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1、(10)申请公布号 CN 103154070 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103154070 A *CN103154070A* (21)申请号 201180049911.8 (22)申请日 2011.10.18 2010-233799 2010.10.18 JP 2010-268412 2010.12.01 JP 2010-268413 2010.12.01 JP 2010-274544 2010.12.09 JP C08G 59/14(2006.01) C08G 59/20(2006.01) (71)申请人 三菱化学株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 池本慎 。
2、河瀬康弘 村瀬友英 高桥淳 平井孝好 上村以帆 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 张平元 (54) 发明名称 三维集成电路用层间填充材料组合物、 涂布 液、 以及三维集成电路的制造方法 (57) 摘要 本发明提供在半导体器件芯片的 3D 叠层化 中, 将半导体器件芯片间的焊料凸块等与触点接 合的同时、 形成导热性高的层间填充层的层间填 充材料组合物、 涂布液、 以及三维集成电路的制造 方法。所述三维集成电路用层间填充材料组合物 含有树脂 (A) 及熔剂 (B), 所述树脂 (A) 在 120 的熔融粘度为 100Pas 以下, 且相对于树脂 (A) 每100重量份。
3、, 熔剂(B)的含量为0.1重量份以上 且 10 重量份以下 ; 或者, 其含有树脂 (A)、 无机填 料(C)、 以及固化剂(D)和/或熔剂(B), 所述树脂 (A) 在 120的熔融粘度为 100Pa s 以下、 且其导 热系数为0.2W/mK以上, 所述无机填料(C)的导热 系数为 2W/mK 以上、 体积平均粒径为 0.1m 以上 且 5m 以下、 且最大体积粒径为 10m 以下。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.04.16 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/073969 2011.10.18 (87)PCT申请的公布数据 WO2012。
4、/053524 JA 2012.04.26 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 33 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书33页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103154070 A CN 103154070 A *CN103154070A* 1/2 页 2 1. 一种三维集成电路用层间填充材料组合物, 其含有树脂 (A) 及熔剂 (B), 所述树脂 (A) 在 120的熔融粘度为 100Pa s 以下, 且相对于树脂 (A) 每 100 重量份, 熔剂 (B) 的含 量为 0.1 重量份以上且 10 重量份。
5、以下。 2.根据权利要求1所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其还含有固化剂(C)。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其还含有导热系 数为 1W/mK 以上的无机填料 (D), 且相对于树脂 (A) 每 100 重量份, 该无机填料 (D) 的含量 为 50 重量份以上且 400 重量份以下。 4. 一种三维集成电路用层间填充材料组合物, 其含有树脂 (A)、 无机填料 (D)、 以及固 化剂 (C) 和 / 或熔剂 (B), 所述树脂 (A) 在 120的熔融粘度为 100Pa s 以下、 且其导热系 数为 0.2W/mK 以上, 所述无机填料。
6、 (D) 的导热系数为 2W/mK 以上、 体积平均粒径为 0.1m 以上且 5m 以下、 且最大体积粒径为 10m 以下。 5.根据权利要求14中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所 述树脂 (A) 在 50的熔融粘度为 2000Pas 以上。 6.根据权利要求15中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所 述树脂 (A) 为热固性树脂。 7.根据权利要求16中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所 述树脂 (A) 为环氧树脂。 8. 根据权利要求 7 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述环氧树脂 为环氧树脂 (A。
7、1)、 或环氧树脂 (A1) 与环氧树脂 (A2) 的混合物, 所述环氧树脂 (A1) 为苯氧 基树脂, 所述环氧树脂 (A2) 为分子内具有 2 个以上环氧基的环氧树脂。 9. 根据权利要求 7 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述环氧树脂 为下述式(1)表示、 且环氧当量为2,500g/当量以上且30,000g/当量以下的环氧树脂(B), 式 (1) 中, A 为下述式 (2) 表示的联苯骨架, B 为氢原子或下述式 (3) 表示的基团, n 为 重复单元数、 其平均值为 1 n 100, 式 (2) 中, R1彼此相同或不同, 为氢原子、 碳原子数 1 10 的烃基、 。
8、或卤族元素, 权 利 要 求 书 CN 103154070 A 2 2/2 页 3 10. 根据权利要求 9 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 上述式 (2) 中 的 R1为氢原子或碳原子数 1 4 的烷基, 式 (2) 表示的联苯骨架具有至少一个氢原子和至 少一个碳原子数 1 4 的烷基。 11. 根据权利要求 9 或 10 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其还含有环氧 当量低于 2500g/ 当量的环氧树脂 (C)。 12. 根据权利要求 11 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 在包含环氧 树脂 (B) 和环氧树脂 (C) 的全部环氧树脂中, 环氧。
9、树脂 (C) 的比例为 10 重量 % 以上且 80 重量 % 以下。 13.根据权利要求112中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述熔剂 (B) 为有机羧酸。 14. 根据权利要求 13 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述有机羧 酸的分解温度为 130以上。 15.根据权利要求314中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 相对于所述树脂 (A) 和所述无机填料 (D) 的总体积, 无机填料 (D) 为 5 体积 % 以上且 60 体 积 % 以下。 16.根据权利要求315中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 。
10、所述无机填料 (D) 为氮化硼填料。 17.根据权利要求216中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述固化剂 (C) 为咪唑或其衍生物。 18. 一种三维集成电路用层间填充材料组合物的涂布液, 其是在权利要求 1 17 中任 一项所述的层间填充材料组合物中进一步含有有机溶剂 (E) 而得到的。 19. 一种三维集成电路的制造方法, 其包括下述工序 : 将权利要求 1 18 中任一项所 述的层间填充材料组合物在多个半导体基板表面成膜后, 将这些半导体基板加压粘接以进 行叠层。 权 利 要 求 书 CN 103154070 A 3 1/33 页 4 三维集成电路用层间填充材料。
11、组合物、 涂布液、 以及三维集 成电路的制造方法 技术领域 0001 本发明涉及三维集成电路用层间填充材料组合物、 含有该层间填充材料组合物的 涂布液、 以及包含该层间填充材料组合物的三维集成电路的制造方法。 背景技术 0002 近年来, 为了实现半导体器件的进一步高速化、 高容量化等性能提高, 除了晶体 管、 配线的微细化以外, 针对由 2 层以上半导体器件芯片叠合而成的三维 (3D) 叠层化的三 维集成电路所实现的性能提高进行了研究开发。 0003 对于三维集成电路而言, 具有在半导体器件芯片之间用焊料凸块等电信号端子等 将该芯片彼此连接、 同时利用层间填充层粘接的结构, 所述层间填充层是。
12、填充层间填充材 料组合物而形成的。 0004 具体而言, 已提出了下述工艺 : 通过涂布在晶片上形成层间填充材料组合物的薄 膜后, 进行 B 阶化, 然后, 通过进行切割裁切出芯片, 使用该芯片重复进行由加压加热实现 的预接合, 最后, 在加压加热条件下进行正式接合 ( 焊料接合 )( 参见非专利文献 1)。 0005 对于如上所述的三维集成电路设备的实用化, 已被指出各种课题, 其中的课题之 一是由晶体管、 配线等器件放出的热的放热问题。该问题由进行半导体器件芯片的叠层时 使用的层间填充材料组合物的导热系数与金属、 陶瓷等相比一般非常低而引起, 存在因叠 层器件芯片内的蓄热而导致性能降低的隐。
13、患。 0006 作为解决该问题的方法之一, 可列举层间填充材料组合物的高导热化。 例如, 已有 通过使用高导热性的环氧树脂作为构成层间填充材料组合物的树脂单体、 或使这样的树脂 与高导热性无机填料复合化来对层间填充材料组合物进行高导热化的方法。例如, 专利文 献 1 中记载了一种配合有作为填料的球状氮化硼凝聚物的层间填充材料组合物。该文献中 公开了下述内容 : 氮化硼通常为板状粒子, 其具有导热系数在长径方向和短径方向上不同 的性质, 但通过利用粘合剂将氮化硼粒子结合而形成球状的凝聚物, 可使导热系数在各方 向上变得均匀, 因此, 通过在树脂中配合作为填料的该氮化硼凝聚物, 可提高导热系数。 。
14、0007 此外, 作为提高环氧树脂自身的导热性的发明, 已公开了向环氧树脂中导入介晶 骨架的方法。例如, 非专利文献 2 中记载了有关通过导入各种介晶骨架来提高环氧树脂的 导热性的内容, 不过, 虽然显示出导热性的提高, 但考虑到成本方面、 工艺适合性、 耐水解性 及热稳定性等的平衡时, 不能说是实用的。 0008 此外, 专利文献 2 中还公开了仅使用联苯骨架的导热性良好的环氧树脂, 但合成 得到的仅是分子量极低的环氧树脂, 其成膜性不足, 因此很难制成薄膜使用。 0009 此外, 对于包含无机填料的环氧树脂组合物而言, 可能会在无机填料表面发生树 脂的剥离, 有时无法达到所期望的导热系数。。
15、 另外, 环氧当量不大的具有介晶骨架的环氧树 脂大多在固化后形成树脂结晶性高而坚固的结构, 需要谋求导热性和低应力化的平衡。 0010 另一方面, 在以往的将半导体器件芯片搭载至中介片等的工艺中, 首先利用熔剂 说 明 书 CN 103154070 A 4 2/33 页 5 对半导体器件芯片侧的焊料凸块等电信号端子进行活化处理, 然后, 在接合至具有触点 ( )( 电接合电极 ) 的基板后, 利用液态树脂或在液态树脂中添加了无机填料而得到 的底部填充材料在基板间进行填充、 固化, 由此完成接合。 此时, 对于熔剂, 要求其具有除去 焊料凸块等金属电信号端子及触点的表面氧化膜、 提高润展性、 以。
16、及防止金属端子表面的 再氧化等的活化处理功能。 0011 作为熔剂, 一般而言, 除了电信号端子的金属氧化膜溶解能力优异的包含卤素的 无机金属盐以外, 还可以单独或组合多种有机酸、 有机酸盐、 有机卤化物、 胺类、 松香或其构 成成分使用 ( 例如, 参见非专利文献 3)。 0012 另外, 在半导体器件芯片的 3D 叠层工艺中, 最初使用熔剂对焊料凸块等电信号端 子进行活化处理时, 会在端子表面形成导热性低的熔剂层, 而这可能会成为因层间填充材 料组合物的存在而妨碍叠层基板间的导热性、 或因熔剂成分的残留而引起接合端子的腐蚀 劣化等的主要原因。 因此, 要求熔剂具有如下特性 : 能够直接混合。
17、到具有高导热性的层间填 充材料组合物中, 并且对金属端子显示低腐蚀性。 0013 如上所述, 对于高导热性的层间填充材料组合物而言, 除了对 3D 叠层工艺的适合 性以及薄膜化以外, 还要求其显示对半导体器件芯片间的电信号端子的接合性等, 因而需 要进行进一步的技术开发。 0014 现有技术文献 0015 专利文献 0016 专利文献 1 : 日本特表 2008-510878 号公报 0017 专利文献 2 : 日本特开 2010-001427 号公报 0018 非专利文献 0019 非专利文献 1 : 电子封装学会讲演大会讲演论文集 ( 実装学会 講演大会講演論文集 )、 61,23,200。
18、9 0020 非专利文献 2 : 电子部件用环氧树脂的最新技术 ( 電子部品用樹脂最 新技術 )(CMC 出版、 2006 年、 第 1 章 P24 31、 第 5 章 P114 121) 0021 非专利文献 3 : 焊接的基础和应用 ( 付基礎応用 )( 日本工业调查 会 ) 发明内容 0022 发明要解决的问题 0023 作为三维集成电路设备的实用化进程中的课题之一, 包括由晶体管、 配线等器件 放出的热的放热问题。 该问题由进行半导体器件芯片的叠层时使用的层间填充材料组合物 的导热系数与金属、 陶瓷等相比一般非常低而引起, 存在因叠层器件芯片内的蓄热而导致 性能降低的隐患, 因而期待导。
19、热系数更高的层间填充材料组合物。 0024 另外, 对于上述三维集成电路而言, 为了实现进一步的高速化、 高容量化等性能提 高, 各芯片间的距离已减小到芯片间距离 10 50m 左右。 0025 在芯片间的层间填充层中, 为了进一步提高导热系数, 在某些情况下需要使所配 合的填料的最大体积粒径达到层间填充层的厚度的 1/3 以下程度, 而为了提高导热系数, 优选配合更大量的填料。特别是, 使用微细填料的情况下, 需要配合大量的填料, 但如果填 说 明 书 CN 103154070 A 5 3/33 页 6 料的配合量过多, 则可能导致层间填充材料组合物的粘接力下降、 或熔融时的柔软性下降。 0。
20、026 上述专利文献 1 中记载的球状氮化硼凝聚物具有高导热系数, 但由于其粒径过 大, 无法用作添加到上述层间填充材料组合物中的填料。 0027 因此, 需要使用更微细的填料, 但如果使用粒径小的填料, 则在配合到构成层间填 充材料组合物的树脂中时, 很难实现均匀的混合, 同时, 可能导致必要的导热通道数增加, 在芯片间的厚度方向上自上而下连接的概率减小, 层间填充层的厚度方向上的导热系数不 足。 0028 另外, 作为三维集成电路用层间填充材料组合物, 在 B- 阶化膜后, 通过加温进行 软化, 以使熔融粘度大幅降低, 由此进行 3D 叠层工艺中基板间通过加压实现的焊料凸块等 的压粘接合,。
21、 所述 B- 阶化膜是热固性树脂的反应的中间阶段, 即材料因加热而发生了软化 而膨胀, 但即使与液体接触也不会完全熔融或溶解的阶段。 因此, 作为层间填充材料组合物 的固化过程, 在 B- 阶化及焊料凸块的接合温度下不完全固化, 在具有短时间的流动性之后 发生凝胶化, 其后再完全固化是重要的。因而, 对于构成层间填充材料组合物的树脂, 要求 能够根据加热温度对该树脂的熔融粘度加以控制, 以使其适于用于将芯片间接合的粘接力 及三维集成电路的制造工艺。 0029 另外, 就三维集成电路而言, 在半导体器件芯片之间, 需要使其芯片间由焊料凸块 等电信号端子等进行电连接、 同时被填充层间填充材料组合物。
22、而形成的层间填充层粘接, 但在层间填充材料组合物中, 有时很难使电信号端子切实地实现电连接。 0030 在本发明中, 可通过使三维集成电路用层间填充材料组合物中含有熔剂, 而使电 信号端子在层间填充材料组合物中切实地实现电连接。但在该情况下, 也可能存在下述问 题 : 部分熔剂成分相对于环氧树脂成分的单体、 低聚物及聚合物或有机溶剂的溶解性低, 难 以通过与层间填充材料组合物混合而均匀地溶解。 0031 此外, 相对于环氧树脂成分, 熔剂所具有的酸性或碱性官能团在发挥熔剂作用的 同时, 也显示出作为固化剂的作用, 因而还可以预想到 : 在 B- 阶化及焊料凸块接合前的温 度下, 会引起环氧树脂。
23、的固化, 进而阻碍焊料凸块等与触点的接合。 0032 本发明鉴于上述问题而完成, 其目的在于提供一种在半导体器件芯片的 3D 叠层 工艺中, 半导体器件芯片间的焊料凸块等与触点的接合性优异、 同时形成导热性高的层间 填充层的层间填充材料组合物、 含有该层间填充材料组合物的涂布液、 以及包含该层间填 充材料组合物的三维集成电路的制造方法。 0033 解决问题的方法 0034 本发明人等进行了深入研究, 结果发现, 下述发明可以使上述问题得以解决, 进而 完成了本发明。 0035 即, 本发明涉及下述要点。 0036 1.一种三维集成电路用层间填充材料组合物, 其含有树脂(A)及熔剂(B), 所述。
24、树 脂 (A) 在 120的熔融粘度为 100Pa s 以下, 且相对于树脂 (A) 每 100 重量份, 熔剂 (B) 的 含量为 0.1 重量份以上且 10 重量份以下。 0037 2. 上述 1 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其还含有固化剂 (C)。 0038 3. 上述 1 或 2 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其还含有导热系数为 1W/mK 以上的无机填料 (D), 且相对于树脂 (A) 每 100 重量份, 该无机填料 (D) 的含量为 50 说 明 书 CN 103154070 A 6 4/33 页 7 重量份以上且 400 重量份以下。 0039 4. 。
25、一种三维集成电路用层间填充材料组合物, 其含有树脂 (A)、 无机填料 (D)、 以 及固化剂 (C) 和 / 或熔剂 (B), 所述树脂 (A) 在 120的熔融粘度为 100Pas 以下、 且其 导热系数为 0.2W/mK 以上, 所述无机填料 (D) 的导热系数为 2W/mK 以上、 体积平均粒径为 0.1m 以上且 5m 以下、 且最大体积粒径为 10m 以下。 0040 5.上述14中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述树 脂 (A) 在 50的熔融粘度为 2000Pas 以上。 0041 6.上述15中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 。
26、所述树 脂 (A) 为热固性树脂。 0042 7.上述16中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述树 脂 (A) 为环氧树脂。 0043 8. 上述 7 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述环氧树脂为环 氧树脂 (A1)、 或环氧树脂 (A1) 与环氧树脂 (A2) 的混合物, 所述环氧树脂 (A1) 为苯氧基树 脂, 所述环氧树脂 (A2) 为分子内具有 2 个以上环氧基的环氧树脂。 0044 9. 上述 7 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 所述环氧树脂为下 述式(1)表示、 且具有2,500g/当量以上且30,000g/当量以下的环。
27、氧当量的环氧树脂(B)。 0045 化学式 1 0046 0047 ( 式 (1) 中, A 为下述式 (2) 表示的联苯骨架, B 为氢原子或下述式 (3) 表示的基 团, n 为重复单元数、 其平均值为 1 n 100。) 0048 化学式 2 0049 0050 (式(2)中, R1彼此相同或不同, 为氢原子、 碳原子数110的烃基、 或卤族元素。 ) 0051 化学式 3 0052 0053 10. 上述 9 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 上述式 (2) 中的 R1 为氢原子或碳原子数 1 4 的烷基, 式 (2) 表示的联苯骨架具有至少一个氢原子和至少一 说 明 。
28、书 CN 103154070 A 7 5/33 页 8 个碳原子数 1 4 的烷基。 0054 11. 上述 9 或 10 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其还含有环氧当量 低于 2500g/ 当量的环氧树脂 (C)。 0055 12. 上述 11 所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 在包含环氧树脂 (B) 和环氧树脂 (C) 的全部环氧树脂中, 环氧树脂 (C) 的比例为 10 重量 % 以上且 80 重量 % 以下。 0056 13.上述112中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 上述 熔剂 (B) 为有机羧酸。 0057 14. 上述 13 所。
29、述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 上述有机羧酸的 分解温度为 130以上。 0058 15. 上述 3 14 中任一项所述的层间填充材料组合物, 其中, 相对于上述树脂 (A) 和上述无机填料 (D) 的总体积, 无机填料 (D) 为 5 体积 % 以上且 60 体积 % 以下。 0059 16.上述315中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 上述 无机填料 (D) 为氮化硼填料。 0060 17.上述216中任一项所述的三维集成电路用层间填充材料组合物, 其中, 上述 固化剂 (C) 为咪唑或其衍生物。 0061 18. 一种三维集成电路用层间填充材料组合物。
30、的涂布液, 其是在上述 1 17 中任 一项所述的层间填充材料组合物中进一步含有有机溶剂 (E) 而得到的。 0062 19. 一种三维集成电路的制造方法, 其包括下述工序 : 将上述 1 18 中任一项所 述的层间填充材料组合物在多个半导体基板表面成膜后, 将这些半导体基板加压粘接以进 行叠层。 0063 发明的效果 0064 根据本发明, 可提供将半导体器件基板间的焊料凸块等与触点接合的同时, 形成 导热性高的层间填充层的层间填充材料组合物、 含有该层间填充材料组合物的涂布液、 以 及包含该层间填充材料组合物的三维集成电路的制造方法。 0065 根据本发明的三维集成电路用层间填充材料组合物。
31、, 在半导体器件芯片的 3D 叠 层工艺中, 半导体器件芯片间的焊料凸块等与触点的接合性优异, 同时, 特别是利用导热系 数高的环氧树脂将导热系数高且微细的无机填料接合, 因此, 放热性高, 在使用无机填料的 情况下能够进一步形成导热性高的层间填充层。 附图说明 0066 图 1 是用于接合评价的焊料凸块基板的模式图, (a) 为俯视图、 (b) 为剖视图。 0067 图 2 是实施例 3 的层间填充剂糊料的粒度分布的评价结果。 0068 图 3 是由实施例 3 的层间填充剂糊料得到的 B- 阶化膜的表面照片。 0069 图 4 是比较例 3 的层间填充剂糊料的粒度分布的评价结果。 0070 。
32、图 5 是由比较例 3 的层间填充剂糊料得到的 B- 阶化膜的表面照片。 具体实施方式 0071 以下, 针对本发明的实施方式进行说明, 但本发明并不受下述实施方式的限定, 可 说 明 书 CN 103154070 A 8 6/33 页 9 以在其要点的范围内作出各种变形后实施。 0072 需要说明的是, 在本说明书中, 表述为 “” 的情况下, 采用包含其前后数值的含 义。 0073 三维集成电路用层间填充材料组合物 0074 本发明的三维集成电路用层间填充材料组合物 ( 在本发明中, 有时简称为层间填 充材料组合物 ) 是能够将构成三维集成电路的各层的半导体基板彼此粘接而形成填充半 导体基。
33、板之间的间隙的填充层的组合物。 0075 该三维集成电路用层间填充材料组合物中, 树脂 (A) 的熔融粘度在 120下为 100Pas 以下时, 可以在焊料凸块发生熔解之前使树脂熔融而大幅降低粘度, 由此可通过 热压实现焊料凸块与触点端子的接合, 进而, 通过在 200以上对成膜在半导体基板上的 层间填充材料组合物进行加压粘接, 可以使焊料凸块熔解而实现与触点端子之间的电连 接。此时, 通过添加给定的固化剂, 在 B- 阶化及焊料凸块的接合温度下不会发生固化, 而是 在进行了焊料凸块的接合后, 在具有短时间的流动性之后发生凝胶化, 其后再完全固化, 由 此, 可形成稳定的层间填充膜。 0076。
34、 另外, 树脂 (A) 在 50的熔融粘度为 2000Pas 以上时, B- 阶化膜后在室温下的 粘性(性)降低, 通过实施基板叠合时的对位, 能够实现三维集成电路的叠层基板之 间的预粘接, 故优选。 0077 以下, 针对各成分进行说明。 0078 树脂 (A) 0079 就本发明中的树脂 (A) 而言, 为了在于预粘接后实施正式接合时, 通过加温使层 间填充材料组合物熔融来对电接合端子进行连接, 需要使该树脂在 120的熔融粘度为 100Pa s 以下、 优选为 20Pa s 以下。另外, 为了使其在以层间填充材料组合物形式在基板 上形成薄膜后, 在进行预粘接之前与接合对象的基板进行对位,。
35、 优选树脂 (A) 在 50的熔 融粘度为 2000Pas 以上、 更优选为 10000Pas 以上。 0080 此外, 为了使树脂(A)在与后述的无机填料(D)组合时获得充分的导热性, 其导热 系数优选为 0.2W/mK 以上、 更优选为 0.22W/mK 以上。 0081 作为上述树脂 (A), 可使用满足上述熔融粘度条件的树脂, 但优选热固性树脂。作 为所述热固性树脂的优选例, 可列举丙烯酸树脂、 环氧树脂、 热固性聚酰亚胺树脂、 热固性 酚醛树脂等。其中, 优选环氧树脂、 热固性聚酰亚胺树脂。 0082 其中, 本发明的树脂 (A) 优选为环氧树脂。环氧树脂可以仅为具有 1 种结构单元。
36、 的环氧树脂, 但只要能够满足上述熔融粘度条件, 也可以将结构单元不同的多个环氧树脂 组合。 0083 对于环氧树脂而言, 为了在具有涂膜性或成膜性、 以及粘接性的同时, 减少接合 时的孔隙, 以获得高导热的固化物, 优选至少包含后述的苯氧基树脂 ( 以下称为环氧树脂 (A1), 特别是, 环氧树脂 (A1) 相对于环氧树脂总量的重量比例优选在 5 95 重量 %、 更优 选在 10 90 重量 %、 进一步优选在 20 80 重量 % 的范围内含有环氧树脂 (A1)。 0084 环氧树脂 (A1) 及环氧树脂 (A2) 0085 所述苯氧基树脂, 通常是指由表卤醇与二元酚化合物反应而得到的树。
