本發(fā)明涉及玻璃板及其制造方法,具體而言,涉及在半導(dǎo)體封裝體的制造工序中用于加工基板的支承的玻璃板及其制造方法。
背景技術(shù):
對(duì)于手機(jī)、筆記本型個(gè)人電腦、pda(personaldataassistance,個(gè)人數(shù)字化處理器)等便攜型電子設(shè)備,要求小型化及輕量化。與此相伴的是,這些電子設(shè)備中使用的半導(dǎo)體芯片的安裝空間也受到嚴(yán)格限制,半導(dǎo)體芯片的高密度安裝成為課題。因此,近年來(lái),通過(guò)三維安裝技術(shù)、即將半導(dǎo)體芯片彼此層疊并對(duì)各半導(dǎo)體芯片間進(jìn)行布線連接而尋求半導(dǎo)體封裝體的高密度安裝。
此外,目前的晶圓級(jí)封裝(wlp)是以晶片的狀態(tài)形成凸塊后通過(guò)切割單片化而制作的。但是,目前的wlp存在難以增加針數(shù)、以及在半導(dǎo)體芯片的背面露出的狀態(tài)進(jìn)行安裝,從而半導(dǎo)體芯片容易產(chǎn)生缺口等問(wèn)題。
因此,作為新型的wlp,提出了散出(fanout)型的wlp。散出型的wlp能夠使針數(shù)增加,此外,能夠通過(guò)保護(hù)半導(dǎo)體芯片的端部而防止半導(dǎo)體芯片的缺口等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
就散出型的wlp而言,具有:將多個(gè)半導(dǎo)體芯片用樹脂密封材料密封而形成加工基板后,在加工基板的一個(gè)表面進(jìn)行布線的工序;形成焊料凸塊的工序;等。
這些工序由于伴隨有約200~300℃的熱處理,因此有密封材料變形、發(fā)生加工基板的尺寸變化之虞。發(fā)生加工基板的尺寸變化時(shí),對(duì)加工基板的一個(gè)表面進(jìn)行高密度布線變得困難,此外也難以正確地形成焊料凸塊。
為了抑制加工基板的尺寸變化,使用玻璃板作為支承板是有效的。玻璃板容易使表面平滑化且具有剛性。因此,使用玻璃板時(shí),能夠強(qiáng)固、且正確地對(duì)加工基板進(jìn)行支承。此外,玻璃板容易透過(guò)紫外光等光。因此,使用玻璃板時(shí),通過(guò)設(shè)置粘接層等可以容易地將加工基板和玻璃板固定。此外,通過(guò)設(shè)置剝離層等,還可以容易地將加工基板和玻璃板分離。
但是,在使用玻璃板的情況下,也有時(shí)難以對(duì)加工基板的一個(gè)表面進(jìn)行高密度布線。
此外,對(duì)用于支承加工基板的玻璃板,要求在投入/搬出時(shí)、輸送時(shí)或加工時(shí)不易破損。玻璃板的機(jī)械強(qiáng)度依賴于端面的碎裂、微裂紋等的比例,玻璃板的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)因?yàn)樵摫壤蠓陆?。通過(guò)研磨在玻璃板的端面形成倒角(面取り)部時(shí),雖然可以降低碎裂等但難以完全去除微裂紋。結(jié)果是,無(wú)法充分提高玻璃板的端面強(qiáng)度,玻璃板容易在投入/搬出時(shí)、輸送時(shí)或加工時(shí)破損。
本發(fā)明是鑒于上述情況作出的,其技術(shù)問(wèn)題是,通過(guò)研制出適合于供于高密度布線的加工基板的支承且端面強(qiáng)度高的玻璃板、及其制造方法,從而有助于半導(dǎo)體封裝體的高密度化。
用于解決課題的方案
本發(fā)明人們反復(fù)進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)降低總體板厚偏差、進(jìn)而使玻璃板的端面形成熔融固化面可以解決上述技術(shù)問(wèn)題,從而提出了本發(fā)明。即,本發(fā)明的玻璃板的特征在于,總體板厚偏差小于2.0μm,且端面的全部或一部分為熔融固化面。這里,“總體板厚偏差”為玻璃板總體的最大板厚和最小板厚的差,例如可以通過(guò)kobelcoresearchinstitute制的sbw-331ml/d來(lái)測(cè)定。
本發(fā)明的玻璃板的總體板厚偏差小于2.0μm。使總體板厚偏差達(dá)到小于2.0μm時(shí),容易提高加工處理的精度。特別是可以提高布線精度,因此能夠進(jìn)行高密度布線。此外,玻璃板的面內(nèi)強(qiáng)度提高,玻璃板及層疊體不易破損。進(jìn)而,可以增加玻璃板的再利用次數(shù)(耐用數(shù))。
本發(fā)明的玻璃板的端面的全部或一部分為熔融固化面。從而,存在于端面的微裂紋熔融、消失,變?yōu)楣饣臓顟B(tài),因此可以大幅提高玻璃板的端面強(qiáng)度。
圖1是示出通過(guò)激光照射使玻璃板的端面熔融固化的狀態(tài)的剖面照片。由圖1可知,玻璃板的端面變?yōu)楣饣R面,此外變?yōu)榍驙畹囊旱蔚臓顟B(tài)、即膨出呈球狀的狀態(tài)。圖2是示出通過(guò)研磨除去圖1所示的玻璃板的膨出部,而使總體板厚偏差下降至小于2.0μm的狀態(tài)的剖面照片。
第二,本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選總體板厚偏差小于1.0μm。
第三,本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選熔融固化面是通過(guò)激光照射而形成的。由此,容易調(diào)整端面的熔融固化的區(qū)域。此外,容易調(diào)整熔融固化面的膨出狀態(tài)。
第四,本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選翹曲量為60μm以下。這里,“翹曲量”是指玻璃板總體中的最高位點(diǎn)和最小二乘焦點(diǎn)面之間的最大距離的絕對(duì)值與最低位點(diǎn)和最小二乘焦點(diǎn)面的絕對(duì)值之和,例如可以通過(guò)kobelcoresearchinstitute制的sbw-331ml/d來(lái)測(cè)定。
第五,本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選表面的全部或一部分為研磨面。
第六,本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選通過(guò)溢流下拉法成形而成。
第七,本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選楊氏模量為65gpa以上。這里,“楊氏模量”是指通過(guò)彎曲共振法測(cè)定的值。需要說(shuō)明的是,1gpa相當(dāng)于約101.9kgf/mm2。
第八,本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選外形為晶圓形狀。
第九,本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選在半導(dǎo)體封裝體的制造工序中用于加工基板的支承。
第十,本發(fā)明的層疊體優(yōu)選:至少具備加工基板和用于支承加工基板的玻璃板,玻璃板為上述玻璃板。
第十一,本發(fā)明的玻璃板的制造方法,其特征在于,具有如下工序:(1)將玻璃原板切斷而得到玻璃板的工序、(2)通過(guò)激光照射將玻璃板的端面的一部分或全部熔融后進(jìn)行固化的工序、和(3)按照玻璃板的總體板厚偏差小于2.0μm的方式對(duì)玻璃板的表面進(jìn)行研磨的工序。
第十二,本發(fā)明的玻璃板的制造方法優(yōu)選通過(guò)溢流下拉法來(lái)成形玻璃原板。
附圖說(shuō)明
圖1是示出通過(guò)激光照射使玻璃板的端面熔融固化的狀態(tài)的剖面照片。
圖2是示出通過(guò)研磨除去圖1所示的玻璃板的膨出部,而使總體板厚偏差下降至小于2.0μm的狀態(tài)的剖面照片。
圖3是示出本發(fā)明的層疊體的一例的概念立體圖。
圖4a是示出散出型的wlp的制造工序的一部分的概念剖面圖。
圖4b是示出散出型的wlp的制造工序的一部分的概念剖面圖。
圖4c是示出散出型的wlp的制造工序的一部分的概念剖面圖。
圖4d是示出散出型的wlp的制造工序的一部分的概念剖面圖。
圖4e是示出散出型的wlp的制造工序的一部分的概念剖面圖。
圖4f是示出散出型的wlp的制造工序的一部分的概念剖面圖。
圖4g是示出散出型的wlp的制造工序的一部分的概念剖面圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的玻璃板中,總體板厚偏差優(yōu)選為小于2μm、1.5μm以下、1μm以下、小于1μm、0.8μm以下、0.1~0.9μm、特別是0.2~0.7μm??傮w板厚偏差越小則越容易提高加工處理的精度。特別是可以提高布線精度,因此能夠進(jìn)行高密度布線。此外,玻璃板的強(qiáng)度提高,玻璃板及層疊體不易破損。進(jìn)而可以增加玻璃板的再利用次數(shù)(耐用數(shù))。
本發(fā)明的玻璃板的端面的全部或一部分為熔融固化面,優(yōu)選以面積比計(jì)端面的70%以上為熔融固化面,更優(yōu)選端面的90%以上為熔融固化面,進(jìn)一步優(yōu)選端面的全部為熔融固化面。端面中,熔融固化面的比例越高則越可以提高玻璃板的端面強(qiáng)度。
作為在端面形成熔融固化面的方法,可以采用各種方法。可以列舉例如:用燃燒器直接加熱的方法、通過(guò)激光照射局部加熱的方法等,后一種方法容易通過(guò)調(diào)節(jié)照射條件來(lái)調(diào)整進(jìn)行熔融固化的區(qū)域,容易調(diào)節(jié)熔融固化面的膨出狀態(tài),因此是優(yōu)選的。此外,如果通過(guò)激光照射將玻璃板熔斷,也可以在玻璃板的端面形成熔融固化面。作為激光,可以使用各種激光。例如,可以使用co2激光、yag激光等,特別優(yōu)選使用具有10.6μm的波長(zhǎng)的co2激光。由此,可以使玻璃板可靠地吸收激光的光。
從提高端面強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā),端面優(yōu)選為r形(半球形)。需要說(shuō)明的是,就這種端面形狀而言,例如在通過(guò)激光照射而在端面形成球狀的膨出部后,通過(guò)研磨處理將從表面鼓起的膨出部除去,從而可以形成。
翹曲量?jī)?yōu)選為60μm以下、55μm以下、50μm以下、1~45μm、特別是5~40μm。翹曲量越小,則越容易提高加工處理的精度。特別是可以提高布線精度,因此能夠進(jìn)行高密度布線。進(jìn)而可以增加玻璃板的再利用次數(shù)(耐用數(shù))。
表面的算術(shù)平均粗糙度ra優(yōu)選為10nm以下、5nm以下、2nm以下、1nm以下、特別是0.5nm以下。表面的算術(shù)平均粗糙度ra越小,則越容易提高加工處理的精度。特別是可以提高布線精度,因此能夠進(jìn)行高密度布線。此外,玻璃板的強(qiáng)度提高,玻璃板及層疊體不易破損。進(jìn)而,可以增加玻璃板的再利用次數(shù)(支承次數(shù))。需要說(shuō)明的是,“算術(shù)平均粗糙度ra”可以通過(guò)原子力顯微鏡(afm)來(lái)測(cè)定。
本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選表面的全部或一部分為研磨面,更優(yōu)選以面積比計(jì)表面的50%以上為研磨面,進(jìn)一步優(yōu)選表面的70%以上為研磨面,特別優(yōu)選表面的90%以上為研磨面。由此,容易降低總體板厚偏差,此外也容易降低翹曲量。
作為研磨處理的方法,可以采用各種方法,優(yōu)選如下方法:將玻璃板的兩面用一對(duì)研磨墊夾持,一邊使玻璃板和一對(duì)研磨墊一起旋轉(zhuǎn),一邊對(duì)玻璃板進(jìn)行研磨處理。進(jìn)一步優(yōu)選一對(duì)研磨墊的外徑不同,優(yōu)選按照在研磨時(shí)玻璃板的一部分偶爾從研磨墊突出的方式進(jìn)行研磨處理。由此,容易降低總體板厚偏差,此外也容易降低翹曲量。需要說(shuō)明的是,研磨處理中,對(duì)研磨深度沒(méi)有特別限定,研磨深度優(yōu)選50μm以下、30μm以下、20μm以下、特別是10μm以下。研磨深度越小,則玻璃板的生產(chǎn)率越提高。
本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選為晶圓形(大致正圓形),其直徑優(yōu)選100mm以上且500mm以下、特別是150mm以上且450mm以下。由此,容易用于半導(dǎo)體封裝體的制造工序。根據(jù)需要,也可以加工為其以外的形狀,例如矩形等形狀。
本發(fā)明的玻璃板中,板厚優(yōu)選小于2.0mm、1.5mm以下、1.2mm以下、1.1mm以下、1.0mm以下、特別是0.9mm以下。板厚越薄,則層疊體的質(zhì)量越輕,因此處置性提高。另一方面,板厚過(guò)薄時(shí),玻璃板自身的強(qiáng)度降低,難以發(fā)揮作為支承板的功能。因此,板厚優(yōu)選0.1mm以上、0.2mm以上、0.3mm以上、0.4mm以上、0.5mm以上、0.6mm以上、特別是超過(guò)0.7mm。
本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選具有以下的特性。
本發(fā)明的玻璃板在30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為0×10-7/℃以上、且165×10-7/℃以下。由此,容易使加工基板和玻璃板的熱膨脹系數(shù)匹配。并且,兩者的熱膨脹系數(shù)匹配時(shí),在加工處理時(shí),容易控制加工基板的尺寸變化(特別是翹曲變形)。結(jié)果是,能夠?qū)庸せ宓囊粋€(gè)表面進(jìn)行高密度布線,此外,還能夠正確地形成焊料凸塊。需要說(shuō)明的是,“在30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)”可以通過(guò)膨脹計(jì)測(cè)定。
就在30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)而言,在加工基板內(nèi)半導(dǎo)體芯片的比例少、密封材料的比例多的情況下優(yōu)選使其增大,相反,在加工基板內(nèi)半導(dǎo)體芯片的比例多、密封材料的比例少的情況下優(yōu)選使其降低。
將在30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)設(shè)為0×10-7/℃以上、且小于50×10-7/℃時(shí),玻璃板優(yōu)選以質(zhì)量%計(jì)含有sio255~75%、al2o315~30%、li2o0.1~6%、na2o+k2o0~8%、mgo+cao+sro+bao0~10%作為玻璃組成,或者,還優(yōu)選含有sio255~75%、al2o310~30%、li2o+na2o+k2o0~0.3%、mgo+cao+sro+bao5~20%。當(dāng)在30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)為50×10-7/℃以上、且小于75×10-7/℃時(shí),玻璃板優(yōu)選以質(zhì)量%計(jì)含有sio255~70%、al2o33~15%、b2o35~20%、mgo0~5%、cao0~10%、sro0~5%、bao0~5%、zno0~5%、na2o5~15%、k2o0~10%作為玻璃組成。當(dāng)在30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)為75×10-7/℃以上、且85×10-7/℃以下時(shí),玻璃板優(yōu)選以質(zhì)量%計(jì)含有sio260~75%、al2o35~15%、b2o35~20%、mgo0~5%、cao0~10%、sro0~5%、bao0~5%、zno0~5%、na2o7~16%、k2o0~8%作為玻璃組成。當(dāng)在30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)超過(guò)85×10-7/℃、且為120×10-7/℃以下時(shí),玻璃板優(yōu)選以質(zhì)量%計(jì)含有sio255~70%、al2o33~13%、b2o32~8%、mgo0~5%、cao0~10%、sro0~5%、bao0~5%、zno0~5%、na2o10~21%、k2o0~5%作為玻璃組成。30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)超過(guò)120×10-7/℃、且為165×10-7/℃以下時(shí),玻璃板優(yōu)選以質(zhì)量%計(jì)含有sio253~65%、al2o33~13%、b2o30~5%、mgo0.1~6%、cao0~10%、sro0~5%、bao0~5%、zno0~5%、na2o+k2o20~40%、na2o12~21%、k2o7~21%作為玻璃組成。由此,容易將熱膨脹系數(shù)控制在期望的范圍且提高耐失透性,因此容易成形出總體板厚偏差小的玻璃板。
楊氏模量?jī)?yōu)選65gpa以上、67gpa以上、68gpa以上、69gpa以上、70gpa以上、71gpa以上、72gpa以上、特別是73gpa以上。楊氏模量過(guò)低時(shí),難以維持層疊體的剛性,容易發(fā)生加工基板的變形、翹曲、破損。
液相溫度優(yōu)選小于1150℃、1120℃以下、1100℃以下、1080℃以下、1050℃以下、1010℃以下、980℃以下、960℃以下、950℃以下、特別是940℃以下。由此,容易通過(guò)下拉法、特別是溢流下拉法對(duì)玻璃板進(jìn)行成形,因此容易制作板厚小的玻璃板,并且能夠降低成形后的板厚偏差。進(jìn)而,容易防止在玻璃板的制造工序中產(chǎn)生失透結(jié)晶、而使玻璃板的生產(chǎn)率下降的情況。這里,“液相溫度”可以如下算出:將通過(guò)30目(500μm)的標(biāo)準(zhǔn)篩且殘留在50目(300μm)的標(biāo)準(zhǔn)篩的玻璃粉末放入鉑舟后,在溫度梯度爐中保持24小時(shí),測(cè)定析出結(jié)晶的溫度,從而可以算出。
液相溫度時(shí)的粘度優(yōu)選為104.6dpa·s以上、105.0dpa·s以上、105.2dpa·s以上、105.4dpa·s以上、105.6dpa·s以上、特別是105.8dpa·s以上。由此,變得容易通過(guò)下拉法、特別是溢流下拉法對(duì)玻璃板進(jìn)行成形,從而可以容易地制作板厚小的玻璃板且能夠降低成形后的板厚偏差。進(jìn)而,容易防止玻璃板的制造工序中產(chǎn)生失透結(jié)晶、而使玻璃板的生產(chǎn)率下降的情況。這里,“液相溫度時(shí)的粘度”可以通過(guò)鉑球上拉法測(cè)定。需要說(shuō)明的是,液相溫度時(shí)的粘度是成形性的指標(biāo),液相溫度時(shí)的粘度越高則成形性越提高。
102.5dpa·s時(shí)的溫度優(yōu)選1580℃以下、1500℃以下、1450℃以下、1400℃以下、1350℃以下、特別是1200~1300℃。102.5dpa·s時(shí)的溫度提高時(shí),熔融性降低,玻璃板的制造成本高漲。其中,“102.5dpa·s時(shí)的溫度”可以通過(guò)鉑球上拉法測(cè)定。需要說(shuō)明的是,102.5dpa·s時(shí)的溫度相當(dāng)于熔融溫度,該溫度越低,則熔融性越提高。
本發(fā)明的玻璃板中,板厚方向的波長(zhǎng)300nm的紫外線透過(guò)率優(yōu)選40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、特別是80%以上。紫外線透過(guò)率過(guò)低時(shí),難以通過(guò)照射紫外光利用粘接層將加工基板和玻璃板粘接,并且難以通過(guò)剝離層將玻璃板從加工基板剝離。需要說(shuō)明的是,“板厚方向的波長(zhǎng)300nm的紫外線透過(guò)率”例如可以通過(guò)使用雙光束型分光光度計(jì)測(cè)定波長(zhǎng)300nm的分光透過(guò)率而評(píng)價(jià)。
本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選通過(guò)下拉法、特別是溢流下拉法成形而成。溢流下拉法是從耐熱性的槽狀結(jié)構(gòu)物的兩側(cè)溢出熔融玻璃并使溢出的熔融玻璃在槽狀結(jié)構(gòu)物的下頂端匯合,同時(shí)向下方拉伸成形而成形出玻璃原板的方法。溢流下拉法中,應(yīng)成為玻璃板的表面的面不接觸槽狀耐火材料,是以自由表面的狀態(tài)被成形的。因此,容易制作板厚小的玻璃板,并且能夠降低總體板厚偏差,結(jié)果是,可以使玻璃板的制造成本低廉化。
作為玻璃原板的成形方法,除了溢流下拉法以外,還可以采用例如流孔下拉法、重新下拉法、浮法、壓延法等。
本發(fā)明的玻璃板優(yōu)選在表面具有研磨面,通過(guò)溢流下拉法成形而成。由此,研磨處理前的總體板厚偏差變小,因此能夠通過(guò)研磨處理盡可能地降低總體板厚偏差。例如,能夠使總體板厚偏差降低至1.0μm以下。
就本發(fā)明的玻璃板而言,從降低翹曲量的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選不進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理。另一方面,從機(jī)械強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化處理。即,從降低翹曲量的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選表面不具有壓縮應(yīng)力層,從機(jī)械強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選表面具有壓縮應(yīng)力層。
本發(fā)明的玻璃板的制造方法,其特征在于,具有如下工序:(1)將玻璃原板切斷而得到玻璃板的工序、(2)通過(guò)激光照射將玻璃板的端面的一部分或全部熔融后進(jìn)行固化的工序、和(3)按照玻璃板的總體板厚偏差小于2.0μm的方式對(duì)玻璃板的表面進(jìn)行研磨的工序。這里,本發(fā)明的玻璃板的制造方法的技術(shù)特征(合適的方案、效果)與本發(fā)明的玻璃板的技術(shù)特征重復(fù)。因此,本說(shuō)明書中省略對(duì)該重復(fù)部分的詳細(xì)記載。
本發(fā)明的玻璃板的制造方法具有將玻璃原板切斷而得到玻璃板的工序。作為將玻璃原板切斷的方法,可以采用各種方法。例如,可以利用激光照射時(shí)的熱沖擊來(lái)進(jìn)行切斷的方法、劃線后進(jìn)行折斷的方法。
本發(fā)明的玻璃板的制造方法具有通過(guò)激光照射將玻璃板的端面的一部分或全部熔融后進(jìn)行固化的工序,該工序的合適的方式如上所述。
本發(fā)明的玻璃板的制造方法優(yōu)選在玻璃板的端面形成熔融固化面后具有將玻璃板退火的工序。從減小端面的殘留應(yīng)力和玻璃板的翹曲量的觀點(diǎn)出發(fā),退火溫度優(yōu)選設(shè)為玻璃板的軟化點(diǎn)以上,在退火溫度的保持時(shí)間優(yōu)選設(shè)為30分鐘以上。需要說(shuō)明的是,退火可以在電爐等熱處理爐中進(jìn)行。
本發(fā)明的玻璃板的制造方法具有按照玻璃板的總體板厚偏差小于2.0μm的方式對(duì)玻璃板的表面進(jìn)行研磨的工序,該工序的合適的方式如上所述。
本發(fā)明的層疊體,其特征在于,至少具備加工基板和用于支承加工基板的玻璃板,玻璃板為上述玻璃板。這里,本發(fā)明的層疊體的技術(shù)特征(合適的方案、效果)與本發(fā)明的玻璃板的技術(shù)特征重復(fù)。因此,本說(shuō)明書中省略對(duì)該重復(fù)部分的詳細(xì)記載。
本發(fā)明的層疊體優(yōu)選在加工基板和玻璃板之間具有粘接層。粘接層優(yōu)選為樹脂,例如優(yōu)選熱固化性樹脂、光固化性樹脂(特別是紫外線固化樹脂)等。此外,優(yōu)選具有可耐受半導(dǎo)體封裝體的制造工序中的熱處理的耐熱性的粘接層。由此,在半導(dǎo)體封裝體的制造工序中,粘接層不易熔化,可以提高加工處理的精度。
本發(fā)明的層疊體還優(yōu)選在加工基板和玻璃板之間、更具體是在加工基板和粘接層之間進(jìn)一步具有剝離層、或者在玻璃板和粘接層之間具有剝離層。由此,在對(duì)加工基板進(jìn)行規(guī)定的加工處理后,容易將加工基板從玻璃板剝離。從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā),加工基板的剝離優(yōu)選通過(guò)激光照射等光來(lái)進(jìn)行。
剝離層由通過(guò)激光照射等而產(chǎn)生“層內(nèi)剝離”或“界面剝離”的材料構(gòu)成。即,由以下材料構(gòu)成:在照射一定強(qiáng)度的光時(shí),原子或分子中的原子間或分子間的結(jié)合力消失或減弱,產(chǎn)生燒蝕(ablation)等從而發(fā)生剝離的材料。需要說(shuō)明的是,存在以下情況:通過(guò)照射光的照射,剝離層中包含的成分變成氣體而放出,實(shí)現(xiàn)分離的情況;剝離層吸收光而變成氣體,其蒸氣被放出而實(shí)現(xiàn)分離的情況。
本發(fā)明的層疊體中,優(yōu)選玻璃板比加工基板大。由此,在支承加工基板和玻璃板時(shí),即使是兩者的中心位置稍微偏離的情況下,加工基板的邊緣部也不易從玻璃板突出。
本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體的制造方法,其特征在于,具有如下工序:準(zhǔn)備至少具備加工基板和用于支承加工基板的玻璃板的層疊體的工序、和對(duì)加工基板進(jìn)行加工處理的工序,并且,玻璃板為上述的玻璃板。其中,本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體的制造方法的技術(shù)特征(合適的方案、效果)與本發(fā)明的玻璃板及層疊體的技術(shù)特征重復(fù)。因此,本說(shuō)明書中省略對(duì)該重復(fù)部分的詳細(xì)記載。
本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體的制造方法具有準(zhǔn)備至少具備加工基板和用于支承加工基板的玻璃板的層疊體的工序。至少具備加工基板和用于支承加工基板的玻璃板的層疊體具有上述的材料構(gòu)成。
本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體的制造方法優(yōu)選還具有輸送層疊體的工序。從而,可以提高加工處理的處理效率。需要說(shuō)明的是,“輸送層疊體的工序”和“對(duì)加工基板進(jìn)行加工處理的工序”不必分開進(jìn)行,可以是同時(shí)的。
本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體的制造方法中,加工處理優(yōu)選為在加工基板的一個(gè)表面上進(jìn)行布線的處理、或在加工基板的一個(gè)表面上形成焊料凸塊的處理。本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體的制造方法在進(jìn)行這些處理時(shí)加工基板不易發(fā)生尺寸變化,因此可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行這些工序。
作為加工處理,除了上述以外,還可以是對(duì)加工基板的一個(gè)表面(通常是與玻璃板相反的一側(cè)的表面)進(jìn)行機(jī)械研磨的處理、對(duì)加工基板的一個(gè)表面(通常是與玻璃板相反的一側(cè)的表面)進(jìn)行干蝕刻的處理、對(duì)加工基板的一個(gè)表面(通常是與玻璃板相反的一側(cè)的表面)進(jìn)行濕蝕刻的處理中的任一種。需要說(shuō)明的是,本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體的制造方法中,加工基板不易發(fā)生翹曲,并且能夠維持層疊體的剛性。結(jié)果是,可以優(yōu)選進(jìn)行上述加工處理。
本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體,其特征在于,其是利用上述的半導(dǎo)體封裝體的制造方法制作的。其中,本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝體的技術(shù)特征(優(yōu)選的方案、效果)與本發(fā)明的玻璃板、層疊體及半導(dǎo)體封裝體的制造方法的技術(shù)特征重復(fù)。因此,本說(shuō)明書中省略對(duì)該重復(fù)部分的詳細(xì)記載。
本發(fā)明的電子設(shè)備,其特征在于,其是具備半導(dǎo)體封裝體的電子設(shè)備,半導(dǎo)體封裝體是上述的半導(dǎo)體封裝體。其中,本發(fā)明的電子設(shè)備的技術(shù)特征(優(yōu)選的方案、效果)與本發(fā)明的玻璃板、層疊體、半導(dǎo)體封裝體的制造方法、半導(dǎo)體封裝體的技術(shù)特征重復(fù)。因此,本說(shuō)明書中省略對(duì)該重復(fù)部分的詳細(xì)記載。
參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
圖3是示出本發(fā)明的層疊體1的一例的透視概況圖。圖3中,層疊體1具備玻璃板10和加工基板11。玻璃板10為了防止加工基板11的尺寸變化而貼合在加工基板11上。玻璃板10和加工基板11之間配置有剝離層12和粘接層13。剝離層12與玻璃板10接觸,粘接層13與加工基板11接觸。
由圖3可知,層疊體1依次層疊配置有玻璃板10、剝離層12、粘接層13、加工基板11。玻璃板10的形狀根據(jù)加工基板11而決定,圖3中,玻璃板10及加工基板11的形狀均為大致圓板形狀。剝離層12除了非晶硅(a-si)以外還可以使用氧化硅、硅酸化合物、氮化硅、氮化鋁、氮化鈦等。剝離層12可通過(guò)等離子體cvd、基于溶膠-凝膠法的旋轉(zhuǎn)涂布等而形成。粘接層13由樹脂構(gòu)成,例如可通過(guò)各種印刷法、噴墨法、旋轉(zhuǎn)涂布法、輥涂法等涂布而形成。粘接層13在通過(guò)剝離層12從加工基板11剝離玻璃板10后,通過(guò)溶劑等溶解除去。
圖4a~圖4g是示出散出型的wlp的制造工序的剖面概況圖。圖4a示出在支承部件20的一個(gè)表面上形成有粘接層21的狀態(tài)。根據(jù)需要,可以自支承部件20和粘接層21之間形成剝離層。然后,如圖4b所示,在粘接層21上貼合多個(gè)半導(dǎo)體芯片22。此時(shí),使半導(dǎo)體芯片22的活性(アクティブ)側(cè)的面與粘接層21接觸。然后,如圖4c所示,將半導(dǎo)體芯片22用樹脂密封材料23密封。密封材料23可使用壓縮成形后的尺寸變化、布線進(jìn)行成形時(shí)的尺寸變化少的材料。然后,如圖4d、圖4e所示,使半導(dǎo)體芯片22已被密封的加工基板24從支承部件20分離,然后隔著粘接層25與玻璃板26粘接固定。此時(shí),在加工基板24的表面內(nèi),與埋入了半導(dǎo)體芯片22的一側(cè)表面相反側(cè)的表面被配置在玻璃板26側(cè)。如此操作,可以獲得層疊體27。需要說(shuō)明的是,根據(jù)需要,可以在粘接層25和玻璃板26之間形成剝離層。進(jìn)而,在輸送所獲得的層疊體27后,如圖4f所示在加工基板24的埋入了半導(dǎo)體芯片22一側(cè)的表面形成布線28后,形成多個(gè)焊料凸塊29。最后,如圖4g所示,從玻璃板26分離加工基板24后,將加工基板24切斷成各個(gè)半導(dǎo)體芯片22,供于此后的封裝工序。
實(shí)施例1
以下基于實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。需要說(shuō)明的是,以下的實(shí)施例僅僅是例示。本發(fā)明不受以下的實(shí)施例任何限定。
作為玻璃組成,按照以質(zhì)量%計(jì)成為sio265.2%、al2o38%、b2o310.5%、na2o11.5%、cao3.4%、zno1%、sno20.3%、sb2o30.1%的方式調(diào)配玻璃原料后,投入玻璃熔融爐在1500~1600℃熔融,然后將熔融玻璃供于溢流下拉成形裝置,按照板厚為0.7mm的方式進(jìn)行成形。
然后,將得到的玻璃原板挖孔加工為晶圓形狀,得到玻璃板,并且對(duì)該玻璃板的端面的全部連續(xù)照射co2激光,從而將玻璃板的端面整體熔融而形成球狀的膨出部后,進(jìn)行冷卻固化。進(jìn)而,在(玻璃板的軟化點(diǎn)+50℃)的溫度、90分鐘的條件下將玻璃板退火,從而除去膨出部的殘留應(yīng)力。需要說(shuō)明的是,co2激光的波長(zhǎng)調(diào)整為10.6μm,激光輸出調(diào)整為9~18w。
然后,通過(guò)研磨裝置對(duì)玻璃板的表面進(jìn)行研磨處理而除去玻璃板的膨出部,同時(shí)降低玻璃板的總體板厚偏差。具體而言,將玻璃板的兩表面用外徑不同的一對(duì)研磨墊夾持,一邊使玻璃板和一對(duì)研磨墊一起旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)玻璃板的兩表面進(jìn)行研磨處理。研磨處理時(shí),按照偶爾使玻璃板的一部分從研磨墊突出的方式進(jìn)行控制。需要說(shuō)明的是,研磨墊為聚氨酯制,研磨處理時(shí)使用的研磨漿料的平均粒徑為2.5μm,研磨速度為15m/分鐘。利用kobelcoresearchinstitute制的sbw-331ml/d對(duì)得到的研磨處理前后的玻璃板(各5個(gè)樣品)測(cè)定最大板厚(maximumthickness)、最小板厚(minimumthickness)、平均板厚(averagethickness)及總體板厚偏差(ttv)。將研磨處理前的玻璃板的測(cè)定結(jié)果(其中,在除膨出部以外的區(qū)域中進(jìn)行測(cè)定)示于表1,將研磨處理后的玻璃板的測(cè)定結(jié)果示于表2。
[表1]
[表2]
由表1、2可知,玻璃板的總體板厚偏差降低至0.8μm以下。
進(jìn)而,使用島津制作所公司制精密萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)autographag-is對(duì)上述研磨處理后的玻璃板(10個(gè)樣品)和上述co2激光照射前的玻璃板(10個(gè)樣品)進(jìn)行四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)。將其結(jié)果示于表3。需要說(shuō)明的是,四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的條件設(shè)為:加壓夾具寬度25mm、支承夾具寬度50mm、十字頭下降速度5mm/min。
[表3]
由表3可以明確,通過(guò)使玻璃板的端面形成熔融固化面,可以大幅提高端面強(qiáng)度。
實(shí)施例2
首先,按照成為表4中記載的試樣no.1~7的玻璃組成的方式調(diào)配玻璃原料后,投入玻璃熔融爐中在1500~1600℃熔融,然后將熔融玻璃供于溢流下拉成形裝置,分別按照板厚達(dá)到0.8mm的方式進(jìn)行成形。然后,按照與[實(shí)施例1]同樣的條件將玻璃原板挖孔加工成晶圓形狀,使得到的玻璃板的端面總體形成熔融固化面,進(jìn)而進(jìn)行退火處理。對(duì)于得到的各玻璃板,評(píng)價(jià)了30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)α30~380、密度ρ、應(yīng)變點(diǎn)ps、退火點(diǎn)ta、軟化點(diǎn)ts、高溫粘度104.0dpa·s時(shí)的溫度、高溫粘度103.0dpa·s時(shí)的溫度、高溫粘度102.5dpa·s時(shí)的溫度、高溫粘度102.0dpa·s時(shí)的溫度、液相溫度tl及楊氏模量e。需要說(shuō)明的是,對(duì)于切斷后、熔融固化前的各玻璃板,利用kobelcoresearchinstitute制的sbw-331ml/d測(cè)定總體板厚偏差和翹曲量,結(jié)果總體板厚偏差分別為3μm,翹曲量分別為70μm。
[表4]
30~380℃的溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)α30~380為用膨脹計(jì)測(cè)定的值。
密度ρ是通過(guò)公知的阿基米德法測(cè)定的值。
應(yīng)變點(diǎn)ps、退火點(diǎn)ta、軟化點(diǎn)ts是基于astmc336的方法測(cè)定的值。
高溫粘度104.0dpa·s、103.0dpa·s、102.5dpa·s時(shí)的溫度是通過(guò)鉑球上拉法測(cè)定的值。
液相溫度tl是將通過(guò)了30目(500μm)的標(biāo)準(zhǔn)篩、且殘留于50目(300μm)的標(biāo)準(zhǔn)篩的玻璃粉末裝入鉑舟,在溫度梯度爐中保持24小時(shí)后通過(guò)顯微鏡測(cè)定析出結(jié)晶的溫度而得的值。
楊氏模量e是通過(guò)共振法測(cè)定的值。
然后,將玻璃板的表面用研磨裝置進(jìn)行研磨處理。具體而言,用外徑不同的一對(duì)研磨墊將玻璃板的兩個(gè)表面夾持,一邊使玻璃板與一對(duì)研磨墊一起旋轉(zhuǎn),一邊對(duì)玻璃板的兩表面進(jìn)行研磨處理。研磨處理時(shí),按照偶爾使玻璃板的一部分從研磨墊突出的方式來(lái)控制。需要說(shuō)明的是,研磨墊為聚氨酯制,研磨處理時(shí)使用的研磨漿的平均粒徑為2.5μm,研磨速度是15m/分鐘。對(duì)獲得的各研磨處理后的玻璃板,利用kobelcoresearchinstitute公司制的sbw-331ml/d測(cè)定總體板厚偏差和翹曲量。其結(jié)果是,總體板厚偏差分別為0.45μm,翹曲量分別為35μm。
符號(hào)說(shuō)明
10、27層疊體
11、26玻璃板
12、24加工基板
13剝離層
14、21、25粘接層
20支承構(gòu)件
22半導(dǎo)體芯片
23密封材料
28布線
29焊料凸塊