專利名稱：晶片接合用樹脂漿料、使用該漿料的半導體裝置的制造方法及半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用作IC、LSI等半導體芯片(以下有時也稱為芯片)與引線框或絕緣性支持基板等(以下稱為基板)支持部件的接合材料(以下稱為晶片接合材料)的晶片接合用樹脂漿料、使用該漿料的半導體裝置的制造方法及半導體裝置。
背景技術：
作為IC、LSI等半導體元件與引線框或絕緣性支持基板等支持部件的接合材料， 即晶片接合材料，迄今已知有Au-Si共晶合金、焊料、銀漿料等。但是，Au-Si共晶合金雖然耐熱性和耐濕性高，但由于彈性模量大，因此，在適用于大型芯片時具有容易破裂的傾向。 并且，Au-Si共晶合金還存在價格昂貴的問題。另一方面，焊料雖然價格便宜，但耐熱性較差，其彈性模量和Au-Si共晶合金同樣高，難以適用于大型芯片。與此相對，銀漿料(例如參照專利文獻1)價格便宜，耐濕性高，與Au-Si共晶合金和焊料相比，彈性模量低，還具有可適用于350°C的熱壓合型引線接合的耐熱性。因此，現在在上述晶片接合材料中銀漿料被廣泛使用。但是，隨著IC、LSI的高集成化發展，芯片逐漸變得大型化，當適用這種狀況時，難以擴展至芯片整個面涂布銀漿料，效率低。另一方面，作為可應對芯片的大型化的晶片接合材料，已知有使用特定的聚酰亞胺樹脂的粘接膜、以及向特定的聚酰亞胺樹脂加入導電性填料或無機填料的晶片接合用粘接膜等膜狀的晶片接合材料(參照專利文獻2 4)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2002-179769號公報專利文獻2 日本特開平07_2觀697號公報專利文獻3 日本特開平06-145639號公報專利文獻4 日本特開平06-264035號公報
發明內容
發明要解決的課題粘接膜型的晶片接合材料在支持基板上能夠容易形成晶片接合層。特別是如專利文獻2 4所公開的粘接膜，相對于42合金引線框(鐵-鎳合金)等支持基板可適宜地使用，并且在具有良好的受熱晶片剪切強度的方面優異。但是，在將作為晶片接合材料的粘接膜有效地粘貼于支持基板的場合，需要用于事先將粘接膜切成或沖裁成芯片大小、再粘貼于支持基板的粘貼裝置。另外，沖裁粘接膜而一起粘貼多個芯片部分的方法具有容易產生粘接膜的浪費的傾向。另外，支持基板的大部分由于在基板內部形成有內層配線，從而在粘貼粘接膜的表面凹凸較多，粘貼粘接膜時會產生空隙，具有半導體裝置的可靠性容易降低的傾向。
另外，近年，BOC (Board On Chip)型的半導體裝置受到關注，有機基板等絕緣性支持基板被使用。在使用上述絕緣性支持基板的半導體裝置的制造工序中，考慮到絕緣性支持基板的耐熱性等，需要在例如200°C以下的比較低的溫度搭載半導體元件。但是，如專利文獻2 4所公開的粘接膜具有低溫粘接性差的傾向，大多時候難以在比較低的溫度
以下)粘貼芯片。因此，在BOC型的半導體裝置的制造中，低溫粘接性優異的晶片接合用樹脂漿料受到關注。使用晶片接合用樹脂漿料的芯片的粘貼方法一般為，例如對涂布于基板的晶片接合用樹脂漿料進行B階段化后，向其加熱、壓合芯片，使其暫時粘接，為了完全固定芯片和基板，在180°C后固化1小時左右。通常，如果省略晶片接合用樹脂漿料的后固化，則芯片和基板等的粘接性不充分，在引線接合的工序中芯片振動，有可能產生不良。另外，在密封工序中，如果芯片和基板等的粘接性不充分，則由于來自芯片側面的密封材料的流動，芯片有可能剝落。但是，最近，從縮短半導體封裝體的組裝時間的觀點出發，尋求即使省略后固化， 在引線接合和密封工序中也不產生不良情況的晶片接合用樹脂漿料。