CN101536185A - 粘接带及使用该粘接带制造的半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种粘接带，其是在叠层芯片型半导体装置中用于使半导体芯片(10)与半导体芯片(20)电连接的粘接带，其中，包括：(A)10～50重量％的成膜性树脂；(B)30～80重量％的固化性树脂；以及(C)1～20重量％的具有焊剂活性的固化剂。

Description

粘接带及使用该粘接带制造的半导体装置

技术领域

本发明涉及粘接带及使用该粘接带制造的半导体装置。更详细地讲，本发明涉及在能够应对半导体集成电路的高密度化要求的叠层芯片(chip onchip)型半导体装置中，用于半导体芯片之间的电连接的粘接带及使用该粘接带的制造的半导体装置。

背景技术

近年来，伴随着电子设备的高功能化及小型化的要求，对半导体集成电路的高密度安装技术的开发非常活跃。作为这种安装技术之一、有在半导体芯片上将其他的半导体芯片以倒装方式装载的叠层芯片型系统级封装(SiP)。该结构能够实现封装件的薄型化，且电连接可靠性方面优异，因此备受瞩目。

在叠层芯片型SiP中，半导体芯片之间的连接是以通过微细的凸块进行的倒装芯片方式进行。此时，为了确保电连接強度及机械连接強度，半导体芯片之间注入密封树脂(底部填充密封)。然而，在该底部填充密封工序中，存在着注入在半导体芯片之间的密封树脂溢出而污染系设置在下层半导体芯片表面上的外部电极，从而无法进行引线接合的问题。

另一方面，已知有通过各向异性导电薄膜将端子之间的电连接和密封同时进行的方法。例如，日本特开昭61—276873号公报(专利文献1)中，记载有包含焊锡粒子的粘接带。在该文献中，记载了通过将该粘接带介于部件之间并实施热压接，使焊锡粒子介于两部件的电连接部之间，向其他部分填充树脂成分的方法。另外，在日本专利第3769688号公报(专利文献2)中，记载有通过导电性粘接剂进行的端子间的连接方法，其中，所述导电性粘接剂包含导电性粒子和在该导电性粒子的熔点不会完成固化的树脂成分。

然而，这些方法难以确保叠层芯片型SiP中的半导体芯片之间电连接可靠性和密封后树脂的耐离子迁移性，无法实现半导体集成电路进一步的高密度化。

发明内容

鉴于上述情况，希望能够开发出在叠层芯片型SiP(在本说明书中，也称作“叠层芯片型半导体装置”)中，在确保电连接可靠性及树脂固化后的耐离子迁移性的条件下，能够同时进行半导体芯片之间的电连接和密封的粘接带。另外，还希望开发出能够应对半导体集成电路的更高密度化要求的半导体装置。

本发明人为了解决上述课题进行悉心研究的结果，发现通过将成膜性树脂成分和固化性树脂成分以特定组成加以混合，进而配合具有焊剂活性的固化剂，由此能够得到在叠层芯片型半导体装置中同时进行半导体芯片之间的电连接及密封，且电连接可靠性及树脂固化后的耐离子迁移等特性优异的粘接带，从而完成了本发明。

即，本发明提供下述粘接带及半导体装置等。

[1]一种粘接带，其是在叠层芯片型半导体装置中用于将半导体芯片与半导体芯片电连接的粘接带，包括：

(A)10～50重量％的成膜性树脂、

(B)30～80重量％的固化性树脂、以及

(C)1～20重量％的具有焊剂活性的固化剂。

[2]一种粘接带，其是在具有第一半导体芯片和第二半导体芯片、且将上述第一半导体芯片的电路面和上述第二半导体芯片的电路面相互对置而设置的叠层芯片型半导体装置中，用于使上述第一半导体芯片与上述第二半导体芯片电连接的粘接带，包括：

(A)10～50重量％的成膜性树脂、

(B)30～80重量％的固化性树脂、以及

(C)1～20重量％的具有焊剂活性的固化剂。

[3]如上述[1]或[2]记载的粘接带，其中，上述成膜性树脂为由(甲基)丙烯酸类树脂、苯氧基树脂及聚酰亚胺树脂组成的组中选出的至少一种。

[4]如上述[1]～[3]中任意一项所述的粘接带，其中，上述固化性树脂为环氧树脂。

[5]如上述[1]～[4]中任意一项所述的粘接带，其中，上述具有焊剂活性的固化剂为由脂肪族二羧酸、具有羧基和酚性羟基的化合物组成的组中选出的至少一种。

[6]如上述[5]所述的粘接带，其中，上述脂肪族二羧酸为癸二酸。

[7]如上述[5]所述的粘接带，其中，上述具有羧基和酚性羟基的化合物为选自酚酞啉及龙胆酸中的至少一种。

[8]一种粘接带，其是上述[1]～[7]中任意一项所述的粘接带，其中，在该粘接带上配置直径为500μm的含锡焊锡球，并在比该焊锡球的熔点高30℃的温度下加热20秒时，式(I)表示的焊锡湿润扩散率为40％以上。

焊锡湿润扩散率(％)＝[{焊锡球直径—湿润扩散后的焊锡厚度}/焊锡球直径]×100            (I)

[9]如上述[8]所述的粘接带，其中，当上述焊锡湿润扩散率为60％以上时，作为(C)具有焊剂活性的固化剂，含有脂肪族二羧酸。

[10]如上述[8]所述的粘接带，其中，当上述焊锡湿润扩散率为40％～60％时，作为(C)具有焊剂活性的固化剂，含有具有羧基和酚性羟基的化合物。

[11]一种粘接带，其是上述[1]～[10]中任一项所述的粘接带，其中，厚度为100μm的该粘接带在223℃下的熔融粘度为10Pa·s～200000Pa·s。

[12]如上述[1]～[7]中任意一项所述的粘接带，其中，相对于除焊锡粉以外的构成成分的合计100重量份，还含有30～200重量份的焊锡粉。

[13]一种粘接带，其是上述[12]所述的粘接带，其中，厚度为100μm的该粘接带在138℃下的熔融粘度为1Pa·s～10000Pa·s。

[14]一种叠层芯片型半导体装置，其是使用上述[1]～[13]中任意一项所述的粘接带使半导体芯片和半导体芯片电连接而成。

本发明的粘接带能够在叠层芯片型半导体装置中同时进行半导体芯片之间的电连接和密封。特别是，本发明的粘接带通过使用具有焊剂活性的固化剂，由此能够去除焊锡凸块或焊锡粉等焊锡成分的氧化膜，提高焊锡成分的湿润性，能够确保半导体芯片之间的电连接可靠性。另外，由于该具有焊剂活性的固化剂在粘接带固化时起到作为固化剂的作用，因此无需焊剂清洗，而且焊剂成分不会以游离状态存在于树脂成分中，因此具有耐离子迁移性良好的优点。

根据本发明的优选实施方式，通过将粘接带的熔融粘度调整在规定的范围内，能够将粘接带的在熔融时产生的树脂成分的溢出控制在最小。通过使用如此的本发明粘接带对半导体芯片与半导体芯片进行粘接，能够缩短半导体芯片之间的间隔距离，能够缩短设置在上层半导体芯片侧面和下层半导体芯片上的外部电极之间的最短间隔距离。由此，能够使作为半导体装置封装的部件整体的总厚度变薄，且能够实现封装的部件整体的轻量化。进而，通过使用本发明的粘接带，能够提高可装载在一个封装件内的半导体芯片的集成密度，且能够使被封装的部件整体达到小型化。另外，由于能够缩短设置在半导体芯片表面的内部电极之间的最短间隔距离，因此能够提高存储在一个封装件内的信息量。

