CN116745903B - 密封用树脂组合物和半导体装置 - Google Patents

密封用树脂组合物和半导体装置 Download PDF

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Abstract

本发明的密封用树脂组合物用于密封GaAs芯片，在下述条件1下测定的芯片剪切强度为1.5N/mm2以上。(条件1)将所述密封用树脂组合物以圆面积成为10mm2的方式涂敷在表面粗糙度Ra为15nm的GaAs测试片表面上，在175℃进行4小时热处理，得到由GaAs测试片和高度为3mm的固化物构成的试验片，在测试仪距所述GaAs测试片表面的距离为0.125mm、该测试仪的速度为0.3mm/sec的条件下，在该试验片中测定所述GaAs测试片与所述固化物在260℃时的芯片剪切强度。

Description

密封用树脂组合物和半导体装置
技术领域
本发明涉及密封用树脂组合物和半导体装置。
背景技术
作为用于密封半导体封装等的材料，已知有热固性树脂组合物(密封用树脂组合物)。例如，在专利文献1中提出了一种利用树脂将GaAs芯片密封的树脂密封型半导体装置。
在专利文献2中公开了一种含有特定的环氧树脂、固化剂和无机填充剂等的密封用树脂组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭60-167432号公报
专利文献2：日本特开2010-084091号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在专利文献2中记载的密封用树脂组合物中，耐回流焊性有改善的余地。
用于解决技术问题的手段
本发明人发现，通过使用在规定条件下测定的芯片剪切强度在特定范围内的密封用树脂组合物能够解决上述技术问题，从而完成了本发明。
即，本发明可以如下所示。
根据本发明，提供一种密封用树脂组合物，其用于将GaAs芯片密封，其特征在于：在下述条件1下测定的芯片剪切强度为1.5N/mm2以上。
(条件1)
将所述密封用树脂组合物以圆面积成为10mm2的方式涂敷在表面粗糙度Ra为15nm的GaAs测试片表面上，在175℃进行4小时热处理，得到由GaAs测试片和高度为3mm的固化物构成的试验片，在测试仪距所述GaAs测试片表面的距离为0.125mm、该测试仪的速度为0.3mm/sec的条件下，在该试验片中测定所述GaAs测试片与所述固化物在260℃时的芯片剪切强度。
根据本发明，提供一种半导体装置，其特征在于，包括：GaAs芯片；和将所述GaAs芯片密封的所述密封用树脂组合物的固化物。
发明效果
根据本发明，能够提供耐回流焊性优异的密封用树脂组合物和包含该密封用树脂组合物的固化物的半导体装置。
附图说明
图1是表示半导体装置的一个例子的截面图。
图2是表示与图1不同的半导体装置的一个例子的截面图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在所有附图中，对相同的构成要素标注相同的附图标记，并适当地省略说明。并且，只要没有特别说明，“～”就表示“以上”至“以下”。
本实施方式的密封用树脂组合物用于密封GaAs芯片。该密封用树脂组合物在下述条件1下测定的芯片剪切强度为1.5N/mm2以上，优选为1.7N/mm2以上，更优选为2.0N/mm2以上。上限值没有特别限定，为3.0N/mm2以下左右。
(条件1)
将所述密封用树脂组合物以圆面积成为10mm2的方式涂敷在表面粗糙度Ra为15nm的GaAs测试片表面上，在175℃进行4小时热处理，得到由GaAs测试片和高度为3mm的固化物构成的试验片，在测试仪距所述GaAs测试片表面的距离为0.125mm、该测试仪的速度为0.3mm/sec的条件下，在该试验片中测定所述GaAs测试片与所述固化物在260℃时的芯片剪切强度。
由于本实施方式的密封用树脂组合物的所述芯片剪切强度在上述范围内，因此耐回流焊性优异。耐回流焊性是将包括利用密封用树脂组合物进行了密封的GaAs芯片的半导体装置在加热加湿条件下放置规定时间之后，进行回流焊处理来对密封树脂与该芯片的粘接性进行评价，芯片剪切强度和耐回流焊性从均为密封树脂与GaAs芯片的粘接强度的观点来看是相同的。然而，耐回流焊性是对回流焊工序中的密封树脂与GaAs芯片之间的相对于热应力的粘接性进行确认，而芯片剪切强度是对密封树脂与GaAs芯片之间的相对于剪切应力的粘接性进行确认，两者在这一点上不同。本发明人发现，虽然芯片剪切强度和耐回流焊性是由相对于不同应力的粘接性引起的，但是芯片剪切强度成为耐回流焊性的指标，从而完成了本发明。
