粘合带、接合体和半导体封装件的制作方法

文档序号:3805476阅读:197来源:国知局

专利名称::粘合带、接合体和半导体封装件的制作方法
技术领域
:作为用于在导电组件(如电极)间提供连接的粘合带,己知的是含有焊料颗粒的粘合带(专利文件1)。专利文件1描述了一种各向异性导电膜(ACF),其含有作为导电颗粒的焊料颗粒。专利文件3描述了制造粘合剂的方法,其通过以下工序进行混合焊料球、助悍剂(fluxagent,如苹果酸)和环氧树脂,然后将粘合剂涂布在其上形成有金属化图案的聚酰亚胺电路板上。日本特开20(M-260131号公报[专利文件3]日本特开平4-262890号公报
发明内容本发明需要解决的问题然而,专利文件1的粘合带、专利文件2的导电粘合剂和专利文件3的粘合剂全都不能确保接合部分处稳定的低电阻率,因此,留有进一步改善连接可靠性的余地。因此,本发明的目的在于提供一种粘合带,其能够稳定地实现低电阻率,以及提供使用该粘合带的接合体和半导体封装。解决问题的方法利用本发明的粘合带连接导电组件时,将粘合带设置在导电组件之间,然后在预设温度下将其加热。通过加热使焊料熔融,所熔融的焊料粉以自对准方式通过树脂层迁移至导电组件表面。由于相对金属而言,焊料具有良好的润湿性,其能够以自对准方式向导电组件表面迁移。由此,导电组件表面与悍料粉彼此接合,从而将导电组件电连接。由于难以控制树脂的固化行为,可以认为专利文件1中描述的粘合带不能成功将导电颗粒设置在导电组件之间,因此提高了接合电阻率。相反,归因于其内包含的固化剂,本发明能够控制含有热固性树脂的树脂层的固化特性。由于在焊料粉熔点T2下,树脂层的熔融粘度被调节成50Pa.s或以上,加热下的熔融焊料能够通过树脂层移动,并集中在导电组件之间。5由于树脂层在焊料粉熔点T2下的熔融粘度调节成5000Pas或以下,因此能够成功防止焊料从导电组件之间的渗漏。专利文件2中描述的粘合剂和专利文件3中描述的粘合剂也同样难以有效地将焊料集中在导电组件之间,因此有时会增加接合电阻率。相反,由于热固性树脂的固化温度I和焊料粉的熔点丁2满足^2T2+20°C,本发明容许焊料粉在加热下熔化,使其得以在固化前顺利地在树脂层中移动,焊料粉因此能够集中在导电组件之间。另外,如上所述,由于树脂层在焊料粉熔点T2下的熔融粘度调节成50Pa,s或以上,容许加热下的熔融悍料粉在树脂层中移动,并集中在导电组件之间。如上所述,由于树脂层在焊料粉熔点T2下的熔融粘度调节成5000Pa-s或以下,因此也能够成功防止包含在导电组件之间的焊料从导电组件之间的渗漏。由于本发明提供的粘合剂为带状,使其便于使用,从而简化导电组件之间的接合工序。相对于每100份除焊料粉以外所有组分的总重量,悍料粉含量优选为20重量份或更多。通过将焊料粉含量调节成相对于每100份除焊料粉以外所有组分总重量的20重量份或更多,在集中在导电组件之间的焊料粉的作用下导电组件能够被确实地连接。而且,焊料粉的平均粒径优选为1pm100^im。通过将焊料粉的平均粒径调节成1pm或更大,焊料粉能够确实地集中在导电组件的表面上。通过将焊料粉的平均粒径调节成100pm或更小,可成功防止焊料粉与相邻的导电组件连接,从而防止相邻的导电组件出现短路。热固性树脂优选含有室温下为固体的环氧树脂和室温下为液体的环氧树脂。其中,室温下为固体的环氧树脂优选含有固体三官能环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂;室温下为液体的环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。通过将热固性树脂设置成含有室温下为固体的环氧树脂和室温下为液体的环氧树脂,树脂的熔融粘度可被随意设计。更具体地说,焊料粉熔点T2下的含有热固性树脂的树脂层的熔融粘度可容易地调节成50Pa-s5000Pa.s。更优选固化剂为具有助焊活性(fluxactivity)的固化剂。通过使树脂层包含具有助焊活性的活化剂(activatingagent),具有助焊活性的固化剂能够有效地迁移至导电组件和焊料之间的界面处。