專利名稱：焊劑活化劑、粘接劑樹脂組合物、粘接糊、粘接膜、半導(dǎo)體裝置的制造方法以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊劑活化劑、粘接劑樹脂組合物、粘接糊、粘接膜、半導(dǎo)體裝置的 制造方法以及半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著電子設(shè)備的小型化、高功能化的進(jìn)展，對(duì)于半導(dǎo)體裝置來說，也不斷 要求小型化、薄型化以及電氣特性的提高(應(yīng)對(duì)高頻傳送等)。因此，開始由以往通過引線 接合將半導(dǎo)體芯片安裝在基板上的方式，向在半導(dǎo)體芯片上形成稱為凸塊的導(dǎo)電性突起而 直接連接基板電極的倒裝芯片連接方式轉(zhuǎn)變。作為倒裝芯片連接方式，已知有使用焊錫或錫等進(jìn)行金屬接合的方法、施加超聲 波振動(dòng)進(jìn)行金屬接合的方法、利用樹脂的收縮力來保持機(jī)械接觸的方法等。其中，從生產(chǎn)性 和連接可靠性的觀點(diǎn)考慮，廣泛采用使用焊錫或錫等進(jìn)行金屬接合的方法，特別是使用焊 錫的方法，由于其顯示出了高連接可靠性，因此適用于MPU等的安裝。倒裝芯片連接方式中，存在有源自于半導(dǎo)體芯片和基板的熱膨脹系數(shù)差的熱應(yīng)力 集中在連接部，從而使連接部損壞的風(fēng)險(xiǎn)。因此，為了分散該熱應(yīng)力，提高連接可靠性，需要 用樹脂對(duì)半導(dǎo)體芯片和基板間的空隙進(jìn)行密封填充。作為樹脂的密封填充方式，一般采用 使用焊錫等連接半導(dǎo)體芯片和基板后，再利用毛細(xì)管現(xiàn)象，向空隙中注入液狀密封樹脂的 方式。在連接半導(dǎo)體芯片和基板時(shí)，為了還原除去存在于焊錫等表面上的氧化膜而使金屬 接合變得容易，使用了由松香或有機(jī)酸等所形成的焊劑活化劑。然而，如果焊劑活化劑的殘 渣殘留，則在注入液狀密封樹脂時(shí)，就會(huì)成為產(chǎn)生被稱為空孔的氣泡的原因，或者，由于酸 成分而產(chǎn)生配線的腐蝕，連接可靠性下降。因此，洗滌焊劑活化劑殘?jiān)墓ば蚴潜仨毜?。?而，近年來，隨著連接間距的窄間距化，半導(dǎo)體芯片和基板間的空隙變得狹窄，因此產(chǎn)生了 難以洗滌焊劑活化劑殘?jiān)那闆r。進(jìn)一步，向半導(dǎo)體芯片和基板間的狹窄空隙中注入液狀 樹脂需要很長時(shí)間，因此有生產(chǎn)性下降的問題。因此，提出了一種顯示出能夠還原除去存在于焊錫等金屬表面上的氧化膜的性質(zhì) (以下，記作焊劑活性)的密封樹脂。在將這些密封樹脂供給至基板后，連接半導(dǎo)體芯片和 基板的同時(shí)，由該樹脂對(duì)半導(dǎo)體芯片和基板間的空隙進(jìn)行密封填充，省略了焊劑殘?jiān)南?滌?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)[專利文獻(xiàn)1]日本特開2001-223227號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本特開2005-272547號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本特開2006-169407號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]日本特開2001-278954號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題作為顯示出焊劑活性的密封樹脂，正在研究配合了羧酸等有機(jī)酸的材料。但由于 羧酸等有機(jī)酸可以用作廣泛用于密封樹脂的環(huán)氧樹脂的固化劑，因此難以控制反應(yīng)性以及 確保其保存穩(wěn)定性。此外，還存在有由于酸成分而產(chǎn)生配線的腐蝕，導(dǎo)致絕緣可靠性下降的 情況。此外，在密封樹脂為液狀的情況下，在使用分配器等將密封樹脂涂布在基板上時(shí)，由 于樹脂粘度的經(jīng)時(shí)變化，而存在有難以穩(wěn)定控制供給量的情況。