在本实施方式的密封用树脂组合物中，通过适当地选择含有成分的种类和/或添加量等，能够调整在条件1下测定的芯片剪切强度。
从本发明的效果的观点出发，本实施方式的密封用树脂组合物在下述条件2下测定的加湿后的260℃时的芯片剪切强度为1.3N/mm以上，优选为1.4N/mm2以上，更优选为1.5N/mm2以上。上限值没有特别限定，为2.5N/mm2以下左右。
(条件2)
使在所述条件1下得到的试验片在温度85℃、湿度85％的条件下吸湿24小时，在吸湿后的该试验片中测定所述GaAs测试片与所述固化物在260℃时的芯片剪切强度。
耐回流焊性试验是在加热加湿条件下进行的，因此，通过条件1的芯片剪切强度和条件2的芯片剪切强度在规定范围内，能够提供耐回流焊性更优异的密封用树脂组合物。
在本实施方式的密封用树脂组合物中，通过适当地选择含有成分的种类和/或添加量等，能够调整在条件2下测定的加湿后的芯片剪切强度。
另外，本实施方式的密封用树脂组合物用于密封GaAs芯片，但是也能够将GaAs芯片和Si芯片或其他部件一同密封，能够应用于SI P(System in Package：系统级封装)。
以下，对本实施方式的密封用树脂组合物中包含的成分进行说明。
[环氧树脂]
本实施方式的密封用树脂组合物可以包含环氧树脂。
作为环氧树脂，可以使用在能够发挥本发明的效果的范围内在密封用树脂组合物中通常使用的环氧树脂。作为环氧树脂，可以使用在1个分子内具有2个以上环氧基的(即，多官能的)所有单体、低聚物、聚合物。
作为环氧树脂，例如可以举出：联苯型环氧树脂；双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、四甲基双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂；茋型环氧树脂；苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂；三酚基甲烷型环氧树脂、烷基改性三酚基甲烷型环氧树脂等多官能环氧树脂；具有亚苯基骨架的酚芳烷基型环氧树脂、具有亚联苯基骨架的酚芳烷基型环氧树脂等酚芳烷基型环氧树脂；二羟基萘型环氧树脂、对二羟基萘的二聚物进行缩水甘油醚化而得到的环氧树脂等萘酚型环氧树脂；三缩水甘油基异氰脲酸酯、单烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯等含有三嗪核的环氧树脂；双环戊二烯改性酚醛型环氧树脂等桥环状烃化合物改性酚醛型环氧树脂等。
作为环氧树脂，优选包含双酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂(例如，邻甲酚酚醛清漆环氧树脂)、酚芳烷基型环氧树脂和三酚基甲烷型环氧树脂中的至少一种，优选包含酚芳烷基型环氧树脂和联苯型环氧树脂中的至少一种。
环氧树脂的数分子量没有特别限定，只要从流动性、固化性等观点出发适当地选择即可。作为一个例子，数分子量为100～700左右。
环氧树脂的环氧当量优选为100～400g/eq，更优选为150～350g/eq。另外，在密封用树脂组合物包含多种环氧树脂的情况下，多种环氧树脂整体的环氧当量优选为上述数值。
从本发明的效果的观点出发，相对于密封用树脂组合物100质量％，环氧树脂的含量可以优选为1～20质量％，更优选为2～15质量％。
[酚固化剂]
本实施方式的密封用树脂组合物可以包含酚固化剂。
作为酚固化剂，可以使用在能够发挥本发明的效果的范围内在密封用树脂组合物中通常使用的酚固化剂。
酚固化剂例如可以举出以苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂为首的通过使苯酚、甲酚、间苯二酚、邻苯二酚、双酚A、双酚F、苯基苯酚、氨基苯酚、α-萘酚、β-萘酚、二羟基萘等酚类与甲醛或酮类在酸性催化剂下缩合或共缩合而得到的酚醛清漆树脂、由上述的酚类和二甲氧基对二甲苯或双(甲氧基甲基)联苯合成的具有亚联苯基骨架的酚芳烷基树脂、具有亚苯基骨架的酚芳烷基树脂等酚芳烷基树脂、具有三苯基甲烷骨架的酚醛树脂等。这些可以单独使用，也可以将2种以上组合使用。
