[发明专利]用于制造热固性树脂组合物的固化产物的方法和由此获得的固化产物

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造热固性树脂组合物的固化产物的方法和由此获得的固化产物，所述热固性树脂组合物的固化产物用于功率器件等中需要高耐热性的封装材料并在长期耐热性和耐热循环性方面优异。

背景技术

通常，至今为止，通过利用陶瓷包装、塑料包装等对半导体元件如晶体管、IC和LSI进行封装来制造半导体器件。前一种陶瓷包装在高温和高湿下具有优异的耐久性，因为其构成材料自身具有耐热性并还具有优异的耐湿性，且另外具有优异的机械强度。因此，高度可靠的封装是可能的。然而，上述陶瓷包装的问题在于，构成材料相对昂贵且所述包装的批量产率差。因此，近年来，利用后一种塑料包装的树脂封装成为主流。在利用上述塑料包装的树脂封装中，至今通过利用环氧树脂组合物的优异耐热性能而使用所述环氧树脂组合物，并获得了良好的结果。作为用于封装半导体元件的这种环氧树脂组合物，通常使用包含环氧树脂作为主要材料、酚醛树脂作为固化剂、胺基化合物作为固化促进剂，并包含其他任选成分如作为弹性赋予剂的橡胶成分和作为无机填料的硅石粉的组合物，特别是在传递成形时在封装加工性等方面优异的组合物。

另一方面，至今已经提出了一些绝缘材料如包括含烯丙基的酚醛树脂的半导体封装材料。然而，实际状况是尚未获得充分满足耐热性的材料。上述绝缘材料如包含含烯丙基的酚醛树脂的半导体封装材料包括例如旨在提高粘附性的材料(参见专利文献1)、提高耐吸湿性的材料(参见专利文献2)、降低热固性树脂组合物熔融粘度的材料(参见专利文献3)、旨在提高激光标记性能的材料(参见专利文献4)、具有低温膨胀的材料(参见专利文献5)等。这些材料在各自的特征方面是满意的，但不足以满足耐热性。此外，作为提高耐热性的实例，提出了包含含烯丙基的酚醛树脂和双马来酰亚胺树脂的热固性树脂组合物(参见专利文献6)。然而，与在成形时通常用于封装材料等中的环氧树脂-酚醛树脂固化反应相比，含双马来酰亚胺树脂的热固性树脂组合物的反应性差，并具有加工性差的问题。此外，存在通过使用各自包含含烯丙基的酚醛树脂和环氧树脂的热固性树脂组合物而提高玻璃化转变温度的材料(参见专利文献7～10)。然而，在所有情况中这些材料的后固化温度为200℃以下，使得上述烯丙基不能固化，从而导致不能提高耐热性。所述烯丙基需要超过200℃的高温来进行热固化且反应性非常低。因此，实际情况是尚未进行研究通过积极地固化烯丙基来提高耐热性。

专利文献1：JP-A-8-306828

专利文献2：JP-A-7-145300

专利文献3：JP-A-9-31167

专利文献4：JP-A-4-249526

专利文献5：JP-A-6-263841

专利文献6：JP-A-3-237126

专利文献7：JP-A-2001-11161

专利文献8：JP-A-5-132539

专利文献9：JP-A-5-320317

专利文献10：JP-A-6-136093

发明内容

顺便提及，将诸如晶体管、二极管和晶闸管的功率器件用作半导体器件以在大型家电或工业设备中实施高功率控制等。在这种功率器件中，为了大大降低电力转换器中的损失，已经对将Si元件替换为SiC元件或GaN元件进行了研究。通过替换为SiC元件或GaN元件可增大容量。其结果，认为半导体元件被暴露在高压下以导致其放热温度达到极高的200～250℃。因此，存在如下可能，当半导体元件的耐热性差时，包装或半导体元件易于发生破裂。

作为提高封装树脂的耐热性的方法，还考虑向封装树脂组合物中添加硅油或橡胶成分。然而，存在如下担忧，这些添加剂成分渗入到框架和封装树脂之间的界面中，从而造成界面中的粘附力下降的问题。

另一方面，作为用于封装半导体元件的成形方法，存在多种成形方法如使用液体封装树脂的丝网印刷或分配成形和使用固体封装树脂的传递成形、片材成形或压缩成形。在使用成形方法的各种情况中，要求热固性树脂组合物具有流动性和固化性。

在热固性树脂组合物中，还存在高耐热性热固性树脂组合物。然而认为，这种热固性树脂组合物反应速度迟缓，从而因固化性不良而而导致成形性劣化。此外，一些热固性树脂组合物在热固化反应时产生副产物如气体。在将这种热固性树脂组合物用于半导体封装材料应用的情况中，当在成形期间产生诸如气体的副产物时，在封装树脂中因气体而形成空隙等，这造成可靠性下降的问题如发生器件故障。