[发明专利]晶片接合用树脂浆料、使用该浆料的半导体装置的制造方法及半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及用作IC、LSI等半导体芯片(以下有时也称为芯片)与引线框或绝缘性支持基板等(以下称为基板)支持部件的接合材料(以下称为晶片接合材料)的晶片接合用树脂浆料、使用该浆料的半导体装置的制造方法及半导体装置。

背景技术

作为IC、LSI等半导体元件与引线框或绝缘性支持基板等支持部件的接合材料，即晶片接合材料，迄今已知有Au-Si共晶合金、焊料、银浆料等。但是，Au-Si共晶合金虽然耐热性和耐湿性高，但由于弹性模量大，因此，在适用于大型芯片时具有容易破裂的倾向。并且，Au-Si共晶合金还存在价格昂贵的问题。另一方面，焊料虽然价格便宜，但耐热性较差，其弹性模量和Au-Si共晶合金同样高，难以适用于大型芯片。

与此相对，银浆料(例如参照专利文献1)价格便宜，耐湿性高，与Au-Si共晶合金和焊料相比，弹性模量低，还具有可适用于350℃的热压合型引线接合的耐热性。因此，现在在上述晶片接合材料中银浆料被广泛使用。但是，随着IC、LSI的高集成化发展，芯片逐渐变得大型化，当适用这种状况时，难以扩展至芯片整个面涂布银浆料，效率低。

另一方面，作为可应对芯片的大型化的晶片接合材料，已知有使用特定的聚酰亚胺树脂的粘接膜、以及向特定的聚酰亚胺树脂加入导电性填料或无机填料的晶片接合用粘接膜等膜状的晶片接合材料(参照专利文献2～4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-179769号公报

专利文献2：日本特开平07-228697号公报

专利文献3：日本特开平06-145639号公报

专利文献4：日本特开平06-264035号公报

发明内容

发明要解决的课题

粘接膜型的晶片接合材料在支持基板上能够容易形成晶片接合层。特别是如专利文献2～4所公开的粘接膜，相对于42合金引线框(铁-镍合金)等支持基板可适宜地使用，并且在具有良好的受热晶片剪切强度的方面优异。但是，在将作为晶片接合材料的粘接膜有效地粘贴于支持基板的场合，需要用于事先将粘接膜切成或冲裁成芯片大小、再粘贴于支持基板的粘贴装置。另外，冲裁粘接膜而一起粘贴多个芯片部分的方法具有容易产生粘接膜的浪费的倾向。另外，支持基板的大部分由于在基板内部形成有内层配线，从而在粘贴粘接膜的表面凹凸较多，粘贴粘接膜时会产生空隙，具有半导体装置的可靠性容易降低的倾向。

另外，近年，BOC(Board On Chip)型的半导体装置受到关注，有机基板等绝缘性支持基板被使用。在使用上述绝缘性支持基板的半导体装置的制造工序中，考虑到绝缘性支持基板的耐热性等，需要在例如200℃以下的比较低的温度搭载半导体元件。但是，如专利文献2～4所公开的粘接膜具有低温粘接性差的倾向，大多时候难以在比较低的温度(200℃以下)粘贴芯片。因此，在BOC型的半导体装置的制造中，低温粘接性优异的晶片接合用树脂浆料受到关注。

使用晶片接合用树脂浆料的芯片的粘贴方法一般为，例如对涂布于基板的晶片接合用树脂浆料进行B阶段化后，向其加热、压合芯片，使其暂时粘接，为了完全固定芯片和基板，在180℃后固化1小时左右。通常，如果省略晶片接合用树脂浆料的后固化，则芯片和基板等的粘接性不充分，在引线接合的工序中芯片振动，有可能产生不良。另外，在密封工序中，如果芯片和基板等的粘接性不充分，则由于来自芯片侧面的密封材料的流动，芯片有可能剥落。

但是，最近，从缩短半导体封装体的组装时间的观点出发，寻求即使省略后固化，在引线接合和密封工序中也不产生不良情况的晶片接合用树脂浆料。因此，对于使用省略了后固化工序的晶片接合用树脂浆料的粘贴方法，B阶段化状态的晶片接合用树脂浆料的层需要具备与芯片的良好的粘接性。另外，希望与芯片的粘接性不受B阶段化的温度范围的影响、即在宽的温度范围内具有良好的粘接强度的晶片接合用树脂浆料。另外，粘贴芯片时，有时在B阶段化状态的晶片接合用树脂浆料的层与芯片之间产生空隙(以下称为空隙)，也希望能够减少空隙。空隙大时，在焊锡回流焊工序中容易在晶片接合材料中产生裂纹，半导体装置的可靠性有可能降低。

进一步地，密封工序后是焊锡回流焊工序，由于此时的最高温度为250℃～260℃，因此对于晶片接合用树脂浆料，也要求在250℃～260℃的受热晶片剪切强度优异。