專利名稱：電路部件連接用粘接劑以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路部件連接用粘接劑以及使用了所述電路部件連接用粘接劑的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
作為通過面朝下接合(face down bonding)方式直接將半導(dǎo)體芯片安裝于電路基板的方式，已知有在半導(dǎo)體芯片的電極部分上形成焊接凸點并且焊接到電路基板上的方式，以及將導(dǎo)電性粘接劑涂布在設(shè)置于半導(dǎo)體芯片上的突起電極上并且與電路基板電極電連接的方法。然而在這些方式中，在暴露于各種環(huán)境下的情況下，由于相連接的芯片和基板的熱膨脹系數(shù)差從而在連接界面上產(chǎn)生應(yīng)力，因此會存在連接可靠性降低的問題。
因此，為了緩和連接界面上的應(yīng)力，有人正在研究使用環(huán)氧樹脂等底部填料 (under filler)填充芯片與基板之間的間隙的方式。底部填料的填充方式有在連接芯片和基板之后注入低粘度的液狀樹脂的方式，以及在基板上設(shè)置底部填料之后搭載芯片的方式。作為在預(yù)先將底部填料設(shè)置于基板之后搭載芯片的方法，有涂布液狀樹脂的方法和貼附膜狀樹脂的方法。
然而，在液狀樹脂涂布中，難以通過分布器控制精確的涂布量，在近年來的芯片薄型化過程中，如果涂布量過多，那么接合(bonding)時溢出的樹脂就會流至芯片的側(cè)面，而污染接合工具，因此需要對工具進行洗滌，這便導(dǎo)致量產(chǎn)時的工序變得繁雜。
另一方面，在薄膜狀樹脂的情況下，容易通過控制薄膜的厚度來實現(xiàn)樹脂量的最佳化，但是，將薄膜貼附于基板時，需要稱為暫時壓合工序的薄膜貼附工序。在此情況下， 為了修正安裝時的芯片與基板的錯位，一般需要使貼附于基板的薄膜的尺寸比芯片的尺寸大，從而妨礙了高密度化安裝，這便成為了課題。為了解決此課題，作為供給尺寸與芯片尺寸相同的粘接劑的方法，已提出了如下方法在單片化成芯片之前的晶片狀態(tài)下供給粘結(jié)劑后，通過切割等而同時進行芯片加工和粘接劑加工，從而獲得附有粘接劑的芯片。(參考專利文獻I、2)。
專利文獻I :日本特許第2833111號公報
專利文獻2 日本特開2006-49482號公報發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題
然而，以往提出的晶片前置型的底部填充(underfill)方法(即在單片化成芯片之前向晶片供給底部填充劑的加工方法)具有下述那樣的問題，因此未在市場上普及。
專利文獻I的方法如下將薄膜狀粘接劑貼附于晶片之后，通過切割進行單片化從而獲得附有粘接薄膜的芯片。在本發(fā)明中，制作晶片/粘接劑/隔膜這樣的疊層體，將其切斷后，剝離隔膜，從而獲得附有粘接劑的芯片，但是在切斷疊層體時有時會剝離粘接劑和隔膜，因此存在著單片化的半導(dǎo)體芯片飛散、流出的風(fēng)險。
專利文獻2涉及具有粘著材料層和粘接劑層的晶片加工用帶的方法，公開了如下的方法在將晶片貼附于晶片加工用帶之后，進行切割、拾取(pick up)，以倒裝芯片(flip chip)方式將單片化的芯片連接于基板。一般在倒裝芯片方式安裝中，為了將芯片電路面的稱為凸點(bump)的端子與相對向的基板側(cè)的端子連接，需要通過倒裝芯片接合機 (bonder)使芯片側(cè)的對準(zhǔn)標(biāo)記(對準(zhǔn)位置標(biāo)記)與基板側(cè)的對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)位置，并貼附。 然而，在將粘接劑貼附于芯片的電路面的情況下，由于粘接劑覆蓋了電路面的對準(zhǔn)標(biāo)記，因此需要透過粘接劑來識別對準(zhǔn)標(biāo)記。對此，專利文獻2中沒有提供針對該問題的解決方案。
本發(fā)明的目的在于提供一種電路部件連接用粘接劑，其可實現(xiàn)半導(dǎo)體芯片與基板之間的優(yōu)良的連接可靠性，同時可將用于對準(zhǔn)半導(dǎo)體芯片和基板的位置的對準(zhǔn)標(biāo)記的識別性提高至充分實用水平。本發(fā)明的目的還在于提供使用了此電路部件連接用粘接劑的半導(dǎo)體裝置。
解決問題的技術(shù)方案
