粘合剂与电器装置制造方法及图纸

本发明专利技术的粘合剂添加的填充料材料的粒径分布有第一峰和在比所述第一峰的粒径小０．７μｍ以上的第二峰，由此粘合剂固化时的刚性高。因此，使用此粘合剂（粘合薄膜１５）将半导体芯片１１搭载在基板１３构成的电气装置５的粘合信赖性高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粘合剂，特别是涉及把半导体芯片连接到基板上的粘合剂。图7的符号101，表示由用粘合剂112把半导体芯片111贴合在基板113上所构成的电器装置101。半导体芯片111上带有的凸状端子121已经与在由基板113上的布线图案的一部分所构成的端子122合适的接合了。在此状态下，半导体芯片111内的内部回路通过端子121、122而与基板113上的布线图案电连接了起来。由构成粘合剂112的树脂的固化，使得通过此粘合剂112而把半导体芯片111与基板113机械连接了起来。然而，一般使用的粘合剂树脂的热膨胀系数要比半导体芯片111的热膨胀系数大，因此，在把如图7所示那样的电器部件101置于高温多湿条件下时，此热膨胀系数之差就会导致在粘合剂112与半导体芯片111的界面上产生应力，使得半导体芯片111从粘合剂112上剥离。为了解决这样的问题，过去采取的是，把无机填充料分散在粘合剂中以降低粘合剂112的热膨胀系数和吸水性、在粘合剂112中包含橡胶成分以降低固化状态的粘合剂112的弹性的方法。不过，在粘合剂112中分散了无机填充料或橡胶成分，就有因温度的急剧变化导致在粘合剂112内部产生龟裂的情况。特别是，在加入了填充料的场合，因固化了的粘合剂112的刚性低，容易在粘合剂112内部产生龟裂。结果是，使得所得到的电器部件的可靠性差。总之，使用过去的粘合剂，难以得到可靠性高的电器部件。或者，在橡胶成分过剩分散干粘合剂112中时，热膨胀系数变大。本专利技术是为了解决上述已有技术的不合适而创意的，其目的在于提供高可靠性粘合剂。温度变化使得固化状态的粘合剂产生应力(热应力)，在粘合剂内部的温度梯度发生部分膨胀或收缩，产生了内应力。当此内应力变成比形成粘合剂凝聚体的凝聚力还大时，在粘合剂中产生了开裂等，破坏了粘合剂的凝聚体。对这样的热应力的阻抗(热冲击阻抗Rt)由下式(1)所表示Rt＝βS/αE (1)式中，β为热导率，S为机械强度(刚性)，α为热膨胀系数，E为弹性率。由上式可知，为了提高粘合剂的热冲击阻抗Rt，在提高粘合剂的刚性和热导率的同时，有必要把热膨胀率和弹性率压低到一定的程度。为了降低粘合剂的热膨胀率和吸收性，填充料的存在是不可少的，因此，本专利技术的专利技术人等从填充料的材料着手，经反复探讨，发现了通过使包含在填充料中的填充料粒子的粒径不均匀来提高填充料粒子彼此之间的凝聚力的方法。图5示出了填充料粒子50的粒径均匀时的一个例子，而图6示出了填充料粒子的粒径是不均匀的场合的一个例子。参照图6，在填充料粒子50、55的粒径不均匀的场合，在大粒径的填充料粒子50之间嵌入了小粒径的填充料粒子55，使得填充料粒子高密度充填。再，图5、图6的符号57表示了大粒径的填充料粒子50彼此接触的位置，图6的符号58表示大粒径填充料粒子50与小粒径填充料粒子55相接触的位置。与图5所示的场合相比，图6所示的场合的填充料粒子50、55彼此接触的位置57、58多，使得由于填充料粒子50、55彼此的接触而产生的摩擦力变大。填充料粒子高密度填充，产生的摩擦力大，结果是使填充料的凝聚力变高，提高了粘合剂整体的刚性。本专利技术就是基于上述知识而创造的，本专利技术提供的粘合剂是一种含有填充料材料、导电性粒子和树脂的粘合剂，其所述填充料材料的粒径分布具有第一峰和在比所述第一峰的粒径小的一边的第二峰，在所述第一峰位置的粒径与所述第二峰位置的粒径之差在0.7μm以上。本专利技术中，以所述第二峰位置的粒径在1nm以上、所述第一峰位置的粒径在20μm以下为优选。再，本专利技术中，以所述填充料材料是由平均粒径不同的2种以上填充料成分所构成为优选。在这时，所述填充料成分以是由二氧化硅、氧化铝中的任一或两者所构成为优选。还有，本专利技术的粘合剂以预先已经半固化、成形为片状者为优选。还有，提供了具有半导体芯片、基板和配置在所述半导体芯片与基板之间的由热处理而固化的上述本专利技术粘合剂的电器装置。