JP6109611B2 - Thermosetting resin composition and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物に関する。また、本発明は、該熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition having excellent flux properties, enabling solder bonding in a short time, and excellent connection reliability. The present invention also relates to a method for manufacturing a semiconductor device using the thermosetting resin composition.
半導体装置の小型化及び高密度化に伴い、半導体チップを基板に実装する方法として、半田等からなる突起電極が形成された半導体チップを用いたフリップチップ実装が注目され、急速に広まってきている。
フリップチップ実装においては、接合部分の接続信頼性を確保するための方法として、半導体チップの突起電極と基板の電極部とを接合した後に、半導体チップと基板との隙間に液状封止接着剤（アンダーフィル）を注入し、硬化させることが一般的な方法として採られている。しかしながら、アンダーフィルを用いたフリップチップ実装は、製造コストが高い、アンダーフィル充填に時間がかかる、電極間の距離及び半導体チップと基板との距離を狭めるのに限界がある等の問題を抱えている。
As semiconductor devices are miniaturized and densified, flip chip mounting using a semiconductor chip on which a protruding electrode made of solder or the like has been attracting attention as a method for mounting a semiconductor chip on a substrate is rapidly spreading. .
In flip chip mounting, as a method for ensuring the connection reliability of the joint portion, after bonding the protruding electrode of the semiconductor chip and the electrode portion of the substrate, a liquid sealing adhesive (in the gap between the semiconductor chip and the substrate) It is a common method to inject and cure the underfill. However, flip chip mounting using underfill has problems such as high manufacturing cost, long time for underfill filling, and limitations in reducing the distance between electrodes and the distance between the semiconductor chip and the substrate. Yes.
そこで、近年、基板上にペースト状接着剤を塗布した後、半導体チップを搭載する方法、半導体ウエハ又は半導体チップ上にフィルム状又はペースト状接着剤を供給した後、接着剤付き半導体チップを基板上に搭載する方法等のいわゆる先塗布型のフリップチップ実装が提案されている。特に接着剤付き半導体チップを基板上に搭載する場合には、半導体ウエハ上に接着剤を一括供給し、ダイシングによって接着剤付き半導体チップを一括で多量に生産できることから、大幅なプロセス短縮が期待される。 Therefore, in recent years, after applying a paste adhesive on a substrate, a method of mounting a semiconductor chip, after supplying a film or paste adhesive on a semiconductor wafer or semiconductor chip, the semiconductor chip with adhesive on the substrate A so-called pre-coating type flip chip mounting method such as a method for mounting on a substrate has been proposed. In particular, when mounting semiconductor chips with adhesives on a substrate, the adhesive can be supplied all over the semiconductor wafer, and a large number of semiconductor chips with adhesives can be produced in large quantities by dicing. The
先塗布型のフリップチップ実装に用いられるフィルム状又はペースト状接着剤としては、フラックス剤として酸（例えば、グルタル酸、アジピン酸等）を配合したエポキシ樹脂組成物が用いられている。フラックス剤は、突起電極の半田表面の酸化被膜を除去し、銅等の金属からなる被接合部に対して半田を濡れ広がらせ、接合させる働きをする（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、近年、量産性の観点等からより短時間（例えば、５秒以下程度）で半導体チップを実装することが求められているところ、エポキシ樹脂組成物の硬化速度を速めて半田を接合する時間を短くすると、接合後の半田形状がいびつとなり、半田接合の信頼性が損なわれることがあった。
As a film-form or paste-form adhesive used for pre-coating flip chip mounting, an epoxy resin composition in which an acid (for example, glutaric acid, adipic acid, etc.) is blended as a fluxing agent is used. The flux agent functions to remove the oxide film on the solder surface of the bump electrode and to spread and bond the solder to the bonded portion made of metal such as copper (for example, see Patent Document 1).
However, in recent years, it has been required to mount a semiconductor chip in a shorter time (for example, about 5 seconds or less) from the viewpoint of mass productivity, etc., and the time for joining the solder by increasing the curing rate of the epoxy resin composition. If the length is shortened, the solder shape after bonding becomes distorted, and the reliability of solder bonding may be impaired.
グルタル酸等の従来のフラックス剤は、半田表面の酸化被膜を除去して半田を濡れ広がらせるまでに時間がかかる。このため、エポキシ樹脂組成物の硬化速度を速めて半田を接合する時間を短くすると、フラックス効果が充分に発現せず、その結果、半田接合の信頼性が損なわれていた。
本発明は、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
Conventional fluxing agents such as glutaric acid take time to remove the oxide film on the solder surface and to spread the solder. For this reason, if the time for curing the epoxy resin composition is increased and the time for joining the solder is shortened, the flux effect is not sufficiently exhibited, and as a result, the reliability of the solder joint is impaired.
An object of this invention is to provide the thermosetting resin composition which is excellent in flux property, enables solder joining in a short time, and was excellent also in connection reliability. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device using the thermosetting resin composition.
本発明は、少なくともエポキシ樹脂と、硬化促進剤とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と、リン酸化合物と、前記イミダゾール化合物に対して１０〜１００重量％以下のフェノール化合物とを含有する熱硬化性樹脂組成物である。
以下、本発明を詳述する。
The present invention is a thermosetting resin composition containing at least an epoxy resin and a curing accelerator, and the curing accelerator is 10 to 100 with respect to an imidazole compound, a phosphate compound, and the imidazole compound. It is a thermosetting resin composition containing a phenol compound in an amount of not more than% by weight.
The present invention is described in detail below.
本発明者は、エポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物において、硬化促進剤として、イミダゾール化合物と、リン酸化合物と、フェノール化合物とを所定の割合で含有するものを用いることにより、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物と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 inventor of the present invention uses an epoxy resin-containing thermosetting resin composition containing, as a curing accelerator, an imidazole compound, a phosphoric acid compound, and a phenol compound in a predetermined ratio, thereby providing flux properties. It has been found that the thermosetting resin composition can be made into a thermosetting resin composition that is excellent in resistance, can be soldered in a short time, and is excellent in connection reliability.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含有する。
上記エポキシ樹脂は特に限定されないが、多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することが好ましい。上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することで、熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、剛直で分子の運動が阻害されるため優れた機械的強度及び耐熱性を発現し、また、吸水性が低くなるため優れた耐湿性を発現する。
The thermosetting resin composition of the present invention contains an epoxy resin.
