专利名称：粘接剂组合物、半导体装置的制造方法以及半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粘接剂组合物、半导体装置的制造方法以及半导体装置。
背景技术：
近年来，为了将半导体芯片安装并连接到基板上，广泛采用了使用金线等金属细线的引线接合方式。另一方面，为了应对对于半导体装置的小型化、薄型化、高功能、高集成化、高速化等要求，正在推广在半导体芯片和基板间形成被称为凸块的导电性突起而连接半导体芯片和基板的倒装芯片连接方式(FC连接方式)。例如，对于半导体芯片和基板间的连接，在BGA (Ball Grid Array)、CSP (ChipSize Package)等中积极使用的COB (Chip On Board)型的连接方式也相当于FC连接方式。此外，FC连接方式还可以广泛用于在半导体芯片上形成连接部(凸块、配线)，连接半导体芯片之间的COC (Chip On Chip)型连接方式(例如，参见专利文献I)。然而，为了应对小型化、薄型化、高功能化的进一步要求，也开始广泛普及将上述连接方式进行叠层.多段化的芯片堆栈型封装、P0P(Package On Package)、TSV(Through —Silicon Via)等。由于这样的叠层.多段化技术将半导体芯片等以三维进行配置，因此和二维配置的方法相比，可以减小封装。特别是TSV技术，对于半导体性能的提高、降低噪音、削减安装面积、省电化也都是有效的，作为下一代的半导体配线技术而受到关注。然而，作为可用于上述连接部(凸块、配线)的主要金属，有焊锡、锡、金、银、铜、镍等，并且还可以使用包含它们中的多种的导电材料。用于连接部的金属由于表面氧化而生成氧化膜、在表面上附着了氧化物等杂质，有时会在连接部的连接面上产生杂质。如果这样的杂质残存下来，则可能导致半导体芯片和基板之间、2个半导体芯片之间的连接性.绝缘可靠性下降，并且损害了采用上述连接方式的优势。
作为抑制这些杂质的产生并同时提高连接性的方法，可以列举在连接前对基板、半导体芯片的表面实施前处理的方法，并且可以列举施加OSP (Organic SolderbilityPreservatives)处理中所用的预焊剂、防锈处理剂的方法。然而，在前处理后预焊剂、防锈处理剂会残存并劣化，因此也存在连接性下降的情况。另一方面，根据使用半导体密封材料(半导体密封用粘接剂)密封半导体芯片和基板间等的连接部的方法，能够在连接半导体芯片和基板、半导体芯片彼此的同时密封连接部。因此，可以抑制用于连接部的金属的氧化、杂质在连接部上的附着，并且可以保护连接部不受外部环境的影响。因此，可以有效地提高连接性.绝缘可靠性、作业性、生产率。此外，在通过倒装芯片连接方式制造的半导体装置中，为了不使源自于半导体芯片和基板的热膨胀系数差、半导体芯片彼此之间的热膨胀系数差的热应力集中在连接部而引起连接不良，需要用半导体密封材料密封半导体芯片和基板之间等的空隙。特别是半导体芯片和基板大多使用热膨胀系数不同的成分，因此要求通过半导体密封材料进行密封以提高耐热冲击性。上述使用半导体密封材料的密封方式,大致区分的话可以列举Capillary — Flow方式和Pre — applied方式(例如,参见专利文献2 6)。所谓Capillary — Flow方式是在半导体芯片与基板连接后，通过毛细管现象向半导体芯片和基板间的空隙中注入液状的半导体密封材料的方式。所谓Pre - applied方式是在半导体芯片与基板连接前，向半导体芯片或基板供给糊状、膜状的半导体密封材料，然后连接半导体芯片和基板的方式。对于这些密封方式，随着近年来半导体装置不断的小型化，半导体芯片和基板间等的空隙变窄，在Capillary — Flow方式中,存在有注入需要较长时间，生产率下降的情况,无法注入的情况，此外，即使可以注入，有时也会存在有未填充的部分，成为气孔(void)的原因。因此，从作业性.生产率 可靠性的观点考虑，Pre - applied方式作为能够高功能化.高集成.高速化的封装制作方法而成为主流。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-294382号公报专利文献2:日本特开2001-223227号公报专利文献3:日本特开2002-283098号公报专利文献4:日本特开2005-272547号公报专利文献5:日本特开2006-169407号公报专利文献6:日本特开2006-188573号公报
