半导体密封填充用膜状树脂组合物、半导体装置的制造方法和半导体装置的制作方法

文档序号:7029363阅读:187来源:国知局
专利名称:半导体密封填充用膜状树脂组合物、半导体装置的制造方法和半导体装置的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体密封填充用膜状树脂组合物、半导体装置的制造方法和半导体装置。
背景技术
近年,随着电子设备的小型化、高性能化的进展,对半导体装置要求小型化、薄型化和电特性的提高(对高频率传送的应对等)。伴随于此,开始从以前的通过引线接合将半导体芯片安装至基板上的方式向在半导体芯片上形成被称为凸块的导电性突起电极而与基板电极直接连接的倒装芯片连接方式转变。作为在半导体芯片上形成的凸块,使用由焊料、金构成的凸块,但为了应对近年的微细连接化,开始使用在铜柱的前端形成有焊料层或锡层结构的凸块。另外,为了高可靠性化,要求通过金属接合来进行连接,不仅有使用焊料凸块的焊料接合、利用在铜柱的前端形成有焊料层或锡层结构的凸块进行的金属接合,在使用金凸块的情况下,还采用了在基板电极侧形成焊料层、锡层,进行金属接合的连接方法。进一步,在倒装芯片连接方式中,有可能发生源于半导体芯片和基板的热膨胀系数差的热应力集中于连接部而破坏连接部的情况,因此为了分散该热应力而提高连接可靠性,需要将半导体芯片和基板之间的空隙用树脂密封填充。通常利用树脂的密封填充采用如下的方式:用焊料等连接半导体芯片和基板后,利用毛细管现象向空隙中注入液状密封树脂。连接芯片和基板时,为了还原除去焊料等表面的氧化膜而容易地进行金属接合,使用由松香、有机酸等形成的熔剂。这里,如果熔剂的残渣残留,则在注入液状树脂时成为产生被称为孔隙的气泡的原因,或者由于酸成分而发生配线的腐蚀,连接可靠性降低,因此清洗残渣的工序是必须的。然而,近年,随着连接间距的窄间距化,半导体芯片和基板之间的空隙变窄,因此,有难以清洗熔剂残渣的情况。进一步,存在为了向半导体芯片和基板之间的狭窄空隙中注入液状树脂,需要很长时间,生产性降低这样的问题。为了解决这种液状密封树脂的问题,提出了被称为先供给方式的连接方法,其是:使用具有还原除去焊料等表面的氧化膜的性质(熔剂活性)的密封树脂,将密封树脂供给至基板上后,在连接半导体芯片和基板的同时,用树脂密封填充半导体芯片和基板之间的空隙,能够省略熔剂残渣的清洗(例如参照专利文献I 5)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-143795号公报专利文献2:日本特开2007-107006号公报专利文献3:日本特开2008-294382号公报专利文献4:日本特开2009-239138号公报
专利文献5:日本特开2005-28734号公报

发明内容
发明要解决的问题然而,在以前的先供给方式中,存在如下问题:为了减小密封树脂的热膨胀系数而配合的填料夹入凸块和基板电极之间而产生被称为陷落(trapping)的连接不良,产生导电不良,或者以夹入的填料为起点而在凸块、基板电极上产生裂纹使连接可靠性降低。本发明的目的在于提供一种半导体密封填充用膜状树脂组合物、以及使用该半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体装置和该半导体装置的制造方法,在将该半导体密封填充用膜状树脂组合物用作先供给方式所使用的密封树脂的情况下,可充分地抑制陷落的产生,能够得到具有良好导电性和连接可靠性的半导体装置。解决问题的方法本发明提供一种半导体密封填充用膜状树脂组合物,其具有由含有热固性树脂和填料的第I树脂组合物构成的第I层以及由含有熔剂的第2树脂组合物构成的第2层,上述第2树脂组合物中的填料相对于上述第2树脂组合物总量的质量比率与上述第I树脂组合物中的填料 相对于上述第I树脂组合物总量的质量比率相比更小。根据本发明,可防止填料夹入凸块和基板电极之间,能够形成良好的连接部。gp,根据本发明的半导体密封填充用膜状树脂组合物,在先供给方式中可充分地抑制陷落的产生,从而可以得到具有良好导电性和连接可靠性的半导体装置。另外,根据本发明的半导体密封填充用膜状树脂组合物,通过连接半导体芯片和基板时的加热加压使第I树脂组合物固化,固化后的第I树脂组合物增强凸块和基板电极的连接部。由此,在连接结束后的冷却过程中,可充分地抑制起因于半导体芯片和基板的热膨胀系数差的热应力集中于连接部而产生裂纹等连接不良。即,根据这种半导体密封填充用膜状树脂组合物,可得到连接可靠性更优异的半导体装置。本发明的半导体密封填充用膜状树脂组合物,优选使上述第2树脂组合物进一步含有热塑性树脂。这样的半导体密封填充用膜状树脂组合物,由第2树脂组合物构成的第2层的表面粘着力变低。因此,例如在后述的半导体的制造方法中,具有防止将粘贴有半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体晶片单片化为半导体芯片时产生的切削屑附着在第2层的表面的效果。本发明还提供一种半导体装置的制造方法,其是具备半导体芯片和基板的半导体装置的制造方法,该半导体芯片具有形成有多个凸块的凸块形成面,该基板具有设有多个电极的电极面,该半导体装置的制造方法具有如下工序:第I工序,按照相对于上述第I层将上述第2层配置在上述基板侧的方式将上述本发明的半导体密封填充用膜状树脂组合物粘贴在上述基板的上述电极面上;以及第2工序,隔着上述半导体密封填充用膜状树脂组合物,按照上述电极面和上述凸块形成面相对的方式配置经过上述第I工序的基板和上述半导体芯片,进行加热加压使得上述基板的电极和上述半导体芯片的凸块电连接;在通过上述第2工序连接的上述电极和上述凸块中的至少一方的表面上存在锡或焊料。通过这样在基板表面配置本发明的膜状树脂组合物,半导体芯片的凸块和基板的电极在填料的质量比率更小的第2层中接触,可抑制填料的夹入,同时通过第2层中的熔剂,凸块前端的氧化膜被还原除去,使其与基板电极的金属接合变得容易。本发明还提供一种半导体装置的制造方法,其是具备半导体芯片和基板的半导体装置的制造方法,该半导体芯片具有形成有多个凸块的凸块形成面,该基板具有设有多个电极的电极面,该半导体装置的制造方法具有如下工序:第I工序,在具有形成有多个凸块的凸块形成面的半导体晶片的该凸块形成面上,按照相对于上述第2层将上述第I层配置在上述半导体晶片侧的方式粘贴上述本发明的半导体密封填充用膜状树脂组合物;第2工序,对经过上述第I工序的上述半导体晶片进行单片化,得到粘贴有上述半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体芯片;以及第3工序,隔着上述半导体密封填充用膜状树脂组合物,按照上述凸块形成面和上述电极面相对的方式配置通过上述第2工序得到的上述半导体芯片和上述基板,进行加热加压使得上述半导体芯片的凸块和上述基板的电极电连接;在通过上述第3工序连接的上述电极和上述凸块中的至少一方的表面上存在锡或焊料。通过这样在半导体芯片表面上配置本发明的膜状树脂组合物,半导体芯片的凸块和基板的电极在填料的质量比率更小的第2层中接触,可抑制填料的夹入,同时通过第2层中的熔剂,凸块前端的氧化膜被还原除去,使其与基板电极的金属接合变得容易。根据本发明的半导体装置的制造方法,由于使用了上述本发明的半导体密封填充用膜状树脂组合物,因此可充分地抑制陷落的产生,从而可以制造具有良好导电性和连接可靠性的半导体装置。本发明进一步提供通过上述本发明的半导体装置的制造方法而制造的半导体装置。这样的半导体装置由于利用上述本发明的半导体密封填充用膜状树脂组合物进行了密封填充,因此由于陷落的产生而引起的连接不良、裂纹的产生得到抑制,从而具有良好的导电性和连接可靠性。发明的效果根据本发明,可以提供一种半导体密封填充用膜状树脂组合物、以及使用该半导体密封填充用膜状树脂 组合物的半导体装置和该半导体装置的制造方法,在将该半导体密封填充用膜状树脂组合物用作先供给方式所使用的密封树脂的情况下,可充分地抑制陷落的产生,能够得到具有良好导电性和连接可靠性的半导体装置。