本实施方式的密封用树脂组合物包含所述环氧树脂和所述酚固化剂，所述环氧树脂的环氧当量d与所述酚固化剂的羟基当量c之比d/c可以为1.3以上，优选为1.4以上。
通过以成为该范围的方式使用所述环氧树脂和所述酚固化剂，耐回流焊性进一步提高，填充性也更优异。
从本发明的效果的观点出发，相对于密封用树脂组合物100质量％，酚固化剂的含量可以优选为1～15质量％，更优选为2～10质量％。
[偶联剂]
本实施方式的密封用树脂组合物可以包含偶联剂。
作为偶联剂，可以使用在能够发挥本发明的效果的范围内在密封用树脂组合物中通常使用的偶联剂。
作为偶联剂，可以举出氨基丙基甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、脲基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷等仲胺类偶联剂；
巯基丙基三甲氧基硅烷、巯基丙基三乙氧基硅烷等巯基硅烷类偶联剂；
环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、缩水甘油基丁基三甲氧基硅烷、(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等环氧硅烷类偶联剂；
甲基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、咪唑硅烷、三嗪硅烷等硅烷类偶联剂；
六甲基二硅氮烷、六苯基二硅氮烷、三硅氮烷、环三硅氮烷、1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷等有机硅氮烷化合物；
丁基钛酸酯二聚物、辛二醇钛酸酯、双(三乙醇胺)二异丙氧基钛酸酯、二羟基钛双乳酸酯、二羟基双(乳酸铵)钛、双(二辛基焦磷酸酯)亚乙基钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯、三正丁氧基钛单硬脂酸酯、四正丁基钛酸酯、四(2-乙基己基)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、四辛基双(二(十三烷基)亚磷酸酯)钛酸酯、四(2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)双(二(十三烷基))亚磷酸酯钛酸酯、异丙基三辛酰基钛酸酯、异丙基三枯基苯基钛酸酯、异丙基三异硬脂酰基钛酸酯、异丙基异硬脂酰基二丙烯酸钛酸酯、异丙基二甲基丙烯基异硬脂酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酯)钛酸酯、异丙基三(十二烷基)苯磺酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、异丙基三(N-酰胺乙基·氨基乙基)钛酸酯等钛酸酯类偶联剂等。这些可以使用1种或将2种以上组合使用。
在本实施方式中，作为偶联剂，优选包含选自仲胺类偶联剂、巯基硅烷类偶联剂和环氧硅烷类偶联剂中的至少一种。
从本发明的效果的观点出发，相对于密封用树脂组合物100质量％，偶联剂可以优选为0.01～2.0质量％，更优选为0.05～1.0质量％。
[无机填充剂]
本实施方式的密封用树脂组合物可以包含无机填充剂。
作为无机填充剂，可以使用在能够发挥本发明的效果的范围内在密封用树脂组合物中通常使用的无机填充剂。
作为无机填充材料没有限定，具体而言，可以举出无机氧化物、无机氮化物、无机碳化物和无机氢氧化物等。
作为无机氧化物，具体而言，可以举出二氧化硅、氧化铝、氧化钛、滑石、粘土、云母、玻璃纤维(石英玻璃)等。另外，作为二氧化硅，具体而言，可以使用熔融粉碎二氧化硅、熔融球状二氧化硅、结晶性二氧化硅、二次凝聚二氧化硅、微粉二氧化硅等。
并且，作为无机氮化物，具体而言，可以举出氮化硅、氮化铝、氮化硼等。
并且，作为无机碳化物，具体而言，可以举出碳化硅、碳化锆、碳化钛、碳化硼、碳化钽等。
并且，作为无机氢氧化物，具体而言，可以举出氢氧化铝、氢氧化镁等。
作为无机填充材料，在上述具体例中，例如优选使用无机氧化物或无机氢氧化物，更优选使用选自二氧化硅、氧化铝和氢氧化铝中的1种以上，进一步优选使用二氧化硅，尤其优选熔融球状二氧化硅。
无机填充材料的粒子形状优选为大致正球状。
