[发明专利]环氧树脂组合物、半导体密封剂及半导体装置

说明书

技术领域

本申请要求于2013年11月29日向日本特许厅提交的日本专利申请2013-247567号的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

本发明涉及一种环氧树脂组合物、半导体密封剂及半导体装置。

背景技术

在将半导体芯片(半导体元件)安装于布线基板的技术中存在倒装芯片安装。倒装芯片安装是通过在半导体芯片的表面形成突起状电极(凸块)而使该表面朝向布线基板直接连接的安装方法。为了保护所连接的半导体芯片及布线基板、以及凸块，将被称作底部填充剂的密封树脂填充在半导体芯片与布线基板之间。

底部填充剂主要使用环氧树脂。环氧树脂、半导体芯片及布线基板分别具有不同的线膨胀系数。因此，若连接部不能吸收应力，则在该连接部会产生裂纹。为了抑制该裂纹的产生，而使二氧化硅等线膨胀系数较小的填料分散到底部填充剂中。

但是，近年来，在倒装芯片安装中使用由金属柱得到的凸块。例如，铜柱凸块与以往的焊料凸块相比具有以下的各种优点。即，可以利用铜柱凸块减小凸块的间距。由于能够降低铅的使用量，因此对环境造成的影响小。铜柱凸块的导热性高，因此散热特性优异。进而，由于导电度高，因此可以降低寄生电阻。但是，若使用金属柱凸块，则底部填充剂中的填料会分离。认为这是由于：因在柱中所使用的金属与焊料中所使用的金属之间产生的电位差而使填料在底部填充剂中泳动，由此产生填料的分离。

为此，对抑制底部填充剂中的填料的分离(促使填料的分散)的技术进行了研究。在专利文献1中，以焊料覆盖金属柱的表面来形成覆膜。由此公开了促进底部填充剂中的填料的分散且提高倒装芯片安装的连接可靠性的电子部件的安装方法。

现有技术文献

专利文献1：国际公开第2010/103934号公报

发明内容

本发明提供例如不采用以焊料覆盖金属柱的表面形成覆膜这样的特别工序即会促进填料的分散的树脂组合物。

用于解决技术问题的技术手段

本发明涉及的环氧树脂组合物，其特征在于，其包含(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)0.1～10质量％的平均粒径为10nm以上且100nm以下的二氧化硅填料、(D)47～75质量％的平均粒径为0.3μm以上且2μm以下的二氧化硅填料和(E)0.1～8质量％的弹性体，该环氧树脂组合物包含共计50.1～77质量％的上述(C)成分及上述(D)成分。

上述(C)成分及上述(D)成分中的至少一方可以被硅烷偶联剂进行过表面处理。

上述(D)成分可以被以下式(1)所示结构式来表示的氨基硅烷进行过表面处理。

[化1]

上述环氧树脂组合物可以包含相对于上述(A)成分的环氧基1当量为0.5当量以上且1.8当量以下的上述(B)成分。

上述(B)成分可以为酸酐固化剂、酚醛树脂固化剂或胺固化剂。

上述(A)成分可以包含双酚F型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、萘型环氧树脂、氨基苯酚型环氧树脂中的至少一种

另外，在上述的方式中，上述(E)成分可以包含丁二烯系弹性体、硅酮系弹性体、丙烯酸共聚物、苯乙烯丁二烯系弹性体、丁二烯－丙烯腈－甲基丙烯酸2,3-环氧丙基酯－二乙烯基苯共聚物、丁二烯－丙烯腈－甲基丙烯酸－二乙烯基苯共聚物、氨基末端丁二烯－丙烯腈共聚物及羧基末端丁二烯－丙烯腈共聚物中的至少一种。

该树脂组合物可以通过对上述(A)成分的至少一部分混合上述(C)成分来生成母料并在该母料中混合其他成分来制造。

另外，本发明提供一种使用了上述的环氧树脂组合物的半导体密封剂。

上述半导体密封剂可以对利用2种以上的金属或合金形成的半导体装置的导通部分进行密封。

上述2种以上的金属或合金可以为从Au、Ag、Cu、Sn、Pb、Ni、Pd、Co、Cd、Bi、In、Sb及Zn中选择的2种以上的金属或以该金属为基础的合金。

所密封的上述半导体装置的导通部分为2种金属或合金，将密封了上述导通部分的上述环氧树脂组合物的剖面基于上述2种金属或合金之间的边界划分成2个区域，使用该各区域中的上述(C)成分及上述(D)成分的占有率，利用下式计算出的填料分散指数为50以上且150以下。

填料分散指数＝100×(区域Ra的占有率)/(区域Rb的占有率)

进而，本发明提供一种使用了上述的半导体密封剂的半导体装置。