半导体密封用树脂组合物及具有其硬化物的半导体装置与半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体密封用树脂组合物及具有其硬化物的半导体装置与半导体装置的制造方法。本发明专利技术的目的是提供一种树脂组合物，其可以形成即便在200℃以上的高温下、例如200℃～250℃的高温下长期放置而热分解(重量减少)也少、且与CuLF或镀Ag的密接性优异、且在高温下具有良好的机械强度、且可靠性优异的硬化物。本发明专利技术提供一种组合物，含有：(A)1分子中具有2个以上氰氧基的氰酸酯化合物、(B)通式(2)所示的酚化合物、及(C)无机填充剂，(B)酚化合物中的酚性羟基相对于(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的摩尔比为0.1～0.4。

【技术实现步骤摘要】
半导体密封用树脂组合物及具有其硬化物的半导体装置与 半导体装置的制造方法
本专利技术涉及一种半导体密封用树脂组合物。详细来说，涉及一种可以形成在高温 下具有长期优异的热稳定性、且在高温下具有与铜（Cu)引线框架（Lead Frame，LF)或镀银 (Ag)的优异的密接性及良好的机械强度的硬化物的树脂组合物、及具有所述组合物的硬化 物的半导体装置。 另外，本专利技术涉及一种提供在高温下具有长期优异的热稳定性，Cu引线框架 (LF)、镀Ag、或Cu线的腐蚀或迁移少，可靠性优异的半导体装置的树脂组合物、及具有所述 组合物的硬化物的半导体装置。 而且，本专利技术涉及一种可以提供在高温下具有长期优异的热稳定性、且具有与Cu 引线框架（LF)或镀Ag的优异的密接性、可靠性优异的硬化物，并且转注（transfer)成形 性优异的组合物、及具有所述组合物的硬化物的半导体装置。
技术介绍
近年来，半导体装置迎来醒目的技术革新。智能手机（smartphone)、平板电脑 (tablet)等便携信息终端、通信终端中使用娃通路（through silicon via, TSV)技术，以 便能高速地处理大容量信息。在所述技术中，首先将半导体元件进行多层连接，并在8英寸 或12英寸的娃中介层（silicon interposer)中进行倒装芯片（flip chip)连接。然后， 连同搭载有多个经多层连接的半导体元件的中介层，藉由热硬化树脂进行密封。将半导体 元件上的不需要的硬化树脂进行研磨后，进行分离而可以获得薄型、小型、多功能且可以高 速处理的半导体装置。然而，在8英寸或12英寸的薄硅中介层上的整个面涂布热硬化树脂 进行密封时，由于硅与热硬化性树脂的热膨胀系数的差异，而产生大的翘曲。若翘曲大，则 无法应用于其后的研磨步骤或分离步骤，而成为大的技术课题。 另外，近年来，作为地球暖化对策，来自化石燃料的能量转换等地球水平的环境对 策取得进展。因此，混合动力车或电动汽车的生产台数增加。另外，中国或印度等新兴国家 的家用电气设备中，作为节能对策而搭载变频马达（inverter motor)的机种也在增加。 混合动力车或电动汽车、变频马达中，发挥出将交流转变为直流、将直流转变为交 流、或将电压进行变压的作用的功率半导体变得重要。然而，长年用作半导体的硅（Si)接 近性能极限，难以期待飞跃性的性能提高。因此，使用碳化硅（SiC)、氮化镓（GaN)、金刚石 等材料的下一代型功率半导体受到关注。例如，为了减少电力转换时的损失，而要求功率 金属氧化物半导体场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor， M0SFET)的低电阻化。但在当前主流的Si-MOSFET中，难以实现大幅的低电阻化。因此，使 用作为带隙宽（宽带隙）的半导体的SiC的低损失功率MOSFET的开发取得进展。 SiC或GaN具有带隙为Si的约3倍、破坏电场强度为10倍以上的优异的特性。另 夕卜，也有高温工作（在SiC中存在650°C工作的报告）、高的导热率（SiC与Cu并列）、大的 饱和电子漂移速度等特征。其结果是，若使用SiC或GaN，则可以降低功率半导体的接通电 阻，并大幅削减电力转换电路的电力损失。 功率半导体通常藉由利用环氧树脂的转注成形（transfer molding)、利用娃酮凝 胶的灌注密封进行保护。最近，从小型、轻量化的观点（特别是汽车用途）来看，利用环氧 树脂的转注成形逐渐成为主流。但是，环氧树脂是关于成形性、与基材的密接性、机械强度 取得了优异的平衡的热硬化树脂，但在超过200°C的温度下，会进行交联点的热分解，而担 心在对SiC、GaN所期待的高温的工作环境下，发挥不了作为密封材料的作用（非专利文献 1)。 因此，作为耐热特性优异的材料而一直在研究包含氰酸酯树脂的热硬化性树脂组 合物。例如，专利文献1中记载有包含氰酸酯化合物、环氧树脂、硬化催化剂的硬化性树脂 组合物，并记载硬化物的硬化收缩性、耐热性、电气特性优异。专利文献2中记载有含有氰 酸酯化合物，选自酚化合物、三聚氰胺化合物及环氧树脂的至少1种，以及无机填充剂的电 子零件密封用树脂组合物。专利文献2中记载有所述组合物的玻璃转移温度高、且可以抑 制电子零件装置的翘曲。另外，专利文献3中记载有包含具有特定结构的氰酸酯化合物、酚 化合物、及无机填充剂的热硬化性树脂组合物。专利文献3中记载有所述树脂组合物的耐 热性优异，并具有高的机械强度。 [现有技术文献] [专利文献] [专利文献1]日本专利特开平8-283409号公报 [专利文献2]日本专利特开2011-184650号公报 [专利文献3]日本专利特开2013-53218号公报 [非专利文献] [非专利文献1]《工业材料》2011年11月号（vol 59 No. 11)