无机填充材料的中值粒径没有特别限定。典型地为0.1～200μm，优选为0.1～100μm，更优选为0.1～50μm。由于中值粒径是适当的，因此能够实现成型时的流动性的进一步提高等，能够进一步改善填充性。
无机填充材料的中值粒径，例如可以使用市售的激光衍射式粒度分布测定装置(株式会社岛津制作所(Shimadzu Corporation)制造的SALD-7500nano)等，测定体积基准下的无机填充材料的粒度分布，采用该粒度分布的中间值。该测定通常能够以将水(通常为蒸馏水)作为分散介质的湿式方式来进行。
从本发明的效果的观点出发，相对于密封用树脂组合物100质量％，无机填充材料的量可以优选为75～95质量％，更优选为80～92质量％。
[固化促进剂]
本实施方式的密封用树脂组合物可以包含固化促进剂。
作为固化促进剂，可以使用在能够发挥本发明的效果的范围内在密封用树脂组合物中通常使用的固化促进剂。
作为固化促进剂，可以举出有机膦、四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鏻化合物与硅烷化合物的加成物等含磷原子的化合物；1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯、苄基二甲基胺、2-甲基咪唑等脒或叔胺、脒或胺的季盐等含氮原子的化合物。
其中，从提高固化性的观点出发，优选鏻盐等含磷原子的化合物。并且，从提高成型性与固化性的平衡的观点出发，更优选包含四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鏻化合物与硅烷化合物的加成物等具有潜伏性的物质。
在使用固化促进剂的情况下，考虑到与其他成分的平衡等，相对于密封用树脂组合物100质量％，固化促进剂的量可以优选为0.01～2.0质量％，更优选为0.05～1.0质量％。
(其他成分)
本实施方式的密封用树脂组合物可以包含除了上述成分以外的其他成分。作为其他成分，具体而言，可以举出脱模剂、离子捕捉剂、阻燃剂、低应力剂、抗氧化剂、着色剂等。在密封用树脂组合物包含其他成分的情况下，可以仅包含一种，也可以包含两种以上。
作为脱模剂，可以举出巴西棕榈蜡等天然蜡、氧化聚乙烯蜡、褐煤酸酯蜡等合成蜡、硬脂酸锌等高级脂肪酸及其金属盐类、石蜡等。
作为离子捕捉剂(也称为离子捕集器、离子捕集剂等)，例如可以使用水滑石。并且，铋氧化物、钇氧化物等也作为离子捕捉剂广为人知。
在使用离子捕捉剂的情况下，可以仅使用1种，也可以并用2种以上。
作为阻燃剂，可以举出氢氧化镁、硼酸锌、钼酸锌、磷腈等。
作为低应力剂，可以举出硅油、硅橡胶、羧基末端丁二烯丙烯腈橡胶等。
作为抗氧化剂，可以举出受阻酚类化合物、受阻胺类化合物、硫醚类化合物等。作为着色剂，可以举出炭黑等。
(密封用树脂组合物的性状)
本实施方式的密封用树脂组合物的性状例如为粒子状或片状。
作为粒子状的密封用树脂组合物，具体而言，可以举出锭(tablet)状或粉粒体的密封用树脂组合物。
在密封用树脂组合物为锭状的情况下，例如可以使用传递成型法将密封用树脂组合物成型。
在密封用树脂组合物为粉粒体的情况下，例如，可以使用压缩成型法将密封用树脂组合物成型。在此，密封用树脂组合物为粉粒体是指为粉末状和颗粒状中的任一者。
(密封用树脂组合物的制造方法)
本实施方式的密封用树脂组合物的制造方法没有特别限定。
例如，可以通过将上述各成分利用公知方式进行混合，进一步利用辊、捏合机或挤出机等混炼机进行熔融混炼并冷却，然后进行粉碎的方法来得到。
可以根据需要，在粉碎之后压片成型为锭状。
可以根据需要，在粉碎之后，例如通过真空层压成型或压缩成型而制成片状。
可以根据需要，对所得到的密封用树脂组合物的分散度、流动性等进行调整。
＜半导体装置＞
能够使用本实施方式的密封用树脂组合物将基板上的半导体元件(功率半导体元件等)密封等，从而制造包括本实施方式的密封用树脂组合物的固化物的半导体装置(功率器件等)。
图1是表示半导体装置100的一个例子的截面图。
半导体装置100包括：被搭载在基板30上的GaAs芯片20；和将GaAs芯片20密封的密封材料50。密封材料50由通过将本实施方式的密封用树脂组合物固化而得到的固化物构成。
在图1中，例示了基板30为电路基板的情况。在该情况下，如图1所示，在基板30中的与搭载GaAs芯片20的一面相反的一侧的另一面上，例如形成多个焊球60。GaAs芯片20搭载在基板30上，并且经由金属线40与基板30电连接。
