CN105849187A - 半导体元件保护用材料及半导体装置 - Google Patents

半导体元件保护用材料及半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体元件保护用材料，可以得到涂布性优异、散热性及柔软性优异的固化物且可以良好地保护半导体元件。本发明的半导体元件保护用材料为了保护半导体元件而用于涂布在所述半导体元件的表面上，并在所述半导体元件的表面上形成固化物，所述半导体元件保护用材料与下述物质不同，所述物质配置于半导体元件和其它连接对象部件之间，并形成粘接及固定所述半导体元件和所述其它连接对象部件从而使它们不会发生剥离的固化物，所述半导体元件保护用材料包含：挠性环氧化合物、与挠性环氧化合物不同的环氧化合物、在23℃下为液态的固化剂、固化促进剂、和导热率为10W/m·K以上且为球状的无机填料。

Description

半导体元件保护用材料及半导体装置
技术领域
本发明涉及为了保护半导体元件而涂布在上述半导体元件的表面上使用的半导体元件保护用材料。另外，本发明还涉及使用了上述半导体元件保护用材料的半导体装置。
背景技术
半导体装置的高性能化不断发展。随之，从半导体装置产生的热进行扩散的必要性越来越高。另外，半导体装置中，半导体元件的电极与例如表面具有电极的其它连接对象部件中的电极实现了电连接。
半导体装置中，在例如半导体元件和其它连接对象部件之间配置环氧树脂组合物后，使该环氧树脂组合物固化，由此，使半导体元件和其它连接对象部件粘接及固定。此外，配置于半导体元件和其它连接对象部件之间的上述环氧树脂组合物的固化物与用于保护半导体元件表面的材料不同。
另外，半导体装置中，为了密封半导体元件，有时使用环氧树脂组合物。
上述环氧树脂组合物在例如下述专利文献1～4中被公开。
下述专利文献1中公开有一种环氧树脂组合物，其包含：环氧树脂、苯酚类固化剂、作为三(2,6-二甲氧基苯基)膦或三(2,4,6-三甲氧基苯基)膦的固化促进剂、氧化铝。专利文献1的实施例中记载有一种作为粉末的环氧树脂组合物。关于上述环氧树脂组合物的用途，专利文献1中记载了优选在IC、LSI、晶体管、晶闸管、二极管等半导体装置的密封用、印刷电路板的制造等中使用。
下述专利文献2中公开有一种密封用环氧树脂组合物，其包含：环氧树脂、酚醛树脂固化剂、固化促进剂、无机充填剂。专利文献2的实施例中记载有一种作为粉末的密封用环氧树脂组合物。关于上述环氧树脂组合物的用途，专利文献2中记载了可以用作一般成形材料，但优选用于半导体装置的密封材料，特别优选用于薄型、多引脚、长线、狭窄的焊点间距的、或在有机基板或有机膜等安装基板上配置有半导体芯片的半导体装置的密封材料。
下述专利文献3中公开有一种环氧树脂组合物，其包含：双酚F型液态环氧树脂、固化剂、无机充填剂。专利文献3的实施例中记载有一种作为固体的环氧树脂组合物(熔融粘度为75℃以上)。关于上述环氧树脂组合物的用途，专利文献3中记载了，可以用作一般成形材料，但优选用作半导体装置、例如TQFP、TSOP、QFP等的多引脚薄型封装，特别优选用作使用了矩阵框架的半导体装置的密封材料。
下述专利文献4中公开有一种半导体密封用环氧树脂组合物，其包含：环氧树脂、酚醛树脂固化剂、高热传导性充填剂、无机充填剂。专利文献4的实施例中记载有一种作为粉末的半导体密封用环氧树脂组合物。关于上述半导体密封用环氧树脂组合物的用途，专利文献4中记载了可用作半导体元件等电子零件的密封材料。
另外，下述专利文献5中公开有一种二液型环氧树脂组合物，其具有：第一制剂，其包含双酚A型环氧树脂和骨架内具有挠性的环氧树脂；第二制剂，其包含酸酐化合物和固化促进剂。专利文献5中，关于二液型环氧树脂组合物的用途记载了，能够用作壳体内充填材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-86169号公报
专利文献2：日本特开2007-217469号公报
专利文献3：日本特开平10-176100号公报
专利文献4：日本特开2005-200533号公报
专利文献5：日本特开2014-40538号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
具体而言，专利文献1～4中公开有一种作为粉末或固体的环氧树脂组合物。这种作为粉末或固体的环氧树脂组合物的涂布性较低，不易高精度地配置于指定的区域。
另外，就现有的环氧树脂组合物的固化物而言，有时散热性较低。另外，就现有的环氧树脂组合物的固化物而言，有时柔软性较低。当固化物的柔软性较低时，例如由于半导体元件的变形应力等，有时产生固化物的剥离。
另外，专利文献1～4中，作为环氧树脂组合物的具体的用途，主要记载了密封用途。专利文献5中，作为环氧树脂组合物的具体的用途，主要记载了壳体内充填材料用途。另一方面，半导体装置中，期望即使不密封半导体元件，也充分保护半导体元件。另外，专利文献1～5中记载的环氧树脂组合物为了保护半导体元件，通常不涂布在该半导体元件的表面上而使用。
另外，近年来，从装置的薄型及图案设计性的观点来看，要求减少IC驱动器。当减少IC驱动器时，半导体元件的负担增大，更容易附带大量的热。现有的固化物中，散热性较低，因此，要求散热性较高的固化物。另外，现有的固化物中，由于变形应力易于产生剥离。
本发明的目的在于，提供一种半导体元件保护用材料，在半导体装置中，为了保护半导体元件而用于涂布在该半导体元件的表面上，从而在所述半导体元件的表面上形成固化物。
本发明的又一目的在于，提供一种半导体元件保护用材料，其能够得到在所述用途中涂布性优异、散热性及柔软性优异的固化物，可以良好地保护半导体元件。本发明的另一目的在于，还提供一种使用了所述半导体元件保护用材料的半导体装置。
用于解决技术问题的方案
本发明的广泛方面中，提供一种半导体元件保护用材料，其为了保护半导体元件而用于涂布在所述半导体元件的表面上，并在所述半导体元件的表面上形成固化物，所述半导体元件保护用材料与下述物质不同，所述物质配置于半导体元件和其它连接对象部件之间，并形成粘接及固定所述半导体元件和所述其它连接对象部件从而使它们不会发生剥离的固化物，所述半导体元件保护用材料包含：挠性环氧化合物、与挠性环氧化合物不同的环氧化合物、在23℃下为液态的固化剂、固化促进剂、和导热率为10W/m·K以上且为球状的无机填料。
本发明的半导体元件保护用材料的某个特定的方面中，所述固化剂为烯丙基酚醛清漆化合物。
本发明的半导体元件保护用材料的某个特定的方面中，所述挠性环氧化合物是具有亚烷基二醇基重复9个以上而形成的结构单元的聚亚烷基二醇基二缩水甘油醚。
本发明的半导体元件保护用材料的某个特定的方面中，相对于所述挠性环氧化合物100重量份，与所述挠性环氧化合物不同的环氧化合物的含量为10重量份以上且100重量份以下。
本发明的半导体元件保护用材料的某个特定的方面中，所述无机填料为氧化铝、氮化铝或碳化硅。
本发明的半导体元件保护用材料的某个特定的方面中，所述半导体元件保护用材料含有：100℃下的重量减少为10重量％以下的硅烷偶联剂、100℃下的重量减少为10重量％以下的钛酸酯偶联剂、或100℃下的重量减少为10重量％以下的铝酸酯偶联剂。
本发明的半导体元件保护用材料为了保护半导体元件，优选用于在所述半导体元件的表面上形成固化物，且在所述固化物的与所述半导体元件侧相反的表面上配置保护膜，而得到半导体装置。
根据本发明的广泛方面，提供一种半导体装置，其具备：半导体元件和配置于所述半导体元件的第一表面上的固化物，所述固化物通过使所述的半导体元件保护用材料固化而形成。
本发明的半导体装置的某个特定的方面中，所述半导体元件在与所述第一表面侧相反的第二表面侧具有第一电极，所述半导体元件的第一电极与表面具有第二电极的连接对象部件中的所述第二电极实现了电连接。
本发明的半导体装置的某个特定的方面中，在所述固化物的与所述半导体元件侧相反的表面上配置有保护膜。
发明的效果
本发明的半导体元件保护用材料包含：挠性环氧化合物、与挠性环氧化合物不同的环氧化合物、在23℃下为液态的固化剂、固化促进剂和导热率为10W/m·K以上且为球状的无机填料，因此，涂布性优异。另外，本发明的半导体元件保护用材料的固化物的散热性及柔软性优异。因此，为了保护半导体元件，将本发明的半导体元件保护用材料涂布在所述半导体元件的表面上并使其固化，由此，可以良好地保护所述半导体元件。
附图说明
图1是示出使用了本发明第一实施方式的半导体元件保护用材料的半导体装置的局部剖切正面剖视图；
图2是示出使用了本发明第二实施方式的半导体元件保护用材料的半导体装置的局部剖切正面剖视图。
标记说明
1、1X…半导体装置
2…半导体元件
2a…第一表面
2b…第二表面
2A…第一电极
3、3X…固化物
4…连接对象部件
4a…表面
4A…第二电极
5…另一固化物
6…导电性粒子
7…保护膜
具体实施方式
以下，详细说明本发明。
本发明的半导体元件保护用材料为了保护半导体元件，而用于涂布在上述半导体元件的表面上，并在上述半导体元件的表面上形成固化物。本发明的半导体元件保护用材料与下述物质(材料)不同，所述物质配置于半导体元件和其它连接对象部件之间，并形成粘接及固定上述半导体元件和上述其它连接对象部件从而使它们不会发生剥离的固化物，
本发明的半导体元件保护用材料包含：(A)挠性环氧化合物、(B)与挠性环氧化合物不同的环氧化合物、(C)在23℃下为液态的固化剂、(D)固化促进剂、(E)导热率为10W/m·K以上且为球状的无机填料。本发明的半导体元件保护用材料为了涂布在半导体元件的表面上，在23℃下为液态，在23℃下不是固体。此外，液态还包含粘稠的糊剂。
本发明的半导体元件保护用材料具备上述构成，因此，涂布性优异，可以抑制涂布时的非意图的流动。上述半导体元件保护用材料可以良好地涂布在半导体元件的表面上。例如，可以在半导体元件的要提高散热性的部位的表面上，选择性地、高精度地涂布上述半导体元件保护用材料。
另外，本发明的半导体元件保护用材料具备上述构成，因此，固化物的散热性优异。因此，通过在半导体元件的表面上配置固化物，可以从半导体元件的表面经由固化物充分扩散热。因此，可以有效地抑制半导体装置的热劣化。
