本發(fā)明涉及封裝用樹(shù)脂組合物和半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù):
為了提高具備接合線的半導(dǎo)體裝置的可靠性,對(duì)封裝用樹(shù)脂組合物進(jìn)行了各種研究。作為這種技術(shù),例如可以舉出專利文獻(xiàn)1中所記載的封裝用樹(shù)脂組合物。
專利文獻(xiàn)1中記載了含有可水解氯含量為10~20ppm的聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂的半導(dǎo)體封裝用環(huán)氧樹(shù)脂組合物。
現(xiàn)在技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2013-67694號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
對(duì)利用封裝用樹(shù)脂組合物的固化物封裝半導(dǎo)體元件和接合線而成的半導(dǎo)體裝置要求提高其可靠性,該接合線連接于半導(dǎo)體元件,且以Cu為主要成分。
用于解決技術(shù)課題的手段
根據(jù)本發(fā)明,提供一種封裝用樹(shù)脂組合物,其用于封裝半導(dǎo)體元件和接合線,上述接合線連接于上述半導(dǎo)體元件,且以Cu為主要成分,上述封裝用樹(shù)脂組合物含有環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑和含硫化合物,
上述封裝用樹(shù)脂組合物的利用下述條件1計(jì)算的膨脹率S為150%以下。
(條件1:將在175℃、4小時(shí)的條件下使上述封裝用樹(shù)脂組合物熱固化而得到的固化物粉碎,得到粉碎物。接著,將上述粉碎物1.0g和由經(jīng)由Cu線(中心點(diǎn)上的最大直徑D0=20μm)相互連接的引線框及半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體以上述Cu線暴露在空氣中的方式放入密閉容器內(nèi),并在空氣氣氛下、200℃、96小時(shí)的條件下進(jìn)行熱處理。接著,測(cè)定上述Cu線的中心點(diǎn)上的最大直徑D1,根據(jù)所得到的結(jié)果來(lái)計(jì)算膨脹率S=D1/D0×100(%))
并且,根據(jù)本發(fā)明,提供一種半導(dǎo)體裝置,其具備:
半導(dǎo)體元件;
接合線,其連接于上述半導(dǎo)體元件,且以Cu為主要成分;和
封裝樹(shù)脂,其由上述封裝用樹(shù)脂組合物的固化物構(gòu)成,且封裝上述半導(dǎo)體元件和上述接合線。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。
附圖說(shuō)明
通過(guò)以下描述的優(yōu)選實(shí)施方式及其附帶的以下附圖,上述目的及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步明確。
圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
圖2是用于說(shuō)明膨脹率的測(cè)定方法的剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下,利用附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。其中,在所有附圖中,對(duì)相同的構(gòu)成要件標(biāo)注相同的符號(hào),并適當(dāng)省略說(shuō)明。
圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置100的剖視圖。
本實(shí)施方式所涉及的封裝用樹(shù)脂組合物用于封裝半導(dǎo)體元件和接合線,上述接合線連接于上述半導(dǎo)體元件,且以Cu為主要成分,上述封裝用樹(shù)脂組合物含有環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑和含硫化合物。并且,利用下述條件1計(jì)算的封裝用樹(shù)脂組合物的膨脹率S為150%以下。
(條件1:將在175℃、4小時(shí)的條件下使上述封裝用樹(shù)脂組合物熱固化而得到的固化物粉碎,得到粉碎物。接著,將上述粉碎物1.0g和由經(jīng)由Cu線(中心點(diǎn)上的最大直徑D0=20μm)相互連接的引線框及半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體以上述Cu線暴露在空氣中的方式放入密閉容器內(nèi),并在空氣氣氛下、200℃、96小時(shí)的條件下進(jìn)行熱處理。接著,測(cè)定上述Cu線的中心點(diǎn)上的最大直徑D1,根據(jù)所得到的結(jié)果來(lái)計(jì)算膨脹率S=D1/D0×100(%))
作為表示半導(dǎo)體裝置的可靠性的指標(biāo)之一,可以舉出高溫保管特性。就高溫保管特性而言,例如可以根據(jù)針對(duì)以Cu為主要成分的接合線與半導(dǎo)體元件的連接部的在高溫條件下長(zhǎng)期保管之后的連接性來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。本發(fā)明人得到如下新的見(jiàn)解:通過(guò)控制利用上述條件1測(cè)定的膨脹率S,能夠提高高溫保管特性。本實(shí)施方式基于這種見(jiàn)解來(lái)實(shí)現(xiàn)利用上述條件1測(cè)定的膨脹率S為150%以下的封裝用樹(shù)脂組合物。由此,能夠提高使用封裝用樹(shù)脂組合物制造的半導(dǎo)體裝置的高溫保管特性。因此,能夠提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。
以下,對(duì)本實(shí)施方式所涉及的封裝用樹(shù)脂組合物及具備由封裝用樹(shù)脂組合物的固化物構(gòu)成的封裝樹(shù)脂50的半導(dǎo)體裝置100進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
首先,對(duì)封裝用樹(shù)脂組合物進(jìn)行說(shuō)明。
封裝用樹(shù)脂組合物用于封裝半導(dǎo)體元件和接合線,上述接合線連接于半導(dǎo)體元件,且以Cu為主要成分。本實(shí)施方式中,例示通過(guò)利用由封裝用樹(shù)脂組合物的固化物構(gòu)成的封裝樹(shù)脂封裝半導(dǎo)體元件和接合線來(lái)形成半導(dǎo)體封裝件的情況。
