[发明专利]半导体密封填充用热固性树脂组合物以及半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体密封填充用热固性树脂组合物以及使用其制造的半导体装置。

背景技术

近年，随着电子机器的小型化、高性能化，对半导体装置要求小型化、薄型化和电气特性的提高(对高频传输的应对等)。随之，开始从以往的通过引线接合将半导体芯片安装于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片连接方式转变。

作为半导体芯片上形成的凸块，使用的是由焊锡、金构成的凸块，但为了应对近年的微细连接化，开始使用在铜凸块或铜柱的前端形成有焊锡层或锡层的结构的凸块。

另外，为了高可靠性化，要求通过金属接合进行的连接，不仅是使用焊锡凸块的焊锡接合、利用在铜柱的前端形成有焊锡层或锡层的结构的凸块进行的金属接合，就是使用铜凸块或金凸块的情况下，也采用在基板电极侧形成焊锡层或锡层，进行金属接合的连接方法。

进而，在倒装片连接方式中，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在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方式：用焊锡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，为了还原除去焊锡表面的氧化膜而容易地进行金属接合，通常使用由松香或有机酸等形成的助熔剂(flux)。这里，如果助熔剂的残渣残留，则在注入液状密封树脂时会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。但是，随着连接间距的窄间距化，半导体芯片与基板之间的空隙变窄，因此有难以清洗助熔剂残渣的情况。而且，存在为了向半导体芯片和基板之间的狭窄孔隙中注入液状密封树脂，需要很长时间、生产性降低的问题。

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，即使用具有会还原除去焊锡表面的氧化膜的性质(助熔剂活性)的密封树脂，将密封树脂供给基板后，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，能够省略助熔剂残渣的清洗；与该连接方法对应的密封填充用树脂的开发正在进行(例如，参照专利文献1～3)。

而且，为了简化连接工艺，所谓晶片工艺受到注目，即在半导体晶片的凸块形成面上形成密封填充用树脂层后，通过单片化为半导体芯片，从而一并制作形成了多个树脂层的芯片，将半导体芯片和基板连接的工艺；该工艺对应的密封填充用树脂的开发也在活跃进行(例如，参照专利文献4～6)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2003-138100号说明书

专利文献2：日本特开2005-320368号说明书

专利文献3：日本特开2009-24099号说明书

专利文献4：日本特表2007-504684号说明书

专利文献5：日本特开2008-294382号说明书

专利文献6：日本特开2009-135308号说明书

发明内容

发明要解决的问题

但是，随着近年的无铅化的发展，正转为不使用迄今的共晶焊锡，而是开始使用Sn-Ag-Cu等无铅焊锡，半导体装置的安装温度也高温化为240℃至260℃。因此，对于密封填充用树脂，高温下的高可靠性化的要求也在增高，特别是要求高温下的粘接力的进一步提高。

因此，本发明的目的在于，提供一种高温下的连接可靠性优异、即即使在高温下也能够以充分的粘接力且良好的连接状态密封填充半导体的半导体密封填充用热固性树脂组合物。

解决问题的手段

本发明提供一种以热固性树脂、固化剂、助熔剂、平均粒径不同的至少2种以上的无机填料为必须成分，且无机填料包含平均粒径为100nm以下的无机填料和平均粒径大于100nm的无机填料的半导体密封填充用热固性树脂组合物。这里所说的平均粒径，可以使用利用了激光衍射法的粒度分布测定装置，作为中值直径来求出。

通过所述半导体密封填充用热固性树脂组合物，在高温下也能够以充分的粘接力且良好的连接状态密封填充半导体。

就上述半导体密封填充用热固性树脂组合物而言，从可以提高操作性的观点考虑，优选形成为膜状。

就上述半导体密封填充用热固性树脂组合物而言，从可以更高效地实现本发明效果的观点考虑，优选在250℃时的粘度为100Pa·s以下。