Although the said epoxy resin is not specifically limited, It is preferable to contain the epoxy resin which has a polycyclic hydrocarbon skeleton in a principal chain. By containing an epoxy resin having the above-mentioned polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain, the cured product of the thermosetting resin composition is rigid and has an excellent mechanical strength and heat resistance because molecular movement is inhibited. Appearance and excellent moisture resistance due to low water absorption.
上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は特に限定されず、例えば、ジシクロペンタジエンジオキシド等のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、１−グリシジルナフタレン、２−グリシジルナフタレン、１，２−ジグリジジルナフタレン、１，５−ジグリシジルナフタレン、１，６−ジグリシジルナフタレン、１，７−ジグリシジルナフタレン、２，７−ジグリシジルナフタレン、トリグリシジルナフタレン、１，２，５，６−テトラグリシジルナフタレン等のナフタレン型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボネート等が挙げられる。なかでも、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。
これらの多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよく、また、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の汎用されるエポキシ樹脂と併用されてもよい。
The epoxy resin having the polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain is not particularly limited, and examples thereof include dicyclopentadiene type epoxy resins such as dicyclopentadiene dioxide, 1-glycidylnaphthalene, 2-glycidylnaphthalene, 1,2- Diglycidylnaphthalene, 1,5-diglycidylnaphthalene, 1,6-diglycidylnaphthalene, 1,7-diglycidylnaphthalene, 2,7-diglycidylnaphthalene, triglycidylnaphthalene, 1,2,5,6-tetraglycidyl Naphthalene type epoxy resins such as naphthalene, tetrahydroxyphenylethane type epoxy resins, tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methylcyclohexane carbonate, etc. Can be mentioned. Of these, dicyclopentadiene type epoxy resins and naphthalene type epoxy resins are preferable.
These epoxy resins having a polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain may be used singly or in combination of two or more, such as bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin. You may use together with the epoxy resin used widely.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、更に、高分子化合物を含有することが好ましい。上記高分子化合物を含有することで、熱硬化性樹脂組成物に製膜性又は可撓性を付与することができ、接合信頼性に優れた熱硬化性樹脂組成物が得られる。
上記高分子化合物は特に限定されないが、エポキシ樹脂と反応する官能基を有する高分子化合物が好ましい。上記エポキシ樹脂と反応する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。
The thermosetting resin composition of the present invention preferably further contains a polymer compound. By containing the polymer compound, film forming property or flexibility can be imparted to the thermosetting resin composition, and a thermosetting resin composition having excellent bonding reliability can be obtained.
Although the said high molecular compound is not specifically limited, The high molecular compound which has a functional group which reacts with an epoxy resin is preferable. The high molecular compound which has a functional group which reacts with the said epoxy resin is not specifically limited, For example, the high molecular compound which has an amino group, a urethane group, an imide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group etc. is mentioned. Among these, a polymer compound having an epoxy group is preferable.
上記高分子化合物は、上記エポキシ樹脂と反応する官能基に加えて、光硬化性官能基を有していてもよい。上記高分子化合物が上記光硬化性官能基を有することで、熱硬化性樹脂組成物に光硬化性を付与し、光照射によって半硬化することが可能となり、このような熱硬化性樹脂組成物からなる熱硬化性樹脂層の粘着力又は接着力を光照射によって制御することが可能となる。
上記光硬化性官能基は特に限定されず、例えば、アクリル基、メタクリル基等が挙げられる。
The polymer compound may have a photocurable functional group in addition to the functional group that reacts with the epoxy resin. When the polymer compound has the photocurable functional group, the thermosetting resin composition can be photocured and semi-cured by light irradiation. Such a thermosetting resin composition It becomes possible to control the adhesive force or adhesive force of the thermosetting resin layer made of the above by light irradiation.
The photocurable functional group is not particularly limited, and examples thereof include an acryl group and a methacryl group.
上記高分子化合物の配合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２０重量部、好ましい上限が３００重量部である。上記高分子化合物の配合量が２０重量部未満であると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の可撓性が低下し、高い接合信頼性及び接続信頼性が得られないことがある。上記高分子化合物の配合量が３００重量部を超えると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の機械的強度、耐熱性及び耐湿性が低下し、高い接合信頼性及び接続信頼性が得られないことがある。 Although the compounding quantity of the said high molecular compound is not specifically limited, The preferable minimum with respect to 100 weight part of said epoxy resins is 20 weight part, and a preferable upper limit is 300 weight part. When the blending amount of the polymer compound is less than 20 parts by weight, the flexibility of the cured product of the thermosetting resin composition may be lowered, and high bonding reliability and connection reliability may not be obtained. When the compounding amount of the polymer compound exceeds 300 parts by weight, the mechanical strength, heat resistance and moisture resistance of the cured product of the thermosetting resin composition are lowered, and high bonding reliability and connection reliability cannot be obtained. Sometimes.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤を含有する。
上記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と、リン酸化合物と、上記イミダゾール化合物に対して１０〜１００重量％以下のフェノール化合物とを含有する。
The thermosetting resin composition of the present invention contains a curing accelerator.
The said hardening accelerator contains an imidazole compound, a phosphoric acid compound, and 10-100 weight% or less phenolic compound with respect to the said imidazole compound.
上記イミダゾール化合物は、硬化促進作用を有するものであり、硬化促進作用を有することが知られている化合物のなかでも、速硬化性に優れるものである。このため、上記イミダゾール化合物を含有することで、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、比較的低温かつ短時間で硬化することができる。
上記リン酸化合物は、その水酸基が上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基を安定化するとともに、フラックス性を有するものである。そして、上記イミダゾール化合物及び上記リン酸化合物に対して上記フェノール化合物を所定の割合で配合することで、上記リン酸化合物のフラックス性を更に向上させることができる。このため、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れたものとなる。本明細書中、フラックス性とは、半田表面の酸化被膜を除去し、銅等の金属からなる被接合部に対して半田を濡れ広がらせ、接合させる機能を意味する。
The imidazole compound has a curing accelerating action, and is excellent in rapid curability among compounds known to have a curing accelerating action. For this reason, the thermosetting resin composition of this invention can be hardened | cured in comparatively low temperature and a short time by containing the said imidazole compound.
The phosphoric acid compound has a flux property while its hydroxyl group stabilizes the imidazole group in the imidazole compound. And the flux property of the said phosphoric acid compound can further be improved by mix | blending the said phenol compound with a predetermined | prescribed ratio with respect to the said imidazole compound and the said phosphoric acid compound. For this reason, the thermosetting resin composition of the present invention has excellent flux properties, enables solder bonding in a short time, and has excellent connection reliability. In the present specification, the flux property means a function of removing an oxide film on the surface of the solder, and spreading and joining the solder to a bonded portion made of a metal such as copper.
