[发明专利]用于半导体器件的粘合剂组合物和使用此组合物的粘性膜

说明书

技术领域

本发明涉及用于半导体器件的粘合剂组合物和使用所述粘合剂组合物的粘性膜。更具体地，本发明涉及一种用于半导体器件的粘合剂组合物，其包括含环氧基的硅烷偶联剂和含过渡金属清除官能团的硅烷偶联剂，以防止因过渡金属和过渡金属离子移动所引起的半导体芯片可靠性降低。此外，本发明涉及使用所述粘合剂组合物的粘性膜。

背景技术

通常，使用银浆料来将半导体器件粘结在一起，或将半导体器件与支撑元件粘结。

为了符合小型化和大容量化的半导体器件发展趋势，用于半导体器件的支撑元件也正在变得更小和更精细。当使用银浆料来将半导体器件粘结在一起，或将半导体器件与支撑元件粘结时，银浆料从半导体器件间的粘结表面中漏出或引起半导体器件的倾斜。结果，Ag浆料引起故障、起泡和在接线时难以控制厚度。最近，将粘性膜广泛用作银浆料的替代品。

用于半导体封装的粘性膜通常与切割膜联合使用。在切割工艺中，切割膜用于固定半导体晶片。切割工艺是将半导体晶片锯切为单个芯片的工艺，且随后进行如扩展、拾取和安装等后续工艺。切割膜可通过以下步骤形成：将UV可固化粘合剂或以一些其它方式固化的粘合剂涂布到基膜如具有氯乙烯或聚烯烃类结构的膜上，并在其上层叠PET类覆盖膜。

用于半导体器件的常规粘性膜贴装到半导体晶片上，且具有上述结构的切割膜堆叠在覆盖膜已从中去除的切割膜上，随后根据锯切工艺锯切。

然而，最近通过简单工艺制备了用于切割芯片模的粘结的半导体粘合剂。在此工艺中，将PET覆盖膜已从中去除的切割膜和粘性膜合并为单个膜，并将半导体晶片贴装到此单个膜上，随后根据切割工艺锯切。然而，与用于切割工艺的常规切割膜不同，此方法需要在拾取工艺中将芯片模和芯片模粘性膜同时分离。此外，当将芯片模贴装膜贴装到半导体晶片的后侧时，在芯片模贴装膜的粗糙面和晶片上电路图案之间会产生间隙或空隙。当暴露于高温环境时，晶片上芯片和芯片模贴装膜间界面中存在的间隙或空隙会膨胀，导致裂纹并引起器件在可靠性测试中失败。因此，对全部半导体封装工艺均需要抑制界面处空隙的形成。

增加粘性膜中可固化组分的含量是抑制空隙形成的一种方法。然而，此方法会导致膜的抗张强度降低，因此在将膜切割为半导体晶片大小的工艺中或在晶片锯切工艺的磨边或修整工艺中引起膜的破裂。此外，对于粘合剂来说，膜的低储能模量提供了高粘合强度，使得膜很可能变形，因此降低拾取成功率。特别地，对于使用大小相同的两个半导体芯片的半导体器件，具有单独粘性膜的半导体芯片被安装在因存在导线而具有不规则性的下层半导体芯片上。此时，对于粘性膜，重要地是要确保其上的半导体芯片绝缘，同时通过覆盖因存在导线引起的不规则性来抑制间隙或空隙形成。

能够满足这些要求的粘性膜通常包括主要由环氧树脂组成的粘合剂组合物。然而，在半导体芯片堆叠工艺期间，环氧树脂相对高的吸收率会导致各种离子杂质渗入粘性膜和半导体芯片间的粘结界面中。

在离子杂质中，过渡金属离子具有高热导率和电导率，因此引起半导体芯片损坏或引起电路故障。因此，需要加入过渡金属清除剂。然而，尚未开发出用于除去过渡金属而不损坏粘性膜性质的改进方法。

发明内容

本发明一个方面提供了用于半导体器件的粘合剂组合物。所述粘合剂组合物包括弹性体树脂、环氧树脂、可固化酚醛树脂、固化促进剂、硅烷偶联剂和填料。所述硅烷偶联剂包括含环氧基的硅烷偶联剂和含过渡金属清除官能团的硅烷偶联剂。

所述过渡金属清除官能团可包括选自由-CN、-COOH、-NCO、-SH和-NH₂组成的组中的至少一种。

基于所述硅烷偶联剂的总重量，所述含环氧基的硅烷偶联剂的含量可为15wt％至小于100wt％。

所述硅烷偶联剂可包括30～60wt％的所述含环氧基的硅烷偶联剂和40～70wt％的所述含过渡金属清除官能团的硅烷偶联剂。

所述粘合剂组合物可包括比所述含环氧基的硅烷偶联剂的含量更高的过渡金属清除组分，所述过渡金属清除组分包括含过渡金属清除官能团的硅烷偶联剂。

所述粘合剂组合物可包括2～50wt％的所述弹性体树脂、4～50wt％的所述环氧树脂、3～50wt％的所述可固化酚醛树脂、0.01～10wt％的所述固化促进剂、0.1～10wt％的所述硅烷偶联剂和0.1～50wt％的所述填料。

所述粘合剂组合物可进一步包括过渡金属清除剂。