專利名稱：半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有高溫可靠性、在回熔工序(reflow)時的耐熱性和阻燃性優(yōu)良的半導體器件。
背景技術：
晶體管、集成電路和大規(guī)模集成電路等的半導體元件在以往是采用陶瓷外殼等進行封裝而形成半導體器件的。不過近來由于成本、批量生產(chǎn)性等方面的原因，采用塑料外殼的樹脂封裝逐漸成為主流。在這種樹脂封裝方面，迄今為止一直使用環(huán)氧樹脂組合物，并取得了良好的結果。由于半導體領域的技術革新，集成度不斷提高，元件尺寸不斷增加，布線越來越微細化，外殼也趨向小形化和薄形化。為了適應上述趨勢，對于封裝材料的可靠性的要求也越來越高。
另一方面，半導體器件等的電子元件必須符合作為阻燃性的標準的UL94-VO。迄今為止，作為對用于半導體封裝的環(huán)氧樹脂組合物提供阻燃性能的方法，一般采用添加溴化環(huán)氧樹脂和氧化銻的方法。
但是，對于上述提供阻燃性能的技術，存在以下二個主要問題。
第1個問題是由于三氧化銻本身的毒性和燃燒時產(chǎn)生的溴化氫、含溴氣體與溴化銻等有毒氣體引起的使人中毒和對機器的腐蝕，以及由于在半導體元件封裝過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢物和使用過的半導體器件的處理的問題引起的環(huán)境安全方面的問題。
第2個問題是，如把采用上述提供阻燃性能的技術的半導體器件在高溫下長時間放置的話，由于該裝置釋放出來的游離態(tài)的溴會腐蝕半導體元件上的鋁布線，成為導致半導體器件產(chǎn)生故障的原因，從而降低了高溫可靠性。
為了解決以上問題，已提出了添加無鹵素的和無銻的金屬氫氧化物作為無機阻燃劑的方法。但是這個方法又產(chǎn)生其它方面的較大的問題。
產(chǎn)生的第1個問題是，在以后固化工序中由于脫水反應而產(chǎn)生膨脹。目前在半導體外殼的安裝方法方面，表面安裝方法已成為主流。在該方法中，要采用熔錫浸漬、紅外線回熔、汽相回熔等工序。在上述工序中，由于要讓外殼在高溫(通常是215-260℃)下進行處理，因此在采用大量添加金屬氫氧化物的樹脂組合物進行封裝的半導體器件時，因脫水反應而生成的水分和透過該封裝樹脂侵入內部的微量水分會劇烈地氣化，其結果會導致耐濕可靠性下降的問題。此外，由于產(chǎn)生封裝樹脂的膨脹，還會引起不能進行安裝的問題。
產(chǎn)生的第2個問題是，高溫可靠性是保證在150-200℃的高溫環(huán)境下工作的半導體器件的功能，發(fā)熱量大的半導體元件和安裝在汽車引擎周圍的半導體器件等，由于長時間的使用引起的脫水反應等原因會引起高溫可靠性降低的問題。
如上所述，迄今為止的阻燃化技術會產(chǎn)生上述的各種問題，因此很希望開發(fā)這樣一種阻燃化技術它對于人體及在環(huán)境方面是安全和無公害的;在進行紅外線回熔工序時不會因金屬氫氧化物的脫水而降低外殼的耐破裂性;即使長時間放置在高溫氣氛下也不會產(chǎn)生對于半導體元件上的鋁布線的腐蝕和降低高溫可靠性。
本發(fā)明就是鑒于這一點而作出的。它的目的是提供具有良好的高溫可靠性、在紅外線回熔工序時的耐熱性和阻燃性及安全性的半導體器件。
發(fā)明公開為了達到上述目的，本發(fā)明的第1個目的是提供一種使用含有下述(Ⅰ)～(Ⅳ)成分的熱固性樹脂組合物對半導體元件進行封裝而形成的半導體器件。
(Ⅰ)熱固性樹脂。
(Ⅱ)固化劑。
(Ⅲ)以下述通式(1)表示的一種金屬氫氧化物。
n(MaOb)·cH2O …(1)[在上述式(1)中，M是一種金屬元素，a、b、c各是正數(shù)，n是1以上的正數(shù)。式中，當重復MaOb時，M可以是相同的或是不同的。此外a、b互相間可以是相同的值或是不同的值。]上述式(1)中的金屬元素M包含表現(xiàn)出金屬性的非金屬(例如硼)。
(Ⅳ)由下述的通式(2)表示的金屬氧化物。
n′(QdOe) …(2)[在上述式(2)中，Q是由一種從屬于周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的金屬元素，d、e各是正數(shù)，n′是1以上的正數(shù)，式中，當重復QdOe時，Q可以是相同的或是不同的。此外，d、e互相間可以是相同的值或是不同的值。]在上述式(1)中，當n＝1時，(Ⅲ)是單一金屬氫氧化物，當n≥2時，(Ⅲ)是復合金屬氫氧化物。
作為上述(Ⅲ)成分的金屬氫氧化物的一種實施方案可以舉出以下述的通式(3)表示的一種復合金屬氫氧化物和以下述的通式(4)表示的一種復合金屬氫氧化物的至少一種。
x(AaOb)·y(BdOe)·cH2O …(3)[在上述式(3)中，A、B是互不相同的金屬元素，x、y、a、b、d、e是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)，此外，x、y、a、b、d、e互相間可以是相同的值或是不同的值。]x(CaOb)·y(DdOe)·z(EfOg)·cH2O …(4)[在上述式(4)中，C、D、E是互不相同的金屬元素，x、y、z、a、b、d、e、f、g各是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)。此外，x、y、z、a、b、d、e、f、g互相間可以是相同的值或是不同的值。]進而，還可以舉出在用上述式(3)、式(4)表達的復合金屬氫氧化物之外并使用以下述通式(5)表示的金屬氫氧化物的實施方案。
MaOb·cH2O …(5)[在上述式(5)中，M是金屬元素，a、b、c是正數(shù)。此外a、b互相間可以是相同的值或是不同的值。]本發(fā)明的第2個目的是提供一種采用含有下述的(Ⅰ)～(Ⅲ)成分的熱固性樹脂組合物封裝半導體元件而形成的半導體器件。
(Ⅰ)熱固性樹脂。
(Ⅱ)固化劑。
(Ⅲ)以下述通式(3)表示的其開始脫水溫度在260℃以上的復合金屬氫氧化物和以通式(4)表示的復合金屬氫氧化物的至少一種。
x(AaOb)·y(BdOe)·cH2O …(3)[在上述式(3)中，A、B是互不相同的金屬元素，x、y、a、b、d、e是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)，此外，x、y、a、b、d、e互相間可以是相同的值或是不同的值。]x(CaOb)·y(DdOe)·z(EfOg)·cH2O …(4)[在上述式(4)中，C、D、E是互不相同的金屬元素，x、y、z、a、b、d、e、f、g各是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)。此外，x、y、z、a、b、d、e、f、g互相間可以是相同的值或是不同的值。]本發(fā)明的第3個目的是提供一種在上述第1目的和第2目的中的熱固性樹脂組合物中進而使用含有有機阻燃劑的熱固性樹脂組合物封裝半導體元件而形成的半導體器件。