图1是表示本发明的半导体装置的一实施方式的示意剖面图。图2是通过超声波探伤装置观察实施例3的半导体装置的孔隙状况而得到的观察图像。图3是实施例3的半导体装置的连接部的剖面观察照片。图4是实施例6的半导体装置的连接部的剖面观察照片。图5是比较例I的半导体装置的连接部的剖面观察照片。图6是比较例2的半导体装置的连接部的剖面观察照片。图7是通过超声波探伤装置观察比较例3的半导体装置的孔隙状况而得到的观察图像。图8是用扫描电子显微镜观察粘贴有实施例8的半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体晶片的凸块形成面而得到的观察照片。图9是用倒装芯片接合机的照相机观察粘贴有实施例8的半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体晶片的凸块形成面而得到的观察照片。图10是实施例8的半导体装置的连接部的剖面观察照片。图11是用倒装芯片接合机的照相机观察粘贴有比较例4的膜状树脂组合物的半导体晶片的凸块形成面而得到的观察照片。
具体实施例方式
以下对本发明的优选实施方式进行说明。

本实施方式的半导体密封填充用膜状树脂组合物具有由含有填料的第I树脂组合物构成的第I层以及由含有熔剂的第2树脂组合物构成的第2层,第2树脂组合物中的填料相对于第2树脂组合物总量的质量比率与第I树脂组合物中的填料相对于第I树脂组合物总量的质量比率相比更小。这里,第2树脂组合物可以含有填料也可以不含填料。即,“第2树脂组合物中的填料相对于第2树脂组合物总量的质量比率”可以是O质量%。根据本实施方式的半导体密封填充用膜状树脂组合物,在先供给方式中,陷落的产生可被充分地抑制。因此,通过使用本实施方式的半导体密封填充用膜状树脂组合物,可以得到具有良好导电性和连接可靠性的半导体装置。(第I 层)第I层是由含有填料的第I树脂组合物构成的层。作为填料,优选使用无机填料。使用无机填料时,第I树脂组合物(或其固化物)的热膨胀系数进一步降低,因此利用半导体密封填充用膜状树脂组合物而进行了密封填充的半导体装置的连接可靠性更良好。作为无机填料,可列举玻璃、二氧化硅(silica)、氧化铝(alumina)、氧化钛(titania)、氧化镁(magnesia)、炭黑、云母、硫酸钡等。这些物质可以单独使用或者2种以上混合使用。另外,作为无机填料,也可以使用包含2种以上金属的复合氧化物(不是将2种以上的金属氧化物简单混合而成的物质,而是金属氧化物彼此进行化学结合而成为了不能分离的状态的物质)。作为这样的无机填料,例如可列举包含由硅、钛、铝、硼和镁所组成的组中选择的至少2种元素的复合氧化物。更具体地说,例如可列举二氧化硅和氧化钛的复合氧化物、由二氧化硅和氧化铝构成的复合氧化物、由氧化硼和氧化铝构成的复合氧化物、由二氧化硅和氧化铝以及氧化镁构成的复合氧化物等。这些复合氧化物可以单独使用或者2种以上混合使用,也可以与上述的无机填料混合使用。另外,在本实施方式中,以孔隙抑制效果、应力缓和为目的,也可以组合孔隙无机填料和有机填料作为填料来使用。作为有机填料,例如可列举由丙烯酸树脂、有机硅树脂、丁二烯橡胶、聚酯、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚芳酯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸橡胶、聚苯乙烯、NBR, SBR、有机硅改性树脂等树脂成分构成的填料。作为有机填料,优选包含分子量为100万以上的树脂的有机微粒或具有三维交联结构的有机微粒。这样的有机微粒在树脂组合物中的分散性高。另外,包含这样的有机微粒的膜状树脂组合物的粘接性和固化后的应力缓和性更优异。另外,这里所谓的“具有三维交联结构”,表示构成有机微粒的树脂的聚合物链具有三维网格结构,具有这种结构的树月旨,例如可通过将具有多个反应点的聚合物用具有2个以上能与该反应点结合的官能团的交联剂处理而得到。包含分子量为100万以上的树脂的有机微粒和具有三维交联结构的有机微粒在溶剂中的溶解性都低,从这点出发是优选的。这些在溶剂中的溶解性低的有机微粒能够更显著地获得上述效果。从更显著地获得上述效果的观点考虑,上述有机微粒优选为由(甲基)丙烯酸烷基酯-有机硅共聚物、有机硅-(甲基)丙烯酸共聚物或它们的复合物构成的有机微粒。作为有机填料,也可以使用具有核壳型结构、且在核层和壳层中组成不同的有机微粒。作为核壳型的有机微粒,具体地说,可列举以有机硅-丙烯酸橡胶为核并接枝了丙烯酸树脂的粒子、以丁二烯橡胶为核并接枝了丙烯酸树脂、苯乙烯树脂的粒子等。在使用包含分子量为100万以上的树脂的有机微粒或具有三维交联结构的有机微粒作为有机填料的情况下,由于在有机溶剂中的溶解性低,因此可以容易地在维持粒子形状的状态下使其包含在膜状树脂组合物中。由此,可以使有机微粒在膜状树脂组合物中分散成岛状,可以进一步提高固化后的膜状树脂组合物的强度。填料的形状没有特别的限制,可列举破碎状、针状、鳞片状、球状等。其中填料的形状优选为球状。由于球状的填料在树脂组合物中的分散性良好,因此可以防止填料集中于树脂组合物的特定部位而容易被夹入凸块和基板电极之间,能够得到连接可靠性更优异的半导体装置。另外,如果填料为球状,则具有容易控制树脂组合物粘度的倾向。另外,这里所谓的球状没有必要一定是球体,只要是大致球状即可。填料的尺寸只要比倒装芯片连接时的半导体芯片和基板之间的空隙更小即可。从能提高填充密度、容易控制树脂组合物的粘度这样的观点考虑,填料的平均粒径优选为IOym以下,更优选为5 μ m以下,进一步优选为3 μ m以下。另外,填料的平均粒径的下限值没有特别的限制,例如,可以使用平均粒径为0.01 μ m以上的填料。另外,从进一步显著地获得本实施方式的半导体密封填充用膜状树脂组合物的效果(良好的导电性和连接可靠性)的观点出发,填料的平均粒径可设为0.05 0.9 μ m,也可设为0.1 0.8 μ m。另外,这里所谓的平均粒径,可通过利用了激光衍射法的粒度分布测定装置,作为中位径而求出。所谓中位径,表示在个数基准的粒度分布中的累积率为50%的粒径(D50)的值。第I树脂组合物中的填料相对于第I树脂组合物总量的质量比率,从使第I树脂组合物(或其固化物)的热膨胀系数进一步降低的观点考虑,优选为20质量%以上,从使第I树脂组合物(或其固化物)的机械强度进一步提高的观点考虑,更优选为30质量%以上,从使第I树脂组合物(或其固化物)的吸水率进一步降低的观点考虑,进一步优选为40质量%以上。第I树脂组合物中的填料相对于第I树脂组合物总量的质量比率的上限值没有特别的限制,例如可以设为70质量%以下,也可设为60质量%以下。当超过70质量%时,第I树脂组合物变脆,会有操作性降低的情况。在并 用有机填料和无机填料的情况下,有机填料的质量比率相对于第I树脂组合物总量优选为I 10质量%。为I质量%以上时,有机填料所带来的孔隙抑制效果、应力缓和效果可显著获得,为10质量%以下时,可抑制树脂组合物的增粘,减少膜状树脂组合物表面的凹凸,进一步抑制孔隙的广生,粘接性进一步提闻。第I树脂组合物优选含有热固性树脂。由此,通过连接半导体芯片和基板时的加热加压使第I树脂组合物固化,固化后的第I树脂组合物可以增强凸块和基板电极的连接部。因此,在连接结束后的冷却过程中,可充分抑制起因于半导体芯片和基板的热膨胀系数差的热应力集中于连接部而产生裂纹等连接不良。即,通过使第I树脂组合物含有热固性树脂,得到的半导体装置的连接可靠性更优异。