半導(dǎo)體裝置的制法
【專利說明】
[00011 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年11月07日、申請(qǐng)?zhí)枮?01110348623.4、發(fā)明名稱為"半導(dǎo) 體裝置的制法"的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種成型性及固化性、以及高溫高濕可靠性優(yōu)異的半導(dǎo)體裝置的制 法。
【背景技術(shù)】
[0003] 歷來，對(duì)于晶體管和IC、LSI等半導(dǎo)體元件，從保護(hù)其免受外部環(huán)境損害以及可實(shí) 現(xiàn)半導(dǎo)體元件的處理(handling)這樣的觀點(diǎn)考慮，進(jìn)行塑料封裝，例如，使用環(huán)氧樹脂組合 物進(jìn)行樹脂密封而半導(dǎo)體裝置化。
[0004] 就上述環(huán)氧樹脂組合物而言，為了加快在成型時(shí)的樹脂的固化反應(yīng)，一般配合固 化促進(jìn)劑。作為上述固化促進(jìn)劑，例如使用有胺類，咪唑系化合物、1，8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0] 十一碳-7-烯等那樣的含氮雜環(huán)式化合物，膦系化合物，季銨化合物，鱗化合物，紳 (arsonium)化合物等。
[0005] 含有這些固化促進(jìn)劑的環(huán)氧樹脂組合物，通常按照如下方式進(jìn)行配合設(shè)計(jì)：在成 型時(shí)的高溫條件下快速發(fā)生反應(yīng)并在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束固化。由此，存在有在成型時(shí)在上述環(huán) 氧樹脂組合物完全地填充于成型模具之前引發(fā)固化反應(yīng)的情況，在這樣的狀況下，招致樹 脂粘度的上升、流動(dòng)性的降低，存在有發(fā)生如下現(xiàn)象的情況:連接半導(dǎo)體元件與引線框等外 部端子的焊絲的變形或、鄰接的焊絲彼此間的接觸、或者焊絲的切斷這樣的不良現(xiàn)象，以及 樹脂的未填充這樣的不良現(xiàn)象，成型性上的嚴(yán)重的不良現(xiàn)象。
[0006] 作為避免這樣的不良現(xiàn)象的方法，例如提出有使用微囊型固化促進(jìn)劑來延遲固化 反應(yīng)的引發(fā)的方法(參照專利文獻(xiàn)1)。
[0007] 然而，在上述那樣的方法中存在有如下這樣的問題：因固化反應(yīng)的進(jìn)行變遲緩而 導(dǎo)致的生產(chǎn)率的大幅降低、或固化物自身的硬度以及強(qiáng)度變得不充分。鑒于這種情況，作為 考慮上述那樣的固化性的問題、進(jìn)一步避免成型性的不良現(xiàn)象的方法，提出有將咪唑系化 合物用作固化促進(jìn)劑來獲得良好的固化性以及流動(dòng)性的方法(參照專利文獻(xiàn)2)。
[0008] 另一方面，作為半導(dǎo)體用密封樹脂的另一重要的要求特性，可列舉出高溫高濕可 靠性。即，在高溫或者高濕下，環(huán)氧樹脂中所含的氯離子等離子性雜質(zhì)變得易于移動(dòng)，因此 使半導(dǎo)體元件上的鋁布線的腐蝕容易進(jìn)行，以往的半導(dǎo)體密封用環(huán)氧樹脂組合物在高溫高 濕可靠性方面存在有困難點(diǎn)。導(dǎo)致上述高溫高濕可靠性不良的環(huán)氧樹脂中所含的氯離子等 離子性雜質(zhì)，起因于環(huán)氧樹脂的制造工序中的、由表鹵代醇導(dǎo)致的酚的縮水甘油醚化。以往 的甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂在溶劑中的溶解性高，因而可水洗，可獲得更低氯的（高純度 的）環(huán)氧樹脂，但是作為配合成分之一的為實(shí)現(xiàn)無機(jī)質(zhì)填充劑的高填充化而使用的低粘度 結(jié)晶性環(huán)氧樹脂在溶劑中的溶解性低，因此難以獲得高純度的環(huán)氧樹脂(參照專利文獻(xiàn)3)。