另外，本发明的半导体元件保护用材料的固化物的柔软性优异。因此，能够不易由于半导体元件的变形应力等产生半导体元件的损伤，更不易从半导体元件的表面剥离固化物。
因此，为了保护半导体元件，通过将本发明的半导体元件保护用材料涂布在上述半导体元件的表面上并使其固化，可以良好地保护上述半导体元件。
另外，上述半导体元件保护用材料的固化物的耐热性也优异，不易产生裂纹。另外，上述半导体元件保护用材料的固化物的尺寸稳定性优异。
另外，从提高半导体元件保护用材料对半导体元件表面的润湿性，更进一步提高固化物的柔软性，并且更进一步提高固化物的耐湿性的观点出发，上述半导体元件保护用材料优选包含(F)偶联剂。
以下，说明可以用于上述半导体元件保护用材料的各成分的详细情况。
((A)挠性环氧化合物)
通过使用(A)挠性环氧化合物，可以提高固化物的柔软性。(A)挠性环氧化合物可以单独使用一种，也可以组合两种以上。
作为(A)挠性环氧化合物，可以举出：聚亚烷基二醇基二缩水甘油醚、聚丁二烯二缩水甘油醚、硫化物改性环氧树脂、及聚亚烷基氧化物改性双酚A型环氧树脂等。从更进一步提高固化物的柔软性的观点出发，优选为聚亚烷基二醇基二缩水甘油醚。
从更进一步提高固化物的柔软性的观点来看，上述聚亚烷基二醇基二缩水甘油醚优选具有亚烷基二醇基重复9个以上形成的结构单元。亚烷基的重复数的上限没有特别限定。亚烷基的重复数可以是30以下。上述亚烷基的碳数优选为2以上，优选为5以下。
作为上述聚亚烷基二醇基二缩水甘油醚，可举出聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油基醚及聚四亚甲基二醇二缩水甘油醚等。
上述半导体元件保护用材料100重量％中，(A)挠性环氧化合物的含量优选为3重量％以上，更优选为5重量％以上，优选为10重量％以下，更优选为8重量％以下。(A)挠性环氧化合物的含量为上述下限以上时，固化物的柔软性更进一步提高。(A)挠性环氧化合物的含量为上述上限以下时，半导体元件保护用材料的涂布性更进一步提高。
((B)与挠性环氧化合物不同的环氧化合物)
(B)与挠性环氧化合物不同的环氧化合物不具有挠性。通过与(A)挠性环氧化合物一起使用(B)环氧化合物，半导体元件保护用材料的固化物的耐湿性变高，可以降低相对于保护膜的贴附性。(B)环氧化合物也可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
作为(B)环氧化合物，可举出：具有双酚骨架的环氧化合物、具有二环戊二烯骨架的环氧化合物、具有萘骨架的环氧化合物、具有金刚烷骨架的环氧化合物、具有芴骨架的环氧化合物、具有联苯骨架的环氧化合物、具有双(缩水甘油氧基苯基)甲烷骨架的环氧化合物、具有呫吨骨架的环氧化合物、具有蒽骨架的环氧化合物、及具有芘骨架的环氧化合物等。可以使用它们的氢化物或改性物。(B)环氧化合物优选不是聚亚烷基二醇基二缩水甘油醚。
为了使本发明的效果更进一步优异，(B)环氧化合物优选为具有双酚骨架的环氧化合物(双酚型环氧化合物)。
作为上述具有双酚骨架的环氧化合物，例如可举出双酚A型、双酚F型或双酚S型的具有双酚骨架的环氧单体等。
作为上述具有二环戊二烯骨架的环氧化合物，可举出具有二环戊二烯二氧化物、及二环戊二烯骨架的酚醛清漆环氧单体等。
作为上述具有萘骨架的环氧化合物，可举出：1-缩水甘油基萘、2-缩水甘油基萘、1,2-二缩水甘油基萘、1,5-二缩水甘油基萘、1,6-二缩水甘油基萘、1,7-二缩水甘油基萘、2,7-二缩水甘油基萘、三缩水甘油基萘、及1,2,5,6-四缩水甘油基萘等。
作为上述具有金刚烷骨架的环氧化合物，可举出1,3-双(4-环氧丙氧基苯基)金刚烷、及2,2-双(4-环氧丙氧基苯基)金刚烷等。
作为上述具有芴骨架的环氧化合物，可举出：9,9-双(4-缩水甘油氧基苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油氧基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油氧基-3-氯苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油氧基-3-溴苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油氧基-3-氟苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油氧基-3-甲氧基苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油氧基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油氧基-3,5-二氯苯基)芴、及9,9-双(4-缩水甘油氧基-3,5-二溴苯基)芴等。
作为上述具有联苯骨架的环氧化合物，可举出4,4’-二缩水甘油基联苯、及4,4’-二缩水甘油基-3,3’,5,5’-四甲基联苯等。