另一方面，GaAs芯片20也可以是倒装安装在基板30上。在此，金属线40例如由铜构成。
密封材料50例如以覆盖GaAs芯片20中的与基板30相对的一面的相反侧的另一面的方式将GaAs芯片20密封。在图1中，以覆盖GaAs芯片20的上述另一面和侧面的方式形成有密封材料50。密封材料50例如可以通过使用传递成型法或压缩成型法等公知方法对密封用树脂组合物进行密封成型而形成。
图2表示与图1不同的半导体装置100的例子。
图2的半导体装置100使用引线框作为基板30。在该情况下，GaAs芯片20例如搭载在基板30中的芯片焊盘32上，并且经由金属线40与外引线34电连接。GaAs芯片20与图1的例子同样地优选为由SiC、GaN、Ga2O3、金刚石等构成的功率半导体元件。并且，密封材料50与图1的例子同样地使用本实施方式的密封用树脂组合物形成。
在图1和2中，表示出了利用本实施方式的密封用树脂组合物将GaAs芯片密封的例子，但是能够将GaAs芯片和Si芯片或其他部件一同密封，能够应用于SIP(System inPackage：系统级封装)。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这些是本发明的例示，可以在不损害本发明的效果的范围内，采用上述以外的各种构成。
[实施例]
以下，利用实施例对本发明进行更详细的说明，但是本发明并不限定于这些。
＜比较例1、实施例1～5(密封用树脂组合物的制造)＞
将表1中记载的各成分以所记载的量比进行混合，得到混合物。混合是在常温下使用亨舍尔混合器进行的。
然后，将该混合物利用加热双轴混炼机(东洋精机工业株式会社(TOYO SEIKIKOGYO CO.LTD.)制造，Labo Plastomill)进行混炼。就混炼条件而言，使温度调节为80～100℃，并对混炼强度和混炼时间进行调节使得混炼物的温度成为100～110℃。混炼时间为1～5分钟左右。将所得到的混炼物冷却至常温，然后进行粉碎，得到密封用树脂组合物。另外，在比较例1和实施例1～5的密封用树脂组合物中，环氧树脂的环氧当量d与酚固化剂的羟基当量c之比d/c在比较例1中为1.2，在实施例1～5中均为1.5。表1中记载的各成分如下所述。
(无机填充材料)
·无机填充材料1：二氧化硅(日铁化学材料株式会社(NIPPON STEEL Chemical&Material Co.,Ltd.)制造，产品名称：TS-6021，平均粒径10.0μm)
·无机填充材料2：二氧化硅(日铁化学材料株式会社制造，产品名称：TS-6026，平均粒径9.0μm)
·无机填充材料3：二氧化硅(株式会社雅都玛(Admatechs)制造，产品名称：SC-2500-SQ，平均粒径0.5μm)
·无机填充材料4：二氧化硅(株式会社雅都玛制造，产品名称：SC-5500-SQ，平均粒径1.5μm)
(着色剂)
·炭黑1：ERS-2001(东海碳素株式会社(TOKAI CARBON CO.,LTD.)制造)
(硅烷偶联剂)
·硅烷偶联剂1：N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷(东丽道康宁公司(Dow CorningToray Co.,Ltd.)制造，CF-4083)
·硅烷偶联剂2：γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社(Shin-EtsuChemical Co.,Ltd.)制造，KBM803P)
·硅烷偶联剂3：γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷的水解物(住友电木株式会社(Sumitomo Bakelite Co.,Ltd.)制造，产品名称：KE-GS)
·硅烷偶联剂4：γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(智索株式会社(CHISSOCORPORATION)制造，GPS-M)
(环氧树脂)
·环氧树脂1：含有联苯骨架的酚芳烷基型环氧树脂(日本化药株式会社(NipponKayaku Co.,Ltd.)制造，NC-3000)
·环氧树脂2：联苯型环氧树脂(三菱化学株式会社(Mitsubishi ChemicalCorporation)，YX-4000K)
(固化剂)
