粘接剂组合物、粘接片及半导体装置的制造方法_3

文档序号:9602077阅读:来源:国知局
量份甲醇、乙醇、正 丙醇、异丙醇等低级醇、或戊烷、己烷、庚烷等碳原子数5~10的脂肪族烃、优选为甲醇或己 烷中,以固含量为1~30质量份左右的比例添加丙烯酸聚合物(A),在室温下搅拌以形成沉 淀。接着,将此沉淀物以倾析等方法进行固液分离后,用所述低级醇或碳原子数5~10的 脂肪烃清洗后使用。通过此分离法,可使丙烯酸聚合物(A)中的分子量Mw为5万以下的低 分子量成分的比例为〇. 1质量%以下。
[0055] 在此活性自由基聚合法中,通过使用构成丙烯酸聚合物(A)的各单体的混合物, 可以获得无规共聚物丙烯酸聚合物(A)。该无规共聚物无关于单体的种类,可按照反应的 单体的比例(摩尔比)得到共聚物。通过以含有碲的化合物作为聚合引发剂,可在非常温 和的条件下进行分子量控制及分子量分布控制。丙稀酸聚合物(A)的分子量可根据反应时 间、含有碲的化合物的量进行调整。具体而言,为增加分子量,只要减少含有碲的化合物占 单体的调合比例、增加聚合时间即可。但是,由此得到分子量大的丙烯酸聚合物(A)需要长 时间。因此,在图谋减少聚合时间时,可通过提高聚合温度、或添加所述偶氮类聚合引发剂 来达成。但是,若聚合温度过高、或偶氮为聚合引发剂的添加量过多,则会增大丙烯酸聚合 物(A)的分子量分布,因此需要与其进行调整。
[0056] 丙烯酸聚合物(A)占粘接剂组合物全体的质量的添加比例优选为35~90质 量%,更加优选为40~85质量%,进一步优选为45~80质量%。通过将丙烯酸聚合物 (A) 的添加量以上述方式进行限制,可提高粘接剂组合物在固化前的弹性,在未使粘接剂层 固化而进行打线接合的半导体装置的制造方法中,不容易因接合时的冲击使粘接剂层发生 变形,而有抑制发生不适的趋势。此外,这种丙烯酸聚合物(A)占粘接剂组合物的比例多的 情况下,通过使用重均分子量(Mw)为35万以上、分子量分布(Mw/Mn)为3以下的丙稀酸聚 合物(A)的本发明的密封可靠性的提升効果变得更加显着。
[0057] (B)环氧类热固性树脂
[0058] 作为环氧类热固性树脂(B),可使用以往公知的环氧树脂。作为环氧类热固性树脂 (B) ,具体可列举多官能环氧树脂,或联苯化合物、双酚A二缩水甘油醚或其氢化物、邻甲酚 酚醛环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、联苯基型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环 氧树脂、亚苯基骨架型环氧树脂等在分子中具有2官能以上的环氧化合物。他们可以1种 单独或组合2种以上使用。
[0059] 在粘接剂组合物中,相对于100质量份丙烯酸聚合物(A),环氧类热固性树脂(B) 优选含有1~100质量份,更加优选含有3~70质量份,特别优选含有5~50质量份。通 过使环氧类热固性树脂(B)的含量在如此的范围内,可在保持充分的粘接性的同时,保持 粘接剂层的弹性,即使在固化前的状态下,使粘接剂层变得不容易因在打线接合工序的接 合时的冲击而发生变形,有抑制发生不适的趋势。
[0060] (C)热固化剂
[0061] 热固化剂(C)作为针对环氧类热固化性树脂(B)的固化剂而起作用。作为优选的 热固化剂(c),可列举在1分子中具有2个以上可与环氧基反应的官能基的化合物。作为此官能基,可列举酚性羟基、醇性羟基、胺基、羧基及酸酐等。他们之中,优选可列举酚性羟基、 胺基、酸酐等,进一步优选可列举酚性羟基、胺基。进一步优选可列举酚性羟基、胺基。
[0062] 作为酚类固化剂的具体例子,可列举多官能酚树脂、双酚、酚醛型酚树脂、二环 戊二烯类酚树脂、新酚型酚树脂、芳烷基酚树脂。作为胺类固化剂的具体例子,可列举 DICY(二氰基二酰胺)。他们可以1种单独或混合2种以上使用。