また、上記リン酸化合物中の水酸基が、上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基を安定化するため、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、貯蔵安定性及び熱安定性に優れ、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際には局所的な発熱を避けてボイドの発生を抑制することができる。 In addition, since the hydroxyl group in the phosphoric acid compound stabilizes the imidazole group in the imidazole compound, the thermosetting resin composition of the present invention is excellent in storage stability and thermal stability, and the semiconductor chip is used as a substrate or When mounted on another semiconductor chip, generation of voids can be suppressed by avoiding local heat generation.
なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物を製造する際には、予め上記硬化促進剤を調製したうえで、得られた硬化促進剤を、上記エポキシ樹脂及び必要に応じて添加される各材料と共に混合することが好ましい。予め上記硬化促進剤を調製することなく、上記イミダゾール化合物と、上記リン酸化合物と、上記フェノール化合物とを、上記エポキシ樹脂及び必要に応じて添加される各材料と共に一挙に混合した場合には、上記イミダゾール化合物と、上記リン酸化合物と、上記フェノール化合物とが上記エポキシ樹脂中に分散してしまうため、有用なフラックス性が発現しないことがある。 In addition, when manufacturing the thermosetting resin composition of the present invention, after preparing the curing accelerator in advance, the obtained curing accelerator is added to the epoxy resin and each material added as necessary. It is preferable to mix together. Without preparing the curing accelerator in advance, when the imidazole compound, the phosphoric acid compound, and the phenol compound are mixed together with the epoxy resin and each material added as necessary, Since the imidazole compound, the phosphoric acid compound, and the phenol compound are dispersed in the epoxy resin, a useful flux property may not be exhibited.
上記イミダゾール化合物として、例えば、２−エチル−４−メチルイミダゾール、１―メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−メチルイミダゾ−ル、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−エチルイミダゾ−ル、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾ−ル、１−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ジ−（シアノエトキシメチル）イミダゾ−ル、１，８−ジアザビシクロ（５．４．０）ウンデセン−７等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。 Examples of the imidazole compound include 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, and 1-cyanoethyl. 2-methylimidazole, 1-benzyl-2-ethylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenyl-4,5-di- (cyanoethoxymethyl) imidazole -L, 1,8-diazabicyclo (5.4.0) undecene-7 and the like. These may be used independently and 2 or more types may be used together.
上記イミダゾール化合物の市販品は特に限定されず、例えば、２Ｅ４ＭＺ、１Ｂ２ＭＺ、１Ｂ２ＰＺ、２ＭＺ−ＣＮ、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ、２ＰＨＺ−ＣＮ、１Ｍ２ＥＺ、１Ｂ２ＥＺ（以上、四国化成工業社製）、ＥＭＩ２４（三菱化学社製）等が挙げられる。 Commercially available products of the imidazole compound are not particularly limited. For example, 2E4MZ, 1B2MZ, 1B2PZ, 2MZ-CN, 2E4MZ-CN, 2PHZ-CN, 1M2EZ, 1B2EZ (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.), EMI24 (Mitsubishi Chemical Corporation) Manufactured) and the like.
上記イミダゾール化合物の配合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５重量部、好ましい上限が５０重量部である。上記イミダゾール化合物の配合量が５重量部未満であると、熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化するために高温で長時間の加熱を必要とすることがある。上記イミダゾール化合物の配合量が５０重量部を超えると、熱硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性及び熱安定性が低下することがある。上記イミダゾール化合物の配合量は、上記エポキシ樹脂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３０重量部である。 Although the compounding quantity of the said imidazole compound is not specifically limited, The preferable minimum with respect to 100 weight part of said epoxy resins is 5 weight part, and a preferable upper limit is 50 weight part. When the blending amount of the imidazole compound is less than 5 parts by weight, the thermosetting resin composition may require heating at a high temperature for a long time in order to be thermoset. When the compounding quantity of the said imidazole compound exceeds 50 weight part, the storage stability and heat stability of a thermosetting resin composition may fall. As for the compounding quantity of the said imidazole compound, the more preferable minimum with respect to 100 weight part of said epoxy resins is 10 weight part, and a more preferable upper limit is 30 weight part.
本明細書中、リン酸化合物には、亜リン酸化合物も含まれるものとする。
上記リン酸化合物として、例えば、リン酸、リン酸モノエステル、リン酸ジエステル、リン酸トリエステル、亜リン酸、亜リン酸モノエステル、亜リン酸ジエステル等が挙げられる。
In the present specification, the phosphoric acid compound includes a phosphorous acid compound.
Examples of the phosphoric acid compound include phosphoric acid, phosphoric acid monoester, phosphoric acid diester, phosphoric acid triester, phosphorous acid, phosphorous acid monoester, phosphorous acid diester, and the like.
上記リン酸モノエステルとして、例えば、フェニルリン酸（リン酸フェニル）、リン酸モノエチル、リン酸モノブチル等が挙げられる。上記リン酸ジエステルとして、例えば、リン酸ジブチル、リン酸ジヘキシル等が挙げられる。上記リン酸トリエステルとして、例えば、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレシル等が挙げられる。
上記亜リン酸モノエステルとして、例えば、亜リン酸モノメチル、亜リン酸モノエチル、亜リン酸モノブチル、亜リン酸モノラウリル、亜リン酸モノオレイル、亜リン酸モノフェニル、亜リン酸モノナフチル等が挙げられる。上記亜リン酸ジエステルとして、例えば、亜リン酸ジメチル、亜リン酸ジエチル、亜リン酸ジブチル、亜リン酸ジラウリル、亜リン酸ジオレイル、亜リン酸ジフェニル、亜リン酸ジナフチル、亜リン酸ジ−ｏ−トリル、亜リン酸ジ−ｍ−トリル、亜リン酸ジ−ｐ−トリル、亜リン酸ジ−ｐ−クロロフェニル、亜リン酸ジ−ｐ−ブロモフェニル、亜リン酸ジ−ｐ−フルオロフェニル、リン酸フェノール等が挙げられる。
これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
Examples of the phosphoric acid monoester include phenyl phosphoric acid (phenyl phosphate), monoethyl phosphate, monobutyl phosphate, and the like. Examples of the phosphoric acid diester include dibutyl phosphate and dihexyl phosphate. Examples of the phosphoric acid triester include triphenyl phosphate and tricresyl phosphate.
