[發明專利]半導體密封用樹脂組合物及具有所述組合物的硬化物的半導體裝置

有效

• 申請號: 201410405837.4
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104419114B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 長田將一;串原直行;萩原健司;橫田竜平
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: C08L61/14
• 分類號: C08L61/14;C08L61/10;C08K13/04;C08K7/18;C08K3/36;C08K5/544;C08K5/18;C08K5/50;C08G73/06;H01L23/29
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及半導體密封用樹脂組合物。詳細來說，涉及熱膨脹系數小、高溫下的機械強度及絕緣性優異、且在高溫下具有長期優異的熱穩定性的組合物、及具有所述組合物的硬化物的半導體裝置。

背景技術

近年來，半導體裝置迎來醒目的技術革新。智能手機(smartphone)、平板電腦(tablet)等便攜信息、通信終端中使用：如能高速地處理大容量信息的硅通孔(through silicon via，TSV)技術。在所述技術中，首先將半導體元件進行多層連接，并在8英寸或12英寸的硅中介層(silicon interposer)中進行倒裝芯片(flip chip)連接。然后，連同搭載多個經多層連接的半導體元件的中介層，借由熱硬化樹脂進行密封。將半導體元件上的不需要的硬化樹脂進行研磨后，進行分離而可以獲得薄型、小型、多功能且可以高速處理的半導體裝置。然而，在8英寸或12英寸的薄的硅中介層上的整個面涂布熱硬化樹脂進行密封時，由于硅與熱硬化性樹脂的熱膨脹系數的差異，而產生大的翹曲。若翹曲大，則無法應用于其后的研磨步驟或分離步驟，而成為大的技術課題。

另外，近年來，作為地球暖化對策，來自化石燃料的能量轉換等的地球水平的環境對策取得進展。因此，混合動力車或電動汽車的生產臺數增加。另外，中國或印度等新興國家的家用電氣設備中，作為節能對策而搭載變頻馬達(inverter motor)的機種也增加。

混合動力車或電動汽車、變頻馬達中，發揮出將交流轉變為直流、將直流轉變為交流、或將電壓進行變壓的作用的功率半導體變得重要。然而，長年用作半導體的硅(Si)接近性能極限，難以期待飛躍性的性能提高。因此，使用碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、金剛石等材料的下一代型功率半導體受到關注。例如，為了減少電力轉換時的損失，而要求功率金屬氧化物半導體場效晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)的低電阻化。但在當前主流的Si-MOSFET中，難以實現大幅的低電阻化。因此，使用作為帶隙寬(寬帶隙)的半導體的SiC的低損失功率MOSFET的開發取得進展。

SiC或GaN具有帶隙為Si的約3倍、破壞電場強度為10倍以上的優異的特性。另外，也有高溫運作(在SiC中存在650℃運作的報告)、高的導熱率(SiC與Cu并列)、大的飽和電子漂移速度等特征。其結果是，若使用SiC或GaN，則可以降低功率半導體的接通電阻，并大幅削減電力轉換電路的電力損失。

功率半導體通常借由利用環氧樹脂的轉注成形(transfer mold)、利用硅酮凝膠的灌注密封進行保護。最近，從小型、輕量化的觀點(特別是汽車用途)來看，利用環氧樹脂的轉注成形逐漸成為主流。但是，環氧樹脂是取得成形性、與基材的密接性、機械強度優異的平衡的熱硬化樹脂，但在超過200℃的溫度下，會進行交聯點的熱分解，而擔心在對SiC、GaN所期待的高溫的運作環境下，發揮不了作為密封材料的作用(非專利文獻1)。

因此，耐熱特性優異的材料一直在研究包含氰酸酯樹脂的熱硬化性樹脂組合物。例如，專利文獻1中記載有包含氰酸酯化合物、環氧樹脂、硬化催化劑的硬化性樹脂組合物，并記載硬化物的硬化收縮性、耐熱性、電氣特性優異。專利文獻2中記載有含有氰酸酯化合物、選自酚樹脂、三聚氰胺化合物、及環氧樹脂的至少1種、以及無機填充劑的電子零件密封用樹脂組合物。專利文獻2中記載有所述組合物的玻璃轉移溫度高、且可以抑制電子零件裝置的翹曲。另外，專利文獻3中記載有包含具有特定結構的氰酸酯化合物、酚化合物、及無機填充劑的熱硬化性樹脂組合物。專利文獻3中記載有所述樹脂組合物的耐熱性優異，并具有高的機械強度。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平8-283409號公報

[專利文獻2]日本專利特開2011-184650號公報

[專利文獻3]日本專利特開2013-53218號公報

[非專利文獻]

[非專利文獻1]《工業材料》2011年11月號(vol59 No.11)

發明內容

[發明所要解決的課題]