本發(fā)明者們?yōu)榱说玫骄哂辛己玫母邷乜煽啃?，對紅外線回熔工序時的耐熱性和阻燃性(安全性就不必說了)的封裝用樹脂組合物進行了一系列的研究。在這個研究過程中，為了得到代替現(xiàn)有的阻燃劑的新的阻燃劑，對于各種化合物進行了試驗。通過研究發(fā)現(xiàn)，把下述幾種混合物作為阻燃劑是有用的。①首先可舉出用上述通式(1)表示的金屬氫氧化物和通式(2)表示的金屬氧化物的混合物。②以通式(1)表示的金屬氫氧化物可以是上述通式(3)和(4)表示的復合金屬氫氧化物的至少一種。③可使用上述二種復合金屬氫氧化物的至少一種和以上述式(5)表示的金屬氫氧化物的一種混合物。④還可使用開始脫水溫度在260℃以上的，以式(3)表示的復合金屬氫氧化物和式(4)表達的復合金屬氫氧化物的至少一種。⑤上述①～④中，還可摻入有機阻燃劑。因此，如將上述阻燃劑用于混合物中時，這些阻燃劑。因此，如將上述阻燃劑用于混合物中時，這些阻燃劑是安全和無公害的，與單獨使用金屬氫氧化物的情況相比，使用的金屬氫氧化物的量可減少，但卻能起到很好的阻燃劑的作用。因此，采取上述途徑就可得到具有良好的高溫可靠性、在紅外線回熔工序時的耐熱性和阻燃性的用于樹脂封裝的材料，達到了本發(fā)明的目的。
在上述通式(1)～(5)中，H表示氫原子，O表示氧原子。
以下詳細地說明本發(fā)明。
本發(fā)明中所用的熱固性樹脂組合物是由熱固性樹脂(Ⅰ成分)、固化劑(Ⅱ成分)、根據(jù)情況使用的固化促進劑、無機充填劑、以及加入起阻燃劑作用的混合物等制成的。一般來說，它的形狀是粉末狀或者將此粉末壓片制成的片狀。
上述熱固性樹脂(Ⅰ成分)包括環(huán)氧樹脂、聚馬來酰亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂和酚醛樹脂等。在本發(fā)明中最好使用環(huán)氧樹脂和聚馬來酰亞胺樹脂。
關于上述環(huán)氧樹脂的類型，沒有特殊的限定，可使用迄今為止大家熟知的類型，例如，雙酚A型、苯酚系熱塑性酚醛樹脂型和甲酚熱塑性酚醛樹脂型等。
關于上述聚馬來酰亞胺樹脂的類型也沒有特殊的限定，可使用迄今為止大家熟知的、在一個分子中有二個以上的馬來酰亞胺基的類型，例如，N，N’-4，4'-二苯基甲烷雙馬來酰亞胺和2，2，-雙-[4-(4-馬來酰亞胺苯氧基)苯基]丙烷等。
關于與上述熱固性樹脂(Ⅰ成分)一起使用的固化劑(Ⅱ成分)的類型，例如在使用環(huán)氧樹脂的場合，沒有特殊的限定，可以使用迄今為止大家熟知的類型，例如，最好使用酚醛樹脂。作為上述酚醛樹脂，最好使用苯酚系熱塑性酚醛樹脂，例如，苯酚熱塑性酚醛樹脂、甲酚熱塑性酚醛樹脂和萘酚熱塑性酚醛樹脂等。
此外，關于在使用熱固性聚馬來酰亞胺樹脂時對固化劑的類型也沒有特殊的限定，可以使用迄今為止大家熟知的類型，例如可以使用通過讓環(huán)氧樹脂用的固化劑在堿的存在下與鹵代烯丙基發(fā)生反應得到的鏈烯基酚類和胺類。
與上述熱固性樹脂(Ⅰ成分)和固化劑(Ⅱ成分)一起使用的阻燃劑大致可分為下述的三種實施方案。
第1種實施方案是使用下述通式(1)表示的金屬氫氧化物和下述通式式(2)表示的金屬氧化物的混合物。
n(MaOb)·cH2O …(1) n′(QdOe) …(2)[在上述式(2)中，Q是從周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的金屬元素，d、e各是正數(shù)，n′是1以上的正數(shù)。當重復QdOe時，Q可以是相同的或是不同的。此外，d、e互相間可以是相同的值或是不同的值。]在上述第1種實施方案中，存在將n＝1的單一金屬氫氧化物與金屬氧化物合并使用的情況(第1種實施方案a)和將當n≥2的復合金屬氫氧化物與金屬氧化物合并使用的情況(第1種實施方案b)。
以下敘述第1種實施方案a。
首先敘述用上述通式(1)表示的金屬氫氧化物。
在上述式(1)中，表示金屬氫氧化物中的金屬元素的M包括Al、Mg、Ca、Ni、Co、Sn、Zn、Cu、Fe、Ti、B等。
以上述式(1)表示的金屬氫氧化物(n＝1)的具體的代表例包括下述的單一金屬元素的金屬氫氧化物Al2O3·3H2O、Al2O3·H2O、Al2O3·cH2O(0＜c≤3)、MgO·H2O、MgO·cH2O(0＜c≤1)、CaO·H2O、CaO·cH2O(0＜c≤1)、
Ni2O·H2O、NiO·H2O、Ni3O4·cH2O(0＜c≤4)、Ni2O3·3H2O、Ni2O3·H2O、NiO2·cH2O(0.5＜b≤2，0＜c≤2)、CoO·H2O、Co2O3·3H2O、Co2O3·H2O、Co3O4·cH2O(0＜c≤4)、CoO2·cH2O(0＜c≤2)、CoOb·cH2O(1≤b≤2，0＜c≤2)、Pb2O·cH2O(0＜c≤1)、PbO·H2O、Pb2O3·cH2O(0＜c≤3)、PbO2·2H2O、PbOb·cH2O(0.5≤b≤2，0＜c≤2)、SnO·H2O、SnO2·2H2O、SnOb·cH2O(1≤b≤2，0＜c≤2)、ZnO·H2O、ZnO·cH2O(0＜c≤1)、FeO·H2O、Fe3O4·4H2O、Fe2O3·3H2O、Fe2O3·H2O、FeOb·cH2O(1≤b≤1.5，0＜c≤1.5)、Cu2O·H2O、CuO·H2O、CuOb·cH2O(0.5≤b≤1，0＜c≤1)等。
可以把二種以上的上述金屬氫氧化物混合起來使用。當把二種以上的上述金屬氫氧化物混合起來使用時，把它們用機械方法混合在一起使用也是有效的。
在以上述通式(1)表示的金屬氫氧化物之中，最好使用Al2O3·H2O、Al2O3·3H2O和MgO·H2O。
通常把無機充填劑、金屬氫氧化物和金屬氫氧化物三者合計的重量設定為熱固性樹脂組合物全部重量的60-90%。
而且，最好把上述金屬氫氧化物的含量設定在熱固性樹脂合成物全部重量的5-40%的范圍內(從無機充填劑、金屬氫氧化物和金屬氧化物的合計重量中減去金屬氫氧化物的重量后得到的剩余重量為金屬氫氧化物和無機充填劑的重量)。換言之，如該金屬氫氧化物的含量低于全部重量的5%時，阻燃效果就不充分，如含量超過全部重量的40%時，高溫可靠性和回熔工序時的耐熱性就有降低的趨勢。此外，這些特殊的金屬氫氧化物也可起到充填劑的作用，故由于使用這些金屬氫氧化物的緣故，迄今使用的無機充填劑的摻入量可以減少。
再者，采用以上述通式(1)表示的金屬氫氧化物的熱固性樹脂組合物，在用以下所述的方法得到的萃取水中的氯離子濃度最好低于100ppm/每克上述熱固性樹脂組合物。具體地說，把5克熱固性樹脂組合物與50毫升蒸餾水放入專用的萃取容器，把該容器在160℃的干燥機內放置20小時得到萃取水。然后對上述萃取水進行離子色譜分析，測定氯離子量(Ⅹ)。該氯離子量(Ⅹ)是把熱固性樹脂組合物中的氯離子量稀釋10倍得到的值，因此可用下述公式算出每克熱固性樹脂組合物的氯離子量每克熱固性樹脂組合物的氯離子量(ppm)＝Ⅹ×(50/5)即，如果熱固性樹脂組合物的萃取水中含有的氯離子濃度高的話，會發(fā)生對于元件、引線框等的腐蝕，耐濕性也會惡化。
再者，對用上述通式(1)表示的金屬氫氧化物，在用以下所述的方法得到的萃取水中的氯離子濃度最好低于300ppm/每克金屬氫氧化物。具體地說，把5克金屬氫氧化物與50毫升蒸餾水加入專用的萃取容器中，把該容器在160℃的干燥機內放置20小時得到萃取水。然后對上述萃取水進行離子色譜分析，測定氯離子量(Ⅹ)。由于該氯離子量是將金屬氫氧化物中的氯離子量稀釋10倍得到的值，因此可用下述公式來算出每克金屬氫氧化物的氯離子量