·固化剂1：联苯芳烷基型酚醛树脂(明和化成株式会社(Meiwa PlasticIndustries.,Ltd.)制造，MEH-7851SS)
(固化促进剂)
·固化促进剂1：四苯基鏻四(1-萘甲酸)硼酸酯
·固化促进剂2：2,3-二羟基萘
·固化促进剂3：四苯基鏻4,4'-磺酰二酚盐
·固化促进剂4：四苯基鏻2,3-二羟基萘甲酸酯
·固化促进剂5：四苯基鏻双(萘-2,3-二氧基)苯基硅酸盐
(脱模剂)
·脱模剂1：巴西棕榈蜡
(离子捕捉剂)
·离子捕捉剂1：镁·铝·氢氧化物·碳酸酯·水合物(协和化学工业株式会社(Kyowa Chemical Industry Co.,Ltd.)制造，DHT-4H)
·离子捕捉剂2：羟基滑石(东亚合成化学株式会社制造)
(有机硅化合物)
·有机硅化合物1：环氧·聚醚改性硅油(东丽道康宁公司制造，FZ-3730)
＜性能评价＞
(GaAs密合(条件1))
将在实施例、比较例中得到的密封用树脂组合物以圆面积成为10mm2的方式涂敷在表面粗糙度Ra为15nm的GaAs测试片表面上，在175℃进行4小时热处理，得到由GaAs测试片和高度为3mm的固化物构成的试验片。使用自动芯片剪切测定装置(诺信高科技公司(Nordson Advanced Technology(Japan)K.K.)制造，DAGE4000型)，在测试仪距所述GaAs测试片表面的距离为0.125mm、该测试仪的速度为0.3mm/sec的条件下，在260℃温度下测定GaAs测试片与固化物的剪切强度(芯片剪切强度)。
(GaAs密合(条件2))
使在所述条件1下得到的试验片在温度85℃、湿度85％的条件下吸湿24小时，在吸湿后的该试验片中，与条件1同样地测定GaAs测试片与固化物的剪切强度(芯片剪切强度)。
(螺旋流)
使用低压传递成型机(上泷精机株式会社(Kohtaki Precision Machine Co.,Ltd.)制造，KTS-15)，在模具温度175℃、注入压力6.9MPa、保压时间120秒的条件下，将密封用树脂组合物注入到按照ANSI/ASTM D 3123-72的螺旋流测定用模具中，测定流动长度。
螺旋流是流动性的参数，数值越大，流动性越好。
(NGFP)
以如下方式测定在各例中得到的密封用树脂组合物的矩形流路压力(矩形压力)。
首先，将密封用树脂组合物(粉碎物)在柱塞(柱塞尺寸φ18mm)内，在175℃加热3秒钟进行预加热以使其软化。
使用低压传递成型机(NEC Corporation制造，40t手动压力机)，在模具温度175℃、注入速度24.7mm/sec的条件下，将上述中得到的软化了的密封用树脂组合物注入到宽度13mm、厚度0.5mm、长度175mm的矩形形状的流路中。此时，利用在距流路的上游前端25mm的位置埋设的压力传感器来测定压力的经时变化，测定密封用树脂组合物流动时的最低压力(kgf/cm2)，将其作为矩形压力。矩形压力是熔融粘度的参数，数值越小，表示熔融粘度越低。
(胶凝时间)
将各实施例或比较例的密封用树脂组合物放置在被设定为175℃的热板上。在试样熔融之后，一边用刮刀进行熬炼，一边测定到固化为止(到无法用刮刀进行熬炼为止)的时间。
胶凝时间越短，表示固化速度越快。
(玻璃化转变温度、线膨胀系数)
对各实施例和比较例，以如下方式测定所得到的密封用树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)、线膨胀系数(CTE1、CTE2)。首先，使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-15”)，在模具温度175℃、注入压力6.9MPa、固化时间120秒的条件下将密封用树脂组合物注入成型，得到10mm×4mm×4mm的试验片。接着，将得到的试验片在175℃进行4小时的后固化之后，使用热机械分析装置(精工电子工业株式会社制造，TMA100)在测定温度范围0℃～320℃、升温速度5℃/分钟的条件下进行测定。根据该测定结果，计算出玻璃化转变温度(Tg)、玻璃化转变温度以下时的线膨胀系数(CTE1)、大于玻璃化转变温度时的线膨胀系数(CTE2)。
(弯曲模量)
将各实施例或比较例的密封用树脂组合物进行压片成型而得到锭(tablet)。对于所得到的锭，使用传递成型机在模具温度175℃、注入压力9.8MPa、固化时间120秒的条件下将密封用树脂组合物注入成型，得到宽度10mm×厚度4mm×长度80mm的固化物。然后，将所得到的试验片在175℃进行4小时的后固化，得到评价用试验片。按照JIS K 6911测定所得到的试验片在室温和260℃时的弯曲模量。