由于本发明的半导体装置能够提高可装载在同一个封装件内的半导体芯片的集成密度，因此，能够应对电子设备的高功能化及小型化的要求。

附图说明

图1为本发明的实施方式之一例的粘接带使用方法的工序说明图。

图2为本发明的实施方式之一例的粘接带使用方法的工序说明图。

图3为本发明实施方式之一例的半导体装置的示意剖视图。

图4为本发明实施方式之一例的半导体装置中使用的半导体电子部件的示意俯视图及示意剖视图。

图5为本发明实施方式之一例的多层堆叠型半导体装置的示意剖视图。

图6为本发明实施方式之一例的多层堆叠型半导体装置中使用的多层堆叠型半导体电子部件的示意剖视图。

图7为本发明实施例的半导体装置中使用的半导体电子部件制造方法的工序说明图。

图8为本发明实施例的半导体装置中使用的半导体电子部件制造方法的工序说明图。

附图标记的说明

1 半导体电子部件

2 多层堆叠型半导体电子部件

10 第一半导体芯片

20 第二半导体芯片

30 第三半导体芯片

11 第一内部电极

12 外部电极

20a 第二半导体芯片侧面

21 第二内部电极

30a 第三半导体芯片侧面

31 第三内部电极

100 焊锡区域

101 绝缘性区域

102 通孔

103 UBM层

104 UBM层

105 焊锡凸块

106 粘接带

107 保护膜

108 粘接带

108a 焊锡粉

109 安装基板

110 电线

111 密封树脂

112 凸块电极

113 钝化膜

114 热氧化膜

具体实施方式

下面，说明本发明的粘接带及半导体装置。

1.粘接带

本发明的粘接带是在叠层芯片型半导体装置中用于将半导体芯片与半导体芯片电连接的粘接带，其特征在于，包含：

(A)10～50重量％的成膜性树脂、

(B)30～80重量％的固化性树脂、以及

(C)1～20重量％的具有焊剂活性的固化剂。

本发明的粘接带，例如在具有第一半导体芯片和第二半导体芯片、且将上述第一半导体芯片的电路面和上述第二半导体芯片的电路面相互对置而设置的叠层芯片型半导体电子部件中，用于使上述第一半导体芯片与上述第二半导体芯片电连接。另外，在上述半导体电子部件中，在与上述第二半导体芯片的电路面的相反侧面上进一步层叠第三半导体芯片而成的多层堆叠型电子部件中，用于通过设置在第二半导体芯片的厚度方向的通孔将上述第二半导体芯片与上述第三半导体芯片电连接。

本发明的粘接带通过以规定的配合比含有成膜性树脂、固化性树脂及具有焊剂活性的固化剂，在叠层芯片型半导体装置中，具有能够同时进行半导体芯片之间的电连接和密封的优点。尤其是，本发明的粘接带通过使用具有焊剂活性的固化剂，去除焊锡凸块或焊锡粉等焊锡成分的氧化膜，能够提高焊锡成分的湿润性，且能够使半导体芯片之间的电连接可靠性良好。另外，该具有焊剂活性的固化剂在粘接带进行固化时起到固化剂的作用，从而进入到树脂中，因此无需进行焊剂清洗，具有成为离子迁移产生的主要原因的焊剂残渣不会以游离在树脂中的状态残留的优点。

根据通过本发明的粘接带进行粘接的半导体芯片之间的连接方式，本发明的粘接带可分为下述的两种实施方式。第一实施方式的粘接带，是将上述第一半导体芯片与上述第二半导体芯片以倒装芯片方式电连接时适合使用的粘接带。另一方面，第二实施方式的粘接带，是通过使配合在粘接带中的焊锡粉熔融并使其自发调整性地进行凝集，从而将上述第一半导体芯片与上述第二半导体芯片之间电连接时适合使用的粘接带。以下，对各实施方式分别进行说明。

a.第一实施方式

首先，具体地说明本发明第一实施方式的粘接带。

本发明第一实施方式的粘接带，是以规定的配合比含有(A)成膜性树脂、(B)固化性树脂及(C)具有焊剂活性的固化剂的粘接带。本发明第一实施方式的粘接带，特别适合在将半导体芯片与半导体芯片以倒装方式装载的叠层芯片型半导体装置中，将半导体芯片之间的电连接以倒装芯片方式进行时使用。本实施方式的粘接带是，通过介于相互对置的半导体芯片之间而被热熔融，从而去除构成至少形成于一个半导体芯片的对置面侧的焊锡凸块的焊锡成分的氧化膜，由此提高焊锡成分的湿润性，使焊锡成分凝集在对置的内部电极之间而促进焊锡区域的形成，且半导体芯片之间的间隙中填充树脂成分而促进绝缘性区域的形成，并通过固化树脂成分而固定所形成的焊锡区域及绝缘性区域，从而能够同时进行半导体芯片之间的电连接及密封的粘接带。

下面，说明本实施方式粘接带的构成成分。

(A)成膜性树脂

本发明中使用的成膜性树脂，只要能够溶于有机溶剂，且单独使用时具有制膜性的树脂即可，未作特别的限定。成膜性树脂可以使用热塑性树脂或热固性树脂中的任意一种，也可以将它们并用。

作为成膜性树脂，例如可以举出(甲基)丙烯酸类树脂、苯氧基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、硅氧烷改性聚酰亚胺树脂、聚丁二烯、聚丙烯、苯乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物、苯乙烯—乙烯—丁烯—苯乙烯共聚物、聚缩醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯乙缩醛树脂、丁基橡胶、氯丁橡胶、聚酰胺树脂、丙烯腈—丁二烯共聚物、丙烯腈—丁二烯—丙烯酸共聚物、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、尼龙等。这些既可以使用一种，也可以两种以上并用。其中，优选由(甲基)丙烯酸类树脂、苯氧基树脂及聚酰亚胺树脂组成的组中选择的至少一种。

在本说明书中，(甲基)丙烯酸类树脂是指(甲基)丙烯酸酸及其衍生物的聚合物，或者，是指(甲基)丙烯酸酸及其衍生物和其他单体的共聚物。在此，用(甲基)丙烯酸标记时，表示丙烯酸或甲基丙烯酸。

作为(甲基)丙烯酸类树脂的具体例，可以举出聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸—2—乙基己基酯等的聚丙烯酸酯；聚甲基丙烯酸甲基、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯等的聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯腈、聚甲基丙烯腈、聚丙烯酰胺、丙烯酸丁酯—丙烯酸乙酯—丙烯腈共聚物、丙烯腈—丁二烯共聚物、丙烯腈—丁二烯—丙烯酸共聚物、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物、丙烯腈—苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲基—苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲基—丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲基—α—甲基苯乙烯共聚物、丙烯酸丁酯—丙烯酸乙酯—丙烯腈—2—甲基丙烯酸羟基乙基酯—甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸丁酯—丙烯酸乙酯—丙烯腈—2—甲基丙烯酸羟基乙基酯—丙烯酸共聚物、丙烯酸丁酯—丙烯腈—2—甲基丙烯酸羟基乙基酯共聚物、丙烯酸丁酯—丙烯腈—丙烯酸共聚物、丙烯酸丁酯—丙烯酸乙酯—丙烯腈共聚物、丙烯酸乙酯—丙烯腈—N，N-二甲基丙烯酰胺共聚物等。其中，优选丙烯酸丁酯—丙烯酸乙酯—丙烯腈共聚物、丙烯酸乙酯—丙烯腈—N，N-二甲基丙烯酰胺。

另外，通过使用使具有硝基、环氧基、羟基、羧基等官能团的单体加以共聚合而成的(甲基)丙烯酸类树脂，由此能够提高与被粘接体的粘着性及与其他树脂成分之间的相溶性。在这种(甲基)丙烯酸类树脂中，对具有上述官能团的单体使用量没有特别的限定，但相对于(甲基)丙烯酸类树脂的总量优选为0.1～50mol％，更优选为0.5～45mol％、进一步优选为1～40mol％。当配合量低于上述下限值时，有时会降低提高粘着性的効果，若超过上述上限值，则粘着力过于强，从而有时会降低提高操作性的効果。

对上述(甲基)丙烯酸类树脂的重量平均分子量没有特别的限定，但优选为10万以上，更优选为15万～100万，进一步优选为25万～90万。当重量平均分子量在上述范围时，能够提高制膜性。

当作为成膜性树脂使用苯氧基树脂时，其数平均分子量优选为5000～15000，更优选为6000～14000，进一步优选为8000～12000。通过使用如此的苯氧基树脂，能够抑制固化前粘接带的流动性，且能够使粘接带的层间厚度均匀。作为苯氧基树脂的骨架，可以举出双酚A型、双酚F型、联苯骨格型等，但并不限定于此。其中，饱和吸水率为1％以下的苯氧基树脂在进行粘接时或进行焊锡安装时的高温中，能够抑制产生发泡或剥离，因而优选。另外，饱和吸水率是通过将苯氧基树脂加工成25μm厚薄膜，并在100℃环境中干燥1小时(绝对干燥状态)，进而将该薄膜放置于40℃、90％RH环境的恒温高湿层上，每24小时测定重量变化，并利用重量变化达到饱和时的重量，通过下式而算出。

饱和吸水率(％)＝{(饱和时的重量)—(绝对干燥时的重量)}/(绝对干燥时的重量)×100

本发明中使用聚酰亚胺树脂只要是重复单元中具有酰亚胺键的树脂即可，没有特别的限定。例如，可以举出使二胺与酸二酐进行反应，对所得聚酰胺酸进行加热，并进行脱水闭环而得到的树脂。作为二胺，可以举出作为芳香族二胺的3，3’—二甲基—4，4’—二氨基二苯基、4，6—二甲基—m—亚苯基二胺、2，5—二甲基—p—亚苯基二胺；作为硅氧烷二胺的1，3—双(3—氨基丙基)—1，1，3，3—四甲基二硅氧烷等，这些既可以单独使用也可以两种以上混合使用。另外，作为酸二酐可以举出3，3，4，4’—联苯四羧酸二酐、均苯四甲酸二酐、4，4’-氧双邻苯二甲酸酐等，这些既可以单独使用也可以两种以上混合使用。聚酰亚胺树脂既可以使用可溶于溶剂的聚酰亚胺树脂，也可以使用不溶于溶剂的聚酰亚胺树脂，但溶剂可溶性聚酰亚胺树脂在与其他成分混合时容易达到清漆化，且操作性优异。特别是，硅氧烷改性聚酰亚胺树脂可溶于各种有机溶剂中，因而优选使用。

成膜性树脂也可以使用市售品，也可以是在不损害本发明効果的范围内配合各种增塑剂、稳定剂、无机填料、抗静电剂或颜料等添加剂的树脂。

在本发明第一实施方式的粘接带中，成膜性树脂的配合量相对于粘接带构成成分总量为10～50重量％，优选为15～40重量％，更优选为20～35重量％。在该范围时，能够抑制粘接带熔融前树脂成分的流动性，粘接带的操作容易。

(B)固化性树脂

通常，本发明中的固化性树脂只要是能够作为半导体用粘接成分使用的树脂即可，未作特别的限定。例如，作为固化性树脂可以举出环氧树脂、氧杂环丁烷树脂、酚醛树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯、马来酸酐缩亚胺树脂等。其中，优选使用固化性和保存性、固化物的耐热性、耐湿性、耐药品性优异的环氧树脂。

环氧树脂可以使用室温下为固体的环氧树脂和室温下为液状的环氧树脂中的任意一种。另外，也可以将室温下为固体的环氧树脂和室温下位液状的环氧树脂并用。由此，能够进一步提高树脂熔融状态的设计随意度。

对室温下为固体的环氧树脂没有特别的限定，可以举出双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、三官能环氧树脂、四官能环氧树脂等。更具体地讲，优选使用固体三官能环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等。这些既可以使用一种，也可以将两种以上并用。

室温下为固体的环氧树脂的软化点优选为40～120℃，更优选为50～110℃，进一步优选为60～100℃。若在该范围内，能够抑制粘接带的粘性，且粘接带的操作性变得容易。

对室温下为液状的环氧树脂没有特别的限定，可以举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等。另外，也可以将双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂并用。

室温下为液状的环氧树脂的环氧当量优选为150～300，更优选为160～250，进一步优选为170～220。当环氧当量低于该范围时，固化物收缩率有变大的倾向，从而在利用本发明的粘接带粘接的半导体芯片中有可能产生弯曲。另外，当环氧当量超过该范围时，有时与成膜性树脂、特别是与聚酰亚胺树脂的反应性会降低。

环氧树脂等的固化性树脂可使用市售品，也可以使用在不损害本发明効果的范围内配合了各种增塑剂、稳定剂、无机填料、抗静电剂或颜料等添加剂的树脂。

在本实施方式的粘接带中，固化性树脂的配合量相对于粘接带构成成分总量为30～80重量％，优选为35～75重量％、更优选为40～70重量％。若在该范围内，能够确保半导体芯片之间的电连接強度及机械的粘接強度。

(C)具有焊剂活性的固化剂

在本说明书中，具有焊剂活性的固化剂显示出将设置在半导体芯片的焊锡凸块表面的氧化膜还原成能够与导体部件电连接程度的作用，且是指具有能够与树脂结合的官能团的化合物。具有焊剂活性的固化剂在粘接带进行熔融时，对焊锡凸块表面的氧化膜进行还原，从而提高构成焊锡凸块的焊锡成分的湿润性，并促进半导体芯片向所对置的内部电极之间的焊锡成分的凝集，使焊锡区域的形成变得容易。另一方面，在半导体芯片之间的电连接形成后，作为固化剂而起作用，并加成在树脂上，由此能够提高树脂的弹性率或Tg。由于本发明的粘接带使用如上所述的具有焊剂活性的固化剂，因此无需进行焊剂洗浄，从而具有能够抑制因焊剂成分残渣引起的离子迁移的优点。

本发明使用的具有焊剂活性的固化剂优选至少含有一个羧基。另一方面，作为本发明使用的具有焊剂活性的固化剂中含有的与树脂结合的官能团，可根据所使用的(B)固化性树脂的种类而适当地进行选择。例如，当作为(B)固化性树脂含有环氧树脂时，优选具有焊剂活性的固化剂具有羧基和能够与环氧基反应的基团。作为能够与环氧基反应的基团，例如可以举出羧基、羟基、氨基。

具体地讲，本发明使用的具有焊剂活性的固化剂优选为由脂肪族二羧酸、具有羧基和酚性羟基的化合物组成的组中选出的至少一种。

本发明使用的脂肪族二羧酸只要是在脂肪族烃上结合了两个羧基的化合物即可，没有特别的限定。脂肪族烃基既可以是饱和或不饱和的非环式，也可以是饱和或不饱和的环式。当脂肪族烃基为非环式时，可以是直链状，也可以是支链状。

作为上述脂肪族二羧酸，例如可以举出下式(1)表示的化合物。

HOOC—(CH₂)_n—COOH    (1)

式中、n为1～20的整数，优选为3～10的整数。若在该范围内，则焊剂活性、粘接时的脱气、粘接带固化后的弹性率及玻璃化转变温度之间的平衡良好。特别是，通过将n控制在3以上，抑制粘接带在固化后的弹性率的增加，能够提高与被粘接物的粘接性。另外，通过将n控制在10以下，能够抑制弹性率的降低，且能够进一步提高连接可靠性。

作为上式(1)表示的化合物的具体例，可以举出戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十八烷二酸、十九烷二酸、二十烷二酸等。其中，优选己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸，特别优选为癸二酸。

作为具有羧基和酚性羟基的化合物，可以举出水杨酸、2，3—二羟基安息香酸、2，4—二羟基安息香酸、龙胆酸(2，5—二羟基安息香酸)、2，6—二羟基安息香酸、3，4—二羟基安息香酸、浸食子酸(3，4，5—三羟基安息香酸)等的安息香酸衍生物；1，4—二羟基—2—萘酸、3，5—二羟基—2—萘酸等的萘酸衍生物；酚酞啉；二酚酸等。其中，优选酚酞啉、龙胆酸、2，4—二羟基安息香酸、2，6—二羟基安息香酸，特别优选酚酞啉、龙胆酸、或它们的组合。

另外，由于这些化合物均容易吸湿而成为空隙的原因，因而优选在使用之前事先进行干燥。

在本发明中，具有焊剂活性的固化剂既可以使用一种，也可以使用两种以上。在本实施方式的粘接带中，具有焊剂活性的固化剂的配合量相对于粘接带构成成分的总量为1～20重量％、优选为3～18重量％、更优选为5～15重量％。若在该范围内，能够使焊锡凸块表面的氧化膜还原成能够进行电连接的程度，且在树脂成分进行固化时，有效地加成在树脂中，提高树脂的弹性率或Tg。另外，能够抑制因未反应的具有焊剂活性的固化剂引起的离子迁移的产生。

(D)其他成分

本实施方式的粘接带在不损害本发明効果的范围内还可以含有上述以外的成分。例如，本实施方式的粘接带还可以含有上述(C)成分以外的固化剂。固化剂可以举出苯酚类、胺类、硫醇类等。这些可根据所使用的(B)固化性树脂的种类适当地进行选择。例如，当作为固化性树脂采用环氧树脂时，考虑到能够得到与环氧树脂的良好的反应性、固化时的低寸法变化及固化后的适宜的物性(例如，耐热性、耐湿性等)方面，作为固化剂优选使用苯酚类。

对本发明中使用的苯酚类没有特别的限定，但从粘接带在固化后的物性优异的方面考虑，优选为2官能以上。例如，双酚A、四甲基双酚A、二烯丙基双酚A、双酚、双酚F、二烯丙基双酚F、三苯酚、四苯酚、苯酚酚醛清漆类、甲酚酚醛清漆类等。其中，从熔融粘度及与环氧树脂的反应性良好，且固化后的物性优异的方面考虑，优选使用苯酚酚醛清漆类及甲酚酚醛清漆类。

固化剂的配合量可根据所使用的固化性树脂和固化剂种类，或具有焊剂活性的固化剂的种类和使用量适当地进行选择。例如，当作为固化剂使用苯酚酚醛清漆类时，从确保固化性树脂固化的观点考虑，其配合量相对于粘接带构成成分的总量优选为5重量％以上、更优选为10重量％以上。若残留未与环氧树脂反应的苯酚酚醛清漆类，则成为离子迁移的原因。因此，为了不会作为残渣而残留，其配合量优选为30重量％以下、更优选为25重量％以下。

也可以将苯酚酚醛清漆树脂的配合量以相对于环氧树脂的当量比来规定。例如，相对于环氧树脂的苯酚酚醛清漆树脂的当量比为0.5～1.2，优选为0.6～1.1，更优选为0.7～0.98。通过将相对于环氧树脂的苯酚酚醛清漆树脂的当量比调整为0.5以上，能够确保固化后的耐热性、耐湿性。另一方面，通过将该当量比调整为1.2以下，能够降低固化后的未与环氧树脂反应的残留苯酚酚醛清漆树脂的量，使耐离子迁移性良好。

