專利名稱：導(dǎo)熱性粘合劑組合物、使用該組合物的粘合用片材以及導(dǎo)熱性切割芯片貼膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于制造半導(dǎo)體裝置、特別適合用作樹脂模具的半導(dǎo)體封裝、導(dǎo)熱系數(shù)高且散熱特性優(yōu)異、對于作為粘附體的硅(Si)和阻焊劑(solder resist)具有強粘合力的導(dǎo)熱性粘合劑組合物、使用該組合物的粘合用片材以及導(dǎo)熱性切割芯片貼膜 (dicing-die attach film)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體裝置的制造步驟如下通過切割(切斷)步驟將形成有IC電路的大直徑硅晶片切分成半導(dǎo)體芯片，用固化性的液態(tài)粘合劑(芯片粘合材料，夕' ^ >卜''材)等熱壓合在引線框上，粘合固定(裝配，mount ),進行電極間的引線接合(wire bonding),之后為了處理性或不受外部環(huán)境的影響而進行密封。這種密封形態(tài)有金屬密封、陶瓷密封等氣密密封型、以及用樹脂進行的非氣密密封型，現(xiàn)在，后者的用樹脂進行的傳遞模塑法因量產(chǎn)性能優(yōu)異、廉價，是最普遍使用的。然而，該樹脂模壓封裝雖然具有上述優(yōu)點，但另一方面，在耐濕·耐熱性、熱應(yīng)力緩和性、散熱性等方面存在缺點。
隨著近年來電氣·電子儀器的小型化和多功能化，應(yīng)電子部件的高功能化的要求，半導(dǎo)體裝置的配線也更為微細化、高密度化，因半導(dǎo)體芯片的大型化、以及具有無引線框的面陣粘合型芯片與同尺寸的結(jié)構(gòu)(CSP)或芯片的層合結(jié)構(gòu)(疊式CSP、SiP)的半導(dǎo)體裝置的出現(xiàn)，這些封裝(PKG)中的熱沖擊(應(yīng)力)也日益嚴苛。
而且,在這些半導(dǎo)體裝置向印刷線路板裝載(mounting)的工藝步驟中，對應(yīng)于無鉛焊料(鉛7 U —)的耐回流性能(耐U 7 口一性)也達到高溫(265°C )，日益嚴苛。因此，開始要求使用的材料最適合且具有高性能。特別是，在封裝構(gòu)成材料中，因芯片粘合材料能夠在比較大的范圍控制特性，可以容易地應(yīng)對這些要求，因此作為芯片粘合材料， 需要能夠?qū)?yīng)嚴苛的熱沖擊(應(yīng)力)的低彈性模量、高粘合、高耐熱性的材料。
另外，半導(dǎo)體芯片裝載的支撐基板也要求微細化，用液態(tài)的粘合劑進行半導(dǎo)體芯片裝載時，因來自芯片端的飛邊(ii々出)而造成電極污染、或者因粘合層的厚度不均勻而使芯片傾斜，出現(xiàn)引線接合(wire bond)不良的情況，因此還希望將可以改善這些缺點的粘合劑膜化。
作為這些粘合劑，目前已開發(fā)出向耐熱性優(yōu)異的樹脂即聚酰亞胺或聚酰胺酰亞胺中導(dǎo)入硅氧烷結(jié)構(gòu)的低彈性模量材料。專利文獻1、2等中均提出了硅氧烷改性的聚酰胺酰亞胺，但它們在低彈性化和對粘附體的粘合性方面仍有不足。
專利文獻3中提出了向硅氧烷改性的聚酰胺酰亞胺中混合具有2個以上馬來酰亞氨基的化合物來改良高溫特性，但該樹脂組合物粘合力差。
專利文獻4和5中提 出了粘合性、低彈性和耐熱性優(yōu)異的、由聚酰亞胺硅和環(huán)氧樹脂構(gòu)成的耐熱性粘合膜，該膜的粘合力得到改善，但低彈性化不足。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I日本特開平3-189127號公報；專利文獻I日本特開平4-264003號公報；專利文獻3日本特開平10-60111號公報；專利文獻4日本特開平7-224259號公報；專利文獻5日本特開平8-27427號公報；專利文獻6日本特開2003-193016號公報。
由于近年來半導(dǎo)體芯片的微細化和快速切換(即快速運行)，產(chǎn)生的單位面積熱量有增加的傾向，為了有效散熱，導(dǎo)熱系數(shù)高的半導(dǎo)體用粘合膜成為市場的需求。
單純?yōu)榱嗽黾訉?dǎo)熱系數(shù)而添加了高導(dǎo)熱系數(shù)的填料的組合物非常脆，無法加工成膜，是不適合實用的組合物。另外，若為了提高膜的加工性而大量添加低粘度成分，則吸濕前后粘合力降低，作為半導(dǎo)體封裝的可靠性降低。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明是鑒于上述情況而進行的，為了克服上述缺陷，目的在于提供導(dǎo)熱系數(shù)高且散熱特性優(yōu)異、粘合性良好且耐濕試驗后的可靠性優(yōu)異的導(dǎo)熱性粘合劑組合物、使用該組合物的粘合用片材以及導(dǎo)熱性切割芯片貼膜。
用于解決課題的手段本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的而進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)作為高導(dǎo)熱性填料，使用以特定的硅化合物對其表面進行了處理的填料是有效的，從而完成了本發(fā)明。
S卩，第一，本發(fā)明提供含有下述(A) (C)成分的導(dǎo)熱性粘合劑組合物(A)聚合物骨架中具有能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的官能團的聚合物100質(zhì)量份；(B)每分子中具有至少2個環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂50 400質(zhì)量份；以及(C)用下述平均組成式(I)表示的數(shù)均分子量為500 10000的硅化合物進行了表面處理的、導(dǎo)熱系數(shù)為10W/mK以上的無機填充劑1000 4000質(zhì)量份，(IIK1 Si O) , (H- S i O, .；)(K.:.. S i O) ^ (H1Si O., 1;) .s(I }式中，R1 R4各自獨立表示不具有脂族不飽和鍵的非取代或取代的一價烴基，a為 O.1 O. 7的正數(shù)，b為O. 01 O. 2的正數(shù)，c為O O. 9的數(shù)，d為O O. 2的數(shù)，條件是 菌足 a + b + c + d=l。
第二，本發(fā)明提供粘合用片材，其具備基材和該基材上設(shè)置的由上述導(dǎo)熱性粘合劑組合物構(gòu)成的粘合劑層。
第三，本發(fā)明提供導(dǎo)熱性切割芯片貼膜，其具備具有基材和其上設(shè)置的膠粘劑層的切割膜、和該切割膜的該膠粘劑層上設(shè)置的由上述導(dǎo)熱性粘合劑組合物構(gòu)成的粘合劑層。
發(fā)明效果本發(fā)明的粘合劑組合物導(dǎo)熱性高且散熱特性優(yōu)異，與粘附體的粘合性優(yōu)異。籍由使用本發(fā)明的粘合劑組合物的粘合用片材和導(dǎo)熱性切割芯片貼膜，可以制造高可靠性的樹脂封裝半導(dǎo)體裝置。
具體實施方式
下面對本發(fā)明進行更詳細地說明。需要說明的是，本說明書中的重均分子量和數(shù)均分子量分別指在下述條件下測定的、通過凝膠滲透色譜(GPC)進行的、以聚苯乙烯為標準物質(zhì)的重均分子量和數(shù)均分子量。
[測定條件]展開溶劑四氫呋喃(THF)；流量lmL/分鐘；裝置HLC-8320GPC (商品名，Tosoh公司制)；檢測器差示折射率檢測器(RI);柱TSKgel GMHxl-L + TSKgel G4000HXL + TSKgel G2000HXL + TSKgel G2000HXL(商品名，Tosoh公司制)；柱溫40°C ；試樣注入量=IOOyL (濃度O. 5質(zhì)量％的THF溶液)。
本發(fā)明的粘合劑組合物含有(A) (C)成分，常溫下保持形狀，形成膜狀薄膜，加熱后經(jīng)增塑狀態(tài)而固化，因此對粘附體顯示優(yōu)異的粘合性。本發(fā)明的粘合劑組合物的固化物導(dǎo)熱性優(yōu)異。使用具備由本發(fā)明的粘合劑組合物構(gòu)成的粘合劑層的導(dǎo)熱性切割芯片貼膜而制造的半導(dǎo)體封裝可靠性優(yōu)異。
[(A)聚合物骨架中具有能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的官能團的聚合物]在本發(fā)明的粘合劑組合物中，聚合物骨架中具有能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的官能團的聚合物是必要的，理由如下芯片貼裝時為了使粘合膜與基板之間的空隙為較少的狀態(tài)，粘合膜在 130 170°C之間的至少I個溫度下的剪切粘度需要在I X IO3 lX105Pa*s的范圍內(nèi)，這一點已得到實驗證明。為了將上述的剪切粘度維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，構(gòu)成粘合膜的組合物中需要含有粘度比單體高的聚合物成分 。(A)成分可以單獨使用I種，也可以將2種以上并用。另外，為了在本發(fā)明的粘合劑組合物中所含的環(huán)氧樹脂(例如下述(B)成分的環(huán)氧樹脂)之間制作牢固的基體(matrix)，能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的官能團是必要的。
(A)成分的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)優(yōu)選為40°C以上。使用Tg為40°C以上的聚合物成分制作粘合膜、并將該粘合膜加工成切割芯片貼膜時，該粘合膜對切割膜的粘性不會過強，該粘合膜難以牢固地貼在切割膜上，容易用短時間將該粘合膜從切割膜上剝離，因此容易提高半導(dǎo)體裝置制作的生產(chǎn)效率。
(A)成分中的能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的官能團例如有選自羧基、氨基、亞氨基、環(huán)氧基、酚羥基和硫醇基的至少I種官能團。
(A)成分的聚合物按聚苯乙烯換算的重均分子量優(yōu)選為10，000 200，000，更優(yōu)選為20，000 100，000,更加優(yōu)選為30，000 80，000。若重均分子量在上述范圍內(nèi)，則容易由獲得的組合物形成涂膜，也容易獲得用于填充具有微細的電路圖案的基板表面的凹凸的、具有足夠柔性的粘合膜。
(A)成分的聚合物例如有聚酰亞胺樹脂。(A)成分的聚合物也可以使用作為聚酰亞胺樹脂的前體的聚酰胺酸，但在芯片接合步驟的加熱固化時有時會因酰亞胺化(脫水閉環(huán))而副產(chǎn)水，從而產(chǎn)生粘合面剝離等情況，因此優(yōu)選使用預(yù)先酰亞胺化(脫水閉環(huán))的聚酰亞胺樹脂。聚酰胺酸例如有下述通式(I)所示的化合物。聚酰亞胺樹脂例如有下述通式(2)所示的化合物。聚酰胺酸和聚酰亞胺樹脂可以含有二有機聚硅氧烷鍵，另外，從粘合性的角度來看，優(yōu)選骨架中具有酚羥基。
[化學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.含有下述(A) (C)成分的導(dǎo)熱性粘合劑組合物(A)聚合物骨架中具有能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的官能團的聚合物100質(zhì)量份；(B)每分子中具有至少2個環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂50 400質(zhì)量份；以及(C)用下述平均組成式(I)表示的數(shù)均分子量為500 10000的硅化合物進行了表面處理的、導(dǎo)熱系數(shù)為10W/mK以上的無機填充劑1000 4000質(zhì)量份，
2.權(quán)利要求1的導(dǎo)熱性粘合劑組合物，其中，上述(A)成分是含有選自聚酰亞胺樹脂的至少I種的聚合物，該聚酰亞胺樹脂是四羧酸二酐與含有下式(5)所示二胺的二胺化合物的反應(yīng)產(chǎn)物、即聚酰胺酸的閉環(huán)衍生物，
3.權(quán)利要求2的導(dǎo)熱性粘合劑組合物，其中，上述二胺化合物進一步含有下式(6’)表示的二胺，
4.權(quán)利要求3的導(dǎo)熱性粘合劑組合物，其中，上式出’)表示的二胺為下式(6)表示的二胺，
5.權(quán)利要求1的導(dǎo)熱性粘合劑組合物，該組合物進一步含有(D)環(huán)氧樹脂固化催化劑。
6.權(quán)利要求1 5中任一項的導(dǎo)熱性粘合劑組合物，該組合物成型為膜狀。
7.粘合用片材，其具備基材和該基材上設(shè)置的由權(quán)利要求1 5中任一項記載的導(dǎo)熱性粘合劑組合物構(gòu)成的粘合劑層。
8.導(dǎo)熱性切割芯片貼膜，其具備具有基材和其上設(shè)置的膠粘劑層的切割膜、和該切割膜的膠粘劑層上設(shè)置的由權(quán)利要求1 5中任一項記載的導(dǎo)熱性粘合劑組合物構(gòu)成的粘合劑層。
全文摘要
提供導(dǎo)熱系數(shù)高且散熱特性優(yōu)異、粘合性良好且耐濕試驗后的可靠性優(yōu)異的導(dǎo)熱性粘合劑組合物、使用該組合物的粘合用片材以及導(dǎo)熱性切割芯片貼膜。導(dǎo)熱性粘合劑組合物，其含有(A)聚合物骨架中具有能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的官能團的聚合物、(B)每分子中具有至少2個環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂以及(C)用特定的平均組成式表示的數(shù)均分子量為500～10000的硅化合物進行了表面處理的、導(dǎo)熱系數(shù)為10W/mK以上的無機填充劑；粘合用片材，其具備基材和該基材上設(shè)置的由上述組合物構(gòu)成的粘合劑層；導(dǎo)熱性切割芯片貼膜，其具備具有基材和其上設(shè)置的膠粘劑層的切割膜、和該切割膜的膠粘劑層上設(shè)置的由上述組合物構(gòu)成的粘合劑層。
文檔編號C09J163/00GK103059787SQ201210409530
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者市六信廣 申請人:信越化學(xué)工業(yè)株式會社