因此，對于使用省略了后固化工序的晶片接合用樹脂漿料的粘貼方法，B階段化狀態的晶片接合用樹脂漿料的層需要具備與芯片的良好的粘接性。另外，希望與芯片的粘接性不受B階段化的溫度范圍的影響、即在寬的溫度范圍內具有良好的粘接強度的晶片接合用樹脂漿料。另外，粘貼芯片時，有時在B階段化狀態的晶片接合用樹脂漿料的層與芯片之間產生空隙(以下稱為空隙)，也希望能夠減少空隙。空隙大時，在焊錫回流焊工序中容易在晶片接合材料中產生裂紋，半導體裝置的可靠性有可能降低。進一步地，密封工序后是焊錫回流焊工序，由于此時的最高溫度為250°C 260°C，因此對于晶片接合用樹脂漿料，也要求在250°C ^KTC的受熱晶片剪切強度優異。本發明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于提供一種晶片接合用樹脂漿料， 該漿料在B階段化的寬的溫度范圍內具有與芯片的良好的粘接強度，同時也能夠減少與芯片之間的空隙，而且即使在焊錫回流焊工序中也具有充分的受熱晶片剪切強度。另外，本發明的目的在于提供使用了上述晶片接合用樹脂漿料的半導體裝置的制造方法。進一步地， 本發明的目的在于提供使用了上述晶片接合用樹脂漿料的可靠性優異的半導體裝置。解決課題的方法為了完成上述課題，本發明中采用以下的構成。S卩，本發明的一實施方式涉及一種晶片接合用樹脂漿料，其含有使具有羧基的丁二烯的聚合物(al)和具有環氧基的化合物 (a2)反應而得到的聚合物(A)、熱固性樹脂(B)以及填料(C)。本發明的另一實施方式涉及使用上述晶片接合用樹脂漿料的半導體裝置的制造方法，即涉及一種半導體裝置的制造方法，包括(1)在基板上涂布上述晶片接合用樹脂漿料的工序；( 干燥前述樹脂漿料，對樹脂漿料進行B階段化的工序；C3)在進行了 B階段化的前述樹脂漿料上搭載半導體芯片的工序。本發明的另一實施方式涉及使用上述晶片接合用樹脂漿料的半導體裝置的制造方法，包括(1)在基板上涂布上述晶片接合用樹脂漿料的工序；( 干燥前述樹脂漿料、對樹脂漿料進行B階段化的工序；(3)在進行了 B階段化的前述樹脂漿料上搭載半導體芯片的工序。還涉及由該制造方法得到的半導體裝置。
本發明的另一實施方式涉及一種半導體裝置的制造方法，包括(1)在基板上涂布上述晶片接合用樹脂漿料的工序；(2)在涂布的樹脂漿料上搭載半導體芯片的工序；(3) 使用密封劑密封前述半導體芯片的工序。進一步地，本發明的另一實施方式涉及一種半導體裝置，其由包括(1)在基板上涂布上述晶片接合用樹脂漿料的工序、( 在涂布的樹脂漿料上搭載半導體芯片的工序、 (3)使用密封劑密封前述半導體芯片的工序的半導體裝置的制造方法得到。本說明書的內容涉及日本國特許申請2009-070531號(2009年3月23日提出申請)中包含的主題，參照這些申請說明書，整體引入本說明書中。發明效果根據本發明的一個實施方式，能夠提供一種晶片接合用樹脂漿料，該漿料在B階段化的寬的溫度范圍內具有與芯片的良好的粘接強度，同時也能夠減少與芯片之間的空隙，而且即使在焊錫回流焊工序中也具有充分的受熱晶片剪切強度。另外，根據本發明的一個實施方式，即使省略粘貼芯片后的后固化，在引線接合和密封的工序中也不會產生不良情況，因此可以縮短制造工序。本發明的一個實施方式所涉及的晶片接合用樹脂漿料由于低溫粘接性優異，因此作為晶片接合材料適于有機基板等絕緣性支持基板。另外，根據本發明的一個實施方式， 通過使用上述本發明的晶片接合用樹脂漿料，能夠提供操作性優異的半導體裝置的制造方法。進一步地，根據本發明的一個實施方式，通過使用上述本發明的晶片接合用樹脂漿料， 能夠提供可靠性優異的半導體裝置。
