粘接剂组合物、薄膜状粘接剂、粘接薄片及使用其的半导体装置制造方法及图纸

技术编号:3167769 阅读:145 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种含有(A)热塑性树脂、(B)下述通式(Ⅰ)表示的双烯丙基降冰片烯二酰亚胺以及(C)2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物而成的粘接剂组合物,用于提供可以高度兼顾对被粘着体的填充性(埋入性)、低温层压性等工艺特性以及耐回流性等半导体装置的可靠性的粘接剂组合物,以及使用该组合物的薄膜状粘接剂,从切割片易剥离性等工艺特性优异的粘接片,以及生产性优异、热时的高粘接强度和耐湿性优异的半导体装置。式中,R↓[1]是包含芳香族环和/或直链、支链或环状脂肪族烃的2价有机基团。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粘接剂组合物、薄膜状粘接剂、粘接片以及使用其的半导体装置。
技术介绍
以往,在半导体元件和半导体元件搭载用支持部件的接合中,主要使用银糊。但是,随着近年来半导体元件的大型化、半导体封装的小型化和高性能化,对使用的支持部件也要求小型化、精密化。针对这样的要求,就银糊来说,由于润湿广泛性、溢出或半导体元件倾斜而发生的引线接合时的不良情况、难以控制银糊的厚度以及银糊产生空隙等,因此逐渐无法良好地应对上述要求。因此,为了应对上述要求,近年来,逐渐使用薄膜状的粘接剂(参照例如日本特开3-192178号公报、日本特开4-234472号公报)。 该薄膜状粘接剂可以以单片粘贴方式或晶片背面粘贴方式来使用。使用前者的单片粘贴方式的薄膜状粘接剂制造半导体装置时,首先,通过切割或冲孔将卷状的薄膜状粘接剂切出单片后,粘接于支持部件,通过切割(dicing)工序将单片化的半导体元件接合到所述带有薄膜状粘接剂的支持部件上,制作带有半导体元件的支持部件。然后,经过引线接合工序、密封工序等得到半导体装置(参照例如日本特开9-17810号公报)。但是,为了使用所述单片粘贴方式的薄膜状粘接剂,需要将薄膜状粘接剂切出并粘接在支持部件上的专用的组装装置,因此与使用银糊的方法相比,存在制造成本高的问题。 另一方面,使用晶片背面粘贴方式的薄膜状粘接剂来制造半导体装置时,首先,将薄膜状粘接剂的一个面粘贴在半导体晶片的背面,进而,将切割片贴合在薄膜状粘接剂的另一个面。然后,通过切割将半导体元件单片化,拾取单片化的带有薄膜状粘接剂的半导体元件,将其与支持部件接合,之后经过引线接合、密封等工序,由所述晶片得到半导体装置。该晶片背面粘贴方式的薄膜状粘接剂,由于将带有薄膜状粘接剂的半导体元件接合于支持部件,因此不需要将薄膜状粘接剂单片化的装置,可以直接使用以往的银糊用组装装置或者将附加热盘等装置的一部分进行改良来使用。因此,在使用薄膜状粘接剂的组装方法中,作为可以将制造成本控制为较低的方法而受到关注(参照例如日本特开平4-196246)。 但是,最近,除半导体元件的小型薄型化、高性能化以外,还发展了多功能化,随之,层叠多个半导体元件的半导体装置迅速增加。另一方面,由于所述半导体装置的厚度向薄化的方向发展,因此对于半导体晶片,进一步向极薄化发展。与此相伴,运送时的晶片开裂、薄膜状粘接剂向晶片背面粘贴时的晶片开裂越专利技术显。为了防止这些,一直采用将软质保护带(通称为背研磨带(backgrind tape))贴合于晶片表面的方法。但是,所述背研磨带的软化温度为100℃以下,或为了抑制贴合时的热应力引起的晶片的翘曲,因此逐渐强烈需要能够以低于100℃的温度在晶片背面粘贴的薄膜状粘接剂。 另外,为了组装工艺的简略化,提出了利用在薄膜状粘接剂的一个面上贴合有切割片的粘接片,即,使切割片和芯片接合薄膜一体化得到的薄膜(以下,记为一体型薄膜),实现向晶片背面的贴合工艺的简略化的方法。为了制作这样的一体型薄膜,要求具有以下特性的薄膜状粘接剂与上述背研磨带同样地,能够以低于100℃的低温粘贴于晶片背面,且具有切割后的拾取性即与暂时贴合的切割片的易剥离性等半导体装置组装时的良好工艺特性。 另外,作为使用了薄膜状粘接剂的半导体装置,还要求可靠性即耐热性、耐湿性、耐回流性等。为了确保耐回流性,要求在260℃左右的回流加热温度下,可以抑制芯片接合层的剥离或破裂的高粘接强度。这样,强烈需求可以高度兼顾包括低温层压性的工艺特性和包括耐回流性的半导体装置的可靠性的薄膜状粘接剂。 另一方面,支持部件是表面具有配线的有机基板时,从确保半导体装置的耐湿可靠性和配线间的绝缘可靠性方面考虑,确保对于所述配线高低差的充分的填充性(埋入性)是很重要的。所述埋入性可以通过在半导体装置的组装工序中,通过利用密封工序的传递成型时的热和压力来实现。但是,随着上述多个半导体元件的层叠化的发展,接合各个半导体元件并层叠化中所需要的热过程工艺(芯片接合和引线接合等),有随着半导体元件的层叠数的增大而长时间化的趋势。因此,在层叠有多个半导体元件的半导体装置中,最下层的半导体元件和有配线高低差的有机基板间的接合所使用的薄膜状粘接剂,从芯片接合到传递成型(Transfer Mold)工序期间,受到用于层叠上层半导体元件的热过程。因此,对于加热固化引起的流动性降低、基板表面的配线高低差,难以确保利用传递工序的热和压力的埋入性。无法确保所述埋入性时,由于未填充引起的空隙的原因,耐湿可靠性和耐回流性可能降低。因此,就用于半导体装置的最下层的半导体元件和带有配线高低差的有机基板间的接合的薄膜状粘接剂来说,希望可以确保在有机基板上接合半导体元件即芯片接合时刻向基板表面的配线高低差的埋入性。