粘合劑、粘合膜、半導(dǎo)體器件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在將LSI、LED、激光二極管（laserdiode)等半導(dǎo)體芯片粘合或 直接電接于撓性基板、玻璃環(huán)氧樹脂基板、玻璃基板、陶瓷基板、硅中介層等電路基板時，或 者在將半導(dǎo)體芯片彼此接合或?qū)雍蠒r所使用的粘合劑等。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，伴隨半導(dǎo)體器件的小型化和高密度化，作為在電路基板上安裝半導(dǎo)體芯 片的方法，倒裝芯片（flipchip)安裝受到關(guān)注，正迅速推廣。在倒裝芯片安裝中，作為用 于確保接合部分的連接可靠性的方法，作為通常的方法采用以下方法：使環(huán)氧樹脂類粘合 劑介于形成于半導(dǎo)體芯片上的凸塊電極（bumpelectrode)和電路基板的焊盤電極（pad electrode)之間。其中，含有聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂及無機粒子的粘合劑利用聚酰亞胺樹 脂的耐熱性和絕緣特性、環(huán)氧樹脂的粘合性和耐水性、及無機粒子的低吸水性和低熱線膨 脹性，多用于電氣、電子、建筑、汽車、航空器等各種用途（例如，參見專利文獻1~3)。
[0003] 此外，將半導(dǎo)體芯片及電路基板等的金屬電極進行焊接時，使用助焊劑（flux material)。助焊劑的主要功能在于使焊接部潔凈、防止金屬的氧化、并提高焊料的潤濕性。 作為助焊劑，已知有松香系材料（例如，專利文獻4、5)。
[0004] 專利文獻1:日本特開2004-319823號公報
[0005] 專利文獻2:日本專利3995022號公報
[0006] 專利文獻3 :日本特開2009-277818號公報
[0007] 專利文獻4 :日本特開2001-219294號公報
[0008] 專利文獻5 :日本特開2005-059028號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 倒裝芯片的安裝中，為了除去所吸濕的水分而進行加熱、或在半導(dǎo)體芯片安裝 工藝中進行加熱，由于這些加熱，以往的粘合劑緩慢地進行固化反應(yīng)，半導(dǎo)體芯片的凸塊 電極變得難以貫通粘合劑，所以有時電連接變得不穩(wěn)定，或者混入氣泡而使連接可靠性 變差。此外，有時上述加熱導(dǎo)致粘合劑流動，厚度產(chǎn)生不均，連接可靠性變差。進而，對 于使用以往的粘合劑而制作的半導(dǎo)體器件而言，還存在以下課題：進行吸濕回流焊處理 (absorption-reflowprocess)及熱循環(huán)處理之類需要更強耐久性的處理時，有時難以確 保足夠的連接可靠性。
[0010] 為了解決這些問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在熱干燥處理及安裝工藝的加熱 條件下、保存性優(yōu)異的粘合劑。
[0011] 本發(fā)明是一種含有（a)聚酰亞胺、（b)環(huán)氧化合物及（c)酸改性松香的粘合劑。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，可得到一種對熱干燥處理及安裝工藝中的加熱處理的穩(wěn)定性優(yōu)異的 粘合劑。
【具體實施方式】
[0013] 本發(fā)明的粘合劑是一種含有（a)聚酰亞胺、（b)環(huán)氧化合物及（c)酸改性松香的 粘合劑。
[0014] 本發(fā)明的粘合劑由于含有（a)聚酰亞胺，所以耐熱性及耐藥品性優(yōu)異。特別是通 過使用在聚酰亞胺的側(cè)鏈上具有至少一個具有高極性的官能團（選自由酚羥基、磺酸基及 硫醇基組成的組）的化合物，可以提高聚酰亞胺的有機溶劑可溶性及與環(huán)氧樹脂的相容 性，而且在熱處理時可以促進環(huán)氧化合物的開環(huán)反應(yīng)、及對其他有機溶劑可溶性聚酰亞胺 的加成反應(yīng)，由此能夠得到具有更高密度網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固化物。作為這樣的聚酰亞胺的合成 方法，例如可以舉出以下方法：首先，使具有酚羥基、磺酸基、硫醇基等具高極性的官能團的 二胺與酸二酐反應(yīng)，合成聚酰亞胺前體，然后，使用伯單胺作為封端劑，進行該聚酰亞胺前 體的末端修飾，接下來，在150°C以上進行熱處理，使聚酰亞胺閉環(huán)。除此之外，還可以舉出 下述方法：預(yù)先使酸二酐與作為封端劑的伯單胺反應(yīng)后，添加具有官能團的二胺，從而合成 經(jīng)末端修飾的聚酰亞胺前體，進而在150°C以上的高溫下使聚酰亞胺閉環(huán)。但，并不限于上 述例示的方法。