Examples of the phosphorous acid monoester include monomethyl phosphite, monoethyl phosphite, monobutyl phosphite, monolauryl phosphite, monooleyl phosphite, monophenyl phosphite, mononaphthyl phosphite and the like. . Examples of the phosphite diester include, for example, dimethyl phosphite, diethyl phosphite, dibutyl phosphite, dilauryl phosphite, dioleyl phosphite, diphenyl phosphite, dinaphthyl phosphite, di-phosphite di-o -Tolyl, di-m-tolyl phosphite, di-p-tolyl phosphite, di-p-chlorophenyl phosphite, di-p-bromophenyl phosphite, di-p-fluorophenyl phosphite, A phosphoric acid phenol etc. are mentioned.
These may be used independently and 2 or more types may be used together.
上記イミダゾール化合物と、上記リン酸化合物との配合比率は特に限定されないが、上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基に対する上記リン酸化合物中の水酸基のモル比は、好ましい下限が０．０５、好ましい上限が３．３である。上記モル比が０．０５未満であると、上記リン酸化合物中の水酸基によりイミダゾール基を安定化させることが困難になり、熱硬化性樹脂組成物の貯蔵安定性又は熱安定性が損なわれることがある。上記モル比が３．３を超えると、上記イミダゾール化合物の硬化性が低下することがある。上記イミダゾール化合物中のイミダゾール基に対する上記リン酸化合物中の水酸基のモル比のより好ましい下限は０．０７、より好ましい上限は３．２である。
なお、リン酸化合物のうち亜リン酸化合物は、一般に亜リン酸型（トリヒドロキシ型）とホスホン酸型（ジヒドロキシ型）との互変異性を示すことが知られているが、本明細書中、亜リン酸化合物中の水酸基の数は、亜リン酸化合物の全てが亜リン酸型（トリヒドロキシ型）であるものとして計算する。
The mixing ratio of the imidazole compound and the phosphoric acid compound is not particularly limited, but the molar ratio of the hydroxyl group in the phosphoric acid compound to the imidazole group in the imidazole compound is preferably 0.05 and the preferable upper limit is 3 .3. When the molar ratio is less than 0.05, it becomes difficult to stabilize the imidazole group by the hydroxyl group in the phosphoric acid compound, and the storage stability or thermal stability of the thermosetting resin composition is impaired. There is. If the molar ratio exceeds 3.3, the curability of the imidazole compound may be reduced. The more preferable lower limit of the molar ratio of the hydroxyl group in the phosphoric acid compound to the imidazole group in the imidazole compound is 0.07, and the more preferable upper limit is 3.2.
Among phosphoric acid compounds, phosphorous acid compounds are generally known to exhibit tautomerism between phosphorous acid type (trihydroxy type) and phosphonic acid type (dihydroxy type). The number of hydroxyl groups in the phosphorous acid compound is calculated on the assumption that all of the phosphorous acid compound is of the phosphorous acid type (trihydroxy type).
上記イミダゾール化合物と、上記リン酸化合物とは、これらがあらかじめ反応したイミダゾール化合物のリン酸塩であってもよい。 The imidazole compound and the phosphate compound may be a phosphate of an imidazole compound in which they have been reacted in advance.
本明細書中、フェノール化合物とは、フェノール性水酸基を有する化合物を意味する。
上記フェノール化合物として、例えば、フェノール、液状又は固形のフェノールノボラック型エポキシ樹脂等のフェノール骨格を有する樹脂等が挙げられる。なかでも、フェノール、フェノールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
In the present specification, the phenol compound means a compound having a phenolic hydroxyl group.
Examples of the phenol compound include resins having a phenol skeleton such as phenol and liquid or solid phenol novolac epoxy resins. Of these, phenol and phenol novolac epoxy resins are preferable. These may be used independently and 2 or more types may be used together.
上記フェノール化合物の配合量は、上記イミダゾール化合物を１００重量％としたとき、上記イミダゾール化合物に対して１００重量％以下である。上記フェノール化合物の配合量が１００重量％を超えると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなりすぎて、接合信頼性が低下してしまう。上記フェノール化合物の配合量は８０重量％以下であることが好ましく、５０重量％以下であることがより好ましい。
また、上記フェノール化合物の配合量は、上記イミダゾール化合物を１００重量％としたとき、上記イミダゾール化合物に対して１０重量％以上である。上記フェノール化合物の配合量が１０重量％未満であると、熱硬化性樹脂組成物のフラックス性が低下するため、接合後の半田形状がいびつとなり、半田接合の信頼性が損なわれてしまう。上記フェノール化合物の配合量は２０重量％以上であることが好ましく、３０重量％以上であることがより好ましい。
The compounding quantity of the said phenol compound is 100 weight% or less with respect to the said imidazole compound, when the said imidazole compound is 100 weight%. When the compounding amount of the phenol compound exceeds 100% by weight, the glass transition temperature (Tg) of the cured product of the thermosetting resin composition becomes too low, and the bonding reliability is lowered. The blending amount of the phenol compound is preferably 80% by weight or less, and more preferably 50% by weight or less.
Moreover, the compounding quantity of the said phenol compound is 10 weight% or more with respect to the said imidazole compound when the said imidazole compound is 100 weight%. When the blending amount of the phenol compound is less than 10% by weight, the flux property of the thermosetting resin composition is lowered, so that the solder shape after joining becomes distorted and the reliability of solder joining is impaired. The blending amount of the phenol compound is preferably 20% by weight or more, and more preferably 30% by weight or more.
また、上記フェノール化合物の配合量は、上記エポキシ樹脂１モルに対する好ましい下限が０．０１モル、好ましい上限が０．４モルである。 Moreover, as for the compounding quantity of the said phenol compound, the preferable minimum with respect to 1 mol of said epoxy resins is 0.01 mol, and a preferable upper limit is 0.4 mol.
上記硬化促進剤は、常温で液状であることが好ましい。本明細書中、常温で液状であるとは、１０〜３０℃における少なくとも一部の温度領域において、液体状態であることを意味する。
上記硬化促進剤が常温で液状であることで、熱硬化性樹脂組成物は、高い透明性を発現することができ、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際のカメラによるパターン又は位置表示の自動認識が容易となる。また、上記硬化促進剤は、常温で液状であることで均一に分子レベルで分散することができるため、熱硬化性樹脂組成物は、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際には局所的な発熱を避けてボイドの発生を抑制することができる。更に、上記硬化促進剤は、常温で液状であることで、微小に粉砕する必要がなく、また、濾過する際のフィルターの詰まりも抑制される。
The curing accelerator is preferably liquid at normal temperature. In this specification, being liquid at normal temperature means being in a liquid state in at least a part of the temperature range at 10 to 30 ° C.
