專利名稱：預浸材料、覆金屬層疊體、印刷線路板和半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及預浸材料、層疊體、印刷線路板和使用這些元件的半導體器件。本發(fā)明的層疊體包括其中的ー個表面或兩個表面被涂有金屬箔的層疊體，即覆金屬層疊體。
背景技術：
近些年來，隨著半導體器件已經(jīng)在尺寸和重量上減小并且在功能方面得到改善，用于電絕緣的預浸材料、層疊體和印刷線路板的量已經(jīng)提高。常規(guī)地，已經(jīng)采用Au線、Au凸塊或焊球將半導體元件上的端子和印刷線路板上的電路連接，但出于降低成本的目的，最近Cu線的使用已經(jīng)增多起來。然而，有報道稱當在高溫和高濕(HAST)的條件下將Cu線用于偏壓測試時，在半導體元件上的Cu線和Al板之間的接點處可能發(fā)生開路故障。相關技術的文件 非專利文獻
[非專利文獻I] 2010年電子部件和技術會議(2010 Electronic Components andTechnology Conference),1729-1732 頁
[非專利文獻2]第12屆IC封裝技術博覽會(ICP 2011)研討會文獻，題目“Reliability of Copper Wire Packages and Molamg Compounds，，
專利文獻 [專利文獻 I] JP 2009-59962 A。包含在半導體器件內(nèi)的陰離子雜質被認為導致Al或Cu/Al金屬間化合物的腐蝕，并且已經(jīng)報道了在半導體封裝材料中不含鹵素的阻燃劑所造成的影響。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況而開發(fā)了本發(fā)明，并且其目的在于提供產(chǎn)生半導體器件的預浸材料、使用該預浸材料的覆金屬層疊體和印刷線路板、以及使用該印刷線路板的半導體器件，該半導體器件甚至當使用Cu線時，在高溫和高濕的條件下也展示出優(yōu)越的可靠性(耐熱和耐濕可靠性)。作為深入研究(目的在于實現(xiàn)上述目的)的結果，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過減小用于半導體器件中的印刷線路板內(nèi)的離子雜質的量并適當?shù)乜刂扑鲇∷⒕€路板的水萃取物的PH，無論使用的封裝樹脂的類型是什么，都能夠降低高溫和高濕條件下的電氣故障，并且他們因此能夠完成本發(fā)明。換言之，本發(fā)明的第一方面是提供包含基材和B-階(即半固化)樹脂組合物的預浸材料，該B-階樹脂組合物包含
(a)100質量份的熱固性樹脂，
(b)1-5質量份的由如下所示的式(I)代表的水滑石化合物
MgxAly (OH) 2x+3y_2z (CO3) z*mH20⑴其中，X和y為正數(shù)，并且z代表O或正數(shù)，條件是X、y和z滿足0〈y/x≤I和O≤z/y〈1.5，并且m代表正數(shù)，
(c)至少0.5質量份的鑰酸鋅，和
(d)0. 2-1質量份的氧化鑭，
其中，該樹脂組合物被浸潰到該基材中。本發(fā)明的第二方面提供了覆金屬層疊體，其包含
ー層或層疊的多層的上述預浸材料，和
在該預浸材料的ー個表面或兩個表面上具備的金屬箔。本發(fā)明的第三方面提供了印刷線路板，其包含
ー層或層疊的多層的上述預浸材料，和
在該預浸材料的ー個表面或兩個表面上具備的、包含金屬箔的線路圖案。本發(fā)明的第四方面提供了半導體器件，其包括
上述印刷線路板，
安裝在該印刷線路板上的半導體元件，和
