CN102029655A - 半导体装置用薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体装置用薄膜及使用该半导体装置用薄膜而得到的半导体装置,所述半导体装置用薄膜即使在低温状态下输送或长时间保存后,也可以防止各薄膜间的界面剥离或薄膜翘起现象、以及胶粘薄膜向覆盖薄膜的转印。一种半导体装置用薄膜,在切割薄膜上依次层叠有胶粘薄膜和覆盖薄膜,其中,在温度23±2℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T形剥离试验中,所述胶粘薄膜与所述覆盖薄膜之间的剥离力F1在0.025~0.075N/100mm的范围内,所述胶粘薄膜与所述切割薄膜之间的剥离力F2在0.08~10N/100mm的范围内,并且所述F1与所述F2满足F1<F2的关系。
Description
技术领域
本发明涉及将用于固着片状工件(半导体芯片等)和电极构件的胶粘剂在切割前附着在工件(半导体晶片等)的状态下供给工件的切割的半导体装置用薄膜。另外,本发明涉及使用所述半导体装置用薄膜制造的半导体装置。
背景技术
形成有电路图案的半导体晶片,在根据需要通过背面研磨调节厚度后,切割为半导体芯片(切割工序)。然后,利用胶粘剂将所述半导体芯片固着到引线框等被粘物上(芯片粘贴工序)后,移送到接合工序。所述芯片粘贴工序中,将胶粘剂涂布到引线框或半导体芯片上进行。但是,该方法中胶粘剂层难以均匀化,另外胶粘剂的涂布需要特殊装置和长时间。因此,提出了在切割工序中胶粘保持半导体晶片、并且也提供安装工序所需的芯片固着用胶粘剂层的切割/芯片接合薄膜(例如,参考日本特开昭60-57642号公报)。
所述公报中记载的切割/芯片接合薄膜,在基材上依次层叠有粘合剂层和胶粘剂层,并且该胶粘剂层以可剥离的方式设置。即,在胶粘剂层的保持下将半导体晶片切割后,对基材进行拉伸而将半导体芯片与胶粘剂层一起剥离,将其逐个回收后通过该胶粘剂层固着到引线框等被粘物上。
这种切割/芯片接合薄膜,在高温高湿的环境下放置或者在施加有负荷的状态下长期保存时,有时产生固化。结果,导致胶粘剂层的流动性或对半导体晶片的保持力下降、切割后的剥离性下降。因此,切割/芯片接合薄膜多数在-30~-10℃的冷冻或者-5~10℃的冷藏状态下保存的同时进行输送,由此可以实现薄膜特性的长期保存。
但是,现有的切割/芯片接合薄膜,由于制造工序上的制约,是通过在分别独立制作切割薄膜和芯片接合薄膜后将两者粘贴来制造。因此,在各薄膜制作工序中,从防止松弛或卷绕滑移(巻ズレ)、位置偏移、空隙(气泡)等产生的观点考虑,在利用辊运送时,在对各薄膜施加拉伸张力的同时进行其制作。结果,制作的切割/芯片接合薄膜上残留有残留应力,由此,存在下述问题:在前述的低温状态下输送或长时间保存后,在粘合剂层与胶粘剂层的界面处产生两者的剥离。另外,由于切割/芯片接合薄膜的收缩,还存在例如在胶粘剂层上设置的覆盖薄膜产生薄膜翘起现象的问题。另外,还存在胶粘剂层的一部分转印到覆盖薄膜上的问题。
专利文献1:日本特开昭60-57642号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体装置用薄膜及使用该半导体装置用薄膜而得到的半导体装置,所述半导体装置用薄膜在切割薄膜上依次层叠有胶粘薄膜和覆盖薄膜,即使在低温状态下输送或者长时间保存后,也可以防止各薄膜间的界面剥离或薄膜翘起现象、以及胶粘薄膜向覆盖薄膜的转印。
本发明人为了解决所述现有问题,对半导体装置用薄膜以及使用该薄膜得到的半导体装置进行了研究。结果发现,通过采用下述构成可以实现所述目的,从而完成了本发明。
即,本发明的半导体装置用薄膜,为了解决所述问题,在切割薄膜上依次层叠有胶粘薄膜和覆盖薄膜,其特征在于,在温度23±2℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T形剥离试验中,所述胶粘薄膜与所述覆盖薄膜之间的剥离力F1在0.025~0.075N/100mm的范围内,所述胶粘薄膜与所述切割薄膜之间的剥离力F2在0.08~10N/100mm的范围内,并且所述F1与所述F2满足F1<F2的关系。
半导体装置用薄膜,从防止松弛或卷绕滑移、位置偏移、空隙(气泡)等产生的观点考虑,在对切割薄膜、胶粘薄膜、覆盖薄膜施加拉伸张力的同时进行制造。结果,半导体装置用薄膜,在构成该半导体装置用薄膜的任意一个薄膜上存在残留应变的状态下进行制造。该拉伸残留应变,例如在-30~-10℃的冷冻或者-5~10℃的低温状态下输送或长时间保存时,在各薄膜中引起收缩。另外,由于各薄膜的物性不同,因此收缩的程度也不同。例如,切割薄膜在各薄膜中收缩程度最大,覆盖薄膜的收缩程度最小。结果,在切割薄膜与胶粘薄膜之间产生界面剥离,或者引起覆盖薄膜的薄膜翘起现象。
本申请发明采用如下构成:使胶粘薄膜与覆盖薄膜之间的剥离力F1在0.025~0.075N/100mm的范围内,使胶粘薄膜与切割薄膜之间的剥离力F2在0.08~10N/100mm的范围内,并且满足F1<F2的关系。如前所述,由于各薄膜中切割薄膜的收缩最大,因此通过使胶粘薄膜与切割薄膜间的剥离力F2大于胶粘薄膜与覆盖薄膜间的剥离力F1,可以抑制收缩率最大的切割薄膜的收缩,从而防止切割薄膜与胶粘薄膜间的界面剥离或覆盖薄膜的薄膜翘起现象。另外,也可以防止胶粘薄膜的一部分或全部转印到覆盖薄膜上。
前述构成中,所述切割薄膜、胶粘薄膜或覆盖薄膜中的至少任意一个薄膜可以存在拉伸残留应变。所述“拉伸残留应变”,是指对切割薄膜、胶粘薄膜或覆盖薄膜沿其长度方向(即薄膜的MD(machinedirection)方向)或宽度方向(与长度方向正交的TD(transversedirection)方向)施加拉伸张力而残留的应变。
另外,前述构成中,优选所述胶粘薄膜中的胶粘剂组合物的玻璃化转变温度在-20~50℃的范围内。通过使胶粘剂组合物的玻璃化转变温度在-20℃以上,可以抑制B阶(B-Stage)状态下胶粘薄膜的粘性增大,可以保持良好的操作性。另外,可以防止切割时切割薄膜的一部分熔融而使粘合剂附着到半导体芯片上。结果,可以保持半导体芯片的良好拾取性。另一方面,通过使玻璃化转变温度为50℃以下,可以防止胶粘薄膜的流动性下降。另外,也可以保持与半导体晶片的良好胶粘性。另外,胶粘薄膜为热固型时,胶粘剂组合物的玻璃化转变温度是指热固化前的玻璃化转变温度。
另外,前述构成中,优选所述胶粘薄膜为热固型,热固化前的23℃下的拉伸弹性模量在50~2000MPa的范围内。通过使所述拉伸储能弹性模量为50MPa以上,可以防止切割时粘合剂层的一部分熔融而使粘合剂附着到半导体芯片上。另一方面,通过使拉伸储能弹性模量为2000MPa以下,可以保持与半导体晶片或衬底的良好胶粘性。
前述构成中,优选在所述切割薄膜中,在基材上层叠有紫外线固化型的粘合剂层,所述粘合剂层的紫外线固化后的23℃下的拉伸弹性模量在1~170MPa的范围内。通过使切割薄膜的拉伸弹性模量为1MPa以上,可以保持良好的拾取性。另一方面,通过使拉伸弹性模量为170MPa以下,可以防止切割时发生芯片飞散。
另外,本发明的半导体装置,通过使用前述的半导体装置用薄膜来制造。
根据本发明的半导体装置用薄膜,通过使胶粘薄膜与覆盖薄膜之间的剥离力F1在0.025~0.075N/100mm的范围内,使胶粘薄膜与切割薄膜之间的剥离力F2在0.08~10N/100mm的范围内,并且满足F1<F2的关系,即使在-30~-10℃的冷冻或者-5~10℃的低温状态下输送或长时间保存后,也可以防止由于拉伸残留应变引起的各薄膜间的界面剥离或薄膜翘起现象、以及胶粘薄膜向覆盖薄膜的转印。结果,例如通过防止切割薄膜与胶粘薄膜间的界面剥离,可以防止半导体晶片的切割时半导体芯片产生芯片飞散或者产生碎片。另外,通过防止覆盖薄膜的薄膜翘起现象,可以防止将半导体晶片安装到胶粘薄膜上时,胶粘薄膜与半导体晶片之间产生空隙(气泡)或折皱。即,根据本发明,能够提供可以提高成品率来制造半导体装置的半导体装置用薄膜。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的半导体装置用薄膜的示意剖面图。
图2是用于说明所述半导体装置用薄膜的制造过程的示意图。
标号说明
1 切割/芯片接合薄膜
2 覆盖薄膜
10 半导体装置用薄膜
11 切割薄膜
12 芯片接合薄膜
13 基材
14 粘合剂层
21 第一隔片
22 基材隔片
23 第二隔片
具体实施方式
以下,对本实施方式的半导体装置用薄膜进行说明。
如图1所示,本实施方式的半导体装置用薄膜10,具有在切割/芯片接合薄膜1上层叠有覆盖薄膜2的结构。所述切割/芯片接合薄膜1,具有在切割薄膜11上层叠有芯片接合薄膜12的结构,并且切割薄膜11具有在基材13上层叠有粘合剂层14的结构。另外,芯片接合薄膜12相当于本发明的胶粘薄膜。
本发明的胶粘薄膜,可以作为芯片接合薄膜或倒装芯片型半导体背面用薄膜使用。倒装芯片型半导体背面用薄膜用于形成在被粘物(例如,引线框或电路板等各种衬底)上连接有倒装芯片而得到的半导体元件(例如,半导体芯片)的背面。
本发明的半导体装置用薄膜,具有在切割薄膜上依次层叠有胶粘薄膜和覆盖薄膜的构成。在切割薄膜上层叠胶粘薄膜所得到的是带有切割片的胶粘薄膜。胶粘薄膜为芯片接合薄膜时,带有切割片的胶粘薄膜相当于切割/芯片接合薄膜。
所述芯片接合薄膜12与所述覆盖薄膜2间的剥离力F1小于芯片接合薄膜12与切割薄膜11间的剥离力F2。半导体装置用薄膜10,在其制造过程中,从防止松弛、卷绕滑移、位置偏移、空隙(气泡)等产生的观点考虑,通过在对切割薄膜11、芯片接合薄膜12及覆盖薄膜2施加拉伸张力的同时进行层叠来制造。因此,各薄膜存在拉伸残留应变。该拉伸残留应变,例如在-30~-10℃的冷冻或者-5~10℃的低温状态下输送或者长时间保存时,在各薄膜中分别引起收缩。例如,切割薄膜的收缩程度最大,覆盖薄膜的收缩程度最小。在此,本实施方式的半导体装置用薄膜,通过使所述剥离力F1和F2满足F1<F2的关系,可以防止各薄膜中的收缩差异所引起的薄膜间的界面剥离或覆盖薄膜2的薄膜翘起现象。另外,也可以防止芯片接合薄膜12的一部分或者全部转印到覆盖薄膜2上。
所述芯片接合薄膜12与所述覆盖薄膜2之间的剥离力F1优选在0.025~0.075N/100mm的范围内,更优选在0.03~0.06N/100mm的范围内,特别优选在0.035~0.05N/100mm的范围内。剥离力F1低于0.025N/100mm时,例如,在-30~-10℃的冷冻或者-5~10℃的低温状态下输送或者长时间保存时,芯片接合薄膜12和覆盖薄膜2分别以不同的收缩率收缩,由此有时会产生覆盖薄膜2的薄膜翘起现象。另外,在半导体装置用薄膜10等的运送中,有时会产生折皱、卷绕滑移或异物的混入。另外,在半导体晶片的安装时,有时在芯片接合薄膜12与半导体晶片之间产生空隙(气泡)。另一方面,剥离力F1大于0.075N/100mm时,芯片接合薄膜12与覆盖薄膜2的密合性过强,因此在覆盖薄膜2的剥离或收缩时,构成芯片接合薄膜12的胶粘剂(详细情况如后所述)有时会转印到覆盖薄膜的一部分或整个面上。另外,所述剥离力F1的值,在芯片接合薄膜12为热固型时,是指热固化前的芯片接合薄膜12与覆盖薄膜2之间的剥离力。
另外,所述芯片接合薄膜12与切割薄膜11之间的剥离力F2优选在0.08~10N/100mm的范围内,更优选在0.1~6N/100mm的范围内,特别优选在0.15~0.4N/100mm的范围内。剥离力F2低于0.08N/100mm时,例如,在-30~-10℃的冷冻或者-5~10℃的低温状态下输送或者长时间保存时,切割薄膜11和芯片接合薄膜12分别以不同的收缩率收缩,由此有时会在切割薄膜11与芯片接合薄膜12间产生界面剥离。另外,在半导体装置用薄膜10等的运送中,有时产生折皱、卷绕滑移、异物的混入或空隙。另外,在切割半导体晶片时,有时产生芯片飞散或碎片。另一方面,剥离力F2大于10N/100mm时,在半导体芯片的拾取时,芯片接合薄膜12与粘合剂层14之间难以剥离,有时引起半导体芯片的拾取不良。另外,有时构成粘合剂层14的粘合剂(详细情况如后所述)在带胶粘剂的半导体芯片上产生胶糊附着。另外,所述剥离力F2的数值范围,也包括切割薄膜11中的粘合剂层为紫外线固化型、并且预先通过紫外线照射进行了一定程度的固化的情况。另外,通过紫外线照射进行的粘合剂层的固化,可以在与芯片接合薄膜12粘贴前进行,也可以在粘贴后进行。
所述剥离力F1和F2的值,是在温度23±2℃、剥离速度300mm/分钟、夹盘间距100mm的条件下进行的T形剥离试验(JIS K6854-3)的测定值。另外,作为拉伸试验机,使用商品名“オ一トグラフAGS-H”(株式会社岛津制作所制)的拉伸试验机。
所述切割薄膜11中的所述基材13,不仅是切割薄膜11的强度母体,而且是半导体装置用薄膜10的强度母体。作为所述基材13,可以列举例如:低密度聚乙烯、线性聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、丙烯无规共聚物、丙烯嵌段共聚物、丙烯均聚物、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(无规、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺、全芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、芳族聚酰胺(纸)、玻璃、玻璃布、含氟树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纤维素类树脂、聚硅氧烷树脂、金属(箔)、纸等。另外,粘合剂层14为紫外线固化型时,基材13优选采用上述例示的基材中具有具有紫外线透过性的基材。
另外,作为基材13的材料,可以列举所述树脂的交联物等聚合物。所述塑料薄膜可以不拉伸而使用,也可以根据需要进行单轴或双轴拉伸处理后使用。利用经拉伸处理等而具有热收缩性的树脂片,切割后通过使其基材13热收缩而减小粘合剂层14与芯片接合薄膜12的胶粘面积,可以容易地回收半导体芯片。
为了提高与邻接层的密合性和保持性等,基材13的表面可以进行惯用的表面处理,例如铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、电离射线处理等化学或物理处理、底涂剂(例如,后述的粘合物质)的涂布处理。
所述基材13可以适当选择使用同种或异种材料,根据需要也可以将多种材料混合使用。另外,为了使基材13具有防静电性能,可以在所述基材13上设置包含金属、合金、它们的氧化物等的厚度 的导电物质的蒸镀层。基材13可以是单层也或者两种以上的多层。
基材13的厚度没有特别限制,可以适当设定,例如为约5μm~约200μm。只要具有能够耐受芯片接合薄膜12因所述热收缩而产生的张力的厚度,则没有特别限制。
作为粘合剂层14的形成中使用的粘合剂,没有特别限制,可以使用例如丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等一般的压敏粘合剂。作为所述压敏粘合剂,从半导体芯片或玻璃等避忌污染的电子部件的超纯水或醇等有机溶剂的清洁洗涤性等方面考虑,优选以丙烯酸类聚合物为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。
作为所述丙烯酸类聚合物,可以列举例如:使用(甲基)丙烯酸烷基酯(例如,甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、异戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、异辛酯、壬酯、癸酯、异癸酯、十一烷酯、十二烷酯、十三烷酯、十四烷酯、十六烷酯、十八烷酯、二十烷酯等烷基的碳原子数1~30、特别是碳原子数4~18的直链或支链烷基酯等)及(甲基)丙烯酸环烷酯(例如,环戊酯、环己酯等)的一种或两种以上作为单体成分的丙烯酸类聚合物等。另外,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,本发明的“(甲基)”全部具有同样的含义。
