底部填充材料和使用其的半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于安装半导体忍片的底部填充材料、W及使用其的半导体装置的制 造方法。本申请基于2013年9月11日在日本申请的日本专利申请号特愿2013-188683要求优 先权，通过参照该申请而援引至本申请。
【背景技术】
[0002] 近年来，在半导体忍片的安装方法中，为了缩短工序而研究了在半导体IC (Integrated Cir州it)电极上粘贴底部填充膜的"预供给型底部填充膜(PUF:Pre-applied Underfill Film)"的使用。
[0003] 使用该预供给型底部填充膜的安装方法例如如下那样地进行(例如参照专利文献 Do
[0004] 工序A:在晶片上粘贴底部填充膜，进行切割而得到半导体忍片。
[000引工序B:在贴合有底部填充膜的状态下，对准并搭载半导体忍片。
[0006] 工序C:将半导体忍片进行热压接，利用焊料凸点的金属接合来确保导通、W及利 用底部填充膜的固化来进行粘接。
[0007] 随着溫度的上升，底部填充材料在至反应开始为止粘度降低(液状化），W反应开 始点为分界，粘度上升而成为固化物。通过运样的粘度变化，容易去除空隙，但变更压力的 时刻不恰当时，容易残留空隙。为了在恰当的时刻施加压力，通常利用安装的曲线来进行调 整。由施加压力的时刻和底部填充材料的粘度来确定最佳条件，因此需要通过实际上使用 忍片的安装等来发现最佳的安装条件。
[0008] 为了研究运些，通常使用流变仪的数据。例如在图10所示的烙融粘度曲线中，NCFl 适合于低溫短时间的安装，NCF3适合于高溫长时间的安装。然而，流变仪的升溫速度与安装 的升溫速度有很大的不同，因此仅利用流变仪数据判断是否适合于无空隙安装是困难的。
[0009] 无空隙安装中，受到实际安装品的形状/导热等的影响，因此实现无空隙的底部填 充材料容易各不相同。另外，底部填充材料仅能够利用通常确定的安装曲线来进行良好的 安装，安装边缘（雍装^ )狭窄。
[0010] 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2005-28734号公报。
【发明内容】
[0011] 发明要解决的课题 本发明是鉴于运种现有情况而提出的，提供能够实现宽阔安装边缘的底部填充材料、 W及使用其的半导体装置的制造方法。
[0012] 用于解决问题的手段 为了解决前述课题，本发明的特征在于，其为将半导体忍片搭载于电子部件之前预先 贴合于半导体忍片的底部填充材料，所述半导体忍片形成有带焊料电极，所述电子部件形 成有与带焊料电极相对的对向电极，所述底部填充材料含有环氧树脂、酸酢、丙締酸系树脂 W及有机过氧化物，W5°C/minW上且50°C/minW下的升溫速度条件测定烙融粘度时的最 低烙融粘度达到溫度为1〇〇°〇^上且150°0^下，最低烙融粘度为100?3-8^上且5000化-sW下。
[0013] 另外，本发明所述的半导体装置的制造方法的特征在于，其具备如下工序:将半导 体忍片搭载于电子部件的搭载工序，所述半导体忍片形成有带焊料电极，该电极面贴合有 底部填充材料，所述电子部件形成有与前述带焊料电极相对的对向电极；W及，将前述半导 体忍片与前述电子部件进行热压接的热压接工序，前述底部填充材料含有环氧树脂、酸酢、 丙締酸系树脂W及有机过氧化物，W5°C/minW上且50°C/minW下的升溫速度条件测定烙 融粘度时的最低烙融粘度达到溫度为l〇〇°CW上且150°CW下，最低烙融粘度为IOOPa ? sW 上且5000化*8^下。
[0014] 发明效果 根据本发明，由于在不同的升溫溫度条件下测定时的最低烙融粘度达到溫度的变化 小，因此即使不严密地控制热压接时的溫度曲线，也能够实现无空隙安装和良好的焊料接 合性，能够实现宽阔的安装边缘。
【附图说明】
[0015] 图1是示意性地示出搭载前的半导体忍片和电路基板的剖面图。
[0016] 图2是示意性地示出搭载时的半导体忍片和电路基板的剖面图。
[0017] 图3是示意性地示出热压接后的半导体忍片和电路基板的剖面图。
[0018] 图4是表示各升溫溫度条件下的烙融粘度曲线的图。
[0019] 图5是表示本实施方式中的半导体装置的制造方法的流程图。
[0020] 图6是示意性地示出在晶片上粘贴底部填充膜的工序的立体图。
[0021 ]图7是示意性地示出切割晶片的工序的立体图。
[0022] 图8是示意性地示出拾取半导体忍片的工序的立体图。