这些固化剂既可以使用一种也可以使用两种以上。

另外，本实施方式的粘接带还可以含有固化促进剂。固化促进剂可根据固化性树脂种类等进行适当的选择。作为固化促进剂，例如可以使用熔点为150℃以上的咪唑化合物。若所使用的固化促进剂的熔点为150℃以上，则在粘接带的固化结束之前，构成焊锡凸块的焊锡成分能够移动至设置在半导体芯片中的内部电极表面，能够使内部电极之间的电连接良好。作为熔点为150℃以上的咪唑化合物，可以举出2—苯基羟基咪唑、2—苯基—4—甲基羟基咪唑等。

固化促进剂的配合量可适当地进行选择，例如，作为固化促进剂使用咪唑化合物时，相对于粘接带构成成分的总量优选为0.005～10重量％、更优选为0.01～5重量％。通过将咪唑化合物的配合量控制在0.005重量％以上，能够更有效地发挥作为固化促进剂功能，提高粘接带的固化性。另外，通过将咪唑配合量调整为10重量％以下，能够使构成焊锡凸块的焊锡成分在熔融温度下的树脂熔融粘度不会过高，能够得到良好的焊锡接合结构。另外，能够进一步提高粘接带的保存性。

这些固化促进剂既可以使用一种也可以使用两种以上

另外，本实施方式的粘接带还可以含有硅烷偶合剂。通过含有硅烷偶合剂，能够提高粘接带相对于半导体芯片的粘着性。作为硅烷偶合剂，例如可以使用环氧硅烷偶合剂、含芳香族氨基硅烷偶合剂等。这些既可以使用一种也可以并用两种以上。硅烷偶合剂的配合量可适当地进行选择，但相对于粘接带构成成分总量优选为0.01～10重量％，更优选为0.05～5重量％，进一步优选为0.1～2重量％。

除了上述成分以外，为了提高树脂的相溶性、安定性、操作性等的各种特性，本实施方式的粘接带中还可以适当配合各种添加剂。

下面，说明第一实施方式粘接带的制造方法。

第一实施方式的粘接带，可通过将(A)成膜性树脂、(B)固化性树脂、(C)具有焊剂活性的固化剂、及根据需要的其他成分混合于溶剂中，将所得清漆涂布在聚酯片等实施有剥离处理的基材上，在规定的温度下，干燥至实质上不含溶剂的程度而得到。在此使用的溶剂只要是对所使用的成分不具有活性的溶剂即可，未作特别的限定，可以使用丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、DIBK(二异丁基酮)、环己酮、DAA(二丙酮醇)等酮类；苯、二甲苯、甲苯等的芳香族烃类；甲醇、乙醇，异丙醇、n—丁醇等的纯类；甲基溶纤素、乙基溶纤素、丁基溶纤素、甲基溶纤素乙酸酯、乙基溶纤素乙酸酯等的溶纤素类；NMP(N—甲基—2—吡咯烷酮)、THF(四氢呋喃)、DMF(二甲基甲酰胺)、DBE(二元酸酯)、EEP(3—乙氧基丙酸乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)等。优选溶剂使用量为能够使混合在溶剂中的成分的固体成分量达到10～60重量％的范围。

在本实施方式中，对粘接带的厚度未作特别的限定，但优选为5～300μm，更优选为10～200μm，进一步优选为15～150μm。若在该范围内，则能够将树脂成分充分填充在半导体芯片的间隙，能够确保树脂成分固化后的机械的粘接強度。

另外，在本实施方式中，优选具有所期望的焊锡湿润扩散率(％)。即，本实施方式的粘接带在粘接带上配置直径500μm的含锡焊锡球，并在比该焊锡球熔点高30℃的温度下加热20秒钟时，优选式(I)表示的焊锡湿润扩散率为40％以上。

焊锡湿润扩散率(％)＝[{(焊锡球直径)—(湿润扩散后的焊锡厚度)}/(焊锡球直径)]×100    (I)

使用焊锡凸块对电路基板进行金属接合时，焊锡的湿润扩散率越大，越有利于金属间结合，提高接合強度。充分防止接合不良产生所需的焊锡湿润扩散率为40％以上，但考虑到提高接合几率和接合后在各种环境下的接合可靠性，优选焊锡湿润扩散率为45％以上，更优选为50％以上。

另外，当焊锡湿润扩散率为60％以上时，上述(C)具有焊剂活性的固化剂优选含有脂肪族二羧酸。这是因为，若焊锡湿润扩散率为60％以上的高值，并需要強还原力时，通过使用焊剂活性更高的脂肪族二羧酸，提高焊锡成分的湿润性，能够确保电连接可靠性的缘故。

另一方面，当焊锡湿润扩散率为40％～60％时，优选(C)具有焊剂活性的固化剂含有具有羧基和酚性羟基的化合物。这是因为，当焊锡湿润扩散率在上述范围，且不需要太强的还原力时，使用与固化性树脂(例如环氧树脂)的反应性高的化合物，能够更有效地抑制因焊剂残渣引起的离子迁移的缘故。

为了降低焊锡球湿润扩散程度的偏差，焊锡湿润扩散率的测定条件是在比焊锡球的熔点高30℃的温度下进行加热，而且考虑到具有焊剂活性的固化剂进行熔融，并移动至焊锡球表面而焊锡湿润扩散所需的时间、及焊锡湿润扩散程度的偏差，加热时间是设定为20秒。

具体地讲，焊锡湿润扩散率按照下述测定方法求出。

(1)在裸铜板(平井精密工业(株)制造)上粘贴厚度15μm的粘接带；

(2)在粘接带上静置下述直径为500μm焊锡球，

(i)“M31”(Sn/Ag/Cu、熔点217℃、千住金属工业(株)制造)，

(ii)“L20”(Sn/Bi、熔点138℃、千住金属工业(株)制造)；

(3)根据ASTM B 545，将加热板加热至比各焊锡的熔点高30℃的温度，并将上述试样在加热板上加热20秒；

(4)测定在裸铜板上湿润扩散的焊锡球高度；

(5)通过下式(I)算出焊锡湿润扩散率。

焊锡湿润扩散率(％)＝[{焊锡球直径—湿润扩散后的焊锡厚度}/焊锡球直径]×100    (I)

另外，在本实施方式中，当厚度为100μm时，223℃下的粘接带的熔融粘度优选为10～200000Pa·s，更优选为10～10000Pa·s。通过将该熔融粘度控制在10Pa·s以上，能够抑制加热时因粘接带从作为被粘接物的半导体芯片溢出而引起的连接可靠性的降低、及对周边部件的污染。另外，还可以防止气泡的产生、树脂成分无法充分填充在半导体芯片间隙等缺陷。进而，也可以防止焊锡过于湿润扩散，导致相邻电极之间发生短路的问题。另外，通过将熔融粘度控制在200000Pa·s以下，在焊锡凸块与设置在半导体芯片上的内部电极进行金属接合时，焊锡凸块与该内部电极之间的树脂被排除，因此能够抑制接合不良。熔融粘度更优选为50～5000Pa·s，特别优选为300～1500Pa·s。

粘接带的熔融粘度可通过以下测定方法求出。即，将厚度100μm的粘接带，通过粘弹性测定装置(JASCO International Co.，Ltd.制造)，以升温速度30℃/min、频率1.0Hz，并用规定应变—应力检测方法进行测定，将Sn/Ag＝96.5/3.5的熔点的223℃环境温度下的粘度作为测定值。

通过按以下方法使用本发明第一实施方式的粘接带，能够将半导体芯片与半导体芯片进行电连接。下面，参照附图进行说明。图1为本发明第一实施方式的粘接带使用方法的工序说明图。

如图1(a)所示，首先，准备电路面上设置有内部电极11的半导体芯片10和、电路面上设置有内部电极21的半导体芯片20。为了使电连接良好，对内部电极11及内部电极21的表面可事先实施清洗、研磨、电镀及表面活化等的处理。例如，如图1(a)所示，可在内部电极11及内部电极21的表面通过Ti、Ti/Cu、Cu、Ni、Cr/Ni等形成UBM(Under Barrier Metal)层103、104。UBM层既可以是一层，也可以是多层。另外，为了保护半导体元件，也可以在半导体芯片10及20的表面事先实施表面稳定化处理，例如，也可以形成SiN膜等钝化膜113。另外，虽然未图示，作为用于缓和焊锡凸块与UBM层的接合部及内部电极中残留应力的层，也可以形成聚酰亚胺膜、聚苯并噁唑膜、苯并环丁烯膜等的有机树脂保护膜。