作为上述具有双(缩水甘油氧基苯基)甲烷骨架的环氧化合物，可举出：1,1’-双(2,7-缩水甘油氧基萘基)甲烷、1,8’-双(2,7-缩水甘油氧基萘基)甲烷、1,1’-双(3,7-缩水甘油氧基萘基)甲烷、1,8’-双(3,7-缩水甘油氧基萘基)甲烷、1,1’-双(3,5-缩水甘油氧基萘基)甲烷、1,8’-双(3,5-缩水甘油氧基萘基)甲烷、1,2’-双(2,7-缩水甘油氧基萘基)甲烷、1,2’-双(3,7-缩水甘油氧基萘基)甲烷、及1,2’-双(3,5-缩水甘油氧基萘基)甲烷等。
作为上述具有呫吨骨架的环氧化合物，可举出1,3,4,5,6,8-六甲基-2,7-双(环氧乙烷基甲氧基)-9-苯基-9H-呫吨等。
上述半导体元件保护用材料100重量％中，(A)挠性环氧化合物和(B)环氧化合物的总计的含量优选为5重量％以上，更优选为8重量％以上，优选为15重量％以下，更优选为12重量％以下。(A)挠性环氧化合物和(B)环氧化合物的总计的含量为上述下限以上及上述上限以下时，半导体元件保护用材料的涂布性、固化物的柔软性、耐湿性、固化物相对于半导体元件的粘接性更进一步良好，可以更进一步抑制对保护膜的贴附。
相对于(A)挠性环氧化合物100重量份，(B)环氧化合物的含量优选为10重量份以上，更优选为20重量份以上，优选为100重量份以下，更优选为90重量份以下。当(B)环氧化合物的含量为上述下限以上时，半导体元件保护用材料的涂布性更进一步提高，固化物相对于半导体元件的粘接性更进一步提高。当(B)环氧化合物的含量为上述上限以下时，固化物的柔软性更进一步提高。
((C)在23℃下为液态的固化剂)
(C)固化剂在23℃下为液态。因此，半导体元件保护用材料的涂布性提高。另外，半导体元件保护用材料对半导体元件表面的润湿性提高。(C)固化剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
作为(C)固化剂，可举出：胺化合物(胺固化剂)、咪唑化合物(咪唑固化剂)、苯酚化合物(苯酚固化剂)及酸酐(酸酐固化剂)等。其中，在使用这些固化剂的情况下，可选择在23℃下为液态的固化剂。(C)固化剂可以不是除咪唑化合物。
从更进一步抑制固化物中的空隙的产生、更进一步提高固化物的耐热性的观点出发，(C)固化剂优选为苯酚化合物。
从更进一步提高半导体元件保护用材料的涂布性、更进一步抑制固化物中的空隙的产生、更进一步提高固化物的耐热性的观点出发，(C)固化剂优选具有烯丙基，上述苯酚化合物优选具有烯丙基。
作为上述苯酚化合物，可举出：酚醛清漆、邻甲酚酚醛清漆、对甲酚酚醛清漆、叔丁基酚醛清漆、二环戊二烯甲酚、聚对乙烯基苯酚、双酚A型酚醛树脂、二甲苯改性酚醛清漆、十氢化萘改性酚醛清漆、聚(二邻羟基苯基)甲烷、聚(二间羟基苯基)甲烷、及聚(二对羟基苯基)甲烷等。
相对于(A)挠性环氧化合物和(B)环氧化合物的总计100重量份，(C)固化剂的含量优选为10重量份以上，更优选为20重量份以上，进一步优选为30重量份以上，优选为100重量份以下，更优选为90重量份以下，进一步优选为80重量份以下。当(C)固化剂的含量为上述下限以上时，可以使半导体元件保护用材料良好地固化。当(C)固化剂的含量为上述上限以下时，固化物中的未参与固化的(C)固化剂的残留量变少。
((D)固化促进剂)
通过(D)固化促进剂的使用，可以加快固化速度，并使半导体元件保护用材料有效地固化。(D)固化促进剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
作为(D)固化促进剂，可举出：咪唑化合物、磷化合物、胺化合物及有机金属化合物等。其中，为了使本发明的效果更进一步优异，优选为咪唑化合物。
作为上述咪唑化合物，可举出：2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸盐、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-甲基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑及2-苯基-4-甲基-5-二羟基甲基咪唑等。另外，可以使用公知的咪唑类潜在性固化剂。作为具体例，可举出PN23、PN40、PN-H(商品名，均为AjinomotoFine-Techno株式会社制造)。另外，可举出也称为微胶囊化咪唑的、使胺化合物的环氧加成化合物的羟基进行了加成反应的固化促进剂，例如可举出NOVACURE HX-3088、NOVACURE HX-3941、NOVACURE HX-3742、NOVACURE HX-3722(商品名，均为旭化成E-MATERIALS株式会社制造)等。另外，也可以使用包合咪唑。作为具体例，可举出TIC-188(商品名、日本曹达株式会社制造)。
作为上述磷化合物，可举出三苯基膦等。
作为上述胺化合物，可举出：2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、二乙基胺、三乙基胺、二亚乙基四胺、三亚乙基四胺及4,4-二甲氨基吡啶等。
