[發明專利]用于制造熱固性樹脂組合物的固化產物的方法和由此獲得的固化產物

有效

• 申請號: 201110196027.9
• 申請日: 2011-07-08
• 公開（公告）號: CN102372835A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 山本瑞木
• 申請（專利權）人: 日東電工株式會社
• 主分類號: C08G59/62
• 分類號: C08G59/62;H01L33/56
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;穆德駿

技術領域

本發明涉及用于制造熱固性樹脂組合物的固化產物的方法和由此獲得的固化產物，所述熱固性樹脂組合物的固化產物用于功率器件等中需要高耐熱性的封裝材料，并且在長期耐熱性和耐熱循環性方面優異。

背景技術

通常，迄今已經通過用陶瓷包裝、塑料包裝等對半導體元件如晶體管、IC和LSI進行封裝來制造半導體器件。前者陶瓷包裝在高溫和高濕下具有優異的耐久性，因為它們的構成材料本身具有耐熱性并且還具有優異的耐濕性，且另外具有優異的機械強度。因此，高度可靠的封裝是可能的。然而，以上陶瓷包裝具有如下問題，構成材料相對昂貴并且所述包裝的批量產率差。因此，近年來，用后者塑料包裝的樹脂封裝已經變成主流。在利用以上塑料包裝的樹脂封裝中，至今通過利用環氧樹脂組合物的優異耐熱性能而使用所述環氧樹脂組合物，并獲得了滿意的結果。作為這種用于封裝半導體元件的環氧樹脂組合物，通常使用包含環氧樹脂作為主要材料、酚醛樹脂作為固化劑、胺基化合物作為固化促進劑，并包含其它任選成分如作為彈性賦予劑的橡膠成分和作為無機填料的硅石粉的組合物，特別是在傳遞成形時在封裝加工性等方面優異的組合物。

另一方面，至今已經提議了一些絕緣材料如包含含烯丙基的酚醛樹脂的半導體封裝材料。然而，實際情況是，尚未獲得充分滿足耐熱性的材料。上述絕緣材料如包含含烯丙基的酚醛樹脂的半導體封裝材料包括，例如，旨在改善粘合性的材料(見專利文獻1)、改善耐吸濕性的材料(見專利文獻2)、降低熱固性樹脂組合物的熔融粘度的材料(見專利文獻3)、旨在改善激光標記性能的材料(見專利文獻4)、具有低溫膨脹的材料(見專利文獻5)等。這些材料在各自特性方面是滿意的，但是不充分滿足耐熱性。另外，作為改善耐熱性的實例，提議了包含含烯丙基的酚醛樹脂和雙馬來酰亞胺樹脂的熱固性樹脂組合物(見專利文獻6)。然而，與在成形時通常用于封裝材料等中的環氧樹脂-酚醛樹脂固化反應相比，含雙馬來酰亞胺樹脂的熱固性樹脂組合物的反應性差，并且具有加工性差的問題。此外，存在通過使用各自包含含烯丙基的酚醛樹脂和環氧樹脂的熱固性樹脂組合物來改善玻璃化轉變溫度的材料(見專利文獻7至10)。然而，在全部情況中，這些材料的后固化溫度是200℃以下，從而使得不能使上述烯丙基固化，從而不改善耐熱性。烯丙基對于熱固化需要超過200℃的高溫并且反應性極低。因此，實際情況是，尚未進行研究通過積極固化烯丙基來改善耐熱性。

專利文獻1：JP-A-8-306828

專利文獻2：JP-A-7-145300

專利文獻3：JP-A-9-31167

專利文獻4：JP-A-4-249526

專利文獻5：JP-A-6-263841

專利文獻6：JP-A-3-237126

專利文獻7：JP-A-2001-11161

專利文獻8：JP-A-5-132539

專利文獻9：JP-A-5-320317

專利文獻10：JP-A-6-136093

發明內容

順便提及，將功率器件如晶體管、二極管和晶閘管在大型家電或工業設備中用作用于進行高功率控制等的半導體器件。在這種功率器件中，為了大大降低電力轉換器中的損失，已經對將Si元件替換成SiC元件或GaN元件進行了研究。通過替換成SiC元件或GaN元件可增加容量。其結果認為，半導體元件被暴露于高壓從而導致其放熱溫度極端地高達200～250℃。因此存在如下可能，即，當半導體元件具有差的耐熱性時，包裝或半導體元件的破裂變得易于發生。

作為用于改善封裝樹脂的耐熱性的方法，還考慮將硅油或橡膠成分添加到封裝樹脂組合物中。然而，存在如下擔憂，這些添加劑成分滲入到框架和封裝樹脂之間的界面中，從而造成界面中的粘合力下降的問題。

另一方面，作為用于封裝半導體元件的成形方法，存在多種成形方法如利用液體封裝樹脂的絲網印刷或分配成形，和利用固體封裝樹脂的傳遞成形、片材成形或壓塑成形。在使用成形方法的每個情況中，對于熱固性樹脂組合物需要流動性和固化性。

在熱固性樹脂組合物中，還存在高耐熱性熱固性樹脂組合物。然而，認為這種熱固性樹脂組合物反應速度遲緩，從而因固化性不良而而導致成形性劣化。另外，一些熱固性樹脂組合物在熱固化反應時產生副產物如氣體。在將這種熱固性樹脂組合物用于半導體封裝材料應用的情況下，當在成形期間產生副產物如氣體時，在封裝樹脂中形成由所述氣體引起的空隙等，這造成降低可靠性的問題，如發生器件故障。