[0063] 粘接剂组合物中的热固化剂(C)的含量相对于100质量份环氧类热固性树脂(B), 优选为0. 1~500质量份,更加优选为1~200质量份。若热固化剂(C)的含量少,则有时 会因为固化不足而无法得到粘接性,若过剩,则粘接剂层的吸湿率有时会变高而降低密封 可靠性。
[0064] (D)交联剂
[0065] 在粘接剂组合物中,优选添加交联剂(D)。作为交联剂(D),可列举有机多元 异氰酸酯化合物、有机多元亚胺化合物等。通过导入交联结构,可提升使用了本发明的 粘接剂组合物的半导体装置的可靠性。活性自由基聚合与自由基聚合(freeradical polymerization)相比,具有在活性部位的反应非常缓和的特征。即,在自由基聚合中,可 认为由于在活性部位的反应非常的快,而由反应性高的单体开始聚合,然后,反应性低的单 体聚合。另一方面,在活性自由基聚合中,可认为是由于在活性部位的反应缓和,因此不会 受到单体的反应性的影响而均等地进行聚合,可获得均等的组成。作为所述活性自由基聚 合的特征的结果,使用具有与交联剂(D)反应的官能基的单体时,在所得丙烯酸聚合物(A) 中,具有与交联剂(D)反应的官能基的单体未进入聚合物中,降低了产生实质上不具有与 交联剂(D)反应的官能基的丙烯酸聚合物(A)分子的机率。由此认为,即使存在低分子量 的丙烯酸聚合物(A)分子,通过与交联剂的反应进入三维网状结构的可能性高,也降低了 未进入三维网状结构而残留的低分子量聚合物损及密封可靠性的可能性。
[0066] 作为上述有机多元异氰酸酯化合物,可列举芳香族多元异氰酸酯化合物、脂肪族 多元异氰酸酯化合物、脂环族多元异氰酸酯化合物及这些有机多元异氰酸酯化合物的三聚 物、以及这些有机多元异氰酸酯化合物与多元醇化合物反应而得到的末端异氰酸酯尿烷预 聚物等。
[0067] 作为有机多元异氰酸酯化合物,例如可列举2, 4-甲苯二异氰酸酯、2, 6-甲苯二异 氰酸酯、1,3-二甲苯二异氰酸酯、1,4-二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4, 4'-二异氰酸酯、 二苯基甲烷-2, 4' -二异氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异 佛尔酮二异氰酸酯、二环己甲烷-4, 4' -二异氰酸酯、二环己甲烷-2, 4' -二异氰酸酯、赖胺 酸异氰酸酯、及对这些多元醇的加成物。
[0068] 使用异氰酸酯类交联剂时,丙烯酸聚合物(A)优选具有羟基而作为与交联剂反应 的官能基。若交联剂具有异氰酸酯基、丙烯酸聚合物(A)具有羟基,则通过异氰酸酯基与羟 基的反应,容易形成交联剂与丙烯酸聚合物(A)的键结,可简便地向粘接剂导入交联结构。
[0069] 作为上述有机多元亚胺化合物,可列举Ν,Ν' -二苯基甲烷-4, 4' -双(1-吖丙啶 羧酰胺)、三羟甲基丙烷-三-β-吖丙啶基丙酸酯、四羟甲基甲烷-三-β-吖丙啶基丙酸 酯及Ν,Ν' -甲苯-2, 4-双(1-吖丙啶羧酰胺)三亚乙基三聚氰胺等。
[0070] 使用有机多元亚胺化合物作为交联剂时,丙烯酸聚合物(Α)优选具有羧基作为与 交联剂反应的官能基,由此可在丙烯酸聚合物与交联剂之间产生键结,向粘接剂导入交联 结构。
[0071] 使用交联剂⑶时,相对于100质量份丙烯酸聚合物(A),交联剂⑶通常以 0. 01~20质量份、优选以0. 1~10质量份、更加优选以0. 5~5质量份的比例使用。
[0072] 其他成分
[0073] 粘接剂组合物除了上述成分以外,还可包含下述成分。
[0074] (E)固化促进剂