作为上述有机金属化合物，可举出：环烷酸锌、环烷酸钴、辛酸锡、辛酸钴、双乙酰丙酮钴(II)及三乙酰丙酮钴(III)等。
相对于(A)挠性环氧化合物和(B)环氧化合物总计的100重量份，(D)固化促进剂的含量优选为0.1重量份以上，更优选为0.5重量份以上，优选为10重量份以下，更优选为8重量份以下。当(D)固化促进剂的含量为上述下限以上时，可以使半导体元件保护用材料良好地固化。当(D)固化促进剂的含量为上述上限以下时，固化物中的未参与固化的(D)固化促进剂的残留量变少。
((E)导热率为10W/m·K以上且为球状的无机填料)
通过使用(E)导热率为10W/m·K以上且为球状的无机填料，可以较高地维持半导体元件保护用材料的涂布性，并且较高地维持固化物的柔软性，且提高固化物的散热性。如果(E)无机填料的导热率为10W/m·K以上，且为球状即可，没有特别限定。(E)无机填料可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
从更进一步提高固化物的散热性的观点来看，(E)无机填料的导热率优选为10W/m·K以上，更优选为15W/m·K以上，进一步优选为20W/m·K以上。(E)无机填料的导热率的上限没有特别限定。导热率为300W/m·K左右的无机填料已被广为人知，另外，导热率为200W/m·K左右的无机填料可容易得到。
从有效地提高固化物的散热性的观点出发，(E)无机填料优选为氧化铝、氮化铝或碳化硅。在使用这些优选的无机填料的情况下，这些无机填料可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。作为(E)无机填料，可以适宜使用上述以外的无机填料。
(E)无机填料为球状。球状是指，长宽比(长径/短径)为1以上、2以下。
(E)无机填料的平均粒径优选为0.1μm以上，优选为150μm以下。当(E)无机填料的平均粒径为上述下限以上时，可以容易地以高密度填充(E)无机填料。当(E)无机填料的平均粒径为上述上限以下时，半导体元件保护用材料的涂布性更进一步提高。
上述“平均粒径”是指：由激光衍射式粒度分布测定装置测定得到的体积平均的粒度分布测定结果求得的平均粒径。
上述半导体元件保护用材料100重量％中，(E)无机填料的含量优选为60重量％以上，更优选为70重量％以上，进一步优选为80重量％以上，特别优选为82重量％以上，优选为92重量％以下，更优选为90重量％以下。当(E)无机填料的含量为上述下限以上时，固化物的散热性更进一步提高。当(E)无机填料的含量为上述上限以下时，半导体元件保护用材料的涂布性更进一步提高。
((F)偶联剂)
上述半导体元件保护用材料优选含有(F)偶联剂。通过(F)偶联剂的使用，半导体元件保护用材料的固化物的耐湿性更进一步提高。(F)偶联剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
上述半导体元件保护用材料100重量％中，(F)偶联剂的含量优选为0.1重量％以上，更优选为0.3重量％以上，优选为2重量％以下，更优选为1重量％以下。当(F)偶联剂的含量为上述下限以上时，半导体元件保护用材料的固化物的耐湿性更进一步提高。当(F)偶联剂的含量为上述上限以下时，半导体元件保护用材料的涂布性更进一步提高。
上述(F)偶联剂优选包含：100℃下的重量减少为10重量％以下的硅烷偶联剂、100℃下的重量减少为10重量％以下的钛酸酯偶联剂、或100℃下的重量减少为10重量％以下的铝酸酯偶联剂。在使用这些优选的硅烷偶联剂的情况下，这些硅烷偶联剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
100℃下的重量减少为10重量％以下时，在固化中可抑制(F)偶联剂的挥发，对半导体元件的润湿性更进一步提高，固化物的散热性更进一步提高。
此外，100℃下的重量减少可以如下求得：使用红外水分计(株式会社Kett科学研究所制造“FD-720”)，以50℃/分钟的升温速度升温到100℃，并测定10分钟后的重量减少。
(其它成分)
上述半导体元件保护用材料可以根据需要包含：巴西棕榈蜡等天然蜡、聚乙烯蜡等合成蜡、硬脂酸或硬脂酸锌等高级脂肪酸及其金属盐或石蜡等脱模剂；碳黑、氧化铁红等着色剂；溴化环氧树脂、三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌、膦腈等阻燃剂；氧化铋水合物等无机离子交换体；硅油、聚硅氧烷橡胶等低应力化成分；抗氧化剂等各种添加剂。
上述半导体元件保护用材料优选包含聚乙烯蜡等合成蜡。上述半导体元件保护用材料100重量％中，聚乙烯蜡等的合成蜡的含量优选为0.1重量％以上，更优选为0.2重量％以上，优选为2重量％以下，更优选为1重量％以下。
(半导体元件保护用材料的其它详情及半导体装置)