每克金屬氫氧化物的氯離子量(ppm)＝Ⅹ×(50/5)。
即，如果金屬氫氧化物的萃取水中含有的氯離子濃度高的話，會發(fā)生對于元件、引線框等的腐蝕，耐濕性也會惡化。
上述通式(2)表示的金屬氧化物可通過例如將以上述通式(1)表示的金屬氫氧化物完全脫水來得到。
用Q表示的上述通式(2)的金屬氧化物中的金屬元素，是一種由屬于周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的金屬元素。例如包括鐵、鈷、鎳、鈀、銅、鋅、鎘等，可以單獨地或二種以上合并地使用這金屬元素。
這些金屬氧化物的具體的代表性例子包括MgO、CaO、Ni2O、NiO、Ni3O4、Ni2O3、NiO2、NiOb(0.5≤b≤2)、CoO、Co2O3、Co3O4、CoO2、CoOb(1≤b≤2)、Pb2O、PbO、Pb2O3、PbO2、PbOb(0.5≤b≤2)、SnO、SnO2、SnOb(1≤b≤2)、ZnO、FeO、Fe3O4、Fe2O3、FeOb(1≤b≤1.5)、Cu2O、CuO、CuOb(0.5≤b≤1)、TiO、Ti2O3、TiO2、TiOb(1≤b≤2)、PdO、Pd2O3、PdO2、PdOb(1≤b≤2)等。
再者，在上述通式(2)中，作為金屬元素的Q的數(shù)目大于1并且這些金屬元素互不相同的場合的具體的代表例包括Al2O3·MgO、s(Al2O3)·1-s(MgO)(0＜s＜1)、s(Al2O3)·1-s(CaO)(0＜s＜1)、s(Al2O3)·1-s(NiO)(0＜s＜1)、s(Al2O3)·1-s(TiO2)(0＜s＜1)、s(MgO)·1-s(NiO)(0＜s＜1)、s(MgO)·1-s(CoO)(0＜s＜1)、s(MgO)·1-s(CaO)(0＜s＜1)、s(MgO)·1-s(FeO)(0＜s＜1)、s(Al2O3)·t(MgO)·u(NiO)(0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1，s+t+u＝1)、s(MgO)·t(FeO)·u(Fe2O3)(0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1，s+t+u＝1)等。
如果該金屬氧化物包含二種或更多的金屬元素，那么這些特定的金屬氧化物可呈以原子態(tài)的方式混合而成的固溶體狀態(tài)，也可呈二種以上結晶混合物的狀態(tài)?？梢詥为毜鼗蚝喜枚N以上這些金屬氧化物。當合并地應用二種或更多的金屬氧化物時，把它們用機械方法混合在一起的方式是有效的。
在上述金屬氧化物之中，特別優(yōu)選的是使用FeO、Fe2O3、CoO、Co2O3、NiO、Ni3O4等，這是因為在使用這些金屬氧化物時，即使減少與它們合并使用的金屬氫氧化物的量，仍能得到充分的阻燃作用。
最好把上述金屬氧化物的含量設定為熱固性樹脂組合物全部重量的5-80%(從金屬氫氧化物、無機充填劑和金屬氧化物的合計重量中減去金屬氧化物的重量后得的剩余重量為金屬氫氧化物和無機充填劑的重量)。換言之，這是因為如該金屬氧化物的含量低于全部重量的5%，就不能充分發(fā)揮由金屬氫氧化物產(chǎn)生的阻燃效果，如含量超過全部重量的80%，阻燃性就有降低的趨勢。
優(yōu)選的是把上述金屬氫氧化物和金屬氧化物的合計重量設定熱固性樹脂組合物的全部重量的10-8%的范圍內，特別優(yōu)選的是全部重量的15-50%。換言之，這是因為如該合計重量低于全部重量的10%，阻燃性的效果是不充分的，如該合計重量超過全部重量80%，高溫可靠性和在回熔工序時的耐熱性就有降低的趨勢。
此外，關于上述金屬氫氧化物(X)和上述金屬氧化物(Y)的合并使用時的各自的使用量，最好把金屬氫氧化物(X)的重量設定為熱固性樹脂組合物全部重量的10-30%，把金屬氧化物(Y)的重量設定為熱固性樹脂組合物全部重量的5-40%。
因此，作為上述第1種方案a的以上述通式(1)表示的金屬氫氧化物和以上述通式(2)表示的金屬氧化物的合并使用，取得良好的阻燃劑效果。
以下描述第1種方案b。在這種情況下，采用以下述通式(3)和通式(4)表示的復合金屬氫氧化物的至少一種來作為上述的通式(1)中表示的金屬氫氧化物?？墒褂迷谏鲜龅?種方案a中用的金屬氧化物來與該復合金屬氫氧化物合并使用。
x(AaOb)·y(BdOe)·cH2O …(3)[在上述式(3)中，A、B是互不相同的金屬元素，x、y、a、b、d、e是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)。此外，x、y、a、b、d、e互相間可以是相同的值或是不同的值。]x(CaOb)·y(DdOe)·z(EfOg)·cH2O …(4)[在上述式(4)中，C、D、E是互不相同的金屬元素，x、y、z、a、b、d、e、f、g各是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)。此外，x、y、z、a、b、d、e、f、g互相間可以是相同的值或是不同的值。]表示上述式(3)和(4)的各復合金屬氫氧化物中的金屬元素的A、C、D各自包括鋁、鎂、鈣、鎳、鈷、錫、鋅、銅、鐵、鈦和硼等。
表示上述式(3)和(4)的各復合金屬氫氧化物中的金屬元素的B、E分別是由屬于周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的金屬元素。
用上述通式(3)表示的復合金屬氫氧化物的具體例包括Al2O3·MgO·4H2O、Al2O3·MgO·cH2O(0＜c≤4)、s(Al2O3)·1-s(MgO)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤3)、s(Al2O3)·1-s(CoO)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤3)、s(Al2O3)·1-s(CaO)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤3)、s(Al2O3)·1-s(NiO)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤3)、s(Al2O3)·1-s(TiO2)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤3)、s(MgO)·1-s(NiO)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤1)、s(MgO)·1-s(CoO)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤1)、s(MgO)·1-s(CaO)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤1)、s(MgO)·1-s(Fe2O3)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤3)、s(MgO)·1-s(FeO)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤1)、s(CaO)·1-s(Fe2O3)·cH2O(0＜s＜1，0＜c≤3)等。