本發(fā)明提供一種電路部件連接用粘接劑，其用于連接相對向的電路基板，所述電路部件連接用粘接劑包含含有熱塑性樹脂、熱固性樹脂和固化劑的樹脂組合物，以及分散于該組合物中的金屬氫氧化物粒子。需要說明的是，“相對向的電路基板的連接”包含電連接和/或電路基板的固定。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑可實現(xiàn)半導(dǎo)體芯片與基板之間的優(yōu)良的連接可靠性、以及使對準(zhǔn)標(biāo)記的識別成為可能的高透光性這樣的以往不可能兼?zhèn)涞奶匦浴?br> 連接可靠性要求著對應(yīng)于基于芯片與基板的熱膨脹系數(shù)差而產(chǎn)生的壓力的高粘接化，對應(yīng)于回流溫度的高耐熱性，對應(yīng)于高溫環(huán)境化的低熱膨脹性，對應(yīng)于高溫高濕環(huán)境下的低吸濕性等。為了提高這些特性，可想到向可實現(xiàn)高耐熱性和高粘接性的環(huán)氧樹脂中添加線膨脹系數(shù)小的二氧化硅填料，但是就這樣的體系而言，由于在二氧化硅填料和環(huán)氧樹脂的界面處存在散射等的原因，無法獲得透明性。
另一方面，可想到通過添加透明玻璃粒子來確保透明性(例如，日本特許第 3408301號公報)，但是即使在玻璃粒子為透明的情況下，有時也會由于其與分散玻璃粒子的樹脂之間的折射率差以及界面的密合性不良等的原因而損失透明性，由于玻璃粒子的脆弱性和熱膨脹系數(shù)差的原因，常常無法獲得連接可靠性。
針對這樣的狀況，就本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑而言，通過用熱塑性樹脂、熱固性樹脂和固化劑來構(gòu)成基材，并且在該基材中添加金屬氫氧化物粒子并分散，從而可兼?zhèn)鋬?yōu)良的連接可靠性和高的透光性。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑在未固化時的可見光平行透射率優(yōu)選為 15 100%。通過使可見光平行透射率處于該范圍內(nèi)，可使采用倒裝芯片接合機時的對準(zhǔn)標(biāo)記的識別變得更容易。
金屬氫氧化物粒子的折射率優(yōu)選為I. 5^1. 7，原因在于可降低與樹脂的折射率差，并可將未固化狀態(tài)時的電路部件連接用粘接劑的光散射控制為最小限度。
關(guān)于金屬氫氧化物粒子的粒徑，優(yōu)選使平均粒徑處于O. I μ πΓ Ο μ m的范圍內(nèi)。通過使金屬氫氧化物粒子的平均粒徑處于該范圍，可提高其分散性和樹脂的流動性，還可期待樹脂的增強效果。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑在180°C加熱20秒后通過差示掃描量熱測定測得的反應(yīng)率優(yōu)選為75%以上。通過使由差示掃描量熱測定而得到的反應(yīng)率為上述值，可獲得穩(wěn)定的低連接電阻，成為優(yōu)良的熱壓合樹脂。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑在40°C 100°C的線膨脹系數(shù)優(yōu)選為70X 10_6/°C 以下。如果使用具有這樣特性的電路部件連接用粘接劑來連接半導(dǎo)體芯片和電路基板，連接后的溫度變化及加熱吸濕所引起的膨脹等就能夠得到抑制，可獲得高的連接可靠性。
另外，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，其具有用上述電路部件連接用粘接劑接合了的電路基板。
發(fā)明效果
本發(fā)明提供一種電路部件連接用粘接劑，其可實現(xiàn)優(yōu)良的半導(dǎo)體芯片與基板之間的連接可靠性，同時可將用于對準(zhǔn)半導(dǎo)體芯片和基板的位置的對準(zhǔn)標(biāo)記的識別性提高至充分實用水平。另提供使用了此電路部件連接用粘接劑的半導(dǎo)體裝置。
通過使用本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑，作為可應(yīng)對狹間距化以及狹間隙 (gap)化的晶片前置型的底部填充技術(shù)，在切割時不發(fā)生污染，進一步在切割后可簡便地獲得附有粘接劑的半導(dǎo)體芯片，進一步可通過對晶片的高密合化來抑制切割時的剝離，通過薄膜的高彈性化來抑制切割后的須、毛邊、裂縫，在芯片安裝時可在低溫下且短時間內(nèi)固化。另外，根據(jù)使用了本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑的晶片前置型底部填充方法，通過將對晶片的密合性以及對切割帶的密合性進行最佳化，能夠同時實現(xiàn)切割時的剝離抑制、以及切割后的剝離簡便，抑制須、毛邊、裂縫等的產(chǎn)生，實現(xiàn)用于切割的未固化時的薄膜的高彈性化，在芯片安裝時可在低溫下且短時間內(nèi)固化。