圖1為表示本發明的半導體裝置的制造工序的一個例子的圖。圖2為作為本發明的半導體裝置的一個例子的BOC的截面圖。圖3為作為本發明的半導體裝置的一個例子的引線框型半導體裝置的一個實施例的截面圖。
具體實施例方式以下，視情況一邊參照附圖，一邊對本發明的優選實施方式進行詳細說明。另外， 附圖中，對相同或相當部分附上相同符號，并省略重復的說明。另外，本發明中，“B階段化” 是指在涂布晶片接合用樹脂漿料后進行熱處理，使溶劑(D)揮發，以使涂布的晶片接合用樹脂漿料處于干燥狀態，且在該狀態下晶片接合用樹脂漿料未完全固化。完全固化定義為在使用 DSC(Differential scanning calorimetry)的測定中，在 80 180°C (升溫速度 IO0C /分鐘)的范圍內無吸熱峰的狀態，以下有時也稱為“后固化”。以下，進一步詳細說明本發明。本發明所涉及的晶片接合用樹脂漿料(以下有時也僅稱為“樹脂漿料”)含有使具有羧基的丁二烯的聚合物(al)和具有環氧基的化合物(^)反應而得到的聚合物(A)、熱固性樹脂(B)以及填料(C)。[具有羧基的丁二烯的聚合物(al)]作為具有羧基的丁二烯的聚合物(以下有時簡稱成分(al))，只要是具有聚丁二烯結構和羧基，則沒有特別限定。例如，可以為衍生自丁二烯的聚丁二烯結構和具有羧基的化合物的共聚物。另外，也可以為以丁二烯和丙烯腈等其他的聚合性化合物形成的共聚物為主鏈，其末端的至少一端具有羧基的物質。從印刷性、粘接強度和操作性的觀點出發，成分(al)的數均分子量優選為500 10000，更加優選為1000 7000。本發明中，前述成分 (al)更加優選為下述通式(1)所表示的具有羧基的丁二烯-丙烯腈共聚物。
化權利要求
1.一種晶片接合用樹脂漿料，含有使具有羧基的丁二烯的聚合物(al)和具有環氧基的化合物(a2)反應而得到的聚合物(A)、熱固性樹脂⑶以及填料(C)。
2.如權利要求1所述的晶片接合用樹脂漿料，進一步含有溶劑(D)。
3.如權利要求1所述的晶片接合用樹脂漿料，進一步含有固化促進劑(E)。
4.如權利要求1所述的晶片接合用樹脂漿料，其中，所述使具有羧基的丁二烯的聚合物(al)和具有環氧基的化合物(^)反應而得到的聚合物(A)的重均分子量為15000 70000。
5.一種半導體裝置的制造方法，包括(1)在基板上涂布權利要求1 3的任一項所述的晶片接合用樹脂漿料的工序；(2)對所述樹脂漿料進行B階段化的工序；(3)在進行了 B 階段化的所述樹脂漿料上搭載半導體芯片的工序。
6.一種半導體裝置，由權利要求5所述的半導體裝置的制造方法得到。
7.一種半導體裝置的制造方法，包括(1)在基板上涂布權利要求1 3的任一項所述的晶片接合用樹脂漿料的工序；( 在所述樹脂漿料上搭載半導體芯片的工序；C3)使用密封劑對所述半導體芯片進行密封的工序。
8.一種半導體裝置，由權利要求7所述的半導體裝置的制造方法得到。
全文摘要
本發明提供一種晶片接合用樹脂漿料，其在B階段化的寬的溫度范圍內與芯片的粘接強度優異，同時還能夠減少與芯片之間的空隙，而且在焊錫回流焊工序中其受熱晶片剪切強度也優異。其為含有使具有羧基的丁二烯的聚合物(a1)和具有環氧基的化合物(a2)反應而得到的聚合物(A)、熱固性樹脂(B)以及填料(C)的晶片接合用樹脂漿料。
文檔編號C08G59/40GK102272908SQ201080004152
公開日2011年12月7日 申請日期2010年3月10日 優先權日2009年3月23日
發明者堂堂隆史, 杉浦良史, 森修一, 橫地精吾, 江花哲, 片山陽二 申請人:日立化成工業株式會社