CN103081069A - 半导体装置用薄膜以及半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带有切割片的胶粘薄膜,将在切割薄膜(11)上层叠有胶粘薄膜(12)的带有切割片的胶粘薄膜(1)以预定的间隔层叠在覆盖薄膜(2)上而得到半导体装置用薄膜(10),将半导体装置用薄膜(10)卷绕为卷筒状时可以保持转印痕迹的抑制功能并且覆盖薄膜的前端伸出(引出)容易,可靠性优良。本发明的半导体装置用薄膜,在切割薄膜上层叠有胶粘薄膜的带有切割片的胶粘薄膜以预定的间隔层叠在覆盖薄膜上而得到,其中,23℃下切割薄膜的拉伸储能模量Ea与23℃下覆盖薄膜的拉伸储能模量Eb之比Ea/Eb在0.001~100的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及半导体装置用薄膜以及使用该半导体装置用薄膜制造的半导体装置。
背景技术
以往,在半导体装置的制造过程中,在往引线框或电极构件上固定半导体芯片时使用银浆。所述固定处理是在引线框的芯片焊盘等上涂布浆状胶粘剂,在其上搭载半导体芯片并使浆状胶粘剂层固化来进行的。
但是,浆料胶粘剂由于其粘度行为或劣化等而在涂布量或涂布形状等方面产生大的偏差。结果,形成的浆状胶粘剂厚度不均匀,因此半导体芯片的固定强度缺乏可靠性。即,浆状胶粘剂的涂布量不足时半导体芯片与电极构件之间的固定强度降低,在后续的丝焊工序中半导体芯片剥离。另一方面,浆状胶粘剂的涂布量过多时浆状胶粘剂流延到半导体芯片上而产生特性不良,成品率和可靠性下降。这样的固定处理中的问题,伴随半导体芯片的大型化变得特别显著。因此,需要频繁地进行浆状胶粘剂的涂布量的控制,从而给作业性或生产率带来问题。
在该浆状胶粘剂的涂布工序中,有将浆状胶粘剂分别涂布到引线框和形成的芯片上的方法。但是,在该方法中,浆状胶粘剂层难以均匀化,另外浆状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芯片、并且还提供安装工序所需的芯片固定用胶粘剂层的带有切割薄膜、切割片的胶粘薄膜(例如,参考专利文献1)。
该带有切割片的胶粘薄膜中,以可剥离的方式在支撑基材上设置有胶粘剂层,在该胶粘剂层的保持下对半导体芯片进行切割后,拉伸支撑基材而将形成的芯片与胶粘剂层一起剥离,将其分别回收,并通过该胶粘剂层固定到引线框等被粘物上。
以往,由于制造工序上的制约,带有切割片的胶粘薄膜是在分别制作切割薄膜和胶粘薄膜后,将两者粘贴来制作的。因此,从防止各薄膜制作工序中产生松弛或卷偏移、位置偏移、空隙(气泡)等的观点考虑,在利用辊进行搬运时对各薄膜施加拉伸张力的同时进行其制作。
这种带有切割片的胶粘薄膜有时放置在高温、高湿的环境下或者在施加有负荷的状态下长期保存时发生固化。结果,导致胶粘剂层的流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,多数情况下带有切割片的胶粘薄膜在以-30~-10℃下的冷冻、或者-5~10℃下的冷藏状态保存的同时进行运送,由此可以长期保存薄膜特性。
作为上述的带有切割片的胶粘薄膜,考虑到往半导体晶片上的粘贴、切割时往环框上安装等的作业性,预先加工为待粘贴的半导体晶片的形状(例如圆形),以实施了预切割加工的状态存在。
这样的带有切割片的胶粘薄膜,通过在将冲裁为圆形的胶粘薄膜粘贴到在基材上层叠有粘合剂层的切割薄膜上后,将切割薄膜冲裁为与环框对应的圆形来制造。由此,在切割半导体晶片时,可以将环框粘贴到切割薄膜的外周部,从而固定带有切割片的胶粘薄膜。
进行了预切割加工的带有切割片的胶粘薄膜,以预定的间隔粘贴在长尺寸的覆盖薄膜上后,卷绕为卷筒状,作为半导体装置用薄膜进行运送和保存。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭60-57642号公报
发明内容
但是,在上述半导体装置用薄膜的情况下,层叠有带有切割片的胶粘薄膜的部分的厚度比未层叠的部分的厚度厚。因此,特别是在卷绕数增大或者卷绕时的张力提高时,一个带有切割片的胶粘薄膜的边缘按压在另一个带有切割片的胶粘薄膜上而转印卷绕痕迹,从而有时胶粘薄膜的平滑性丧失。这样的转印痕迹,特别是在胶粘薄膜由比较柔软的树脂形成时、胶粘薄膜的厚度厚时以及半导体装置用薄膜的卷绕数多时显著产生。而且,具有这样的转印痕迹、平滑性存在缺陷的胶粘薄膜被粘贴到半导体晶片上时,在半导体晶片与胶粘薄膜之间产生空隙(气泡)。这样的空隙有可能在半导体晶片加工时引起故障,从而降低制造的半导体装置的成品率。
因此,为了抑制上述转印痕迹的产生,考虑了减弱半导体装置用薄膜的卷绕压力的方法。但是,该方法有可能产生卷绕偏移,例如造成难以往胶带贴装器(テープマウンター)上安置等实际使用时的故障。
