JP2010239106A - Adhesive for bonding semiconductor chip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、硬化物の線膨張率及び弾性率が低く、接合された半導体チップへの応力の発生を低減することでハンダ等の導通部分のクラックの発生を防止し、信頼性の高い半導体装置を製造することができる半導体チップ接合用接着剤に関する。また、本発明は、該半導体チップ接合用接着剤を用いて製造される非導電性ペースト及び非導電性フィルムに関する。 The present invention provides a highly reliable semiconductor device that has a low linear expansion coefficient and elastic modulus of a cured product, reduces the occurrence of stress on a bonded semiconductor chip, and prevents the occurrence of cracks in conductive portions such as solder. The present invention relates to an adhesive for bonding a semiconductor chip. The present invention also relates to a non-conductive paste and a non-conductive film manufactured using the semiconductor chip bonding adhesive.
半導体装置の製造方法において、半導体チップを基板等に接着固定（フリップチップボンディング）する際には、例えば、液状エポキシ等の接着剤が用いられる。フリップチップボンディング工程において用いられる接着剤には、接合後、接合された半導体チップや、ハンダ等からなるバンプ等の導通部分にできる限り応力を発生させない性質が求められる。半導体チップに応力が発生すると、基板と半導体チップとが剥がれたり、導通部分にクラックが入ったりすることによって、半導体装置の導通不良等が生じるためである。 In the manufacturing method of a semiconductor device, when a semiconductor chip is bonded and fixed to a substrate or the like (flip chip bonding), for example, an adhesive such as liquid epoxy is used. The adhesive used in the flip-chip bonding process is required to have a property that does not generate stress as much as possible in a conductive portion such as a bonded semiconductor chip or a bump made of solder after bonding. This is because when a stress is generated in the semiconductor chip, the substrate and the semiconductor chip are peeled off or a crack is formed in the conductive portion, thereby causing a conduction failure of the semiconductor device.
半導体チップへの応力は、接着剤を加熱硬化した温度から冷却する過程において、半導体チップと、接着剤硬化物と、基板との間の収縮率の温度依存性（線膨張率）の差、及び、硬化物の弾性率が大きな要因であり、接着剤硬化物の線膨張率と弾性率とを低下させることで抑制できると考えられている。従来、半導体チップへの応力の発生を低減するために、接着剤に無機充填材を大量に添加することによって硬化物の線膨張率を低下させる方法が用いられてきた。例えば、特許文献１に開示される接着性、速硬化性、信頼性に優れた半導体用ダイアタッチペーストには、必須成分として銀粉、シリカ等の充填材が添加されている。 In the process of cooling the adhesive from the temperature at which the adhesive is heat-cured, the stress on the semiconductor chip is the difference in the temperature dependence (linear expansion coefficient) of the shrinkage rate between the semiconductor chip, the cured adhesive, and the substrate, and It is considered that the elastic modulus of the cured product is a major factor and can be suppressed by lowering the linear expansion coefficient and elastic modulus of the cured adhesive product. Conventionally, in order to reduce the occurrence of stress on a semiconductor chip, a method of reducing the linear expansion coefficient of a cured product by adding a large amount of an inorganic filler to an adhesive has been used. For example, fillers such as silver powder and silica are added as essential components to the die attach paste for semiconductors disclosed in Patent Document 1 and having excellent adhesiveness, fast curability, and reliability.
また、近年、半導体装置の小型化、高集積化への要望に伴って配線及び配線間距離の微細化が進行し、半導体チップの製造に用いられる配線用絶縁膜材料として、比誘電率の小さい、いわゆるＬｏｗ−ｋ材が注目を集めており、Ｌｏｗ−ｋ材を用いた半導体チップに対しては、従来の無機充填材を添加した接着剤では充分に対応できなくなっている。 In recent years, with the demand for miniaturization and high integration of semiconductor devices, the miniaturization of wiring and inter-wiring distance has progressed, and the dielectric constant is small as a wiring insulating film material used for manufacturing semiconductor chips. So-called Low-k materials are attracting attention, and conventional adhesives to which inorganic fillers are added cannot be sufficiently applied to semiconductor chips using Low-k materials.
Ｌｏｗ−ｋ材は、配線及び配線間距離の微細化に起因する配線遅延を防止するために配線用絶縁膜材料として用いられており、例えば、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ等からなる硬く脆い多孔質状の材料であるため、接合された半導体チップに大きな応力が発生した場合には剥離を生じやすく、ハンダ等の導通部分にクラックを生じやすい。そのため、Ｌｏｗ−ｋ材を用いる場合にも信頼性の高い半導体装置を製造するためには、半導体チップへの応力の発生をより厳密に低減する必要があり、硬化物が低線膨張率であるだけでなく低弾性率でもある接着剤が求められる。しかし、無機充填材の添加量を増やすと、接着剤硬化物の線膨張率を低下させることはできるものの同時に弾性率を上昇させてしまうことから、低線膨張率と低弾性率とを同時に実現することのできる新たな方法が望まれている。 Low-k material is used as an insulating film material for wiring in order to prevent wiring delay due to miniaturization of wiring and wiring-to-wiring distance, for example, a hard and brittle porous material made of SiOC, SiOF, etc. Therefore, when a large stress is generated in the bonded semiconductor chip, peeling is likely to occur, and a crack is likely to occur in a conductive portion such as solder. Therefore, in order to manufacture a highly reliable semiconductor device even when using a low-k material, it is necessary to strictly reduce the generation of stress on the semiconductor chip, and the cured product has a low linear expansion coefficient. There is a need for adhesives that are not only low elastic modulus. However, increasing the amount of inorganic filler added can lower the coefficient of linear expansion of the cured adhesive, but at the same time increases the modulus of elasticity, realizing a low coefficient of linear expansion and a low modulus of elasticity simultaneously. There is a need for new ways to do this.
本発明は、硬化物の線膨張率及び弾性率が低く、接合された半導体チップへの応力の発生を低減することでハンダ等の導通部分のクラックの発生を防止し、信頼性の高い半導体装置を製造することができる半導体チップ接合用接着剤を提供することを目的とする。また、本発明は、該半導体チップ接合用接着剤を用いて製造される非導電性ペースト及び非導電性フィルムを提供することを目的とする。 The present invention provides a highly reliable semiconductor device that has a low linear expansion coefficient and elastic modulus of a cured product, reduces the occurrence of stress on a bonded semiconductor chip, and prevents the occurrence of cracks in conductive portions such as solder. An object of the present invention is to provide an adhesive for bonding a semiconductor chip that can be manufactured. Another object of the present invention is to provide a non-conductive paste and a non-conductive film manufactured using the semiconductor chip bonding adhesive.
本発明は、硬化性化合物、硬化剤及びポリイミド粒子を含有する半導体チップ接合用接着剤である。
以下、本発明を詳述する。
The present invention is a semiconductor chip bonding adhesive containing a curable compound, a curing agent, and polyimide particles.
The present invention is described in detail below.
本発明者らは、硬化性化合物及び硬化剤を含有する半導体チップ接合用接着剤にポリイミド粒子を添加することにより、硬化物の線膨張率及び弾性率が低い半導体チップ接合用接着剤を製造することができ、該半導体チップ接合用接着剤を用いると、接合された半導体チップへの応力を小さくすることができ、ハンダ等の導通部分のクラックの発生を良好に防止することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present invention produce a semiconductor chip bonding adhesive having a low linear expansion coefficient and elastic modulus of a cured product by adding polyimide particles to a semiconductor chip bonding adhesive containing a curable compound and a curing agent. It can be found that when the adhesive for bonding semiconductor chips is used, the stress on the bonded semiconductor chips can be reduced, and the occurrence of cracks in conductive parts such as solder can be prevented well. The present invention has been completed.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、硬化性化合物を含有する。
上記硬化性化合物は特に限定されず、例えば、付加重合、重縮合、重付加、付加縮合、又は、開環重合等の反応により硬化する化合物が挙げられる。上記硬化性化合物として、具体的には、例えば、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、キシレン樹脂、アルキル−ベンゼン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、珪素樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性化合物が挙げられる。なかでも、接合後に得られる半導体装置の信頼性及び接合強度が優れることから、エポキシ樹脂が好ましい。
The adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention contains a curable compound.
The said curable compound is not specifically limited, For example, the compound hardened | cured by reaction, such as addition polymerization, polycondensation, polyaddition, addition condensation, or ring-opening polymerization, is mentioned. Specific examples of the curable compound include urea resin, melamine resin, phenol resin, resorcinol resin, epoxy resin, acrylic resin, polyester resin, polyamide resin, polybenzimidazole resin, diallyl phthalate resin, xylene resin, alkyl -Thermosetting compounds such as benzene resin, epoxy acrylate resin, silicon resin, urethane resin and the like. Among these, an epoxy resin is preferable because the reliability and bonding strength of a semiconductor device obtained after bonding are excellent.
上記エポキシ樹脂は特に限定されず、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＳ型等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型等のノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテル等の芳香族エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、及び、これらの変性物、水添化物等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。 The epoxy resin is not particularly limited, and examples thereof include bisphenol type epoxy resins such as bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol AD type, and bisphenol S type, novolac type epoxy resins such as phenol novolak type and cresol novolak type, and trisphenolmethane. Aromatic epoxy resins such as triglycidyl ether, naphthalene type epoxy resins, fluorene type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, modified products thereof, hydrogenated products and the like can be mentioned. These epoxy resins may be used independently and 2 or more types may be used together.