固化剂能够除去焊料粉表面的氧化层,从而提高焊料粉的润湿性。因此,能够确实地降低导电组件间的接触电阻率。使用具有助焊活性的固化剂能够免除洗净助焊剂(fluxcleaning)的工序,从而简化制造工序和节省成本。具有助焊的固化剂优选为含有羧基的固化剂。本发明还提供使用上述粘合带的接合体。更特别地,本发明的接合体例如具有导电组件对;和粘合带,其设置在导电组件对之间用于将所述导电组件对电连接,其中所述粘合带为上文所述粘合带,且具有助焊活性的固化剂的50%或以上的羧基与热固性树脂反应。一般当接合体在高温下存放时,含有热固性树脂和大量具有助焊活性的未反应的固化剂有时会导致导电组件的腐蚀。相反,在本发明的接合体中,具有助焊活性的固化剂的50%或以上的羧基已与热固性树脂反应,即使例如接合体在高温下存放时,也能够防止导电组件出现腐蚀。本发明的优势本发明提供了一种能够稳定地实现低电阻率的粘合带,还提供使用该粘合带的接合体和半导体封装。通过下面优选的实施方式和附图,上述及其它目的、特征和优点将更清晰明确,其中图1是一截面图,其示出了利用本实施方式的粘合带进行接合的方法;图2是一截面图,其示出了利用本实施方式的粘合带进行接合的方法;图3是一截面图,其示出了利用本实施方式的粘合带进行接合的方法;图4是一截面图,其示出了本实施方式的半导体封装件的结构;图5是一截面图,其示出了本实施方式的半导体封装件的结构;图6是一截面图,其示出了本实施方式的半导体封装件的结构;图7是一截面图,其示出了本实施方式的叠层(stack)的结构;图8是一截面图,其示出了本实施方式的叠层的结构。附图标记对于热塑性树脂没有特别限制,其中典型的实例包括苯氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、硅氧垸改性的聚酰亚胺树脂、聚丁二烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、聚縮醛树脂、聚(乙烯醇縮丁醛)树脂、聚(乙烯醇縮乙醛)树脂、丁基橡胶、氯丁橡胶、聚酰胺树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚(乙酸乙烯酯)、尼龙和丙烯酸酯橡胶。它们可以单独地使用或两种或多种混合使用。作为热塑性树脂,具有腈基、环氧基、羟基和羧基的热塑性树脂可用于改善其与其它树脂的粘结性和相容性,其中丙烯酸酯橡胶一般可用作这种树脂。对于热固性树脂没有特别限制,其中一般使用环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、酚醛树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、马来酰亚胺树脂。其中,优选使用具有优异的固化性、贮存稳定性以及固化后具有耐热性、耐湿性和耐化学性的环氧树脂。室温下为固体的环氧树脂或是室温下为液体的环氧树脂都可用作环氧树脂。而且,容许树脂中含有室温下为固体的环氧树脂或室温下为液体的环氧树脂两者。这种配置能够进一步提高对树脂的熔融行为的设计自由度。对于室温下为固体的环氧树脂没有特别限制,作为实例的有双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、縮水甘油胺型环氧树脂、縮水甘油酯型环氧树脂、三官能环氧树脂和四官能环氧树脂。更具体地,其可含有固体三官能环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂。作为固体三官能环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂的实例可以是2-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-2-[4[l,l-双[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]乙基]苯基]丙烷和1,3-双[4-[1-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-l-[4-[l-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-l-甲基]乙基]苯基]苯氧基]-2-丙醇,它们在下述实施例中使用。