專利名稱：樹脂組合物及采用該樹脂組合物制作的半導體裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種樹脂組合物及采用該樹脂組合物制作的半導體裝置。
背景技術：
在半導體制造工序中的半導體元件粘接、即所謂的芯片焊接工序中，為了提高生產效率，采用在同一生產線上配置芯片焊接機、引線接合器等的在線固化方式，而且今后有越發(fā)增加的傾向。因此，與以往的采用間歇式的芯片粘接粘合劑的固化條件相比，固化所需時間明顯受限，例如，在以往的采用烘箱固化方式的情況下，于150 200°C下進行60 90 分鐘的固化，而在在線固化方式中，要求于150 200°C下進行15 90秒鐘的短時間固化 (例如，參照JP特開2000-63452號公報)。另外，伴隨著半導體裝置處理速度的高速化，芯片表面層的機械強度普遍弱，但為了降低芯片表面的應力，要求基于半導體元件與銅框架的熱膨脹系數(shù)差的半導體元件的彎曲量最小化及為了防止銅框架的氧化，要求進行低溫固化。與上述縮短固化時間及低溫固化的要求有關，但與其不同的是，還要求進行熱管理。即，伴隨著半導體制品的大容量化、高速處理化及配線微細化，在半導體制品的工作中產生的熱成為顯著的問題，從半導體制品散熱的所謂熱管理逐漸成為重要的課題。因此，在半導體制品中一般采用安裝散熱器、散熱片等散熱部件的方法等，對粘接散熱部件的材料本身也要求具有高導熱率。另一方面，根據(jù)半導體制品的形態(tài)，或者將半導體元件本身與金屬制散熱器粘接， 或者在粘接了半導體元件的引線框架的芯片墊片部粘接散熱器，或者也可以使芯片墊片部露出組件表面，兼作散熱板的情況，另外，也有將半導體元件粘接在具有散熱孔等放熱裝置的有機基板上等。在這種情況下，同樣要求粘接半導體元件的材料具有高導熱率。如此，要求芯片粘接材料或散熱部件粘接用材料具有高導熱率，同時，還要求必須具有在將半導體制品搭載到基板上時的耐回流處理特性，進一步，由于多數(shù)要求大面積的粘接，故為了抑制因構成部件間的熱膨脹系數(shù)的不同而引起的彎曲等的發(fā)生，還需要同時具有低應力性。然而，高導熱性粘合劑，存在下述幾個問題(例如，參照JP特開平11-43587號公報)。通常，在高導熱性粘合劑中，把銀粉、銅粉這樣的金屬填料及氮化鋁、氮化硼等陶瓷類填料等導熱性微粒以高含量添加至有機粘合劑中，但由于可含有的量有限，有時得不到高導熱率。另外，雖然含大量溶劑的高導熱性粘合劑，其固化物單體的導熱率良好，但在用于半導體制品的狀態(tài)下，溶劑殘留在固化物中，或揮發(fā)后變成空隙，使導熱率有時不穩(wěn)定。另外，即使粘合劑中含有大量導熱性微粒，由于導熱性微粒含量高，故有時達不到充分的低應力性。另一方面，作為環(huán)境保護的一個環(huán)節(jié)，由于使用無鉛焊錫作為基板安裝時的焊錫，與使用錫-鉛焊錫的場合相比，需要更高的回流溫度。由于使用這種無鉛焊錫，基于回流溫度高溫化的應力增加，故在回流工序中的半導體制品中產生剝離，甚至容易發(fā)生裂縫，因此對半導體制品的構成材料，要求具有比以往更高的耐回流性(高回流可靠性)。另外，目前，作為環(huán)境保護的一個環(huán)節(jié)，正在從事于半導體制品的鉛廢棄的研究開發(fā)，從半導體制品的外裝電鍍的脫鉛目的考慮，引線框架的電鍍變更為Ni-Pd電鍍的情況逐漸在增加。在這里，為了提高Ni-Pd電鍍的表面Pd層的穩(wěn)定性，進一步在Pd層上進行薄的鍍金(gold flash)，但由于Ni-Pd電鍍本身的平滑性及表面金的存在，與通常的鍍銀的銅框架等相比，表面的粘合力降低。因此，為了提高粘合力，有時采用對Ni-Pd電鍍框架表面進行化學、物理的粗化的方法，在這樣粗糙化的表面，時常發(fā)生芯片粘接粘合劑的樹脂溢出，成為組件可靠性下降等的深刻問題的原因。在上述諸問題的關系中，現(xiàn)在作為主流的環(huán)氧樹脂類的芯片粘接粘合劑，例如，通過采用胺類固化劑等，可用60秒鐘左右進行固化，但還不能對應于15 30秒鐘的超短時間的固化。另一方面，當使用具有馬來酰亞胺等酰胺鍵的化合物時，與金屬的粘合性得到改進，例如，在下述文獻等中己經公開。即，JP特表平10-505599號公報、JP特表2000-514496 號公報、JP特表2001-501230號公報、JP特開平11-106455號公報、JP特開2001-261939號公報及JP特開2002-20721號公報。