將該印刷線路板的線路圖案和所述半導體元件電連接的Cu線。所述組分(b)的水滑石化合物展現(xiàn)出很好的pH控制和對氯離子、有機酸根離子、硫酸根離子和硝酸根離子很好的俘獲性，所述組分(C)的鑰酸鋅展現(xiàn)出對硫酸根離子很好的俘獲性，并且所述組分(d)的氧化鑭展現(xiàn)出對硫酸根離子和磷酸根離子很好的俘獲性。由于本發(fā)明的預浸材料包含這些組分，因此在高溫和高濕的條件下有效俘獲了本發(fā)明中使用所述預浸材料的半導體器件中的陰離子雜質，這意味著甚至當使用Cu線時，也不可能出現(xiàn)電氣故障。因此，本發(fā)明的預浸材料對于電絕緣是理想的。通過使用本發(fā)明的預浸材料，可以在半導體器件中使用廉價的Cu線，并因此可以保存資源如Au線，并可以降低成本。
具體實施例方式[(a)熱固性樹脂]
可用作所述組分(a)的熱固性樹脂的樹脂的實例包括含有環(huán)氧基團、馬來酰亞胺基團、或這兩種基團的熱固性樹脂，如環(huán)氧樹脂和雙馬來酰亞胺化合物。可以將單一化合物單獨用作所述組分(a)，或可以使用兩種或更多種化合物的組合。可以使用的環(huán)氧樹脂的實例包括雙酚A環(huán)氧樹脂、雙酚F環(huán)氧樹脂、雙酚S環(huán)氧樹月旨、ニ苯基環(huán)氧樹脂、萘ニ酚環(huán)氧樹脂、苯酚線型酚醛清漆環(huán)氧樹脂、甲酚線型酚醛清漆環(huán)氧樹脂、苯酚芳烷基環(huán)氧樹脂、ニ苯基芳烷基環(huán)氧樹脂、三酚基甲烷環(huán)氧樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂、四(縮水甘油基氧基苯基) 乙烷、縮水甘油酯樹脂、縮水甘油基胺樹脂、雜環(huán)環(huán)氧樹脂(如異氰尿酸三縮水甘油酯和ニ縮水甘油基こ內(nèi)酰脲)、以及通過采用一種或多種反應性単體使任意上述環(huán)氧樹脂改性而得到的改性環(huán)氧樹脂?？梢詥为毷褂脜g一環(huán)氧樹脂，或可以使用兩種或更多種環(huán)氧樹脂的組合。對雙馬來酰亞胺化合物沒有具體限定，并且其代表性的實例包括ニ(3-甲基-4-馬來酰亞氨基苯基)甲烷、ニ(3-乙基-4-馬來酰亞氨基苯基)甲烷、ニ(3，5-ニ甲基-4-馬來酰亞氨基苯基)甲烷、ニ(3-乙基-5-甲基-4-馬來酰亞氨基苯基)甲烷、ニ(3，5- ニ乙基-4-馬來酰亞氨基苯基)甲烷、這些雙馬來酰亞胺化合物的預聚物、以及由一種或多種這些雙馬來酰亞胺化合物和胺化合物形成的預聚物?？梢詥为毷褂脝我浑p馬來酰亞胺化合物，或可以使用兩種或更多種化合物的組合。為了半固化或固化包含所述組分(a)的熱固性樹脂的樹脂組合物，通常將固化劑加入所述樹脂組合物中。對該固化劑沒有具體限定，其可以是用作熱固性樹脂用固化劑的任何化合物，并且實例包括作為固化促進劑用于環(huán)氧樹脂的化合物、雙馬來酰亞胺化合物、或這兩種化合物。具體的實例包括胺系固化劑、酚系固化劑、酸酐系固化劑和氰酸酯化合物。其中，通常用于電絕緣清漆的化合物類型是優(yōu)選的?？梢詥为毷褂脜g一固化劑，或可以使用兩種或更多種固化劑的組合。胺系固化劑通常作為固化促進劑用于環(huán)氧樹脂。可使用的胺系固化劑的具體實例包括鏈狀脂肪族胺，如こニ胺、ニ亞こ基三胺、三亞こ基四肢、四亞こ基五胺、六亞甲基ニ胺、ニこ基氨基丙胺、雙氰胺、四甲基胍和三こ醇胺；環(huán)狀脂肪族胺，如異佛爾酮ニ胺、ニ氨基ニ環(huán)己基甲烷、雙(氨基甲基)環(huán)己烷、雙(4-氨基-3-甲基ニ環(huán)己基)甲烷、N-氨基こ基哌嗪和3，9-雙(3-氨基丙基)-2，4，8，10-四氧雜螺[5. 