半導(dǎo)體元件例如搭載于構(gòu)成引線框的裸片焊盤(diepad)或有機(jī)基板等基材上或者其他半導(dǎo)體元件上。此時(shí),半導(dǎo)體元件經(jīng)由接合線與構(gòu)成引線框的外引線、有機(jī)基板或其他半導(dǎo)體元件電連接。接合線例如連接于設(shè)置在半導(dǎo)體元件上的電極焊盤。半導(dǎo)體元件的電極焊盤例如由至少表面以Al為主要成分的金屬材料構(gòu)成。
接合線由以Cu為主要成分的金屬材料構(gòu)成。作為這種金屬材料,例如可以舉出由Cu單體構(gòu)成的金屬材料、或以Cu為主要成分且含有其他金屬的合金材料。
本實(shí)施方式中,從低成本化等觀點(diǎn)考慮,作為優(yōu)選方式的一例可以舉出使用由Cu的含量為99.9質(zhì)量%以上的金屬材料構(gòu)成的接合線的情況。一般使用這種Cu線時(shí),擔(dān)心難以提高半導(dǎo)體裝置的高溫保管特性。但是,根據(jù)本實(shí)施方式,通過(guò)控制后述的膨脹率S,即使在使用如上所述的Cu線的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的高溫保管特性。
利用下述條件1計(jì)算的封裝用樹(shù)脂組合物的膨脹率S為150%以下。由此,能夠如上所述那樣提高半導(dǎo)體裝置的高溫保管特性。
條件1:將在175℃、4小時(shí)的條件下使上述封裝用樹(shù)脂組合物熱固化而得到的固化物粉碎,得到粉碎物。接著,將上述粉碎物1.0g和由經(jīng)由Cu線(中心點(diǎn)上的最大直徑D0=20μm)相互連接的引線框及半導(dǎo)體芯片構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體以上述Cu線暴露在空氣中的方式放入密閉容器內(nèi),并在空氣氣氛下、200℃、96小時(shí)的條件下進(jìn)行熱處理。接著,測(cè)定上述Cu線的中心點(diǎn)上的最大直徑D1,根據(jù)所得到的結(jié)果來(lái)計(jì)算膨脹率S=D1/D0×100(%)。
上述條件1下的固化物的粉碎處理例如能夠通過(guò)如下方式進(jìn)行:將固化物5g放入粉碎釜中,使用TI-100(CMT Co.,Ltd.制)粉碎2分鐘。作為密閉容器,例如可以使用內(nèi)徑為50mm、高度為17mm的玻璃培養(yǎng)皿。熱處理例如在Cu線整體暴露在空氣中的狀態(tài)下進(jìn)行。作為Cu線,例如可以使用4N等級(jí)的Cu線,即Cu的含量為99.99質(zhì)量%以上的線。
另外,Cu線的中心點(diǎn)是指距與引線框接觸的一端的距離和距與半導(dǎo)體芯片接觸的另一端的距離相等的點(diǎn)。并且,D0和D1是分別包含中心點(diǎn)且與Cu線的延伸方向垂直的剖面上的最大直徑。當(dāng)該剖面為橢圓時(shí),其長(zhǎng)徑成為最大直徑,當(dāng)為正圓時(shí),其直徑成為最大直徑。
在具備使用含有硫化合物的感光性樹(shù)脂組合物形成的封裝樹(shù)脂的半導(dǎo)體裝置中,擔(dān)心難以得到優(yōu)異的高溫保管特性。設(shè)想其主要原因之一在于,在高溫環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間暴露在因硫化合物而產(chǎn)生的氣體中,從而Cu線與電極焊盤的連接性下降。因此,要求提高高溫保管特性,作為表示例如在1000小時(shí)那樣長(zhǎng)時(shí)間的高溫保管時(shí)能夠維持連接可靠性的封裝用樹(shù)脂組合物的指標(biāo),至今還沒(méi)有令人滿意的指標(biāo)。
本發(fā)明的發(fā)明人得到如下新的見(jiàn)解:利用上述條件1計(jì)算的膨脹率S可成為表示能夠提高長(zhǎng)時(shí)間高溫保管時(shí)的連接可靠性的指標(biāo)。本實(shí)施方式所涉及的封裝用樹(shù)脂組合物是基于這種見(jiàn)解來(lái)將利用上述條件1計(jì)算的膨脹率S控制為150%以下的樹(shù)脂組合物。因此,根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的封裝用樹(shù)脂組合物,能夠?qū)崿F(xiàn)高溫保管特性優(yōu)異的半導(dǎo)體裝置。
從提高半導(dǎo)體裝置的高溫保管特性的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選封裝用樹(shù)脂組合物的膨脹率S為145%以下。另外,膨脹率S的下限值并沒(méi)有特別限定,例如可以設(shè)為101%。
本實(shí)施方式中,封裝用樹(shù)脂組合物的膨脹率S例如能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整封裝用樹(shù)脂組合物中所含的各成分的種類或含量以及封裝用樹(shù)脂組合物的制備方法等來(lái)進(jìn)行控制。作為該封裝用樹(shù)脂組合物的制備方法的例子,可以舉出對(duì)后述的填充劑(D)使用含硫化合物(C)進(jìn)行表面處理。
封裝用樹(shù)脂組合物含有環(huán)氧樹(shù)脂(A)、固化劑(B)和含硫化合物(C)。由此,能夠使用封裝用樹(shù)脂組合物來(lái)形成用于封裝接合線和半導(dǎo)體元件的封裝樹(shù)脂。
((A)環(huán)氧樹(shù)脂)
作為環(huán)氧樹(shù)脂(A),可以使用在1個(gè)分子內(nèi)具有2個(gè)以上環(huán)氧基的單體、低聚物、聚合物全部,其分子量和分子結(jié)構(gòu)并沒(méi)有特別限定。
本實(shí)施方式中,環(huán)氧樹(shù)脂(A)可以含有例如選自下列環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或兩種以上:聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂;雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、四甲基雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂等雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂;茋型環(huán)氧樹(shù)脂;苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂等酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂;三苯酚甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂、烷基改性三苯酚甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂等多官能環(huán)氧樹(shù)脂;具有亞苯基骨架的苯酚芳烷基型環(huán)氧樹(shù)脂、具有亞聯(lián)苯基骨架的苯酚芳烷基型環(huán)氧樹(shù)脂等芳烷基型環(huán)氧樹(shù)脂;二羥基萘型環(huán)氧樹(shù)脂、將二羥基萘的2聚體進(jìn)行縮水甘油醚化而得到的環(huán)氧樹(shù)脂等萘酚型環(huán)氧樹(shù)脂;三縮水甘油基異氰脲酸酯、單烯丙基二縮水甘油基異氰脲酸酯等含三嗪核的環(huán)氧樹(shù)脂;二環(huán)戊二烯改性酚型環(huán)氧樹(shù)脂等橋環(huán)狀烴化合物改性酚型環(huán)氧樹(shù)脂。