上述半导体元件保护用材料为了保护半导体元件，涂布在上述半导体元件的表面上。上述半导体元件保护用材料与下述物质不同，所述物质配置于半导体元件和其它连接对象部件之间，并形成粘接及固定固化物，其使上述半导体元件和上述其它连接对象部件不会发生剥离。上述半导体元件保护用材料优选为包覆半导体元件表面的包覆材料。上述半导体元件保护用材料优选不涂布在半导体元件的侧面上。上述半导体元件保护用材料优选与用于密封上述半导体元件的材料不同，优选不是用于密封上述半导体元件的密封剂。上述半导体元件保护用材料优选不是底部填充材料。上述半导体元件在第二表面侧具有第一电极，上述半导体元件保护用材料优选涂布在上述半导体元件的与上述第二表面侧的相反的第一表面上使用。上述半导体元件保护用材料为了在半导体装置中保护半导体元件，优选用于在上述半导体元件的表面上形成固化物。上述半导体元件保护用材料为了保护半导体元件，优选用于在上述半导体元件的表面上形成固化物，且优选用于在上述固化物的与上述半导体元件侧的相反的表面上配置保护膜，而得到半导体装置。
作为涂布上述半导体元件保护用材料的方法，可举出：通过点胶机进行的涂布方法、通过丝网印刷进行的涂布方法、及通过喷墨装置进行的涂布方法等。上述半导体元件保护用材料优选通过点胶机、丝网印刷、真空丝网印刷或喷墨装置进行的涂布方法涂布使用。从涂布容易，且在固化物中更进一步不易产生空隙的观点出发，上述半导体元件保护用材料优选通过点胶机进行涂布而使用。
本发明的半导体装置具备半导体元件和配置于上述半导体元件的第一表面上的固化物。本发明的半导体装置中，上述固化物通过使上述的半导体元件保护用材料固化而形成。
为了保护上述半导体元件保护用材料半导体元件，优选用于在上述半导体元件的表面上形成固化物，且在上述固化物的与上述半导体元件侧的相反的表面上配置保护膜，从而得到半导体装置，或者，为了保护半导体元件，优选用于在上述半导体元件的表面上形成固化物，且得到上述固化物的与上述半导体元件侧相反的表面露出的半导体装置。上述保护膜可以用于电子零件等的使用前，也可以在电子零件等进行使用时剥离。
图1是示出使用了本发明第一实施方式的半导体元件保护用材料的半导体装置的局部切口正面剖切图。
图1所示的半导体装置1具备：半导体元件2和配置于半导体元件2的第一表面2a上的固化物3。固化物3通过使上述的半导体元件保护用材料固化而形成。固化物3配置于半导体元件2的第一表面2a上的一部分区域。
半导体元件2在与第一表面2a侧相反的第二表面2b侧具有第一电极2A。半导体装置1还具备连接对象部件4。连接对象部件4在表面4a上具有第二电极4A。半导体元件2和连接对象部件4经由其他固化物5(连接部)粘接及固定。半导体元件2的第一电极2A和连接对象部件4的第二电极4A对置，且利用导电性粒子6实现了电连接。可以通过第一电极2A和第二电极4A接触从而实现了电连接。固化物3配置于与配置有半导体元件2的第一电极2A侧相反一侧的第一表面2a上。
在固化物3的与半导体元件2侧的相反的表面上配置有保护膜7。由此，不仅可以利用固化物3提高散热性及半导体元件的保护性，而且还可以利用保护膜7更进一步提高半导体元件的保护性。固化物3具有上述的组成而得到，因此，可以抑制固化物3相对于保护膜7的贴附。
作为上述连接对象部件，可举出：玻璃基板、玻璃环氧基板、挠性印刷基板及聚酰亚胺基板等。
在半导体元件的表面上，半导体元件保护用材料的固化物的厚度优选为400μm以上，更优选为500μm以上，优选为2000μm以下，更优选为1900μm以下。半导体元件保护用材料的固化物的厚度可以比半导体元件的厚度薄。
图2是示出使用了本发明第二实施方式的半导体元件保护用材料的半导体装置的局部剖切正面剖视图。
图2所示的半导体装置1X具备半导体元件2和配置于半导体元件2的第一表面2a上的固化物3X。固化物3X通过使上述的半导体元件保护用材料固化而形成。固化物3X配置于半导体元件2的第一表面2a上的整个区域。未在固化物3X的与半导体元件2侧相反的表面上配置保护膜。固化物3X的与半导体元件2侧相反的表面露出。
上述半导体装置中，优选在上述固化物的与上述半导体元件侧相反的表面上配置有保护膜，或者，上述固化物的与上述半导体元件侧相反的表面露出。
此外，图1、图2所示的结构只不过是半导体装置的一例，半导体元件保护用材料的固化物的配置结构等可以适宜变形。
半导体元件保护用材料的固化物的导热率没有特别限定，但优选为1.8W/m·K以上。
以下，通过举出本发明的具体的实施例及比较例，理解本发明。此外，本发明不限定于以下的实施例。
使用了以下的材料。
(A)挠性环氧化合物
EX-821(n＝4)(Nagase Chemtex株式会社制造，聚乙二醇二缩水甘油醚、环氧当量：185)
EX-830(n＝9)(Nagase Chemtex株式会社制造、聚乙二醇二缩水甘油醚、环氧当量：268)
EX-931(n＝11)(Nagase Chemtex株式会社制造、聚丙二醇二缩水甘油基醚、环氧当量：471)
EX-861(n＝22)(Nagase Chemtex株式会社制造、聚乙二醇二缩水甘油醚、环氧当量：551)
PB3600(Daicel株式会社制造、聚丁二烯改性环氧树脂)