作为热固性树脂,可列举酚醛树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、丙烯酸酯树脂、甲基丙烯酸酯树脂、环氧树脂等。从耐热性优异和操作性良好考虑,第I树脂组合物优选含有环氧树脂作为热固性树脂。作为环氧树脂,例如可使用2官能以上的环氧树脂(分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂)。作为这样的环氧树脂,例如可以使用双酚A型环氧树脂、双酚F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、联苯型环氧树脂、氢醌型环氧树脂、含二苯硫醚骨架的环氧树脂、苯酚芳烷基型多官能环氧树脂、含萘骨架的多官能环氧树脂、含双环戊二烯骨架的多官能环氧树脂、含三苯基甲烷骨架的多官能环氧树脂、氨基苯酚型环氧树脂、二氨基二苯基甲烷型环氧树脂、其它各种多官能环氧树脂等。这些环氧树脂中,从可容易地实现树脂组合物的低粘度化、树脂组合物(或其固化物)的吸水率降低从而进一步难以产生引起尺寸变化等、树脂组合物(或其固化物)的耐热性进一步提高等观点考虑,优选使用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、含萘骨架的多官能环氧树脂、含双环戊二烯骨架的多官能环氧树脂、含三苯基甲烷骨架的多官能环氧树月旨等。

作为环氧树脂的性状,在25°C下是液体还是固体都没有关系。另外,这些环氧树脂可以单独使用或混合2种以上来使用。第I树脂组合物也可以进一步含有固化剂。固化剂可以根据热固性树脂的种类而适当选择。例如,在第I树脂组合物含有环氧树脂作为热固性树脂的情况下,作为固化剂可以使用咪唑类、酸酐类、胺类、酚类、酰肼类、聚硫醇类、路易斯酸-胺络合物等。这些固化剂中,从可容易实现树脂组合物的低粘度化、保存稳定性优异、树脂组合物的固化物的耐热性进一步提高等观点考虑,优选使用咪唑类、酸酐类、胺类、酚类。另外,作为固化剂,优选通过聚氨酯系、聚酯系的高分子物质等被覆并进行微胶囊化所得的物质,因为可使用时间延长。作为上述咪唑类,可列举2-甲基咪唑、2-1^ —烷基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-1烷基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-1^一烷基咪唑鎗偏苯三酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎗偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2’ -甲基咪唑基-(Γ)]-乙基-S-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’ ^一烷基咪唑基-(Γ) ]_乙基-S-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’ -乙基-4’ -甲基咪唑基-(I’)]-乙基-S-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’_甲基咪唑基-(I’)]-乙基-S-三嗪异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-[2’ -甲基咪唑基-(Γ)] -乙基-S-三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、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。另外,也可以使用在这些咪唑类上加成有环氧树脂的化合物。作为这些咪唑类,例如可使用2MZ、C11Z、2PZ、2E4MZ、2P4MZ、1B2MZ、1B2PZ、2MZ-CN、2E4MZ-CN、2PZ-CN、C11Z_CN、2PZ_CNS、C11Z_CNS、2MZ_A、C11Z-A、2E4MZ_A、2P4MHZ、2PHZ、2MA-0K.2PZ-0K (全都是四国化成工业株式会社制、产品名)等。另外,上述咪唑类可以单独使用或2种以上混合使用。在第I树脂组合物中的咪唑类的配合量相对于第I树脂组合物中的环氧树脂的总量100质量份,优选为0.1 10质量份,更优选为0.5 10质量份,进一步优选为I 10质量份。配合量为0.1质量份以上时,环氧树脂的固化充分地进行,可更加确实地实现上述的效果(连接可靠性更优异等)。另外,通过将配合量设为10质量份以下,保存稳定性更良好。作为上述酸酐类,例如可使用马来酸酐、琥珀酸酐、十二烯基琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、桥亚甲基四氢邻苯二甲酸、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸、甲基纳迪克酸酐(methylhimic anhydride)、均苯四酸二酐、二苯甲酮四羧酸二酐、聚壬二酸酐、烧基苯乙烯-马来酸酐共聚物、3,4- 二甲基-6- (2-甲基-1-丙烯基)-4-环己烯-1,2- 二羧酸酐、1-异丙基-4-甲基-双环[2.2.2]辛-5-烯-2,3- 二羧酸酐、乙二醇二偏苯三酸酯、丙三醇三脱水偏苯三酸酯等。这些之中,从树脂组合物(或其固化物)的耐热性和耐湿性更良好这样的观点考虑,优选使用甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、桥亚甲基四氢邻苯二甲酸、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸 、3,4- 二甲基-6- (2-甲基-1-丙烯基)-4-环己烯-1,2- 二羧酸酐、1-异丙基-4-甲基-双环[2.2.2]辛-5-烯-2,3-二羧酸酐、乙二醇二偏苯三酸酯、丙三醇三脱水偏苯三酸酯等。这些物质可以单独使用或者混合2种以上使用。第I树脂组合物中酸酐类的配合量,优选为使第I树脂组合物中环氧树脂所具有的环氧基的数量N1与由第I树脂组合物中配合的酸酐可产生的羧基的数量N2的比(N^N2)为0.5 1.5的配合量。上述比(N1ZiN2)更优选为0.7 1.2。如果比(N^N2)小于0.5,则羧基过量地残留在树脂组合物的固化物中,会有树脂组合物的固化物的耐湿可靠性降低的情况。即,如果比(队/^2)为0.5以上,则树脂组合物的固化物的耐湿可靠性更良好。另外,如果比(N1ZiN2)为1.5以下,则环氧树脂的固化充分地进行,可更确实地实现上述效果(连接可靠性更优异等)。作为上述胺类,可列举在分子内具有至少I个以上的伯氨基或仲氨基的化合物。作为胺类,从保存稳定性优异、树脂组合物的固化物的耐热性更良好等的观点考虑,优选使用芳香族胺类。作为芳香族胺类,例如可使用二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜、二氨基二苯硫醚、间苯二甲胺、3,3’ - 二乙基-4,4’ - 二氨基二苯甲烧、3,3’,5,5’ -四乙基_4,4,- 二氨基二苯甲烧、4,4’ - 二氨基二苯讽、4,4’ - 二氨基二苯硫醚、2,2-双-[4- (4-氨基苯氧基)苯基]-六氟丙烧、2,2-双(4-氨基苯基)-六氟丙烧、2,4-二氨基甲苯、1,4-二氨基苯、1,3-二氨基苯、二乙基甲苯二胺、二甲基甲苯二胺、苯胺类、烷基化苯胺类、N-烷基化苯胺类等。这些物质可以单独使用或2种以上混合使用。
