半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体装置，尤其是涉及散热性优异、可靠性高的半导体装置。
【背景技术】
[0002] 近年，伴随着模块（module)、电子部件等的高功能化、高密度化，模块、电子部件 等发热体产生的热量变大了。源自这些发热体的热传递给基板等而被散热。为了很有效地 进行其导热，发热体和基板之间的粘接剂采用高导热系数的粘接剂。另外，为便于操作，使 用高导热的粘接膜取代粘接剂。
[0003] 在此存在这样的问题：粘接膜导热不良时，会在组装了模块、电子部件等的半导体 装置蓄积热，引起半导体装置出现故障。故各公司都推进高导热系数薄膜的开发。
[0004] 作为该高导热系数薄膜，曾被发表过大量使用高导热性填料的散热性芯片接合膜 (diebondfilm)(专利文献1)、藉将薄膜所含有的填料的形状做成特定形状来提高半导体 装置散热性的导热性薄膜（专利文献2)等。 已有技术文献 专利文献
[0005] 专利文献1:特开2011-023607号公报 专利文献2:特开2011-142129号公报 发明的内容 技术问题
[0006] 然而，大量使用高导热性填料的散热性芯片接合膜，由于使用环氧树脂、酚醛树脂 和丙烯树脂（专利文献1的第〇〇35、0099段落），存在这样的问题：热固化后的散热性芯片 接合膜的硬度过高，因高导热系数的散热性芯片接合膜热固化后冷却时产生的由发热体和 基板的热膨胀系数之差引起的应力，使得发热体和基板的接合强度降低。另外，该散热性芯 片接合膜，耐热性不够，有时不能应对伴随模块、电子部件等的热量增加而带来的发热，则 在使用了导热不充分的导热膜的半导体装置中可能会造成半导体装置本身可靠性受损。
[0007] 另外，含有特定形状的填料的导热性薄膜，也使用热固性树脂（专利文献2的第 0029、0037段落），存在上述的发热体和基板的接合强度降低的问题；导热性薄膜的耐热性 不够，存在可能会造成半导体装置本身可靠性受损之问题。另外，导热性薄膜使用特別形状 或经加工的填料，则势必造成半导体装置高成本化。进一步还存在这样的问题：由于在与导 热性薄膜相接的部件的导热性薄膜侧的面形成有凹凸，可使用的半导体装置受到限制。
[0008] 本发明目的就在于提供一种可靠性高的半导体装置，其发热体散热性优异，可克 服因由高导热系数薄膜热固化后冷却时和组装后热过程中发生的发热体和基板的热膨胀 系数之差引起的应力而致发热体和基板的接合强度降低的问题、和薄膜耐热性不够的问 题。 技术方案
[0009] 本发明涉及通过具有以下结构而克服了上述问题的半导体装置。 〔I〕一种半导体装置，具备发热体、受热器和在发热体与受热器之间将源自发热体的热 传递给受热器的高导热层，其特征在于，高导热层是含有（A)至少含有以下通式（1)所示 的两末端带结合了乙烯基的苯基的聚醚化合物的2种以上热固性树脂、(B)热塑性弹性体、 (C)导热性无机填料和（D)固化剂的高导热膜的热固化体，厚度为10?300ym。
【主权项】
1. 一种半导体装置，具备发热体、受热器和在发热体与受热器之间将源自发热体的热 传递给受热器的高导热层，其特征在于，高导热层是含有（A)至少含有W下通式（1)所示 的两末端带结合了己締基的苯基的聚離化合物的2种W上热固性树脂、炬）热塑性弹性体、 (C)导热性无机填料和值）固化剂的高导热膜的热固化体，厚度为10?300 ym。
(式中，Ri、尺2、R3、R4、R5、Re、R禪可相同也可不同，为氨原子、面素原子、烧基、面代烧基 或苯基； -(0-X-0)-由结构式（2)给出，其中，1?8、1?9、而。、而4、而5既可相同也可不同，为面素原子 或碳数6 W下的烧基或苯基，Rii、Ri2、Ri3既可相同也可不同，为氨原子、面素原子或碳数6 W 下的烧基或苯基； -(Y-0)-是结构式（3)所示1种结构或结构式（3)所示2种W上结构随机排列而成之 物，其中，Rie、Ri7既可相同也可不同，为面素原子或碳数6 W下的烧基或苯基，Rig、Rig既可 相同也可不同，为氨原子、面素原子或碳数6 W下的烧基或苯基； Z为碳数1 W上的有机基，视具体情况也可含有氧原子、氮原子、硫原子、面素原子； a、b表示0?300的整数，两者当中至少其一不为0 ; c、d表示0或1的整数。）
2. 按权利要求1所述的半导体装置，其中，高导热层的25°C下剪切粘接强度为13N/mm 社。
3. 按权利要求1或2所述的半导体装置，其中，高导热层厚度为10 y m W上100 y m W 下。
4. 按权利要求1?3中任一项所述的半导体装置，其中，高导热层的体积电阻系数为 1 X l〇w Q ? cm W上，且导热系数为0. 8W/m ? K W上。
5. 按权利要求1?4中任一项所述的半导体装置，其中，（C)成分是从MgO、Al 203、A1N、
BN、金刚石填料、ZnO和SiC构成的群选择的至少1种。
6. 按权利要求1?5中任一项所述的半导体装置，其中，值）成分是咪挫系固化剂。
7. 按权利要求1?6中任一项所述的半导体装置，其中，受热器为形成了电极的基板， 高导热层形成于发热体与基板上形成的电极之间。
8. 按权利要求1?6中任一项所述的半导体装置，其中，发热体具有电极，受热器为基 板，高导热层形成于发热体的电极与基板之间。
9. 按权利要求1?7中任一项所述的半导体装置，其中，发热体是1C巧片、裸巧片、LED 巧片、FWD(Rree Wheeling Diode)或 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。
10. 按权利要求7?9中任一项所述的半导体装置，其中，基板是使用金属基CCL的基 板、使用高导热CEM-3的基板、使用高导热FR-4的基板、使用低热阻FCXL的基板、金属基板 或陶瓷基板。
11. 按权利要求1?6中任一项所述的半导体装置，其中，发热体为半导体模块，受热器 为散热板。
12. 按权利要求11所述的半导体装置，其中，半导体模块为功率半导体模块。
【专利摘要】提供一种可靠性高的半导体装置，其发热体散热性优异，可克服因由高导热系数薄膜热固化后冷却时和组装后热过程中发生的发热体和基板的热膨胀系数之差引起的应力而致发热体和基板的接合强度降低的问题、和薄膜耐热性不够的问题。是半导体装置(1),具备发热体(2)、受热器(3)、和在发热体(2)与受热器(3)之间将源自发热体(2)的热传递给受热器(3)的高导热层(4),其特征在于，高导热层(4)是含有(A)至少含有特定结构的两末端带结合了乙烯基的苯基的聚醚化合物的2种以上热固性树脂、(B)热塑性弹性体、(C)导热性无机填料和(D)固化剂的高导热膜的热固化体，厚度为10～300μm。
【IPC分类】C08L21-00, H01L23-12, C08K3-00, C08L71-12, C09J171-10, C09J201-00, H01L23-373, H01L21-52, C09J11-04
【公开号】CN104603935
【申请号】CN201380046039
【发明人】高杉宽史, 寺木慎, 户岛顺
【申请人】纳美仕有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年10月25日
【公告号】WO2014069353A1