然而，由于酰亞胺化合物的極性高，在單獨使用時，固化物的吸水率升高，存在著吸濕后的固化物的特性惡化的缺點。另外，當與其他成分并用時， 為了均勻混合，必需添加極性高的成分，這些添加成分也與上述相同，使吸濕后的固化物的特性惡化，特別是從對Ni-Pd電鍍框架等的難粘合性表面的粘合性、耐于因改用無鉛焊錫而使回流溫度上升引起的，應力增加的低應力性、耐濕性的觀點考慮，不是理想的物質。另外，與以往使用的芯片粘接粘合劑(例如，參照JP特開2000-273326號公報) 相比，希望得到對Ni-Pd電鍍框架的粘合性優(yōu)良，彈性系數(shù)低，低應力性優(yōu)良，并且，不發(fā)生樹脂溢出的材料，但至今沒有理想的物質。發(fā)明的公開本發(fā)明是考慮到上述實情而研制的，其第一目的是提供一種速固化優(yōu)良，且也可應對于以往使用的在烘箱中的固化的樹脂組合物，以及以該樹脂組合物作為半導體用芯片粘接材料的耐焊錫裂紋性等可靠性優(yōu)良的半導體裝置。另外，本發(fā)明的第二目的是提供一種具有充分的低應力性，且顯示良好的粘合性， 更優(yōu)選是顯示優(yōu)異的擴散性的樹脂組合物，以及采用該樹脂組合物作為半導體用芯片粘接材料或散熱部件粘合用材料的可靠性優(yōu)良的半導體裝置。解決問題的手段本發(fā)明的上述目的，通過一種樹脂組合物來實現(xiàn)，該樹脂組合物的特征在于，至少含有填充材料(A)、下述化合物(B)及熱自由基引發(fā)劑(C)，且實質上不含有光聚合引發(fā)劑， 并且通過采用該樹脂組合物，可得到可靠性高的半導體裝置?；衔铫菫樵谥麈湽羌苌虾幸韵率鐾ㄊ?I)表示的結構，且至少具有一個以下述通式
(2)表示的官能團的化合物
權利要求
1.一種樹脂組合物，其作為粘接半導體元件或散熱部件的粘合劑使用，其特征在于，至少含有填充材料(A)、下述化合物(B)、熱自由基引發(fā)劑(C)以及由下述通式(5)表示的丙烯酸酯化合物(E)，且實質上不含光聚合引發(fā)劑，化合物⑶為在主鏈骨架上含有以下述通式(I)表示的結構，且至少具有一個以下述通式(2)表示的官能團的化合物，
2.按照權利要求I所述的樹脂組合物，其特征在于，上述填充材料(A)為銀粉。
3.按照權利要求I 2中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在上述化合物(B) 中，X1 為 _0-。
4.按照權利要求I 3中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在上述化合物(B) 中，R1為碳原子數(shù)3 6的烴基。
5.按照權利要求4所述的樹脂組合物，其特征在于，在上述化合物(B)中，R1為選自-C3H6-或-C4H8-中的至少一種。
6.按照權利要求I 5中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在上述化合物(B) 中，R2 為-C2H2-,且 R3 為-CH2-。
7.按照權利要求I 6中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在上述化合物(B) 中，用通式(2)表示的官能團數(shù)為2。
8.按照權利要求I 7中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，上述化合物(B)為以下述通式(3)表示的雙馬來酰亞胺化合物(B’ )
9.按照權利要求8所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(3)表示的雙馬來酰亞胺化合物(B，)中，X2為-O-。
10.按照權利要求8或9所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(3)表示的雙馬來酰亞胺化合物(B’ )中，R5為不含芳香環(huán)的烴基。
11.按照權利要求8 10中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(3)表示的雙馬來酰亞胺化合物(B’)中，R5的碳原子數(shù)為I 5。
12.按照權利要求8 11中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(3)表示的雙馬來酰亞胺化合物(B’)中，R5為-CH2-或-C5H10-.
