半导体装置及其制造方法、半导体密封用环氧树脂组合物转让专利

申请号 : CN201710574007.8

文献号 : CN107622980B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 高本真中岛数矢

申请人 : 住友电木株式会社

摘要 :

本发明的半导体装置具有:半导体元件(30);第一密封材料(10),其以覆盖半导体元件(30)的表面的方式将半导体元件(30)密封,由第一热固性树脂组合物的固化物形成;和第二密封材料(20),其以覆盖第一密封材料(10)的表面的方式将第一密封材料(10)密封,由与第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物形成,第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物。

权利要求 :

1.一种半导体装置,其特征在于,具有:

半导体元件;

第一密封材料,其以覆盖所述半导体元件的表面的方式将所述半导体元件密封,由第一热固性树脂组合物的固化物形成;和第二密封材料,其以覆盖所述第一密封材料的表面的方式将所述第一密封材料密封,由与所述第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物形成,所述第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物,作为所述导电填料,包括颗粒状填料和纤维状填料,所述颗粒状填料为石墨,

所述纤维状填料为碳纤维,

相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量,所述第二热固性树脂组合物中的所述碳纤维的含量为10质量%以上50质量%以下,相对于第二热固性树脂组合物中的纤维的含量,所述第二热固性树脂组合物中的所述石墨的含量为20质量%以上150质量%以下。

2.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于:所述导电填料包含相对于该导电填料总量为50质量%以上的碳。

3.如权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于:相对于所述第二热固性树脂组合物的固态成分总量,所述第二热固性树脂组合物中的所述导电填料的含量为35质量%以上65质量%以下。

4.如权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于:在将所述第一密封材料的25℃时的线膨胀系数设为L1、将所述第二密封材料的25℃时的线膨胀系数设为L2时,L1-L2的绝对值为0ppm以上30ppm以下。

5.如权利要求4所述的半导体装置,其特征在于:所述线膨胀系数L1小于所述线膨胀系数L2。

6.如权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于:所述第一热固性树脂组合物包含环氧树脂、固化剂、固化促进剂和填充剂。

7.如权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于:所述第一密封材料的所述表面全部区域以所述第一密封材料的所述表面全部区域不露出的方式被所述第二密封材料覆盖。

8.如权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于:包括所述半导体元件、所述第一密封材料和所述第二密封材料的结构体在基板上形成。

9.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,包括:以覆盖半导体元件的表面的方式,利用第一热固性树脂组合物的固化物将所述半导体元件密封,形成第一密封材料的工序;和以覆盖所述第一密封材料的表面的方式,利用与所述第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物将所述第一密封材料密封,形成第二密封材料的工序,所述第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物,作为所述导电填料,包括颗粒状填料和纤维状填料,所述颗粒状填料为石墨,

所述纤维状填料为碳纤维,

相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量,所述第二热固性树脂组合物中的所述碳纤维的含量为10质量%以上50质量%以下,相对于第二热固性树脂组合物中的纤维的含量,所述第二热固性树脂组合物中的所述石墨的含量为20质量%以上150质量%以下。

10.如权利要求9所述的半导体装置的制造方法,其特征在于:接着形成所述第二密封材料的工序,对所述第一密封材料和所述第二密封材料进行热处理使它们后固化。

11.一种半导体密封用环氧树脂组合物,其特征在于:其用于形成第二密封材料,所述第二密封材料以覆盖第一密封材料的表面的方式将所述第一密封材料密封,所述第一密封材料由热固性树脂组合物的固化物以覆盖半导体元件的表面的方式形成,所述半导体密封用环氧树脂组合物包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料,作为所述导电填料,包括颗粒状填料和纤维状填料,所述颗粒状填料为石墨,

所述纤维状填料为碳纤维,

相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量,所述第二热固性树脂组合物中的所述碳纤维的含量为10质量%以上50质量%以下,相对于第二热固性树脂组合物中的纤维的含量,所述第二热固性树脂组合物中的所述石墨的含量为20质量%以上150质量%以下。

12.一种树脂组合,其特征在于,包含:

由用于形成权利要求1~8中任一项所述的半导体装置中的所述第一密封材料的所述第一热固性树脂组合物构成的成型材料组;和由用于形成权利要求1~8中任一项所述的半导体装置中的所述第二密封材料的所述第二热固性树脂组合物构成的成型材料组。

说明书 :

半导体装置及其制造方法、半导体密封用环氧树脂组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体装置、半导体装置的制造方法、半导体密封用环氧树脂组合物和树脂组合。

背景技术

[0002] 近年来,随着互联网等信息通讯技术的发展和普及,对于电磁波利用的研究不仅限于个人计算机和手机等通讯设备,在在此之前不利用电磁波的各种电子设备中也逐步开展。与此同时,对于利用电磁波的电子设备,为了抑制因从其他电子设备放出的电磁波噪声的影响而引起的该电子设备的误动作和功能不全、以及故障等各种不良情况的发生,进行了大量研究。鉴于这样的情况,已报告了各种关于赋予了电磁波吸收能力的密封材料的技术。
[0003] 作为关于赋予了电磁波吸收能力的密封材料的技术,例如有以下内容。
[0004] 在专利文献1中记载了一种在环氧树脂中配合复合材料颗粒而形成的半导体密封用树脂组合物,该复合材料颗粒通过在树脂中分散含有金属系材料、铁氧体系材料和碳系材料中的至少一种且具有电磁波屏蔽功能的颗粒而形成。另外,该文献中还记载了关于利用上述半导体密封用树脂组合物将半导体元件直接密封而形成的半导体装置的技术。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2008-1757号公报

发明内容

[0008] 然而,从电磁波屏蔽特性和电绝缘特性的平衡的观点考虑,专利文献1等所记载的具有赋予了电磁波吸收能力的密封材料的现有的半导体装置尚存在改善的余地。
[0009] 根据以上见解,本发明提供一种涉及电磁波屏蔽特性和电绝缘特性的平衡优异的半导体装置的制作的技术。
[0010] 根据本发明,提供一种半导体装置,其具有:
[0011] 半导体元件;
[0012] 第一密封材料,其以覆盖上述半导体元件的表面的方式将上述半导体元件密封,由第一热固性树脂组合物的固化物形成;和
[0013] 第二密封材料,其以覆盖上述第一密封材料的表面的方式将上述第一密封材料密封,由与上述第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物形成,[0014] 上述第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物。
[0015] 另外,根据本发明,提供一种半导体装置的制造方法,其包括:
[0016] 以覆盖半导体元件的表面的方式,利用第一热固性树脂组合物的固化物将上述半导体元件密封,形成第一密封材料的工序;和
[0017] 以覆盖上述第一密封材料的表面的方式,利用与上述第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物将上述第一密封材料密封,形成第二密封材料的工序,[0018] 上述第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物。
[0019] 另外,根据本发明,提供一种半导体密封用环氧树脂组合物,其用于形成第二密封材料,上述第二密封材料以覆盖第一密封材料的表面的方式将上述第一密封材料密封,上述第一密封材料以覆盖半导体元件的表面的方式由热固性树脂组合物的固化物形成,[0020] 上述半导体密封用环氧树脂组合物包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料。
[0021] 另外,根据本发明,提供一种树脂组合,其包含:
[0022] 由用于形成上述半导体装置中的上述第一密封材料的上述第一热固性树脂组合物构成的成型材料组;和
[0023] 由用于形成上述半导体装置中的上述第二密封材料的上述第二热固性树脂组合物构成的成型材料组。
[0024] 发明效果
[0025] 根据本发明,能够提供一种涉及电磁波屏蔽特性和电绝缘特性的平衡优异的半导体装置的制作的技术。

附图说明

[0026] 上述目的和其他目的、特征和优点通过以下所述的优选的实施方式及其附带的以下的附图将更为明确。
[0027] 图1是表示本实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的图。
[0028] 图2是表示本实施方式所涉及的半导体装置的一个例子的图。