(B)与挠性环氧化合物不同的环氧化合物
jER828(三菱化学株式会社制造、双酚A型环氧树脂、环氧当量：188)
jER834(三菱化学株式会社制造、双酚A型环氧树脂、软化点：30℃、环氧当量：255)
(C)在23℃下为液态的固化剂
Fujicure 7000(富士化成株式会社制造、在23℃下为液态、胺化合物)
MEH-8005(明和化成株式会社制造、在23℃下为液态、烯丙基酚醛清漆化合物)
(C’)其它固化剂
TD-2131(DIC株式会社制造、在23℃下为固体、酚醛清漆化合物)
(D)固化促进剂
SA-102(San-apro株式会社制造、DBU辛酸盐)
(E)导热率为10W/m·K以上且为球状的无机填料
FAN-f05(古河电子株式会社制造、氮化铝、导热率：100W/m·K、球状、平均粒径：6μm)
FAN-f50(古河电子株式会社制造、氮化铝、导热率：100W/m·K、球状、平均粒径：30μm)
CB-P05(昭和电工株式会社制造、氧化铝、导热率：20W/m·K、球状、平均粒径：4μm)
CB-P40(昭和电工株式会社制造、氧化铝、导热率：20W/m·K、球状、平均粒径：44μm)
SSC-A15(信浓电精炼株式会社制造、氮化硅、导热率：100W/m·K、球状、平均粒径：19μm)
SSC-A30(信浓电精炼株式会社制造、氮化硅、导热率：100W/m·K、球状、平均粒径：34μm)
(E’)其它无机填料
HS-306(Micron株式会社制造、氧化硅、导热率：2W/m·K、球状、平均粒径：2.5μm)
HS-304(Micron株式会社制造、氧化硅、导热率：2W/m·K、球状、平均粒径：25μm)
(F)偶联剂
KBM-403(信越化学工业株式会社制造、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、100℃下的重量减少：超过10重量％)
A-LINK599(momentive株式会社制造、3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷、100℃下的重量减少：10重量％以下)
TOG(IPA cut)(日本曹达株式会社制造、钛异丙氧基辛二醇盐、100℃下的重量减少：10重量％以下)
AL-M(Ajinomoto Fine-Techno株式会社制造、乙酰烷氧基铝二异丙醇盐、100℃下的重量减少：10重量％以下)
(其它成分)
Hi-wax 200PF(三井化学株式会社制造、聚乙烯蜡)
(实施例1)
将6.5重量份EX-821(n＝4)、2.5重量份jER828、5重量份Fujicure 7000、0.5重量份SA-102、42.5重量份CB-P05、42.5重量份CB-P40及0.5重量份Hi-wax 200PF混合，进行脱泡，得到半导体元件保护用材料。
(实施例2～15及比较例1～4)
除了将配合成分的种类及配合量如下述的表1、2所示进行变更以外，与实施例1同样的操作，得到半导体元件保护用材料。
(评价)
(1)25℃下的粘度的测定
使用B型粘度计(东机产业株式会社制造的“TVB-10型”)测定半导体元件保护用材料的25℃下10rpm下的粘度(mPa·s)。
(2)导热率
将得到的半导体元件保护用材料在150℃下加热2小时，使其固化，得到100mm×100mm×厚度50μm的固化物。将该固化物设为评价样品。
使用京都电子工业株式会社制造的导热率计“迅速导热率计QTM-500”对得到的评价样品的导热率进行测定。
(3)涂布性
将得到的半导体元件保护用材料利用点胶装置(Musashi-engineering株式会社制造的“SHOTMASTER-300”)，向聚酰亚胺膜直接喷出，并使直径5mm、高度2mm，然后，将半导体元件保护用材料在150℃下加热2小时使其固化。根据固化后的半导体元件保护用材料的形状，并通过下述基准判定涂布性。
[涂布性的判定基准]
○：直径5.3mm以上，高度低于1.8mm(具有流动性)
△：直径超过5mm、低于5.3mm，高度超过1.8mm、低于2mm(稍微具有流动性)
×：直径5mm，高度2mm(无流动性)
(4)耐湿性
将得到的半导体元件保护用材料在150℃下加热2小时，使其固化，得到100mm×100mm×厚度50μm的固化物。将该固化物设为评价样品。
对于得到的评价样品，使用DSM-8104(日置电机株式会社制造，数字超绝缘/微小电流计)、平板试样用电极SME-8310(日置电机株式会社制造)测定体积电阻率。
接着，利用高度加速寿命试验装置EHS-211(ESPEC株式会社制造)进行Pressurecooker试验。在121℃、湿度100％RH及2atm的条件下放置24小时，然后在23℃及湿度50％RH的环境下放置24小时后，测定体积电阻率。计算Pressurecooker试验前后的体积电阻率的降低率，并通过下述基准判定耐湿性。
[耐湿性的判定基准]
○：试验前后的体积电阻率的降低率为10％以下
△：试验前后的体积电阻率的降低率超过10％且20％以下
×：试验前后的体积电阻率的降低率超过20％