(成型收缩率)
对各实施例和比较例，测定所得到的密封用树脂组合物的成型收缩率。测定是对使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-15”)在模具温度175℃、注入压力6.9MPa、固化时间120秒的条件下制作出的试验片，按照JIS K 6911进行的。
(MSL评价用半导体装置的制作)
为了对各种性能进行评价，以如下方式制作半导体装置。为了进行后述的评价，在各实施例/比较例中制作出各12个半导体封装。
(1)将GaAs芯片(长度4mm×宽度4mm、厚度0.35mm)搭载在表面镀有Ag的引线框的芯片焊盘部上。
(2)使用低压传递成型机，在模具温度175℃、注入压力10.0MPa、固化时间2分钟的条件下，使用各实施例或比较例的密封用树脂组合物对(1)中得到的结构体进行密封成型，制作出半导体封装。
(3)然后，对所得到的半导体封装在175℃、4小时的条件下进行后固化，得到半导体装置。
(MSL(耐回流焊性)评价)
首先，将所得到的半导体装置12个在85℃、相对湿度60％的环境下放置168小时。然后，进行IR回流焊处理(260℃)。
利用超声波探伤装置观察处理后的半导体装置的内部。将在所有半导体装置中，在密封树脂与GaAs芯片的边界都没有发生剥离的情况评价为○，将即使在1个半导体装置中在界面发生了剥离的情况评价为×。
[表1]
/>
如表1所记载的那样，与比较例相比，在条件1下测定的GaAs密合(芯片剪切强度)为1.5N/mm2以上的实施例的密封用树脂组合物，耐回流焊性优异，而且胶凝时间长且流动性也优异。
本申请以2021年2月3日申请的日本申请特愿2021-015658号为基础要求优先权，并将其公开的全部内容援用于本说明书中。
附图标记说明
100半导体装置，20GaAs芯片，30基板，32芯片焊盘，34外引线，40金属线，50密封材料，60焊球。

Claims (8)

1.一种密封用树脂组合物，其用于将GaAs芯片密封，其特征在于：
在下述条件1下测定的芯片剪切强度为1.5N/mm2以上，
条件1：
将所述密封用树脂组合物以圆面积成为10mm2的方式涂敷在表面粗糙度Ra为15nm的GaAs测试片表面上，在175℃进行4小时热处理，得到由GaAs测试片和高度为3mm的固化物构成的试验片，在测试仪距所述GaAs测试片表面的距离为0.125mm、该测试仪的速度为0.3mm/sec的条件下，在该试验片中测定所述GaAs测试片与所述固化物在260℃时的芯片剪切强度。
2.根据权利要求1所述的密封用树脂组合物，其特征在于：
在下述条件2下测定的加湿后的260℃时的芯片剪切强度为1.3N/mm以上，
条件2：
使在所述条件1下得到的试验片在温度85℃、湿度85％的条件下吸湿24小时，在吸湿后的该试验片中测定所述GaAs测试片与所述固化物在260℃时的芯片剪切强度。
3.根据权利要求1或2所述的密封用树脂组合物，其特征在于：
还包含环氧树脂和酚固化剂，
所述环氧树脂的环氧当量d与所述酚固化剂的羟基当量c之比d/c为1.3以上。
4.根据权利要求1或2所述的密封用树脂组合物，其特征在于：
包含选自仲胺类偶联剂、巯基硅烷类偶联剂和环氧硅烷类偶联剂中的至少1种。
5.根据权利要求1或2所述的密封用树脂组合物，其特征在于：
还包含无机填充剂。
6.根据权利要求1或2所述的密封用树脂组合物，其特征在于：
还包含固化促进剂。
7.根据权利要求1或2所述的密封用树脂组合物，其特征在于：
所述密封用树脂组合物为颗粒或锭。
8.一种半导体装置，其特征在于，包括：
GaAs芯片；和
将所述GaAs芯片密封的权利要求1～7中任一项所述的密封用树脂组合物的固化物。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150471A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Toyobo Co Ltd 電気電子部品封止用樹脂組成物、電気電子部品封止体の製造方法および電気電子部品封止体
CN107868406A (zh) * 2016-09-27 2018-04-03 住友电木株式会社 静电电容型传感器密封用树脂组合物和静电电容型传感器