所述丙烯酸类聚合物,为了改善凝聚力和耐热性等,根据需要可以含有与能够与所述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷酯共聚的其它单体成分对应的单元。作为这样的单体成分,可以列举例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体;(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基十二烷酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等含羟基单体;苯乙烯磺酸、烯丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺基丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;丙烯酰磷酸-2-羟基乙酯等含磷酸基单体;丙烯酰胺;丙烯腈等。这些可共聚单体成分可以使用一种或两种以上。这些可共聚单体的使用量优选为全部单体成分的40重量%以下。
另外,所述丙烯酸类聚合物为了进行交联根据需要也可以含有多官能单体等作为共聚用单体成分。作为这样的多官能单体,可以列举例如: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、三羟甲基丙烷三(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、环氧(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。这些多官能单体也可以使用一种或者两种以上。多官能单体的使用量从粘合特性等观点考虑优选为全部单体成分的30重量%以下。
所述丙烯酸类聚合物可以通过将单一单体或两种以上单体的混合物聚合而得到。聚合可以通过溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合等的任意方式进行。从防止污染洁净的被粘物等观点考虑,优选低分子量物质的含量小。从该观点考虑,丙烯酸类聚合物的重均分子量优选为约30万以上、更优选约40万至约300万。
另外,为了提高作为基础聚合物的丙烯酸类聚合物等的重均分子量,所述粘合剂中也可以适当使用外部交联剂。作为外部交联方法的具体手段,可以列举:添加多异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺型交联剂等所谓的交联剂进行反应的方法。使用外部交联剂的情况下,其使用量通过与欲交联的基础聚合物的平衡以及作为粘合剂的使用用途进行适当确定。一般相对于所述基础聚合物100重量份优选配合约5重量份以下,更优选配合0.1~5重量份。另外,粘合剂中根据需要除所述成分之外还可以使用现有公知的各种增粘剂、抗老化剂等添加剂。
粘合剂层14可以通过紫外线固化型粘合剂来形成。紫外线固化型粘合剂可以通过紫外线的照射使交联度增大从而容易地使其粘合力下降,通过仅对粘合剂层14的与半导体晶片粘贴部分对应的部分照射紫外线,可以设置与其它部分的粘合力差。
使所述粘合剂层14进行紫外线固化后,切割薄膜11的23℃下的拉伸弹性模量优选在1~170MPa的范围内,更优选在5~100MPa的范围内。通过使所述拉伸弹性模量为1MPa以上,可以保持良好的拾取性。另一方面,通过使拉伸弹性模量为170MPa以下,可以防止切割时产生芯片飞散。另外,所述紫外线照射优选例如以30~1000mJ/cm2的紫外线照射累积光量进行。通过将紫外线照射累积光量设定为30mJ/cm2以上,可以使粘合剂层14充分固化,可以防止与芯片接合薄膜12的过度密合。结果,在半导体芯片的拾取时,可以显示良好的拾取性。另外,可以防止拾取后粘合剂层14的粘合剂附着(所谓的胶糊残留)在芯片接合薄膜12上。另一方面,通过将紫外线照射累积光量设定为1000mJ/cm2以下,可以防止粘合剂层14的粘合力的极度下降,由此可以防止与芯片接合薄膜12间产生剥离而产生所安装的半导体晶片的脱落。另外,半导体晶片的切割时,可以防止所形成的半导体芯片产生芯片飞散。
所述拉伸弹性模量的值通过以下方法测定。即,从切割薄膜11切出长10.0mm、宽2mm、截面积0.1~0.5mm2的试样。在测定温度23℃、夹盘间距50mm、拉伸速度50mm/分钟的条件下对该试样进行MD方向的拉伸试验,测定该试样伸长所引起的变化量(mm)。由此,在所得S-S(应变-强度)曲线中,在初始上升部分作切线,用该切线上相当于100%伸长率时的拉伸强度除以切割薄膜11的截面积,将所得值作为拉伸弹性模量。
在此,芯片接合薄膜12可以为构成:与半导体晶片的俯视图中的形状相符,仅在其粘贴部分形成。此时,通过按照芯片接合薄膜12的形状使紫外线固化型粘合剂层14固化,可以容易地降低与半导体晶片粘贴部分对应的部分的粘合力。由于芯片接合薄膜12粘贴在粘合力下降的所述部分,因此粘合剂层14的所述部分与芯片接合薄膜12的界面具有在拾取时容易剥离的性质。另一方面,未照射紫外线的部分具有充分的粘合力。
如前所述,所述粘合剂层14的由未固化的紫外线固化型粘合剂形成的所述部分与芯片接合薄膜12粘合,能够确保切割时的保持力。这样,紫外线固化型粘合剂,能够以良好的胶粘/剥离平衡支撑用于将片状半导体晶片(半导体芯片等)固着到衬底等被粘物上的芯片接合薄膜12。仅在半导体晶片粘贴部分层叠有芯片接合薄膜12的情况下,在未层叠芯片接合薄膜12的区域内固定贴片环(wafer ring)。
紫外线固化型粘合剂可以没有特别限制地使用具有碳碳双键等紫外线固化性官能团、并且显示粘合性的粘合剂。作为紫外线固化型粘合剂,例如,可以例示在所述丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等一般的压敏粘合剂中配合有紫外线固化性单体成分或低聚物成分的添加型紫外线固化型粘合剂。
作为配合的紫外线固化性单体成分,可以列举例如:氨基甲酸酯低聚物、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(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、二季戊四醇单羟基五(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,紫外线固化性的低聚物成分可以列举氨基甲酸酯类、聚醚类、聚酯类、聚碳酸酯类、聚丁二烯类等各种低聚物,其分子量在约100至约30000的范围内是适当的。紫外线固化性单体成分或低聚物成分的配合量可以根据所述粘合剂层的种类适当确定能够使粘合剂层的粘合力下降的量。一般而言,相对于构成粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物100重量份,例如为约5重量份至约500重量份、优选约40重量份至约150重量份。
另外,作为紫外线固化型粘合剂,除前面说明过的添加型的紫外线固化型粘合剂以外,还可以列举:使用在聚合物侧链或主链中或者主链末端具有碳碳双键的聚合物作为基础聚合物的内在型的紫外线固化型粘合剂。内在型的紫外线固化型粘合剂不需要含有或者多数不含有作为低分子成分的低聚物成分等,因此低聚物成分等不会随时间推移在粘合剂中移动,可以形成层结构稳定的粘合剂层,因而优选。
所述具有碳碳双键的基础聚合物,可以没有特别限制地使用具有碳碳双键并且具有粘合性的基础聚合物。作为这样的基础聚合物,优选以丙烯酸类聚合物为基本骨架的基础聚合物。作为丙烯酸类聚合物的基本骨架,可以列举前面例示的丙烯酸类聚合物。
在所述丙烯酸类聚合物中引入碳碳双键的方法没有特别限制,可以采用各种方法,从分子设计方面而言在聚合物侧链中引入碳碳双键是比较容易的。例如可以列举:预先将具有官能团的单体与丙烯酸类聚合物共聚后,使具有能够与该官能团反应的官能团及碳碳双键的化合物在保持碳碳双键的紫外线固化性的情况下与所得共聚物进行缩合或加成反应的方法。
作为这些官能团的组合例,可以列举:羧基与环氧基、羧基与氮丙啶基、羟基与异氰酸酯基等。这些官能团的组合中,从容易跟踪反应的观点考虑,优选羟基与异氰酸酯基的组合。另外,根据这些官能团的组合,如果是生成所述具有碳碳双键的丙烯酸类聚合物的组合,则官能团可以在丙烯酸类聚合物和所述化合物的任意一个上,在所述优选组合的情况下,优选丙烯酸类聚合物具有羟基、所述化合物具有异氰酸酯基。此时,作为具有碳碳双键的异氰酸酯化合物,可以列举例如:甲基丙烯酰异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等。另外,作为丙烯酸类聚合物,可以使用将前面例示的含羟基单体或2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚等醚类化合物等共聚而得到的丙烯酸类聚合物。
所述内在型的紫外线固化型粘合剂,可以单独使用所述具有碳碳双键的基础聚合物(特别是丙烯酸类聚合物),也可以在不损害特性的范围内配合所述紫外线固化性的单体成分或低聚物成分。紫外线固化性的低聚物成分等通常相对于基础聚合物100重量份在约30重量份的范围内,优选0~10重量份的范围。
在通过紫外线等固化时,所述紫外线固化型粘合剂中含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可以列举例如:4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、α-羟基-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羟基苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮等α-酮醇类化合物;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-吗啉代丙烷-1-酮等苯乙酮类化合物;苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、茴香偶姻甲醚等苯偶姻醚类化合物;联苯酰二甲基缩酮等缩酮类化合物;2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯类化合物;1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟类化合物;二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮类化合物;噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮类化合物;樟脑醌;卤代酮;酰基氧化膦;酰基膦酸酯等。光聚合引发剂的配合量相对于构成粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物100重量份例如为约0.05重量份至约20重量份。
所述紫外线固化型的粘合剂层14中,根据需要可以含有经紫外线照射会着色的化合物。通过在粘合剂层14中含有经紫外线照射会着色的化合物,可以仅使紫外线照射后的部分着色。由此,通过目视立即可以判断粘合剂层14是否照射过紫外线,可以容易地识别半导体晶片粘贴部分,从而容易进行半导体晶片的粘贴。另外,通过光传感器等检测半导体元件时,其检测精度提高,在半导体元件的拾取时不会产生误操作。
经紫外线照射会着色的化合物,是在紫外线照射前为无色或浅色,经紫外线照射后变为有色的化合物。作为所述化合物的优选具体例,可以列举无色(leuco)染料。作为无色染料,可以优选使用惯用的三苯基甲烷类、荧烷类、吩噻嗪类、金胺类、螺吡喃类等。具体而言,可以列举:3-[N-(对甲苯氨基)]-7-苯胺基荧烷、3-[N-(对甲苯基)-N-甲基氨基]-7-苯胺基荧烷、3-[N-(对甲苯基)-N-乙基氨基]-7-苯胺基荧烷、3-二乙氨基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、结晶紫内酯、4,4’,4”-三(二甲氨基)三苯基甲醇、4,4’,4”-三(二甲氨基)三苯基甲烷等。
作为优选与这些无色染料一起使用的显色剂,可以列举一直以来使用的酚醛树脂的预聚物、芳香族羧酸衍生物、活性白土等电子受体,另外,在使色调变化的情况下也可以组合使用各种发色剂(発色剤)。
这样的经紫外线照射会着色的化合物,可以先溶解于有机溶剂等中后再添加到紫外线固化型胶粘剂中,或者也可以制成微粉末状后添加到该胶粘剂中。该化合物的使用比例在粘合剂层14中优选为10重量%以下,更优选0.01~10重量%,进一步优选0.5~5重量%。该化合物的比例超过10重量%时,照射到粘合剂层14上的紫外线被该化合物过度地吸收,因此粘合剂层14的与半导体晶片粘贴部分对应的部分的固化不充分,有时粘合力不能充分下降。另一方面,为了充分地着色,优选将该化合物的比例设定为0.01重量%以上。
另外,通过紫外线固化型粘合剂形成粘合剂层14时,可以使用将基材13的至少单面的、与半导体晶片粘贴部分对应的部分以外的部分的全部或者一部分进行遮光的基材,在其上形成紫外线固化型粘合剂层14后进行紫外线照射,使与半导体晶片粘贴部分对应的部分固化,从而可以形成粘合力下降的所述部分。作为遮光材料,可以通过印刷或蒸镀等在支撑薄膜上制作能够形成光掩模的遮光材料。通过该制造方法,可以高效地制造本发明的半导体装置用薄膜10。
另外,照射紫外线时因氧而产生固化障碍时,优选通过某种方法从紫外线固化型粘合剂层14的表面隔绝氧(空气)。可以列举例如:用隔片将所述粘合剂层14的表面覆盖的方法或者在氮气氛围中进行紫外线照射的方法等。
粘合剂层14的厚度没有特别限制,从兼具防止芯片切割面的缺损和芯片接合薄膜的固定保持的功能等方面考虑,优选为约1μm至约50μm。优选2μm~30μm、更优选5μm~25μm。
所述芯片接合薄膜12是具有胶粘功能的层,作为其构成材料,可以组合使用热塑性树脂与热固性树脂,也可以单独使用热塑性树脂。
芯片接合薄膜12中的胶粘剂组合物的玻璃化转变温度优选在-20~50℃的范围内,更优选在-10~40℃的范围内。玻璃化转变温度为-20℃以上时,可以防止B阶状态下的芯片接合薄膜12的粘性增大而导致其操作性下降。另外,半导体晶片的切割时,可以防止由于与切割刀具的摩擦而产生热熔融的胶粘剂附着在半导体芯片上从而引起拾取不良。另一方面,通过将玻璃化转变温度设定为50℃以下,可以防止流动性或与半导体晶片的密合性下降。在此,所述玻璃化转变温度,是使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制,型号:RSA-II),在-50℃~250℃的温度范围内,在频率0.01Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下测定时的Tanδ(G”(损耗弹性模量)/G’(储能弹性模量))显示极大值的温度。
芯片接合薄膜12的固化前的23℃下的拉伸储能弹性模量优选在50~2000MPa的范围内,更优选在60~1000MPa的范围内。通过将拉伸储能弹性模量设定为50MPa以上,可以防止在半导体晶片的切割时由于与切割刀具的摩擦而产生热熔融的胶粘剂附着在半导体芯片上从而引起拾取不良。另一方面,通过将拉伸储能弹性模量设定为2000MPa以下,可以使芯片接合薄膜与安装的半导体晶片或芯片接合的衬底等的密合性良好。
所述拉伸储能弹性模量的值,是通过以下测定方法测定的值。即,在经脱模处理后的剥离衬垫上涂布胶粘剂组合物的溶液并干燥,形成厚度100μm的芯片接合薄膜12。将该芯片接合薄膜12在150℃的烘箱中放置1小时后,使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制,型号:RSA-II),测定芯片接合薄膜12的固化后的200℃下的拉伸储能弹性模量。更具体而言,准备长30.0mm×宽5.0mm×厚0.1mm的试样,将测定试样设置在薄膜拉伸测定用夹具上,在50℃~250℃的温度范围内,在频率0.01Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定。
作为所述热塑性树脂,可以列举:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、尼龙6或尼龙6,6等聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、PET或PBT等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、或者含氟树脂等。这些热塑性树脂可以单独使用或者两种以上组合使用。这些热塑性树脂中,特别优选离子性杂质少、耐热性高、能够确保半导体元件的可靠性的丙烯酸类树脂。
作为所述丙烯酸类树脂,没有特别限制,可以列举以一种或两种以上具有碳原子数30以下、特别是碳原子数4~18的直链或支链烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为成分的聚合物等。作为所述烷基,可以列举例如:甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基或者十二烷基等。
另外,作为形成所述聚合物的其它单体,没有特别限制,可以列举例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等含羧基单体;马来酸酐或衣康酸酐等酸酐单体;(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯或丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等含羟基单体;苯乙烯磺酸、烯丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺基丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体;或者丙烯酰磷酸-2-羟基乙酯等含磷酸基单体等。
作为所述热固性树脂,可以列举酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚硅氧烷树脂或热固性聚酰亚胺树脂等。这些树脂可以单独使用或者两种以上组合使用。特别优选会使半导体芯片腐蚀的离子性杂质等的含量少的环氧树脂。另外,作为环氧树脂的固化剂,优选酚醛树脂。
所述环氧树脂,只要是作为胶粘剂组合物通常使用的则没有特别限制,可以使用例如:双酚A型、双酚F型、双酚S型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、双酚AF型、联苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三羟苯基甲烷型、四苯酚基乙烷型等双官能环氧树脂或多官能环氧树脂、或者乙内酰脲型、异氰脲酸三缩水甘油酯型或缩水甘油胺型等环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用或者两种以上组合使用。这些环氧树脂中,特别优选酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂或四苯酚基乙烷型环氧树脂。这是因为:这些环氧树脂与作为固化剂的酚醛树脂的反应性好,并且耐热性等优良。
另外,所述酚醛树脂作为所述环氧树脂的固化剂起作用,可以列举例如:苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、壬基苯酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚树脂、甲阶酚醛树脂型酚树脂、聚对羟基苯乙烯等聚羟基苯乙烯等。这些酚醛树脂可以单独使用或者两种以上组合使用。这些酚醛树脂中特别优选苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂。这是因为可以提高半导体装置的连接可靠性。
所述环氧树脂与酚醛树脂的配合比例,例如以相对于所述环氧树脂成分中的环氧基1当量、酚醛树脂中的羟基为0.5~2.0当量的比例进行配合是适当的。更优选0.8~1.2当量。即,这是因为:两者的配合比例如果在所述范围以外,则固化反应不能充分进行,环氧树脂固化物的特性容易变差。
另外,本实施方式中,特别优选使用含有环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂的芯片接合薄膜12。这些树脂的离子性杂质少、耐热性高,因此可以确保半导体芯片的可靠性。此时的配比是,相对于丙烯酸类树脂100重量份,环氧树脂与酚醛树脂的混合量为10~200重量份。
为了使本实施方式的芯片接合薄膜12预先进行某种程度的交联,在制作时可以添加与聚合物的分子链末端的官能团等反应的多官能化合物作为交联剂。由此,可以提高高温下的胶粘特性,改善耐热性。
作为所述交联剂,可以使用现有公知的交联剂。特别是更优选甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、多元醇与二异氰酸酯的加成产物等多异氰酸酯化合物。交联剂的添加量相对于所述聚合物100重量份通常优选设定为0.05~7重量份。交联剂的量超过7重量份时,胶粘力下降,因此不优选。另一方面,低于0.05重量份时,凝聚力不足,因此不优选。另外,根据需要可以与这样的多异氰酸酯化合物一起含有环氧树脂等其它多官能化合物。
另外,芯片接合薄膜12中根据其用途可以适当配合无机填充剂。无机填充剂的配合可以赋予导电性、提高导热性、调节弹性模量等。作为所述无机填充剂,可以列举例如:由二氧化硅、粘土、石膏、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氧化铍、碳化硅、氮化硅等陶瓷类、铝、铜、银、金、镍、铬、铅、锡、锌、钯、焊料等金属或合金类、以及碳等构成的各种无机粉末。这些无机填充剂可以单独使用或者两种以上组合使用。其中,优选使用二氧化硅,特别是熔融二氧化硅。另外,无机填充剂的平均粒径优选在0.1~80μm的范围内。
所述无机填充剂的配合量,相对于有机成分100重量份优选设定为0~80重量份,更优选设定为0~70重量份。
另外,芯片接合薄膜12中,根据需要可以适当配合其它添加剂。作为其它添加剂,可以列举例如阻燃剂、硅烷偶联剂或离子捕获剂等。作为所述阻燃剂,可以列举例如:三氧化锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。这些物质可以单独使用或者两种以上组合使用。作为所述硅烷偶联剂,可以列举例如:β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等。这些化合物可以单独使用或者两种以上组合使用。作为所述离子捕获剂,可以列举例如:水滑石类、氢氧化铋等。这些物质可以单独使用或者两种以上组合使用。
芯片接合薄膜12的厚度没有特别限制,例如可以为约5μm至约100μm,优选约5μm至约50μm。
可以对半导体装置用薄膜10赋予防静电能力。由此,可以防止其胶粘时及剥离时等产生静电或由此引起的半导体晶片等的带电而破坏电路。防静电能力的赋予可以通过在基材13、粘合剂层14或芯片接合薄膜12中添加防静电剂或导电性物质的方法、在基材13上设置包含电荷迁移络合物或金属膜等的导电层等适当方式进行。作为这些方式,优选不易产生可能使半导体晶片变质的杂质离子的方式。作为为实现赋予导电性、提高导热性等目的而配合的导电性物质(导电填料),可以列举:银、铝、金、铜、镍、导电性合金等球形、针形、片状金属粉末、氧化铝等金属氧化物、非晶炭黑、石墨等。但是,从能够不漏电的观点考虑,优选所述芯片接合薄膜12不具有导电性。
所述芯片接合薄膜12由覆盖薄膜2保护。覆盖薄膜2具有在供给实际应用之前作为保护芯片接合薄膜12的保护材料的功能。覆盖薄膜2在向切割/芯片接合薄膜的芯片接合薄膜12上粘贴半导体晶片时剥离。作为覆盖薄膜2,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯,也可以使用由含氟剥离剂、长链烷基丙烯酸酯类剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料薄膜或纸等。
覆盖薄膜2的厚度没有特别限制,例如优选在0.01~2mm的范围内,更优选在0.01~1mm的范围内。
以下,对本实施方式的半导体装置用薄膜10的制造方法进行说明。
本实施方式的半导体装置用薄膜10的制造方法,包括:在基材13上形成粘合剂层14从而制作切割薄膜11的工序,在基材隔片22上形成芯片接合薄膜12的工序,将切割薄膜11和芯片接合薄膜12在对其中至少任意一个薄膜施加拉伸张力的状态下、以芯片接合薄膜12为粘贴面与粘合剂层14进行层叠的工序,通过将芯片接合薄膜12上的基材隔片22剥离而制作切割/芯片接合薄膜1的工序,和将切割/芯片接合薄膜1和所述覆盖薄膜2在对其中至少任意一个薄膜施加拉伸张力的状态下以所述芯片接合薄膜12作为粘贴面进行粘贴的工序。
所述切割薄膜11的制作工序,例如如下所述进行。首先,可以通过现有公知的制膜方法形成基材13。作为该制膜方法,可以例示例如:压延制膜法、有机溶剂中的流延法、密闭体系中的吹塑挤出法、T形模头挤出法、共挤出法、干式层压法等。
然后,在基材13上涂布粘合剂组合物溶液形成涂膜后,在预定条件下将该涂膜干燥(根据需要进行加热交联),形成粘合剂层14。涂布方法没有特别限制,可以列举例如:辊涂、丝网涂布、凹版涂布等。另外,干燥条件可以根据涂膜的厚度或材料等适当设定。具体而言,例如,在干燥温度80~150℃、干燥时间0.5~5分钟的范围内进行。另外,可以在第一隔片21上涂布粘合剂组合物而形成涂膜后,在前述干燥条件下使涂膜干燥,形成粘合剂层14。之后,将粘合剂层14和第一隔片21一起粘贴到基材13上。由此,制作粘合剂层14由第一隔片21保护的切割薄膜11(参考图2(a))。制作的切割薄膜11,可以具有卷绕为卷筒状的长条形态。此时,为了使切割薄膜11不产生松弛、卷绕滑移、位置偏移等,优选在其长度方向或宽度方向上施加拉伸张力的同时进行卷绕。但是,通过施加拉伸张力,切割薄膜11在残留有拉伸残留应变的状态下卷绕为卷筒状。另外,切割薄膜11的卷取时,有时由于施加所述拉伸张力而使切割薄膜11被拉伸,但是卷取的目的并不在于进行拉伸操作。
粘合剂层14包含紫外线固化型粘合剂、并且预先进行过紫外线固化的情况下,以下述方法形成。即,在基材13上涂布紫外线固化型的粘合剂组合物而形成涂膜后,在预定条件下使该涂膜干燥(根据需要进行加热交联),形成粘合剂层。作为涂布方法、涂布条件及干燥条件,可以与前述同样地进行。另外,可以在第一隔片21上涂布紫外线固化型粘合剂组合物而形成涂膜后,在前述干燥条件下使涂膜干燥,形成粘合剂层。之后,将粘合剂层转印到基材13上。进而,在预定条件下对粘合剂层照射紫外线。紫外线的照射条件没有特别限制,通常累积光量优选在50~800mJ/cm2的范围内,更优选在100~500mJ/cm2的范围内。通过将累积光量调节到所述数值范围内,可以将芯片接合薄膜12与切割薄膜11间的剥离力F2控制到0.08~10N/100mm的范围内。紫外线的照射不足30mJ/cm2时,粘合剂层14的固化不充分,有时与芯片接合薄膜12的剥离力变得过大。结果,与芯片接合薄膜的密合性增大,导致拾取性下降。另外,拾取后,有时在芯片接合薄膜上产生胶糊残留。另一方面,累积光量超过1000mJ/cm2时,有时与芯片接合薄膜12的剥离力变得过小。结果,粘合剂层14与芯片接合薄膜12间有时产生界面剥离。结果,在半导体晶片的切割时,有时产生芯片飞散。另外,有时对基材13造成热损伤。另外,粘合剂层14的固化过度进行导致拉伸弹性模量过大,扩张性下降。另外,紫外线的照射也可以在后述的与芯片接合薄膜12的粘贴工序后进行。此时,优选从基材13一侧进行紫外线照射。
所述芯片接合薄膜12的制作工序如下所述进行。即,将用于形成芯片接合薄膜12的胶粘剂组合物溶液以达到预定厚度的方式涂布在基材隔片22上,形成涂膜。之后,在预定条件下使涂膜干燥,形成芯片接合薄膜12。涂布方法没有特别限制,可以列举例如:辊涂、丝网涂布、凹版涂布等。另外,干燥条件可以根据涂膜的厚度或材料等适当设定。具体而言,例如,可以在干燥温度70~160℃、干燥时间1~5分钟的范围内进行。另外,可以将粘合剂组合物涂布到第二隔片23上形成涂膜后,在前述干燥条件下使涂膜干燥而形成芯片接合薄膜12。之后,将芯片接合薄膜12与第二隔片23一起粘贴到基材隔片22上。由此,制成在基材隔片22上依次层叠有芯片接合薄膜12和第二隔片23的层叠薄膜(参考图2(b))。所制作的芯片接合薄膜12,可以具有卷绕为卷筒状的长条形态。此时,为了使芯片接合薄膜12不产生松弛、卷绕滑移、位置偏移等,优选在其长度方向或宽度方向上施加拉伸张力的同时进行卷绕。但是,通过施加拉伸张力,芯片接合薄膜12在残留有拉伸残留应变的状态下卷绕为卷筒状。另外,芯片接合薄膜12的卷取时,有时由于施加所述拉伸张力而使芯片接合薄膜12被拉伸,但是卷取的目的并不在于进行拉伸操作。
然后,进行切割薄膜11与芯片接合薄膜12的粘贴,制作切割/芯片接合薄膜1。即,从切割薄膜11上将第一隔片21剥离,并且从芯片接合薄膜12上将第二隔片23剥离,以芯片接合薄膜12与粘合剂层14为粘贴面的方式将两者粘贴(参考图2(c))。此时,在对切割薄膜11和芯片接合薄膜12中的至少任意一个薄膜的边缘部施加拉伸张力的同时进行压接。另外,切割薄膜11和芯片接合薄膜12分别为卷绕成卷筒状的长条形态时,优选在尽量不在长度方向对切割薄膜11及芯片接合薄膜12施加拉伸张力的情况下进行运送。这是因为可以抑制这些薄膜的拉伸残留应变。但是,从防止切割薄膜11及芯片接合薄膜12产生松弛、卷绕滑移、位置偏移、空隙(气泡)等的观点考虑,也可以在10~25N的范围内施加拉伸张力。如果在该范围内,则即使切割薄膜11和芯片接合薄膜12中残留有拉伸残留应变,也可以防止切割薄膜11与芯片接合薄膜12间产生界面剥离。
另外,切割薄膜11与芯片接合薄膜12的粘贴,例如可以通过压接进行。此时,层压温度没有特别限制,通常优选30~80℃,更优选30~60℃,特别优选30~50℃。另外,线压没有特别限制,通常优选0.1~20kgf/cm,更优选1~10kgf/cm。通过在将层压温度和/或线压分别调节到所述数值范围内的情况下将切割薄膜11与胶粘剂组合物的玻璃化转变温度在-20~50℃范围内的芯片接合薄膜12粘贴,可以将芯片接合薄膜12与切割薄膜11间的剥离力F2控制到0.08~10N/100mm的范围内。在此,例如,通过在所述范围内升高层压温度,可以增大切割薄膜11与芯片接合薄膜12间的剥离力F2。另外,通过在所述范围内增大线压,也可以增大剥离力F2。
然后,将芯片接合薄膜12上的基材隔片22剥离,由此得到在基材13上依次层叠有粘合剂层14和芯片接合薄膜12的切割/芯片接合薄膜1。接着,在该切割/芯片接合薄膜1的芯片接合薄膜12上,粘贴覆盖薄膜2。在此,优选尽量不在长度方向上对切割/芯片接合薄膜1施加拉伸张力的情况下进行运送。这是因为仅有基材13作为支撑体保持切割/芯片接合薄膜的薄膜形状及层叠结构,因此处于容易拉伸的状态,可以控制拉伸残留应变。但是,从防止切割/芯片接合薄膜1产生松弛、卷绕滑移、位置偏移、空隙(气泡)等的观点考虑,也可以在10~25N的范围内施加拉伸张力。如果在范围内,则即使切割/芯片接合薄膜1中残留有拉伸残留应变,也可以防止产生切割薄膜11与芯片接合薄膜12间的界面剥离或覆盖薄膜2的薄膜翘起现象。
覆盖薄膜2在切割/芯片接合薄膜1的芯片接合薄膜12上的粘贴,优选通过压接进行。由此,制作本实施方式的半导体装置用薄膜10。此时,层压温度没有特别限制,通常优选30~80℃,更优选30~60℃,特别优选30~50℃。另外,线压没有特别限制,通常优选0.1~20kgf/cm,更优选1~10kgf/cm。通过在将层压温度和/或线压分别调节到所述数值范围内的情况下将覆盖薄膜2与胶粘剂组合物的玻璃化转变温度在-20~50℃范围内的芯片接合薄膜12粘贴,可以将芯片接合薄膜12与覆盖薄膜2间的剥离力F1控制到0.025~0.075N/100mm的范围内。在此,例如,通过在所述范围内升高层压温度,可以增大切割/芯片接合薄膜1与覆盖薄膜2间的剥离力F1。另外,通过在所述范围内增大线压,也可以增大剥离力F1。另外,优选尽量不在长度方向上对所述覆盖薄膜2施加拉伸张力的情况下进行运送。这是因为可以抑制覆盖薄膜2的拉伸残留应变。但是,从防止覆盖薄膜2产生松弛、卷绕滑移、位置偏移、空隙(气泡)等的观点考虑,也可以在10~25N的范围内施加拉伸张力。如果在范围内,则即使覆盖薄膜2中残留有拉伸残留应变,也可以防止覆盖薄膜2在切割/芯片接合薄膜1上产生薄膜翘起现象。
另外,切割薄膜11的粘合剂层14上粘贴的第一隔片21、芯片接合薄膜12的基材隔片22、以及该芯片接合薄膜12上粘贴的第二隔片23,没有特别限制,可以使用现有公知的经剥离处理后的薄膜。第一隔片21和第二隔片23分别具有作为保护材料的功能。另外,基材隔片22具有作为将芯片接合薄膜12转印到切割薄膜11的粘合剂层14上时的基材的功能。构成这些各薄膜的材料没有特别限制,可以采用现有公知的材料。具体而言,可以列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯或通过含氟剥离剂、长链烷基类剥离剂等剥离剂进行表面涂布后的塑料薄膜或纸等。
实施例
以下,具体地举例说明本发明的优选实施例。但是,该实施例中记载的材料或配合量等只要没有特别限定的记载,则本发明的范围不限于此。另外,“份”表示“重量份”。
(实施例1)
<切割薄膜的制作>
在具有冷凝管、氮气导入管、温度计和搅拌装置的反应容器中,加入88.8份丙烯酸-2-乙基己酯(以下称为“2EHA”)、11.2份丙烯酸-2-羟基乙酯(以下称为“HEA”)、0.2份过氧化苯甲酰和65份甲苯,在氮气气流中在61℃下进行6小时聚合处理,得到重均分子量为85万的丙烯酸类聚合物A。2EHA和HEA的摩尔比为100摩尔∶20摩尔。重均分子量的测定如后所述。
在该丙烯酸类聚合物A中加入12份2-甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯(以下称为“MOI”)(相对于HEA为80摩尔%),在空气气流中在50℃进行48小时加成反应处理,得到丙烯酸类聚合物A’。
然后,在100份丙烯酸类聚合物A’中加入8份异氰酸酯类交联剂(商品名“コロネ一トL”,日本聚氨酯株式会社制造)和5份光聚合引发剂(商品名“イルガキユア651”,汽巴精化公司制造),制作粘合剂溶液。
将上述制备的粘合剂溶液涂布于PET剥离衬垫(第一隔片)的经聚硅氧烷处理后的表面上,在120℃加热交联2分钟,形成厚度10μm的粘合剂层。然后,在所得粘合剂层的表面粘贴厚度100μm的聚烯烃薄膜(基材)。之后,在50℃保存24小时。
进而,将所述PET剥离衬垫剥离,仅对粘合剂层的与半导体晶片粘贴部分(直径200mm的圆形)相当的部分(直径200mm的圆形)直接照射紫外线。由此,制作本实施方式的切割薄膜。另外,照射条件如下所述。另外,通过后述的方法测定粘合剂层的拉伸弹性模量,拉伸弹性模量为20MPa。
<紫外线照射条件>
紫外线(UV)照射装置:高压汞灯
紫外线照射累积光量:500mJ/cm2
输出:120W
照射强度:200mW/cm2
<芯片接合薄膜的制作>
将以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯为主成分的丙烯酸酯类聚合物(根上工业株式会社制,パラクロンW-197CM,Tg:18℃)100份、异氰酸酯类交联剂(日本聚氨酯株式会社制造,商品名:コロネ一トHX)2份、环氧树脂(JER株式会社制,Epicoat 1004)50份、酚醛树脂(三井化学株式会社制,ミレツクスXLC-3L)10份和作为无机填充剂的球形二氧化硅(アドマテツクス株式会社制,商品名:SO-25R,平均粒径0.5μm)30份溶解于甲乙酮中,制备浓度18.0重量%的胶粘剂组合物溶液。
将该胶粘剂组合物溶液通过缝模涂布机涂布到经剥离处理的薄膜(基材隔片)上形成涂层,对该涂层直接喷射2分钟150℃、10m/秒的热风使其干燥。由此,在经剥离处理的薄膜上制作厚度25μm的芯片接合薄膜。另外,作为经剥离处理的薄膜,使用在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度50μm)上进行聚硅氧烷脱模处理而得到的薄膜。
<切割/芯片接合薄膜的制作>
然后,将上述切割薄膜和芯片接合薄膜以粘合剂层和芯片接合薄膜为粘贴面的方式进行粘贴。粘贴使用夹辊,粘贴条件是层压温度T1为50℃、线压为3kgf/cm。进而,将芯片接合薄膜上的基材隔片剥离而制作切割/芯片接合薄膜。将所得的切割/芯片接合薄膜卷取为卷筒状,此时的卷取张力设定为不拉伸的程度,具体为13N。
<半导体装置用薄膜的制作>
对上述切割/芯片接合薄膜,在所述芯片接合薄膜上粘贴由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度38μm)构成的覆盖薄膜。此时,为了防止产生位置偏移、空隙(气泡)等,使用张力调节辊(ダンサ一ロ一ル)对切割/芯片接合薄膜和覆盖薄膜分别在MD方向施加17N的拉伸张力的同时进行粘贴。另外,粘贴使用夹辊,在层压温度T2为50℃、线压为3kgf/cm的条件下进行。由此,制作本实施例的半导体装置用薄膜。
(实施例2)
<切割薄膜的制作>
本实施例的切割薄膜,使用与前述实施例1同样的切割薄膜。
<芯片接合薄膜的制作>
将以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯为主成分的丙烯酸酯类聚合物(根上工业株式会社制,パラクロンW-197CM,Tg:18℃)100份、异氰酸酯类交联剂(日本聚氨酯株式会社制造,商品名:コロネ一トHX)4份、环氧树脂(JER株式会社制,Epicoat 1004)30份、酚醛树脂(三井化学株式会社制,ミレツクスXLC-3L)15份和作为无机填充剂的球形二氧化硅(アドマテツクス株式会社制,商品名:SO-25R,平均粒径0.5μm)60份溶解于甲乙酮中,得到浓度18.0重量%的胶粘剂组合物溶液。
将该胶粘剂组合物溶液通过缝模涂布机涂布到经剥离处理的薄膜(基材隔片)上形成涂层,对该涂层直接喷射2分钟150℃、10m/秒的热风使其干燥。由此,在经剥离处理的薄膜上制作厚度25μm的芯片接合薄膜。另外,经剥离处理的薄膜,使用在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度50μm)上进行聚硅氧烷剥离处理而得到的薄膜。
<切割/芯片接合薄膜的制作>
然后,将上述切割薄膜和芯片接合薄膜以粘合剂层和芯片接合薄膜为粘贴面的方式进行粘贴。此时,为了防止产生位置偏移、空隙(气泡)等,使用张力调节辊对切割薄膜和芯片接合薄膜分别在MD方向施加17N的拉伸张力的同时进行粘贴。另外,粘贴使用夹辊,粘贴条件是层压温度T1为50℃、线压为3kgf/cm。进而,将芯片接合薄膜上的基材隔片剥离而制作切割/芯片接合薄膜。将所得的切割/芯片接合薄膜卷取为卷筒状,此时的卷取张力设定为不拉伸的程度,具体为13N。
<半导体装置用薄膜的制作>
对上述切割/芯片接合薄膜,在所述芯片接合薄膜上粘贴由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度38μm)构成的覆盖薄膜。此时,为了防止产生位置偏移、空隙(气泡)等,使用张力调节辊对切割/芯片接合薄膜和覆盖薄膜分别在MD方向施加17N的拉伸张力的同时进行粘贴。另外,粘贴使用夹辊,在层压温度T2为50℃、线压为3kgf/cm的条件下进行。由此,制作本实施例的半导体装置用薄膜。
(比较例1)
<切割薄膜的制作>
本比较例的切割薄膜,使用与前述实施例1同样的切割薄膜。
<芯片接合薄膜>
本比较例的芯片接合薄膜,使用与前述实施例1同样的芯片接合薄膜。
<切割/芯片接合薄膜的制作>
本比较例中,除了将切割薄膜与芯片接合薄膜粘贴时的层压温度T1和T2变更为25℃以外,与前述实施例1同样操作,制作本比较例的切割/芯片接合薄膜。
<半导体装置用薄膜的制作>
本比较例的半导体装置用薄膜,通过与前述实施例1同样地对所述切割/芯片接合薄膜粘贴由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜构成的覆盖薄膜来制作。
(比较例2)
<切割薄膜的制作>
本比较例的切割薄膜,使用与前述实施例1同样的切割薄膜。
<芯片接合薄膜>
本比较例的芯片接合薄膜,使用与前述实施例1同样的芯片接合薄膜。
<切割/芯片接合薄膜的制作>
本比较例中,除了将切割薄膜与芯片接合薄膜粘贴时的层压温度T1和T2变更为35℃以外,与前述实施例1同样操作,制作本比较例的切割/芯片接合薄膜。
<半导体装置用薄膜的制作>
本比较例的半导体装置用薄膜,通过与前述实施例1同样地对所述切割/芯片接合薄膜粘贴由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜构成的覆盖薄膜来制作。
(比较例3)
<切割薄膜的制作>
本实施例的切割薄膜,使用与前述实施例1同样的切割薄膜。
<芯片接合薄膜的制作>
将以丙烯酸丁酯为主成分的聚合物(根上工业株式会社制,商品名:パラクロンAS-3000,Tg:-36℃)100份、异氰酸酯类交联剂(日本聚氨酯株式会社制造,商品名:コロネ一トHX)2份、环氧树脂(JER株式会社制,Epicoat 1004)60份、酚醛树脂(三井化学株式会社制,ミレツクスXLC-3L)10份和作为无机填充剂的球形二氧化硅(アドマテツクス株式会社制,商品名:SO-25R,平均粒径0.5μm)15份溶解于甲乙酮中,制备浓度18.0重量%的胶粘剂组合物溶液。
将该胶粘剂组合物溶液通过缝模涂布机涂布到经剥离处理的薄膜(基材隔片)上形成涂层,对该涂层直接喷射2分钟150℃、10m/秒的热风使其干燥。由此,在经剥离处理的薄膜上制作厚度25μm的芯片接合薄膜。另外,经剥离处理的薄膜,使用在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度50μm)上进行聚硅氧烷剥离处理而得到的薄膜。
<切割/芯片接合薄膜的制作>
本比较例中,与前述实施例1同样地进行切割薄膜与芯片接合薄膜的粘贴,制作本比较例的切割/芯片接合薄膜。
<半导体装置用薄膜的制作>
本比较例的半导体装置用薄膜,与前述实施例1同样地对所述切割/芯片接合薄膜进行由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜构成的覆盖薄膜的粘贴,制作本比较例的半导体装置用薄膜。
(剥离力的测定)
各实施例及比较例所得到的半导体装置用薄膜中芯片接合薄膜与覆盖薄膜之间的剥离力、以及切割薄膜与芯片接合薄膜之间的剥离力的测定,在温度23±2℃、相对湿度55±5%Rh、剥离速度300mm/分钟的条件下,通过T形剥离试验(JIS K6854-3)进行。另外,作为拉伸试验机,使用商品名“オ一トグラフAGS-H”(株式会社岛津制作所制)的拉伸试验机。
(粘合剂层的拉伸弹性模量)
从各实施例和比较例中的切割薄膜切出长10.0mm、宽2mm、截面积0.1~0.5mm2的试样。在测定温度23℃、夹盘间距50mm、拉伸速度50mm/分钟的条件下对该试样进行MD方向的拉伸试验,测定该试样伸长所引起的变化量(mm)。由此,在所得S-S(应变-强度)曲线中,在初始上升部分作切线,用该切线上相当于100%伸长率时的拉伸强度除以各切割薄膜的截面积,将所得值作为拉伸弹性模量。
(热固化前的芯片接合薄膜的拉伸弹性模量)
对于各实施例和比较例中的芯片接合薄膜,使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制,型号:RSA-II),测定23℃下的拉伸弹性模量。更具体而言,准备长30mm×宽5mm×厚0.1mm的试样,将测定试样设置在薄膜拉伸测定用夹具上,在-40~250℃的温度范围内,在频率0.01Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定。
(界面剥离及薄膜翘起的有无)
各实施例及比较例所得到的半导体装置用薄膜中薄膜翘起的确认,如下进行。即,将各半导体装置用薄膜在温度-30±2℃的冷库中放置120小时。进而,在温度23±2℃、相对温度55±5%Rh的环境下放置24小时。然后,确认半导体装置用薄膜中各薄膜间有无界面剥离及薄膜翘起。评价标准是,通过目视未观察到界面剥离或薄膜翘起时评价为○,观察到时评价为×。
(空隙的有无)
各实施例及比较例所得到的半导体装置用薄膜中有无空隙,如下进行确认。即,从各半导体装置用薄膜上分别将覆盖薄膜剥离,在芯片接合薄膜上进行半导体晶片的安装。半导体晶片使用尺寸为8英寸、厚度75μm的半导体晶片。半导体晶片的安装条件如下所述。
<粘贴条件>
粘贴装置:ACC株式会社制,商品名:RM-300
粘贴速度:500mm/秒
粘贴压力:0.2MPa
粘贴温度:50℃
接着,通过显微镜确认切割/芯片接合薄膜与半导体晶片的粘贴面上有无空隙(气泡)。结果如下表1所示。
(切割及拾取的评价)
从各半导体装置用薄膜上分别将覆盖薄膜剥离,在芯片接合薄膜上进行半导体晶片的安装。半导体晶片使用尺寸为8英寸、厚度75μm的半导体晶片。半导体晶片的安装条件与前述同样。
然后,根据下列条件进行半导体晶片的切割,形成30个半导体芯片。对此时有无碎片或芯片飞散进行计数。结果如下表1所示。进而,将半导体芯片与芯片接合薄膜一起拾取。对30个半导体芯片(长5mm×宽5mm)进行拾取,计数无破损而成功拾取半导体芯片的情况,计算成功率。结果如下表1所示。拾取条件如下所述。
<切割条件>
切割方法:单切割
切割装置:DISCO DFD-6361(商品名,株式会社デイスコ制)
切割速度:50mm/秒
切割刀片:2050-HECC
切割刀片转速:45000rpm
切割带切入深度:20μm
晶片芯片尺寸:5mm×5mm
<拾取条件>
拾取装置:CPS-100(NESマシナリ一公司制)
针根数:9根
上推量:300μm
上推速度:10mm/秒
下拉量:3mm
(芯片接合薄膜的玻璃化转变温度Tg的测定)
对于实施例1、2以及比较例3中的芯片接合薄膜,使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制,型号:RSA-II)测定玻璃化转变温度(Tg)。更具体而言,在-50℃~250℃的温度范围内,在频率0.01Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定,将Tanδ(G”(损耗弹性模量)/G’(储能弹性模量))显示极大值时的温度作为Tg。结果,实施例1的芯片接合薄膜的Tg为39℃,实施例2的芯片接合薄膜的Tg为47℃,比较例3的芯片接合薄膜的Tg为-23℃。
(结果)
如下表1可以看出,实施例1和2的半导体装置用薄膜,没有切割薄膜与芯片接合薄膜间的界面剥离,也未确认到覆盖薄膜的薄膜翘起现象。另外,将半导体晶片安装到芯片接合薄膜上时,也不产生空隙或折皱。另外,半导体晶片的切割时,也不产生半导体芯片的芯片飞散,并且拾取性良好。与此相对,比较例1的半导体装置用薄膜,虽然拾取成功率为100%,但是在切割薄膜与芯片接合薄膜之间产生界面剥离,还确认到覆盖薄膜的薄膜翘起现象。并且,在半导体晶片的安装时,产生空隙或折皱。另外,比较例2的半导体装置用薄膜,产生切割薄膜与芯片接合薄膜之间的界面剥离或覆盖薄膜的薄膜翘起,另外,在半导体晶片的切割时产生芯片飞散或碎片。另外,比较例3的半导体装置用薄膜,由于切割薄膜与芯片接合薄膜之间的密合性高,因此拾取困难,确认到半导体芯片的破裂或缺损。
表1
实施例1 | 实施例2 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | |
剥离力F1(N/100mm) | 0.072 | 0.068 | 0.023 | 0.074 | 0.069 |
剥离力F2(N/100mm) | 0.47 | 0.082 | 0.047 | 0.069 | 0.73 |
层压温度T1(℃) | 50 | 50 | 25 | 35 | 50 |
层压温度T2(℃) | 50 | 50 | 25 | 35 | 50 |
界面剥离及薄膜翘起的有无 | ○ | ○ | × | × | ○ |
空隙的有无 | 无 | 无 | 有 | 有 | 无 |
芯片飞散的有无 | 无 | 无 | 有 | 有 | 无 |
拾取成功率(%) | 100 | 100 | 100 | 60 | 20 |
另外,表1中的剥离力F1表示切割/芯片接合薄膜与覆盖薄膜之间的剥离力,剥离力F2表示切割薄膜与芯片接合薄膜之间的剥离力。另外,层压温度T1表示切割薄膜与芯片接合薄膜粘贴时的温度,层压温度T2表示切割/芯片接合薄膜与覆盖薄膜粘贴时的温度。
Claims (6)
1.一种半导体装置用薄膜,在切割薄膜上依次层叠有胶粘薄膜和覆盖薄膜,其中,
在温度23±2℃、剥离速度300mm/分钟的条件下的T形剥离试验中,所述胶粘薄膜与所述覆盖薄膜之间的剥离力F1在0.025~0.075N/100mm的范围内,所述胶粘薄膜与所述切割薄膜之间的剥离力F2在0.08~10N/100mm的范围内,并且所述F1与所述F2满足F1<F2的关系。
2.如权利要求1所述的半导体装置用薄膜,其中,
所述切割薄膜、胶粘薄膜或覆盖薄膜中的至少任意一个存在拉伸残留应变。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置用薄膜,其中,
所述胶粘薄膜中的胶粘剂组合物的玻璃化转变温度在-20~50℃的范围内。
4.如权利要求1所述的半导体装置用薄膜,其中,
所述胶粘薄膜为热固型,热固化前的23℃下的拉伸弹性模量在50~2000MPa的范围内。
5.如权利要求1所述的半导体装置用薄膜,其中,
所述切割薄膜中,在基材上层叠有紫外线固化型的粘合剂层,所述粘合剂层的紫外线固化后的23℃下的拉伸弹性模量在1~170MPa的范围内。
6.一种半导体装置,其通过使用权利要求1所述的半导体装置用薄膜来制造。
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