半导体密封用树脂组合物和半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体密封用树脂组合物和半导体装置。
[0002] 本申请基于2013年6月21日在日本提出申请的日本特愿2013-131198号主张优 先权，将其内容援引于此。
【背景技术】
[0003] 近年来，从电能的有效活用等观点出发，搭载有使用了SiC(碳化硅）、GaN(氮化 镓）的元件的SiC/GaN功率半导体装置受到注目（例如，参照专利文献1)。
[0004] 这些元件与以往的使用了Si的元件相比，不仅可以大幅度减少电功率损耗，而且 即使在更高的电压、大电流、达到300°C的高温下也能够操作，因此期待向在以往的Si功率 半导体装置中难以应用的用途中开展。
[0005] 如此，使用了SiC/GaN的元件（半导体元件）自身能够在如上所述的苛刻的状况 下操作，因此对于为了保护这些元件而在半导体装置中设置的半导体密封材料，也要求超 过以往的耐热性。
[0006] 这里，以往的Si功率半导体装置中，作为半导体密封材料，从粘接性、电稳定性等 观点出发，通常使用以环氧系树脂组合物的固化物为主材料而构成的材料。
[0007] 对于这种环氧系树脂组合物，正在进行如下研究：使用降低作为其构成材料的环 氧树脂的环氧基当量或固化剂（酚醛树脂固化剂）的羟基当量而提高交联密度、或使连接 这些官能团（环氧基和羟基）间的结构成为刚直的结构等方法，而提高使用该树脂组合物 而得到的半导体密封材料的耐热性。
[0008] 然而，即使通过这样的研究，也不能说使用环氧系树脂组合物而得到的半导体密 封材料的耐热性充分地提尚。
[0009] 因此，正在研究代替环氧系树脂组合物而将含有双马来酰亚胺和苯并0恶嗪的树 脂组合物的固化物用作半导体密封材料（例如，非专利文献1)。
[0010] 通过使树脂组合物成为该构成，与环氧系树脂组合物相比，可以使其耐热性提高， 但对于能够形成具备更适于Si功率半导体装置的使用条件的耐热性的半导体密封材料的 树脂组合物，实情是目前尚在进一步研究中。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开2005-167035号公报
[0014] 非专利文献
[0015]非专利文献 1:Takeichiet.al，Polymer.，第 49 卷，第 1173 ~1179 页（2008)
【发明内容】
[0016] 本发明提供能够形成耐热性优异的半导体密封材料的半导体密封用树脂组合物 以及利用该半导体密封用树脂组合物的固化物将半导体元件密封而成的可靠性优异的半 导体装置。
[0017] 本发明包含以下方式。
[0018] (1) -种半导体密封用树脂组合物，其特征在于，含有：
[0019] 由下述通式（1)表示的马来酰亚胺系化合物、
[0020] 由下述通式（2-1)和下述通式（2-2)表示的苯并》恶嗪系化合物中的至少1种、
[0021] 固化催化剂、以及
[0022] 无机填充材料。
[0024] 上述通式（1)、（2-1)、（2-2)中，X2、X3和X4各自独立地为碳原子数1~10的亚烷 基、由下述通式（3)表示的基团、由式"_S02_"或"-C0-"表示的基团、氧原子、或单键。R2、 R3和R4各自独立地为碳原子数1~6的烃基。b、d和e各自独立地为0~4的整数，c为 0~3的整数。叫为1以上的整数。
[0025]
[0026] 上述通式（3)中，Y为具有芳香族环的碳原子数6~30的烃基，叫为0以上的整 数。
[0027] (2)上述（1)所述的半导体密封用树脂组合物，其中，上述通式（1)中的上述叫为 1~4〇
[0028] (3)上述⑴或⑵所述的半导体密封用树脂组合物，其中，由上述通式⑴表示 的马来酰亚胺系化合物与上述苯并P恶嗪系化合物的配合比率以当量比计为1 :〇. 1~1 :4。
[0029] (4)上述⑴~⑶中任一项所述的半导体密封用树脂组合物，其中，上述固化催 化剂为咪唑系化合物。
[0030] (5)上述⑴~⑷中任一项所述的半导体密封用树脂组合物，其中，上述固化催 化剂的含量相对于上述马来酰亚胺系化合物和上述苯并〃恶嗪系化合物的合计1〇〇质量份 为0. 1~5.0质量份。
[0031] (6)上述（1)~（5)中任一项所述的半导体密封用树脂组合物，其中，将通过使该 半导体密封用树脂组合物固化而得到的固化物在25°C的弹性模量设为A[GPa]、将上述固 化物在250°C的弹性模量设为B[GPa]时，满足成为0. 1彡（A-B)/A彡0. 9的关系。
[0032] (7)上述（1)~（6)中任一项所述的半导体密封用树脂组合物，其中，通过使该半 导体密封用树脂组合物固化而得到的固化物在25°C的弹性模量A为10~50GPa。
