导热性膜状粘接剂制造技术

本发明专利技术提供一种导热性膜状粘接剂，其能够在更温和的条件下充分进行固化反应，在用作芯片贴装膜的情况下，在所得到的半导体封装中能够有效地抑制空隙残留于粘接剂与配线基板之间，能够得到封装内部的热释放性优异的半导体封装

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导热性膜状粘接剂、半导体封装及其制造方法


[0001]本专利技术涉及导热性膜状粘接剂
、
半导体封装及其制造方法
。

技术介绍

[0002]近年来，正在普及将半导体芯片多层层积而成的堆栈型
MCP(Multi Chip Package
，多芯片封装
)
，其搭载于移动电话
、
便携式音响设备用的内存封装
。
另外，随着移动电话等的多功能化，半导体封装的高密度化
、
高集成化也不断推进
。
与之相伴，半导体芯片的多层层积化正在发展
。
[0003]这种内存封装的制造过程中的配线基板与半导体芯片的粘接
、
以及半导体芯片间的粘接使用了膜状粘接剂
(
芯片贴装膜
、
粘晶膜
)。
随着芯片的多层层积化，对芯片贴装膜的薄型化的要求提高
。
另外，近年来，由于晶片配线规则的微细化，在半导体元件表面容易产生热，需要将该热向半导体封装的外部散出
。
因此，对于膜状粘接剂还要求高的导热性
。
[0004]为了设计出厚度薄且导热性高的膜状粘接剂，在膜状粘接剂中高度填充小粒径的无机填充材料
(
导热性填料
)。
但是，若高度填充小粒径的导热性填料，则膜状粘接剂的流动性会下降
。
由于该流动性下降，在将半导体芯片安装至配线基板时，界面容易产生空隙<br/>。
若在界面存在空隙，则不仅半导体芯片与配线基板的密合性会下降，而且会妨碍半导体封装内部的热经由基板散热
。
[0005]专利文献1中记载了将高分子量的丙烯酸橡胶
、
酚醛树脂
、
环氧树脂
、
氧化铝填料
、
作为固化催化剂的四苯基硼四苯基鏻和硅烷偶联剂以各特定量在溶剂中混合而制备清漆，使用该清漆得到高导热性的粘接片
。
根据专利文献1记载的技术，通过藉由该粘接片将硅芯片配置在引线框上，能够将粘接剂层与引线框的界面热阻降低至
0.15K/W
以下，该界面热阻与粘接剂层的内部热阻的合计
(
总热阻
)
也能够降低至
0.55K/W
以下
。
[0006]另外，专利文献2中记载了一种膜状粘接剂，其含有各特定量的环氧树脂
(A)、
环氧树脂固化剂
(B)、
包含苯氧基树脂的高分子成分
(C)、
以及平均粒径和累积分布频率
90
％时的粒径处于特定范围的无机填充材料
(D)
，表面的算术平均粗糙度
Ra
为
3.0
μ
m
以下，厚度处于1μ
m
以上且小于
10
μ
m
的范围
。
根据专利文献2记载的技术，认为该膜状粘接剂在芯片贴装工序后的空隙的产生得到抑制，与被粘接体之间的粘接力也得到提高，导热性也优异
。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开
2016
‑
219720
号公报
[0010]专利文献2：日本专利第
6858315
号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]在将膜状粘接剂用作芯片贴装膜的情况下，通常，将膜状粘接剂的一个面贴附至半导体晶片，使另一面与切晶膜密合，以切晶膜为基础将半导体晶片单片化
(
切晶
)
而制成
半导体芯片，使用粘晶机
(die bonder)
装置上的拾取筒夹
(pickup collet)
将半导体芯片连同膜状粘接剂从切晶膜剥离
(
拾取
)。
接着，将半导体芯片热压接
(
芯片贴装
)
在配线基板上而使膜状粘接剂固化，由此藉由膜状粘接剂将半导体芯片安装在配线基板上
。
为了使膜状粘接剂充分固化，在上述热压接后，将安装基板在
180℃
左右的高温下暴露1小时左右
。
该热压接后的高温加热最近开始使用加压烘箱
。
通过使用加压烘箱，具有下述优点：在固化反应的同时，能够经时地排出热压接时在膜状粘接剂与配线基板之间产生的空隙
。
[0013]另一方面，若考虑对半导体封装的损伤或能量效率，则优选使膜状粘接剂在更低温区域固化
。
从该方面出发，本专利技术人对以专利文献1记载的技术为首的现有的膜状粘接剂进行了反复研究
。
其结果，可知：若将利用加压烘箱的加热温度降低至
120℃
左右，则固化催化剂无法充分发挥作用，固化反应变得不充分，若使用在更低温区域也发挥作用的固化催化剂
(
例如咪唑化合物
)
，则固化反应本身进行，但无法充分排出膜状粘接剂与配线基板之间的空隙，在界面容易残留空隙
。
[0014]本专利技术是鉴于上述情况而进行的，其课题在于提供一种导热性膜状粘接剂，其能够在更温和的条件下充分进行固化反应，在用作芯片贴装膜的情况下，在所得到的半导体封装中能够有效地抑制空隙残留于粘接剂与配线基板之间，能够得到封装内部的热释放性优异的半导体封装
。
另外，本专利技术的课题在于提供一种使用了该导热性膜状粘接剂的半导体封装及其制造方法
。
[0015]本专利技术人鉴于上述课题进行了反复深入的研究，结果发现，对于含有环氧树脂
(A)、
环氧树脂固化剂
(B)、
高分子成分
(C)
和无机填充材料
(D)
的导热性的膜状粘接剂，按照温度
120℃、
载荷
20Kg
的测定条件下的毛细管流变仪粘度成为1～
1000Pa
·
s、
且保持于
120℃
的差示扫描量热测定中的放热峰的检测时间成为
15
分钟以上的方式进行物性控制，由此即使使用该膜状粘接剂作为芯片贴装膜，使用设定为较低温度的加压烘箱进行芯片贴装工序后的热固化反应，也能高效地排出芯片贴装工序中产生的粘接剂与配线基板之间的空隙
。
本专利技术是基于这些见解进一步反复研究而完成的
。
[0016]用于解决课题的手段
[0017]本专利技术人为了解决上述课题进行了反复深入的研究，结果发现通过下述构成得以解决
。
[0018][1][0019]一种导热性膜状粘接剂，其为含有环氧树脂
(A)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.
一种导热性膜状粘接剂，其为含有环氧树脂
(A)、
环氧树脂固化剂
(B)、
高分子成分
(C)
和无机填充材料
(D)
的导热性膜状粘接剂，其中，所述导热性膜状粘接剂在温度
120℃、
载荷
20Kg
的毛细管流变仪粘度为
1Pa
·
s
～
1000Pa
·
s
，保持于
120℃
的差示扫描量热测定中的放热峰的检测时间为
15
分钟以上
。2.
如权利要求1所述的导热性膜状粘接剂，其中，所述无机填充材料
(D)
在所述环氧树脂
(A)、
所述环氧树脂固化剂
(B)、
所述高分子成分
(C)
和所述无机填充材料
(D)
的各含量的合计中所占的比例为
30
体积％～
70
体积％，所述无机填充材料
(D)
的圆球度为
0.6
～
1.0
，热固化后提供导热系数为
1.0W/m
·
K
以上的固化体
。3.
如权利要求1或2所述的导热性膜状粘接剂，其厚度为1μ
m
～
20
μ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田稔，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：