(5)粘接力(晶片剪切强度)
在聚酰亚胺基板上，涂布半导体元件保护用材料，使粘接面积为3mm×3mm，并载置1.5mm见方的Si芯片，得到测试样品。
将得到的测试样品在150℃下加热2小时，使半导体元件保护用材料固化。然后，使用晶片剪切检测仪(Die Shear tester)(Arctec株式会社制造的“DAGE4000”)评价300μm/秒的速度、25℃下的晶片剪切强度。
[晶片剪切强度的判定基准]
○：晶片剪切强度为10N以上
△：晶片剪切强度为6N以上、低于10N
△△：晶片剪切强度为5N以上、低于6N
×：晶片剪切强度低于5N
(6)粘性(保护膜贴附性)
将得到的半导体元件保护用材料在150℃下加热2小时，使其固化，得到100mm×100mm×厚度50μm的固化物。将该固化物设为评价样品。
将得到的评价样品在23℃及湿度50％RH的氛围下放置24小时。放置24小时之后立刻使用粘性测试仪TA-500(UBM株式会社制造)对待评价样品表面的粘合性进行测定。
[粘性的判定基准]
○：应力低于50gf/cm2
△：应力为50gf/cm2以上、低于100gf/cm2
×：应力为100gf/cm2以上
(7)膜翘曲
将得到的半导体元件保护用材料使用点胶装置(Musashi-engineering株式会社制造的“SHOTMASTER-300”)，向聚酰亚胺膜直接喷出，使其为纵20mm、横100mm、高度10mm，将半导体元件保护用材料在150℃下加热2小时使其固化。固化后，通过目视确认聚酰亚胺膜的翘曲，并通过下述基准判定膜翘曲。
[膜翘曲的判定基准]
○：聚酰亚胺膜无翘曲
×：聚酰亚胺膜产生翘曲
(8)耐热性
将得到的半导体元件保护用材料在150℃下加热2小时，使其固化，得到100mm×100mm×厚度50μm的固化物。将该固化物设为评价样品。
使用DSM-8104(日置电机株式会社制造，数字超绝缘/微少电流计)、平板试样用电极SME-8310(日置电机株式会社制造)，对得到的评价样品测定体积电阻率。
然后，在180℃下放置100小时，然后，在23℃及湿度50％RH的环境下放置24小时，然后，测定体积电阻率。计算耐热试验前后的体积电阻率的降低率，并通过下述基准判定耐热性。
[耐热性的判定基准]
○：试验前后的体积电阻率的降低率为10％以下
△：试验前后的体积电阻率的降低率超过10％、20％以下
×：试验前后的体积电阻率的降低率超过20％
将组成及结果示于下述表1和表2中。

Claims (10)

1.一种半导体元件保护用材料，其为了保护半导体元件而用于涂布在所述半导体元件的表面上，并在所述半导体元件的表面上形成固化物，
所述半导体元件保护用材料与下述物质不同，所述物质配置于半导体元件和其它连接对象部件之间，并形成粘接及固定所述半导体元件和所述其它连接对象部件从而使它们不会发生剥离的固化物，
所述半导体元件保护用材料包含：
挠性环氧化合物、
与挠性环氧化合物不同的环氧化合物、
在23℃下为液态的固化剂、
固化促进剂、和
导热率为10W/m·K以上且为球状的无机填料。
2.如权利要求1所述的半导体元件保护用材料，其中，
所述固化剂为烯丙基酚醛清漆化合物。
3.如权利要求1或2所述的半导体元件保护用材料，其中，
所述挠性环氧化合物是具有亚烷基二醇基重复9个以上而形成的结构单元的聚亚烷基二醇基二缩水甘油醚。
4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体元件保护用材料，其中，
相对于所述挠性环氧化合物100重量份，与所述挠性环氧化合物不同的环氧化合物的含量为10重量份以上且100重量份以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的半导体元件保护用材料，其中，
所述无机填料为氧化铝、氮化铝或碳化硅。
6.如权利要求1～5中任一项所述的半导体元件保护用材料，其含有：
100℃下的重量减少为10重量％以下的硅烷偶联剂、
100℃下的重量减少为10重量％以下的钛酸酯偶联剂、或
100℃下的重量减少为10重量％以下的铝酸酯偶联剂。
7.如权利要求1～6中任一项所述的半导体元件保护用材料，其用于如下获得半导体装置：
所述半导体元件保护用材料为了保护半导体元件而在所述半导体元件的表面上形成固化物，且在所述固化物的与所述半导体元件侧相反的表面上配置保护膜。
8.一种半导体装置，其具备：
半导体元件、和
配置于所述半导体元件的第一表面上的固化物，
所述固化物通过使权利要求1～7中任一项所述的半导体元件保护用材料固化而形成。
9.如权利要求8所述的半导体装置，其中，
所述半导体元件在与所述第一表面侧相反的第二表面侧具有第一电极，所述半导体元件的第一电极与表面具有第二电极的连接对象部件中的所述第二电极实现了电连接。
10.如权利要求8或9所述的半导体装置，其中，
在所述固化物的与所述半导体元件侧相反的表面上配置有保护膜。
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