室温下为液体的环氧树脂可为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。它们可组合使用。室温下为固体的环氧树脂可含有固体三官能环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂,室温下为液体的环氧树脂可为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。作为热塑性树脂和热固性树脂的混合体系的具体实例可以是设计成包含环氧树脂和丙烯酸酯橡胶的树脂。将粘合带设计成含有丙烯酸酯橡胶,可改善膜状粘合带的制造稳定性。而且,由于降低了粘合带的弹性模量和被粘物与粘合带的残余应力,还能够改善粘合带与被粘物的粘结性。对于本发明粘合带中热塑性树脂的含量,丙烯酸酯橡胶的含量例如ii被调节成基于除焊料粉以外粘合带其余各组分总量的10wt%~50wt%。将丙烯酸橡胶的含量调节成10wtQ/。或更多,能够抑制成膜性的降低,抑制固化后粘合带的弹性模量的增加,从而进一步改善与被粘物的粘结性。另一方面,将丙烯酸酯橡胶的含量调节成50wtn/。或更少,能够抑制树脂的熔融粘度的增加,使焊料粉得以更确实地迁移到导电组件的表面。一般将作为热固性树脂的环氧树脂的含量调节成基于除焊料粉以外粘合带其余各组分总量的20wt°/。~80wt%。将环氧树脂的含量调节成20wt。/。或更多,能够更可靠地确保粘合后的弹性模量,从而进一步改善连接可靠性。另一方面,将环氧树脂的含量调节成80wtn/。或更少,能够进一步提高树脂的熔融粘度,从而抑制从被粘物中流出焊料粉导致连接可靠性的降低。作为热塑性树脂和热固性树脂的混合体系的另一实例可以是设计成包含环氧树脂和苯氧树脂的树脂。这样的配置能够更有利地实现固化后的耐热性和耐湿性。作为环氧树脂的具体实例可以是以上所述的物质。作为苯氧树脂的具体实例可以是双酚A型、双酚F型、双酚S型的苯氧树脂和具有芴骨架的苯氧树脂。为了改善粘合带的成膜性,一般将树脂中的苯氧树脂含量调节成基于除焊料粉以外粘合带其余各组分的总量的10wt。/。或更多,优选15wt%或更多。这样,能够确保苯氧树脂中含有的羟基导致的粘结性达到一个满意的程度。为了抑制树脂的熔融粘度的过度增加,并使焊料粉得以更确实地迁移至导电组件的表面,一般将苯氧树脂的含量调节成相对于除焊料粉以外粘合带其余各组分总量的50wtM或更少,优选40wtM或更少。如上所述,在本实施方式中,树脂层的固化温度T,和焊料粉的熔点丁2满足下式T!^T2+20。C。优选地,树脂层的固化温度L是(焊料粉的熔点T2)+30°C或更高,更优选地,树脂层的固化温度T,是(焊料粉的熔点T2)+45。C或更高,且再更优选地,树脂层的固化温度L是(焊料粉的熔点T2)+50°C或更高。当满足下式Ti^T2+20。C,加热下的熔融焊料粉得以在固化前顺利地在树脂层中移动。焊料粉因此能够集中在导电组件之间。除了上述效果外,将树脂层的固化温度^调节成(焊料粉的熔点T2)+30°C或更高,更优选调节成(焊料粉的熔点T2)+45°C或更高,再更优选调节成(焊料粉的熔点T2)+50°C或更高,还能够成功防止焊料粉将相邻的导电组件桥接(bridging),由此防止相邻的导电组件出现短路。另夕卜,树脂层的固化温度L是(焊料粉的熔点T2)+100。C或更低,更优选是(焊料粉的熔点T2)+80。C或更低。这样的配置,使熔融焊料粉得以在固化前顺利地在树脂层中移动。树脂层的固化温度L定义为通过DSC(示差扫描热量计)以10。C/分钟的升温速度测量粘合带所获得的放热峰温度。焊料粉的熔点T2定义为例如通过DSC以10。C/分钟的升温速度单独测量焊料粉时所获得的放热峰温度。