具體實施方式
就本發(fā)明中的電路部件連接用粘接劑進行說明。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑為用于將相對向的電路基板進行連接的電路部件連接用粘接劑。作為相對向的電路基板，并沒有特別限定的組合，但是可列舉出例如， (I)具有突出的連接端子的半導(dǎo)體芯片和(II)形成有線路圖的電路基板。
(I)具有突出的連接端子的半導(dǎo)體芯片中，半導(dǎo)體芯片的突出的連接端子可為 使用金線而形成的金銷子(stud)凸點、通過熱壓合或超聲波并用熱壓合機將金屬球固定于半導(dǎo)體芯片的電極而成的端子、以及通過電鍍或蒸鍍而形成的端子。突出的連接端子并不要求由單一金屬來構(gòu)成，也可包含金、銀、銅、鎳、銦、鈀、錫、鉍等多種金屬成分，也可為這些的金屬層疊層的形態(tài)。另外，具有突出的連接端子的半導(dǎo)體芯片也可為具有突出的連接端子的半導(dǎo)體晶片的狀態(tài)。為了將半導(dǎo)體芯片的突出的連接端子和形成有線路圖的基板以相對向的狀態(tài)進行配置，通常在半導(dǎo)體芯片的與突出的連接端子相同的面上具有對準(zhǔn)標(biāo)記。在此情況下，優(yōu)選為在半導(dǎo)體芯片的具有突出的連接端子的面上貼附有電路部件連接用粘接劑的狀態(tài)下，倒裝芯片接合機可透過電路部件連接用粘接劑來識別形成于芯片電路面上的對準(zhǔn)標(biāo)記。
(II)形成有線路圖的電路基板可為通常的電路基板，另外也可為半導(dǎo)體芯片。在為電路基板的情況下，線路圖可通過將形成于如下基板表面的銅等金屬層的不需要部分進行蝕刻去除而形成，所述基板包括通過將環(huán)氧樹脂或具有苯并三嗪骨架的樹脂浸潰于玻璃布或無紡布而形成的基板，具有增強(buildup)層的基板，或聚酰亞胺、玻璃、陶瓷等的絕緣基板。此外，線路圖也可通過在絕緣基板表面上通過電鍍來形成，或者還可通過蒸鍍等來形成。另外，線路圖不必由單一的金屬來形成，也可包含金、銀、銅、鎳、銦、鈀、錫、鉍等多種金屬成分，也可為這些的金屬層疊層的形態(tài)。另外，基板為半導(dǎo)體芯片的情況下，線路圖通常由鋁構(gòu)成，但是其表面也可形成金、銀、銅、鎳、銦、鈀、錫、鉍等的金屬層。
例如，附有電路部件連接用粘接劑的半導(dǎo)體芯片可通過如下操作來獲得(I)通過層壓(laminate)等將面積與半導(dǎo)體晶片同等的電路部件連接用粘接劑貼附于芯片化之前的具有突出的連接端子的半導(dǎo)體晶片的突出的連接端子面上，(2)通過將切割帶疊層于前述半導(dǎo)體晶片的背面或前述電路部件連接用粘接劑上的工序而得到疊層體，并通過切割將所述疊層體切斷成單片，(3)將單片化的附有電路部件連接用粘接劑的半導(dǎo)體芯片從切割帶上剝離。此處使用的切割帶可適用將粘著材涂布于基材帶上而成的市售的切割帶。 切割帶可大致分為壓敏型和放射線反應(yīng)型，但是更優(yōu)選為放射線反應(yīng)型的切割帶，該放射線反應(yīng)型的切割帶可通過UV照射而固化從而減小粘著力，從而使疊層于粘著面的被粘接體容易剝離。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑優(yōu)選為，在貼附于半導(dǎo)體芯片的具有突出的連接端子的表面上的狀態(tài)下，可透過電路部件連接用粘接劑來識別形成于芯片電路面上的對準(zhǔn)標(biāo)記。對準(zhǔn)標(biāo)記可以用通常的倒裝芯片接合機所搭載的芯片識別用裝置來識別。此識別裝置通常包含具有鹵素?zé)舻柠u素光源、光導(dǎo)(light guide)、照射裝置以及(XD照相機。通過圖像處理裝置判斷由CCD照相機獲取的圖像與預(yù)先錄入的對準(zhǔn)位置用圖像圖案之間的一致性，從而進行對準(zhǔn)位置作業(yè)。本發(fā)明所述的可識別對準(zhǔn)標(biāo)記是指使用倒裝芯片接合機的芯片識別用裝置獲取的對準(zhǔn)標(biāo)記的圖像與已錄入的對準(zhǔn)標(biāo)記的圖像之間的一致性良好， 可順利進行對準(zhǔn)位置作業(yè)。例如，在使用Athlete FA公司制倒裝芯片接合機CB-1050的情況下，在電路部件連接用粘接劑貼附于具有突出連接端子的面而成的疊層體的、與連接端子表面相反的面，將疊層體吸引于倒裝芯片接合機的吸附噴嘴。