本發(fā)明涉及一種用于芯片接合(diebonding)的環(huán)氧樹脂組合物,更具體地,涉及一種用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物,其具有高粘合強(qiáng)度,同時具有能在封裝中實現(xiàn)緩沖作用的彈性模量,并且具有低粘性,使后續(xù)操作方便。
背景技術(shù):
:通常地,作為半導(dǎo)體元件(諸如集成電路ic或大規(guī)模集成電路lsi)與支撐構(gòu)件(諸如引線框和絕緣支撐基板)之間的接合材料(即,芯片接合材料),已知有au-si共晶合金、焊料、銀膏等。然而,隨著當(dāng)前的半導(dǎo)體封裝已經(jīng)變得更小和更輕,絕緣支撐基板的使用已經(jīng)變得更加廣泛,并且為了降低生產(chǎn)成本,旨在利用為大規(guī)模生產(chǎn)提供良好適用性的印刷法以供應(yīng)芯片接合材料的方法正受到越來越多的關(guān)注。需要開發(fā)適合于印刷法的芯片接合材料。韓國專利公開號10-2007-0038033公開了用于芯片粘合的樹脂糊,其包含具有羧酸端基的丁二烯均聚物或共聚物(a)、熱固性樹脂(b)、填料(c)和印刷溶劑(d),其中干燥固化后的樹脂糊的彈性模量在1至100mpa(25℃)的范圍內(nèi),其可以通過這樣的印刷法容易地進(jìn)行供應(yīng)和涂布。然而,存在以下問題:上述用于芯片接合的樹脂糊具有低粘合力,并且在b階段后具有高表面粘性,使得隨后的操作不利。技術(shù)實現(xiàn)要素:[技術(shù)問題]本發(fā)明的目的是提供一種用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物,其具有高粘合強(qiáng)度,同時具有能夠在封裝中實現(xiàn)緩沖作用的彈性模量,并且具有低粘性,使隨后操作方便。本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用該用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物制造的半導(dǎo)體裝置。[技術(shù)方案]根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物,其包括:環(huán)氧樹脂、彈性體、固化劑、填料和溶劑,其中所述彈性體包括具有環(huán)氧基的彈性體,并且所述固化劑包括固體胺化合物。在本發(fā)明的一個實施方式中,該環(huán)氧樹脂組合物還可以包括固化催化劑。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種使用該用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物制造的半導(dǎo)體裝置。[有益效果]根據(jù)本發(fā)明的用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物具有高粘合強(qiáng)度,同時具有能夠在封裝中實現(xiàn)緩沖作用的彈性模量,并且在b階段后也具有低表面粘性,使得隨后的操作方便,并且由于低粘度而適合于印刷法。具體實施方式在下文中,將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物包括環(huán)氧樹脂、彈性體、固化劑、填料和溶劑,其中所述彈性體包括具有環(huán)氧基的彈性體,并且所述固化劑包括固體胺化合物。在本發(fā)明的一個實施方式中,該環(huán)氧樹脂是用于賦予粘合力和改善耐久性的組分,并且在一個分子內(nèi)具有至少兩個或更多個環(huán)氧基。環(huán)氧樹脂的實例包括雙酚型環(huán)氧樹脂例如雙酚a、雙酚e、雙酚f、雙酚m、雙酚s和雙酚h、縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、二聚酸改性環(huán)氧樹脂等。這些樹脂可以單獨使用,或者兩種以上組合使用,并且對混合時的混合比沒有特別限制。在本發(fā)明的一個實施方式中,基于環(huán)氧樹脂組合物的總重量,環(huán)氧樹脂的含量可以為2至20重量%。當(dāng)環(huán)氧樹脂的量小于2重量%時,粘合力可能降低,因此對可靠性具有影響。當(dāng)環(huán)氧樹脂的量大于20重量%時,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和彈性模量可能增加,從而引起芯片裂紋。在本發(fā)明的一個實施方式中,環(huán)氧樹脂可以與酰亞胺樹脂組合地在高溫下顯示出優(yōu)異的粘合強(qiáng)度。酰亞胺樹脂的實例包括4,4-雙馬來酰亞胺二苯基醚、4,4-雙馬來酰亞胺二苯基甲烷、4,4-雙馬來酰亞胺-3,3'-二甲基二苯基甲烷、4,4-雙馬來酰亞胺二苯基砜、雙[4-(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]醚、雙[4-(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]甲烷、雙[4-(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]氟代甲烷、雙[4-(4-馬來酰亞胺基苯氧基)苯基]砜、雙馬來酰亞胺低聚物等。當(dāng)使用時,從改善固化后的粘合強(qiáng)度,同時保持組合物的儲存穩(wěn)定性的觀點出發(fā),基于100重量份的環(huán)氧樹脂,酰亞胺樹脂的混合量可以為1至200重量份。此外,為了促進(jìn)酰亞胺樹脂的固化,可以使用自由基聚合引發(fā)劑。自由基聚合引發(fā)劑的實例包括乙酰基環(huán)己基磺?;^氧化物、過氧化異丁酰、過氧化苯甲酰、過氧化辛酰、過氧化乙酰、過氧化二枯基、氫過氧化枯烯、偶氮二異丁腈等。基于100重量份的酰亞胺樹脂,自由基聚合引發(fā)劑的使用量可以為0.01至3.0重量份。在本發(fā)明的一個實施方式中,彈性體用于通過將彈性賦予芯片接合材料以吸收內(nèi)部應(yīng)力的目的,并且包括具有環(huán)氧基的彈性體。具有環(huán)氧基的彈性體的實例包括b-tougha3(環(huán)氧官能反應(yīng)性增韌劑,由croda制造)、kr系列(由kukdochemicalco.,ltd.制造)以及pb3600和pb4700(由daiceljapan制造)等。在本發(fā)明的一個實施方式中,基于環(huán)氧樹脂組合物的總重量,彈性體的含量可以為30至50重量%。當(dāng)彈性體的量小于30重量%時,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和彈性模量增加,從而發(fā)生芯片裂紋。當(dāng)彈性體的量大于50重量%時,粘度增加,從而對加工性具有影響,或者玻璃化轉(zhuǎn)變溫度變得太低,從而在隨后在高溫下進(jìn)行的工作中發(fā)生芯片移位現(xiàn)象。在本發(fā)明的一個實施方式中,固化劑是與環(huán)氧樹脂反應(yīng)以進(jìn)行組合物的固化的組分,并且包括固體胺化合物。作為固體胺化合物,可以使用在室溫下為固體的氰基胍、三聚氰胺和咪唑等,但不限于此。在本發(fā)明的一個實施方式中,基于環(huán)氧樹脂組合物的總重量,固化劑的含量可以為1至3重量%。當(dāng)固化劑的量小于1重量%時,使交聯(lián)密度降低,并且也使吸濕率增加,從而對可靠性具有影響。當(dāng)量大于3重量%時,適用期可能縮短,并因此在溶劑干燥過程中可能發(fā)生固化。在本發(fā)明的一個實施方式中,填料是用于控制組合物的流動性和粘度的組分,并且其實例包括二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化硅、氧化鋁等。這些可以單獨使用,或者兩種以上組合地使用。在本發(fā)明的一個實施方式中,可以通過包括有機(jī)硅粉末作為填料以賦予彈性。在本發(fā)明的一個實施方式中,基于環(huán)氧樹脂組合物的總重量,填料的含量可以為25至45重量%。當(dāng)填料的量小于25重量%時,粘度和觸變性低,因此芯片粘合材料在印刷期間不能保持其形狀,并且可能發(fā)生塌陷現(xiàn)象。當(dāng)填料的量超過45重量%時,粘度變高,從而發(fā)生印刷時表面變得不光滑的現(xiàn)象。在本發(fā)明的一個實施方式中,溶劑的實例包括二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、γ-丁內(nèi)酯、異佛爾酮、卡必醇、卡必醇乙酸酯、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、乙酸2-(2-丁氧基乙氧基)乙酯、乙基溶纖劑、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑、二噁烷、環(huán)己酮、茴香醚等。這些可以單獨使用,或者兩種以上組合地使用。在本發(fā)明的一個實施方式中,基于環(huán)氧樹脂組合物的總重量,溶劑的含量可以為15至30重量%。當(dāng)溶劑的量小于15重量%時,粘度可能增加,對加工性具有影響。當(dāng)溶劑的量大于30重量%時,粘度可能降低,并且可能需要長時間來進(jìn)行溶劑干燥工序,在此過程中可能進(jìn)行環(huán)氧固化反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的環(huán)氧樹脂組合物還可以包含固化催化劑。固化催化劑用于改善組合物的固化速率,并且其實例包括二乙基三胺(deta)、乙二胺(eda)、三亞乙基四胺(teta)、四亞乙基五胺(tepa)、二乙基氨基丙胺(deapa)、甲二胺(mda)、n-氨基乙基哌嗪(n-aep)、間苯二甲胺(m-xda)、1,3-雙氨基甲基環(huán)己烷(1,3-ac)、異佛爾酮二胺、二氨基環(huán)己烷、n,n-二乙基-1,3-丙二胺、n-(2-羥基乙基)-1,3-戊二胺、n,n-二正丁基-1,3-丙二胺、改性多胺等?;?00重量份的環(huán)氧樹脂,可以以1至20重量份的量使用固化催化劑。當(dāng)固化催化劑的量小于1重量份時,固化催化劑的活性降低,因此不進(jìn)行固化。當(dāng)固化催化劑的量大于20重量份時,固化催化劑的活性變得非常高,因此存在儲存穩(wěn)定性劣化的問題。此外,根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的環(huán)氧樹脂組合物可以根據(jù)需要還包括添加劑例如增粘劑、分散劑、抗泡劑、消泡劑和離子清除劑,只要本發(fā)明的目的不會受到不利影響即可。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的環(huán)氧組合物可以通過使用混合攪拌器使每種組分充分分散,然后真空脫泡來制備。優(yōu)選地在制備后8小時內(nèi)在-20至-40℃的冷凍器中儲存,并且在使用時必須在適用期內(nèi)使用。本發(fā)明的一個實施方式提供一種使用該用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物制造的半導(dǎo)體器件。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的制造半導(dǎo)體器件的方法包括以下步驟:將用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物施涂到支撐基板上;干燥所施涂的樹脂組合物以進(jìn)行b階;將半導(dǎo)體元件安裝在所述b階樹脂組合物上;以及固化其上安裝有所述半導(dǎo)體元件的樹脂組合物。對支撐基板沒有特別限制,例如,可以使用引線框例如42合金引線框或銅引線框;聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等的塑料膜;包括基材例如玻璃或無紡布的基板,其中含有聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等的樹脂組合物已經(jīng)浸漬其中并且然后固化(預(yù)浸坯料);或由陶瓷例如氧化鋁制成的支撐構(gòu)件。作為將用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物供應(yīng)并涂布在支撐基板上的方法,優(yōu)選為印刷法。作為印刷法,例如可以使用絲網(wǎng)印刷法。作為使涂布的樹脂組合物干燥以實施b階的方法,可以提及加熱作為實例。本發(fā)明的用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物含有特定的溶劑,但大部分的溶劑通過b階而揮發(fā)。通過b階,在支撐基板上形成具有足夠小空隙的低粘性或無粘性的芯片接合層。作為半導(dǎo)體元件(芯片),可以提及ic、lsi等作為示例。可以安裝半導(dǎo)體元件以形成dram、sram、閃存等。此時,可以通過在加熱條件下施加載荷來進(jìn)行樹脂組合物的臨時接合?;蛘撸梢酝ㄟ^進(jìn)一步加熱進(jìn)行樹脂組合物的固化。在本發(fā)明的一個實施方式中,優(yōu)選地對其上安裝有半導(dǎo)體元件的樹脂組合物(芯片接合層)進(jìn)行后固化。樹脂組合物的這種后固化可以與密封材料的后固化步驟結(jié)合,條件是在安裝和組裝過程中不出現(xiàn)問題。以下,將參考實施例、比較例和實驗例更具體地描述本發(fā)明。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是,這些實施例、比較例和實驗例僅用于說明本發(fā)明,并且本發(fā)明的范圍不限于此。實施例1和比較例1和2:用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物的制備將各成分以下述表1中所示的組成混合來制備用于芯片接合的環(huán)氧樹脂組合物(單位:重量%)。[表1]1)hypro1300x13nactbn(cvcthermosetspecialties)2)b-tougha3(croda)3)eocn-1020(nipponkayaku)4)ydcn-500-4p(kukdochemical)5)cne80208(kcc)6)meh-7800ss(meiwa)7)dicy(airproduct)8)卡必醇乙酸酯(samchunchemical)9)aerosilr972(evonik)10)sfp-30m(denka)11)ep-2601(dowcorning)12)ixeplas-a1(toagosei)13)ixe-600(toagosei)14)lc550(shin-at&c)15)byk110(bykadditive&instruments)16)byk-085(bykadditive&instruments)17)byk-a501(bykadditive&instruments)18)s-510(chisso)實驗例1:通過以下方法測量實施例1和比較例1和2中制備的環(huán)氧樹脂組合物的物理性質(zhì),將結(jié)果示于下表2中。(1)粘度和觸變指數(shù)取約0.5ml組合物的樣品,使用轉(zhuǎn)子cp-51在brookfield錐/板粘度計中在0.5rpm和25rpm的旋轉(zhuǎn)速度下測量25℃下的粘度。將在5rpm下測量的值作為粘度值,并將觸變指數(shù)計算為在0.5rpm和5rpm下測量的兩個粘度值的比率,即在0.5rpm下測量的值/在5rpm下測量的值。(2)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(tg)和彈性模量將該組合物的樣品以0.2mm的厚度涂布并在125℃/30分鐘和175℃/120分鐘下固化,然后使用perkinelmerdma8000以拉伸模式進(jìn)行測量。(3)實驗室剪切強(qiáng)度根據(jù)iso4587試驗方法在20℃下測試5個樣品,并顯示平均值。樣品是與鋁板連接的金屬。(4)粘性將涂布有厚度為100μm組合物的試樣在125℃的烘箱中揮發(fā)30分鐘,然后使用紋理分析儀以5n的力壓制5秒以測量分離力。[表2]物理性質(zhì)實施例1對比例1對比例2粘度142002576614000觸變指數(shù)2.972.773.0玻璃化轉(zhuǎn)變溫度706010彈性模量9016310剪切強(qiáng)度85.61.0粘性(n)4.713.615.4從上表2可以看出,證實了與不含彈性體和胺化合物的比較例1和2相比,含有具有環(huán)氧基的彈性體作為彈性體并且含有固體胺化合物作為固化劑的實施例1的環(huán)氧樹脂組合物具有較高的粘合強(qiáng)度,并在b階后顯示較低的粘性。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的具體實施方式,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,不旨在將本發(fā)明限制為優(yōu)選實施方式,并且對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和修改。因此,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。當(dāng)前第1頁12