专利名称：半导体用粘合剂组合物和粘合剂膜及半导体器件制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于半导体的粘合剂组合物和包含所述粘合剂组合物的粘合剂膜。更具体地，本发明涉及一种用于半导体的粘合剂膜，其中包括酚类固化剂、胺类固化剂、以及基于所述用于半导体的粘合剂膜的总固体含量的60至80重量百分比(wt%)的热塑性树脂，并在150°C固化20分钟之后具有2MPa或更大的储能模量和的50%或更大的反应固化率。
背景技术：
虽然银浆料通常已用于使半导体器件彼此相连或连接至支承构件上，但随着半导体器件不断增长的尺寸减小和高容量的趋势，支承构件也需要具有小尺寸和紧凑的结构。银浆料具有例如由半导体器件的突起或倾斜所引起的引线接合故障、产生气泡和厚度控制困难等的问题。因此，近年来有使用粘合剂膜代替银浆料的趋势。用于半导体装配的粘合剂膜通常与切割膜一起使用，切割膜是指在一系列半导体芯片的制造过程中在切割时用于固定半导体晶圆的膜。切割是分割半导体晶圆成为单个芯片的处理过程，随后进行展开处理、拾取处理等。在切割时，从切割膜上移除的PET覆膜堆叠在粘合剂膜上以形成用于半导体装配的作为粘合剂的单个膜，将半导体晶圆放置在所述膜上，随后使用圆形的金刚石刀片锯割。近年来，使用激光束辐射半导体 晶圆以有选择地切割半导体晶圆的内部，随后展开所述膜并与所述粘合剂膜一起切割所述晶圆，从而提供了单独的半导体芯片。在最新的半导体装配工艺中，使用用于半导体装配的切割芯片接合粘合剂膜，在50至80°C下粘合剂膜与切割膜一起固定在其上具有电路的半导体晶圆上，随后切割所述半导体晶圆成为单独的芯片，这些芯片通过芯片贴装过程在高温下依次叠加在一起。因为用于制造半导体器件的电路板由于布线而具有不规则的表面，为了减小当通过在高温下进行的芯片贴装过程而使半导体芯片叠加在所述电路板上时生成的初始孔隙的尺寸，粘合层需要具有流动性。此时，这些孔隙必须在半导体晶圆堆叠后的环氧树脂模制工序中的高温和高压条件下被完全去除。所述模制工序之后残留的孔隙会导致可靠性的劣化。为了固定堆叠在所述膜上的芯片，所述膜在125至170°C经过预固化或半固化预定的一段时间，随后进行环氧树脂模制以及在175°C进行后模制固化I至2小时以固化所述模制的EMC树脂和所述粘合剂膜。这里，在125至170°C进行半固化约40至70分钟以固化所述粘合剂膜，随着因半导体二极管的高集成度而导致的半导体二极管数目的增加，用于半导体装配的时间也增加了，从而降低了生产率。韩国专利第1033045号公开了一种用于半导体的粘合剂组合物，其中包括聚合物粘合剂树脂、环氧树脂、酚醛环氧固化剂、固化促进剂、硅烷偶联剂和无机填料。此专利试图抑制在切割时产生的毛边和在基于150°C进行I小时或175°C进行2小时的长时间固化而使用酚醛环氧固化剂进行的引线接合时产生的孔隙，从而使其难以降低加工时间。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种用于半导体的粘合剂膜，其允许加工时间有效地降低，即使省略在半导体封装中用于固定堆叠在所述粘合剂膜上的芯片的半固化过程(在125°C至170°C固化I分钟至60分钟)的情况下的引线接合的热史中，也不会劣化可靠性。本发明的另一个方面是提供一种用于半导体的粘合剂膜，其允许在半导体封装中减少环氧树脂模制工序或省略后模制固化过程，即使具有引线接合热史也不会导致可靠性的劣化，从而能够有效降低加工时间。本发明的 又一个方面是提供一种用于半导体的粘合剂组合物，其即使在芯片贴装后的各种固化过程之后，也能够通过提供保持的固化率来有效去除在EMC模制时产生的孔隙，并提供一种包含所述粘合剂组合物的粘合剂膜。根据本发明的一个方面，用于半导体的粘合剂膜包括酚类固化剂、胺类固化剂、以及基于所述用于半导体的粘合剂膜的总固体含量的60wt%至80wt%的热塑性树脂，并在150°C固化20分钟之后具有2MPa或更大的储能模量和的50%或更大的反应固化率。根据本发明的粘合剂组合物或粘合剂膜即使在减少和/或省略芯片接合之后的半固化的情况下也可以提供快速固化率，从而防止了由于不充分加热引起的可靠性劣化，并能够有效降低加工时间。此外，根据本发明的用于半导体的粘合剂组合物或粘合剂膜允许在芯片接合之后减少和/或省略半固化过程和/或PMC过程，允许减少环氧树脂模制过程，并同时满足半导体接合的可加工性和可靠性而不必考虑工序的减少或省略。根据本发明的用于半导体的粘合剂组合物即使当芯片贴装处理(120°C进行I至10分钟)和引线接合处理(150°C进行约20分钟)具有不充分的热史也可形成足够的交联结构，从而有效防止了由破损或因不充分的固化产生的所述组合物泡沫导致的不充分的粘合所引起的可靠性劣化。当在PCB上生成孔隙时，根据本发明的用于半导体的粘合剂膜可以通过在环氧树脂模制(EMC模制)时有效地去除孔隙来改善孔隙和可靠性特性。