第I树脂组合物中胺类的配合量,优选为使第I树脂组合物中环氧树脂所具有的环氧基的数量N1与第I树脂组合物中配合的胺类的氨基上的活性氢的数量N3的比(N1ZiN3)为0.5 1.5的配合量。上述比(N1ZiN3)更优选为0.7 1.2。如果比(N^N3)小于0.5,则氨基上的活性氢过量地残留在树脂组合物的固化物中,会有树脂组合物的固化物的耐湿性降低的情况。即,如果比(队/^3)为0.5以上,则树脂组合物的固化物的耐湿可靠性更良好。另外,如果比(N1ZiN3)S 1.5以下,则环氧树脂的固化充分地进行,可更确实地实现上述效果(连接可靠性更优异等)。作为上述酚类,可以使用双酚树脂、苯酚酚醛清漆树脂、萘酚酚醛清漆树脂、烯丙基化苯酚酚醛清漆树脂、联苯酚树脂、甲酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚萘酚甲醛缩聚物、三苯基甲烷型多官能酚醛树脂、苯二甲基改性苯酚酚醛清漆树脂、苯二甲基改性萘酚酚醛清漆树脂、各种多官能酚醛树脂等。这些物质可以单独使用I种或作为2种以上的混合物使用。第I树脂组合物中酚类的配合量,优选为使第I树脂组合物中环氧树脂所具有的环氧基的数量N1与第I树脂组合物中配合的酚类所具有的酚羟基的数量N4的比(N1ZiN4)为0.5 1.5的配合量。上述比(N1ZiN4)更优选为0.7 1.2。如果比(N^N4)小于0.5,则酚羟基过量地残留在树脂组合物的固化物中,会有树脂组合物的固化物的耐湿性降低的情况。即,如果比(队/队)为0.5以上,则树脂组合物的固化物的耐湿可靠性更良好。另外,如果比(VN4)为1.5以下,则环氧树脂的固化充分地进行,可更确实地实现上述效果(连接可靠性更优异等)。另外,在并用酸酐类、胺类和酚类中的2种以上的情况下,优选按照比[N1/(N2+N3+N4)]为0.5 1.5的方式来配合,更优选按照0.7 1.2的方式来配合。使用酸酐类、胺类、酚类作为固化剂的情况下,也可以进一步并用固化促进剂。例如上述咪唑类可以作为固化促进剂与酸酐类、胺类、酚类同时使用。另外,作为固化促进剂,可以使用叔胺类;1,8- 二氮杂双环(5.4.0) i^一碳烯_7、1,5- 二氮杂双环(4.3.0)壬烯-5等环状胺类;叔胺类、环状胺类的四苯基硼酸盐;三丁基膦等三烷基膦类;三苯基膦等三芳基膦类;四丁基磷鎗四苯·基硼酸盐、四苯基磷鎗四苯基硼酸盐等磷鎗盐等。固化促进剂的配合量可考虑凝胶化时间、保存稳定性而适当设定。第I树脂组合物也可以含有热塑性树脂。通过含有热塑性树脂,成膜性提高。作为热塑性树脂,可列举苯氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚碳化二亚胺树月旨、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚氨酯酰亚胺树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸橡胶等。这些物质中,从耐热性和成膜性优异考虑,优选苯氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳化二亚胺树脂、聚氨酯酰亚胺树脂等,更优选苯氧树脂、聚酰亚胺树脂。热塑性树脂的重均分子量优选为5000以上,更优选为10000以上,进一步优选为20000以上。如果重均分子量为5000以上,则可充分地得到成膜性提高这样的效果。另外,这里重均分子量是使用GPC(凝胶渗透色谱,GelPermeation Chromatography),以聚苯乙烯换算而测定得到的值。另外,这些热塑性树脂可以单独使用或作为2种以上的混合物、共聚物来使用。第I树脂组合物含有热塑性树脂时,其含量以第I树脂组合物的总量基准计优选为I 50质量%,更优选为I 40质量%,进一步优选为5 30质量%。如果含量超过50质量%,则会有树脂组合物的固化物的耐热性降低的情况。在第I树脂组合物中,作为除上述以外的成分,也可以配合硅烷偶联剂、钛偶联齐U、抗氧化剂、流平剂、离子捕捉剂等添加剂。这些添加剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。添加剂的配合量只要调整为可显现出各添加剂的效果即可。另外,第I树脂组合物也可以包含后述的熔剂。(第2 层)第2层是由含有熔剂的第2树脂组合物构成的层。在第2树脂组合物中,为了还原除去焊料等金属的表面氧化膜从而通过金属接合来形成良好的连接部,配合了熔剂作为必需成分。另外,第2树脂组合物中的填料相对于第2树脂组合物总量的质量比率与第I树脂组合物中的填料相对于第I树脂组合物总量的质量比率相比更小。通过具有这样的构成,在先供给方式中,可充分地抑制陷落的产生。另外,第2树脂组合物可以含有填料也可以不含填料。 第2树脂组合物除了填料的质量比率小以外,也可以含有与第I树脂组合物同样的成分,各成分的配合量也可以与上述第I树脂组合物中优选的配合量同样。第2树脂组合物中的填料相对于第2树脂组合物总量的质量比率优选为O质量%以上且不足20质量%,更优选为O 15质量%,进一步优选为O 10质量%。由于填料的含量少,因此第2树脂组合物和第2层的光透过性提高。由此,在后述的半导体装置的制造方法中粘在半导体晶片上时,能够隔着第2层而确认到凸块前端部,可得到容易进行切割时的定位、连接时与基板的定位的效果。另外,为了能够进行这种凸块前端部的确认,第2层的光透过率对于555nm的可见光而言优选为10%以上,更优选为20%以上,进一步优选为40%以上。另外,光透过率对于555nm的可见光而言可以为95%以下,也可以为90%以下。第2树脂组合物优选含有热塑性树脂。第2树脂组合物含有热塑性树脂时,第2层的表面粘着力具有降低的倾向。因此,例如,在后述的半导体制造方法中,能实现防止将粘贴有半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体晶片单片化成半导体芯片时产生的切削屑附着在第2层的表面这样的效果。从进一步显著地获得该效果的观点考虑,第2树脂组合物中的热塑性树脂的含量以第2树脂组合物的总量基准计,优选为5 99.9质量%,更优选为10 95质量%。另外,从同样的观点考虑,第2树脂组合物中的热塑性树脂和熔剂的合计含量以第2树脂组合物的总量基准计,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上。另外,第2树脂组合物也可以仅由热塑性树脂和熔剂构成。第2树脂组合物中的熔剂的配合量以第2树脂组合物的总量为基准,优选为0.1 10质量%,从光透过性进一步提高的观点考虑,更优选为0.5 7质量%,从保存稳定性进一步提高的观点考虑,进一步优选为I 5质量%。如果配合量为0.1质量%以上,则可更显著地实现熔剂所带来的氧化膜除去效果,因此连接可靠性进一步提高。另外,熔剂过量地存在时会有树脂组合物的绝缘性降低的情况,而通过将配合量设为10质量%以下,可防止这样的绝缘性降低,得到绝缘可靠性优异的树脂组合物。作为熔剂,从在树脂组合物中的分散性优异的观点考虑,优选使用由醇类、酚类和羧酸类所组成的组中选择的至少I种的化合物。作为上述醇类,可列举在分子内具有2个以上醇羟基的化合物。作为这样的醇类,可以使用1,3- 二氧六环-5,5- 二甲醇、1,5-戊二醇、2,5-呋喃二甲醇、二乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、六乙二醇、1,2,3-己三醇、1,2,4-丁三醇、1,2,6-己三醇、3-甲基戊烷_1,3,5-三醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、赤藓醇、季戊四醇、核糖醇、山梨糖醇、2,4- 二乙基-1,5-戊二醇、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、1,3- 丁二醇、2-乙基-1,3-己二醇、N- 丁基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N, N-双(2-羟基乙基)异丙醇胺、双(2-羟基甲基)亚氨基三(羟基甲基)甲烷、N,N,N’,N’ -四(2-羟基乙基)乙二胺、1,1’,1’’,1’’’ -(乙烯二腈)四(2-丙醇)等。