37、脂、 或由二 元环氧化合物与二元酚化合物反应而得到的树脂。在本发明中, 特别是将上述中作为重均 说 明 书 CN 103154070 A 9 7/33 页 10 分子量为 10000 以上的高分子量环氧树脂的苯氧基树脂称为环氧树脂 (A1)。 0086 作为环氧树脂 (A1), 优选具有选自下组中的至少一种骨架的苯氧基树脂, 所述骨 架包括 : 萘骨架、 芴骨架、 联苯骨架、 蒽骨架、 芘骨架、 吨骨架、 金刚烷骨架及双环戊二烯骨 架。其中, 由于可以进一步提高耐热性, 因此特别优选具有芴骨架和 / 或联苯骨架的苯氧基 树脂。 0087 如上所述, 环氧树脂 (A) 可以包含结构单元不同的多个。
38、环氧树脂。 0088 作为上述环氧树脂(A1)以外的环氧树脂, 优选分子内具有2个以上环氧基的环氧 树脂(以下称为环氧树脂(A2)。 作为环氧树脂(A2), 可列举例如 : 双酚A型环氧树脂、 双酚 F 型环氧树脂、 萘型环氧树脂、 苯酚酚醛清漆型环氧树脂、 甲酚酚醛清漆型环氧树脂、 苯酚芳 烷基型环氧树脂、 联苯型环氧树脂、 三苯基甲烷型环氧树脂、 二环戊二烯型环氧树脂、 缩水 甘油酯型环氧树脂、 缩水甘油胺型环氧树脂、 多官能度酚醛环氧树脂等。 这些环氧树脂可以 单独使用 1 种, 也可以以 2 种以上的混合体的形式使用。 0089 从控制熔融粘度的观点考虑, 环氧树脂 (A2) 的平均分。
39、子量优选为 100 5000、 更 优选为 200 2000。平均分子量低于 100 时, 树脂存在耐热性劣化的倾向, 高于 5000 时, 存 在环氧树脂的熔点升高、 操作性下降的倾向。 0090 另外, 在本发明中, 作为环氧树脂, 在不破坏其目的的范围内, 也可以使用除环氧 树脂 (A1) 和环氧树脂 (A2) 以外的其它环氧树脂 ( 以下, 称为其它环氧树脂 )。相对于环氧 树脂 (A1) 与环氧树脂 (A2) 的总量, 其它环氧树脂的含量通常为 50 重量 % 以下、 优选为 30 重量 % 以下。 0091 本发明中, 使用环氧树脂 (A2) 的情况下, 以包含环氧树脂 (A1) 。
40、和环氧树脂 (A2) 的全部环氧树脂的总量为 100 重量 % 计, 其中的环氧树脂 (A1) 的比例为 10 90 重量 %、 优选为 20 80 重量 %。需要说明的是, 所述 “包含环氧树脂 (A1) 和环氧树脂 (A2) 的全部 环氧树脂” , 在本发明的环氧树脂组合物中包含的环氧树脂仅为环氧树脂 (A1) 及环氧树脂 (A2)的情况下, 代表环氧树脂(A1)和环氧树脂(A2)的总量, 在进一步包含其它环氧树脂的 情况下, 代表环氧树脂 (A1)、 环氧树脂 (A2) 及其它环氧树脂的总量。 0092 通过使环氧树脂 (A1) 的比例为 10 重量 % 以上, 可充分获得通过配合环氧树。
41、脂 (A1) 而达到的导热性提高效果, 从而能够获得所期待的高导热性。环氧树脂 (A1) 的比例 低于 90 重量 % 时, 环氧树脂 (A2) 为 10 重量 % 以上, 由此可发挥出环氧树脂 (A2) 的配合效 果, 得到固化性、 固化物的物性充分的组合物。 0093 环氧树脂 (B) 0094 本发明中, 在环氧树脂中, 优选具有下述式 (1) 表示的结构、 且环氧当量为 2500g/ 当量以上的环氧树脂 (B)。 0095 化学式 4 0096 说 明 书 CN 103154070 A 10 8/33 页 11 0097 ( 式 (1) 中, A 为下述式 (2) 表示的联苯骨架, B。
42、 为氢原子或下述式 (3), n 为重复 单元数, 其平均值为 10 n 50。) 0098 化学式 5 0099 0100 ( 式 (2) 中, R1为氢原子、 碳原子数 1 10 的烃基、 或卤原子, 它们可以彼此相同 或互不相同。) 0101 化学式 6 0102 0103 环氧树脂 (B) 是具有充分的延展性、 且与导热性、 耐热性的平衡优异的环氧树脂。 0104 以往的高导热性环氧树脂几乎全部是为提高导热性而设计的环氧树脂, 大多在包 括固化条件的固化工艺等中受到限制, 其选择的自由度低。 因此, 欲将以往的高导热性环氧 树脂适用于构件、 或密封剂、 粘接剂等制品时, 很难兼顾高导热。
43、性和包括成本在内的制品的 要求物性。 0105 与此相对, 环氧树脂 (B) 其本身的导热性优异, 通过作为环氧树脂成分而添加所 需的量, 可以提高固化物的导热性, 并且, 可以基于环氧树脂 (B) 的延展性而对材料赋予低 应力性。 0106 环氧树脂 (B) 的延展性优异的具体理由尚不明确, 但可以推测如下 : 其具有能够 耐受在受到拉伸应力时的拉伸的分子链长, 并且, 为了缓和该应力, 叠合的联苯骨架之间可 发生 “滑移” 。另外, 此时, 如果结晶性过高, 则会变脆, 发生断裂而不会伸长, 因此其适当具 有无定形部分是重要的, 而对于环氧树脂 (B) 而言, 其通过在联苯骨架上具有取代基。
44、, 可使 结晶性适当降低, 而这关系到延展性的呈现。因此, 从延展性的观点考虑, 优选上述式 (2) 中的 R1不全部为氢原子、 1 个以上 R1为烃基或卤原子。 0107 热传导受到苯酮与传导电子的支配, 在像金属那样具有自由电子的情况下, 来自 传导电子的贡献大, 但环氧树脂通常为绝缘体, 而对于绝缘体而言, 苯酮是热传导的主要因 素。 由苯酮实现的热传导是振动能的传播, 因此振动不易衰减, 越是坚硬的材料其导热性越 优异。 0108 环氧树脂 (B) 的导热性优异的具体理由尚不明确, 但可以推测如下 : 由于全部骨 架为联苯骨架, 因此结构的自由度少, 振动能不易衰减, 并且联苯骨架的平。
45、面性高, 因此分 子间的重叠良好, 可进一步限制分子运动。 0109 环氧树脂通常倾向于结晶性高者耐热性优异, 对于同一结构的环氧树脂, 倾向于 说 明 书 CN 103154070 A 11 9/33 页 12 树脂的分子量、 或环氧当量高者耐热性优异。环氧树脂 (B) 通过具有适当的结晶性和高环 氧当量, 耐热性也优异。 0110 在表示上述环氧树脂 (B) 的式 (1) 中, n 为重复单元数, 其是平均值。该值的范围 为 10 n 50, 但从延展性与树脂的处理这两方面的平衡上考虑, n 的范围优选为 15 n 50、 尤其优选为 20 n 50。n 为 10 以下时, 环氧树脂 (B。
46、) 的延展性不足, n 为 50 以上 时, 包含环氧树脂 (B) 的组合物的粘度升高, 存在处理变得困难的倾向。 0111 另外, 上述式 (1) 中, A 为上述式 (2) 表示的联苯骨架, 在上述式 (2) 中, R1 彼此相 同或互不相同, 表示氢原子、 碳原子数 1 10 的烃基、 或卤原子, 但从环氧树脂 (B) 的结晶 性和操作性的观点考虑, 在 1 分子的环氧树脂中, 优选 R1包含氢原子和碳原子数 1 10 的 烃基这两者。 R1相同时, 结晶性提高, 可以提高导热性, 但如果结晶性过高, 则存在对环氧树 脂组合物进行膜成型时的伸长率减小的倾向。 0112 上述式 (2) 中。
47、的 R1为碳原子数 1 10 的烃基的情况下, R1优选为 1 4 的烷基、 特别优选为甲基。 0113 需要说明的是, R1的烃基任选具有取代基, 其取代基并无特别限定, 但其分子量为 200 以下。 0114 此外, R1的所述卤原子是指氟原子、 氯原子、 溴原子, 可以仅包含这些卤原子中的 1 种, 也可以包含多种。 0115 A 的联苯骨架可以是 2,2- 联苯骨架、 2,3- 联苯骨架、 2,4- 联苯骨架、 3,3- 联苯 骨架、 3,4- 联苯骨架、 4,4- 联苯骨架中的任意骨架, 优选为 4,4- 联苯骨架。另外, 作为 R1, 优选在 2 位和 / 或 6 位具有氢原子, 。
48、并优选在 3 位和 / 或 5 位具有烃基。 0116 使用环氧树脂 (B) 时, 其环氧当量优选为 2,500g/ 当量以上。环氧树脂 (B) 的环 氧当量低于 2,500g/ 当量时, 无法获得充分的延展性, 有时在适用于膜成型、 涂布等工艺时 难以操作。 0117 从延展性的观点考虑, 环氧树脂(B)的环氧当量优选为3,000g/当量以上、 更优选 为 4,000g/ 当量以上。 0118 另一方面, 环氧当量的上限值并无特殊限制, 从处理性 / 操作性方面考虑, 优选为 30,000g/当量以下、 更优选为15,000g/当量以下、 进一步优选为10,000g/当量以下。 环氧 树脂 (B) 的环氧当量可利用后述实施例项中记载的方法求出。 0119 环氧树脂 (B) 的重均分子量 Mw 优选为 10,000 以上且 200,000 以下。重均分子量 低于 10,000 时, 存在延展性降低的倾向, 高于 200,000 时, 存在树脂的处理变得困难的倾 向。环氧树脂 (B) 的重均分子量。