JP2017197688A - Insulation film for underfill - Google Patents

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浩登 安井
Hiroto Yasui
浩登 安井
木下 仁
Hitoshi Kinoshita
仁 木下
哲光 森本
Tetsumitsu Morimoto
哲光 森本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulation film for underfill exhibiting plasticity and flowability in the initial stage of a process for conjugating a semiconductor tip and a substrate and excellent in long term storage stability even after processing curing sufficiently and further heating in the later stage of the process.SOLUTION: There is provided an insulation film for underfill having melt viscosity at 110°C, η, of 1×10to 5×10Pa s, melt viscosity at 130°C, η, of 5×10to 1×10Pa s and a ratio of melt viscosity ηat 130°C after holding at 40°C for 1 hr. and the η, η/ηof less than 3.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、半導体チップをフリップチップ実装する工程、チップ/チップ間またはチップ/回路基板間を充填するのに使う、アンダーフィル用絶縁フィルム(NCF)に関するものであり、より具体的には、このような実装プロセスで要求される硬化特性を有するとともに、保存安定性にも優れたアンダーフィル用絶縁フィルム、及びその用途に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to an underfill insulating film (NCF) used for filling a semiconductor chip in a flip-chip mounting process, chip / chip or chip / circuit board, and more specifically, The present invention relates to an insulating film for underfill that has curing characteristics required in such a mounting process and is excellent in storage stability, and uses thereof.

フリップチップ(FC)実装等の半導体チップの実装において、半導体チップと回路基板とを接続した後に、半導体チップと回路基板の間の空間に液状のアンダーフィル材を充填することが、従来より広く行われている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、例えばフリップチップBGAにおいて、ハンダバンプつきチップをパッケージ用基板にFC接続し、液状アンダーフィルを注入、硬化するような使い方であった。
しかしながら、近年、半導体チップ間での信号量を増大させるため、バンプ数は増大の傾向にあり、チップ面積が限られていることから、バンプの狭ピッチ化が進行している。例えば、プロセッサーやメモリーの先端分野では、超多ピンのバンプをもつチップを近接してシリコンインターポーザー上に搭載することや、シリコン貫通電極(TSV)で両面にバンプを多数形成したメモリーチップを積層することなどが実用化され、コストダウンによる普及が期待されている。
また、バンプの高さは、チップと基板の熱応力の緩和やアンダーフィル充填性を考慮して大きめだったが、高密度バンプに対応したシリコンインターポーザーや、シリコンチップを積層するようなケースでは、同じシリコン材を使うため熱応力を考慮する必要がなく、また、熱伝導(放熱)や、ICパッケージの低背化のトレンドからも、狭ギャップ化が進んでいる。
液状のアンダーフィル材を用いる充填方法では、このような狭ピッチ、狭ギャプのチップ間に気泡を残さず充填するのが困難になってきている。アンダーフィルは、バンプ間の絶縁性の確保、バンプ部に発生する応力のサポートなどの機能が求められるが、充填性が悪いと、そのような面で信頼性が低下することになる。
また、大型チップを樹脂基板にFC接続する場合、リフロー時などの熱ストレスで外周近傍のバンプ接続が壊れ歩留りが低下することがあり、このような場合には、アンダーフィルの後注入ではなく、FC接続と同時にバンプをサポートするアンダーフィルを形成するペーストやフィルム状の先入れ材料が求められていた。
一方、異方導電性フィルム(ACF)を介してフリップチップ接続する方式も液晶ドライバーIC分野では、実用化されている。しかしこの方式は、導電粒子をフィルムに添加しているため、バンプの狭ピッチ化のトレンドでは、バンプ間の短絡を誘発する懸念がある。また、耐熱性のないディスプレーに実装するように発展したためもあり、リフロー温度に耐えられないため、汎用のICパッケージ内に適用することが難しい。信頼性とコストで近年主流のハンダバンプによる接続や、工程に適合させるのも困難である。また、導電粒子添加によって光線透過性が悪いため、チップのバンプ面にACFを貼った場合にアライメントマークを視認できないので、チップと基板の位置合わせができなくなる。従って、ウエハレベルでバンプ面に接合フィルムを貼り、個片化して接合材つきチップとして使用することができない問題もある。
また、ペースト状のアンダーフィル材(NCP)を接合前にチップ、基板間に配置し接合する方式についても、樹脂のはみ出しの制御が困難で、チップを積層する場合や、チップを近接配置する場合に、適用が困難となる。
このように、狭ピッチ、狭ギャップのバンプチップのFC実装、チップを近接してFC実装するICパッケージ、および大型チップの樹脂基板へのFC実装分野においては、接合材として、NCFが有力視されている。
In the mounting of semiconductor chips such as flip chip (FC) mounting, after connecting the semiconductor chip and the circuit board, filling the space between the semiconductor chip and the circuit board with a liquid underfill material has been widely used. (For example, refer to Patent Document 1). Specifically, for example, in a flip chip BGA, a chip with solder bumps is FC-connected to a package substrate, and a liquid underfill is injected and cured.
However, in recent years, in order to increase the signal amount between semiconductor chips, the number of bumps tends to increase, and the chip area is limited, so that the pitch of bumps is becoming narrower. For example, in the advanced field of processors and memories, chips with ultra-multiple bumps are mounted on the silicon interposer in close proximity, or memory chips with many bumps formed on both sides with silicon through electrodes (TSV) are stacked. It has been put to practical use and is expected to spread due to cost reduction.
In addition, the bump height was large in consideration of the relaxation of thermal stress between the chip and the substrate and underfill filling, but in the case of a silicon interposer that supports high-density bumps or a case of stacking silicon chips Since the same silicon material is used, it is not necessary to consider thermal stress, and the narrowing of the gap is also progressing due to the trend of thermal conduction (heat radiation) and low profile of IC packages.
In the filling method using a liquid underfill material, it has become difficult to fill all the air bubbles between the narrow pitch and narrow gap chips. Underfill is required to have functions such as ensuring insulation between bumps and supporting stress generated in the bumps. However, if the filling property is poor, the reliability is lowered in that respect.
In addition, when FC connecting a large chip to a resin substrate, bump connection near the outer periphery may be broken due to thermal stress during reflow or the like, and the yield may be reduced. There has been a demand for a paste or film-like pre-fill material that forms an underfill that supports bumps simultaneously with FC connection.
On the other hand, a flip-chip connection method via an anisotropic conductive film (ACF) has also been put into practical use in the field of liquid crystal driver ICs. However, since this method adds conductive particles to the film, there is a concern of inducing a short circuit between the bumps in the trend of narrowing the pitch of the bumps. In addition, it has been developed to be mounted on a display having no heat resistance, and cannot withstand the reflow temperature, so that it is difficult to apply it to a general-purpose IC package. Due to reliability and cost, it is difficult to adapt to the connection and process by the mainstream solder bumps in recent years. Further, since the light transmittance is poor due to the addition of the conductive particles, the alignment mark cannot be visually recognized when the ACF is applied to the bump surface of the chip, so that the chip and the substrate cannot be aligned. Therefore, there is also a problem that a bonding film cannot be used as a chip with a bonding material by bonding a bonding film on the bump surface at the wafer level and dividing it into individual pieces.
Also, the paste underfill material (NCP) is placed between the chip and the substrate before bonding, and it is difficult to control the protrusion of the resin, and when stacking chips or placing chips close to each other In addition, it becomes difficult to apply.
As described above, NCF is considered to be a promising bonding material in the field of FC mounting of bump chips with narrow pitches and narrow gaps, IC packages in which the chips are FC mounted close to each other, and FC mounting on resin substrates of large chips. ing.

樹脂製のフィルムをアンダーフィル用絶縁フィルムとして用い、半導体チップと基板との間に配置した後、加熱・加重により半導体チップと基板とをFC接合する際に、樹脂が流動することによって半導体チップと基板の間の空間を充填する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
アンダーフィル用絶縁フィルムにおいては、絶縁フィルムを構成する樹脂が、半導体チップと回路基板との間の狭い空間を隙間無く充填し、かつ、半導体チップ側の電極と基板側の電極との良好な導通を妨げないように、流動性を示す必要がある。一方で、そのように流動性のある樹脂を、ハンダ溶融温度へ急速に昇温する際に、ボイドの発生を防止することが求められる。
更に、NCFをチップまたは基板のどちら側に貼るかという点については、ボイドなくチップと基板を接合する観点で、より凹凸が顕著なバンプ形成されたチップ側に貼る方が、より凹凸が少ない基板側に先に貼るより有利である。
また、基板側にNCFを適切な位置に貼り、さらにチップをそこに圧着するより、ウエハにNCFを貼って、NCFとチップを同じサイズに個片化するほうが、工程の簡略化という観点で望ましい。したがって、ウエハにNCFを貼って、個片化してNCFつきチップを得、それを基板にFC接続する方法には魅力がある。
ウエハにNCFを貼って、個片化によってNCFつきチップを得る工程を経てFC実装する場合には、銘柄の切替えや、製造装置のスケジュール上の都合等から、NCFを半導体ウエハに貼り付け後、室温等で1〜2ヶ月程度の比較的長期間保存する場合がある。しかし本発明者らの検討によれば、前記のように熱硬化性であるNCFは、室温であっても徐々に硬化反応が進行してしまい、硬化が進んだNCFにおいては、前記の流動性が悪化して、導通不良を起こすおそれがあった。
また、チップのバンプ面に空気の巻き込みをなく貼る方法として、真空加熱貼り機でウエハにNCFを貼る方式が優れるが、このような装置内では、加熱された環境下で、設定した真空度に到達するまでNCFが低酸素下で置かれる。前記の熱硬化システムとして有力なラジカル硬化系では、酸素が反応を阻害することで、安定性を確保できる面があるが、真空で加熱されると、反応が進んでしまい、NCFの流動性が低下してしまうことが考えられる。
このように、半導体チップと回路基板等を良好に接合することができる硬化特性を有し、かつ保存安定性に優れたアンダーフィル用絶縁フィルムが求められていた。
A resin film is used as an insulating film for underfill, and is disposed between the semiconductor chip and the substrate. Then, when the semiconductor chip and the substrate are FC-bonded by heating / loading, the resin flows and the semiconductor chip A technique for filling a space between substrates has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
In the insulating film for underfill, the resin constituting the insulating film fills the narrow space between the semiconductor chip and the circuit board without any gaps, and good conduction between the electrode on the semiconductor chip side and the electrode on the board side It is necessary to show fluidity so as not to disturb. On the other hand, when such a resin having fluidity is rapidly heated to the solder melting temperature, it is required to prevent generation of voids.
Further, as to which side of the chip or substrate the NCF is to be attached, from the viewpoint of bonding the chip and the substrate without voids, the substrate with less unevenness is applied to the chip side where bumps are more prominent. It is more advantageous than sticking first to the side.
In addition, it is preferable from the viewpoint of simplifying the process that the NCF and the chip are singulated into the same size by attaching the NCF to the wafer, rather than attaching the NCF to an appropriate position on the substrate side and further pressing the chip there. . Therefore, there is an attractive method in which NCF is pasted on a wafer, singulated to obtain a chip with NCF, and FC-connected to the substrate.
When FC mounting is performed through a process of obtaining a chip with NCF by dividing into pieces by attaching NCF to a wafer, NCF is attached to a semiconductor wafer for reasons such as switching of brands or schedules of manufacturing equipment. In some cases, it may be stored at room temperature for a relatively long period of about 1 to 2 months. However, according to the study by the present inventors, the NCF that is thermosetting as described above gradually undergoes a curing reaction even at room temperature. There was a risk of poor conduction and poor conduction.
Also, as a method of sticking air to the bump surface of the chip without air entrainment, a method of sticking NCF to the wafer with a vacuum heat sticking machine is excellent. However, in such a device, the set vacuum degree is set in a heated environment. NCF is placed under hypoxia until it reaches. In the radical curing system that is promising as the thermosetting system described above, oxygen inhibits the reaction, so that stability can be ensured. However, when heated in a vacuum, the reaction proceeds and the flowability of NCF is low. It is thought that it will fall.
Thus, there has been a demand for an insulating film for underfill that has a curing characteristic capable of satisfactorily bonding a semiconductor chip and a circuit board and the like and has excellent storage stability.

特開平10−158366号公報JP-A-10-158366 特開2007−107006号公報JP 2007-107006 A

本発明が解決しようとする課題は、上記背景技術に鑑み、NCFのハンダ接合において、ハンダ溶融温度近傍まで急激に加熱されることでボイドを発生する問題、また、NCFがバンプと電極の接触を妨げてしまい、導通不良を起こす問題を解決し、生産性・コストを考慮した、限られたタクトタイム内の急速加熱で、適切に硬化するように調整することである。
また本発明は、前記のウエハ工程においては、バンプ付ウエハのバンプ面に真空加熱貼りする工程、NCFつきウエハを個片化してNCFつきチップとする工程を経て、FC接続工程に至るが、生産計画によっては1ヶ月程度の時間が経過することがある。このような工程や保管の後でも初期の適度な流動性や硬化特性を維持して、良好なFC接続を可能にするNCFを提供することも課題とする。
In view of the above background art, the problem to be solved by the present invention is the problem that voids are generated when soldering NCF is rapidly heated to the vicinity of the solder melting temperature. The problem is that the problem of causing the conduction failure is solved, and adjustment is made so as to cure appropriately by rapid heating within a limited tact time in consideration of productivity and cost.
In the present invention, in the wafer process described above, the process of vacuum heating and bonding to the bump surface of the wafer with bumps, the process of separating the wafer with NCF into individual chips to form chips with NCF, and the FC connection process are performed. Depending on the plan, about one month may elapse. It is another object of the present invention to provide an NCF that maintains good fluidity and curing characteristics at an initial stage even after such processes and storage and enables a good FC connection.

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定温度におけるフィルムの溶融粘度ηに着目し、より具体的には、110℃での溶融粘度η 、130℃での溶融粘度η 、及び40℃1週間の保管をした後の130℃での溶融粘度η が、それぞれ特定の範囲、関係にあるときに上記課題が効果的に解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明及びその各実施形態は、下記[1]から[15]に記載のとおりである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have focused on the melt viscosity η * of the film at a specific temperature, and more specifically, the melt viscosity η * 1 at 110 ° C., 130 ° C. The above problem is effectively solved when the melt viscosity η * 2 at 130 ° C and the melt viscosity η * 3 at 130 ° C after storage at 40 ° C for 1 week are in a specific range and relationship, respectively. As a result, the present invention has been completed.
That is, the present invention and each embodiment thereof are as described in [1] to [15] below.

[1]
110℃での溶融粘度η が、1×10〜5×10Pa・sであり、
130℃での溶融粘度η が、5×10〜1×10Pa・sであり、かつ、
40℃で1週間保持した後の130℃での溶融粘度η と上記η との比η /η が3未満であるアンダーフィル用絶縁フィルム。
[2]
導電性粒子の含有量が5質量%以下である、[1]に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。
[3]
フィルム形成用の樹脂、熱ラジカル重合性物質、熱ラジカル発生剤、重合禁止剤及びフラックスを含有し、前記重合禁止剤の含有量(質量)が、前記熱ラジカル重合性物質の量(質量)に対して、600〜10000ppmである、[1]又は[2]に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。
[4]
前記熱ラジカル発生剤の1分間半減期温度が、140〜200℃である、[3]に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。
[5]
前記重合禁止剤が、キノン類である、[3]に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。
[6]
エポキシ樹脂および潜在性硬化剤をさらに含んでなる[3]から[5]のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。
[7]
前期潜在性硬化剤が、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、及び2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物から選ばれる少なくとも一つである、[6]に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。
[8]
示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線が、130〜170℃の範囲内に最大値を有し、その少なくとも1つの発熱ピークが25〜60℃の半値幅を有する、[1]から[7]のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。
[9]
示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線が、少なくとも2つの極大値を有する、[1]から[8]のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。
[10]
ハンダ付き電極が形成された半導体チップと、前記ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された回路基板とを、[1]から[9]のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルムを介して接合する、半導体装置の製造方法であって、
a)ハンダ付き電極を有するウエハ上に前記アンダーフィル用絶縁フィルムを真空下で貼り付ける工程と、
b)該ウエハを個々のアンダーフィル用絶縁フィルム付半導体チップに分割する工程と、
c)該半導体チップと該回路基板とを、最大温度が該チップに搭載されたハンダの融点温度以上となる温度条件で、前記半導体チップの電極と前記回路基板の対向電極とが、それぞれの略中心線上で接触するように熱圧着する熱圧着工程と、を有する、上記半導体装置の製造方法。
[11]
ハンダ付き電極が形成された半導体チップと、[1]から[9]のいずれかに記載のアンダーフィル用絶縁フィルムと、該ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された回路基板とが、この順で接合された積層体であって、
該ハンダ付き電極の少なくとも一部が、該対向電極の少なくとも一部と電気的に接触している、上記積層体。
[12]
前記ハンダ付き電極の少なくとも一部が、前記対向電極の少なくとも一部と電気的に接触している箇所において、該ハンダ付き電極の少なくとも一部と対向電極の少なくとも一部との間に、前記アンダーフィル用絶縁フィルムが存在しない、[11]に記載の積層体。
[13]
前記ハンダ付き電極の少なくとも一部が、前記対向電極の少なくとも一部と電気的に接触している箇所において、前記アンダーフィル用絶縁フィルム中に貫通孔が形成されている、[11]に記載の積層体。
[14]
[11]から[13]のいずれか一項に記載の積層体を有する、半導体装置。
[15]
[14]に記載の半導体装置を有する電気電子機器。
[1]
The melt viscosity η * 1 at 110 ° C. is 1 × 10 1 to 5 × 10 3 Pa · s,
The melt viscosity η * 2 at 130 ° C. is 5 × 10 2 to 1 × 10 5 Pa · s, and
An insulating film for underfill in which the ratio η * 3 / η * 2 of the melt viscosity η * 3 at 130 ° C. after being held at 40 ° C. for 1 week and the above η * 2 is less than 3.
[2]
The insulating film for underfill according to [1], wherein the content of conductive particles is 5% by mass or less.
[3]
It contains a resin for film formation, a thermal radical polymerizable substance, a thermal radical generator, a polymerization inhibitor and a flux, and the content (mass) of the polymerization inhibitor is the amount (mass) of the thermal radical polymerizable substance. On the other hand, the insulating film for underfill according to [1] or [2], which is 600 to 10000 ppm.
[4]
The insulating film for underfill according to [3], wherein the thermal radical generator has a one-minute half-life temperature of 140 to 200 ° C.
[5]
The insulating film for underfill according to [3], wherein the polymerization inhibitor is a quinone.
[6]
The insulating film for underfill according to any one of [3] to [5], further comprising an epoxy resin and a latent curing agent.
[7]
The initial latent curing agent is 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- ( 1 ′)]-Ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, The insulating film for underfill according to [6], which is at least one selected from adducts.
[8]
An exothermic curve in the range of 50 to 250 ° C. measured by a differential scanning calorimeter has a maximum value in the range of 130 to 170 ° C., and at least one exothermic peak has a half width of 25 to 60 ° C. [ The insulating film for underfill according to any one of [1] to [7].
[9]
The insulating film for underfill according to any one of [1] to [8], wherein an exothermic curve in a range of 50 to 250 ° C measured with a differential scanning calorimeter has at least two maximum values.
[10]
The insulating film for underfill according to any one of [1] to [9], wherein a semiconductor chip on which a soldered electrode is formed and a circuit board on which a counter electrode facing the soldered electrode is formed. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein
a) a step of applying the underfill insulating film on a wafer having a soldered electrode under vacuum;
b) dividing the wafer into individual semiconductor chips with an insulating film for underfill;
c) With the semiconductor chip and the circuit board, the electrode of the semiconductor chip and the counter electrode of the circuit board are respectively substantially abbreviated in a temperature condition where the maximum temperature is equal to or higher than the melting point temperature of the solder mounted on the chip. And a thermocompression bonding step of thermocompression bonding so as to contact on the center line.
[11]
A semiconductor chip on which a soldered electrode is formed, an underfill insulating film according to any one of [1] to [9], and a circuit board on which a counter electrode facing the soldered electrode is formed. A laminated body joined in order,
The laminated body, wherein at least a part of the soldered electrode is in electrical contact with at least a part of the counter electrode.
[12]
In a place where at least a part of the soldered electrode is in electrical contact with at least a part of the counter electrode, the under electrode is interposed between at least a part of the soldered electrode and at least a part of the counter electrode. The laminate according to [11], wherein there is no insulating film for fill.
[13]
The through-hole is formed in the insulating film for underfill at a location where at least a part of the soldered electrode is in electrical contact with at least a part of the counter electrode. Laminated body.
[14]
[11] A semiconductor device comprising the laminate according to any one of [13].
[15]
[14] An electric / electronic apparatus having the semiconductor device according to [14].