5] i^ 一烷；和芳香族胺，如苯ニ甲胺、苯ニ胺、ニ氨基ニ苯基甲烷和ニ氨基ニ苯基砜。其中，雙氰胺在固化劑的固化性和所得的固化產(chǎn)品的物理性質方面是優(yōu)選的。可以單獨使用單ー胺系固化劑，或可以使用兩種或更多種胺系固化劑的組合。設定所述胺系固化劑的加入量，從而相對于所述組分(a)的熱固性樹脂內(nèi)的每Imol環(huán)氧基團，所述胺系固化劑內(nèi)的氮原子的摩爾數(shù)優(yōu)選為0. 1-1. 0 mol的范圍，并更優(yōu)選為0. 3-0.6 mol。酚系固化劑通常作為固化促進劑用于環(huán)氧樹脂。酚系固化劑的具體實例包括雙酚、雙酚A、雙酚F、苯酚線型酚醛清漆、甲酚線型酚醛清漆、雙酚A線型酚醛清漆、苯酚芳烷基、ニ苯基芳烷基、和上述化合物的烷基取代形式(其中，該烷基基團的實例包括甲基基團和こ基基團)?？梢詥为毷褂脝惟`酚系固化劑，或可以使用兩種或更多種酚系固化劑的組合。設定所述酚系固化劑的加入量，從而相對于所述組分(a)的熱固性樹脂內(nèi)的每Imol環(huán)氧基團，所述酚系固化劑內(nèi)的酚羥基基團的摩爾數(shù)優(yōu)選為0.5-2. 0 mol的范圍，并優(yōu)選為0. 7-1. 5 mol o酸酐系固化劑通常作為固化促進劑用于環(huán)氧樹脂。酸酐系固化劑的具體實例包括六氫鄰苯ニ甲酸酐(HPA)、四氫鄰苯ニ甲酸酐(THPA)、均苯四酸酐(PMDA)、氯菌酸酐(HET)、橋亞甲基四氫化鄰苯ニ甲酸酐(NA)、甲基橋亞甲基四氫化鄰苯ニ甲酸酐(MNA)、十二烯基琥珀酸酐(DDSA)、鄰苯ニ甲酸酐(PA)、甲基六氫鄰苯ニ甲酸酐(MeHPA)和馬來酸酐?？梢詥为毷褂脜g一酸酐系固化劑，或可以使用兩種或更多種酸酐系固化劑的組合。設定所述酸酐系固化劑的加入量，從而相對于所述組分(a)的熱固性樹脂內(nèi)的每Imol環(huán)氧基團，所述酸酐系固化劑內(nèi)的酸酐基團的摩爾數(shù)優(yōu)選為0.5-2. 0 mol的范圍，并優(yōu)選為
0.6-1. 0 mol o氰酸酯化合物通常作為固化促進劑用于雙馬來酰亞胺化合物。對氰酸酯化合物沒有具體限定，只要其為在每個分子中含有兩個或更多個氰酸酯基團的氰酸酯化合物即可。這樣的氰酸酯化合物的具體實例包括1，3-或1，4- ニ氰?；?、1，3，5-三氰酰基苯、1，3_、
1,4_、1，6_、1，8_、2，6-或2，7- ニ氰?；?、1，3, 6- ニ氰酰基萘、4，4’ - ニ氰?；?lián)苯、雙(4-ニ氰?；交?甲燒、2，2-雙(4-氰?；交?丙燒、雙(4-氰?；交?醚、雙(4-氰酰基苯基)硫醚、ニ(4-氰酰基苯基)砜、和通過線型酚醛清漆與鹵代氰化物反應得到的氰酸酯化合物。而且，重均分子量為500-5000并含有三唑環(huán)，并且通過這些氰酸酯化合物(氰酸酯單體)中的一種的氰酸酯基團的三聚而形成的預聚物可以特別利于使用。通過使用酸(如礦物酸或Lewis酸)、堿(如醇鈉鹽或叔胺)或鹽(如碳酸鈉)作為催化劑將上述氰酸酯單體聚合來獲得這些預聚物?？梢詥为毷褂脜g一氰酸酯化合物，或可以使用兩種或更多種氰酸酯化合物的組合。設定所述氰酸酯化合物的加入量，從而相對于所述組分(a)的熱固性樹脂內(nèi)的每Imol馬來酰亞胺基團，所述氰酸酯化合物內(nèi)的氰酸酯基團的摩爾數(shù)優(yōu)選為0. 1-1. 0 mol的范圍，并更優(yōu)選為0.3-0.6 mol。[(b)水滑石化合物]
所述組分(b)是如下所示的式(I)所代表的水滑石化合物
MgxAly (OH) 2x+3y_2z (CO3) z*mH20⑴
其中，X和y為正數(shù)，并且z代表0或正數(shù)，條件是X、y和z滿足0〈y/x≤1和0≤z/y〈1.5，并且m代表正數(shù)。X優(yōu)選為2-5的正數(shù)。y優(yōu)選為1_3的正數(shù)。z優(yōu)選為0_2的數(shù)。而且，x、y和z優(yōu)選滿足0. 4 < y/x < 0. 8和0 < z/y〈0. 5。m優(yōu)選為1_4的正數(shù)。單ー化合物可以作為所述組分(b)単獨使用，或可以使用兩種或更多種化合物的組合。相對于每100質量份所述熱固性樹脂，所述組分(b)的水滑石化合物的加入量為
1-5質量份，并優(yōu)選1-3質量份。如果所述加入量為小于I質量份，那么不能獲得滿意的pH控制能力和雜質俘獲能力。如果所述加入量超過5質量份，那么所述pH控制能力、所述雜質俘獲能力或這兩種能力變得過度，并且所述水滑石化合物本身所吸收的水分的量增多，導致所獲得的半導體器件的耐濕回焊特性的變差。[ (C)鑰酸鋅]
相對于每100質量份所述組分(a)的熱固性樹脂，所述組分(C)的鑰酸鋅的加入量為至少0. 5質量份，并優(yōu)選至少3質量份。如果所述加入量小于0. 5質量份，那么不能獲得滿意的雜質俘獲能力。盡管不存在對該加入量上限的具體限定，但從更容易保持利用所得的樹脂組合物制造的層疊體和印刷線路板的粘合性和可加工性的角度出發(fā)，該上限優(yōu)選為相當于所述全體樹脂組合物的5-50質量％。例如,相對于姆100質量份所述組分(a)的熱固性樹脂，該上限優(yōu)選為100質量份，并更優(yōu)選50質量份。[(d)氧化鑭]
相對于每100質量份所述熱固性樹脂，所述組分(d)的氧化鑭的加入量為0. 2-1質量份，并優(yōu)選0. 3-0. 6質量份。如果所述加入量小于0. 2質量份，那么不能獲得滿意的雜質俘獲能力。如果所述加入量超過I質量份，那么由氧化鑭本身吸收的水分的量增多，導致所獲得的半導體器件的耐濕回焊特性的退化。[其他組分]
用于本發(fā)明的樹脂組合物還可以含有無機填料，其加入是出于使由所述樹脂組合物制備的預浸材料進ー步改善阻燃性、改善硬度、和降低熱膨脹性的目的。從有助于實現(xiàn)上述目的的角度出發(fā)，并從更易于保持利用所述樹脂組合物制造的層疊體和印刷線路板的粘合性和可加工性的角度出發(fā)，該無機填料的量優(yōu)選表示為所述樹脂組合物中所有組分(排除任何有機溶劑)的10-50質量％，即包含該無機填料的樹脂組合物的總固體部分的10-50質量％。對該無機填料沒有具體限定，只要其沒有損害所述層疊體和所述印刷線路板的性能即可，并且具體的實例包括硅石、滑石、云母、氧化鋁、碳酸鎂、和碳酸鋇。可以單獨使用單ー無機填料，或可以使用兩種或更多種無機填料的組合。除了所述無機填料之外，還可以將其他組分如阻燃劑、顔料、粘合助劑、抗氧化劑、固化促進劑和有機溶劑加入用于本發(fā)明的樹脂組合物中而沒有具體限制，只要它們不損害所述層疊體和所述印刷線路板的性能即可?？梢詥为毷褂眠@些其他組分，或可以使用兩種或更多種組分的組合?？梢杂米鬟@些其他組分的常規(guī)化合物(例如咪唑如2-こ基-4-甲基咪唑)可以用作固化促進劑。對這些其他組分的加入量沒有具體限定，只要它們不損害所述層疊體和所述印刷線路板的性能即可。對所使用的有機溶劑的類型或量沒有具體限定，只要該溶劑能夠使所述樹脂組合物均勻溶解，并能夠保持用于制備所述預浸材料的適當?shù)恼扯群蛽]發(fā)性水平即可。在各種可能性中，從滿足上述條件的角度出發(fā)，并從成本、操作性和安全性的角度出發(fā)，優(yōu)選的有機溶劑包括丙酮、甲基こ基酮、2-甲氧基こ醇、2-甲氧基丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、甲苯、ニ甲苯和ニ甲基甲酰胺?？梢詥为毷褂脝我挥袡C溶劑，或也可以使用兩種或更多種有機溶劑的組合。當將所述樹脂組合物浸入所述基材中為特別重要時，優(yōu)選使用沸點為約120-200°C的兩種或更多種有機溶劑的組合。所述有機溶劑的量優(yōu)選相當于包含所述有機溶劑的全部樹脂組合物的約10-50質量％。[基材]
用于本發(fā)明的預浸材料的基材可以為用于各種類型的印刷線路板材料中的任何常規(guī)基材，并且實例包括由石英玻璃纖維形成的基材；由除了石英玻璃纖維之外的玻璃纖維形成的基材，該 玻璃纖維例如為E玻璃纖維、D玻璃纖維、S玻璃纖維、NE玻璃纖維和T玻璃纖維；由除了玻璃纖維之外的無機纖維形成的基材；由有機纖維如聚亞酰胺、聚酰胺和聚酯形成的基材；和由兩種或更多種上述類型的纖維的組合形成的基材。所述基材的形式的實例包括機織織物、非織造織物、粗紗、短切原絲墊和表面氈。對該基材的厚度沒有具體限定，并且約0.01-0. 3 mm的厚度通常是合適的。在上述基材中，在強度和吸水性方面，由除了石英玻璃纖維之外的玻璃纖維形成的基材或由石英玻璃纖維形成的基材是優(yōu)選的。[預浸材料]
可以通過用所述樹脂組合物(A-階樹脂組合物)浸潰上述基材來制備本發(fā)明的預浸材料，該樹脂組合物包含上述組分(a)-(d)以及固化劑和根據(jù)需要的任何其他組分，并然后使所述樹脂組合物干燥并進行B-階化。干燥過程中的溫度為例如70-150°C的范圍，并且干燥時間通常為約30-60分鐘。[覆金屬層疊體]
可以通過將銅或鋁等金屬箔置于單層的上述預浸材料或層疊的多層的上述預浸材料的ー個表面或兩個表面上來制造本發(fā)明的覆金屬層疊體，然后進行層疊模塑。對所使用的金屬箔沒有具體限定，只要其為用作印刷線路板材料的箔類型即可。用于所述層疊模塑的方法和條件可以運用在制造用于常規(guī)印刷線路板的層疊體和多層板中使用的方法和條件的類型。例如，使用多層壓機、真空多層壓機(mult1-daylight vacuum press)、連續(xù)模塑裝置或壓熱模塑裝置等，并且模塑一般在包括150-300°C的溫度、2-100 kgf/cm2的壓カ和0. 05-5小時的加熱時間的條件下進行。[印刷線路板]本發(fā)明的印刷線路板可以如下制造通過蝕刻從上述覆金屬層疊體除去不需要的金屬箔部分，從而形成線路圖案(電路)。在上述預浸材料、層疊體和印刷線路板的制造中，可以根據(jù)需要實施本技術領域通常的涂布步驟、層疊步驟和電路加工步驟。以這種方式得到的層疊體和印刷線路板展現(xiàn)出優(yōu)越的耐熱性、阻燃性和可靠性。[半導體器件]
可以通過將半導體元件粘合至上述印刷線路板，用Cu線使所述印刷線路板的線路圖案連接至所述半導體元件來獲得本發(fā)明的半導體器件，并且如果需要的話，隨后通過采用封裝樹脂的封裝來保護所述半導體元件、所述Cu線和所述印刷線路板的一部分或全部。
實施例下面基于一系列實施例和對比實施例對本發(fā)明更詳細地描述，但這些實施例不以任何方式限定本發(fā)明。在實施例和對比實施例中，將下列材料用作所述熱固性樹脂、所述水滑石化合物、所述鑰酸鋅、所述氧化鑭和所述其他組分。一環(huán)氧樹脂A :甲酚線型酚醛清漆環(huán)氧樹脂，由DIC Corporation生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱N-673(環(huán)氧當量重量210)
一環(huán)氧樹脂B :ニ苯基芳燒基環(huán)氧樹脂，由Nippon Kayaku Co.，Ltd.生產(chǎn),產(chǎn)品名稱NC-3000H(環(huán)氧當量重量292) 一雙馬來酰亞胺雙(3-こ基-5-甲基-4-馬來酰亞氨基苯基)甲烷，由KI ChemicalIndustry Co. , Ltd.生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱BM1-70
一氰酸酯化合物2，2-雙(4-氰?；交?丙燒，由Huntsman International LLC生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱=AroCy-L-1O
ー酹系固化劑苯酚線型酚醛清漆樹脂，由DIC Corporation生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱TD_2131一胺系固化劑雙氰胺，由 Nippon Carbide Industries Co. , Inc.生產(chǎn)一鑰酸鋒由 Nihon Sherwin Williams Co. , Ltd.生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱Kemgard 911B—水滑石化合物Mg4.5A12 (OH) 13C03*3. 5H20,由 Kyowa Chemical Industry Co. , Ltd.生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱DHT-4A-2
—氧化鑭由 Shin-Etsu Chemical Co. , Ltd.生產(chǎn)
一三苯基勝由 Hokko Chemical Industry Co. , Ltd.生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱TPP 一2-こ基-4-甲基咪唑由 Shikoku Chemicals Corporation 生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱2E4MZ 一辛酸鋅(試劑級別)
一氫氧化招由 Sumitomo Chemical Co. , Ltd.生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱CL-303 ー娃石由 Admatechs Co.，Ltd.生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱SC_2500SQ。(實施例1)
<預浸材料、覆銅層疊體和印刷線路板的制備>
制備具有下述組成的樹脂清漆，并將該清漆浸入厚度為0.1 mm的E玻璃機織織物中并在160°C下加熱5分鐘，生成預浸材料，其中所述樹脂清漆以半固化狀態(tài)被浸入所述E玻璃機織織物內(nèi)環(huán)氧樹脂A 60質量份 酚系固化劑40質量份 水滑石化合物3質量份 鑰酸鋅10質量份 氧化鑭0. 5質量份 硅石80質量份 三苯基膦2質量份 溶劑(甲基こ基酮)300質量份
隨后，將4片所述預浸材料堆疊在彼此上方，將厚度為18 y m的電解銅箔置于該堆疊結構的兩個表面上，并在3 MPa的壓力、180°C下將該結構壓制90分鐘，產(chǎn)生厚度為0.4 mm的雙側覆銅層疊體。將該銅箔的不需要部分通過蝕刻從該覆銅層疊體除去，從而在兩個表面上形成電路。然后，在所述層疊體的電路部分內(nèi)開通孔，將該通孔的內(nèi)部鍍敷，從而在所述層疊體的兩側上將電路電連接。將厚度為25iim的阻焊劑(由Taiyo Ink Mfg. Co. , Ltd 生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱PSR-4000 AUS-308)施涂于所述層疊體的整個表面上，并通過在80°C下加熱30分鐘來初步干燥。接下來，將UV燈通過負片照射在所述層疊體上，從而在要求釬焊的那些部分使阻焊劑以未固化狀態(tài)保持，而使施涂于要求保護的那些部分的阻焊劑固化。然后，通過顯影液除去所述阻焊劑的未固化部分，并且將暴露的銅箔部分鍍金屬，從而形成BGA印刷線路板。<印刷線路板的水萃取物的pH和雜質濃度水平的測定>
在160°C下，用水將該印刷線路板萃取20小吋，并測定該水萃取物的pH和雜質濃度水平?！窗雽w器件的制備〉
隨后，在包括130°C的溫度和0. 5 MPa的壓カ的條件下，采用芯片粘結膜(由Shin-EtsuChemical Co. , Ltd.生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱X_45_3024DT3，厚度25 y m)將用于測試和評價目的的半導體兀件(10 mm X 10 mm X 0. 3 mm)(包含以線之間5 ii m間隔設置寬度為5 ii m的Al線)粘合于上述印刷線路板，然后將該結構在175°C下加熱2小時以使該芯片粘結膜固化。采用直徑為2 ii m并且長度為3. 5 mm的Cu線使所述半導體元件上的Al板和所述印刷線路板上的鍍金屬部分連接。隨后，在175°C、6.9 MPa的壓カ下進行傳遞模塑90秒，以將包括所述半導體元件 、所述印刷線路板和所述Cu線的整體結構封裝在不含鹵素的環(huán)氧樹脂(由 Shin-Etsu Chemical Co. , Ltd.生產(chǎn)，產(chǎn)品名稱KMC-6000NHR-1)內(nèi)。然后在180°C下，進行后模塑固化(PMC) 4小時，生成尺寸為24 mmX24 mmXl. 2 mm的半導體器件。<耐濕可靠性測試>
在121°C、2個大氣壓下，將所制得的半導體器件保持300小時，然后施加10 V的偏壓，并測定開路故障率?！碝SL 測試 >
在包括30°C的溫度和70%RH的條件下，將所制得的半導體器件儲存192小吋，井隨后將其通過最高溫度為260°C的IR回焊爐。然后，采用超聲波測試裝置來確定所述半導體器件內(nèi)部是否存在剝離。
(實施例2)
除了將實施例1中所描述的樹脂清漆的組成換為下述組成之外，以與實施例1同樣的方式制備并評價印刷線路板和半導體器件。環(huán)氧樹脂A 100質量份 胺系固化劑4質量份
水滑石化合物3質量份 鑰酸鋅10質量份 氧化鑭0. 5質量份 硅石80質量份
2-こ基-4-甲基咪唑0. 3質量份 溶劑(甲基こ基酮)300質量份。(實施例3)
除了將實施例1中所描述的樹脂清漆的組成換為下述組成之外，以與實施例1同樣的方式制備并評價印刷線路板和半導體器件。環(huán)氧樹脂A 60質量份 酚系固化劑40質量份
水滑石化合物3質量份
鑰酸鋅10質量份
氧化鑭0. 5質量份
氫氧化鋁40質量份
硅石40質量份
三苯基膦2質量份
溶劑(甲基こ基酮)300質量份。(實施例4)
除了將實施例1中所描述的樹脂清漆的組成換為下述組成之外，以與實施例1同樣的方式制備并評價印刷線路板和半導體器件。雙馬來酰亞胺70質量份 氰酸酯化合物30質量份
水滑石化合物3質量份
鑰酸鋅10質量份
氧化鑭0. 5質量份
硅石80質量份
辛酸鋅0. 01質量份
溶劑(甲基こ基酮)300質量份。(對比實施例1)
除了將實施例1中所描述的樹脂清漆的組成換為下述組成之外，以與實施例1同樣的方式制備并評價印刷線路板和半導體器件。環(huán)氧樹脂A 60質量份 酚系固化劑40質量份硅石80質量份
三苯基膦2質量份
溶劑(甲基こ基酮)300質量份。(對比實施例2)
除了將實施例1中所描述的樹脂清漆的組成換為下述組成之外，以與實施例1同樣的方式制備并評價印刷線路板和半導體器件。環(huán)氧樹脂A 100質量份 胺系固化劑4質量份 硅石80質量份
2-こ基-4-甲基咪唑0. 3質量份 溶劑(甲基こ基酮)300質量份。(對比實施例3)
除了將實施例1中所描述的樹脂清漆的組成換為下述組成之外，以與實施例1同樣的方式制備并評價印刷線路板和半導體器件。環(huán)氧樹脂A 100質量份 胺系固化劑4質量份
水滑石化合物7質量份 鑰酸鋅10質量份 氧化鑭3質量份 硅石80質量份
2-こ基-4-甲基咪唑0. 3質量份 溶劑(甲基こ基酮)300質量份。(對比實施例4)
除了將實施例1中所描述的樹脂清漆的組成換為下述組成之外，以與實施例1同樣的方式制備并評價印刷線路板和半導體器件。雙馬來酰亞胺70質量份 氰酸酯化合物30質量份 硅石80質量份
辛酸鋅0. 01質量份
溶劑(甲基乙基酮)300質量份
測試結果不于表I和表2中。表I
權利要求
1.包含基材和B-階樹脂組合物的預浸材料，該B-階樹脂組合物包含 (a)100質量份的熱固性樹脂， (b)1-5質量份由如下所示的式(I)代表的水滑石化合物MgxAly (OH) 2x+3y_2z (CO3) z*mH20⑴ 其中，X和y為正數(shù)，并且z代表0或正數(shù)，條件是x、y和z滿足0〈y/x彡I和0彡z/y〈1.5，并且m代表正數(shù)， (c)至少0.5質量份的鑰酸鋅，和 (d)0. 2-1質量份的氧化鑭， 其中，該樹脂組合物被浸潰到該基材中。
2.覆金屬層疊體，其包含 一層或層疊的多層的權利要求1中所限定的預浸材料，和 在該預浸材料的一個表面或兩個表面上具備的金屬箔。
3.印刷線路板，其包含 一層或層疊的多層的權利要求1中所限定的預浸材料，和 在該預浸材料的一個表面或兩個表面上具備的、包含金屬箔的線路圖案。
4.半導體器件，其包括 權利要求3中所限定的印刷線路板， 安裝在該印刷線路板上的半導體元件，和 將該印刷線路板的線路圖案和該半導體元件電連接的Cu線。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)半導體器件的預浸材料，使用該預浸材料的覆金屬層疊體和印刷線路板，以及使用該印刷線路板的半導體器件，該半導體器件甚至在使用Cu線時，在高溫和高濕條件下也展示出優(yōu)越的可靠性(耐熱和耐濕可靠性)。具體公開的是包含基材和B-階樹脂組合物的預浸材料，該B-階樹脂組合物包含(a)熱固性樹脂、(b)具有特定組成的水滑石化合物、(c)鉬酸鋅、和(d)氧化鑭，其中所述樹脂組合物被浸漬在所述基材中；覆金屬層疊體，其包含一層或層疊的多層的上述預浸材料和在該預浸材料的一個表面或兩個表面上具備的金屬箔；印刷線路板，其包含一層或層疊的多層的上述預浸材料和在所述預浸材料的一個表面或兩個表面上具備的、包含金屬箔的線路圖案；以及半導體器件，其包含上述印刷線路板、安裝在該印刷線路板上的半導體元件、和將該印刷線路板的線路圖案和該半導體元件電連接的Cu線。
文檔編號C08K3/26GK103030932SQ20121037606
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權日2011年10月7日
發(fā)明者長田將一 申請人:信越化學工業(yè)株式會社