另外,为了抑制上述转印痕迹的产生,考虑在胶粘片的背面侧设置缓冲基材。但是,这种带有切割片的胶粘薄膜在高温、高湿下或者施加有负荷的状态下长期保存时,切割薄膜与胶粘薄膜固化,从而对半导体晶片的保持力下降、或者切割后的剥离性、成形时的流动性等下降。因此,多数情况下所述带有切割片的胶粘薄膜在冷冻状态或冷藏状态的低温下运送。不过,在胶粘薄膜与缓冲基材之间残留有残留应力,因此在前述的低温状态下运送或长时间保存后,存在在胶粘薄膜与缓冲基材的界面处产生两者的剥离的问题。在此,冷冻和冷藏的各自的温度范围是,冷冻为约-30℃~约-10℃的范围,冷藏为-5℃~10℃的范围。
另外,上述的环境下温度变化大时,在覆盖薄膜侧和构成切割薄膜的基材侧产生应力集中,未被吸收或分散的力对胶粘薄膜造成损害,从而在胶粘薄膜上产生转印痕迹,或者在晶片安装时在胶粘薄膜上产生破裂、缺口。另外,覆盖薄膜的弹性模量低时,在晶片安装时产生将覆盖薄膜剥离时薄膜不能进行前端伸出(引出)的不良状况,从而由于搬运错误而使机器停止、或者在带有覆盖薄膜的状态下进行晶片粘贴的工序,将晶片层叠在覆盖薄膜上。而且,由于在未粘附的状态下进行搬运,因此有时晶片破裂。
本发明鉴于前述问题而创立,其目的在于提供一种带有切割片的胶粘薄膜,在切割薄膜上层叠有胶粘薄膜的带有切割片的胶粘薄膜以预定的间隔层叠在覆盖薄膜上而得到半导体装置用薄膜,将该半导体装置用薄膜卷绕为卷筒状时可以保持转印痕迹的抑制功能并且覆盖薄膜的前端伸出(引出)容易,可靠性优良。
本申请的发明人为了解决前述现有问题对半导体装置用薄膜进行了研究。结果发现,通过控制构成半导体装置用薄膜的切割薄膜的拉伸储能模量和覆盖薄膜的拉伸储能模量,可以抑制在芯片接合薄膜上产生转印痕迹,可以使覆盖薄膜的前端伸出(引出)容易,从而完成了本发明。
即,本发明的半导体装置用薄膜,在切割薄膜上层叠有胶粘薄膜的带有切割片的胶粘薄膜以预定的间隔层叠在覆盖薄膜上而得到,其特征在于,23℃下切割薄膜的拉伸储能模量Ea与23℃下覆盖薄膜的拉伸储能模量Eb之比Ea/Eb在0.001~100的范围内。
所述Ea/Eb的值越大则相对而言切割薄膜越硬、覆盖薄膜越软。另一方面,所述Ea/Eb的值越小则相对而言切割薄膜越软、覆盖薄膜越硬。根据前述构成,所述Ea/Eb为0.001以上,因此切割薄膜的硬度(拉伸储能模量Ea)为一定以上。因此,可以抑制在构成带有切割片的胶粘薄膜的胶粘薄膜上产生转印痕迹。另外,所述Ea/Eb为0.001以上,从而切割薄膜的硬度(拉伸储能模量Ea)为一定以上,因此在往半导体晶片上粘贴时,可以将具有切割薄膜的带有切割片的胶粘薄膜与覆盖薄膜适当地剥离(引出)。
另外,所述Ea/Eb为100以下,因此覆盖薄膜的硬度(拉伸储能模量Eb)为一定以上、另一方面切割薄膜的硬度(拉伸储能模量Ea)为一定以下。因此,在往覆盖薄膜上粘贴胶粘薄膜时,可以抑制覆盖薄膜产生折断,可以防止损伤胶粘薄膜的表面或者在薄膜间混入气泡。结果,可以抑制覆盖薄膜的薄膜翘起或者半导体晶片的安装时在胶粘薄膜与半导体晶片之间产生空隙。
可见,根据前述构成,在卷绕为卷筒状时,可以抑制在胶粘薄膜上产生转印痕迹。另外,可以抑制覆盖薄膜的薄膜翘起或者半导体晶片的安装时在胶粘薄膜与半导体晶片之间产生空隙(气泡)。
前述构成中,优选:所述胶粘薄膜的玻璃化转变温度在0~100℃的范围内,并且固化前在23℃下的拉伸储能模量在50MPa~5000MPa的范围内。通过将所述胶粘薄膜的玻璃化转变温度设定为0℃以上,可以抑制B阶状态下胶粘薄膜的粘性增大,可以保持良好的操作性。另外,切割时可以防止胶粘薄膜的一部分熔融从而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的拾取性。另一方面,通过将所述玻璃化转变温度设定为100℃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,胶粘薄膜为热固型的情况下,胶粘薄膜的玻璃化转变温度是指热固化前的情况。另外,通过将所述胶粘薄膜的固化前23℃下的拉伸储能模量设定为50MPa以上,可以防止在切割时粘合剂层的一部分熔融从而粘合剂附着到半导体芯片上。另一方面,通过将拉伸储能模量设定为5000MPa以下,可以保持与半导体晶片或衬底的良好胶粘性。
另外,前述构成中,所述覆盖薄膜的厚度优选为10~100μm。
另外,前述构成中,所述切割薄膜的厚度优选为25~180μm。
另外,前述构成中,23℃下所述切割薄膜的拉伸储能模量Ea优选为1~500MPa。
另外,前述构成中,23℃下所述覆盖薄膜的拉伸储能模量Eb优选为1~5000MPa。
另外,本发明的半导体装置,为使用前述的半导体装置用薄膜制造的半导体装置。
附图说明
图1(a)是表示本实施方式的半导体装置用薄膜的概略的俯视图,(b)为其部分剖视图。
图2是将图1(a)和图1(b)所示的半导体装置用薄膜卷绕为卷筒状的状态下的部分剖视图。