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题] 但是，现有的含有氰酸酯的树脂组合物的耐热性不充分，若在200°C以上的高温 下、例如200°C?250°C的高温下长期放置，则存在以下问题：产生热分解、或硬化物对CuLF 或镀Ag的密接性降低而产生裂纹等。因此，本专利技术鉴于所述情况，目的是提供一种树脂组 合物，其可以形成即便在200°C以上的高温下、例如200°C?250°C的高温下长期放置而热 分解（重量减少）也少、且与CuLF或镀Ag的密接性优异、且在高温下具有良好的机械强度、 可靠性优异的硬化物。 而且，本专利技术鉴于所述情况，目的是提供一种树脂组合物，其可以形成即便在 200°C以上、例如200°C?250°C的高温下长期放置而热分解（重量减少）也少、且与CuLF 或镀Ag的密接性优异的硬化物，且转注成形性优异。 [解决问题的手段] 本【专利技术者】等人为了解决所述课题而努力研究，结果发现，藉由在含有氰酸酯化合 物及无机填充剂的组合物中，调配具有特定结构的酚化合物，且将酚化合物相对于氰酸酯 化合物的调配量设为特定的范围内，而所得的硬化物可以具有优异的热稳定性，且即便长 时间暴露于高温的工作环境下，也具有良好的机械强度，且可以维持与CuLF或镀Ag的优异 的密接性，从而完成了本专利技术。 S卩，本专利技术的第一专利技术是一种组合物，含有： (A) 1分子中具有2个以上氰氧基的氰酸酯化合物； (B)下述通式⑵所示的酚化合物， [化 1] 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体密封用树脂组合物，其特征在于，含有：(A)1分子中具有2个以上氰氧基的氰酸酯化合物；(B)下述通式(2)所示的酚化合物，[化1]式(2)中，R5及R6相互独立地为氢原子或碳数1～4的烷基，R7相互独立地为下述任一种，[化2]R4相互独立地为氢原子或甲基，m为0～10的整数；以及(C)无机填充剂；并且(B)酚化合物中的酚性羟基相对于(A)氰酸酯化合物中的氰氧基的摩尔比为0.1～0.4。

【技术特征摘要】
2013.08.28 JP 2013-177038;2013.08.30 JP 2013-179581. 一种半导体密封用树脂组合物，其特征在于，含有： (A) 1分子中具有2个W上氯氧基的氯酸醋化合物； 炬）下述通式（2)所示的酷化合物， [化1]式（2)中，R5及R6相互独立地为氨原子或碳数1?4的焼基，R7相互独立地为下述任 一种， [化2]R4相互独立地为氨原子或甲基，m为0?10的整数；W及 (C)无机填充剂；并且 炬）酷化合物中的酷性轻基相对于（A)氯酸醋化合物中的氯氧基的摩尔比为0. 1? 0. 4。2. 根据权利要求1所述的半导体密封用树脂组合物，其特征在于，（A)成分为下述通式 (1)所示的化合物， [化3]式（1)中，Ri及R2相互独立地为氨原子或碳数1?4的焼基，R3相互独立地为下述任 一种， [化4]R4相互独立地为氨原子或甲基，n为0?10的整数。3. 根据权利要求1所述的半导体密封用树脂组合物，其特征在于，炬）成分具有111 W 上的酷性轻基当量。4. 一种半导体密封用树脂组合物，其特征在于，包含： (A) 1分子中具有2个W上氯氧基的氯酸醋化合物； 炬）下述通式（2)所示的酷化合物， [化引式（2)中，R5及R6相互独立地为氨原子或碳数1?4的焼基，R7相互独立地为下述任 一种， [化6]R4相互独立地为氨原子或甲基，m为0?10的整数； (C)无机填充剂； 值）下述通式（3)所示的化合物， [化7] R8d(R9〇)(3_d)Si-C3He-SH (3) 式（3)中，R8及R9相互独立地为碳数1?3的焼基，d为0?2的整数；巧）在无机载体上载持钢酸金属盐而成的物质；w及 (巧类水滑石化合物及/或类水滑石化合物的锻烧物；并且 炬）酷化合物中的酷性轻基相对于（A)氯酸醋化合物中的氯氧基的摩尔比为0. 1? 0. 4。5. 根据权利要求4所述的半导体密封用树脂组合物，其特征在于，巧）成分为在选自二 氧化娃、滑石、及氧化锋的无机载体上载持钢酸金属盐而成的物质。6. 根据权利要求4所述的半导体密封用树脂组合物，其特征在于，钢酸金属盐为钢酸 锋。7. 根据权利要求4所述的半导体密封用树脂组合物，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：长田将一，萩原健司，横田竜平，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP