CN102714186A - 半导体保护膜形成用膜及半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体保护膜形成用膜,是保护搭载于基板等结构体上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于上述结构体的面相反的一侧的面的半导体保护膜形成用膜,其特征在于,构成该半导体保护膜形成用膜的树脂组合物含有(A)热固化成分和(B)无机填充剂。
Description
技术领域
本发明涉及半导体元件的保护性优异的半导体保护膜形成用膜及使用它的半导体装置。
背景技术
近年来半导体装置小型化、轻量化进一步发展,开发了μBGA(球栅阵列,Ball Grid Array)、CSP(芯片尺寸封装,Chip Size Package)等封装。但是,在μBGA、CSP等封装中,半导体元件为倒装型(フエイスダウン型)、即半导体元件的电路面朝向半导体基板侧的结构,因此是在封装体上部露出半导体元件的背面的形状,在制造封装体或者在搬运封装体时存在半导体元件的端部缺失等问题。作为这些问题的解决对策,提出了在半导体元件背面贴附保护膜的方法(例如,参照专利文献1~3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-280329号公报
专利文献2:日本特开2007-250970号公报
专利文献3:日本特开2006-140348号公报
发明内容
但是,在这些方法中,由于将粘结剂聚合物成分用于保护膜,所以在利用倒装芯片焊接机等将半导体元件贴装在基板上时,存在留下筒夹(コレツト)痕迹、或防缺陷功能不充分的问题。另外,随着半导体元件和半导体基板薄型化,封装翘曲逐渐成为问题。
本发明的目的是提供半导体元件的保护性优异的半导体保护膜形成用膜以及具有利用其形成的半导体保护膜的翘曲小的半导体装置。
根据本发明,提供一种半导体保护膜形成用膜,其特征在于,是保护搭载于基材上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于上述基材的面相反的一侧的面的半导体保护膜形成用膜,构成该半导体保护膜形成用膜的树脂组合物含有(A)热固化成分和(B)无机填充剂。
而且,根据本发明,提供一种半导体装置,其特征在于,是利用半导体保护膜保护搭载于基材上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于上述基材的面相反的一侧的面而得到的半导体装置,上述半导体保护膜由上述半导体保护膜形成用膜的固化物形成。
根据本发明,能够获得半导体元件的保护性优异的半导体保护膜形成用膜以及具有利用其形成的半导体保护膜的翘曲小的半导体装置。
附图说明
上述目的、和其它目的、特征以及优点通过以下叙述的优选的实施方式和与其相关的以下附图进一步明确。
图1是表示制造本发明的半导体装置的方法的一例的流程图。
具体实施方式
本发明的半导体保护膜形成用膜是保护搭载于基材上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于基材的面相反的一侧的面的半导体保护膜形成用膜,其特征在于,构成该半导体保护膜形成用膜的树脂组合物含有(A)热固化成分和(B)无机填充剂,由此能够进行保护以使得半导体元件不产生缺陷等。另外,本发明的半导体装置是利用半导体保护膜保护搭载于基材上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于上述基材的面相反的一侧的面而得到的半导体装置,其特征在于,半导体保护膜由上述半导体保护膜形成用膜的固化物形成,由此在采用倒装芯片焊接机等将半导体元件贴装在基板上时能够防止产生筒夹痕迹、缺陷。另外,能够获得翘曲小的半导体装置。在本发明中,对于基材例如可以举出树脂基板、及在树脂基板上层叠有多个半导体元件的结构体等。下面,对本发明的半导体保护膜形成用膜以及半导体装置及其制造方法进行详细地说明。
构成保护膜形成层的树脂组合物(以下也称为“膜树脂组合物”)中树脂成分的重均分子量的下限优选为100以上,更优选为200以上。膜树脂组合物中树脂成分的重均分子量的上限优选为49000以下,更优选为40000以下。通过树脂成分的重均分子量处于上述范围内,既能够维持成膜性又能够在固化后制成玻璃化转变温度高的保护膜形成层。