When the curing accelerator is liquid at room temperature, the thermosetting resin composition can exhibit high transparency, and a pattern or position by a camera when the semiconductor chip is mounted on a substrate or another semiconductor chip. Automatic recognition of the display becomes easy. In addition, since the curing accelerator is liquid at room temperature and can be uniformly dispersed at a molecular level, the thermosetting resin composition is used when a semiconductor chip is mounted on a substrate or another semiconductor chip. Generation of voids can be suppressed by avoiding local heat generation. Furthermore, since the said hardening accelerator is liquid at normal temperature, it does not need to grind | pulverize finely and the clogging of the filter at the time of filtering is also suppressed.
上記硬化促進剤は、半田フラックス試験においてフラックス性を発現するまでの時間が５秒以下であることが好ましい。フラックス性を発現するまでの時間が５秒を超えると、熱硬化性樹脂組成物のフラックス性が低下するため、接合後の半田形状がいびつとなり、半田接合の信頼性が損なわれることがある。
また、フラックス性を発現するまでの時間の下限は特に限定されないが、フラックス性を発現するまでの時間が短すぎると半田流れの原因となる恐れがあることから、２秒以上であることが好ましい。
なお、半田フラックス試験におけるフラックス性を発現するまでの時間とは、硬化促進剤と、半田（Ｓｎ−Ａｇ−３．５）とを混合し、得られた混合物を２２０℃のホットプレート上に置いたときの半田が濡れ広がるまでの時間を意味する。
The curing accelerator preferably has a time of 5 seconds or less until the flux property is developed in the solder flux test. When the time until the flux property is developed exceeds 5 seconds, the flux property of the thermosetting resin composition is lowered, so that the solder shape after joining becomes distorted and the reliability of solder joining may be impaired.
Moreover, the lower limit of the time until the flux property is developed is not particularly limited, but if the time until the flux property is developed is too short, it may cause a solder flow, and therefore it is preferably 2 seconds or more. .
In addition, the time until the flux property in the solder flux test is expressed is that the curing accelerator and the solder (Sn-Ag-3.5) are mixed, and the obtained mixture is placed on a 220 ° C. hot plate. It means the time until the solder spreads wet.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、更に、硬化剤を含有することが好ましい。
上記硬化剤は特に限定されないが、熱硬化性樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度（Ｔｇ）が低くなりすぎて接合信頼性が低下する恐れがあることから、フェノール硬化剤は好ましくない。
The thermosetting resin composition of the present invention preferably further contains a curing agent.
Although the said hardening | curing agent is not specifically limited, Since the glass transition temperature (Tg) of the hardened | cured material of a thermosetting resin composition may become low too much and there exists a possibility that joining reliability may fall, a phenol hardening | curing agent is not preferable.
上記硬化剤は、芳香族カルボン酸の無水物（単に、酸無水物ともいう）を含有することが好ましい。上記酸無水物を含有することで、熱硬化性樹脂組成物は、硬化反応の反応性が抑えられ、硬化促進剤が常温で液状である場合であっても、優れた貯蔵安定性及び熱安定性を発現することができる。また、上記酸無水物は、上記エポキシ樹脂及び溶剤に対する溶解性が高く、均一に溶解することから、熱硬化性樹脂組成物は、高い透明性を発現することができ、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際のカメラによるパターン又は位置表示の自動認識が容易となる。更に、上記酸無水物を含有することで、熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、優れた機械的強度、耐熱性、電気特性等を発現することができる。 The curing agent preferably contains an aromatic carboxylic acid anhydride (also simply referred to as an acid anhydride). By containing the acid anhydride, the thermosetting resin composition can suppress the reactivity of the curing reaction and has excellent storage stability and thermal stability even when the curing accelerator is liquid at room temperature. Sex can be expressed. Further, since the acid anhydride is highly soluble in the epoxy resin and the solvent and is uniformly dissolved, the thermosetting resin composition can exhibit high transparency, and the semiconductor chip can be used as a substrate or other materials. The automatic recognition of the pattern or position display by the camera when mounted on the semiconductor chip is facilitated. Further, by containing the acid anhydride, the cured product of the thermosetting resin composition can exhibit excellent mechanical strength, heat resistance, electrical characteristics, and the like.
上記酸無水物は特に限定されず、例えば、ビシクロ骨格を有する酸無水物等が挙げられる。 The acid anhydride is not particularly limited, and examples thereof include an acid anhydride having a bicyclo skeleton.
上記硬化剤の配合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５０重量部、好ましい上限が２００重量部である。上記硬化剤の配合量が５０重量部未満であると、熱硬化性樹脂組成物が充分に硬化しなかったり、硬化物の機械的強度、耐熱性、電気特性等が低下したりすることがある。上記硬化剤の配合量は、２００重量部を超えても特に硬化性に寄与しない。上記硬化剤の配合量は、上記エポキシ樹脂１００重量部に対するより好ましい下限が８０重量部、より好ましい上限が１５０重量部である。 Although the compounding quantity of the said hardening | curing agent is not specifically limited, The preferable minimum with respect to 100 weight part of said epoxy resins is 50 weight part, and a preferable upper limit is 200 weight part. If the blending amount of the curing agent is less than 50 parts by weight, the thermosetting resin composition may not be cured sufficiently, or the mechanical strength, heat resistance, electrical characteristics, etc. of the cured product may be reduced. . Even if the compounding quantity of the said hardening | curing agent exceeds 200 weight part, it does not contribute to sclerosis | hardenability especially. As for the compounding quantity of the said hardening | curing agent, the more preferable minimum with respect to 100 weight part of said epoxy resins is 80 weight part, and a more preferable upper limit is 150 weight part.
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、無機フィラーを含有してもよい。上記無機フィラーを用いることで、熱硬化性樹脂組成物の硬化物の機械的強度及び耐熱性を高めることができ、また、線膨張率を低下させて、高い接合信頼性を実現することができる。
上記無機フィラーは特に限定されず、例えば、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等が挙げられる。
The thermosetting resin composition of the present invention may contain an inorganic filler as necessary. By using the inorganic filler, the mechanical strength and heat resistance of the cured product of the thermosetting resin composition can be increased, and the linear expansion coefficient can be reduced to achieve high bonding reliability. .
The inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include silica, alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, magnesium oxide, and zinc oxide.
上記無機フィラーの配合量は特に限定されないが、熱硬化性樹脂組成物中の好ましい上限が７０重量％である。上記無機フィラーの含有量が７０重量％を超えると、熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、弾性率が上昇するため熱応力を緩和することができず、高い接合信頼性を実現できないことがある。上記無機フィラーの含有量は、熱硬化性樹脂組成物中のより好ましい上限が６０重量％である。 Although the compounding quantity of the said inorganic filler is not specifically limited, The preferable upper limit in a thermosetting resin composition is 70 weight%. When the content of the inorganic filler exceeds 70% by weight, the cured product of the thermosetting resin composition cannot relax the thermal stress because the elastic modulus increases, and cannot achieve high bonding reliability. is there. The upper limit of the content of the inorganic filler is more preferably 60% by weight in the thermosetting resin composition.
本発明の熱硬化性樹脂組成物を製造する方法は特に限定されないが、上述したように、予め上記硬化促進剤を調製したうえで、得られた硬化促進剤を、ホモディスパー等を用いて上記エポキシ樹脂及び必要に応じて添加される各材料と共に攪拌混合する方法が好ましい。 The method for producing the thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited. As described above, after preparing the curing accelerator in advance, the obtained curing accelerator is mixed with the above using a homodisper or the like. A method of stirring and mixing together with the epoxy resin and each material added as necessary is preferable.
本発明の熱硬化性樹脂組成物の用途は特に限定されないが、半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際の半導体接合用接着剤に用いられることが好ましい。なかでも、半田からなる先端部を有する突起電極が形成されたフリップチップを実装するためのフリップチップ実装用接着剤に用いられることがより好ましく、ウエハ又は半導体チップに先塗布するタイプ、いわゆる先塗布型のフリップチップ実装用接着剤に用いられることが更に好ましい。
なお、このような半導体接合用接着剤及びフリップチップ実装用接着剤は、ペースト状（非導電性ペースト、ＮＣＰ）であってもよく、シート状又はフィルム状（非導電性フィルム、ＮＣＦ）であってもよい。
Although the use of the thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited, it is preferably used as an adhesive for semiconductor bonding when a semiconductor chip is mounted on a substrate or another semiconductor chip. Among these, it is more preferable to be used as an adhesive for flip chip mounting for mounting a flip chip on which a protruding electrode having a tip portion made of solder is formed. More preferably, it is used for a mold flip chip mounting adhesive.
Such a semiconductor bonding adhesive and flip chip mounting adhesive may be in the form of a paste (non-conductive paste, NCP), or in the form of a sheet or film (non-conductive film, NCF). May be.
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、バックグラインドテープ機能を備えた非導電性フィルム（ＢＧ−ＮＣＦ）等に用いられることも好ましい。
本明細書中、バックグラインドテープ機能を備えた非導電性フィルム（ＢＧ−ＮＣＦ）とは、少なくとも基材フィルムと熱硬化性樹脂層とを有するフィルムであって、突起電極が形成されたウエハに貼付されてバックグラインドテープとして用いられ、その後、基材フィルムだけが剥離され、ウエハ上に残った熱硬化性樹脂層は半導体チップを基板又は他の半導体チップに実装する際に用いられるフィルムをいう。
Moreover, it is also preferable that the thermosetting resin composition of this invention is used for the nonelectroconductive film (BG-NCF) provided with the back grind tape function.
In this specification, the non-conductive film (BG-NCF) having a back grind tape function is a film having at least a base film and a thermosetting resin layer, and is formed on a wafer on which protruding electrodes are formed. Affixed and used as a back grind tape, after which only the base film is peeled off, and the thermosetting resin layer remaining on the wafer refers to a film used when a semiconductor chip is mounted on a substrate or another semiconductor chip. .
半田からなる先端部を有する突起電極が形成されたウエハの突起電極形成面に、本発明の熱硬化性樹脂組成物からなる熱硬化性樹脂層を設ける工程と、前記ウエハを前記熱硬化性樹脂層ごとダイシングして、前記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップに分割する工程と、前記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップを、前記熱硬化性樹脂層を介して基板又は他の半導体チップに熱圧着により実装する工程とを有する半導体装置の製造方法もまた、本発明の１つである。 A step of providing a thermosetting resin layer made of the thermosetting resin composition of the present invention on a bump electrode forming surface of a wafer on which a bump electrode having a tip portion made of solder is formed; and the wafer is made of the thermosetting resin The step of dicing the entire layer to divide the semiconductor chip having the thermosetting resin layer and the semiconductor chip having the thermosetting resin layer into a substrate or another semiconductor chip through the thermosetting resin layer A method for manufacturing a semiconductor device including a step of mounting by thermocompression bonding is also one aspect of the present invention.
本発明の半導体装置の製造方法では、まず、半田からなる先端部を有する突起電極が形成されたウエハの突起電極形成面に、本発明の熱硬化性樹脂組成物からなる熱硬化性樹脂層を設ける工程を行う。上記工程では、上記ウエハの突起電極形成面に、ペースト状の熱硬化性樹脂組成物を塗布してもよく、熱硬化性樹脂組成物からなるシート又はフィルムを熱ラミネート等によって貼り付けてもよい。 In the method for producing a semiconductor device of the present invention, first, a thermosetting resin layer made of the thermosetting resin composition of the present invention is formed on a bump electrode forming surface of a wafer on which a bump electrode having a tip portion made of solder is formed. The process of providing is performed. In the above step, a paste-like thermosetting resin composition may be applied to the protruding electrode forming surface of the wafer, or a sheet or film made of the thermosetting resin composition may be attached by thermal lamination or the like. .
本発明の半導体装置の製造方法では、次いで、上記ウエハを裏面から研削して薄化する工程を行ってもよい。上記熱硬化性樹脂層を設けた後に研削を行うことにより、上記ウエハが上記熱硬化性樹脂層で補強されるため薄片化しても割れにくくなり、また、上記熱硬化性樹脂層により突起電極を保護することができる。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of grinding the wafer from the back surface to thin it may then be performed. By grinding after the thermosetting resin layer is provided, the wafer is reinforced with the thermosetting resin layer, so that it is difficult to break even when thinned, and the protruding electrode is formed by the thermosetting resin layer. Can be protected.