具体实施方式

[0029] 以下,使用附图对实施方式进行说明。其中,在全部的附图中,对相同的构成要素标注相同的符号,并适当省略说明。
[0030] <半导体装置>
[0031] 图1是表示本实施方式所涉及的半导体装置100的一个例子的图。其中,关于本实施方式所涉及的半导体装置100,列举利用接合线电连接的例子进行说明,但该半导体装置100并不限定于使用接合线的装置。
[0032] 如图1所示,本实施方式所涉及的半导体装置100具有:半导体元件30;第一密封材料10,其以覆盖半导体元件30的表面的方式将半导体元件30密封,由第一热固性树脂组合物的固化物形成;和第二密封材料20,其以覆盖第一密封材料10的表面的方式将第一密封材料10密封,由与第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物形成。即,也可以说本实施方式所涉及的半导体装置100具有:半导体元件30;第一密封材料10,其将半导体元件30密封,由第一热固性树脂组合物的固化物形成;和第二密封材料20,其配置于比第一密封材料10的与配置有半导体元件30的一侧的面相反侧的面更靠外侧的位置,并且由与第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物形成。并且,在本实施方式中,上述第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物。由此,能够实现电磁波屏蔽特性和电绝缘特性的平衡优异的半导体装置。
[0033] 如此,本实施方式所涉及的半导体装置100采用了以具有将半导体元件30密封的第一密封材料10、和由包含导电填料的第二热固性树脂组合物的固化物形成且将第一密封材料10密封的第二密封材料20为特征的结构。换言之,本实施方式所涉及的半导体装置100采用了在半导体元件30的外侧按规定的顺序配置2种密封材料的结构。进一步具体而言,本实施方式所涉及的半导体装置100采用了由第一密封材料10将半导体元件30密封、在该第一密封材料10的外侧配置由于包含导电填料而被赋予了电磁波屏蔽特性的第二密封材料20的结构。因此,根据本实施方式所涉及的半导体装置100,能够通过第一密封材料10表现电绝缘特性,通过第二密封材料20表现电磁波屏蔽特性。
[0034] 如图1所示,本实施方式所涉及的半导体装置100所具有的半导体元件30经由芯片接合材料固化物80搭载于基板50上并被固定。作为该基板50,可以列举引线框或有机基板等。另外,利用接合线60将半导体元件30的电极焊盘(未图示)和基板50上的电极焊盘70电连接。即,在图1所示的半导体装置100中,包括半导体元件30、第一密封材料10和第二密封材料20的结构体在基板50上形成。
[0035] 其中,本实施方式所涉及的半导体装置100只要按照上述的配置形成半导体元件30、第一密封材料10和第二密封材料20,也可以制成在芯片搭载区域外还形成有再配线层的、所谓的Fan-out型。
[0036] 如上所述,本实施方式所涉及的半导体装置100具有第一密封材料10和第二密封材料20,但也可以采用利用与这些密封材料不同的其他密封材料进一步密封的结构。
[0037] 另外,在本实施方式所涉及的半导体装置100中,在将第一密封材料10的25℃时的线膨胀系数设为L1、将第二密封材料20的25℃时的线膨胀系数设为L2时,L1-L2的绝对值的上限值优选为30ppm以下,更优选为28ppm以下,进一步优选为26ppm以下,最优选为20ppm以下。如此,能够抑制在第二密封材料20与第一密封材料10的界面、和第二密封材料20或第一密封材料10与基板50的界面区域产生内部应力。由此,能够实现2种密封材料间的密合性、和各密封材料10(20)与基板50之间的密合性优异的半导体装置100。并且,通过使L1-L2的绝对值处于上述数值范围内,结果,能够形成耐回流焊性和长期可靠性优异的半导体装置100。特别而言,存在上述效果在L1-L2的绝对值的上限值为20ppm以下时明显化的倾向。
[0038] 另外,L1-L2的绝对值的下限值没有限定,例如可以为0ppm以上。另外,L1-L2的绝对值越是接近于0ppm的值,越优选。
[0039] 另外,在本实施方式中,从更均衡地提高第一密封材料10与第二密封材料20的密合性、以及第一密封材料10与基板50的密合性的观点考虑,第一密封材料10(第一热固性树脂组合物的固化物)的25℃时的线膨胀系数L1的上限值例如优选为30ppm以下,更优选为20ppm以下。
[0040] 另外,从与上述上限值同样的观点考虑,第一密封材料10的25℃时的线膨胀系数L1的下限值例如优选为1ppm以上,更优选为5ppm以上。
[0041] 另外,在本实施方式中,从更均衡地提高第二密封材料20与第一密封材料10的密合性、以及第二密封材料20与基板50的密合性的观点考虑,第二密封材料20(第二热固性树脂组合物的固化物)的25℃时的线膨胀系数L2的上限值优选为50ppm以下,更优选为40ppm以下。
[0042] 另外,从与上述上限值同样的观点考虑,第二密封材料20的25℃时的线膨胀系数L2的下限值例如优选为10ppm以上,更优选为20ppm以上。
[0043] 其中,第一密封材料10(第一热固性树脂组合物的固化物)的25℃时的线膨胀系数L1和第二密封材料20(第二热固性树脂组合物的固化物)的25℃时的线膨胀系数L2例如可以如下所述进行测定。首先,使用递模成型机,在模具温度175℃、注入压力9.8MPa、固化时间3分钟的条件下,将所希望的热固性树脂组合物注入成型,得到长度15mm×宽度4mm×厚度3mm的试验片。接着,在175℃、4小时的条件下,对所获得的试验片进行热处理、后固化。接着,对后固化后的上述试验片进行使用热膨胀计的测定。
[0044] 在图1所示的半导体装置100中,将配置半导体元件30的位置作为中心时,第一密封材料10与第二密封材料20相比,配置于中心侧的位置。在本实施方式所涉及的半导体装置100中,关于半导体元件30、第一密封材料10和第二密封材料20的25℃时的线膨胀系数,优选越是配置于中心侧的部件,显示越小的值。即,关于图1的半导体装置100,第一密封材料10的25℃时的线膨胀系数L1优选小于例如第二密封材料20的25℃时的线膨胀系数L2。另外,在第一密封材料10和第二密封材料20中,由配置于上述中心侧的第一密封材料10的25℃时的线膨胀系数L1、和配置于与第一密封材料10相比远离上述中心的位置的第二密封材料20的25℃时的线膨胀系数L2算出的L2-L1的绝对值的上限值优选为30ppm以下,更优选为28ppm以下,进一步优选为26ppm以下,最优选为20ppm以下。由此,能够缓解半导体元件30和各密封材料10(20)与基板50的界面区域所产生的内部应力对半导体装置100造成的影响。因此,能够实现2种密封材料间的密合性、和各密封材料10(20)与基板50之间的密合性优异的半导体装置100。
[0045] 另外,L2-L1的绝对值的下限值没有限定,例如可以为0ppm以上。另外,L1-L2的绝对值越是接近于0ppm的值,越优选。
[0046] 其中,在本实施方式所涉及的半导体装置100中,也可以如图2所示,第一密封材料10以第一密封材料10的一部分露出的方式被第二密封材料20覆盖。具体而言,本实施方式所涉及的半导体装置100中的第二密封材料20可以以仅覆盖第一密封材料10的顶面的方式形成。
[0047] 其中,本实施方式所涉及的半导体装置100,从提高第一密封材料10与第二密封材料20的密合性、结果更均衡地表现电磁波屏蔽特性和电绝缘特性的观点考虑,优选如图1所示,第一密封材料10的表面全部区域以第一密封材料10的表面全部区域不露出的方式被第二密封材料20覆盖。即,在本实施方式所涉及的半导体装置100中,第二密封材料20可以覆盖第一密封材料10的表面的一部分,也可以覆盖其全部表面,但从更均衡地表现电磁波屏蔽特性和电绝缘特性的观点考虑,优选以第一密封材料10的表面全部区域不露出的方式覆盖该第一密封材料10的表面全部区域。
[0048] 另外,在本实施方式所涉及的半导体装置100中,第一密封材料10可以覆盖半导体元件30的表面的一部分,也可以覆盖其全部表面,但从表现良好的电绝缘特性的观点考虑,优选以半导体元件30的表面全部区域不露出的方式覆盖该半导体元件30的表面全部区域。
[0049] 接着,对本实施方式所涉及的半导体装置100的制造方法进行说明。
[0050] 首先,在基板50上搭载半导体元件30。接着,利用接合线60将基板50和半导体元件30彼此连接。接着,以覆盖半导体元件30的表面的方式,利用由第一热固性树脂组合物的固化物构成的第一密封材料10将半导体元件30和接合线60密封。之后,以覆盖第一密封材料
10的表面的方式,利用与第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物将第一密封材料10密封,形成第二密封材料20。由此,制造本实施方式所涉及的半导体装置
100。
[0051] 另外,作为第一密封材料10或第二密封材料20的密封成型的方法,例如可以列举递模成型法、压缩成型法、层压成型法。另外,第一密封材料10和第二密封材料20的密封成型的方法可以采用相同的方法,也可以是不同的方法。
[0052] 另外,在本实施方式中,密封成型和固化物的制作例如可以在以下条件下进行。首先,作为密封成型的条件,例如可以为温度120℃以上200℃以下、时间10秒以上10分钟以下。另外,作为密封成型后通过后固化(post cure)制作固化物的条件,例如可以为温度150℃以上180℃以下、时间2小时以上24小时以下。
[0053] 另外,也可以使用在基板50上搭载有半导体晶片的结构体制作本实施方式所涉及的半导体装置100。在这种情况下,本实施方式所涉及的半导体装置100可以按照以下的方法制作。
