膜狀粘接劑、半導(dǎo)體接合用粘接片、和半導(dǎo)體裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的膜狀粘接劑是含有粘合劑樹(shù)脂(A)、環(huán)氧樹(shù)脂(B)、熱固化劑(C)和填料(D)的膜狀粘接劑,其中,D65標(biāo)準(zhǔn)光源的全光線(xiàn)透射率為70%以上,霧度值為50%以下。本發(fā)明提供在倒裝安裝方法中,可在規(guī)定位置正確地將半導(dǎo)體芯片進(jìn)行小片鍵合,同時(shí)能夠制造具有高的封裝可靠性的半導(dǎo)體裝置的膜狀粘接劑和使用其的半導(dǎo)體接合用粘接片。
【專(zhuān)利說(shuō)明】膜狀粘接劑、半導(dǎo)體接合用粘接片、和半導(dǎo)體裝置的制造方 法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及特別適于在將半導(dǎo)體芯片粘接(小片鍵合、diebonding)于有機(jī)基 板、引線(xiàn)框或其它半導(dǎo)體芯片上的步驟中使用的膜狀粘接劑、半導(dǎo)體接合用粘接片、以及使 用了該膜狀粘接劑、該粘接片的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅、鎵、砷等的半導(dǎo)體晶片(wafer)以大直徑的狀態(tài)被制造,該晶片在被切斷分離 (切割)為元件小片(半導(dǎo)體芯片)后轉(zhuǎn)移至作為下一步驟的裝配步驟。此時(shí),半導(dǎo)體晶片 通過(guò)背面研磨步驟薄化,然后在粘接片上貼合,施加切割、洗滌、干燥、膨脹、拾?。╬ickup) 的各步驟后,移送至下一步驟的鍵合(bonding)步驟。
[0003] 在鍵合步驟中,將半導(dǎo)體芯片安裝在印刷線(xiàn)路基板上時(shí),有時(shí)采用在半導(dǎo)體芯片 的電路面?zhèn)鹊倪B接墊片部形成包含共晶焊錫、高溫焊錫、金等的導(dǎo)通用突起物(凸塊電 極),通過(guò)所謂倒裝(facedown)方式,使這些凸塊電極與芯片搭載用基板上的相對(duì)應(yīng)的端 子部對(duì)面、接觸,進(jìn)行熔融/擴(kuò)散接合的倒裝安裝方法。在這樣的安裝方法中,如果使用近 年普及的被稱(chēng)為小片連接膜(dieattachmentfilm)的、以貼附于晶片的狀態(tài)將晶片單片 化(個(gè)片化)而得到芯片并供于在小片鍵合時(shí)將芯片和芯片搭載用基板粘接用的粘接膜, 則比使用其它方式的底部填充(underfill)材料更為簡(jiǎn)便。
[0004] 在小片連接膜在所述安裝方法的適用中,顯然具有如下的問(wèn)題。即,在倒裝安裝方 法中,通過(guò)光學(xué)讀取在半導(dǎo)體芯片的電路面形成的定位標(biāo)記,可在規(guī)定的位置正確地進(jìn)行 小片鍵合。因此,粘接膜不具有充分的透明性時(shí),產(chǎn)生定位標(biāo)記的讀取變得困難的問(wèn)題。
[0005] 在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中,公開(kāi)了波長(zhǎng)440nm?770nm的光的透射率為74%以上的帶有粘 接膜的電子部件。其中公開(kāi)的粘接膜不是含有填充材料的膜,但出于粘接膜的線(xiàn)性膨脹系 數(shù)的調(diào)整、吸濕性的抑制等目的,有時(shí)添加填充材料。在倒裝安裝方法中,使用粘接膜作為 小片連接膜時(shí),由于在晶片的表面?zhèn)荣N附粘接膜,粘接膜有時(shí)以沒(méi)有被切割片覆蓋、而露出 的狀態(tài)進(jìn)行切割,該情況下,露出的粘接膜暴露于切割時(shí)的洗滌水中。因此,以吸濕性的控 制為目的,要求在粘接膜中添加填充材料。通過(guò)控制吸濕性,可以提高切割時(shí)的粘接膜的耐 水性、所得的半導(dǎo)體裝置的封裝可靠性。但是,由于構(gòu)成粘接膜的其它成分與填充材料的光 學(xué)特性的差異,導(dǎo)致有粘接膜的透明性降低的可能性。因此,由于貼附于半導(dǎo)體芯片的電路 面上的粘接膜,導(dǎo)致定位標(biāo)記讀取性有時(shí)變得不充分。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2011-171688。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 因此,本發(fā)明的目的在于提供在倒裝安裝方法中,可在規(guī)定位置正確地將半導(dǎo)體 芯片進(jìn)行小片鍵合,同時(shí)能夠制造具有高的封裝可靠性的半導(dǎo)體裝置的膜狀粘接劑和使用 該膜狀粘接劑的半導(dǎo)體接合用粘接片。
[0008] 解決上述課題的本發(fā)明含有以下的要點(diǎn),
[1] 膜狀粘接劑,其含有粘合劑樹(shù)脂(A)、環(huán)氧樹(shù)脂(B)、熱固化劑(C)和填料(D),其中, D65標(biāo)準(zhǔn)光源的全光線(xiàn)透射率為70%以上,霧度值為50%以下;
[2] 根據(jù)[1]所述的膜狀粘接劑,其中,含有5質(zhì)量%以上的填料(D);
[3] 根據(jù)[1]或[2]所述的膜狀粘接劑,其中,填料⑶的平均粒徑為50nm以下;
[4] 根據(jù)[1]?[3]中任一項(xiàng)所述的膜狀粘接劑,其中,粘合劑樹(shù)脂(A)是含有5?30 質(zhì)量%的源于含環(huán)氧基的單體的結(jié)構(gòu)單元的丙烯酸系聚合物;
[5] 根據(jù)[1]?[4]中任一項(xiàng)所述的膜狀粘接劑,其中,環(huán)氧樹(shù)脂(B)的含量相對(duì)于粘 合劑樹(shù)脂(A) 100質(zhì)量份為50?1000質(zhì)量份;
[6] 半導(dǎo)體接合用粘接片,其中,將[1]?[5]中任一項(xiàng)所述的膜狀粘接劑作為粘接劑 層、可剝離地形成于支撐片上;
[7] 根據(jù)[6]所述的半導(dǎo)體接合用粘接片,其中,支撐片含有"包含聚氨酯聚合物和乙 烯基系聚合物的復(fù)合膜"或"聚氨酯丙烯酸酯固化物膜"作為結(jié)構(gòu)層;
[8] 半導(dǎo)體裝置的制造方法,其是使用了上述[1]?[5]中任一項(xiàng)所述的膜狀粘接劑、 或者[6]或[7]所述的半導(dǎo)體接合用粘接片的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其中,包含: 在晶片上貼附膜狀粘接劑或半導(dǎo)體接合用粘接片的粘接劑層的步驟、將晶片單片化而 得到芯片的步驟、和經(jīng)由膜狀粘接劑或粘接劑層將芯片固定的步驟。
[0009] 發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明的膜狀粘接劑和使用其的半導(dǎo)體接合用粘接片,可以適用于倒裝安裝方 法,能夠正確地確定位置而將芯片之間或芯片與基板相互地粘接。另外,即使在嚴(yán)苛的環(huán)境 下,也可以得到顯示高的封裝可靠性的半導(dǎo)體裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 首先對(duì)于本發(fā)明的膜狀粘接劑進(jìn)行說(shuō)明。
[0011] (膜狀粘接劑) 本發(fā)明的膜狀粘接劑含有粘合劑樹(shù)脂(A)、環(huán)氧樹(shù)脂(B)、熱固化劑(C)和填料(D)作 為必須成分,為了改良各種物性,根據(jù)需要可以含有其他成分。以下對(duì)于這些各成分具體地 進(jìn)行說(shuō)明。
[0012] 粘合劑樹(shù)脂(A) 粘合劑樹(shù)脂只要是可賦予膜狀粘接劑造膜性和撓性的聚合物成分,就沒(méi)有限定,可以 列舉例如丙烯酸系聚合物、聚酯樹(shù)脂、聚乙烯基醇樹(shù)脂、聚乙烯醇縮丁醛、聚氯乙烯、聚苯乙 烯、聚酰胺樹(shù)脂、纖維素、聚乙烯、聚異丁烯、聚乙烯基醚、聚酰亞胺樹(shù)脂、苯氧基樹(shù)脂、苯乙 烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等。這些粘合劑樹(shù) 脂可以單獨(dú)使用,或?qū)?種以上組合使用,但從避免由于不同種類(lèi)的粘合劑樹(shù)脂之間的相 容性低而導(dǎo)致的膜狀粘接劑的透明性降低的角度考慮,優(yōu)選單獨(dú)使用,將2種以上組合時(shí), 優(yōu)選選擇組成相似的粘合劑樹(shù)脂等,以使相容性不會(huì)降低的方式選擇。在上述列舉的物質(zhì) 中,優(yōu)選使用易于調(diào)節(jié)膜狀粘接劑的各種特性、特別是粘合劑樹(shù)脂與其它成分的相容性的 丙烯酸系聚合物。
[0013] 作為丙烯酸系聚合物,可以使用一直以來(lái)公知的丙烯酸系聚合物。丙烯酸系聚合 物的重均分子量?jī)?yōu)選為1萬(wàn)?200萬(wàn),更優(yōu)選為10萬(wàn)?150萬(wàn)。丙烯酸系聚合物的重均分 子量過(guò)低時(shí),與在下述的半導(dǎo)體接合用粘接片中使用的支撐片的剝離力變高,有時(shí)產(chǎn)生包 含膜狀粘接劑的粘接劑層與支撐片的層間剝離不良。另外,丙烯酸系聚合物的重均分子量 過(guò)高時(shí),有時(shí)膜狀粘接劑不能迎合基板的凹凸,成為孔隙等產(chǎn)生的主要原因。
[0014] 丙烯酸系聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選為-30?50°C,更優(yōu)選為-10?40°C,特 別優(yōu)選為〇?30°c的范圍。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度過(guò)低時(shí),包含膜狀粘接劑的粘接劑層與支撐片 的剝離力變大,有時(shí)引起粘接劑層與支撐片的層間剝離的不良,過(guò)高時(shí),有用于固定晶片的 粘接力變得不充分的擔(dān)心。
[0015] 構(gòu)成丙烯酸系聚合物的單體(原料單體)含有(甲基)丙烯酸酯單體作為必須成 分。作為(甲基)丙烯酸酯單體的具體例,可以列舉:(甲基)丙烯酸甲基酯、(甲基)丙 烯酸乙基酯、(甲基)丙烯酸丙基酯、(甲基)丙烯酸丁基酯、(甲基)丙烯酸戊基酯、(甲 基)丙烯酸己基酯、(甲基)丙烯酸庚基酯、(甲基)丙烯酸辛基酯、(甲基)丙烯酸2-乙 基己酯、(甲基)丙烯酸壬基酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯、(甲基) 丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯等烷基的碳數(shù)為1?18的(甲基)丙烯酸 烷基酯;(甲基)丙烯酸環(huán)烷基酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸異冰片基酯、(甲 基)丙烯酸二環(huán)戊酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二環(huán)戊烯基氧基乙酯、 酰亞胺(甲基)丙烯酸酯等具有環(huán)狀骨架的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸羥基甲酯、 (甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯等 含有羥基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯、(甲基)丙烯酸3, 4-環(huán)氧環(huán) 己基甲基酯等含有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯;一甲基氨基(甲基)丙烯酸酯、一乙基氨基 (甲基)丙烯酸酯、二乙基氨基(甲基)丙烯酸酯等含有氨基的(甲基)丙烯酸酯;2_(甲 基)丙烯酰氧基乙基鄰苯二甲酸酯、2_(甲基)丙烯酰氧基丙基鄰苯二甲酸酯等含有羧基的 (甲基)丙烯酸酯。它們可以單獨(dú)使用1種,也可以將2種以上并用。
[0016] 另外,作為丙烯酸系聚合物的原料單體,可與(甲基)丙烯酸酯單體一起使用(甲 基)丙烯酸、衣康酸等(甲基)丙烯酸酯以外的具有羧基的單體、乙烯基醇、N-羥甲基(甲 基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酸酯以外的具有羥基的單體、(甲基)丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、 丙烯腈、苯乙烯等。
[0017]另外,作為構(gòu)成丙烯酸系聚合物的單體,由于可得到與環(huán)氧樹(shù)脂(B)的相容性好 的丙烯酸系聚合物,因而至少優(yōu)選使用含環(huán)氧基的單體。該情況下,在丙烯酸系聚合物中, 源于含環(huán)氧基的單體的結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選以5?30質(zhì)量%的范圍含有,更優(yōu)選以10?25質(zhì)量% 的范圍含有。通過(guò)使丙烯酸系聚合物以這樣的范圍含有含環(huán)氧基的單體作為結(jié)構(gòu)單元,易 于避免由于丙烯酸系聚合物與環(huán)氧樹(shù)脂(B)的相容性的下降導(dǎo)致的膜狀粘接劑透明性的 降低。作為含環(huán)氧基的單體,除了上述列舉的含環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸酯以外,還可以列 舉縮水甘油基乙烯基醚、3, 4-環(huán)氧環(huán)己基乙烯基醚、縮水甘油基(甲基)烯丙基醚、3, 4-環(huán) 氧環(huán)己基(甲基)烯丙基醚等。
[0018] 另外,丙烯酸系聚合物可以含有源于含羥基的(甲基)丙烯酸酯、含氨基的(甲 基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸等具有活性氫基的單體的結(jié)構(gòu)單元。由此,通過(guò)在膜狀粘接 劑中配合下述的交聯(lián)劑(I),可使丙烯酸系聚合物交聯(lián),能夠控制膜狀粘接劑的初期粘接力 和凝集性。該情況下,在丙烯酸系聚合物中,源于具有活性氫基的單體的結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選以 1?30質(zhì)量%左右的范圍含有。
[0019] 丙烯酸系聚合物可以使用上述原料單體,按照以往公知的方法來(lái)制造。
[0020] 環(huán)氣樹(shù)脂(B) 作為環(huán)氧樹(shù)脂(B),可以使用目前公知的各種環(huán)氧樹(shù)脂。環(huán)氧樹(shù)脂可以列舉雙酚A型 環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、亞苯基骨架型環(huán)氧樹(shù)脂、線(xiàn)性酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、甲酚甲 醛型環(huán)氧樹(shù)脂、二環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂、三酚基甲烷型環(huán)氧樹(shù)脂、雜環(huán)型 環(huán)氧樹(shù)脂、均二苯乙烯型環(huán)氧樹(shù)脂、稠合環(huán)芳香族烴改性環(huán)氧樹(shù)脂、在這些的齒化物等的結(jié) 構(gòu)單元中含有2個(gè)以上的官能團(tuán)的環(huán)氧樹(shù)脂。另外,也可以使用具有不飽和烴基的環(huán)氧樹(shù) 月旨。這樣的環(huán)氧樹(shù)脂例如在日本特開(kāi)2008-133330中公開(kāi)。環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧當(dāng)量沒(méi)有特別 限定,優(yōu)選是150?250(g/eq)。環(huán)氧當(dāng)量是根據(jù)JISK7236;2001測(cè)定的值。這些環(huán)氧樹(shù) 脂可以單獨(dú)使用1種,也可以將2種以上并用。
[0021] 在本發(fā)明的膜狀粘接劑中,環(huán)氧樹(shù)脂(B)的含量相對(duì)于粘合劑樹(shù)脂(A) 100質(zhì)量份 優(yōu)選為50?1000質(zhì)量份、更優(yōu)選為100?600質(zhì)量份、進(jìn)而優(yōu)選為150?400質(zhì)量份。通 過(guò)使環(huán)氧樹(shù)脂(B)的含量為上述范圍,利用將倒裝片安裝在基板上的步驟中的焊錫加熱時(shí) 的熱,環(huán)氧樹(shù)脂(B)部分固化,膜狀粘接劑形成乙階段(B-stage)狀態(tài),容易防止焊錫流出。 另外,如果環(huán)氧樹(shù)脂(B)的含量高于上述范圍,則膜狀粘接劑與支撐片的剝離力過(guò)于變高, 有時(shí)引起包含膜狀粘接劑的粘接劑層與支撐片的層間剝離的不良。
[0022] 熱固化劑(C) 熱固化劑(C)作為對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂(B)的熱固化劑發(fā)揮功能。作為熱固化劑(C),可以 列舉在分子中具有2個(gè)以上可與環(huán)氧基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物。作為可與環(huán)氧基反應(yīng)的官 能團(tuán),可以列舉源于酚羥基、醇性羥基、氨基、羧基、酸酐的官能團(tuán)等,其中,優(yōu)選是源于酚羥 基、氨基和酸酐的官能團(tuán),更優(yōu)選是酚羥基和氨基。
[0023] 作為熱固化劑(C)的具體例,可以列舉酚醛清漆型酚醛樹(shù)脂、二環(huán)戊二烯系酚醛 樹(shù)脂、多官能系酚醛樹(shù)脂、芳烷基酚醛樹(shù)脂等酚系熱固化劑;DICY(雙氰胺)等胺系熱固化 齊U。另外,可使用具有不飽和烴基的熱固化劑。例如日本特開(kāi)2008-248129中公開(kāi)的、在1 分子中具有可與環(huán)氧基反應(yīng)的官能團(tuán)和不飽和烴基的樹(shù)脂可以用作具有不飽和烴基的熱 固化劑。熱固化劑(C)可以單獨(dú)使用1種,也可以將2種以上并用。
[0024] 在本發(fā)明的膜狀粘接劑中,熱固化劑(C)的含量相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂(B) 100質(zhì)量份, 通常為0. 1?500質(zhì)量份,優(yōu)選為1?200質(zhì)量份,進(jìn)而優(yōu)選為10?100質(zhì)量份。熱固化劑 (C)的含量低于上述范圍時(shí),固化性不足,有時(shí)不能得到具有充分的粘接力的膜狀粘接劑。
[0025]填料(D) 通過(guò)在膜狀粘接劑中配合填料(D),有時(shí)可以調(diào)整膜狀粘接劑的線(xiàn)性膨脹系數(shù)。另外, 也可以更為減少膜狀粘接劑的固化后的吸濕率。通過(guò)減少吸濕率,可以提高半導(dǎo)體封裝的 可靠性。填料可以是所謂的無(wú)機(jī)填充劑、有機(jī)填充劑的任一者,但從耐熱性的角度考慮,優(yōu) 選使用無(wú)機(jī)填充劑。
[0026] 作為填料的材質(zhì),可以列舉二氧化硅、氧化鋁、碳酸鈣、硅酸鈣、氫氧化鎂、氫氧化 鋁、氧化鈦、炭黑、滑石、云母或粘土等。其中,優(yōu)選易于得到透明性、分散性良好,平均粒徑 小的物質(zhì)的二氧化硅。填料可以單獨(dú)使用1種,也可以將2種以上并用。作為填料的二氧化 硅可以是利用有機(jī)化合物進(jìn)行了表面修飾的二氧化硅。作為在填料(例如二氧化硅)的表 面修飾中使用的有機(jī)化合物,可以列舉具有(甲基)丙烯?;炔伙柡蜔N基的化合物。通 過(guò)使表面修飾中使用的有機(jī)化合物具有不飽和烴基,在膜狀粘接劑中含有具有不飽和烴基 的其它成分時(shí),可在填料與其它成分之間形成鍵,填料與其它成分的相容性提高。其結(jié)果是 膜狀粘接劑的全光線(xiàn)透射率、霧度值的控制變得容易,同時(shí)能夠通過(guò)膜狀粘接劑,以?xún)?yōu)異的 粘接強(qiáng)度將半導(dǎo)體芯片接合在其它半導(dǎo)體芯片、基板上。
[0027] 膜狀粘接劑中填料(D)的含有比例,相對(duì)于構(gòu)成膜狀粘接劑的全部固體成分,優(yōu) 選為5質(zhì)量%以上、更優(yōu)選為5?50質(zhì)量%、特別優(yōu)選為10?30質(zhì)量%。通過(guò)使填料(D) 的含有比例為上述范圍,可以進(jìn)而使膜狀粘接劑的固化后的吸濕減少,且膜狀粘接劑中填 料的比率不會(huì)過(guò)于變大,粘接性的損失少。
[0028] 填料⑶的平均粒徑優(yōu)選為50nm以下。通過(guò)使填料⑶的平均粒徑為上述范圍, 膜狀粘接劑不損害與晶片等被粘物的貼附性而可以發(fā)揮粘接性。另外,易于將下述的膜狀 粘接劑的霧度值、全光線(xiàn)透射率調(diào)節(jié)為所需的范圍。可得到所述效果的理由推測(cè)如以下所 述。即使使用比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)(以360nm左右為下限)更小的平均粒徑的填料,也不能避 免由所述粒子導(dǎo)致的稱(chēng)為瑞利散射的可見(jiàn)光的散射。但是,通過(guò)使填料(D)的平均粒徑為 上述范圍,可以將瑞利散射抑制為低的程度,將霧度值抑制為較低水平,將全光線(xiàn)透射率維 持為較高水平。
[0029] 填料(D)的平均粒徑更優(yōu)選為1?40nm、特別優(yōu)選為10?30nm。通過(guò)使填料(D) 的平均粒徑在這樣的范圍,即使在膜狀粘接劑的厚度較厚的情況下,也可以將霧度值抑制 為較低水平,將全光線(xiàn)透射率維持為較高水平。
[0030] 填料(D)的平均粒徑表示為利用激光衍射-散射法測(cè)定的體積平均粒徑。
[0031]其它成分 作為其它成分,可以列舉下述成分。
[0032] (E)固化促講劑 固化促進(jìn)劑(E)用于調(diào)整膜狀粘接劑的固化速度。作為優(yōu)選的固化促進(jìn)劑,可以列舉 三乙二胺、芐基二甲基胺、三乙醇胺、二甲基氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚等叔胺 類(lèi);2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4, 5-二羥基甲基咪唑、2-苯 基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑等咪唑類(lèi);三丁基膦、二苯基膦、三苯基膦等有機(jī)膦類(lèi);四苯 基鱗四苯基硼酸鹽、三苯基膦四苯基硼酸鹽等四苯基硼鹽等。它們可以單獨(dú)使用1種,或?qū)?2種以上混合使用。
[0033] 使用固化促進(jìn)劑(E)時(shí),固化促進(jìn)劑(E)以相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂(B) 100質(zhì)量份,優(yōu)選 為0. 01?10質(zhì)量份、進(jìn)而優(yōu)選為0. 1?1質(zhì)量份的量含有。通過(guò)以上述范圍的量含有固 化促進(jìn)劑(E),即使暴露于高溫高濕下也具有優(yōu)異的粘接性,即使在暴露于嚴(yán)苛的回流焊條 件的情況下,也可以實(shí)現(xiàn)高的封裝可靠性。固化促進(jìn)劑(E)的含量少時(shí),固化不足,不能得 到充分的粘接性,過(guò)量時(shí),具有高極性的固化促進(jìn)劑在高溫高濕下,在固化后的膜狀粘接劑 中向粘接界面?zhèn)纫苿?dòng),偏析,由此使封裝的可靠性降低。
[0034] (F)偶聯(lián)劑 通過(guò)使用具有與半導(dǎo)體晶片或芯片等無(wú)機(jī)物反應(yīng)的官能團(tuán)和與粘合劑樹(shù)脂(A)或環(huán) 氧樹(shù)脂(B)等所具有的有機(jī)官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)的偶聯(lián)劑(F),可以使膜狀粘接劑對(duì)于被 粘物的粘接力提高。另外,在不損害將膜狀粘接劑固化而得的固化物的耐熱性的條件下,可 以提高其耐水性。偶聯(lián)劑(F)優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑。
[0035] 作為硅烷偶聯(lián)劑,可以列舉環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧丙基甲 基二乙氧基硅烷、0 _(3, 4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、(甲基丙烯?;┤?甲氧基娃燒、Y-氨基丙基二甲氧基娃燒、N_6_(氨基乙基)-Y-氨基丙基二甲氧基娃燒、 N-6-(氣基乙基)-Y-氣基丙基甲基_乙氧基娃燒、N-苯基-Y-氣基丙基二甲氧基娃燒、 Y_脈基丙基二乙氧基娃燒、Y_疏基丙基二甲氧基娃燒、Y_疏基丙基甲基二甲氧基娃燒、 雙(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷(> > 7r>)、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基 硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、咪唑硅烷等。硅烷偶聯(lián)劑可以單獨(dú)使 用1種,也可以將2種以上并用。
[0036] 偶聯(lián)劑(F)的含量相對(duì)于粘合劑樹(shù)脂(A)和環(huán)氧樹(shù)脂(B)的合計(jì)100質(zhì)量份,通 常為0. 1?20質(zhì)量份、優(yōu)選為0. 2?10質(zhì)量份、更優(yōu)選為0. 3?5質(zhì)量份。偶聯(lián)劑(F)的 含量小于〇. 1質(zhì)量份時(shí),有時(shí)不能得到上述效果,超過(guò)20質(zhì)量份時(shí),有時(shí)成為排氣的原因。
[0037] (G)能量射線(xiàn)聚合件化合物 膜狀粘接劑可含有能量射線(xiàn)聚合性化合物(G)。能量射線(xiàn)聚合性化合物(G)含有不飽 和烴基,受到紫外線(xiàn)、電子束等能量射線(xiàn)的照射時(shí),進(jìn)行聚合固化。通過(guò)能量射線(xiàn)照射使能 量射線(xiàn)聚合性化合物(G)聚合,可以使膜狀粘接劑的粘接力降低。因此,容易進(jìn)行支撐片與 膜狀粘接劑的層間剝離。
[0038]作為這樣的能量射線(xiàn)聚合性化合物(G),具體可以列舉三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、 季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯、二季戊四醇六 丙烯酸酯或1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、低聚 酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯系低聚物、環(huán)氧改性丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯和衣康酸低聚物 等丙烯酸酯系化合物。這樣的化合物在分子內(nèi)具有至少1個(gè)聚合性雙鍵,通常重均分子量 為100?30000、優(yōu)選為300?10000左右。使用能量射線(xiàn)聚合性化合物(G)時(shí),其配合量 沒(méi)有特別限定,但優(yōu)選相對(duì)于構(gòu)成膜狀粘接劑的全部固體成分,以1?50質(zhì)量%左右的比 例使用。
[0039] (H)光聚合引發(fā)劑 在膜狀粘接劑中配合能量射線(xiàn)聚合性化合物(G)時(shí),照射紫外線(xiàn)等能量射線(xiàn),可以使 包含膜狀粘接劑的粘接劑層從支撐片的剝離性提高。通過(guò)在膜狀粘接劑中含有光聚合引發(fā) 劑(H),可以減少聚合-固化時(shí)間和光線(xiàn)照射量。
[0040] 作為光聚合引發(fā)劑(H),具體地可以列舉二苯甲酮、乙酰苯、苯偶姻、苯偶姻甲基 醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻異丁基醚、苯偶姻苯甲酸、苯偶姻苯甲酸甲酯、 苯偶姻二甲基縮酮、2, 4-二乙基噻噸酮、a-羥基環(huán)己基苯基酮、芐基二苯基硫化物、一硫 化四甲基秋蘭姆、偶氮雙異丁腈、芐基、二芐基、二乙酰、1,2-二苯基甲烷、2-羥基-2-甲 基-l-[4-(l-甲基乙烯基)苯基]丙酮、2, 4, 6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦和氯蒽醌 等。光聚合引發(fā)劑(H)可以單獨(dú)使用1種,或?qū)?種以上組合使用。
[0041] 光聚合引發(fā)劑(H)的含量相對(duì)于能量射線(xiàn)聚合性化合物(G) 100質(zhì)量份優(yōu)選為 0. 1?10質(zhì)量份,更優(yōu)選為1?5質(zhì)量份。如果光聚合引發(fā)劑(H)的含量低于上述范圍,貝1J 有時(shí)由于光聚合的不足而不能得到滿(mǎn)意的層間剝離性,如果高于上述范圍,則生成對(duì)光聚 合沒(méi)有幫助的殘留物,有時(shí)膜狀粘接劑的固化性變得不充分。
[0042] (I)奪聯(lián)劑 為了調(diào)節(jié)其初期粘接力和凝集力,也可以在膜狀粘接劑中添加交聯(lián)劑(I)。作為交聯(lián)劑 (I),可以列舉有機(jī)多元異氰酸酯化合物、有機(jī)多元亞胺化合物等。
[0043] 作為有機(jī)多元異氰酸酯化合物,可以列舉芳香族多元異氰酸酯化合物、脂肪族多 元異氰酸酯化合物、脂環(huán)族多元異氰酸酯化合物和這些有機(jī)多元異氰酸酯化合物的三聚 物、以及使這些有機(jī)多元異氰酸酯化合物與多元醇化合物反應(yīng)而得的末端異氰酸酯聚氨酯 預(yù)聚物等。
[0044] 作為有機(jī)多元異氰酸酯化合物的進(jìn)一步具體的例子,可以列舉2, 4-甲苯二異氰 酸酯、2, 6-甲苯二異氰酸酯、1,3-二甲苯二異氰酸酯、1,4-二甲苯二異氰酸酯、二苯基甲 烷-4, 4' -二異氰酸酯、二苯基甲烷-2, 4' -二異氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二異氰酸酯、 1,6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷-4, 4' -二異氰酸酯、二環(huán)己基甲 烷-2, 4' -二異氰酸酯、三羥甲基丙烷-甲苯二異氰酸酯加成物和賴(lài)氨酸異氰酸酯。
[0045] 作為有機(jī)多元亞胺化合物的具體例子,可以列舉N,N' -二苯基甲烷-4, 4' -雙 (1-氮丙啶羧酰胺)、三羥甲基丙烷-三-0-氮雜環(huán)丙基丙酸酯、四羥甲基甲烷-三-0-氮 雜環(huán)丙基丙酸酯和N,N' -甲苯-2, 4-雙(1-氮丙啶羧酰胺)三亞乙基三聚氰胺等。
[0046] 交聯(lián)劑(I)以相對(duì)于粘合劑樹(shù)脂(A) 100質(zhì)量份,優(yōu)選為1?40質(zhì)量份、更優(yōu)選為 8?35質(zhì)量份、特別優(yōu)選為12?30質(zhì)量份的比率使用。
[0047] (T)誦用添加劑 在膜狀粘接劑中,除了上述以外,可以根據(jù)需要配合各種添加劑。作為各種添加劑,可 以列舉增塑劑、防靜電劑、抗氧化劑、阻燃劑、吸氣劑或鏈轉(zhuǎn)移劑等。
[0048] 包含上述各成分的膜狀粘接劑的D65標(biāo)準(zhǔn)光源的全光線(xiàn)透射率為70%以上,霧度 值為50%以下。
[0049] 如果全光線(xiàn)透射率小于70%、或霧度值超過(guò)50%,則在半導(dǎo)體裝置的制造步驟中, 在將帶有膜狀粘接劑的芯片固定(小片鍵合)在基板或其他芯片等上時(shí)、或在帶有膜狀粘 接劑的基板上固定半導(dǎo)體芯片等時(shí),變得難以讀取定位(位置確定)標(biāo)記,不能正確地進(jìn)行 小片鍵合。
[0050] 膜狀粘接劑的D65標(biāo)準(zhǔn)光源的全光線(xiàn)透射率優(yōu)選為75?100%,霧度值優(yōu)選為1? 40%。
[0051] 膜狀粘接劑的全光線(xiàn)透射率或霧度值可以通過(guò)調(diào)整填料(D)的平均粒徑、或填料 (D)以外的各成分的相容性來(lái)控制。
[0052] 另外,膜狀粘接劑的固化后的吸濕率優(yōu)選為5%以下,更優(yōu)選為3%以下,特別優(yōu)選 為0?2%。通過(guò)使膜狀粘接劑的固化后的吸濕率為上述范圍,可以使半導(dǎo)體封裝的可靠性 提高。應(yīng)予說(shuō)明,吸濕率是利用下述的實(shí)施例中的條件和方法測(cè)定的168小時(shí)后的吸濕率。 [0053](半導(dǎo)體接合用粘接片) 本發(fā)明的半導(dǎo)體接合用粘接片通過(guò)將包含"含有上述各成分的膜狀粘接劑"的粘接劑 層疊層于支撐片上來(lái)制造。粘接劑層具有壓敏粘接性或熱粘接性和加熱固化性。粘接劑層 具有壓敏粘接性時(shí),能夠以未固化狀態(tài)按壓在被粘物上來(lái)進(jìn)行貼附。另外,粘接劑層具有熱 粘接性的情況下,在按壓于被粘物上時(shí),可以將粘接劑層加熱來(lái)進(jìn)行貼附。本發(fā)明中的熱粘 接性是指在常溫下沒(méi)有壓敏粘接性,但通過(guò)熱進(jìn)行軟化而可在被粘物上粘接。因此,本發(fā)明 的半導(dǎo)體接合用粘接片中的粘接劑層具有在未固化狀態(tài)下將各種被粘物暫時(shí)保持的功能。 因此,可以在利用半導(dǎo)體接合用粘接片保持被粘物的狀態(tài)下進(jìn)行被粘物的沒(méi)有被貼附在片 上的面(背面)的加工、例如研磨加工。經(jīng)過(guò)熱固化,可以最終提供耐沖擊性高的固化物, 粘接強(qiáng)度也優(yōu)異,即使在嚴(yán)酷的高溫高濕條件下也可保持充分的粘接性。構(gòu)成膜狀粘接劑 的粘接劑組合物可將上述各成分以適當(dāng)?shù)谋壤旌系玫?。混合時(shí),可將各成分預(yù)先用溶劑 稀釋?zhuān)硗饪稍诨旌蠒r(shí)加入到溶劑中。
[0054] 以下對(duì)于半導(dǎo)體接合用粘接片的合適方式和使用方式進(jìn)行說(shuō)明。在粘接劑層以可 剝離的方式形成于支撐片上而成的半導(dǎo)體接合用粘接片的使用時(shí),將粘接劑層粘接在晶片 或基板等被粘物上,將支撐片剝離,將粘接劑層轉(zhuǎn)印在被粘物上。本發(fā)明的半導(dǎo)體接合用粘 接片的形狀可采用帶狀、標(biāo)簽狀等所有的形狀。
[0055] 支撐片可以是僅包含在表面不具有折縫的樹(shù)脂膜的物質(zhì)、或?qū)?shù)脂膜 適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了表面處理等的物質(zhì),或也可以是在樹(shù)脂膜上具有粘著劑層的粘著片。另外,可 在樹(shù)脂膜上設(shè)置凹凸吸收層。
[0056] 作為用作支撐片的樹(shù)脂膜,可以使用例如聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚丁烯膜、聚丁二 烯膜、聚甲基戊烯膜、聚氯乙烯膜、氯乙烯基共聚物膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸 乙二酯膜、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯膜、包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù)合膜、聚氨酯 丙烯酸酯固化物膜、乙烯醋酸乙烯酯共聚物膜、離聚物樹(shù)脂膜、乙烯_(甲基)丙烯酸共聚物 膜、乙烯_(甲基)丙烯酸酯共聚物膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜、聚酰亞胺膜、氟樹(shù)脂膜等 膜。另外也可使用它們的交聯(lián)膜。進(jìn)而也可以是它們的疊層膜。另外,可以使用將它們著 色了的膜等。粘接劑層具有能量射線(xiàn)固化性時(shí),優(yōu)選具有能量射線(xiàn)的透射性。另外,在要求 在進(jìn)行支撐片與粘接劑層的層間剝離之前可以目視確認(rèn)被粘物的表面的情況下,優(yōu)選具有 可見(jiàn)光的透射性(透明或半透明)。
[0057] 其中,作為樹(shù)脂膜,優(yōu)選使用23°C時(shí)的儲(chǔ)能彈性模量(貯蔵弾性率)優(yōu)選為 1X107Pa以上、更優(yōu)選為1X108?1X109Pa的樹(shù)脂膜。另外,優(yōu)選使用基于拉伸試驗(yàn)的23°C 時(shí)的應(yīng)力松弛率優(yōu)選為40%以上、更優(yōu)選為70?90%的樹(shù)脂膜。通過(guò)使用儲(chǔ)能彈性模量、 應(yīng)力松弛率為上述范圍的樹(shù)脂膜,可以在晶片的背面研磨步驟中,抑制晶片的翹曲、凹痕的 發(fā)生。
[0058] 其中,基于拉伸試驗(yàn)的23°C時(shí)的應(yīng)力松弛率利用以下的方法測(cè)定。將樹(shù)脂膜切成 15mmX140mm而形成樣品。在23°C、相對(duì)濕度50%的環(huán)境下,使用萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)(SHIMADZU 社制才一卜夕'' 7 7AG-10kNIS),將該樣品的兩端20mm夾住,以每分鐘200mm的速度拉伸,測(cè) 定拉伸10%時(shí)的應(yīng)力A(N/m2)、和從帶狀物的伸長(zhǎng)停止起1分鐘后的應(yīng)力B(N/m2)。由這些 應(yīng)力A、B的值算出(A-B)/AX100 (%)來(lái)作為應(yīng)力松弛率。
[0059] 這樣的膜的特性用包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù)合膜、或聚氨酯丙烯 酸酯固化物膜易于得到。作為包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù)合膜,例如可以使 用日本特開(kāi)2007-84722中公開(kāi)的物質(zhì)。作為聚氨酯丙烯酸酯固化物膜,例如可以使用日本 特開(kāi)平11-343469中公開(kāi)的物質(zhì)。
[0060] 本發(fā)明的半導(dǎo)體接合用粘接片貼附在各種被粘物上,對(duì)被粘物施加所需的加工 后,粘接劑層以在被粘物上固著殘留的狀態(tài)從支撐片上被剝離。即,在含有將粘接劑層從支 撐片上轉(zhuǎn)印至被粘物的步驟的工藝中使用。因此,支撐片的與粘接劑層相接的面的表面張 力優(yōu)選為40mN/m以下、進(jìn)而優(yōu)選為37mN/m以下、特別優(yōu)選為35mN/m以下。下限值通常為 25mN/m左右。這樣的表面張力低的支撐片可以適當(dāng)?shù)剡x擇樹(shù)脂膜的材質(zhì)來(lái)得到,或也可以 通過(guò)在樹(shù)脂膜的表面涂布剝離劑而實(shí)施剝離處理來(lái)得到。
[0061] 作為在樹(shù)脂膜的剝離處理中使用的剝離劑,可以使用醇酸系、有機(jī)硅系、氟系、不 飽和聚酯系、聚烯烴系、蠟系等,特別是醇酸系、有機(jī)硅系、氟系的剝離劑具有耐熱性,因此 是優(yōu)選的。
[0062] 為了使用上述剝離劑對(duì)樹(shù)脂膜的表面進(jìn)行剝離處理,將剝離劑直接以無(wú)溶劑的 狀態(tài)、或進(jìn)行溶劑稀釋、乳化,利用凹版印刷涂布機(jī)、麥勒棒涂布器(^ < ^一〃'一 = 一夕 一)、氣刀涂布機(jī)、輥涂機(jī)等進(jìn)行涂布,將涂布了剝離劑的支撐片供于常溫下或加熱下、或利 用電子束使其固化,形成剝離劑層即可。
[0063] 另外,可以利用濕式層壓或干式層壓、熱熔融層壓、熔融擠出層壓、共擠出加工等 進(jìn)行膜的疊層,由此調(diào)整支撐片的表面張力。即,制造將至少一面的表面張力作為與上述支 撐片的粘接劑層相接的面的張力為優(yōu)選的范圍內(nèi)的膜、以使該面為與粘接劑層相接的面的 方式與其它膜疊層的疊層體,可形成支撐片。
[0064] 支撐片可以是在上述這樣的樹(shù)脂膜上具有粘著劑層的粘著片。出于可將粘接劑層 從粘著劑層剝離的目的,粘著劑層可以由具有再剝離性的公知粘著劑構(gòu)成,通過(guò)選擇紫外 線(xiàn)固化型、加熱發(fā)泡型、水溶脹型、弱粘型等粘著劑,可以使粘接劑層的剝離變得容易。特 別地,使用包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù)合膜或聚氨酯丙烯酸酯固化物膜作為 樹(shù)脂膜的構(gòu)成層時(shí),這些膜通常柔軟,具有自粘性,因此它們?yōu)榕c粘接劑層直接接觸的構(gòu)成 時(shí),層間剝離有時(shí)變得困難。因此,為了避免這樣的情況,優(yōu)選使支撐片為粘著片。
[0065] 粘著片的粘著力優(yōu)選為10?10000mN/25mm,更優(yōu)選為50?2000mN/25mm。粘著 力是根據(jù)JisZ0237 ;2009,貼附在被粘物(SUS)上、經(jīng)過(guò)30分鐘后的粘著片由180°撕扯 法得到的粘著力。通過(guò)使粘著片的粘著力在上述范圍,從粘著劑層上剝離粘接劑層變得容 易。
[0066] 另外,粘著劑層的23°C時(shí)的儲(chǔ)能彈性模量?jī)?yōu)選為lX104Pa以上、更優(yōu)選為 1X105?1X10 8Pa。通過(guò)使用儲(chǔ)能彈性模量為上述范圍的粘著劑層,可以在晶片的背面研 磨步驟中,抑制晶片的翹曲、凹痕的發(fā)生。
[0067]另外,為了使樹(shù)脂膜的上面、即設(shè)置粘著劑層的一側(cè)的樹(shù)脂膜表面與粘著劑層的 密合性提高,可以實(shí)施電暈處理,或設(shè)置底漆層。另外,也可以在與粘著劑層相反的面上涂 覆各種涂膜。
[0068] 設(shè)置在樹(shù)脂膜上的凹凸吸收層例如可利用一直以來(lái)公知的各種粘著劑形成,可以 是兼具凹凸吸收層和粘著劑層的層。作為粘著劑,沒(méi)有任何限定,可以使用例如橡膠系、丙 烯酸系、有機(jī)硅系、聚乙烯基醚等粘著劑。另外,可以還使用能量射線(xiàn)固化型或加熱發(fā)泡型、 水溶脹型的粘著劑。另外,可以將包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù)合膜或聚氨酯 丙烯酸酯固化物膜作為凹凸吸收層使用。進(jìn)而,可以在包括包含聚氨酯聚合物和乙烯基系 聚合物的復(fù)合膜或聚氨酯丙烯酸酯固化物膜的凹凸吸收層上進(jìn)而設(shè)置粘著劑層。應(yīng)予說(shuō) 明,支撐片具有多層包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù)合膜或聚氨酯丙烯酸酯固化 物膜時(shí),從粘著劑層除去處于最遠(yuǎn)位置的物質(zhì),包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù) 合膜或聚氨酯丙烯酸酯固化物膜視為凹凸吸收層。
[0069] 作為包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù)合膜或聚氨酯丙烯酸酯固化物 膜,除了可以使用上述的物質(zhì)以外,作為聚氨酯丙烯酸酯固化物膜,也可以是日本特開(kāi) 2011-068727中公開(kāi)的、使片疊層于樹(shù)脂膜上而形成凹凸吸收層,所述片是將含有聚氨酯 丙烯酸酯系低聚物、和在分子內(nèi)具有硫醇基的化合物的能量射線(xiàn)固化型組合物固化而成的 片。
[0070] 凹凸吸收層的23°C時(shí)的儲(chǔ)能彈性模量?jī)?yōu)選為lX104Pa以上,更優(yōu)選為3X105? 3X106Pa。另外,凹凸吸收層的附加20%扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的10秒后的應(yīng)力松弛率優(yōu)選為50%以上、 更優(yōu)選為80?99. 9%。通過(guò)使用儲(chǔ)能彈性模量、應(yīng)力松弛率為上述范圍的凹凸吸收層,可在 晶片的半導(dǎo)體接合用粘接片被貼附的面上形成具有數(shù)十左右的高度的突起,凹凸吸收 層吸收突起,能夠平坦地保持半導(dǎo)體接合用粘接片的表面。另外,即使在粘接劑層的厚度比 這樣的突起的高度更薄的情況下,凹凸吸收層通過(guò)吸收貫穿粘接劑層的突起,粘接劑層也 接近、到達(dá)晶片表面,也能夠使粘接劑層與晶片表面粘接。
[0071] 另外,對(duì)于半導(dǎo)體接合用粘接片,支撐片和粘接劑層可以是預(yù)先以與被粘物(半 導(dǎo)體晶片等)相同的形狀起模而成的形狀。特別地,包含支撐片和粘接劑層的疊層體可以 是在長(zhǎng)的工程膜上連續(xù)地保持的形態(tài)。作為工程膜,可以使用作為上述支撐片例示的樹(shù)脂 膜。
[0072] 支撐片的厚度通常為10?500iim、優(yōu)選為15?300iim、特別優(yōu)選為20?250iim 左右。支撐片為粘著片時(shí),通常在支撐片的厚度中,包含粘著劑的層的厚度占1?50ym左 右。另外,設(shè)置凹凸吸收層時(shí),通常在支撐片的厚度中,凹凸吸收層的厚度占10?450 左 右。另外,粘接劑層的厚度通常為2?500iim、優(yōu)選為6?300iim、特別優(yōu)選為10?150iim 左右。粘接劑層的厚度優(yōu)選與貼附的晶片中形成的凸部的高度大致相同。
[0073] 對(duì)于半導(dǎo)體接合用粘接片,為了在使用前保護(hù)粘接劑層,可以在粘接劑層的上面 預(yù)先疊層剝離膜。該剝離膜可使用在聚對(duì)苯二甲酸乙二酯膜、聚丙烯膜等塑料材料上涂布 有機(jī)硅樹(shù)脂等剝離劑的物質(zhì)。
[0074] 半導(dǎo)體接合用粘接片的制造方法沒(méi)有特別限定,支撐片為樹(shù)脂膜時(shí),可以通過(guò)在 樹(shù)脂膜上將粘接劑組合物涂布干燥,形成粘接劑層來(lái)進(jìn)行制造。另外也可以通過(guò)將粘接劑 層設(shè)置在剝離膜上,將其轉(zhuǎn)印到上述樹(shù)脂膜或粘著片上來(lái)進(jìn)行制造。另外,半導(dǎo)體接合用粘 接片可以以形成與貼附在粘接劑層上的晶片的形狀相同的形狀或比晶片更大的同心圓的 形狀等的方式、利用沖裁加工等進(jìn)行切斷。
[0075] 接著,對(duì)于本發(fā)明的半導(dǎo)體接合用粘接片的利用方法,采用例子說(shuō)明將該粘接片 貼附在晶片上、適用于半導(dǎo)體裝置的制造的情況。
[0076](半導(dǎo)體裝置的制造方法) 本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法包含將上述半導(dǎo)體接合用粘接片的粘接劑層貼附在 晶片上的步驟、將晶片單片化而得到芯片的步驟、和經(jīng)由粘接劑層將芯片固定的步驟。
[0077] 以下對(duì)于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一部分例子進(jìn)行詳述。
[0078] 在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法中,首先在表面形成了電路的半導(dǎo)體晶片 的電路面上貼附半導(dǎo)體接合用粘接片。在進(jìn)行貼附時(shí),可以將半導(dǎo)體晶片的電路面載置于 半導(dǎo)體接合用粘接片的粘接劑層上,輕輕按壓,根據(jù)情況加熱,一邊使粘接劑層軟化一邊將 半導(dǎo)體晶片固定。接著根據(jù)需要,在利用半導(dǎo)體接合用粘接片將半導(dǎo)體晶片的電路面保護(hù) 的狀態(tài)下,將晶片的背面研磨,形成規(guī)定厚度的晶片。
[0079] 半導(dǎo)體晶片可以是硅晶片,另外也可以是鎵-砷等的化合物半導(dǎo)體晶片。在晶片 表面上的電路的形成可以利用包含蝕刻法、剝離法(liftoffmethod)等一直以來(lái)普遍使 用的方法的各種方法進(jìn)行。在半導(dǎo)體晶片的電路形成步驟中,形成規(guī)定的電路。這樣的晶 片的研磨前的厚度沒(méi)有特別限定,通常為500?1000 左右。另外,半導(dǎo)體晶片的表面形 狀沒(méi)有特別限定,但可形成突起狀電極。作為突起狀電極,可以列舉圓柱型電極、球狀電極 等。另外,可以是具有貫通電極的半導(dǎo)體晶片。半導(dǎo)體接合用粘接片在半導(dǎo)體晶片上的貼 附方法沒(méi)有特別限定。
[0080] 背面研磨可在貼附了半導(dǎo)體接合用粘接片的狀態(tài)通過(guò)使用研磨機(jī)和用于晶片步 驟的吸附臺(tái)(吸著f一 ^ 等的公知方法進(jìn)行。背面研磨步驟之后,可進(jìn)行除去由研磨生 成的破碎層的處理。背面研磨后的半導(dǎo)體晶片的厚度沒(méi)有特別限定,優(yōu)選為10?400i!m, 特別優(yōu)選為25?300i!m左右。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體接合用粘接片,可以在晶片的背面研 磨時(shí)可靠地保持晶片,另外能夠防止切削水向電路面的侵入,同時(shí)可以防止晶片翹曲、凹痕 的發(fā)生。
[0081] 背面研磨步驟后,在晶片的背面貼附所謂的稱(chēng)作切割片的粘著片。切割片的貼附 一般利用稱(chēng)作貼片機(jī)的裝置進(jìn)行,沒(méi)有特別限定。接著,在晶片的電路面上殘留粘接劑層, 僅剝離支撐片。將支撐片剝離的方法沒(méi)有特別限定。
[0082] 然后,進(jìn)行貼附于切割片上的晶片的切割,將晶片單片化而得到芯片。
[0083] 半導(dǎo)體晶片的切斷手段沒(méi)有特別限定。作為一個(gè)例子,可以列舉在晶片的切斷時(shí) 將切割片的周邊部利用環(huán)形框架(ringframe)固定后,通過(guò)使用切割機(jī)等旋轉(zhuǎn)圓刃等公知 手法進(jìn)行晶片的芯片化的方法等。此時(shí)的切斷深度為加入了粘接劑層的厚度和半導(dǎo)體晶片 的厚度的合計(jì)和切割鋸片的磨損部分的深度。另外,可以利用激光將粘接劑層和晶片切斷。 [0084] 接著根據(jù)需要,進(jìn)行切割片的膨脹時(shí),半導(dǎo)體芯片間隔擴(kuò)張,可進(jìn)而容易地進(jìn)行半 導(dǎo)體芯片的拾取。此時(shí),在芯片與切割片之間產(chǎn)生偏移,芯片與切割片之間的粘接力減少, 半導(dǎo)體芯片的拾取性提高。這樣,進(jìn)行半導(dǎo)體芯片的拾取時(shí),使切斷的粘接劑層在半導(dǎo)體芯 片電路面固著殘留,可以從切割片上剝離。
[0085] 接著,進(jìn)行半導(dǎo)體芯片的鍵合步驟(小片鍵合)。在鍵合步驟中,介由粘接劑層將 半導(dǎo)體芯片載置于引線(xiàn)框的晶片焊墊(diepad)上或其它的半導(dǎo)體芯片(下段芯片)表面 上(以下將搭載芯片的晶片焊墊或下段芯片表面記為"芯片搭載部")。在本發(fā)明中,由于 固著在半導(dǎo)體芯片的表面上的粘接劑層的全光線(xiàn)透射率、霧度值為規(guī)定的范圍,因此在小 片鍵合時(shí)可以容易地讀取芯片表面的定位標(biāo)記。其結(jié)果是能夠?qū)雽?dǎo)體芯片正確地在芯片 搭載部進(jìn)行小片鍵合。芯片搭載部可在載置半導(dǎo)體芯片之前進(jìn)行加熱,另外,也可以在剛剛 載置芯片后進(jìn)行加熱。加熱溫度通常為80?200°C,優(yōu)選為100?180°C,加熱時(shí)間通常為 0. 1秒?5分鐘,優(yōu)選為0. 5秒?3分鐘,載置時(shí)的壓力通常為lkPa?200MPa。
[0086] 將半導(dǎo)體芯片載置于芯片搭載部后,根據(jù)需要與利用了下述樹(shù)脂密封中的加熱的 粘接劑層的固化不同,可進(jìn)行用于粘接劑層的固化的加熱。此時(shí)的加熱條件在上述加熱溫 度的范圍,加熱時(shí)間通常為1?180分鐘,優(yōu)選為10?120分鐘。
[0087] 另外,不進(jìn)行載置后的加熱處理而形成臨時(shí)粘接狀態(tài),可利用在封裝制造中通常 進(jìn)行的樹(shù)脂密封的加熱,使粘接劑層固化。通過(guò)經(jīng)歷這樣的步驟,粘接劑層固化,將半導(dǎo)體 芯片與芯片搭載部牢固地粘接,可將芯片固定。粘接劑層在小片鍵合條件下流動(dòng)化,因此可 充分填埋芯片搭載部的凹凸中,能夠防止孔隙的發(fā)生,封裝的可靠性變高。
[0088] 在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的第2制造方法中,與上述第1制造方法同樣地,在半導(dǎo)體 晶片的電路面上貼附半導(dǎo)體接合用粘接片,將晶片的背面進(jìn)行研磨。背面研磨步驟之后,可 進(jìn)行除去由研磨生成的破碎層的處理。
[0089] 背面研磨后,從晶片的背面?zhèn)认蚓瑑?nèi)部照射激光。激光由激光源進(jìn)行照射。激 光源是使波長(zhǎng)和相位一致的光產(chǎn)生的裝置,作為激光的種類(lèi),可以列舉產(chǎn)生脈沖激光的 Nd-YAG激光器、Nd-YVO激光器、Nd-YLF激光器、Ti-sapphire激光器等產(chǎn)生多光子吸收的 設(shè)備。激光的波長(zhǎng)優(yōu)選為800?llOOnm,進(jìn)而優(yōu)選為1064nm。
[0090] 激光向晶片內(nèi)部照射,沿著預(yù)定切斷線(xiàn)在晶片內(nèi)部形成改性部。激光掃描一個(gè)預(yù) 定切斷線(xiàn)的次數(shù)可以為1次或多次。優(yōu)選監(jiān)測(cè)激光的照射位置以及電路間的預(yù)定切斷線(xiàn)的 位置,一邊進(jìn)行激光的對(duì)位,一邊進(jìn)行激光的照射。應(yīng)予說(shuō)明,預(yù)定切斷線(xiàn)是將在晶片表面 形成的各電路間區(qū)分開(kāi)來(lái)的假想的線(xiàn)。
[0091] 改性部形成后,在晶片背面貼附切割片。接著,使粘接劑層殘留在晶片的電路面 上,僅剝離支撐片。
[0092] 接著,進(jìn)行貼附于切割片上的晶片的切割,將晶片單片化而得到芯片。半導(dǎo)體晶片 通過(guò)將切割片進(jìn)行膨脹而芯片化。即,如果通過(guò)激光照射在晶片內(nèi)部形成改性部后,進(jìn)行 膨脹,則切割片伸長(zhǎng),半導(dǎo)體晶片以晶片內(nèi)部的改性部為起點(diǎn),被切斷分離成一個(gè)一個(gè)的芯 片。此時(shí),粘接劑層也切斷分離成一個(gè)一個(gè)的芯片大小。另外,在膨脹的同時(shí)使用夾具等抓 ?。╟々<)切割片,也可以將切割片伸長(zhǎng)而將粘接劑層和晶片切斷分離成每個(gè)芯片。膨 脹優(yōu)選在-20?40°C的環(huán)境下、以5?600mm/分鐘的速度進(jìn)行。另外,膨脹步驟后,為了消 除膨脹了的切割片的松弛,也可以進(jìn)行熱收縮。然后,在表面具有粘接劑層的芯片被拾取, 經(jīng)過(guò)鍵合步驟來(lái)制造半導(dǎo)體裝置。鍵合步驟與上述第1制造方法同樣。
[0093] 以上詳述的第1制造方法和第2制造方法終究只不過(guò)表示本發(fā)明制造方法的一部 分的例子,本發(fā)明的制造方法也可以采用其他的方式。例如,可以不使用半導(dǎo)體接合用片, 而在晶片上單獨(dú)貼附膜狀粘接劑,將用于晶片的背面研磨的保護(hù)片另外貼附在膜狀粘接劑 上。
[0094] 另外,也可以是在將膜狀粘接劑或半導(dǎo)體接合用粘接片貼附在晶片上之前的階 段,完成晶片的背面研磨,膜狀粘接劑或半導(dǎo)體接合用粘接片的貼附后不進(jìn)行晶片的背面 研磨的制造方法。
[0095] 另外,晶片的單片化方法可以是基于從晶片的表面?zhèn)刃纬缮疃缺染暮穸雀?的溝,將晶片的背面研磨、直至到達(dá)溝,由此進(jìn)行單片化的所謂先切割法的方法,或可以是 如日本特開(kāi)2004-111428中記載那樣的、在使激光從晶片的表面與芯片的形狀一致而進(jìn)行 入射,在晶片內(nèi)部形成改性區(qū)域的步驟中,附加了將晶片的背面研磨的步驟的晶片的分割 方法。
[0096] 由上述半導(dǎo)體裝置的制造方法可知,本發(fā)明的半導(dǎo)體接合用粘接片,能夠用作可 適用于從晶片的背面研磨步驟至芯片的鍵合步驟的背面研磨-小片鍵合片。 實(shí)施例
[0097] 以下通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明,但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。應(yīng)予說(shuō)明,在以下的實(shí) 施例和比較例中,各評(píng)價(jià)如以下這樣進(jìn)行。
[0098] <霧度值和全光線(xiàn)透射率> 使用粘接劑組合物(1)?(5),將各粘接劑組合物涂布于剝離膜(UT々社制SP-PET381031)上后,使其干燥(在烘箱中100°C、1分鐘),制作厚度為20iim的膜狀粘 接劑。另外,制作其它的厚度20ym的膜狀粘接劑,將膜狀粘接劑疊層,由此得到厚度為 40iim、60iim、80iim、100iim的膜狀粘接劑。接著,將剝離膜剝離,制成評(píng)價(jià)用樣品。使用霧 度儀(日本電色工業(yè)社制NDH-5000),根據(jù)JISK7136 :2000,測(cè)定評(píng)價(jià)用樣品的膜狀粘接 劑的霧度值(%)。另外,根據(jù)JISK7361 :2000,測(cè)定評(píng)價(jià)用樣品的膜狀粘接劑的D65標(biāo)準(zhǔn)光 源的全光線(xiàn)透射率(%)。
[0099] <吸濕率> 將使用粘接劑組合物(1)?(5)制作的膜狀粘接劑(50mm見(jiàn)方)疊層為200iim的厚 度,得到疊層片,形成評(píng)價(jià)用樣品。將評(píng)價(jià)用樣品在140°C的烘箱中進(jìn)行1小時(shí)的加熱固化 后,投入到濕熱條件(85°C、相對(duì)濕度85%)下規(guī)定的時(shí)間(24小時(shí)和168小時(shí)),測(cè)定投入 前后的固化物的重量變化(%),得到24小時(shí)后和168小時(shí)后的吸濕率。
[0100] <定位> 準(zhǔn)備々才;iV社制8英寸晶片"WALTS-TEGMB50-0101JY_TYPE-B(具有聚酰亞胺膜)、 厚度725ym"。在形成于該晶片上的各單片化預(yù)定區(qū)域上存在544個(gè)墊片。對(duì)于這些的各 墊片,制作30ym高度的Cu柱,進(jìn)而在這些Cu柱上以15ym的高度設(shè)置SnAg焊錫,形成合 計(jì)高度為45pm的凸塊。按照以上的順序,準(zhǔn)備模仿倒裝型晶片的評(píng)價(jià)用晶片。
[0101] 對(duì)于評(píng)價(jià)用晶片的凸塊設(shè)置面,使用全自動(dòng)背面研磨帶用帶式層壓機(jī)(U夂 々株式會(huì)社制RAD-3510F/12)將實(shí)施例和比較例中得到的半導(dǎo)體接合用粘接片層壓。
[0102] 接著,使用晶片背面研磨裝置(株式會(huì)社=制DGP8760)進(jìn)行研磨和干式 拋光處理,得到300 厚的晶片。然后,使用全自動(dòng)多晶片貼片機(jī)(U 々株式會(huì)社 制RAD-2700F/12),在干式拋光面貼附紫外線(xiàn)(UV)固化型切割帶(U 々株式會(huì)社制 Adwill D-678),固定于環(huán)形框架上。
[0103] 接著,利用相同裝置將半導(dǎo)體接合用粘接片的支撐片剝離,使粘接劑層暴露。 然后,使用全自動(dòng)切割鋸(株式會(huì)社r〃 > 3制DFD651)進(jìn)行切割,將各芯片單片化(7. 3mm X 7. 3mm)〇
[0104] 對(duì)于附著了定向的芯片的切割帶,使用半自動(dòng)UV照射裝置(7夕株式會(huì)社 制RAD-2000m/12)進(jìn)行UV照射(照度230mW/cm2、光量180mJ/cm2、氮氛圍下),使切割帶的 粘著力降低。接著,通過(guò)手工作業(yè)將附著了粘接劑層的芯片由切割帶剝離,為了防止固著, 以粘接劑層側(cè)向下的方式收納于在芯片收納部底面貼附了剝離膜(U 々株式會(huì)社制 SP-PET381031)的芯片載盤(pán)。
[0105] 使用倒裝式接合器(flip-chipbonder)(九州松下株式會(huì)社制、商品名 "FB30T-M"),將單片化了的帶有粘接劑層的芯片從芯片載盤(pán)取出,對(duì)其凸塊設(shè)置面(貼附 了粘接劑層的面)的能否識(shí)別圖案進(jìn)行評(píng)價(jià)。進(jìn)行10個(gè)芯片的試驗(yàn),將10個(gè)都可識(shí)別圖 案的情況設(shè)為"A"、將6?9個(gè)的情況設(shè)為"B"、將5個(gè)以下的情況設(shè)為"C"。
[0106][膜狀粘接劑的制造例] 構(gòu)成膜狀粘接劑的粘接劑組合物(1)?(5)的各成分如下述和表1所述。按照下述成 分和表1的配合量,配合各成分,制備粘接劑組合物(1)?(5)。在表1中,各成分的數(shù)值表 示固體成分換算的質(zhì)量份,在本發(fā)明中,固體成分是指溶劑以外的全部成分。
[0107] (A)丙烯酸系聚合物:包含正丁基丙烯酸酯55質(zhì)量份、甲基丙烯酸酯10質(zhì)量份、 甲基丙烯酸縮水甘油酯20質(zhì)量份和2-羥基乙基丙烯酸酯15質(zhì)量份的丙烯酸系聚合物(重 均分子量:90萬(wàn)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度:-28°C) (B1)環(huán)氧樹(shù)脂:雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂(y'々パ > 工ib>社制jER828、環(huán)氧當(dāng) 量:235g/eq) (B2)環(huán)氧樹(shù)脂:酚醛清漆型環(huán)氧樹(shù)脂(日本化藥社制E0CN-104S、環(huán)氧當(dāng)量:218g/eq) (C)熱固化劑:酚醛清漆型酚醛樹(shù)脂(DIC社制TD-2131、酚羥基當(dāng)量:103g/eq) 0>1)填料:二氧化硅填料(日產(chǎn)化學(xué)社制MEK-ST、平均粒徑:10?15nm) (D2)填料:二氧化硅填料(7F77々義制YA050C-MJE、平均粒徑:50nm) (D3)填料:二氧化硅填料(7F7v々義制 7F7 7r4 >SC2050、平均粒徑: 500nm) (D4)填料:炭黑(三菱化學(xué)社制#MA650、平均粒徑:28nm) (E) 固化促進(jìn)劑:2_苯基-4, 5-二羥基甲基咪唑(四國(guó)化成工業(yè)社制7 - > 2PHZ-PW) (F) 偶聯(lián)劑:硅烷偶聯(lián)劑(信越化學(xué)社制KBE-403)。
[0108] [表 1]
【權(quán)利要求】
1. 膜狀粘接劑,其含有粘合劑樹(shù)脂(A)、環(huán)氧樹(shù)脂(B)、熱固化劑(C)和填料(D),其中, D65標(biāo)準(zhǔn)光源的全光線(xiàn)透射率為70%以上, 霧度值為50%以下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜狀粘接劑,其中,含有5質(zhì)量%以上的填料(D)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜狀粘接劑,其中,填料(D)的平均粒徑為50nm以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的膜狀粘接劑,其中,粘合劑樹(shù)脂(A)是含有5? 30質(zhì)量%的源于含環(huán)氧基的單體的結(jié)構(gòu)單元的丙烯酸系聚合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的膜狀粘接劑,其中,環(huán)氧樹(shù)脂(B)的含量相對(duì)于 粘合劑樹(shù)脂(A) 100質(zhì)量份為50?1000質(zhì)量份。
6. 半導(dǎo)體接合用粘接片,其中,將權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的膜狀粘接劑作為粘接 劑層以可剝離的方式形成于支撐片上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體接合用粘接片,其中,支撐片含有下述膜作為結(jié)構(gòu)層: 包含聚氨酯聚合物和乙烯基系聚合物的復(fù)合膜、或 聚氨酯丙烯酸酯固化物膜。
8. 半導(dǎo)體裝置的制造方法,其是使用了權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的膜狀粘接劑、或 者權(quán)利要求6或7所述的半導(dǎo)體接合用粘接片的半導(dǎo)體裝置的制造方法,其中,包含: 在晶片上貼附膜狀粘接劑或半導(dǎo)體接合用粘接片的粘接劑層的步驟、 將晶片單片化而得到芯片的步驟、和 經(jīng)由膜狀粘接劑或粘接劑層將芯片固定的步驟。
【文檔編號(hào)】C09J7/02GK104508069SQ201380040479
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】若山洋司, 市川功, 阿久津高志 申請(qǐng)人:琳得科株式會(huì)社