这些醇类中,具有叔氮原子的化合物,例如N-丁基二乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-双(2-羟基乙基)异丙醇胺、双(2-羟基甲基)亚氨基三(羟基甲基)甲烷、N, N,N’,N’ -四(2-羟基乙基)乙二胺、1,I,,I,,,I,,,-(乙烯二腈)四(2-丙醇)等,与其他化合物相比,显示出良好的熔剂活性,因此优选。显示出良好的熔剂活性的详细理由不是很清楚,但推测是由于醇羟基的氧化膜还原能力和源于叔氮原子上的不成对电子的给电子性的还原能力一起发挥作用而引起的。另外,这些醇类可以单独使用,也可以组合2种以上使用。作为上述酚类,可列举在分子内具有2个以上酚羟基的化合物。作为这样的酚类,可列举邻苯二酚、间苯二酚、氢醌、联苯酚、二羟基萘、羟基氢醌、邻苯三酚、亚甲基联苯酚(也称为“双酚F”)、异亚丙基联苯酚(也称为“双酚A”)、亚乙基联苯酚(也称为“双酚AD”)、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷、三羟基二苯甲酮、三羟基苯乙酮、聚对乙烯基苯酚等。另外,作为在分子内具有2个以上的酚羟基的化合物,也可以使用分子内具有酚羟基的化合物A与可与该化合物A缩聚的化合物B的缩聚物。这里作为化合物B,可列举二乙烯基苯;醛类;分子内具有2个以上卤代甲基、烷氧基甲基或羟基甲基的芳香族化合物等。另外,这些酚类可以单独使用, 也可以组合2种以上来使用。作为上述化合物A,例如可列举苯酚、烷基苯酚、萘酚、甲酚、邻苯二酚、间苯二酚、氢醌、联苯酚、二羟基萘、羟基氢醌、邻苯三酚、亚甲基联苯酚(“双酚F”)、异亚丙基联苯酚(“双酚A”)、亚乙基联苯酚(“双酚AD”)、1,I, 1-三(4-羟苯基)乙烷、三羟基二苯甲酮、三羟基苯乙酮、聚对乙烯基苯酚等。作为上述醛类,可列举甲醛(其水溶液为福尔马林)、多聚甲醛、三噁烷、六亚甲基四胺等。作为分子内具有2个以上卤代甲基、烷氧基甲基、羟基甲基的芳香族化合物,例如可列举1,2-双(氯甲基)苯、1,3-双(氯甲基)苯、1,4-双(氯甲基)苯、1,2-双(甲氧基甲基)苯、1,3-双(甲氧基甲基)苯、1,4-双(甲氧基甲基)苯、1,2-双(羟基甲基)苯、1,3-双(羟基甲基)苯、1,4-双(羟基甲基)苯、双(氯甲基)联苯、双(甲氧基甲基)联苯等。即作为上述缩聚物,例如可列举作为苯酚和甲醛的缩聚物的苯酚酚醛清漆树脂、作为甲酚和甲醛的缩聚物的甲酚酚醛清漆树脂、作为萘酚类和甲醛的缩聚物的萘酚酚醛清漆树脂、作为苯酚和1,4-双(甲氧基甲基)苯的缩聚物的苯酚芳烷基树脂、双酚A和甲醛的缩聚物、苯酚和二乙烯基苯的缩聚物、甲酚和萘酚及甲醛的缩聚物等,也可以是对这些缩聚物进行橡胶改性而得到的物质、在分子骨架内导入有氨基三嗪骨架、双环戊二烯骨架的物质。进一步,作为熔剂,作为通过将这些酚类烯丙基化而形成了液状的物质,也可以使用烯丙基化苯酚酚醛清漆树脂、二烯丙基双酚A、二烯丙基双酚F、二烯丙基联苯酚等。这些化合物可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。作为上述羧酸类,可以是脂肪族羧酸、芳香族羧酸中的任一种,优选在25°C是固体状的羧酸。作为脂肪族羧酸,例如可列举丙二酸、甲基丙二酸、二甲基丙二酸、乙基丙二酸、烯丙基丙二酸、2,2’ -硫代二乙酸、3,3’ -硫代二丙酸、2,2’ -(亚乙基二硫代)二乙酸、3,3’ - 二硫代二丙酸、2-乙基-2-羟基丁酸、二硫代二甘醇酸、二甘醇酸、乙炔二羧酸、马来酸、苹果酸、2-异 丙基苹果酸、酒石酸、衣康酸、1,3-丙酮二羧酸、丙三羧酸、粘康酸、β -氢粘康酸、琥珀酸、甲基琥珀酸、二甲基琥珀酸、戊二酸、α-酮戊二酸、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、2,2- 二甲基戊二酸、3,3- 二甲基戊二酸、2,2-双(羟基甲基)丙酸、柠檬酸、己二酸、3-叔丁基己二酸、庚二酸、苯基草酸、苯基乙酸、硝基苯基乙酸、苯氧基乙酸、硝基苯氧基乙酸、苯基硫代乙酸、羟基苯基乙酸、二羟基苯基乙酸、扁桃酸、羟基扁桃酸、二羟基扁桃酸、1,2,3,4- 丁烷四羧酸、辛二酸、4,4’ - 二硫代二丁酸、桂皮酸、硝基桂皮酸、羟基桂皮酸、二羟基桂皮酸、香豆酸、苯基丙酮酸、羟基苯基丙酮酸、咖啡酸、高邻苯二酸、甲苯乙酸、苯氧基丙酸、羟基苯基丙酸、苄氧乙酸、苯基乳酸、托品酸、3-(苯基磺酰基)丙酸、3,3-四亚甲基戊二酸、5-氧代壬二酸、壬二酸、苯基琥珀酸、1,2-亚苯基二乙酸、1,3-亚苯基二乙酸、1,4-亚苯基二乙酸、苄基丙二酸、癸二酸、十二烷二酸、i^一烷二酸、二苯基乙酸、二苯乙醇酸(benzilic acid)、二环己基乙酸、十四烧二酸、2,2_ 二苯基丙酸、3,3- 二苯基丙酸、4,4-双(4-羟基苯基)戊酸、海松酸、长叶松酸、异海松酸、松香酸、脱氢松香酸、新松香酸、玛瑙酸(agathic acid)等。作为芳香族羧酸,例如可列举安息香酸、2-羟基安息香酸、3-羟基安息香酸、4-羟基安息香酸、2,3- 二羟基安息香酸、2,4- 二羟基安息香酸、2,5- 二羟基安息香酸、2,6- 二羟基安息香酸、3,4- 二羟基安息香酸、2,3,4-三羟基安息香酸、2,4,6-三羟基安息香酸、3,4, 5-三羟基安息香酸、1,2,3-苯三羧酸、1,2,4-苯三羧酸、1,3,5-苯三羧酸、2-[双(4-羟基苯基)甲基]安息香酸、1-萘甲酸、2-萘甲酸、1-羟基-2-萘甲酸、2-羟基-1-萘甲酸、3-羟基-2-萘甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、1,4- 二羟基-2-萘甲酸、3,5- 二羟基-2-萘甲酸、3,7-二羟基-2-萘甲酸、2,3-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2-苯氧基安息香酸、联苯-4-羧酸、联苯-2-羧酸、2-苯甲酰基安息香酸等。这些羧酸类中,从保存稳定性优异、容易购得的观点考虑,优选使用琥珀酸、苹果酸、衣康酸、2,2-双(羟基甲基)丙酸、己二酸、3,3’ -硫代二丙酸、3,3’ - 二硫代二丙酸、1,2,3,4- 丁烷四羧酸、辛二酸、癸二酸、苯基琥珀酸、十二烷二酸、二苯基乙酸、二苯乙醇酸、4,4-双(4-羟基苯基)戊酸、松香酸、2,5- 二羟基安息香酸、3,4,5-三羟基安息香酸、1,2,4-苯三羧酸、1,3,5-苯三羧酸、2-[双(4-羟基苯基)甲基]安息香酸等。另外,这些羧酸类可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。熔剂在室温(例如25°C)下可以是液状也可以是固体状,但在第2树脂组合物含有环氧树脂的情况下,优选使用在室温下为固体状的熔剂。由于酚类中存在的酚羟基、羧酸类中存在的羧酸基能与环氧树脂反应,因此如果使用液状的熔剂而形成环氧树脂和熔剂均匀相溶的状态,则保存稳定性可能会降低。第2树脂组合物也可以含有金属粒子等导电粒子,但从通过凸块和基板电极的金属接合而得到优异的连接可靠性的观点考虑,导电粒子的含量以第2树脂组合物的总量为基准优选为O 10质量%,更优选为O 5质量%,进一步优选为O质量% (即不含导电粒子)。