DE112020001490T5

DE112020001490T5 - Harzzusammensetzung zum einkapseln und halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE112020001490T5
Application number: DE112020001490.8T
Authority: DE
Inventors: Masaharu Ito
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-12-30
Also published as: JP7248071B2; JP2022008598A; WO2020195883A1; CN113614141A; KR20210144788A; CN113614141B; JPWO2020195883A1; KR102627110B1; JP6992914B2

Abstract

Eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln umfasst eine Komponente (A): eine oder mehrere Verbindung(en), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 3-Amino-1,2,4-triazol und 4-Amino-1,2,4-triazol, und eine Komponente (B): Epoxidharz.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln und eine Halbleitervorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Als Harzzusammensetzung zum Einkapseln einer elektronischen Komponente ist eine Harzzusammensetzung im Patentdokument 1 (japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. S62-25118 ) offenbart. In dem Dokument ist als Technik zum Bereitstellen einer Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die eine hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit durch Verhindern einer lonenübertragung eines Metalls und einer elektrolytischen Korrosion aufgrund von Halogenionen aufweist und bei der Vorteile von bekannten Zusammensetzungen beibehalten werden, eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln offenbart, die ein Epoxidharz, ein Phenolharz des Novolak-Typs, eine vorgegebene Menge von 2-Vinyl-4,6-diamino-s-triazin und eine vorgegebene Menge eines anorganischen Füllstoffs enthält. In dem Dokument ist offenbart, dass durch Zumischen einer geeigneten Menge von 2-Vinyl-4,6-diamino-s-triazin eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln erhalten wird, welche die elektrolytische Korrosion verhindert und eine hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweist.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE
[Patentdokument 1] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. S62-25118
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Als Ergebnis von Untersuchungen der Technik, die im Patentdokument 1 offenbart ist, hat der vorliegende Erfinder gefunden, dass die Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die in dem Dokument offenbart ist, bezüglich des Haftvermögens an einem Metallelement und der Zuverlässigkeit einer Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung einer solchen Zusammensetzung erhalten wird, verbessert werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln bereit, mit der eine Halbleitervorrichtung mit einem hervorragenden Haftvermögen an dem Metallelement und einer hervorragenden Zuverlässigkeit erhalten werden kann.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln bereitgestellt, die eine Komponente (A): eine oder mehrere Verbindung(en), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 3-Amino-1,2,4-triazol und 4-Amino-1,2,4-triazol, und eine Komponente (B): Epoxidharz, umfasst.
Darüber hinaus wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Halbleitervorrichtung bereitgestellt, in der ein Halbleiterelement durch ein ausgehärtetes Produkt der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung zum Einkapseln eingekapselt ist.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln bereitgestellt werden, mit der eine Halbleitervorrichtung mit einem hervorragenden Haftvermögen an dem Metallelement und einer hervorragenden Zuverlässigkeit erhalten werden kann.
Figurenliste

1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer Halbleitervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In allen Zeichnungen werden die gleichen Bestandteile durch ein gemeinsames Bezugszeichen bezeichnet und eine entsprechende Beschreibung wird nicht wiederholt. Darüber hinaus sind die Zeichnungen schematische Ansichten und stimmen nicht notwendigerweise mit dem tatsächlichen Abmessungsverhältnis überein. Darüber hinaus kann in den vorliegenden Ausführungsformen eine Zusammensetzung jede Komponente allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr Arten umfassen.
(Harzzusammensetzung zum Einkapseln)
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln die folgenden Komponenten (A) und (B).

(A): Eine oder mehrere Verbindung(en), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 3-Amino-1,2,4-triazol und 4-Amino-1,2,4-triazol
(B): Epoxidharz

(Komponente (A))
Die Komponente (A) ist eine Aminotriazol-Verbindung und ist insbesondere eine oder mehrere Verbindung(en), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 3-Amino-1,2,4-triazol und 4-Amino-1,2,4-triazol.
Im Hinblick auf die Verbesserung des Haftvermögens an einem Metallelement und im Hinblick auf eine einfache Verfügbarkeit umfasst die Komponente (A) vorzugsweise 3-Amino-1,2,4-triazol und ist mehr bevorzugt 3-Amino-1,2,4-triazol.
Im Hinblick auf ein stabiles Verbessern des Haftvermögens zwischen einem Einkapselungsmaterial und dem Metallelement beträgt der Gehalt der Komponente (A) in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,02 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 0,04 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln. Darüber hinaus beträgt der Gehalt der Komponente (A) im Hinblick auf eine bevorzugte Fluidität und bevorzugte Lagereigenschaften der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 1 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,2 Massen-% oder weniger in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
(Komponente (B))
Das Epoxidharz der Komponente (B) ist eine Verbindung mit zwei oder mehr Epoxygruppen in einem Molekül und es kann sich um ein Monomer, ein Oligomer oder ein Polymer handeln.
Insbesondere ist das Epoxidharz eines oder zwei oder mehr, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus kristallinen Epoxidharzen, wie z.B. ein Epoxidharz des Biphenyl-Typs, ein Epoxidharz des Bisphenol-Typs und ein Epoxidharz des Stilben-Typs; Epoxidharzen des Novolak-Typs, wie z.B. ein Epoxidharz des Phenol-Novolak-Typs und ein Epoxidharz des Kresol-Novolak-Typs; polyfunktionellen Epoxidharzen, wie z.B. ein Epoxidharz des Trisphenylmethan-Typs und ein Epoxidharz des alkylmodifizierten Triphenolmethan-Typs; Epoxidharzen des Phenol-Aralkyl-Typs, wie z.B. ein Epoxidharz des Phenylen-Grundgerüst-enthaltenden Phenol-Aralkyl-Typs und ein Epoxidharz des Biphenylen-Grundgerüst-enthaltenden Phenol-Aralkyl-Typs; Epoxidharzen des Naphthol-Typs, wie z.B. ein Epoxidharz des Dihydroxynaphthalin-Typs und ein Epoxidharz, das durch Glycidyl-Veretherung eines Dimers von Dihydroxynaphthalin erhalten wird; Triazinkern-enthaltenden Epoxidharzen, wie z.B. Triglycidylisocyanurat und Monoallyldiglycidylisocyanurat; und Epoxidharzen des verbrückte cyclische Kohlenwasserstoffverbindung-modifizierten Phenol-Typs, wie z.B. ein Epoxidharz des Dicyclopentadien-modifizierten Phenol-Typs.
Im Hinblick auf eine Verbesserung des Haftvermögens an dem Metallelement ist die Komponente (B) vorzugsweise eine oder zwei oder mehr, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Epoxidharz des Trisphenylmethan-Typs, einem polyfunktionellen Epoxidharz des Biphenyl-Aralkyl-Typs, einem bifunktionellen Epoxidharz des ortho-Kresol-Typs, einem bifunktionellen Epoxidharz des Biphenyl-Typs und einem bifunktionellen Epoxidharz des Bisphenol-Typs.
In gleicher Hinsicht ist die Komponente (B) vorzugsweise eine oder zwei oder mehr, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Epoxidharz des Tris(hydroxyphenyl)methan-Typs, einem Epoxidharz des Biphenylengrundgerüst-enthaltenden Phenol-Aralkyl-Typs, einem Epoxidharz des ortho-Kresol-Novolak-Typs und einem Epoxidharz des 3,3',5,5'-Tetramethylbiphenylglycidylether-Typs.
Im Hinblick auf das Erhalten einer geeigneten Fluidität während des Formens und das Verbessern des Füllvermögens und der Formbarkeit beträgt der Gehalt der Komponente (B) in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 2 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 3 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 4 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
Darüber hinaus beträgt der Gehalt der Komponente (B) in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln im Hinblick auf eine Verbesserung der Zuverlässigkeit einer Vorrichtung, die unter Verwendung der Harzzusammensetzung zum Einkapseln erhalten wird, vorzugsweise 40 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 30 Massen-% oder weniger, noch mehr bevorzugt 20 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 10 Massen-% oder weniger in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Harzzusammensetzung zum Einkapseln keine Maleimidverbindung umfasst. In einem Fall, bei dem die Harzzusammensetzung zum Einkapseln die Komponenten (A) und (B) umfasst und eine Maleimidverbindung nicht umfasst, kann, während das Haftvermögen zwischen dem Einkapselungsmaterial, das unter Verwendung der Harzzusammensetzung zum Einkapseln erhalten wird, und dem Metallelement verbessert wird, die Aushärtbarkeit der Harzzusammensetzung zum Einkapseln bei einer niedrigen Temperatur weiter verbessert werden.
Dabei ist die Maleimidverbindung insbesondere eine Verbindung mit zwei oder mehr Maleimidgruppen. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Maleimidverbindung nicht absichtlich in die Harzzusammensetzung zum Einkapseln eingemischt wird, und der Gehalt der Maleimidverbindung in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln beträgt vorzugsweise im Wesentlichen 0 Massen-% und liegt z.B. unterhalb einer Nachweisgrenze.
Die Harzzusammensetzung zum Einkapseln kann Komponenten umfassen, die von den Komponenten (A) und (B) verschieden sind. Beispielsweise kann die Harzzusammensetzung zum Einkapseln eine oder beide der folgenden Komponenten (C) und (D) umfassen.