[0054] 首先,准备在基板50上搭载有半导体晶片的结构体。接着,从上述结构体的与设置有基板50的面相反侧的面,沿着半导体晶片的切割区域,对该半导体晶片形成多个规定宽度的切痕,由此,制作将该半导体晶片单片化的多个半导体芯片30。即,从结构体的与设置有基板50的面相反侧的面,对该半导体晶片进行半切割。接着,按照上述方法形成第一密封材料10和第二密封材料20。由此,能够同时制造多个本实施方式所涉及的半导体装置100。即,采用上述方法,能够同时一起制作多个本实施方式所涉及的半导体装置100。
[0055] 其中,在形成上述切痕时,可以使用切割刀、激光等。另外,切痕的宽度没有特别限定,优选为50μm以上300μm以下。并且,切痕优选等间距形成。另外,切痕的宽度通常考虑形成该切痕后的半导体晶片的强度和电路配置等条件设定。因此,可以在半导体装置100的设计阶段,根据上述条件,将切痕的宽度适当设定在上述数值范围内。
[0056] 接着,对用于形成上述的本实施方式所涉及的半导体装置100所具有的第一密封材料10和第二密封材料20的热固性树脂组合物进行说明。其中,关于用于形成第一密封材料10和第二密封材料20的各热固性树脂组合物、即第一热固性树脂组合物和第二热固性树脂组合物,从使第一密封材料10与第二密封材料20的密合性良好的观点考虑,优选包含共用的树脂成分。即,优选第一热固性树脂组合物和第二热固性树脂组合物例如都包含环氧树脂。
[0057] 另外,用于形成本实施方式所涉及的第一密封材料10的第一热固性树脂组合物和用于形成第二密封材料20的第二热固性树脂组合物能够以由两者构成的树脂组合的形态在市面上流通。可以说,本实施方式所涉及的上述树脂组合包含:由用于形成第一密封材料10的第一热固性树脂组合物构成的成型材料组;和由用于形成第二密封材料20的第二热固性树脂组合物构成的成型材料组。并且,在本实施方式中,由第一热固性树脂组合物构成的上述成型材料组和由第二热固性树脂组合物构成的上述成型材料组都优选由固态的树脂组合物构成。
[0058] 在本实施方式中,第二热固性树脂组合物的通过EMMI-1-66法测得的旋流长度优选为50cm以上,更优选为80cm以上,进一步优选为85cm以上。如此,在制作半导体装置时,能够抑制未填充密封材料或产生空隙这样的不良状况的发生。另外,上述旋流长度的上限值例如可以为350cm以下,也可以为300cm以下,还可以为280cm以下。如此,能够使由第二热固性树脂组合物形成的密封材料的成型性良好。
[0059] 其中,上述的通过EMMI-1-66法测得的旋流长度例如可以按照以下的方法进行测定。使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.生产的“KTS-15”),在模具温度175℃、注入压力6.9MPa、固化时间120秒的条件下,向基于EMMI-1-66的旋流长度测定用的模具中注入树脂组合物,测定流动长度作为旋流长度。其中,单位为cm。
[0060] 在本实施方式中,第一热固性树脂组合物的通过EMMI-1-66法测得的旋流长度优选为80cm以上250cm以下,进一步优选为100cm以上230cm以下,最优选为110cm以上200cm以下。如此,在制作半导体装置时,能够抑制未填充密封材料或金属丝移位这样的不良状况的发生。其中,上述的通过EMMI-1-66法测得的旋流长度可以按照与关于第二热固性树脂组合物的上述方法相同的方法进行测定。
[0061] 另外,在本实施方式中,第二热固性树脂组合物的固化物在260℃时的弯曲强度优选为0.5MPa以上50MPa以下,更优选为1MPa以上30MPa以下,进一步优选为2MPa以上20MPa以下。由此,能够抑制半导体装置中发生翘曲。其中,固化物的260℃时的弯曲强度可以在260℃的气氛下、按照基于JIS K6911的方法进行测定。
[0062] 另外,在本实施方式中,第一热固性树脂组合物的固化物在260℃时的弯曲强度优选为5MPa以上100MPa以下,更优选为10MPa以上50MPa以下。由此,在半导体装置中,能够提高密封材料与基板之间的密合性。
[0063] 另外,在本实施方式中,从提高具有使用上述树脂组合物制作的密封材料的半导体装置的电磁波屏蔽特性的观点考虑,第二热固性树脂组合物的固化物在频率1GHz时的电磁波屏蔽性优选为5dB以上100dB以下,进一步优选为10dB以上70dB以下。另外,上述固化物在频率1GHz时的电磁波屏蔽性例如可以按照以下的方法进行测定。使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第二热固性树脂组合物成型,得到长度110mm×宽度110mm×厚度1mm的试验片。在175℃、4小时的条件下,对所获得的试验片进行热处理、后固化。接着,将后固化后的上述试验片设置于Advantest公司制的TR17301A的发送用天线与接收用天线之间,在测定频率1GHz的条件下对该试验片进行测定。
[0064] 另外,本实施方式所涉及的半导体装置对于1GHz这样的高频率电磁波的电磁波屏蔽性高,在这一方面状况良好。1GHz这样的高频率电磁波与小于1GHz的频率的电磁波相比,电能和磁能大。在手机、PC等以高密度配置半导体装置的情况下,1GHz这样的高频率电磁波对半导体装置产生干扰,从而存在引起半导体装置的误动作这样的问题。本发明的半导体装置的电磁波屏蔽性高,因此,即使产生1GHz这样的高频率电磁波,从不易引起半导体装置的误动作,在这样的观点考虑状况也良好。
[0065] 对用于形成第二密封材料20的第二热固性树脂组合物进行说明。第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物。从操作性的观点考虑,这样的第二热固性树脂组合物的形态优选加工成粉粒状、颗粒状、锭状或片状的形态。即,第二热固性树脂组合物的形态优选为固态。
[0066] 如上所述,第二热固性树脂组合物包含环氧树脂。作为上述环氧树脂,与其分子量、分子结构无关,可以使用1个分子内具有2个以上环氧基的单体、低聚物、聚合物全部。作为这样的环氧树脂的具体例,可以包含选自下列化合物中的一种或二种以上:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚M型环氧树脂(4,4'-(1,3-亚苯基二异亚丙基)双酚型环氧树脂,4,4'‑(1,3‑phenylene diisopropylidene)bisphenol epoxy resins)、双酚P型环氧树脂(4,4'-(1,4-亚苯基二异亚丙基)双酚型环氧树脂)、双酚Z型环氧树脂(4,4'-环己二烯双酚型环氧树脂)等双酚型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、溴代苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、四苯酚基乙烷型酚醛清漆型环氧树脂、具有稠环芳香族烃结构的酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂;联苯型环氧树脂;苯二甲基型环氧树脂、含亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂等芳烷基型环氧树脂;亚萘基醚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘二酚型环氧树脂、2官能至4官能环氧型萘醛树脂、联萘型环氧树脂、萘芳烷基型环氧树脂等具有萘骨架的环氧树脂;蒽型环氧树脂;苯氧基型环氧树脂;二环戊二烯型环氧树脂;降冰片烯型环氧树脂;金刚烷型环氧树脂;芴型环氧树脂、含磷环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、联二甲苯酚型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷型环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯等杂环式环氧树脂;N,N,N',N'-四缩水甘油基间二甲苯二胺、N,N,N',N'-四缩水甘油基双氨基甲基环己烷、N,N-二缩水甘油基苯胺等缩水甘油胺类、和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与具有烯属不饱和双键的化合物的共聚物、具有丁二烯结构的环氧树脂、双酚的二缩水甘油醚化物、萘二酚的二缩水甘油醚化物、苯酚类的缩水甘油醚化物。这些之中,更优选含有三羟基苯基甲烷型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、含亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂。由此,能够实现半导体装置的耐回流焊性的提高和翘曲的抑制。
[0067] 关于环氧树脂的含量,例如相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上。通过使环氧树脂的含量在上述下限值以上,能够有助于提高使用第二热固性树脂组合物形成的第二密封材料20与第一密封材料10或基板50的密合性。另一方面,关于环氧树脂的含量,例如相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量优选为40质量%以下,更优选为35质量%以下。通过使环氧树脂的含量在上述上限值以下,能够实现使用该第二热固性树脂组合物形成的第二密封材料20的耐热性和耐湿性的提高。
[0068] 如上所述,第二热固性树脂组合物包含酚醛树脂固化剂。作为这样的酚醛树脂固化剂,只要可以与环氧树脂反应使其固化即可。具体而言,酚醛树脂固化剂为1个分子内具有2个以上酚羟基的单体、低聚物、聚合物全部,其分子量、分子结构没有特别限定,例如可以列举:苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、萘酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型树脂;三苯酚甲烷型酚醛树脂等多官能型酚醛树脂;萜烯改性酚醛树脂、二环戊二烯改性酚醛树脂等改性酚醛树脂;具有亚苯基骨架和/或亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、具有亚苯基和/或亚联苯基骨架的萘酚芳烷基树脂等芳烷基型树脂;双酚A、双酚F等双酚化合物等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。通过这样的酚醛树脂固化剂,耐燃性、耐湿性、电特性、固化性、保存稳定性等的平衡变得良好。从固化性的方面考虑,特别优选羟基当量在90g/eq以上、250g/eq以下的物质。
