半导体用黏合剂、以及半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种包含热塑性树脂、热固性树脂、固化剂及有机酸的半导体用黏合剂，其中，有机酸为具有2个以上酸性官能团的、酸解离常数pKa为4.0以下的化合物。pKa为4.0以下的化合物。pKa为4.0以下的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体用黏合剂、以及半导体装置及其制造方法


[0001]本专利技术有关一种半导体用黏合剂、以及半导体装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]以往，连接半导体芯片与基板时，广泛应用使用金导线等金属细线的导线接合方式。
[0003]近年来，为了应对对半导体装置的高功能化、高积体化、高速化等要求，在半导体芯片或基板上形成称为凸块的导电性突起，直接连接半导体芯片与基板的倒装芯片(flip chip)连接方式(FC连接方式)正在普及。
[0004]例如，关于半导体芯片与基板之间的连接，在BGA(Ball Grid Array：球栅阵列)、CSP(Chip Size Package：芯片尺寸封装)等中广泛使用的COB(Chip On Board：板上芯片)型连接方式也符合FC连接方式。并且，FC连接方式也广泛使用于在半导体芯片上形成连接部(凸块或配线)来连接半导体芯片之间的COC(Chip On Chip：层叠式芯片)型及在半导体晶圆上形成连接部(凸块或配线)来连接半导体芯片与半导体晶圆之间的COW(Chip On Wafer：晶圆上芯片)型连接方式中(例如，参考专利文献1)。
[0005]并且，在强烈要求进一步的小型化、薄型化及高功能化的封装中，将上述连接方式层叠
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多级化而成的芯片堆叠型封装、POP(Package On Package：叠层封装)、TSV(Through
‑
Silicon Via：硅穿孔)等也开始广泛普及。这种层叠
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多级化技术三维地配置半导体芯片等，因此与二维地配置的方法相比，能够减小封装。并且，层叠
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多级化技术由于在提高半导体的性能、减少干扰、减少安装面积、省电等中也有效，因此作为下一代的半导体配线技术受到关注。
[0006]以往技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2008
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294382号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的技术课题
[0010]近年来，从提高生产率的观点而言，提出有经由半导体用黏合剂将多个半导体芯片装载于被装载部件(半导体芯片、半导体晶圆、配线电路基板等)上并临时固定之后，一并或者分批进行固化和密封的工艺。在该工艺中，通过以半导体用黏合剂能够流动的程度对工作台进行加热(60至155℃左右)，在被装载部件上临时固定半导体芯片之后，以连接部的熔点以上的温度(例如，260℃左右)进行回焊(reflow)或者正式压接，由此将半导体用黏合剂一并或者分批进行固化。根据该工艺，能够效率良好地制作多个半导体封装。
[0011]在上述工艺中，由于依序装载半导体芯片，因此对初期装载的半导体芯片及半导体用黏合剂持续施加基于工作台的热履历，直到完成最后的半导体芯片的装载为止。因此，存在以下倾向：若半导体芯片的数量增多，则临时固定初期装载的半导体芯片的半导体用
黏合剂的固化会局部进行，空隙不会因一并固化时的加压被去除而残留。为了改善该问题，要求在半导体用黏合剂中具有优异的耐热履历性，即，能够抑制基于临时固定时的热履历的固化反应的进行。
[0012]因此，本专利技术的目的在于提供一种能够减少热履历后反应率的半导体用黏合剂。并且，本专利技术的目的在于提供一种使用了上述半导体用黏合剂的半导体装置及其制造方法。
[0013]用于解决技术课题的手段
[0014]为了达成上述目的，本专利技术提供一种包含热塑性树脂、热固性树脂、固化剂及有机酸的半导体用黏合剂，其中，上述有机酸为具有2个以上酸性官能团的、酸解离常数pKa为4.0以下的化合物。
[0015]上述有机酸具有2个以上酸性官能团，且酸解离常数pKa为4.0以下，由此能够与上述固化剂的至少一部分形成牢固的盐。然后，通过固化剂与有机酸形成盐，能够阻碍固化剂与热固性树脂的反应。因此，根据包含上述有机酸的半导体用黏合剂，通过临时固定时的热履历，能够抑制上述固化剂与上述热固性树脂进行固化反应，并减少热履历后反应率。另外，在正式压接时，通过施加高于基于临时固定时的工作台的热履历的温度的热，形成有盐的固化剂与有机酸分离。由此，能够得到在正式压接时，分离的固化剂与上述热固性树脂进行反应，空隙的残留得到抑制的半导体装置。