上記硬化性化合物として上記エポキシ樹脂を用いる場合、上記硬化性化合物は、上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物を含有してもよい。上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物を含有することで、得られる半導体チップ接合用接着剤が靭性をもち、優れた耐衝撃性を有することができる。 When the epoxy resin is used as the curable compound, the curable compound may contain a polymer compound having a functional group capable of reacting with the epoxy resin. By containing the high molecular compound which has a functional group which can react with the said epoxy resin, the adhesive agent for semiconductor chip joining obtained has toughness, and can have the outstanding impact resistance.
上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物は特に限定されず、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等を有する高分子化合物等が挙げられる。なかでも、エポキシ基を有する高分子化合物が好ましい。
上記硬化性化合物として上記エポキシ樹脂を用いる場合には、更に、上記エポキシ基を有する高分子化合物を含有することで、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物が優れた靭性を発現する。即ち、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物は、上記エポキシ樹脂に由来する優れた機械的強度、耐熱性及び耐湿性と、上記エポキシ基を有する高分子化合物に由来する優れた靭性とを兼備することにより、高い接着信頼性や高い導通信頼性を発現することができる。
The high molecular compound which has a functional group which can react with the said epoxy resin is not specifically limited, For example, the high molecular compound etc. which have an amino group, a urethane group, an imide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group etc. are mentioned. Among these, a polymer compound having an epoxy group is preferable.
When the epoxy resin is used as the curable compound, the cured product of the obtained adhesive for bonding semiconductor chips exhibits excellent toughness by further containing the polymer compound having the epoxy group. That is, the obtained cured product of the semiconductor chip bonding adhesive has excellent mechanical strength, heat resistance and moisture resistance derived from the epoxy resin, and excellent toughness derived from the polymer compound having the epoxy group. By having both, high adhesion reliability and high conduction reliability can be expressed.
上記エポキシ基を有する高分子化合物は、末端及び／又は側鎖（ペンダント位）にエポキシ基を有する高分子化合物であれば特に限定されず、例えば、エポキシ基含有アクリルゴム、エポキシ基含有ブタジエンゴム、ビスフェノール型高分子量エポキシ樹脂、エポキシ基含有フェノキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂、エポキシ基含有ウレタン樹脂、エポキシ基含有ポリエステル樹脂等が挙げられる。なかでも、エポキシ基を多く含み、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物が優れた機械的強度、耐熱性等を有することができることから、エポキシ基含有アクリル樹脂が好ましい。これらのエポキシ基を有する高分子化合物は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。 The polymer compound having an epoxy group is not particularly limited as long as it is a polymer compound having an epoxy group at the terminal and / or side chain (pendant position). For example, an epoxy group-containing acrylic rubber, an epoxy group-containing butadiene rubber, Examples thereof include bisphenol type high molecular weight epoxy resin, epoxy group-containing phenoxy resin, epoxy group-containing acrylic resin, epoxy group-containing urethane resin, and epoxy group-containing polyester resin. Especially, since the hardened | cured material of the adhesive agent for semiconductor chip joining which contains many epoxy groups and has the outstanding mechanical strength, heat resistance, etc., an epoxy-group-containing acrylic resin is preferable. These polymer compounds having an epoxy group may be used alone or in combination of two or more.
上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物として、上記エポキシ基を有する高分子化合物、特にエポキシ基含有アクリル樹脂を用いる場合、重量平均分子量の好ましい下限は１万である。重量平均分子量が１万未満であると、得られる半導体チップ接合用接着剤の造膜性が不充分となり、例えば、半導体チップ接合用接着剤をフィルム状にして用いようとしても、フィルムとして形状を保持することができないことがある。 As the polymer compound having a functional group capable of reacting with the epoxy resin, when the polymer compound having the epoxy group, particularly the epoxy group-containing acrylic resin is used, the preferred lower limit of the weight average molecular weight is 10,000. When the weight average molecular weight is less than 10,000, the film-forming property of the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip becomes insufficient. For example, even if the adhesive for bonding a semiconductor chip is used in the form of a film, the shape as a film is reduced. It may not be possible to hold.
上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物として、上記エポキシ基を有する高分子化合物、特にエポキシ基含有アクリル樹脂を用いる場合、エポキシ当量の好ましい下限は２００、好ましい上限は１０００である。エポキシ当量が２００未満であると、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物が堅くて脆くなることがある。エポキシ当量が１０００を超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物の機械的強度や耐熱性が不充分となることがある。 When the polymer compound having an epoxy group, particularly an epoxy group-containing acrylic resin, is used as the polymer compound having a functional group capable of reacting with the epoxy resin, the preferable lower limit of the epoxy equivalent is 200, and the preferable upper limit is 1000. When the epoxy equivalent is less than 200, the cured product of the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip may be hard and brittle. If the epoxy equivalent exceeds 1000, the mechanical strength and heat resistance of the cured product of the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip may be insufficient.
本発明の半導体チップ接合用接着剤が上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物を含有する場合、上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物の含有量は特に限定されないが、上記エポキシ樹脂１００重量部に対する好ましい下限が１重量部、好ましい上限が５００重量部である。上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物の含有量が１重量部未満であると、熱によるひずみが発生する際、靭性が不足し、接着信頼性が劣ることがある。上記エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する高分子化合物の含有量が５００重量部を超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物の耐熱性が低下することがある。 When the adhesive for semiconductor chip bonding of the present invention contains a polymer compound having a functional group capable of reacting with the epoxy resin, the content of the polymer compound having a functional group capable of reacting with the epoxy resin is not particularly limited. However, the preferable lower limit with respect to 100 parts by weight of the epoxy resin is 1 part by weight, and the preferable upper limit is 500 parts by weight. When the content of the polymer compound having a functional group capable of reacting with the epoxy resin is less than 1 part by weight, the toughness may be insufficient and the adhesion reliability may be inferior when heat distortion occurs. When content of the high molecular compound which has a functional group which can react with the said epoxy resin exceeds 500 weight part, the heat resistance of the hardened | cured material of the adhesive agent for semiconductor chip joining obtained may fall.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、硬化剤を含有する。
上記硬化剤は特に限定されず、例えば、アミン系硬化剤、酸無水物硬化剤、フェノール系硬化剤等が挙げられる。なかでも、酸無水物硬化剤が好ましい。
The adhesive for semiconductor chip bonding of the present invention contains a curing agent.
The said hardening | curing agent is not specifically limited, For example, an amine type hardening | curing agent, an acid anhydride hardening | curing agent, a phenol type hardening | curing agent etc. are mentioned. Of these, acid anhydride curing agents are preferred.
上記酸無水物硬化剤は特に限定されないが、２官能酸無水物硬化剤が好ましい。上記２官能酸無水物硬化剤は特に限定されず、例えば、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水マレイン酸等が挙げられる。 The acid anhydride curing agent is not particularly limited, but a bifunctional acid anhydride curing agent is preferable. The bifunctional acid anhydride curing agent is not particularly limited. For example, phthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methylendomethylenetetrahydroanhydride. Examples include phthalic acid and maleic anhydride.
また、上記酸無水物硬化剤として、３官能以上の酸無水物硬化剤粒子を用いてもよい。上記３官能以上の酸無水物硬化剤粒子は特に限定されず、例えば、無水トリメリット酸等の３官能の酸無水物からなる粒子、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物等の４官能以上の酸無水物からなる粒子等が挙げられる。 Further, as the acid anhydride curing agent, trifunctional or higher functional acid anhydride curing agent particles may be used. The trifunctional or higher functional acid anhydride curing agent particles are not particularly limited. For example, particles composed of trifunctional acid anhydrides such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, methylcyclohexene tetracarboxylic acid. Examples thereof include particles composed of tetrafunctional or higher functional acid anhydrides such as acid anhydrides and polyazeline acid anhydrides.
上記３官能以上の酸無水物硬化剤粒子の平均粒子径は特に限定されないが、好ましい下限が０．１μｍ、好ましい上限が２０μｍである。上記３官能以上の酸無水物硬化剤粒子の平均粒子径が０．１μｍ未満であると、硬化剤粒子の凝集が生じ、得られる半導体チップ接合用接着剤が増粘することがある。上記３官能以上の酸無水物硬化剤粒子の平均粒子径が２０μｍを超えると、硬化時に硬化剤粒子が充分に拡散することができず、硬化不良となることがある。 The average particle diameter of the trifunctional or higher functional acid anhydride curing agent particles is not particularly limited, but a preferable lower limit is 0.1 μm and a preferable upper limit is 20 μm. When the average particle diameter of the trifunctional or higher functional acid anhydride curing agent particles is less than 0.1 μm, aggregation of the curing agent particles may occur, and the resulting adhesive for bonding a semiconductor chip may be thickened. If the average particle diameter of the trifunctional or higher functional acid anhydride curing agent particles exceeds 20 μm, the curing agent particles cannot be sufficiently diffused during curing, resulting in poor curing.