从抑制热应力引起的半导体元件的翘曲以及对半导体元件上的电路面的损伤考虑,芯片接合时的热和压力是与传递成型时的热和压力相比为低温、低压以及短时间的条件,因此作为上述薄膜状粘接剂,希望在该条件下不产生发泡或未填充引起的空隙,具有可以确保向基板表面的配线高低差的埋入性的热时流动性。 目前为止,提出了兼顾低温加工性和耐热性、组合了Tg较低的热塑性树脂和热固性树脂的薄膜状粘接剂(参照例如日本特许第3014578号公报)。但是,既可以确保在上述低温、低压和短时间的条件下能够向基板表面的配线高低差埋入的热时流动性,又兼有包括耐回流性的高温时的耐热性的材料及其设计还不够。因此,为了开发可以高度兼顾上述各种特性的材料,需要进一步详细或精密的材料设计。
技术实现思路
如上所述,作为用于兼顾低温加工性和耐热性的设计,至今为止,提出了包含Tg比较低的聚酰亚胺树脂或丙烯酸橡胶和环氧树脂的树脂组合,进而,提出了通过增加低分子量且低粘度的环氧树脂的比例这样的配合,实现兼顾B阶段中的低温、低压和短时间的条件下埋入基板表面的配线高低差的热时流动性和C阶段中的耐热性的设计。但是,随着环氧树脂量的增加,体系整体的离子性杂质的量增加、热应力增大、粘接性降低以及耐热性降低等问题趋于明显。 鉴于上述现有技术的问题,本专利技术的目的是提供一种可以高度兼顾对被粘着体的填充性(埋入性)、低温层压性等工艺特性以及耐回流性等半导体装置的可靠性的粘接剂组合物,以及薄膜状粘接剂。 另外,本专利技术的目的是提供一种从上述切割片的易剥离性等工艺特性优异的粘接片。 进而,本专利技术的目的是提供一种生产性优异、热时的高粘接强度和耐湿性优异的半导体装置。 本专利技术的专利技术人等为了解决上述问题进行了深入研究,结果提供以下解决手段。即,本专利技术的特征在于以下(1)~(19)记载的内容。 (1)粘接剂组合物,其为用于将半导体元件粘接于被粘着体的粘接剂组合物,其特征在于,含有(A)热塑性树脂、(B)下述通式(I)表示的双烯丙基降冰片烯二酰亚胺(bisallylnadimide)以及(C)2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物而成。 (化学式1) 式中,R1表示包括芳香族环和/或直链、支链或环状脂肪族烃的2价有机基团。 (2)上述(1)记载的粘接剂组合物,其中,所述(B)双烯丙基降冰片烯二酰亚胺由下述结构式(II)和/或(III)表示。 (化学式2) (化学式3) 本文档来自技高网
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【技术保护点】
粘接剂组合物,其为用于将半导体元件粘接于被粘着体的粘接剂组合物,其特征在于,含有(A)热塑性树脂、(B)下述通式(Ⅰ)表示的双烯丙基降冰片烯二酰亚胺、以及(C)2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物, *** (Ⅰ) 式中,R↓[1]表示包含芳香族环和/或直链、支链或环状脂肪族烃的2价有机基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-1-23 013854/2006;JP 2006-7-19 197324/20061.粘接剂组合物,其为用于将半导体元件粘接于被粘着体的粘接剂组合物,其特征在于,含有(A)热塑性树脂、(B)下述通式(I)表示的双烯丙基降冰片烯二酰亚胺、以及(C)2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物,式中,R1表示包含芳香族环和/或直链、支链或环状脂肪族烃的2价有机基团。2.根据权利要求1记载的粘接剂组合物,其特征在于,所述(B)双烯丙基降冰片烯二酰亚胺由下述结构式(II)和/或(III)表示的六亚甲基双烯丙基降冰片烯二酰亚胺,3.根据权利要求1或2记载的粘接剂组合物,其特征在于,所述(C)2官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物由下述结构式(IV)表示,式中,R2表示2价的有机基团,R3和R4各自独立地表示氢或甲基,m和n是1以上的整数。4.根据权利要求1~3中任一项记载的粘接剂组合物,其特征在于进一步含有(D)马来酰亚胺化合物和/或单官能缩合多环噁嗪化合物而成。5.根据权利要求4记载的粘接剂组合物,其特征在于,所述马来酰亚胺化合物是由下述通式(V)表示的双马来酰亚胺化合物或下述通式(VI)表示的线型酚醛清漆型马来酰亚胺化合物,式中,R5表示包含芳香族环和/或直链、支链或环状脂肪族烃的2价有机基团;式中,n表示0~20的整数。6.根据权利要求4或5记载的粘接剂组合物,其特征在于,所述单官能缩合多环噁嗪化合物是由下述通式(VII)表示的化合物,式中,[A]表示邻接的碳原子共有噁嗪环并形成缩合环的单环或缩合多环芳香族烃环,R1和R2各自独立地选自氢原子和碳原子数1~10的取代或非取代的一价的烃基,可以全部相同也可以不同;n表示0或1~4的整数。7....

【专利技术属性】
技术研发人员:增子崇宫原正信大久保惠介
申请(专利权)人:日立化成工业株式会社
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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