半导体用树脂组合物及半导体用树脂膜以及使用了它们的半导体器件制造技术

本发明专利技术的目的在于得到一种半导体用树脂组合物，所述半导体用树脂组合物的固化物的线膨胀系数足够小，并且制成的半固化膜中无机粒子在膜厚方向上的分布均匀。本发明专利技术提供一种半导体用树脂组合物，其特征在于，其是含有(a)环氧化合物、(b)无机粒子、(c)聚酰亚胺及(d)溶剂的半导体用树脂组合物，在从上述半导体用树脂组合物的总重量中除去上述(d)溶剂的重量而得到的全部固态成分的重量中，上述(b)无机粒子的比例为60重量％以上92重量％以下，所述半导体用树脂组合物还含有(e)橡胶粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体用树脂组合物及半导体用树脂膜以及使用了它们的半导体器件，所述半导体用树脂组合物及半导体用树脂膜可用于个人电脑、便携终端中使用的电子部件、放热板与印刷基板、柔性基板的粘接、及基板彼此等的粘接、晶片(wafer)保护。更详细地说，本专利技术涉及半导体用树脂组合物及半导体用树脂膜以及使用了它们的半导体器件，所述半导体用树脂组合物及半导体用树脂膜在将IC、LSI等半导体芯片(chip)粘接或直接电接合于柔性基板、玻璃环氧基板、玻璃基板、陶瓷基板、硅中介层(siliconinterposer)等电路基板时使用、或者用于半导体芯片彼此的接合、三维装配等半导体芯片的层叠。
技术介绍
近年来，伴随着电子终端设备的快速普及，电子终端设备正在进行小型·薄型化、高性能化。随之，搭载于电子终端设备中的半导体器件进行小型化、高密度化，作为将半导体芯片(以下，有时称为芯片)装配于电路基板(以下，有时称为基板)的方法，倒装芯片(Flip-Chip)装配正迅速推广。为了提高半导体器件的可靠性，在芯片与基板之间填充底部填充材料(underfillmaterial)。作为填充底部填充材料的方法，利用毛细管现象向芯片与基板之间填充的方法是通常方法，但存在容易发生未填充、制造成本提高这样的课题。作为解决上述课题的方法，想出了在晶片上形成底部填充材料、并将已成为单片的半导体芯片结合(bonding)于基板的方法。作为在晶片上形成底部填充材料的方法，有利用真空热层压(laminate)处理等将已制成膜状的树脂组合物形成于晶片上的方法、直接涂布树脂涂覆材料而在晶片上形成的方法等。对于底部填充材料而言，为了赋予粘接性，通常使用环氧树脂，但仅为环氧树脂时，其与接合的芯片的线膨胀系数的差异大。因此，在进行如吸湿回流焊处理(moistureabsorption/reflowtreatment)及热循环处理之类的、伴随大幅温度变化的、需要更强的耐久性的处理的情况下，难以保持连接可靠性。因此，为了缩小与芯片的线膨胀系数的差异，有时在底部填充材料中配合大量的无机粒子。另一方面，有为了对底部填充材料赋予耐热性而配合聚酰亚胺的技术(参见专利文献1)、为了缓和固化后的底部填充材料所承受的应力而配合橡胶粒子的技术(参见专利文献2)等。专利文献1：国际公开第2011/004706号专利文献2：日本特开2009-270054号公报
技术实现思路
此处，由于需要将底部填充材料填埋在形成于基板、芯片上的微细的结构物的缝隙，所以配合的无机粒子也必须为微细的粒子。然而，在底部填充材料中配合大量的微细的无机粒子时，存在成膜时无机粒子在膜厚方向上的分布变得不均匀这样的课题。无机粒子的分布不均匀时，热应力在膜厚方向上产生差异，因此，在将芯片彼此接合时，有可能使连接可靠性降低。另一方面，为了对底部填充材料赋予耐热性而配合聚酰亚胺的技术(参见专利文献1)、为了缓和固化后的底部填充材料所承受的应力而配合橡胶粒子的技术(参见专利文献2)等技术中，还可能存在以下问题：成膜时无机粒子的分散不充分；由于配合橡胶粒子而导致线膨胀系数增大。即，与上文同样地，在将芯片彼此接合时，连接可靠性有可能变得不充分。为了解决上述课题，本专利技术提供一种可赋予耐热性、缓和应力、且固化物的线膨胀系数足够小、并且制成的半固化膜中的无机粒子在膜厚方向上的分布均匀的半导体用树脂组合物及半导体用树脂膜以及使用了它们的半导体器件。本专利技术是一种半导体用树脂组合物，其是含有(a)环氧化合物、(b)无机粒子、(c)聚酰亚胺及(d)溶剂的半导体用树脂组合物，其特征在于，在从上述半导体用树脂组合物的总重量中除去上述(d)溶剂的重量而得到的全部固态成分的重量中，上述(b)无机粒子的比例为60重量％以上、92重量％以下，所述半导体用树脂组合物还含有(e)橡胶粒子。另外，本专利技术是一种半导体用树脂膜，其是在支承体上具有半导体用树脂层的半导体用树脂膜，所述半导体用树脂层含有(a)环氧化合物、(b)无机粒子、(c)聚酰亚胺及(e)橡胶粒子，其特征在于，在上述半导体用树脂层的重量中，上述(b)无机粒子的比例为60重量％以上、92重量％以下。通过本专利技术，能够得到可赋予耐热性、缓和应力、且固化物的线膨胀系数足够小、并且制成的半固化膜中的无机粒子在膜厚方向上的分布均匀的半导体用树脂组合物及半导体用树脂膜以及使用了它们的半导体器件。附图说明[图1]直到膜上部无机粒子都均匀分布的半导体用树脂层的SEM图像的例子。[图2]在膜上部存在无机粒子不足的区域的半导体用树脂层的SEM图像的例子。具体实施方式本专利技术是一种半导体用树脂组合物，其是含有(a)环氧化合物、(b)无机粒子、(c)聚酰亚胺及(d)溶剂的半导体用树脂组合物，其特征在于，在从上述半导体用树脂组合物的总重量中除去上述(d)溶剂的重量而得到的全部固态成分的重量中，上述(b)无机粒子的比例为60重量％以上、92重量％以下，所述半导体用树脂组合物还含有(e)橡胶粒子。本专利技术的半导体用树脂组合物含有(a)环氧化合物。此处所谓环氧化合物，是指在1分子中含有2个以上缩水甘油基或环氧环己基的化合物。当(c)聚酰亚胺在侧链上具有酚式羟基、磺酸基或巯基时，(a)环氧化合物与它们反应，构成具有密度更高的网状结构的固化物，因此，得到的固化的半导体用树脂组合物呈现对各种化学品的更优异的耐性。因此，可提高对各种溶剂、尤其是对N-甲基吡咯烷酮的耐性。另外，环氧化合物通常通过不伴有收缩的开环反应而进行固化，因此，可降低半导体用树脂组合物的固化时的收缩。作为(a)环氧化合物，优选环氧当量为100以上。通过使环氧当量为100以上，可提高固化的半导体用树脂组合物的强度。作为本专利技术中使用的(a)环氧化合物，只要为2官能以上即可，没有特别限制，可使用例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚Novolacs(phenolnovolac)型环氧树脂、甲酚Novolacs(cresolnovolac)型环氧树脂、联苯型环氧树脂、氢醌型环氧树脂、含有二苯基硫醚骨架的环氧树脂、苯酚芳烷基型多官能环氧树脂、含有萘骨架的多官能环氧树脂、含有二环戊二烯骨架的多官能环氧树脂、含有三苯基甲烷骨架的多官能环氧树脂、氨基苯酚型环氧树脂、二氨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体用树脂组合物，其是含有(a)环氧化合物、(b)无机粒子、(c)聚酰亚胺及(d)溶剂的半导体用树脂组合物，其特征在于，在从所述半导体用树脂组合物的总重量中除去所述(d)溶剂的重量而得到的全部固态成分的重量中，所述(b)无机粒子的比例为60重量％以上、92重量％以下，所述半导体用树脂组合物还含有(e)橡胶粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.27 JP 2013-2446751.一种半导体用树脂组合物，其是含有(a)环氧化合物、(b)
无机粒子、(c)聚酰亚胺及(d)溶剂的半导体用树脂组合物，其
特征在于，在从所述半导体用树脂组合物的总重量中除去所述(d)
溶剂的重量而得到的全部固态成分的重量中，所述(b)无机粒子的
比例为60重量％以上、92重量％以下，所述半导体用树脂组合物还
含有(e)橡胶粒子。
2.如权利要求1所述的半导体用树脂组合物，其特征在于，所
述(c)聚酰亚胺具有通式(2)或通式(3)表示的结构、并且在侧
链上具有至少一个可与环氧基反应的官能团、并且具有通式(1)表
示的结构作为通式(2)及通式(3)中的R4，通式(1)表示的结构
相对于(c)聚酰亚胺总量为5～15重量％；
式(1)中，R1为2价的烃基，R2为1价的烃基；n表示1～10
的整数；
式(2)和式(3)中，R3为4～14价的有机基团，R4为2～12

