季鏻鹽、包含季鏻鹽用于封裝半導(dǎo)體器件的環(huán)氧樹脂組合物和用該組合物封裝的半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了季鏻鹽、包含季鏻鹽的用于封裝半導(dǎo)體器件的環(huán)氧樹脂組合物、和用組合物封裝的半導(dǎo)體器件。該環(huán)氧樹脂組合物包含環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑和無機(jī)填料。該固化促進(jìn)劑包括由式1表示的季鏻鹽，其中R1、R2、R3和R4獨(dú)立地是取代或未取代的C1-C30烴基、或包含至少一個(gè)雜原子的取代或未取代的C1-C30烴基；X是取代或未取代的C1-C30烴基、或包含至少一個(gè)雜原子的取代或未取代的C1-C30烴基；Y是取代或未取代的C1-C30烴基、或是以1至3個(gè)取代或未取代的C1-C30烴基取代的Si；n和m獨(dú)立地是1至6的整數(shù)；l是大于0至6的數(shù)，條件是當(dāng)Y是Si時(shí)，m和取代基的數(shù)目總和最大為4。環(huán)氧樹脂組合物具有良好的室溫貯存穩(wěn)定性、固化時(shí)足夠的流動(dòng)性和高固化性：
【專利說明】季鱗鹽、包含季鱗鹽用于封裝半導(dǎo)體器件的環(huán)氧樹脂組合物和用該組合物封裝的半導(dǎo)體器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及季鱗鹽、包含季鱗鹽的用于封裝半導(dǎo)體器件的環(huán)氧樹脂組合物、和使用該環(huán)氧樹脂組合物封裝的半導(dǎo)體器件。更具體地，本發(fā)明涉及包含新型季鱗鹽作為固化促進(jìn)劑的用于封裝半導(dǎo)體器件的環(huán)氧樹脂組合物，和使用該環(huán)氧樹脂組合物封裝的半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]由于轉(zhuǎn)換(transfer)成型的低成本和適合于大量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，其廣泛用作使用環(huán)氧樹脂組合物封裝半導(dǎo)體器件如IC和LSI以獲得半導(dǎo)體模塊的方法。特別地，在轉(zhuǎn)換成型中，改性環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂作為固化劑的可以引起在半導(dǎo)體模塊的特性和可靠性方面的改善。
[0003]用于封裝電氣和電子材料的環(huán)氧樹脂組合物使用胺類化合物如叔胺、咪唑類等、膦類、鱗鹽等達(dá)到促進(jìn)樹脂固化的目的。
[0004]隨著電子設(shè)備朝向小型化、輕量化和高性能的趨勢(shì)，已經(jīng)逐年加速半導(dǎo)體器件的高集成度。隨著對(duì)半導(dǎo)體模塊的表面安裝不斷增長(zhǎng)的需求，出現(xiàn)了由傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂組合物不能解決的問題。用于半導(dǎo)體器件的封裝材料的其它需求是旨在實(shí)現(xiàn)提高的生產(chǎn)率的快速可固化性和旨在于分配和儲(chǔ)存過程中實(shí)現(xiàn)改善的操作性能的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
[0005]在滿足上述需求并解決上述問題的嘗試中，已知將三苯基膦和1，4_苯醌的加成產(chǎn)物用作固化促進(jìn)劑。然而，這種固化促進(jìn)劑在相對(duì)低溫區(qū)域表現(xiàn)出固化促進(jìn)效果。例如，當(dāng)將環(huán)氧樹脂組合物與其它組分在固化之前混合時(shí)，由混合系統(tǒng)產(chǎn)生的熱或外部施加的熱部分地固化環(huán)氧樹脂組合物。另一個(gè)問題是在混合之后，環(huán)氧樹脂組合物甚至可以在室溫下的儲(chǔ)存過程中發(fā)生固化。
[0006]在其中環(huán)氧樹脂組合物采取液體形態(tài)的情況下，部分固化引起粘度的增加或可流動(dòng)性的劣化。通過部分固化，固體形態(tài)的環(huán)氧樹脂組合物變得粘稠。此外，在環(huán)氧樹脂組合物內(nèi)部，這種狀態(tài)變化是不均勻的。結(jié)果，環(huán)氧樹脂組合物在高溫下的固化導(dǎo)致了環(huán)氧樹脂組合物的可流動(dòng)性不足，其伴隨著在環(huán)氧樹脂組合物可模塑性(成型性)方面的劣化和成型產(chǎn)品較差的機(jī)械性能、電學(xué)性能和化學(xué)性能。
[0007]因此，固化促進(jìn)劑的使用劣化了環(huán)氧樹脂組合物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。這需要在當(dāng)混合各種組分時(shí)嚴(yán)格的質(zhì)量管理，并且嚴(yán)格管理環(huán)氧樹脂組合物在低溫下的儲(chǔ)存、低溫下的運(yùn)輸、和成型條件。此外，環(huán)氧樹脂組合物變得難以處理。
[0008]在用于電子部件和設(shè)備的近來的封裝技術(shù)中需要高密度封裝。在這種情況下，表面安裝式封裝變得比傳統(tǒng)的引腳插入式(pin insertion type)封裝更為常見。然而，與引腳插入式封裝相比，在焊接過程 中表面安裝式封裝往往趨向表現(xiàn)出對(duì)封裝裂縫較差的耐性。即，在表面安裝的IC和LSI中，封裝件中設(shè)備占有的體積逐漸增加，并且顯著降低封裝件的厚度以獲得高封裝密度。在回流焊接過程中，將表面安裝式封裝件暴露于200°C或更高的高溫下。因此，表面安裝式封裝件中的濕氣或揮發(fā)性組分的存在導(dǎo)致焊接過程中封裝件的迅速擴(kuò)張。這種擴(kuò)張趨向于在半導(dǎo)體模塊中產(chǎn)生裂縫。此外，在高溫回流過程中環(huán)氧樹脂組合物的固化產(chǎn)物和半導(dǎo)體器件或存在于半導(dǎo)體模塊中的引線框之間的界面處不足的附著力，可以引起界面處的剝離并且劣化耐濕可靠性。
[0009]然而，在包括以使用了固化促進(jìn)劑(如目前正在使用的三苯基膦和I，4-苯醌的加成產(chǎn)物)的環(huán)氧樹脂組合物的固化產(chǎn)物封裝的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊中不可能獲得充分的耐濕可靠性或抗裂性。
[0010]因而，存在對(duì)于能夠確保環(huán)氧樹脂組合物的良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和充足的看流動(dòng)性同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的抗裂性和高耐濕可靠性的潛在的固化促進(jìn)劑的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供確保環(huán)氧樹脂組合物的良好的室溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性、固化時(shí)充分的可流動(dòng)性、和高可固化性的季鱗鹽。[0012]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于封裝半導(dǎo)體器件的環(huán)氧樹脂組合物，其包含季鱗鹽以獲得良好的抗裂性和高耐濕可靠性。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供使用該環(huán)氧樹脂組合物封裝的半導(dǎo)體器件。
