热固性树脂组合物和用其获得的半导体器件制造技术

一种热固性组合物，包括：（Ａ）一种每分子具有至少两个环氧基团的环氧树脂；（Ｂ）一种固化剂；（Ｃ）一种如下通式（１）或（２）表示的化合物；和（Ｄ）一种包括微胶囊的微胶囊型硬化促进剂，该微胶囊各自具有由包括硬化促进剂核和覆盖该核并包括具有如下通式（３）表示的结构单元的聚合物的壳构成的结构，它在通过差示扫描量热法以加热速率１０℃／ｍｉｎ检测时，显示因在１８０至２５０℃范围内反应出现的放热峰，和一种通过用上述组合物密封获得的半导体器件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在半导体器件生产中为进行密封以填充线路板与半导体元件之间的空隙而使用的热固性树脂组合物，并涉及通过用该热固性树脂组合物密封获得的半导体器件。
技术介绍
对于半导体器件中的最近改进，需要将半导体元件装配到线路板上形成面向下的结构的技术(例如倒装晶片法或直接晶片连接法)。倒装晶片法存在涉及连接部分的可靠性问题，因为要将线性膨胀系数相互不同的半导体元件和线路板相互直接电连接。作为消除此问题使用的一种技术包括用液体树脂材料填充半导体元件与线路板之间的空隙并将该材料固化以形成固化的树脂。这样，集中在半导体连接部件上的应力被消散到树脂内，由此改进连接的可靠性。在使用焊料块的倒装晶片方法中，迄今用于填充液体材料的技术包括首先通过焊料熔化步骤将倒装晶片装配到线路板上形成金属连接，然后基于毛细作用将液体树脂材料注入半导体元件与线路板之间的空隙。这种半导体生产方法存在的问题是，由于涉及很多步骤因此生产效率低。
技术实现思路
在上述情况下已实现的本专利技术的一个目的是提供一种热固性树脂组合物，该组合物在需要形成金属连接如焊接块的半导体器件生产中起到除去半导体元件上或线路板电极表面上存在的金属氧化物膜或氧化抑制膜(后面称为预熔化(preflux))的作用，并且可在倒装片安装前施用，由此达到优良的生产效率。本专利技术的另一目的是提供一种通过用该组合物密封获得的半导体器件。本专利技术提供[1]一种热固性组合物，包括(A)一种每分子具有至少两个环氧基团的环氧树脂； (B)一种固化剂；(C)一种如下通式(1)或(2)表示的化合物R1-(COO-CH(CH3)-O-R2)n(1)CH2＝CH2-O-R4-O-CH(CH3)-(OCO-R3-COO-CH(CH3)-OR4-O-CH(CH3)-OCO-R3-COO)n-CH(CH3)-OR4-O-CH2＝CH2(2)其中n为正整数，R1、R2、R3和R4各自表示具有1或更高价的有机基团，并且可以相同或不同；和(D)一种包括微胶囊的微胶囊型硬化促进剂，该微胶囊各自具有由包括硬化促进剂的核和覆盖该核并包括具有如下通式(3)表示的结构单元的聚合物的壳构成的结构-N(R5)-CO-N(R6)-(3) (3)其中R5和R6各自表示氢原子或一价有机基团，并且可以相同或不同，它在通过差示扫描量热法以加热速率10℃/min检测时，显示因在180至250℃范围内反应出现的放热峰。本专利技术进一步提供[2]通过用上述[1]中描述的热固性树脂组合物密封获得的半导体器件。附图说明图1为说明半导体器件的一个实施方案的截面图。图2为说明生产半导体器件中一个步骤的截面图。图3为说明生产半导体器件中另一步骤的截面图。图4为说明焊料润湿试验中一个步骤的截面图。图5为说明焊料润湿试验中另一步骤的截面图。图6为说明焊料润湿试验中再一步骤的截面图。附图标记的描述1线路板2连接电极部分3半导体元件4密封树脂层5预流涂铜板6焊料球 7热固性树脂具体实施方式本专利技术的热固性树脂组合物的特征在于包括组分(A)至组分(D)，并且在通过差示扫描量热法以加热速率10℃/min检测时，显示因在180至250℃范围内反应出现的放热峰。本专利技术中用作组分(A)的环氧树脂无特殊限制，只要每分子具有至少两个环氧基团即可。其例子包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛环氧树脂如苯酚-酚醛环氧树脂和甲酚-酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂、含氮环的环氧树脂如三缩水甘油基异氰脲酸酯和乙内酰胺环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、脂族环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、双酚S环氧树脂和联苯基环氧树脂、双环环氧树脂和萘环氧树脂，它们主要用作获得吸水量降低的固化树脂。这些环氧树脂可单独或以其两种或多种结合使用。这些环氧树脂中优选双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、萘环氧树脂、脂环族环氧树脂和三缩水甘油基异氰脲酸酯，这些环氧树脂本身在室温下为液体。尽管那些环氧树脂可在常温下为固体，但考虑到调节由热固性树脂组合物获得的固化树脂的机械强度和玻璃转化温度，通常优选使用具有环氧当量90至1,000g/eq的环氧树脂。