半导体装置的制造方法_2

文档序号:9553369阅读:来源:国知局
在位于电线30侧的一端部,与位于电极焊盘 12侧的另一端部相比,Ag和Pd的组成比变高,并且A1的组成比变低。此外,本实施方式中 的合金层32可以在位于电极焊盘12侧的另一端部具有不含有Pd的区域,但是优选不具有 该区域。
[0054] 另外,在构成电线30的第一金属材料中含有Au的情况下,本实施方式中的合金层 32例如设置成,在位于上述电线30侧的一端部,与位于电极焊盘12侧的另一端部相比,Ag、 Pd和Au的组成比变高,并且A1的组成比变低。
[0055] 在本实施方式中,电线30和电极焊盘12经由在接合部40形成的含有Ag、A1和 Pd、或含有Ag、Al、Pd和Au的合金层32相互接合。
[0056] 在图3所示的例子中,合金层32在电线30中的与电极焊盘12接合的端面设置成 层状或岛状。此时,电线30中的与电极焊盘12接合的端面,与前端部30a的底面一致。此 外,合金层32的形状并不限定于此,能够形成为各种形状。
[0057] 半导体芯片10和电线30例如利用由环氧树脂组合物的固化物构成的密封树脂60 密封。在该情况下,电线30与电极焊盘12的接合部40也利用上述环氧树脂组合物的固化 物密封。
[0058] 将半导体芯片10和电线30密封的环氧树脂组合物的固化物例如可以含有有机硫 化合物。在该情况下,能够使环氧树脂组合物的固化物相对于半导体芯片10和由以Ag为 主要成分的第一金属材料构成的电线30的密合性良好。因此,能够抑制由环氧树脂组合物 的固化物构成的密封树脂60与半导体芯片10以及电线30之间的剥离等。
[0059] 环氧树脂组合物的固化物中的来自有机硫化合物的硫的含量例如优选为lppm以 上400ppm以下。在此,将环氧树脂组合物的固化物中的硫含量设为来自有机硫化合物的 硫的含量。硫含量例如如以下那样进行定量。首先,称取环氧树脂组合物的固化物约5mg, 使其在内部充满氧气的烧瓶内燃烧,使产生的燃烧气体被5%氢氧化钾溶液吸收。接着,将 利用离子色谱法测定的5%氢氧化钾溶液中的硫酸离子量换算为环氧树脂组合物中的硫含 量。
[0060] 通过使硫含量为lppm以上,能够有效地提高上述环氧树脂组合物的固化物相对 于电线30和半导体芯片10的密合性。另外,通过使硫含量为400ppm以下,能够提高利用 环氧树脂组合物的固化物密封的接合部40的高温保管特性。此外,环氧树脂组合物的固化 物中的硫含量,能够通过分别适当地控制构成环氧树脂组合物的成分和制备方法来进行调 整。
[0061] 将半导体芯片10和电线30密封的环氧树脂组合物的固化物的pH例如优选为4 以上7以下,更优选为4. 5以上6. 5以下。在该情况下,能够抑制接合部40被该环氧树脂 组合物的固化物腐蚀。因此,能够提高电线30与电极焊盘12之间的接合可靠性。
[0062] 此外,环氧树脂组合物的固化物的pH能够通过分别适当地控制构成环氧树脂组 合物的成分和制备方法来进行调整。
[0063] 以下,对构成密封树脂60的环氧树脂组合物详细地进行说明。环氧树脂组合物含 有㈧环氧树脂和⑶固化剂。
[0064] ((A)环氧树脂)
[0065] 作为环氧树脂组合物中包含的(A)环氧树脂,可以使用所有在1分子内具有2个 以上的环氧基的单体、低聚物、聚合物,对其分子量和分子结构没有特别限定。
[0066] 在本实施方式中,作为(A)环氧树脂,可以列举例如:联苯型环氧树脂;双酚A型 环氧树脂、双酚F型环氧树脂、四甲基双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂;芪型环氧树脂; 苯酚酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂等酚醛型环氧树脂;三苯酚甲烷型环氧树脂、烷 基改性三苯酚甲烷型环氧树脂等多官能环氧树脂;具有亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树 月旨、具有亚联苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂等芳烷基型环氧树脂;二羟基萘型环氧树 月旨、将二羟基萘的二聚物进行缩水甘油醚化而得到的环氧树脂等萘酚型环氧树脂;三缩水 甘油基异氰脲酸酯、单烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯等含三嗪核的环氧树脂;二环戊二 烯改性苯酚型环氧树脂等交联环状烃化合物改性苯酚型环氧树脂,这些物质可以单独使用 1种,也可以并用2种以上。其中,联苯型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂和 四甲基双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂、以及芪型环氧树脂优选具有结晶性的树脂。
[0067]作为环氧树脂(A),特别优选使用含有选自由下述式(1)表示的环氧树脂、由下述 式(2)表示的环氧树脂和由下述式(3)表示的环氧树脂中的至少1种的环氧树脂。
[0068]
[0069] 式(1)中,Ar1表示亚苯基或亚萘基,在Ar1为亚萘基的情况下,缩水甘油醚基可以 结合于α位或β位。Ar2表示亚苯基、亚联苯基和亚萘基中的任1个基团。R5和R6分别 独立地表示碳原子数1~10的烃基。g为0~5的整数,h为0~8的整数。η3表示聚合 度,其平均值为1~3。
[0070]
[0071] 式(2)中,存在多个的R9分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烃基。η5表 示聚合度,其平均值为〇~4。
[0072]
[0073] 式(3)中,存在多个的R1(:和R11分别独立地表示氢原子或碳原子数1~4的烃基。 η6表示聚合度,其平均值为0~4。
[0074] (Α)环氧树脂的含量相对于环氧树脂组合物整体优选为3质量%以上,更优选为5 质量%以上,进一步优选为8质量%以上。由此,能够抑制由环氧树脂组合物的粘度上升引 起的电线切断。另外,环氧树脂(Α)的含量相对于环氧树脂组合物整体优选为18质量%以 下,更优选为13质量%以下,进一步优选为11质量%以下。由此,能够抑制由吸水率增加 导致的耐湿可靠性的降低等。
[0075] ((B)固化剂)
[0076] 作为环氧树脂组合物中包含的(Β)固化剂,例如可以大致分为加聚型的固化剂、 催化剂型的固化剂和缩合型的固化剂这3种类型。
[0077] 作为⑶固化剂所使用的加聚型的固化剂,例如可以列举:多胺化合物,包括二亚 乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(ΤΕΤΑ)、间苯二甲胺(MXDA)等脂肪族多胺,二氨基二苯甲 烷(DDM)、间苯二胺(MPDA)、二氨基二苯基砜(DDS)等芳香族多胺,以及双氰胺(DICY)、有机 酸二酰肼等;酸酐,包括六氢邻苯二甲酸酐(ΗΗΡΑ)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(ΜΤΗΡΑ)等脂环 族酸酐,和偏苯三甲酸酐(TMA)、均苯四甲酸酐(PMDA)、二苯甲酮四酸二酐(BTDA)等芳香族 酸酐等;线型酚醛树脂、聚乙烯基苯酚等酚醛树脂类固化剂;多硫化物、硫酯、硫醚等聚硫 醇化合物;异氰酸酯预聚物、封端异氰酸酯等异氰酸酯化合物;含羧酸的聚酯树脂等有机 酸类等。
[0078] 作为⑶固化剂所使用的催化剂型的固化剂,可以列举例如:苄基二甲胺(BDMA)、 2, 4, 6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)等叔胺化合物;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基 咪唑(ΕΜΙ24)等咪唑化合物;BF3配位化合物等路易斯酸等。
[0079] 作为⑶固化剂所使用的缩合型的固化剂,可以列举例如:甲阶酚醛树脂;含羟甲 基的尿素树脂那样的尿素树脂;含羟甲基的三聚氰胺树脂那样的三聚氰胺树脂等。
[0080] 其中,从使耐燃性、耐湿性、电特性、固化性和保存稳定性等的平衡提高的观点出 发,优选酚醛树脂类固化剂。作为酚醛树脂类固化剂,可以使用所有在一分子内具有2个以 上的酚性羟基的单体、低聚物、聚合物,对其分子量和分子结构没有特别限定。
[0081] 作为(Β)固化剂所使用的酚醛树脂类固化剂,可以列举例如:苯酚酚醛清漆树脂、 甲酚酚醛清漆树脂、双酚酚醛清漆等酚醛清漆型树脂;聚乙烯基苯酚;三苯酚甲烷型酚醛 树脂等多官能型酚醛树脂;萜烯改性酚醛树脂、二环戊二烯改性酚醛树脂等改性酚醛树脂; 具有亚苯基骨架和/或亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、具有亚苯基和/或亚联苯基骨架 的萘酚芳烷基树脂等芳烷基型树脂;双酚A、双酚F等双酚化合物等,这些物质可以单独使 用1种,也可以并用2种以上。
[0082] 作为(B)固化剂,特别优选使用选自由下述式(4)表示的化合物中的至少1种固 化剂。
[0083]
[0084] 式(4)中,Ar3表示亚苯基或亚萘基,在Ar3为亚萘基的情况下,羟基可以结合于α 位或β位。Ar4表示亚苯基、亚联苯基和亚萘基中的任1个基团。R7和Rs分别独立地表示 碳原子数1~10的烃基。i为0~5的整数,j为0~8的整数。η4表示聚合度,其平均值 为1~3〇
[0085] (Β)固化剂的含量相对于环氧树脂组合物整体优选为2质量%以上,更优选为3质 量%以上,进一步优选为6质量%以上。由此,能够得到具有充分的流动性的环氧树脂组合 物。另外,(Β)固化剂的含量相对于环氧树脂组合物整体优选为15质量%以下,更优选为 11质量%以下,进一步优选为8质量%以下。由此,能够使引起由吸水率增加导致的耐湿可 靠性的降低等的可能性减少。
[0086] 作为使用酚醛树脂类固化剂作为(Β)固化剂的情况下的(Α)环氧树脂与作为酚醛 树脂类固化剂的(Β)固化剂的配合比率,总环氧树脂的环氧基数(ΕΡ)与总酚醛树脂类固化 剂的酚性羟基数(0Η)的当量比(EPV(OH)优选为0.8以上1.3以下。通过使当量比为上 述范围,能够抑制环氧树脂组合物的固化性的降低、或环氧树脂固化物的物性的降低等。
[0087] 在环氧树脂组合物中,可以根据需要分别含有(C)填充材料、(D)中和剂、(E)固化 促进剂或(F)有机硫化合物。
[0088] ((C)填充材料)
[0089] 作为(C)填充材料,可以使用一般的半导体密封用环氧树脂组合物中所使用的填 充材料,可以列举例如:熔融球状二氧化硅、熔融破碎二氧化硅、结晶二氧化硅、滑石、氧化 铝、钛白、氮化硅等无机填充材料,有机硅粉末、聚乙烯粉末等有机填充材料。其中,特别优 选使用熔融球状二氧化硅。这些填充材料可以单独使用1种,也可以并用2种以上
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