[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置。更详细而言，涉及以下半导体装置，其具备：具有冲模垫(die pad)部的引线框或电路基板，层叠或并列装载在所述引线框的冲模垫部上或所述电路基板上的1个以上的半导体元件，将设置在所述引线框的冲模垫部或所述电路基板中的电接合部和设置在所述半导体元件中的电极衬垫进行电接合的铜导线，以及将所述半导体元件和所述铜导线进行密封的密封材。

背景技术

以往，二极管、晶体管、集成电路等电子部件主要由环氧树脂组合物的固化物密封。特别是在集成电路中，使用配合了环氧树脂、酚醛树脂系固化剂、以及熔融二氧化硅、结晶二氧化硅等无机填充材料且耐热性、耐湿性优异的环氧树脂组合物。但是近年来，在电子设备变成小型、轻量、高性能的市场动向中，半导体元件的高集成化逐年发展，此外，促进半导体装置变成表面安装，对在半导体元件密封中使用的环氧树脂组合物的耐热性、耐湿性的要求变得越发严格。

另一方面，针对半导体装置的降低成本的要求也变得强烈，由于以往的金线接合成本高，因此也采用铝、铜合金、铜等非金金属的接合。但是，特别是在汽车用途中，对于非金金属，除成本外，还要求在超过150℃这样的高温环境下的高温保存特性、高温操作特性，在超过60℃、相对湿度超过60％的高温、高湿环境下的耐湿可靠性之类的电气可靠性。另外，在利用非金导线的接合中，存在迁移、腐蚀、电阻值增大之类的问题，未必能够满足要求。

特别是在使用铜导线的半导体装置中，存在耐湿可靠性试验中铜易腐蚀、可靠性欠缺之类的问题。目前，虽然导线线径比较粗的铜导线在分立用功率器件中有使用的情况，但是导线线径为25μm以下的铜导线难以适用于IC用途、特别是受到由电路基板引起的杂质的影响的单面密封封装。

在专利文献1中，提出了通过改善铜导线自身的加工性来提高接合部的可靠性。另外，在专利文献2中，提出了通过对铜导线覆盖导电性金属来防止铜导线的氧化，改善接合可靠性。但是，没有考虑到用树脂密封的封装即半导体装置自身的腐蚀、耐湿可靠性之类的电气可靠性。

另外，为了在封装变成小型薄壁的同时实现生产率的提高，将多个半导体元件一并成型，成型后切分成单片而得到各元件的MAP成型逐渐成为主流。就MAP成型品而言，为了将薄且大型的成型品进行成型，对于密封树脂，要求在低粘度化、单片化时能够耐切断的强度、不断裂缺损的柔软性、以及对切割刀具的低磨损性等。为了提高上述封装可靠性，优选将无机填充材料高填充在密封树脂中而使吸湿率降低。但是，由于无机填充材料变成高填充，导致有时产生切削阻力高、刀具容易磨损、单片化时咬入刀具中而破损之类的问题。因此，对于密封树脂，要求单片化的容易进行、以及对刀具的低磨损性。

专利文献

专利文献1：日本特公平6-017554号公报

专利文献2：日本特开2007-12776号公报

发明内容

本发明是鉴于上述以往技术中具有的问题而进行的，其目的在于提供一种半导体装置，其具备引线框或电路基板、半导体元件、铜导线、密封材，是通过将所述半导体元件和所述铜导线由用于所述密封材的环氧树脂组合物一并密封成型后，将成型品切割而单片化的MAP方式来得到的，所述半导体装置密封成型后容易单片化，对用于切割的刀具的磨损少，且难以腐蚀将引线框或电路基板的电接合部和半导体元件的电极衬垫进行电接合的铜导线，高温保存特性、高温操作特性、耐湿可靠性的平衡优异。

根据本发明提供一种半导体装置，其具备：引线框或电路基板，具备电接合部，具有冲模垫部；1个以上的半导体元件，层叠或并列装载在该引线框的该冲模垫部上或该电路基板上，具备电极衬垫；铜导线，将该引线框或该电路基板的该电接合部和该半导体元件的该电极衬垫进行电接合；以及密封材，将该半导体元件和该铜导线进行密封；其中，该铜导线的线径为18μm～23μm，该密封材由环氧树脂组合物的固化物构成，该环氧树脂组合物含有(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)球状二氧化硅、(D)金属氢氧化物和/或金属氢氧化物固溶体，该半导体装置是在由该环氧树脂组合物密封成型后经过单片化工序而得到的。

根据本发明的一个实施方式，在所述半导体装置中，所述(D)金属氢氧化物和/或金属氢氧化物固溶体的平均粒径为1μm～10μm。

根据本发明的一个实施方式，在所述半导体装置中，所述(D)金属氢氧化物和/或金属氢氧化物固溶体相对于所述环氧树脂组合物总质量的含有比例为1质量％～10质量％。