(半导体密封填充用膜状树脂组合物)本实施方式的半导体密封填充用膜状树脂组合物,例如可以通过如下的方法来制造:使用行星式混合机、珠磨机,将构成第I层的成分和构成第2层的成分分别混合在有机溶剂中,从而制作清漆,使用刮刀涂布机、辊涂机,将该清漆涂布在实施了脱模处理的树脂膜基材上后,干燥除去有机溶剂,从而分别制作作为第I层的膜状树脂组合物和作为第2层的膜状树脂组合物,使用层压机将它们贴合。另外也可以通过如下的方法来制造:将包含构成第I层的成分和构成第2层的成分的任一方的成分的清漆涂布在实施了脱模处理的树脂膜基材上并干燥后,再次涂布包含另一方的成分的清漆并干燥。作为上述有机溶剂,可列举乙酸乙酯、甲基乙基酮、环己酮、N-甲基吡咯烷酮等。另外作为上述树脂膜基材,可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚烯烃等。在本实施方式的半导体密封填充用膜状树脂组合物中,优选使第2层的厚度比第I层的厚度更小。这样的半导体密封填充用膜状树脂组合物的热膨胀系数变小,连接可靠性进一步提高。第2层的厚度优选为第I层厚度的0.8倍以下,优选为0.7倍以下。第2层的厚度的下限没有特别的限制,可以设为第I层厚度的0.05倍以上,也可以设为第I层厚度的0.1倍以上。半导体密封填充用膜状树脂组合物的厚度可以根据用于填充半导体芯片和基板之间的空隙所需要的树 脂量而适当设定。例如半导体密封填充用膜状树脂组合物的厚度优选为连接前的凸块高度的0.5 1.5倍,更优选为0.6 1.3倍,进一步优选为0.7 1.2倍。如果厚度为凸块高度的0.5倍以上,则可以充分地抑制由于树脂的未填充而产生孔隙,连接可靠性更优异。另外,如果厚度超过1.5倍,则连接时来自芯片连接区域的大量树脂组合物会被挤出,树脂组合物可能会附着在不需要的部分。在具有后述准备工序A的制造方法中使用半导体密封填充用膜状树脂组合物的情况下,例如可以将第一层的厚度设为5 25μηι、第二层的厚度设为I 20 μ m (更优选为5 15 μ m)。根据这样的半导体密封填充用膜状树脂组合物,在具有准备工序A的制造方法中,可进一步防止陷落的产生,从而能得到具有更优异的导电性和连接可靠性的半导体装置。另外,第一层和第二层的厚度为上述范围内时,通过将填料的平均粒径设为0.1 0.8 μ m,可以更显著地得到具有准备工序A的制造方法的上述效果。另外,第一层和第二层的厚度为上述范围内时,半导体密封填充用膜状树脂组合物适合于连接凸块高度为40 μ m左右的芯片。另外,在具有后述准备工序B的制造方法中使用半导体密封填充用膜状树脂组合物的情况下,例如可以将第一层的厚度设为20 90 μ m (更优选为30 80 μ m)、第二层的厚度设为I 20 μ m (更优选为5 15 μ m)。根据这种半导体密封填充用膜状树脂组合物,在具有准备工序B的制造方法中,可进一步抑制陷落的产生,从而能得到具有更优异的导电性和连接可靠性的半导体装置。另外,第一层和第二层的厚度为上述范围内时,通过将填料的平均粒径设为0.1 0.8 μ m,可以更显著地得到具有准备工序B的制造方法的上述效果。另外,第一层和第二层的厚度为上述范围内时,半导体密封填充用膜状树脂组合物适合于连接凸块高度为70 μ m左右的芯片。半导体密封填充用膜状树脂组合物在250°C时的凝胶化时间优选为3 30秒,更优选为3 20秒,进一步优选为3 15秒。凝胶化时间为上述范围时,生产性优异的同时,连接可靠性也更优异。另外,所谓在250°C时的凝胶化时间,是指将半导体密封填充用膜状树脂组合物放在设定为250°C的热板上,用刮铲(spatula)等进行搅拌,直到不能搅拌的时间。半导体密封填充用膜状树脂组合物可以通过粘贴在切成规定大小的半导体芯片、半导体晶片、基板等上而供给。(半导体装置的制造方法)本实施方式的半导体装置的制造方法具有如下工序:准备具有电极的基板、形成有凸块的半导体芯片、粘贴在基板或半导体芯片上的半导体密封填充用膜状树脂组合物的准备工序;以及电连接基板的电极和半导体芯片的凸块的连接工序。这里,在基板的电极和半导体芯片的凸块中的至少一方的表面上存在焊料或锡。因此,如专利文献5所记载的方法,为了防止凸块和基板电极之间的陷落而使凸块前部从树脂组合物露出时,露出的焊料或锡形成氧化膜而可能会导致连接不良。与此相对,根据本实施方式的半导体装置的制造方法,由于基板电极和凸块的接合部位于第2层内,因此可以防止由焊料或锡的氧化膜引起的连接不良,且能充分地抑制陷落。另外,由于在基板的电极和半导体芯片的凸块中的至少一方的表面上存在焊料或锡,因此基板的电极和半导体芯片的凸块的电连接通常通过利用焊料或锡的金属接合而形成。即,焊料或锡通过 连接时的加热而熔融,由此基板的电极和半导体芯片的凸块通过焊料或锡而被接合。通过进行这样的金属接合,可得到优异的导电性和连接可靠性。作为半导体芯片,可是使用在多个电极上形成有多个凸块的半导体芯片。作为半导体芯片的材质,没有特别限定,可以使用硅、锗等的元素半导体;砷化镓、磷化铟等的化合物半导体等各种半导体。作为在半导体芯片上形成的凸块,例如可列举铜凸块、金凸块、焊料凸块、在铜柱的前端形成有焊料或锡层结构的凸块等。作为焊料,可以使用Sn_37Pb (熔点183°C ),但考虑到对环境的影响,优选使用Sn-3.5Ag (熔点 221 °C )、Sn-2.5Ag-0.5Cu_lBi (熔点 214 °C )、Sn-0.7Cu (熔点 227 °C )、Sn-3Ag-0.5Cu (熔点217°C )、Sn_92Zn (熔点198°C )等无铅焊料。另外,从对微细连接化的应对这样的观点考虑,优选在铜柱前端形成有焊料或锡层结构的凸块。基板具有设有多个电极的电极面。作为基板,可以使用通常的电路基板,也可以使用不具有凸块的半导体芯片。作为电路基板,可以使用将玻璃环氧、聚酰亚胺、聚酯、陶瓷等绝缘基板表面上形成有铜等金属层的不要部分蚀刻除去而形成有包含电极的配线图形的基板;通过镀铜等在绝缘基板表面上形成有包含电极的配线图形的基板;在绝缘基板表面上印刷导电性物质而形成有包含电极的配线图形的基板等。
在基板电极的表面上优选形成有从金层、焊料层、锡层和防锈被膜层中选择的至少I种表面处理层。金层和锡层可以通过无电解镀或电镀而形成。另外,焊料层可以通过镀敷而形成,也可以通过利用印刷来涂布焊料糊剂并进行加热熔融的方法、在配线图形上配置微细的焊料粒子并进行加热熔融的方法而形成。防锈被膜层可以通过如下方法来设置:在也被称为预熔剂的专用药液中浸溃基板,从而将由铜等形成的配线图形表面的氧化膜除去,同时在该表面形成包含有机成分的防锈被膜。这样的防锈被膜层,由于能够确保对于焊料、锡的良好的润湿性,并且对微细连接化的应对容易,因此是适宜的。为了进行上述的金属接合,在半导体芯片的凸块为铜凸块、金凸块等在表面不具有焊料或锡的凸块的情况下,作为基板的电极,可选择表面上形成有焊料层或锡层的电极。另外,在基板的电极表面上不存在焊料或锡的情况,作为半导体芯片的凸块,可选择焊料凸块、在铜柱的前端形成有焊料或锡层结构的凸块等。作为准备工序,例如可列举:准备基板、粘贴在该基板上的半导体密封填充用膜状树脂组合物和半导体芯片的准备工序A ;准备半导体芯片、粘贴在该半导体芯片上的半导体密封填充用膜状树脂组合物和基板的准备工序B ;等。(准备工序A)在准备工序A中,按照将第2层配置在基板侧的方式将半导体密封填充用膜状树脂组合物粘贴在基板的电极面上。作为在基板的电极面上粘贴半导体密封填充用膜状树脂组合物的方法,例如可列举使用加热辊层压机、真空层压机的方法。(准备工序B)在准备工序中实·施如下工序:在具有形成有多个凸块的凸块形成面的半导体晶片的该凸块形成面上,按照相对于第2层将第I层配置在半导体晶片侧的方式粘贴半导体密封填充用膜状树脂组合物的粘贴工序;以及对经过第I工序的半导体晶片进行单片化,得到粘贴有半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体芯片的单片化工序。