(C): Anorganischer Füllstoff
(D): Silankopplungsmittel

(Komponente (C))
Die Komponente (C) ist ein anorganischer Füllstoff. Als anorganischer Füllstoff können diejenigen verwendet werden, die allgemein für Harzzusammensetzungen zum Einkapseln eines Halbleiters verwendet werden. Darüber hinaus kann die Komponente (C) oberflächenbehandelt werden.
Spezifische Beispiele für die Komponente (C) umfassen Siliziumdioxid, wie z.B. Quarzglas, kristallines Siliziumdioxid und amorphes Siliziumdioxid; Aluminiumoxid; Talk; Titanoxid; Siliziumnitrid; und Aluminiumnitrid. Diese anorganischen Füllstoffe können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
Im Hinblick auf eine hervorragende Vielseitigkeit umfasst die Komponente (C) vorzugsweise Siliziumdioxid. Beispiele für die Form von Siliziumdioxid umfassen kugelförmiges Siliziumdioxid und zerkleinertes Siliziumdioxid.
Im Hinblick auf die Verbesserung der Formbarkeit und des Haftvermögens beträgt der durchschnittliche Durchmesser (d₅₀) der Komponente (C) vorzugsweise 5 µm oder mehr und mehr bevorzugt 10 µm oder mehr, und beträgt vorzugsweise 80 µm oder weniger, mehr bevorzugt 50 µm oder weniger und noch mehr bevorzugt 40 µm oder weniger.
Dabei kann eine Teilchendurchmesserverteilung der Komponente (C) durch Messen der Teilchendurchmesserverteilung von Teilchen auf einer Volumenbasis unter Verwendung eines handelsüblichen Teilchendurchmesserverteilungsmessgeräts des Laserbeugungstyps (beispielsweise SALD-7000, hergestellt von Shimadzu Corporation) erhalten werden.
Darüber hinaus beträgt der maximale Teilchendurchmesser der Komponente (C) im Hinblick auf eine Verbesserung der Formbarkeit und des Haftvermögens vorzugsweise 10 µm oder mehr und mehr bevorzugt 20 µm oder mehr, und beträgt vorzugsweise 100 µm oder weniger, mehr bevorzugt 80 µm oder weniger und noch mehr bevorzugt 50 µm oder weniger.
Darüber hinaus beträgt die spezifische Oberfläche der Komponente (C) im Hinblick auf eine Verbesserung der Formbarkeit und des Haftvermögens vorzugsweise 1 m²/g oder mehr und mehr bevorzugt 3 m²/g oder mehr, und beträgt vorzugsweise 20 m²/g oder weniger und mehr bevorzugt 10 m²/g oder weniger.
Im Hinblick auf die Verbesserung einer geringen Hygroskopie und einer geringen Wärmeausdehnung des Einkapselungsmaterials, das unter Verwendung der Harzzusammensetzung zum Einkapseln ausgebildet worden ist, und zum effektiveren Verbessern der Zuverlässigkeit der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der Aufschmelzbeständigkeit der erhaltenen Halbleitervorrichtung beträgt der Gehalt der Komponente (C) in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 50 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 60 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 65 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
Darüber hinaus kann der Gehalt der Komponente (C) in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln im Hinblick auf eine effektivere Verbesserung der Fluidität und des Füllvermögens der Harzzusammensetzung zum Einkapseln während des Formens beispielsweise 97 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 95 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 90 Massen-% oder weniger in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln betragen.
(Komponente (D))
Die Komponente (D) ist ein Silankopplungsmittel.
Beispiele für die Komponente (D) umfassen Aminosilane, wie z.B. ein Epoxysilan, ein Mercaptosilan und ein Phenylaminosilan. Im Hinblick auf eine Verbesserung des Haftvermögens zwischen dem Einkapselungsmaterial und dem Metallelement ist die Komponente (D) vorzugsweise ein Epoxysilan oder ein Aminosilan und mehr bevorzugt ein sekundäres Aminosilan. In der gleichen Hinsicht ist die Komponente (D) vorzugsweise eines oder mehr, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Phenylaminopropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan.
Im Hinblick auf das Erhalten einer bevorzugten Fluidität während des Formens der Harzzusammensetzung zum Einkapseln beträgt der Gehalt der Komponente (D) in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
Darüber hinaus beträgt der Gehalt der Komponente (D) in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln im Hinblick auf das Unterdrücken einer Erhöhung der Harzviskosität vorzugsweise 2,0 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 1,0 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
(Aushärtungsmittel)
Die Harzzusammensetzung zum Einkapseln kann ferner ein Aushärtungsmittel umfassen. Das Aushärtungsmittel kann grob in drei Arten eingeteilt werden, beispielsweise ein Aushärtungsmittel des Polyadditionstyps, eine Aushärtungsmittel des Katalysator-Typs und ein Aushärtungsmittel des Kondensationstyps, und eines oder zwei oder mehr von diesen kann oder können verwendet werden.
Beispiele für das Aushärtungsmittel des Polyadditionstyps umfassen Polyaminverbindungen, einschließlich aliphatische Polyamine, wie z.B. Diethylentriamin (DETA), Triethylentetramin (TETA) und m-Xylylendiamin (MXDA), aromatische Polyamine, wie z.B. Diaminodiphenylmethan (DDM), m-Phenylendiamin (MPDA) und Diaminodiphenylsulfon (DDS), Dicyandiamid (DICY), und ein organisches Säuredihydrazid; Säureanhydride, einschließlich alicyclische Säureanhydride, wie z.B. Hexahydrophthalsäureanhydrid (HHPA) und Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid (MTHPA), und aromatische Säureanhydride, wie z.B. Trimellitsäureanhydrid (TMA), Pyromellitsäureanhydrid (PMDA) und Benzophenontetracarbonsäure (BTDA); Phenolharz-Aushärtungsmittel, wie z.B. ein Phenolharz des Novolak-Typs und Polyvinylphenol; Polymercaptanverbindungen, wie z.B. ein Polysulfid, ein Thioester und ein Thioether; Isocyanatverbindungen, wie z.B. ein Isocyanat-Vorpolymer und ein blockiertes Isocyanat; und organische Säuren, wie z.B. ein Carbonsäure-enthaltendes Polyesterharz.
Beispiele für das Aushärtungsmittel des Katalysator-Typs umfassen tertiäre Aminverbindungen, wie z.B. Benzyldimethylamin (BDMA) und 2,4,6-Trisdimethylaminomethylphenol (DMP-30); Imidazolverbindungen, wie z.B. 2-Methylimidazol und 2-Ethyl-4-methylimidazol (EMI24); und Lewissäuren, wie z.B. einen BF₃-Komplex.
Beispiele für das Aushärtungsmittel des Kondensationstyps umfassen Phenolharze; Harnstoffharze, wie z.B. ein Methylolgruppe-enthaltendes Harnstoffharz; und Melaminharze, wie z.B. ein Methylolgruppe-enthaltendes Melaminharz.
Von diesen ist im Hinblick auf eine Verbesserung der Ausgewogenheit der Flammbeständigkeit, der Feuchtigkeitsbeständigkeit, der elektrischen Eigenschaften, der Aushärtbarkeit, der Lagerstabilität und dergleichen ein Phenolharz-Aushärtungsmittel bevorzugt. Als Phenolharz-Aushärtungsmittel können allgemein Monomere, Oligomere oder Polymere, die zwei oder mehr phenolische Hydroxylgruppen in einem Molekül aufweisen, verwendet werden, und deren Molekulargewicht und Molekülstruktur sind nicht beschränkt.
Beispiele für das Phenolharz-Aushärtungsmittel, das als Aushärtungsmittel verwendet wird, umfassen Phenolharze des Novolak-Typs, wie z.B. ein Phenol-Novolak-Harz, ein Kresol-Novolak-Harz und Bisphenol-Novolak; Polyvinylphenole; polyfunktionelle Phenolharze, wie z.B. ein Phenol-Hydroxybenzaldehyd-Harz und ein Phenolharz des Triphenolmethan-Typs; modifizierte Phenolharze, wie z.B. ein Terpen-modifiziertes Phenolharz und ein Dicyclopentadienmodifiziertes Phenolharz; Phenolharze des Aralkyl-Typs, wie z.B. ein Phenol-Aralkylharz mit mindestens einem von einem Phenylen-Grundgerüst oder einem Biphenylen-Grundgerüst, und ein Naphthol-Aralkylharz mit mindestens einem von einem Phenylen- oder Biphenylen-Grundgerüst; und Bisphenolverbindungen, wie z.B. Bisphenol A und Bisphenol F, und diese können allein oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden. Es ist mehr bevorzugt, von diesen im Hinblick auf eine Verbesserung der Isoliereigenschaften der Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung der Harzzusammensetzung zum Einkapseln erhalten worden ist, eines oder zwei oder mehr ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Phenolharz des Trisphenolmethan-Typs, einem Phenolharz des Biphenyl-Aralkyl-Typs, einem Phenolharz des Novolak-Typs, einem Harz des Biphenylen-Grundgerüst-enthaltenden Phenol-Aralkyl-Typs und einem Biphenylen-Grundgerüst-enthaltender Phenol-Aralkyl-Typ-Formaldehyd-Polykondensat, zu verwenden.
In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Gehalt des Aushärtungsmittels in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln im Hinblick auf das Erreichen einer hervorragenden Fluidität während des Formens und einer Verbesserung des Füllvermögens und der Formbarkeit beispielsweise 0,5 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 1 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 2 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 3 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
