液状环氧树脂组合物制造技术

一种焊料连接性优异且适用于倒装芯片型半导体装置的无流动制法的胺硬化系环氧树脂组合物、以及使用该环氧树脂组合物制造的倒装芯片型半导体装置。本发明专利技术之液状环氧树脂组合物含有：（Ａ）液状环氧树脂，（Ｂ）胺系硬化剂，以及相对于１００重量份（Ａ）成分的环氧树脂，５０～９００重量份（Ｃ）无机填充剂，其中以［（Ａ）液状环氧树脂的环氧基摩尔量／（Ｂ）成分的氨基摩尔量］为０．６以上不足１．０的量，含有（Ｂ）胺系硬化剂，其中当（Ｂ）成分含有在室温～１５０℃下以固体状存在于组合物中的胺系硬化剂时，该固体状胺系硬化剂的量在合计１００ｍｏｌ％的（Ｂ）成分中为３０ｍｏｌ％以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种可靠性及操作性优异且可使半导体装置的制造步骤简化的半导体密封用液状环氧树脂组合物、以及一种用该环氧树脂组合物进行密封的半导体装置。
技术介绍
近年来，随着半导体封装(package)的小型化、薄型化及轻量化，半导体芯片的高密度化较为显着。作为高密度半导体芯片的代表性封装法，广泛进行有倒装芯片(flip chip)封装。作为倒装芯片封装的代表性方法，可列举将半导体芯片的焊料电极与封装基板电路上的焊料凸点(solder bump)或焊盘(solder land)直接进行焊料接合的C4工艺(Controlled Collapsed ChipConnect)。接合后，为了保护连接部，用环氧树脂密封半导体芯片与封装基板的缝隙。在利用C4工艺的倒装芯片封装中，先前利用毛细流动(capillary flow)法来进行树脂密封，但因为1)利用助焊剂(flux)进行焊料润湿性改善处理、2)焊料连接、3)助焊剂清洗、4)利用液状密封树脂的毛细管现象进行注入、5)树脂硬化等步骤较多，树脂的注入也很费时间，所以存在生产性低的问题。特别是随着焊垫(pad)的微细化、精细间距(fine-pitch)化，助焊剂的清洗除去性会恶化，存在助焊剂残渣造成的密封树脂润湿性不良，或助焊剂残渣中的离子(ion)性杂质造成的半导体封装可靠性降低的问题，涉及助焊剂的技术性课题较多。作为这些问题的对策，提出有如下无流动(noflow)法在直接封装基板上涂布添加有助焊剂成分的密封树脂，将具备焊料电极的半导体芯片搭载在其上，通过回流焊(reflow)来同时进行焊料连接和树脂密封(专利文献1)。对应于无流动(noflow)法，提出有兼具助焊剂性能的各种组合物，例如有使用具有助焊剂性能的硬化剂者、将酚树脂(phenol resin)作为硬化剂者(专利文献2)、将酚系羧酸(carboxylic acid)作为硬化剂者(专利文献3)、将酸酐(acid anhydride)作为硬化剂者(专利文献4、专利文献5)、将羧酸作为硬化剂者(专利文献6)、将芳香族羧酸酰肼(carboxylic acid hydrazide)作为硬化剂者(专利文献7)。另外，作为其他添加助焊剂成分者，已知有在酚系或者酸酐系硬化剂中添加羧酸(包含嵌段羧酸(block carboxylic acid))作为助焊剂成分者(专利文献8、专利文献9、专利文献10)。专利文献1美国专利5128746号公报专利文献2日本专利特开2002-232123号公报专利文献3日本专利特开2003-128874号公报专利文献4日本专利特开2001-329048号公报专利文献5日本专利特开2003-160639号公报专利文献6日本专利特开2002-293883号公报专利文献7日本专利特开2004-303874号公报专利文献8日本专利特开2002-190497号公报专利文献9日本专利特开2003-82064号公报专利文献10日本专利特开2001-223227号公报
技术实现思路
上述组合物的硬化剂大多是酚系或者酸酐系。但是，一般而言，使用胺系硬化剂的粘合剂对各种基材的粘着性高，几乎不会产生从基板或芯片的界面剥离，且提供可靠性高的封装。在上述专利文献6中研讨有胺加成物系硬化剂，但却得出无助焊剂性能的结果。因此，本专利技术的目的在于提供一种含有可在无流动法中使用的胺系硬化剂的粘合剂组合物。本专利技术者们对上述课题进行积极研究，结果发现，通过以特定量将胺系硬化剂添加到环氧树脂组合物中，可以获得可在无流动法中使用的半导体密封用环氧树脂组合物。即，本专利技术是下述者一种液状环氧树脂组合物，其含有(A)液状环氧树脂，(B)胺系硬化剂，以及相对于100重量份(A)成分的环氧树脂，50～900重量份(C)无机填充剂，其特征在于以(A)液状环氧树脂的环氧基摩尔量相对于(B)成分的氨基摩尔量之比，即[(A)液状环氧树脂的环氧基摩尔量/(B)成分的氨基摩尔量]为0.6以上不足1.0的量，含有(B)胺系硬化剂，其中当(B)成分含有在室温～150℃下以固体状存在于组合物中的胺系硬化剂时，该固体状胺系硬化剂的量在合计100mol％(B)成分中为30mol％以下。另外，本专利技术是下述者一种液状环氧树脂组合物，其含有(A)液状环氧树脂，(B)胺系硬化剂，相对于100重量份(A)成分的环氧树脂，50～900重量份(C)无机填充剂， 其特征在于以(A)液状环氧树脂的环氧基摩尔量相对于(B)成分的氨基摩尔量之比，即[(A)液状环氧树脂的环氧基摩尔量/(B)成分的氨基摩尔量]为0.8～1.1的量，含有(B)胺系硬化剂，以相对于(A)液状环氧树脂与(B)胺系硬化剂合计100重量份为0.1～20重量份的量，进一步含有(D)具有200℃以下的熔点及200℃以上的沸点的一元胺(monoamine)化合物。进而，本专利技术是一种用于密封倒装芯片型半导体的上述液状环氧树脂组合物。另外，本专利技术提供一种含有上述液状环氧树脂组合物的硬化物的倒装芯片型半导体装置。上述本专利技术的液状环氧树脂组合物不仅具有胺系硬化剂系的优异粘着性，而且利用该胺系硬化剂或特定一元胺化合物的助焊剂性能，可在利用无流动法的倒装芯片型半导体装置制造中适当使用。附图说明图1是表示倒装芯片型半导体装置的一例的剖面图。1电子电路基板2底部填充剂3焊垫4半导体芯片5焊料凸点具体实施方式以下，对各成分加以说明。作为环氧树脂，每一分子具有2个以上环氧基且在常温下为液状者即可，可使用先前众所周知者。例如，可列举双酚A(bisphenol A)型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘(naphthalene)型环氧树脂、酚醛(phenol novolac)型环氧树脂、联苯(biphenyl)型环氧树脂、缩水甘油胺(glycidyl amine)型环氧树脂、脂环式环氧树脂(cycloaliphatic epoxyresin)、二环戊二烯型环氧树脂等作为环氧树脂。尤其优选使用耐热性或耐湿性优异的双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、萘型环氧树脂作为环氧树脂。该环氧树脂，来源于其合成过程中所使用的表氯醇(epichlorohydrin)的氯所形成的总氯含量优选为1500ppm以下，特别优选为1000ppm以下。另外，在环氧树脂中添加等重量的离子交换水，在100℃、20小时的条件下进行萃取处理后水中氯浓度优选为10ppm以下。在本专利技术中，胺系硬化剂广泛包含可与环氧树脂反应生成硬化物者，具有至少2个以上的含有活性氢之氨基。作为胺系硬化剂，可列举芳香族胺(aromatic amine)、脂肪族胺(aliphatic amine)、聚酰胺胺(polyamidoamine)、咪唑(imidazole)系硬化剂，胍(guanidine)系硬化剂，也可以是这些的混合物。作为芳香族胺系硬化剂，例如可列举3，3′-二乙基-4，4′-二氨基二苯基甲烷(3，3′-diethyl-4，4′-diaminodiphenylmethane)、3，3′，5，5′-四甲基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、3，3′，5，5′-四乙基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、2，4-二氨基甲苯、1，4-苯二胺(1，4-phenylene本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液状环氧树脂组合物，其含有（Ａ）液状环氧树脂，（Ｂ）胺系硬化剂，以及相对于１００重量份（Ａ）成分的环氧树脂，５０～９００重量份（Ｃ）无机填充剂，其特征在于：以（Ａ）液状环氧树脂的环氧基摩尔量相对于（Ｂ）成分的氨基摩尔量之比，即［（Ａ）液状环氧树脂的环氧基摩尔量／（Ｂ）成分的氨基摩尔量］为０．６以上不足１．０的量，含有（Ｂ）胺系硬化剂，其中当（Ｂ）成分含有在室温～１５０℃下以固体状存在于组合物中的胺系硬化剂时，该固体状胺系硬化剂的量在合计１００ｍｏｌ％（Ｂ）成分中为３０ｍｏｌ％以下。

【技术特征摘要】
JP 2005-11-2 2005-319184;JP 2006-4-21 2006-118452;1.一种液状环氧树脂组合物，其含有(A)液状环氧树脂，(B)胺系硬化剂，以及相对于100重量份(A)成分的环氧树脂，50～900重量份(C)无机填充剂，其特征在于以(A)液状环氧树脂的环氧基摩尔量相对于(B)成分的氨基摩尔量之比，即[(A)液状环氧树脂的环氧基摩尔量/(B)成分的氨基摩尔量]为0.6以上不足1.0的量，含有(B)胺系硬化剂，其中当(B)成分含有在室温～150℃下以固体状存在于组合物中的胺系硬化剂时，该固体状胺系硬化剂的量在合计100mol％(B)成分中为30mol％以下。2.如权利要求1所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于上述摩尔比为0.6以上不足0.8的量。3.如权利要求1所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于上述固体状胺系硬化剂的量在合计100mol％(B)成分中为20mol％以下。4.如权利要求2所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于上述固体状胺系硬化剂的量在合计100mol％(B)成分中为20mol％以下。