上記硬化剤の含有量は特に限定されないが、上記硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限が５重量部、好ましい上限が１５０重量部である。上記硬化剤の含有量が５重量部未満であると、得られる半導体チップ接合用接着剤が充分に硬化しないことがある。上記硬化剤の含有量が１５０重量部を超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の接続信頼性が低下することがある。上記硬化剤の含有量は、上記硬化性化合物１００重量部に対するより好ましい下限が１０重量部、より好ましい上限が１４０重量部である。 Although content of the said hardening | curing agent is not specifically limited, The preferable minimum with respect to 100 weight part of said curable compounds is 5 weight part, and a preferable upper limit is 150 weight part. When the content of the curing agent is less than 5 parts by weight, the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip may not be sufficiently cured. When content of the said hardening | curing agent exceeds 150 weight part, the connection reliability of the adhesive agent for semiconductor chip bonding obtained may fall. The content of the curing agent is more preferably 10 parts by weight and more preferably 140 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable compound.
また、上記硬化剤が、上記２官能酸無水物硬化剤と上記３官能以上の酸無水物硬化剤粒子とを含有する場合、これらの配合比は特に限定されないが、上記３官能以上の酸無水物硬化剤粒子の含有量（重量）を上記２官能酸無水物硬化剤の含有量（重量）で除した値［＝（３官能以上の酸無水物硬化剤粒子の含有量）／（２官能酸無水物硬化剤の含有量）］の好ましい下限が０．１、好ましい上限が１０である。上記値が０．１未満であると、上記３官能以上の酸無水物硬化剤粒子を添加する効果が充分に得られないことがある。上記値が１０を超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物が脆くなり、充分な接着信頼性が得られないことがある。上記値のより好ましい下限は０．２、より好ましい上限は８である。 Moreover, when the said hardening | curing agent contains the said bifunctional acid anhydride hardening | curing agent and the said trifunctional or more acid anhydride hardening | curing agent particle | grain, these compounding ratios are not specifically limited, The said trifunctional or more acid anhydride Value obtained by dividing content (weight) of product curing agent particle by content (weight) of bifunctional acid anhydride curing agent [= (content of trifunctional or higher functional acid anhydride curing agent particles) / (bifunctional The preferred lower limit of the content of the acid anhydride curing agent)] is 0.1, and the preferred upper limit is 10. When the value is less than 0.1, the effect of adding the trifunctional or higher functional acid anhydride curing agent particles may not be sufficiently obtained. If the above value exceeds 10, the resulting cured product of the semiconductor chip bonding adhesive may become brittle, and sufficient adhesion reliability may not be obtained. A more preferred lower limit of the above value is 0.2, and a more preferred upper limit is 8.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、硬化促進剤を含有することが好ましい。
上記硬化促進剤は特に限定されず、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤等が挙げられる。なかでも、硬化速度や硬化物の物性等の調整をするための反応系の制御をしやすいことから、イミダゾール系硬化促進剤が好ましい。これらの硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。
The adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention preferably contains a curing accelerator.
The said hardening accelerator is not specifically limited, For example, an imidazole series hardening accelerator, a tertiary amine type hardening accelerator, etc. are mentioned. Of these, an imidazole-based curing accelerator is preferred because it is easy to control the reaction system for adjusting the curing speed and the physical properties of the cured product. These hardening accelerators may be used independently and 2 or more types may be used together.
上記イミダゾール系硬化促進剤は特に限定されず、例えば、イミダゾールの１位をシアノエチル基で保護した１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾールや、イソシアヌル酸で塩基性を保護したイミダゾール系硬化促進剤（商品名「２ＭＡ−ＯＫ」、四国化成工業社製）等が挙げられる。これらのイミダゾール系硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。 The imidazole curing accelerator is not particularly limited. For example, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole in which the 1-position of imidazole is protected with a cyanoethyl group, or an imidazole curing accelerator with a basicity protected with isocyanuric acid (trade name) “2MA-OK”, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.). These imidazole type hardening accelerators may be used independently and 2 or more types may be used together.
本発明の半導体チップ接合用接着剤が上記硬化促進剤を含有する場合、上記硬化促進剤の含有量は特に限定されないが、上記硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限が１重量部、好ましい上限が２０重量部である。上記硬化促進剤の含有量が１重量部未満であると、得られる半導体チップ接合用接着剤が充分に硬化しないことがある。上記硬化促進剤の含有量が２０重量部を超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の接着信頼性が低下することがある。 When the adhesive for semiconductor chip bonding of the present invention contains the curing accelerator, the content of the curing accelerator is not particularly limited, but the preferred lower limit for 100 parts by weight of the curable compound is 1 part by weight, and the preferred upper limit is 20 parts by weight. If the content of the curing accelerator is less than 1 part by weight, the resulting semiconductor chip bonding adhesive may not be sufficiently cured. When content of the said hardening accelerator exceeds 20 weight part, the adhesive reliability of the adhesive agent for semiconductor chip joining obtained may fall.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、ポリイミド粒子を含有する。
上記ポリイミド粒子を添加することによって、無機充填材等を添加しなくても半導体チップ接合用接着剤の硬化物の線膨張率を低下させることができる。更に、無機充填材は、線膨張率を低下させると同時に弾性率を上昇させる効果を有するのに対し、上記ポリイミド粒子は、弾性率の上昇を抑制しながら線膨張率を低下させることができる。接合された半導体チップへの応力の発生は、半導体チップ接合用接着剤の硬化物の線膨張率と弾性率とを低下させることで防止することができるため、本発明の半導体チップ接合用接着剤を用いた場合には、接合された半導体チップへの応力の発生及びハンダ等の導通部分のクラックの発生を良好に防止することができる。
The adhesive for semiconductor chip bonding of the present invention contains polyimide particles.
By adding the polyimide particles, the linear expansion coefficient of the cured product of the semiconductor chip bonding adhesive can be reduced without adding an inorganic filler or the like. Furthermore, the inorganic filler has the effect of increasing the elastic modulus at the same time as decreasing the linear expansion coefficient, whereas the polyimide particles can decrease the linear expansion coefficient while suppressing an increase in the elastic modulus. Since the generation of stress on the bonded semiconductor chip can be prevented by lowering the linear expansion coefficient and elastic modulus of the cured product of the semiconductor chip bonding adhesive, the semiconductor chip bonding adhesive of the present invention can be prevented. When is used, it is possible to satisfactorily prevent the generation of stress on the bonded semiconductor chips and the generation of cracks in conductive portions such as solder.
上記ポリイミド粒子に含有されるポリイミド化合物は特に限定されないが、主骨格に芳香環を有するポリイミド化合物が好ましい。上記ポリイミド化合物は、主骨格に芳香環を有することで、より剛直で揺らぎの少ない分子構造となり、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物の線膨張率を更に低下させることができる。
上記主骨格に芳香環を有するポリイミド化合物は特に限定されず、例えば、フェニル、ビフェニル、ナフタレン等の芳香環を主骨格に有するポリイミド化合物が挙げられ、具体的には、例えば、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレン−ビフェニルテトラカルボキシルイミド）等が挙げられる。
The polyimide compound contained in the polyimide particles is not particularly limited, but a polyimide compound having an aromatic ring in the main skeleton is preferable. By having an aromatic ring in the main skeleton, the polyimide compound has a more rigid and less fluctuating molecular structure, and can further reduce the linear expansion coefficient of a cured product of the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip.
The polyimide compound having an aromatic ring in the main skeleton is not particularly limited, and examples thereof include polyimide compounds having an aromatic ring in the main skeleton such as phenyl, biphenyl, and naphthalene. Specifically, for example, poly (N, N '-P-phenylene-biphenyltetracarboxylimide) and the like.
上記ポリイミド粒子中の上記ポリイミド化合物の含有量の好ましい下限は１０重量％である。上記ポリイミド化合物の含有量が１０重量％未満であると、上記ポリイミド粒子を添加する効果をほとんど得ることができないことがあり、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物が充分に低い線膨張率及び弾性率を有することができないことがある。上記ポリイミド粒子中の上記ポリイミド化合物の含有量のより好ましい下限は２０重量％、更に好ましい下限は５０重量％である。 The minimum with preferable content of the said polyimide compound in the said polyimide particle is 10 weight%. If the content of the polyimide compound is less than 10% by weight, the effect of adding the polyimide particles may be hardly obtained, and the cured product of the obtained adhesive for bonding semiconductor chips has a sufficiently low linear expansion coefficient. And may not have an elastic modulus. The minimum with more preferable content of the said polyimide compound in the said polyimide particle is 20 weight%, and a still more preferable minimum is 50 weight%.
上記ポリイミド粒子の平均粒子径は特に限定されないが、好ましい下限は０．１μｍ、好ましい上限は３０μｍである。上記ポリイミド粒子の平均粒子径が０．１μｍ未満であると、ポリイミド粒子を添加することにより半導体チップ接合用接着剤が増粘しやすいため、充分な量を添加できないことがある。上記ポリイミド粒子の平均粒子径が３０μｍを超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物の低線膨張化が充分に発現されないことがある。上記ポリイミド粒子の平均粒子径のより好ましい下限は０．５μｍ、より好ましい上限は２０μｍである。 The average particle diameter of the polyimide particles is not particularly limited, but a preferable lower limit is 0.1 μm and a preferable upper limit is 30 μm. When the average particle size of the polyimide particles is less than 0.1 μm, the adhesive for semiconductor chip bonding tends to thicken by adding the polyimide particles, so that a sufficient amount may not be added. If the average particle diameter of the polyimide particles exceeds 30 μm, the resulting cured product of the adhesive for bonding a semiconductor chip may not sufficiently exhibit a low linear expansion. The minimum with a more preferable average particle diameter of the said polyimide particle is 0.5 micrometer, and a more preferable upper limit is 20 micrometers.
上記ポリイミド粒子は、表面処理されていることが好ましい。
表面処理を施すことにより、半導体チップ接合用接着剤の増粘を抑え、流動性及び濡れ性を確保しながら上記ポリイミド粒子を多量に添加することができ、硬化物の線膨張率を低下させる効果を更に高めることができる。
The polyimide particles are preferably surface-treated.
By applying surface treatment, it is possible to suppress the thickening of the adhesive for bonding semiconductor chips, and to add a large amount of the above polyimide particles while ensuring fluidity and wettability, and the effect of reducing the linear expansion coefficient of the cured product Can be further increased.
上記表面処理する方法は特に限定されず、例えば、シランカップリング剤を用いて表面処理する方法等が挙げられる。
上記シランカップリング剤を用いて表面処理する方法は特に限定されず、例えば、ポリイミド粒子の表面に存在する官能基とシランカップリング剤とを反応させる方法、ポリイミド粒子の表面にコーティング層を形成した後、コーティング層の表面に存在する官能基とシランカップリング剤とを反応させる方法等が挙げられる。
上記コーティング層を形成する方法は特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコールを物理吸着させる方法等が挙げられる。
The surface treatment method is not particularly limited, and examples thereof include a surface treatment method using a silane coupling agent.
The method of performing the surface treatment using the silane coupling agent is not particularly limited. For example, a method of reacting a functional group present on the surface of the polyimide particle with the silane coupling agent, or forming a coating layer on the surface of the polyimide particle. Then, the method etc. with which the functional group which exists in the surface of a coating layer and a silane coupling agent are made to react are mentioned.
The method for forming the coating layer is not particularly limited, and examples thereof include a method for physically adsorbing polyvinyl alcohol.
上記ポリイミド粒子を製造する方法は特に限定されないが、例えば、無水テトラカルボン酸含有溶液とジアミン化合物含有溶液とをそれぞれ調製し、これらの溶液を混合して超音波攪拌を行うことにより、混合溶液からポリアミド酸粒子を析出させた後、得られたポリアミド酸粒子をイミド化することによりポリイミド粒子とし、必要に応じて、得られたポリイミド粒子に対して上述のような表面処理を行う方法が挙げられる。この方法によれば、超音波攪拌を行うことにより、微細なポリイミド粒子を得ることができる。 The method for producing the polyimide particles is not particularly limited. For example, by preparing a tetracarboxylic anhydride-containing solution and a diamine compound-containing solution, mixing these solutions, and performing ultrasonic stirring, After precipitating the polyamic acid particles, the resulting polyamic acid particles are imidized to form polyimide particles. If necessary, the obtained polyimide particles are subjected to the above-described surface treatment. . According to this method, fine polyimide particles can be obtained by ultrasonic stirring.
また、上記ポリイミド粒子を製造する方法として、例えば、反応溶媒に対して可溶性のイミド構造を形成するジアミン化合物と、反応溶媒に対して不溶性のイミド構造を形成するジアミン化合物と、アミノ基等の官能基を有するイミド構造を形成するジアミン化合物とからなるジアミン混合物を用い、該ジアミン混合物と無水テトラカルボン酸とを反応溶媒中で反応させることによりポリアミド酸ワニスを調製し、得られたポリアミド酸ワニスを加熱することにより、反応溶媒からポリイミド粒子を析出させた後、必要に応じて、得られたポリイミド粒子に対して上述のような表面処理を行う方法も挙げられる。この方法によれば、ジアミン混合物中のジアミン化合物の配合比を調整することにより、所望の平均粒子径を有するポリイミド粒子を得ることができる。 Moreover, as a method for producing the polyimide particles, for example, a diamine compound that forms an imide structure that is soluble in a reaction solvent, a diamine compound that forms an imide structure that is insoluble in a reaction solvent, and a functional group such as an amino group. A polyamic acid varnish is prepared by reacting the diamine mixture with tetracarboxylic anhydride in a reaction solvent using a diamine mixture comprising a diamine compound that forms an imide structure having a group. The method of performing the above surface treatment with respect to the obtained polyimide particle as needed after depositing a polyimide particle from the reaction solvent by heating is also mentioned. According to this method, the polyimide particle which has a desired average particle diameter can be obtained by adjusting the compounding ratio of the diamine compound in a diamine mixture.
更に、上述のようなポリイミド粒子を製造する方法を改良することによっても、上記ポリイミド粒子を表面処理することができる。
例えば、上記無水テトラカルボン酸と上記ジアミン化合物の２種類の原料に、更に、例えば、２，４，６−トリアミノピリジン等の３価のアミンを組み合わせることで、表面にアミノ基を有するポリイミド粒子が得られる。このアミノ基に、例えば、グリシジル基、カルボキシル基等を有する機能性化合物を反応させることで、ポリイミド粒子の表面を２次修飾することができる。
Furthermore, the polyimide particles can be surface-treated by improving the method for producing the polyimide particles as described above.
For example, polyimide particles having an amino group on the surface by combining a trivalent amine such as 2,4,6-triaminopyridine with two kinds of raw materials of the tetracarboxylic anhydride and the diamine compound. Is obtained. The surface of the polyimide particle can be secondarily modified by reacting this amino group with a functional compound having, for example, a glycidyl group or a carboxyl group.
上記ポリイミド粒子のうち、市販品としては、例えば、ＵＩＰ−Ｓ、ＵＩＰ−Ｒ等（いずれも宇部興産社製）が挙げられる。 Among the polyimide particles, examples of commercially available products include UIP-S, UIP-R, and the like (both manufactured by Ube Industries, Ltd.).
本発明の半導体チップ接合用接着剤において、上記ポリイミド粒子の含有量は特に限定されないが、上記硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限は５重量部、好ましい上限は９００重量部である。上記ポリイミド粒子の含有量が５重量部未満であると、上記ポリイミド粒子を添加する効果をほとんど得ることができないことがあり、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物が充分に低い線膨張率及び弾性率を有することができないことがある。上記ポリイミド粒子の含有量が９００重量部を超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の流動性が不充分となって、濡れ性が確保できないことがある。
上記ポリイミド粒子の含有量は、上記硬化性化合物１００重量部に対するより好ましい下限は５０重量部、より好ましい上限は７００重量部、更に好ましい下限は１００重量部、更に好ましい上限は５００重量部である。
In the adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention, the content of the polyimide particles is not particularly limited, but a preferable lower limit with respect to 100 parts by weight of the curable compound is 5 parts by weight, and a preferable upper limit is 900 parts by weight. When the content of the polyimide particles is less than 5 parts by weight, the effect of adding the polyimide particles may be hardly obtained, and the cured product of the obtained adhesive for bonding semiconductor chips has a sufficiently low linear expansion coefficient. And may not have an elastic modulus. If the content of the polyimide particles exceeds 900 parts by weight, the fluidity of the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip may be insufficient, and the wettability may not be ensured.
The content of the polyimide particles is more preferably 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable compound, more preferably 700 parts by weight, still more preferably 100 parts by weight, and even more preferably 500 parts by weight.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、本発明の効果を阻害しない範囲内、即ち、硬化物の線膨張率を更に低下させ、かつ、弾性率を上昇させない範囲内であれば、無機充填材を含有してもよい。
上記無機充填材は特に限定されず、例えば、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ等のシリカや、ガラス繊維や、アルミナ微粒子等が挙げられる。
The adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention is an inorganic filler as long as the effect of the present invention is not hindered, that is, within the range where the linear expansion coefficient of the cured product is further reduced and the elastic modulus is not increased. It may contain.
The inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include silica such as fumed silica and colloidal silica, glass fiber, and alumina fine particles.
上記無機充填材として粒子状の無機充填材を用いる場合、平均粒子径の好ましい下限は０．１ｎｍ、好ましい上限は３０μｍである。上記粒子状の無機充填材の平均粒子径が０．１ｎｍ未満であると、増粘効果が高く、得られる半導体チップ接合用接着剤の流動性が低下することがある。上記粒子状の無機充填材の平均粒子径が３０μｍを超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤を用いて圧接合する際に、電極間で上記無機充填材を噛みこむことがある。 When a particulate inorganic filler is used as the inorganic filler, the preferred lower limit of the average particle diameter is 0.1 nm, and the preferred upper limit is 30 μm. When the average particle size of the particulate inorganic filler is less than 0.1 nm, the thickening effect is high, and the fluidity of the resulting adhesive for bonding a semiconductor chip may be lowered. When the average particle diameter of the particulate inorganic filler exceeds 30 μm, the inorganic filler may be bitten between the electrodes when pressure bonding is performed using the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip.
本発明の半導体チップ接合用接着剤が上記無機充填材を含有する場合、上記無機充填材の含有量は特に限定されないが、上記硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限は５重量部、好ましい上限は１００重量部である。上記無機充填材の含有量が５重量部未満であると、上記無機充填材を添加する効果をほとんど得ることができないことがある。上記無機充填材の含有量が１００重量部を超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の硬化物の線膨張率は低下するものの、同時に弾性率が上昇し、接合された半導体チップへの応力が大きくなりハンダ等の導通部分のクラックが発生しやすくなることがある。上記無機充填材の含有量は、上記硬化性化合物１００重量部に対するより好ましい上限が５０重量部である。 When the semiconductor chip bonding adhesive of the present invention contains the inorganic filler, the content of the inorganic filler is not particularly limited, but the preferred lower limit for 100 parts by weight of the curable compound is 5 parts by weight, and the preferred upper limit is 100 parts by weight. If the content of the inorganic filler is less than 5 parts by weight, the effect of adding the inorganic filler may be hardly obtained. If the content of the inorganic filler exceeds 100 parts by weight, the linear expansion coefficient of the cured product of the adhesive for bonding a semiconductor chip is decreased, but at the same time, the elastic modulus is increased and the stress on the bonded semiconductor chip is increased. May increase, and cracks in conductive parts such as solder may easily occur. The content of the inorganic filler is more preferably 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable compound.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、本発明の効果を阻害しない範囲内で希釈剤を含有してもよい。
上記希釈剤は特に限定されないが、半導体チップ接合用接着剤の加熱硬化時に硬化物に取り込まれる反応性希釈剤が好ましい。なかでも、得られる半導体チップ接合用接着剤の接着信頼性を悪化させないために、１分子中に２以上の官能基を有する反応性希釈剤がより好ましい。
上記１分子中に２以上の官能基を有する反応性希釈剤として、例えば、脂肪族型エポキシ、エチレンオキサイド変性エポキシ、プロピレンオキサイド変性エポキシ、シクロヘキサン型エポキシ、ジシクロペンタジエン型エポキシ、フェノール型エポキシ等が挙げられる。
The adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention may contain a diluent within a range that does not impair the effects of the present invention.
Although the said diluent is not specifically limited, The reactive diluent taken in by hardened | cured material at the time of heat-hardening of the adhesive for semiconductor chip joining is preferable. Of these, a reactive diluent having two or more functional groups in one molecule is more preferable in order not to deteriorate the adhesion reliability of the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip.
Examples of the reactive diluent having two or more functional groups in one molecule include aliphatic epoxy, ethylene oxide modified epoxy, propylene oxide modified epoxy, cyclohexane epoxy, dicyclopentadiene epoxy, phenol epoxy and the like. Can be mentioned.
本発明の半導体チップ接合用接着剤が上記希釈剤を含有する場合、上記希釈剤の含有量は特に限定されないが、上記硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限は１重量部、好ましい上限は５０重量部である。上記希釈剤の含有量が１重量部未満であると、上記希釈剤を添加する効果をほとんど得ることができないことがある。上記希釈剤の含有量が５０重量部を超えると、得られる半導体チップ接合用接着剤の接着信頼性が劣ったり、後述する粘度特性が得られなかったりすることがある。上記希釈剤の含有量は、上記硬化性化合物１００重量部に対するより好ましい下限が５重量部、より好ましい上限が２０重量部である。 When the adhesive for semiconductor chip bonding of the present invention contains the diluent, the content of the diluent is not particularly limited, but the preferred lower limit for 100 parts by weight of the curable compound is 1 part by weight, and the preferred upper limit is 50 parts by weight. Part. If the content of the diluent is less than 1 part by weight, the effect of adding the diluent may be hardly obtained. If the content of the diluent exceeds 50 parts by weight, the adhesive reliability of the obtained semiconductor chip bonding adhesive may be inferior, or the viscosity characteristics described later may not be obtained. The content of the diluent is more preferably 5 parts by weight and more preferably 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the curable compound.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、必要に応じて、溶媒を含有してもよい。
上記溶媒は特に限定されず、例えば、芳香族炭化水素類、塩化芳香族炭化水素類、塩化脂肪族炭化水素類、アルコール類、エステル類、エーテル類、ケトン類、グリコールエーテル（セロソルブ）類、脂環式炭化水素類、脂肪族炭化水素類等が挙げられる。
The adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention may contain a solvent, if necessary.
The solvent is not particularly limited, and examples thereof include aromatic hydrocarbons, chlorinated aromatic hydrocarbons, chlorinated aliphatic hydrocarbons, alcohols, esters, ethers, ketones, glycol ethers (cellosolves), and fats. Examples thereof include cyclic hydrocarbons and aliphatic hydrocarbons.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、必要に応じて、無機イオン交換体を含有してもよい。上記無機イオン交換体のうち、市販品としては、例えば、ＩＸＥシリーズ（東亞合成社製）等が挙げられる。
上記無機イオン交換体の含有量は特に限定されないが、好ましい下限が１重量％、好ましい上限が１０重量％である。
The adhesive for semiconductor chip bonding of the present invention may contain an inorganic ion exchanger, if necessary. Among the inorganic ion exchangers, examples of commercially available products include IXE series (manufactured by Toagosei Co., Ltd.).
Although content of the said inorganic ion exchanger is not specifically limited, A preferable minimum is 1 weight% and a preferable upper limit is 10 weight%.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、その他必要に応じて、ブリード防止剤、イミダゾールシランカップリング剤等の接着性付与剤等の添加剤を含有してもよい。 The semiconductor chip bonding adhesive of the present invention may contain additives such as an anti-bleeding agent and an adhesion-imparting agent such as an imidazole silane coupling agent, if necessary.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、Ｅ型粘度計を用いて２５℃にて粘度を測定したときに、０．５ｒｐｍにおける粘度の好ましい下限が２０Ｐａ・ｓ、好ましい上限が１０００Ｐａ・ｓである。上記粘度が２０Ｐａ・ｓ未満であると、半導体チップ接合用接着剤は形状保持性に欠けることがある。上記粘度が１０００Ｐａ・ｓを超えると、半導体チップ接合用接着剤はエアーディスペンサーで塗布する場合の吐出安定性に欠けることがある。 The adhesive for semiconductor chip bonding of the present invention has a preferred lower limit of viscosity of 20 Pa · s and a preferred upper limit of 1000 Pa · s at 0.5 rpm when the viscosity is measured at 25 ° C. using an E-type viscometer. . When the viscosity is less than 20 Pa · s, the semiconductor chip bonding adhesive may lack shape retention. When the viscosity exceeds 1000 Pa · s, the adhesive for bonding a semiconductor chip may lack discharge stability when applied with an air dispenser.
また、本発明の半導体チップ接合用接着剤は、Ｅ型粘度計を用いて２５℃、５ｒｐｍの条件で測定した粘度をＴ１、Ｅ型粘度計を用いて２５℃、０．５ｒｐｍの条件で測定した粘度をＴ２としたときに、Ｔ２／Ｔ１の下限が２、上限が８であることが好ましい。上記Ｔ２／Ｔ１が上記範囲内にあることで、半導体チップ接合用接着剤は、塗布に好適なチクソ性を有することができる。 Further, the adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention has a viscosity measured at 25 ° C. and 5 rpm using an E-type viscometer under conditions of T 1 and 25 ° C. and 0.5 rpm using an E-type viscometer. the viscosity measured is taken as T 2, the lower limit of T 2 / T 1 is 2, it is preferable that the upper limit is 8. When T 2 / T 1 is within the above range, the semiconductor chip bonding adhesive can have thixotropy suitable for application.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、加熱により硬化して得られる硬化物のガラス転移温度以下の温度における線膨張率の好ましい下限が１０ｐｐｍ、好ましい上限が６０ｐｐｍである。上記線膨張率が１０ｐｐｍ未満であると、ハンダや基板等よりも線膨張率が低くなることで、ハンダや基板等の熱膨張によって接合部へ応力が集中して剥離することがあり、接着信頼性が低下することがある。上記線膨張率が６０ｐｐｍを超えると、熱によるひずみが発生する際、接合された半導体チップへの応力が大きくなりハンダ等の導通部分のクラックが発生しやすくなることがある。上記線膨張率のより好ましい下限は１５ｐｐｍ、より好ましい上限は５５ｐｐｍである。 In the adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention, the preferable lower limit of the linear expansion coefficient at a temperature not higher than the glass transition temperature of a cured product obtained by curing by heating is 10 ppm, and the preferable upper limit is 60 ppm. If the linear expansion coefficient is less than 10 ppm, the linear expansion coefficient is lower than that of solder, substrate, etc., and stress may concentrate on the joint due to thermal expansion of solder, substrate, etc. May decrease. When the linear expansion coefficient exceeds 60 ppm, when strain due to heat occurs, stress on the bonded semiconductor chip increases, and cracks in conductive portions such as solder may easily occur. A more preferable lower limit of the linear expansion coefficient is 15 ppm, and a more preferable upper limit is 55 ppm.
また、本発明の半導体チップ接合用接着剤は、加熱により硬化して得られる硬化物のガラス転移温度以上の温度における線膨張率の好ましい下限が５０ｐｐｍ、好ましい上限が１４０ｐｐｍである。上記線膨張率のより好ましい下限は６０ｐｐｍ、より好ましい上限は１３０ｐｐｍである。
なお、本明細書中、半導体チップ接合用接着剤の硬化物の線膨張率は、接着剤を１１０℃４０分、更に、１７０℃３０分で硬化させた厚さ５００μｍの硬化物を作製し、熱応力歪測定装置（「ＥＸＴＥＡＲ ＴＭＡ／ＳＳ ６１００」、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）を用いて、荷重２Ｎ、昇温速度５℃／分、サンプル長１ｃｍで３００℃まで昇温し、このとき得られたＳＳカーブの傾きから求められる値である。
In the adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention, the preferable lower limit of the linear expansion coefficient at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of a cured product obtained by curing by heating is 50 ppm, and the preferable upper limit is 140 ppm. A more preferable lower limit of the linear expansion coefficient is 60 ppm, and a more preferable upper limit is 130 ppm.
In this specification, the linear expansion coefficient of the cured product of the semiconductor chip bonding adhesive is a cured product having a thickness of 500 μm obtained by curing the adhesive at 110 ° C. for 40 minutes, and further at 170 ° C. for 30 minutes, Using a thermal stress strain measuring device ("EXTEAR TMA / SS 6100", manufactured by SII Nano Technology), the temperature was raised to 300 ° C with a load of 2N, a heating rate of 5 ° C / min, and a sample length of 1 cm. It is a value obtained from the slope of the obtained SS curve.
本発明の半導体チップ接合用接着剤は、加熱により硬化して得られる硬化物の−５５〜１２５℃における弾性率の好ましい下限が０．０１ＧＰａ、好ましい上限が７ＧＰａである。上記弾性率が０．０１ＧＰａ未満であると、半導体チップ接合用接着剤の硬化物は充分な耐熱性が得られないことがある。上記弾性率が７ＧＰａを超えると、熱によるひずみが発生する際、接合された半導体チップへの応力が大きくなりハンダ等の導通部分のクラックが発生しやすくなることがある。上記弾性率のより好ましい下限は０．０５ＧＰａ、より好ましい上限は６．５ＧＰａ、更に好ましい上限は６ＧＰａである。
また、（−５５℃における弾性率／１２５℃における弾性率）の値の好ましい下限は１、好ましい上限は３である。上記値が、特に３を超えると、熱によるひずみの影響が大きくなり、接合された半導体チップへの応力が大きくなりハンダ等の導通部分のクラックがより発生しやすくなることがある。上記値のより好ましい下限は２である。
なお、本明細書中、半導体チップ接合用接着剤の硬化物の弾性率は、接着剤を１１０℃４０分、更に、１７０℃３０分で硬化させた厚さ５００μｍの硬化物を作製し、粘弾性測定機（型式「ＤＶＡ−２００」、アイティー計測制御社製）を用いて、昇温速度５℃／分、引っ張り、つかみ幅２４ｍｍ、１０Ｈｚで３００℃まで昇温し、−５５℃、１２５℃にて測定して得られる値（ＧＰａ）である。
The lower limit of the elastic modulus at −55 to 125 ° C. of the cured product obtained by curing by heating of the semiconductor chip bonding adhesive of the present invention is 0.01 GPa, and the preferable upper limit is 7 GPa. When the elastic modulus is less than 0.01 GPa, the cured product of the semiconductor chip bonding adhesive may not have sufficient heat resistance. When the elastic modulus exceeds 7 GPa, when heat distortion occurs, the stress on the bonded semiconductor chip increases, and cracks in conductive parts such as solder may easily occur. The more preferable lower limit of the elastic modulus is 0.05 GPa, the more preferable upper limit is 6.5 GPa, and the more preferable upper limit is 6 GPa.
Further, the preferable lower limit of the value of (elastic modulus at −55 ° C./elastic modulus at 125 ° C.) is 1, and the preferable upper limit is 3. When the above value exceeds 3, particularly, the influence of strain due to heat increases, stress on the bonded semiconductor chip increases, and cracks in conductive portions such as solder may be more likely to occur. A more preferred lower limit of the above value is 2.
In this specification, the elastic modulus of the cured product of the adhesive for bonding a semiconductor chip is obtained by preparing a cured product having a thickness of 500 μm obtained by curing the adhesive at 110 ° C. for 40 minutes and further at 170 ° C. for 30 minutes. Using an elasticity measuring machine (model “DVA-200”, manufactured by IT Measurement & Control Co., Ltd.), the temperature was raised to 300 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min, pulling and gripping width of 24 mm, 10 Hz, −55 ° C., 125 It is a value (GPa) obtained by measuring at ° C.
本発明の半導体チップ接合用接着剤を製造する方法は特に限定されず、例えば、上記硬化性化合物、上記硬化剤及び上記ポリイミド粒子、並びに、必要に応じて上記硬化促進剤、上記無機充填材、その他の添加剤等を所定量配合して混合することにより半導体チップ接合用接着剤を得る方法等が挙げられる。
上記混合する方法は特に限定されず、例えば、ホモディスパー、万能ミキサー、バンバリーミキサー、ニーダー等を用いて混合する方法等が挙げられる。
The method for producing the semiconductor chip bonding adhesive of the present invention is not particularly limited. For example, the curable compound, the curing agent and the polyimide particles, and, if necessary, the curing accelerator, the inorganic filler, A method of obtaining a semiconductor chip bonding adhesive by blending and mixing a predetermined amount of other additives and the like can be mentioned.
The method of mixing is not particularly limited, and examples thereof include a method of mixing using a homodisper, a universal mixer, a Banbury mixer, a kneader, and the like.
本発明の半導体チップ接合用接着剤の用途は特に限定されないが、例えば、半導体装置の製造において、本発明の半導体チップ接合用接着剤を用いて、半導体チップを基板又は他の半導体チップに接着固定することができる。また、本発明の半導体チップ接合用接着剤を用いて非導電性ペースト（ＮＣＰ）及び非導電性フィルム（ＮＣＦ）を製造し、該非導電性ペースト及び非導電性フィルムを用いて、半導体チップを基板又は他の半導体チップに接着固定することもできる。 The use of the adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention is not particularly limited. For example, in manufacturing a semiconductor device, the adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention is used to bond and fix the semiconductor chip to a substrate or another semiconductor chip. can do. In addition, a non-conductive paste (NCP) and a non-conductive film (NCF) are manufactured using the semiconductor chip bonding adhesive of the present invention, and the semiconductor chip is formed on the substrate using the non-conductive paste and non-conductive film. Alternatively, it can be bonded and fixed to another semiconductor chip.
本発明の半導体チップ接合用接着剤を用いて製造される非導電性ペースト及び非導電性フィルムもまた、本発明の１つである。本発明の非導電性ペースト及び非導電性フィルムは、本発明の半導体チップ接合用接着剤を用いて製造されることから、硬化物の線膨張率及び弾性率が低く、接合された半導体チップへの応力の発生を低減することでハンダ等の導通部分のクラックの発生を良好に防止することができる。 A non-conductive paste and a non-conductive film produced using the semiconductor chip bonding adhesive of the present invention are also one aspect of the present invention. Since the non-conductive paste and non-conductive film of the present invention are manufactured using the adhesive for bonding a semiconductor chip of the present invention, the cured product has a low coefficient of linear expansion and a low elastic modulus. By reducing the generation of the stress, it is possible to satisfactorily prevent the occurrence of cracks in the conductive part such as solder.
本発明の非導電性フィルムの厚みは特に限定されないが、好ましい下限は２μｍ、好ましい上限は５００μｍである。上記厚みが２μｍ未満であると、異物の混入によって平滑なフィルムが得られないことがある。上記厚みが５００μｍを超えると、溶剤が残留しやすく、圧接合時及び硬化時に気泡が発生することがある。 Although the thickness of the nonelectroconductive film of this invention is not specifically limited, A preferable minimum is 2 micrometers and a preferable upper limit is 500 micrometers. If the thickness is less than 2 μm, a smooth film may not be obtained due to the inclusion of foreign matter. When the thickness exceeds 500 μm, the solvent tends to remain, and bubbles may be generated during pressure bonding and curing.
本発明の非導電性フィルムを製造する方法は特に限定されず、例えば、押出機による押出成型法、硬化性化合物等を溶剤で希釈して硬化性組成物溶液を調製し、この溶液をセパレーター上にキャスティングした後、乾燥させる溶剤キャスト法、上記溶液をウェーハに直接塗工するスピンコート法、上記溶液をスクリーン印刷する方法等が挙げられる。 The method for producing the non-conductive film of the present invention is not particularly limited. For example, an extrusion molding method using an extruder, a curable compound or the like is diluted with a solvent to prepare a curable composition solution, and this solution is placed on the separator. And a solvent casting method in which the solution is dried, a spin coating method in which the solution is directly applied to a wafer, and a method in which the solution is screen-printed.
本発明によれば、硬化物の線膨張率及び弾性率が低く、接合された半導体チップへの応力の発生を低減することでハンダ等の導通部分のクラックの発生を防止し、信頼性の高い半導体装置を製造することができる半導体チップ接合用接着剤を提供することができる。また、本発明によれば、該半導体チップ接合用接着剤を用いて製造される非導電性ペースト及び非導電性フィルムを提供することができる。 According to the present invention, the linear expansion coefficient and elastic modulus of the cured product are low, and it is possible to prevent the occurrence of cracks in conductive parts such as solder by reducing the generation of stress on the bonded semiconductor chip and to have high reliability. A semiconductor chip bonding adhesive capable of manufacturing a semiconductor device can be provided. Moreover, according to this invention, the nonelectroconductive paste and nonelectroconductive film manufactured using this adhesive agent for semiconductor chip joining can be provided.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１〜１３、比較例１〜５）
表１、２及び３の組成に従って、下記に示す各材料をホモディスパーを用いて攪拌混合して半導体チップ接合用接着剤を調製した。
(Examples 1-13, Comparative Examples 1-5)
According to the compositions of Tables 1, 2 and 3, the materials shown below were stirred and mixed using a homodisper to prepare a semiconductor chip bonding adhesive.
（硬化性化合物）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名「ＹＬ−９８０」、ジャパンエポキシレジン社製）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名「１００４ＡＦ」、ジャパンエポキシレジン社製）
グリシジル基含有アクリル樹脂（商品名「Ｇ−２０５０Ｍ」、日油社製）
(Curable compound)
Bisphenol A type epoxy resin (trade name “YL-980”, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Bisphenol A type epoxy resin (trade name “1004AF”, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
Glycidyl group-containing acrylic resin (trade name “G-2050M”, manufactured by NOF Corporation)
（硬化剤）
トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸（商品名「ＹＨ−３０６」、ＪＥＲ社製）
(Curing agent)
Trialkyltetrahydrophthalic anhydride (trade name “YH-306”, manufactured by JER)
（硬化促進剤）
２，４−ジアミノ−６−［２’メチルイミダゾリン−（１’）］−エチルｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物（商品名「２ＭＡ−ＯＫ」、四国化成工業社製）
(Curing accelerator)
2,4-Diamino-6- [2′methylimidazoline- (1 ′)]-ethyl s-triazine isocyanuric acid adduct (trade name “2MA-OK”, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.)
（有機粒子）
ポリイミド粒子（商品名「ＵＩＰ−Ｓ」及び「ＵＩＰ−Ｒ」、宇部興産社製）
ナイロン粒子（商品名「トレパール ＳＰ−５００」、東レ社製）
ベンゾグアナミン粒子（商品名「エポスター ＭＳ０５」、日本触媒社製）
(Organic particles)
Polyimide particles (trade names “UIP-S” and “UIP-R”, manufactured by Ube Industries)
Nylon particles (trade name "Trepearl SP-500", manufactured by Toray Industries, Inc.)
Benzoguanamine particles (trade name “Eposter MS05”, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
（表面処理されたポリイミド粒子）
（表面処理されたポリイミド粒子Ａの製造）
ポリイミド粒子「ＵＩＰ−Ｓ」（宇部興産社製）１００ｇをポリビニルアルコールの１ｗｔ％水溶液１００ｍＬに攪拌しながら添加した。常温で２時間攪拌後、得られた生成物をイオン交換水で洗浄し、メタノール１００ｇとフェニルトリエトキシシラン２ｇとを添加して、常温で２時間攪拌した。その後、得られた生成物をアセトンで２回洗浄後、１２時間室温で減圧乾燥させることにより、シランカップリング剤により表面処理されたポリイミド粒子Ａを得た。
(Surface-treated polyimide particles)
(Production of surface-treated polyimide particles A)
100 g of polyimide particles “UIP-S” (manufactured by Ube Industries) was added to 100 mL of a 1 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol while stirring. After stirring at room temperature for 2 hours, the obtained product was washed with ion-exchanged water, 100 g of methanol and 2 g of phenyltriethoxysilane were added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Thereafter, the obtained product was washed twice with acetone and then dried under reduced pressure at room temperature for 12 hours to obtain polyimide particles A surface-treated with a silane coupling agent.
（表面処理されたポリイミド粒子Ｂの製造）
フェニルトリエトキシシランをジメチルジエトキシシランに変更したこと以外は上記表面処理されたポリイミド粒子Ａの製造と同様にして、表面処理されたポリイミド粒子Ｂを得た。
(Production of surface-treated polyimide particles B)
Surface-treated polyimide particles B were obtained in the same manner as in the production of the surface-treated polyimide particles A except that phenyltriethoxysilane was changed to dimethyldiethoxysilane.
（表面処理されたポリイミド粒子Ｃの製造）
フェニルトリエトキシシランをグリシドキシプロピルトリメトキシシランに変更したこと以外は上記表面処理されたポリイミド粒子Ａの製造と同様にして、表面処理されたポリイミド粒子Ｃを得た。
(Production of surface-treated polyimide particles C)
Surface-treated polyimide particles C were obtained in the same manner as in the production of the surface-treated polyimide particles A except that phenyltriethoxysilane was changed to glycidoxypropyltrimethoxysilane.
（その他）
シランカップリング剤（商品名「ＫＢＭ−５７３」、信越化学社製）
増粘剤（商品名「レオロシール ＭＴ−１０」、トクヤマ社製）
無機充填材（シリカ）（商品名「ＳＥ−４０００」、アドマテックス社製）
溶剤（メチルエチルケトン（ＭＥＫ））
(Other)
Silane coupling agent (trade name “KBM-573”, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Thickener (Brand name "Leosil MT-10", manufactured by Tokuyama)
Inorganic filler (silica) (trade name “SE-4000”, manufactured by Admatechs)
Solvent (Methyl ethyl ketone (MEK))
＜評価１＞
実施例１〜７及び比較例１〜５で得られた半導体チップ接合用接着剤を用いて、以下の評価を行った。結果を表１、２に示す。
<Evaluation 1>
The following evaluation was performed using the adhesive for semiconductor chip bonding obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5. The results are shown in Tables 1 and 2.
（１）線膨張率
得られた半導体チップ接合用接着剤について、１１０℃４０分、更に、１７０℃３０分で硬化させた厚さ５００μｍの硬化物を作製し、熱応力歪測定装置（型式「ＥＸＴＥＡＲ ＴＭＡ／ＳＳ ６１００」、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）を用い、荷重２Ｎ、昇温速度５℃／分、サンプル長１ｃｍで３００℃まで昇温し、このとき得られたＳＳカーブの傾きから線膨張係数を求めた。
(1) Linear expansion coefficient About the obtained adhesive for bonding semiconductor chips, a cured product having a thickness of 500 μm cured at 110 ° C. for 40 minutes and further at 170 ° C. for 30 minutes was prepared, and a thermal stress strain measuring device (model “ EXTEAR TMA / SS 6100 ", manufactured by SII NanoTechnology Inc.), heated to 300 ° C with a load of 2N, a heating rate of 5 ° C / min, and a sample length of 1 cm. From the slope of the SS curve obtained at this time The linear expansion coefficient was determined.
（２）弾性率
得られた半導体チップ接合用接着剤について、１１０℃４０分、更に、１７０℃３０分で硬化させた厚さ５００μｍの硬化物を作製し、粘弾性測定機（型式「ＤＶＡ−２００」、アイティー計測制御社製）を用い、昇温速度５℃／分、引っ張り、つかみ幅２４ｍｍ、１０Ｈｚで３００℃まで昇温し、−５５℃、１２５℃にて測定して得られる値（ＧＰａ）を弾性率とした。また、Ｔａｎδのピーク時の温度をガラス転移温度（Ｔｇ）とした。
(2) Elastic modulus About the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip, a cured product having a thickness of 500 μm cured at 110 ° C. for 40 minutes and further at 170 ° C. for 30 minutes was prepared, and a viscoelasticity measuring machine (model “DVA- 200 ”, manufactured by IT Measurement & Control Co., Ltd.), temperature rise rate 5 ° C./min, tension, grip width 24 mm, temperature raised to 300 ° C. at 10 Hz, and values obtained by measuring at −55 ° C. and 125 ° C. (GPa) was defined as the elastic modulus. The temperature at the peak of Tan δ was defined as the glass transition temperature (Tg).
（３）冷熱サイクル試験
ハンダボールがペリフェラル状に配置されている半導体チップ（１０ｍｍ×１０ｍｍ）と、半導体チップを介して電気的に接続されたときに半導体チップ内のメタル配線とデイジーチェーンとなるように銅が配線された２０ｍｍ×２０ｍｍ×１．０ｍｍ厚の基板（ガラス／エポキシ系ＦＲ−４）とを用い、得られた半導体チップ接合用接着剤を用いてフリップチップ実装（２５０℃、１０秒、５Ｎ）した。得られた積層体に対し、−５５℃〜１２５℃（各１０分間ずつ）、１０００サイクルの冷熱サイクル試験を行った後、チップ−接着剤−基板の剥がれの評価及び導通試験を行った。
なお、８つのサンプルについて上記剥がれ評価及び導通試験を行い、剥がれ及び導通不良が見られた積層体の個数を評価した。上記導通試験については、導通抵抗値が１０％以上変化したものを不良とした。
(3) Thermal cycle test solder ball so that it becomes a daisy chain with the metal wiring in the semiconductor chip when electrically connected via the semiconductor chip to the semiconductor chip (10 mm × 10 mm) arranged in a peripheral shape Flip chip mounting (250 ° C., 10 seconds) using the obtained semiconductor chip bonding adhesive with a 20 mm × 20 mm × 1.0 mm thick substrate (glass / epoxy type FR-4) wired with copper. 5N). The obtained laminate was subjected to 1000 cycles of a thermal cycle test at −55 ° C. to 125 ° C. (each for 10 minutes), and then an evaluation of chip-adhesive-substrate peeling and a continuity test were performed.
In addition, the said peeling evaluation and conduction | electrical_connection test were done about eight samples, and the number of the laminated bodies in which peeling and the conduction defect were seen were evaluated. About the said continuity test, what changed the conduction | electrical_connection resistance value 10% or more was made into the defect.
＜評価２＞
実施例８〜１３で得られた半導体チップ接合用接着剤を用いて、以下の評価を行った。結果を表３に示す。
<Evaluation 2>
The following evaluation was performed using the adhesive for semiconductor chip bonding obtained in Examples 8 to 13. The results are shown in Table 3.