其后，用裝置內(nèi)的芯片識別用裝置透過粘接劑層來拍攝半導(dǎo)體芯片表面上所形成的對準(zhǔn)標(biāo)記，當(dāng)與預(yù)先輸入到圖像處理裝置中的半導(dǎo)體芯片的對準(zhǔn)標(biāo)記之間具有一致性而可進行對準(zhǔn)位置作業(yè)時，將粘接劑辨別為可識別的電路部件連接用粘接劑，當(dāng)無法對準(zhǔn)位置時，辨別為無法識別的電路部件連接用粘接劑。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑在未固化時的可見光平行透射率優(yōu)選為 15 100%，可見光平行透射率更優(yōu)選為18 100%，可見光平行透射率進一步優(yōu)選為25 100%。 可見光平行透射率小于15%的情況下，有時會無法通過倒裝芯片接合機來識別對準(zhǔn)標(biāo)記， 從而難以進行對準(zhǔn)位置作業(yè)。
可見光平行透射率可使用日本電色株式會社制濁度計NDH2000并利用積分球式光電光度法來測定。例如，以膜厚50μπι的帝人杜邦制PET薄膜O3UREX,全光線透射率 90. 45，霧度4. 47)作為基準(zhǔn)物質(zhì)進行校正后，以25 μ m厚度將電路連接用粘接劑涂布于PET 基材，對其進行測定。可從測定結(jié)果求出濁度、全光線透射率、擴散透射率以及平行透射率。
進一步，可見光平行透射率或可見光透射率可通過日立制U-3310型分光光度計來測定。例如，可以以膜厚50 μ m的帝人杜邦制PET薄膜(PUREX，555nm透射率86. 03%)作為基準(zhǔn)物質(zhì)來進行基線修正測定后，以25 μ m厚度將電路部件連接用粘接劑涂布于PET基材，測定400nnT800nm的可見光區(qū)域的透射率。由于在倒裝芯片接合機所使用的鹵素光源和光導(dǎo)的波長相對強度中550nnT600nm的強度最強，因此，在本發(fā)明中可以555nm的透射率來進行透射率的比較。
將本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑與切割帶進行組合的情況下，電路部件連接用粘接劑對于UV照射后的切割帶的粘接力優(yōu)選為ΙΟΝ/m以下，且對半導(dǎo)體晶片的粘接力優(yōu)選為70N/m以上。對UV照射后的切割帶的粘接力為ΙΟΝ/m以上的情況下，在將切割后的單片化的附有電路部件連接用粘接劑的半導(dǎo)體芯片從切割帶剝離的作業(yè)中，有時會發(fā)生芯片破裂或者粘接劑層變形。另一方面，對半導(dǎo)體晶片的粘接力為70N/m以下的情況下，由于切割時的刀片的旋轉(zhuǎn)切削所產(chǎn)生的沖擊和水壓的影響，在芯片與粘接劑的界面存在發(fā)生剝離的傾向。
電路部件連接用粘接劑與UV照射后的切割帶的粘接力可如下進行測定。即，使用將加熱溫度設(shè)定為80°C的層壓機，將電路部件連接用粘接劑層壓于晶片上，然后將切割帶的粘著面朝向電路部件連接用粘接劑以40°C進行層壓，然后對切割帶側(cè)進行15mW、300mJ 左右的UV照射。在UV照射后的切割帶上割開IOmm寬的切口，制備拉伸測定用的短條。將晶片按壓在載物臺上，并將短條狀的切割帶的一端固定于拉伸測定機的拉伸夾具上，進行 90°剝除(peel)試驗，使電路部件連接用粘接劑和UV照射后的切割帶剝離。通過此測定， 可測定出電路部件連接用粘接劑與UV照射后的切割帶之間的粘接力。
電路部件連接用粘接劑與半導(dǎo)體晶片的粘接力如下測定。通過使用加熱溫度設(shè)定為80°C的層壓機，將電路部件連接用粘接劑層壓于晶片后，以粘著面朝向電路部件連接用粘接劑的方式將Kapton帶(日東電工制，IOmm寬，25μπι厚)貼附而充分密合，然后，在 Kapton帶外形的電路部件連接用粘接劑上割開IOmm寬的切口。將所制得的電路部件連接用粘接劑和Kapton帶的疊層體的一端從晶片上剝離并固定于拉伸測定機的拉伸夾具。將晶片按壓在載物臺上，通過提拉短條來進行90°剝除試驗，將電路部件連接用粘接劑從晶片上剝離。通過此測定，可測定出電路部件連接用粘接劑與半導(dǎo)體晶片的粘接力。