本专利技术是由上述那样所构成的，由于在其填充料材料的粒径分布中其构成第二峰的填充料成分的粒子比构成第一峰的填充料成分的粒子要小0.7μm以上，构成第二峰的填充料粒子嵌入在构成第一峰的填充料粒子之间的间隙中。因此，由于这些填充料粒子彼此的接触所产生的摩擦力变大，使得本专利技术的粘合剂固化后其刚性变高。如果把2种其平均粒径各自不同的填充料成分混合，就可以很容易的制作粒径分布有第一、第二峰的填充料材料。还有，把1种填充料部分粉碎而使其粒径不均匀来作为填充料材料也行。再，本专利技术的粒径分布是指在填充料材料中与所含的填充料粒子的粒径(μm)相应的含量(填充料粒子的个数)分布。为了使得粘合剂固化后的刚性足够高，本专利技术的粘合剂中填充料材料的添加量必须要较多，要在30重量％以上、70重量％以下左右。由于高充填具有导电性的填充料会使作为被粘合物的半导体芯片与基板的布线短路，因此，本专利技术中使用绝缘性填充料成分为优选。图2A～图2C示出了本专利技术粘合剂的使用方法的另一例。图3A和图3B说明了填充料材料中的填充料成分粒子分布的一例。图4A和图4B说了明填充料材料中的填充料成分粒子分布的又一例。图5说明粒径均匀的填充料材料。图6说明粒径不均匀的填充料材料。图7说明过去的粘合剂。实施专利技术的最佳形态用图来一起说明本专利技术的粘合剂和使用本专利技术粘合剂的电器装置的制造工艺。[实施例1]首先，在热固性树脂材料环氧树脂60重量份中，加入由表面形成了镀金层与镀镍层的树脂粒子(镀金属粒子)所构成的导电性粒子(直径5μm)30重量份和由平均粒径各自不同的2种填充料成分所构成的填充料材料60重量份，把它们充分混合，得到了糊状粘合剂。这里，作为填充料用的是平均粒径1.6μm的二氧化硅(填充料成分A)和平均粒径0.9μm的二氧化硅(填充料成分B)，其比例是2体积份填充料成分A对1体积份填充料成分B。接着，把此粘合剂成形为膜状，制作由本专利技术的粘合剂构成的粘合膜。附图说明图1A中的符号15表示此粘合膜，构成粘合膜15的粘合剂是已经显示自支撑性程度的半固化的了。图1B的符号13表示基板，此基板13的一面上已经配置了金属布线(图中没有示出)。由金属布线的宽部构成连接端子22，连接端子22已经露出在基板13的表面。这里，是用为评价试验用而制成的由玻璃基材环氧树脂贴铜层压板(JIS规格GE2F(NEMA规格FR-5)、厚度0.6mm)来作为基板13。图1B示出了在配置了基板13的连接端子22的表面上贴合了上述粘合膜15的状态。图1C中的符号11表示半导体芯片。此半导体芯片11配置有从半导体芯片11表面上突出的凸状连接端子21，此连接端子21与半导体芯片11的内部回路已相连接。这里，作为半导体芯片11，用的是为评价试验用而制成的6.3mm见方的厚度0.4mm的硅芯片。还有，此半导体芯片11的连接端子21是由100μm见方的镀金凸起所构成，各连接端子21的间隔为150μm。把此半导体芯片11的连接端子21的放置侧的面压到在基板13上的粘合膜15上，使得基板13的连接端子22与半导体芯片11的连接端子21紧密接合，并同时加热，在连接端子21、22彼此紧密接合状态下使粘合膜15固化。这里，在半导体芯片11的各连接端子21上，一边像荷重100g那样整体挤压，一边于180℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粘合剂，是含有填充料材料、导电性粒子和树脂材料的粘合剂，其特征在于所述填充料材料的粒径分布有第一峰和在比所述第一峰的粒径小的一侧的第二峰，且所述第一峰位置的粒径与第二峰位置的粒径之差在０．７μｍ以上。

【技术特征摘要】
JP 2001-4-27 132181/011.一种粘合剂，是含有填充料材料、导电性粒子和树脂材料的粘合剂，其特征在于所述填充料材料的粒径分布有第一峰和在比所述第一峰的粒径小的一侧的第二峰，且所述第一峰位置的粒径与第二峰位置的粒径之差在0.7μm以上。2.权利要求项1所述的粘合剂，其中所述第二峰位置的粒径在1nm以上而所述第一峰位置的粒径在20μm以下。3.权利要求项...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿久津恭志，
申请(专利权)人：索尼化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]