在构成本发明的半导体保护膜形成用膜的树脂组合物(以下也称为“膜树脂组合物”)中使用(A)热固化成分。对于(A)热固化成分,只要是单独进行热固化反应的树脂、或者通过与固化剂一起使用来进行热固化反应的树脂,则没有特别限制,可以举出双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂等双酚型环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、茋型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三苯酚甲烷型环氧树脂、含有三嗪环的环氧树脂、二环戊二烯改性苯酚型环氧树脂、二缩水甘油胺型环氧树脂等环氧树脂、脲(尿素)树脂、三聚氰胺树脂等具有三嗪环的树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、有机硅树脂、具有苯并嗪环的树脂、氰酸酯树脂、改性苯氧基树脂等,它们可以单独使用,也可以混合使用。在它们之中,从耐热性、强度的观点考虑,优选环氧树脂。另外,本发明的半导体保护膜形成用膜为了提高保护性,优选为高弹性模量,因此,高填充填充剂。因此,膜的胶粘性消失,或膜树脂组合物变脆。为了防止这样,优选使用液状环氧树脂。
(A)热固化成分的重均分子量优选为100~49000,特别优选为200~40000。通过(A)热固化成分的重均分子量处于上述范围内,能够兼顾热固化时的高反应性和对于被保护构件的高保护性。应予说明,在本发明中重均分子量通过GPC(凝胶渗透色谱法)测定,由聚苯乙烯换算值得到。
(A)热固化成分的含量优选为构成半导体保护膜形成用膜的树脂组合物整体的3质量%~35质量%,特别优选为5质量%~20质量%。通过(A)热固化成分的含量处于上述范围内,能够兼顾固化后半导体保护膜形成用膜的高弹性模量化和韧性。应予说明,将构成本发明的半导体保护膜形成用膜的树脂组合物制成用溶剂溶解或者分散构成成分的清漆状时,(A)热固化成分的含量是相对于除去溶剂的部分即(A)热固化成分、(B)无机填充剂以及其它添加剂的合计量的百分率。
采用环氧树脂作为(A)热固化成分时,优选含有固化剂。作为固化剂,例如可以举出二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、间苯二甲胺(MXDA)等脂肪族多胺,二氨基二苯基甲烷(DDM)、间苯二胺(MPDA)、二氨基二苯基砜(DDS)等芳香族多胺,包含双氰胺(DICY)、有机酰二肼等的多胺化合物等胺系固化剂,六氢邻苯二甲酸酐(HHPA)、甲基四氢邻苯二甲酸酐(MTHPA)等脂环族酸酐(液状酸酐),偏苯三酸酐(TMA)、均苯四甲酸酐(PMDA)、二苯甲酮四甲酸(BTDA)等芳香族酸酐等酸酐系固化剂,酚醛树脂等酚系固化剂。在它们之中,优选酚系固化剂,具体地可以举出双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)甲烷(通称四甲基双酚F)、4,4'-磺酰基二苯酚、4,4'-异丙叉基二苯酚(通称双酚A)、双(4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷以及这些之中双(4-羟基苯基)甲烷、双(2-羟基苯基)甲烷、(2-羟基苯基)(4-羟基苯基)甲烷3种的混合物(例如本州化学工业(株)制的双酚F-D)等双酚类,1,2-苯二酚、1,3-苯二酚、1,4-苯二酚等二羟基苯类,1,2,4-苯三酚等三羟基苯类,1,6-二羟基萘等二羟基萘类的各种异构体,2,2'-联苯酚、4,4'-联苯酚等联苯酚类的各种异构体等化合物。
对于固化剂(尤其酚系固化剂)的含量没有特别限定,但优选为膜树脂组合物全体的1质量%~20质量%,特别优选为2质量%~10质量%。如果含量低于上述下限值,则有时提高耐热性的效果降低,如果超过上述上限值,则有时保存性降低。
另外,(A)热固化成分为环氧树脂时,能够计算固化剂相对于环氧当量的当量比来决定,固化剂官能团的当量(例如如果是酚醛树脂则为羟基当量)相对于环氧树脂的环氧当量的比优选为0.3~3.0,特别优选为0.4~2.5。如果含量低于下限值,则有时保存性降低,如果超过上限值,则有时提高耐热性的效果降低。
采用环氧树脂作为(A)热固化成分时,没有特别限定,但优选进一步含有能够提高半导体保护膜形成用膜的固化性的固化催化剂。作为固化催化剂,例如可以举出咪唑类、1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯等胺系催化剂、三苯基膦等磷系催化剂等。在它们之中,优选兼顾半导体保护膜形成用膜的快速固化性和保存性的咪唑类。
