半导体密封用环氧树脂组合物和半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及长期高温放置时的可靠性优异，与CU引线框（LF)、Ag镀敷部的剥离少 并且不发生Cu线的腐蚀、迁移的半导体密封用环氧树脂组合物和用其固化物密封的半导 体装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，地球温暖化对策、由化石燃料的能量转换等地球水平上的环境对策不断 推进，对于汽车，混合动力车、电动汽车的生产台数不断增加。此外，中国、印度等新兴国家 的家庭用电气设备，作为节能对策，变流器发动机搭载机种也在不断增加。
[0003] 上述混合动力车、电动汽车、变流器中，起到将交流变换为直流、将直流变换为交 流、对电压进行变压的作用的功率半导体变得重要。但是，长年作为半导体使用的硅（Si) 接近性能极限，期待性能飞跃般的提高逐渐变得困难。因此，逐渐将注意力集中在使用了碳 化硅（SiC)、氮化镓（GaN)、金刚石等材料的下一代型功率半导体。例如，为了减少电力变 换时的损失，要求功率M0SFET的低电阻化，但对于现在主流的Si-MOSFET，大幅的低电阻化 难。因此，进行了使用了作为带隙宽（宽带隙）的半导体的SiC的低损失功率M0SFET的开 发。SiC、GaN具有带隙为Si的约3倍、破坏电场强度为10倍以上的优异的特性。此外，还 具有高温工作（对于SiC，有650°C工作的报道）、高热传导度（SiC与Cu相当）、大的饱和 电子漂移速度等特征。其结果，如果使用SiC、GaN，能够降低功率半导体的开电阻，大幅地 削减电力变换电路的电力损失。但是，由于预期元件上的温度发热到175°C以上，因此对于 以密封剂为首的周边材料要求耐热特性。
[0004] 另一方面，功率半导体一般通过采用环氧树脂的传递成型、采用有机硅凝胶的封 装密封来保护。最近从小型、轻质化的观点（特别是汽车用途）出发，采用环氧树脂的传递 成型逐渐成为主流。环氧树脂是成型性、与基材的密合性、机械强度优异的均衡的热固化树 月旨，但超过175°c的温度区域中的可靠性特性存在疑问。将用实际已存的密封材料密封的半 导体装置在200°C、500小时下高温放置，结果发生了在密封材料中产生了裂纹的事例、在 密封材料与Ag镀敷冲模垫部界面发生了剥离的事例、在Cu线/A1垫的合金层中产生了裂 纹的事例等对可靠性具有影响的事例。
[0005] 再有，作为与本发明关联的现有技术，可列举下述文献。
[0006] 现有技术文献
[0007] 非专利文献
[0008] 非专利文献 1 :IEEE Transactions on Components and packing Technology,第 26 卷，No. 2, 367-374
[0009] 非专利文献 2 :SEMIC0N Singapore 2005,35-43
[0010] 非专利文献 3 :Journal of Materials Science (2008) 43,6038-6048
【发明内容】
[0011] 发明要解决的课题
[0012] 本发明鉴于这样的实际情况而完成，目的在于提供即使在175~250°C的高温下 长期保存的情况下与CuLF、Ag镀敷的密合性优异，能够成为Cu线、Cu线/A1垫的接合部的 断线、腐蚀不存在的可靠性优异的半导体装置的半导体密封（封止）用环氧树脂组合物和 半导体装置。
[0013] 用于解决课题的手段
[0014] 本发明人为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现，以（A)环氧树脂、⑶固 化剂、（C)无机质填充剂、（D)氢氧化铋或次碳酸铋和（E)下述平均组成式（1)所示的磷腈 化合物作为必要成分，基本上不含溴化物、红磷、磷酸酯和锑化合物的半导体密封用环氧树 脂组合物在高温下长期保存时的可靠性优异，并且能够得到阻燃性、耐湿可靠性优异的固 化物，用该组合物的固化物密封的半导体装置的阻燃性、高温放置可靠性优异，完成了本发 明。
[0015] 因此，本发明提供下述所示的半导体密封用环氧树脂组合物和半导体装置。
[0016] [1]半导体密封用环氧树脂组合物，其特征在于，以下述成分作为必要成分，基本 上不含溴化物、红磷、磷酸酯和锑化合物，
[0017] (A)环氧树脂，
[0018] ⑶固化剂，
[0019] (C)无机填充剂，
[0020] (D)氢氧化铋或次碳酸铋，
[0021] (E)下述平均组成式（1)所示的磷腈化合物
[0022] [化 1]
【主权项】
1. 半导体密封用环氧树脂组合物，其特征在于，以下述成分作为必要成分，基本上不含 溴化物、红磷、磷酸酯和锑化合物， ㈧环氧树脂， (B) 固化剂， (C) 无机质填充剂， (D) 氢氧化铋或次碳酸铋， (E) 下述平均组成式（1)所示的磷腈化合物
式中，X为单键或从CH2、C(CH3)2、S02、S、0、和O(CO)O中选择的基团，d、e、η是满足 0 彡 d 彡 0· 25η、0 彡 e〈2n、2d+e = 2η、3 彡 η 彡 1，000 的数。
2. 权利要求1所述的环氧树脂组合物，其特征在于，（D)氢氧化铋或次碳酸铋的添加 量，相对于（A)、⑶成分的合计100质量份，为3~10质量份。
3. 权利要求1所述的环氧树脂组合物，其特征在于，（A)环氧树脂的环氧当量不到210。
4. 权利要求1所述的环氧树脂组合物，其特征在于，（A)环氧树脂是下述通式（2)表示 的环氧树脂，
式中，a为1~10的整数。
5. 用权利要求1~4的任一项所述的环氧树脂组合物的固化物密封的半导体装置。
【专利摘要】本发明提供即使在175～250℃的高温下长期保存的情况下与CuLF、Ag镀敷的密合性优异，能够成为不存在Cu线、Cu线/Al垫的接合部的断线、腐蚀的可靠性优异的半导体装置的半导体密封用环氧树脂组合物和半导体装置。半导体密封用环氧树脂组合物，其特征在于，以下述成分作为必要成分，基本上不含溴化物、红磷、磷酸酯和锑化合物。(A)环氧树脂，(B)固化剂，(C)无机质填充剂，(D)氢氧化铋或次碳酸铋，(E)下述平均组成式(1)所示的磷腈化合物，式中，X为单键或从CH2、C(CH3)2、SO2、S、O、和O(CO)O中选择的基团，d、e、n是满足0≤d≤0.25n、0≤e<2n、2d+e＝2n、3≤n≤1,000的数。
【IPC分类】C08K3-36, C08K9-06, C08K5-5399, C08K3-24, C08L63-00, C08K3-22, C08K13-06, H01L23-29, C08G59-40
【公开号】CN104629259
【申请号】CN201410646153
【发明人】长田将一, 横田龙平
【申请人】信越化学工业株式会社
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年11月14日