半導(dǎo)體封裝用樹脂組合物及半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝用樹脂組合物及具備由該組合物得到的固化物的半導(dǎo)體 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，二極管、晶體管、IC、LSI等半導(dǎo)體裝置的主流為樹脂封裝型。由于環(huán)氧樹脂 的成型性、粘接性、電氣特性、機(jī)械特性和耐濕性等比其它的熱固性樹脂優(yōu)異，所以通常將 環(huán)氧樹脂組合物用作半導(dǎo)體裝置用的封裝樹脂。但是，近年來在電子設(shè)備的市場(chǎng)中，半導(dǎo)體 裝置的小型化、輕量化、高性能化和半導(dǎo)體元件的高集成化日益進(jìn)展。另外，在促進(jìn)半導(dǎo)體 裝置的安裝技術(shù)革新中，對(duì)用作半導(dǎo)體封裝材料的環(huán)氧樹脂的要求變得日益嚴(yán)格。由于半 導(dǎo)體裝置的高性能化、高集成化，半導(dǎo)體元件的發(fā)熱量增加，接合溫度達(dá)到150~175°C的高 溫。作為半導(dǎo)體裝置整體，采用容易排出熱量的結(jié)構(gòu)，但對(duì)封裝樹脂本身也要求耐熱特性。 另外，由于汽車用途、高耐壓用途的半導(dǎo)體裝置多被暴露于高溫環(huán)境下，所以除了耐熱性以 外，還要求玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高、高溫下的機(jī)械強(qiáng)度高等。
[0003] 另一方面，隨著焊劑安裝溫度的上升，若半導(dǎo)體裝置吸濕，則在安裝時(shí)產(chǎn)生封裝破 裂，或封裝材料與金屬框、有機(jī)基板、半導(dǎo)體元件界面剝離等不良情況。因此，對(duì)封裝樹脂組 合物還要求低吸濕性和與金屬框、有機(jī)基板或半導(dǎo)體元件的高粘附性。但是，通常玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度高的樹脂組合物的吸濕量大，高溫保存時(shí)的由樹脂分解導(dǎo)致的重量減少變大。
[0004] 專利文獻(xiàn)1記載了使含有條基的環(huán)氧樹脂與具有氛化娃烷基（hydrosilyl)的有 機(jī)聚硅氧烷進(jìn)行加成反應(yīng)而得到的共聚物，記載了通過將該共聚物摻混于以固化性環(huán)氧樹 脂和固化劑為主要成分的環(huán)氧樹脂組合物中，從而可提供耐破裂性優(yōu)異的半導(dǎo)體元件封裝 材料。但是，該樹脂組合物的耐熱性、低吸濕性不足。
[0005] 專利文獻(xiàn)2記載了含有在交聯(lián)基中具有聯(lián)苯撐基（biphenylene)結(jié)構(gòu)的苯酷酷醛 樹脂（phenol novolac resin)、環(huán)氧樹脂和固化促進(jìn)劑的環(huán)氧樹脂組合物和包含該組合物 的半導(dǎo)體封裝材料。專利文獻(xiàn)2記載了該組合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高。
[0006] 專利文獻(xiàn)3記載了具有通過聯(lián)苯撐類將1價(jià)酚類與2價(jià)酚類交聯(lián)而得到的化學(xué)結(jié) 構(gòu)的環(huán)氧樹脂。記載了該環(huán)氧樹脂具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，可提供耐熱性和阻燃性優(yōu)異 的固化物。
[0007] 在專利文獻(xiàn)4中記載了半導(dǎo)體封裝用環(huán)氧樹脂組合物，記載了通過環(huán)氧樹脂和酚 樹脂固化劑分別具有聯(lián)苯骨架和酚骨架而提供具有低吸濕性和優(yōu)異的韌性、顯示優(yōu)異的耐 回流破裂性的固化物。其原因在于，由于該樹脂具有聯(lián)苯撐骨架，所以交聯(lián)點(diǎn)間距離長(zhǎng)，環(huán) 氧基的濃度低，并且苯環(huán)的比例尚。
[0008] 先前技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[專利文獻(xiàn)1]日本特開昭62-212417號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)2]日本特開2011-252037號(hào)公報(bào)