Darüber hinaus beträgt der Gehalt des Aushärtungsmittels in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln im Hinblick auf die Verbesserung der Zuverlässigkeit der Feuchtigkeitsbeständigkeit und der Aufschmelzbeständigkeit der Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung der Harzzusammensetzung zum Einkapseln erhalten worden ist, vorzugsweise 25 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 15 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 10 Massen-% oder weniger in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
Darüber hinaus kann die Harzzusammensetzung zum Einkapseln Komponenten umfassen, die von den vorstehend beschriebenen Komponenten verschieden sind, und beispielsweise kann einer oder können mehrere von verschiedenen Zusätzen, wie z.B. ein Aushärtungbeschleuniger, ein Mittel zum Verleihen einer Fluidität, ein Formentrennmittel, ein lonenfänger, eine Komponente für eine geringe Belastung, ein Flammverzögerungsmittel, ein Farbmittel und ein Antioxidationsmittel, in einer geeigneten Weise zugemischt werden. Darüber hinaus kann die Harzzusammensetzung zum Einkapseln z.B. ferner eines oder mehrere von 2-Hydroxy-N-1H-1,2,4-triazol-3-yl-benzamid und 3-Amino-5-mercapto-1,2,4-triazol umfassen.
Von diesen kann oder können als Aushärtungsbeschleuniger beispielsweise eines oder zwei oder mehr, ausgewählt aus Phosphoratom-enthaltenden Verbindungen, wie z.B. einem organischen Phosphin, einer tetrasubstituierten Phosphoniumverbindung, einer Phosphobetainverbindung, einem Addukt einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung, und einem Addukt einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung; Stickstoffatomenthaltenden Verbindungen, wie z.B. Amidinen, wie z.B. 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undecen-7, Benzyldimethylamin und 2-Methylimidazol, tertiären Aminen und quaternären Salzen der Amidine oder Amine; und Polyhydroxynaphthalinverbindungen, wie z.B. 2,3-Dihydroxynaphthalin, einbezogen werden. Es ist mehr bevorzugt, von diesen im Hinblick auf eine Verbesserung der Aushärtbarkeit eine Phosphoratom-enthaltende Verbindung einzubeziehen. Darüber hinaus ist es im Hinblick auf eine Verbesserung der Ausgewogenheit zwischen der Formbarkeit und der Aushärtbarkeit mehr bevorzugt, eine Verbindung mit einer latenten Eigenschaft einzubeziehen, wie z.B. eine tetrasubstituierte Phosphoniumverbindung, eine Phosphobetain-Verbindung, ein Addukt aus einer Phosphinverbindung und einer Chinonverbindung und ein Addukt aus einer Phosphoniumverbindung und einer Silanverbindung.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Aushärtungseigenschaften der Harzzusammensetzung zum Einkapseln beträgt der Gehalt des Aushärtungsbeschleunigers in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 0,1 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
Darüber hinaus beträgt der Gehalt des Aushärtungsbeschleunigers in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln im Hinblick auf das Erhalten einer bevorzugten Fluidität während des Formens der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 2,0 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 1,0 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln.
Als Formentrennmittel kann oder können beispielsweise eines oder zwei oder mehr, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus natürlichen Wachsen, wie z.B. Carnaubawachs; synthetischen Wachsen, wie z.B. Montansäureesterwachs und Polyethylenoxidwachs; höheren Fettsäuren, wie z.B. Zinkstearat und Metallsalze davon; Paraffin; Carbonsäureamiden, wie z.B. Erucasäureamid, einbezogen werden.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Formentrennbarkeit eines ausgehärteten Produkts der Harzzusammensetzung zum Einkapseln beträgt der Gehalt des Formentrennmittels in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 0,1 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln, und beträgt vorzugsweise 2,0 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 1,0 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger.
Spezifische Beispiele für den lonenfänger umfassen Hydrotalkit.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Zuverlässigkeit des Einkapselungsmaterials beträgt der Gehalt des lonenfängers in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln, und beträgt vorzugsweise 1,0 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 0,5 Massen-% oder weniger.
Spezifische Beispiele für die Komponente für eine geringe Belastung umfassen ein Silikon, wie z.B. ein Silikonöl, einen Silikonkautschuk, ein Silikonelastomer und ein Silikonharz; sowie einen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Zuverlässigkeit des Einkapselungsmaterials beträgt der Gehalt der Komponente für eine geringe Belastung in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 0,01 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 0,05 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 0,1 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln, und beträgt vorzugsweise 5 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 3 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 1 Massen-% oder weniger.
Spezifische Beispiele für das Flammverzögerungsmittel umfassen Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Zinkborat, Zinkmolybdat und Phosphazen.
Im Hinblick auf eine Verbesserung der Flammverzögerung des Einkapselungsmaterials beträgt der Gehalt des Flammverzögerungsmittels in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 1 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 5 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln, und beträgt vorzugsweise 20 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 10 Massen-% oder weniger.
Spezifische Beispiele für das Farbmittel umfassen Ruß und rotes Eisenoxid.
Im Hinblick auf das Erhalten eines bevorzugten Farbtons des Einkapselungsmaterials beträgt der Gehalt des Farbmittels in der Harzzusammensetzung zum Einkapseln vorzugsweise 0,1 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 0,2 Massen-% oder mehr in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln, und beträgt vorzugsweise 2 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 1 Massen-% oder weniger.
Spezifische Beispiele für das Antioxidationsmittel umfassen gehinderte Phenolverbindungen, gehinderte Aminverbindungen und Thioetherverbindungen.
Als nächstes werden physikalische Eigenschaften der Harzzusammensetzung zum Einkapseln oder eines ausgehärteten Produkts davon beschrieben.
In einem Fall, bei dem die Harzzusammensetzung zum Einkapseln gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf einer Kupferplatte bei 175 °C für 180 Sekunden ausgehärtet wird, so dass ein ausgehärtetes Produkt erhalten wird, und ferner für 3 Stunden bei 175 °C erwärmt wird, beträgt eine Gehäusescherfestigkeit der Kupferplatte und des ausgehärteten Produkts bei Raumtemperatur (25 °C, das Gleiche gilt nachstehend) vorzugsweise 10 MPa oder mehr und mehr bevorzugt 12 MPa oder mehr. Durch eine Einstellung auf diese Weise kann beispielsweise selbst in einem Fall, bei dem ein Element, das eine große Wärmemenge erzeugt, als Halbleitervorrichtung verwendet wird, oder selbst in einem Fall der Herstellung einer Vorrichtung, die Bedingungen einer höheren Temperatur ausgesetzt ist, eine höhere Zuverlässigkeit sichergestellt werden.
In der gleichen Hinsicht beträgt in einem Fall einer Aushärtung auf einer Kupferplatte bei den vorstehend beschriebenen Bedingungen zum Erhalten eines ausgehärteten Produkts und eines weiteren Erwärmens bei den vorstehend beschriebenen Bedingungen eine Gehäusescherfestigkeit der Kupferplatte und des ausgehärteten Produkts bei 260 °C vorzugsweise 0,95 MPa oder mehr, mehr bevorzugt 1,0 MPa oder mehr und noch mehr bevorzugt 1,1 MPa oder mehr.
Der obere Grenzwert der Gehäusescherfestigkeit ist nicht beschränkt und beispielsweise beträgt deren oberer Grenzwert 30 MPa oder weniger bei Raumtemperatur oder 260 °C.
Darüber hinaus beträgt in einem Fall, bei dem die Harzzusammensetzung zum Einkapseln gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf einer Nickelplatte bei 175 °C für 180 Sekunden ausgehärtet wird, so dass ein ausgehärtetes Produkt erhalten wird, und ferner bei 175 °C für 3 Stunden erwärmt wird, die Gehäusescherfestigkeit der Nickelplatte und des ausgehärteten Produkts bei Raumtemperatur vorzugsweise 5,0 MPa oder mehr, mehr bevorzugt 7,0 MPa oder mehr, noch mehr bevorzugt 7,5 MPa oder mehr und noch mehr bevorzugt 10 MPa oder mehr. Durch eine derartige Einstellung kann beispielsweise selbst in einem Fall, bei dem ein Element, das eine große Wärmemenge erzeugt, als Halbleitervorrichtung verwendet wird, oder selbst in einem Fall, bei dem eine Vorrichtung hergestellt wird, die Bedingungen einer höheren Temperatur ausgesetzt ist, eine höhere Zuverlässigkeit sichergestellt werden.
In der gleichen Hinsicht beträgt in einem Fall eines Aushärtens auf einer Nickelplatte bei den vorstehend beschriebenen Bedingungen zum Erhalten eines ausgehärteten Produkts und ferner des Erwärmens bei den vorstehend beschriebenen Bedingungen eine Gehäusescherfestigkeit der Nickelplatte und des ausgehärteten Produkts bei 260 °C vorzugsweise 0,5 MPa oder mehr, mehr bevorzugt 0,7 MPa oder mehr und noch mehr bevorzugt 1,0 MPa oder mehr.