本発明によれば、半導体チップと配線基板とを接合するプロセスの初期においては十分な流動性を示すことで良好な接合を実現するとともに、該プロセスの後期においては十分に硬化が進行することでボイドが抑制され、更に、例えば半導体ウエハに該アンダーフィル用絶縁フィルムを貼りつけた後であっても、長時間の保存安定性に優れるという、従来技術では到底実現できなかった、実用上高い価値を有する技術的効果を兼ね備えるものであり、フリップチップ実装等の半導体チップの実装において、半導体チップと回路基板とを接合する際に、特に好適に用いられる。
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムを用いた半導体装置の製造方法は、生産性及び製造された半導体装置の性能に優れる。
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムを用いることで、優れた性能の半導体装置、並びにその中間製品及び応用製品を、高い生産性で製造することができる。
According to the present invention, in the initial stage of the process of joining the semiconductor chip and the wiring board, good fluidity is achieved by exhibiting sufficient fluidity, and in the later stage of the process, the curing proceeds sufficiently. Voids are suppressed, and even after pasting the underfill insulating film on a semiconductor wafer, for example, it has excellent storage stability for a long time. In the mounting of a semiconductor chip such as flip chip mounting, it is particularly preferably used when bonding the semiconductor chip and the circuit board.
The method for producing a semiconductor device using the underfill insulating film of the present invention is excellent in productivity and performance of the produced semiconductor device.
By using the underfill insulating film of the present invention, it is possible to manufacture a semiconductor device having excellent performance, intermediate products and applied products thereof with high productivity.

本発明の一実施形態である方法における工程b)前の半導体チップ、回路基板、及びアンダーフィル用絶縁フィルムを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the semiconductor chip before the process b) in the method which is one Embodiment of this invention, a circuit board, and the insulating film for underfills. 本発明の一実施形態である方法における工程b)初期における半導体チップ、回路基板、及びアンダーフィル用絶縁フィルムを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the semiconductor chip, the circuit board, and the insulating film for underfills in the process b) initial stage in the method which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である方法における工程b)後期における半導体チップ、回路基板、及びアンダーフィル用絶縁フィルムを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the semiconductor chip, the circuit board, and the insulating film for underfills in the process b) late stage in the method which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である方法における工程b)後の半導体チップ、回路基板、及びアンダーフィル用絶縁フィルムを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the semiconductor chip, the circuit board, and the insulating film for underfills after the process b) in the method which is one Embodiment of this invention.

(アンダーフィル用絶縁フィルム)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、ハンダ付き電極が形成された半導体チップと、前記ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された回路基板とを接合するために好適に用いられるアンダーフィル用絶縁フィルムであって、
110℃での溶融粘度η が、1×10〜5×10Pa・sであり、
130℃での溶融粘度η が、5×10〜1×10Pa・sであり、かつ、
40℃で1週間保持した後の130℃での溶融粘度η と上記η との比η /η が3未満である、上記アンダーフィル用絶縁フィルムである。
(Insulating film for underfill)
The underfill insulating film of the present invention is an underfill insulating film suitably used for bonding a semiconductor chip on which a soldered electrode is formed and a circuit board on which a counter electrode facing the soldered electrode is formed. A film,
The melt viscosity η * 1 at 110 ° C. is 1 × 10 1 to 5 × 10 3 Pa · s,
The melt viscosity η * 2 at 130 ° C. is 5 × 10 2 to 1 × 10 5 Pa · s, and
The ratio η * 3 / η * 2 the melt viscosity eta * 3 and the eta * 2 at 130 ° C. after held for 1 week at 40 ° C. is less than 3, an insulating film for the underfill.

溶融粘度ηは、レオメータ(動的粘弾性測定装置(せん断))を用いて、窒素下、周波数1Hzの条件で、10℃/minで昇温することにより測定することができる。
なお、40℃で1週間保持した後の130℃での溶融粘度η は、110℃での溶融粘度η 及び130℃での溶融粘度η の測定を行っていない(η 及びη の測定による熱履歴を有さない)試料について測定したものである。したがって、溶融粘度η 、η 、及びη の測定にあたっては、同一の配合、製造条件で得られた試料であって、η 及びη 測定用の少なくとも1枚の試料、及びη 測定用の少なくとも1枚の試料からなる複数枚の試料を用意する。
110℃での溶融粘度η が1×10Pa・s以上であると、過剰なはみ出しや樹脂の這い上がりを防ぐことができる観点で好ましい。110℃での溶融粘度η は、1×10Pa・s以上であることがより好ましく、5×10Pa・s以上であることが特に好ましい。
また、110℃での溶融粘度η が、5×10Pa・s以下であると、流動性不足による、空気の巻き込み、バンプの貫通不良などの不具合を抑制する観点で好ましい。半導体チップと回路基板とを接合する際のプロセスの初期において、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムを構成する樹脂が、適切な流動性を示し、半導体チップと基板との間の狭い空間を隙間無く充填することが容易となるとともに、半導体チップ側の電極と基板側の電極との間に樹脂が噛み込まれにくく、両者間の良好な導通を確保することも容易となる。110℃での溶融粘度η は、より好ましくは、3×10Pa・s以下であり、さらに好ましくは、2×10Pa・s以下であり、特に好ましくは1×10Pa・s以下である。
The melt viscosity η * can be measured by using a rheometer (dynamic viscoelasticity measuring device (shear)) and raising the temperature at 10 ° C./min under nitrogen at a frequency of 1 Hz.
The melt viscosity η * 3 at 130 ° C. after being held at 40 ° C. for 1 week was not measured for the melt viscosity η * 1 at 110 ° C. and the melt viscosity η * 2 at 130 ° C. (η * 1 and a sample having no thermal history by measurement of η * 2 . Therefore, in measuring the melt viscosities η * 1 , η * 2 , and η * 3 , it is a sample obtained under the same composition and production conditions, and includes at least one sample for measuring η * 1 and η * 2 A plurality of samples including a sample and at least one sample for η * 3 measurement are prepared.
When the melt viscosity η * 1 at 110 ° C. is 1 × 10 1 Pa · s or more, it is preferable from the viewpoint of preventing excessive protrusion and resin creeping. The melt viscosity η * 1 at 110 ° C. is more preferably 1 × 10 2 Pa · s or more, and particularly preferably 5 × 10 2 Pa · s or more.
Further, the melt viscosity η * 1 at 110 ° C. is preferably 5 × 10 3 Pa · s or less from the viewpoint of suppressing problems such as air entrainment and bump penetration failure due to insufficient fluidity. In the initial stage of the process of joining the semiconductor chip and the circuit board, the resin constituting the insulating film for underfill of the present invention exhibits appropriate fluidity, and there is no gap in the narrow space between the semiconductor chip and the board. It becomes easy to fill, and it is difficult for the resin to be caught between the electrode on the semiconductor chip side and the electrode on the substrate side, and it is easy to ensure good conduction between the two. The melt viscosity η * 1 at 110 ° C. is more preferably 3 × 10 3 Pa · s or less, further preferably 2 × 10 3 Pa · s or less, and particularly preferably 1 × 10 3 Pa · s. s or less.

130℃での溶融粘度η が5×10Pa・s以上であると、昇温の途中でNCFを構成する樹脂が適度に硬化するため、圧着時のボイド発生を抑制することができる。130℃での溶融粘度η は、1×10Pa・s以上であることがより好ましい。
また、130℃での溶融粘度η が、1×10Pa・s以下であることで、半導体チップと回路基板とを接合する際のプロセスの初期において、安定的に導通を確保することが可能となる。130℃での溶融粘度η は、より好ましくは、5×10Pa・s以下であり、さらに好ましくは、1×10Pa・s以下である。あまり急激に硬化が進むと、バンプ貫通性が悪く導通不良になる傾向が出るおそれがあるためである。
110℃および130℃での溶融粘度η 及びη は、例えば、フィルム中のフィラーやフィルム形成用の樹脂の含有量や熱硬化樹脂の硬化開始温度、硬化速度を適宜増減すること等によって、調整することができる。熱硬化樹脂の硬化開始温度、硬化速度は、熱ラジカル硬化系(熱ラジカル硬化型重合性物質を含む場合)であれば、熱ラジカル発生剤の分解温度を変えることで硬化開始温度を調整できる。エポキシ硬化系(エポキシ樹脂を含む場合)であれば硬化剤を変えることで調整できる。
When the melt viscosity η * 2 at 130 ° C. is 5 × 10 2 Pa · s or more, the resin constituting the NCF is appropriately cured during the temperature rise, so that generation of voids at the time of pressure bonding can be suppressed. . The melt viscosity η * 2 at 130 ° C. is more preferably 1 × 10 3 Pa · s or more.
Further, by ensuring that the melt viscosity η * 2 at 130 ° C. is 1 × 10 5 Pa · s or less, stable conduction can be ensured at the initial stage of the process of joining the semiconductor chip and the circuit board. Is possible. The melt viscosity η * 2 at 130 ° C. is more preferably 5 × 10 4 Pa · s or less, and further preferably 1 × 10 4 Pa · s or less. This is because if the curing progresses too rapidly, there is a possibility that the bump penetrability is poor and there is a tendency for poor conduction.
The melt viscosities η * 1 and η * 2 at 110 ° C. and 130 ° C., for example, appropriately increase or decrease the content of the filler in the film, the resin for film formation, the curing start temperature of the thermosetting resin, the curing rate, etc. Can be adjusted. The curing start temperature and curing rate of the thermosetting resin can be adjusted by changing the decomposition temperature of the thermal radical generator if it is a thermal radical curing system (when including a thermal radical curable polymerizable substance). If it is an epoxy curing system (when an epoxy resin is included), it can be adjusted by changing the curing agent.

40℃で1週間保持した後に測定した、130℃での溶融粘度η と上記η .が、比η /η が3未満であるという関係にあることで、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムの保存安定性が良好となり、アンダーフィル用絶縁フィルムを半導体ウエハに貼り付けた後で、室温等で比較的長期間保存した場合でも、十分な流動性を発揮することができ、半導体チップと回路基板とを接合するプロセスにおいて、良好な接合を実現することができる。また、半導体装置を量産する観点でも、アンダーフィル用絶縁フィルムの130℃の溶融粘度の変化が小さいほうが、安定的な接合を実現する観点でも望ましい。より好ましくは、比η /η は2未満であり、特に好ましくは1.5未満である。また、比η /η は0.8以上であることが好ましく、1以上であることがより好ましい。
40℃で1週間保持した後に測定した、130℃での溶融粘度η と、130℃での溶融粘度η との比η /η は、例えば、熱ラジカル硬化系においては、フィルム中の重合禁止剤の含有量を適宜増減すること等によって、調整することができる。
Was measured after holding for one week at 40 ° C., and a melt viscosity eta * 3 at 130 ° C. the eta * 2 and. Is the ratio η * 3 / η * 2 is that a relationship that it is less than 3, the The storage stability of the underfill insulating film of the invention is good, and it exhibits sufficient fluidity even when stored for a relatively long period of time, such as at room temperature, after the underfill insulating film is attached to a semiconductor wafer. In the process of bonding the semiconductor chip and the circuit board, good bonding can be realized. Also, from the viewpoint of mass production of semiconductor devices, it is desirable that the change in melt viscosity at 130 ° C. of the insulating film for underfill is smaller from the viewpoint of realizing stable bonding. More preferably, the ratio η * 3 / η * 2 is less than 2 , particularly preferably less than 1.5. Further, the ratio η * 3 / η * 2 is preferably 0.8 or more, and more preferably 1 or more.
The ratio η * 3 / η * 2 of the melt viscosity η * 3 at 130 ° C. and the melt viscosity η * 2 at 130 ° C. measured after holding at 40 ° C. for 1 week is, for example, in a thermal radical curing system Can be adjusted by appropriately increasing or decreasing the content of the polymerization inhibitor in the film.

本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線が、130℃〜170℃の範囲内に最大値を有することが好ましい。この範囲内に発熱量の最大値を有することで、ボイドの抑制と良好な接合との両立をより高いレベルで達成することができるので好ましい。また、この発熱曲線の少なくとも一つの発熱ピークは、25℃以上の半値幅を有することが好ましく、30℃以上の半値幅を有することがより好ましい。25℃以上の半値幅を有することは、硬化のおきる温度域がある程度幅を持つことを意味しており、加熱時にアンダーフィル用絶縁フィルムが急激に硬化せず、広い温度範囲で適切な流動性を有することを意味する。この様な形態のアンダーフィル用絶縁フィルムは、半導体チップと基板とを接合するプロセスを実施できる温度範囲が広く、プロセス上の自由度が高い、いわゆる使い易いアンダーフィル用絶縁フィルムである。この様にプロセスを実施できる温度範囲が広いアンダーフィル用絶縁フィルムを用いることで、チップサイズ、バンプ高さ、バンプレイアウト等が異なるために、要求される流動特性が異なるチップに対しても、より広い自由度で適用できる。
示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線上の少なくとも1の発熱ピークが、25℃以上の半値幅を有する形態のアンダーフィル用絶縁フィルムは、硬化開始温度が異なる複数の樹脂、例えばエポキシ樹脂と(メタ)アクリレートとを併用することや、同じ硬化システムでも異なる開始剤を併用することなどで、実現することができる。
In the insulating film for underfill of the present invention, the exothermic curve in the range of 50 to 250 ° C. measured by a differential scanning calorimeter preferably has a maximum value in the range of 130 ° C. to 170 ° C. Having the maximum value of the heat generation amount within this range is preferable because it is possible to achieve both suppression of voids and good bonding at a higher level. Further, at least one exothermic peak of the exothermic curve preferably has a half width of 25 ° C. or more, and more preferably has a half width of 30 ° C. or more. Having a half-value width of 25 ° C. or more means that the temperature range where curing occurs has a certain width, and the underfill insulating film does not cure rapidly during heating, and appropriate fluidity over a wide temperature range. It means having. The underfill insulating film having such a form is a so-called easy-to-use underfill insulating film having a wide temperature range in which a process for bonding a semiconductor chip and a substrate can be performed and a high degree of freedom in the process. By using an underfill insulating film with a wide temperature range where the process can be performed in this way, chip size, bump height, bump layout, etc. are different, so even for chips with different flow characteristics required Applicable with wide flexibility.
An insulating film for underfill in which at least one exothermic peak on an exothermic curve in the range of 50 to 250 ° C. measured by a differential scanning calorimeter has a half width of 25 ° C. or more is a plurality of resins having different curing start temperatures For example, it can be realized by using an epoxy resin and (meth) acrylate in combination, or by using different initiators in the same curing system.

本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線が、少なくとも2の極大値を有することが好ましい。示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線が、少なくとも2の極大値を有することは、加熱時にアンダーフィル用絶縁フィルムが広い温度範囲で適切な流動性を有することを意味する。この様な形態のアンダーフィル用絶縁フィルムは、半導体チップと基板とを接合するプロセスを実施できる温度範囲が広く、プロセス上の自由度が高い、いわゆる使い易いアンダーフィル用絶縁フィルムである。この様にプロセスを実施できる温度範囲が広いアンダーフィル用絶縁フィルムを用いることで、チップサイズ、バンプ高さ、バンプレイアウト等が異なるために、要求される流動特性が異なるチップに対しても、より広い自由度で適用できる。
示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線が、少なくとも2のピークを有する形態のアンダーフィル用絶縁フィルムは、融点、硬化温度等の熱的特性が異なる複数の樹脂、例えばエポキシ樹脂と(メタ)アクリレートとを併用することや、同じ硬化システムでも異なる開始剤を併用することなどで、実現することができる。
In the insulating film for underfill of the present invention, the exothermic curve in the range of 50 to 250 ° C. measured by a differential scanning calorimeter preferably has a maximum value of at least 2. An exothermic curve in the range of 50 to 250 ° C. measured by a differential scanning calorimeter has a maximum value of at least 2 means that the underfill insulating film has appropriate fluidity in a wide temperature range during heating. . The underfill insulating film having such a form is a so-called easy-to-use underfill insulating film having a wide temperature range in which a process for bonding a semiconductor chip and a substrate can be performed and a high degree of freedom in the process. By using an underfill insulating film with a wide temperature range where the process can be performed in this way, chip size, bump height, bump layout, etc. are different, so even for chips with different flow characteristics required Applicable with wide flexibility.
An insulating film for underfill having an exothermic curve in the range of 50 to 250 ° C. measured by a differential scanning calorimeter having at least two peaks is a plurality of resins having different thermal characteristics such as melting point and curing temperature, such as epoxy It can be realized by using a resin and (meth) acrylate together, or by using different initiators in the same curing system.

本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムを用いるプロセスにおいては、典型的には半導体チップに形成されたハンダ付き電極と、回路基板に形成された対向電極とが直接接触しまたは接合されることによって導通が確保される。この点において、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、同じく半導体チップと基板との接合に用いられるが、導電性粒子を介して半導体チップと回路との導通が得られる、いわゆる異方導電性フィルム(ACF)と区別される。
樹脂の特性に関しても、異方導電性フィルムは、通常ディスプレーのドライバーチップを実装する際に用いられるため、耐熱性のないディスプレー用に最高温度200℃以下、180℃程度で硬化することが求められる。また、導電粒子を噛み込む前提なので、バンプの貫通性への要求水準も低い。発明者らは、異方導電性フィルムで用いられている樹脂処方を、アンダーフィルム用絶縁フィルムの樹脂処方に適応すると、速く硬化するため、圧着時の流動性不良に伴う接合不良が生じることを見出した。このように、異方導電性フィルムの樹脂処方をアンダーフィルム用絶縁フィルムにそのまま適用することは困難である。
In the process using the underfill insulating film of the present invention, typically, the soldered electrode formed on the semiconductor chip and the counter electrode formed on the circuit board are in direct contact with each other or bonded to each other, thereby conducting conduction. Secured. In this respect, the insulating film for underfill of the present invention is also used for bonding between a semiconductor chip and a substrate, but a so-called anisotropic conductive film in which conduction between the semiconductor chip and a circuit is obtained through conductive particles. Differentiated from (ACF).
Regarding the characteristics of the resin, since the anisotropic conductive film is usually used when mounting a driver chip of a display, it is required to be cured at a maximum temperature of 200 ° C. or less and about 180 ° C. for a display without heat resistance. . In addition, since the conductive particles are presupposed, the required level for the penetrability of the bumps is low. The inventors found that when the resin prescription used in the anisotropic conductive film is applied to the resin prescription of the insulating film for the under film, it cures quickly, resulting in poor bonding due to poor fluidity during crimping. I found it. Thus, it is difficult to apply the anisotropic conductive film resin formulation directly to the underfilm insulating film.

異方導電性フィルムが含有する導電性粒子は、直径数μmから数十μmの微細なものではあるが、近年の半導体素子の一層の微細化、実装の一層の高密度化に伴い、その様な微細な導電性粒子を用いたとしても、意図しない電極間の短絡のリスクを完全に払拭することは困難となっている、この観点から、厚み方向においても導電性を有さない、いわゆるNCFに該当する本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、異方導電性フィルムと比較して微細化した半導体素子の高密度での実装により適したアンダーフィル用フィルムであり、その優位性は今後一層顕著なものになることが予想される。   The conductive particles contained in the anisotropic conductive film are fine particles having a diameter of several μm to several tens of μm. However, in recent years, with the further miniaturization of semiconductor elements and higher density of mounting, Even if fine conductive particles are used, it is difficult to completely eliminate the risk of an unintended short circuit between electrodes. From this viewpoint, the so-called NCF that does not have conductivity even in the thickness direction is difficult. The underfill insulating film of the present invention corresponding to the above is an underfill film suitable for mounting at a high density of a semiconductor element that is miniaturized as compared with an anisotropic conductive film, and its superiority will become more prominent in the future. It is expected to become something.

本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムにおいては、上述の様に、意図しない電極間の短絡を防止するために、厚み方向においても導電性を有さないことが好ましい。短絡防止の観点からは、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、別段の技術的必要性がない限り、導電性粒子の含有量が少ないか、或いは導電性粒子を実質的に含有しないことが望ましい。すなわち、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムの導電性粒子の含有量は、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることが特に好ましい。
短絡防止の観点からは、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、別段の技術的必要性がない限り、金属の含有量が少ないか、或いは金属を実質的に含有しないことが望ましい。すなわち、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムの金属の含有量は、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることが特に好ましい。
In the insulating film for underfill of the present invention, as described above, in order to prevent an unintended short circuit between electrodes, it is preferable that the insulating film does not have conductivity even in the thickness direction. From the viewpoint of preventing short circuit, it is desirable that the insulating film for underfill of the present invention has a low content of conductive particles or substantially does not contain conductive particles, unless there is a technical requirement. . That is, the content of the conductive particles in the insulating film for underfill of the present invention is preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less.
From the viewpoint of short circuit prevention, it is desirable that the underfill insulating film of the present invention has a low metal content or substantially no metal unless there is a technical need. That is, the metal content of the insulating film for underfill of the present invention is preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less.

本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、特定の温度、熱履歴における溶融粘度η 、η 、及びη 、並びにそれらの間の関係が上記条件を満たしていればよく、フィルムを構成する材料の種類、含有量には特に制限は無いが、フィルム形成用の高分子樹脂を含んでなることが好ましく、上記溶融粘度をはじめとする所望の硬化特性を実現するための設計上の自由度等の観点から、複数の熱硬化性樹脂の組み合わせを含んでなることが、より好ましい。 The insulating film for underfill of the present invention is only required to satisfy the above-mentioned conditions for the melt viscosity η * 1 , η * 2 , and η * 3 at a specific temperature and thermal history, and the relationship between them. There is no particular limitation on the type and content of the constituent material, but it is preferable to include a polymer resin for film formation, and it is designed for realizing desired curing characteristics including the melt viscosity. From the viewpoint of flexibility and the like, it is more preferable to include a combination of a plurality of thermosetting resins.

(フィルム形成用の樹脂)
フィルム形成用の樹脂としては、例えばフェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂が好ましい。硬化後のガラス転移点の観点から、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂がより好ましく、フィルム製造の観点から有機溶剤に溶解可能な樹脂が好ましい。好ましい溶剤として、酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン、ジメチルアセトアミド(DMAC)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)に溶解可能であることが好ましく、低温で乾燥可能な観点から沸点が150℃以下の溶剤に溶解可能であることがより好ましい。
フィルム形成用の樹脂は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また、フィルム形成用の樹脂を、後述する熱硬化性樹脂と反応する官能基で修飾すると硬化後の物性、例えばTgや熱膨張率が改善する。一方で、圧着前の潜在硬化性は維持する必要があるので、活性が高い官能基は避けたほうが良い場合が多い。
後述する熱硬化性樹脂との相溶性が高いことが好ましい。NCFの樹脂が相分離して濁ってしまうと、バンプ面に貼った段階で、チップ表面のマーク視認性が悪化するからである。
また、実装材料の硬化後の物性として、液状アンダーフィル同様に、ガラス転移点が高いこと、熱膨張率が低いことなどは要求される。そのような面で以下の樹脂がより好ましい。
(Resin for film formation)
As the resin for film formation, for example, phenoxy resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyamide resin, and acrylic resin are preferable. From the viewpoint of the glass transition point after curing, a phenoxy resin, a polyimide resin, and a polyamideimide resin are more preferable, and a resin that can be dissolved in an organic solvent is preferable from the viewpoint of film production. Preferred solvents are preferably soluble in ethyl acetate, toluene, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), cyclohexanone, dimethylacetamide (DMAC), and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) at low temperatures. It is more preferable that it can be dissolved in a solvent having a boiling point of 150 ° C. or lower from the viewpoint of drying.
As the resin for film formation, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
Moreover, if the resin for film formation is modified with a functional group that reacts with a thermosetting resin described later, physical properties after curing, such as Tg and thermal expansion coefficient, are improved. On the other hand, since it is necessary to maintain the latent curability before pressure bonding, it is often better to avoid functional groups with high activity.
It is preferable that the compatibility with the thermosetting resin described later is high. This is because if the NCF resin is phase-separated and becomes turbid, the mark visibility on the chip surface deteriorates when it is applied to the bump surface.
Further, as the physical properties after curing of the mounting material, it is required that the glass transition point is high and the coefficient of thermal expansion is low as in the case of the liquid underfill. From such a viewpoint, the following resins are more preferable.

(フェノキシ樹脂)
フィルム形成用の樹脂としては、溶剤溶解性、熱硬化性樹脂との相溶性、フィルム形成能、絶縁性等、ガラス転移点の観点から、フェノキシ樹脂が特に好ましい。
好ましいフェノキシ樹脂としては、ビスフェノール骨格(ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格など)、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格およびトリメチルシクロヘキサン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が挙げられるが、これらには限定されない。
(Phenoxy resin)
As the resin for film formation, a phenoxy resin is particularly preferable from the viewpoint of glass transition point such as solvent solubility, compatibility with thermosetting resin, film forming ability, insulation, and the like.
Preferred phenoxy resins include bisphenol skeleton (bisphenol A skeleton, bisphenol F skeleton, bisphenol S skeleton, bisphenol acetophenone skeleton, etc.), novolak skeleton, biphenyl skeleton, fluorene skeleton, dicyclopentadiene skeleton, norbornene skeleton, naphthalene skeleton, anthracene skeleton, Examples include, but are not limited to, phenoxy resins having one or more skeletons selected from the group consisting of an adamantane skeleton, a terpene skeleton, and a trimethylcyclohexane skeleton.

このうち、本発明では、ビスフェノール骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂がより好ましい。   Among these, in the present invention, a phenoxy resin having one or more skeletons selected from the group consisting of a bisphenol skeleton, a biphenyl skeleton, and a fluorene skeleton is preferable, and a group consisting of a bisphenol A skeleton, a bisphenol F skeleton, a biphenyl skeleton, and a fluorene skeleton. A phenoxy resin having one or more skeletons selected from is more preferable.

なかでも、下記一般式(P1)で表される構造を有するフェノキシ樹脂が好ましい。

Especially, the phenoxy resin which has a structure represented by the following general formula (P1) is preferable.

ここで、RxおよびRyは各々独立に、水素原子またはグリシジル基を表す。Lは単結合、または−C(Ra)(Rb)−、−O−、−S−または−SO−を表す。ここで、RaおよびRbは各々独立に、水素原子またはアルキル基を表す。
は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基またはハロゲン原子を表す。Rにおけるアルキル基は、炭素数1〜10が好ましく、1〜4がより好ましく、1が最も好ましい。例えば、メチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、t−ペンチル、2−エチルヘキシル、t−オクチル、n−ノニルが挙げられる。Rにおけるアルコキシ基は、炭素数1〜10が好ましく、1〜4がより好ましく、1が最も好ましい。例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、2−エチルヘキシルオキシ、n−オクチルオキシ、n−ノニルオキシが挙げられる。Rにおけるハロゲン原子は、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。Rは水素原子が特に好ましい。
m1は、0〜2の整数が好ましく、0または1がより好ましく、0が最も好ましい。
Here, Rx and Ry each independently represents a hydrogen atom or a glycidyl group. L represents a single bond, or —C (Ra) (Rb) —, —O—, —S— or —SO 2 —. Here, Ra and Rb each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or a halogen atom. The alkyl group for R 1 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4, and most preferably 1. Examples include methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, t-pentyl, 2-ethylhexyl, t-octyl, and n-nonyl. Alkoxy group in R 1 is preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 4, 1 being the most preferred. Examples include methoxy, ethoxy, isopropoxy, n-butoxy, 2-ethylhexyloxy, n-octyloxy, and n-nonyloxy. Examples of the halogen atom in R 1 include a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom. R 1 is particularly preferably a hydrogen atom.
m1 is preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, and most preferably 0.

フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂としては、9,9−ビス(4−ヒドロキシフェニル)フルオレンと、ビスフェノールのジグリシジルエーテルまたは/およびビフェノールのジグリシジルエーテルとの反応で得られるフェノキシ樹脂が好ましい。なかでも、ビフェノールのジグリシジルエーテルとの反応で得られるフェノキシ樹脂が好ましく、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ビフェノールジグリシジルエーテルとの反応で得られるフェノキシ樹脂が特に好ましい。   As the phenoxy resin having a fluorene skeleton, a phenoxy resin obtained by a reaction of 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene with diglycidyl ether of bisphenol and / or diglycidyl ether of biphenol is preferable. Among them, a phenoxy resin obtained by reaction of biphenol with diglycidyl ether is preferable, and a phenoxy resin obtained by reaction with 2,2 ′, 6,6′-tetramethyl-4,4′-biphenol diglycidyl ether is preferable. Particularly preferred.

フェノキシ樹脂の末端は、フェノール性水酸基、グリシジル基等のいずれの官能基でもよいが、他の成分との反応性の観点から、グリシジル基が好ましい。フェノキシ樹脂は1種単独または2種以上を併用してもよい。   The terminal of the phenoxy resin may be any functional group such as a phenolic hydroxyl group or a glycidyl group, but a glycidyl group is preferred from the viewpoint of reactivity with other components. A phenoxy resin may be used alone or in combination of two or more.

市販のフェノキシ樹脂の例としては、例えば、東都化成(株)製の商品名、FX280、FX293、FX293S(フルオレン骨格含有フェノキシ樹脂)、三菱化学(株)製の商品名、jER 1256、jER 4250、新日鐵化学(株)社製の商品名、YP−50、YP−50S(いずれもビスフェノールA骨格含有フェノキシ樹脂)、三菱化学(株)製の商品名、YX8100(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂)、三菱化学(株)製の商品名、YX6954(ビスフェノールアセトフェノン骨格含有フェノキシ樹脂)、三菱化学(株)製の商品名、YX7200、YL7553、YL6794、YL7213、YL7290、YL7482等が挙げられる。   Examples of commercially available phenoxy resins include, for example, trade names of Toto Kasei Co., Ltd., FX280, FX293, FX293S (fluorene skeleton-containing phenoxy resin), trade names of Mitsubishi Chemical Corporation, jER 1256, jER 4250, Trade name, YP-50, YP-50S (all bisphenol A skeleton-containing phenoxy resin) manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., trade name, YX8100 (bisphenol S skeleton-containing phenoxy resin) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation Trade name, YX6954 (bisphenol acetophenone skeleton-containing phenoxy resin) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade names of YX7200, YL7553, YL6794, YL7213, YL7290, YL7482 and the like.

本発明においてフィルム形成用の樹脂として好ましく用いることができるフェノキシ樹脂の分子量には特に制限は無いが、フィルム形成能等の観点から、ポリスチレン換算で数平均分子量が5000を超えるフェノキシ樹脂を用いることが好ましい。フェノキシ樹脂の数平均分子量は、7000以上がより好ましく、9000以上が特に好ましい。一方、フェノキシ樹脂の数平均分子量の上限は特に限定されないが、15000以下が好ましく、12000以下がより好ましい。数平均分子量が15000以下であると、有機溶剤に対して溶解性が向上し、生産性を向上させることができる。
また、フェノキシ樹脂のエポキシ当量は3000から20000の範囲が好ましく、より好ましくは5000から10000である。
また、示差走査熱量計で測定されるガラス転移温度が80℃以上であることが好ましく、さらに好ましくは130℃以上が好ましい。ガラス転移温度がこの範囲にあると、アンダーフィルム用絶縁フィルム硬化物全体のガラス転移温度が高くなり、実装品の信頼性が向上する。ガラス転移温度に特に上限はないが、250℃以下であると溶剤溶解性の観点で好ましい。
In the present invention, the molecular weight of the phenoxy resin that can be preferably used as the resin for film formation is not particularly limited, but from the viewpoint of film forming ability, a phenoxy resin having a number average molecular weight exceeding 5000 in terms of polystyrene may be used. preferable. The number average molecular weight of the phenoxy resin is more preferably 7000 or more, and particularly preferably 9000 or more. On the other hand, the upper limit of the number average molecular weight of the phenoxy resin is not particularly limited, but is preferably 15000 or less and more preferably 12000 or less. When the number average molecular weight is 15000 or less, solubility in an organic solvent is improved, and productivity can be improved.
The epoxy equivalent of the phenoxy resin is preferably in the range of 3000 to 20000, more preferably 5000 to 10,000.
Moreover, it is preferable that the glass transition temperature measured with a differential scanning calorimeter is 80 degreeC or more, More preferably, 130 degreeC or more is preferable. When the glass transition temperature is within this range, the glass transition temperature of the entire cured insulating film for underfilm is increased, and the reliability of the mounted product is improved. There is no particular upper limit to the glass transition temperature, but a temperature of 250 ° C. or lower is preferable from the viewpoint of solvent solubility.

本発明においてフィルム形成用の樹脂としてフェノキシ樹脂を用いる場合の、フェノキシ樹脂の含有量には特に制限は無いが、フィルム形成用の樹脂と熱硬化性樹脂の合計100質量部の内、10質量部以上であり、好ましくは20質量部以上、さらに好ましくは25質量部以上である。10質量部以上であると、未硬化段階でフィルムを製造または使用する上で、適切な強度が容易に発現する。一方、フェノキシ樹脂の含有量は、通常50質量部以下であり、好ましくは40質量部以下である。50質量部以下であると流動性の悪化や熱硬化性樹脂による硬化不十分などの問題を効果的に抑制できる。   In the present invention, when the phenoxy resin is used as the film forming resin, the content of the phenoxy resin is not particularly limited, but 10 parts by mass of the total of 100 parts by mass of the film forming resin and the thermosetting resin. It is above, Preferably it is 20 mass parts or more, More preferably, it is 25 mass parts or more. When the amount is 10 parts by mass or more, an appropriate strength is easily developed when a film is produced or used in an uncured stage. On the other hand, the content of the phenoxy resin is usually 50 parts by mass or less, preferably 40 parts by mass or less. When it is 50 parts by mass or less, problems such as poor fluidity and insufficient curing due to thermosetting resin can be effectively suppressed.

(ポリイミド樹脂)
市販のテトラカルボン酸とジアミンを溶剤中で脱水縮合して重合する、溶剤可溶ポリイミドも、本発明において好ましく用いられるフィルム形成用ポリマーとして好適である。公知のモノマーの組み合わせで、溶剤可溶ポリイミドを重合することができる。
熱硬化性樹脂との反応点として、反応性基が側鎖にあるものが、硬化後のTgを上げ、熱膨張率を下げる面で、より好ましい。Tgは50から200℃程度のものが、熱硬化性樹脂と組み合わせたときの、溶融特性発現のためには好ましい。
ポリアミドイミド樹脂においても、上記ポリイミド樹脂と同様の指標で、本発明に適用可能である。
(Polyimide resin)
A solvent-soluble polyimide that is polymerized by dehydration condensation of a commercially available tetracarboxylic acid and diamine in a solvent is also suitable as a film-forming polymer preferably used in the present invention. A solvent-soluble polyimide can be polymerized with a combination of known monomers.
As the reaction point with the thermosetting resin, those having a reactive group in the side chain are more preferable in terms of increasing the Tg after curing and decreasing the thermal expansion coefficient. A Tg of about 50 to 200 ° C. is preferable for the development of melting characteristics when combined with a thermosetting resin.
The polyamideimide resin can also be applied to the present invention with the same index as the polyimide resin.

(熱硬化性樹脂)
上記特定の温度、条件における特定の溶融粘度η 、η 、及びη 、並びにそれら間の特定の関係を実現する観点から、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、室温では固形フィルム状であり、加熱により一旦溶融して粘度が低下し接着可能、バンプ貫通可能になり、更に加熱することにより硬化して粘度が上昇し、ボイドを抑制可能にする、いわゆる熱硬化性が求められる。このためには、前記フィルム形成樹脂に熱硬化性樹脂を加えることが好ましい。
熱硬化性樹脂の例としては、エポキシ樹脂、熱ラジカル重合性物質、ウレタン樹脂、熱硬化性ポリアミド樹脂等を挙げることができるが、硬化開始温度、硬化速度の特性設計の自由度等、潜在性の観点から、熱ラジカル重合性物質と熱ラジカル発生剤を組み合わせた系が好ましく、被着体との接着面で、エポキシ樹脂を加えたものが特に好ましい。
(Thermosetting resin)
The insulating film for underfill of the present invention is solid at room temperature from the viewpoint of realizing the specific melt viscosity η * 1 , η * 2 , and η * 3 and the specific relationship between them at the above specific temperature and conditions. It is in the form of a film, and once melted by heating, the viscosity decreases and can be bonded, and the bump can be penetrated. By further heating, the viscosity increases to increase the viscosity, so that voids can be suppressed. It is done. For this purpose, it is preferable to add a thermosetting resin to the film-forming resin.
Examples of thermosetting resins include epoxy resins, thermal radical polymerizable substances, urethane resins, thermosetting polyamide resins, etc., but there are potentials such as the cure start temperature, the degree of freedom in the design of the curing speed characteristics, etc. In view of the above, a system in which a thermal radical polymerizable substance and a thermal radical generator are combined is preferable, and an epoxy resin added is particularly preferable on the adhesive surface to the adherend.

(エポキシ樹脂)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、被着体への接着性付与の観点で、エポキシ樹脂を含むことが望ましい。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、臭素化ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールAF型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオンレン型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型などの二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、又はヒダントイン型、トリスグリシジルイソシアヌレート型若しくはグリシジルアミン型などのエポキシ樹脂を用いることができるが、これらには限定されない。エポキシ樹脂は、単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。アライメントマーク視認性の観点から、フィルム形成用の樹脂や他の熱硬化性樹脂と相溶性が良く、それらと相分離しないものが好ましい。
常温でのべたつき低減の観点から、固形のエポキシ樹脂が好ましく、硬化後のガラス転移点および弾性率向上の観点から、2官能以上の多官能エポキシ樹脂がより好ましい。これらの理由から、クレゾールノボラック型のエポキシ樹脂を特に好ましく用いることができる。
(Epoxy resin)
The insulating film for underfill of the present invention desirably contains an epoxy resin from the viewpoint of imparting adhesion to the adherend.
Examples of the epoxy resin include bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol S type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol AF type, biphenyl type, naphthalene type, fluorene type, phenol novolac type, cresol novolac type. Type, trishydroxyphenylmethane type, tetraphenylolethane type and other bifunctional epoxy resins and polyfunctional epoxy resins, or hydantoin type, trisglycidyl isocyanurate type or glycidylamine type epoxy resins can be used. It is not limited to. Epoxy resins can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of alignment mark visibility, those that are compatible with the resin for film formation and other thermosetting resins and that do not phase separate with them are preferred.
From the viewpoint of reducing stickiness at room temperature, a solid epoxy resin is preferable, and from the viewpoint of improving the glass transition point and the elastic modulus after curing, a bifunctional or higher polyfunctional epoxy resin is more preferable. For these reasons, a cresol novolac type epoxy resin can be particularly preferably used.

クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、m−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、及びp−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のいずれであってもよいが、特に下式で表されるo−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。また、これらの樹脂中のグリシジル基としては、それぞれ対応するクレゾールノボラック樹脂中のフェノール性水酸基をグリシドキシ基で置換したものが好ましい。
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の分子量は、800〜1300が好ましく、より好ましくは900〜1300が好ましい。軟化点としては、60℃以上が好ましく、より好ましくは、80℃以上が好ましい。
The cresol novolak type epoxy resin may be any of an o-cresol novolak type epoxy resin, an m-cresol novolak type epoxy resin, and a p-cresol novolak type epoxy resin, and in particular, an o- represented by the following formula: Cresol novolac type epoxy resins are preferred. The glycidyl groups in these resins are preferably those obtained by substituting the phenolic hydroxyl groups in the corresponding cresol novolak resins with glycidoxy groups.
The molecular weight of the cresol novolac type epoxy resin is preferably 800 to 1300, more preferably 900 to 1300. As a softening point, 60 degreeC or more is preferable, More preferably, 80 degreeC or more is preferable.

本発明において接着性付与、硬化速度調整のための樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂の含有量には特に制限は無いが、フィルム形成用の樹脂と熱硬化性樹脂合計100質量部の内、通常10質量部以上であり、好ましくは15質量部以上、さらに好ましくは20質量部以上である。10質量部以上であるので、フィルム全体の接着性、硬化速度を適切に制御することができる。一方、エポキシ樹脂の含有量は、通常50質量部以下であり、好ましくは30質量部以下である。50質量部以下であるので、フィルム形成への不利益な影響を抑制することができ、ボイド抑制用ラジカル硬化系の配合量も確保できる。   In the present invention, when an epoxy resin is used as the resin for imparting adhesion and adjusting the curing rate, the content of the epoxy resin is not particularly limited, but the total of 100 parts by mass of the resin for film formation and the thermosetting resin. The amount is usually 10 parts by mass or more, preferably 15 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more. Since it is 10 mass parts or more, the adhesiveness of the whole film and a cure rate can be controlled appropriately. On the other hand, the content of the epoxy resin is usually 50 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less. Since it is 50 mass parts or less, the disadvantageous influence on film formation can be suppressed and the compounding quantity of the radical curing system for void suppression can also be ensured.

(熱ラジカル重合性物質)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、硬化時のボイド抑制等の目的で、熱ラジカル重合性物質を含有していることが好ましい。潜在性があり、NCF用途でボイドを抑える温度域で速硬化性を発現するには、熱ラジカル反応系が優れている。
ここで、熱ラジカル重合性物質とは、熱ラジカルにより重合する官能基を有する物質であり、(メタ)アクリレート、マレイミド化合物等が挙げられる。熱ラジカル重合性物質はモノマー、オリゴマーいずれの状態で用いることが可能であり、モノマーとオリゴマーを併用することも可能である。
上記熱ラジカル重合性物質としては、(メタ)アクリレートが特に好ましい。(メタ)アクリレートとしては、単官能(メタ)アクリレート、2官能以上の(メタ)アクリレートを使用可能である。単官能(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。2官能以上の(メタ)アクリレートとしては、ビスフェノールF―EO変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA―EO変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエポキシ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、多官能ウレタン(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらの熱ラジカル重合性物質は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、硬化時の特性を制御し易いことなどから、2官能(メタ)アクリレートが好適に用いられる。中でも、相溶性、耐熱性の観点からエポキシ(メタ)アクリレート等が、特に好適に用いられる。
また、架橋構造を導入するために、多官能(メタ)アクリレートを併用することも好ましい。多官能(メタ)アクリレートとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が、特に好適に用いられる。
(Thermal radical polymerizable substance)
The underfill insulating film of the present invention preferably contains a thermal radical polymerizable substance for the purpose of suppressing voids during curing. A thermal radical reaction system is excellent for developing rapid curability in a temperature range that has potential and suppresses voids in NCF applications.
Here, the thermal radical polymerizable substance is a substance having a functional group that is polymerized by a thermal radical, and examples thereof include (meth) acrylates and maleimide compounds. The thermal radical polymerizable substance can be used in a monomer or oligomer state, and the monomer and oligomer can be used in combination.
As the thermal radical polymerizable substance, (meth) acrylate is particularly preferable. As the (meth) acrylate, monofunctional (meth) acrylate or bifunctional or higher (meth) acrylate can be used. Examples of the monofunctional (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate. Bifunctional or higher (meth) acrylates include bisphenol F-EO modified di (meth) acrylate, bisphenol A-EO modified di (meth) acrylate, bisphenol F epoxy (meth) acrylate, bisphenol A epoxy (meth) acrylate, tri Examples include methylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane EO-modified tri (meth) acrylate, and polyfunctional urethane (meth) acrylate. These thermal radical polymerizable substances may be used alone or in combination of two or more.
Among these, a bifunctional (meth) acrylate is preferably used because of easy control of the characteristics during curing. Among these, epoxy (meth) acrylate and the like are particularly preferably used from the viewpoints of compatibility and heat resistance.
In order to introduce a crosslinked structure, it is also preferable to use a polyfunctional (meth) acrylate in combination. As the polyfunctional (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate and the like are particularly preferably used.

熱ラジカル重合性物質の含有量には特に制限は無いが、フィルム形成用の樹脂と熱硬化性樹脂の合計100質量部の内、通常30質量部以上であり、好ましくは40質量部以上である。30質量部以上であるので、硬化時のボイドの抑制等が容易となる。一方、熱ラジカル重合性物質の含有量は、通常70質量部以下であり、好ましくは60質量部以下である。70質量部以下であると、アンダーフィル用絶縁フィルムのべたつきを抑制することができる。べたつきが小さいと、NCFつきウエハやチップのハンドリングがより容易になる。NCF面と接触する冶具類にくっついてしまう搬送トラブルも抑制できる。ごみの付着も抑制できる。
また、チップに貼った場合の視認性を悪化させないために、他の樹脂と相分離しない構造を選択することが好ましい。
Although there is no restriction | limiting in particular in content of a heat | fever radically polymerizable substance, Usually, it is 30 mass parts or more in the total of 100 mass parts of resin for film formation, and a thermosetting resin, Preferably it is 40 mass parts or more. . Since it is 30 mass parts or more, the suppression of the void at the time of hardening, etc. becomes easy. On the other hand, the content of the thermal radical polymerizable substance is usually 70 parts by mass or less, preferably 60 parts by mass or less. When the amount is 70 parts by mass or less, stickiness of the underfill insulating film can be suppressed. When the stickiness is small, handling of wafers and chips with NCF becomes easier. The conveyance trouble which sticks to the jigs which contact an NCF surface can also be controlled. Garbage can also be suppressed.
Moreover, in order not to deteriorate the visibility when pasted on a chip, it is preferable to select a structure that does not phase separate from other resins.

(エポキシ硬化剤)
本発明において接着性付与、硬化速度調整のための樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ硬化剤を適宜使用することが好ましい。本用途においては、潜在性、耐マイグレーション性、適切な硬化速度が必要なので、適用できる硬化剤を適切に選択することが望ましい。この中で、ボイド抑制に必要な速い硬化は、熱ラジカル硬化系が担うことができるので、特に重要なのは潜在硬化性である。すなわち、潜在性硬化剤を用いることが好ましい。
公知の硬化剤では、アミン系でも酸無水物系でも潜在性が必ずしも十分でなく、フェノール硬化、イミダゾール硬化の一部からある程度、本目的にかなうものを選択することが好ましい。
なかでも、固形で潜在性の良いイミダゾール系硬化剤を好ましく用いることができる。より具体的には、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物等を、特に好ましく用いることができる。
(Epoxy curing agent)
In the present invention, when an epoxy resin is used as a resin for imparting adhesion and adjusting the curing rate, it is preferable to use an epoxy curing agent as appropriate. In this application, since latency, migration resistance, and an appropriate curing speed are required, it is desirable to appropriately select an applicable curing agent. Among these, the rapid curing necessary for void suppression can be carried out by the thermal radical curing system, so that the latent curing is particularly important. That is, it is preferable to use a latent curing agent.
Among known curing agents, both amine-based and acid anhydride-based latents are not always sufficient, and it is preferable to select one that meets this purpose to some extent from phenol curing and imidazole curing.
Among these, a solid and good latent imidazole curing agent can be preferably used. More specifically, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- (1 ′ )]-Ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct and the like can be used particularly preferably.

エポキシ硬化剤の含有量は、フィルム形成用の樹脂と熱硬化性樹脂の合計100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは1〜5質量部である。0.1質量部以上であることで、熱処理による硬化時間が短くなり生産性を向上させることが容易になる。また、エポキシ硬化剤の含有量が10質量部以下であることで、長期間の保存安定性を確保することが容易となり、圧着時のアウトガス抑制の観点からも好ましい。   The content of the epoxy curing agent is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the resin for film formation and the thermosetting resin. . By being 0.1 mass part or more, the hardening time by heat processing becomes short and it becomes easy to improve productivity. Moreover, it becomes easy to ensure long-term storage stability because content of an epoxy hardening | curing agent is 10 mass parts or less, and it is preferable also from a viewpoint of the outgas suppression at the time of pressure bonding.

(熱ラジカル発生剤)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムがアクリル化合物等の熱ラジカル重合性物質を含む場合、熱ラジカル重合性物質の重合を促進するために、有機過酸化物、アゾ系化合物等の熱ラジカル発生剤を併せて使用することが好ましい。
有機過酸化物としては、例えば、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート等を好ましく使用することができる。これらの有機過酸化物は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの熱ラジカル発生剤の中でも、1分間半減期温度が140℃以上であるものが好ましく、さらに好ましくは160℃以上である。1分間半減期温度が140℃以上の場合には、圧着時の樹脂の流動性が適切であるため、チップと基板間の電極同士の樹脂噛み(電極が接触する前に硬化が進んで、電極間に樹脂が噛んでしまう現象)を抑制する観点で好適に用いられる。一方、1分間半減期温度が200℃以下であるものが好ましく、さらに好ましくは190℃以下であるものが好ましい。1分間半減期温度が200℃以下である場合には、圧着時の硬化が適切で、ボイドを抑制する効果が高い。
さらに、フィルム製造時の溶剤乾燥工程での過酸化物揮発抑制の観点から、熱ラジカル発生剤の分子量は200以上が好ましく、より好ましくは250以上が好ましい。
これらの中で、2,2-ジ(4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン(日油株式会社製、パーテトラA)、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレラート(日油株式会社製、パーヘキサV)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(日油株式会社製、パーヘキサ25B)、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン(日油株式会社製、パーヘキシン25B)などが好ましく用いられる。
有機過酸化物等の熱ラジカル発生剤の添加量には特に制限は無いが、通常、フィルム形成用の樹脂と熱硬化性樹脂の合計100質量部に対して0.1〜5質量部添加することが好ましく、0.3〜3質量部添加することが特に好ましい。0.1質量部以上なので、アクリレート等の硬化が十分なものとなり、また、5質量部以下なので、アンダーフィル用絶縁フィルムの保存安定性が良好であり、また、圧着時のアウトガスが抑制されるため、ボイド抑制の観点からも好ましい。
(Thermal radical generator)
When the insulating film for underfill of the present invention contains a thermal radical polymerizable substance such as an acrylic compound, a thermal radical generator such as an organic peroxide or an azo compound is added to accelerate the polymerization of the thermal radical polymerizable substance. It is preferable to use together.
As the organic peroxide, for example, peroxyesters, peroxyketals, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, peroxydicarbonates and the like can be preferably used. These organic peroxides may be used alone or in combination of two or more.
Among these thermal radical generators, those having a one-minute half-life temperature of 140 ° C. or higher are preferable, and more preferably 160 ° C. or higher. When the half-life temperature for 1 minute is 140 ° C. or higher, the resin fluidity at the time of pressure bonding is appropriate, so that the resin engagement between the electrodes between the chip and the substrate (curing proceeds before the electrodes come into contact with each other) It is preferably used from the viewpoint of suppressing the phenomenon that the resin bites in between. On the other hand, the one-minute half-life temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 190 ° C. or lower. When the 1-minute half-life temperature is 200 ° C. or lower, curing at the time of pressure bonding is appropriate, and the effect of suppressing voids is high.
Furthermore, the molecular weight of the thermal radical generator is preferably 200 or more, more preferably 250 or more, from the viewpoint of suppressing peroxide volatilization in the solvent drying step during film production.
Among these, 2,2-di (4,4-di- (t-butylperoxy) cyclohexyl) propane (manufactured by NOF Corporation, Pertetra A), n-butyl-4,4-di (t- Butyl peroxy) valerate (manufactured by NOF Corporation, Perhexa V), 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane (manufactured by NOF Corporation, Perhexa 25B), 2,5- Dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) -3-hexyne (manufactured by NOF Corporation, perhexine 25B) is preferably used.
Although there is no restriction | limiting in particular in the addition amount of thermal radical generators, such as an organic peroxide, Usually, 0.1-5 mass parts is added with respect to a total of 100 mass parts of resin for film formation, and a thermosetting resin. It is particularly preferable to add 0.3 to 3 parts by mass. Since it is 0.1 parts by mass or more, curing of acrylate or the like is sufficient, and since it is 5 parts by mass or less, the storage stability of the underfill insulating film is good, and outgassing at the time of pressure bonding is suppressed. Therefore, it is also preferable from the viewpoint of void suppression.

(重合禁止剤)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、上記熱ラジカル重合性物質、及び熱ラジカル発生剤に加えて、重合禁止剤を含有していることが好ましい。重合禁止剤を含有することで、保存時に熱ラジカル重合性物質の不必要な重合を抑制することができるので、保存安定性が向上し、例えば40℃で1週間保持した後の130℃での溶融粘度η と130℃での溶融粘度η との比η /η が3未満である、という特性を実現することが一層容易となる。
重合禁止剤の含有量(質量)は、熱ラジカル重合性物質の量(質量)に対して、600〜10000ppmであることが好ましく、800〜5000ppmであることがより好ましい。重合禁止剤の含有量が600ppm以上であるから、十分な保存安定性を実現することが容易であり、100000ppm以下であるから、硬化時に熱ラジカル重合性物質の重合を必要以上に阻害せず、ボイド等を効果的に抑制することができる。特に、NCFを半導体ウエハに貼り付けて用いる場合には、ダイシングおよびピックアップ工程を経た上で、NCF付チップがFC接続される。ウエハラミからフリップチップ接続までに、時間がかかることがあり、特に高い保存安定性が求められる。このため、上記の範囲で重合禁止剤を含有することが好ましい。
(Polymerization inhibitor)
The insulating film for underfill of the present invention preferably contains a polymerization inhibitor in addition to the thermal radical polymerizable substance and the thermal radical generator. By containing a polymerization inhibitor, unnecessary polymerization of the thermal radical polymerizable substance during storage can be suppressed, so that the storage stability is improved, for example, at 130 ° C. after being held at 40 ° C. for 1 week. It becomes easier to realize the characteristic that the ratio η * 3 / η * 2 of the melt viscosity η * 3 to the melt viscosity η * 2 at 130 ° C. is less than 3.
The content (mass) of the polymerization inhibitor is preferably 600 to 10000 ppm, more preferably 800 to 5000 ppm with respect to the amount (mass) of the thermal radical polymerizable substance. Since the content of the polymerization inhibitor is 600 ppm or more, it is easy to realize sufficient storage stability, and since it is 100000 ppm or less, it does not unnecessarily inhibit the polymerization of the thermal radical polymerizable substance at the time of curing, Voids and the like can be effectively suppressed. In particular, when NCF is attached to a semiconductor wafer, the chip with NCF is FC-connected after dicing and pick-up processes. It may take time from wafer lamination to flip chip connection, and particularly high storage stability is required. For this reason, it is preferable to contain a polymerization inhibitor in said range.

重合禁止剤の種類には特に制限は無く、熱ラジカル重合性物質の種類、重合機構等との関係で好適な重合禁止剤を適宜使用することができる。例えば、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン、p−ベンゾキノン、t−ブチルパラベンゾキノン、2,5−ジクロロ−p−ベンゾキノン、2,6−ジクロロ−p−ベンゾキノン、テトラクロロ−p−ベンゾキノン等のキノン類;o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、2,4−ジニトロトルエン、1,3,5−トリニトロベンゼン、1,3,5−トリニトロトルエン等のニトロ化合物;o−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、p−ニトロフェノール、2,4−ジニトロフェノール、2,4,6−トリニトロフェノール等のニトロフェノール類;メチル−α−ニトロソイソプロピルケトン、フェニル−t−ブチルニトロン等のニトロソ、ニトロン化合物;塩化鉄(III)等の金属塩、フェノチアジン等を適宜用いることができるが、これらには限定されない。
中でも、ウエハのバンプ形成面にNCFを貼る工程等においても効果的に重合禁止効果が発現できる点で、キノン類を用いることが好ましく、p−ベンゾキノン(PBQともいう。)、メチル−p−ベンゾキノン、t−ブチルパラベンゾキノン(TBQともいう。)、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノンを用いることが特に好ましい。
There is no restriction | limiting in particular in the kind of polymerization inhibitor, A suitable polymerization inhibitor can be used suitably in relation to the kind of thermal radically polymerizable substance, a polymerization mechanism, etc. For example, quinones such as hydroquinone, methyl ether hydroquinone, p-benzoquinone, t-butylparabenzoquinone, 2,5-dichloro-p-benzoquinone, 2,6-dichloro-p-benzoquinone, tetrachloro-p-benzoquinone; -Nitro compounds such as dinitrobenzene, m-dinitrobenzene, 2,4-dinitrotoluene, 1,3,5-trinitrobenzene, 1,3,5-trinitrotoluene; o-nitrophenol, m-nitrophenol, p- Nitrophenols such as nitrophenol, 2,4-dinitrophenol and 2,4,6-trinitrophenol; nitroso and nitrone compounds such as methyl-α-nitrosoisopropylketone and phenyl-t-butylnitrone; iron chloride (III ) And other metal salts, phenothiazine, etc. Although it is Rukoto, but are not limited to.
Among these, quinones are preferably used from the viewpoint that the effect of inhibiting polymerization can be effectively exhibited even in the step of attaching NCF to the bump forming surface of the wafer, and p-benzoquinone (also referred to as PBQ), methyl-p-benzoquinone. T-butylparabenzoquinone (also referred to as TBQ) and 2,5-diphenyl-p-benzoquinone are particularly preferable.

(フラックス剤)
また、上記エポキシ硬化剤に加えて/代えて、フラックス機能を有する酸(無水物)を用いることもできる。この様な酸(無水物)は、エポキシ樹脂を硬化させることができるのに加えて、フラックス機能を有することでハンダ表面、電極表面の酸化膜を除去することができるので、半導体チップと回路基板等との間の電気接合を一層容易、かつ確実なものとすることができるので、好ましい。
フラックス機能を有する酸(無水物)としては、例えばアジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸、テトラプロペニル無水コハク酸、ドデセニル無水コハク酸、などの脂肪族酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸などの脂環式酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの芳香族酸無水物などを挙げることができる。これらのフラックス機能を有する酸(無水物)は、1種を単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いても良い。これらフラックスは、NCF中に固形で分散できると、エポキシ樹脂との反応面で、潜在性が有利になる。固形で分散するためには、後述の配合液に使用する溶剤に対する溶解性が悪いものが好ましい。NCFフィルム厚みに対して十分小さいサイズに粉砕して配合すると良い。一方で、ハンダ溶融温度より低い温度で融点に達してフラックス活性を示すことが好ましい。これらの酸(無水物)の中でも、前記特性、ハンダ接続性とエポキシ硬化作用、工業的な入手のしやすさなどを踏まえると、コハク酸、アジピン酸等が特に好ましい。
(Flux agent)
Further, in addition to / in place of the epoxy curing agent, an acid (anhydride) having a flux function may be used. In addition to being able to cure the epoxy resin, such an acid (anhydride) has a flux function so that the oxide film on the solder surface and the electrode surface can be removed. It is preferable because the electrical connection between them can be made easier and more reliable.
Examples of the acid (anhydride) having a flux function include aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, aliphatic propylene anhydrides such as tetrapropenyl succinic anhydride and dodecenyl succinic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, and methyltetrahydrophthalic anhydride. Examples thereof include alicyclic acid anhydrides such as acids, aromatic acid anhydrides such as phthalic anhydride, trimellitic anhydride, and pyromellitic anhydride. These acids (anhydrides) having a flux function may be used alone or in combination of two or more. If these fluxes can be dispersed in solid form in NCF, the potential becomes advantageous in terms of reaction with the epoxy resin. In order to disperse in a solid form, those having poor solubility in a solvent used in a compounding liquid described later are preferable. It is advisable to pulverize and mix to a sufficiently small size with respect to the NCF film thickness. On the other hand, it is preferable that the melting point is reached at a temperature lower than the solder melting temperature to exhibit flux activity. Among these acids (anhydrides), succinic acid, adipic acid and the like are particularly preferable in view of the above characteristics, solder connectivity, epoxy curing action, industrial availability, and the like.

フラックス機能を有する酸(無水物)の配合量は、フィルム形成用の樹脂と熱硬化性樹脂の合計100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましく、より好ましくは0.5質量部以上3質量部以下である。フラックス機能を有する酸(無水物)の配合量が0.1質量部以上であれば、ハンダ濡れを促進し、半導体チップと基板との間の電気的接続を有効に促進することができる。フラックス機能を有する酸(無水物)の配合量が10質量部以下であれば、保存安定性の確保や圧着試時のアウトガス抑制の観点から好ましい。   The blending amount of the acid (anhydride) having a flux function is preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass in total of the resin for film formation and the thermosetting resin. Is 0.5 parts by mass or more and 3 parts by mass or less. When the blending amount of the acid (anhydride) having a flux function is 0.1 parts by mass or more, solder wetting can be promoted and electrical connection between the semiconductor chip and the substrate can be effectively promoted. If the compounding quantity of the acid (anhydride) which has a flux function is 10 mass parts or less, it is preferable from a viewpoint of ensuring storage stability and suppressing outgas at the time of a compression test.

(フィラー)
フィラーを添加することで、アンダーフィル用絶縁フィルムの熱膨張率が低下し寸法安定性等が向上し、チップや基板に対する熱ストレスが低下し信頼性も向上する。一方で、充填量が増えると、流動特性が悪化する。マークの視認性という面では、樹脂と屈折率差があるフィラーの場合、光の波長近傍からより大きなサイズでは、散乱を起こして視認性が悪くなる。また、チップ/基板のギャップに対して、より大きなサイズのフィラーが介在すると、チップ割れなどの不良原因になる。バンプと電極間に大きなフィラーが噛み込むと導通不良にもなる。
無機フィラーとしては上記条件を満たすものであれば、シリカ(溶融シリカや結晶性シリカ、ヒュームドシリカなど)、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素の粉末などでよいが、なかでも、サイズと流動性面で、ヒュームドシリカや溶融シリカが特に好ましい。
(Filler)
By adding a filler, the thermal expansion coefficient of the underfill insulating film is reduced, the dimensional stability is improved, the thermal stress on the chip and the substrate is reduced, and the reliability is also improved. On the other hand, as the filling amount increases, the flow characteristics deteriorate. In terms of the visibility of the mark, in the case of a filler having a refractive index difference from that of the resin, if the size is larger from the vicinity of the wavelength of light, scattering occurs and the visibility is deteriorated. Further, if a filler having a larger size is interposed in the chip / substrate gap, it causes a defect such as chip crack. If a large filler bites between the bump and the electrode, conduction failure occurs.
As long as the inorganic filler satisfies the above conditions, silica (fused silica, crystalline silica, fumed silica, etc.), alumina, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride powder, etc. may be used. From the viewpoint of fluidity, fumed silica or fused silica is particularly preferable.

無機フィラーの平均粒子径は、好ましくは0.01μm以上である。0.01μm以上であると、フィラーと樹脂の相互作用による溶融粘度の増加を抑制することができる。無機フィラーの平均粒子径は、半導体素子と基板の電極間のフィラーの噛み込み抑制できること、および、アンダーフィル用絶縁フィルムの透明性の観点から、好ましくは3μm以下であり、より好ましくは1μm以下である、さらに好ましくは0.1μm以下である。なお、平均粒子径は、光度式の粒度分布計(例えば、HORIBA製、装置名;LA−910)や顕微鏡による観察により求めることができる。ただし、これらの微粉においては、良好に分散処理しないと、二次粒子サイズを測定することになる。
フィラーの粒子サイズは、分級操作でトップカットされていることが好ましく、配合、分散、コートの過程でも、フィルターで粗大粒子をカットすることが好ましい。
The average particle diameter of the inorganic filler is preferably 0.01 μm or more. When it is 0.01 μm or more, an increase in melt viscosity due to the interaction between the filler and the resin can be suppressed. The average particle diameter of the inorganic filler is preferably 3 μm or less, more preferably 1 μm or less, from the viewpoint of suppressing filler biting between the semiconductor element and the electrode of the substrate and the transparency of the underfill insulating film. More preferably, it is 0.1 μm or less. The average particle diameter can be determined by observation with a photometric particle size distribution meter (for example, HORIBA, apparatus name: LA-910) or a microscope. However, in these fine powders, the secondary particle size is measured unless the dispersion treatment is carried out satisfactorily.
The particle size of the filler is preferably top-cut by classification operation, and it is preferable to cut coarse particles with a filter in the course of blending, dispersing, and coating.

アンダーフィル用絶縁フィルム中の無機フィラーの含有量は、好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、特に好ましくは15質量%以上である。5質量%以上であると、硬化後の熱膨張率が、未添加に比べ良好になる。また、アンダーフィル用絶縁フィルム中の無機フィラーの含有量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。60質量%以下であると、流動性を確保でき、良好な透明性が得られるとともに、NCFを介した半導体チップの基板への実装時にフィラーの噛み込みを良好に抑制できる。   The content of the inorganic filler in the underfill insulating film is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 15% by mass or more. When it is 5% by mass or more, the coefficient of thermal expansion after curing becomes better than that of no addition. The content of the inorganic filler in the underfill insulating film is preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less. When it is 60% by mass or less, fluidity can be ensured, good transparency can be obtained, and biting of the filler can be satisfactorily suppressed when the semiconductor chip is mounted on the substrate via NCF.

(その他添加剤)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムには、本発明の目的に反しない限りにおいて、上記以外の成分を適宜配合することができる。他の成分としては、例えば難燃剤、シランカップリング剤、イオントラップ剤、有機フィラーなどを挙げることができる。
難燃剤としては、例えば、リン化合物、金属水酸化物、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、臭素化エポキシ樹脂などを用いることができるが、これらには限定されない。
シランカップリング剤を添加することで、フィラーと樹脂界面、プロセスで用いる半導体チップ、回路基板等とアンダーフィル用絶縁フィルムの接着性を向上することができる。シランカップリング剤としては、例えば、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどエポキシ基がついたもの、反応性二重結合がついたものなどを用いることができるが、これらには限定されない。
イオントラップ剤を添加することで、電極配線やアンダーフィル用絶縁フィルムを構成する他の材料からもたらされる陽イオン、陰イオン等のイオン性不純物を捕捉し、配線のマイグレーションや腐食を防止することができる。イオントラップ剤としては、例えばハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス、キレート類などを用いることができるが、これらには限定されない。
(Other additives)
The insulating film for underfill of the present invention can be appropriately mixed with components other than those described above as long as the object of the present invention is not adversely affected. Examples of other components include a flame retardant, a silane coupling agent, an ion trap agent, and an organic filler.
Examples of the flame retardant include, but are not limited to, phosphorus compounds, metal hydroxides, antimony trioxide, antimony pentoxide, brominated epoxy resins, and the like.
By adding the silane coupling agent, it is possible to improve the adhesion between the filler and the resin interface, the semiconductor chip used in the process, the circuit board, etc. and the insulating film for underfill. Examples of silane coupling agents include epoxy groups such as β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane. And those having a reactive double bond can be used, but are not limited thereto.
By adding an ion trapping agent, it is possible to capture ionic impurities such as cations and anions generated from other materials that make up the insulating film for electrode wiring and underfill, and prevent migration and corrosion of the wiring. it can. Examples of ion trapping agents that can be used include hydrotalcites, bismuth hydroxide, and chelates, but are not limited thereto.

(アンダーフィル用絶縁フィルムの製造方法)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、例えば、以下のようにして作製される。まず、アンダーフィル用絶縁フィルムの形成材料である上述の各成分を配合し、溶媒(例えば、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエンなど)に溶解ないし分散させて塗工液を調製する。フィラーを分散させる場合には、必要に応じて、ビーズミル等の分散装置を用いて、分散する。次に、調製した塗工液を汎用のコーターで、基材セパレータ上に所定厚みとなる様に塗工したのち、熱オーブンなどを用いて溶剤を乾燥させ、アンダーフィル用絶縁フィルムを形成する。乾燥条件としては、残溶剤が極端に残ると、FC接続時のボイドの発生要因になるので、少なくとも1%以下に乾燥させる条件に調整することが好ましい。乾燥温度と乾燥時間は、乾燥工程で硬化反応が顕著に開始しない程度に調整することが好ましい。100℃、数分を目安に調整するとよい。
上記の条件で塗れる厚みには限界があるので、過度に厚いNCFが必要な場合は、残溶剤条件を満たす厚みのNCFを複数積層することで、所定厚みとすることができる。
基材セパレータは、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、OPP(延伸ポリプロピレン)、CPP、ポリ−4−メチルペンテン−1、PTFEなどに必要に応じてシリコーンなどの離形剤を塗布したものを、好ましく用いることができる。
異物の付着などを考慮すると、NCFはむき出しで扱わないほうがよい。そのような面では、上記のコーターでの乾燥後、微粘着フィルムをNCF面にラミネートする、もしくは、セパレータを加熱ラミネートするとよい。NCFの両サイドの易剥離材の剥離しやすさに差を設けると、以降のNCFのハンドリングが容易になる。軽く剥離できる側の易剥離材を先に剥離することで、NCFをより重い剥離の易剥離材上に安定して残すことができる。
(Manufacturing method of insulating film for underfill)
The insulating film for underfill of this invention is produced as follows, for example. First, the above-mentioned components, which are materials for forming an underfill insulating film, are blended and dissolved or dispersed in a solvent (for example, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, toluene, etc.) to prepare a coating solution. When the filler is dispersed, the filler is dispersed using a dispersing device such as a bead mill as necessary. Next, after applying the prepared coating liquid to a predetermined thickness on a substrate separator with a general-purpose coater, the solvent is dried using a heat oven or the like to form an underfill insulating film. As the drying condition, if the residual solvent is extremely left, it becomes a cause of generation of voids at the time of FC connection. Therefore, it is preferable to adjust the drying condition to at least 1% or less. The drying temperature and drying time are preferably adjusted to such an extent that the curing reaction does not significantly start in the drying process. It is recommended to adjust the temperature at 100 ° C for several minutes.
Since there is a limit to the thickness that can be applied under the above conditions, when an excessively thick NCF is required, a predetermined thickness can be obtained by stacking a plurality of NCFs having a thickness that satisfies the residual solvent condition.
The base separator is preferably, for example, a PET (polyethylene terephthalate), OPP (stretched polypropylene), CPP, poly-4-methylpentene-1, PTFE, or the like with a release agent such as silicone applied as necessary. Can be used.
In consideration of adhesion of foreign matters, it is better not to handle NCF barely. In such a surface, after drying with the above-mentioned coater, the slightly adhesive film may be laminated on the NCF surface, or the separator may be laminated by heating. If a difference is provided in the ease of peeling of the easily peelable material on both sides of the NCF, the subsequent handling of the NCF becomes easy. By separating the easily peelable material on the side that can be lightly peeled first, NCF can be stably left on the heavily peelable easily peelable material.

本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムの厚さには特に制限は無く、半導体チップと回路基板との間のギャップや、電極、ハンダ等の接続部材の高さを考慮して適宜設定すればよい。現行の通常のプロセスを前提とすれば、1〜250μm程度の厚さが好ましく、5〜25μm程度の厚さがより好ましい。シリコン材同士のフリップチップ接続の場合は、熱ストレスが小さいので、ギャップを大きくとる必然性は小さいので、将来的に、ギャップが小さくなることが想定されている。一方、樹脂基板とチップを接続する場合は、チップサイズ、樹脂基板材特性に応じて、熱ストレスを緩和できるように、バンプ高さが大きくなる。それぞれに対応したNCF厚みを準備すると良い。
NCFが充填するチップ下の空間には、バンプなどの突起物の容積があり、バンプが適度につぶれた状態となる適切なギャップが存在する。このような適切なギャップを形成するには、ギャップとチップ面積の積で算出される容積から、バンプの容積を引き、良好なはみ出し形成分の容積を加えた程度容積をチップ面積で割ることで、適切なNCF厚みを概算できる。バンプレイアウトによって、NCFの流動性は変わるので、実チップでテストすることがより好ましい。
The thickness of the underfill insulating film of the present invention is not particularly limited, and may be set as appropriate in consideration of the gap between the semiconductor chip and the circuit board and the height of connection members such as electrodes and solder. Assuming the current normal process, a thickness of about 1 to 250 μm is preferable, and a thickness of about 5 to 25 μm is more preferable. In the case of flip-chip connection between silicon materials, since the thermal stress is small, the necessity of making a gap large is small, and it is assumed that the gap will become small in the future. On the other hand, when the resin substrate and the chip are connected, the bump height is increased so that the thermal stress can be reduced according to the chip size and the resin substrate material characteristics. It is preferable to prepare NCF thickness corresponding to each.
In the space under the chip filled with NCF, there is a volume of protrusions such as bumps, and there is an appropriate gap in which the bumps are appropriately crushed. In order to form such an appropriate gap, subtract the bump volume from the volume calculated by the product of the gap and the chip area, and divide the volume by the chip area by adding the volume of good protrusion formation. An appropriate NCF thickness can be approximated. Since the fluidity of the NCF varies depending on the bump layout, it is more preferable to test with an actual chip.

(NCFの製品形態)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、離型性フィルムにより保護されていることが好ましい。離型フィルムは、実際のプロセスに供するまでアンダーフィル用絶縁フィルムを保護する保護材としての機能を有している。離型フィルムは、例えばアンダーフィル用絶縁フィルム上に半導体素子を貼着する際に剥がされる。離型フィルムとしては、上述の製造プロセスにおいて使用したセパレータ、微粘着フィルムなどの易剥離フィルムをそのまま使用してもよい。
また、NCFがバックグラインド(BG)テープと積層されていてもよい。NCFの使用方法として、バックグラインド(BG)時の回路面保護用粘着テープとして、易剥離フィルム/NCF構成で、ウエハのバンプ面に貼りつけて使用し、易剥離フィルム層を剥離した後、NCFとウエハをダイシングして、NCFつきチップを得る方法が開示されている。本発明のNCFは、このような形態で使用してもよい。
さらに、NCFがダイシング(DC)テープと積層されてもよい。NCFの使用法として、ダイシングテープとNCFを一体で使用する方法も、同様に開示されており、本発明のNCFをこのような形態で使用してもよい。
(Product form of NCF)
The underfill insulating film of the present invention is preferably protected by a releasable film. The release film has a function as a protective material for protecting the insulating film for underfill until it is subjected to an actual process. The release film is peeled off when, for example, a semiconductor element is stuck on an underfill insulating film. As the release film, an easily peelable film such as a separator or a slightly adhesive film used in the above manufacturing process may be used as it is.
NCF may be laminated with a back grind (BG) tape. As a method of using NCF, as an adhesive tape for circuit surface protection during back grinding (BG), it is used with an easily peelable film / NCF configuration and attached to the bump surface of the wafer, and after peeling off the easily peelable film layer, NCF And a method of obtaining a chip with NCF by dicing the wafer. The NCF of the present invention may be used in such a form.
Further, NCF may be laminated with a dicing (DC) tape. As a method of using NCF, a method of using a dicing tape and NCF integrally is also disclosed, and the NCF of the present invention may be used in such a form.

(半導体装置の製造方法)
本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムを用いて、例えば半導体チップと回路基板との間の空間を充填することにより、半導チップに形成されたハンダ付き電極と、回路基板に設けられた対向電極との接合部を保護できる。
ハンダの材質としては、錫−鉛系金属材、錫−銀系金属材、錫−銀−銅系金属材、錫−亜鉛系金属材、錫−亜鉛−ビスマス系金属材などを好ましく用いることができる。ハンダが、銅ピラーの先端に形成された構造も含む。電極、対向電極の材質としては、導電性のあるものであれば特に限定されず、例えば、金/ニッケル、銅などが挙げられる。
(Method for manufacturing semiconductor device)
Using the insulating film for underfill of the present invention, for example, by filling a space between the semiconductor chip and the circuit board, a soldered electrode formed on the semiconductor chip, and a counter electrode provided on the circuit board, Can be protected.
As a solder material, a tin-lead metal material, a tin-silver metal material, a tin-silver-copper metal material, a tin-zinc metal material, a tin-zinc-bismuth metal material, or the like is preferably used. it can. It also includes a structure in which the solder is formed at the tip of the copper pillar. The material of the electrode and the counter electrode is not particularly limited as long as it is conductive, and examples thereof include gold / nickel and copper.

本発明の一実施形態として、ハンダ付き電極が形成された半導体チップと、前記ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された回路基板とを、[1]から[9]のいずれかに記載のアンダーフィル用絶縁フィルムを介して接合する、半導体装置の製造方法であって、
a)ハンダ付電極を有するウエハ上に前記アンダーフィル用絶縁フィルムを真空下で貼り付ける工程と、
b)該ウエハを個々のアンダーフィル用絶縁フィルム付半導体チップに分割する工程と、
c)該半導体チップと該回路基板とを、最大温度が該チップに搭載されたハンダの融点温度以上となる温度条件で、前記半導体チップの電極と前記回路基板の対向電極とが、それぞれの略中心線上で接触するように熱圧着する熱圧着工程と、を有する、上記半導体装置の製造方法、を挙げることができる。

このとき、銘柄の切替えや、製造装置のスケジュール上の都合等から、工程a)(及び所望により工程b))を行った後のウエハを、そのまま室温等で保管して、後日工程c)に供する場合がある。本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、130℃での溶融粘度η 、および40℃で1週間保持した後に測定した、130℃での溶融粘度η が、比η /η が3未満である関係を有することで、良好な接続、生産性を実現することができる。
As one embodiment of the present invention, a semiconductor chip on which a soldered electrode is formed and a circuit board on which a counter electrode facing the soldered electrode is formed according to any one of [1] to [9] A method for manufacturing a semiconductor device, which is bonded through an underfill insulating film,
a) a step of attaching the insulating film for underfill on a wafer having a soldered electrode under vacuum;
b) dividing the wafer into individual semiconductor chips with an insulating film for underfill;
c) With the semiconductor chip and the circuit board, the electrode of the semiconductor chip and the counter electrode of the circuit board are respectively substantially abbreviated in a temperature condition where the maximum temperature is equal to or higher than the melting point temperature of the solder mounted on the chip. A method of manufacturing the semiconductor device, which includes a thermocompression bonding step of thermocompression bonding so as to be in contact with the center line.

At this time, the wafer after performing step a) (and step b) if necessary is stored at room temperature as it is because of the switching of brands and the schedule of the manufacturing apparatus, etc. May be provided. The insulating film for underfill of the present invention has a melt viscosity η * 2 at 130 ° C. and a melt viscosity η * 3 at 130 ° C. measured after holding at 40 ° C. for 1 week, and the ratio η * 3 / η *. By having a relationship in which 2 is less than 3, good connection and productivity can be realized.

上記実施形態では、半導体チップと基板とを接合するプロセスの初期においては可塑性、流動性を示すとともに、該プロセスの後期においては十分に硬化が進行し、更に、長時間の保存安定性に優れた、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムを用いるので、半導チップに形成されたハンダ付き電極と、回路基板に設けられた対向電極との接合部の導通を確実なものとし、半導体チップと回路基板との間の空間をボイドなく充填し、かつ硬化後に回路基板上に実装された半導体チップの高い信頼性を提供することが可能となる。   In the above-described embodiment, plasticity and fluidity are exhibited in the early stage of the process of joining the semiconductor chip and the substrate, and the curing proceeds sufficiently in the later stage of the process, and further excellent in long-term storage stability. Since the insulating film for underfill according to the present invention is used, the conduction between the soldered electrode formed on the semiconductor chip and the counter electrode provided on the circuit board is ensured, and the semiconductor chip and the circuit board It is possible to fill the space between and without voids, and to provide high reliability of the semiconductor chip mounted on the circuit board after curing.

以下、図を参照しながら工程c)を説明する。
図1は、工程c)前の半導体チップ(1)、回路基板(5)、及び本発明のアンダーフィル用絶縁フィルム(4)を模式的に示す断面図である。半導体チップ(1)は、シリコンなどの半導体表面に集積回路が形成され、バンプと呼ばれる接続用のハンダ付き電極を有する。ハンダ付き電極は、銅などからなる電極(2a)上に、バンプ材の拡散防止金属膜を介し、ハンダ(3)を形成したものである。
これらのハンダ表面は、経時で酸化する。NCFを貼る前に、プラズマ処理などで、酸化膜を除去すると、より安定した接合が得られる。
Hereinafter, step c) will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor chip (1), a circuit board (5), and an underfill insulating film (4) of the present invention before step c). The semiconductor chip (1) has an integrated circuit formed on a semiconductor surface such as silicon and has soldered electrodes for connection called bumps. The soldered electrode is obtained by forming a solder (3) on an electrode (2a) made of copper or the like via a diffusion preventing metal film of a bump material.
These solder surfaces oxidize over time. If the oxide film is removed by plasma treatment or the like before attaching NCF, more stable bonding can be obtained.

回路基板(5)は、例えばリジット基板、フレキシブル基板、シリコン基板、ガラス基板などの基材に回路が形成されている。また、半導体ウエハ(1)が搭載される実装部には、半導体ウエハ(1)のハンダ付き電極と対向する位置に所定の厚みを有する対向電極(2b)が形成されている。   The circuit substrate (5) has a circuit formed on a base material such as a rigid substrate, a flexible substrate, a silicon substrate, a glass substrate, or the like. In addition, a counter electrode (2b) having a predetermined thickness is formed at a position facing the soldered electrode of the semiconductor wafer (1) on the mounting portion on which the semiconductor wafer (1) is mounted.

ここで、バンプ付半導体ウエハ(1)には、図示しない工程a)において、アンダーフィル用絶縁フィルム(4)が貼り付けられている。貼り付けは真空下で例えば温度60〜120℃で行われる。アンダーフィル用絶縁フィルム(4)は流動性を示し、半導体ウエハ(1)上に形成された電極(2a)およびハンダ(3)による凹凸を埋めこみ、半導体ウエハ(1)と密着する。通常、電極(2a)およびハンダ(3)がアンダーフィル用絶縁フィルム(4)を貫通しないよう、アンダーフィル用絶縁フィルム(4)の厚みが設定されている。
続いて、アンダーフィル用絶縁フィルム付ウエハを個片化することで、個々のアンダーフィルム付チップを作製する(工程b))。
Here, the underfill insulating film (4) is attached to the bumped semiconductor wafer (1) in step a) (not shown). Affixing is performed at a temperature of 60 to 120 ° C. under a vacuum, for example. The insulating film for underfill (4) exhibits fluidity, fills the unevenness caused by the electrodes (2a) and the solder (3) formed on the semiconductor wafer (1), and is in close contact with the semiconductor wafer (1). Usually, the thickness of the underfill insulating film (4) is set so that the electrode (2a) and the solder (3) do not penetrate the underfill insulating film (4).
Subsequently, the wafer with the underfill insulating film is singulated to produce individual chips with the underfilm (step b)).

次いで、本実施形態の工程c)において、アンダーフィル用絶縁フィルム(4)が貼り付けられた半導体チップを回路基板(5)上に搭載する(図2)。このとき、複数の電極(2a)と複数の対向電極(2b)とが、それぞれの略中心線上で接触するよう、位置合わせされる。位置合わせは、フリップチップボンダーで、基板のチップ搭載部近傍に形成されているマークと、チップ面に形成されているマークをカメラで認識して、行われる。このとき、NCFを透過してマークのエッジが明瞭に識別できないと、搭載位置精度が悪くなる。装置側でも、同軸/拡散照明などで、マークエッジを認識しやすい工夫をする。
工程c)において加えられる荷重は、5から500Nの範囲内であることが好ましく、10から50Nの範囲内であることがより好ましい。適切な加重の上限の見極めは、チップが破損しない程度にすること、はんだがつぶれ過ぎないようにすることなどである。加重が少なすぎると、バンプが十分に接触しない、気泡が抜けきらないなどが起きる。このあたりを観察しながら、よい条件を探すことが好ましい。
Next, in step c) of the present embodiment, the semiconductor chip on which the underfill insulating film (4) is attached is mounted on the circuit board (5) (FIG. 2). At this time, the plurality of electrodes (2a) and the plurality of counter electrodes (2b) are aligned so as to be in contact with each other on a substantially center line. The alignment is performed by using a flip chip bonder to recognize a mark formed near the chip mounting portion of the substrate and a mark formed on the chip surface with a camera. At this time, if the mark edge cannot be clearly identified through the NCF, the mounting position accuracy deteriorates. Also on the device side, we will make it easy to recognize the mark edge with coaxial / diffuse lighting.
The load applied in step c) is preferably in the range of 5 to 500N, more preferably in the range of 10 to 50N. Appropriate upper limits for weighting are to ensure that the chip does not break, and that the solder does not collapse too much. If the load is too small, bumps may not be in sufficient contact, bubbles may not be able to escape. It is preferable to look for good conditions while observing this area.

また、工程c)において加えられる温度は、例えば、一般的な、ヘッド側(上部)にセラミックヒーター、ステージ側にコンスタントヒーターがついているセッティングにおいては、ステージは80℃〜150℃程度に設定する。樹脂基板の場合は反りが発生するため、60〜100℃程度が好ましい。シリコンチップやシリコンウエハをステージに乗せるケースでは、伝熱がよい基板材のため、ヘッドの加熱がステージ側に逃げて、チップの実温度がヘッドの設定より大幅に低くなるので、ステージ温度を高めに設定するとよい。
ヘッド側ではNCFつきチップを保持するが、こちらの温度は、加重を加える初期段階では、アンダーフィル用絶縁フィルムが流動性を有するが、顕著に硬化を開始しない程度の温度、例えば60℃から150℃の範囲が好ましく、より好ましくは80℃から130℃の範囲、特に好ましくは100℃前後の温度にし、ハンダ溶融温度へ昇温する前に、バンプと電極を接触させると、導通不良を起こしにくい。チップサイズやバンプレイアウトによって、チップ全面で十分なバンプの接触が実現できる時間は異なるので、数秒の範囲内で、時間を調整することが好ましい。このステップのあとは、タクトタイムを考慮して、セラミックヒーターの最大能力(一般には数10℃/s)で、ハンダ溶融温度まで昇温することができる。ヘッドの設定温度と、実際のバンプ部の温度には、前記ステージへの熱の逃げの影響で、乖離があることが多いので、チップ下に熱伝対を挟んだ模擬チップで、実際の温度と、設定温度の対応関係を調べることが好ましい。
ハンダ溶融温度での継続時間は、確実に電極同士を接合する観点から、0.1秒から20秒の範囲が好ましく、より好ましくは0.5秒から5秒の範囲である。また、必要に応じて、半導体装置をハンダ溶融温度から冷却させてから、リリースしても良い。また、工程c)における熱、圧力の継続時間は、生産性の観点から、30秒の範囲内であることが好ましく、1から20秒の範囲内であることがより好ましい。
Further, the temperature applied in step c) is set to about 80 ° C. to 150 ° C. in a general setting where a ceramic heater is provided on the head side (upper part) and a constant heater is provided on the stage side. In the case of a resin substrate, warpage occurs, and therefore, about 60 to 100 ° C. is preferable. In the case where a silicon chip or silicon wafer is placed on the stage, the head material escapes to the stage side because the substrate material has good heat transfer, and the actual temperature of the chip is significantly lower than the head setting, so the stage temperature is increased. It is good to set to.
The NCF-attached chip is held on the head side, but this temperature is a temperature at which the underfill insulating film has fluidity at the initial stage of applying the load, but does not significantly harden, for example, from 60 ° C. to 150 ° C. The temperature is preferably in the range of 80 ° C., more preferably in the range of 80 ° C. to 130 ° C., particularly preferably around 100 ° C., and when the bumps are brought into contact with the electrodes before the temperature rises to the solder melting temperature, poor conduction is unlikely to occur. . The time for which sufficient bump contact can be realized on the entire surface of the chip varies depending on the chip size and the bump layout. Therefore, it is preferable to adjust the time within a range of several seconds. After this step, the temperature can be raised to the solder melting temperature with the maximum capacity of the ceramic heater (generally several tens of degrees centigrade / s) in consideration of the tact time. There is often a discrepancy between the set temperature of the head and the actual bump temperature due to the heat escape to the stage. It is preferable to check the correspondence between the set temperatures.
The duration at the solder melting temperature is preferably in the range of 0.1 second to 20 seconds, more preferably in the range of 0.5 second to 5 seconds, from the viewpoint of reliably joining the electrodes. If necessary, the semiconductor device may be released from the solder melting temperature before being released. Further, the duration of heat and pressure in step c) is preferably in the range of 30 seconds, and more preferably in the range of 1 to 20 seconds, from the viewpoint of productivity.

一方で、上記のようなフリップチップ接続におけるコスト的課題に、位置精度の良い、高額なフリップチップボンダーでの生産性が悪い問題がある。チップの取り上げ、基板のセット、位置合わせ、接触、昇温、冷却、などの一連の動作に時間がかかると、コストを上昇させる。このため、例えば、チップをチップに積層する場合は、基板(チップ)の交換の時間を省くため、チップの集合体であるウエハを基板としてセットすることで(チップ・オン・ウエハ接合)、タクトタイムを短縮することが一般化している。
また、昇温と冷却に時間がかかるために、例えば前記の昇温・冷却動作について、精密位置合わせをすることと、仮接着をするところまでを高価なフリップチップボンダーで実施して、加重と加熱でハンダ溶融温度まで上げる操作を、高度な位置制御が不要なより安価な圧着装置で複数のチップを一括して実施するという方法も検討されている。このような圧着操作に対しても、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは適用可能である。この場合の仮接着条件は、前記操作で150−200℃程度を上限にすることで、一定のレベルのバンプの接触とアンダーフィル用絶縁フィルムの硬化を達成する一方、それ以上の温度への昇温や、冷却を省くことで、タクトタイムの削減が可能になる。
On the other hand, the above-mentioned cost problem in flip chip connection has a problem of poor productivity in an expensive flip chip bonder with good positional accuracy. If a series of operations such as chip picking, substrate setting, alignment, contact, heating, cooling, etc. take time, the cost increases. For this reason, for example, when stacking chips on a chip, in order to save the time for replacing the substrate (chip), by setting a wafer, which is an assembly of chips, as a substrate (chip-on-wafer bonding), tact It has become common to reduce time.
In addition, since it takes time to heat up and cool down, for example, with regard to the above-mentioned temperature rising / cooling operation, precise positioning and temporary bonding are performed with an expensive flip chip bonder, A method of carrying out the operation of raising the temperature to the solder melting temperature by heating a plurality of chips collectively with a cheaper crimping apparatus that does not require advanced position control is also being studied. The insulating film for underfill of the present invention can also be applied to such a crimping operation. Temporary bonding conditions in this case are set to the upper limit of about 150 to 200 ° C. in the above operation to achieve a certain level of bump contact and curing of the underfill insulating film, while raising the temperature to a temperature higher than that. By eliminating temperature and cooling, the tact time can be reduced.

上述のプロセスにより、ハンダ(3)付き電極(2a)が形成された半導体チップ(1)と、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルム(4)と、該ハンダ付き電極と対向する対向電極(2b)が形成された回路基板(5)とが、この順で接合された積層体であって、該ハンダ(3)付き電極(2a)の少なくとも一部、好ましくは全部が、該対向電極(2b)の少なくとも一部、好ましくは全部と電気的に接触している積層体を製造することができる。   The semiconductor chip (1) on which the solder (3) -attached electrode (2a) is formed by the above-described process, the underfill insulating film (4) of the present invention, and the counter electrode (2b) facing the solder-attached electrode And a circuit board (5) on which the electrodes are formed are joined in this order, and at least a part, preferably all, of the electrode (2a) with solder (3) is the counter electrode (2b). It is possible to produce a laminate that is in electrical contact with at least some, preferably all of.

当該積層体においては、前記ハンダ(3)付き電極(2a)が、前記対向電極(2b)と電気的に接触している箇所において、該ハンダ(3)付き電極(2a)と該対向電極(2b)との間に、アンダーフィル用絶縁フィルム(5)が存在しないことが好ましく、これによりハンダ(3)付き電極(2a)と対向電極(2b)との間の十分な接合面積が確保され(ハンダの濡れが十分であり、ハンダ接合が形成され)、十分な導通が得られる。
また、当該積層体においては、前記ハンダ(3)付き電極(2a)が、前記対向電極(2b)と電気的に接触している箇所において、アンダーフィル用絶縁フィルム(5)中に貫通孔が形成されていることが好ましく、これによりハンダ(3)付き電極(2a)と対向電極(2b)との間の十分な接合面積が確保され(ハンダの濡れが十分であり、ハンダ接合が形成され)、十分な導通が得られる。
In the laminate, the electrode (2a) with solder (3) and the counter electrode (2a) and the counter electrode (2a) are electrically connected to the counter electrode (2b). 2b), it is preferable that there is no underfill insulating film (5), and this ensures a sufficient bonding area between the electrode (2a) with solder (3) and the counter electrode (2b). (The solder is sufficiently wet and a solder joint is formed), and sufficient conduction is obtained.
Moreover, in the said laminated body, a through-hole exists in the insulating film for underfill (5) in the location where the said electrode (2a) with a solder (3) is electrically contacting with the said counter electrode (2b). Preferably, a sufficient bonding area is ensured between the electrode (2a) with solder (3) and the counter electrode (2b) (the solder is sufficiently wetted and solder bonding is formed). ), Sufficient conduction is obtained.

上記積層体は、半導体チップが実装された回路基板であり、更に必要なプロセスを経て、半導体装置として使用することができる。上記積層体においては、硬化後の本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムにより、半導体チップと回路基板との間が、実質的にボイド、空隙無しで充填され、半導体装置としても優れた性能を有するものである。すなわち、本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムを用いることにより、優れた性能を有する半導体装置を高い生産性で製造することができる。
この様な半導体装置は、情報処理機器、ディスプレイ、通信機器、輸送機器等に用いられる電気電子機器に好適に搭載することができる。
The laminated body is a circuit board on which a semiconductor chip is mounted, and can be used as a semiconductor device through further necessary processes. In the above laminate, the cured underfill insulating film of the present invention fills the space between the semiconductor chip and the circuit board substantially without voids and voids, and has excellent performance as a semiconductor device. It is. That is, by using the underfill insulating film of the present invention, a semiconductor device having excellent performance can be manufactured with high productivity.
Such a semiconductor device can be suitably mounted on an electric / electronic device used for an information processing device, a display, a communication device, a transportation device, and the like.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明は、これにより何ら限定
されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by this.

以下の実施例/比較例において、物性/特性の評価は下記の方法で行った。
(溶融粘度)
レオメータ(アントンパール社製、型番:MCR302)を用い、溶融粘弾性の温度分散を測定することにより求めた。測定はアンダーフィル用絶縁フィルムを1.0mmの厚みになるように積層したものを用い、予め80℃で3分間治具に密着させたのち、次のような条件で測定した。
環境:窒素雰囲気下
測定治具:パラレルプレート8mmφ
変形モード:ずり
周波数:1Hz
昇温速度:10℃/分
温度範囲:70〜200℃
(反応熱)
示差走査熱量計(DSC、パーキンエルマー社製、Diamond DSC)を用い、アンダーフィルム用絶縁フィルム(5mg)をパンに入れ、窒素雰囲気下で−40℃から250℃まで、10℃/分で昇温させた際の発熱曲線を評価した。最大の発熱量(W/g)を与える温度を最大発熱温度とした。最大発熱量の半分の発熱量を与える温度を半値発熱温度とし、その半値発熱温度の差を半値幅として定義した。さらに、最大発熱量以外に極大値を持つ場合には、その他極大発熱温度と定義した。
(圧着試験)
テストチップ(グローバルネット(株)製、G03、バンプ径:20μm、バンプピッチ:40μm、バンプ高さ:19μm(銅ピラーに錫/銀ハンダ)、大きさ:5mm×5mm、デイジーチェーン構造)に、アンダーフィル用絶縁フィルム(20μm)/離形PETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製ピューレックスA54、38μm)の積層品をアンダーフィル用絶縁フィルムがテストチップ側になるように、真空ラミネータ(株式会社タカトリ製)を用いて、真空下でラミネートした(真空度:13Paに到達後、80℃、1分加圧)。得られた積層品から不要なチップ周辺部をデザインナイフで除去したのち、離形フィルムを取り除くことで、アンダーフィルム用絶縁フィルム付チップを得た。
次に、ボンダー(渋谷工業株式会社製、DB250)を用いて、上記アンダーフィルム用絶縁フィルム付チップを、テスト基板(グローバルネット(株)製、G03、シリコン基板)に対し、位置を適切に合わせた上で、次の条件で圧着した。
ステージ温度:100℃
チップ温度:100℃で1s保持後4sかけて260に昇温し2s保持
荷重:45N(7s)
チップ温度は別途チップ/基板間に熱電対を挿入した治具を作成し、同条件で圧着することにより測定した。
得られたチップ/アンダーフィル用絶縁フィルム/基板の積層品を、赤外線顕微鏡でチップ側から観察することにより、ボイドを評価した。ボイドが発生していないものを「○」、ボイドが発生したものを「×」とした。また、電気的な接続が取れているものを接合「○」、導通不良があるものを「×」とした。
(40℃で1週間の熱処理)
上記の溶融粘度、反応熱、及び圧着試験(初期試験)を未だ行っていないアンダーフィル用絶縁フィルム試料を、40℃の恒温槽中に1週間保持した後、上記同様の条件で、130℃における溶融粘度試験、及び圧着試験を行った。
In the following examples / comparative examples, physical properties / characteristics were evaluated by the following methods.
(Melt viscosity)
It was determined by measuring the temperature dispersion of melt viscoelasticity using a rheometer (manufactured by Anton Paar, model number: MCR302). The measurement was carried out under the following conditions after using an underfill insulating film laminated to a thickness of 1.0 mm and adhering to a jig at 80 ° C. for 3 minutes in advance.
Environment: Under nitrogen atmosphere Measuring jig: Parallel plate 8mmφ
Deformation mode: shear frequency: 1 Hz
Temperature increase rate: 10 ° C / min Temperature range: 70-200 ° C
(Reaction heat)
Using a differential scanning calorimeter (DSC, manufactured by Perkin Elmer, Diamond DSC), an underfilm insulating film (5 mg) was placed in a pan, and the temperature was increased from −40 ° C. to 250 ° C. at a rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere. The exothermic curve was evaluated. The temperature giving the maximum heat generation amount (W / g) was defined as the maximum heat generation temperature. The temperature at which half the maximum heat value was generated was defined as the half-value heat temperature, and the difference between the half-value heat temperatures was defined as the half-value width. Furthermore, when there was a maximum value other than the maximum heat generation amount, it was defined as the other maximum heat generation temperature.
(Crimping test)
Test chip (Global Net Co., Ltd., G03, bump diameter: 20 μm, bump pitch: 40 μm, bump height: 19 μm (copper pillar and tin / silver solder), size: 5 mm × 5 mm, daisy chain structure) Vacuum laminator (Co., Ltd.) with a laminate of underfill insulating film (20 μm) / release PET film (Purex A54, 38 μm manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.) so that the underfill insulating film is on the test chip side (Takatori) was laminated under vacuum (vacuum degree: after reaching 13 Pa, pressurization at 80 ° C. for 1 minute). An unnecessary chip peripheral portion was removed from the obtained laminated product with a design knife, and then the release film was removed to obtain a chip with an insulating film for an under film.
Next, using the bonder (Shibuya Kogyo Co., Ltd., DB250), the chip with the insulating film for the under film is properly aligned with the test substrate (Global Net Co., Ltd., G03, silicon substrate). After that, the bonding was performed under the following conditions.
Stage temperature: 100 ° C
Chip temperature: held at 100 ° C. for 1 s, then heated to 260 over 4 s and held for 2 s Load: 45 N (7 s)
The chip temperature was measured by preparing a jig in which a thermocouple was inserted between the chip / substrate separately and crimping under the same conditions.
Voids were evaluated by observing the obtained laminate of the chip / insulating film for underfill / substrate from the chip side with an infrared microscope. The case where no void was generated was indicated by “◯”, and the case where a void was generated was indicated by “X”. In addition, the case where the electrical connection was taken was designated as “J”, and the case where there was a poor conduction was designated as “X”.
(Heat treatment at 40 ° C for 1 week)
The above-mentioned melt viscosity, reaction heat, and insulation film sample for underfill that has not been subjected to the pressure bonding test (initial test) are kept in a constant temperature bath at 40 ° C. for 1 week, and then at 130 ° C. under the same conditions as described above. A melt viscosity test and a pressure bonding test were performed.

[実施例1]
フェノキシ樹脂(三菱化学株式会社製、1256B40(ビスフェノールA骨格、数平均分子量約10000、DSCによるガラス転移温度98℃、エポキシ当量7800))30質量部、エポキシ樹脂(DIC株式会社製、N−672−EXP(クレゾールノボラック型、軟化点71〜79℃)、予め固形分70%のメチルエチルケトン溶液を調整し用いた)20質量部、アクリレート(日本化薬株式会社製、KAYARAD R−130、ビスフェノールA系エポキシアクリレート55〜60%、アクリレートモノマー40〜45%の混合物、平均分子量(Mw)500、重合禁止剤ハイドロキノンモノメチルエーテル(慣用名:メトキノン)500ppm含有)50質量部、エポキシ硬化剤(イミダゾール)(四国化成工業株式会社製、2MAOK−PW(2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物))3質量部、有機過酸化物(日油株式会社製、パーヘキサV(n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレラート)、1分間半減期温度173℃、分子量334.46)0.7質量部、フラックス(アジピン酸)1質量部、シリカ(デンカ株式会社製、SFP−20M(超微粒子球状タイプ溶融シリカ、d50:0.3μm))54質量部、重合禁止剤(TBQ(t−ブチルパラベンゾキノン))を熱ラジカル重合性物質に対し、800ppm、及びメチルエチルケトンを配合し、固形分濃度55%の樹脂組成物を調整した。これを、これを、剥離処理されたPETにアプリケータを用いて塗布し、90℃のオーブンで5分間乾燥させ、厚み20μmのアンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製した。
得られたフィルムの少なくとも1枚について、110℃での溶融粘度η 、130℃での溶融粘度η 、及び反応熱を評価した。また、同フィルムを用いて、圧着試験を行いボイド及び接合を評価した。結果を表1に示す。
また、上記で作製したフィルムの他の少なくとも1枚を、40℃の恒温槽で1週間保管後、130℃で溶融粘度η を評価した。また、同フィルムを用いて、圧着試験を行い、ボイド及び接合を評価した。結果を表1に示す。
[実施例2]
重合禁止剤(t−ブチルパラベンゾキノン)を熱ラジカル重合性物質に対し、4000ppm配合した点を除いて、実施例1と同様の配合、条件で、アンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、作製直後と40℃で1週間保管後のフィルムについて、特性を評価した。結果を表1に示す。
[実施例3]
重合禁止剤(t−ブチルパラベンゾキノン)を熱ラジカル重合性物質に対し、8000ppm配合した点を除いて、実施例1と同様の配合、条件で、アンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、作製直後と40℃で1週間保管後のフィルムについて、特性を評価した。結果を表1に示す。
[実施例4]
重合禁止剤(メトキノン)の配合量を熱ラジカル重合性物質に対し、1300ppm含有させた点、及び重合禁止剤(t−ブチルパラベンゾキノン)を配合しなかった点を除いて、実施例1と同様の配合、条件で、アンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、作製直後と40℃で1週間保管後のフィルムについて、特性を評価した。結果を表1に示す。
[実施例5]
フェノキシ樹脂として三菱化学株式会社製YX7200B35(数平均分子量約10000、DSCによるガラス転移温度149℃、エポキシ当量8000)を30質量部、エポキシ樹脂としてDIC株式会社製N-695(クレゾールノボラック型、軟化点90〜100℃)を20質量部、有機過酸化物としてパーヘキサ25B(日油株式会社製、1分間半減期温度180℃、分子量290.45)1質量部、シリカとしてOX50(日本アエロジル株式会社、親水性ヒュームドシリカ、BET比表面積50m/g、平均粒径約0.05μm)を40質量部配合したことを除いて、実施例1と同様の配合、条件で、アンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、特性を評価した。結果を表1に示す。
[実施例6]
フェノキシ樹脂として三菱化学株式会社製YX7200B35を30質量部、エポキシ樹脂としてDIC株式会社製N-695(クレゾールノボラック型)を20質量部、エポキシ硬化剤として2MAOK・PWを2質量部、有機過酸化物としてパーヘキサ25B(日油株式会社製)1質量部、シリカとしてOX50(日本アエロジル株式会社)を25質量部配合したことを除いて、実施例1と同様の配合、条件で、アンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、特性を評価した。結果を表1に示す。
[実施例7]
フェノキシ樹脂として三菱化学社株式会製YX7200B35を30質量部、有機過酸化物としてパーヘキサ25B(日油株式会社製)1質量部、シリカとしてOX50(日本アエロジル株式会社)を25質量部配合したことを除いて、実施例1と同様の配合、条件で、アンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、特性を評価した。結果を表1に示す。
[比較例1]
重合禁止剤(t−ブチルパラベンゾキノン)を配合しなかった点を除いて、実施例1と同様の配合、条件で、アンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、作製直後と40℃で1週間保管後のフィルムについて、特性を評価した。結果を表1に示す。
[比較例2]
有機過酸化物としてパーブチルO(日油株式会社製、1分間半減期温度134℃、分子量216.32)を1質量部用い、重合禁止剤(t−ブチルパラベンゾキノン)を配合しなかった点を除いて、実施例1と同様の配合、条件で、アンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、作製直後と40℃で1週間保管後のフィルムについて、特性を評価した。結果を表1に示す。
[比較例3]
フェノキシ樹脂(三菱化学株式会社製、1256B40)32質量部、エポキシ樹脂(DIC株式会社製、HP4710(ナフタレン型、軟化点85〜105℃、予め固形分70%のメチルエチルケトン溶液を調整し用いた)32質量部、エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製jER806、ビスフェノールF型、液状、エポキシ当量160〜170)36質量部、エポキシ硬化剤(四国化成工業株式会社製、2MAOK−PW)4質量部、フラックス(アジピン酸)0.8質量部、シリカ(日本アエロジル株式会社製、OX50)8質量部を配合し、それ以外は実施例1と同様にしてアンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、作製直後と40℃で1週間保管後のフィルムについて、特性を評価した。結果を表1に示す。
[比較例4]
フェノキシ樹脂(三菱化学株式会社製、1256B40)33質量部、エポキシ樹脂(DIC株式会社製、N−673(クレゾールノボラック型、軟化点73〜82℃、予め固形分70%のメチルエチルケトン溶液を調整し用いた)38質量部、エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製jER806)29質量部、エポキシ硬化剤(四国化成工業株式会社製、2MAOK−PW)4.2質量部、フラックス(アジピン酸)0.8質量部、シリカ(日本アエロジル株式会社製、OX50)8.4質量部を配合し、それ以外は実施例1と同様にしてアンダーフィル用絶縁フィルムを複数枚作製し、作製直後と40℃で1週間保管後のフィルムについて、特性を評価した。結果を表1に示す。
[Example 1]
30 parts by mass of phenoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, 1256B40 (bisphenol A skeleton, number average molecular weight of about 10000, glass transition temperature by DSC 98 ° C., epoxy equivalent 7800)), epoxy resin (DIC Corporation, N-672- EXP (cresol novolac type, softening point 71-79 ° C.), 20 parts by mass of a methyl ethyl ketone solution having a solid content of 70% previously prepared, acrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., KAYARAD R-130, bisphenol A epoxy) Mixture of acrylate 55-60%, acrylate monomer 40-45%, average molecular weight (Mw) 500, polymerization inhibitor hydroquinone monomethyl ether (common name: containing 500 ppm) 50 parts by mass, epoxy curing agent (imidazole) (Shikoku Chemicals) Made by Kogyo Co., Ltd. 2 MAOK-PW (2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- (1 ′)]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct)) 3 parts by mass, organic peroxide (manufactured by NOF Corporation) , Perhexa V (n-butyl-4,4-di (t-butylperoxy) valerate), 1 minute half-life temperature 173 ° C., molecular weight 334.46) 0.7 parts by mass, flux (adipic acid) 1 part by mass , 54 parts by mass of silica (manufactured by Denka Co., Ltd., SFP-20M (ultrafine particle spherical type fused silica, d50: 0.3 μm)), a polymerization inhibitor (TBQ (t-butylparabenzoquinone)) as a thermal radical polymerizable substance On the other hand, 800 ppm and methyl ethyl ketone were blended to prepare a resin composition having a solid content concentration of 55%. This was applied to the peeled PET using an applicator and dried in an oven at 90 ° C. for 5 minutes to produce a plurality of underfill insulating films having a thickness of 20 μm.
At least one of the obtained films was evaluated for melt viscosity η * 1 at 110 ° C., melt viscosity η * 2 at 130 ° C., and reaction heat. In addition, the film was subjected to a pressure bonding test to evaluate voids and bonding. The results are shown in Table 1.
Further, at least one other film produced as described above was stored in a constant temperature bath at 40 ° C. for 1 week, and then the melt viscosity η * 3 was evaluated at 130 ° C. Moreover, the pressure bonding test was done using the film and the void and joining were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Example 2]
A plurality of insulating films for underfill were produced under the same composition and conditions as in Example 1 except that 4000 ppm of a polymerization inhibitor (t-butylparabenzoquinone) was added to the thermal radical polymerizable substance. Immediately and after the film was stored at 40 ° C. for 1 week, the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Example 3]
A plurality of underfill insulating films were produced under the same composition and conditions as in Example 1 except that 8000 ppm of a polymerization inhibitor (t-butylparabenzoquinone) was added to the thermal radical polymerizable substance. Immediately and after the film was stored at 40 ° C. for 1 week, the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Example 4]
The same as Example 1 except that the blending amount of the polymerization inhibitor (methoquinone) was 1300 ppm with respect to the thermal radical polymerizable substance and the polymerization inhibitor (t-butylparabenzoquinone) was not blended. A plurality of insulating films for underfill were prepared under the conditions and conditions described above, and the characteristics of the films immediately after the production and after storage for 1 week at 40 ° C. were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Example 5]
30 parts by mass of YX7200B35 (number average molecular weight of about 10,000, DSC glass transition temperature 149 ° C., epoxy equivalent 8000) as phenoxy resin, DIC Corporation N-695 (cresol novolac type, softening point) as epoxy resin 90 to 100 ° C.), 20 parts by mass as organic peroxide, Perhexa 25B (manufactured by NOF Corporation, 1 minute half-life temperature 180 ° C., molecular weight 290.45), 1 part by mass, and OX 50 (Nippon Aerosil Co., Ltd., An insulating film for underfill was prepared under the same composition and conditions as in Example 1 except that 40 parts by mass of hydrophilic fumed silica, BET specific surface area of 50 m 2 / g, and average particle size of about 0.05 μm were blended. A plurality of sheets were produced and their characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Example 6]
30 parts by mass of YX7200B35 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation as the phenoxy resin, 20 parts by mass of N-695 (cresol novolac type) manufactured by DIC Corporation as the epoxy resin, 2 parts by mass of 2MAOK · PW as the epoxy curing agent, organic peroxide Insulating film for underfill under the same composition and conditions as in Example 1 except that 1 part by weight of Perhexa 25B (manufactured by NOF Corporation) and 25 parts by weight of OX50 (Nippon Aerosil Co., Ltd.) are blended as silica. A plurality of sheets were manufactured and the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Example 7]
30 parts by mass of YX7200B35 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation as a phenoxy resin, 1 part by mass of Perhexa 25B (manufactured by NOF Corporation) as an organic peroxide, and 25 parts by mass of OX50 (Nippon Aerosil Co., Ltd.) as silica Except for this, a plurality of underfill insulating films were produced under the same composition and conditions as in Example 1, and the characteristics were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Comparative Example 1]
Except that the polymerization inhibitor (t-butylparabenzoquinone) was not blended, a plurality of insulating films for underfill were produced under the same composition and conditions as in Example 1, and immediately after production and at 40 ° C. for 1 week. The characteristics of the film after storage were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Comparative Example 2]
Perbutyl O (manufactured by NOF Corporation, 1 minute half-life temperature 134 ° C., molecular weight 216.32) was used as an organic peroxide in an amount of 1 part by mass, and the polymerization inhibitor (t-butylparabenzoquinone) was not blended. Except for this, a plurality of insulating films for underfill were produced under the same composition and conditions as in Example 1, and the characteristics of the films immediately after production and after storage at 40 ° C. for 1 week were evaluated. The results are shown in Table 1.
[Comparative Example 3]
32 parts by mass of phenoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, 1256B40), epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, HP4710 (naphthalene type, softening point 85-105 ° C., prepared in advance using a methyl ethyl ketone solution having a solid content of 70%) 32 Part by mass, epoxy resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd. jER806, bisphenol F type, liquid, epoxy equivalent 160-170), part by mass, epoxy hardener (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2MAOK-PW), 4 parts by mass, flux ( 0.8 parts by mass of adipic acid) and 8 parts by mass of silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., OX50) were blended, and a plurality of insulating films for underfill were produced in the same manner as in Example 1, and immediately after production. The characteristics of the film after storage for 1 week at 40 ° C. were evaluated, and the results are shown in Table 1.
[Comparative Example 4]
33 parts by mass of phenoxy resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., 1256B40), epoxy resin (DIC Co., Ltd., N-673 (cresol novolac type, softening point 73-82 ° C., pre-adjusted methyl ethyl ketone solution with a solid content of 70%) 38 parts by mass, 29 parts by mass of epoxy resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd. jER806), 4.2 parts by mass of epoxy curing agent (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2MAOK-PW), 0.8 mass of flux (adipic acid) Part, 8.4 parts by mass of silica (made by Nippon Aerosil Co., Ltd., OX50), other than that, a plurality of insulating films for underfill were produced in the same manner as in Example 1, and immediately after production and at 40 ° C. for 1 week The characteristics of the film after storage were evaluated, and the results are shown in Table 1.


実施例1〜7においては、作製直後、40℃で1週間保管した後ともに、問題なく圧着を行うことができた。
比較例1では、40℃で1週間保管した後は、大きなボイドが発生していた。溶融粘度η の評価結果も考慮すると、保管の間に硬化が進み、流動性が大きく低下したためであると推定される。
比較例2では、異方導電性フィルムで用いられる1分間半減期温度が低い有機過酸化物を用いたものであるが、作製直後の段階で、ボイドが生じ、かつ、接合不良が確認された。硬化速度が速すぎるために、樹脂の流動性が不足し、ボイド、接合不良が発生したと考えられる
比較例3,4では、作製直後の段階で、ボイドが発生していた。溶融粘度η の評価結果も考慮すると、硬化が遅く、ハンダ溶融温度に達したころに、フィルム内に含まれるアウトガス成分が膨張したと考えられる。

In Examples 1 to 7, pressure bonding could be performed without any problem immediately after the production and after storage at 40 ° C. for 1 week.
In Comparative Example 1, large voids were generated after storage at 40 ° C. for 1 week. Considering the evaluation result of the melt viscosity η * 3 , it is presumed that the curing progressed during storage and the fluidity was greatly reduced.
In Comparative Example 2, an organic peroxide having a low one-minute half-life temperature used in the anisotropic conductive film was used, but voids were formed immediately after the production, and poor bonding was confirmed. . Since the curing rate was too high, the fluidity of the resin was insufficient, and voids and poor bonding were considered to occur. In Comparative Examples 3 and 4, voids occurred immediately after fabrication. Considering the evaluation result of the melt viscosity η * 2 , it is considered that the outgas component contained in the film expanded when the curing was slow and the solder melting temperature was reached.

本発明のアンダーフィル用絶縁フィルムは、半導体チップと回路基板とを接合するプロセスの初期においては可塑性、流動性を示すとともに、該プロセスの後期においては十分に硬化が進行し、更に、一旦加熱した後であっても長時間の保存安定性に優れるという、実用上高い価値を有する技術的効果を兼ね備えるので、産業の各分野、とりわけ半導体装置の製造をはじめとする電気電子産業の分野において、高い利用可能性を有する。   The insulating film for underfill according to the present invention exhibits plasticity and fluidity in the early stage of the process of joining the semiconductor chip and the circuit board, and is sufficiently cured in the later stage of the process, and further heated once. Since it has a technical effect with high practical value that it is excellent in storage stability for a long time even after, it is high in each field of industry, especially in the field of electrical and electronic industry including manufacturing of semiconductor devices. Has availability.

1:半導体チップ
2a:電極
2b:対向電極
3:ハンダ
4:アンダーフィル用絶縁フィルム
5:回路基板
1: Semiconductor chip 2a: Electrode 2b: Counter electrode 3: Solder 4: Insulating film for underfill 5: Circuit board

Claims (15)

110℃での溶融粘度η が、1×10〜5×10Pa・sであり、
130℃での溶融粘度η が、5×10〜1×10Pa・sであり、かつ、
40℃で1週間保持した後の130℃での溶融粘度η と上記η との比η /η が3未満であるアンダーフィル用絶縁フィルム。
The melt viscosity η * 1 at 110 ° C. is 1 × 10 1 to 5 × 10 3 Pa · s,
The melt viscosity η * 2 at 130 ° C. is 5 × 10 2 to 1 × 10 5 Pa · s, and
An insulating film for underfill in which the ratio η * 3 / η * 2 of the melt viscosity η * 3 at 130 ° C. after being held at 40 ° C. for 1 week and the above η * 2 is less than 3.
導電性粒子の含有量が5質量%以下である、請求項1に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。   The insulating film for underfill according to claim 1, wherein the content of conductive particles is 5% by mass or less. フィルム形成用の樹脂、熱ラジカル重合性物質、熱ラジカル発生剤、重合禁止剤及びフラックス剤を含有し、前記重合禁止剤の含有量(質量)が、前記熱ラジカル重合性物質の量(質量)に対して、600〜10000ppmである、請求項1又は2に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。   It contains a resin for film formation, a thermal radical polymerizable substance, a thermal radical generator, a polymerization inhibitor and a flux agent, and the content (mass) of the polymerization inhibitor is the amount (mass) of the thermal radical polymerizable substance. The insulating film for underfill according to claim 1 or 2, wherein the content is 600 to 10,000 ppm. 前記熱ラジカル発生剤の1分間半減期温度が、140〜200℃である、請求項3に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。   The insulating film for underfill according to claim 3, wherein the one-minute half-life temperature of the thermal radical generator is 140 to 200 ° C. 前記重合禁止剤がキノン類である、請求項3に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。   The insulating film for underfill according to claim 3, wherein the polymerization inhibitor is a quinone. エポキシ樹脂および潜在性硬化剤をさらに含んでなる請求項3から5のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。   The insulating film for underfill according to any one of claims 3 to 5, further comprising an epoxy resin and a latent curing agent. 前期潜在性硬化剤が、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、及び2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物から選ばれる少なくとも一つである、請求項6に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。   The initial latent curing agent is 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- ( The insulating film for underfill according to claim 6, which is at least one selected from 1 ′)]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct. 示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線が、130〜170℃の範囲内に最大値を有し、その少なくとも1つの発熱ピークが25〜60℃の半値幅を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。   An exothermic curve in the range of 50-250 ° C measured by a differential scanning calorimeter has a maximum value in the range of 130-170 ° C, and at least one exothermic peak has a half width of 25-60 ° C. Item 8. The underfill insulating film according to any one of Items 1 to 7. 示差走査熱量計により測定した50〜250℃の範囲の発熱曲線が、少なくとも2つの極大値を有する、請求項1から8のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルム。   The insulating film for underfill according to any one of claims 1 to 8, wherein an exothermic curve in a range of 50 to 250 ° C measured by a differential scanning calorimeter has at least two maximum values. ハンダ付き電極が形成された半導体チップと、前記ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された回路基板とを、請求項1から9のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルムを介して接合する、半導体装置の製造方法であって、
a)ハンダ付き電極を有するウエハ上に前記アンダーフィル用絶縁フィルムを真空下で貼り付ける工程と、
b)該ウエハを個々のアンダーフィル用絶縁フィルム付半導体チップに分割する工程と、
c)該半導体チップと該回路基板とを、最大温度が該チップに搭載されたハンダの融点温度以上となる温度条件で、前記半導体チップの電極と前記回路基板の対向電極とが、それぞれの略中心線上で接触するように熱圧着する熱圧着工程と、を有する、上記半導体装置の製造方法。
A semiconductor chip on which a soldered electrode is formed and a circuit board on which a counter electrode facing the soldered electrode is formed via the underfill insulating film according to any one of claims 1 to 9. A method of manufacturing a semiconductor device to be joined,
a) a step of applying the underfill insulating film on a wafer having a soldered electrode under vacuum;
b) dividing the wafer into individual semiconductor chips with an insulating film for underfill;
c) With the semiconductor chip and the circuit board, the electrode of the semiconductor chip and the counter electrode of the circuit board are respectively substantially abbreviated in a temperature condition where the maximum temperature is equal to or higher than the melting point temperature of the solder mounted on the chip. And a thermocompression bonding step of thermocompression bonding so as to contact on the center line.
ハンダ付き電極が形成された半導体チップと、請求項1から9のいずれか一項に記載のアンダーフィル用絶縁フィルムと、該ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された回路基板とが、この順で接合された積層体であって、
該ハンダ付き電極の少なくとも一部が、該対向電極の少なくとも一部と電気的に接触している、上記積層体。
A semiconductor chip on which a soldered electrode is formed, an insulating film for underfill according to any one of claims 1 to 9, and a circuit board on which a counter electrode facing the soldered electrode is formed. A laminated body joined in order,
The laminated body, wherein at least a part of the soldered electrode is in electrical contact with at least a part of the counter electrode.
前記ハンダ付き電極の少なくとも一部が、前記対向電極の少なくとも一部と電気的に接触している箇所において、該ハンダ付き電極の少なくとも一部と対向電極の少なくとも一部との間に、前記アンダーフィル用絶縁フィルムが存在しない、請求項11に記載の積層体。   In a place where at least a part of the soldered electrode is in electrical contact with at least a part of the counter electrode, the under electrode is interposed between at least a part of the soldered electrode and at least a part of the counter electrode. The laminate according to claim 11, wherein there is no insulating film for fill. 前記ハンダ付き電極の少なくとも一部が、前記対向電極の少なくとも一部と電気的に接触している箇所において、前記アンダーフィル用絶縁フィルム中に貫通孔が形成されている、請求項11に記載の積層体。   The through-hole is formed in the said insulating film for underfills in the location where at least one part of the said electrode with a solder is in electrical contact with at least one part of the said counter electrode. Laminated body. 請求項11から13のいずれか一項に記載の積層体を有する、半導体装置。   A semiconductor device comprising the stacked body according to claim 11. 請求項14に記載の半導体装置を有する電気電子機器。
An electric / electronic apparatus comprising the semiconductor device according to claim 14.
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