【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フリップチップ接続用の熱圧着接着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体チップは主として樹脂モールドパッケージの形で基板上に実装されているが、部品の微小化や回路の細密化、工程の簡素化などに対応して、樹脂モールドパッケージ実装より簡便な方法であるフリップチップ実装が先端情報機器内の実装に用いられるようになった。このフリップチップ実装方法は、ベアチップを反転させて、直接基板に接続し、そのチップと基板の隙間に樹脂を封止するというものである。その中でも異方性導電材料などの液状接着剤でベアチップを熱圧着により接続かつ封止する方法は、最も工程が少なく、短時間でチップを搭載できる方法として注目されている。
【０００３】
フリップチップ接続用の熱圧着接着剤では、一般的に耐熱・耐湿信頼性を上げるために無機フィラーが充填されるが、電気的接続性を考慮し、粒径の分布を考慮したサイズのフィラーが使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
無機フィラーを高充填すると、粘度が高くなり、作業性が困難になる。サブミクロン（直径１μｍ以下）の無機フィラーを直径数μｍの無機フィラーの隙間に充填することにより、接着剤の粘度を下げることができる。
【０００５】
本発明は、無機フィラー同一充填率での低粘度化により、一段と無機フィラーの充填率を上げ、耐熱・耐湿信頼性を向上させたフリップチップ接続用熱圧着接着剤を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、主要無機フィラーの粒径としては、直径２〜４μｍが電気的接続性に優れ、そしてサブミクロン（０．１〜１μｍ）の無機フィラーを主要無機フィラーに対し特定割合で配合することにより、無機フィラーをさらに高充填できることを見いだし、本発明を完成したものである。
【０００７】
即ち、本発明は、
（Ａ）エポキシ樹脂、
（Ｂ）硬化剤および
（Ｃ）無機フィラー
を必須成分とし、前記（Ｃ）無機フィラーが、平均粒径２〜４μｍと平均粒径０．１〜１μｍの２種類の粒度分布をもつフィラーを配合したものであることを特徴とするフリップチップ接続用熱圧着接着剤であり、また、その平均粒径０．１〜１μｍの粒度分布をもつフィラーが、（Ｃ）無機フィラーの１０〜４５重量％となるように配合されたものである。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物であり、分子構造、分子量等に制限されることなく広く使用することができる。具体的に例示すると、例えば、フェノールノボラックやクレゾールノボラック等のノボラック樹脂、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシン、ビス（ヒドロキシフェニル）エーテル等の多価フェノール類、エチレングコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチノールプロパン、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール類、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン等のポリアミノ化合物、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸等の多価カルボキシ化合物等とエピクロルヒドリン又は２−メチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジル型のエポキシ樹脂が挙げられ、また、ジシクロペンタジエンエポキサイド、ブタジエンダイマージエポキサイド等の脂肪族および脂環族エポキシ樹脂等も挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００１０】
本発明に用いる（Ｂ）硬化剤としては、１分子中に２個以上の活性水素を有するものであれば、特に制限することなく使用できる。具体的なものとして、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタフェニレンジアミン、ジシアンジアミド、ポリアミドアミン等のポリアミノ化合物、無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸等の有機酸無水物、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のノボラック樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００１１】
本発明に用いる（Ｃ）無機フィラーとしては、好ましくは球形かつ最大粒径１０μｍ以下であって、平均粒径２〜４μｍと平均粒径０．１〜１μｍの粒度分布をもつものであれば、特に制限することなく使用できる。例えば、二酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、アルミナ等が挙げられる。平均粒径２〜４μｍをもつものと平均粒径０．１〜１μｍをもつものとは、重量比で（５５〜９０）：（１０〜４５）、好ましくは（６５〜８５）：（１５〜３５）とすることがよい。
【００１２】
【作用】
本発明の熱圧着接着剤は、平均粒径２〜４μｍと平均粒径０．１〜１μｍの２種類の粒度分布をもつフィラーを配合したことにより、電気的接続性に優れるとともに、無機フィラーの細密充填と粘度の低減という要件を満たすことができるものである。
【００１３】
【発明の実施形態】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下に部とは重量部を意味する。
【００１４】
実施例１
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のエピコート８２８（ジャパンエポキシレジン製、商品名）９０部とイミダゾール変性物のキュアダクト（四国化成社製、商品名）１０部を混合して得た熱硬化性樹脂中に、無機フィラーとして平均粒径３．４μｍのシリカのＦＢ３ＬＤＸ（電気化学工業社製、商品名）と平均粒径０．６μｍのシリカのＳＥ２１００（アドマテックス社製、商品名）とを重量比で３：１の割合で予備混合した混合シリカを６０部加え、分散させてフリップチップ接続用熱圧着接着剤を得た。
【００１５】
実施例２
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のエピコート８２８（ジャパンエポキシレジン製、商品名）９０部とイミダゾール変性物のキュアダクト（四国化成社製、商品名）１０部を混合して得た熱硬化性樹脂中に、無機フィラーとして平均粒径２．０μｍのシリカのＳＳ１５（大阪化成社製、商品名）と平均粒径０．６μｍのシリカのＳＥ２１００（アドマテックス社製、商品名）とを重量比で３：１の割合で予備混合した混合シリカを６０部加え、分散させてフリップチップ接続用熱圧着接着剤を得た。
【００１６】
比較例１
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のエピコート８２８（ジャパンエポキシレジン製、商品名）９０部とイミダゾール変性物のキュアダクト（四国化成社製、商品名）１０部を混合して得た熱硬化性樹脂中に、無機フィラーとして平均粒径３．４μｍのシリカのＦＢ３ＬＤＸ（電気化学工業社製、商品名）を６０部加え、分散させてフリップチップ接続用熱圧着接着剤を得た。
【００１７】
比較例２
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のエピコート８２８（ジャパンエポキシレジン製、商品名）９０部とイミダゾール変性物のキュアダクト（四国化成社製、商品名）１０部を混合して得た熱硬化性樹脂中に、無機フィラーとして平均粒径３．４μｍのシリカのＦＢ３ＬＤＸ（電気化学工業社製、商品名）と平均粒径０．６μｍのシリカのＳＥ２１００（アドマテックス社製、商品名）とを重量比で１：１の割合で予備混合した混合シリカを４５部加え、分散させてフリップチップ接続用熱圧着接着剤を得た。
【００１８】
