[发明专利]半导体密封用树脂组合物和使用它的半导体装置以及半导体装置的制法

说明书

发明领域

本发明涉及具有优异的阻燃性、耐焊性、耐湿可靠性及流动性的半导体密封用树脂组合物，和使用该组合物的半导体装置及半导体装置的制法。

技术背景

晶体管、集成电路(IC)、大型集成电路微处理机(LSI)等的半导体元件，以往利用陶瓷等密封而将半导体装置化，但为了成本及大量生产，时下使用塑料的树脂密封型的半导体装置已变为主流。关于此种树脂密封，以往多使用环氧树脂组合物，且获得相当良好的效果。然而，由于半导体领域的技术革新，随着集成度的增高，组件尺寸大型化及配线的微细化，亦逐渐提升，并有封装(package)的小型化及薄型化的倾向，与此同时对其所使用的密封材料的可靠性的要求亦趋严格。

另一方面，由于半导体装置等的电子零件必须符合阻燃性规格的UL94 V-0，以往为了使半导体密封用树脂组合物具备阻燃性作用的方法，一般皆采用添加溴化环氧树脂及氧化锑。

然而，上述的阻燃性赋予技术，有二个大问题。

第1个问题为，三氧化锑本身的有害性，即于燃烧时发生的溴化氢、溴系气体及溴化锑等对人体的危害以及对机器的腐蚀性的问题。

第2个问题为，将采用上述的阻燃性赋予技术的半导体装置长时间放置于高温环境时，受游离的溴气的影响，半导体组件上的铝配线会被腐蚀，结果构成半导体装置故障的原因，降低高温可靠性的问题。

为解决上述的问题，曾有人倡议以非卤-非锑系的金属氢氧化物作为无机阻燃剂添加使用的方法。但此种无机阻燃剂必须大量(例如40重量％以上)使用金属氢氧化物才有效，结果衍生另一新的问题。

即，其第1个问题为，焊接时半导体装置易发生膨胀或龟裂。近年半导体装置的安装方法以表面安装为主流，在焊接时选用焊料浸渍、红外回流焊接、汽相回流焊接等焊接处理方法。但不管采用何种方法，半导体装置均需暴露于高温(通常215-260℃)环境，因此使用以往的添加有金属氢氧化物的树脂组合物密封的半导体装置，由于金属氢氧化物的吸水量高，故会因吸湿的水分的急激汽化导致半导体装置发生膨胀或龟裂等所谓的焊接性劣化的问题。

第2个问题为，有关耐湿可靠性的问题，即在温度80～200℃，相对湿度70～100％的高温高湿环境下，半导体组件的功能会显著的降低的问题。又，在发热量大的半导体组件或配设于汽车引擎附近的半导体装置等场合，由于长期使用会发生脱水反应，以致有可能发生耐湿可靠性降低的问题。

由上述可知，依以往的阻燃化赋予技术时，由于发生上述各种问题，于是一种在燃烧时不发生有害气体、安全而且在半导体装置的焊接时不会因金属氢氧化物的脱水引起半导体装置的膨胀或龟裂，甚至在高温高温的环境下长期放置时亦不会发生半导体组件上的铝配线的腐蚀或降低耐湿可靠性的阻燃化技术的开发实为一般产业界所追求。有鉴于此，本发明人先前在日本特愿平7-507466号公报中提出一种在热硬性树脂中添加有硬化剂以及金属氢氧化物及金属氧化物或其复合化金属氢氧化物的半导体密封用热硬性树脂组合物，企图解决上述问题。使用此种半导体密封用热固性树脂组合物时，在阻燃性及耐温可靠性上确有增进功效，但却遭遇到一新的问题。即，近年的半导体封装有愈来愈薄型化的倾向，但如传递成型(transfer-molding)等封装成形时，会发生其作为密封材料的树脂组合物的流动性降低，导致金线的变形等显著影响成型性的问题。

本发明，鉴于上述情况，目的在于提供安全、耐湿可靠性及阻燃性均优而且成型性大幅改进的半导体密封用树脂组合物及使用该组合物的半导体装置及半导体装置的制法。

发明的公开

为达成上述目的，本发明的第1要旨为提供含有下述(A)～(C)成分的半导体密封用树脂组合物。

(A)热硬性树脂；

(B)硬化剂；

(C)由下述通式(I)所示的多面体形状的复合金属氢氧化物；

       m(M_aO_b)·n(Q_dO_e)·cH₂O……(I)

[式中，M及Q为不同的金属元素，Q为选自属于元素周期表中的IVa、Va、VIa、VIIa、VIII、Ib、IIb族的金属元素。又，m、n、a、b、c、d、e为正数，可为相同或不同的值]。

又，本发明的第2要旨为使用上述的半导体密封用树脂组合物来密封半导体元件制成的半导体装置。