\t价的有机基团，R3、R4中的至少一个含有至少一个选自1,1,1,3,3,3
－六氟丙基、异丙基、醚基、硫醚基及SO2基中的基团；R5及R6表
示具有至少一个选自酚式羟基、磺酸基及巯基中的基团的有机基团；
X表示1价的有机基团；m为8～200；α及β分别表示0～10的整
数，α+β为0～10的整数；其中，在重复数为m的结构单元中，α
+β为1～10的整数的结构单元为20～90摩尔％。
3.如权利要求1或2所述的半导体用树脂组合物，其特征在于，
所述(c)聚酰亚胺为有机溶剂可溶性。
4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体用树脂组合物，其
特征在于，所述(b)无机粒子的平均粒径为10nm以上、5μm以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的半导体用树脂组合物，其
特征在于，所述(e)橡胶粒子的平均粒径小于或等于所述(b)无
机粒子的平均粒径。
6.如权利要求1～5中任一项所述的半导体用树脂组合物，其
特征在于，所述(a)环氧化合物含有液态环氧化合物及固态环氧化
合物，在(a)环氧化合物的重量中，液态环氧化合物的比例为10～
50重量％。
7.如权利要求6所述的半导体用树脂组合物，其特征在于，相
对于100重量份的所述液态环氧化合物，所述(e)橡胶粒子为2～
100重量份。
8.如权利要求1～7中任一项所述的半导体用树脂组合物，其
特征在于，所述(e)橡胶粒子为核壳橡胶粒子。
9.一种半导体用树脂膜，其是在支承体上...

【专利技术属性】
技术研发人员：金森大典，小田拓郎，野中敏央，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP