糊状组合物、使用了该组合物的保护膜及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及以（Ａ）热塑性树脂、（Ｂ）环氧树脂、（Ｃ）偶合剂、（Ｄ）粉末状无机填充材料、（Ｅ）具有橡胶弹性的粉末及（Ｆ）有机溶剂为必要组分的糊状组合物，涂布并干燥后可形成空隙率在３体积％以上，４０℃、９０％ＲＨ时的透湿度在５００ｇ／ｍ↑［２］.２４小时以下的涂膜。还涉及将该糊状组合物涂布于半导体部件表面，干燥后形成的空隙率在３体积％以上，４０℃、９０％ＲＨ时的透湿度在５００ｇ／ｍ↑［２］.２４小时以下的保护膜及具有该保护膜的半导体装置。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用了热塑性树脂的糊状组合物、使用了该组合物的保护膜及半导体装置。
技术介绍
近年，随着电子部件的小型化和薄型化，树脂密封型包装由印刷板插入型(例如，DIPDual in-line Package)向表面安装型，如直接在基板上搭载对芯片的COB型(Chip on Board)、倒装型、QFP(Quad Flat Package)和BGA(BallGrid Array)转变。在该领域中，除了传统的热硬化性环氧树脂液体密封材料之外，热塑性树脂型液体密封材料也已开发并上市。这些液体密封材料可直接用于IC和LSI等芯片的密封，所以，要求其具备高可靠性。随着实际使用时表面安装的普及，为确保半导体元件的可靠性，要求对红外线回流等具备高耐回流性。将插入型密封材料用于母板等电路基板时，通过对导线部分的局部加热来安装，但表面安装型密封材料要经过红外线回流、纸相回流和焊锡浸渍等步骤，所以整个密封材料必须暴露在200～250℃的高温下。因此，保存过程中密封材料所吸入的水分在实际安装加热时在其中气化膨胀，由此产生的应力如果超过密封树脂的破坏强度，则会出现由密封材料内部向外部裂开的现象。此外，还会出现用于保护半导体电路的氮化硅等钝化膜和密封树脂间的剥离，以及金线等粘接线断线的问题。作为通过改变密封材料的材质来提高耐回流性的方法，一般采用通过改变填充物和树脂等的组成，使密封材料的吸湿率下降，减少保存过程中包装的吸湿水分量，并提高与基材等的粘合力的方法。但是，该方法很难做到既提高耐回流性又便于使用，特别是未提出使用液体密封材料中的显现良好耐回流性的材料。例如，增加二氧化硅等填充物的配比，使密封材料低吸湿化的方法。这种情况下，可能会出现密封材料的低膨胀化，对半导体元件的影响也较小。但是，通过使二氧化硅填充物的粒度分布最适化，虽然能够获得90重量％以上的填充率，但填充率提高后，粘合增加，从而出现成型性不佳的问题。另一方面，作为提高耐回流性的其他方法包括设置排出实际加热时在半导体包装内部产生的气化水分的贯通孔的方法。例如，日本专利公开公报平9-219471号提出的在模压型密封材料上设置贯通孔的方法，日本专利公开公报平9-8179号提出的用树脂多孔体有选择地密封半导体元件的内面的方法等。但是，这些方法也存在水分进入半导体元件内，导致与耐回流性同样重要的耐湿性不佳的问题。此外，用树脂多孔体有选择地密封半导体元件内面的方法必须包括将树脂多孔体片状物预先配置在模具内的步骤，这样就出现了生产性的问题。此外，孔穴型BGA和μBGA等通过使用模具的转移成型而进行的密封很难适用于半导体的包装。此外，已知利用多孔质绝缘涂料被覆混合IC等电气·电子部件的方法(日本专利公报平5-55197号)，但并不能够达到提高耐回流性的目的，当然，为了防止水的进入而确保耐湿性，还可根据需要用蜡等浸渗剂进行二次加工。专利技术的揭示本专利技术解决了上述问题，其目的是提供耐回流性和耐湿性均良好的半导体密封用糊状组合物、使用了该组合物的保护膜及耐回流性和耐湿性俱佳的半导体装置。本专利技术者们为了解决上述问题进行了各种研究后发现，将无机填充材料分散在用有机溶剂溶解的树脂中，制得糊状组合物，再将该组合物涂布在IC和LSI的薄片上，并干燥，就能够获得具备良好耐回流性和耐湿性的半导体元件。这是因为由糊状组合物硬化而获得的涂膜的内部，在其填充物的粒子间残存了空隙，或在有机溶剂的蒸发过程中残存了微细的空隙，在涂膜表面形成了紧密地填充了树脂的透湿率较低的层。本专利技术提供了以(A)热塑性树脂、(B)环氧树脂、(C)偶合剂、(D)粉末状无机填充材料、(E)具有橡胶弹性的粉末及(F)有机溶剂为必要组分的糊状组合物，将该糊状组合物涂布并干燥形成涂膜时，能够形成空隙率在3体积％以上，40℃、90％RH时的透湿度在500g/m2·24小时以下的涂膜。本专利技术中的热塑性树脂(A)最好是由芳香族二羧酸、芳香族三羧酸或它们的反应性酸衍生物和以二氨基硅氧烷为必要组分的二胺缩聚而成的聚酰胺硅氧烷共聚物或聚酰胺酰亚胺硅氧烷共聚物。本专利技术中的环氧树脂(B)最好是脂环族环氧树脂。本专利技术中的偶合剂(C)最好是1种或2种以上选自硅烷偶合剂、钛酸酯偶合剂及铝酸盐偶合剂中的偶合剂。本专利技术中的具有橡胶弹性的粉末(E)最好为硅氧烷粉末。本专利技术还提供了将上述糊状组合物涂布在半导体部件表面，并干燥而获得的空隙率在3体积％以上，40℃、90％RH时的透湿度在500g/m2·24小时以下的保护膜。本专利技术进一步提供了具备上述保护膜的半导体装置。本专利技术的半导体装置中的保护膜最好是可密封半导体装置中的芯片的密封材料。本专利技术的半导体装置中，上述密封材料中的直径为1～20μm的空隙的占有比例最好为密封材料中的直径为0.0032～100μm的空隙体积的1～100体积％。上述半导体装置中的芯片被放置在芯片支撑基板上，芯片支撑基板最好是具备与芯片端子相连的内部连接部分，与半导体外部相连的外部连接部分，以及连接内部连接部分和外部连接部分的配线部分。例如，内部连接部分是形成于绝缘性基材的一面上的配线板，外部连接部分是形成于绝缘性基材内面、通过配线部分和配线板相连的多个电极，芯片在绝缘性基材的形成了配线板的面上通过半导体元件粘合用粘合剂粘合，芯片端子和配线板最好用金线相连。对附图的简单说明附图说明图1为本专利技术的一例半导体装置的截面图。实施专利技术的最佳状态本专利技术对热塑性树脂(A)无特别限定，例如，可采用丙烯酸树脂、苯乙烯系树脂、聚酰胺树脂、聚钛酸酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰胺树脂等。其中，较好的是芳香族二羧酸或芳香族三羧酸或它们的反应性酸衍生物和二胺缩聚而成的热塑性树脂。对二胺也无特别限定，最好是以下通式(I)表示的芳香族二胺， 式中，R1、R2、R3和R4表示分别独立的氢、碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为1～4的烷氧基或卤原子，X表示单键、-O-、-S-、 -SO2-、 或 R5和R6表示分别独立的氢、碳原子数为1～4的低级烷基、三氟甲基、三氯甲基或苯基。本专利技术中的热塑性树脂(A)更好为芳香族二羧酸、芳香族三羧酸或它们的反应性酸衍生物和以二氨基硅氧烷为必要组分的二胺缩聚而成的聚酰胺硅氧烷共聚物或聚酰胺酰亚胺硅氧烷共聚物。即，芳香族二羧酸或芳香族三羧酸或它们的反应性酸衍生物和二胺的缩聚中，用作为二胺的二氨基硅氧烷或二氨基硅氧烷和芳香族二胺等其他二胺共聚而获得的聚酰胺硅氧烷或聚酰胺酰亚胺硅氧烷共聚物。二氨基硅氧烷最好为以下通式(II)表示的二氨基硅氧烷， 式中，Y1表示二价烃基，如碳原子数为1～4的亚烷基、碳原子数为5～8的环亚烷基、碳原子数为6～12的亚芳基，Y2表示一价的烃基，如碳原子数为1～4的烷基、碳原子数为5～8的环烷基、碳原子数为6～12的芳基等，2个Y1可以相同也可以不相同，多个Y2可以相同也可以不相同，m表示1以上的整数，较好为1～50的整数。芳香族二羧酸是指芳香核上有2个羧基的羧酸，芳香族三羧酸是指芳香核上有3个羧基的羧酸，且这3个羧基中的2个与相邻的碳原子相连。当然，芳香核中还可导入杂原子，或2个以上的芳香核通过亚烷基、氧原子、羧基等相连。另外，芳香核上还可导入烷氧基、烯丙氧基、烷基氨基和卤原子等与缩合反应无关的取代基。本文档来自技高网...

【技术保护点】
糊状组合物，所述组合物以（Ａ）热塑性树脂、（Ｂ）环氧树脂、（Ｃ）偶合剂、（Ｄ）粉末状无机填充材料、（Ｅ）具有橡胶弹性的粉末及（Ｆ）有机溶剂为必要组分，其特征在于，涂布干燥糊状组合物形成涂膜时，形成了空隙率在３体积％以上，４０℃、９０％ＲＨ时的透湿度在５００ｇ／ｍ↑［２］.２４小时以下的涂膜；并且热塑性树脂（Ａ）及环氧树脂（Ｂ）的合计量和粉末状无机填充材料（Ｄ）及具有橡胶弹性的粉末（Ｅ）的合计量的重量比［（Ａ）＋（Ｂ）］∶［（Ｄ）＋（Ｅ）］为５∶９５～１８∶８２。

【技术特征摘要】
JP 1998-8-21 235097/98;JP 1998-10-30 309776/981.糊状组合物，所述组合物以(A)热塑性树脂、(B)环氧树脂、(C)偶合剂、(D)粉末状无机填充材料、(E)具有橡胶弹性的粉末及(F)有机溶剂为必要组分，其特征在于，涂布干燥糊状组合物形成涂膜时，形成了空隙率在3体积％以上，40℃、90％RH时的透湿度在500g/m2·24小时以下的涂膜；并且热塑性树脂(A)及环氧树脂(B)的合计量和粉末状无机填充材料(D)及具有橡胶弹性的粉末(E)的合计量的重量比[(A)+(B)]∶[(D)+(E)]为5∶95～18∶82。2.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，涂布糊状组合物，依次在70℃、120℃和160℃分别加热1小时，干燥形成涂膜时，形成了空隙率在3体积％以上，40℃、90％RH时的透湿度在500g/m2·24小时以下的涂膜。3.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，还包含环氧树脂(B)的硬化剂(G)。4.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，热塑性树脂(A)为芳香族二羧酸、芳香族三羧酸或它们的反应性酸衍生物和以二氨基硅氧烷为必要组分的二胺缩聚而成的聚酰胺硅氧烷共聚物或聚酰胺酰亚胺硅氧烷共聚物。5.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，环氧树脂(B)为脂环族环氧树脂。6.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，偶合剂(C)为1种或2种以上选自硅烷偶合剂、钛酸酯偶合剂及铝酸盐偶合剂的偶合剂。7.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，粉末状无机填充材料(D)为二氧化硅粉末。8.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，具有橡胶弹性的粉末(E)为硅橡胶粉末。9.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，环氧树脂(B)对应于100重量份热塑性树脂(A)的含量为5～150重量份。10.如权利要求1所述的糊状组合物，其中，对应于100重量份热塑性树脂(A)，包含5～150重量份环氧树脂(B)、0.1～30重量份偶合剂(C)、100～3500重量份粉末状无机填充材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中俊明，堂堂隆史，北胜勉，金田爱三，安田雅昭，高坂崇，景山晃，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]