[0033] (8)上述（1)~（7)中任一项所述的半导体密封用树脂组合物，其中，通过使该半 导体密封用树脂组合物固化而得到的固化物在250°C的弹性模量B为1~30GPa。
[0034] (9)上述（1)~（8)中任一项所述的半导体密封用树脂组合物，其中，通过使该半 导体密封用树脂组合物固化而得到的固化物的5%减量温度Td5为450°C以上。
[0035] (10)上述（1)~（9)中任一项所述的半导体密封用树脂组合物，其中，进一步含有 密合助剂。
[0036] (11) -种半导体装置，其特征在于，是利用上述⑴~（10)中任一项所述的半导 体密封用树脂组合物的固化物将半导体元件密封而成的。
[0037] (12)上述（11)所述的半导体装置，其中，上述半导体元件是使用SiC(碳化硅）和 /或GaN(氮化镓）而得到的。
[0038] 根据本发明，由于含有由上述通式（1)表示的马来酰亚胺系化合物、由上述通式 (2-1)和上述通式（2-2)表示的苯并嗪系化合物中的至少1种、固化催化剂、以及无机填 充材料，可以提高由该固化物构成的半导体密封材料的耐热性。
【附图说明】
[0039] 图1是表示使用本发明的半导体密封用树脂组合物的半导体装置的一个例子的 纵截面图。
[0040] 图2是表示半导体密封用树脂组合物的制造方法的一个例子的工序概略图。
【具体实施方式】
[0041] 以下，基于优选实施方式对本发明的半导体密封用树脂组合物和半导体装置详细 地进行说明。
[0042] 首先，在说明本发明的半导体密封用树脂组合物之前，对使用本发明的半导体密 封用树脂组合物的半导体装置（本发明的半导体装置）进行说明。
[0043] <半导体装置>
[0044] 图1是表示使用本发明的半导体密封用树脂组合物的半导体装置的一个例子的 纵截面图。应予说明，以下说明中，将图1中的上侧称为"上"，将下侧称为"下"。
[0045] 图1所示的半导体装置10是QFP(QuadFlatPackage:四侧引脚扁平封装）型的 半导体封装体，具有：半导体芯片（半导体元件）20、介由粘接层60支撑半导体芯片20的 晶片垫（diepad) 30、与半导体芯片20电连接的引线40、以及密封半导体芯片20的模制部 (密封部）50。
[0046] 晶片垫30由金属基板构成，具有作为支撑半导体芯片20的支撑体的功能。
[0047] 该晶片垫30可使用例如由Cu、Fe、Ni或它们的合金（例如，Cu系合金、如Fe_42Ni 的铁?镍系合金）等各种金属材料构成的金属基板，在该金属基板的表面施行镀银、镀 Ni-Pd的晶片垫，进一步在镀Ni-Pd的表面设置有为了提高Pd层的稳定性而设置的镀金 (goldflash)层的晶片垫等。
[0048] 此外，晶片垫30的俯视形状通常对应于半导体芯片20的俯视形状，例如为正方 形、长方形等四边形。
[0049] 在晶片垫30的外周部放射状地设置有多个引线40。
[0050] 与该引线40的晶片垫30为相反侧的端部从模制部50突出（露出）。
[0051] 引线40由导电性材料构成，例如可以使用与上述晶片垫30的构成材料相同的材 料。
[0052] 此外，也可以对引线40在其表面施行镀锡等。由此，介由焊料将半导体装置10连 接于母板所具备的端子时，可以提高焊料与引线40的密合性。
[0053] 介由粘接层60将半导体芯片20固着（固定）于晶片垫30。
[0054] 该粘接层60没有特别限定，例如，使用环氧系粘接剂、丙烯酸系粘接剂、聚酰亚胺 系粘接剂和氛fe醋系粘接剂等各种粘接剂而形成。
[0055] 此外，半导体芯片20例如由使用了SiC(碳化硅）、GaN(氮化镓）的材料构成。
[0056] 该半导体芯片20具有电极垫21，该电极垫21和引线40由线22电连接。由此，将 半导体芯片20与各引线40电连接。
[0057] 该线22的材质没有特别限定，线22例如可以由Au线、A1线构成。
[0058] 而且，晶片垫30、被设置于晶片垫30的上表面侧的粘接剂层60、半导体芯片20、电 极垫21、线22、以及引线40的一部分（内侧的部分）由模制部50进行密封。其结果，引线 40的其余部分（外侧的端部）从模制部50突出。
[0059] 该模制部（半导体密封材料）50由本发明的半导体密封用树脂组合物的固化物构 成。
[0060] 以下，对该半导体密封用树脂组合物（以下有时也简称为"树脂组合物"）进行说 明。
[0061] <半导体密封用树脂组合物>
[0062] 本发明的半导体密封用树脂组合物（聚苯并0恶嗪改性马来酰亚胺树脂组合物） 含有由下述通式（1)表示的马来酰亚胺系化合物、由下述通式（2-1)和下述通式（2-2)表 示的苯并〃恶嗪系化合物中的至少1种、固化催化剂、以及无机填充材料。
[0063]
[0064] 上述通式（1)