[0069] 另外,在本实施方式所涉及的第二热固性树脂组合物中,还可以与上述酚醛树脂固化剂一起并用其他的固化剂。作为可以并用的固化剂,例如可以列举加聚型的固化剂、催化型的固化剂、缩合型的固化剂等。
[0070] 作为加聚型的固化剂的具体例,可以列举二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、间二甲苯二胺(MXDA)等脂肪族多胺、二氨基二苯基甲烷(DDM)、间亚苯基二胺(MPDA)、二氨基二苯砜(DDS)等芳香族多胺、和双氰胺(DICY)、有机酸二酰肼等多胺化合物;六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)等脂环族酸酐、偏苯三酸酐(TMA)、苯均四酸酐(PMDA)、二苯甲酮四甲酸(BTDA)等的包含芳香族酸酐等的酸酐;酚醛清漆型酚醛树脂、聚乙烯基苯酚等酚醛树脂系固化剂;多硫化物、硫酯、硫醚等多硫醇化合物;
异氰酸酯预聚物、封端异氰酸酯等异氰酸酯化合物;含有羧酸的聚酯树脂等有机酸类等。
[0071] 作为催化型的固化剂的具体例,可以列举苄基二甲胺(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配位化合物等路易斯酸等。
[0072] 作为缩合型的固化剂的具体例,可以列举甲阶型酚醛树脂;含有羟甲基的尿素树脂这样的尿素树脂;含有羟甲基的三聚氰胺树脂这样的三聚氰胺树脂等。
[0073] 在并用这样的其他的固化剂的情况下,作为酚醛树脂固化剂的配合比例的下限值,相对于全部固化剂,优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上,特别优选为50质量%以上。配合比例处于上述范围内时,能够保持耐燃性、耐焊性,并能够表现出良好的流动性。
[0074] 关于全部固化剂的配合比例的下限值,相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量,优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上。配合比例的下限值处于上述范围内时,能够获得良好的固化性。另外,关于全部固化剂的配合比例的上限值,相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量,优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下。配合比例的上限值处于上述范围内时,能够获得良好的耐焊性。
[0075] 如上所述,第二热固性树脂组合物包含固化促进剂。固化促进剂只要可以促进环氧树脂的环氧基与酚醛树脂固化剂的酚羟基的交联反应即可,可以使用通常的半导体密封用环氧树脂组合物所使用的物质。作为固化促进剂,例如可以列举有机膦、四取代鏻化合物、磷酸甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加合物、鏻化合物与硅烷化合物的加合物等含有磷原子的化合物;1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-十一碳烯-7、苄基二甲胺、2-甲基咪唑等所例示的脒和叔胺、以及上述脒、胺的季盐等含有氮原子的化合物等,它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
[0076] 关于固化促进剂的含量,相对于全部第二热固性树脂组合物,优选为0.05质量%以上2质量%以下,进一步优选为0.1质量%以上1.5质量%以下。通过使固化促进剂的含量在上述下限值以上,能够抑制第二热固性树脂组合物的固化性下降。另外,通过使固化促进剂的含量在上述上限值以下,能够抑制第二热固性树脂组合物的流动性下降。
[0077] 如上所述,第二热固性树脂组合物包含导电填料。作为这样的导电填料,可以列举由能够带有导电性的材料形成的纤维或颗粒等。在本实施方式中,所谓纤维表示纤维状填料。另外,所谓颗粒表示颗粒状填料。
[0078] 作为这样的纤维,可以列举金属纤维或碳纤维等。并且,作为构成上述金属纤维的金属材料的具体例,可以列举铜、不锈钢、铝、镍、钛、钨、锡、铅、铁、银、铬、碳或者它们的合金等。其中,从对第二密封材料20赋予优异的电磁波屏蔽性的观点考虑,优选包含碳作为主要成分。另外,在本实施方式中,上述的包含碳作为主要成分的导电填料例如指包含相对于该导电填料总量为50质量%以上的碳的填料。作为这样的包含碳作为主要成分的导电填料,具体可以列举石墨、炭黑、炭、焦炭、金刚石、黑铅(graphite)、碳纳米管、富勒烯、碳纤维等。
[0079] 另外,在导电填料为颗粒时,其形状可以列举扁平状、粒状、板状和针状等。
[0080] 关于导电填料的含量,例如相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量优选为35质量%以上65质量%以下,更优选为40质量%以上60质量%以下。由此,能够更有效地提高将第二热固性树脂组合物成型而得到的第二密封材料20的机械特性和热特性、电磁波屏蔽性的平衡。
[0081] 在第二热固性树脂组合物中,根据所需要的特性,优选含有纵横比不同的至少2种以上的导电填料。在第二热固性树脂组合物含有纵横比不同的至少2种以上的导电填料时,优选含有碳材料作为上述导电填料的1种。在这种情况下,作为能够使用的导电填料的具体的组合,可以列举含有以下的纤维状填料和纵横比比该纤维状填料小的其他填料的组合。具体而言,作为2种以上的导电填料,优选至少含有石墨和碳纤维。这些导电填料可以利用N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷偶联剂等硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂等进行表面处理,还可以为了提高与树脂的密合性和操作性而进行集束剂处理。
[0082] 其中,在本实施方式中,所谓纵横比是导电填料的(长径)/(短径)。
[0083] 在导电性填料为纤维状填料时,所谓长径表示纤维状填料的长度,所谓短径表示纤维状填料的纤维直径。
[0084] 颗粒状填料的长径、短径例如可以利用扫描型电子显微镜、透射型电子显微镜直接观察进行评价。以下,对使用扫描型电子显微镜的评价方法进行说明。首先,在SEM的试样台上固定颗粒状填料,提高观察倍率至只有1个颗粒进入视野的最大限度,对形状进行观察,从颗粒状填料的观察面积最大的面的方向进行观察。例如,作为黑铅的观察面积最大的面,相当于劈开面。接着,使试样台旋转,从颗粒状填料的观察面积最小的面进行观察。例如,若颗粒状填料为黑铅,则相当于黑铅的板状结构的叠层截面。在上述观察中,在颗粒状填料的观察面积最大的面,设定内切的最小的圆,测量其直径,定义为上述颗粒的“长径”。另外,对于颗粒状填料的观察面积最小的面,将以2条平行线最接近且夹入颗粒状填料的方式划出的该平行线的间距定义为“短径”。对任意选取的100个颗粒状填料进行该操作,算出平均值,从而求出纵横比。
[0085] 从纤维状填料形成经由颗粒状填料的导电通路、并提高电磁波的电损失的观点考虑,纤维状填料的纵横比的上限值例如优选为60以下,更优选为50以下,进一步优选为40以下。
[0086] 另外,从与上述上限值相同的观点考虑,纤维状填料的纵横比的下限值例如优选为5以上,更优选为10以上,进一步优选为20以上。
[0087] 作为导电填料,优选使用纵横比不同的2种以上的填料。其中,作为2种以上的导电填料,例如优选包含上述的纤维状填料和颗粒状填料。作为2种以上的导电填料,具体而言,优选包含石墨的颗粒和碳纤维。由此,能够提高半导体装置的电磁波屏蔽性。虽然详细的机理尚不确定,但可以推测这是由于纵横比不同的2种以上的导电填料形成导电通路,从而能够使电磁波的电损失进一步增大。
[0088] 另外,在作为2种以上的导电填料包含颗粒状填料和纤维状填料时,颗粒的形状例如优选为鳞状。由此,能够适当地形成导电通路。作为具体的颗粒状填料和纤维状填料的组合,优选包含石墨作为颗粒状填料、包含碳纤维作为纤维状填料。
[0089] 在作为2种以上的导电性填料包含纤维和颗粒时,纤维的含量的下限值例如相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上。由此,作为导电性填料的纤维能够适当地分散在第二热固性树脂组合物中,能够形成适合提高电磁波屏蔽性的导电通路。
[0090] 另外,在作为2种以上的导电性填料包含上述的纤维和上述的颗粒时,上述的纤维的含量的上限值例如相对于第二热固性树脂组合物的固态成分总量优选为55质量%以下,更优选为50质量%以下。由此,从能够适当维持第二热固性树脂组合物的旋流长度这样的观点考虑,状况良好。
[0091] 在作为2种以上的导电性填料包含纤维和颗粒时,颗粒的含量的下限值例如相对于第二热固性树脂组合物中的纤维的含量优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上。由此,通过在多个纤维间填充颗粒,多条纤维能够经由颗粒更适当地形成导电通路。
[0092] 另外,在作为2种以上的导电性填料包含纤维和颗粒时,颗粒的含量的上限值例如相对于第二热固性树脂组合物中的纤维的含量优选为150质量%以下,更优选为145质量%以下,进一步优选为70质量%以下。由此,纤维适当地分散在第二热固性树脂组合物中,能够形成适合提高电磁波屏蔽性的导电通路。