実施例１〜２、比較例１〜２で作成したフリップチップ接続用熱圧着接着剤について測定した。無機フィラーの充填率が同じ場合、実施例１が最も粘度が低い結果が得られた。逆に言えば、同一粘度であれば実施例１に従うものが最も無機フィラーの充填率を高くすることができる。諸特性を試験した結果を表１に示す。本発明の効果が確認できた。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明および表１から明らかなように、本発明の樹脂組成物によれば、無機フィラーの高充填化ないしは無機フィラーの高充填樹脂の低粘度化されたフリップチップ接続用熱圧着接着剤を得ることができた。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermocompression bonding adhesive for flip chip connection.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, semiconductor chips are mainly mounted on a substrate in the form of a resin mold package, but this method is simpler than resin mold package mounting in response to miniaturization of components, miniaturization of circuits, and simplification of processes. Flip-chip mounting has come to be used for mounting in advanced information devices. In this flip chip mounting method, a bare chip is inverted, connected directly to a substrate, and a resin is sealed in a gap between the chip and the substrate. Among them, a method of connecting and sealing a bare chip by thermocompression bonding with a liquid adhesive such as an anisotropic conductive material has attracted attention as a method that requires the fewest steps and can mount the chip in a short time.
[0003]
In general, an inorganic filler is filled in a thermocompression bonding adhesive for flip chip connection in order to increase the heat resistance and humidity resistance reliability.However, a filler having a size in consideration of a particle size distribution in consideration of an electrical connection property is used. It is used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When the inorganic filler is filled at a high level, the viscosity increases and workability becomes difficult. By filling a submicron (1 μm or less in diameter) inorganic filler into the gap between the inorganic fillers having a diameter of several μm, the viscosity of the adhesive can be reduced.
[0005]
The present invention intends to provide a thermocompression-bonding adhesive for flip-chip connection in which the filling rate of the inorganic filler is further increased by lowering the viscosity at the same filling rate of the inorganic filler, and the heat and humidity resistance reliability is improved. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that the particle diameter of the main inorganic filler is 2 to 4 μm in terms of excellent electrical connectivity and submicron (0.1 to 1 μm). It has been found that the inorganic filler can be further filled at a high ratio by blending the inorganic filler with the main inorganic filler in a specific ratio, thereby completing the present invention.
[0007]
That is, the present invention
(A) epoxy resin,
(B) a curing agent and (C) an inorganic filler are essential components, and the (C) inorganic filler is a filler having two types of particle size distributions having an average particle size of 2 to 4 μm and an average particle size of 0.1 to 1 μm. A thermocompression-bonding adhesive for flip-chip connection, characterized in that the filler having an average particle size of 0.1 to 1 μm is 10 to 45% by weight of the inorganic filler (C). It was blended so that
[0008]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0009]
The epoxy resin (A) used in the present invention is a compound having two or more epoxy groups in one molecule, and can be widely used without being limited by the molecular structure, molecular weight and the like. Specific examples include, for example, novolak resins such as phenol novolak and cresol novolak, polyphenols such as bisphenol A, bisphenol F, resorcin, bis (hydroxyphenyl) ether, ethylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, and triphenol. Methinol propane, polyhydric alcohols such as polypropylene glycol, ethylenediamine, triethylenetetramine, polyamino compounds such as aniline, polycarboxylic compounds such as adipic acid, phthalic acid, isophthalic acid and the like and epichlorohydrin or 2-methyl epichlorohydrin Glycidyl type epoxy resins obtained by the above, and also aliphatic and alicyclic epoxy resins such as dicyclopentadiene epoxide and butadiene dimer epoxide Also, and these may be used alone or in combination.