接着，如图1(b)所示，在内部电极11及21的至少一个上形成焊锡凸块105。焊锡凸块105可通过电镀法来形成，也可以通过焊锡膏印刷法、装载焊锡球的方法来形成。另外，在图1(a)中，焊锡凸块105形成在内部电极21上，但也可以仅形成于内部电极11上，也可以形成于内部电极11及内部电极21的两者上。焊锡凸块105在形成后，也可以对其进行回流处理。

构成焊锡凸块105的焊锡成分优选为含有由锡(Sn)、银(Ag)、铋(Bi)、铟(In)、锌(Zn)及铜(Cu)组成的组中选出的至少两种以上的合金。其中，当考虑熔融温度及机械物性时，优选为Sn—Bi合金、Sn—Ag—Cu合金、Sn—In合金等含有Sn的合金。从充分确保粘接带中的树脂成分流动性方面考虑，焊锡凸块的熔点通常为100℃以上，优选为130℃以上。另外，为了防止粘接时设置在安装基板或半导体芯片上的元件的热老化，焊锡凸块的熔融温度通常为250℃以下、优选为230℃以下。另外，焊锡凸块的熔点为例如使用DSC，以升温速度10℃/分种测定构成焊锡凸块的焊锡粉单体时的吸热峰温度。

为了充分确保电连接可靠性，焊锡凸块105的大小优选直径为5μm～500μm，更优选为10μm～300μm，进一步优选为20μm～200μm。

接着，如图1(c)所示，将粘接带106介于半导体芯片10与半导体芯片20之间，缓慢加热至不会使该粘接带106的固化完了、且能够熔融焊锡凸块105的温度。通过加热，构成焊锡凸块105的焊锡成分熔融，熔融的焊锡成分凝集在内部电极表面。而且，内部电极表面与焊锡成分进行接合，形成焊锡区域100，从而将相互对置的内部电极之间进行电连接。

另外，也可以当加热温度达到焊锡凸块熔点时，对半导体芯片10和半导体芯片20加压，缩短相互对置的内部电极之间的距离。

由此，通过加热所熔融的焊锡成分凝集在对置的内部电极之间并进行固定，从而形成如图1(c)所示的焊锡区域100，由此对置的内部电极之间电连接。另一方面，包含在粘接带106中的树脂成分填充在半导体芯片10与半导体芯片20之间的间隙而形成绝缘性区域101，通过绝缘性区域101实现相邻的内部电极之的电绝缘。

接着，使粘接带106的树脂成分完全固化，由此确保电绝缘性及机械的粘接強度。在本实施方式中，通过上述方法将相互对置的内部电极之间电连接，并利用绝缘性树脂对半导体芯片10与半导体芯片20之间的间隙进行密封。

当使用本实施方式的粘接带，通过形成于半导体芯片的厚度方向上的通孔而对半导体芯片之间进行电连接和密封时，也可以与上述方法相同地进行。本实施方式的粘接带通过上述方法能够同时进行半导体芯片之间的电连接及密封。

b.第二实施方式

接着，说明本发明第二实施方式的粘接带。

本发明第二实施方式的粘接带除了(A)成膜性树脂、(B)固化性树脂、及(C)具有焊剂活性的固化剂以外，还以规定的配合比含有(E)焊锡粉。本发明第二实施方式的粘接带，特别适合在以倒装方式安装半导体芯片与半导体芯片的叠层芯片型半导体装置中，利用包含在粘接带中的焊锡粉的自对准(Self-alignment)来进行半导体芯片之间的电连接时使用。本实施方式的粘接带，通过被介于相互对置的半导体芯片之间而进行热熔融，包含在该粘接带的焊锡粉凝集在相互对置的内部电极之间而促进焊锡区域的形成，且半导体芯片之间的间隙中填充树脂成分，从而促进绝缘性区域的形成，通过使树脂成分固化，并使所形成的焊锡区域及绝缘性区域固定化，能够同时进行半导体芯片之间的电连接及密封。本实施方式的粘接带无需在半导体芯片上形成焊锡凸块，用更简便的方法进行半导体芯片之间的电连接，因而非常有用。

作为第二实施方式的粘接带的构成成分，除了焊锡粉之外与第一实施方式粘接带的构成成分相同，含有(A)成膜性树脂、(B)固化性树脂、(C)具有焊剂活性的固化剂、及根据需要的(D)其他成分。各成分的具体例及配合量与在第一实施方式中说明的相同，在此不再重复说明。另外，在第二实施方式中，各成分的配合量除了焊锡粉以外，均相对于粘接带构成成分的总量进行规定。

在本实施方式中，作为(E)构成焊锡粉的焊锡成分，例如可举出无铅焊锡。作为无铅焊锡未作特别的限定，但优选为由Sn、Ag、Bi、In、Zn、及Cu组成的组中选出的至少两种以上的合金。其中，考虑到熔融温度及机械物性，优选为Sn—Bi合金、Sn—Ag—Cu合金、Sn—In合金、Sn—Ag合金等的含Sn合金。

焊锡粉的平均粒径可根据半导体芯片的表面积及所期望的半导体芯片间隔距离而适当地进行选择，但优选为1～100μm，更优选为5～100μm、进一步优选为10～50μm。若在该范围，能够将焊锡成分确实地集合在内部电极表面上。另外，能够抑制相邻内部电极之间的桥式连接，能够防止相邻内部电极之间的短路。焊锡粉的平均粒径例如可通过激光衍射散射法来测定。

另外，从熔融粘接带时能够充分确保树脂成分流动性方面考虑，焊锡粉熔点通常为100℃以上，优选为130℃以上。而且，为了防止粘接时设置在安装基板或半导体芯片上的元件的热老化，焊锡粉熔点通常为250℃以下、优选为230℃以下。

焊锡粉的配合量相对于除了焊锡粉以外的粘接带构成成分总量100重量份，优选为30～200重量份，更优选为40～180重量份，进一步优选为50～160重量份。

本实施方式的粘接带可通过与第一实施方式中说明的方法相同地操作而制造。即，将成分(A)～(C)、根据需要的其他成分(D)、及(E)焊锡粉混合在溶剂中，将所得清漆涂布在聚酯片等实施有剥离处理的基材上，并在规定温度下干燥至实质上不含溶剂的程度而得到。溶剂可使用与第一实施方式中例示的溶剂相同的溶剂。

对第二实施方式的粘接带厚度没有特别的限定，但优选为5～300μm，更优选为10～200μm，进一步优选为15～150μm。若在该范围内，树脂成分能够充分地填充在半导体芯片的间隙，能够确保树脂成分固化后的机械的接着強度。

在本实施方式中，当厚度为100μm时，138℃下粘接带的熔融粘度优选为1Pa·s～10000Pa·s，更优选为10Pa·s～10000Pa·s。通过将熔融粘度控制在该范围内，能够抑制焊锡成分从内部电极拡散，同时还能够抑制树脂成分的溢出。粘接带的熔融粘度可通过以下测定方法求出。即，将厚度100μm的粘接带，通过粘弹性测定装置(JASCO International Co.，Ltd.制造)，以升温速度30℃/min、频率1.0Hz，用规定应变—应力检测方法进行测定，并将Sn/Bi＝42/58熔点的138℃环境温度下的粘度作为测定值。

通过将熔融粘度控制在1Pa·s以上，焊锡粉不会从作为被粘接物的半导体芯片溢出，从而能够抑制绝缘不良。另外，可以抑制加热时因粘接带从作为被粘接物的半导体芯片引出而引起的连接可靠性的下降、及对周边部件的污染。进而，还能够防止气泡的产生、树脂成分无法充分填充在半导体芯片间隙等的不良。另外，通过将熔融粘度控制在10000Pa·s以下，提高焊锡粉与具有焊剂活性的固化剂的接触几率，有效地进行氧化膜的还原。另外，由于焊锡粉容易移动，因而降低焊锡粉残留在作为被粘接物的半导体芯片电极之间的几率，能够抑制绝缘不良的产生。另外，当焊锡凸块与设置在半导体芯片上的内部电极进行金属接合时，焊锡凸块与该内部电极之间的树脂被排除，因此能够抑制接合不良。熔融粘度更优选为50～5000Pa·s，特别优选为100～4000Pa·s，最优选为100～2000Pa·s。

通过以下述方式使用本发明第二实施方式的粘接带，能够将半导体芯片与半导体芯片电连接。图2为本发明第二实施方式的粘接带使用方法的工序说明图。

如图2(a)所示，首先将设置有内部电极11的半导体芯片10与设置有内部电极21的半导体芯片20以设置有内部电极的面(电路面)相互对置的方式配置。

也可以在半导体芯片10及半导体芯片20的表面上以露出内部电极11、21的方式分别形成有保护膜107。例如，可形成有聚酰亚胺膜、聚苯并噁唑膜、苯并环丁烯膜等的有机树脂保护膜。由此，焊锡成分容易被诱导至对置的内部电极之间，能够使内部电极之间的电连接良好。而且，还能够作为应力缓和层起作用。另外，保护膜107的形状只要是能够具有如上所述功能即可，并不限定于图示的形状。另外，内部电极11及内部电极21的表面也可以事先实施有清洗、研磨、电镀、表面活化等处理。例如，如图2(a)所示，也可以通过Ti、Ti/Cu、Cu、Ni、Cr/Ni等在内部电极11及内部电极21的表面形成UBM(Under Bump Metal)层103。UBM层既可以是一层，也可以是多层。另外，为了保护半导体元件，半导体芯片10及20的表面还可以事先实施有表面稳定化处理，例如可以形成SiN膜等的钝化膜113。