Der obere Grenzwert der Gehäusescherfestigkeit ist nicht beschränkt und beispielsweise beträgt der obere Grenzwert davon 30 MPa oder weniger bei Raumtemperatur oder 260 °C.
Ein Verfahren zur Messung der Gehäusescherfestigkeit wird später im Abschnitt der Beispiele beschrieben.
Als nächstes wird eine Form der Harzzusammensetzung zum Einkapseln beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Form der Harzzusammensetzung zum Einkapseln gemäß einem Formverfahren der Harzzusammensetzung zum Einkapseln und dergleichen ausgewählt werden, und Beispiele dafür umfassen Teilchen, wie z.B. eine Tablette, ein Pulver und ein Granulat; und Lagen bzw. Folien.
Darüber hinaus kann bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung der Harzzusammensetzung zum Einkapseln beispielsweise die Harzzusammensetzung zum Einkapseln durch ein Verfahren erhalten werden, bei dem jede der vorstehend beschriebenen Komponenten durch eine bekannte Einheit gemischt wird, ferner durch einen Kneter, wie z.B. eine Walze, einen Kneter und einen Extruder, schmelzgeknetet wird, abgekühlt und pulverisiert wird. Darüber hinaus kann nach dem Pulverisieren die Harzzusammensetzung zum Einkapseln durch Formen in einer Form von Teilchen oder Lagen bzw. Folien erhalten werden. Beispielsweise kann eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln in einer Teilchenform durch Tablettenformen zu einer Tablette erhalten werden. Darüber hinaus kann beispielsweise eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln in einer Lagen- bzw. Folienform durch einen Vakuumextruder erhalten werden. Darüber hinaus können die Dispersität, die Fluidität und dergleichen der erhaltenen Harzzusammensetzung zum Einkapseln in einer geeigneten Weise eingestellt werden.
Da die Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die in der vorliegenden Ausführungsform erhalten wird, die Komponenten (A) und (B) umfasst, ist das Haftvermögen an dem Metallelement hervorragend. Insbesondere ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch möglich, das Haftvermögen zwischen dem Einkapselungsmaterial und einem Element zu verbessern, das aus Ag, Ni, Cu oder einer Legierung, die eines oder mehrere davon umfasst, zusammengesetzt ist.
Darüber hinaus kann durch Verwenden der Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die in der vorliegenden Ausführungsform erhalten worden ist, eine Halbleitervorrichtung mit einer hervorragenden Zuverlässigkeit erhalten werden.
(Halbleitervorrichtung)
In der Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Halbleiterelement durch ein ausgehärtetes Produkt der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung zum Einkapseln gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingekapselt. Spezifische Beispiele des Halbleiterelements umfassen integrierte Schaltkreise, Large-scale-integrierte Schaltkreise, Transistoren, Thyristoren, Dioden und Festkörperbildsensoren. Das Halbleiterelement ist vorzugsweise ein sogenanntes Element, das ein Eintreten oder Austreten von Licht nicht zulässt, ausschließlich optische Halbleiterelemente, wie z.B. ein lichtempfangendes Element und ein lichtemittierendes Element (eine lichtemittierende Diode bzw. Leuchtdiode oder dergleichen).
Ein Basismaterial der Halbleitervorrichtung ist beispielsweise ein Verdrahtungssubstrat, wie z.B. ein Interposer oder ein Anschlusskamm. Darüber hinaus wird das Halbleiterelement durch Drahtbonden, eine Flip-chip-Verbindung oder dergleichen elektrisch mit dem Basismaterial verbunden.
Beispiele für eine Halbleitervorrichtung, die durch Einkapseln eines Halbleiterelements durch Einkapselungsformen unter Verwendung der Harzzusammensetzung zum Einkapseln erhalten wird, umfassen ein „Mold Array Package“ (MAP), „Quad Flat Package“ (QFP), „Small Outline Package“ (SOP), „Chip Size Package“ (CSP), „Quad Flat Non-Ieaded Package“ (QFN), „Small Outline Non-Ieaded package“ (SON), „Ball Grid Array“ (BGA), „Lead frame“-BGA (LF-BGA), „Flip Chip“-BGA (FCBGA), „Molded Array Process“-BGA (MAPBGA), „Embedded Wafer-Level“-BGA (eWLB), „Fan-In type“-eWLB und „Fan-out type“-eWLB.
Nachstehend ist eine spezifischere Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen angegeben.
Die 1 und 2 sind Querschnittsansichten, die den Aufbau der Halbleitervorrichtung zeigen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Aufbau der Halbleitervorrichtung nicht auf denjenigen beschränkt, der in den 1 und 2 gezeigt ist.
Eine Halbleitervorrichtung 100, die in der 1 gezeigt ist, umfasst ein Halbleiterelement 20, das auf einem Substrat 30 montiert ist, und ein Einkapselungsmaterial 50, welches das Halbleiterelement 20 einkapselt.
Das Einkapselungsmaterial 50 ist aus einem ausgehärteten Produkt zusammengesetzt, das durch Aushärten der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung zum Einkapseln gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhalten wird.
Darüber hinaus zeigt die 1 einen Fall, bei dem das Substrat 30 ein Schaltkreissubstrat ist. In diesem Fall ist, wie es in der 1 gezeigt ist, beispielsweise eine Mehrzahl von Lötmittelhügeln 60 auf einer Oberfläche des Substrats 30 auf einer Seite gegenüber einer Oberfläche, auf der das Halbleiterelement 20 montiert ist, ausgebildet. Das Halbleiterelement 20 ist auf dem Substrat 30 montiert und ist durch einen Draht 40 elektrisch mit dem Substrat 30 verbunden. Andererseits kann das Halbleiterelement 20 mittels einer Flip-Chip-Montage auf dem Substrat 30 montiert sein. Dabei ist der Draht 40 nicht beschränkt und Beispiele dafür umfassen einen Ag-Draht, einen Ni-Draht, einen Cu-Draht, einen Au-Draht und einen AI-Draht. Der Draht 40 ist vorzugsweise aus Ag, Ni, Cu oder einer Legierung, die eines oder mehrere davon umfasst, zusammengesetzt.
Beispielsweise kapselt das Einkapselungsmaterial 50 das Halbleiterelement 20 so ein, dass es eine Oberfläche des Halbleiterelements 20 auf einer Seite gegenüber einer Oberfläche, die auf das Substrat 30 gerichtet ist, bedeckt. In dem Beispiel, das in der 1 gezeigt ist, ist das Einkapselungsmaterial 50 so ausgebildet, dass es die vorstehend beschriebene Oberfläche und eine Seitenoberfläche des Halbleiterelements 20 bedeckt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Einkapselungsmaterial 50 aus einem ausgehärteten Produkt der vorstehend beschriebenen Harzzusammensetzung zum Einkapseln zusammengesetzt. Daher ist in der Halbleitervorrichtung 100 das Haftvermögen zwischen dem Einkapselungsmaterial 50 und dem Draht 40 hervorragend und folglich weist die Halbleitervorrichtung 100 eine hervorragende Zuverlässigkeit auf.
Beispielsweise kann das Einkapselungsmaterial 50 durch Einkapseln und Formen der Harzzusammensetzung zum Einkapseln mit einem bekannten Verfahren, wie z.B. einem Spritzpressverfahren und einem Formpressverfahren, gebildet werden.
Die 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer Halbleitervorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt, und zeigt ein Beispiel, das sich von demjenigen in der 1 unterscheidet. Die Halbleitervorrichtung 100, die in der 2 gezeigt ist, nutzt einen Anschlusskamm als Substrat 30. In diesem Fall ist das Halbleiterelement 20 beispielsweise auf einer Gehäuse- bzw. Chipunterlage 32 des Substrats 30 montiert und ist durch einen Draht 40 elektrisch mit einem äußeren Anschluss 34 verbunden. Darüber hinaus ist wie in dem Beispiel, das in der 1 gezeigt ist, das Einkapselungsmaterial 50 aus einem ausgehärteten Produkt der Harzzusammensetzung zum Einkapseln gemäß der vorliegenden Ausführungsform zusammengesetzt.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind vorstehend beschrieben worden, jedoch sind diese Beispiele der vorliegenden Erfindung und verschiedene Konfigurationen, die von den Vorstehenden verschieden sind, können eingesetzt werden.
[BEISPIELE]
Nachstehend wird die vorliegende Ausführungsform unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele detailliert beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf die Beschreibung dieser Beispiele beschränkt.
(Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7)
(Herstellung einer Harzzusammensetzung zum Einkapseln)
Bezüglich jedes Beispiels und jedes Vergleichsbeispiels wurde eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln in der folgenden Weise hergestellt.
Zuerst wurde jede Komponente, die in der Tabelle 1 gezeigt ist, mit einem Mischer gemischt. Als nächstes wurde das erhaltene Gemisch walzengeknetet, gekühlt und pulverisiert, so dass eine Harzzusammensetzung zum Einkapseln erhalten wurde, bei der es sich um einen teilchenförmigen Gegenstand handelte.
Details jeder Komponente in der Tabelle 1 sind wie folgt. Darüber hinaus gibt ein Mischanteil jeder Komponente, die in der Tabelle 1 gezeigt ist, einen Mischanteil (Massen-%) in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung an.
(Ausgangsmaterialien)
(Anorganischer Füllstoff)