在這些之中,更優(yōu)選含有芳烷基型環(huán)氧樹(shù)脂和聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種,尤其優(yōu)選含有芳烷基型環(huán)氧樹(shù)脂。另外,芳烷基型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂和四甲基雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂等雙酚型環(huán)氧樹(shù)脂、以及茋型環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)選為具有結(jié)晶性的環(huán)氧樹(shù)脂。
作為環(huán)氧樹(shù)脂(A),更優(yōu)選使用含有選自下述式(1)所表示的環(huán)氧樹(shù)脂、下述式(2)所表示的環(huán)氧樹(shù)脂和下述式(3)所表示的環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種的環(huán)氧樹(shù)脂。在這些之中,尤其優(yōu)選使用含有下述式(1)所表示的環(huán)氧樹(shù)脂和下述式(2)所表示的環(huán)氧樹(shù)脂中的至少一種的環(huán)氧樹(shù)脂。
(式(1)中,Ar1表示亞苯基或亞萘基,當(dāng)Ar1為亞萘基時(shí),縮水甘油醚基可以鍵合于α位、β位中的任一位置。Ar2表示亞苯基、亞聯(lián)苯基或亞萘基中的任一基團(tuán)。Ra和Rb分別獨(dú)立地表示碳原子數(shù)1~10的烴基。g為0~5的整數(shù),h為0~8的整數(shù)。n3表示聚合度,其平均值為1~3)
(式(2)中,存在多個(gè)的Rc分別獨(dú)立地表示氫原子或碳原子數(shù)1~4的烴基。n5表示聚合度,其平均值為0~4)
(式(3)中,存在多個(gè)的Rd和Re分別獨(dú)立地表示氫原子或碳原子數(shù)1~4的烴基。n6表示聚合度,其平均值為0~4)
封裝用樹(shù)脂組合物中的環(huán)氧樹(shù)脂(A)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為1質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為2質(zhì)量%以上,尤其優(yōu)選為5質(zhì)量%以上。通過(guò)將環(huán)氧樹(shù)脂(A)的含量設(shè)為上述下限值以上,能夠抑制因封裝用樹(shù)脂組合物的粘度上升而引起的接合線斷線。另一方面,封裝用樹(shù)脂組合物中的環(huán)氧樹(shù)脂(A)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為50質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為30質(zhì)量%以下,尤其優(yōu)選為20質(zhì)量%以下。通過(guò)將環(huán)氧樹(shù)脂(A)的含量設(shè)為上述上限值以下,能夠提高半導(dǎo)體裝置的耐濕可靠性和耐回流性。
((B)固化劑)
作為封裝用樹(shù)脂組合物中所含的固化劑(B),例如可以大致分為加成聚合型固化劑、催化劑型固化劑和縮合型固化劑3類。
作為固化劑(B)中所使用的加成聚合型固化劑,例如可以舉出二亞乙基三胺(DETA)、三亞乙基四胺(TETA)、間二甲苯二胺(MXDA)等脂肪族多胺、二氨基二苯基甲烷(DDM)、間苯二胺(MPDA)、二氨基二苯基砜(DDS)等芳香族多胺,此外可以舉出包括雙氰胺(DICY)、有機(jī)酸二酰肼等的多胺化合物;包括六氫鄰苯二甲酸酐(HHPA)、甲基四氫鄰苯二甲酸酐(MTHPA)等脂環(huán)族酸酐、偏苯三酸酐(TMA)、均苯四酸二酐(PMDA)、二苯甲酮四羧酸(BTDA)等芳香族酸酐等的酸酐;酚醛清漆型酚醛樹(shù)脂、聚乙烯基苯酚等酚醛樹(shù)脂類固化劑;多硫化物、硫酯、硫醚等聚硫醇化合物;異氰酸酯預(yù)聚物、封端異氰酸酯等異氰酸酯化合物;含有羧酸的聚酯樹(shù)脂等有機(jī)酸類等。
作為固化劑(B)中所使用的催化劑型固化劑,例如可以舉出芐基二甲胺(BDMA)、2,4,6-三-二甲基氨基甲基苯酚(DMP-30)等叔胺化合物;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑(EMI24)等咪唑化合物;BF3配合物等路易斯酸等。
作為固化劑(B)中所使用的縮合型固化劑,例如可以舉出甲階型酚醛樹(shù)脂、含有羥甲基的脲樹(shù)脂這樣的脲樹(shù)脂、含有羥甲基的三聚氰胺樹(shù)脂這樣的三聚氰胺樹(shù)脂等。
在這些之中,從提高有關(guān)阻燃性、耐濕性、電特性、固化性和保存穩(wěn)定性等的平衡的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選酚醛樹(shù)脂類固化劑。作為酚醛樹(shù)脂類固化劑,可以使用在一個(gè)分子內(nèi)具有2個(gè)以上酚性羥基的單體、低聚物、聚合物全部,其分子量、分子結(jié)構(gòu)并沒(méi)有特別限定。
用作固化劑(B)的酚醛樹(shù)脂類固化劑例如可以含有選自下列化合物中的一種或兩種以上:苯酚酚醛清漆樹(shù)脂、甲酚酚醛清漆樹(shù)脂、雙酚酚醛清漆等酚醛清漆型樹(shù)脂;聚乙烯基苯酚;三苯酚甲烷型酚醛樹(shù)脂等多官能型酚醛樹(shù)脂;萜烯改性酚醛樹(shù)脂、二環(huán)戊二烯改性酚醛樹(shù)脂等改性酚醛樹(shù)脂;具有亞苯基骨架和/或亞聯(lián)苯基骨架的苯酚芳烷基樹(shù)脂、具有亞苯基和/或亞聯(lián)苯基骨架的萘酚芳烷基樹(shù)脂等芳烷基型樹(shù)脂;雙酚A、雙酚F等雙酚化合物等。