這些復合金屬氫氧化物可以單獨地使用或是將2種以上合并起來使用。特別是在將2種以上的復合金屬氫氧化物合并起來使用的情況下，將其用機械方法混合在一起使用是有效的。而且，在上述通式(3)中有2種金屬元素。這些特殊的復合金屬氫氧化物可呈以原子態(tài)的方式混合而成的固溶體狀態(tài)，也可呈2種結晶的混合物的狀態(tài)。
在以上述通式(3)表示的復合金屬氫氧化物之中，最好使用含有Fe、Co、Ni的復合金屬氫氧化物，這是因為這些復合金屬氫氧化物的阻燃效果很好。
此外，以上述通式(4)表示的復合金屬氫氧化物的具體例包括s(Al2O3)·t(MgO)·u(NiO)·cH2O(0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1，s+t+u＝1，0＜c≤3)、s(Al2O3)·t(CaO)·u(SnO2)·cH2O(0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1，s+t+u＝1，0＜c≤3)、s(MgO)·t(CoO)·u(NiO)·cH2O(0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1，s+t+u＝1，0＜c≤3)、s(CaO)·t(ZnO)·u(CuO)·cH2O(0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1，s+t+u＝1，0＜c≤3)、s(MgO)·t(FeO)·u(Fe2O3)·cH2O(0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1，s+t+u＝1，0＜c≤3)、s(MgO)·t(TiO2)·u(PdO)·cH2O(0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1，s+t+u＝1，0＜c≤3)等。
這些復合金屬氫氧化物可以單獨地使用或者將2種以上合并起來使用。特別是在將2種以上的復合金屬氫氧化物合并起來使用的情況下，將其用機械方法混合在一起使用是有效的。在上述通式(4)中有3種金屬元素。這些特殊的復合金屬氫氧化物可呈以原子態(tài)的方式混合而成的固溶體狀態(tài)，也可呈3種結晶的混合物的狀態(tài)。
在以上述一般式(4)表示的復合金屬氫氧化物之中，最好使用含有Fe、Co、Ni的復合金屬氫氧化物，這是因為這些復合金屬氫氧化物的阻燃效果很好。
以該式(3)和式(4)表示的特殊的復合金屬氫氧化物起到與以上述式(1)表達的金屬氫氧化物同樣的充填劑的作用。由于使用這些特殊的復合金屬氫氧化物，可減少迄今使用的無機充填劑的摻入量。
在上述第1種實施方案b中，最好把以上述式(3)和式(4)表示的復合金屬氫氧化物的含量設定為熱固性樹脂組合物全部重量的5-80%。換言之，這是因為如上述復合金屬氫氧化物的含量低于全部重量的5%，由復合金屬氫氧化物產(chǎn)生的阻燃效果是不充分的，如含量超過全部重量的80%，高溫可靠性和在回熔工序時的耐熱性有降低的趨勢。
在上述第1種實施方案b中，優(yōu)選的是把上述復合金屬氫氧化物[式(3)、式(4)]和金屬氧化物[式(2)]的合計重量設定在熱固性樹脂組合物全部重量的10-90%的范圍內，特別優(yōu)選的是25-90%。換言之，這是因為如上述的合計重量低于全部重量的10%，阻燃效果是不充分的，如上述的合計重量超過全部重量的90%，高溫可靠性和在回熔工序時的耐熱性就有降低的趨勢。
此外，關于上述復合金屬氫氧化物(X)和金屬氧化物(Y)合并使用時各自的使用量，最好把復合金屬氫氧化物(X)的重量設定為熱固性樹脂組合物全部重量的15-80%，把金屬氧化物(Y)的重量設定為熱固性樹脂組合物全部重量的10-75%。
因此，作為上述第1種實施方案b的以通式(3)、通式(4)表示的復合金屬氫氧化物和以通式(2)表示的金屬氧化物的合并使用，起到一種在燃燒時促進炭化的作用。換言之，與單獨使用復合金屬氫氧化物相比，可得到提高阻燃效果、減少阻燃劑添加量的效果。結果，這種混合物具有優(yōu)良的阻燃效果。
再者，在上述第1種實施案b中，作為使用以上述通式(3)和式(4)表示的復合金屬氫氧化物的熱固性樹脂組合物，與上述第1種實施方案a一樣，其氯離子濃度最好要低于100ppm/每克熱固性樹脂組合物。至于所含的氯離子濃度的測定和計算方法，與上述第1種實施方案a是一樣的。
此外，上述復合金屬氫氧化物的氯離子濃度，與上述第1種實施方案a一樣，最好要低于300ppm/每克復合金屬氫氧化物。至于所含的氯離子濃度的測定和計算方法，與上述第1種實施方案的a是一樣的。
在上述第1種實施方案b中，在使用以上述式(3)和式(4)表示的復合金屬氫氧化物時，除了這些復合金屬氫氧化物外，還可合并使用以下述的通式(5)表達的一種單一金屬氫氧化物。
MaOb·cH2O …(5)[在上述式(5)中，M是金屬元素，a、b、c是正數(shù)。此外a、b互相間可以是相同的值或是不同的值。
以上述式(5)表示的單一金屬氫氧化物的具體例可舉出上述式(1)中所表示的金屬氫氧化物的具體例。這些單一金屬氫氧化物可以單獨地使用或將二種以上合并起來使用。
在以上述通式(3)、(4)表示的復合金屬氫氧化物和以通式式(5)表示的單一金屬氫氧化物的熱性質方面，它們在150℃的熱損耗量分別希望低于原重量的5%，而且開始脫水溫度在200℃以上(最好是260℃以上)。上述熱損耗量是通過使用熱天平的熱重量法(大氣中測定)在升溫速度為10℃/分的情況下測定的值。把達到150℃時的熱損耗量以重量%的方式來顯示的值。
此外，上述開始脫水溫度是通過使用熱天平的熱重量法(大氣中測定)在升溫速度為10℃/分的情況下測定的值，它規(guī)定為熱損耗量達到原重量的5%時的溫度和微分熱損耗量(熱損耗量對時間進行一次微分所得到的值，即熱損耗速率)超過原重量的0.5%/分時的溫度中的任一個較低值。
以下描述第2種實施方案。該第2種實施方案是使用上述熱固性樹脂(Ⅰ成分)、固化劑(Ⅱ成分)、根據(jù)情況選用固化促進劑和無機充填劑以及使用下述復合金屬氫氧化物(Ⅲ)的方案。
(Ⅲ)是以下述的通式(3)表示的。開始脫水溫度在260℃以上的復合金屬氫氧化物和以通式(4)表示的復合金屬氫氧化物的至少一種x(AaOb)·y(BdOe)·cH2O …(3)[在上述式(3)中，A、B是互不相同的金屬元素，x、y、a、b、d、e各是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)，此外，x、y、a、b、d、e互相間可以是相同的值或是不同的值。]