作为咪唑类,没有特别限定,例如可以举出1-苄基-2甲基咪唑、1-苄基-2苯基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4′甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,4-二氨基-6-乙烯基-均三嗪、2,4-二氨基-6-乙烯基-均三嗪异氰脲酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰氧基乙基-均三嗪异氰脲酸加成物等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。在它们之中,优选半导体保护膜形成用膜的快速固化性和保存性的平衡优异的2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑或者2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑。
对于固化催化剂的含量没有特别限制,但优选相对于100质量份环氧树脂为0.01质量份~30质量份,特别优选为0.3质量份~10质量份。通过为上述范围,能够兼顾半导体保护膜形成用膜的快速固化性和保存性。
对于固化催化剂的平均粒径,没有特别限制,但优选为10μm以下,特别优选为1μm~5μm。通过为上述范围,能够确保半导体保护膜形成用膜的快速固化性。
在构成本发明的半导体保护膜形成用膜的树脂组合物中,能够使用(B)无机填充剂。作为(B)无机填充剂,没有特别限制,例如能够使用氧化铝、二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、碳酸镁、氮化铝等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。其中特别优选氧化铝。氧化铝的弹性模量是二氧化硅的4~5倍,可以使固化后的半导体保护膜形成用膜的弹性模量提高。(B)无机填充剂中氧化铝的含量优选为50质量%~100质量%。另外,通过将二氧化硅和氧化铝组合,能够提高固化后的半导体保护膜形成用膜的弹性模量并且能够抑制切割半导体保护膜形成用膜时的切割刀片的损耗。将氧化铝和二氧化硅组合使用时,优选使用二氧化硅相对于氧化铝为0.1倍~1.0倍。
(B)无机填充剂的粒度分布优选分别在1nm~1000nm的范围、1000nm~10000nm的范围各具有至少1个极大点。这样的填充剂可通过将粒度分布不同的填充剂混合而容易地获得,由此能够最密填充填充剂,可以提高填充剂的含有率。(B)无机填充剂的粒度分布的测定方法如下。通过使用激光衍射式粒度分布测定装置SALD-7000(岛津制作所制)在水中进行超声波处理1分钟来使其分散,进行粒度分布的测定。
(B)无机填充剂的含量优选为构成半导体保护膜形成用膜的树脂组合物整体的60质量%~95质量%,特别优选为80质量%~90质量%。通过为上述范围,能够获得热弹性模量优异的半导体保护膜形成用膜。
在构成本发明的半导体保护膜形成用膜的树脂组合物中能够使用(C)着色剂。作为(C)着色剂,没有特别限制,例如能够使用炭黑、石墨、钛碳、二氧化钛、六硼化镧(LaB6)、钛黑、酞菁系等颜料或者染料。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。(C)着色剂的含量优选为构成半导体保护膜形成用膜的树脂组合物整体的0.1质量%~10质量%,特别优选为0.2质量%~5质量%。如果着色剂的用量低于上述下限值,则着色不充分而存在激光标记后的可见性降低的趋势,如果超过上述上限值,则存在半导体保护膜形成用膜的弹性模量、耐热性降低的可能性。
对于构成本发明的半导体保护膜形成用膜的树脂组合物,没有特别限制,可以进一步含有偶联剂。由此能够使半导体保护膜形成用膜与被覆体(半导体元件)界面的密合性进一步提高。作为偶联剂,例如可以举出硅烷系偶联剂、钛系偶联剂、铝系偶联剂等,优选半导体保护膜形成用膜固化后耐热性优异的硅烷系偶联剂。
作为硅烷系偶联剂,没有特别限制,例如可以举出乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、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甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