（１）粘度
得られた半導体チップ接合用接着剤について、Ｅ型粘度計（ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ ＴＶ−２２、東海産業社製、φ１５ｍｍローターを使用）を用いて、２５℃、１０ｒｐｍの条件で粘度（Ｐａ・ｓ）を測定した。
(1) Viscosity About the obtained adhesive for bonding semiconductor chips, using an E-type viscometer (VISCOMETER TV-22, manufactured by Tokai Sangyo Co., Ltd., using φ15 mm rotor), the viscosity (Pa · s) was measured.
（２）濡れ広がり（塗布安定性）
得られた半導体チップ接合用接着剤について、エアーディスペンサー（ＳＨＯＴ ＭＡＳＴＥＲ３００、武蔵エンジニアリング社製）を用いて塗布安定性を評価した。このとき、使用した部品は、精密ノズル（武蔵エンジニアリング社製、内径０．３ｍｍ）、１０ｍＬシリンジ（武蔵エンジニアリング社製）であった。吐出条件を吐出圧０．４ＭＰａ、半導体チップとニードルとのギャップ２００μｍとし、吐出量５ｍｇ狙いで半導体チップ接合用接着剤をガラス基板上に塗布した。次いで、塗布した半導体チップ接合用接着剤の上にガラスチップ（１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み１００μｍ）をボンディングし、これを８０℃１時間オーブンに入れた。
半導体チップ接合用接着剤がガラスチップ下の領域に完全に広がっている場合を「◎」、ガラスチップ下の１００％未満９０％以上の領域まで広がっている場合を「○」、ガラスチップ下の９０％未満７０％以上の領域まで広がっている場合を「△」、ガラスチップ下の７０％未満の領域までしか広がっていない場合を「×」と評価した。
(2) Wetting and spreading (coating stability)
About the obtained adhesive for semiconductor chip joining, application | coating stability was evaluated using the air dispenser (SHOT MASTER300, the Musashi engineering company make). At this time, the used parts were a precision nozzle (made by Musashi Engineering, inner diameter 0.3 mm), and a 10 mL syringe (made by Musashi Engineering). The discharge conditions were a discharge pressure of 0.4 MPa, a gap between the semiconductor chip and the needle of 200 μm, and a semiconductor chip bonding adhesive was applied onto the glass substrate with an aim of a discharge amount of 5 mg. Next, a glass chip (10 mm × 10 mm, thickness 100 μm) was bonded onto the applied semiconductor chip bonding adhesive, and this was placed in an oven at 80 ° C. for 1 hour.
“◎” indicates that the adhesive for bonding the semiconductor chip has spread completely in the region under the glass chip, and “○” indicates that the adhesive has spread to less than 100% and 90% or more under the glass chip. The case where it spreads to an area of less than 90% and 70% or more was evaluated as “Δ”, and the case where it expanded only to an area of less than 70% under the glass chip was evaluated as “x”.
（３）線膨張率
得られた半導体チップ接合用接着剤について、１１０℃４０分、更に、１７０℃３０分で硬化させた厚さ５００μｍの硬化物を作製し、熱応力歪測定装置（型式「ＥＸＴＥＡＲ ＴＭＡ／ＳＳ ６１００」、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製）を用い、荷重２Ｎ、昇温速度５℃／分、サンプル長１ｃｍで３００℃まで昇温し、このとき得られたＳＳカーブの傾きから線膨張係数を求めた。
(3) Linear expansion coefficient About the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip, a cured product having a thickness of 500 μm cured at 110 ° C. for 40 minutes and further at 170 ° C. for 30 minutes is prepared, and a thermal stress strain measuring device (model “ EXTEAR TMA / SS 6100 ", manufactured by SII NanoTechnology Inc.), heated to 300 ° C with a load of 2N, a heating rate of 5 ° C / min, and a sample length of 1 cm. From the slope of the SS curve obtained at this time The linear expansion coefficient was determined.
（４）弾性率
得られた半導体チップ接合用接着剤について、１１０℃４０分、更に、１７０℃３０分で硬化させた厚さ５００μｍの硬化物を作製し、粘弾性測定機（型式「ＤＶＡ−２００」、アイティー計測制御社製）を用い、昇温速度５℃／分、引っ張り、つかみ幅２４ｍｍ、１０Ｈｚで３００℃まで昇温し、−５５℃、１２５℃にて測定して得られる値（ＧＰａ）を弾性率とした。また、Ｔａｎδのピーク時の温度をガラス転移温度（Ｔｇ）とした。
(4) Elastic modulus About the obtained adhesive for bonding a semiconductor chip, a cured product having a thickness of 500 μm cured at 110 ° C. for 40 minutes and further at 170 ° C. for 30 minutes was prepared, and a viscoelasticity measuring machine (model “DVA- 200 ”, manufactured by IT Measurement & Control Co., Ltd.), temperature rise rate 5 ° C./min, tension, grip width 24 mm, temperature raised to 300 ° C. at 10 Hz, and values obtained by measuring at −55 ° C. and 125 ° C. (GPa) was defined as the elastic modulus. The temperature at the peak of Tan δ was defined as the glass transition temperature (Tg).
（５）冷熱サイクル試験
ハンダボールがペリフェラル状に配置されている半導体チップ（１０ｍｍ×１０ｍｍ）と、半導体チップを介して電気的に接続されたときに半導体チップ内のメタル配線とデイジーチェーンとなるように銅が配線された２０ｍｍ×２０ｍｍ×１．０ｍｍ厚の基板（ガラス／エポキシ系ＦＲ−４）とを用い、得られた半導体チップ接合用接着剤を用いてフリップチップ実装（２５０℃、１０秒、５Ｎ）した。得られた積層体に対し、−５５℃〜１２５℃（各１０分間ずつ）、１０００サイクルの冷熱サイクル試験を行った後、チップ−接着剤−基板の剥がれの評価及び導通試験を行った。
なお、８つのサンプルについて上記剥がれ評価及び導通試験を行い、剥がれ及び導通不良が見られた積層体の個数を評価した。上記導通試験については、導通抵抗値が１０％以上変化したものを不良とした。
(5) Thermal cycle test solder balls (10 mm × 10 mm) in which solder balls are arranged in a peripheral shape and daisy chain with metal wiring in the semiconductor chip when electrically connected via the semiconductor chip Flip chip mounting (250 ° C., 10 seconds) using the obtained semiconductor chip bonding adhesive with a 20 mm × 20 mm × 1.0 mm thick substrate (glass / epoxy type FR-4) wired with copper. 5N). The obtained laminate was subjected to 1000 cycles of a thermal cycle test at −55 ° C. to 125 ° C. (each for 10 minutes), and then an evaluation of chip-adhesive-substrate peeling and a continuity test were performed.
In addition, the said peeling evaluation and conduction | electrical_connection test were done about eight samples, and the number of the laminated bodies in which peeling and the conduction defect were seen were evaluated. About the said continuity test, what changed the conduction | electrical_connection resistance value 10% or more was made into the defect.
本発明によれば、硬化物の線膨張率及び弾性率が低く、接合された半導体チップへの応力の発生を低減することでハンダ等の導通部分のクラックの発生を防止し、信頼性の高い半導体装置を製造することができる半導体チップ接合用接着剤を提供することができる。また、本発明によれば、該半導体チップ接合用接着剤を用いて製造される非導電性ペースト及び非導電性フィルムを提供することができる。 According to the present invention, the linear expansion coefficient and elastic modulus of the cured product are low, and it is possible to prevent the occurrence of cracks in conductive parts such as solder by reducing the generation of stress on the bonded semiconductor chip and to have high reliability. A semiconductor chip bonding adhesive capable of manufacturing a semiconductor device can be provided. Moreover, according to this invention, the nonelectroconductive paste and nonelectroconductive film manufactured using this adhesive agent for semiconductor chip joining can be provided.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012142439A (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | Paste for mounting semiconductor device |
| US9228118B2 (en) | 2010-12-17 | 2016-01-05 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Production method for polyamide acid particles, production method for polyimide particles, polyimide particles and bonding material for electronic component |
| JP2017038081A (en) * | 2016-10-27 | 2017-02-16 | 住友ベークライト株式会社 | Semiconductor device |
| WO2017078045A1 (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-11 | リンテック株式会社 | Curable resin film and first protective film forming sheet |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002129126A (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Tomoegawa Paper Co Ltd | Adhesive composition and adhesive sheet for semiconductor device |
-
2009
- 2009-09-11 JP JP2009210315A patent/JP2010239106A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002129126A (en) * | 2000-10-23 | 2002-05-09 | Tomoegawa Paper Co Ltd | Adhesive composition and adhesive sheet for semiconductor device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9228118B2 (en) | 2010-12-17 | 2016-01-05 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Production method for polyamide acid particles, production method for polyimide particles, polyimide particles and bonding material for electronic component |
| KR101848114B1 (en) * | 2010-12-17 | 2018-04-11 | 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 | Production method for polyamide acid particles, production method for polyimide particles, polyimide particles and bonding material for electronic component |
| JP2012142439A (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | Paste for mounting semiconductor device |
| WO2017078045A1 (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-11 | リンテック株式会社 | Curable resin film and first protective film forming sheet |
| JPWO2017078045A1 (en) * | 2015-11-04 | 2018-08-23 | リンテック株式会社 | Curable resin film and first protective film forming sheet |
| JP2017038081A (en) * | 2016-10-27 | 2017-02-16 | 住友ベークライト株式会社 | Semiconductor device |
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