為了抑制半導(dǎo)體芯片和電路基板連接之后的由溫度變化和加熱吸濕所引起的膨脹等從而實現(xiàn)高連接可靠性，電路部件連接用粘接劑在固化后的40°C 10(TC的線膨脹系數(shù)優(yōu)選為70X 10_6/°C以下，更優(yōu)選為60X 10_6/°C以下，進一步優(yōu)選為50X 10_6/°C以下。固化后的線膨脹系數(shù)大于70X10_6/°C的情況下，由于安裝后的由溫度變化和加熱吸濕引起的膨脹，因此有時就會變得不能保持半導(dǎo)體芯片的連接端子與電路基板的線路之間的電連接。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑包含含有熱塑性樹脂、熱固性樹脂和固化劑的樹脂組合物(以下有時會簡單地稱為“樹脂組合物”。)，以及金屬氫氧化物粒子；樹脂組合物的可見光平行透射率優(yōu)選為15%以上，更優(yōu)選為50%以上，進一步優(yōu)選為80%以上。可見光平行透射率為80%以上的情況下，即使金屬氫氧化物粒子的填充量高時，也可滿足規(guī)定的透射率，因而優(yōu)選。樹脂組合物的平行透射率低于15%的情況下，即使在不添加金屬氫氧化物粒子的狀態(tài)下，也難以通過倒裝芯片接合機來識別對準(zhǔn)標(biāo)記，有時會妨礙對準(zhǔn)位置作業(yè)。
如下所詳述，樹脂組合物中所含的熱固性樹脂，常采用用作耐熱性樹脂的環(huán)氧樹脂，在該情況下，固化催化劑優(yōu)選采用咪唑化合物或胺系固化劑。已知這樣的固化劑為分子內(nèi)含有氮原子的化合物，并且為高折射率化，因此，電路部件連接用粘接劑在未固化狀態(tài)下的折射率一般為I. 5以上。
另外，在本發(fā)明中樹脂組合物中含有熱塑性樹脂，通過含有熱塑性樹脂，可達到容易將電路部件連接用粘接劑形成為薄膜狀的效果。在此情況下，優(yōu)選采用高分子量的熱塑性樹脂，這樣的高分子量的熱塑性樹脂優(yōu)選使用苯氧樹脂和丙烯酸樹脂(丙烯酸共聚物等)等。采用這樣的熱塑性樹脂的情況下，電路部件連接用粘接劑在未固化狀態(tài)下的折射率一般為I. 7以下。因此，電路部件連接用粘接劑在未固化狀態(tài)下的折射率優(yōu)選為 I. 5^1. 7，在此情況下，I. 6為中心值。
使用于本發(fā)明的金屬氫氧化物粒子的折射率可優(yōu)選為I. 5^1. 7。折射率低于I. 5 的情況下，由于與樹脂的折射率差變大，粒子分散后的未固化狀態(tài)的薄膜中會發(fā)生光散射， 無法獲得充分的透過性。另一方面，折射率大于I. 7的情況下，同樣地由于出現(xiàn)與樹脂組合物的折射率差，也難以獲得充分的透過性。需要說明的是，樹脂的折射率可通過使用阿貝 (Abbe)折射儀并以鈉D線(589nm)作為光源來進行測定。另外，填料的折射率可通過貝克 (Becke)法在顯微鏡下進行測定。
使用于本發(fā)明的金屬氫氧化物粒子的平均粒徑優(yōu)選為O. I μ πΓ Ο μ m。平均粒徑低于O. I μ m的情況下，由于粒子的比表面積大，表面能量也變大，因此粒子彼此之間的相互作用變大，有時會產(chǎn)生凝集體、損害分散性。即使凝集體的分散良好，由于比表面積大，因此分散于樹脂時的增粘行為變大，會損害成型性。另一方面，平均粒徑大于10 μ m的情況下， 與粒徑小的情況相反，由于比表面積變小，因此樹脂的流動性變大，在成型時容易產(chǎn)生空泡 (void)。另外，關(guān)于作為粒子分散的目的之一的樹脂的增強效果，由于粒徑變大，因此即使以同一添加量將粒子分散，粒子自身的數(shù)量也變少，增強效果也降低。因而，分散性良好并可期待增強效果的粒子的平均粒徑優(yōu)選為O. ΓΙΟ μ m0另外，作為粒徑大情況下的不良現(xiàn)象，由于進入芯片的凸點與電路基板的電極之間的金屬氫氧化物粒子所引發(fā)的電氣特性的阻害，也成為不優(yōu)選混入大粒徑粒子的理由。特別是在低壓下安裝的情況下以及在凸點的材質(zhì)為鎳等硬質(zhì)材質(zhì)的情況下，金屬氫氧化物粒子不會被埋入端子中，這便妨礙了直接接觸中的凸點與基板電極的接觸，并且也妨礙了在添加了導(dǎo)電粒子的體系中的導(dǎo)電粒子扁平化，有時會阻害電連接。另外，最大粒徑為40 μ m以上的情況下，可能會比芯片與基板的間隙還要大，這便成為在安裝時的加壓下?lián)p傷芯片電路或基板電路的原因。
另外，本發(fā)明中使用的金屬氫氧化物粒子的比重優(yōu)選為5以下，比重更優(yōu)選為 2^5,比重進一步優(yōu)選為2 3. 2。在比重大于5的情況下，在添加于粘接樹脂組合物的清漆中時，由于比重差大，會在清漆中發(fā)生沉降，有時會難以獲得均勻分散有金屬氫氧化物粒子的電路部件連接用粘接劑。
另外，優(yōu)選本發(fā)明中使用的金屬氫氧化物粒子的折射率為1.5 1.7的同時，其與樹脂組合物(粘接樹脂組合物)之間的折射率差為±0. I以內(nèi)，折射率差更優(yōu)選為±0. 05 以內(nèi)。折射率差超過±0. I時，可通過添加于樹脂組合物(粘接樹脂組合物)中來減小透射率，特別是在厚膜的情況下，有時會難以在貼附于半導(dǎo)體芯片的具有突出的連接端子的面上的狀態(tài)下，透過電路部件連接用粘接劑來識別形成在芯片電路面上的對準(zhǔn)標(biāo)記。