[0016]上述酸性官能团可以含有选自由羧基、磺酸基及磷酸基组成的组中的至少一种基团。上述酸性官能团只要是能够与上述固化剂中所包含的碱性官能团形成盐的酸性官能团，则并没有特别限制，上述有机酸也可以含有多种酸性官能团。
[0017]上述有机酸中所包含的上述酸性官能团相对于上述固化剂中所包含的碱性官能团的当量比可以为1.0以上。通过该当量比为1.0以上，在正式压接前，未与有机酸进行反应的固化剂的量减少，相比该当量比小于1.0时更能够减少热履历后反应率。
[0018]上述有机酸可以包含下述通式(1
‑
1)、(1
‑
2)或(1
‑
3)所表示的化合物。
[0019][0020]式(1
‑
1)、(1
‑
2)及(1
‑
3)中，R1表示吸电子基团，R2表示氢原子或吸电子基团，R3表示氢原子或1价的有机基团，X表示氧原子或硫原子，n1表示0至15的整数，n2及n3分别表示以n2+n3成为2至15的整数的方式选择的1以上的整数，m表示1或2，另外，存在多个的R3可以彼
此相同，也可以不同。
[0021]上述有机酸的熔点可以为50至250℃。由于这种有机酸在热固性树脂与固化剂的固化反应发生之前，充分地显现出助熔剂活性，因此根据含有该有机酸的半导体用黏合剂，能够实现连接可靠性进一步优异的半导体装置。
[0022]上述固化剂可以包含胺类固化剂。这种化合物能够通过热固性树脂与固化剂的固化反应显现出更优异的固化特性，能够进一步提高半导体装置的耐回焊性。
[0023]上述固化剂可以含有咪唑类固化剂。通过使用这种化合物，能够进一步提高半导体用黏合剂的稳定性。
[0024]上述咪唑类固化剂的结构可以为包含三嗪环的结构。通过使用这种化合物，能够进一步提高半导体用黏合剂的稳定性。
[0025]本专利技术还提供一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置为半导体芯片及配线电路基板各自的连接部彼此电连接而成的半导体装置或多个半导体芯片各自的连接部彼此电连接而成的半导体装置，所述半导体装置的制造方法包括：通过对上述本专利技术的半导体用黏合剂在常压或加压氛围气下进行加热而使其固化，并通过所固化的上述半导体用黏合剂密封上述连接部的至少一部分的密封工序。
[0026]关于上述制造方法，可以在上述密封工序之前还包括：在工作台上配置多个半导体芯片的工序；以及将上述工作台加热至60至155℃，并且在配置于上述工作台上的上述多个半导体芯片各自上，经由上述半导体用黏合剂依序配置其他半导体芯片，得到多个依序层叠上述半导体芯片、上述半导体用黏合剂及上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体用黏合剂，其包含热塑性树脂、热固性树脂、固化剂及有机酸，其中，所述有机酸为具有2个以上酸性官能团的、酸解离常数pKa为4.0以下的化合物。2.根据权利要求1所述的半导体用黏合剂，其中，所述酸性官能团含有选自由羧基、磺酸基及磷酸基组成的组中的至少一种基团。3.根据权利要求1或2所述的半导体用黏合剂，其中，所述有机酸中所包含的所述酸性官能团相对于所述固化剂中所包含的碱性官能团的当量比为1.0以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体用黏合剂，其中，所述有机酸包含下述通式(1
‑
1)、(1
‑
2)或(1
‑
3)所表示的化合物，式(1
‑
1)、(1
‑
2)及(1
‑
3)中，R1表示吸电子基团，R2表示氢原子或吸电子基团，R3表示氢原子或1价的有机基团，X表示氧原子或硫原子，n1表示0至15的整数，n2及n3分别表示以n2+n3成为2至15的整数的方式选择的1以上的整数，m表示1或2，另外，存在多个的R3可以彼此相同，也可以不同。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体用黏合剂，其中，所述有机酸的熔点为50至250℃。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体用黏合剂，其中，所述固化剂含有胺类固化剂。7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体用黏合剂，其中，所述固化剂含有咪唑类固化剂。8.根据权利要求7所述的半导体用黏合剂，其中，所述咪唑类固化剂的结构为包含三嗪环的结构。9.一种半导体装置的制造方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：川俣龙太，宫原正信，舛野大辅，中田贵广，茶花幸一，岩渊龙之介，
申请(专利权)人：株式会社力森诺科，
类型：发明
国别省市：