另一方面，還已知有含有環(huán)氧樹脂和包含Ρ惡,嗪化合物的固化劑的半導(dǎo)體密封用樹 脂(參照專利文獻(xiàn)4)。半導(dǎo)體密封用樹脂是用于模制電路基板上的半導(dǎo)體芯片或配線等的 物質(zhì)，并不是電連接半導(dǎo)體芯片和電路基板的物質(zhì)。即，半導(dǎo)體密封用樹脂完全不需要焊劑 活性。此外，雖然已知使用略嗪化合物作為環(huán)氧樹脂的固化劑，但使用其作為焊劑活化劑是 完全未知的。本發(fā)明鑒于上述情況而進(jìn)行，其目的在于提供一種顯示出良好的焊劑活性，同時(shí) 容易確保其保存穩(wěn)定性的焊劑活化劑、粘接劑樹脂組合物、粘接糊、粘接膜、電連接可靠性 高的半導(dǎo)體裝置的制造方法以及半導(dǎo)體裝置。用于解決問題的方法為了解決上述問題，本發(fā)明的第1方面所涉及的焊劑活化劑含有具有縮合多環(huán)噴、.. 嗪骨架的化合物。本發(fā)明的第2方面所涉及的焊劑活化劑含有由具有酚羥基的化合物、甲 醛和具有伯氨基的化合物閉環(huán)縮合所得的化合物。由羧酸等有機(jī)酸所形成的焊劑活化劑，會(huì)產(chǎn)生難以確保其保存穩(wěn)定性，配線因酸 成分而腐蝕等問題。相反，本發(fā)明的焊劑活化劑，顯示出良好的焊劑活性，同時(shí)容易確保其 保存穩(wěn)定性。雖然其顯示出良好的焊劑活性的詳細(xì)原因尚未明確，但推測(cè)是由于其同時(shí)表 現(xiàn)出了因。惡.嗪環(huán)加熱開環(huán)所生成的酚羥基而產(chǎn)生的還原作用，以及因來自于叔氮原子的 不成對(duì)電子的給電子性而產(chǎn)生的還原作用。此外，容易確保其保存穩(wěn)定性，推測(cè)是由于在低 溫下ρ惡.嗪環(huán)不會(huì)開環(huán)，因此穩(wěn)定。本發(fā)明的粘接劑樹脂組合物，含有環(huán)氧樹脂、固化劑、和上述焊劑活化劑。在加熱 本發(fā)明的粘接劑樹脂組合物時(shí)，環(huán)氧樹脂因固化劑的作用而固化。因此，例如可以使多個(gè)部 件彼此粘接。此處，本發(fā)明的粘接劑樹脂組合物由于含有上述焊劑活化劑，因此顯示出了良 好的焊劑活性，同時(shí)容易確保其保存穩(wěn)定性。此外，前述焊劑活化劑中的前述具有縮合多環(huán) 13惡..嗪骨架的化合物優(yōu)選為液狀。這時(shí)，和具有縮合多環(huán)ρ惡.嗪骨架的化合物為固體物的情況相 比，提高了粘接劑樹脂組合物的粘接性。因此，例如可以使多個(gè)部件彼此良好粘接。另外，具有 縮合多環(huán)11惡.,嗪骨架的化合物，優(yōu)選在例如40 50°C的溫度范圍中的任意溫度下都為液狀。此外，前述固化劑優(yōu)選包含咪唑類。這時(shí)，粘接劑樹脂組合物的保存穩(wěn)定性以及粘 接劑樹脂組合物的固化物的耐熱性提高。此外，上述粘接劑樹脂組合物優(yōu)選進(jìn)一步含有無機(jī)填料。這時(shí)，可以減小粘接劑樹 脂組合物的固化物的線膨脹系數(shù)(彈性模量)。本發(fā)明的粘接糊含有上述粘接劑樹脂組合物，并且前述粘接劑樹脂組合物中的前 述環(huán)氧樹脂以及前述固化劑為液狀。本發(fā)明的粘接糊由于含有上述粘接劑樹脂組合物，因 此顯示出了良好的焊劑活性，同時(shí)容易確保其保存穩(wěn)定性。
本發(fā)明的粘接膜含有上述粘接劑樹脂組合物和熱塑性樹脂。本發(fā)明的粘接膜由于 含有上述粘接劑樹脂組合物，因此顯示出了良好的焊劑活性，同時(shí)容易確保其保存穩(wěn)定性。此外，以前述熱塑性樹脂和前述環(huán)氧樹脂的總量為100質(zhì)量份計(jì)，前述粘接劑樹 脂組合物中的前述具有縮合多環(huán)P惡嗪骨架的化合物的配合量優(yōu)選為0. 5 20質(zhì)量份。當(dāng) 具有縮合多環(huán)卩惡.嗪骨架的化合物的配合量不足0. 5質(zhì)量份時(shí)，具有無法充分發(fā)揮出焊劑活 性的傾向，而當(dāng)其超過20質(zhì)量份時(shí)，則有成膜性下降，或粘接膜的固化物的耐熱性下降的 傾向。