[專利文獻(xiàn)3]日本特開2013-43958號(hào)公報(bào) [專利文獻(xiàn)4]日本特許第3388537號(hào) [專利文獻(xiàn)5] W02012/053522號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的課題 但是，專利文獻(xiàn)2和3所記載的封裝樹脂組合物具有以下問題：低吸濕性不足；若在比 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度更高溫的條件下長(zhǎng)時(shí)間放置，則因熱分解而重量減少；在溫度循環(huán)試驗(yàn)中 產(chǎn)生破裂或剝離。另外，專利文獻(xiàn)4所記載的封裝樹脂組合物具有以下問題：玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度低，在高溫條件下機(jī)械強(qiáng)度或電氣絕緣性降低。此外，專利文獻(xiàn)5所記載的封裝樹脂組合 物由于具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，所以高溫下的重量減少小，但有在溫度循環(huán)試驗(yàn)中產(chǎn)生 剝離或破裂的問題。這樣，難以得到具有高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和高的阻燃性，并且具有低的 吸濕性、以及高溫下的保存穩(wěn)定性、優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和電氣絕緣性的樹脂組合物。
[0010] 本發(fā)明鑒于這樣的情況而成，其目的在于，提供一種玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高、高溫下的 機(jī)械強(qiáng)度和電氣絕緣性優(yōu)異、并且吸濕性低、在高溫下長(zhǎng)期保存時(shí)的熱分解少、耐焊劑回流 特性優(yōu)異的固化物，并且提供一種成型性優(yōu)異的樹脂組合物。
[0011] 解決課題的手段 本發(fā)明人進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過如下，可達(dá)成上述課題：具有聯(lián)苯撐骨架的 環(huán)氧化合物和酚化合物分別以特定比例具有2價(jià)的酚骨架，和組合物含有通過含有烯基的 環(huán)氧化合物與有機(jī)聚硅氧烷的氫化硅烷化反應(yīng)而得到的共聚物。
[0012] 即，本發(fā)明提供一種含有下列（A)~(D)成分的組合物。
[0013] (A)以下列通式（1)表示的環(huán)氧化合物
(在式（1)中，R1、R2和R 3相互獨(dú)立地為氫原子或者取代或未取代的碳原子數(shù)1~10的 烷基、芳基或芳烷基，m1、m2和m 3相互獨(dú)立地為1或2的整數(shù)，相對(duì)于m \ m2和m 3的個(gè)數(shù)的 總和，為整數(shù)2的W和m 3的個(gè)數(shù)的總和為20~100%，1 ?，l3=5-m3, l2=4-m2, η為0~15 的整數(shù)） (B)通過含有烯基的環(huán)氧化合物與以下列平均式（2)表示的有機(jī)聚硅氧烷的氫化硅 烷化反應(yīng)而得到的共聚物相對(duì)于總計(jì)100質(zhì)量份的（A)成分、（B)成分和（C)成分為2~20 質(zhì)量份
(在式（2)中，R相互獨(dú)立地為取代或未取代的碳原子數(shù)1~10的1價(jià)烴基，a為 0· Ol彡a彡1的正數(shù)，b為1彡b彡3的正數(shù)，1.0 l彡a+b < 4) (C) 以下列通式（3)表示的酚化合物相對(duì)于總計(jì)100質(zhì)量份的㈧成分、⑶成分和 (C)成分為20~50質(zhì)量份
[化3]
(在式（3)中，R4、R5和R 6相互獨(dú)立地為氫原子或者取代或未取代的碳原子數(shù)1~10的 烷基、芳基或芳烷基，PV和P 3相互獨(dú)立地為1或2的整數(shù)，相對(duì)于p V和p 3的個(gè)數(shù)的總 和，為整數(shù) 2 的 p1、P2和 p 3的個(gè)數(shù)的總和為 20~100%，q h-p1，q3=5_p3, q2=4_p2, η' 為 0~15 的整數(shù)），和 (D) 無機(jī)填充劑相對(duì)于總計(jì)100質(zhì)量份的（A)成分、(B)成分和（C)成分為150~1500 質(zhì)量份。
[0014] 此外，本發(fā)明提供一種具備將上述組合物固化而成的固化物的半導(dǎo)體裝置。