接着，如图2(b)所示，将粘接带108介于半导体芯片10与半导体芯片20之间。粘接带108中含有焊锡粉108a。然后，缓慢加热至不会使粘接带108的固化完了、且粘接带108中的焊锡粉108a发生熔融的温度。如图2(c)所示，通过加热焊锡粉108a发生熔融，在树脂成分中移动而自发调整性地凝集在内部电极表面，从而形成焊锡区域100。通过该焊锡区域100，内部电极表面与熔融焊锡粉进行接合而使对置的内部电极之间电连接。另一方面，粘接带的树脂成分填充在半导体芯片之间的间隙而形成绝缘性区域101。由此，相邻内部电极之间实现电绝缘。

另外，也可以当加热温度达到焊锡粉熔点时，对半导体芯片10与半导体芯片20加压，由此缩短相互对置的内部电极间距离。

接着，使粘接带108的树脂成分完全固化，确保电连接強度及机械的粘接強度。由此，能够使对置的内部电极11与内部电极21电连接，并利用绝缘性树脂密封半导体芯片10与半导体芯片20之间的间隙。

当使用本实施方式的粘接带，并通过形成于半导体芯片厚度方向的通孔对半导体芯片之间进行电连接和密封时，也可以与上述相同的方式进行操作。如此地，本实施方式的粘接带能够同时进行半导体芯片之间的电连接及密封。

2.半导体装置

下面，说明本发明的半导体装置。

本发明的半导体装置，是利用本发明的粘接带使半导体芯片与半导体芯片电连接而成的叠层芯片型半导体装置。作为本发明的一个实施方式，例如，包括一种半导体装置，其具有第一半导体芯片和第二半导体芯片，且包括使上述第一半导体芯片的电路面与上述第二半导体芯片的电路面相互对置而配置的叠层芯片型半导体电子部件，其中，利用本发明的粘接带对上述第一半导体芯片与上述第二半导体芯片进行粘接。另外，作为本发明的另一个实施方式，可以举出一种半导体装置，其在上述半导体装置中，包括在与上述第二半导体芯片电路面的相反侧面上进一步层叠第三半导体芯片而成的多层堆叠型半导体电子部件，其中，利用本发明的粘接带，并通过设置在上述第二半导体芯片厚度方向的通孔使上述第二半导体芯片与上述第三半导体芯片电连接而成。在上述多层堆叠型半导体电子部件中，也可以是仅在上述第二半导体芯片与上述第三半导体芯片之间的粘接中使用本发明的粘接带。本发明的半导体装置只要是利用本发明的粘接带对半导体芯片与半导体芯片进行粘接即可，未作特别的限定。

如上所述，根据本发明优选实施方式，本发明的粘接带通过控制熔融粘度，能够使该粘接带熔融时产生的树脂成分等的溢出抑制在最小限度，由此能够缩短半导体芯片之间的间隔距离，或设置在上层半导体芯片侧面和下层半导体芯片的电路面上的外部电极之间的间隔距离，从而能够提高可在同一个封装件内装载的半导体芯片的集成密度。另外，还可以实现封装件整体的小型化及薄型化。进而，能够缩短内部电极间的间隔距离，能够提高存储在同一个封装件内的信息量。下面，参照附图详细说明本发明的半导体装置。

图3为本发明一个实施方式的半导体装置的示意剖视图。如图3所示，设置在半导体芯片10上的外部电极12与设置在安装基板109上的电极(未图示)通过电线110被电连接，半导体电子部件1安装在安装基板109上。半导体电子部件1、安装基板109及电线110被密封树脂111密封。另外，在安装基板109的背面设置有多个凸块电极112。

半导体电子部件1是由半导体芯片10与半导体芯片20以相互对置的方式配置而成，在此，半导体芯片10与半导体芯片20由本发明的粘接带进行粘贴。图4(a)为本发明实施方式中的半导体电子部件1的示意俯视图，图4(b)为图4(a)的A—A’线示意剖视图。在图4(b)中，半导体电子部件1被设置成设置有内部电极11的第一半导体芯片10的电路面(未图示)与设置有内部电极21的第二半导体芯片20的电路面(未图示)相互对置。如图4(b)所示，内部电极11上形成有与内部电极21相对应的图案，在相互对置的内部电极11与内部电极21之间形成有焊锡区域100。通过该焊锡区域100，使相互对置的内部电极之间电连接。另外，半导体芯片10与半导体芯片20的间隙中填充有绝缘性树脂，从而形成绝缘性树脂区域101，通过该绝缘性树脂区域101，相邻内部电极之间实现电绝缘。半导体芯片10的电路面上形成有外部电极12，该外部电极12用于将形成在半导体芯片10的电路面上的未图示的集成电路与由硅等形成的安装基板连接。

对半导体芯片10与半导体芯片20的间隔距离X未作特别的限定，但为了提高半导体芯片的集成密度，优选缩短该间隔距离X。例如，当使用第二实施方式的粘接带时，该间隔距离X优选为25μm以下，更优选为5μm以下，进一步优选为3μm以下。在此所说的间隔距离X，是指半导体芯片10的电路面与半导体芯片20的电路面之间的距离。为了确保半导体芯片之间的连接強度，间隔距离X优选为0.5μm～5μm。另一方面，当使用第一实施方式的粘接带时，连接后焊锡球的大小大致与连接前保持相同程度。例如，当使用50μm的焊锡球时，间隔距离X为25～50μm左右，优选为35～48μm，更优选为40～45μm。

另外，对半导体芯片20的侧面20a与设置在半导体芯片10的电路面上的外部电极12之间的最短间隔距离Y没有特别的限定，但优选为1mm以下，更优选为0.7mm以下，进一步优选为0.5mm以下。另外，虽然没有特别的限定，但为了确保引线接合的空间，最短间隔距离Y通常为0.05mm以上。在此，在「半导体芯片20的侧面20a与设置在半导体芯片10上的外部电极12之间的最短间隔距离Y」中使用的「最短」的词语，是指在各半导体芯片20的侧面20a与设置在半导体芯片10的电路面上的外部电极12之间的距离不恒定时，表示最近的距离。

进而，设置在半导体芯片的电路面上的多个相邻内部电极之间的最短间隔距离Z优选为100μm，更优选为70μm以下，进一步优选为50μm以下。为了确保电连接可靠性，该最短间隔距离Z优选为10～50μm。在此，在「设置在半导体芯片的电路面上的多个相邻内部电极之间的最短间隔距离Z」中使用的「最短」的词语，是指当相邻内部电极之间的间隔距离Z不恒定时，表示最近的距离。

另外，虽然未作特别的限定，但优选第一半导体芯片10的大小比第二半导体芯片20大，且从提高半导体芯片的集成密度的观点出发，如图1(a)所示，半导体芯片20优选配置在半导体芯片10的大致中央区域。另外，设置在半导体芯片10上的外部电极12，优选设置在半导体芯片10的周边部。

焊锡区域100是焊锡成分熔融并固定而形成的区域，通过该区域，相互对置的内部电极之间实现导通。另外，绝缘性区域101是填充绝缘性树脂而形成的区域，通过该区域，相邻的内部电极间电绝缘。

另外，虽然未作特别的限定，但优选半导体芯片10及20的厚度分别为10μm～1000μm，更优选为750μm以下。而且，对内部电极、外部电极的大小和材质没有特别的限定，可根据用途适当地选择。另外，关于本发明使用的半导体芯片、内部电极、外部电极等，例如可参照“CSP技术汇总(CSP技術のすベて)Part2”(萩本英二著、工业调查会发行)的p62～72、p84～88、p39～60，“SiP技术汇总(SiP技術のすベて)”(赤泽隆著、工业调查会发行)的p176～188、P192～205，JP特开2004—63753号公报的记载等。

根据本发明的优选实施方式，本发明的半导体装置通过使用具有上述构成的的半导体电子部件1，能够实现封装化的部件整体的薄型化及小型化，而且，能够实现封装化的部件整体的轻量化。进而，能够缩短相邻内部电极的间隔，因而能够提高可在一个封装件内存储的信息量。