图3是用于说明半导体装置用薄膜的制造过程的概略图。
附图标记说明
1 带有切割片的胶粘薄膜
2 覆盖薄膜
10 半导体装置用薄膜
11 切割薄膜
12 胶粘薄膜
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
以下对于本实施方式的半导体装置用薄膜进行说明。
图1(a)是表示本实施方式的半导体装置用薄膜的概略的俯视图,(b)为其部分剖视图。半导体装置用薄膜10具有带有切割片的胶粘薄膜1以预定的间隔层叠在覆盖薄膜2上的构成。带有切割片的胶粘薄膜1具有在切割薄膜11上层叠有胶粘薄膜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。
图2是将图1(a)和图1(b)所示的半导体装置用薄膜卷绕为卷筒状的状态下的部分剖视图。如图2所示,卷绕为卷筒状的半导体装置用薄膜10中,在层叠有带有切割片的胶粘薄膜1的部分与未层叠的部分18之间存在高差19。另外,覆盖薄膜2上的多个带有切割片的胶粘薄膜1,相互沿横向错开的同时层叠。因此,一个带有切割片的胶粘薄膜1的边缘按压在另一个带有切割片的胶粘薄膜1上。
半导体装置用薄膜10中,23℃下切割薄膜11的拉伸储能模量Ea与23℃下覆盖薄膜2的拉伸储能模量Eb之比Ea/Eb在0.001~100的范围内。所述Ea/Eb优选为0.01~50,更优选0.1~5。所述Ea/Eb的值越大则相对而言切割薄膜11越硬、覆盖薄膜2越软。另一方面,所述Ea/Eb的值越小则相对而言切割薄膜11越软、覆盖薄膜2越硬。根据半导体装置用薄膜10,所述Ea/Eb为0.001以上,因此切割薄膜11的硬度(拉伸储能模量Ea)为一定以上。因此,可以抑制在构成带有切割片的胶粘薄膜1的胶粘薄膜12上产生转印痕迹。另外,根据半导体装置用薄膜10,所述Ea/Eb为0.001以上,从而切割薄膜11的硬度(拉伸储能模量Ea)为一定以上,因此在往半导体晶片上粘贴时,可以将具有切割薄膜11的带有切割片的胶粘薄膜1与覆盖薄膜2适当地剥离(引出)。
另外,所述Ea/Eb为100以下,因此覆盖薄膜2的硬度(拉伸储能模量Eb)为一定以上、另一方面切割薄膜11的硬度(拉伸储能模量Ea)为一定以下。因此,在往覆盖薄膜2上粘贴胶粘薄膜12时,可以抑制覆盖薄膜2产生折断,可以防止损伤胶粘薄膜12的表面或者在薄膜间混入气泡。结果,可以抑制覆盖薄膜2的薄膜翘起或者半导体晶片的安装时在胶粘薄膜与半导体晶片之间产生空隙。
可见,根据半导体装置用薄膜10,在卷绕为卷筒状时,可以抑制在胶粘薄膜12上产生转印痕迹。另外,可以抑制覆盖薄膜2的薄膜翘起或者半导体晶片的安装时在胶粘薄膜12与半导体晶片之间产生空隙(气泡)。
胶粘薄膜12与覆盖薄膜2之间的剥离力F1优选小于胶粘薄膜12与切割薄膜11之间的剥离力F2。半导体装置用薄膜10,从防止在其制造过程中产生松弛或卷绕偏移、位置偏移、空隙(气泡)等的观点考虑,通过在对切割薄膜11、胶粘薄膜12和覆盖薄膜2施加拉伸张力的同时进行层叠而制造。因此,各薄膜上存在拉伸残留应变。该拉伸残留应变,例如在-30~-10℃的冷冻或者-5~10℃的低温状态下运送或者长时间保存时,在各薄膜上分别引起收缩。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的所述剥离力F1与F2满足F1<F2的关系,因此可以防止由于各薄膜上的收缩不同而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,也可以防止胶粘薄膜12的一部分或者全部转印到覆盖薄膜2上。
胶粘薄膜12与覆盖薄膜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0.035~0.05/100mm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℃低温状态下运送或长时间保存时,胶粘薄膜12和覆盖薄膜2各自以不同的收缩率收缩,由此有时产生覆盖薄膜2的翘起现象。另外,在半导体装置用薄膜10等的搬运中,有时产生皱纹或卷绕偏移、异物混入等。另外,在半导体晶片的安装时,有时在胶粘薄膜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,胶粘薄膜12与覆盖薄膜2的粘附性过强,因此在覆盖薄膜2的剥离或其收缩时,有时将构成胶粘薄膜12的胶粘剂(详细情况如后所述)的一部分或全部转印。另外,所述剥离力F1的值在胶粘薄膜12为热固型的情况下是指热固化前的胶粘薄膜12与覆盖薄膜2之间的剥离力。
另外,胶粘薄膜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为0.08N/100mm以上时,例如在-30~-10℃的冷冻或者-5~10℃低温状态下运送或长时间保存时,可以防止切割薄膜11和胶粘薄膜12各自以不同的收缩率收缩,并由此在切割薄膜11与胶粘薄膜12之间产生界面剥离。另外,在半导体装置用薄膜10等的搬运中,可以防止产生皱纹或卷绕偏移、异物混入、空隙等。另外,在切割半导体晶片时,可以防止产生芯片飞散或碎片。另一方面,剥离力F2为10N/100mm以下时,在半导体芯片的拾取时,胶粘薄膜12与粘合剂层14之间的剥离性合适,可以良好地拾取半导体芯片。另外,可以防止构成粘合剂层14的粘合剂(详细情况如后所述)胶糊附着到带有胶粘剂的半导体芯片上。另外,所述剥离力F2的数值范围,包括切割薄膜11上的粘合剂层为紫外线固化型、并且预先通过紫外线照射而一定程度固化的情况。另外,通过紫外线照射进行的粘合剂层的固化,可以在与胶粘薄膜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,为在温度23±2℃、剥离速度300mm/分钟、夹盘间距100mm的条件下进行的T型剥离试验(JIS K6854-3)的测定值。另外,作为拉伸试验机,使用商品名“オートグラフAGS-H”(岛津制作所株式会社制造)。
切割薄膜11中的基材13不仅作为切割薄膜11的强度母体,而且作为半导体装置用薄膜10的强度母体。作为基材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、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、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、全芳族聚酰胺、聚苯硫醚、芳族聚酰胺(纸)、玻璃、玻璃布、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为紫外线固化型的情况下,作为基材13,优选前面例示的材料中具有紫外线透射性的材料。
另外,作为基材13的材料,可以列举前述树脂的交联体等聚合物。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。利用通过拉伸处理等而赋予了热收缩性的树脂片,通过在切割后使该基材13热收缩,可以减小粘合剂层14与胶粘薄膜12的胶粘面积,从而可以容易地回收半导体芯片。
为了提高与邻接层的粘附性、保持性等,基材13的表面可以实施惯用的表面处理,例如,铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、电离放射线处理等化学或物理处理、利用底涂剂(例如后述的粘合物质)的涂布处理。
基材13可以适当地选择使用同种或不同种类的材料,根据需要也可以使用将数种材料共混后的材料。另外,为了赋予基材13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为约~约的导电性物质的蒸镀层。基材13可以是单层或者两种以上的多层。
为了确保薄膜的搬运性,防止接合工序中支撑基材的扩张时产生基材13的裂开、破洞、塑性变形,基材13的厚度优选为10~170μm,更优选50~150μm,进一步优选100~130μm。
粘合剂层14的形成中使用的粘合剂没有特别限制,例如可以使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等一般的压敏粘合剂。作为所述压敏粘合剂,从半导体晶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的观点考虑,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)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,本发明的(甲基)全部表示相同的含义。
所述丙烯酸类聚合物,为了改善凝聚力、耐热性等,根据需要可以含有与能够同所述(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:含羧基单体如丙烯酸、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;酸酐单体如马来酸酐、衣康酸酐等;含羟基单体如(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、(甲基)丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等;含磺酸基单体如苯乙烯磺酸、烯丙磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧萘磺酸等;含磷酸基单体如丙烯酰磷酸-2-羟基乙酯等;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来得到。聚合可以通过溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合等任意方式进行。从防止对洁净被粘物的污染等观点考虑,优选低分子量物质的含量少。从该点考虑,丙烯酸类聚合物的数均分子量优选为约30万以上,更优选约40万~约150万。
