铜凸块用液态密封材料及其所使用的树脂组合物制造技术

本发明专利技术提供一种能抑制加热固化时的填料分离和由此引起的凸块开裂的铜凸块用液态密封材料及其所使用的树脂组合物。本发明专利技术的树脂组合物包含：(A)液态环氧树脂、(B)固化剂以及(C)经下式(1)的硅烷偶联剂表面处理的氧化铝填料。

Liquid sealing material for copper bumps and resin composition used thereof

The present invention provides a liquid sealing material for copper bumps and the resin composition used for inhibiting the separation of filler and the cracking of bumps caused by heat curing. The resin composition of the present invention comprises: (A) liquid epoxy resin, (B) curing agent, and (C) alumina filler treated by silane coupling agent of lower (1) surface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铜凸块用液态密封材料及其所使用的树脂组合物
本专利技术涉及一种铜凸块用液态密封材料及其所使用的树脂组合物。
技术介绍
随着电子设备的小型化、轻量化和高性能化，半导体的封装方式逐渐由引线结合型向倒装型转变。倒装型的半导体装置具有经由凸块电极使基板上的电极部和半导体元件连接的结构。这种结构的半导体装置存在如下问题：当进行温度循环等供热时，由于环氧树脂等有机材料制成的基板和半导体元件之间的热膨胀系数的差异，会产生应力而施加于凸块电极，凸块电极会发生开裂等不良现象。为了抑制这种不良现象的发生，普遍做法是使用被称作底部填充剂的液态密封剂来密封半导体元件和基板之间的缝隙使两者相互固定，从而提高耐热循环性。用作底部填充剂的液态密封剂要求具有优良的注入性、胶粘性、固化性和保存稳定性等，且不产生空隙。此外，还要求由液态密封材料密封的部位具有优良的耐湿性、耐热循环性、耐回流性、耐开裂性和耐翘曲性能等。为了满足上述要求，作为用作底部填充剂的液态密封材料，广泛使用以环氧树脂为主剂的材料。为了提高由液态密封材料密封的部位的耐湿性和耐热循环性，特别是耐热循环性，公知的是通过在液态密封材料中添加由二氧化硅填料等无机物组成的填充材料(以下称填料)，来控制环氧树脂等有机材料制成的基板和半导体元件的热膨胀系数的差异，或强化凸块电极(参照专利文献1)。近年来，尤其是在高密度的倒装芯片封装中，开始使用铜柱凸块(以下简称铜凸块)。与以往的焊料凸块相比，铜凸块具有如下优点：可以缩小凸块间隔；由于可减少铅的使用量，所以对环境的影响较小；导热性好因而散热性能优异；电导率高因而可降低寄生电阻等。专利文献2的第0003段给出了关于使用铜凸块和底部填充剂的现有的倒装芯片封装的步骤的一例。专利文献2中表明，在该步骤中使用铜柱进行倒装芯片封装时，底部填充剂中的填料在加热固化的过程中从树脂分离，在底部填充剂中形成无填料的区域，无法吸收硅芯片和基板间的线膨胀系数的差异，从而发生凸块开裂等问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平2007-56070号公报专利文献2：日本再公表专利2010-103934号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中的问题点，而提供一种铜凸块用液态密封材料及其所使用的树脂组合物，藉此抑制在加热固化时发生的填料分离和由此引起的凸块开裂。用于解决问题的手段本申请的专利技术人对铜凸块用液态密封材料加热固化时的填料的分离进行了深入探讨，获得了如下见解。着眼于底部填充剂的填料，当使用被广泛用作底部填充剂的填料的二氧化硅填料时，在加热固化时容易发生填料的分离。与二氧化硅填料相比，氧化铝填料在加热固化时不易发生填料的分离。关于上述见解，本申请的专利技术人做出了如下推测。由于铜柱和凸块接合时的两者的电位差的影响，导致在底部填充剂的加热固化过程中，由于电泳的作用，填料被吸引至铜柱，从而发生了填料的分离。如上所述，从对加热固化时的填料分离的抑制的角度来看，氧化铝填料较二氧化硅填料更理想。然而，在向半导体元件和基板之间的缝隙的注入性方面，含有氧化铝的底部填充剂要逊于含有二氧化硅填料的底部填充剂。其原因在于，氧化铝填料易受吸湿的影响，吸湿会导致氧化铝填料的凝聚。本专利技术是基于上述见解而做出的，其提供一种树脂组合物，其特征在于，含有(A)液态环氧树脂、(B)固化剂、以及(C)经下式(1)的硅烷偶联剂表面处理的氧化铝填料。[化1]本专利技术的树脂组合物还可以含有(D)硅烷偶联剂。