作為這樣的金屬氫氧化物，只要折射率為I. 5^1. 7并且平均粒徑為 O. I μ πΓ Ο μ m,就沒有特別限制，可使用公知的金屬氫氧化物，但是從穩(wěn)定性和容易獲得的角度考慮，更優(yōu)選為氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鋁。關(guān)于金屬氫氧化物粒子的線膨脹系數(shù)，在0°C至700°C以下的溫度范圍，優(yōu)選為7X 10_6/°C以下，更優(yōu)選3X 10_6/°C以下。在熱膨脹系數(shù)大的情況下，為了降低電路部件連接用粘接劑的熱膨脹系數(shù)，就會需要添加大量的金屬氫氧化物粒子。
在電路部件連接用粘接劑中，相對于樹脂組合物100重量份，金屬氫氧化物粒子優(yōu)選為2(Γ150重量份，更優(yōu)選為25重量份 100重量份，進一步優(yōu)選為5(Γ100重量份。金屬氫氧化物粒子少于20重量份的情況下，會導(dǎo)致電路部件連接用粘接劑的線膨脹系數(shù)增大和彈性模量降低，因此壓合后的半導(dǎo)體芯片與基板的連接可靠性有時會降低。另一方面， 配合量多于150重量份的情況下，由于電路部件連接用粘接劑的熔融粘度增加，因此有時不能使半導(dǎo)體的突出電極與基板的電路充分相接。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑的樹脂組合物(粘接樹脂組合物)是將(a)熱塑性樹脂、(b)熱固性樹脂以及(C)固化劑作為成分。
(a)熱塑性樹脂可列舉出聚酯、聚氨酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚芳酯 (polyarylate)、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸橡膠、聚苯乙烯、苯氧樹脂、NBR> SBR、聚酰亞胺或有機硅改性樹脂(丙烯酸有機硅、環(huán)氧有機硅、聚酰亞胺有機硅)等。另外，(b)熱固性樹脂有環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、三嗪樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、氰基丙烯酸酯樹脂、酚樹脂、不飽和聚酯樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、聚氨酯樹脂、聚異氰酸酯樹脂、 呋喃樹脂、間苯二酚樹脂、二甲苯樹脂、苯并胍胺樹脂、苯二甲酸二烯丙酯樹脂、有機硅樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、硅氧烷改性環(huán)氧樹脂、硅氧烷改性聚酰胺酰亞胺樹脂、丙烯酸酯樹脂，這些可單獨使用或以2種以上的混合物來使用。
從耐熱性、粘接性的觀點考慮，前述熱固性樹脂中優(yōu)選為環(huán)氧樹脂，特別地，從可期待透過性提高和高Tg化(Tg :玻璃化溫度)、低線膨脹系數(shù)化的角度考慮，優(yōu)選為萘酚酚醛清漆型固態(tài)環(huán)氧樹脂，含有芴骨架的液狀環(huán)氧樹脂，或固態(tài)環(huán)氧樹脂。另外，關(guān)于本發(fā)明中的(C)固化劑(稱為熱固性樹脂的固化劑)，作為可與前述熱固性樹脂反應(yīng)的成分，可列舉出酚系、咪唑系、酰肼系、硫醇系、苯并噁嗪、三氟化硼-胺配位化合物、锍鹽、胺基酰亞胺(7· S X ^卜'' )、聚胺的鹽、雙氰胺、有機過氧化物系的固化劑。另外，為了延長這些的固化劑的可使用時間，也可通過用聚氨酯系、聚酯系的高分子物質(zhì)等來被覆從而微膠囊化。
另外，為了提高粘接強度，也可含有偶聯(lián)劑，為了輔助薄膜形成性，也可含有 聚酯、聚氨酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚芳酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸橡膠、聚苯乙烯、苯氧樹脂、NBR、SBR、聚酰亞胺或有機硅改性樹脂(丙烯酸有機硅、環(huán)氧有機硅、聚酰亞胺有機硅) 等熱塑性樹脂，另外，出于金屬氫氧化物粒子的表面改性的目的，也可含有硅油、聚硅氧烷、有機硅低聚物、偶聯(lián)劑。
