本發(fā)明涉及加熱接合用片材和帶有切割帶的加熱接合用片材。
背景技術(shù):
在半導(dǎo)體裝置的制造中將半導(dǎo)體元件粘接在金屬引線框等的被粘物上的方法(所謂芯片接合法)由以往的金-硅共晶轉(zhuǎn)變?yōu)槔煤噶?、樹脂糊劑的方法。目前,有時使用導(dǎo)電性的樹脂糊劑。
然而,使用樹脂糊劑的方法中存在如下問題:由于孔隙而使導(dǎo)電性降低、或樹脂糊劑的厚度不均勻、或由于樹脂糊劑的滲出而污染極板(pad)。為了解決這些問題,有時代替樹脂糊劑使用含有聚酰亞胺樹脂的薄膜狀粘接劑(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
還已知包含丙烯酸類樹脂的薄膜狀粘接劑。例如,專利文獻(xiàn)2中記載了如下技術(shù):通過使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度-10℃~50℃的丙烯酸共聚物,從而提高可撓性、減少引線框等的熱損傷。
另一方面,近些年,進(jìn)行電力的控制、供給的功率半導(dǎo)體裝置的普及尤為顯著。功率半導(dǎo)體裝置中時常流動電流,因此發(fā)熱量大。因此,可用于功率半導(dǎo)體裝置的導(dǎo)電性的粘接劑理想的是具有高的散熱性和低的電阻率。
功率半導(dǎo)體裝置要求以低損耗來高速動作。以往,功率半導(dǎo)體裝置使用igbt(絕緣柵雙極晶體管:insulatedgatebipolartransistor)、mosfet(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管:metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor)等的使用了si的半導(dǎo)體。近年來,開發(fā)了使用了sic、gan等的半導(dǎo)體,預(yù)想今后會得以擴(kuò)大使用。
使用了sic、gan的半導(dǎo)體具有帶隙大、介質(zhì)擊穿場高等特征,使低損耗、高速動作、高溫動作成為可能。高溫動作對于熱環(huán)境嚴(yán)酷的汽車、小型電力轉(zhuǎn)換設(shè)備等是優(yōu)點。熱環(huán)境嚴(yán)酷的用途的半導(dǎo)體裝置假定在250℃左右的高溫動作,現(xiàn)有的作為接合/粘接材料的焊料、導(dǎo)電性粘接劑的情況會出現(xiàn)熱特性、可靠性問題。因此,目前提出了含燒結(jié)金屬顆粒的糊劑材料(例如,參照專利文獻(xiàn)3)。含燒結(jié)金屬顆粒的糊劑材料中包含納米·微米大小的金屬顆粒,這些金屬顆粒由于納米大小的效果而在比一般的熔點低的溫度下熔融,進(jìn)行顆粒之間的燒結(jié)。由于通過燒結(jié)的接合,因而即使在250℃環(huán)境下也可得到高的可靠性,且可得到的高的熱特性。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平6-145639號公報
專利文獻(xiàn)2:專利4137827號公報
專利文獻(xiàn)3:日本特開2014-111800號公報
專利文獻(xiàn)4:日本特開2013-39580號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
然而,含燒結(jié)金屬顆粒的糊劑材料為糊劑狀態(tài),因此在半導(dǎo)體芯片的芯片貼裝時有時會發(fā)生滲出、附著在芯片表面的情況。因此,有時會產(chǎn)生傾斜,引起半導(dǎo)體裝置制造的成品率降低、性能的差異。特別是,在施加高的電壓時,若芯片傾斜則接合的距離變得不均勻而造成器件的特性變差。需要說明的是,雖然專利文獻(xiàn)4中公開了加熱接合用片材體,但該加熱接合用片材體是對高粘度的加熱接合用材料進(jìn)行壓制而制成的片狀材料,未消除加熱接合時的滲出、芯片表面上的附著的擔(dān)心。
本發(fā)明是鑒于前述問題而完成的,其目的在于提供一種加熱接合用片材和具有該加熱接合用片材的帶有切割帶的加熱接合用片材,所述加熱接合用片材可抑制芯片貼裝時的滲出、芯片表面上的附著,并且即使在高溫環(huán)境下也可得到高的可靠性、熱特性。
用于解決問題的方案
為了解決前述現(xiàn)有的問題,本申請發(fā)明人等對加熱接合用片材和具有該加熱接合用片材的帶有切割帶的加熱接合用片材進(jìn)行了研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過采用下述構(gòu)成,從而可抑制芯片貼裝時的滲出、芯片表面上的附著,并且即使在高溫環(huán)境下也可得到高的可靠性、熱特性,從而完成了本發(fā)明。
即,本發(fā)明的加熱接合用片材的特征在于:
通過下述拉伸試驗方法得到的拉伸模量為10~3000mpa,
以60~98重量%的范圍包含金屬微粒,
在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下進(jìn)行從23℃至400℃的升溫后通過能量色散型x射線分析得到的碳濃度為15重量%以下。
拉伸試驗方法:
(1)作為試驗試樣,準(zhǔn)備厚度200μm、寬度10mm、長度40mm的加熱接合用片材,
(2)在卡盤間距10mm、拉伸速度50mm/分鐘、23℃的條件下進(jìn)行拉伸試驗,
(3)將得到的應(yīng)力-應(yīng)變圖的直線部分的斜率作為拉伸模量。
根據(jù)前述構(gòu)成,通過上述拉伸試驗方法得到的拉伸模量為10mpa以上,因此能夠抑制在芯片貼裝時加熱接合用片材的構(gòu)成材料滲出、或芯片表面上的附著。另外,前述拉伸模量為3000mpa以下,因此在例如切割時能夠固定半導(dǎo)體晶圓。
另外,以60~98重量%的范圍包含金屬微粒,因此能夠使金屬微粒燒結(jié)或熔融來接合2個物品(例如,半導(dǎo)體芯片和引線框)。
另外,在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下進(jìn)行從23℃至400℃的升溫后通過能量色散型x射線分析得到的碳濃度為15重量%以下,因此,升溫至400℃后幾乎不存在有機(jī)物。其結(jié)果,加熱接合工序后的耐熱性優(yōu)異,即使在高溫環(huán)境下也可得到高的可靠性、熱特性。
對于前述構(gòu)成,優(yōu)選:在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下,在23℃至500℃下進(jìn)行差熱分析時的峰存在于150~350℃。
可認(rèn)為:前述峰存在于150~350℃時,有機(jī)物(例如,構(gòu)成加熱接合用片材的樹脂成分)在該溫度區(qū)域熱解。其結(jié)果,使加熱接合工序后的耐熱性更優(yōu)異。
對于前述構(gòu)成,優(yōu)選包含丙烯酸類樹脂和聚碳酸酯樹脂中的至少一種。
包含丙烯酸類樹脂和聚碳酸酯樹脂中的至少一種時,加熱接合工序前更容易維持片狀。另外,在加熱接合工序時更容易熱解。
對于前述構(gòu)成,優(yōu)選前述金屬微粒為選自由銀、銅、氧化銀、氧化銅組成的組中的至少1種。
前述金屬微粒為選自由銀、銅、氧化銀、氧化銅組成的組中的至少1種時,能夠更適合地進(jìn)行加熱接合。
在前述構(gòu)成中,在23℃下的厚度優(yōu)選為5~100μm。
在23℃下的厚度為5μm以上時,能夠進(jìn)一步抑制滲出。另一方面,在23℃下的厚度為100μm以下時,能夠進(jìn)一步抑制加熱接合時的傾斜產(chǎn)生。
另外,本發(fā)明的帶有切割帶的加熱接合用片材的特征在于,其具有:
切割帶、和
層疊于前述切割帶上的前述加熱接合用片材。
根據(jù)前述帶有切割帶的加熱接合用片材,由于與切割帶為一體式,因此能夠省略與切割帶貼合的工序。另外,由于具備前述加熱接合用片材,因此可抑制加熱接合時的滲出、芯片表面上的附著。
另外,能夠使金屬微粒燒結(jié)或熔融來接合2個物品(例如,半導(dǎo)體芯片和引線框)。
另外,在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下進(jìn)行從23℃至400℃的升溫后通過能量色散型x射線分析得到的碳濃度為15重量%以下,因此升溫至400℃后幾乎不存在有機(jī)物。其結(jié)果,加熱接合工序后的耐熱性優(yōu)異,即使在高溫環(huán)境下也可得到高的可靠性、熱特性。
附圖說明
圖1是示出本發(fā)明的一實施方式的帶有切割帶的加熱接合用片材的截面示意圖。
圖2是示出本發(fā)明的另一實施方式的帶有切割帶的加熱接合用片材的截面示意圖。
圖3是用于說明本實施方式的半導(dǎo)體裝置的一制造方法的截面示意圖。
具體實施方式
(帶有切割帶的加熱接合用片材)
以下針對本發(fā)明的一實施方式的加熱接合用片材(以下也稱為“加熱接合用片材”)和帶有切割帶的加熱接合用片材進(jìn)行說明。關(guān)于本實施方式的加熱接合用片材,可以列舉出在以下說明的帶有切割帶的加熱接合用片材中未貼合切割帶的狀態(tài)的加熱接合用片材。因此,以下,對帶有切割帶的加熱接合用片材進(jìn)行說明,對于加熱接合用片材,在其中進(jìn)行說明。圖1是示出本發(fā)明的一實施方式的帶有切割帶的加熱接合用片材的截面示意圖。圖2是示出本發(fā)明的另一實施方式的另一帶有切割帶的加熱接合用片材的截面示意圖。
如圖1所示,帶有切割帶的加熱接合用片材10具有在切割帶11上層疊有加熱接合用片材3的構(gòu)成。切割帶11以在基材1上層疊粘合劑層2的方式構(gòu)成,加熱接合用片材3設(shè)置在該粘合劑層2上。另外,如圖2所示的帶有切割帶的加熱接合用片材12那樣,本發(fā)明也可為僅在工件粘貼部分形成加熱接合用片材3’的構(gòu)成。
(加熱接合用片材)
加熱接合用片材3、3’通過下述拉伸試驗方法得到的拉伸模量為10mpa~3000mpa、優(yōu)選為12mpa~2900mpa、更優(yōu)選為15mpa~2500mpa。
拉伸試驗方法:
(1)作為試驗試樣,準(zhǔn)備厚度200μm、寬度10mm、長度40mm的加熱接合用片材(拉伸試驗用加熱接合用片材),
(2)在卡盤間距10mm、拉伸速度50mm/分鐘、23℃的條件下進(jìn)行拉伸試驗,
(3)將得到的應(yīng)力-應(yīng)變圖的直線部分的斜率作為拉伸模量。
關(guān)于加熱接合用片材3、3’,通過上述拉伸試驗方法得到的拉伸模量為10mpa以上,因此能夠抑制在芯片貼裝時加熱接合用片材的構(gòu)成材料滲出、或附著芯片表面上。另外,前述拉伸模量為3000mpa以下,因此在例如切割時能夠固定半導(dǎo)體晶圓。
相對于整個加熱接合用片材,加熱接合用片材3、3’以60~98重量%的范圍包含金屬微粒。前述金屬微粒的含量優(yōu)選在65~97重量%的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在70~95重量%的范圍內(nèi)。由于在60~98重量%的范圍內(nèi)包含前述金屬微粒,因此能夠使金屬微粒燒結(jié)或熔融來接合2個物品(例如,半導(dǎo)體芯片和引線框)。
作為前述金屬微粒,可以列舉出燒結(jié)性金屬顆粒。
作為前述燒結(jié)性金屬顆粒,可適當(dāng)使用金屬微粒的聚集體。作為金屬微粒,可列舉出由金屬構(gòu)成的微粒等。作為前述金屬,可列舉出金、銀、銅、氧化銀、氧化銅等。其中,優(yōu)選為選自由銀、銅、氧化銀、氧化銅組成的組中的至少1種。前述金屬微粒為選自由銀、銅、氧化銀、氧化銅組成的組中的至少1種時,能夠更合適地進(jìn)行加熱接合。
前述燒結(jié)性金屬顆粒的平均粒徑優(yōu)選為0.0005μm以上、更優(yōu)選為0.001μm以上。另外,也可為0.005μm以上、0.01μm以上。作為平均粒徑的下限,還可示例出0.01μm、0.05μm、0.1μm。進(jìn)而,還可示例出0.5μm、1μm。另一方面,燒結(jié)性金屬顆粒的平均粒徑優(yōu)選為30μm以下、更優(yōu)選為25μm以下。作為平均粒徑的上限,也可示例出20μm、15μm、10μm、5μm。
前述燒結(jié)性金屬顆粒的平均粒徑利用以下的方法進(jìn)行測定。即,通過sem(掃描型電子顯微鏡)對前述燒結(jié)性金屬顆粒進(jìn)行觀察,測量平均粒徑。需要說明的是,sem觀察優(yōu)選:例如在燒結(jié)性金屬顆粒為微米大小時,用5000倍進(jìn)行觀察,為亞微米大小時,用50000倍觀察進(jìn)行觀察,為納米大小時,用300000倍進(jìn)行觀察。
前述燒結(jié)性金屬顆粒的形狀沒有特別限定,例如為球狀、棒狀、鱗片狀、不規(guī)則形狀。
加熱接合用片材3、3’在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下,進(jìn)行從23℃至400℃的升溫后通過能量色散型x射線分析得到的碳濃度為15重量%以下、優(yōu)選為12重量%以下、更優(yōu)選為10重量%以下。由于前述碳濃度為15重量%以下,因此加熱接合用片材3、3’在升溫至400℃后幾乎不存在有機(jī)物。其結(jié)果,加熱接合工序后的耐熱性優(yōu)異,即使在高溫環(huán)境下也可得到高的可靠性、熱特性。
加熱接合用片材3、3’在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下,在23℃至500℃下進(jìn)行差熱分析時的峰優(yōu)選存在于150~350℃、更優(yōu)選存在于170~320℃、進(jìn)一步優(yōu)選存在于180~310℃。可認(rèn)為前述峰存在于150~350℃時,有機(jī)物(例如,構(gòu)成加熱接合用片材的樹脂成分)在該溫度區(qū)域熱解。其結(jié)果,加熱接合工序后的耐熱性更優(yōu)異。
加熱接合用片材3、3’優(yōu)選含有熱解性粘結(jié)劑。含有熱解性粘結(jié)劑時,加熱接合工序前容易維持片狀。另外,在加熱接合工序時容易熱解。
在本說明書中“熱解性粘結(jié)劑”是指在加熱接合工序中能夠使其熱解的粘結(jié)劑。前述熱解性粘結(jié)劑優(yōu)選在加熱接合工序后幾乎不殘留在加熱接合用片材中。作為前述熱解性粘結(jié)劑,例如可列舉出如下的材料:即使包含在加熱接合用片材中,在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下進(jìn)行從23℃至400℃的升溫后通過能量色散型x射線分析得到的碳濃度也為15重量%以下的材料。例如,作為熱解性粘結(jié)劑,若采用更易熱解的材料,則即使含量較多,也能夠在加熱接合工序后幾乎不殘留在加熱接合用片材中。
作為前述熱解性粘結(jié)劑,優(yōu)選在常溫(23℃)下為固態(tài)的材料。前述熱解性粘結(jié)劑為在常溫(23℃)下為固態(tài)的材料時,在常溫下容易將加熱接合用片材形成為薄膜狀,處理性提高。
作為前述熱解性粘結(jié)劑,可以列舉出丙烯酸類樹脂、聚碳酸酯樹脂。
作為前述丙烯酸類樹脂,在能夠在加熱接合工序中熱解的范圍內(nèi),可列舉出:將具有碳數(shù)30以下、特別是碳數(shù)4~18的直鏈或支鏈的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯的1種或2種以上作為成分的聚合物(丙烯酸類共聚物)等。作為前述烷基,例如可列舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環(huán)己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或十二烷基等。
另外,作為形成聚合物(丙烯酸類共聚物)的其他單體,沒有特別限定,例如可列舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸或巴豆酸等含羧基單體、馬來酸酐或衣康酸酐等酸酐單體、(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4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯或(4-羥基甲基環(huán)己基)-甲基丙烯酸酯等含羥基單體、苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基單體、或2-羥基乙基丙烯?;姿狨サ群姿峄鶈误w。
在丙烯酸類樹脂中,更優(yōu)選重均分子量為1萬~100萬、進(jìn)一步優(yōu)選為3萬~70萬。這是因為,為上述數(shù)值范圍內(nèi)時,加熱接合工序前的粘接性和加熱接合工序時的熱解性優(yōu)異。需要說明的是,重均分子量是利用gpc(凝膠滲透色譜法)進(jìn)行測定并進(jìn)行聚苯乙烯換算計算出的值。
另外,在丙烯酸類樹脂中,優(yōu)選在200℃~400℃下熱解的丙烯酸類樹脂。
作為前述聚碳酸酯樹脂,只要是能夠在加熱接合工序中熱解的聚碳酸酯樹脂就沒有特別限定,可以列舉出:在主鏈的碳酸酯基(-o-co-o-)之間不含芳香族化合物(例如,苯環(huán)等)、由脂肪族鏈形成的脂肪族聚碳酸酯;在主鏈的碳酸酯基(-o-co-o-)之間包含芳香族化合物的芳香族聚碳酸酯。其中,優(yōu)選脂肪族聚碳酸酯。
作為前述脂肪族聚碳酸酯,可列舉出聚碳酸亞乙酯、聚碳酸亞丙酯等。其中從用于片形成的清漆制作中對有機(jī)溶劑的溶解性的觀點出發(fā),優(yōu)選聚碳酸亞丙酯。
作為前述芳香族聚碳酸酯,可列舉出在主鏈包含雙酚a結(jié)構(gòu)的芳香族聚碳酸酯等。
前述聚碳酸酯樹脂的重均分子量在10,000~1,000,000的范圍內(nèi)是適合的。需要說明的是,重均分子量是通過gpc(凝膠滲透色譜法)進(jìn)行測定并通過聚苯乙烯換算計算出的值。
需要說明的是,加熱接合用片材3、3’中除了前述成分以外還可適宜含有例如增塑劑等。
加熱接合用片材3、3’可利用通常的方法制造。例如,制作含有前述各成分的清漆,以成為規(guī)定厚度的方式將清漆涂布在基材隔離膜上而形成涂布膜,然后使該涂布膜干燥,由此能夠制造加熱接合用片材3、3’。
作為用于清漆的溶劑,沒有特別限定,優(yōu)選能夠?qū)⑶笆龈鞒煞志鶆虻厝芙?、混煉或分散的有機(jī)溶劑、醇溶劑。作為前述有機(jī)溶劑,例如可列舉出:二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮等酮系溶劑、甲苯、二甲苯等。另外,作為前述醇溶劑,可列舉出乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-丁烯-1,4-二醇、1,2,6-己三醇、丙三醇、辛二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、松油醇。
涂布方法沒有特別限定。作為溶劑涂覆的方法,例如可列舉出:模涂機(jī)、凹版涂布機(jī)、輥涂機(jī)、逆轉(zhuǎn)式涂布機(jī)、逗點涂布機(jī)、管刀涂布機(jī)(pipedoctorcoater)、絲網(wǎng)印刷等。其中,從涂布厚度的均勻性高這樣的觀點出發(fā),優(yōu)選模涂機(jī)。另外,涂布膜的干燥條件沒有特別限定,例如可以在干燥溫度70~160℃、干燥時間1~5分鐘下進(jìn)行。需要說明的是,即使在使涂布膜干燥后,由于溶劑的種類不同,也存在溶劑未全部氣化而殘留在涂膜中的情況。
作為基材隔離膜,可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚乙烯、聚丙烯、利用氟系剝離劑、長鏈烷基丙烯酸酯系剝離劑等剝離劑進(jìn)行了表面涂布的塑料薄膜、紙等。
作為加熱接合用片材3、3’的制造方法,例如,利用混合機(jī)混合前述各成分并對得到的混合物進(jìn)行壓制成形而制造加熱接合用片材3、3’的方法等也是適合的。作為混合機(jī),可列舉出行星混合機(jī)等。
加熱接合用片材3、3’優(yōu)選加熱前的23℃下的厚度為5~100μm、更優(yōu)選為10~80μm。在23℃下的厚度為5μm以上時,能夠進(jìn)一步抑制滲出。另一方面,厚度為100μm以下時,能夠進(jìn)一步抑制加熱接合時的傾斜產(chǎn)生。
(切割帶)
切割帶11以在基材1上層疊粘合劑層2的方式構(gòu)成。
基材1為帶有切割帶的加熱接合用片材10、12的強(qiáng)度基體,優(yōu)選具有紫外線透過性。作為基材1,例如可列舉出:低密度聚乙烯、直鏈狀聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、無規(guī)共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烴;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、離聚物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(無規(guī)、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚酰胺、全芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、芳綸(紙)、玻璃、玻璃布、氟樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素系樹脂、有機(jī)硅樹脂、金屬(箔)、紙等。
另外,作為基材1的材料,可列舉出前述樹脂的交聯(lián)體等聚合物。前述塑料薄膜可以無拉伸地使用,也可以根據(jù)需要使用實施了單軸或雙軸的拉伸處理的塑料薄膜。利用通過拉伸處理等而賦予了熱收縮性的樹脂片,通過在切割后使該基材1熱收縮而降低粘合劑層2和加熱接合用片材3、3’的粘接面積,能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體芯片的回收的容易化。
為了提高與相鄰的層的密合性、保持性等,基材1的表面可以實施慣用的表面處理例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、離子化輻射線處理等化學(xué)處理或物理處理;利用底涂劑(例如后述的粘合物質(zhì))的涂布處理。
對基材1的厚度沒有特別限定,可以適當(dāng)決定,通常為5~200μm左右。
作為用于形成粘合劑層2的粘合劑,沒有特別限定,例如可以使用丙烯酸類粘合劑、橡膠類粘合劑等通常的壓敏性粘接劑。作為前述壓敏性粘接劑,從半導(dǎo)體晶圓、玻璃等怕污染的電子部件的利用超純水、醇等有機(jī)溶劑的清潔清洗性等方面出發(fā),優(yōu)選以丙烯酸類聚合物為基礎(chǔ)聚合物的丙烯酸類粘合劑。
作為前述丙烯酸類聚合物,例如可列舉出將(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、異戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、異辛酯、壬酯、癸酯、異癸酯、十一烷基酯、十二烷基酯、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等烷基的碳數(shù)1~30、尤其是碳數(shù)4~18的直鏈狀或支鏈狀的烷基酯等)以及(甲基)丙烯酸環(huán)烷基酯(例如環(huán)戊酯、環(huán)己酯等)中的1種或2種以上用作單體成分的丙烯酸類聚合物等。需要說明的是,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,本發(fā)明的(甲基)全部為相同的意義。
出于內(nèi)聚力、耐熱性等改性的目的,前述丙烯酸類聚合物可以根據(jù)需要包含對應(yīng)于能夠與前述(甲基)丙烯酸烷基酯或環(huán)烷基酯共聚的其它單體成分的單元。作為這樣的單體成分,例如可列舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等含羧基的單體;馬來酸酐、衣康酸酐等酸酐單體;(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-4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羥基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羥基甲基環(huán)己基)甲酯等含羥基的單體;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基的單體;2-羥基乙基丙烯?;姿狨サ群姿峄膯误w;丙烯酰胺、丙烯腈等。這些能夠共聚的單體成分可以使用1種或2種以上。這些能夠共聚的單體的用量優(yōu)選為全部單體成分的40重量%以下。
進(jìn)而,前述丙烯酸類聚合物為了進(jìn)行交聯(lián),也可以根據(jù)需要而包含多官能性單體等作為共聚用單體成分。作為這樣的多官能性單體,例如可列舉出己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。這些多官能性單體也可以使用1種或2種以上。從粘合特性等方面出發(fā),多官能性單體的用量優(yōu)選為全部單體成分的30重量%以下。
前述丙烯酸類聚合物可以通過使單一單體或2種以上的單體混合物聚合而得到。聚合也可以以溶液聚合、乳液聚合、本體聚合、懸浮聚合等任意方式來進(jìn)行。從防止對清潔的被粘物的污染等的方面出發(fā),優(yōu)選低分子量物質(zhì)的含量少。從這一點出發(fā),丙烯酸類聚合物的數(shù)均分子量優(yōu)選為10萬以上、進(jìn)一步優(yōu)選為20萬~300萬左右、特別優(yōu)選為30萬~100萬左右。
另外,在前述粘合劑中,為了提高作為基礎(chǔ)聚合物的丙烯酸類聚合物等的數(shù)均分子量,也可以適當(dāng)采用外部交聯(lián)劑。作為外部交聯(lián)方法的具體手段,可列舉出:添加多異氰酸酯化合物、環(huán)氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交聯(lián)劑等所謂的交聯(lián)劑并使其反應(yīng)的方法。使用外部交聯(lián)劑時,其用量根據(jù)其與要交聯(lián)的基礎(chǔ)聚合物的平衡、進(jìn)而根據(jù)作為粘合劑的使用用途來適當(dāng)決定。通常優(yōu)選的是,相對于前述基礎(chǔ)聚合物100重量份,配混5重量份左右以下、進(jìn)而0.1~5重量份。進(jìn)而,在粘合劑中,根據(jù)需要,除了前述成分之外,也可以使用以往公知的各種賦粘劑、防老劑等添加劑。
粘合劑層2可以利用輻射線固化型粘合劑來形成。輻射線固化型粘合劑可以通過照射紫外線等輻射線而使交聯(lián)度增加、容易地使其粘合力降低,通過僅對圖2所示的粘合劑層2的與工件貼附部分相對應(yīng)的部分2a照射輻射線,能夠設(shè)置與其它部分2b的粘合力之差。
另外,通過對應(yīng)圖2所示的加熱接合用片材3’來使輻射線固化型的粘合劑層2進(jìn)行固化,能夠容易地形成粘合力顯著降低的前述部分2a。由于加熱接合用片材3’貼附在固化并且粘合力降低的前述部分2a處,因此粘合劑層2的前述部分2a與加熱接合用片材3’的界面具備在拾取時容易剝離的性質(zhì)。另一方面,未照射輻射線的部分具有充分的粘合力,形成前述部分2b。需要說明的是,對粘合劑層照射輻射線可以在切割之后且拾取之前進(jìn)行。
如前所述,在圖1所示的帶有切割帶的加熱接合用片材10的粘合劑層2中,由未固化的輻射線固化型粘合劑形成的前述部分2b與加熱接合用片材3粘合,可以確保切割時的保持力。這樣,輻射線固化型粘合劑能夠粘接/剝離的平衡良好地支撐用于將芯片狀工件(半導(dǎo)體芯片等)固定在基板等被粘物上的加熱接合用片材3。在圖2所示的帶有切割帶的加熱接合用片材11的粘合劑層2中,前述部分2b可以固定晶圓環(huán)。
輻射線固化型粘合劑只要具有碳-碳雙鍵等輻射線固化性的官能團(tuán)且顯示粘合性,就可以沒有特別限制地使用。作為輻射線固化型粘合劑,例如可示例出在前述丙烯酸類粘合劑、橡膠類粘合劑等通常的壓敏性粘合劑中配混輻射線固化性的單體成分、低聚物成分而成的添加型輻射線固化型粘合劑。
作為所配混的輻射線固化性的單體成分,例如可列舉出氨基甲酸酯低聚物、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。另外,輻射線固化性的低聚物成分可列舉出氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各種低聚物,其分子量在100~30000左右的范圍內(nèi)是適當(dāng)?shù)摹]椛渚€固化性的單體成分、低聚物成分的配混量可以根據(jù)前述粘合劑層的種類來適當(dāng)決定能夠降低粘合劑層的粘合力的量。通常,相對于構(gòu)成粘合劑的丙烯酸類聚合物等基礎(chǔ)聚合物100重量份,例如為5~500重量份、優(yōu)選為40~150重量份左右。
另外,作為輻射線固化型粘合劑,除了前述說明的添加型輻射線固化型粘合劑之外,還可列舉出:使用了在聚合物側(cè)鏈或主鏈中或者在主鏈末端具有碳-碳雙鍵的聚合物作為基礎(chǔ)聚合物的內(nèi)在型輻射線固化型粘合劑。內(nèi)在型輻射線固化型粘合劑不需要含有或不大量含有屬于低分子成分的低聚物成分等,因此,低聚物成分等不會經(jīng)時地在粘合劑中移動,能夠形成層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的粘合劑層,故而優(yōu)選。
前述具有碳-碳雙鍵的基礎(chǔ)聚合物可以沒有特別限制地使用具有碳-碳雙鍵且具有粘合性的聚合物。作為這樣的基礎(chǔ)聚合物,優(yōu)選以丙烯酸類聚合物作為基本骨架。作為丙烯酸類聚合物的基本骨架,可列舉出前述示例出的丙烯酸類聚合物。
對向前述丙烯酸類聚合物中導(dǎo)入碳-碳雙鍵的方法沒有特別限定,可以采用各種方法,從分子設(shè)計的方面來看,將碳-碳雙鍵導(dǎo)入聚合物側(cè)鏈?zhǔn)侨菀椎摹@缈闪信e出如下方法:預(yù)先使丙烯酸類聚合物與具有官能團(tuán)的單體進(jìn)行共聚,然后使具有能夠與該官能團(tuán)反應(yīng)的官能團(tuán)和碳-碳雙鍵的化合物在維持碳-碳雙鍵的輻射線固化性的狀態(tài)下進(jìn)行縮聚或加成反應(yīng)的方法。
作為這些官能團(tuán)的組合的例子,可列舉出羧酸基與環(huán)氧基、羧酸基與氮丙啶基、羥基與異氰酸酯基等。這些官能團(tuán)的組合之中,從追蹤反應(yīng)的容易程度出發(fā),羥基與異氰酸酯基的組合是適宜的。另外,只要是通過這些官能團(tuán)的組合來生成具有前述碳-碳雙鍵的丙烯酸類聚合物這樣的組合,則官能團(tuán)可以在丙烯酸類聚合物和前述化合物中的任一側(cè),在前述優(yōu)選的組合中,丙烯酸類聚合物具有羥基且前述化合物具有異氰酸酯基的情況是適合的。此時,作為具有碳-碳雙鍵的異氰酸酯化合物,例如可列舉出甲基丙烯?;惽杷狨?、2-甲基丙烯酰氧基乙基異氰酸酯、間異丙烯基-α,α-二甲基芐基異氰酸酯等。另外,作為丙烯酸類聚合物,可以使用將前述示例的含羥基的單體、2-羥基乙基乙烯基醚、4-羥基丁基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚的醚系化合物等共聚而成的聚合物。
前述內(nèi)在型輻射線固化型粘合劑可以單獨使用前述具有碳-碳雙鍵的基礎(chǔ)聚合物(尤其是丙烯酸類聚合物),也可以在不會使特性惡化的程度下配混前述輻射線固化性的單體成分、低聚物成分。輻射線固化性的低聚物成分等通常相對于基礎(chǔ)聚合物100重量份為30重量份的范圍內(nèi),優(yōu)選為0~10重量份的范圍內(nèi)。
前述輻射線固化型粘合劑在利用紫外線等進(jìn)行固化時含有光聚合引發(fā)劑。作為光聚合引發(fā)劑,例如可列舉出4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮等α-酮醇系化合物;甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物;苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、茴香偶姻甲基醚等苯偶姻醚系化合物;苯偶酰二甲基縮酮等縮酮系化合物;2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物;1-苯基-1,1-丙二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物;二苯甲酮、苯甲?;郊姿帷?,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物;噻噸酮、2-氯代噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯代噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等噻噸酮系化合物;樟腦醌;鹵代酮;?;趸?;?;⑺狨サ取9饩酆弦l(fā)劑的配混量相對于構(gòu)成粘合劑的丙烯酸類聚合物等基礎(chǔ)聚合物100重量份,例如為0.05~20重量份左右。
另外,作為輻射線固化型粘合劑,例如可列舉出:日本特開昭60-196956號公報中公開的含有具有2個以上不飽和鍵的加成聚合性化合物、具有環(huán)氧基的烷氧基硅烷等光聚合性化合物與羰基化合物、有機(jī)硫化合物、過氧化物、胺、鎓鹽系化合物等光聚合引發(fā)劑的橡膠類粘合劑、丙烯酸類粘合劑等。
前述輻射線固化型的粘合劑層2中,根據(jù)需要,也可以含有通過輻射線照射而著色的化合物。通過在粘合劑層2中包含通過輻射線照射而著色的化合物,能夠僅將進(jìn)行了輻射線照射的部分著色。即,能夠使圖1所示的與工件貼附部分3a相對應(yīng)的部分2a著色。因此,能夠通過目視直接判斷是否對粘合劑層2進(jìn)行了輻射線照射,容易識別工件貼附部分3a,容易貼合工件。另外,利用光傳感器等檢測半導(dǎo)體芯片時,其檢測精度提高,在半導(dǎo)體芯片的拾取時不會產(chǎn)生誤操作。通過輻射線照射而著色的化合物是在照射輻射線前呈無色或淺色、但通過輻射線照射而變成有色的化合物,例如,可列舉出隱色染料等。通過輻射線照射來進(jìn)行著色的化合物的使用比例可以適當(dāng)設(shè)定。
對粘合劑層2的厚度沒有特別限定,從防止芯片切斷面的缺損、固定保持加熱接合用片材3、3’的兼顧性等方面來看,優(yōu)選為1~50μm左右。優(yōu)選為2~30μm、進(jìn)一步優(yōu)選為5~25μm。
本實施方式的帶有切割帶的加熱接合用片材10、12例如可如下操作來制作。
首先,基材1可以利用以往公知的制膜方法來制膜。作為該制膜方法,例如可示例出壓延制膜法、在有機(jī)溶劑中的流延法、在密閉體系中的吹脹擠出法、t模具擠出法、共擠出法、干式層壓法等。
接著,在基材1上涂布粘合劑組合物溶液而形成涂布膜后,使該涂布膜在規(guī)定條件下干燥(根據(jù)需要而使其加熱交聯(lián)),形成粘合劑層2。作為涂布方法沒有特別限定,例如可列舉出輥涂覆、絲網(wǎng)涂覆、凹版涂覆等。另外,作為干燥條件,例如在干燥溫度80~150℃、干燥時間0.5~5分鐘的范圍內(nèi)進(jìn)行。另外,也可以在隔離膜上涂布粘合劑組合物而形成涂布膜后,以前述干燥條件使涂布膜干燥,形成粘合劑層2。其后,將粘合劑層2與隔離膜一起貼合在基材1上。由此來制作切割帶11。
帶有切割帶的加熱接合用片材10可以利用通常的方法制造。例如通過貼合切割帶11的粘合劑層2和加熱接合用片材3,來制造帶有切割帶的加熱接合用片材10。
(半導(dǎo)體裝置的制造方法)
本實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法包括如下工序:準(zhǔn)備前述加熱接合用片材的工序、和
借助前述加熱接合用片材,將半導(dǎo)體芯片加熱接合在被粘物上的加熱接合工序(以下也稱為第1實施方式)。
另外,本實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法也可以包括如下工序:準(zhǔn)備前述帶有切割帶的加熱接合用片材的工序、
將前述帶有切割帶的加熱接合用片材的加熱接合用片材和半導(dǎo)體晶圓的背面貼合的貼合工序、
將前述半導(dǎo)體晶圓與前述加熱接合用片材一起切割,形成芯片狀的半導(dǎo)體芯片的切割工序、
將前述半導(dǎo)體芯片與前述加熱接合用片材一起從前述帶有切割帶的加熱接合用片材拾取的拾取工序、和
借助前述加熱接合用片材,將前述半導(dǎo)體芯片加熱接合在被粘物上的加熱接合工序(以下也稱為第2實施方式)。
關(guān)于第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法,相對于第2實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法使用了帶有切割帶的加熱接合用片材,第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法單獨使用了加熱接合用片材,在這點上兩者存在不同,但其它方面是共通的。第1實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法中,如果準(zhǔn)備加熱接合用片材后進(jìn)行將其與切割帶貼合的工序,則其后可以與第2實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法相同。因此,以下針對第2實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說明。
在本實施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法中,首先,準(zhǔn)備帶有切割帶的加熱接合用片材10、12(準(zhǔn)備工序)。帶有切割帶的加熱接合用片材10、12可以適宜地剝離在加熱接合用片材3、3’上任意設(shè)置的隔離膜,并如下使用。以下,邊參照圖3邊以使用了帶有切割帶的加熱接合用片材10的情況為例進(jìn)行說明。
首先,在帶有切割帶的加熱接合用片材10中的加熱接合用片材3的半導(dǎo)體晶圓貼附部分3a上壓接半導(dǎo)體晶圓4,使其粘接保持并固定(貼合工序)。本工序邊利用壓接輥等按壓手段來按壓邊進(jìn)行。對固定時的貼附溫度沒有特別限定,例如優(yōu)選為23~90℃的范圍內(nèi)。
接著,進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓4的切割(切割工序)。由此,將半導(dǎo)體晶圓4切斷成規(guī)定的尺寸而單片化,制造半導(dǎo)體芯片5。對切割的方法沒有特別限定,例如可以從半導(dǎo)體晶圓4的電路面?zhèn)劝凑粘R?guī)方法來進(jìn)行。另外,在本工序中,例如可以采用進(jìn)行切入直到帶有切割帶的加熱接合用片材10為止的、被稱為全切(fullcut)的切斷方式等。作為本工序中使用的切割裝置,沒有特別限定,可以使用以往公知的裝置。另外,半導(dǎo)體晶圓4被帶有切割帶的加熱接合用片材10所粘接固定,因此能夠抑制芯片缺損、芯片飛散,并且能夠抑制半導(dǎo)體晶圓4的破損。
接著,為了將粘接固定于帶有切割帶的加熱接合用片材10的半導(dǎo)體芯片5剝離而進(jìn)行半導(dǎo)體芯片5的拾取(拾取工序)。作為拾取的方法,沒有特別限定,可以采用以往公知的各種方法。例如可列舉出:用針形件從帶有切割帶的加熱接合用片材10側(cè)將各個半導(dǎo)體芯片5頂起,并用拾取裝置拾取被頂起的半導(dǎo)體芯片5的方法等。
作為拾取條件,從防止破片的觀點出發(fā),針形件的頂起速度優(yōu)選為5~100mm/秒、更優(yōu)選為5~10mm/秒。
此處,在粘合劑層2為紫外線固化型的情況下,拾取在對該粘合劑層2照射紫外線后進(jìn)行。由此,粘合劑層2對加熱接合用片材3的粘合力降低,半導(dǎo)體芯片5的剝離變得容易。其結(jié)果,能夠進(jìn)行拾取而不會損傷半導(dǎo)體芯片5。對紫外線照射時的照射強(qiáng)度、照射時間等條件沒有特別限定,適當(dāng)根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定即可。另外,作為用于紫外線照射的光源,可以使用公知的光源。需要說明的是,在預(yù)先對粘合劑層照射紫外線而使其固化、再將該固化了的粘合劑層與加熱接合用片材貼合的情況下,此處的紫外線照射是不需要的。
接著,將所拾取的半導(dǎo)體芯片5夾著加熱接合用片材3芯片貼裝(加熱接合)于被粘物6(加熱接合工序)。作為被粘物6,可列舉出引線框、tab薄膜、基板或另行制作的半導(dǎo)體芯片等。被粘物6例如可以是容易變形的變形型被粘物,也可以是難以變形的非變形型被粘物(半導(dǎo)體晶圓等)。
作為前述引線框,可以列舉出cu引線框、42合金引線框等金屬引線框。另外,作為前述基板,可以使用現(xiàn)有公知的基板。例如可以列舉出玻璃環(huán)氧樹脂、bt(雙馬來酰亞胺-三嗪)、聚酰亞胺等制成的有機(jī)基板。其中,若使用金屬引線框,則能夠通過加熱接合而與金屬微粒一體化。另外,作為前述基板,可以列舉出在陶瓷板等絕緣基板上層疊有銅電路基板的絕緣電路基板。若使用絕緣電路基板,則能夠制造例如進(jìn)行電力的控制、供給的功率半導(dǎo)體裝置。
前述加熱接合工序中,通過加熱對金屬微粒進(jìn)行燒結(jié)的同時根據(jù)需要使熱解性粘結(jié)劑熱解。可以在加熱溫度優(yōu)選為180~400℃、更優(yōu)選為190~370℃、進(jìn)一步優(yōu)選為200~350℃下進(jìn)行。另外,可以在加熱時間優(yōu)選為0.3~300分鐘、更優(yōu)選為0.5~240分鐘、進(jìn)一步優(yōu)選為1~180分鐘下進(jìn)行。另外,加熱接合可以在加壓條件下進(jìn)行。作為加壓條件,優(yōu)選在1~500kg/cm2的范圍內(nèi)、更優(yōu)選在5~400kg/cm2的范圍內(nèi)。加壓下的加熱接合例如可以在倒裝焊接機(jī)那樣的可同時進(jìn)行加熱和加壓的裝置中實施。另外,也可以進(jìn)行平行平板壓制。
加熱接合用片材3利用前述拉伸試驗方法得到的拉伸模量為10mpa以上,因此能夠抑制在芯片貼裝時(加熱接合時)加熱接合用片材3的構(gòu)成材料滲出、或附著在半導(dǎo)體芯片5的表面。
另外,加熱接合用片材3在60~98重量%的范圍內(nèi)包含金屬微粒,因此能夠使金屬微粒燒結(jié)或熔融來接合半導(dǎo)體芯片5和被粘物6(例如,引線框))。
另外,加熱接合用片材3在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下進(jìn)行從23℃至400℃的升溫后通過能量色散型x射線分析得到的碳濃度為15重量%以下,因此加熱接合工序后幾乎不存在有機(jī)物。其結(jié)果,加熱接合工序后的耐熱性優(yōu)異,即使在高溫環(huán)境下也可得到高的可靠性、熱特性。
接著,根據(jù)需要,如圖3所示,將被粘物6的端子部(內(nèi)部引線)的前端與半導(dǎo)體芯片5上的電極極板(未圖示)用接合引線7進(jìn)行電連接(引線接合工序)。作為前述接合引線7,例如可以使用金線、鋁線或銅線等。關(guān)于進(jìn)行引線接合時的溫度,可以在為23~300℃、優(yōu)選為23~250℃的范圍內(nèi)進(jìn)行。另外,也可以在為80~250℃、優(yōu)選為80~220℃的范圍內(nèi)進(jìn)行。另外,在其加熱時間為數(shù)秒~數(shù)分鐘下進(jìn)行。線連接可以在加熱為前述溫度范圍內(nèi)的狀態(tài)下通過將基于超聲波的振動能量和基于施加加壓的壓接能量組合使用來進(jìn)行。
接著,根據(jù)需要,如圖3所示,利用封裝樹脂8來封裝半導(dǎo)體芯片5(封裝工序)。本工序是為了保護(hù)搭載于被粘物6的半導(dǎo)體芯片5、接合引線7而進(jìn)行的。本工序可以通過利用模具對封裝用樹脂進(jìn)行成型來進(jìn)行。作為封裝樹脂8,例如使用環(huán)氧系的樹脂。樹脂封裝時的加熱溫度通常在175℃下進(jìn)行60~90秒鐘,但本發(fā)明不限定于此,例如可以在165~185℃下固化數(shù)分鐘。由此,使封裝樹脂8固化。需要說明的是,在本封裝工序中,也可以采用向片狀的封裝用片中包埋半導(dǎo)體芯片5的方法(例如,參照日本特開2013-7028號公報)。另外,除了利用模具的封裝樹脂的成型以外,也可以是在盒型容器中流入有機(jī)硅凝膠的凝膠封裝型。
接著,根據(jù)需要進(jìn)行加熱,使前述封裝工序中未充分固化的封裝樹脂8完全地固化(后固化工序)。本工序中的加熱溫度因封裝樹脂的種類而異,例如為165~185℃的范圍內(nèi),加熱時間為0.5~8小時左右。
需要說明的是,本發(fā)明的加熱接合用片材和帶有切割帶的加熱接合用片材也可以適宜地用于層疊多個半導(dǎo)體芯片來進(jìn)行三維安裝的情況。此時,也可以在半導(dǎo)體芯片之間層疊加熱接合用片材和間隔物,也可以在半導(dǎo)體芯片之間僅層疊加熱接合用片材而不層疊間隔物,可以根據(jù)制造條件、用途等進(jìn)行適當(dāng)變更。
另外,本發(fā)明的加熱接合用片材和帶有切割帶的加熱接合用片材不限定于上述示例的用途,可以用于對2個物體進(jìn)行加熱接合。
實施例
以下,關(guān)于本發(fā)明,使用實施例進(jìn)行詳細(xì)說明,但只要不超出本發(fā)明的主旨,就不限定于以下的實施例。
對實施例中使用的成分進(jìn)行說明。
丙烯酸類樹脂a:sokenchemical&engineeringco.,ltd.制的spb-te1(分子量40000)
丙烯酸類樹脂b:sokenchemical&engineeringco.,ltd.制的ib-27(分子量370000)
聚碳酸亞丙酯樹脂:empower公司制的qpac40(分子量200000)
乙基纖維素a:日新化成公司制的ethocelstd100
金屬微粒a:mitsuimining&smeltingco.,ltd.制的sph02j(銀微粒的聚集體、聚集體的平均粒徑1.8μm、不規(guī)則形狀)
金屬微?;旌虾齽゛:應(yīng)用納米顆粒研究所制的anp-1(分散了納米大小的銀微粒的糊劑)
有機(jī)溶劑a:甲乙酮(mek)
醇溶劑a:松油醇
[加熱接合用片材的制作]
按照表1所述配混比,將表1所述各成分和溶劑放入復(fù)合混合機(jī)(hybridmixer)(keyence制hm-500)的攪拌釜中,以攪拌模式攪拌/混合3分鐘。將得到的清漆涂布在脫模處理薄膜(mitsubishiplastics,inc.,制的mra50)上并進(jìn)行干燥(110℃、2分鐘)。由此得到實施例和比較例的厚度50μm的加熱接合用片材。其中,比較例1未能制成均勻的片材。
[拉伸模量的測定]
(1)首先,以厚度為200μm的方式重疊實施例、比較例中得到的加熱接合用片材。接著,切成寬度10mm、長度30mm。
(2)接著,在卡盤間距10mm、拉伸速度50mm/分鐘、23℃的條件下進(jìn)行拉伸試驗。該拉伸試驗使用shimadzucorporation的autographags-j。
(3)接著,將得到的應(yīng)力-應(yīng)變圖的應(yīng)力0.5n和1n時的切線的斜率作為拉伸模量。
結(jié)果示于表1。
[加熱后的碳濃度的測定]
將實施例、比較例中得到的加熱接合用片材在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下,從23℃加熱至400℃,達(dá)到400℃后通過自然冷卻冷卻至常溫。加熱使用烘箱。接著,對加熱后的樣品(常溫)利用edx(能量色散型x射線分析)進(jìn)行元素分析(定量分析),測定碳濃度(重量%)。測定使用ametek,inc.制的制品名:edaxmodelpv77-50780me。結(jié)果示于表1。
[通過差熱分析得到的峰溫度]
對實施例、比較例中得到的加熱接合用片材在大氣氣氛下、升溫速度10℃/分鐘的條件下進(jìn)行從23℃至500℃為止的差熱分析。測定使用tg-dta同時測定裝置(差熱-熱重同時測定裝置),更具體而言,使用rigakucorporation制的制品名:thermoplustg8210。接著,從得到的圖中讀取峰值的溫度。結(jié)果示于表1。
[表1]
附圖標(biāo)記說明
1基材
2粘合劑層
3、3’加熱接合用片材
4半導(dǎo)體晶圓
5半導(dǎo)體芯片
6被粘物
7接合引線
8封裝樹脂
10、12帶有切割帶的加熱接合用片材
11切割帶