在焊料粉的熔点T2下,树脂层的熔融粘度为50Pa's5000Pa-s。由于在焊料粉的熔点T2下,树脂层的熔融粘度为50Pa,s或更多,因此加热下的熔融焊料粉得以在树脂层中移动,从而集中在导电组件之间。特别优选在焊料粉的熔点T2下,树脂层的熔融粘度为100Pa,s或更多。将焊料粉熔点T2下的树脂层的熔融粘度调节成100Pa's或更多,除了获得焊料粉集中在导电组件之间的效果外,在导电组件被用作基板上的电极的情况下,还能够抑制树脂层的膨胀以及焊料粉从上下连接基板漏出,从而防止出现与连接可靠性(如绝缘不良)相关的缺陷。由于在焊料粉的熔点T2下,树脂层的熔融粘度为5000Pa,s或更少,因此能够成功防止焊料粉从导电组件之间渗漏。在焊料粉的熔点T2下,树脂层的熔融粘度特别优选为4000P&s或更少。除了能够防止焊料粉从导电组件之间渗漏外,将焊料粉熔点T2下的树脂层的熔融粘度调节成4000Pa,s或更少,由于树脂层适当的流动性,能够确保对被粘物有足够的润湿性,从而获得足够的粘结性。使用频率O.lHz、升温速度10。C/分钟的动态粘弹仪,利用100pm厚的粘合带样品可测量树脂层的熔融粘度。在本发明的粘合带中,例如无铅焊料可用作组成焊料粉的焊料。对于无铅焊料没有特别限制,但优选其为含有至少两种或多种元素的合金,所述元素选自Sn、Ag、Bi、In、Zn和Cu组成的组。其中,考虑到熔点和机械特性,优选含Sn的合金例如为Sn-Bi合金、Sn-Ag-Cu合金和Sn-InA冬口JitZl°为了确保粘合带粘合过程中树脂有足够的流动性,一般将焊料粉的熔点T2调节成100。C或更高,更优选130。C或更高。为了抑制接合期间设置在被粘物(如基板和芯片)上的元件的劣化,一般将焊料粉的熔点T2调节成250。C或更低,更优选230。C或更低。为了改善连接可靠性,基于100重量份粘合带各组分(不包括焊料粉),本发明粘合带中焊料粉的含量为20重量份或更多,更优选40重量份或更多。为了改善粘合带的成膜性,基于ioo重量份粘合带中各组分(不包括焊料粉),焊料粉的含量为250重量份或更少,更优选230重量份或更少。在本发明的粘合带中,基于100重量份粘合带各组分(不包括焊料粉),焊料粉的含量为20重量份或更多,同时焊料粉的平均粒径可以是1jim100^im。这样,得以进一步改善在导电组件表面选择性形成焊料区域、确保粘合带在要求具有导电性的区域以外的区域(如电极形成区域)的绝缘性和粘合带的成膜性之间的平衡。本发明中使用的具有助焊活性的固化剂是能够减少焊料粉表面的氧化膜以使导电组件之间电接触的化合物,其具有可与树脂接合的官能团。作为含有环氧树脂的树脂,具有助焊活性的固化剂可具有羧基和与环氧基反应的基团。与环氧基反应的基团的实例可以是羧基、羟基和氨基等。为了除去接合过程中焊料粉表面的氧化膜,可根据焊料粉的种类,适当地选择和使用具有助焊活性的固化剂。具有助焊活性的固化剂是具有例如羧基的化合物。含羧基的化合物的实例可以是羧酸,如直链或支链烷基羧酸、芳香族羧酸等。作为烷基羧酸的具体实例,可以是下式(l)所示的化合物HOOC-(CH2)n-COOH(1)在上式(l)中,n是020的整数,包括两个端点值。考虑到助焊活性、接合期间的脱气(outgas)、以及固化后粘合带的弹性模量和玻璃化转变温度之间的平衡,式(l)中的n优选为410,包括两个端点值。将n定义为4或更多,能够防止由于环氧树脂交联的距离短而导致固化后粘合带的弹性模量的增加,从而改善其与被粘物的粘结性。另一方面,将n定义为10或更少,能够防止由于环氧树脂交联的距离长而导致固化后粘合带的弹性模量的减少,从而进一步改善连接可靠性。作为式(1)所示的化合物的实例,例如可以是己二酸(HOOC-(CH2)4-COOH,n=4)、癸二酸(HOOC画(CH2)8-COOH,11=8)和n=10的HOOC-(CH2)1()-COOH。苯甲酸);萘酸衍生物如1,4-二羟基-2-萘酸、3,5-二羟基-2-萘酸、3,7-二羟基-2-萘酸和双酚酸。更特别地,具有助焊活性的固化剂可以是上述的癸二酸和龙胆酸,其中可以包含二者中之一或是其二者。