JP6374722B2 - インクジェット用熱硬化性接着剤、半導体装置の製造方法及び電子部品 - Google Patents
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Description
上記熱硬化性化合物としては、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物、及びチイラン基を有する熱硬化性化合物等が挙げられる。硬化した接着剤層をより一層高精度に形成する観点からは、上記熱硬化性化合物は、環状エーテル基を有する熱硬化性化合物であることが好ましく、エポキシ基を有する熱硬化性化合物(エポキシ化合物)であることがより好ましい。上記熱硬化性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱硬化剤としては、有機酸、アミン化合物、アミド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィッド化合物及び酸無水物等が挙げられる。上記熱硬化剤として、アミン−エポキシアダクトなどの変性ポリアミン化合物を用いてもよい。これら以外の熱硬化剤を用いてもよい。上記熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記硬化促進剤としては、第三級アミン、イミダゾール、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩、有機金属塩、リン化合物及び尿素系化合物等が挙げられる。
上記接着剤は溶剤を含まないか又は含む。上記接着剤は、溶剤を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤における溶剤の含有量は少ないほどよい。
上記接着剤はフィラーを含まないか又は含む。上記接着剤は、フィラーを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。接着剤層をより一層高精度に形成し、接着剤層にボイドをより一層生じ難くする観点からは、上記接着剤におけるフィラーの含有量は少ないほどよい。さらに、上記接着剤におけるフィラーの含有量が少ないほど、インクジェット装置による吐出不良の発生が抑えられる。
上記接着剤は、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては特に限定されないが、カップリング剤等の接着助剤、顔料、染料、レベリング剤、消泡剤、及び重合禁止剤等が挙げられる。
以下、本発明の一実施形態に係るインクジェット用熱硬化性接着剤を用いて得られる電子部品の他の具体例について説明する。
熱硬化性化合物としてビスフェノールF型エポキシ化合物(DIC社製「830−LVP」)30重量部、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物(アデカ社製「EP−4088L」)20重量部、脂肪族エポキシ化合物(アデカ社製「ED−503G」)10重量部、熱硬化剤として酸無水物硬化剤(テルペン系酸無水化合物、三菱化学社製「YH309」)40重量部、及び硬化促進剤としてDBU−オクチル酸塩(サンアプロ社製「UCAT SA102」)1重量部を均一に混合し、接着剤Aを得た。
下記の表1に示す成分を下記の表2に示す配合量で配合したこと以外は上記接着剤Aの調製と同様にして、接着剤B〜Gを調製した。
(1)粘度
得られた接着剤の粘度を、JIS K2283に準拠して、E型粘度計(東機産業社製「TVE22L」)を用いて、25℃及び1rpmで測定した。
ピエゾ方式インクジェットプリンター(ヘッド温度:80℃)のインクジェットヘッドから、得られた接着剤の吐出試験を行い、インクジェット吐出性を下記の判断基準で評価した。
○:ヘッドから接着剤を吐出できた
×:ヘッドから接着剤を吐出できなかった
半導体装置(積層構造体)の作製:
FR4ガラスエポキシ基板(厚み0.3mm、市販のソルダーレジストが塗布されている、縦10mm×横10mmの半導体チップが置かれる場所が3行×9列で27か所設けられている)を用意した。上記で得られた接着剤をピエゾ方式インクジェットプリンター(ヘッド温度:80℃)のインクジェットヘッドで塗布し接着剤層を形成した。その後、接着剤層上に、ダイボンド装置を用いて、半導体チップ(縦10mm×横10mm×厚み80μm)に見立てたシリコンベアチップを25℃、0.05MPaで0.5秒間加圧して、積層体を得た。得られた積層体を170℃のオーブン内に入れ、3時間加熱することで、熱硬化させることにより、27個の半導体装置(積層構造体)を得た。
超音波探査映像装置(日立建機ファインテック社製「mi−scope hyper II」)を用いて、得られた半導体装置の接着剤層のボイドを観察し、ボイドを下記の基準で評価した。
○○:ボイドがほとんど観察されなかった
○:ボイドがわずかに観察された(使用上問題がない)
×:ボイドが観察された(使用上問題あり)
上記の(3)半導体装置におけるボイドの評価で得られた半導体装置を用意した。ダイシェア強度測定装置(Dage社製「Dage シリーズ4000」、試験温度:200℃)を用いて、高温ダイシェア強度の測定を行った(初期)。また、85℃及び湿度85%%RHで1000時間半導体装置を放置し、その後、80℃で1時間乾燥させた後、高温ダイシェア強度を測定し(高温高湿試験後)、冷熱サイクル試験でのダイシェア強度を下記の基準で評価した。
○:初期から高温高湿試験後のダイシェア強度の低下率が20%未満
△:初期から高温高湿試験後のダイシェア強度の低下率が20%以上、50%未満
×:初期から高温高湿試験後のダイシェア強度の低下率が50%以上
1A…一次積層体
2…第1の電子部品本体
3…接着剤層(加熱後)
4…第2の電子部品本体
11,11X…インクジェット装置
12…接着剤層
21…インクタンク
22…吐出部
23,23X…循環流路部
23A…バッファタンク
23B…ポンプ
31…電子部品
32…多層の接着剤層(加熱後)
32A,32B,32C…接着剤層(加熱後)
41…電子部品
42A,42B,42C…接着剤層(加熱後)
43A,43B,43C…第2の電子部品本体
51,71…半導体装置
52…積層構造体
53,53A…基板
53a…第1の接続端子
53b…第2の接続端子
54,61,72…接着剤層
55…第2の半導体ウェハ
55a,73a…接続端子
56,63,74…配線
62,73…第1の半導体ウェハ
62a…接続端子
Claims (10)
- インクジェット装置を用いて塗布されて用いられ、かつ加熱により硬化させて用いられる接着剤であって、
熱硬化性化合物と、熱硬化剤とを含み、
溶剤を含まないか又は含み、
前記熱硬化性化合物の含有量が10重量%以上、95重量%以下であり、
前記熱硬化剤の含有量が5重量%以上、90重量%以下であり、
接着剤が前記溶剤を含む場合には、前記溶剤の含有量が1重量%以下であり、
JIS K2283に準拠して測定された25℃及び1rpmでの粘度が160mPa・s以上、1600mPa・s以下である、インクジェット用熱硬化性接着剤。 - フィラーを含まないか又は含み、
前記フィラーを含む場合には、前記フィラーの含有量が1重量%以下である、請求項1に記載のインクジェット用熱硬化性接着剤。 - 前記熱硬化性化合物が芳香族骨格を有する、請求項1又は2に記載のインクジェット用熱硬化性接着剤。
- 光半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子の表面上に、インクジェット装置を用いて、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット用熱硬化性接着剤を塗布して、接着剤層を形成する塗布工程と、
前記接着剤層の前記支持部材又は前記半導体素子側とは反対の表面上に、半導体素子を積層する積層工程と、
前記半導体素子の積層後に、前記接着剤層を熱硬化させる加熱工程とを備える、半導体装置の製造方法。 - 前記塗布工程と前記積層工程とを複数回繰り返した後、前記加熱工程を行う、請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記インクジェット用熱硬化性接着剤を循環させながら、塗布する、請求項4又は5に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記インクジェット装置が、前記インクジェット用熱硬化性接着剤が貯留されるインクタンクと、前記インクタンクと接続されておりかつ前記インクジェット用熱硬化性接着剤が吐出される吐出部と、一端が前記吐出部に接続されており、他端が前記インクタンクに接続されており、かつ内部を前記インクジェット用熱硬化性接着剤が流れる循環流路部とを有し、
前記塗布工程において、前記インクジェット装置内で、前記インクジェット用熱硬化性接着剤を前記インクタンクから前記吐出部に移動させた後に、前記吐出部から吐出されなかった前記インクジェット用熱硬化性接着剤を、前記循環流路部内を流して前記インクタンクに移動させることにより、前記インクジェット用熱硬化性接着剤を循環させながら、塗布する、請求項4〜6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 循環されている前記インクジェット用熱硬化性接着剤の温度が40℃以上、100℃以下である、請求項6又は7に記載の半導体装置の製造方法。
- 第1の電子部品本体と、第2の電子部品本体と、前記第1の電子部品本体と前記第2の電子部品本体とを接続している接着剤層とを備え、
前記接着剤層が、請求項1〜3のいずれか1項に記載のインクジェット用熱硬化性接着剤を、インクジェット装置を用いて塗布し、かつ加熱により硬化させて形成されている、電子部品。 - 前記第1の電子部品本体が光半導体素子搭載用の支持部材又は半導体素子であり、
前記第2の電子部品本体が半導体素子である、請求項9に記載の電子部品。
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