当使用固体环氧树脂时，考虑到其中保持潜在硬化促进剂的潜在活性的温度范围，这种树脂优选为具有熔化点50至160℃的树脂。作为组分(B)的硬化剂无特殊限制，可使用各种硬化剂中的任何一种，只要它起到环氧树脂的硬化剂的作用即可。尽管酚类硬化剂通常用作环氧树脂的硬化剂，但可使用各种酸酐硬化剂、胺、苯并噁嗪环化合物等中的任何一种。这些硬化剂可单独或以其两种或多种组合使用。酚醛硬化剂的例子包括甲酚线性酚醛清漆树脂、苯酚线性酚醛清漆树脂、二环戊二烯环酚醛树脂、苯酚芳烷基树脂和萘酚。这些硬化剂可单独或以其两种或多种组合使用。考虑到可固化性、耐热性和与耐湿气相关的可靠性，环氧树脂和酚醛硬化剂优选以这样的比例加入酚醛硬化剂中的活性羟基的量为每当量环氧树脂的环氧基团0.5至1.5当量，优选0.7至1.2当量。当使用除酚醛硬化剂外的硬化剂时，其比例(当量比)可与使用酚醛硬化剂的情况相同。本专利技术热固性树脂组合物中所含的组分(C)为如下通式(1)和(2)表示的化合物R1-(COO-CH(CH3)-O-R2)n(1)CH2＝CH2-O-R4-O-CH(CH3)-(OCO-R3-COO-CH(CH3)-OR4-O-CH(CH3)-OCO-R3-COO)n-CH(CH3)-OR4-O-CH2＝CH2(2)其中n为正整数，R1、R2、R3和R4各自表示具有1或更高价的有机基团，并且可以相同或不同。该化合物起到助熔剂的作用。这里使用的术语助熔剂是指赋予热固性树脂组合物在焊接中从要粘结的金属表面除去氧化物膜、有机物质等以防止在加热期间发生氧化并降低熔化焊剂的表面张力的能力的一种试剂。通式(1)或(2)表示的化合物可通过羧酸与乙烯基醚化合物反应获得。羧酸的例子包括乙酸、己酸、马来酸、富马酸、衣康酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸、丙烯酸、异氰脲酸和含羧基的聚丁二烯。乙烯基醚组分的例子包括具有1或更高价态有机基团如丁基、乙基、丙基、异丙基、环己基或烯丙基的乙烯基醚。通式(1)中R1的例子包括具有1至30个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的亚烷基、乙烯基、烯丙基、苯基、亚苯基、具有3或更高价态的芳环基团和C3N3(OCOC2H4)3基团。通式(1)中R2的例子包括具有1至10个碳原子的烷基、具有3至8个碳原子的环烷基和芳环基团。通式(2)中R3的例子包括具有如下通式(4)至(7)任何一个表示的结构的官能团 其中n为正整数，X为二价有机基团。通式(2)中R4的例子包括具有如下通式(8)至(10)任何一个表示的结构的官能团 其中n为整数。这种化合物在半导体装配中显示熔化活性，随后热分解生成能够与环氧树脂反应的游离羧酸。因此，该化合物可有利地用作兼具熔化活化剂作用和硬化剂作用的材料。产生游离羧酸的温度可按照各种金属块的熔化温度通过选取羧酸与乙烯基醚化合物的组合合适地调节。通式(1)和(2)表示的化合物可单独或以其两种或多种结合使用。考虑到适合焊剂连接、耐热性和与耐湿气相关的可靠性，通式(1)或(2)表示的化合物(C)在热固性树脂组合物中的比例优选0.1至20重量份，更优选0.5至15重量份，特别优选1至10重量份，按100重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热固性树脂组合物，包括： （Ａ）一种每分子具有至少两个环氧基团的环氧树脂； （Ｂ）一种固化剂； （Ｃ）一种如下通式（１）或（２）表示的化合物： Ｒ↑［１］－（ＣＯＯ－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－Ｏ－Ｒ↑［２］）↓［ｎ］ （１） ＣＨ↓［２］＝ＣＨ↓［２］－Ｏ－Ｒ↑［４］－Ｏ－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－（ＯＣＯ－Ｒ↑［３］－ＣＯＯ－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－ＯＲ↑［４］－Ｏ－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－ＯＣＯ－Ｒ↑［３］－ＣＯＯ）↓［ｎ］－ＣＨ（ＣＨ↓［３］）－ＯＲ↑［４］－Ｏ－ＣＨ↓［２］＝ＣＨ↓［２］ （２） 其中ｎ为正整数，Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］各自表示具有１或更高价的有机基团，并且可以相同或不同；和 （Ｄ）一种包括微胶囊的微胶囊型硬化促进剂，该微胶囊各自具有由包括硬化促进剂的核和覆盖该核并包括具有如下通式（３）表示的结构单元的聚合物的壳构成的结构： －Ｎ（Ｒ↑［５］）－ＣＯ－Ｎ（Ｒ↑［６］）－ （３） 其中Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］各自表示氢原子或一价有机基团，并且可以相同或不同，它在通过差示扫描量热法以加热速率１０℃／分检测时，显示因在１８０至２５０℃范围内反应出现的放热峰。...