[0075] 固化促进剂(E)用于调整粘接剂组合物的固化速度。固化促进剂(E)特别优选用 于并用环氧类热固性树脂(B)与热固化剂(C)的情况。
[0076] 作为优选的固化促进剂,可列举三乙二胺、苄基二甲基胺、三乙醇胺、二甲基胺基 乙醇、三(二甲基胺基甲基)酚等3级胺类;2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪 唑、2-苯基-4, 5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等咪唑类;三丁基膦、 二苯基膦、三苯基膦等有机膦类;四苯基鱗四苯基硼酸酯、三苯基鱗四苯基硼酸酯等四苯基 硼盐等。他们可以1种单独或混合2种以上使用。
[0077] 使用固化促进剂(E)时,相对于环氧类热固性树脂(B)及热固化剂(C)的总量100 质量份,固化促进剂(E)优选以0. 01~10质量份、进一步优选以0. 1~1质量份的量含有。 通过以上述范围的量含有固化促进剂(E),即使暴露于高温度高湿度下也可具有优异的粘 接特性,即使暴露于严酷的回焊条件下,也可实现高密封可靠性。若固化促进剂(E)的含量 少,则存在因固化不足而无法得到充分的粘接特性的可能,若过剩,则存在具有高极性的固 化促进剂在高温度高湿度下通过从粘接剂层移向粘接界面侧、进行偏析而降低密封可靠性 的可能。
[0078] (F)能量线聚合性化合物
[0079] 在粘接剂组合物中,也可加入能量线聚合性化合物。能量线聚合性化合物(F) 包含能量线聚合性基团,受到紫外线、电子束等能量线的照射会发生聚合固化。作为这样 的能量线聚合性化合物(F),具体可列举三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇基三丙烯酸 酯、季戊四醇基四丙烯酸酯、二季戊四醇基单羟基五丙烯酸酯、二季戊四醇基六丙烯酸酯 或1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、寡聚酯丙烯酸 酯、尿烷丙烯酸酯类寡聚物、环氧改性丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯及依康酸寡聚物等丙烯酸酯 类化合物。这样的化合物在分子内至少具有1个聚合性双键,通常,重均分子量为100~ 30000,优选为300~10000左右。使用能量线聚合性化合物(F)时,其添加量并无特别限 定,在粘接剂组合物的固含量总量的100质量%中,优选以1~50质量%左右的比例使用。
[0080] (G)光聚合引发剂
[0081] 粘接剂组合物含有上述能量线聚合性化合物(F)的情况下,在其使用时,照射紫 外线等能量线,使能量线聚合性化合物固化。此时,通过在粘接剂层中含有光聚合引发剂 (G),可减少聚合固化时间及光线照射量。
[0082] 作为这样的光聚合引发剂(G),具体可列举二苯甲酮、苯乙酮、安息香、安息香甲 基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚、安息香安息香酸、安息香安息香酸 甲酯、安息香二甲基缩酮、2, 4-二乙基噻吨酮、α-羟基环己苯基酮、苄基二苯基硫醚、四 甲基秋兰姆单硫醚、偶氮双异丁腈、苄基、二苄基、二乙酰、1,2-二苯基甲烷、2-羟基-2-甲 基-l-[4-(l-甲基乙烯基)苯基]丙酮、2, 4, 6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦及β-氯蒽醌 等。光聚合引发剂(G)可1种单独或组合2种以上使用。
[0083] 使用光聚合引发剂
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