合器等充分均勻混合後，以熱輥、捏和機、擠壓機等進行熔融混合處理，其次冷卻固化，並粉碎成適當之大小作成成形材料。另外，將組成物以混合器等充分均勻混合時，為了令保存安定性良好，或者以矽烷偶合劑等作為濕潤劑預先進行表面處理等為佳。
此處，矽烷偶合劑可列舉γ－縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷、γ－縮水甘油氧丙基甲基二乙氧基矽烷、γ－縮水甘油氧丙基三乙氧基矽烷、對－苯乙烯基三甲氧基矽烷、γ－甲基丙烯醯氧丙基甲基二甲氧基矽烷、γ－甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、γ－甲基丙烯醯氧丙基甲基二乙氧基矽烷、γ－甲基丙烯醯氧丙基三乙氧基矽烷、γ－丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷、N－β(胺乙基)γ－胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N－β(胺乙基)γ－胺丙基三甲氧基矽烷、N－β(胺乙基)γ－胺丙基三乙氧基矽烷、γ－胺丙基三甲氧基矽烷、γ－胺丙基三乙氧基矽烷、N－苯基－γ－胺丙基三甲氧基矽烷、γ－氫硫丙基甲基二甲氧基矽烷、γ－氫硫丙基三甲氧基矽烷、雙(三乙氧丙基)四硫、γ－異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等。此處，表面處理所用之矽烷偶合劑量及表面處理方法並無特別限制。
如此處理所得之本發明的半導體封閉用樹脂組成物可有效利用於各種半導體裝置的封閉，此時，封閉之最一般的方法可列舉低壓轉移成形法。另外，期望本發明之封閉用樹脂組成物之成形溫度為150~185℃且進行30~180秒鐘、後硬化為以150~185℃進行2~20小時。
[實施例1]
以下，示出調製例、實施例及比較例，具體說明本發明，但本發明不被下述之實施例所限制。另外，於下列例中份均均為質量份。
[實施例1~10、比較例1~6]
將表1所示之成分以熱雙輥予以均勻熔融混合，並冷卻、粉碎取得半導體封閉用環氧樹脂組成物。所使用之厚材料示於下。
(環氧樹脂)於上述式(1)中之環氧樹脂中，使用根據m、n之值之下述構造的環氧樹脂(i)~(iii)，且根據其配合比率使用如表1之環氧樹脂(I)~(IV)、及(V)聯苯芳烷基型環氧樹脂(NC3000：日本化藥(股)製商品名)。G為同上述。
環氧樹脂(i)(m＝0、n＝0)
環氧樹脂(ii)(m＝1且n＝0、m＝0且n＝1)
環氧樹脂(iii)(m＝1、n＝1)
(苯酚樹脂)苯酚樹脂(VI)：下述式所示之苯酚樹脂
酚醛清漆型苯酚樹脂(VII)：TD－2131(大日本油墨化學工業(股)製商品名)
(共聚物)為經由含烯基之環氧化合物與有機基氫聚矽氧烷之加成反應所得的共聚物，於上述式(3)中R1 為表示－CH3 、R2 為表示－H、R3 為表示－OCH2 －CH(OH)－CH2 －O－CH2 CH2 CH2 －、p＝18、q＝18之下述共聚物(VIII)~(XXI)。
共聚物(VIII)：一分子中之矽原子數L＝28(矽氧烷含量16重量%)共聚物(VIV)：一分子中之矽原子數L＝38(矽氧烷含量21.2重量%)共聚物(XX)：一分子中之矽原子數L＝58(矽氧烷含量32重量%)共聚物(XXI)：一分子中之矽原子數L＝98(矽氧烷含量53.2重量%)
(無機充填材)球狀熔融二氧化矽((股)龍森製)
(其他添加劑)硬化促進劑：三苯膦(北興化學(股)製)著色劑：#3230B(三菱化學(股)製)脫模劑：巴西棕櫚蠟(日興Fine Products(股)製)矽烷偶合劑：KBM－403、γ－縮水甘油氧丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業(股)製)
關於此些組成物，測定以下之各特性。結果示於表2。
(a)螺旋流動值使用根據EMMI規格的金屬模具，並以175℃，6.9 N/mm2 、成形時間120秒鐘之條件測定。
(b)熔融黏度使用高化式流動試驗機，於10kgf之加壓下，使用直徑1mm之管嘴，以溫度175℃測定黏度。
(c)玻璃態化溫度、線膨脹係數使用根據EMMI規格之金屬模具，並以175℃、6.9 N/mmm2 、成形時間120秒鐘之條件測定。
(d)吸水率於175℃、6.9N/mm2 、成形時間2分鐘之條件下成形出直徑50×3mm之圓盤，並將180℃下後熟化4小時者於85℃/85%RH之恆溫恆濕器中放置168小時，測定吸水率。
(e)包裝物彎曲量使用0.40mm厚之BT樹脂基板搭載包裝物大小為32×32mm且厚度為1.2mm、10×10×0.3mm之矽晶片，並於175℃、6.9N/mm2 、熟化時間2分鐘之轉移條件下成形，其後將175℃後熟化5小時者使用雷射－三次元測定機測定於包裝物的對角線方向上的高度變位，並將變位差的最大值視為彎曲量。
(f)耐迴流性將測定包裝物彎曲量所用的包裝物，於85℃/60%RH之恆溫恆濕器中放置8小時吸濕後，使用IR迴流裝置通過3次下述圖1之IR迴流條件後，使用超音波探查裝置觀察內部裂痕的發生狀況和剝離發生狀況。
(g)溫度循環性對使用14×20×1.4mm之銅框的100pinQFP，搭載7×7×0.3mm之矽晶片，並以成形條件175℃、6.9N/mm2 、成形時間120秒鐘成形，並於175℃後烘烤5小時。將此包裝物6個於液態氮(－176℃)×60秒鐘、260℃焊料×30秒鐘之條件下進行100次循環之溫度循環，調查發生裂痕的包裝物數目。
圖1為示出測定耐迴流性的IR迴流條件。