x(CaOb)·y(DdOe)·z(EfOg)·cH2O …(4)[在上述式(4)中，C、D、E是互不相同的金屬元素，x、y、z、a、b、d、e、f、g各是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)。此外，x、y、z、a、b、d、e、f、g互相間可以是相同的值或是不同的值。]作為上述式(3)和式(4)表示的復合金屬氫氧化物可舉出前面已描述過的同樣的復合金屬氫氧化物。
希望把以上述式(3)和式(4)表示的復合金屬氫氧化物的含量設定為熱固性樹脂組合物的全部重量的5-80%。換言之，這是因為如含量低于全部重量的5%，阻燃性是不充分的，如含量超過全部重量的80%，高溫可靠性和在回熔工序時的耐熱性有降低的趨勢。
因此，該第2種實施方案中，只使用上述復合金屬氫氧化物作為起阻燃劑作用的化合物，而不并用在上述第1種實施方案中描述的金屬氧化物。
在以上述式(3)表達的復合金屬氫氧化物中，需要使用開始脫水溫度在260℃以上(最好在300℃以上)的復合金屬氫氧化物。換言之，這是因為在開始脫水溫度低于260℃的情況下，在回熔工序時的耐熱性會降低。而且在這種復合金屬氫氧化物的熱性質方面，希望在150℃時的熱損耗量低于原重量的5%。關于上述熱損耗量、開始脫水溫度的定義，與前面在第1種實施方案中敘述的定義是一樣的。
以下描述起阻燃劑作用的特殊的混合物的第3種實施方案。該第3種實施方案是使用第1種實施方案a、b的組合物和第2種實施方案的組合物，還并用一種有機阻燃劑的方案。
可使用一種雜環(huán)化合物作為上述有機阻燃劑。
上述雜環(huán)化合物包括例如具有密胺、密胺氰尿酸鹽、膦嗪、三聚氰酸骨架等的化合物。這些化合物可以單獨地或二種以上合并起來使用。
可以把上述有機阻燃劑與上述金屬氫氧化物、復合金屬氫氧化物預先用機械方法混合起來后再摻入到該熱固性樹脂組合物中，也可以先把有機阻燃劑溶解在一個溶劑中，再把上述金屬氫氧化物、復合金屬氫氧化物添加于該溶液中，之后對該溶液進行脫溶劑，使用表面處理后的物質，然后再將其用于該熱固性樹脂組合物。
上述有機阻燃劑的含量優(yōu)選地是設定在以上述通式(1)、(3)、(4)表示的金屬氫氧化物、復合金屬氫氧化物的使用量的1～10%，最優(yōu)選的是1.0～5.0%的范圍內。
因此，在包括金屬氫氧化物(包含復合金屬氫氧化物)或金屬氧化物的第3種實施方案中，通過摻入上述有機阻燃劑，使由燃燒引起的熱分解反應產(chǎn)生的活性自由基穩(wěn)定，從而起到抑制熱分解反應的作用。因而這種混合物可起到阻燃劑的作用。
在本發(fā)明使用的熱固性樹脂組合物中，除了上述各個成分之外，根據(jù)需要可適當?shù)靥砑訜o機充填劑、固化促進劑、顏料、脫模劑和增韌劑等。
上述無機充填劑包括石英玻璃粉末、滑石粉、二氧化硅粉末、氧化鋁粉末、碳酸鈣和炭黑粉末等。在這些無機充填劑中最好使用二氧化硅粉末。這種無機充填劑(如果它是二氧化硅粉末)的含量希望這樣來設定，即無機物的全部重量(即金屬氫氧化物、金屬氧化物和無機充填劑的總重量)為熱固性樹脂組合物全部重量的60%以上，最好是70%以上(通常的上限值是全部重量的93%)。換言之，這是因為如無機物全部重量低于熱固性樹脂組合物全部重量的60%，阻燃性就有降低的趨勢。
上述顏料包括炭黑、氧化鈦等。
上述脫模劑包括石蠟和脂肪族酯類等。
上述增韌劑包括硅烷偶聯(lián)劑等的偶聯(lián)劑和硅酮樹脂與丁二烯-丙烯腈橡膠等。
以上述式(1)、式(3)、式(4)表示的金屬氫氧化物(復合金屬氫氧化物)和以式(2)表示的金屬氧化物是粒狀物。這種粒狀物的平均粒徑最好是0.1～30μm，該平均粒徑是通過一種激光粒度測定儀來測定的。
本發(fā)明的熱固性樹脂組合物可以用例如下面所述的方法來制造。也就是說，把熱固性樹脂(Ⅰ成分)、固化劑(Ⅱ成分)、上述第1種～第3種形態(tài)的起阻燃劑作用的特殊的混合物以及根據(jù)需要選用的其它添加劑按預定的比例混合在一起。然后將這種混合物用滾筒拌和機等的混合機在加熱狀態(tài)下進行熔融混合，之后將其冷卻至室溫。接著用人們熟知的手段將其粉碎，根據(jù)需要將其做成片狀。通過上述一系列工序來制造所需的熱固性樹脂組合物。
關于采用通過以上方法得到的熱固性樹脂組合物對一個半導體元件進行封裝的方法沒有特殊的限定?？梢允褂靡环N大家熟知的、例如通常的轉移成形的模塑方法。
以下結合比較例對本發(fā)明的實施例進行說明。
(a)以下說明使用以上述通式(1)表示的金屬氫氧化物和以上述通式(2)表示的金屬氧化物的第1種實施方案。
首先，在實施例之前合成下述金屬氫氧化物和金屬氧化物。
把750.26克(2mol)的硝酸鋁[9水合物]加到2升的蒸餾水中并溶解于其中。一邊攪拌該溶液一邊滴入濃氨水。在室溫下攪拌1小時后，對生成的沉淀進行過濾，用蒸餾水洗滌5次。將該固體在120℃下用熱風干燥10小時，接著在減壓和210℃下干燥10小時。這樣就合成了具有下述組成式的金屬氫氧化物AH。
Al2O3·3H2O[金屬氫氧化物BH、CH]使用與合成金屬氫氧化物AH同樣的方法合成下面的表1和表2示出的金屬氫氧化物BH～DH，所不同的是采用下面的表1和表2示出的無機試劑及其使用量。此外，在下面的表3中示出所得到的金屬氫氧化物AH～DH在150℃下的熱損耗量和開始脫水溫度。
該金屬氫氧化物DH是通過對上述金屬氫氧化物AH(即Al2O3·3H2O)在260℃下進行加熱除去2H2O而制得的。在下面的表3中示出所得到的金屬氫氧化物DH在150℃下的熱損耗量和開始脫水溫度。
[表2][表3][金屬氧化物AO]把581.6克(2mol)的硝酸鎳[6水合物]加到2升的蒸餾水中并溶解于其中。一邊攪拌該溶液一邊滴入濃氨水。在室溫下攪拌1小時后，對生成的沉淀進行過濾，用蒸餾水洗滌5次。將該固體在120℃下用熱風干燥10小時，接著在減壓和900℃下干燥10小時。這樣就合成了具有下述組成式的金屬氧化物AO。
NiO[金屬氧化物BO、CO]使用與合成金屬氧化物AO同樣的方法合成金屬氧化物BO和CO，所不同的是采用下面的表4示出的無機試劑及其使用量。在下面的表5中示出已合成的金屬氧化物BO和CO的組成式。
把461.54克(1.8mol)的硝酸鎂[6水合物]和58.16克(0.2mol)的硝酸鎳[6水合物]加到2升的蒸餾水中并溶解于其中。一邊攪拌該溶液一邊滴入濃氨水。在室溫下攪拌1小時后，對生成的沉淀進行過濾，用蒸餾水洗5次。將該固體在120℃下用熱風干燥10小時，接著在減壓和900℃下干燥10小時。這樣就合成了具有下述組成式的金屬氧化物DO。
(MgO)1.8·(NiO)0.2[金屬氧化物EO、FO]使用與合成金屬氧化物CO同樣的方法合成金屬氧化物EO、FO，所不同的是采用下面的表4示出的無機試劑及其使用量。在下面的表5中示出已合成的金屬氧化物EO和FO的組成式。
[表5][實施例1～13，比較例1～9]
把下面表6～表10中示出的各個成分以該表中示出的比例混合在一起，用滾筒拌和機(溫度為100℃)進行3分鐘的熔融混合，在冷卻固化之后將其粉碎，從而得到所需的粉末狀熱固性樹脂合成物。