本発明の半導体装置の製造方法では、次いで、上記ウエハを上記熱硬化性樹脂層ごとダイシングして、上記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップに分割する工程を行う。更に、上記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップを、上記熱硬化性樹脂層を介して基板又は他の半導体チップに熱圧着により実装する工程を行う。
本発明の半導体装置の製造方法では、本発明の熱硬化性樹脂組成物を用いることにより、短時間での半田接合が可能となり、接続信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。
In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the wafer is then diced together with the thermosetting resin layer to divide the wafer into semiconductor chips having the thermosetting resin layer. Furthermore, the process of mounting the semiconductor chip which has the said thermosetting resin layer on a board | substrate or another semiconductor chip through the said thermosetting resin layer by thermocompression is performed.
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, by using the thermosetting resin composition of the present invention, solder bonding can be performed in a short time, and a semiconductor device having excellent connection reliability can be manufactured.
本発明によれば、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thermosetting resin composition having excellent flux properties, enabling solder bonding in a short time, and excellent connection reliability. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the semiconductor device using this thermosetting resin composition can be provided.
以下に実施例を掲げて本発明の態様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。 Examples of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１〜８及び比較例１〜５）
（１）熱硬化性樹脂組成物からなるフィルムの製造
表１に示す組成に従って下記に示す材料のうちイミダゾール化合物と、リン酸化合物と、フェノール化合物とを遊星攪拌機において混合し、硬化促進剤を調製した。次いで、表１に示す組成に従って、得られた硬化促進剤を下記に示す残りの材料と共に固形分濃度５０重量％となるようにメチルエチルケトンに加え、ホモディスパーを用いて攪拌混合して、熱硬化性樹脂組成物の配合液を調製した。得られた熱硬化性樹脂組成物の配合液を、５μｍメッシュで遠心濾過した後、離型処理したＰＥＴフィルム上にアプリケーター（テスター産業社製）を用いて塗工し、１００℃５分で乾燥させて、厚み４０μｍのフィルムを得た。
(Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5)
(1) Production of film comprising thermosetting resin composition According to the composition shown in Table 1, imidazole compound, phosphoric acid compound, and phenol compound among the materials shown below are mixed in a planetary stirrer to prepare a curing accelerator. did. Next, according to the composition shown in Table 1, the obtained curing accelerator is added to methyl ethyl ketone so as to have a solid content concentration of 50% by weight together with the remaining materials shown below, and stirred and mixed using a homodisper to be thermosetting. A compounded solution of the resin composition was prepared. The resulting mixture of the thermosetting resin composition was subjected to centrifugal filtration with a 5 μm mesh, and then coated on a release-treated PET film using an applicator (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) and dried at 100 ° C. for 5 minutes. Thus, a film having a thickness of 40 μm was obtained.
（エポキシ樹脂）
・ＨＰ−７２００（ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）
・ＨＰ−４７１０（ナフタレン型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）
(Epoxy resin)
・ HP-7200 (Dicyclopentadiene type epoxy resin, manufactured by DIC)
・ HP-4710 (Naphthalene type epoxy resin, manufactured by DIC)
（エポキシ基を有する高分子化合物）
・Ｇ−２０５０Ｍ（グリシジル基含有アクリル樹脂、重量平均分子量２０万、エポキシ当量３４０、日油社製）
(Polymer compound having epoxy group)
・ G-2050M (glycidyl group-containing acrylic resin, weight average molecular weight 200,000, epoxy equivalent 340, manufactured by NOF Corporation)
（硬化剤）
・ＹＨ−３０９（ビシクロ骨格を有する酸無水物、三菱化学社製）
(Curing agent)
YH-309 (an acid anhydride having a bicyclo skeleton, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
（イミダゾール化合物）
・２Ｅ４ＭＺ（四国化成工業社製）
(Imidazole compound)
・ 2E4MZ (manufactured by Shikoku Chemicals)
（リン酸化合物）
・亜リン酸ジラウリル（城北化学工業社製）
・フェニルリン酸（東京化成工業社製）
(Phosphate compound)
・ Dilauryl phosphite (manufactured by Johoku Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Phenyl phosphate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
（フェノール化合物）
・フェノール（単体、液体、和光純薬工業社製）
・ＭＥＨ−８０００Ｈ（液体、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、明和化成社製）
・ＴＤ−２１３１（固体、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ＤＩＣ社製）
(Phenol compound)
・ Phenol (single, liquid, Wako Pure Chemical Industries)
MEH-8000H (liquid, phenol novolac type epoxy resin, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
・ TD-2131 (solid, phenol novolac epoxy resin, manufactured by DIC)
（その他）
・ＳＥ−２０５０（無機フィラー、アドテックス社製）
・Ｊ−５８００（コアシェル型応力緩和剤、三菱レイヨン社製）
・ＫＢＭ−５７３（カップリング剤、信越シリコーン社製）
(Other)
・ SE-2050 (Inorganic filler, manufactured by Adtex)
・ J-5800 (core shell type stress relaxant, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)
・ KBM-573 (coupling agent, manufactured by Shin-Etsu Silicone)
（２）半導体装置の製造
半田からなる先端部を有する突起電極（高さ４５μｍ、幅３３μｍ×３３μｍ）が４００μｍピッチで多数形成されたシリコンウエハ（直径３００ｍｍ、厚み７５０μｍ）の突起電極形成面に、上記で得られた熱硬化性樹脂組成物からなるフィルムを真空ラミネーターを用いて真空下（１ｔｏｒｒ）、８０℃で貼り付けた。次いで、フィルムが貼り付けられたシリコンウエハを研磨装置に取りつけ、シリコンウエハの厚さが約１００μｍになるまで裏面から研磨した。
研磨済みのシリコンウエハのフィルムが貼り付けられていない側の面にダイシングテープ「ＰＥテープ♯６３１８−Ｂ」（積水化学工業社製、厚み７０μｍ、基材ポリエチレン、粘着材ゴム系粘着材１０μｍ）を貼り付け、ダイシングフレームにマウントした。フィルムからＰＥＴフィルムを剥離して、熱硬化性樹脂層が設けられたシリコンウエハを得た。ダイシング装置「ＤＦＤ６５１」（ＤＩＳＣＯ社製）を用いて、送り速度５０ｍｍ／秒で、シリコンウエハを熱硬化性樹脂層ごと１０ｍｍ×１０ｍｍのチップサイズにダイシングして、熱硬化性樹脂層を有する半導体チップに分割した。
得られた熱硬化性樹脂層を有する半導体チップを、フリップチップボンダー（ＦＣ−３０００、東レエンジニアリング社製）を用いて、ステージ温度１００〜１２０℃、ボンディング圧１５〜９０Ｎ、ボンディング温度２６０〜３２０℃で５秒間、基板上に熱圧着し、次いで、１９０℃で３０分間かけて熱硬化性樹脂層を硬化させ、半導体装置を得た。
(2) Manufacture of semiconductor device On the protruding electrode forming surface of a silicon wafer (diameter: 300 mm, thickness: 750 μm) on which a plurality of protruding electrodes (height 45 μm, width 33 μm × 33 μm) made of solder are formed at a pitch of 400 μm. The film made of the thermosetting resin composition obtained above was attached at 80 ° C. under vacuum (1 torr) using a vacuum laminator. Next, the silicon wafer to which the film was attached was attached to a polishing apparatus and polished from the back surface until the thickness of the silicon wafer reached about 100 μm.