(C) Anorganischer Füllstoff 1: Kugelförmiges Quarzglas, FB-Reihe, hergestellt von Denka Company Limited (durchschnittlicher Durchmesser: 27,2 µm, spezifische Oberfläche: 1,5 m²/g, oberer Grenzwert: 75 µm)
(C) Anorganischer Füllstoff 2: Quarzglas, FMT-05, hergestellt von Fumitec Co., Ltd.
(C) Anorganischer Füllstoff 3: Kugelförmiges Quarzglas, FB-105, hergestellt von Denka Company Limited (durchschnittlicher Durchmesser: 10,6 µm, spezifische Oberfläche: 5,1 m²/g, oberer Grenzwert: 71 µm)
(C) Anorganischer Füllstoff 4: Füllstoff, in dem 99,35 Massen-% kugelförmiges Quarzglas S30-71 mit 0,65 Massen-% KBM-903 (γ-Aminopropyltriethoxysilan), hergestellt von Micron, Inc., oberflächenbehandelt worden sind (durchschnittlicher Durchmesser: 23,1 µm, spezifische Oberfläche: 1,75 m²/g, oberer Grenzwert: 75 µm)
(C) Anorganischer Füllstoff 5: Kugelförmiges Quarzglas, TS13-006, hergestellt von Micron, Inc. (durchschnittlicher Durchmesser: 28 µm, spezifische Oberfläche: 2,5 m²/g, oberer Grenzwert: 75 µm)
(C) Anorganischer Füllstoff 6: Kugelförmiges Quarzglas, ES-Reihe, hergestellt von Tokai Minerals Co., Ltd. (durchschnittlicher Durchmesser: 28,0 µm, spezifische Oberfläche: 1,0 m²/g, oberer Grenzwert: 75 µm)
(C) Anorganischer Füllstoff 7: Quarzglas, FMT-15C, hergestellt von Fumitec Co., Ltd.
(C) Anorganischer Füllstoff 8: Kugelförmiges Quarzglas, FB-Reihe, hergestellt von Denka Company Limited (durchschnittlicher Durchmesser: 31 µm, spezifische Oberfläche: 1,6 m²/g)
(C) Anorganischer Füllstoff 9: Füllstoff, in dem 99,35 Massen-% eines amorphen Siliziumdioxids (hergestellt von Tokai Minerals Co., Ltd., ES-355) mit 0,65 Massen-% γ-Aminopropyltriethoxysilan oberflächenbehandelt worden sind
(C) Anorganischer Füllstoff 10: Kugelförmiges Aluminiumoxid, CB-60C, hergestellt von SHOWA DENKO K.K.
(C) Anorganischer Füllstoff 11: Silazan-behandeltes feines Siliziumdioxid, SC-2500-SQ, hergestellt von Admatechs
(C) Anorganischer Füllstoff 12: Kugelförmiges Quarzglas, SC-2500-SQ, hergestellt von Admatechs
(C) Anorganischer Füllstoff 13: Kugelförmiges Quarzglas, SC-5500-SQ, hergestellt von Admatechs
(C) Anorganischer Füllstoff 14: Aluminiumoxid, hergestellt von Admatechs
(C) Anorganischer Füllstoff 15: Kugelförmiges Quarzglas, REOLOSIL CP102, hergestellt von Tokuyama Corporation

