[发明专利]半导体密封填充用环氧树脂组合物、半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体密封填充用环氧树脂组合物、半导体装置及其制造方法。

背景技术

近年，随着电子机器的小型化、高性能化，对半导体装置要求小型化、薄型化和电气特性的提高(对高频传输的应对等)。随之，开始从以往的通过引线接合将半导体芯片安装于基板上的方式向在半导体芯片上形成被称为凸块的导电性突起电极而与基板电极直接连接的倒装片连接方式转变。

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

另外，为了高可靠性化，要求通过金属接合进行的连接，不仅是使用焊锡凸块的C4连接、利用在铜凸块的前端形成有焊锡的结构的凸块进行的焊锡接合，就是使用金凸块的情况下，也采用在基板电极侧形成焊锡，进行金-焊锡接合的连接方法。

进而，在倒装片连接方式中，有可能发生源于半导体芯片和基板的热膨胀系数差的热应力集中在连接部而破坏连接部的情况，因此，为了分散该热应力而提高连接可靠性，需要将半导体芯片和基板之间的空隙用树脂密封填充。通常，树脂的密封填充采用如下方式：用焊锡等连接半导体芯片和基板后，利用毛细管现象向空隙中注入液状密封树脂。

连接芯片和基板时，为了还原除去焊锡表面的氧化膜而容易地进行金属接合，通常使用由松香或有机酸等形成的助熔剂(flux)。这里，如果助熔剂的残渣残留，则在注入液状密封树脂时会成为产生被称为孔隙的气泡的原因，或者由于酸成分而发生配线的腐蚀，连接可靠性降低，因此，清洗残渣的工序是必须的。但是，随着连接间距的窄间距化，半导体芯片与基板之间的空隙变窄，因此有难以清洗助熔剂残渣的情况。而且，存在为了向半导体芯片和基板之间的狭窄孔隙中注入液状密封树脂，需要很长时间、生产性降低的问题。

为了解决这种液状密封树脂的问题，提出了被称为先供给方式的连接方法以及先供给方式所对应的密封树脂，所述先供给方式是：使用具有会还原除去焊锡表面的氧化膜的性质(助熔剂活性)的密封树脂，将密封树脂供给基板后，在连接半导体芯片和基板的同时，用树脂密封填充半导体芯片和基板之间的空隙，能够省略助熔剂残渣的清洗(例如，参照专利文献1～4)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007-107006号公报

专利文献2：日本特开2007-284471号公报

专利文献3：日本特开2007-326941号公报

专利文献4：日本特开2009-203292号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，先供给方式中，由于密封树脂被暴露于进行焊锡接合时的高温连接条件，因此存在产生孔隙，使连接可靠性降低的问题。

另外，在高温连接条件下进行了焊锡接合后，在冷却至室温的过程中，由于半导体芯片和基板的热膨胀系数差而产生的热应力集中在连接部，为了使连接部不产生裂缝等，在焊锡接合时，需要使密封树脂进行固化来增强连接部。对此，如果使密封树脂的反应性提高，则在发生焊锡接合前密封树脂就固化了，会有发生连接不良，或者密封树脂的储存稳定性降低的问题。

因此，本发明的目的在于：提供储存稳定性优异、且在倒装片连接时孔隙的产生被充分抑制、可以得到良好的连接可靠性的半导体密封填充用环氧树脂组合物，以及使用了该环氧树脂组合物的半导体装置及其制造方法。

解决问题的手段

本发明提供一种以环氧树脂、酸酐、固化促进剂、助熔剂为必须成分，且固化促进剂是季鏻盐的半导体密封填充用环氧树脂组合物(以下，也简称为“环氧树脂组合物”)。

通过所述半导体密封填充用环氧树脂组合物，储存稳定性优异，且在倒装片连接时孔隙的产生被充分抑制，可以得到良好的连接可靠性。

从可以进一步提高储存稳定性的观点考虑，上述季鏻盐优选为四烷基鏻盐或四芳基鏻盐。

为了实现低热膨胀化，优选上述环氧树脂组合物进一步含有无机填料。

从可以提高操作性的观点考虑，优选上述环氧树脂组合物被形成为膜状。

本发明还提供一种半导体装置的制造方法，其包括：将上述环氧树脂组合物供给到半导体芯片或基板上的第一工序；以及，对半导体芯片和基板进行位置对准后，对半导体芯片和基板进行倒装片连接，同时将半导体芯片和基板之间的空隙用环氧树脂组合物密封填充的第二工序。

进而，本发明提供一种半导体装置，其具备：基板、与该基板电连接的半导体芯片、以及密封所述基板和所述半导体芯片之间的空隙的密封树脂，该树脂由上述环氧树脂组合物的固化物形成。