[0093] 作为纵横比比上述纤维状填料小的其他填料,可以包含例如选自石墨、炭黑、炭、焦炭、金刚石、碳纳米管、黑铅烯、富勒烯等碳材料中的一种或二种以上的粉粒体。这些之中,从提高机械特性和电磁波屏蔽性的平衡的观点考虑,优选包含碳材料,更优选包含石墨或炭黑中的至少一种。
[0094] 在本实施方式所涉及的第二热固性树脂组合物中,可以根据需要进一步适当地配合炭黑、氧化铁红等着色剂;硅油、硅橡胶等低应力剂;巴西棕榈蜡等天然蜡、甲苯二异氰酸酯改性氧化蜡等合成蜡、硬脂酸、硬脂酸锌等高级脂肪酸及其金属盐类、或者石蜡、二乙醇胺/二褐煤酸酯等酯类等的脱模剂;氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌、磷腈等阻燃剂、抗氧化剂等的各种添加剂。
[0095] 作为上述第一热固性树脂组合物,优选包含环氧树脂、固化剂、固化促进剂和无机填充剂。从操作性的观点考虑,这样的第一热固性树脂组合物的形态优选加工成粉粒状、颗粒状、锭状或片状的形态。即,第一热固性树脂组合物的形态优选为固态。
[0096] 作为第一热固性树脂组合物所含的环氧树脂,与其分子量、分子结构无关,可以使用1个分子内具有2个以上环氧基的单体、低聚物、聚合物全部。作为这样的环氧树脂的具体例,可以包含选自下列化合物中的一种或二种以上:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚M型环氧树脂(4,4'-(1,3-亚苯基二异亚丙基)双酚型环氧树脂)、双酚P型环氧树脂(4,4'-(1,4-亚苯基二异亚丙基)双酚型环氧树脂)、双酚Z型环氧树脂(4,4'-环己二烯双酚型环氧树脂)等双酚型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、溴代苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、四苯酚基乙烷型酚醛清漆型环氧树脂、具有稠环芳香族烃结构的酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂;联苯型环氧树脂;苯二甲基型环氧树脂、含亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂等芳烷基型环氧树脂;亚萘基醚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘二酚型环氧树脂、2官能至4官能环氧型萘醛树脂、联萘型环氧树脂、萘芳烷基型环氧树脂等具有萘骨架的环氧树脂;蒽型环氧树脂;苯氧基型环氧树脂;二环戊二烯型环氧树脂;降冰片烯型环氧树脂;金刚烷型环氧树脂;芴型环氧树脂、含磷环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、联二甲苯酚型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷型环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯等杂环式环氧树脂;N,N,N',N'-四缩水甘油基间二甲苯二胺、N,N,N',N'-四缩水甘油基双氨基甲基环己烷、N,N-二缩水甘油基苯胺等缩水甘油胺类、和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与具有烯属不饱和双键的化合物的共聚物、具有丁二烯结构的环氧树脂、双酚的二缩水甘油醚化物、萘二酚的二缩水甘油醚化物、苯酚类的缩水甘油醚化物。其中,芳烷基型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和四甲基双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂、以及茋型环氧树脂优选具有结晶性的物质。由此,能够实现半导体装置的耐回流焊性的提高和翘曲的抑制。
[0097] 关于环氧树脂的含量,相对于第一热固性树脂组合物的固态成分总量优选为3质量%以上,更优选为5质量%以上。通过使环氧树脂的含量在上述下限值以上,能够有助于提高使用第一热固性树脂组合物形成的密封材料与半导体元件的密合性。另一方面,关于环氧树脂的含量,例如相对于第一热固性树脂组合物的固态成分总量优选为20质量%以下,更优选为17质量%以下。通过使环氧树脂的含量在上述上限值以下,能够实现使用该第一热固性树脂组合物形成的密封材料的耐热性和耐湿性的提高。因此,根据环氧树脂的含量处于上述数值范围内的第一热固性树脂组合物,能够提高半导体装置的耐湿可靠性和耐回流焊性。
[0098] 如上所述,本实施方式所涉及的第一热固性树脂组合物中可以包含固化剂。由此,能够提高该树脂组合物的流动性和操作性。
[0099] 其中,作为本实施方式所涉及的固化剂,可以大致分为例如加聚型的固化剂、催化型的固化剂和缩合型的固化剂这3种类型。
[0100] 作为固化剂所使用的加聚型的固化剂的具体例,可以列举二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、间二甲苯二胺(MXDA)等脂肪族多胺、二氨基二苯基甲烷(DDM)、间亚苯基二胺(MPDA)、二氨基二苯砜(DDS)等芳香族多胺、和双氰胺(DICY)、有机酸二酰肼等多胺化合物;六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)等脂环族酸酐、偏苯三酸酐(TMA)、苯均四酸酐(PMDA)、二苯甲酮四甲酸(BTDA)等的包含芳香族酸酐等的酸酐;酚醛清漆型酚醛树脂、聚乙烯基苯酚等酚醛树脂系固化剂;多硫化物、硫酯、硫醚等多硫醇化合物;异氰酸酯预聚物、封端异氰酸酯等异氰酸酯化合物;含有羧酸的聚酯树脂等有机酸类等。
[0101] 作为催化型的固化剂的具体例,可以列举苄基二甲胺(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配位化合物等路易斯酸等。
[0102] 作为缩合型的固化剂的具体例,可以列举甲阶型酚醛树脂;含有羟甲基的尿素树脂这样的尿素树脂;含有羟甲基的三聚氰胺树脂这样的三聚氰胺树脂等。
[0103] 这些之中,从提高耐燃性、耐湿性、电特性、固化性和保存稳定性等的平衡的观点考虑,优选酚醛树脂固化剂。作为酚醛树脂固化剂,可以使用1个分子内具有2个以上酚羟基的单体、低聚物、聚合物全部,其分子量、分子结构没有特别限定。
[0104] 作为酚醛树脂固化剂的具体例,可以列举苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型树脂;聚乙烯基苯酚;联苯芳烷基型酚醛树脂和三苯酚甲烷型酚醛树脂等多官能型酚醛树脂;萜烯改性酚醛树脂、二环戊二烯改性酚醛树脂等改性酚醛树脂;具有亚苯基骨架和/或亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、具有亚苯基骨架和/或亚联苯基骨架的萘酚芳烷基树脂等芳烷基型树脂;双酚A、双酚F等双酚化合物等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。其中,从提高高温高湿环境条件下的半导体装置的可靠性的观点考虑,优选多官能型酚醛树脂。
[0105] 本实施方式所涉及的第一热固性树脂组合物中的固化剂的含量优选相对于第一热固性树脂组合物整体为2质量%以上15质量%以下,进一步优选为3质量%以上13质量%以下,最优选为4质量%以上11质量%以下。通过使固化剂的含量在上述下限值以上,能够实现具有充分的流动性的第一热固性树脂组合物,并能够实现成型性的提高。另外,通过使固化剂的含量在上述上限值以下,能够提高半导体装置的耐湿可靠性和耐回流焊性。
[0106] 本实施方式所涉及的第一热固性树脂组合物还可以包含填充剂。作为这样的填充剂,可以是常用于半导体密封材料的无机填充剂或有机填充剂。具体而言,作为上述无机填充剂,可以列举熔融破碎二氧化硅、熔融球状二氧化硅、结晶二氧化硅、二次凝聚二氧化硅等二氧化硅;氧化铝;钛白;氢氧化铝;滑石;粘土;云母;玻璃纤维等。另外,作为这样的有机填充剂,可以列举有机硅粉、聚乙烯粉等。这些填充剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。其中,优选无机填充剂,特别优选使用熔融球状二氧化硅。
[0107] 另外,作为填充剂的形状,从抑制第一热固性树脂组合物的熔融粘度的上升、并提高填充剂的含量的观点考虑,优选尽可能为正球状、并且粒度分布宽。
[0108] 另外,通过将颗粒大小不同的材料混合,能够使无机填充量增多。从在半导体元件周边的填充性的观点考虑,填充剂的平均粒径d50优选为0.01μm以上150μm以下,更优选为0.1μm以上100μm以下,进一步优选为0.5μm以上50μm以下。如此,能够控制树脂组合物的流动性处于良好的状态。另外,关于本实施方式中的填充剂,从提高第一热固性树脂组合物的流动性并提高所制作的半导体装置的机械强度的观点考虑,优选将平均粒径d50为5μm以下的填充剂和平均粒径d50为10μm以上的填充剂并用。
[0109] 其中,无机填充剂的平均粒径d50例如可以使用激光衍射式粒度分布测定装置(HORIBA公司制造、LA-500)进行测定。
[0110] 本实施方式所涉及的第一热固性树脂组合物中的填充剂的含量例如相对于全部第一热固性树脂组合物优选为35质量%以上94质量%以下,进一步优选为50质量%以上93质量%以下,最优选为65质量%以上90质量%以下。通过使填充剂的含量在上述下限值以上,能够使低吸湿性和低热膨胀性提高,并能够更有效地提高耐湿可靠性和耐回流焊性。另外,通过使填充剂的含量在上述上限值以下,能够抑制伴随密封用环氧树脂组合物的流动性下降的成型性下降和因高粘度化而导致的接合线移位等。
[0111] 本实施方式所涉及的第一热固性树脂组合物还可以包含固化促进剂。