[0009] 鑒于這種情況，為了捕捉導(dǎo)致高溫高濕可靠性不良的半導(dǎo)體密封用環(huán)氧樹脂組合 物中所含的離子性雜質(zhì)，提出有幾種使用含有Bi系無機(jī)化合物的離子捕獲劑、水滑石類化 合物來捕捉陰離子性雜質(zhì)的方法(參照專利文獻(xiàn)4~6)。然而，即使使用這些方法，也難以獲 得令人充分滿足的高溫高濕可靠性的提高效果，另外環(huán)氧樹脂組合物粘度變高因而流動(dòng)性 降低，其結(jié)果，產(chǎn)生了對(duì)成型性造成不良影響這樣的問題。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-168164號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2005-162943號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)3:日本特開平2-187420號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)4:日本特開平11-240937號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)5:日本特開平9-157497號(hào)公報(bào)
[0017] 專利文獻(xiàn)6:日本特開平9-169830號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 發(fā)明要解決的課題
[0019] 本發(fā)明鑒于這樣的情形而開發(fā)，其目的在于提供一種不降低成型性及固化性、并 且高溫高濕可靠性優(yōu)異的半導(dǎo)體裝置的制法。
[0020] 用于解決問題的方案
[0021] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制法采用如下這樣的方案:一種使用 含有下述的(A)~(D)成分的半導(dǎo)體密封用環(huán)氧樹脂組合物對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行樹脂密封從 而制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中，在樹脂密封之后施加加熱處理工序，此加熱處理在下述 (X)所示的條件下進(jìn)行。
[0022] (A)下述的通式(1)所示的環(huán)氧樹脂。
[0023] [化學(xué)式1]
[0024]
[0025] [上述式（1)中，X為單鍵、-CH2_、_S-或-0 -。另外，Ri~R4為-Η或-CH3并且相互可以 相同也可以不同。]
[0026] (B)酚醛樹脂。
[0027] (C)胺系固化促進(jìn)劑。
[0028] (D)無機(jī)質(zhì)填充劑。
[0029] (X)由熱處理時(shí)間（t分鐘）與熱處理溫度(T°C)的關(guān)系滿足t2 3.3X10_5exp(2871/ T)的區(qū)域構(gòu)成的熱處理?xiàng)l件[其中，185°C <熱處理溫度T°C < 300°C。]
[0030] 即，本發(fā)明人等為了使適當(dāng)?shù)墓袒磻?yīng)得以發(fā)生，賦予成為密封材料的環(huán)氧樹脂 組合物以優(yōu)異的成型性及固化性，并獲得例如金線偏移(gold wire sweep)等的產(chǎn)生被抑 制、具備優(yōu)異的高溫高濕可靠性的半導(dǎo)體裝置，反復(fù)進(jìn)行了深入研究。在其過程中，不是如 以往那樣僅通過成為密封材料的配合成分來解決，而是在著眼于密封材料之外還著眼于半 導(dǎo)體裝置的制造條件，想出從配合成分以及制造條件這兩方面解決上述課題，反復(fù)進(jìn)行了 研究。于是查明了，通過使用前述特定的聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂作為環(huán)氧樹脂、且使用胺系固化促 進(jìn)劑作為固化促進(jìn)劑的密封材料來進(jìn)行樹脂密封，并且在樹脂密封之后進(jìn)行加熱處理，則 可謀求成型性及固化性以及高溫高濕可靠性的提高。鑒于此，對(duì)于上述加熱處理的條件進(jìn) 一步反復(fù)進(jìn)行研究，涉及多方面地對(duì)可取得優(yōu)異的效果的加熱時(shí)間以及加熱溫度的關(guān)系進(jìn) 行了實(shí)驗(yàn)?研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如下事實(shí)，從而達(dá)成了本發(fā)明：使用使用了上述特定的成分的密 封材料并且在滿足上述條件(X)的加熱條件下進(jìn)行加熱處理，則可獲得優(yōu)異的成型性及固 化性并且可獲得高溫高濕可靠性優(yōu)異的半導(dǎo)體裝置。
[0031 ] 發(fā)明的效果
