[發明專利]用于半導體的粘合膜和使用該粘合膜的半導體器件

無效

• 申請號: 200780052533.2
• 申請日: 2007-04-10
• 公開（公告）號: CN101641773A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 安田浩幸;吉田將人
• 申請（專利權）人: 住友電木株式會社
• 主分類號: H01L21/52
• 分類號: H01L21/52;C09J7/00;C09J133/00;C09J163/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳小瑛

技術領域

本發明涉及用于半導體的粘合膜和使用所述粘合膜的半導體器件。

背景技術

在近來的半導體封裝件中，已經越來越多地使用有機基板，例如雙馬來酰亞胺三嗪基板和聚酰亞胺基板，來代替引線框。

上述半導體封裝件含有以下組成：半導體元件、用于安裝半導體元件的支撐部件和封裝材料，并且，已經使用例如聚酰亞胺系列的用于半導體的粘合膜，用于將半導體元件與用于半導體元件的支撐部件相接合。?專利文獻1：日本特開1994-264035號公報?專利文獻2：日本特開2000-200793號公報?專利文獻3：日本特開2003-96426號公報

發明內容

然而，上述專利文獻所述的相關技術在以下方面具有可改進的空間。?目前有如下問題：當使用已知的用于半導體的粘合膜來制造具有半導體元件和有機基板相接合的結構的半導體器件時，易于產生裂紋，導致可靠性低。?出于本發明的目的，已經發現上述半導體器件能夠通過如下方式變得更為可靠：從室溫開始以10℃/分鐘的速度升溫，在50℃～180℃的溫度范圍內(包括兩個端點值)，將其最小熔融粘度控制為0.1Pa·s～500Pa·s(包?括兩個端點值)，且將其揮發性組分的含量控制為5.0％或更少。

根據本發明，提供一種用于半導體的粘合膜，其包括熱塑性樹脂(A)、環氧樹脂(B)和固化劑(C)，其中用于半導體的粘合膜從室溫開始以10℃/分鐘的速度升溫，在50℃～180℃的溫度范圍內(包括兩個端點值)，其最小熔融粘度為0.1Pa·s～500Pa·s(包括兩個端點值)，且其揮發性組分的含量為5.0％或更少。?本發明的用于半導體的粘合膜在特定的溫度范圍內具有特定范圍的最小熔融粘度。溫度范圍在施用膜時是可以設定的，并且當本發明的用于半導體的粘合膜在產生最小熔融粘度的溫度附近施用時，熔融粘度可以足夠低以填充到電路基板上的縫隙中，使得粘合劑沒有空隙(void)。由于含有較多揮發物的填充材料會引起裂紋，可將揮發物的含量同時控制在5.0％或更少，以防止由于生成氣體而形成空隙。

本發明的半導體粘合膜可用于將半導體元件緊密接合到用于安裝半導體元件的支撐部件上，特別是有機基板上，而不產生空隙，從而能夠提供可靠性高的半導體器件。

附圖說明

參考下面描述的合適實施方案以及下面所附的附圖，進一步清楚地理解這些和其它目的、特征和優點。

圖1示意性地顯示本發明的用于半導體的粘合膜的熔融粘度與溫度之間的關系。?圖2為示意性地顯示本發明的半導體器件的一個實例的剖面圖。

本發明的最佳實施方式

本發明的用于半導體的粘合膜是如下用于半導體的粘合膜，其包括熱?塑性樹脂(A)、環氧樹脂(B)和固化劑(C)，其中用于半導體的粘合膜從室溫開始以10℃/分鐘的速度升溫，在50℃～180℃的溫度范圍內(包括兩個端點值)，其最小熔融粘度為0.1Pa·s～500Pa·s(包括兩個端點值)，并且其揮發性物質的含量為5.0％或更少。

當通過使用常規的用于半導體的粘合膜聚酰亞胺系列半導體粘合膜將半導體元件接合到用于安裝半導體元件的支撐部件上來制備半導體器件時，在可靠性方面存在問題，例如在粘合界面產生裂紋。我們已經利用剖面分析和掃描聲波層析成象法(SAT)認真研究了常規的半導體器件，發現當使用常規的用于半導體的粘合膜時，在制備半導體器件之后立刻在半導體元件與用于半導體元件的支撐部件之間形成空隙。

當使用在其表面具有金屬互連的有機基板作為用于安裝半導體元件的支撐部件時，該現象非常顯著?？梢韵氲?，當金屬互連在有機基板上形成時，互連的厚度在基板上引起縫隙，其不能在與半導體元件接合時被粘合膜充分地填充，因而導致空隙，并由此導致可靠性劣化。

假設不平整的部分得不到充分填充可能是由于在粘合時用于半導體的粘合膜的熔融粘度高，我們測量了作為常規的用于半導體的粘合膜的聚酰亞胺半導體粘合膜的熔融粘度，發現熔融粘度在粘合溫度大約為4000Pa·s。?我們已經發現在本發明中，半導體器件的可靠性能夠通過合理填充上述空隙而改善，通過將用于半導體的粘合膜在粘合時的熔融粘度調節為0.1Pa·s～500Pa·s(包括兩個端點值)，其充分低于常規的熔融粘度，并且將揮發物的含量控制到5.0％或更少，來合理填充上述空隙。此外，可以通過將產生該熔融粘度的溫度調節為50℃～180℃(包括兩個端點值)，其明顯低于常規的粘合溫度，從而防止半導體元件的熱損傷。