准备工序B由于能够一次性制作多个粘贴有半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体芯片,因此生产性优异。作为在半导体晶片的凸块形成面上粘贴半导体密封填充用膜状树脂组合物的方法,例如可列举使用加热辊层压机、真空层压机的方法。这里,由于如上所述第2树脂组合物中的填料相对于第2树脂组合物总量的质量比率少(例如不足20质量%)和第2层的光透过性优异,因此能够隔着第2层而确认到凸块前端。因此,在单片化工序、后述的连接工序中,能够将凸块的前端作为基准而进行定位,操作性提高。半导体晶片的单片化,例如可以通过刀片切割、激光切割、隐形切割等而进行。这时,半导体晶片可以通过在半导体晶片的与凸块形成面相反侧的面上贴合切割胶带而将其固定在切割装置上,也可以通过在粘贴于半导体晶片的半导体密封填充用膜状树脂组合物上贴合切割胶带而将其固定在切割装置上。在准备工序B中,也可以在通过背面研磨加工而被薄化加工至预先规定厚度的半导体晶片上粘贴半导体密封填充用膜状树脂组合物。另外,也可以在施加背面研磨加工前的半导体晶片上粘贴半导体密封填充用膜状树脂组合物后,按照与半导体密封填充用膜状树脂组合物接触的方式贴合背面研磨胶带,对与凸块形成面相反侧的面进行背面研磨加工而薄化加工至规定的厚度。另外,在准备工序B中,也可以对于实施背面研磨加工前的半导体晶片,沿着切割线通过切割装置进行半加工形成沟槽后,在凸块形成面上粘贴半导体密封填充用膜状树脂组合物。在这种情况下,可以按照与半导体密封填充用膜状树脂组合物接触的方式贴合背面研磨胶带,通过背面研磨使上述沟槽从与凸块形成面相反侧的面露出,从而薄化半导体晶片,并且单片化为半导体芯片。在连接工序中,电连接基板的电极和半导体芯片的凸块。连接工序,例如可以隔着半导体密封填充用膜状树脂组合物将半导体芯片和基板相对配置,一边在焊料或锡的熔点以上的温度下加热一边加压而进行。由此,通过第2层(或第2层和第I层)所含有的熔剂而除去焊料或锡的表面氧化膜,同时焊料或锡迅速地溶解,半导体芯片的凸块和基板的电极进行金属接合。这里,按照第I层位于半导体膜侧、第2层位于基板侧的方式配置半导体密封填充用膜状树脂组合物。由此,可充分地抑制陷落的产生,从而能制造具有良好导电性和连接可靠性的半导体装置。加热加压时间优选为0.1 20秒,更优选为0.1 15秒,进一步优选为0.1 10秒。通过将加热加压时间设为0.1秒,可从凸块和电极之间充分地排除树脂组合物,同时焊料或锡的表面氧化膜可均匀地除去,因此连接可靠性具有进一步提高的倾向。另外,如果连接时间超过20秒,则生产性可能会降低。连接工序也可 以包含如下工序:在第2层所含熔剂的活性温度以上、焊料或锡的熔点以下的温度下加热加压的第I加热工序,以及在焊料或锡的熔点以上的温度下加热加压而将半导体芯片的凸块和基板的电极金属接合的第2加热工序。在第I加热工序中,通过加热而从凸块和基板电极之间排除低粘度化的树脂组合物,同时通过熔剂除去焊料或锡的表面氧化膜。第I加热工序后的焊料或锡由于被覆在树脂组合物上,因此能防止再氧化。另外,在第I加热工序中,树脂组合物中的低分子量成分挥发或闻分子化。根据第I加热工序,由于可从凸块和基板电极之间充分地排除树脂组合物,因此能进一步抑制陷落的产生。另外,由于通过第I加热工序使树脂组合物中的低分子量成分挥发或高分子化,因此,在第2加热工序的高温连接条件下可以抑制低分子量成分挥发而产生孔隙。第I加热工序的加热时间通常优选为0.1 20秒,更优选为0.5 15秒,进一步优选为1.0 15秒。如果加热时间为0.1秒以上,则焊料或锡的表面氧化膜被均匀地除去,同时能充分地进行凸块和基板电极之间的树脂排除,因此连接可靠性具有进一步提高的倾向。另外,如果加热时间超过20秒,则生产性可能会降低。但是,如果通过第I加热工序会使半导体密封填充用膜状树脂组合物凝胶化,则在第2加热工序中,由于凝胶化的树脂组合物,会妨碍熔融的焊料或锡的流动,可能无法发挥充分的润湿性。因此,加热时间优选根据使用的半导体密封填充用膜状树脂组合物的凝胶化时间而适当设定。
在第2加热工序中,使焊料或锡熔融而将凸块和基板电极金属接合。因此加热温度设定在焊料或锡的熔点以上。由于在第I加热工序中,完成了焊料或锡的表面氧化膜的除去以及凸块和基板电极之间的树脂排除,因此在第2加热工序中,焊料或锡迅速熔融,在凸块和基板电极的表面可以显现出良好的润湿性。第2加热工序的加热时间通常优选为0.1 20秒,更优选为0.5 15秒,进一步优选为1.0 15秒。通过将加热时间设为0.1秒以上,焊料或锡充分地润湿凸块和基板电极的表面,因此可以进一步抑制连接不良的产生。另外,如果加热时间超过20秒,则生产性可能会降低。但是,在第2加热工序中,通过使半导体密封填充用膜状树脂组合物凝胶化,可增强进行金属接合而成的连接部。由此,可期待如下效果:抑制在连接结束后的冷却过程中起因于半导体芯片和基板的热膨胀系数差的热应力集中于连接部而产生裂纹等连接不良。因此,第2加热工序的加热时间,优选根据凝胶化时间而适当设定,以使半导体密封填充用膜状树脂组合物充分凝胶化。第I加热工序和第2加热工序可以通过单一的连接装置进行连接,但由于需要对连接装置进行升温或冷却,因此会有操作时间延长、生产性降低的情况。另一方面,通过将第I加热工序和第2加热工序分离,通过不同的连接装置分别进行,能够在将连接装置的设定温度维持一定的状态下操作,可以实现高生产性。另外,由于可以通过具有能够加热至一定温度的机构(恒定加热机构)的连接装置而不是具有升温、冷却机构(脉冲加热机构)的连接装置来进行,因此能够简化设备。另外,可以在进行第I加热工序之前,进行临时固定工序,即进行半导体芯片和基板的定位,并在比熔剂的活性温度更低、比半导体密封填充用膜状树脂组合物显示粘着性的温度更高的温度下,临时固定半导体芯片和基板。通过设置这样的临时固定工序,能够对多个半导体芯片和基板统一进行第I加热工序和第2加热工序,能够实现高生产性。

进一步,为了进一步提高连接可靠性,可以在连接半导体芯片和基板后,通过加热烘箱等进行加热处理,进一步进行半导体密封填充用膜状树脂组合物的固化。接着对通过本实施方式的制造方法而制造的半导体装置进行说明。图1是表示本发明的半导体装置的一实施方式的示意剖面图。半导体装置10具有电路基板7、半导体芯片5、配置在电路基板7和半导体芯片5之间的密封树脂6。密封树脂6由本实施方式的半导体密封填充用膜状树脂组合物的固化物形成,密封了电路基板7和半导体芯片5之间的空隙。电路基板7具有内插板等基板和设置在该基板的一面上的配线4。电路基板的配线4和半导体芯片5通过凸块3进行了电连接。另外,电路基板7在与设有配线4的面相反侧的面上具有电极焊盘2和设在电极焊盘2上的焊料球1,能够与其他电路部件进行连接。作为本发明的半导体装置,可列举如图1所示,在称为内插板的基板上搭载有半导体芯片,并进行树脂密封而成的装置。具体而言,可列举CSP (芯片尺寸封装)、BGA (球栅阵列)。另外,作为本发明的其它半导体装置,可列举在半导体芯片上搭载有不同的半导体芯片结构的CoC(Chip-on_Chip,叠层芯片)、通过娃贯通电极而3维层叠有多个半导体芯片结构的3D封装体等。另外,使用本实施方式的半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体装置的制造方法,不限定于上述制造方法,例如也可以如下制造半导体装置:按照第I层与半导体芯片的凸块形成面接触的方式供给半导体密封填充用膜状树脂组合物,将2个如上所得的结构组合,使凸块彼此连接,制造半导体装置。以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式。