作為固化劑(B),尤其優(yōu)選含有選自下述式(4)所表示的化合物中的至少1種固化劑。
(式(4)中,Ar3表示亞苯基或亞萘基,當(dāng)Ar3為亞萘基時(shí),羥基可以鍵合于α位、β位中的任一位置。Ar4表示亞苯基、亞聯(lián)苯基或亞萘基中的任一基團(tuán)。Rf和Rg分別獨(dú)立地表示碳原子數(shù)1~10的烴基。i為0~5的整數(shù),j為0~8的整數(shù)。n4表示聚合度,其平均值為1~3)
封裝用樹(shù)脂組合物中的固化劑(B)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為2質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為3質(zhì)量%以上,尤其優(yōu)選為4質(zhì)量%以上。通過(guò)將固化劑(B)的含量設(shè)為上述下限值以上,能夠?qū)崿F(xiàn)具有足夠的流動(dòng)性的封裝用樹(shù)脂組合物,從而能夠提高成型性。另一方面,封裝用樹(shù)脂組合物中的固化劑(B)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為15質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為13質(zhì)量%以下,尤其優(yōu)選為11質(zhì)量%以下。通過(guò)將固化劑(B)的含量設(shè)為上述上限值以下,能夠提高半導(dǎo)體裝置的耐濕可靠性和耐回流性。
((C)含硫化合物)
含硫化合物(C)為含有一個(gè)或二個(gè)以上硫原子的化合物。通過(guò)使含硫化合物(C)含于封裝用樹(shù)脂組合物中,能夠提高使用封裝用樹(shù)脂組合物形成的封裝樹(shù)脂對(duì)其他部件的粘附性。作為其他部件,例如可以舉出引線框等基板或接合線等。并且,由此還能夠有助于提高半導(dǎo)體裝置的耐回流性。并且,如此,即使在使用含硫化合物(C)的情況下,也能夠通過(guò)控制利用上述條件1計(jì)算的膨脹率S來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的高溫保管特性。因此,根據(jù)本實(shí)施方式,能夠兼顧高溫保管特性和耐回流性。
當(dāng)封裝用樹(shù)脂組合物含有后述的充填劑(D)時(shí),例如通過(guò)將使用含硫化合物(C)進(jìn)行了表面處理的充填劑(D)與除它們以外的成分一同投入到混合機(jī)中進(jìn)行混合,能夠使含硫化合物(C)含于封裝用樹(shù)脂組合物中。并且,含硫化合物(C)除了通過(guò)對(duì)填充劑(D)進(jìn)行上述表面處理來(lái)含于封裝用樹(shù)脂組合物中的情況以外,還可以通過(guò)直接投入到混合機(jī)內(nèi)并與其他成分混合來(lái)含于封裝用樹(shù)脂組合物內(nèi)。
含硫化合物(C)例如可以含有選自下列物質(zhì)中的一種或兩種以上:γ-巰基丙基三甲氧基硅烷等三烷氧基巰基硅烷、或者γ-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷等單烷基二烷氧基巰基硅烷、γ-巰基丙基二甲基甲氧基硅烷等二烷基單烷氧基巰基硅烷等所例示的巰基硅烷、以及以3-氨基-1,2,4-三唑-5-硫醇、3,5-二巰基-1,2,4-三唑、3-羥基-1,2,4-三唑-5-硫醇、5-巰基-1,2,4-三唑-3-甲醇等硫代三唑化合物等為代表的1,2,4-三唑環(huán)、或在1,2,3-三唑環(huán)上具有含硫取代基的化合物。在這些之中,從提高封裝樹(shù)脂的粘附性的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選含有巰基硅烷,尤其優(yōu)選含有γ-巰基丙基三烷氧基硅烷。
封裝用樹(shù)脂組合物中的含硫化合物(C)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為0.05質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以上,尤其優(yōu)選為0.15質(zhì)量%以上。通過(guò)將含硫化合物(C)的含量設(shè)為上述下限值以上,能夠更有效地提高封裝樹(shù)脂的粘附性。并且,當(dāng)封裝用樹(shù)脂組合物含有充填劑(D)時(shí),還能夠使填充劑(D)在封裝用樹(shù)脂組合物中的分散性變得良好。因此,能夠更有效地提高耐濕可靠性和耐回流性等。另一方面,封裝用樹(shù)脂組合物中的含硫化合物(C)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為2質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為1質(zhì)量%以下,尤其優(yōu)選為0.5質(zhì)量%以下。通過(guò)將含硫化合物(C)的含量設(shè)為上述上限值以下,能夠使封裝用樹(shù)脂組合物的流動(dòng)性變得良好,從而能夠提高成型性。
((D)充填劑)
封裝用樹(shù)脂組合物可以含有例如填充劑(D)。作為充填劑(D),可以使用一般的在半導(dǎo)體封裝用環(huán)氧樹(shù)脂組合物中使用的填充劑,例如可以舉出熔融球狀二氧化硅、熔融破碎二氧化硅、結(jié)晶二氧化硅、滑石、氧化鋁、鈦白、氮化硅等無(wú)機(jī)充填劑、有機(jī)硅粉末、聚乙烯粉末等有機(jī)充填劑。在這些之中,尤其優(yōu)選使用熔融球狀二氧化硅。這些充填劑可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。
并且,作為充填劑(D)的形狀并沒(méi)有特別限定,從抑制封裝用樹(shù)脂組合物的熔融粘度的上升并且提高充填劑的含量的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選盡可能為圓球狀且粒度分布較寬。
本實(shí)施方式中,能夠通過(guò)將使用含硫化合物(C)預(yù)先進(jìn)行了表面處理的充填劑(D)與除這些以外的成分一同投入到混合機(jī)中進(jìn)行混合來(lái)制作封裝用樹(shù)脂組合物。