[0112] 固化促进剂只要可以促进环氧树脂的环氧基与固化剂(例如酚醛树脂固化剂的酚羟基)的交联反应即可,可以使用通常的半导体密封用环氧树脂组合物所使用的化合物。作为固化促进剂,例如可以列举有机膦、四取代鏻化合物、磷酸甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加合物、鏻化合物与硅烷化合物的加合物等含有磷原子的化合物;1,8-二氮杂双环-[5.4.0]-十一碳烯-7、苄基二甲胺、2-甲基咪唑等所例示的脒和叔胺、以及上述脒、胺的季盐等含有氮原子的化合物等,它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
[0113] 关于固化促进剂的含量,相对于全部第一热固性树脂组合物,优选为0.05质量%以上1质量%以下,进一步优选为0.1质量%以上0.8质量%以下。通过使固化促进剂的含量在上述下限值以上,能够抑制第一热固性树脂组合物的固化性下降。另外,通过使固化促进剂的含量在上述上限值以下,能够抑制第一热固性树脂组合物的流动性下降。
[0114] 在第一热固性树脂组合物中,除了含有上述各成分以外,还可以根据需要添加选自偶联剂、流平剂、着色剂、脱模剂、低应力剂、光敏剂、消泡剂、紫外线吸收剂、发泡剂、抗氧化剂、阻燃剂和离子捕捉剂等中的一种或二种以上的添加物。作为偶联剂,例如可以列举环氧基硅烷偶联剂、阳离子硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、3-巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷偶联剂、巯基硅烷偶联剂等硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂和硅油型偶联剂等。作为流平剂,可以列举丙烯酸系共聚物等。作为着色剂,可以列举炭黑等。作为脱模剂,可以列举天然蜡、褐煤酸酯等合成蜡、高级脂肪酸或其金属盐类、石蜡、氧化聚乙烯等。作为低应力剂,可以列举硅油、硅橡胶等。作为离子捕捉剂,可以列举水滑石等。作为阻燃剂,可以列举氢氧化铝等。
[0115] 另外,本发明并不限定于上述实施方式,能够达成本发明的目的的范围内的变形、改良等也包括在本发明中。
[0116] 以上,参照附图对本发明的实施方式进行了说明,但这些只是本发明的示例,也可以采用上述以外的各种构成。
[0117] 以下记载参考方式的例子。
[0118] 1.一种半导体装置,其具有:
[0119] 半导体元件;
[0120] 第一密封材料,其以覆盖上述半导体元件的表面的方式将上述半导体元件密封,由第一热固性树脂组合物的固化物形成;和
[0121] 第二密封材料,其以覆盖上述第一密封材料的表面的方式将上述第一密封材料密封,由与上述第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物形成,[0122] 上述第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物。
[0123] 2.如1.所述的半导体装置,其中,上述第一密封材料的上述表面全部区域以上述第一密封材料的上述表面全部区域不露出的方式被上述第二密封材料覆盖。
[0124] 3.如1.或2.所述的半导体装置,其中,上述导电填料包含碳作为主要成分。
[0125] 4.如1.至3.中任一项所述的半导体装置,其中,相对于上述第二热固性树脂组合物的固态成分总量,上述导电填料的含量为35质量%以上65质量%以下。
[0126] 5.如1.至4.中任一项所述的半导体装置,其中,上述导电填料包含纵横比不同的至少2种以上的碳材料。
[0127] 6.如1.至5.中任一项所述的半导体装置,其中,上述导电填料包含石墨和碳纤维。
[0128] 7.如1.至6.中任一项所述的半导体装置,其中,在将上述第一密封材料的25℃时的线膨胀系数设为L1、将上述第二密封材料的25℃时的线膨胀系数设为L2时,L1-L2的绝对值在30ppm以下。
[0129] 8.如1.至7.中任一项所述的半导体装置,其中,上述第一热固性树脂组合物包含环氧树脂、固化剂、固化促进剂和填充剂。
[0130] 9.如1.至8.中任一项所述的半导体装置,其中,包括上述半导体元件、上述第一密封材料和上述第二密封材料的结构体在基板上形成。
[0131] 10.一种半导体装置的制造方法,其包括:
[0132] 以覆盖半导体元件的表面的方式,利用第一热固性树脂组合物的固化物将上述半导体元件密封,形成第一密封材料的工序;和
[0133] 以覆盖上述第一密封材料的表面的方式,利用与上述第一热固性树脂组合物不同的第二热固性树脂组合物的固化物将上述第一密封材料密封,形成第二密封材料的工序,[0134] 上述第二热固性树脂组合物是包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料的环氧树脂组合物。
[0135] 11.一种半导体密封用环氧树脂组合物,其用于形成第二密封材料,上述第二密封材料以覆盖第一密封材料的表面的方式将上述第一密封材料密封,上述第一密封材料由热固性树脂组合物的固化物以覆盖半导体元件的表面的方式形成,
[0136] 上述半导体密封用环氧树脂组合物包含环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂和导电填料。
[0137] 12.一种树脂组合,其包含:
[0138] 由用于形成1.至9.中任一项所述的半导体装置中的上述第一密封材料的上述第一热固性树脂组合物构成的成型材料组;和
[0139] 由用于形成1.至9.中任一项所述的半导体装置中的上述第二密封材料的上述第二热固性树脂组合物构成的成型材料组。
[0140] 实施例
[0141] 以下,利用实施例和比较例对本发明进行说明,但本发明并不限定于这些示例。
[0142] <第一热固性树脂组合物的制作>
[0143] 关于实施例1~6和比较例1的各例,如下所述制备密封用树脂组合物。首先,在常温下使用混合机将按照表1配合的各原材料混合,之后以70~100℃进行辊混炼。接着,将所获得的混炼物冷却后,将其粉碎,从而获得粉粒状的树脂组合物作为第一热固性树脂组合物。表1中的各成分的详细情况如后所述。另外,表1中的单位为质量%。
[0144] <第二热固性树脂组合物的制作>
[0145] 关于实施例1~6和比较例2的各例,如下所述制备密封用树脂组合物。首先,分别准备以表1所记载的配合量使用偶联剂2预先实施了表面处理的导电填料1~导电填料3。接着,在常温下使用混合机将按照表1配合的各原材料混合,之后以70~100℃进行辊混炼。接着,将所获得的混炼物冷却后,将其粉碎,从而获得粉粒状的树脂组合物作为第二热固性树脂组合物。表1中的各成分的详细情况如后所述。另外,表1中的单位为质量%。
[0146] 导电填料1~导电填料3的使用偶联剂2的表面处理分别如下所述进行。
[0147] 首先,将导电填料投入混合机中,开始搅拌。接着,向混合机内投入偶联剂2,继续搅拌3分钟。如此,获得导电填料与偶联剂2的混合物。接着,将所获得的混合物从混合机中取出,放置规定时间。如此操作,制作利用偶联剂2实施了表面处理的导电填料1~导电填料3。
[0148] (环氧树脂)
[0149] ·环氧树脂1:联苯型环氧树脂(三菱化学株式会社制造、YX4000K)
[0150] ·环氧树脂2:含有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂(日本化药株式会社制造、NC-3000)
[0151] ·环氧树脂3:双酚A型环氧树脂(三菱化学株式会社制造、YL6810)
[0152] ·环氧树脂4:含有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂与联苯型环氧树脂的混合物(日本化药株式会社制造、CER-3000-L)
[0153] (填充剂)
[0154] ·填充剂1:熔融球状二氧化硅(电气化学工业株式会社制造、FB-950FC、平均粒径d50:22μm)
[0155] ·填充剂2:熔融球状二氧化硅(电气化学工业株式会社制造、FB-105FC、平均粒径d50:12μm)
[0156] ·填充剂3:熔融球状二氧化硅(电气化学工业株式会社制造、FB-35、平均粒径d50:10μm)
[0157] ·填充剂4:熔融球状二氧化硅(Admatechs公司制造、SO-25R、平均粒径d50:0.5μm)
[0158] ·填充剂5:熔融球状二氧化硅(Admatechs公司制造、SO-32R、平均粒径d50:1μm)[0159] (固化剂)
[0160] ·固化剂1:含有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂(明和化成株式会社制造、MEH-7851SS)
[0161] ·固化剂2:酚醛清漆型酚醛树脂(住友电木株式会社制造、PR-HF-3)
[0162] ·固化剂3:含有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂(日本化药株式会社制造、GPH-65)
[0163] (固化促进剂)
[0164] ·固化促进剂1:下述式(1)所示的固化促进剂
[0165]
[0166] 固化促进剂1的制造方法如下所示。
[0167] 首先,向安装有冷却管和搅拌装置的可分离烧瓶(separable flask)中装入2,3-二羟基萘12.81g(0.080mol)、溴化四苯鏻16.77g(0.040mol)和甲醇100ml,均匀搅拌使其溶解。接着,向可分离烧瓶中缓慢滴加在10mL的甲醇中溶解有氢氧化钠1.60g(0.04ml)的氢氧化钠溶液。将如此析出的结晶过滤、水洗、真空干燥,从而得到固化促进剂1。
[0168] ·固化促进剂2:下述式(2)所示的固化促进剂
[0169]
[0170] 固化促进剂2的制造方法如下所示。