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括使上述粘接劑樹脂組合物介于具有第1金 屬電極的電路基板和具有第2金屬電極的半導(dǎo)體元件之間的工序；和通過使前述粘接劑樹 脂組合物固化，從而粘接前述電路基板和前述半導(dǎo)體元件，并電連接前述第1金屬電極和 前述第2金屬電極的工序。在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，由于使用上述粘接劑樹 脂組合物，因此可以提高電路基板和半導(dǎo)體元件的電連接可靠性。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置包括具有第1金屬電極的電路基板；具有和前述第1金屬 電極電連接的第2金屬電極的半導(dǎo)體元件；以及配置在前述電路基板和前述半導(dǎo)體元件之 間，粘接前述電路基板和前述半導(dǎo)體元件，并且由上述粘接劑樹脂組合物的固化物所形成 的粘接層。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，由于具有由上述粘接劑樹脂組合物所形成的粘接層，因此 提高了電路基板和半導(dǎo)體元件的電連接可靠性。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，提供一種顯示出良好的焊劑活性，同時(shí)容易確保其保存穩(wěn)定性的焊 劑活化劑、粘接劑樹脂組合物、粘接糊、粘接膜、電連接可靠性高的半導(dǎo)體裝置的制造方法 以及半導(dǎo)體裝置。附圖的簡單說明[

圖1]是模式表示實(shí)施方式中半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的截面圖。[圖2]是模式表示實(shí)施方式中半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個(gè)例子的工序截面圖。[圖3]是模式表示其他實(shí)施方式中半導(dǎo)體裝置的一個(gè)例子的截面圖。發(fā)明的實(shí)施方式以下，一邊參照附圖，一邊詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在附圖的說明中，對(duì) 同一或同等的要素使用同一符號(hào)，并省略重復(fù)的說明。(焊劑活化劑)本實(shí)施方式中的焊劑活化劑含有具有縮合多環(huán)噪嗪骨架的化合物。通常，由羧 酸等有機(jī)酸所形成的焊劑活化劑會(huì)產(chǎn)生難以確保其保存穩(wěn)定性，配線因酸成分而腐蝕等問 題。相反，本實(shí)施方式的焊劑活化劑顯示出良好的焊劑活性，同時(shí)容易確保其保存穩(wěn)定性。 雖然其顯示出良好的焊劑活性的詳細(xì)原因尚未明確，但推測(cè)是由于其同時(shí)表現(xiàn)出了因“5惡嗪 環(huán)加熱開環(huán)所生成的酚羥基而產(chǎn)生的還原作用，以及因來自于叔氮原子的不成對(duì)電子的給 電子性而產(chǎn)生的還原作用。此外，容易確保其保存穩(wěn)定性，推測(cè)是由于在低溫下噴、.嗪環(huán)不 會(huì)開環(huán)，因此穩(wěn)定。焊劑活化劑，能夠還原除去金屬表面的氧化膜，從而使金屬容易熔融。此外，焊劑 活化劑不會(huì)阻礙熔融金屬潤濕擴(kuò)展，可以實(shí)現(xiàn)形成金屬接合的狀態(tài)。例如，在銅板上加熱熔 融焊球來連接焊球和銅板的情況下，如果使用焊劑活化劑，則焊球尺寸相比于初期直徑變大，從而在銅表面上潤濕擴(kuò)展。此外，在對(duì)熔融后的焊球進(jìn)行剪切試驗(yàn)時(shí)，焊球和銅的界面 上未產(chǎn)生斷裂，而焊球本體破損。此外，在將熔融后的焊球相對(duì)于其初期直徑的變化率定義 為后述的“焊錫潤濕擴(kuò)展率”時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)良好的焊劑活性，焊錫潤濕擴(kuò)展率優(yōu)選為20%以 上，更優(yōu)選為30%以上，并進(jìn)一步優(yōu)選為40%以上。作為具有縮合多環(huán)卩惡.嗪骨架的化合物，沒有特別限制，可以使用通式(I)表示的 單官能型化合物、通式(II)或(III)表示的多官能型化合物。作為一個(gè)例子，可以列舉苯 并喁.嗪。[化1]
