专利名称：粘合剂组合物、粘合片材、使用它们的电路基板及半导体器件以及它们的制造方法
技术领域：
本发明涉及粘合剂组合物等，所述粘合剂组合物能够用于个人计算机或便携终端中使用的电子部件的粘合、散热器与印刷电路板或挠性基板的粘合及基板之间等的粘合。 更详细而言，本发明涉及如下使用的粘合剂组合物等，所述组合物用于将IC、LSI等半导体芯片粘合或直接电连接到挠性基板、玻璃环氧树脂基板、玻璃基板、陶瓷基板、硅中介层、硅基板等电路基板上、半导体芯片之间的接合及三维安装等半导体芯片的层合。
背景技术：
近年来，伴随半导体器件的小型化和高密度化，作为在电路基板上安装半导体芯片的方法，倒装片(flip chip)安装受到关注，正迅速推广。在倒装片安装中，作为用于确保连接部分的连接可靠性的方法，采用以下方法作为通常的方法使环氧树脂类粘合剂介于形成于半导体芯片上的凸起电极和电路基板的焊盘电极(pad electrode)之间。其中，聚酰亚胺树脂、环氧树脂及含有无机粒子的粘合剂利用聚酰亚胺树脂的耐热性和绝缘特性、 环氧树脂的粘合性和耐水性、无机粒子的低吸水性和低热线膨胀性，多用于电 电子 建筑·汽车·航空器等各种用途(例如参见专利文献1 7)。但是，所述粘合剂在室温下保存时，存在反应缓慢进行的问题，期望能够在室温下保存数月的粘合剂。对此，提出了改良的技术，即通过使用微囊型固化促进剂使粘合剂能够在室温下保存(例如参见专利文献8)。专利文献1 日本特开2004-319823号公报专利文献2 日本特开平06-264035号公报专利文献3 日本特开2006-144022号公报专利文献4 日本特开2009-007531号公报专利文献5 日本特开2008-094870号公报专利文献6 日本专利3995022号公报专利文献7 日本特开2009-117813号公报专利文献8 日本特开2006-77258号公报
发明内容
现有的粘合剂由于在保存时或半导体芯片安装工序中缓慢进行固化反应，半导体芯片的凸起电极变得难以贯通粘合剂，所以有时电连接变得不稳定的情况，或者由于混入气泡而使连接可靠性变差。另外，即使在使用现有的粘合剂制作的半导体器件中进行吸湿回流焊处理及热循环处理之类需要更强耐久性的处理时，也存在难以确保充分的连接可靠性的课题。为了解决上述课题、本发明的目的在于提供保存性和连接可靠性二者的特性优异的粘合剂组合物。
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S卩，本发明为一种粘合剂组合物，所述组合物含有(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺、 (b)环氧化合物、(c)固化促进剂粒子及(d)无机粒子，其中，相对于100重量份的(b)环氧化合物，(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺的含量为15 90重量份，(c)固化促进剂粒子的含量为0. 1 50重量份，(d)无机粒子的含量相对于(a) (d)的总量为30重量％以上、80
重量％以下。根据本发明，可以得到保存性和连接可靠性二者的特性优异的粘合剂组合物。
[图1]具有3层硅中介层的带有半导体的电路基板的简图。
具体实施例方式本发明的粘合剂组合物含有(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺、(b)环氧化合物、(C) 固化促进剂粒子及(d)无机粒子，相对于100重量份的(b)环氧化合物，(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺的含量为15 90重量份，(c)固化促进剂粒子的含量为0. 1 50重量份，(d) 无机粒子的含量相对于(a) (d)的总量为30重量％以上、80重量％以下。由于本发明的粘合剂组合物含有具有酰亚胺环的(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺， 所以耐热性及耐化学药品性优异。特别是通过使用在侧链上具有至少一个能与环氧基反应的官能团的有机溶剂可溶性聚酰亚胺，能够在热处理时促进环氧化合物的开环、对芳香族聚酰亚胺的加成反应，得到具有更高密度网状结构的组合物。作为能够与环氧基反应的官能团，可以举出酚羟基、磺酸基、硫醇基。作为上述芳香族聚酰亚胺的合成方法，并不限定于以下例子，例如可以举出以下方法首先，使具有能够与环氧基反应的基团的酸二酐和二胺反应，合成聚酰亚胺前体，然后，使用伯单胺作为封端剂，进行该聚酰亚胺前体的末端修饰， 接下来，在150°C以上进行热处理，使聚酰亚胺闭环。除此之外，还可以举出下述方法预先使酸二酐与作为封端剂的伯单胺反应后，添加二胺，从而合成经末端修饰的聚酰亚胺前体， 进而在150°C以上的高温下使聚酰亚胺闭环。