13.按照權利要求8 12中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(3)表示的雙馬來酰亞胺化合物(B’)中，R6為選自-C3H6-或-C4H8-中的至少一種。
14.按照權利要求I 13中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(5)表示的丙烯酸酯化合物(E)中，R8為甲基。
15.按照權利要求I 14中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(5)表示的丙烯酸酯化合物(E)中，R9為甲基。
16.按照權利要求14所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(5)表示的丙烯酸酯化合物(E)中，R8為甲基，R9為甲基，且X = l、y = 1、ζ = I。
17.按照權利要求14所述的樹脂組合物，其特征在于，在用上述通式(5)表示的丙烯酸酯化合物(E)中，R8為甲基，X = 2、y = I、ζ = O。
18.按照權利要求I 17中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，還含有反應性稀釋劑⑴。
19.按照權利要求18所述的樹脂組合物，其特征在于，上述反應性稀釋劑(I)不是上述化合物(E)，而是在室溫下為液態(tài)的乙烯基化合物。
20.按照權利要求19所述的樹脂組合物，其特征在于，上述乙烯基化合物為至少含有一個(甲基)丙烯?；幕衔铩?br> 21.按照權利要求I 20中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，還含有硅烷類的偶合劑(J)。
22.按照權利要求21所述的樹脂組合物，其特征在于，上述偶合劑(J)為具有S-S鍵的娃燒偶合劑。
23.按照權利要求21或22所述的樹脂組合物，其特征在于，上述偶合劑(J)還含有具有縮水甘油基的硅烷偶合劑。
24.按照權利要求I 23中任何一項所述的樹脂組合物，其特征在于，還含有具有縮水甘油基的硅烷偶合劑以外的具有縮水甘油基的化合物(K)。
25.—種半導體裝置，其特征在于，采用按照權利要求I 24中任何一項所述的樹脂組合物作為芯片粘合材料而制造。
26.一種半導體裝置，其特征在于，采用按照權利要求I 24中任何一項所述的樹脂組合物作為散熱部件粘合用材料而制造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種樹脂組合物，其是用作粘接半導體元件或散熱部件的粘合劑使用的樹脂組合物，其特征在于，至少含有填充材料(A)、主鏈骨架上含有以下述通式(1)表示的結構且至少含有一個以下述通式(2)表示的官能團的化合物(B)、以及熱自由基引發(fā)劑(C)，并且實質上不含光聚合引發(fā)劑。可提供一種速固化性優(yōu)良，在烘箱中也可進行固化，作為半導體用芯片粘合材料使用時，耐焊錫裂紋性等可靠性也優(yōu)良的半導體裝置。
文檔編號C08G69/40GK102585760SQ20121001845
公開日2012年7月18日 申請日期2005年3月16日 優(yōu)先權日2004年3月19日
發(fā)明者大久保光, 渡部格, 田中伸樹 申請人:住友電木株式會社