具体实施例方式将详细描述本发明的实施方式。应理解的是下列实施方式仅为说明性的目的提供，不能以任何方式被解释为对本发明的限制。除非另作说明，整个说明书中每种成分的含量是指以固体含量计。在一个方面中，本发明提供用于半导体的粘合剂膜，其中包括酚类固化剂、胺类固化剂、以及基于所述用于半导体的粘合剂膜的总固体含量的60wt%至80wt%的热塑性树月旨，并在150°C固化20分钟之后具有2MPa或更大的储能模量和50%或更大的反应固化率。在这个方面中，当所述组合物包括6(^1:%至80wt%的所述热塑性树脂时，当在芯片贴装工艺过程中在PCB上生成孔隙时，所述组合物在EMC模制时有可以实现孔隙的有效去除。如果所述热塑性树脂的含量小于60wt%，在芯片贴装工艺过程中生成的孔隙在EMC模制时不能被充分地去除。 在这个方面中，根据本发明的用于半导体的粘合剂组合物同时包括酚类固化剂和胺类固化剂。以这种方法，本发明的粘合剂组合物进一步包括加入其中的包括环氧树脂和胺类固化剂的常规固化系统的酚类固化剂，从而即使当芯片贴装工艺(120°C进行若干分钟)和引线接合工艺(150°C进行约20分钟)具有不充分的热史，也可通过酚类固化剂的酸促进形成足够的交联结构，从而有效防止了由破损和因所述组合物不充分的固化产生的泡沫导致的不充分的粘合所引起的可靠性劣化。虽然可以没有限制地使用本领域中已知的任何酚类固化剂，但可以使用在其单个分子中含有两个或多个酚式羟基并在水解时显示出优异的抗电解腐蚀性的双酚树脂，例如双酚A、双酚F、双酚S等；苯酚酚醛清漆树脂；双酚A酚醛清漆树脂；以及酚醛树脂，例如二甲苯树脂、甲酚酚醛清漆树脂和联苯树脂等。适用于本发明的粘合剂组合物的胺类固化剂可以是用于固化率调节的芳族二胺固化剂。例如，所述胺类固化剂可以是选自由下列通式I至5表示的化合物的至少一种胺化合物，但不限于此。[通式I]
权利要求
1.一种用于半导体的粘合剂膜，所述粘合剂膜包括:酚类固化剂、胺类固化剂、以及基于所述粘合剂膜的总固体含量的60￥1:%至80wt%的热塑性树脂,所述粘合剂膜在150°C固化20分钟之后具有2MPa或更大的储能模量和50%或更高的反应固化率。
2.根据权利要求1所述的粘合剂膜，其中所述粘合剂膜在150°C固化20分钟且在175°C模制120秒之后具有10%或更少的孔隙面积比。
3.根据权利要求1所述的粘合剂膜，其中所述胺类固化剂包括选自由下列通式I至5表示的化合物中的至少一种胺化合物: [通式1]
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的粘合剂膜，其中所述酚类固化剂和所述胺类固化剂的重量比为3:1至1:11。
5.根据权利要求1至3中任何一项所述的粘合剂膜，进一步包括:固化促进剂。
6.根据权利要求5所述的粘合剂膜，其中所述固化促进剂具有100°C至160°C的熔点。
7.根据权利要求5所述的粘合剂膜，其中所述固化促进剂包括选自三聚氰胺、咪唑和磷促进剂中的至少一种。
8.根据权利要求1至3中任何一项所述的粘合剂膜，进一步包括硅烷偶联剂。
9.一种用于半导体的粘合剂组合物，基于所述用于半导体的粘合剂组合物的总量，以固体含量计，所述粘合剂组合物包括:6(^1:%至80wt%的热塑性树脂；5 1:%至30wt%的环氧树脂；0.5界1:%至14界1:%的酹类固化剂；1界1:%至IOwt %的芳族二胺固化剂；0.1wt %至10wt%的固化促进剂；0.14wt%至5wt%的娃烧偶联剂；和lwt%至30wt%的填料。
10.根据权利要求9所述的粘合剂组合物，在150°C固化20分钟之后具有2MPa或更高的储能模量和50%或更高的反应固化率。
11.一种半导体器件的制造方法，所述制造方法包括: 使用如权利要求1至8任何一项所述的用于半导体的粘合剂膜贴装芯片至布线基板或使芯片彼此贴装； 引线接合所述芯片或所述布线基板；以及 环氧树脂模制固化所述引线接合的布线基板或芯片。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述引线接合在所述贴装之后连续地进行。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述粘合剂膜的固化在所述环氧树脂模制固化的过程中完成。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述贴装在100°C至150°C进行I分钟至10分钟，所述引线接合在140°C至160°C进行10分钟至30分钟，且所述环氧树脂模制固化在Vο I Λ 广广 r\ ' I I Λ t ^ τ Γ~ I "T7V ^~\ 八广ι τ ~ ιr\ ι τ
全文摘要
本申请公开了一种用于半导体的粘合剂组合物。所述粘合剂膜包括酚类固化剂、胺类固化剂、以及基于所述用于半导体的粘合剂膜的总固体含量的60wt％至80wt％的热塑性树脂，并在150℃固化20分钟之后具有2MPa或更高的储能模量和50%或更高的反应固化率。还公开了一种使用所述粘合剂组合物制备的用于半导体的粘合剂膜和半导体器件的制造方法。
文档编号C09J7/00GK103146314SQ201210518668
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者金相珍, 魏京台, 崔裁源, 金相均, 金哲洙 申请人:第一毛织株式会社