本发明中使用的(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺的优选例之一为具有下述通式O) 的结构单元、且侧链上具有至少一个能与环氧基反应的官能团的聚合物，其中，主链末端的至少一端具有通式(3)及/或的结构、且相对于聚合物总量含有5 15重量％的通式(1)表示的结构，以通式(1)表示的结构作为通式O)中的R4。通过为5重量％以上，能够赋予刚性的聚酰亚胺适度的柔软性，通过为15重量％以下，能够维持聚酰亚胺骨架的刚性，保持耐热性、绝缘性。需要说明的是，通过此处的有机溶剂可溶性聚酰亚胺的合成得到的聚合物(聚酰亚胺)的总量，是指通过由二胺和酸二酐及封端剂组成的构成成分的聚合得到的重量，合成时过量投入的二胺、酸二酐及封端剂不包含在聚酰亚胺的重量中。
权利要求
1.一种粘合剂组合物，含有(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺、(b)环氧化合物、(c)固化促进剂粒子及(d)无机粒子，其中，相对于100重量份(b)环氧化合物，(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺的含量为15 90重量份，(c)固化促进剂粒子的含量为0. 1 50重量份，(d) 无机粒子的含量相对于(a) (d)的总量为30重量％以上、80重量％以下。
2.如权利要求1所述的粘合剂组合物，其中，(c)固化促进剂粒子为微囊型固化促进剂。
3.如权利要求1或2所述的粘合剂组合物，其中，(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺为下述聚合物，即，具有下述通式(2)的结构单元、在主链末端的至少一端具有通式(3)及/或的结构、且含有相对于聚合物总量为5 15重量％的通式(1)表示的结构，以所述通式(1) 表示的结构作为通式O)中的R4，(c)固化促进剂粒子的含量相对于100重量份(b)环氧化合物为20 50重量份，
4.如权利要求1 3中任一项所述的粘合剂组合物，其中，(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺为下述聚合物，即，具有通式(5)、(6)中任一个表示的结构、且在侧链上具有至少一个能与环氧基反应的官能团、且含有相对于聚合物总量为5 15重量％的通式(1)表示的结构，以所述通式(1)表示的结构作为通式(5)、(6)中的R4，
5.如权利要求1 4中任一项所述的粘合剂组合物，其中，(d)无机粒子的平均粒径为IOnm以上、3 μ m以下。
6.如权利要求1 5中任一项所述的粘合剂组合物，其中，(d)无机粒子的平均粒径为 IOnm以上、Ιμπι以下。
7.如权利要求1 6中任一项所述的粘合剂组合物，其中，(d)无机粒子的平均粒径为 IOnm以上、IOOnm以下。
8.如权利要求1 7中任一项所述的粘合剂组合物，其中，无机粒子为二氧化硅。
9.一种粘合片材，是将权利要求1 8中任一项所述的粘合剂组合物成型为片状形成的。
10.权利要求1 8中任一项所述的粘合剂组合物或权利要求9所述的粘合片材的固化物。
11.一种电路基板，是使用权利要求1 8中任一项所述的粘合剂组合物或权利要求9 所述的粘合片材粘合半导体芯片形成的。
12.一种搭载有半导体芯片的电路基板的制造方法，其特征在于，使权利要求1 8中任一项所述的粘合剂组合物或权利要求9所述的粘合片材介于半导体芯片和电路基板之间，加热加压，由此将所述半导体芯片和所述电路基板进行电连接。
13.一种半导体器件，含有权利要求1 8中任一项所述的粘合剂组合物的固化物或权利要求9所述的粘合片材的固化物。
14.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，使权利要求1 8中任一项所述的粘合剂组合物或权利要求9所述的粘合片材介于第一电路构件和第二电路构件之间，加热加压，由此将所述第一电路构件和所述第二电路构件进行电连接。
全文摘要
本发明提供一种粘合剂组合物，所述粘合剂组合物的保存性和连接可靠性二者的特性优异，含有(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺、(b)环氧化合物、(c)固化促进剂粒子及(d)无机粒子，相对于100重量份(b)环氧化合物，(a)有机溶剂可溶性聚酰亚胺的含量为15～90重量份，(c)固化促进剂粒子的含量为0.1～50重量份，(d)无机粒子的含量相对于(a)～(d)的总量为30重量％以上、80重量％以下。
文档编号H01L23/31GK102471461SQ201080024989
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月23日 优先权日2009年7月10日
发明者藤丸浩一, 野中敏央, 龙田佳子 申请人:东丽株式会社