[0171] 首先,向安装有冷却管和搅拌装置的可分离烧瓶中装入4,4'-双酚S 37.5g(0.15mol)和甲醇100ml,在室温下均匀搅拌使其溶解。接着,边搅拌边添加使氢氧化钠4.0g(0.1mol)预先溶解于50mL的甲醇而得到的溶液。接着,添加在150mL甲醇中预先溶解有溴化四苯鏻41.9g(0.1mol)的溶液。之后,继续搅拌一段时间,添加300mL的甲醇后,边搅拌边将可分离烧瓶内的溶液滴加至大量的水中,由此得到白色沉淀。将该沉淀过滤后干燥,从而获得白色结晶的固化促进剂2。
[0172] ·固化促进剂3:下述式(3)所示的固化促进剂
[0173]
[0174] 固化促进剂3的制造方法如下所示。
[0175] 首先,向加入有1800g甲醇的烧瓶中加入249.5g的苯基三甲氧基硅烷和384.0g的2,3-二羟基萘,使各成分溶解。接着,在室温条件下,边搅拌边向上述烧瓶中滴加28质量%的甲醇钠-甲醇溶液231.5g。接着,在室温条件下,边搅拌边滴加在甲醇600g中预先溶解有溴化四苯鏻503.0g的溶液,混合并析出结晶。将如此操作获得的结晶过滤、水洗、真空干燥,从而获得桃白色结晶的固化促进剂3。
[0176] (导电填料)
[0177] ·导电填料1:鳞状石墨(西村黑铅株式会社制造、PB-90、平均粒径15μm)[0178] ·导电填料2:碳纤维(三菱丽阳株式会社制造、Dialead K223HM、长径200μm、短径5μm)
[0179] ·导电填料3:碳纤维(Cytec Engineered Materials Inc.制造、DKD、长径200μm、短径10μm)
[0180] 其中,可以确认导电填料1~3各自的纵横比不同。
[0181] (脱模剂)
[0182] ·脱模剂1:硬脂酸(日油株式会社制造、SR-Sakura)
[0183] ·脱模剂2:甲苯二异氰酸酯改性氧化蜡(日本精蜡株式会社制造、HAD-6548G)[0184] ·脱模剂3:二乙醇胺·二褐煤酸酯(伊藤制油株式会社制造、ITOHWAX TP NC-133)
[0185] ·脱模剂4:丙三醇三褐煤酸酯(Clariant Japan公司制造、Licolub WE-4)[0186] ·脱模剂5:氧化聚乙烯蜡(Clariant Japan公司制造、Licowax PED191)[0187] (其他)
[0188] ·阻燃剂:氢氧化铝(住友化学株式会社制造、CL-303)
[0189] ·着色剂:炭黑(三菱化学株式会社制造、carbon#5)
[0190] ·低应力剂:烷基改性硅油(Momentive Performance Materials Japan公司制造、XZ-5600)
[0191] ·偶联剂1:3-巯丙基三甲氧基硅烷(CHISSO公司制造、S810)
[0192] ·偶联剂2:N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学株式会社制造、KBM-573)
[0193] <实施例1~6所涉及的半导体装置的制作>
[0194] 按照具体实施方式所述的方法,制作图1所示的半导体装置。首先,使用第一热固性树脂组合物,将搭载于基板上的半导体元件(20mm×20mm)密封成型,由此制作一次封装体。使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,进行由第一热固性树脂组合物的固化物构成的第一密封材料的成型。接着,将所获得的一次封装体作为嵌入件(insert),使用第二热固性树脂组合物,将上述嵌入件密封成型,由此制作二次封装体。使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,进行由第二热固性树脂组合物的固化物构成的第二密封材料的成型。之后,通过将所获得的二次封装体在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),获得图1所示的半导体装置。
[0195] <比较例1所涉及的半导体装置的制作>
[0196] 除了使用第一热固性树脂组合物将相当于实施例1的半导体装置中的第一密封材料10和第二密封材料20的结构(密封材料)一次成型以外,制作具有与实施例1的半导体装置相同的结构的比较例1的半导体装置。
[0197] 在制作比较例1的半导体装置时,将搭载于基板上的半导体元件(20mm×20mm)作为嵌入件,使用第一热固性树脂组合物一体成型而制作相当于图1所示的第一密封材料10和第二密封材料20的结构(密封材料)。即,在比较例1的半导体装置中,相当于图1所示的第一密封材料10和第二密封材料20的结构(密封材料)由第一热固性树脂组合物的固化物一体形成。另外,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下进行由第一热固性树脂组合物的固化物构成的密封材料的成型后,通过在175℃、4小时的条件下进行后固化(post cure),获得比较例1的半导体装置。
[0198] <比较例2所涉及的半导体装置的制作>
[0199] 除了使用第二热固性树脂组合物将相当于实施例1的半导体装置中的第一密封材料10和第二密封材料20的结构(密封材料)一次成型以外,制作具有与实施例1的半导体装置相同的结构的比较例1的半导体装置。即,除了使用第二热固性树脂组合物代替第一热固性树脂组合物制作密封材料以外,按照与比较例1相同的方法,制作比较例2的半导体装置。
[0200] 对所获得的各热固性树脂组合物和各半导体装置进行如下所示的测定和评价。
[0201] ·各热固性树脂组合物的旋流长度:使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.制造、KTS-15),在模具温度175℃、注入压力6.9MPa、保压时间120秒的条件下,将按照上述方法制作的第一热固性树脂组合物和第二热固性树脂组合物分别注入基于EMMI-1-66的旋流长度测定用模具中,测定流动长度。其中,单位为cm。另外,旋流长度的测定值显示越大的值,表示热固性树脂组合物的流动性越好。
[0202] ·各热固性树脂组合物的固化物在150℃时的体积电阻率:按照以下的方法测定各热固性树脂组合物的固化物的体积电阻率。首先,使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.制造、KTS-30),在模具温度175℃、注入压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将各热固性树脂组合物注入成型,由此获得直径100mm、厚度3mm的圆盘状成型品。接着,将所获得的圆盘状成型品在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),获得由各热固性树脂组合物的固化物构成的成型体。接着,通过使用碳糊在所获得的成型体上形成直径300mm的主电极、直径32mm的保护电极和直径45mm的对电极,获得用于测定体积电阻率的试验片。接着,使用所获得的试验片,使用超绝缘计(川口电机制作所制造、R-503),按照基于JIS K6911的方法测定各热固性树脂组合物的固化物的体积电阻率。其中,单位为Ω·cm。另外,测定条件设为在150℃的气氛下、施加电压500V的条件。
[0203] ·各热固性树脂组合物的固化物在260℃时的弯曲强度:首先,使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.制造、KTS-30),在模具温度175℃、注入压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将各热固性树脂组合物注入成型,获得长度15mm×宽度
10mm×厚度4mm的成型品。接着,将所获得的成型品在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),获得由各热固性树脂组合物的固化物构成的试验片。接着,在260℃的气氛下,按照基于JIS K6911的方法测定所获得的试验片的弯曲强度。其中,单位为MPa。
[0204] ·各热固性树脂组合物的固化物在25℃时的线膨胀系数:首先,使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.制造、KTS-30),在模具温度175℃、注入压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将各热固性树脂组合物注入成型,获得长度15mm×宽度
4mm×厚度3mm的成型品。接着,将所获得的成型品在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),获得由各热固性树脂组合物的固化物构成的试验片。接着,使用热膨胀计(Seiko Instrument Inc.制造、TMA‐120),在升温速度5℃/分钟的条件下对获得的试验片进行升温,测定固化物在25℃时的线膨胀系数。其中,单位为ppm。另外,在以下的表1中,将第一热固性树脂组合物的固化物在25℃时的线膨胀系数的值表示为L1,将第二热固性树脂组合物的固化物在25℃时的线膨胀系数的值表示为L2。
[0205] ·第二热固性树脂组合物的成型性:对于实施例1~6,按照以下的方法制作用于对第二热固性树脂组合物的成型性进行评价的结构体。首先,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第一热固性树脂组合物成型,得到一次封装体(模型尺寸:55mm×50mm、树脂厚度:0.7mm、半导体元件尺寸:20mm×20mm、半导体元件上的树脂厚度:0.4mm)。接着,将所获得的一次封装体作为嵌入件,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第二热固性树脂组合物成型后,在175℃、4小时的条件下进行后固化(post cure),得到二次封装体(模型尺寸:60mm×