[0015] 需要說明的是，本發(fā)明所使用的（a)聚酰亞胺，如果為在選自以下的至少1種的溶 劑中于23°C溶解20質(zhì)量％以上的有機溶劑可溶性聚酰亞胺，則得到的粘合劑清漆的涂布 性提高，故優(yōu)選。作為溶劑，可舉出為酮系溶劑的丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環(huán)戊酮、 環(huán)己酮；為醚系溶劑的1，4_二氧雜環(huán)己烷、四氫呋喃、二乙二醇二甲醚（Diglyme);為二醇 醚系溶劑的甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚、二乙二 醇甲乙醚；為其他溶劑的芐醇、N-甲基吡咯烷酮、y-丁內(nèi)酯、乙酸乙酯、N，N-二甲基甲酰 胺。
[0016] (a)聚酰亞胺的優(yōu)選之一例為：具有通式（2)或通式（3)表示的結(jié)構(gòu)，并且含有相 對于聚合物總量為5~15質(zhì)量％的通式（1)表示的結(jié)構(gòu)作為通式（2)或通式（3)中的R4。 通過使通式（1)表示的結(jié)構(gòu)的含量為5質(zhì)量％以上，可以對聚酰亞胺賦予向有機溶劑的可 溶性及適度的柔軟性。通過使該含量為15質(zhì)量％以下，可以維持聚酰亞胺的剛直性，并確 保耐熱性及絕緣性。
[0017] 需要說明的是，此處的通過聚酰亞胺的合成而得到的聚合物（聚酰亞胺）的總量， 是指通過由二胺和酸二酐及封端劑構(gòu)成的構(gòu)成成分進行聚合而得到的聚合物的質(zhì)量。該合 成時過量投入的、經(jīng)聚合未成為聚合物的二胺、酸二酐及封端劑不包含在聚酰亞胺的質(zhì)量 中。
【主權(quán)項】
1. 一種粘合劑，含有（a)聚酰亞胺、（b)環(huán)氧化合物及（c)酸改性松香。
2. 如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其中，（a)聚酰亞胺為下述聚合物，所述聚合物具有通 式（2)或通式（3)表示的結(jié)構(gòu)，并且含有相對于聚合物總量為5~15質(zhì)量％的通式（1)表 示的結(jié)構(gòu)作為通式（2)或通式（3)中的R 4;
式中，R1表示2價的烴基，在1分子內(nèi)可以相同也可以不同，另外在不同的分子中可以 相同也可以不同，R2表示1價的烴基，在1分子內(nèi)可以相同也可以不同，另外在不同的分子 中可以相同也可以不同，η表示1~10的整數(shù)；
式中，R3表示4~14價的有機基團，在1分子內(nèi)可以相同也可以不同，另外在不同的分 子中可以相同也可以不同；此外，R4表不2~12價的有機基團，在1分子內(nèi)可以相同也可以 不同，另外在不同的分子中可以相同也可以不同；此外，R 3、R4中的至少一個為芳香族基團， 所述芳香族基團含有至少一個選自由1，1，1，3, 3, 3 -六氟丙基、異丙基、醚基、硫醚基及SO2 基組成的組中的1個以上的基團；R5、R6表示選自由酚羥基、磺酸基及硫醇基組成的組中的 1個以上的基團，在1分子內(nèi)可以相同也可以不同，另外在不同的分子中可以相同也可以不 同；X表示1價的有機基團；m表示8~200的整數(shù)；α、β分別表示〇~10的整數(shù)，α + β 表示0~10的整數(shù)；其中，重復(fù)數(shù)111中，20~90%表示α +β = 1~10。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的粘合劑，其中，相對于100質(zhì)量份的（b)環(huán)氧化合物，（c) 酸改性松香的含量為5質(zhì)量份以上且為30質(zhì)量份以下。
4. 如權(quán)利要求1~3中任一項所述的粘合劑，其中，還含有（d)無機粒子，相對于（a)~ (d)的總量，（d)無機粒子的含量為30~80質(zhì)量％。
5. -種粘合劑膜，包含權(quán)利要求1~4中任一項所述的粘合劑。
6. 如權(quán)利要求5所述的粘合劑膜，其中，在23°C、55% RH的環(huán)境下保存1個月后的最 低熔融粘度在100~1000 OPa · s的范圍內(nèi)。
7. -種半導(dǎo)體器件，包含權(quán)利要求1~4中任一項所述的粘合劑的固化物或者權(quán)利要 求5或6所述的粘合劑膜的固化物。
8. -種半導(dǎo)體器件的制造方法，使權(quán)利要求1~4中任一項所述的粘合劑或者權(quán)利要 求5或6所述的粘合劑膜介于第一電路構(gòu)件與第二電路構(gòu)件之間，經(jīng)加熱加壓將所述第一 電路構(gòu)件與所述第二電路構(gòu)件電連接。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種將半導(dǎo)體芯片安裝于電路基板等時使用的粘合劑，本發(fā)明所要解決的課題是提供一種保存穩(wěn)定性和連接可靠性這兩種特性均優(yōu)異的粘合劑，用于解決上述課題的手段是含有(a)聚酰亞胺、(b)環(huán)氧化合物及(c)酸改性松香的粘合劑。
【IPC分類】H05K3-32, C09J179-08, C09J193-04, H05K1-14, C09J7-00, C09J163-00, H01L21-60, C09J11-04
【公開號】CN104870595
【申請?zhí)枴緾N201380068190
【發(fā)明人】藤丸浩一, 野中敏央
【申請人】東麗株式會社
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2013年12月4日
【公告號】WO2014103637A1