[0023] 图9是表示安装时的溫度曲线的图。
[0024] 图10是表示烙融粘度曲线的一例的图。
【具体实施方式】
[0025] W下，针对本发明的实施方式，按照下述顺序进行详细说明。 1. 底部填充材料 2. 半导体装置的制造方法 3. 实施例。
[0026] <1.底部填充材料〉 本实施方式所述的底部填充材料是将半导体忍片搭载于电子部件之前预先贴合于半 导体忍片的，所述半导体忍片形成有带焊料电极，所述电子部件形成有与带焊料电极相对 的对向电极。
[0027] 图1是示意性地示出搭载前的半导体忍片和电路基板的剖面图，图2是示意性地示 出搭载时的半导体忍片和电路基板的剖面图，且图3是示意性地示出热压接后的半导体忍 片和电路基板的剖面图。
[0028] 如图1~图3所示那样，本实施方式中的底部填充材料20是在形成有带焊料电极的 半导体忍片10的电极面上预先贴合并使用的，利用底部填充材料20固化而成的粘接层21将 半导体忍片10与电路基板30进行接合，所述电路基板30形成有与带焊料电极相对的对向电 极。
[0029] 半导体忍片10在娃等半导体11表面形成有集成电路，其具有被称为凸点的用于连 接的带焊料电极。带焊料电极在由铜等形成的电极12上接合有焊料13,具有将电极12的厚 度与焊料13的厚度合计而得到的厚度。
[0030] 作为焊料，可W使用Sn-37Pb共晶焊料(烙点为183°C)、Sn-Bi焊料(烙点为139°C)、 Sn-3.5Ag(烙点为 22rC)、Sn-3. OAg-0.5Cu(烙点为 217°C)、Sn-5. OSK 烙点为 240°C)等。
[0031] 电路基板30在例如刚性基板、柔性基板等基材31上形成有电路。另外，在要搭载半 导体忍片10的安装部，在与半导体忍片10的带焊料电极相对的位置形成了具有规定厚度的 对向电极32。
[0032] 底部填充材料20含有成膜树脂、环氧树脂、酸酢、丙締酸系树脂W及有机过氧化 物。
[0033] 成膜树脂相当于平均分子量为1000 OW上的高分子量树脂，从成膜性的观点出发， 优选为10000~100000左右的平均分子量。作为成膜树脂，可W使用苯氧基树脂、环氧树脂、 改性环氧树脂、聚氨醋树脂、丙締酸类橡胶等各种树脂。运些成膜树脂可W单独使用1种，也 可W组合巧中W上使用。运些之中，本实施方式中，从成膜状态、连接可靠性等的观点出发， 适合使用苯氧基树脂。
[0034] 作为环氧树脂，可列举出例如双环戊二締型环氧树脂、缩水甘油酸型环氧树脂、缩 水甘油胺型环氧树脂、双酪A型环氧树脂、双酪F型环氧树脂、双酪S型环氧树脂、螺环型环氧 树脂、糞型环氧树脂、联苯型环氧树脂、祗型环氧树脂、四漠双酪A型环氧树脂、甲酪酪醒清 漆型环氧树脂、苯酪酪醒清漆型环氧树脂、O-糞酪酪醒清漆型环氧树脂、漠化苯酪酪醒清漆 型环氧树脂等。运些环氧树脂可W单独使用1种，也可W组合巧巾W上使用。运些之中，本实 施方式中，从高粘接性、耐热性的观点出发，优选使用双环戊二締型环氧树脂。
[0035] 酸酢具有去除焊料表面的氧化膜的焊剂功能，因此能够获得优异的连接可靠性。 作为酸酢，可列举出例如四丙締基班巧酸酢、十二碳締基班巧酸酢等脂肪族酸酢;六氨邻苯 二甲酸酢、甲基四氨邻苯二甲酸酢等脂环式酸酢;邻苯二甲酸酢、偏苯=酸酢、均苯四酸酢 等芳香族酸酢等。运些环氧固化剂可W单独使用巧巾，也可W组合巧巾W上使用。运些环氧固 化剂之中，运些之中，从焊料连接性的观点出发，优选使用脂肪族酸酢。
[0036] 另外，优选添加固化促进剂。作为固化促进剂的具体例，可列举出2-甲基咪挫、2-乙基咪挫、2-乙基-4-甲基咪挫等咪挫类；1，8-二氮杂双环（5,4,0)^碳締-7盐(DBU盐）、 2-(二甲氨基甲基)苯酪等叔胺类;=苯基麟等麟类;辛酸锡等金属化合物等。
[0037] 作为丙締酸系树脂，可W使用单官能（甲基)丙締酸醋、2官能W上的（甲基)丙締酸 醋。作为单官能（甲基)丙締酸醋，可列举出（甲基）丙締酸甲醋、（甲基）丙締酸乙醋、（甲基） 丙締酸正丙醋、（甲基）丙締酸异丙醋、（甲基）丙締酸正下醋等。作为2官能W上的（甲基）丙 締酸醋，可列举出双酪F-EO改性二（甲基)丙締酸醋、双酪A-EO改性二（甲基)丙締酸醋、=径 甲基丙烷PO改性（甲基)丙締酸醋、多官能聚氨醋（甲基)丙締酸醋等。运些丙締酸系树脂可 W单独使用，也可W组合巧中W上使用。运些之中，本实施方式中适合使用2官能（甲基)丙締 酸醋。
[0038] 作为有机过氧化物，可列举出例如过氧化醋、过氧化缩酬、过氧化氨、过氧化二烧 基、过氧化二酷基、过氧化二碳酸醋等。运些有机过氧化物可