[0015] 發(fā)明的效果 本發(fā)明的組合物提供玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高、耐熱性優(yōu)異、在高溫下機(jī)械強(qiáng)度和電氣絕緣 性優(yōu)異的固化物。該固化物即使在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上的高溫下長(zhǎng)期保存，由熱分解導(dǎo)致 的重量減少也少，此外吸濕性低，耐焊劑回流性也優(yōu)異。因此，本發(fā)明的組合物特別適合作 為表面安裝型的半導(dǎo)體裝置的封裝樹脂。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下，更詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0017] ㈧成分為以下列通式⑴表示的環(huán)氧化合物。
[0018] [化 4]
(在式（1)中，R1、!?2和R3相互獨(dú)立地為氫原子或者取代或未取代的碳原子數(shù)1~10、優(yōu) 選碳原子數(shù)1~6的烷基、芳基或芳烷基，πΛπι2和m 3相互獨(dú)立地為1或2的整數(shù)，相對(duì)于m \ m2和m 3的個(gè)數(shù)的總和，為整數(shù)2的m \ m2和m 3的個(gè)數(shù)的總和為30~100%，I h-m1，l3=5-m3， l2=4-m2，n 為 0~15 的整數(shù)） 上述（A)環(huán)氧化合物通過將以下酚化合物環(huán)氧化而得到，所述酚化合物具有通過聯(lián)苯 撐骨架將特定比例的1價(jià)酚骨架與2價(jià)酚骨架連結(jié)而得到的結(jié)構(gòu)。該環(huán)氧化合物以如下比 例具有2價(jià)酚骨架：在上述式（1)中，在m1、m2和m 3的總個(gè)數(shù)中，為整數(shù)2的m \ m2和m 3的 比例（2價(jià)酚骨架的比例）為20~100%、優(yōu)選30~100%。若2價(jià)酚骨架的比例在上述范圍內(nèi)， 則成為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高，高溫保存特性、吸濕性優(yōu)異的組合物。
[0019] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：由于環(huán)氧化合物和下述酚化合物具有上述特定量的2價(jià)酚骨 架，與作為提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的效果高的環(huán)氧化合物已知的鄰甲酚酚醛（o-cresol novolac)型環(huán)氧樹脂、三苯酚甲烷型環(huán)氧樹脂、萘型環(huán)氧樹脂和雙環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂等 相比，可提供玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高、耐熱性優(yōu)異、在高溫保存時(shí)不熱分解、進(jìn)而吸濕性優(yōu)異的 固化物。
[0020] 作為R1、R2和R 3,可列舉出氫原子，甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁 基、戊基、新戊基、己基、辛基、壬基、癸基等烷基，苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基，芐 基、苯基乙基、苯基丙基等芳烷基，和將這些基團(tuán)的氫原子的一部分或全部以氟、溴、氯等鹵 素原子、氰基等置換而得到的基團(tuán)。優(yōu)選為氫原子、甲基、乙基、苯基。
[0021] 可與上述環(huán)氧化合物一同使用：為整數(shù)1的m1、!!!2和Hl 3的比例（1價(jià)酚骨架的比 例）為100%的環(huán)氧化合物。另外，也可使用具有以上述式（1)表示的結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)的環(huán) 氧化合物（例如苯酚芳烷基型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、雙酚A(bis A)型環(huán)氧樹脂、雙酚 F(bis F)型環(huán)氧樹脂、萘型環(huán)氧樹脂、鄰甲酚酚醛型環(huán)氧