[0032] 這樣地，本發(fā)明為一種使用含有上述(A)~(D)成分的環(huán)氧樹脂組合物對(duì)半導(dǎo)體元 件進(jìn)行樹脂密封而制造半導(dǎo)體裝置的方法，其中，在樹脂密封之后施加加熱處理工序，此加 熱處理在上述(X)所示的條件下進(jìn)行。由此，可不降低成型性及固化性并且獲得高溫高濕可 靠性優(yōu)異的半導(dǎo)體裝置。
[0033] 而且，作為胺系固化促進(jìn)劑[(C)成分]使用由后述的通式(2)所示的咪唑化合物， 則可獲得流動(dòng)性等成型性及固化性更加優(yōu)異的環(huán)氧樹脂組合物。
【附圖說明】
[0034]圖1所示為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制法中的加熱處理工序的條件、即熱處理時(shí)間 (縱軸)_熱處理溫度(橫軸)的關(guān)系的曲線圖。
[0035]圖2為示意地表示金線偏移評(píng)價(jià)的測定中使用的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
[0036]圖3為示意地表示金線偏移量的測定方法的說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 本發(fā)明中使用的半導(dǎo)體密封用環(huán)氧樹脂組合物，使用特定的環(huán)氧樹脂(A成分）、酚 醛樹脂(B成分）、胺系固化促進(jìn)劑(C成分）、無機(jī)質(zhì)填充劑(D成分)而獲得，通常制成液狀、或 者粉末狀、或?qū)⒃摲勰浩玫降钠瑒?、或者薄片狀而供于密封材料?br>[0038] 上述特定的環(huán)氧樹脂(A成分)為下述的通式(1)所示的環(huán)氧樹脂。
[0039] 「仆舉
[0040]
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[0041 ][上述式（1)中，X為單鍵、-CH2-、-S-或-0-。另外，Ri~R4為-η或-CH3并且相互可以 相同也可以不同。]
[0042]其中從流動(dòng)性等成型性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用在上述式（1)中X為單鍵、且辦~1?4全 都為-CH3的環(huán)氧樹脂。
[0043] 予以說明，在本發(fā)明中，優(yōu)選環(huán)氧樹脂成分僅由上述特定的環(huán)氧樹脂(A成分）構(gòu) 成，但也可合用其它的環(huán)氧樹脂。作為上述其它的環(huán)氧樹脂，例如可列舉出：雙酚A型環(huán)氧樹 月旨、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、三苯基甲烷型環(huán)氧樹脂等。它們 可單獨(dú)使用或合用2種以上。而且，這樣的環(huán)氧樹脂之中，優(yōu)選使用包含上述A成分且環(huán)氧當(dāng) 量為150~250、軟化點(diǎn)或熔點(diǎn)為50~130°C的物質(zhì)。合用上述其它的環(huán)氧樹脂的情況下，其 合用比例只要處于不妨礙本發(fā)明的效果的范圍則沒有特別限定，但是具體而言，優(yōu)選設(shè)定 為環(huán)氧樹脂成分全體的30重量％以下。
[0044] 與上述環(huán)氧樹脂(A成分)一同使用的酚醛樹脂(B成分），起到作為上述環(huán)氧樹脂(A 成分）的固化劑的作用，是指在1分子內(nèi)具有2個(gè)以上的酚羥基的單體、低聚物、聚合物的全 部。例如可列舉出：苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、聯(lián)苯型酚醛清漆、三苯基甲烷型、萘酚酚 醛清漆、二甲苯酸醛清漆、苯酸芳烷基樹脂（phenol aralkyl resin)、聯(lián)苯芳烷基樹脂 (biphenyl aralkyl resin)等。它們可單獨(dú)使用或合用2種以上。其中，從成型性以及可靠 性的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選使用苯酚芳烷基樹脂、聯(lián)苯芳烷基樹脂這樣的低吸濕性的物質(zhì)。
[0045] 關(guān)于上述環(huán)氧樹脂(A成分）以及酚醛樹脂(B成分）的配合比例，優(yōu)選按照相對(duì)于環(huán) 氧樹脂中的環(huán)氧基1當(dāng)量而言酚醛樹脂中的羥基為0.5~2.0當(dāng)量的方式配合。更優(yōu)選為0.8 ~1.2當(dāng)量。
[0046] 作為與上述A成分及B成分一同使用的胺系固化促