CN109309039A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 日东电工株式会社 芯片接合薄膜、切割芯片接合薄膜以及半导体装置制造方法
JP2019179844A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 住友ベークライト株式会社 ソルダーレジスト形成用の樹脂シート、回路基板、および半導体パッケージ
CN110382232A (zh) * 2017-03-01 2019-10-25 东洋纺株式会社 具备具有呋喃二甲酸单元的聚酯膜和热密封性树脂层的层叠体以及包装袋
CN110622302A (zh) * 2017-05-17 2019-12-27 琳得科株式会社 半导体装置及其制造方法
CN111279463A (zh) * 2017-10-27 2020-06-12 琳得科株式会社 保护膜形成用膜、保护膜形成用复合片及半导体芯片的制造方法
CN112111236A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 琳得科株式会社 保护膜形成用复合片、及带保护膜的半导体芯片的制造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6388228B2 (ja) * 2013-12-27 2018-09-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体封止用液状エポキシ樹脂組成物とそれを用いた半導体装置
JP2017101140A (ja) * 2015-12-01 2017-06-08 三菱化学株式会社 樹脂組成物および該樹脂組成物からなる層を有する半導体装置
JP7127251B2 (ja) * 2017-06-05 2022-08-30 住友ベークライト株式会社 封止用樹脂組成物および構造体
JP2020152825A (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 日立化成株式会社 封止用樹脂組成物、電子部品装置及び電子部品装置の製造方法
JP2020193293A (ja) * 2019-05-29 2020-12-03 昭和電工マテリアルズ株式会社 封止用樹脂組成物、硬化物、及び電子部品装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150471A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Toyobo Co Ltd 電気電子部品封止用樹脂組成物、電気電子部品封止体の製造方法および電気電子部品封止体
CN107868406A (zh) * 2016-09-27 2018-04-03 住友电木株式会社 静电电容型传感器密封用树脂组合物和静电电容型传感器
CN110382232A (zh) * 2017-03-01 2019-10-25 东洋纺株式会社 具备具有呋喃二甲酸单元的聚酯膜和热密封性树脂层的层叠体以及包装袋
CN110622302A (zh) * 2017-05-17 2019-12-27 琳得科株式会社 半导体装置及其制造方法
CN109309039A (zh) * 2017-07-28 2019-02-05 日东电工株式会社 芯片接合薄膜、切割芯片接合薄膜以及半导体装置制造方法
CN111279463A (zh) * 2017-10-27 2020-06-12 琳得科株式会社 保护膜形成用膜、保护膜形成用复合片及半导体芯片的制造方法
JP2019179844A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 住友ベークライト株式会社 ソルダーレジスト形成用の樹脂シート、回路基板、および半導体パッケージ
CN112111236A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 琳得科株式会社 保护膜形成用复合片、及带保护膜的半导体芯片的制造方法

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