[表7][表8][表9][表10](b)以下說明使用以上述通式(3)通式(4)表示的復合金屬氫氧化物的至少一種來作為以通式(1)表示的金屬氫氧化物以及合并使用以上述通式(5)表示的金屬氫氧化物的第1種實施方案。
首先，在實施例之前合成下述復合金屬氫氧化物。
把375.13克(1mol)的硝酸鋁[9水合物]和256.14克(1mol)的硝酸鎂[6水合物]加到2升的蒸餾水中并溶解于其中。一邊攪拌該溶液一邊滴入濃氨水。在室溫下攪拌1小時后，對生成的沉淀進行過濾，用蒸餾水洗滌5次。將該固體在120℃下用熱風干燥10小時，接著在減壓和210℃下干燥10小時。這樣就合成了具有下述組成式的復合金屬氫氧化物FH。
(Al2O3)0.5·(MgO)1.0·2.5H2O[復合金屬氫氧化物GH～QH]使用與合成復合金屬氫氧化物FH同樣的方法合成具有在下面的表12中示出的組成的復合金屬氫氧化物GH～QH，所不同的是采用在下面的表11中示出的無機試劑及其使用量。
在下面的表13中示出上述復合金屬氫氧化物FH～QH在150℃下的熱損耗量和開始脫水溫度。
[表12][表13][實施例14～33]把下面的表14～表19中示出的各個成分以該表中示出的比例混合在一起，用滾筒拌和機(溫度為100℃)進行3分鐘的熔融混合，在冷卻固化之后將其粉碎，從而得到所需的粉末狀熱固性樹脂組合物。
[表15][表16][表17][表18][表19](C)以下說明只使用以上述通式(3)通式(4)表示的復合金屬氫氧化物的至少一種的上述第2種實施方案。
把下面的表20～表22中示出的各個成分按同表示出的比例混合在一起，用滾筒拌和機(溫度為100℃)進行3分鐘的熔融混合，在冷卻固化之后將其粉碎，從而得到所需的粉末狀熱固性樹脂組合物。
[表21] (d)以下說明使用金屬氫氧化物、金屬氧化物和有機阻燃劑(雜環(huán)化合物)的第3種實施案。
把下面的表23中示出的各個成分以該表中示出的比例混合在一起，用滾筒拌和機(溫度為100℃)進行3分鐘的熔融混合，在冷卻固化之后將其粉碎，從而得到所需的粉末狀熱固性樹脂合成物。
使用由上述實施例和比較例得到的熱固性樹脂組合物對一個半導體元件進行轉熱成形(條件是175℃×2分)的封裝，再進行175℃×5小時的固化，由此得到一個半導體器件。該外殼是80個引出腳的QFP(四邊充填外殼，尺寸為20×14×2mm)。芯片底座尺寸為8×8mm。
把由此得到的半導體器件放置在85℃/相對濕度為85%的高溫槽中維持96小時以使其吸濕，之后在加熱溫度240℃下對其進行90秒的紅外線回熔試驗以鑒定其在回熔工序時的耐熱性。此外，對上述半導體裝置進行高溫放置試驗即將其放置于200℃的環(huán)境中，測定其故障率達到50%的時間。再者，制成厚度為1/16英吋的試驗片，按UL94-VO的標準鑒定其阻燃性。在下面的表24～表32中示出上述結果。
此外，測定了由上述實施例和比較例得到的熱固性樹脂組合物的固化體的氯離子濃度。氯離子濃度的測定是按照上面已敘述過的方法來進行的。在下面的表24～表32中示出了這些結果。
[表26][表27][表28][表29][表30][表31][表32]從上述表24～表32的結果可看出，比較例1、2、6的產(chǎn)品在阻燃性方面沒有問題，但是在高溫可靠性試驗方面的50%故障發(fā)生時間非常短，故其可靠性很低。此外，比較例3的產(chǎn)品在阻燃性和高溫可靠性方面雖沒有問題，但破裂的發(fā)生率很高。比較例4、5、7、9的產(chǎn)品在阻燃性方面都有問題，特別是比較例4的產(chǎn)品，高溫可靠性也較低，外殼破裂的發(fā)生率也高。與此相反，實施例的產(chǎn)品在阻燃性方面全部符合標準，外殼破裂的發(fā)生率非常低，在高溫可靠性、回熔工序時的耐熱性和阻燃性方面性能優(yōu)良。
由以上所述，本發(fā)明的半導體器件是使用含有起阻燃劑作用的下述化合物的熱固性樹脂組合物對半導體元件進行封裝而形成的。①首先，可合并使用以上述通式(1)表示的金屬氫氧化物和以上述通式(2)表示的金屬氧化物。②可使用以上述通式(3)和(4)表示的復合金屬氫氧化物的至少一種作為式(1)的金屬氫氧化物。③除了這2種復合金屬氫氧化物的至少一種外，可合并使用以上述式(5)表示的單一金屬氫氧化物。④可使用開始脫水溫度在260℃以上的、用式(3)表示的復合金屬氫氧化物和一種以式(4)表示的復合金屬氫氧化物中的至少一種。⑤除了以上①～④的組合物外，還可向其中配合一種有機阻燃劑。因此，由于使用上述①～⑤的組合物，可得到這樣一種產(chǎn)品即使將其放置于高溫下也不會產(chǎn)生對于鋁布線的腐蝕和金屬氫氧化物的脫水，具有很高的高溫可靠性和長的壽命。此外，在已吸濕的狀態(tài)下，即使將其浸漬于焊錫熔融液中也難于發(fā)生外殼的破裂。再者，由于可在不使用有害的鹵化物和三氧化銻等的情況下提供阻燃性能，故安全性非常高，對環(huán)境沒有公害。因此，本發(fā)明的半導體器件提供了無公害的阻燃技術和使半導體器件的可靠性有很大提高，在產(chǎn)業(yè)方面有很高的利用價值。
記載化學式等的說明書部分

＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(氫氧基當量106，軟化點80℃)
＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)
＊1N，N′-(4，4′-二苯基甲烷)雙馬來酰亞胺＊2烯丙基化苯酚熱塑性酚醛樹脂(烯丙基當量280，軟化點90℃)
＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)＊3溴化苯酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量280，軟化點83℃)＊4N，N′-(4，4′-二苯甲烷)雙馬來酰亞胺＊5烯丙基化苯酚熱塑性酚醛樹脂(烯丙基當量280，軟化點90℃)注比較例3-5是第1種實施方案a的比較例。
＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)＊3溴化苯酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量280，軟化點83℃)＊4N，N′-(4，4′-二苯甲烷)雙順馬來酰亞胺＊5烯丙基化苯酚熱塑性酚醛樹脂(烯丙基當量280，軟化點90℃)注比較例3-5是第1種實施方案a的比較例。

＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)
＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)
＊1N，N′-(4，4′-二苯甲烷)雙馬來酰亞胺＊2烯丙基化苯酚酚醛樹脂(烯丙基當量280，軟化點90℃)
＊1N，N′-(4，4′-二苯甲烷)雙馬來酰亞胺＊2烯丙基化苯酚熱塑性酚醛樹脂(烯丙基當量280，軟化點90℃)
＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)
＊1N，N′-(4，4′-二苯甲烷)雙馬來酰亞胺＊2烯丙基化苯酚酚醛樹脂(烯丙基當量280，軟化點90℃)
＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)
＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)
＊1N，N′-(4，4′-二苯基甲烷)雙馬來酰亞胺＊2烯丙基化苯酚酚醛樹脂(烯丙基當量280，軟化點90℃)
＊1鄰甲酚熱塑性酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當量195，軟化點85℃)＊2苯酚熱塑性酚醛樹脂(羥基當量106，軟化點80℃)＊3密胺＊4密胺氰尿酸鹽



權利要求
1.一種半導體器件，其特征在于使用含有下述(Ⅰ)～(Ⅳ)成分的熱固性樹脂組合物對一個半導體元件進行封裝而形成的，(Ⅰ)熱固性樹脂；(Ⅱ)固化劑；(Ⅲ)以下述通式(1)表示的一種金屬氫氧化物[在上述式(1)中，M是一種金屬元素，a、b、c各是正數(shù)，n是1以上的正數(shù)。式中，當重復MaOb時，M可以是相同的或是不同的。此外，a、b互相間可以是相同的值或是不同的值。](Ⅳ)由下述的通式(2)表示的金屬氧化物。[在上述式(2)中，Q是由屬于周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的一種金屬元素，d、e各是正數(shù)，n′是1以上的正數(shù)。式中，當重復QdOe時，Q可以是相同的或是不同的。此外，a、b互相間可以是相同的值或是不同的值。]
2.按權利要求1中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(1)表示的金屬氫氧化物中的一種金屬元素的M是以由鋁、鎂、鈣、鎳、鈷、錫、鋅、銅、鐵、鈦和硼組成的一組中選出的至少一種金屬。
3.按權利要求1或2中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(1)表示的金屬氧化物中的一種金屬元素的Q是從由鐵、鈷、鎳、鈀、銅、鋅和鎘組成的一組中選出的至少一種金屬。
4.按權利要求1-3的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(1)表示的金屬氫氧化物的開始脫水溫在260℃以上。
5.按權利要求1-4的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中該熱固性樹脂組合物中的氯離子濃度低于100ppm/每克熱固性樹脂組合物。
6.按權利要求1-5的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中(Ⅲ)成分的金屬氫氧化物是由下述通式(3)表示的一種復合金屬氫氧化物和由通式(4)表示的一種復合金屬氫氧化物的至少一種x(AaOb)·y(BdOe)·cH2O …(3)[在上述式(3)中，A、B是互不相同的金屬元素，x、y、a、b、d、e各是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)，此外，x、y、a、b、d、e互相間可以是相同的值或是不同的值]x(CaOb)·y(DdOe)·z(EfOg)·cH2O …(4)[在上述式中，C、D、E是互不相同的金屬元素，x、y、z、a、b、d、e、f、g各是正數(shù)，c是大于1的正數(shù)，此外，x、y、z、a、b、d、e、f、g互相間可以是相同的值或是不同的值。]
7.按權利要求6中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(3)、通式(4)表示的各復合金屬氫氧化物中的金屬元素的A、C、D分別是從鋁、鎂、鈣、鎳、鈷、錫、鋅、銅、鐵、鈦和硼組成的一組中選出的至少一種元素。
8.按權利要求6或7中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(3)、通式(4)表示的各復合金屬氫氧化物中的金屬元素的B、E各是從周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的金屬。
9.按權利要求6-8的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中在由通式(3)和通式(4)表示的復合金屬氫氧化物中，還可合并使用由下述的通式(5)表示的金屬氫氧化物[在上述式(5)中，M是金屬元素，a、b、c各是一個正數(shù)，此外a、b互相間可以是相同的值或是不同的值。]
10.按權利要求6-9的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(3)、通式(4)表示的各復合金屬氫氧化物的開始脫水溫度各在260℃以上。
11.按權利要求6-10的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中熱固性樹脂組合物的氯離子濃度低于100ppm/每克熱固性樹脂組合物。
12.一種半導體器件，其特征在于使用含有下述(Ⅰ)～(Ⅲ)成分的熱固性樹脂組合物對一個半導體元件進行封裝而形成的，(Ⅰ)熱固性樹脂;(Ⅱ)固化劑;(Ⅲ)由下述通式(3)表示的一種開始脫水溫度在260℃以上的復合金屬氫氧化物和由下述通式(4)表示的一種復合金屬氫氧化物的至少一種x(AaOb)·y(BdOe)·cH2O …(3)[在上述式(3)中，A、B是互不相同的金屬元素，x、y、a、b、d、e各是正數(shù)，c是一個大于1的正數(shù)，此外，x、y、a、b、d、e互相間可以是相同的值或是不同的值，]x(CaOb)·y(DdOe)·z(EfOg)·cH2O …(4)[在上述式(4)中，C、D、E是互不相同的金屬元素，x、y、z、a、b、d、e、f、g各是正數(shù)，c是一個大于1的正數(shù)，此外，x、y、z、a、b、d、e、f、g互相間可以是相同的值或是不同的值。]
13.按權利要求12中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(3)、通式(4)表示的各復合金屬氫氧化物中的金屬元素的A、C、D分別是從鋁、鎂、鈣、鎳、鈷、錫、鋅、銅、鐵、鈦和硼組成的一組中選出的至少一種元素。
14.按權利要求12或13中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(3)、通式(4)表示的各復合金屬氫氧化物中的金屬元素的B、E是由屬于周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的金屬。
15.按權利要求1-14的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中由通式(3)、通式(4)表示的復合金屬氫氧化物的開始脫水溫度各在300℃以上。
16.按權利要求12-15的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中熱固性樹脂組合物的氯離子濃度低于100ppm/每克熱固性樹脂組合物。