例如,如下所述對(duì)填充劑(D)使用含硫化合物(C)進(jìn)行表面處理。首先,將填充劑(D)投入到混合機(jī)中之后開(kāi)始攪拌,向其中進(jìn)一步投入含硫化合物(C),將這些攪拌1~5分鐘來(lái)得到填充劑(D)與含硫化合物(C)的混合物。接著,從混合機(jī)中取出該混合物并放置。放置時(shí)間可以適當(dāng)選擇,例如可以設(shè)為3分鐘~1小時(shí)。由此,得到利用含硫化合物(C)進(jìn)行了表面處理的填充劑(D)。并且,可以對(duì)放置處理后的填充劑(D)進(jìn)一步實(shí)施熱處理。熱處理例如可以在30~80℃、0.1~10小時(shí)的條件下進(jìn)行。另外,本實(shí)施方式中,針對(duì)混合機(jī)內(nèi)的填充劑(D),可以通過(guò)一邊使用噴霧器噴射含硫化合物(C)一邊攪拌填充劑(D)來(lái)得到填充劑(D)與含硫化合物(C)的混合物。作為噴霧器,例如可以使用具備二流體噴嘴等的能夠噴射微細(xì)液滴的裝置。通過(guò)使用這種噴霧器,填充劑(D)的表面更均勻地被含硫化合物(C)處理,因此優(yōu)選。本實(shí)施方式中,例如能夠通過(guò)調(diào)整上述表面處理的條件來(lái)控制膨脹率S。作為該表面處理的條件,例如可以舉出是否使用噴霧器、放置時(shí)間、是否進(jìn)行熱處理及熱處理?xiàng)l件等。
另外,也可以不對(duì)充填劑(D)進(jìn)行上述表面處理。
封裝用樹(shù)脂組合物中的填充劑(D)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為35質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為50質(zhì)量%以上,尤其優(yōu)選為65質(zhì)量%以上。通過(guò)將填充劑(D)的含量設(shè)為上述下限值以上,能夠提高低吸濕性及低熱膨脹性,從而能夠更有效地提高耐濕可靠性和耐回流性。另一方面,封裝用樹(shù)脂組合物中的填充劑(D)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為95質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為93質(zhì)量%以下,尤其優(yōu)選為90質(zhì)量%以下。通過(guò)將填充劑(D)的含量設(shè)為上述上限值以下,能夠抑制伴隨封裝用樹(shù)脂組合物的流動(dòng)性下降的成型性的下降、或因高粘度化引起的接合線流動(dòng)等。
((E)離子捕捉劑)
封裝用樹(shù)脂組合物例如可以含有離子捕捉劑(E)。由此,能夠更有效地提高具備使用封裝用樹(shù)脂組合物形成的封裝樹(shù)脂的半導(dǎo)體裝置的高溫保管特性。離子捕捉劑(E)并沒(méi)有特別限定,例如可以含有選自水滑石類和多價(jià)金屬酸性鹽等無(wú)機(jī)離子交換體中的一種或兩種以上。在這些之中,從提高高溫保管特性的觀點(diǎn)考慮,尤其優(yōu)選含有水滑石類。
封裝用樹(shù)脂組合物中的離子捕捉劑(E)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為0.05質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以上,尤其優(yōu)選為0.15質(zhì)量%以上。通過(guò)將離子捕捉劑(E)的含量設(shè)為上述下限值以上,能夠更有效地提高高溫保管特性。另一方面,封裝用樹(shù)脂組合物中的離子捕捉劑(E)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為1質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.8質(zhì)量%以下,尤其優(yōu)選為0.5質(zhì)量%以下。通過(guò)將離子捕捉劑(E)的含量設(shè)為上述上限值以下,能夠提高半導(dǎo)體裝置的耐濕可靠性和耐回流性。
(固化促進(jìn)劑(F))
封裝用樹(shù)脂組合物可以含有例如固化促進(jìn)劑(F)。固化促進(jìn)劑(F)只要是促進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂(A)的環(huán)氧基與固化劑(B)(例如,酚醛樹(shù)脂類固化劑的酚性羥基)的交聯(lián)反應(yīng)的固化促進(jìn)劑即可,例如可以使用一般的在封裝用環(huán)氧樹(shù)脂組合物中使用的固化促進(jìn)劑。
本實(shí)施方式中,固化促進(jìn)劑(F)例如可以含有選自有機(jī)膦、四取代的鏻化合物、磷酸酯甜菜堿化合物(phosphobetaine)、膦化合物與醌化合物的加成物、鏻化合物與硅烷化合物的加成物等含磷原子的化合物;1,8-二氮雙環(huán)(5,4,0)十一碳烯-7、芐基二甲胺、2-甲基咪唑等所例示的脒或叔胺、上述脒或胺的季鹽等含氮原子的化合物中的1種或2種以上。在這些之中,從提高固化性的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選含有含磷原子的化合物。并且,從提高成型性與固化性的平衡的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選含有四取代的鏻化合物、磷酸酯甜菜堿化合物、膦化合物與醌化合物的加成物、鏻化合物與硅烷化合物的加成物等具有潛在性的固化促進(jìn)劑。
作為在封裝用樹(shù)脂組合物中可以使用的有機(jī)膦,例如可以舉出乙基膦、苯基膦等伯膦;二甲基膦、二苯基膦等仲膦;三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三苯基膦等叔膦。
作為在封裝用樹(shù)脂組合物中可以使用的四取代的鏻化合物,例如可以舉出下述通式(5)所表示的化合物等。
(上述通式(5)中,P表示磷原子。R4、R5、R6和R7表示芳香族基或烷基。A表示在芳香環(huán)上具有至少一個(gè)選自羥基、羧基、硫醇基中的任一官能團(tuán)的芳香族有機(jī)酸的陰離子。AH表示在芳香環(huán)上具有至少1個(gè)選自羥基、羧基、硫醇基中的任一官能團(tuán)的芳香族有機(jī)酸。x、y為1~3的數(shù),z為0~3的數(shù),且x=y(tǒng)。)
通式(5)所表示的化合物例如可以通過(guò)如下操作得到,但并不限定于此。首先,將四取代的鹵化鏻、芳香族有機(jī)酸和堿混合在有機(jī)溶劑中,均勻地混合,在該溶液體系內(nèi)產(chǎn)生芳香族有機(jī)酸陰離子。接著,加入水,就能夠使通式(5)所表示的化合物沉淀。通式(5)所表示的化合物中,優(yōu)選與磷原子鍵合的R4、R5、R6和R7為苯基,且AH為在芳香環(huán)上具有羥基的化合物即酚類,且A為該酚類的陰離子。作為上述酚類,可以例示出苯酚、甲酚、間苯二酚、鄰苯二酚等單環(huán)式酚類、萘酚、二羥基萘、蒽二酚(anthraquinol)等縮合多環(huán)式酚類、雙酚A、雙酚F、雙酚S等雙酚類、苯基酚、聯(lián)苯酚等多環(huán)式酚類等。