对于偶联剂的含量没有特别限定,但优选相对于100质量份(A)热固化成分为0.01质量份~10质量份,特别优选为0.5质量份~10质量份。通过为上述范围,能够获得被覆体(半导体元件、搭载半导体元件的基板)彼此粘接性优异的效果。
构成本发明的半导体保护膜形成用膜的树脂组合物可以在不损害本发明目的的范围含有增塑性树脂、流平剂、消泡剂、有机过氧化物等添加剂。
构成本发明的半导体保护膜形成用膜的树脂组合物能够通过将上述(A)成分、(B)成分、(C)成分以及其它添加剂等各成分溶解或者分散在有机溶剂中来制成清漆状,该有机溶剂例如是甲基乙基酮、丙酮、甲苯、丙酮(ジメチルホルムアルデヒド)等溶剂。将该清漆状膜树脂组合物成型成层状,除去溶剂,并使其干燥,由此能够将膜树脂组合物成型成膜状。
对于本发明的半导体保护膜形成用膜没有特别限定,例如,可以将制成清漆状的膜树脂组合物涂布在基材膜的表面成型成层状之后,除去溶剂,使其干燥,由此在基材膜上形成膜状的半导体保护膜形成用膜,作为带有基材膜的半导体保护膜形成用膜使用。
基材膜是能够维持半导体保护膜形成用膜的膜状态的、膜特性例如断裂强度、挠性等优异的膜支撑基材,该基材膜优选具有光透射性。作为这样的基材膜,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等,从光透射性和断裂强度的平衡优异的方面考虑,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
另外,对于本发明的半导体保护膜形成用膜,可以在表面设置用于保护半导体保护膜形成用膜的被覆膜。作为该被覆膜,只要是能够维持半导体保护膜形成用膜的膜状态的膜特性例如断裂强度、挠性等优异、尤其是与半导体保护膜形成用膜的剥离性良好的材质则均可,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)。应予说明,被覆膜可以由不透明的材质形成。
对于半导体保护膜形成用膜没有特别限制,更具体而言,可以利用逗点涂布机、模涂剂、凹版涂布机等将构成半导体保护膜形成用膜的树脂组合物的清漆涂布在基材膜上,使其干燥除去溶剂而获得。对于半导体保护膜形成用膜的厚度没有特别限制,但优选为3μm~100μm,特别优选为5μm~60μm。通过为上述范围,能够容易地控制半导体保护膜形成用膜的厚度精度。
接着,基于图1对半导体装置的一个制造方法进行说明,但本发明中的半导体装置的制造方法不限定于此,例如可以包括将上述半导体保护膜形成用膜切成与半导体元件大致相同大小后直接贴附在半导体元件上的工序。图1是制造半导体装置的流程图。如图1所示,在未图示的切粒机台上设置层压有切割片(ダイシングシ一ト)3、基材膜1、半导体保护膜形成用膜2而得的带有切割片的半导体保护膜形成用膜4(图1(a)),在其中心部将半导体晶片5的没有形成半导体元件电路侧的面载置在半导体保护膜形成用膜2上,轻轻按压,层叠半导体晶片5(图1(b))。
接着,在半导体晶片5的周围设置晶片环6,利用晶片环6来固定切割片3的外周部(图1(c))。然后,利用未图示的刀片连同半导体保护膜形成用膜2一起切断半导体晶片5,使半导体晶片5单个化(图1(d))。此时,带有切割片的半导体保护膜形成用膜4具有缓冲作用,可防止切断半导体用晶片5时的开裂、缺陷等。应予说明,也可以在将半导体用晶片5预先贴在带有切割片的半导体保护膜形成用膜4上后设置于切粒机台上。
接着,利用未图示的展开装置将半导体保护膜形成用膜2展开,将单个化的半导体用晶片5(半导体元件8)隔开一定的间隔,之后利用倒装芯片焊接机搭载在基板上。首先,利用筒夹9提起(图1(e)),之后反转芯片,以倒装搭载在未图示的基板上。
在此,由于调整了半导体保护膜形成用膜2(半导体保护膜7)与基材膜1的粘接力,因此,在提起半导体元件8时,半导体保护膜形成用膜2(半导体保护膜7)与基材膜1之间发生剥离,在单个化的半导体元件8上仍粘贴着半导体保护膜7。
利用烘箱等将搭载有半导体元件8的基板加热到使半导体元件8的电极极板与基板的电极极板电接合的凸块熔融的温度以上(例如200℃~280℃),完成半导体元件与基板的接合。之后,将被称为底部填充材料的液状环氧树脂流入半导体元件与基板间,使其固化。应予说明,在使底部填充材料和半导体保护膜7热固化后可以进行激光雕刻。
通过与底部填充材料固化的同时热固化半导体保护膜7,由此获得在半导体元件8上形成有半导体保护膜7的半导体装置。
半导体保护膜形成用膜的、固化后在25℃的弹性模量优选为10GPa以上40GPa。由此能够使在半导体元件8上形成有半导体保护膜7的半导体装置的翘曲减少。对于25℃的弹性模量,能够采用例如SEIKOINSTRUMENT公司制动态粘弹性装置,在拉伸模式、升温3℃/分钟、频率10Hz的条件下测定固化后的半导体保护膜7(半导体保护膜形成用膜2)的动态粘弹性,求得25℃的储能模量。
以上,基于图1对倒装型半导体装置的制造方法进行了说明,但本发明的半导体装置的制造方法不限定于此,例如,也能够应用于以面朝上方式(フエイスアツプ)层叠有多个具有贯通孔且在与电路面相反的一侧的面上形成有电极的半导体元件而得的TSV(硅通孔,Through-Silicon Via)型结构的半导体装置的制造。
实施例
下面,基于实施例以及比较例对本发明进行详细地说明,但本发明不限定于此。
<实施例1>
1.膜树脂组合物清漆的制作
将以下物质溶解在甲基乙基酮(MEK)中,获得树脂固体成分为90%的膜树脂组合物清漆。作为(A)热固化成分,LX-SB10(二缩水甘油胺型环氧树脂)(环氧当量110g/eq,重均分子量291,DAISO(株)制,常温下液状)100质量份和YX6954B35(改性苯氧基树脂在甲基乙基酮中的浓度为35质量%)(环氧当量12000g/eq,重均分子量39000,JAPAN EPOXY RESIN(株)制)的改性苯氧基树脂15质量份;作为(B)无机填充剂,AC2050-MNA(球状氧化铝在甲基乙基酮中的浓度为70质量%)(ADMATECHS(株)制,平均粒径:0.7μm,极大点:860nm)的氧化铝228质量份和SE2050-LE(球状二氧化硅在甲基乙基酮中的浓度为75质量%)(ADMATECHS(株)制,平均粒径:0.5μm,极大点:580nm)的二氧化硅228质量份;作为(C)着色剂,MT-190BK(炭黑在甲苯/乙酸3-甲氧基丁酯中的浓度为15质量%)(TOKUSHIKI(株)制)的炭黑15质量份;作为固化剂,MEH-7500(酚醛树脂)(羟基当量97g/OH基,明和化成(株)制)38质量份;作为偶联剂,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM403E,信越化学工业(株)制)3.0质量份;作为固化催化剂,咪唑化合物(2PHZ-PW,平均粒径:3.2μm,四国化成工业(株)制)0.4质量份;作为流平剂,BYK-361N(BYK·JAPAN(株)制)7.3质量份。
2.半导体保护膜形成用膜的制作
之后,将膜树脂组合物清漆涂布在透明PET制的基材膜(膜厚38μm)上,于80℃使其干燥15分钟,由此形成60μm厚的半导体保护膜形成用膜。应予说明,对于使得到的半导体保护膜形成用膜在180℃、2小时的条件下固化后的半导体保护膜形成用膜,采用SEIKOINSTRUMENT公司制动态粘弹性装置,在拉伸模式、升温3℃/min、频率10Hz的条件下测定,则25℃的储能模量为12.0GPa。
3.带有切割片的半导体保护膜形成用膜的制造
层压上述半导体保护膜形成用膜的PET制被覆膜后,仅对基材膜和半导体保护膜形成用膜层进行半切,留下仅与晶片接合的部分除去其周边部分。之后,以与基材膜接合的方式贴在切割片(层叠有由将70质量%丙烯酸丁酯与30质量%丙烯酸2-乙基己酯共聚得到的重均分子量为500000的共聚物100质量份、和甲苯二异氰酸酯(coronateT-100,日本POLYURETHAN工业(株)制)3质量份构成的粘合剂层的聚乙烯膜)上。由此获得按切割片、基材膜、半导体保护膜形成用膜、被覆膜的顺序构成而得到的带有切割片的半导体保护膜形成用膜。
4.半导体装置的制造
按照以下步骤制造半导体装置。
使剥离了被覆膜的半导体保护膜形成用膜与8英寸100μm的半导体晶片的背面相对,在60℃的温度粘贴,得到粘贴了带有切割片的半导体保护膜形成用膜的半导体晶片。
之后,利用切割机,在主轴转数30000rpm、切断速度50mm/秒的条件下,将该粘贴了带有切割片的半导体保护膜形成用膜的半导体晶片切割(切断)成10mm×10mm见方的半导体元件的尺寸。接着,从带有切割片的半导体保护膜形成用膜的背面向上推,在基材膜与半导体保护膜形成用膜间剥离,获得带有半导体保护膜的半导体元件。
以倒装方式将该带有半导体保护膜的半导体元件(10mm×10mm见方×100μm厚,元件表面的电路级差1~5μm)搭载在涂布有阻焊剂(太阳INK制造社制:商品名:AUS308)的双马来酰亚胺-三嗪树脂布线基板(14mm×14mm见方×135μm厚,基板表面的电路级差5~10μm)上,介由焊料凸块在130℃、5N、1.0秒的条件下进行压接,将半导体元件与双马来酰亚胺-三嗪布线基板暂时粘接。在250℃、10秒的条件下对暂时粘接有半导体元件的双马来酰亚胺-三嗪布线基板进行热处理。之后,在半导体元件与基板之间流入底部填充材料,以150℃、2小时进行固化,获得半导体装置(倒装芯片封装)。
<实施例2>
将膜树脂组合物清漆的组成按下述方式进行替换,除此之外,与实施例1同样地进行,得到半导体装置(倒装芯片封装)。
作为(B)无机填充剂,为DAW-05(球状氧化铝)(电气化学工业(株)制,平均粒径:5μm,极大点:2800nm)244质量份。
应予说明,在180℃、2小时的条件下使得到的半导体保护膜形成用膜固化后的在25℃的储能模量为10.1GPa。
<实施例3>
将膜树脂组合物清漆的组成按下述方式进行替换,除此之外,与实施例1同样地进行,得到半导体装置(倒装芯片封装)。
作为(B)无机填充剂,为AC2050-MNA(球状氧化铝在甲基乙基酮中的浓度70质量%)(ADMATECHS(株)制,平均粒径:0.7μm,极大点:860nm)的氧化铝257质量份和DAW-05(球状氧化铝)(电气化学工业(株)制,平均粒径:5μm,极大点:2800nm)900质量份。
应予说明,得到的半导体保护膜形成用膜固化后在25℃的储能模量为28.3GPa。
<比较例1>
将膜树脂组合物清漆的组成按下述方式进行替换,除此之外,与实施例1同样地进行,得到半导体装置(倒装芯片封装)。
将以下物质溶解在甲基乙基酮(MEK)中,获得树脂固体成分为90%的膜树脂组合物清漆。作为(A)热固化成分,LX-SB10(二缩水甘油胺型环氧树脂)(环氧当量110g/eq,重均分子量291,DAISO(株)制,常温下液状)100质量份和YX6954B35(改性苯氧基树脂在甲基乙基酮中的浓度为35质量%)(环氧当量12000g/eq,重均分子量39000,JAPAN EPOXY RESIN(株)制)的改性苯氧基树脂15质量份;作为固化剂,MEH-7500(酚醛树脂)(羟基当量97g/OH基,明和化成(株)制)38质量份;作为偶联剂,γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(KBM403E,信越化学工业(株)制)3.0质量份;作为固化催化剂,咪唑化合物(2PHZ-PW,平均粒径:3.2μm,四国化成工业(株)制)0.4质量份;作为流平剂,BYK-361N(BYK·JAPAN(株)制)7.3质量份。
应予说明,固化后的半导体保护膜形成用膜在25℃的储能模量为3.1GPa。
评价项目及评价结果
(筒夹痕评价)从带有切割片的半导体保护膜形成用膜的背面向上推,在切割片与半导体保护膜形成用膜之间进行剥离,通过目视评价利用倒装芯片焊接机将带有半导体保护膜的半导体元件搭载在基板上时有无筒夹痕迹。在无机填充剂含量高的实施例1、实施例2、实施例3的半导体保护膜中没有筒夹痕迹,与此相对地无机填充剂含有率低的比较例1的半导体保护膜则观察到筒夹痕迹。如果在半导体保护膜上留下筒夹痕迹,则作为半导体装置的制品品质下降。
(半导体装置的翘曲评价)利用日立土浦ENGINEERING公司制温度可变激光三维测定机(LS150-RT50/5)对得到的半导体装置(倒装芯片封装)测定高度方向的位移,将位移差的最大值作为半导体装置的翘曲量。半导体装置的翘曲量为100μm以内的为○,超过100μm的作为×。将结果示于表1。
[表1]
依照本发明,能够获得半导体元件的保护性优异的半导体保护膜形成用膜以及具有使用其形成的翘曲小的半导体保护膜的半导体装置,因此,优选用于成为半导体元件露出的结构的μBGA、CSP等倒装型的半导体装置,或以面朝上方式层叠多个具有贯通孔且在与电路面相反的一侧的面形成有电极的半导体元件而得的TSV型半导体装置。
以上,对于本发明的实施方式进行了叙述,但这些是本发明的例示,也能够采用上述以外的各种各样的构成。
例如,也能够例示以下形式。
[1]一种带有切割片的半导体保护膜形成用膜,其特征在于,切割片,和在该切割片的一侧层压有上述半导体保护膜形成用膜。
[2]根据[1]所述的带有切割片的半导体保护膜形成用膜,其特征在于,上述切割片与上述半导体保护膜形成用膜介由基材膜层压。
[3]一种半导体装置的制造方法,其特征在于,是利用半导体保护膜保护搭载于基板等结构体上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于上述结构体的面相反的一侧的面的半导体装置的制造方法,包括:
在上述半导体保护膜形成用膜上层压切割片的工序,
以与搭载于上述结构体的面相反的一侧的半导体元件面、和上述半导体保护膜形成用膜的与切割片层压面相反的一侧的面相接的方式,层压半导体晶片的工序,
将上述半导体晶片连同上述半导体保护膜形成用膜一起切割成规定大小的工序,
将上述切割片与上述半导体保护膜形成用膜之间剥离,获得带有半导体保护膜的半导体元件的工序。
[4]一种半导体装置,其特征在于,是利用半导体保护膜保护搭载于基板等结构体上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于上述结构体的面相反的一侧的面而得的半导体装置,
采用[3]的半导体装置的制造方法来制造。
Claims (17)
1.一种半导体保护膜形成用膜,其特征在于,是保护搭载于基材上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于所述基材的面相反的一侧的面的半导体保护膜形成用膜,
构成该半导体保护膜形成用膜的树脂组合物含有(A)热固化成分和(B)无机填充剂。
2.根据权利要求1所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述树脂组合物中树脂成分的重均分子量为100~49000。
3.根据权利要求1或2所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述树脂组合物中所述(B)无机填充剂的含量为60质量%~95质量%。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述树脂组合物进一步含有(C)着色剂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,利用动态粘弹性测定装置在频率10Hz测定的所述半导体保护膜形成用膜固化后在25℃的弹性模量为10GPa~40GPa。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述(B)无机填充剂含有粒度分布彼此不同的2种无机填充剂,所述(B)无机填充剂的所述粒度分布分别在1nm~1000nm的范围、1000nm~10000nm的范围各具有至少1个极大点。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述(B)无机填充剂含有氧化铝。
8.根据权利要求7所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述(B)无机填充剂进一步含有二氧化硅。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述(A)热固化成分含有环氧树脂。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述(A)热固化成分含有液状环氧树脂。
11.根据权利要求1~6中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述(A)热固化成分含有液状环氧树脂,所述(B)无机填充剂含有氧化铝。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述(A)热固化成分进一步含有苯氧基树脂。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述半导体保护膜形成用膜用于保护半导体装置中的半导体元件的与电路面相反的一侧的面,
所述半导体装置是半导体元件的电路面朝向半导体布线基板侧的倒装型半导体装置。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的半导体保护膜形成用膜,其中,所述半导体保护膜形成用膜用于保护TSV型即硅通孔型的半导体装置中位于最外侧的半导体元件的电路面,
所述TSV型半导体装置是以面朝上方式层叠多个具有贯通孔且在与电路面相反的一侧的面上形成有电极的半导体元件而形成的。
15.一种半导体装置,其特征在于,是利用半导体保护膜保护搭载于基材上且位于最外侧的半导体元件的与搭载于所述基材的面相反的一侧的面而得到的半导体装置,
所述半导体保护膜由权利要求1~14中任一项所述的半导体保护膜形成用膜的固化物形成。
16.根据权利要求15所述的半导体装置,其中,所述半导体装置是半导体元件的电路面朝向半导体布线基板侧的倒装型结构。
17.根据权利要求15所述的半导体装置,其中,所述半导体装置是以面朝上方式层叠多个具有贯通孔且在与电路面相反的一侧的面上形成有电极的半导体元件而形成的TSV型即硅通孔型结构。
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