17.一種半導體器件，其特征在于使用在權利要求1-16中所述的熱固性樹脂組合物中再摻入一種有機阻燃劑后得到的一種熱固性樹脂組合物對半導體元件進行封裝而形成的。
18.按權利要求17中所述的半導體器件，其特征在于，其中該有機阻燃劑是一種雜環(huán)化合物。
19.按權利要求1-18的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中作為(Ⅰ)成分的熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂。
20.按權利要求1-18的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中作為(Ⅰ)成分的熱固性樹脂是聚馬來酰亞胺樹脂。
21.按權利要求1-20的任一項中所述的半導體器件，其特征在于，其中該熱固性樹脂組合物含有一種固化促進劑和一種無機充填劑。
22.一種半導體封裝用的熱固性樹脂組合物，其特征在于含有下述(Ⅰ)～(Ⅳ)成分，(Ⅰ)熱固性樹脂;(Ⅱ)固化劑;(Ⅲ)以下述通式(1)表示的一種金屬氫氧化物n(MaOb)·cH2O …(1)[在上述式(1)中，M是一種金屬元素，a、b、c各是正數(shù)，n是1以上的正數(shù)，式中，當重復MaOb時，M可以是相同的或是不同的，此外，a、b互相間可以是相同的值或是不同的值。](Ⅳ)由下述的通式(2)表示的金屬氧化物。n′(QdOe) …(2)[在上述式(2)中，Q是由屬于周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的金屬元素，d、e各是正數(shù)，n′是1以上的正數(shù)，式中，當重復QdOe時，Q可以是相同的或是不同的。此外，d、e互相間可以是相同的值或是不同的值。]
23.按權利要求22中所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中由通式(1)表示的金屬氫氧化物中的金屬元素的M是從鋁、鎂、鈣、鎳、鈷、錫、鋅、銅、鐵、鈦和硼組成的一組中選出的至少一種金屬。
24.按權利要求22或23中所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中由通式(2)表示的金屬氧化物中的一種金屬元素的Q是從由鐵、鈷、鎳、鈀、銅、鋅和鎘組成的一組中選出的至少一種金屬。
25.按權利要求22-24的任一項中所述的用于半導體封裝的樹脂組合物，其特征在于，其中作為(Ⅲ)成分的金屬氫氧化物是由下述一般式(3)表示的一種復合金屬氫氧化物和由通式(4)表示的一種復合金屬氫氧化物的至少一種x(AaOb)·y(BdOe)·cH2O …(3)[在上述式(3)中，A、B是互不相同的金屬元素，x、y、a、b、d、e各是正數(shù)，c是一個大于1的正數(shù)，此外，x、y、a、b、d、e互相間可以是相同的值或是不同的值，]x(CaOb)·y(DdOe)·z(EfOg)·cH2O …(4)[在上述式(4)中，C、D、E是互不相同的金屬元素，x、y、z、a、b、d、e、f、g各是正數(shù)，c是一個大于1的正數(shù)，此外，x、y、z、a、b、d、e、f、g互相間可以是相同的值或是不同的值。]
26.按權利要求25中所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中除了由通式(3)和通式(4)表示的復合金屬氫氧化物外，還使用由下述的通式(5)表示的一種金屬氫氧化物MaOb·cH2O …(5)[在上述式(5)中，M是金屬元素，a、b、c各是一個正數(shù)，此外a、b互相間可以是相同的值或是不同的值。]
27.半導體封裝用的熱固性樹脂組合物，其特征在于含有下述的(Ⅰ)～(Ⅲ)成分，(Ⅰ)熱固性樹脂;(Ⅱ)固化劑;(Ⅲ)由下述通式(3)表示的、開始脫水溫度在260℃以上的一種復合金屬氫氧化物和由通式(4)表示的一種復合金屬氫氧化物的至少一種x(AaOb)·y(BdOe)·cH2O …(3)[在上述式(3)中，A、B是互不相同的金屬元素，x、y、a、b、d、e各是一個正數(shù)，c是一個大于1的正數(shù)，此外，x、y、a、b、d、e互相間可以是相同的值或是不同的值，]x(CaOb)·y(DdOe)·z(EfOg)·cH2O …(4)[在上述式(4)中，C、D、E是互不相同的金屬元素，x、y、z、a、b、d、e、f、g各是一個正數(shù)，c是大于1的正數(shù)，此外，x、y、z、a、b、d、e、f、g互相間可以是相同的值或是不同的值。]
28.按權利要求27中所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中由通式(3)、通式(4)表示的各復合金屬氫氧化物中的金屬元素的A、C、D分別是從由鋁、鎂、鈣、鎳、鈷、錫、鋅、銅、鐵、鈦和硼組成的一組中選出的至少一種元素。
29.按權利要求27或28中所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中由通式(3)、通式(4)表示的各復合金屬氫氧化物中的金屬元素的B、E是由周期表的Ⅳa、Ⅴa、Ⅵa、Ⅶa、Ⅷ、Ⅰb、Ⅱb各族中選出的金屬。
30.半導體封裝用的熱固性樹脂組合物，其特征是在權利要求22-29所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物中再摻入一種有機阻燃劑。
31.按權利要求30中所述的半導體封裝用的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中該有機阻燃劑是一種雜環(huán)化合物。
32.按權利要求22-31的任一項中所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中作為(Ⅰ)成分的熱固性樹脂是環(huán)氧樹脂。
33.按權利要求22-31的任一項中所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中作為(Ⅰ)成分的熱固性樹脂是聚馬來酰亞胺樹脂。
34.按權利要求22-33的任一項中所述的用于半導體封裝的熱固性樹脂組合物，其特征在于，其中還包含固化促進劑和無機充填劑。
全文摘要
一種通過使用含有熱固性樹脂(I成分)、固化劑(II成分)、及下述的(III成分)與(IV成分)的熱固性樹脂組合物對半導體元件進行封裝而得到的半導體器件。對該半導體裝置提供在紅外線回熔工序時的高的耐熱性和阻燃性，使該半導體器件的可靠性有很大的提高。(III)由下通式(1)表示的一種金屬氫氧化物n(M
文檔編號H01L23/29GK1113658SQ94190621
公開日1995年12月20日 申請日期1994年8月17日 優(yōu)先權日1993年8月20日
發(fā)明者山口美穗, 白井光義, 森川敬忠, 滿岡由明, 河本紀雄 申請人:日東電工株式會社