作為在封裝用樹(shù)脂組合物中可以使用的磷酸酯甜菜堿化合物,例如可以舉出下述通式(6)所表示的化合物等。
(上述通式(6)中,R8表示碳原子數(shù)1~3的烷基,R9表示羥基。f為0~5的數(shù),g為0~3的數(shù)。)
通式(6)所表示的化合物例如通過(guò)如下操作得到。首先,使作為叔膦的三芳香族取代膦與重氮鹽接觸,經(jīng)過(guò)使三芳香族取代膦與重氮鹽所具有的重氮基取代的工序而得到。但是,并不限定于此。
作為在封裝用樹(shù)脂組合物中可以使用的膦化合物與醌化合物的加成物,例如可以舉出下述通式(7)所表示的化合物等。
(上述通式(7)中,P表示磷原子。R10、R11和R12表示碳原子數(shù)1~12的烷基或碳原子數(shù)6~12的芳基,可以彼此相同也可以不同。R13、R14和R15表示氫原子或碳原子數(shù)1~12的烴基,可以彼此相同也可以不同,R14與R15可以鍵合而成為環(huán)狀結(jié)構(gòu)。)
作為膦化合物與醌化合物的加成物中所使用的膦化合物,例如優(yōu)選三苯基膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三萘基膦、三(芐基)膦等在芳香環(huán)上無(wú)取代或存在烷基、烷氧基等取代基的膦化合物,作為烷基、烷氧基等取代基,可以舉出具有1~6的碳原子數(shù)的基團(tuán)。從易獲得性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選三苯基膦。
并且,作為膦化合物與醌化合物的加成物中所使用的醌化合物,可以舉出苯醌、蒽醌類,其中,從保存穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選對(duì)苯醌。
作為膦化合物與醌化合物的加成物的制造方法,能夠通過(guò)使有機(jī)叔膦和苯醌類在能夠溶解兩者的溶劑中接觸、混合而得到加成物。作為溶劑,為丙酮或甲乙酮等酮類且對(duì)加成物的溶解性較低的溶劑即可。但是,并不限定于此。
通式(7)所表示的化合物中,從降低封裝用樹(shù)脂組合物的固化物的熱時(shí)彈性模量的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選與磷原子鍵合的R10、R11和R12為苯基且R13、R14和R15為氫原子的化合物,即,使1,4-苯醌與三苯基膦加成而得到的化合物。
作為在封裝用樹(shù)脂組合物中可以使用的鏻化合物與硅烷化合物的加成物,例如可以舉出下述通式(8)所表示的化合物等。
(上述通式(8)中,P表示磷原子,Si表示硅原子。R16、R17、R18和R19分別表示具有芳香環(huán)或雜環(huán)的有機(jī)基團(tuán)、或脂肪族基團(tuán),可以彼此相同也可以不同。式中,R20表示與基團(tuán)Y2及Y3鍵合的有機(jī)基團(tuán)。式中,R21表示與基團(tuán)Y4及Y5鍵合的有機(jī)基團(tuán)。Y2及Y3表示由供質(zhì)子性基團(tuán)放出質(zhì)子而成的基團(tuán),同一個(gè)分子內(nèi)的基團(tuán)Y2及Y3與硅原子鍵合而形成螯合結(jié)構(gòu)。Y4及Y5表示由供質(zhì)子性基團(tuán)放出質(zhì)子而成的基團(tuán),同一個(gè)分子內(nèi)的基團(tuán)Y4及Y5與硅原子鍵合而形成螯合結(jié)構(gòu)。R20及R21可以彼此相同也可以不同,Y2、Y3、Y4及Y5可以彼此相同也可以不同。Z1為具有芳香環(huán)或雜環(huán)的有機(jī)基團(tuán)、或脂肪族基團(tuán)。)
通式(8)中,作為R16、R17、R18和R19,例如可以舉出苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羥基苯基、萘基、羥基萘基、芐基、甲基、乙基、正丁基、正辛基及環(huán)己基等,在這些之中,更優(yōu)選苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羥基苯基、羥基萘基等具有烷基、烷氧基、羥基等取代基的芳香族基或無(wú)取代的芳香族基。
并且,通式(8)中,R20為與Y2及Y3鍵合的有機(jī)基團(tuán)。同樣地,R21為與基團(tuán)Y4及Y5鍵合的有機(jī)基團(tuán)。Y2及Y3為由供質(zhì)子性基團(tuán)放出質(zhì)子而成的基團(tuán),同一個(gè)分子內(nèi)的基團(tuán)Y2及Y3與硅原子鍵合而形成螯合結(jié)構(gòu)。同樣地,Y4及Y5為由供質(zhì)子性基團(tuán)放出質(zhì)子而成的基團(tuán),同一個(gè)分子內(nèi)的基團(tuán)Y4及Y5與硅原子鍵合而形成螯合結(jié)構(gòu)?;鶊F(tuán)R20及R21可以彼此相同也可以不同,基團(tuán)Y2、Y3、Y4及Y5可以彼此相同也可以不同。這種通式(8)中的-Y2-R20-Y3-及Y4-R21-Y5-所表示的基團(tuán)由質(zhì)子供體放出2個(gè)質(zhì)子而成的基團(tuán)構(gòu)成,作為質(zhì)子供體,優(yōu)選在分子內(nèi)具有至少2個(gè)羧基或羥基的有機(jī)酸,進(jìn)一步優(yōu)選在構(gòu)成芳香環(huán)的相鄰的碳原子上具有至少2個(gè)羧基或羥基的芳香族化合物,更優(yōu)選在構(gòu)成芳香環(huán)的相鄰的碳原子上具有至少2個(gè)羥基的芳香族化合物,例如可以舉出鄰苯二酚、鄰苯三酚、1,2-二羥基萘、2,3-二羥基萘、2,2'-聯(lián)苯酚、1,1'-二-2-萘酚、水楊酸、1-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、氯冉酸、單寧酸、2-羥基苯甲醇、1,2-環(huán)己二醇、1,2-丙二醇及甘油等,在這些之中,更優(yōu)選鄰苯二酚、1,2-二羥基萘、2,3-二羥基萘。
并且,通式(8)中的Z1表示具有芳香環(huán)或雜環(huán)的有機(jī)基團(tuán)或脂肪族基團(tuán),作為它們的具體例,可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、己基及辛基等脂肪族烴基、或苯基、芐基、萘基及聯(lián)苯基等芳香族烴基、縮水甘油氧基丙基、巰基丙基、氨基丙基等縮水甘油氧基、具有巰基、氨基的烷基及乙烯基等反應(yīng)性取代基等,在這些之中,從熱穩(wěn)定性的方面考慮,更優(yōu)選甲基、乙基、苯基、萘基及聯(lián)苯基。