[0010]
The curing agent (B) used in the present invention can be used without any particular limitation as long as it has two or more active hydrogens in one molecule. Specific examples include, for example, polyethylene compounds such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaphenylenediamine, dicyandiamide, and polyamideamine; phthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, and organic acid anhydrides such as pyromellitic anhydride. And novolak resins such as phenol novolak and cresol novolak. These can be used alone or in combination of two or more.
[0011]
The inorganic filler (C) used in the present invention is preferably spherical and has a maximum particle size of 10 μm or less, and has a particle size distribution of 2 to 4 μm in average particle size and 0.1 to 1 μm in average particle size. It can be used without any particular restrictions. Examples include silicon dioxide, titanium oxide, aluminum oxide, and alumina. Those having an average particle size of 2 to 4 μm and those having an average particle size of 0.1 to 1 μm are (55 to 90) :( 10 to 45), preferably (65 to 85) :( 15 to 90) by weight ratio. 35).
[0012]
[Action]
The thermocompression-bonding adhesive of the present invention has excellent electrical connectivity by blending two types of fillers having an average particle size of 2 to 4 μm and an average particle size of 0.1 to 1 μm. It can satisfy the requirements of close packing and reduction of viscosity.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Hereinafter, parts means parts by weight.
[0014]
Example 1
In a thermosetting resin obtained by mixing 90 parts of Epicoat 828 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin) of bisphenol A type epoxy resin and 10 parts of cure duct (trade name, manufactured by Shikoku Chemicals) of imidazole modified product, As an inorganic filler, FB3LDX of silica having an average particle diameter of 3.4 μm (trade name, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and SE2100 of silica having an average particle diameter of 0.6 μm (trade name, manufactured by Admatechs Co., Ltd.) in a weight ratio of 3: 60 parts of the mixed silica premixed at a ratio of 1 was added and dispersed to obtain a thermocompression-bonding adhesive for flip chip connection.
[0015]
Example 2
In a thermosetting resin obtained by mixing 90 parts of Epicoat 828 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin) of bisphenol A type epoxy resin and 10 parts of cure duct (trade name, manufactured by Shikoku Chemicals) of imidazole modified product, As an inorganic filler, SS15 of silica having an average particle size of 2.0 μm (trade name, manufactured by Osaka Kasei Co., Ltd.) and SE2100 of silica having an average particle size of 0.6 μm (trade name, manufactured by Admatechs Co., Ltd.) are 3: 1 by weight. Was added and dispersed to obtain a thermocompression-bonding adhesive for flip chip connection.
[0016]
Comparative Example 1
In a thermosetting resin obtained by mixing 90 parts of Epicoat 828 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin) of bisphenol A type epoxy resin and 10 parts of cure duct (trade name, manufactured by Shikoku Chemicals) of imidazole modified product, As an inorganic filler, 60 parts of FB3LDX (trade name, manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK) of silica having an average particle size of 3.4 μm was added and dispersed to obtain a thermocompression-bonding adhesive for flip chip connection.
[0017]
Comparative Example 2
In a thermosetting resin obtained by mixing 90 parts of Epicoat 828 (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin) of bisphenol A type epoxy resin and 10 parts of cure duct (trade name, manufactured by Shikoku Chemicals) of imidazole modified product, As an inorganic filler, FB3LDX of silica having an average particle size of 3.4 μm (trade name, manufactured by Denki Kagaku Kogyo) and SE2100 of silica having an average particle size of 0.6 μm (trade name, manufactured by Admatechs) are in a weight ratio of 1: 45 parts of the mixed silica premixed at a ratio of 1 was added and dispersed to obtain a thermocompression-bonding adhesive for flip chip connection.
[0018]
The thermocompression-bonding adhesives for flip-chip connection prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were measured. When the filling rate of the inorganic filler was the same, the result of Example 1 having the lowest viscosity was obtained. Conversely, if the viscosity is the same, the one according to Example 1 can maximize the filling rate of the inorganic filler. Table 1 shows the results of testing various characteristics. The effect of the present invention was confirmed.
[0019]
[Table 1]
【The invention's effect】
As is clear from the above description and Table 1, according to the resin composition of the present invention, the thermocompression-bonding adhesive for flip-chip connection, in which the inorganic filler is highly filled or the inorganic filler is highly filled, the viscosity is reduced. I got it.