5.如权利要求1至4中任一项所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于(B)胺系硬化剂含有芳香族胺。6.如权利要求5所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于上述芳香族胺是选自1，2-苯二胺、1，3-苯二胺或1，4-苯二胺中的至少1种。7.如权利要求1至4中任一项所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于(B)胺系硬化剂是选自1，3-双(肼基羰乙基)-5-异丙基乙内酰脲及7，11-十八碳二烯-1，18-二碳酰肼的至少1种。8.如权利要求1至4中任一项所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于进一步含有相对于100重量份(A)液状环氧树脂为20重量份以下的(E)以式(6)表示的硅酮改性环氧树脂[化1] (式中，R4为氢原子或碳数1～6的一价烃基，R5为-CH2CH2CH2-、-OCH2-CH(OH)-CH2-O-CH2CH2CH2-或-O-CH2CH2CH2-，L为8～398，优选为18～198的整数，p为1～10的整数，q为1～10的整数)。9.如权利要求5所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于进一步含有相对于100重量份(A)液状环氧树脂为20重量份以下的(E)以式(6)表示的硅酮改性环氧树脂[化1] (式中，R4为氢原子或碳数1～6的一价烃基，R5为-CH2CH2CH2-、-OCH2-CH(OH)-CH2-O-CH2CH2CH2-或-O-CH2CH2CH2-，L为8～398，优选为18～198的整数，p为1～10的整数，q为1～10的整数)。10.如权利要求6所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于进一步含有相对于100重量份(A)液状环氧树脂为20重量份以下的(E)以式(6)表示的硅酮改性环氧树脂[化1] (式中，R4为氢原子或碳数1～6的一价烃基，R5为-CH2CH2CH2-、-OCH2-CH(OH)-CH2-O-CH2CH2CH2-或-O-CH2CH2CH2-，L为8～398，优选为18～198的整数，p为1～10的整数，q为1～10的整数)。11.如权利要求7所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于进一步含有相对于100重量份(A)液状环氧树脂为20重量份以下的(E)以式(6)表示的硅酮改性环氧树脂[化1] (式中，R4为氢原子或碳数1～6的一价烃基，R5为-CH2CH2CH2-、-OCH2-CH(OH)-CH2-O-CH2CH2CH2-或-O-CH2CH2CH2-，L为8～398，优选为18～198的整数，p为1～10的整数，q为1～10的整数)。12.如权利要求1至4中任一项所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于液状环氧树脂组合物是倒装芯片型半导体密封用液状环氧树脂组合物。13.如权利要求5所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于液状环氧树脂组合物是倒装芯片型半导体密封用液状环氧树脂组合物。14.如权利要求6所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于液状环氧树脂组合物是倒装芯片型半导体密封用液状环氧树脂组合物。15.如权利要求7所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于液状环氧树脂组合物是倒装芯片型半导体密封用液状环氧树脂组合物。16.如权利要求8所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于液状环氧树脂组合物是倒装芯片型半导体密封用液状环氧树脂组合物。17.如权利要求9所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于液状环氧树脂组合物是倒装芯片型半导体密封用液状环氧树脂组合物。18.如权利要求10所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于液状环氧树脂组合物是倒装芯片型半导体密封用液状环氧树脂组合物。19.如权利要求11所述的液状环氧树脂组合物，其特征在于液状环氧树脂组合物是倒装芯片型半导体密封用液状...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野雅俊，加藤馨，隅田和昌，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]