(Silankopplungsmittel)

(D) Silankopplungsmittel 1: Phenylaminopropyltrimethoxysilan, CF-4083, hergestellt von Toray·Dow Corning
(D) Silankopplungsmittel 2: γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, GPS-M, hergestellt von JNC Corporation
(D) Silankopplungsmittel 3: 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, hergestellt von JNC Corporation

(Epoxidharz)

(B) Epoxidharz 1: Epoxidharz des Tris(hydroxyphenyl)methan-Typs, E1032H60, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation
(B) Epoxidharz 2: Epoxidharz des Biphenylen-Grundgerüst-enthaltenden Phenol-Aralkyl-Typs, NC3000, hergestellt von Nippon Kayaku Co., Ltd.
(B) Epoxidharz 3: Epoxidharz des ortho-Kresol-Novolak-Typs, YDCN-800-62, hergestellt von NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.
(B) Epoxidharz 4: Epoxidharz des ortho-Kresol-Novolak-Typs, YDCN-800-65, hergestellt von NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.
(B) Epoxidharz 5: Epoxidharz des ortho-Kresol-Novolak-Typs, N685EXP-S, hergestellt von DIC Corporation
(B) Epoxidharz 6: Epoxidharz des 3,3',5,5'-Tetramethylbiphenylglycidylether-Typs, YX4000HK, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation
(B) Epoxidharz 7: Epoxidharz des Biphenylen-Grundgerüst-enthaltenden Phenol-Aralkyl-Typs, NC3000L, hergestellt von Nippon Kayaku Co., Ltd.

(Aushärtungsmittel)

Aushärtungsmittel 1: Phenolharz des Trisphenolmethan-Typs, MEH-7500, hergestellt von MEIWA PLASTIC INDUSTRIES, LTD.
Aushärtungsmittel 2: Harz des Biphenylen-Grundgerüst-enthaltenden Phenol-Aralkyl-Typs, MEH-7851SS, hergestellt von MEIWA PLASTIC INDUSTRIES, LTD.
Aushärtungsmittel 3: Biphenylen-Grundgerüst-enthaltender Phenol-Aralkyl-Typ-Formaldehyd-Polykondensat, hergestellt von MEIWA PLASTIC INDUSTRIES, LTD.
Aushärtungsmittel 4: Phenolharz des Novolak-Typs, PR-51714, hergestellt von Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
Aushärtungsmittel 5: Phenolharz des Novolak-Typs, PR-55617, hergestellt von Sumitomo Bakelite Co., Ltd.

(Aushärtungsbeschleuniger)

Aushärtungsbeschleuniger 1: 4-Hydroxy-2-(triphenylphosphonium)phenolat
Aushärtungsbeschleuniger 2: Tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolat
Aushärtungsbeschleuniger 3: Triphenylphosphin, PP-360, feines Pulver, hergestellt von K·I Chemical Industry Co., LTD.
Aushärtungsbeschleuniger 4: Addukt aus Tetraphenylphosphonium und Bis(naphthalin-2,3-dioxy)phenylsilikat, hergestellt von Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
Aushärtungsbeschleuniger 5: 2,3-Dihydroxynaphthalin, hergestellt von AIR WATER INC.
Aushärtungsbeschleuniger 6: 4-Hydroxy-2-(triphenylphosphonium)phenolat, hergestellt von K·I Chemical Industry Co., LTD.

(Formentrennmittel)

Formentrennmittel 1: Carnaubawachs, C-WAX, hergestellt von TOA KASEI CO., LTD.
Formentrennmittel 2: Montansäureesterwachs, Licowax E, hergestellt von Clariant Japan
Formentrennmittel 3: Carnaubawachs, TOWAX-132, hergestellt von TOAGOSEI CO., LTD.
Formentrennmittel 4: Erucasäureamid, ALFLOW P-10, hergestellt von NOF CORPORATION
Formentrennmittel 5: Polyethylenoxidwachs, Licowax PED191, hergestellt von Clariant Japan

(lonenfänger)
Ionenfänger 1: Magnesium-Aluminium-Hydroxid-Carbonat-Hydrat, DHT-4H, hergestellt von Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.
(Flammverzögerungsmittel)
Flammverzögerungsmittel 1: Aluminiumhydroxid, CL-303, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(Zusatz)

Zusatz 1: 2-Hydroxy-N-1H-1,2,4-triazol-3-yl-benzamid, CDA-1M, hergestellt von ADEKA CORPORATION
Zusatz 2: 3-Amino-5-mercapto-1,2,4-triazol, ASTA-P, hergestellt von NIPPON CARBIDE INDUSTRIES CO., INC.

(A) Zusatz 3: 3-Amino-1,2,4-triazol
(Farbmittel)

Farbmittel 1: Ruß, Carbon #5, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation
Farbmittel 2: Ruß, ERS-2001, hergestellt von Tokai Carbon Co., Ltd.

(Mittel für eine geringe Belastung)

Mittel für eine geringe Belastung 1: Silikonharz, KR-480, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Mittel für eine geringe Belastung 2: Silikonelastomer, CF-2152, hergestellt von Toray·Dow Corning
Mittel für eine geringe Belastung 3: Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, CTBN1008SP, hergestellt von UBE INDUSTRIES, LTD.
Mittel für eine geringe Belastung 4: Silikonöl, FZ-3730, hergestellt von Toray·Dow Corning
Mittel für eine geringe Belastung 5: Schmelzreaktionsprodukt A, das im Herstellungsbeispiel 1 erhalten worden ist

(Herstellungsbeispiel 1)
66,1 Massenteile eines Epoxidharzes, das durch die Formel (8) dargestellt ist (Epoxidharz des Bisphenol A-Typs, hergestellt von Javane Epoxy Resin, JER (eingetragene Marke) YL6810, Erweichungspunkt: 45 °C, Epoxyäquivalent: 172), wurden bei 140 °C erwärmt und geschmolzen, 33,1 Massenteile eines Organopolysiloxans 1 (Organopolysiloxan, das durch die Formel (7) dargestellt ist) und 0,8 Massenteile Triphenylphosphin wurden diesem zugesetzt und das Gemisch wurde für 30 Minuten schmelzgemischt, so dass das Schmelzreaktionsprodukt A erhalten wurde.
(In der Formel (7) beträgt der Durchschnittswert von n7 7,5)
(Bewertung)
Bewertungsproben wurden mit den folgenden Verfahren unter Verwendung der Harzzusammensetzungen hergestellt, die in jedem Beispiel erhalten worden sind, und das Haftvermögen und die Zuverlässigkeit der erhaltenen Proben wurden mit den folgenden Verfahren bewertet.
(Haftvermögen)
Bezüglich der Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die in jedem Beispiel erhalten worden ist, wurde als Index des Haftvermögens eine Gehäusescherfestigkeit in einem Aushärten nach dem Formen (PMC) mit dem folgenden Verfahren gemessen.
Bezüglich der Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die in jedem Beispiel erhalten worden ist, wurden unter Verwendung einer Niederdruck-Spritzpressmaschine (hergestellt von SANJO SEIKI Co., Ltd., „AV-600-50-TF“) 10 Stück 3,6 mmφ × 3 mm-Haftfestigkeitsprüfkörper auf einem streifenförmigen 9 × 29 mm-Kupfer-Testanschlusskamm oder einer Nickelplatte bei den Bedingungen einer Formwerkzeugtemperatur von 175 °C, einem Spritzdruck von 10 MPa und einer Aushärtungszeit von 180 Sekunden geformt.
Danach wurde bezüglich einer Probe, die bei der Bedingung von 175 °C für 3 Stunden ausgehärtet worden ist, unter Verwendung einer automatischen Gehäuseschermessvorrichtung (hergestellt von Nordson Advanced Technology K.K., Typ DAGE4000) die Gehäusescherfestigkeit (MPa) durch Messen der Gehäusescherfestigkeit bei Raumtemperatur (RT) oder 260 °C bestimmt.
(Zuverlässigkeit: Temperaturzyklustest)

Bezüglich der Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die in jedem Beispiel erhalten worden ist, wurde unter Verwendung einer Niederdruck-Spritzpressmaschine („MSL-06M“, hergestellt von APIC YAMADA CORPORATION) TO-220 (Gehäusegröße: 114 mm × 30 mm, Dicke: 1,3 mm, kein Chip montiert, Anschlusskamm: Cu- oder Ni-plattiertes Produkt) bei einer Formwerkzeugtemperatur von 175 °C, einem Spritzdruck von 10 MPa und einer Aushärtungszeit von 180 Sekunden geformt und bei 175 °C für 4 Stunden ausgehärtet, so dass eine Halbleitervorrichtung zum Testen hergestellt wurde. Die eingekapselte Halbleitervorrichtung zum Testen wurde einem Temperaturzyklustest durch Wiederholen von 100 Zyklen bei -40 °C bis 150 °C unterzogen und das Vorliegen oder Fehlen von Gehäuserissen und eines Ablösens zwischen Elementen wurde bestimmt. Die Messergebnisse sind in der Tabelle 1 durch „Defektanzahl/Probenanzahl“ dargestellt. Diejenigen mit „Defektanzahl/Probenanzahl“ von 4/10 oder weniger werden als akzeptabel erachtet. [Tabelle 1]

		Vergleichsbeispiel 1	Beispiel 1	Vergleichsbeispiel 2	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 3
Komponente (Massen%)	(C) Anorganischer Füllstoff 1	51,400	51,400	36,000	36,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 2	10,000	10,000			10,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 3			10,000	10,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 4			30,000	30,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 5					16,900
	(C) Anorganischer Füllstoff 6					36,000
	(C) Anorqanischer Füllstoff 7
	(C) Anorganischer Füllstoff 8
	(C) Anorganischer Füllstoff 9
	(C) Anorganischer Füllstoff 10
	(D) Silankopplungsmittel 1	0,200	0,200			0,200
	(D) Silankopplungsmittel 2			0,100	0,100
	(D) Silankopplungsmittel 3			0,200	0,200
	(B) Epoxidharz 1	10,032	10,045
	(B) Epoxidharz 2			8,00	7,94
	(B) Epoxidharz 3
	(B) Epoxidharz 4					11,49
	(B) Epoxidharz 5
	(B) Epoxidharz 6
	(B) Epoxidharz 7
	Aushärtungsmittel 1	5,368	5,375			5,241
	Aushärtungsmittel 2			4,630	4,590
	Aushärtungsmittel 3
	Aushärtungsmittel 4
	Aushärtungsmittel 5
	Aushärtungsbeschleuniger 1	0,200	0,180			0,270
	Aushärtungsbeschleuniger 2			0,320	0,320
	Aushärtungsbeschleuniger 3
	Aushärtungsbeschleuniger 4
	Aushärtungsbeschleuniger 5
	Aushärtungsbeschleuniger 6
	Formentrennmittel 1	0,150	0,150			0,200
	Formentrennmittel 2			0,250	0,250
	Formentrennmittel 3
	Formentrennmittel 4
	Formentrennmittel 5
	lonenfänger 1	0,100	0,100	0,050	0,050	0,100
	Flammverzögerunqsmittel 1	8,000	8,000			7,500
	Zusatz 1	0,050				0,100
	Zusatz 2				0,050
	(A) Zusatz 3		0,050		0,050
	Farbmittel 1	0,300	0,300
	Farbmittel 2			0,300	0,300	0,300
	Mittel für eine geringe	4,000	4,000			1,000
	Belastung 1
	Mittel für eine geringe Belastung 2					0,500
	Mittel für eine geringe Belastung 3
	Mittel für eine geringe Belastung 4	0,200	0,200	0,150	0,150	0,200
	Mittel für eine geringe Belastung 5
	(C) Anorganischer Füllstoff 11	10,000	10,000			10,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 12			5,000	5,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 13			5,000	5,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 14
	(C) Anorganischer Füllstoff 15
Gesamt		100,000	100,000	100,000	100,000	100,000
Bewertungsergebnis	Haftvermögen Cu (RT) PMC (MPa)	9,2	14,4	13,4	14,9	9,8
	Haftvermögen Cu (260°C) PMC (MPa)	0,9	1,2	0,9	1,1	0,8
	Haftvermögen Ni (RT) PMC (MPa)	3,3	7,1	4,7	10,6	7,0
	Haftvermögen Ni (260 °C) PMC (MPa)	0,2	0,6	0,3	0,8	0,2
	Zuverlässigkeit (Defektanzahl/ Probenanzahl)	5/10	3/10	5/10	2/10	5/10

[Tabelle 1] (Fortsetzung)

		Beispiel 3	Vergleichsbeispiel 4	Beispiel 4	Vergleichsbeispiel 5	Beispiel 5
Komponente (Massen%)	(C) Anorganischer Füllstoff 1		49,400	49,400
	(C) Anorqanischer Füllstoff 2	10,000	10,000	10,000	20,000	20,000
	(C) Anorqanischer Füllstoff 3				10,000	10,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 4				5,000	5,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 5	16,900
	(C) Anorganischer Füllstoff 6	36,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 7				33,450	33,450
	(C) Anorganischer Füllstoff 8
	(C) Anorganischer Füllstoff 9
	(C) Anorganischer Füllstoff 10
	(D) Silankopplungsmittel 1	0,200	0,200	0,200	0,100	0,100
	(D) Silankopplungsmittel 2				0,050	0,050
	(D) Silankopplungsmittel 3				0,100	0,100
	(B) Epoxidharz 1
	(B) Epoxidharz 2
	(B) Epoxidharz 3				15,28	15,22
	(B) Epoxidharz 4	11,52
	(B) Epoxidharz 5		12,96	12,89
	(B) Epoxidharz 6
	(B) Epoxidharz 7
	Aushärtungsmittel 1	5,254	5,867	5,835	1,800	1,780
	Aushärtungsmittel 2
	Aushärtungsmittel 3				0,100	0,100
	Aushärtungsmittel 4				5,400	5,330
	Aushärtungsmittel 5
	Aushärtungsbeschleuniger 1	0,270	0,240	0,240
	Aushärtungsbeschleuniger 2	0,270			0,240	0,240
	Aushärtungsbeschleuniger 3		0,030	0,030	0,080	0,080
	Aushärtungsbeschleuniger 4
	Aushärtungsbeschleuniger 5				0,050	0,050
	Aushärtungsbeschleuniger 6
	Formentrennmittel 1	0,200	0,200	0,200	0,300	0,300
	Formentrennmittel 2
	Formentrennmittel 3
	Formentrennmittel 4
	Formentrennmittel 5
	lonenfänger 1 Flammverzöqerunqsmittel 1	0,100	0,100	0,100	0,100	0,100
	lonenfänger 1 Flammverzöqerunqsmittel 1	7,500	9,000	9,000
	Zusatz 1					0,100
	Zusatz 2
	(A) Zusatz 3	0,060		0,100		0,050
	Farbmittel 1			0,300
	Farbmittel 2	0,300	0,300		0,300	0,300
	Mittel für eine geringe Belastung 1	1,000	1,000	1,000
	Mittel für eine geringe Belastung 2	0,500	0,500	0,500	1,200	1,200
	Mittel für eine geringe Belastung 3
	Mittel für eine geringe Belastung 4	0,200	0,200	0,200	0,250	0,250
	Mittel für eine geringe Belastung 5
	(C) Anorganischer Füllstoff 11	10,000	10,000	10,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 12				5,000	5,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 13
	(C) Anorganischer Füllstoff 14
	(C) Anorganischer Füllstoff 15				1,200	1,200
Gesamt		100,000	100,000	100,000	100,000	100,000
Bewertungsergebnis	Haftvermögen Cu (RT) PMC (MPa)	15,5	6,0	15,6	10,0	14,3
	Haftvermögen Cu (260 °C) PMC (MPa)	1,2	0,9	2,0	0,7	1,0
	Haftvermögen Ni (RT) PMC (MPa)	13,2	1,2	10,0	2,0	8,2
	Haftvermögen Ni (260 °C) PMC (MPa)	1,0	0,2	1,6	0,2	0,5
	Zuverlässigkeit (Defektanzahl/ Probenanzahl)	0/10	8/10	0/10	5/10	3/10