在本发明的粘合带中,具有助焊活性的固化剂可以包含在焊料粉之外,其中,焊料粉和具有助焊活性的固化剂例如可独立地分散在树脂中,或者固化剂可以粘附在分散在树脂中的焊料粉表面。由于具有助焊活性的固化剂包含在焊料粉外,具有助焊活性的固化剂能够在接合过程中有效地迁移到焊料和被粘物中导电物质之间的界面处,使焊料能够与导电组件直接接触。这样,能够改善连接可靠性。由于具有助焊活性的固化剂包含在树脂中,固化剂能够与树脂接合,从而提高弹性模量或Tg。为了提高助焊活性,一般将本发明粘合带中具有助焊活性的固化剂的含量调节成基于除焊料粉以外粘合带中各组分总含量的0.1wtn/o或更多,更优选lwtM或更多。为了降低接合过程中树脂的熔融粘度,一般将具有助焊活性的固化剂的含量调节成基于除焊料粉以外粘合带中各组分总含量的30wtM或更少,更优选10wtQ/。或更少。16再更特别地,在本发明粘合带包含环氧树脂的情况中,一般将具有助焊活性的固化剂的含量调节成粘合带中环氧树脂的50wtM,更优选30wty。或更少。通过调节,可以排除固化剂过量并改善固化性。本发明的粘合带还可在树脂中包含与具有助悍活性的固化剂不同的其他固化剂,或者可包含作为固化剂使用的树脂。对于固化剂没有特别限制,其实例可以是酚类、胺和硫醇,其中考虑到与环氧树脂的反应性和固化后的物理特性,酚类是优选的。对于酚类没有特别限制,然而,考虑到固化后粘合带的物理特性,优选双官能或多官能酚类。例如,可以是双酚A、四甲基双酚A、二烯丙基双酚A、双苯酚(biphenol)、双酚F、二烯丙基双酚F、三苯酚、四苯酚、苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆等,其中考虑到熔融粘度、与环氧树脂的反应性和固化后的物理特性,优选使用苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆。为了确实地将树脂固化,假设除焊料粉以外粘合带中各组分总含量为100,一般将除具有助焊活性的固化剂以外的固化剂含量调节成5wtM或更多,优选10wt。/。或更多。为了改善接合过程中树脂的流动性,假设除焊料粉以外粘合带中各组分总含量为100,一般将固化剂含量调节成40wt。/。或更少,优选30wtn/。或更少。本发明的粘合带还可含有固化催化剂。通过包含固化催化剂,树脂可在粘合带的制造过程中更确实地进行固化。为了使环氧树脂更有效地作为固化催化剂,从而改善粘合带的固化性,假设除焊料粉以外粘合带中其余各组分的总含量为100,固化催化剂的含量一般为0.001wtn/。或更多,优选0.01wtM或更多。固化催化剂的含量一般为5wtM或更少。这样,可进一步改善粘合带的贮存稳定性。本发明的粘合带可含有上述组分以外的组分。例如,可适当地加入各种添加剂,以提高各种特性包括相容性、稳定性和可加工性等。粘合后,粘合带具有树脂和贯穿树脂的焊料区域。具有助焊活性的固化剂可以残留在树脂中,或不残留在树脂中。在接合这些基材的工序中,在基板间设置本发明的粘合带101,在预定温度下将其加热。通过此工序,焊料粉以自对准方式迁移到第一电极137和第二电极135从间隙143露出的表面,将间隙143填充。由此通过焊料区域111而形成互连。本发明的粘合带可在半导体封装中接合半导体芯片。图4和图5的截面图示出了通过粘合带接合了半导体芯片的半导体封装(接合体)的结构。在图4中,第二半导体芯片153、粘合带101和第一半导体芯片151依次层叠,其中作为第二半导体芯片153导电组件的电极(未示出)和作为第一半导体芯片151导电组件的电极(未示出)通过粘合带101中的焊料区域101连接。设置在第二半导体芯片153背面的电极和芯片安装基板(安装基板155)的电极通过配线159连接。第一半导体芯片151、第二半导体芯片153和配线159用成型树脂163包封。在安装基板155背面设有多个凸起电极161。图5示出的基本构造类似于图4所示出的,其中在图5中,第二半导体芯片153通过倒装芯片接合法利用凸起电极165与安装基板155连接,其中第一半导体芯片151设置在安装基板155和第二半导体芯片153之间。