本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑也可通過添加用有機高分子化合物被覆的、粒徑為3飛μ m的導(dǎo)電粒子和/或金屬的導(dǎo)電粒子來作為各向異性導(dǎo)電粘接劑。用有機高分子化合物被覆之前的導(dǎo)電粒子為Au、Ag、Ni、Cu、焊錫等的金屬粒子或碳等，為了得到充分的適9用期，表層的過渡金屬中，相比于Ni、Cu等而言優(yōu)選為AiuAg或鉬族的貴金屬類，更優(yōu)選為 Au。另外，也可用Au等貴金屬類被覆Ni、Cu等金屬的表面。另外，當(dāng)作為導(dǎo)電粒子，使用通過被覆等手段在非導(dǎo)電性的玻璃、陶瓷、塑料等上形成前述傳導(dǎo)層(由傳導(dǎo)材料形成的層) 而使最外層為貴金屬類的物質(zhì)的情況下，或者使用熱熔融金屬粒子的情況下，由于導(dǎo)電粒子具有由加熱加壓引起的變形性，因此可吸收電極的高低不均勻性，增加連接時的與電極的接觸面積，由此提高連接可靠性，因而優(yōu)選。為了得到良好的連接電阻，貴金屬類的被覆層的厚度優(yōu)選為100埃以上。但是，由于被覆時所產(chǎn)生的貴金屬類層的缺損或?qū)щ娏Ｗ釉诨旌戏稚r所產(chǎn)生的貴金屬類層的缺損等原因，會引起氧化還原作用，當(dāng)在所述氧化還原作用的作用下產(chǎn)生游離自由基時，會引起保存性降低，因此，在Ni、Cu等金屬上設(shè)置貴金屬類層的情況下，被覆層的厚度優(yōu)選為300埃以上。但過厚時這些效果就會飽和，因此優(yōu)選最大為Iy m，但這并不限制被覆層的厚度。
通常，用有機高分子化合物被覆這些導(dǎo)電粒子的表面。有機高分子化合物為水溶性時，由于被覆作業(yè)性良好，因而優(yōu)選。水溶性高分子可列舉出海藻酸(alginic acid)、 果膠酸(pectic acid)、羧甲基纖維素、瓊脂、熱凝膠多糖(curdlan)以及普魯蘭多糖 (pulIulan)等多糖類；聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚賴氨酸、聚蘋果酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸銨鹽、聚甲基丙烯酸鈉鹽、聚酰胺酸、聚馬來酸、聚衣康酸、聚富馬酸、聚(對苯乙烯羧酸)、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸銨鹽、聚丙烯酸鈉鹽、聚酰胺酸、聚酰胺酸銨鹽、聚酰胺酸鈉鹽以及聚乙醛酸等聚羧酸、聚羧酸酯及其鹽，聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮以及聚丙烯醛等乙烯基系單體等。這些可以使用單一的化合物，也可以并用2種以上的化合物。被覆層的厚度優(yōu)選為Iym以下，由于導(dǎo)電粒子是排除此被覆層后使連接端子與連接端子電連接，因此在加熱、加壓時，需要將與連接端子接觸的部分的被覆層進行排除。通常，相比于樹脂組合物(粘接劑樹脂)成分100體積份而言，導(dǎo)電性粒子可在O. f 30體積份的范圍根據(jù)用途來具體使用。為了防止由過剩的導(dǎo)電性粒子引起的鄰接電路的短路等，更優(yōu)選為O. Γ10體積份。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置，所述半導(dǎo)體裝置具有用以上說明的電路部件連接用粘接劑接合了的電路基板。這里，電路基板優(yōu)選通過電路部件連接用粘接劑的固化來接合。具有用本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑接合了的電路基板的半導(dǎo)體裝置的實例，可列舉出半導(dǎo)體存儲器、半導(dǎo)體存儲器用的密封樹脂封裝、邏輯控制器用的密封樹脂封裝等。
實施例
以下，基于實施例和比較例進一步具體地說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不受以下的實施例的限定。
實施例I
將作為三維交聯(lián)性樹脂的20重量份環(huán)氧樹脂ΕΡ-1032-Η60 (Japan Epoxy Resins 株式會社制，制品名)、15重量份環(huán)氧樹脂YL980 (Japan Epoxy Resins株式會社制,制品名)、25重量份苯氧樹脂YP50S (東都化成株式會社，制品名)、作為微膠囊型固化劑的40重量份HX-3941HP(旭化成株式會社制，制品名)、以及I重量份硅烷偶聯(lián)劑SH6040 (東麗道康寧有機硅株式會社制，制品名)溶解于甲苯和乙酸乙酯的混合溶劑中，獲得粘接樹脂組合物(樹脂組合物)的清漆。使用輥涂機將該清漆的一部分涂布于隔膜(PET薄膜)上后，通過在70°C的烘箱中進行10分鐘干燥，在隔膜上獲得厚度為25 μ m的粘接劑樹脂組合物的