I
/V(在通式(I)中，[A]表示形成相對(duì)于卩惡.嗪環(huán)，以共有鄰接的2個(gè)碳原子的方式形 成縮合環(huán)的單環(huán)或縮合多環(huán)芳香族烴環(huán)；R1和R2表示選自氫原子、烷基、芳基、取代芳基、乙 烯基、烯丙基的官能基，它們可以全部相同，或彼此不同。m表示0 4的整數(shù)。)[化2](在通式(II)中，[B]表示形成相對(duì)于Ρ惡嗪環(huán)，以共有鄰接的2個(gè)碳原子的方式 形成縮合環(huán)的單環(huán)或縮合多環(huán)芳香族烴環(huán)；R3表示選自氫原子、烷基、芳基、取代芳基、乙烯 基、烯丙基的官能基；R4表示式⑴ (ix)結(jié)構(gòu)中的任一種。η表示1 4的整數(shù)。)[化 3]
O C(在通式(III)中，[C]表示形成相對(duì)于噴、.嗪環(huán)，以共有鄰接的2個(gè)碳原子的方式 形成縮合環(huán)的單環(huán)或縮合多環(huán)芳香族烴環(huán)；R5和R6表示選自氫原子、烷基、芳基、取代芳基、 乙烯基、烯丙基的官能基；R7表示式(i) (ix)結(jié)構(gòu)中的任一種。η表示1 4的整數(shù)。)[化4]
權(quán)利要求
一種焊劑活化劑，其含有具有縮合多環(huán)嗪骨架的化合物。FPA00001190484000011.tif
2.一種焊劑活化劑，其含有由具有酚羥基的化合物、甲醛和具有伯氨基的化合物閉環(huán) 縮合而得到的化合物。
3.一種粘接劑樹脂組合物，其含有環(huán)氧樹脂、固化劑和權(quán)利要求1或2所述的焊劑活化劑。
4.如權(quán)利要求3所述的粘接劑樹脂組合物，其中，前述焊劑活化劑中的前述具有縮合 多環(huán)pI嗪骨架的化合物為液狀。
5.如權(quán)利要求3或4所述的粘接劑樹脂組合物，其中，前述固化劑含有咪唑類。
6.如權(quán)利要求3 5任一項(xiàng)所述的粘接劑樹脂組合物，其進(jìn)一步含有無機(jī)填料。
7.一種粘接糊，其含有權(quán)利要求3 6任一項(xiàng)所述的粘接劑樹脂組合物，并且前述粘接 劑樹脂組合物中的前述環(huán)氧樹脂和前述固化劑為液狀。
8.一種粘接膜，其含有權(quán)利要求3 6任一項(xiàng)所述的粘接劑樹脂組合物和熱塑性樹脂。
9.如權(quán)利要求8所述的粘接膜，其中，以前述熱塑性樹脂和前述環(huán)氧樹脂的總量為100 質(zhì)量份計(jì)，前述粘接劑樹脂組合物中的前述具有縮合多環(huán)”惡.嗪骨架的化合物的配合量為 0. 5 20質(zhì)量份。
10.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，包括使權(quán)利要求3 6任一項(xiàng)所述的粘接劑樹脂組合物介于具有第1金屬電極的電路基板 和具有第2金屬電極的半導(dǎo)體元件之間的工序；和通過使前述粘接劑樹脂組合物固化，從而粘接前述電路基板和前述半導(dǎo)體元件，并電 連接前述第1金屬電極和前述第2金屬電極的工序。
11.一種半導(dǎo)體裝置，其包括 具有第1金屬電極的電路基板；具有和前述第1金屬電極電連接的第2金屬電極的半導(dǎo)體元件； 配置在前述電路基板和前述半導(dǎo)體元件之間，粘接前述電路基板和前述半導(dǎo)體元件， 并且由前述權(quán)利要求3 6任一項(xiàng)所述的粘接劑樹脂組合物的固化物所形成的粘接層。
全文摘要
一種焊劑活化劑，其含有具有縮合多環(huán)嗪骨架的化合物。
文檔編號(hào)C08G14/073GK101939379SQ200980104538
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者本田一尊, 榎本哲也, 永井朗 申請(qǐng)人:日立化成工業(yè)株式會(huì)社