作為鏻化合物與硅烷化合物的加成物的制造方法,在放入了甲醇的燒瓶中加入苯基三甲氧基硅烷等硅烷化合物、2,3-二羥基萘等質(zhì)子供體進(jìn)行溶解,接著在室溫?cái)嚢柘碌渭蛹状尖c-甲醇溶液。進(jìn)一步在室溫?cái)嚢柘孪蚱渲械渭宇A(yù)先準(zhǔn)備的將四苯基溴化鏻等四取代的鹵化鏻溶解于甲醇中而得到的溶液,晶體就會(huì)析出。若將析出的晶體進(jìn)行過(guò)濾、水洗、真空干燥,則得到鏻化合物與硅烷化合物的加成物。但是,并不限定于此。
封裝用樹(shù)脂組合物中的固化促進(jìn)劑(F)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為0.05質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為0.1質(zhì)量%以上。通過(guò)將固化促進(jìn)劑(F)的含量設(shè)為上述下限值以上,能夠抑制封裝用樹(shù)脂組合物的固化性下降。另一方面,封裝用樹(shù)脂組合物中的固化促進(jìn)劑(F)的含量例如相對(duì)于封裝用樹(shù)脂組合物整體,優(yōu)選為1質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0.8質(zhì)量%以下。通過(guò)將固化促進(jìn)劑(F)的含量設(shè)為上述上限值以下,能夠抑制封裝用樹(shù)脂組合物的流動(dòng)性下降。
封裝用樹(shù)脂組合物中,還可以根據(jù)需要適當(dāng)配合偶聯(lián)劑;碳黑、鐵丹等著色劑;硅橡膠等低應(yīng)力成分;巴西棕櫚蠟等天然蠟、合成蠟、硬脂酸鋅等高級(jí)脂肪酸及其金屬鹽類或石蠟等脫模劑;氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、鉬酸鋅、磷腈等阻燃劑、抗氧化劑等各種添加劑。作為偶聯(lián)劑,可以使用一種或兩種以上的環(huán)氧基硅烷、氨基硅烷、烷基硅烷、脲基硅烷、乙烯基硅烷、甲基丙烯?;柰榈雀鞣N硅烷類化合物、鈦類化合物、鋁螯合物類、及鋁/鋯類化合物等所例示的公知的偶聯(lián)劑。
作為封裝用樹(shù)脂組合物,例如可以使用利用公知的手段來(lái)混合前述各成分,進(jìn)一步利用輥、捏合機(jī)或擠出機(jī)等混煉機(jī)熔融混煉,冷卻之后粉碎而得到的樹(shù)脂組合物、或根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整了分散度或流動(dòng)性等的樹(shù)脂組合物。
接著,對(duì)本實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置100進(jìn)行說(shuō)明。
半導(dǎo)體裝置100具備半導(dǎo)體元件20、接合線40和封裝樹(shù)脂50。接合線40連接于半導(dǎo)體元件20,且以Cu為主要成分。并且,封裝樹(shù)脂50由上述封裝用樹(shù)脂組合物的固化物構(gòu)成,封裝半導(dǎo)體元件20和接合線40。
半導(dǎo)體元件20搭載于基材30上?;?0例如為引線框或有機(jī)基板。并且,基材30連接于接合線40。圖1中例示出在作為引線框的基材30中的裸片焊盤32上經(jīng)由粘片材料10搭載半導(dǎo)體元件20的情況。作為引線框的基材30例如由以Cu或42Alloy為主要成分的金屬材料構(gòu)成。另外,半導(dǎo)體元件20也可以配置于其他半導(dǎo)體元件上。
在半導(dǎo)體元件20的上表面例如形成有多個(gè)電極焊盤22。設(shè)置于半導(dǎo)體元件20上的電極焊盤22的至少表面層例如由以Al為主要成分的金屬材料構(gòu)成。由此,能夠提高以Cu為主要成分的接合線40與電極焊盤22的連接可靠性。
圖1中例示出接合線40將半導(dǎo)體元件20的電極焊盤22與基材30中的外引線34電連接的情況。
封裝樹(shù)脂50由上述封裝用樹(shù)脂組合物的固化物構(gòu)成。因此,與基材30和接合線40的粘附性良好,可以得到耐回流性和高溫保管特性、耐濕可靠性、高溫動(dòng)作特性的平衡優(yōu)異的半導(dǎo)體裝置100。該效果在接合線40由以Cu為主要成分的金屬材料構(gòu)成且基材30由有機(jī)基板或以Cu或42Alloy為主要成分的金屬材料(引線框)構(gòu)成的情況下更為顯著,當(dāng)基材30為金屬材料(引線框)的情況下可以尤其顯著地得到。
半導(dǎo)體裝置100例如如下制造。
首先,在基材30上搭載半導(dǎo)體元件20。接著,將基材30和半導(dǎo)體元件20利用以Cu為主要成分的接合線40彼此連接。接著,利用上述封裝用樹(shù)脂組合物來(lái)封裝半導(dǎo)體元件20和接合線40。作為封裝成型的方法,并沒(méi)有特別限定,例如可以舉出遞模成型法或壓縮成型法。由此,制造半導(dǎo)體裝置100。
另外,本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式,能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的范圍內(nèi)的變形、改良等包含于本發(fā)明中。
實(shí)施例
接著,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
(封裝用樹(shù)脂組合物)
對(duì)于實(shí)施例1~12及比較例1~2的每一個(gè),如下制備出封裝用樹(shù)脂組合物。首先,利用表1所示的配合量的含硫化合物(C),對(duì)填充劑(D)實(shí)施表面處理。接著,按照表1所示的配比,使用混合機(jī)在15~28℃下混合各成分。接著,在70~100℃下將所得到的混合物進(jìn)行輥混煉。接著,冷卻混煉后的混合物,并進(jìn)行粉碎而得到封裝用樹(shù)脂組合物。另外,表1中的各成分的詳細(xì)內(nèi)容如下所示。并且,表1中的單位為質(zhì)量%。
(A)環(huán)氧樹(shù)脂
環(huán)氧樹(shù)脂1:含有亞聯(lián)苯基骨架的苯酚芳烷基型環(huán)氧樹(shù)脂(NC-3000P,日本化藥株式會(huì)社制)
環(huán)氧樹(shù)脂2:聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂(YX4000K,三菱化學(xué)株式會(huì)社制)
(B)固化劑
固化劑1:含有亞聯(lián)苯基骨架的苯酚芳烷基樹(shù)脂(MEH-7851SS,明和化成株式會(huì)社制)
固化劑2:含有亞苯基骨架的苯酚芳烷基樹(shù)脂(XLC-4L,三井化學(xué)株式會(huì)社制)
(C)含硫化合物