[Tabelle 1] (Fortsetzung)

		Vergleichsbeispiel 6	Beispiel 6	Vergleichsbeispiel 7	Beispiel 7
Komponente	(C) Anorqanischer Füllstoff 1
Komponente	(C) Anorganischer Füllstoff 2
(Massen%)	(C) Anorganischer Füllstoff 3			25,000	25,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 4
	(C) Anorganischer Füllstoff 5
	(C) Anorganischer Füllstoff 6
	(C) Anorganischer Füllstoff 7
	(C) Anorganischer Füllstoff 8			43,500	43,500
	(C) Anorganischer Füllstoff 9			10,000	10,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 10	79,400	79,400
	(D) Silankopplungsmittel 1	0,200	0,200	0,200	0,200
	(D) Silankopplungsmittel 2
	(D) Silankopplungsmittel 3
	(B) Epoxidharz 1
	(B) Epoxidharz 2
	(B) Epoxidharz 3
	(B) Epoxidharz 4
	(B) Epoxidharz 5
	(B) Epoxidharz 6	2,36	2,37
	(B) Epoxidharz 7			6,62	6,54
	Aushärtungsmittel 1
	Aushärtunqsmittel 2			1,750	1,740
	Aushärtungsmittel 3			1,750	1,740
	Aushärtungsmittel 4
	Aushärtungsmittel 5	0,911	0,944
	Aushärtungsbeschleuniger 1
	Aushärtungsbeschleuniger 2	0,060	0,054
	Aushärtungsbeschleuniger 3
	Aushärtungsbeschleuniger 4	0,420	0,378
	Aushärtungsbeschleuniger 5 Aushärtungsbeschleuniger 6		0,378	0,050	0,050
	Aushärtungsbeschleuniger 5 Aushärtungsbeschleuniger 6			0,130	0,130
	Formentrennmittel 1	0,400	0,400
	Formentrennmittel 2
	Formentrennmittel 3			0,200	0,200
	Formentrennmittel 4			0,100	0,100
	Formentrennmittel 5	0,200	0,200	0,050	0,050
	lonenfänger 1	0,100	0,100	0,200	0,200
	Flammverzögerungsmittel 1
	Zusatz 1	0,100
	Zusatz 2				0,050
	(A) Zusatz 3		0,100		0,050
	Farbmittel 1
	Farbmittel 2	0,200	0,200	0,300	0,300
	Mittel für eine geringe Belastung 1
	Mittel für eine geringe Belastung 2
	Mittel für eine geringe Belastung 3			0,050	0,050
	Mittel für eine geringe Belastung 4 Mittel für eine geringe Belastung 5	0,150	0,150
				0,100	0,100
	(C) Anorganischer Füllstoff 11
	(C) Anorganischer Füllstoff 12			5,000	5,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 13			5,000	5,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 14	15,000	15,000
	(C) Anorganischer Füllstoff 15	0,500	0,500
	Gesamt	100,000	100,000	100,000	100,000
	Haftvermögen Cu (RT) PMC (MPa)	8,1	16,0	13,0	17,7
	Haftvermögen Cu (260 °C) PMC (MPa)	0,8	1,1	0,6	1,3
Bewertungs	Haftvermögen Ni (RT) PMC (MPa)	2,7	7,7	2,4	12,5
ergebnis	Haftvermögen Ni (260 °C) PMC (MPa)	0,3	0,7	0,1	0,8
	Zuverlässigkeit (Defektanzahl/ Probenanzahl)	8/10	4/10	6/10	0/10

Aus der Tabelle 1 ist ersichtlich, dass in einem Fall, bei dem jeweils das Beispiel 1 und das Vergleichsbeispiel 1, das Beispiel 2 und das Vergleichsbeispiel 2, das Beispiel 3 und das Vergleichsbeispiel 3, das Beispiel 4 und das Vergleichsbeispiel 4, das Beispiel 5 und das Vergleichsbeispiel 5, das Beispiel 6 und das Vergleichsbeispiel 6 sowie das Beispiel 7 und das Vergleichsbeispiel 7 verglichen werden, die Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die in jedem Beispiel erhalten worden ist, ein hervorragendes Haftvermögen an einem Metallelement aufwies. Darüber hinaus wurde unter Verwendung der Harzzusammensetzung zum Einkapseln, die in jedem Beispiel erhalten worden ist, eine Halbleitervorrichtung mit einer hervorragenden Zuverlässigkeit erhalten.
Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-061427 beansprucht, die am 27. März 2019 eingereicht worden ist und deren Offenbarung unter Bezugnahme hierin einbezogen ist.
Bezugszeichenliste

20: Halbleiterelement
30: Substrat
32: Gehäuse- bzw. Chipunterlage
34: Äußerer Anschluss
40: Draht
50: Einkapselungsmaterial
60: Lötmittelhügel
100: Halbleitervorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP S6225118 [0002, 0003]
JP 2019061427 [0099]

Claims

Harzzusammensetzung zum Einkapseln, umfassend: eine Komponente (A): eine oder mehrere Verbindung(en), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 3-Amino-1,2,4-triazol und 4-Amino-1,2,4-triazol; und eine Komponente (B): Epoxidharz.
Harzzusammensetzung zum Einkapseln nach Anspruch 1, wobei die Komponente (B) eines oder zwei oder mehr, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Epoxidharz des Trisphenylmethan-Typs, einem polyfunktionellen Epoxidharz des Biphenyl-Aralkyl-Typs, einem bifunktionellen Epoxidharz des ortho-Kresol-Typs, einem bifunktionellen Epoxidharz des Biphenyl-Typs und einem bifunktionellen Epoxidharz des Bisphenol-Typs, ist.
Harzzusammensetzung zum Einkapseln nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: Komponente (C): anorganischer Füllstoff.
Harzzusammensetzung zum Einkapseln nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend: Komponente (D): Silankopplungsmittel.
Harzzusammensetzung zum Einkapseln nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gehalt der Komponente (A) 0,01 Massen-% oder mehr und 1 Massen-% oder weniger in Bezug auf die gesamte Harzzusammensetzung zum Einkapseln beträgt.
Halbleitervorrichtung, umfassend: ein Halbleiterelement, das durch ein ausgehärtetes Produkt der Harzzusammensetzung zum Einkapseln nach einem der Ansprüche 1 bis 5 eingekapselt ist.