70mm、树脂厚度:0.75mm)。接着,对所获得的二次封装体中的由第二热固性树脂组合物的固化物构成的密封材料,使用超声波影像装置(Hitachi Power Solutions Co.,Ltd.制造、FineSATIII),确认是否存在未填充或空隙。另外,利用目测确认上述二次封装体的气孔部的溢料。
[0206] 其中,没有对比较例1和比较例2实施评价。
[0207] 并且,评价结果如下所述。
[0208] ◎:在制得的二次封装体中,在由第二热固性树脂组合物的固化物构成的密封材料中不存在未填充区域或空隙。
[0209] ○:在制得的二次封装体中,在由第二热固性树脂组合物的固化物构成的密封材料中存在未填充区域或空隙,但其平均直径均在30μm以下。
[0210] ×:在制得的二次封装体中,在由第二热固性树脂组合物的固化物构成的密封材料中存在平均直径超过30μm的未填充区域或空隙。
[0211] ·第二热固性树脂组合物的固化物的电磁波屏蔽性:首先,对于比较例1,由于没有制作第二热固性树脂组合物因而未实施评价。并且,对于实施例1~6和比较例2,按照以下的方法对第二热固性树脂组合物的固化物的电磁波屏蔽性进行评价。首先,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第二热固性树脂组合物成型,得到长度110mm×宽度110mm×厚度1mm的板状成型品。接着,将所获得的板状成型品在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),得到由第二热固性树脂组合物的固化物构成的试验片。接着,将所获得的试验片设置于Advantest公司制的TR17301A的发送用天线与接收用天线之间,在测定频率1GHz的条件下对该试验片的电磁波屏蔽性进行测定。其中,单位为dB。
[0212] ·半导体装置所具备的密封材料的电磁波屏蔽性:按照以下的方法制作用于对实施例1~6的半导体装置所具备的密封材料的电磁波屏蔽性进行评价的试验片。另外,制作试验片,使得该试验片中的第一热固性树脂组合物的固化物与第二热固性树脂组合物的固化物的厚度比、即第一热固性树脂组合物的固化物的厚度﹕第二热固性树脂组合物的固化物的厚度达到约14﹕1。
[0213] 首先,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第一热固性树脂组合物成型,得到长度100mm×宽度100mm×厚度0.933mm的板状成型品1。接着,将所获得的板状成型品作为嵌入件,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第二热固性树脂组合物成型,得到长度110mm×宽度110mm×厚度1mm的板状成型品2。接着,将所获得的板状成型品2在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),由此获得第一热固性树脂组合物的固化物与第二热固性树脂组合物的固化物的厚度比、即第一热固性树脂组合物的固化物的厚度﹕第二热固性树脂组合物的固化物的厚度约为14﹕1的试验片。
[0214] 按照以下的方法制作用于对比较例1的半导体装置所具备的密封材料的电磁波屏蔽性进行评价的试验片。具体而言,对于由第一热固性树脂组合物的固化物和第二热固性树脂组合物的固化物构成的与实施例1~6的试验片相同尺寸的试验片,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第一热固性树脂组合物成型后,在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),由此获得比较例1的试验片。
[0215] 按照以下的方法制作用于对比较例2的半导体装置所具备的密封材料的电磁波屏蔽性进行评价的试验片。具体而言,对于由第一热固性树脂组合物的固化物和第二热固性树脂组合物的固化物构成的与实施例1~6的试验片相同尺寸的试验片,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第二热固性树脂组合物成型后,在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),由此获得比较例2的试验片。
[0216] 接着,将所获得的试验片设置于Advantest公司制的TR17301A的发送用天线与接收用天线之间,在测定频率1GHz的条件下对该试验片的电磁波屏蔽性进行测定。
[0217] 评价结果如下所述。
[0218] ◎:显示15dB以上的值。
[0219] ○:显示5dB以上且小于15dB的值。
[0220] ×:显示小于5dB的值。
[0221] ·半导体装置所具备的密封材料在150℃时的体积电阻率:为了评价各实施例、各比较例的半导体装置的电绝缘特性,测定体积电阻率。按照以下的方法制作用于对实施例1~6的半导体装置所具备的密封材料在150℃时的体积电阻率进行测定的试验片。另外,制作试验片,使得该试验片中的第一热固性树脂组合物的固化物与第二热固性树脂组合物的固化物的厚度比与实施例1~6的半导体装置中的第一密封材料与第二密封材料的厚度比相同约为14﹕1。
[0222] 首先,使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.制造、KTS-30),在模具温度175℃、注入压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第一热固性树脂组合物成型,由此得到直径90mm、厚度2.8mm的圆盘状成型品1。接着,将所获得的圆盘状成型品1作为嵌入件,使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.制造、KTS-
30),在模具温度175℃、注入压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第二热固性树脂组合物成型,由此得到直径100mm、厚度3mm的圆盘状成型品2。接着,将所获得的圆盘状成型品2在175℃、4小时的条件下后固化(post cure),获得试验片。
[0223] 按照以下的方法制作用于对比较例1的半导体装置所具备的密封材料在150℃时的体积电阻率进行测定的试验片。具体而言,使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.制造、KTS-30),在模具温度175℃、注入压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,使用第一热固性树脂组合物并成型后,在175℃、4小时的条件下进行后固化(post cure),获得与实施例1~6的试验片相同尺寸的试验片。
[0224] 按照以下的方法制作用于对比较例2的半导体装置所具备的密封材料的电磁波屏蔽性进行评价的试验片。具体而言,使用低压递模成型机(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.制造、KTS-30),在模具温度175℃、注入压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,使用第二热固性树脂组合物并成型后,在175℃、4小时的条件下进行后固化(post cure),获得与实施例1~6的试验片相同尺寸的试验片。
[0225] 接着,使用碳糊,在所获得的试验片上形成直径30mm的主电极、直径32mm的保护电极、直径45mm的对电极。之后,在150℃气氛下、直流电压500V的条件下测定体积电阻率。单位为Ω·cm。
[0226] ·密封材料间的密合性:使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第一热固性树脂组合物成型,得到一次封装体(模型尺寸:55mm×50mm、树脂厚度:0.7mm、半导体元件尺寸:20mm×20mm、半导体元件上的树脂厚度:0.4mm)。
接着,将所获得的一次封装体作为嵌入件,使用压缩成型机,在模具温度175℃、成型压力
8.3MPa、固化时间2分钟的条件下,将第二热固性树脂组合物成型后,在175℃、4小时的条件下进行后固化(post cure),获得二次封装体(模型尺寸:60mm×70mm、树脂厚度:0.75mm)。
[0227] 评价结果如下所述。
[0228] ○:在第一热固性树脂组合物的固化物与第二热固性树脂组合物的固化物的接合界面未发生剥离。
[0229] ×:在第一热固性树脂组合物的固化物与第二热固性树脂组合物的固化物的接合界面发生了剥离。
[0230] ·回流焊耐热性试验后的半导体装置中的密封材料间的密合性:为了评价各实施例、各比较例的半导体装置的耐回流焊性,按照以下的方法评价回流焊耐热性试验后的密封材料间的密合性。首先,在30℃、60%RH、192小时的条件下对实施例1~6的半导体装置实施加湿处理。接着,使这样的半导体装置在最高温度260℃的温度曲线的回流焊中通过3次。之后,对所获得的半导体装置实施使用超声波显微镜的非破坏的超声波探伤检査(SAT),检査由第一热固性树脂组合物的固化物构成的第一密封材料与由第二热固性树脂组合物的固化物构成的第二密封材料的接合界面上的剥离状态。
[0231] 评价结果如下所述。
[0232] ◎:接合界面没有剥离(两密封材料完全密合)
[0233] ○:确认到少许剥离,但为实用上没有问题的程度的水平。
[0234] 将上述评价项目所涉及的评价结果与各成分的配合比率一起示于以下表1。
[0235] 【表1】
[0236]
[0237] 如表1所示,由第一热固性树脂组合物的固化物和第二热固性树脂组合物的固化物构成的各实施例的试验片的电磁波屏蔽特性和电绝缘特性的平衡均优异。另外,各实施例的半导体装置的电磁波屏蔽特性与电绝缘特性的平衡也均优于比较例1和2的半导体装置。
[0238] 该申请主张2016年7月14日提出的日本申请特愿2016-139402号为基础的优先权,在此引入其公开的全部内容。