將此膜設(shè)置于阿貝折射儀(鈉D線)的樣品臺，剝離隔膜，向其中滴下I滴匹配油，并裝上折射率為I. 74的測試片，測定折射率。其結(jié)果，粘接劑樹脂組合物的折射率為 I. 60 (250C )。另一方面，稱量清漆后，向其中加入59重量份的平均粒徑為O. 49 μ m的氫氧化鎂MH-30(巖谷化學(xué)工業(yè)株式會社制，制品名)，攪拌而分散于清漆中。使用輥涂機將該清漆涂布于隔膜(PET薄膜)上后，在70°C的烘箱中干燥10分鐘，從而在隔膜上獲得厚度為25 μ m的透過性確認(rèn)用薄膜。采用UV-VIS分光光度計測定所獲得的透過性確認(rèn)用薄膜在555nm下的透射率為65%。接著，另行稱量初始的清漆之后，向其中加入59重量份的平均粒徑為O. 49 μ m的氫氧化鎂，攪拌而分散于清漆中。使用輥涂機將此清漆涂布于隔膜(PET 薄膜)上后，在70°C的烘箱干燥10分鐘，從而在隔膜上獲得厚度為50 μ m的電路部件連接用粘接劑。
實施例2
除了加入60. 5重量份的平均粒徑為I. 3μπι的氫氧化鋁BF013(日本輕金屬株式會社制，制品名)來代替實施例I的氫氧化鎂粒子以外，與實施例I同樣地操作而獲得電路部件連接用粘接劑。
比較例I
除了加入55. 25重量份的平均粒徑為O. 5 μ m的二氧化硅粒子SE2050 (Admatechs 公司制，制品名)來代替實施例I的氫氧化鎂粒子以外，與實施例I同樣地操作而獲得電路連接用粘接劑。
比較例2
除了加入55. 25重量份的平均粒徑為O. 3 μ m的二氧化硅粒子F-21 (株式會社龍森制，制品名)來代替實施例I的氫氧化鎂粒子以外，與實施例I同樣地操作而獲得電路連接用粘接劑。
[表 I]
權(quán)利要求
1.用于連接相對向的電路基板的電路部件連接用粘接劑，所述電路部件連接用粘接劑包含含有熱塑性樹脂、熱固性樹脂和固化劑的樹脂組合物；以及分散于該組合物中的金屬氫氧化物粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電路部件連接用粘接劑，其中，未固化時的可見光平行透射率為15 100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電路部件連接用粘接劑，其中，所述金屬氫氧化物粒子的折射率為1.5 1.7。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中的任一項所述的電路部件連接用粘接劑，其中，所述金屬氫氧化物粒子的平均粒徑為0. I u nTlO u m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I"4中的任一項所述的電路部件連接用粘接劑，其中，在180°C加熱20秒后通過差示掃描量熱測定測得的所述電路部件連接用粘接劑的反應(yīng)率為75%以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I飛中的任一項所述的電路部件連接用粘接劑，其中，在40°C^lOO0C的線膨脹系數(shù)為70X10_6/°C以下。
7.半導(dǎo)體裝置，具有由權(quán)利要求1飛中的任一項所述的電路部件連接用粘接劑接合的電路基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及電路部件連接用粘接劑以及半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明提供一種用于連接相對向的電路基板的電路部件連接用粘接劑，所述電路部件連接用粘接劑包含含有熱塑性樹脂、熱固性樹脂和固化劑的樹脂組合物；以及分散于該組合物中的金屬氫氧化物粒子。本發(fā)明的電路部件連接用粘接劑可實現(xiàn)半導(dǎo)體芯片與基板之間的優(yōu)良的連接可靠性，同時可將用于對準(zhǔn)半導(dǎo)體芯片和基板的位置的對準(zhǔn)標(biāo)記的識別性提高至充分實用水平。
文檔編號C09J11/04GK102977809SQ20121045572
公開日2013年3月20日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者永井朗, 川端泰典, 加藤木茂樹 申請人:日立化成工業(yè)株式會社