另外，本发明的半导体装置也可以在基板上安装有多层堆叠型半导体电子部件。图5为基板上安装多层堆叠型半导体电子部件2而成的本发明的一个实施方式中的半导体装置的示意剖视图，其中，多层堆叠型半导体电子部件2是在半导体电子部件1上进一步层叠其他半导体芯片而成。如图5所示，设置在半导体芯片10上的外部电极12与设置在安装基板109上的电极(未图示)通过电线110电连接，半导体电子部件2安装在安装基板109上。半导体电子部件2、安装基板109及电线110由密封树脂111密封。另外，在安装基板109的背面设置有多个凸块电极112。

半导体电子部件2被设置成半导体芯片10与半导体芯片20相互对置，半导体芯片30被设置成半导体芯片20的设置有内部电极21的电路面的相反侧面与半导体芯片30的电路面(未图示)相互对置。

另外，在半导体芯片20的厚度方向上设置有通孔102，由此可实现半导体芯片30的电路面与半导体芯片20的电路面(未图示)的电连接。

图6为本发明实施方式的多层堆叠型半导体电子部件2的示意剖视图。设置在半导体芯片30的电路面上的内部电极31，通过焊锡区域100，并通过设置在半导体芯片20的厚度方向上的通孔102与半导体芯片20的电路面导通，与半导体芯片20上的内部电极21电连接。在此，通孔102例如可按照以下方式形成。即，通过钻头加工等在半导体芯片20的厚度方向上形成贯通孔，在该贯通孔的内壁面实施电镀，在实施有电镀的贯通孔内填充树脂剂而形成。另外，关于通孔例如可参照JP特开2001—127243号公报、JP特开2002—026241号公报等。另外，半导体芯片20与半导体芯片30之间的间隙中填充有绝缘性树脂而形成绝缘性区域101，通过该绝缘性区域101，相邻的内部电极之间实现电绝缘。

在上述多层堆叠型半导体电子部件2中，可将本发明的粘接带用于半导体芯片20与半导体芯片30的粘接中。通过使用本发明的粘接带，并通过通孔102，能够使半导体芯片30的内部电极31与半导体芯片20的内部电极21电连接，能够用树脂成分密封半导体芯片20与半导体芯片30的间隙。

另外，虽然未作特别的限定，半导体芯片20与半导体芯片30之间的间隔距离优选和半导体芯片10与半导体芯片20的间隔距离X在相同的范围。另外，半导体芯片30的侧面30a与设置在半导体芯片10的电路面上的外部电极12的最短间隔距离优选和半导体芯片20的侧面20a与设置在半导体芯片10的电路面上的外部电极12的最短间隔距离Y在相同的范围。进而，设置在半导体芯片30的电路面上的多个相邻内部电极之间的最短间隔距离优选与设置在半导体芯片10或20的电路面上的相邻内部电极之间的间隔距离Z在相同的范围。

在本发明中，也可利用相同的方法在半导体芯片30上进一步层叠其他半导体芯片。本发明的半导体装置通过上述方法能够进一步提高可装载在一个封装件内的半导体芯片的集成密度。

根据本发明的优选实施方式，本发明的半导体装置能够提高可安装在一个封装件内的半导体芯片的集成密度，因此能够应对电子设备的高功能化及小型化。本发明的半导体装置例如可广泛应用于移动电話、数码相机、摄像机、导航系统、个人计算机、游戏机、液晶电视、液晶显示器、EL显示器、打印机等中。

实施例

下面，通过实施例详细说明本发明。但本发明并不限定于这些实施例。

1.粘接带的作制

将本发明粘接带的配合及制作方法的具体例示于实施例1～23中。实施例1～10、20及21对应于本发明第二实施方式的粘接带，实施例11～19、22及23则对应于本发明第一实施方式的粘接带。另外，比较例1及2为实施例1～10、20及21的比较例，比较例3及4为实施例11～19、22及23的比较例。

<实施例1～10、20及21>

按照表1所示的配合比将各成分混合在丙酮中，以使固体成分达到40重量％，将所得清漆通过逗号刮刀式涂布机涂敷于实施有抗静电处理的聚酯片上，并在能够使上述丙酮挥发的70℃温度下干燥3分钟，得到厚度25μm的粘接带。

<实施例11～19、22及23>

按照表2所示的配合比将各成分混合在NMP(N—甲基—2—吡咯烷酮)中，以使固体成分达到40重量％，将所得清漆通过逗号刮刀式涂布机涂敷于实施有抗静电处理的聚酯片上，并在能够使上述NMP挥发的150℃温度下干燥3分钟，得到厚度50μm的粘接带。另外，在实施例18及19中配合的硅改性聚酰亚胺是按如下方式合成。

(硅改性聚酰亚胺的合成)

向具有干燥氮气导入管、冷却器、温度计、搅拌器的四口烧瓶，加入200g脱水精制的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，在流入氮气的同时激烈搅拌10分钟。

接着，添加29g的1，3-双(3-氨基苯氧基)苯、10g的3，3-(1，1，3，3，5，5，7，7，9，9，11，11，13，13，15，15，17，17，19，19-二十烷甲基-1，19-十硅氧烷二基)双-1-丙胺、4g的1，3-双(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷)，并搅拌均匀。均匀溶解后，用冰水浴将体系冷却至5℃，用15分钟添加40g的粉末状4，4’-氧双邻苯二甲酸酐，然后继续搅拌2小时。期间，将烧瓶保持在5℃。

然后，摘除氮气导入管和冷却器，将充满二甲苯的迪安-斯塔克(Dean-Stark)管安装在烧瓶上，向体系添加50g甲苯。用油浴将体系加热至170℃，将所产生的水排出至体系外。加热4小时后，没有发现从体系产生水。

冷却后，将该反应溶液加入到大量的甲醇中，使其析出硅改性聚酰亚胺。过滤固体成分后，在80℃下进行12小时的減压干燥，从而去除溶剂，得到固体树脂。用KBr压片法测定红外线吸収光谱时，确认了来自环状酰亚胺键的5.6μm吸収，但无法确认来自酰胺键的6.06μm吸収，从而确认了该树脂达到了几乎100％酰亚胺化。

<比较例1及2>

按照表3所示的配合比将各成分混合在丙酮中，以使固体成分达到40重量％，将所得清漆通过逗号刮刀式涂布机涂敷于实施有抗静电处理的聚酯片上，并在能够使上述丙酮挥发的70℃温度下干燥3分钟，得到厚度25μm的粘接带。

<比较例3及4>

按照表3所示的配合比将各成分混合在NMP(N—甲基—2—吡咯烷酮)中，以使固体成分达到40重量％，将所得清漆通过逗号刮刀式涂布机涂敷于实施有抗静电处理的聚酯片上，并在能够使上述NMP挥发的150℃温度下干燥3分钟，得到厚度50μm的粘接带。

[1]焊锡熔点下熔融粘度的测定

如下测定实施例1～23及比较例1～4中得到的粘接带在焊锡熔点下的熔融粘度。对实施例1～10、20及21和比较例1、2，按照下述测定条件1测定熔融粘度。另外。关于实施例11～19、22及23和比较例3、4，通过下述测定条件2测定熔融粘度。

(测定条件1)

将厚度100μm的粘接带，利用粘弹性测定装置(JASCO InternationalCo.，Ltd.制造)，以升温速度10℃/min、频率0.1Hz，用规定应变—应力检测方法进行测定，并将Sn/Bi＝42/58熔点的138℃环境温度下的粘度作为测定值。

(测定条件2)

将厚度100μm粘接带，利用粘弹性测定装置(JASCO International Co.，Ltd.制造)，以升温速度30℃/min、频率1.0Hz，用规定应变—应力检测方法进行测定，并将Sn/Ag＝96.5/3.5熔点的223℃环境温度下的粘度作为测定值。

[2]焊锡湿润扩散率的测定

按照下述方法测定实施例11～19、22及23和比较例3、4中得到的粘接带的焊锡湿润扩散率。

(1)在裸铜板(平井精密工业(株)制造)上粘贴厚度15μm的粘接带；

(2)在粘接带上静置下述直径为500μm焊锡球，

(i)“M31”(Sn/Ag/Cu、熔点217℃、千住金属工业(株)制造)，

(ii)“L20”(Sn/Bi、熔点138℃、千住金属工业(株)制造)；

(3)根据ASTM B 545，将加热板加热至比各焊锡的熔点高30℃的温度，并在加热板上将上述试样加热20秒；

(4)测定在裸铜板上湿润扩散的焊锡球高度；

(5)通过下式(I)算出焊锡湿润扩散率。

焊锡湿润扩散率(％)＝[{焊锡球直径—湿润扩散后的焊锡厚度}/焊锡球直径]×100     (I)

将焊锡熔点下的熔融粘度及焊锡湿润扩散率的测定结果示于表2及3中。

2.半导体电子部件的制造

接着，使用实施例1～23中得到的粘接带，制造具有图4结构的半导体电子部件。图7为实施例1～10、20及21中的制造方法的工序说明图。另外，图8为实施例11～19、22及23中的制造方法的工序说明图。下面，参照附图7说明实施例1～10、20及21，参照附图8说明实施例11～19、22及23。