Claims (3)

  1. 一種半導體封閉用環氧樹脂組成物，其特徵為含有(A)下述一般式(1)所示之萘型環氧樹脂 (m、n為0或1，R為表示氫原子、碳數1~4之烷基、或苯基，G為含縮水甘油基之有機基，但於上述一般式(1)100質量份中m=0、n=0者含有35~85質量份，m=1、n=1者含有1~35質量份)(B)苯酚樹脂硬化劑、(C)含烯基之環氧化合物的烯基、與下述平均組成式(2)所示之有機基聚矽氧烷的SiH基經由加成反應所得之共聚物Ha R1 b SiO(4-a-b)/2 (2)(式中，R1 為表示經取代或非取代之一價烴基、羥基或烷氧基，a及b為滿足0.01≦a≦1、1≦b≦3、1≦a+b≦4之正數，一分子中之矽原子數為20~50之整數，二分子中，直接與矽原子鍵結的氫原子數為1以上之整 數)、(D)無機充填劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體封閉用環氧樹脂組成物，其中(C)成分之共聚物為具有下述式(3)所示之構造， (上述式中，R2 為氫原子或碳數1~6之一價烴基，R3 為-CH2 CH2 CH2 -、-OCH2 -CH(OH)-CH2 -O-CH2 CH2 CH2 -或-O-CH2 CH2 CH2 -，L為18~48，較佳為28~38之整數，p及q為1~100，較佳為2~50之整數)。
  3. 一種半導體裝置，其特徵為以如申請專利範圍第1至2項中任一項之半導體封閉用環氧樹脂組成物所封閉。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2460050A (en) * 2008-05-14 2009-11-18 Hexcel Composites Ltd Epoxy composite
KR101234844B1 (ko) * 2008-12-15 2013-02-19 제일모직주식회사 반도체 소자 밀봉용 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자
JP5272199B2 (ja) * 2010-11-10 2013-08-28 日立化成株式会社 半導体装置の製法
JP5799694B2 (ja) * 2011-09-12 2015-10-28 日立化成株式会社 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いた半導体装置
GB201217226D0 (en) 2012-09-26 2012-11-07 Hexcel Composites Ltd Resin composition and composite structure containing resin
JP2015174874A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 信越化学工業株式会社 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置
JP6816702B2 (ja) * 2017-10-27 2021-01-20 信越化学工業株式会社 半導体封止用樹脂組成物及び半導体装置
KR102238278B1 (ko) 2020-09-21 2021-04-23 주식회사 세기씨앤티 고신뢰성 고투명 에폭시 수지 조성물

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04217675A (ja) * 1990-10-30 1992-08-07 Dainippon Ink & Chem Inc エポキシ樹脂、その製造方法及びエポキシ樹脂組成物
JP2005015689A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Dainippon Ink & Chem Inc エポキシ樹脂組成物、半導体封止材料及び半導体装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0218228B1 (en) * 1985-10-07 1993-09-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Epoxy resin composition
JP2526747B2 (ja) * 1991-05-21 1996-08-21 信越化学工業株式会社 エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2591392B2 (ja) * 1991-11-26 1997-03-19 信越化学工業株式会社 熱硬化性樹脂組成物及び半導体装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04217675A (ja) * 1990-10-30 1992-08-07 Dainippon Ink & Chem Inc エポキシ樹脂、その製造方法及びエポキシ樹脂組成物
JP2005015689A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Dainippon Ink & Chem Inc エポキシ樹脂組成物、半導体封止材料及び半導体装置

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