实施例以下,通过实施例更具体地说明本发明,但本发明不限定于实施例。(实施例1 10、比较例I 6)按照表I 3所示的构成,使用加热至50°C的辊层压机贴合通过以下所示方法制作的膜状树脂组合物A K,从而制造了实施例1 10和比较例I 6的半导体密封填充用膜状组合物。(膜状树脂组合物A)将苯 氧树脂“PKCP80” (Inchem Corporation制、产品名)45g、多官能环氧树脂“EP1032H60”(日本环氧树脂株式会社制、产品名)30g、液状酸酐“YH307”(日本环氧树脂株式会社制、产品名)20g、二氧化硅填料“SE2050”(株式会社Admatechs制、产品名、平均粒径0.4 0.6 μ m) 100g、己二酸(西格玛奥德里奇制)3g、固体促进剂“TPP-K”(北兴化学工业株式会社制、产品名)Ig分散、溶解在甲基乙基酮溶剂中而制作清漆,使用刮刀涂布机将该清漆涂布在隔离膜(PET膜)上后,在70°C的烘箱中干燥10分钟,从而制作规定厚度的膜状树脂组合物A。(膜状树脂组合物B)除了没有配合己二酸以外,与膜状树脂组合物A同样地制作规定厚度的膜状树脂组合物。(膜状树脂组合物C)除了将二氧化娃填料“SE2050” (株式会社Admatechs制、产品名、平均粒径0.4
0.6 μ m)的配合量设为IOg以外,与膜状树脂组合物A同样地制作规定厚度的膜状树脂组合物C。(膜状树脂组合物D)除了没有配合二氧化硅填料以外,与膜状树脂组合物A同样地制作规定厚度的膜状树脂组合物D。(膜状树脂组合物E)将苯氧树脂“PKCP80” (Inchem Corporation制、产品名)50g、己二酸(西格玛奥德里奇制)3g分散、溶解在甲基乙基酮溶剂中而制作清漆,使用刮刀涂布机将该清漆涂布在隔离膜(PET膜)上后,在70°C的烘箱中干燥10分钟,从而制作规定厚度的膜状树脂组合物E。(膜状树脂组合物F)除了没有配合二氧化硅填料和己二酸以外,与膜状树脂组合物A同样地制作规定厚度的膜状树脂组合物F。(膜状树脂组合物G)将苯氧树脂“PKCP80” (Inchem Corporation制、产品名)50g、二氧化娃填料“SE2050”(株式会社Admatechs制、产品名、平均粒径0.4 0.6 μ m)50g分散、溶解在甲基乙基酮溶剂中而制作清漆,使用刮刀涂布机将该清漆涂布在隔离膜(PET膜)上后,在70°C的烘箱中干燥10分钟,从而制作规定厚度的膜状树脂组合物G。(膜状树脂组合物H)将苯氧树脂“ZX1356-2”(东都化成株式会社制、产品名)30g、多官能环氧树脂“EP1032H60”(日本环氧树脂株式会社制、产品名)45g、双F型液状环氧树脂“YL983U”(日本环氧树脂株式会社制、产品名)10g、柔软性环氧树脂“YL7175-1000”(日本环氧树脂株式会社制、产品名)5g、2,4-二氨基-6-[2’ -甲基咪唑基-(Γ)]-乙基-S-三嗪异氰脲酸加成物“2MA-0K”(四国化成工业株式会社制、产品名)2g、二氧化硅填料“SE2050”(株式会社Admatechs制、产品名、平均粒径0.4 0.6 μ m) 75g、核壳型有机填料“EXL-2655”(罗门哈斯日本株式会社制、产品名)10g、己二酸(西格玛奥德里奇制)2g分散、溶解在甲基乙基酮溶剂中而制作清漆,使用刮刀涂布机将该清漆涂布在隔离膜(PET膜)上后,在70°C的烘箱中干燥10分钟,从而 制作规定厚度的膜状树脂组合物H。(膜状树脂组合物I)除了没有配合己二酸以外,与膜状树脂组合物H同样地制作规定厚度的膜状树脂组合物I。(膜状树脂组合物J)除了没有配合二氧化硅填料和有机填料以外,与膜状树脂组合物H同样地制作规定厚度的膜状树脂组合物J。(膜状树脂组合物K)除了没有配合二氧化硅填料、有机填料和己二酸以外,与膜状树脂组合物H同样地制作规定厚度的膜状树脂组合物K。(光透过性的测定)通过以下的方法来测定膜状树脂组合物A K的光透过性。(光透过率测定方法)准备在隔板上按照厚度分别为25 μ m的方式形成有膜状树脂组合物A K的材料和隔板单体,分别切出30mmX30mm的尺寸后,将形成在隔板上的膜状热固性树脂组合物设置在株式会社日立高新技术公司制分光光度计U-3310的样品安装部,将隔板单体设置在参照安装部,在400 800nm的波长区域中,以扫描速度300nm/分测定光透过率,读取555nm时的光透过率。[表 I]
实施例1 实施倒2 实施例3 !实施倒4 实施例5 实施例6
——1----1---
I榑駡组合物AAA I BBB !
第 I层------^---!
厚度(鋅 m)202020: 202020 jI光透过率(%)33 3I 333 j树脂组合物CDECOE
第 2I I厚度((Urn)10101010I O10
I光透过率(%>518580518580[表2]
权利要求
1.一种半导体密封填充用膜状树脂组合物,其具有由含有热固性树脂和填料的第I树脂组合物构成的第I层以及由含有熔剂的第2树脂组合物构成的第2层, 所述第2树脂组合物中的填料相对于所述第2树脂组合物总量的质量比率与所述第I树脂组合物中的填料相对于所述第I树脂组合物总量的质量比率相比更小。
2.根据权利要求1所述的半导体密封填充用膜状树脂组合物,所述第2树脂组合物进一步含有热塑性树脂。
3.一种半导体装置的制造方法,其是具备半导体芯片和基板的半导体装置的制造方法,所述半导体芯片具有形成有多个凸块的凸块形成面,所述基板具有设有多个电极的电极面,该半导体装置的制造方法具有如下工序: 第I工序,按照相对于所述第I层将所述第2层配置在所述基板侧的方式,将权利要求1或2所述的半导体密封填充用膜状树脂组合物粘贴在所述基板的所述电极面上;以及第2工序,隔着所述半导体密封填充用膜状树脂组合物,按照所述电极面和所述凸块形成面相对的方式配置经过所述第I工序的所述基板和所述半导体芯片,进行加热加压使得所述基板的电极和所述半导体芯片的凸块电连接, 在通过所述第2工 序连接的所述电极和所述凸块中的至少一方的表面上存在锡或焊料。
4.一种半导体装置的制造方法,其是具备半导体芯片和基板的半导体装置的制造方法,所述半导体芯片具有形成有多个凸块的凸块形成面,所述基板具有设有多个电极的电极面,该半导体装置的制造方法具有如下工序: 第I工序,在具有形成有多个凸块的凸块形成面的半导体晶片的该凸块形成面上,按照相对于所述第2层将所述第I层配置在所述半导体晶片侧的方式,粘贴权利要求1或2所述的半导体密封填充用膜状树脂组合物; 第2工序,对经过所述第I工序的所述半导体晶片进行单片化,从而得到粘贴有所述半导体密封填充用膜状树脂组合物的半导体芯片;以及 第3工序,隔着所述半导体密封填充用膜状树脂组合物,按照所述凸块形成面和所述电极面相对的方式配置通过所述第2工序得到的所述半导体芯片和所述基板,进行加热加压使得所述半导体芯片的凸块和所述基板的电极电连接, 在通过所述第3工序连接的所述电极和所述凸块中的至少一方的表面上存在锡或焊料。
5.一种半导体装置,通过权利要求3或4所述的半导体装置的制造方法而制造。
全文摘要
一种半导体密封填充用膜状树脂组合物,其具有由含有热固性树脂和填料的第1树脂组合物构成的第1层以及由含有熔剂的第2树脂组合物构成的第2层,第2树脂组合物中的填料相对于第2树脂组合物总量的质量比率与第1树脂组合物中的填料相对于第1树脂组合物总量的质量比率相比更小。
文档编号H01L21/60GK103249559SQ201180055158
公开日2013年8月14日 申请日期2011年11月16日 优先权日2010年11月18日
发明者榎本哲也, 永井朗, 宫泽笑, 本田一尊 申请人:日立化成株式会社
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