另外,为了提高作为基础聚合物的丙烯酸类聚合物等的数均分子量,所述粘合剂中也可以适当采用外部交联剂。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、三聚氰胺类交联剂等所谓的交联剂并使其反应的方法。使用外部交联剂时,其使用量根据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适当确定。一般而言,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,根据需要,在粘合剂中除前述成分以外也可以使用各种增粘剂、抗老化剂等添加剂。
粘合剂层14可以由紫外线固化型粘合剂形成。紫外线固化型粘合剂可以通过紫外线的照射增大交联度而容易地降低其粘合力,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之差。
23℃下切割薄膜11的拉伸储能模量Ea优选在1~500MPa的范围内,更优选在5~200MPa的范围内。另外,粘合剂层14由紫外线固化型粘合剂形成的情况下,将粘合剂层14紫外线固化后的23℃下切割薄膜11的拉伸储能模量Ea优选在1~500MPa的范围内,更优选在5~200MPa的范围内。通过将所述拉伸储能模量Ea设定为1MPa以上,可以保持良好的拾取性。另一方面,通过将所述拉伸储能模量Ea设定为500MPa以下,可以防止芯片飞散的产生。另外,可以将切割薄膜11扩张,因此可防止相邻的芯片之间接触而产生裂纹或固定,可以实现良好的拾取性。另外,所述紫外线的照射例如优选以30~1000mJ/cm2的紫外线照射累积光量进行。通过使紫外线照射累积光量为30mJ/cm2以上,可以将粘合剂层14充分固化,可以防止与胶粘薄膜12的过度粘附。结果,在半导体芯片的拾取时,可以表现良好的拾取性。另外,可以防止拾取后粘合剂层14的粘合剂附着(或者胶糊残留)在胶粘薄膜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,由此可以防止与胶粘薄膜12之间产生剥离从而安装的半导体晶片产生脱落。另外,在半导体晶片的切割时,可以防止形成的半导体芯片产生芯片飞散。
所述切割薄膜11的拉伸储能模量Ea的值,为通过以下测定方法得到的值。即,在实施了脱模处理的剥离衬垫上涂布粘合剂组合物并干燥,在该粘合剂层的表面粘贴基材,形成切割薄膜。使用粘弹性测定装置(Rheometric(レオメトリックス)公司制造,型号:RSA-II),测定切割薄膜11的23℃下的拉伸储能模量。更具体而言,将长30.0mm×宽5.0mm、截面积为0.125~0.9mm2的测定试样安置到薄膜拉伸测定用夹具上,在-30℃~100℃的温度范围内,在频率10.0Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定。
在此,胶粘薄膜12为与半导体晶片的俯视的形状对应,仅形成在其粘贴部分的构成。因此,通过根据胶粘薄膜12的形状将紫外线固化型粘合剂层14固化,可以容易地使与半导体晶片粘贴部分对应的部分的粘合力下降。由于胶粘薄膜12粘贴在粘合力下降的所述部分,因此粘合剂层14的所述部分与胶粘薄膜12的界面具有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粘合力。
如前所述,所述粘合剂层14中由未固化的紫外线固化型粘合剂形成的所述部分与胶粘薄膜12粘合,可以确保切割时的保持力。这样,紫外线固化型粘合剂可以以良好的胶粘-剥离平衡支撑用于将芯片状半导体晶片(半导体芯片等)固定到衬底等被粘物上的胶粘薄膜12。仅在半导体晶片的粘贴部分层叠胶粘薄膜12的情况下,在未层叠胶粘薄膜12的区域,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,并且显示粘合性的紫外线固化型粘合剂。作为紫外线固化型粘合剂,可以例示例如: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。
