[发明专利]绝缘材料、布线板和半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及形成布线板的绝缘材料，涉及使用所述绝缘材料的布线板，还涉及配有所述布线板的半导体器件。

背景技术

为了获得更小的半导体器件，近年来开发了一种方法，利用该方法将多个焊球以矩阵的形式排列在布线板表面上，并将半导体芯片安装到所述焊球上。这种半导体器件的例子为FCBGA(反转芯片球形栅格阵列)和WLCSP(晶片级芯片尺寸封装)。还已知其中将多个包埋有布线的树脂层层化的多层布线板，例子包括MLTS(Multi Layer ThinSubstrate(多层薄衬底))(商标名)结构。

然而，常规方法具有下述问题。换句话说，作为半导体芯片材料的硅和形成布线板的树脂具有彼此不同的热膨胀系数。出于这个原因，在所述半导体器件冷却到室温时，即使将所述半导体芯片安装到所述布线板上从而在安装过程中未施加力，由于所述半导体芯片的收缩和所述布线板的收缩彼此不同，在所述半导体器件内产生翘曲，并对所述焊球施加了力。而且，当所述半导体器件重复经受由所述半导体芯片的运行所产生的热和外界温度的变化所致的加热和冷却循环时，所述焊球可能经历疲劳破裂，并变得断开。

通常，试图通过由尽可能刚性的树脂形成所述布线板来避免这个问题并改善半导体器件的连接可靠性。这样意图通过提高所述布线板的刚性来使所述半导体器件的翘曲和所述布线板的变形最小化。例如，在专利文件1中，公开了一种使用弹性模数为10GPa或更高的绝缘材料作为所述布线板的材料的方法。

[专利文件1]日本公开专利申请2002-198462号

发明内容

本发明所要解决的问题

然而，上述现有技术具有下述问题。换句话说，涉及温度循环的半导体器件的连接可靠性仍然不足，即使当如专利文件1所述，由具有10GPa或更高的弹性模数的材料形成所述布线板时也是如此。问题在于，当在所述表面上进行无电(electroless)镀铜以形成所述铜布线时，基础材料，即形成如专利文件1所述的布线板的绝缘材料的主要组分，通常具有与铜布线的低粘合性。由于这个事实，通常将用于改善所述基础材料与所述铜布线之间的粘合性的粘合剂添加到所述基础材料中。然而，根据基础材料的类型，这样的粘合剂具有可变的效果，使用常规添加剂与一些基础材料的组合不能获得改善镀敷粘合性的效果。

根据上述内容设计了本发明，目的是提供具有与温度相关的高连接可靠性并具有所述绝缘层与所述无电镀铜之间的良好粘合性的布线板，提供形成所述布线板的绝缘材料，并提供具有所述布线板的半导体器件。

解决所述问题的手段

本发明的绝缘材料包括：与环氧树脂或环氧树脂固化剂反应的活性弹性体；环氧树脂；环氧树脂固化剂；和在其结构内具有双键和极性基团的交联橡胶，其中在10至30℃的温度范围内，杨氏模量为1GPa或更小。

所述极性基团可以是羟基或羧基，所述交联橡胶为交联的丁苯橡胶。

(E×100)/(A+B+C+E)的值优选为3～25％，更优选5～20％，其中A质量％为所述活性弹性体的含量，B质量％为所述环氧树脂的含量，C质量％为所述环氧树脂固化剂的含量，E质量％为所述交联橡胶的含量。

所述活性弹性体优选为在所述弹性体的结构中不含氰酸酯基团的聚酰胺弹性体，或者在所述弹性体的结构中包含不饱和双键和环氧基团的柔性环氧树脂。

(A×100)/(A+B+C+E)的值优选为50～80％。

(B×100)/(A+B+C+E)的值优选为20％或更小。从而改善了断裂伸长率。

本发明的所述布线板使用上述绝缘材料。

在本发明中，通过在10至30℃的温度范围内由具有1GPa或更小的相对低杨氏模量的绝缘材料形成所述布线板，在已经安装半导体芯片或其它外部元件以在所述布线板上形成半导体器件后，当所述布线板受热或冷却时，所述布线板能够跟随外部元件的热膨胀。从而能够减少所述半导体器件的翘曲，并能够减少施加至所述布线板和所述外部元件之间的连接部分的力。因此，能够改善所述半导体器件的与温度循环相关的连接可靠性。当通过无电镀敷在由所述绝缘材料组成的绝缘层上形成镀铜时，能够改善所述绝缘层和所述镀铜层之间的粘合性，因为所述绝缘材料的结构中包含具有双键和极性基团的交联橡胶。

本发明的半导体器件配备有上述布线板。

发明效果