[0014]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及季鱗鹽。由式I表示該季鱗鹽:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種由式I表不的季鱗鹽:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季鱗鹽，其中，R1、R2、 R3和R4各自獨(dú)立地是取代或未取代的苯基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季鱗鹽，其中，X是取代或未取代的苯基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季鱗鹽，其中，Y是取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、或以I至3個(gè)取代或未取代的苯基所取代的Si。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季鱗鹽，其中，η為2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季鱗鹽，其中，m為2或3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的季鱗鹽，其中，I為2、3或4。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的季鱗鹽，其中，所述季鱗鹽是由式Ia至Ik表示的化合物中的任一種:
9.一種環(huán)氧樹脂組合物，包含環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑和無機(jī)填料，其中，所述固化促進(jìn)劑包含由式I表示的季鱗鹽:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，RpRyR3和R4各自獨(dú)立地是取代或未取代的苯基。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，X是取代或未取代的苯基。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，Y是取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、或以I至3個(gè)取代或未取代的苯基所取代的Si。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，η為2。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，m為2或3。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，I為2、3或4。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述季鱗鹽是由式Ia至Ik表示的化合物中的任一種:
17.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑和無機(jī)填料分別以按重量計(jì)1 %至20 %、按重量計(jì)1 %至20 %、按重量計(jì)0.001%至2%和按重量計(jì)70%至95%的量存在。
18.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述環(huán)氧樹脂包含通過苯酚或烷基酚與羥基苯甲醛的縮合產(chǎn)物的環(huán)氧化而獲得的環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛型環(huán)氧樹月旨、甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂、多官能環(huán)氧樹脂、萘酚酚醛型環(huán)氧樹脂、雙酚A/雙酚F /雙酚AD的酚醛型環(huán)氧樹脂、雙酚A/雙酚F /雙酚AD的縮水甘油醚、二羥基聯(lián)苯類環(huán)氧樹脂、二環(huán)戊二烯類環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、多環(huán)芳族改性的環(huán)氧樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂、鄰甲酚酚醛型環(huán)氧樹脂、苯酚芳烷基型環(huán)氧樹脂和萘類環(huán)氧樹脂的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述固化劑包括苯酚芳烷基型酚醛樹脂、xyloc型酚醛樹脂、苯酚酚醛型酚醛樹脂、甲酚酚醛型酚醛樹脂、萘酚型酚醛樹脂、萜烯型酚醛樹脂、多官能酚醛樹脂、多環(huán)芳族酚醛樹脂、二環(huán)戊二烯類酚醛樹脂、萜烯改性的酚醛樹脂、二環(huán)戊二烯改性的酚醛樹脂、由雙酚A和間苯二酚合成的酚醛型酚醛樹脂、包括三(羥苯基)甲烷和二羥基聯(lián)苯的多羥基酚類化合物、包括馬來酸酐和鄰苯二甲酸酐的酸酐、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷和二氨基二苯基砜中的至少一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述環(huán)氧樹脂和所述固化劑以環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量重與固化劑的酚羥基或胺當(dāng)量重的比例為0.5:1至2:1的量存在。
21.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述無機(jī)填料包括熔融二氧化硅、結(jié)晶二氧化硅、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鋁、氧化鎂、粘土、滑石、硅酸鈣、氧化鈦、氧化銻和玻璃纖維中的至少一種。
22.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物，進(jìn)一步包含:著色劑、偶聯(lián)劑、脫膜劑、應(yīng)力釋放劑、交聯(lián)促進(jìn)劑、流平劑和阻燃劑中的至少一種。
23.一種使用根據(jù)權(quán)利要求9至22中的任一項(xiàng)所述的環(huán)氧樹脂組合物封裝的半導(dǎo)體器件。
【文檔編號(hào)】C08G59/68GK103896983SQ201310513314
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月24日
【發(fā)明者】金民兼, 韓承, 田恒承 申請(qǐng)人:第一毛織株式會(huì)社