Dicing tape “PE tape # 6318-B” (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., thickness 70 μm, base polyethylene, adhesive rubber-based adhesive material 10 μm) on the surface of the polished silicon wafer where the film is not attached. Pasted and mounted on a dicing frame. The PET film was peeled from the film to obtain a silicon wafer provided with a thermosetting resin layer. A semiconductor chip having a thermosetting resin layer by dicing a silicon wafer into a chip size of 10 mm × 10 mm together with a thermosetting resin layer using a dicing apparatus “DFD651” (manufactured by DISCO) at a feed rate of 50 mm / sec. Divided into
Using the flip chip bonder (FC-3000, manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.), the semiconductor chip having the obtained thermosetting resin layer was subjected to a stage temperature of 100 to 120 ° C., a bonding pressure of 15 to 90 N, and a bonding temperature of 260 to 320 ° C. And then thermocompression-bonded on the substrate for 5 seconds, and then the thermosetting resin layer was cured at 190 ° C. for 30 minutes to obtain a semiconductor device.
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた硬化促進剤、熱硬化性樹脂組成物からなるフィルム、及び、半導体装置について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
<Evaluation>
The following evaluation was performed about the film which consists of the hardening accelerator obtained by the Example and the comparative example, the film which consists of a thermosetting resin composition, and a semiconductor device. The results are shown in Table 1.
（１）ガラス転移温度（Ｔｇ）の測定
得られた熱硬化性樹脂組成物からなるフィルムについて、ＤＶＡ−２００（アイティー計測制御社製）を用いて、引張りモード、３０〜３００℃（１０℃／ｍｉｎ）、チャック間距離３０ｍｍ、周波数１０Ｈｚ、歪み０．１％の測定条件で測定を行った。Ｔａｎδのピーク温度をガラス転移温度（Ｔｇ）とした。
(1) Measurement of glass transition temperature (Tg) About the film which consists of the obtained thermosetting resin composition, using DVA-200 (made by IT measurement control company), tension mode, 30-300 degreeC (10 degreeC) / Min), the distance between chucks is 30 mm, the frequency is 10 Hz, and the strain is 0.1%. The peak temperature of Tan δ was defined as the glass transition temperature (Tg).
（２）半田フラックス試験
得られた硬化促進剤と、半田（Ｓｎ−Ａｇ−３．５）とを混合し、得られた混合物を２２０℃のホットプレート上に置き、半田が濡れ広がるまでの時間を測定した。半田が濡れ広がるまでの時間を、フラックス性を発現するまでの時間とした。
(2) Solder flux test Time until the solder is spread by wetting the obtained curing accelerator and solder (Sn-Ag-3.5), placing the obtained mixture on a hot plate at 220 ° C. Was measured. The time until the solder spreads out was defined as the time until the flux was developed.
（３）半田形状の評価
得られた半導体装置の半田接合部分を研磨し、接合後の半田形状を目視にて観察した。以下の基準で評価した。
○ 上下の電極で半田が接合されていた
× 上下の電極で半田の接合が不充分であった
(3) Evaluation of solder shape The solder joint portion of the obtained semiconductor device was polished, and the solder shape after joining was visually observed. Evaluation was made according to the following criteria.
○ Solder was joined by upper and lower electrodes × Solder joint was insufficient by upper and lower electrodes
（４）信頼性評価（ボイド評価）
得られた半導体装置について、超音波探傷装置（ＳＡＴ）を用いて観察した。以下の基準で評価した。
○ 半導体チップ面積に対するボイド部分の面積が３％以下であった
× 半導体チップ面積に対するボイド部分の面積が３％を超えていた
(4) Reliability evaluation (void evaluation)
The obtained semiconductor device was observed using an ultrasonic flaw detector (SAT). Evaluation was made according to the following criteria.
○ The area of the void part relative to the semiconductor chip area was 3% or less × The area of the void part relative to the semiconductor chip area exceeded 3%
本発明によれば、フラックス性に優れ、短時間での半田接合を可能にし、接続信頼性にも優れた熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a thermosetting resin composition having excellent flux properties, enabling solder bonding in a short time, and excellent connection reliability. Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the semiconductor device using this thermosetting resin composition can be provided.
Claims (4)
前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物と、リン酸化合物と、前記イミダゾール化合物に対して１０〜１００重量％以下のフェノール化合物とを含有し、
前記エポキシ樹脂１モルに対する前記フェノール化合物の配合量が０．０１〜０．４モルである
ことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 A thermosetting resin composition containing at least an epoxy resin and a curing accelerator,
The curing accelerator contains an imidazole compound, a phosphoric acid compound, and a phenol compound of 10 to 100% by weight or less based on the imidazole compound ,
The thermosetting resin composition, wherein the compounding amount of the phenol compound with respect to 1 mol of the epoxy resin is 0.01 to 0.4 mol .
前記ウエハを前記熱硬化性樹脂層ごとダイシングして、前記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップに分割する工程と、
前記熱硬化性樹脂層を有する半導体チップを、前記熱硬化性樹脂層を介して基板又は他の半導体チップに熱圧着により実装する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Providing a thermosetting resin layer made of the thermosetting resin composition according to claim 1, 2 or 3, on the protruding electrode forming surface of the wafer on which the protruding electrode having a tip portion made of solder is formed;
Dicing the wafer together with the thermosetting resin layer, and dividing the wafer into semiconductor chips having the thermosetting resin layer;
Mounting a semiconductor chip having the thermosetting resin layer on a substrate or another semiconductor chip through the thermosetting resin layer by thermocompression bonding.
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