γ-巰基丙基三甲氧基硅烷(信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制,KBM-803)
(D)填充劑
填充劑1:二氧化硅(平均粒徑26μm,比表面積2.4mm2/g)
填充劑2:二氧化硅(SO-25R,Admatechs COMPANY制,平均粒徑0.5μm,比表面積6.0mm2/g)
(E)離子捕捉劑
水滑石(DHT-4H,協(xié)和化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)
(F)固化促進(jìn)劑
固化促進(jìn)劑1:由下述式(9)表示的化合物
固化促進(jìn)劑2:由下述式(10)表示的化合物
(G)脫模劑
巴西棕櫚蠟
實(shí)施例1~4、7~12和比較例1~2中,如下所述對(duì)填充劑(D)使用含硫化合物(C)進(jìn)行表面處理。首先,將填充劑1和填充劑2投入到混合機(jī)中之后開(kāi)始攪拌,進(jìn)一步向其中投入含硫化合物(C),將它們攪拌3.0分鐘而得到填充劑1、填充劑2和含硫化合物(C)的混合物。接著,從混合機(jī)中取出該混合物,并放置表1所示的時(shí)間(噴射后的放置時(shí)間)。由此,得到利用含硫化合物(C)實(shí)施了表面處理的填充劑(D)。
實(shí)施例5中,放置上述混合物之后,在55℃、3小時(shí)的條件下對(duì)上述混合物進(jìn)行熱處理,除了這點(diǎn)以外,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了表面處理。
實(shí)施例6中,通過(guò)如下操作得到填充劑1、填充劑2和含硫化合物(C)的混合物,除了這點(diǎn)以外,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行了表面處理。首先,將填充劑1和填充劑2投入到混合機(jī)中,并將這些進(jìn)行混合。并且,一邊使用噴霧器對(duì)混合機(jī)內(nèi)的填充劑1和填充劑2噴射含硫化合物(C),一邊將它們攪拌3.0分鐘來(lái)得到填充劑1、填充劑2和含硫化合物(C)的混合物。接著,從混合機(jī)中取出該混合物,并放置表1所示的時(shí)間(噴射后的放置時(shí)間)。
(膨脹率S的測(cè)定)
對(duì)于實(shí)施例1~12、比較例1~2的每一個(gè),使用所得到的封裝用樹(shù)脂組合物如下所述測(cè)定出膨脹率S。另外,圖2是用于說(shuō)明膨脹率的測(cè)定方法的剖視圖。
首先,將在175℃、4小時(shí)的條件下使封裝用樹(shù)脂組合物熱固化而得到的固化物進(jìn)行粉碎,得到粉碎物80。粉碎處理通過(guò)將固化物5g放入粉碎釜中并利用TI-100(CMT Co.,Ltd.制)粉碎2分鐘來(lái)進(jìn)行。接著,如圖2所示,將1.0g所得到的粉碎物80和由經(jīng)由Cu線62(4N等級(jí))相互連接的引線框64及半導(dǎo)體芯片66構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體60以Cu線62整體暴露在空氣中的方式放入作為內(nèi)徑為50mm、高度為17mm的玻璃培養(yǎng)皿的密閉容器70內(nèi),并在空氣氣氛下、200℃、96小時(shí)的條件下進(jìn)行了熱處理。另外,熱處理前的Cu線62的中心點(diǎn)上的最大直徑D0為20μm。并且,使用卡普頓膠帶(kapton tape)90將引線框64固定于密閉容器70內(nèi)。接著,測(cè)定熱處理后的Cu線62的中心點(diǎn)上的最大直徑D1,根據(jù)所得到的結(jié)果來(lái)計(jì)算出膨脹率S=D1/D0×100(%)。將結(jié)果示于表1。
(半導(dǎo)體裝置的作制)
對(duì)于實(shí)施例1~12、比較例1~2的每一個(gè),如下制作出半導(dǎo)體裝置。
首先,將具備鋁制電極焊盤的TEG(Test Element Group)芯片(3.5mm×3.5mm)搭載于表面由Ag鍍敷的引線框的裸片焊盤部上。接著,使用由Cu99.9%的金屬材料構(gòu)成的接合線,將TEG芯片的電極焊盤(以下稱為電極焊盤)和引線框的外引線部以120μm線間距進(jìn)行了引線接合。使用低壓遞模成型機(jī),在模具溫度175℃、注入壓力10.0MPa、固化時(shí)間2分鐘的條件下使用封裝用樹(shù)脂組合物對(duì)如上得到的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行封裝成型,從而制作出半導(dǎo)體封裝件。其后,在175℃、4小時(shí)的條件下將所得到的半導(dǎo)體封裝件后固化,從而得到半導(dǎo)體裝置。
(MSL(耐回流性評(píng)價(jià)))
對(duì)于實(shí)施例1~12、比較例1~2的每一個(gè),針對(duì)所得到的半導(dǎo)體裝置12個(gè)在85℃、相對(duì)濕度60%的環(huán)境下放置168小時(shí)之后,進(jìn)行了IR回流處理(260℃)。接著,利用超聲波探傷裝置觀察處理后的半導(dǎo)體裝置內(nèi)部,并計(jì)算出在封裝樹(shù)脂與引線框的界面產(chǎn)生剝離的面積。在所有半導(dǎo)體裝置中剝離面積為小于5%的情況設(shè)為◎,將5%以上且在10%以下的情況設(shè)為○,將超過(guò)10%的情況設(shè)為×。
(HTSL(高溫保管特性評(píng)價(jià)))
對(duì)于實(shí)施例1~12、比較例1~2的每一個(gè),將所得到的半導(dǎo)體裝置保管在150℃的環(huán)境下,每隔24小時(shí)測(cè)定半導(dǎo)體芯片的電極焊盤與接合線之間的電阻值,將該值相對(duì)于初始值增加了20%的半導(dǎo)體裝置設(shè)為不良。將保管2000小時(shí)也不會(huì)發(fā)生不良的設(shè)為◎,將在1000~2000小時(shí)之間發(fā)生不良的設(shè)為○,將在1000小時(shí)以內(nèi)發(fā)生不良的設(shè)為×。
如表1所示,實(shí)施例1~12中,關(guān)于耐回流性和高溫保管特性得到了良好的結(jié)果。與實(shí)施例7、9、11相比,實(shí)施例1~6、8、10、12顯示出更優(yōu)異的高溫保管特性。并且,與實(shí)施例1相比,實(shí)施例2~12顯示出更優(yōu)異的耐回流性。
該申請(qǐng)主張以2014年3月24日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2014-060297號(hào)為基礎(chǔ)的優(yōu)先權(quán),在此引入其公開(kāi)的所有內(nèi)容。