【技术特征摘要】
JP 2002-5-20 144080/021.一种热固性树脂组合物，包括(A)一种每分子具有至少两个环氧基团的环氧树脂；(B)一种固化剂；(C)一种如下通式(1)或(2)表示的化合物R1-(COO-CH(CH3)-O-R2)n(1)CH2＝CH2-O-R4-O-CH(CH3)-(OCO-R3-COO-CH(CH3)-OR4-O-CH(CH3)-OCO-R3-COO)n-CH(CH3)-OR4-O-CH2＝CH2(2)其中n为正整数，R1、R2、R3和R4各自表示具有1或更高价的有机基团，并且可以相同或不同；和(D)一种包括微胶囊的微胶囊型硬化促进剂，该微胶囊各自具有由包括硬化促进剂的核和覆盖该核并包括具有如下通式(3)表示的结构单元的聚合物的壳构成的结构-N(R5)-CO-N(R6)- (3)其中R5和R6各自表示氢原子或一价有机基团，并且可以相同或不同，它在通过差示扫描量热法以加热速率10℃/分检测时，显示因在180至250℃范围内反应出现的放热峰。2.一种通过用权利要求1的热固性树脂组合物密封获得的半导体器件。3.如权利要求1的热固性树脂组合物，其中用作组分(A)的所述环氧树脂为选自双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族环氧树脂、含氮环的环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、脂族环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、双酚S环氧树脂、联苯基环氧树脂、双环环氧树脂和萘环氧树脂的至少一种树脂。4.如权利要求3的热固性树脂组合物，其中所述环氧树脂为选自双酚A型环氧树脂、双酚F环氧树脂、萘环氧树脂、脂环族环氧树脂和三缩水甘油基异氰脲酸酯的至少一种树脂。5.如权利要求1的热固性树脂组合物，其中所述环氧树脂具有环氧当量90至1,000g/eq。6.如权利要求1的热固性树脂组合物，其中所述环氧树脂具有软化点50至160℃。7.如权利要求1的热固性树脂组合物，其中所述用作组分(B)的硬化剂为选自酚醛硬化剂、酸酐硬化剂、胺和苯并噁嗪环化合物的至少一种硬化剂。8.如权利要求7的热固性树脂组合物，其中所述酚醛硬化剂为选自甲酚线性酚醛清漆树脂、苯酚线性酚醛清漆树脂、二环戊二烯环酚醛树脂、苯酚芳烷基树脂和萘酚的至少一种硬化剂。9.如权利要求7的热固性树脂组合物，其中所述环氧树脂和酚醛硬化剂按这样的比例加入酚醛硬化剂中的活性羟基的量为每当量环氧树脂的环氧基团0.5至1.5当量。10.如权利要求1的热固性树脂组合物，其中通式(1)中的R1选自具有1至30个碳原子的烷基、具有2至8个碳原子的亚烷基、乙烯基、烯丙基、苯基、亚苯基、具有3或更高价态的芳环基团和C3N3(OCOC2H4)3基团。11.如权利要求1的热固性树脂组合物，其中通式(1)中的R2选自具...

【专利技术属性】
技术研发人员：野吕弘司，襖田光昭，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]