在图4和图5中,第一半导体芯片151和第二半导体芯片153利用本发明的粘合带101接合。因此,与通过凸起电极接合芯片的情况比较,能够减少封装件的厚度。通过使用粘合带ioi,可通过简单的工序将芯片接合,且芯片的电极能够以高度可靠和稳定的方式进行连接。图6的截面图示出了这种半导体封装件(接合体)的结构。在图6中,其上装有半导体芯片(第一半导体芯片151和第二半导体芯片153)的第一基板(安装基板155)和其上装有安装基板155的第二基板(安装基板157)通过粘合带101接合。基板157—般为PC板。第一半导体芯片151和第二半导体芯片153之间填充有树脂167。第一半导体芯片151和第二半导体芯片153设有的电极(未示出)分别通过配线169和配线171与安装基板155上的电极(未示出)连接。由于图6示出的安装基板155和基板157是通过粘合带101接合的,设置于基板的电极能够高度可靠和稳定的接合。使用粘合带101能够降低基板之间的距离,由此整体地将封装件薄化。上述参照的本发明的实施方式仅用于举例说明,还可以使用上述以外的各种不同结构。[实施例](制造粘合带)制造40)im厚、含有树脂、焊料粉和具有助悍活性的固化剂的粘合带(实施例1~18)。另外,制造40pm厚、含有树脂、焊料粉和具有助焊活性的固化剂的粘合带(比较例1~4)作为比较例。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>*1:2-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-2-[4-[1,1-双[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]乙基]苯基]丙垸和1,3-双[4-[1-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-l-[4-[l-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-l-甲基]乙基]苯基]苯氧基]-2-丙醇的混合物<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage30</column></row><table>*1:2-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-2-[4-[1,1-双[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]乙基]苯基]丙烷和1,3-双[4-[1-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-l-[4-[l-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-l-甲基]乙基]苯基]苯氧基]-2-丙醇的混合物[表4〗<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table>在各实施例和比较例中,树脂的固化温度T^焊料粉的熔点T2和树脂层焊料粉熔点T2下的熔融粘度在表58和表14中示出。[表5]实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5树脂层的固化温度(Ti)196202189204200焊料粉的熔点(T2)138138138138138树脂层的熔融粘度4303506604504卯T,-T25864516662[表6]实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10树脂层的固化温度(TO206186196196196焊料粉的熔点(T2)138138138138118树脂层的熔融粘度5507408101110520T'-T26848585878[表7]实施例11实施例12实施例13实施例14树脂层的固化温度(TO197196194198焊料粉的熔点(T2)138138138138树脂层的熔融粘度2701501103870T广T259585660[表8]比较例1比较例2比较例3比较例4树脂层的固化温度(L)132192204144焊料粉的熔点(T2)138138138138树脂层的熔融粘度13403465807630-65466633实施例118获得成膜性良好的粘合带。