优选地，在本专利技术的树脂组合物中，树脂组合物的所有成分的总质量以100质量份计，所述(C)经硅烷偶联剂表面处理的氧化铝填料的含量为45～77质量份。并且，本专利技术提供一种使用本专利技术的树脂组合物的液态密封剂。并且，本专利技术提供一种使用本专利技术的树脂组合物的铜凸块用液态密封剂。专利技术的效果本专利技术的树脂组合物在作为铜凸块的液态密封材料使用时，其向半导体元件和基板之间的缝隙的注入性良好，且能抑制加热固化时的填料分离以及由此引起的凸块开裂。具体实施方式下面对本专利技术的树脂组合物进行详细说明。本专利技术的树脂组合物必须含有以下的(A)～(C)成分。(A)液态环氧树脂(A)成分的液态环氧树脂是构成本专利技术的树脂组合物的主剂的成分。在本专利技术中，液态环氧树脂是指常温下呈液态的环氧树脂。本专利技术中的液态环氧树脂可例示的有：平均分子量约400以下的双酚A型环氧树脂；对-缩水甘油氧基苯基二甲基三双酚A缩水甘油醚等分支状多官能双酚A型环氧树脂；双酚F型环氧树脂；平均分子量约570以下的酚酚醛清漆型环氧树脂；乙烯基(3，4-环己烯基)二氧化物、3，4-环氧基环己基羧酸(3，4-环氧基环己基)甲酯、己二酸双(3，4-环氧基-6-甲基环己基甲酯)、2-(3，4-环氧基环己基)5，1-螺(3，4-环氧基环己基)-间-二氧化物等脂环式环氧树脂；3，3’，5，5’-四甲基，4’-二缩水甘油氧基联苯等联苯型环氧树脂；六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、3-甲基六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、六氢对苯二甲酸缩水甘油酯等缩水甘油酯型环氧树脂；二缩水甘油基苯胺、二缩水甘油基甲苯胺、三缩水甘油基对-胺基苯酚、四缩水甘油基-间-二甲苯基二胺、四缩水甘油基双(胺基甲基)环己烷等缩水甘油基胺型环氧树脂；以及1，3-二缩水甘油基-5-甲基-5-乙基乙内酰脲等乙内酰脲型环氧树脂；含萘环的环氧树脂。并且，可以使用1，3-双(3-缩水甘油氧基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷等具有硅氧骨架的环氧树脂。再者，也例示有：(聚)乙二醇二缩水甘油醚、(聚)丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、二环己烷二甲醇二缩水甘油醚等二环氧化物化合物；三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚等三环氧化物化合物等。其中优选为液态双酚型环氧树脂、液态胺基酚型环氧树脂、聚硅氧改性环氧树脂、萘型环氧树脂。进而优选为液态双酚A型环氧树脂、液态双酚F型环氧树脂、对-胺基酚型液态环氧树脂、1，3-双(3-缩水甘油氧基丙基)四甲基二硅氧烷。作为(A)成分的液态环氧树脂可以单独使用，也可以并用2种以上。并且，即使是常温下为固体的环氧树脂，在通过与液态环氧树脂并用，混合物呈液态的情况下，也可以使用。(B)固化剂(B)成分的固化剂，只要是环氧树脂的固化剂，则无特别限定，可使用公知的固化剂，可以使用胺系固化剂、酸酐系固化剂及酚系固化剂的任一种。作为胺系固化剂的具体例，可举例有：三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、间-二甲苯二胺、三甲基六亚甲基二胺、2-甲基五亚甲基二胺等脂肪族聚胺；异佛尔酮二胺、1，3-双胺基甲基环己烷、双(4-胺基环己基)甲烷、降冰片烯二胺、1，2-二胺基环己烷等脂环式聚胺；N-胺基乙基哌嗪、1，4-双(2-胺基-2-甲基丙基)哌嗪等哌嗪型聚胺；二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、4，4’-二胺基-3，3’-二乙基二苯基甲烷、双(甲硫基)甲苯二胺、二胺基二苯基甲烷、间-苯二胺、二胺基二苯基砜、二乙基甲苯二胺、三亚甲基双(4-胺基苯甲酸酯)、聚四亚甲基氧化物-二-对-胺基苯甲酸酯等芳香族聚胺类。并且，作为市售品，举例为T-12(商品名，三洋化成工业制)(胺当量116)。作为酸酐系固化剂的具体例，可例示的有：甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂组合物，其特征在于，包含：(A)液态环氧树脂、(B)固化剂以及(C)经下式(1)的硅烷偶联剂表面处理的氧化铝填料。[化1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.02 JP 2014-2440261.一种树脂组合物，其特征在于，包含：(A)液态环氧树脂、(B)固化剂以及(C)经下式(1)的硅烷偶联剂表面处理的氧化铝填料。[化1]2.根据权利要求1记载的树脂组合物，其中，还含有(D)硅烷偶联...

【专利技术属性】
技术研发人员：山泽朋也，吉井东之，
申请(专利权)人：纳美仕有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP