[發(fā)明專利]半導體密封填充用環(huán)氧樹脂組合物、半導體裝置及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110051870.8
• 申請日: 2011-03-02
• 公開（公告）號: CN102190864A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 榎本哲也;宮澤笑;本田一尊;永井朗;大久保惠介
• 申請（專利權(quán)）人: 日立化成工業(yè)株式會社
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L71/12;C08G59/42;C08K3/36;C08K5/55;H01L21/56;H01L21/50;H01L23/29
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;李昆岐

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及半導體密封填充用環(huán)氧樹脂組合物、半導體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

近年，隨著電子機器的小型化、高性能化，對半導體裝置要求小型化、薄型化和電氣特性的提高(對高頻傳輸?shù)膽獙Φ?。隨之，開始從以往的通過引線接合將半導體芯片安裝于基板上的方式向在半導體芯片上形成被稱為凸塊的導電性突起電極而與基板電極直接連接的倒裝片連接方式轉(zhuǎn)變。

作為半導體芯片上形成的凸塊，使用的是由焊錫、金構(gòu)成的凸塊，但為了應對近年的微細連接化，開始使用在銅凸塊的前端形成有焊錫的結(jié)構(gòu)的凸塊。

另外，為了高可靠性化，要求通過金屬接合進行的連接，不僅是使用焊錫凸塊的C4連接、利用在銅凸塊的前端形成有焊錫的結(jié)構(gòu)的凸塊進行的焊錫接合，就是使用金凸塊的情況下，也采用在基板電極側(cè)形成焊錫，進行金-焊錫接合的連接方法。

進而，在倒裝片連接方式中，有可能發(fā)生源于半導體芯片和基板的熱膨脹系數(shù)差的熱應力集中在連接部而破壞連接部的情況，因此，為了分散該熱應力而提高連接可靠性，需要將半導體芯片和基板之間的空隙用樹脂密封填充。通常，樹脂的密封填充采用如下方式：用焊錫等連接半導體芯片和基板后，利用毛細管現(xiàn)象向空隙中注入液狀密封樹脂。

連接芯片和基板時，為了還原除去焊錫表面的氧化膜而容易地進行金屬接合，通常使用由松香或有機酸等形成的助熔劑(flux)。這里，如果助熔劑的殘渣殘留，則在注入液狀密封樹脂時會成為產(chǎn)生被稱為孔隙的氣泡的原因，或者由于酸成分而發(fā)生配線的腐蝕，連接可靠性降低，因此，清洗殘渣的工序是必須的。但是，隨著連接間距的窄間距化，半導體芯片與基板之間的空隙變窄，因此有難以清洗助熔劑殘渣的情況。而且，存在為了向半導體芯片和基板之間的狹窄孔隙中注入液狀密封樹脂，需要很長時間、生產(chǎn)性降低的問題。

為了解決這種液狀密封樹脂的問題，提出了被稱為先供給方式的連接方法以及先供給方式所對應的密封樹脂，所述先供給方式是：使用具有會還原除去焊錫表面的氧化膜的性質(zhì)(助熔劑活性)的密封樹脂，將密封樹脂供給基板后，在連接半導體芯片和基板的同時，用樹脂密封填充半導體芯片和基板之間的空隙，能夠省略助熔劑殘渣的清洗(例如，參照專利文獻1～4)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：日本特開2007-107006號公報

專利文獻2：日本特開2007-284471號公報

專利文獻3：日本特開2007-326941號公報

專利文獻4：日本特開2009-203292號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

但是，先供給方式中，由于密封樹脂被暴露于進行焊錫接合時的高溫連接條件，因此存在產(chǎn)生孔隙，使連接可靠性降低的問題。

另外，在高溫連接條件下進行了焊錫接合后，在冷卻至室溫的過程中，由于半導體芯片和基板的熱膨脹系數(shù)差而產(chǎn)生的熱應力集中在連接部，為了使連接部不產(chǎn)生裂縫等，在焊錫接合時，需要使密封樹脂進行固化來增強連接部。對此，如果使密封樹脂的反應性提高，則在發(fā)生焊錫接合前密封樹脂就固化了，會有發(fā)生連接不良，或者密封樹脂的儲存穩(wěn)定性降低的問題。

因此，本發(fā)明的目的在于：提供儲存穩(wěn)定性優(yōu)異、且在倒裝片連接時孔隙的產(chǎn)生被充分抑制、可以得到良好的連接可靠性的半導體密封填充用環(huán)氧樹脂組合物，以及使用了該環(huán)氧樹脂組合物的半導體裝置及其制造方法。

解決問題的手段

本發(fā)明提供一種以環(huán)氧樹脂、酸酐、固化促進劑、助熔劑為必須成分，且固化促進劑是季鏻鹽的半導體密封填充用環(huán)氧樹脂組合物(以下，也簡稱為“環(huán)氧樹脂組合物”)。

通過所述半導體密封填充用環(huán)氧樹脂組合物，儲存穩(wěn)定性優(yōu)異，且在倒裝片連接時孔隙的產(chǎn)生被充分抑制，可以得到良好的連接可靠性。

從可以進一步提高儲存穩(wěn)定性的觀點考慮，上述季鏻鹽優(yōu)選為四烷基鏻鹽或四芳基鏻鹽。

為了實現(xiàn)低熱膨脹化，優(yōu)選上述環(huán)氧樹脂組合物進一步含有無機填料。

從可以提高操作性的觀點考慮，優(yōu)選上述環(huán)氧樹脂組合物被形成為膜狀。

本發(fā)明還提供一種半導體裝置的制造方法，其包括：將上述環(huán)氧樹脂組合物供給到半導體芯片或基板上的第一工序；以及，對半導體芯片和基板進行位置對準后，對半導體芯片和基板進行倒裝片連接，同時將半導體芯片和基板之間的空隙用環(huán)氧樹脂組合物密封填充的第二工序。

進而，本發(fā)明提供一種半導體裝置，其具備：基板、與該基板電連接的半導體芯片、以及密封所述基板和所述半導體芯片之間的空隙的密封樹脂，該樹脂由上述環(huán)氧樹脂組合物的固化物形成。