(评价基板之间的接合)如图2所示,使用实施例118和比较例1~4中获得的粘合带,不使用阻焊剂将基板接合。在此所用的基板为厚0.4mm的FR-4,其具有12pm厚镀覆Ni/Au的铜箔(第一电极、第二电极)、电路的宽度/间距(width/space)为300pm/100pm、上下电路重叠宽度为100(xm,其中在基板之间设置粘合带,在基板的上表面设置200pm厚的硅橡胶,使压力得以均匀地施加,通过在2MPa和220。C下热压600秒进行接合。如图3所示,使用实施例118和比较例14获得的粘合带,将设有阻焊剂的基板接合。在此所用的基板为厚0.4mm的FR-4,其具有12pm厚镀覆Ni/Au的铜箔(第一电极、第二电极)、12pm厚的阻焊剂(从电路的上表面开始量度的厚度(第一电极、第二电极))、电路的宽度/间距为300pm/100pm、上下电路重叠宽度为100pm,其中在基板之间设置粘合带,在基板的上表面设置20(Him厚的硅橡胶,使压力得以均匀地施加,通过在2MPa和220°C下热压600秒进行接合。获得的接合体的相邻端子间的接触电阻值通过四端子法对12个位点进行测量而得以测定,取其平均值作为测定值。在表9表12和表15中,测定值为30mQ或更小的评价为"o",测定值为30mQ或更大的评价为"x"。测量粘合带中具有助焊活性的固化剂的羧基与热固性树脂的反应率。反应率的测量方法类似于上述实施方式中所述的。观察各实施例和比较例中IO个端子的截面,如图7和图8所示,在观察位点中显示形成了焊料导电柱的评价为"o",一个位点都不能观察到导电柱的评价为"x"。图7的截面图示出了扫描电子显微镜(SEM)观察下的实施例1的叠34层,其没有阻焊剂。如图7所示,焊料的厚度为2pm,证明其具有良好的焊料接合性。图8的截面图示出了SEM观察下的实施例1的叠层,其具有阻焊剂。如图8所示,端子间的间距约18)im。焊料的厚度为18pm,证明其具有良好的焊料接合性。发现连接电极的焊料区域具有在两个电极侧直径扩大的形状。[表9]<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>评价结果实施例11实施例12实施例13实施例14相邻端子间的接触电阻不具有阻焊剂的基板测定值(mQ)25241524评价oooo具有阻焊剂的基板测定值(mQ)24221423评价〇〇oo相邻端子间导电柱的形成性不具有阻焊剂的基板评价oooo具有阻焊剂的基板评价oooo固化剂羧基的反应率86877989比较例1比较例2比较例3比较例4相邻端子间的接触电阻不具有阻焊剂的基板测定值(mQ)开路开路开路开路评价XXXX评价结果具有阻焊剂的基板测定值(mQ)开路开路开路开路评价XXXX相邻端子间导电柱的形成性不具有阻焊剂的基板评价XXXX具有阻焊剂的基板评价XXXX固化剂羧基的反应率一7895-36<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage38</column></row><table>丄厶-|_"-、厶,」-〃1'牛、巫|"」牛、巫j平坐j陽A画L"n丄,丄""入L,飞厶,J-,i'千、化i"J千、坐7十^eju坐J卄、坐」i"j"l'ih丄,j画/v^L*■r-环氧基丙氧基)苯基]-l-[4-[l-[4-(2,3-环氧基丙氧基)苯基]-l-甲基]乙基]苯基]苯氧基]-2-丙醇的混合物[表14]<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>使用实施例的粘合带可将连接电阻率降至低水平。相反,使用比较例的粘合带会将连接电阻率不适宜地提高。