发明内容
发明要解决的问题在上述Pre — applied方式中，在通过加热加压进行连接的同时,半导体芯片和基板间的空隙被半导体密封材料密封，因此半导体密封材料的含有成分需要考虑连接条件来选择。一般来说，对于连接部相互之间的连接，从充分确保连接性 绝缘可靠性的观点考虑，使用了金属接合。由于金属接合是使用高温(例如200°C以上)的连接方式，因此存在有如下情况:起因于半导体密封材料中残存的挥发成分、因半导体密封材料的含有成分的分解而新生成的挥发成分，半导体密封材料产生发泡。由此，产生了被称为气孔的气泡，半导体密封材料从半导体芯片、基板上剥离。此外，在加热加压时 压力释放时，如果产生上述气孔、半导体芯片等的回弹，则产生由于连接连接部彼此的连接凸块的碎裂而导致的连接部的破坏等连接不良。由于这些原因，在以往的半导体密封材料中，连接性 绝缘可靠性可能会下降。此外，当半导体密封材料不具有充分的焊剂活性(金属表面的氧化膜、杂质的除去效果)时，存在有无法除去金属表面的氧化膜、杂质，无法形成良好的金属一金属接合，无法确保导通的情况。进一步，如果半导体密封材料的绝缘可靠性低，则难以应对连接部的窄间距化，产生绝缘不良。还由于这些原因，在以往的半导体密封材料中，连接性.绝缘可靠性可能会下降。使用半导体密封材料制造的半导体装置要求实现高连接可靠性。连接可靠性例如可以通过TCT (Thermal C ycle Test)评价来评价。本发明鉴于上述情况而进行，其目的在于提供一种能够制作连接可靠性和绝缘可靠性优异的半导体装置的粘接剂组合物(半导体密封用粘接剂)、使用该粘接剂组合物的半导体装置的制造方法以及半导体装置。用于解决问题的方案本发明提供一种粘接剂组合物，其在半导体芯片和配线电路基板的各连接部相互电连接的半导体装置，或多个半导体芯片的各连接部相互电连接的半导体装置中密封连接部，其含有环氧树脂、固化剂以及用具有下述通式(I)所表示的基团的化合物进行了表面处理的乙烯基系表面处理填料。[化I]
权利要求
1.一种粘接剂组合物，其在半导体芯片和配线电路基板的各连接部相互电连接的半导体装置或多个半导体芯片的各连接部相互电连接的半导体装置中密封所述连接部， 其含有环氧树脂、固化剂以及用具有下述通式(I)所表示的基团的化合物进行了表面处理的乙烯基系表面处理填料，
2.如权利要求1所述的粘接剂组合物，其中所述化合物为下述通式(2)所表示的化合物，
3.一种粘接剂组合物，其在半导体芯片和配线电路基板的各连接部相互电连接的半导体装置或多个半导体芯片的各连接部相互电连接的半导体装置中密封所述连接部， 其含有环氧树脂、固化剂以及具有下述通式(I)所表示的基团的填料，
4.如权利要求1 3任一项所述的粘接剂组合物，其进一步含有重均分子量为10000以上的闻分子成分。
5.如权利要求4所述的粘接剂组合物，其中所述高分子成分的重均分子量为30000以上，并且玻璃化温度为100°C以下。
6.如权利要求1 5任一项所述的粘接剂组合物，其进一步含有焊剂活性剂。
7.如权利要求1 6任一项所述的粘接剂组合物，其形状为膜状。
8.一种半导体装置的制造方法，其为半导体芯片和配线电路基板的各连接部相互电连接的半导体装置或多个半导体芯片的各连接部相互电连接的半导体装置的制造方法， 其具备使用权利要求1 7任一项所述的粘接剂组合物密封所述连接部的工序。
9.如权利要求8所述的制造方法，其中所述连接部含有选自金、银、铜、镍、锡和铅中的至少一种金属作为主成分。
10.一种 半导体装置，其通过权利要求8或9所述的制造方法而得到。
全文摘要
本发明涉及一种粘接剂组合物，其在半导体芯片和配线电路基板的各连接部相互电连接的半导体装置，或多个半导体芯片的各连接部相互电连接的半导体装置中密封连接部，其含有环氧树脂、固化剂以及乙烯基系表面处理填料。
文档编号H01L23/29GK103189464SQ20118005025
公开日2013年7月3日 申请日期2011年10月20日 优先权日2010年10月22日
发明者本田一尊, 永井朗, 榎本哲也 申请人:日立化成株式会社