<实施例1～10、20及21>

首先，在半导体芯片10、20的整个电路面上形成0.4μm厚的热氧化膜114。接着，作为金属层以0.4μm厚溅射铝/0.5Cu，利用抗蚀膜对布线所需部分以外的部分进行干蚀刻而形成内部电极11、21。去除掩模后，通过CVD法在整个面上形成0.2μm厚的SiN膜(钝化膜)113，进而利用抗蚀膜对金属层部分(内部电极表面)进行软蚀刻。接着，涂布、显影3μm厚的聚酰亚胺层，开口金属层部分，进而对聚酰亚胺层进行固化而形成应力缓和层(保护膜)107。接着，依次溅射0.05μm厚Ti、1μm厚Cu，形成UBM层103、104。如此地，在半导体芯片10、20上形成连接焊盘(焊盘尺寸：60μm×60μm、焊盘之间距离：40μm、焊盘间距：100μm)。在此，半导体芯片10使用10mm×10mm、且725μm厚的芯片，半导体芯片20使用6mm×6mm、且725μm厚的芯片。另外，实施例1～10中在半导体芯片10上配置外部电极，以使间隔距离Y达到250μm。

接着，以半导体芯片10的连接焊盘面的大小(6mm×6mm)分别切取实施例1～10、20及21中得到的粘接带，粘贴在80℃的热盘上，然后，剥离作为基材的聚酯片。接着，使半导体芯片20的连接焊盘面与半导体芯片10的连接焊盘面相互对置，并进行定位。定位是通过设置在倒装焊接机(涩谷工业制造的“DB200”)上的相机，使其识别芯片的连接焊盘面上的定位标志进行。然后，使用该倒装焊接机，以表4记载的一次加热条件进行热压接，实施焊锡连接。进而，将烘箱温度设定为表4记载的二次加热条件，进行规定的热历程，从而实施接着剂的固化。其结果，得到了具有表4所示间隔距离X、Y、Z的半导体电子部件。

<比较例1、2>

除了用比较例1及2中得到的粘接带代替实施例1～10、20及21中得到的粘接带以外，与上述实施例1～10、20及21相同地操作，得到半导体电子部件。

<实施例11～19、22及23>

首先，通过与实施例1～10、20及21相同的方法在半导体芯片10、20的电路面形成连接焊盘(焊盘尺寸：60μm×60μm、焊盘之间距离：40μm、焊盘间距：100μm)。进而，在形成于半导体芯片20的连接焊盘上，设置UBM层104的部分开口的掩膜，并将直径为50μm的Sn—Ag焊锡球置于涂布有焊剂的UBM层104上。接着，通过回流(reflow)，使焊锡球与UBM层104接合，从而形成焊锡凸块105(参照图8)。半导体芯片10、20使用与实施例1～10、20及21相同的半导体芯片。另外，实施例11～19、22及23中在半导体芯片10上配置外部电极，以使间隔距离Y为250μm。

接着，以半导体芯片10的连接焊盘面的大小(6mm×6mm)分别切取实施例11～19、22及23中得到的粘接带，并粘贴在80℃的热盘上，然后，剥离作为基材的聚酯片。接着，使半导体芯片20的连接焊盘面与半导体芯片10的连接焊盘面相互对置，并与实施例1～10、20及21同样地进行定位。然后，使用倒装焊接机，以表5记载的一次加热条件进行热压接，实施焊锡连接。进而，将烘箱温度设定为表5记载的二次加热条件，进行规定的热历程，从而实施接着剂的固化。其结果，得到了具有表5所示间隔距离X、Y、Z的半导体电子部件。

<比较例3、4>

除了用比较例3及4中得到的粘接带代替实施例11～19、22及23中得到的粘接带以外，与上述实施例11～19、22及23相同地操作，得到半导体电子部件。

(1)间隔距离X、Y、Z的测定

将所得半导体电子部件包埋在热固化环氧树脂(日本化药工业制造的“RE—403S”、富士化成工业的“フジキユア5300”)，实施剖面研磨。将所得剖面用keyence制的数字示波器(Digital Scope)投影，并利用图像处理软件VHS—500算出间隔距离X、Y、Z。

(2)导通试验

通过手感测试仪，分别测定层叠半导体芯片后及温度循环试验(反复交替进行—65℃下1小时、150℃下1小时的温度循环)1000小时后所得半导体电子部件中的半导体芯片连接率。连接率是按照下式算出。

连接率(％)＝{(导通的焊盘数)/(测定的焊盘数)}×100

评价基准如下。

○：连接率100％

×：连接率低于100％

(3)外部电极的污染评价

用金属显微镜观察所得半导体电子部件中半导体芯片10上的外部电极12(引线接合焊盘)，观察是否被粘接带污染。评价基准如下。

无外部电极的污染(粘接带的熔融成分未到达外部电极)

有外部电极的污染(粘接带的熔融成分达到了外部电极)

将结果示于表4及表5。

如表4及表5所示，在实施例1～23中，均可以得到无外部电极的污染，且满足规定范围的间隔距离X、Y、Z的半导体电子部件。另外，导通试验的结果也良好，可知所得半导体电子部件的连接可靠性优异。通过采用常规方法将如此得到的半导体电子部件安装在基板上，能够得到本发明的半导体装置。

与此相比，在比较例1～4中，外部电极均被粘接带污染，得到无法电连接或连接可靠性差的产品，可知无法作为半导体电子部件使用。

从以上可知，通过使用本发明的粘接带，能够制造出电连接性良好，且可高密度地装载半导体芯片的叠层芯片型半导体装置。

工业实用性

本发明的粘接带能够在半导体装置中同时进行半导体芯片与半导体芯片的电连接以及密封。通过使用本发明的粘接带，能够提供高密度地安装有半导体集成电路的叠层芯片型半导体装置。由此，能够制造出可应对高功能化以及小型化要求的电子部件。

Claims (14)

1.一种粘接带，其是在叠层芯片型半导体装置中用于使半导体芯片与半导体芯片电连接的粘接带，包括：

(A)10～50重量％的成膜性树脂、

(B)30～80重量％的固化性树脂、以及

(C)1～20重量％的具有焊剂活性的固化剂。

2.一种粘接带，其是在具有第一半导体芯片和第二半导体芯片、且将上述第一半导体芯片的电路面和上述第二半导体芯片的电路面相互对置而设置的叠层芯片型半导体装置中，用于使上述第一半导体芯片与上述第二半导体芯片电连接的粘接带，包括：

(A)10～50重量％的成膜性树脂、

(B)30～80重量％的固化性树脂、

(C)1～20重量％的具有焊剂活性的固化剂。

3.如权利要求1或2所述的粘接带，其中，上述成膜性树脂为由(甲基)丙烯酸类树脂、苯氧基树脂及聚酰亚胺树脂组成的组中选出的至少一种。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的粘接带，其中，上述固化性树脂为环氧树脂。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的粘接带，其中，上述具有焊剂活性的固化剂为由脂肪族二羧酸、具有羧基和酚性羟基的化合物组成的组中选出的至少一种。

6.如权利要求5所述的粘接带，其中，上述脂肪族二羧酸为癸二酸。

7.如权利要求5所述的粘接带，其中，上述具有羧基和酚性羟基的化合物为选自酚酞啉及龙胆酸中的至少一种。

8.一种粘接带，其是权利要求1～7中任意一项所述的粘接带，在该粘接带上配置直径为500μm的含锡焊锡球，并在比该焊锡球的熔点高30℃的温度下加热20秒时，式(I)表示的焊锡湿润扩散率为40％以上，

焊锡湿润扩散率(％)＝[{焊锡球直径—湿润扩散后的焊锡厚度}/焊锡球直径]×100(I)。

9.如权利要求8所述的粘接带，其中，当上述焊锡湿润扩散率为60％以上时，作为(C)具有焊剂活性的固化剂，含有脂肪族二羧酸。

10.如权利要求8所述的粘接带，其中，当上述焊锡湿润扩散率为40％～60％时，作为(C)具有焊剂活性的固化剂，含有具有羧基和酚性羟基的化合物。

11.一种粘接带，其是权利要求1～10中任意一项所述的粘接带，厚度为100μm的该粘接带在223℃下的熔融粘度为10Pa·s～200000Pa·s。

12.如权利要求1～7中任意一项所述的粘接带，其中，相对于除焊锡粉以外的构成成分的合计100重量份，还含有30～200重量份的焊锡粉。

13.一种粘接带，其是权利要求12所述的粘接带，厚度为100μm的该粘接带在138℃下的熔融粘度为1Pa·s～10000Pa·s。

14.一种叠层芯片型半导体装置，其是使用权利要求1～13中任意一项所述的粘接带使半导体芯片与半导体芯片电连接而成。

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