已证明本发明能够稳定地实现低电阻率。(评价铜互连表面的润湿性)在实施例1所述的粘合带中,所使用的各种焊料粉和具有助焊活性的固化剂如表1中所列。对具有助焊活性的固化剂和焊料粉所用的材料组合以及它们在铜互连表面的润湿效果进行评价。使用Sn/Pb、Sn/Bi、Sn/Zn/Bi和Sn/Ag/Cu作为焊料粉。对于各焊料粉,使用龙胆酸和癸二酸作为具有助焊活性的固化剂,其能够作为环氧树脂的固化催化剂。结果,上述组合中的任何一个都能够成功确保一定程度的润湿性。Sn/Bi和癸二酸的组合显示出最好的润湿性。(考察焊料粉的粒径)改变粘合带中焊料粉的粒径,评价其对铜电路表面润湿性的影响。在实施例1所述的粘合带中,焊料粉的平均粒径在12pm、20pm和35pm之间变化。设定除焊料粉以外的组分总含量为100,焊料粉的添加量为20wt%。在没有设置阻焊剂的基板之间设置粘合带,然后在2MPa和220°C下进行热压600秒。发现所有粒径都能确保对铜互连表面的润湿性。按照润湿性的从高到低的顺序,粒径为35pm、20pm和12^im。权利要求1.一种粘合带,其用于将导电组件电连接,所述粘合带包括含有热固性树脂的树脂层;焊料粉;和固化剂,其中,所述焊料粉和固化剂包含在树脂层中,所述树脂层的固化温度T1和焊料粉的熔点T2满足式(1)T1≥T2+20℃式(1)其中所述固化温度T1定义为通过DSC以10℃/分钟的升温速度测量所述粘合带所获得的放热峰温度,且树脂层在焊料粉的熔点T2下的熔融粘度为50Pa·s~5000Pa·s。2.如权利要求l所述的粘合带,其中基于100重量份的除所述焊料粉以外的所有组分的总重量,所述焊料粉的含量为20重量份或更多。3.如权利要求2所述的粘合带,其中所焊料粉的平均粒径为1jam100拜。4.如权利要求l所述的粘合带,其中所述热固性树脂含有室温下为固体的环氧树脂和室温下为液体的环氧树脂。5.如权利要求4所述的粘合带,其中所述室温下为固体的环氧树脂含有固体三官能环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂,且所述室温下为液体的环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧6.如权利要求l所述的粘合带,其中所述固化剂是具有助焊活性的固化剂。7.如权利要求6所述的粘合带,其中所述具有助焊的固化剂是含有羧基的固化剂。8.如权利要求l所述的粘合带,其中包含在所述树脂中的所述焊料粉在加热下以自对准方式向所述导电组件表面迁移。9.接合体,其包括-导电组件对;和粘合带,其设置在所述导电组件对之间以用于将所述导电组件对电连接,其中所述粘合带为权利要求7所述的粘合带,且所述具有助焊活性的固化剂的50%或以上的羧基已与所述热固性树脂发生反应。10.半导体封装件,其包括芯片安装基板;和层积在所述芯片安装基板一面上的第一半导体芯片和第二半导体芯片,其中所述第一半导体芯片和第二半导体芯片是用权利要求1所述的粘合带粘合的。11.半导体封装件,其包括其上安装有半导体芯片的第一基板;和其上安装有所述第一基板的第二基板,其中,所述第一基板和第二基板是用权利要求1所述的粘合带粘合的。全文摘要本发明提供了一种粘合带101,其用于将导电组件电连接。所述粘合带101包括含有热固性树脂的树脂层132、焊料粉103和固化剂。焊料粉103和固化剂包含在树脂层132中,树脂层132的固化温度T<sub>1</sub>和焊料粉103的熔点T<sub>2</sub>满足T<sub>1</sub>≥T<sub>2</sub>+20℃,其中在焊料粉103的熔点T<sub>2</sub>下,树脂层132的熔融粘度为50Pa·s~5000Pa·s。文档编号C09J163/00GK101501154SQ20078002921公开日2009年8月5日申请日期2007年4月25日优先权日2006年8月25日发明者宫本哲也,山代智绘,桂山悟申请人:住友电木株式会社
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