作为用于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、二季戊四醇一羟基五(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~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地确定能够降低粘合剂层的粘合力的量。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~约500重量份,优选约40重量份~约150重量份。
另外,作为紫外线固化型粘合剂,除了前面说明的添加型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紫外线固化型粘合剂。内在型紫外线固化型粘合剂无需含有或者不大量含有作为低分子量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,可以形成稳定的层结构的粘合剂层,因此优选。
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聚合物。作为这样的基础聚合物,优选以丙烯酸类聚合物作为基本骨架的聚合物。作为丙烯酸类聚合物的基本骨架,可以列举前面例示过的丙烯酸类聚合物。
所述丙烯酸类聚合物中碳碳双键的引入方法没有特别限制,可以采用各种方法,但将碳碳双键引入聚合物侧链在分子设计上比较容易。可以列举例如: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和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,可以列举例如: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,考虑反应追踪的容易性,优选羟基与异氰酸酯基的组合。另外,如果是通过这些官能团的组合而形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与所述化合物的任意一个上,在所述的优选组合中,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的情况。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-二甲基联苯酰异氰酸酯等。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的醚类化合物等共聚而得到的聚合物。
所述内在型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单体成分或低聚物成分。紫外线固化性低聚物成分等相对于基础聚合物100重量份通常在30重量份的范围内,优选0~10重量份的范围。
所述紫外线固化型粘合剂在通过紫外线等固化时可以含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可以列举例如:α-酮醇类化合物如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;苯乙酮类化合物如甲氧基苯乙酮、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-吗啉基丙烷-1-酮等;苯偶姻醚类化合物如苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、茴香偶姻等;缩酮类化合物如联苯酰二甲基缩酮等;芳香族磺酰氯类化合物如2-萘磺酰氯等;光活性肟类化合物如1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等;二苯甲酮类化合物如二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等;噻吨酮类化合物如噻吨酮、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;樟脑醌;卤代酮;酰基膦氧化物;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~约20重量份。
所述紫外线固化型粘合剂层14中,根据需要可以含有通过紫外线照射而着色的化合物。通过在粘合剂层14中含有通过紫外线照射而着色的化合物,可以只将紫外线照射过的部分着色。由此,可以通过肉眼立即判断粘合剂层14是否进行了紫外线照射,容易识别半导体晶片粘贴部分,半导体晶片的粘贴也容易。另外,通过光传感器等检测半导体芯片时,其检测精度提高,在半导体芯片的拾取时不产生误操作。
通过照射紫外线而着色的化合物,为在照射紫外线前无色或浅色、但是通过照射紫外线而有色的化合物。作为所述化合物的优选具体例,可以列举隐色染料(ロイコ染料)。作为隐色染料,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、螺吡喃类隐色染料。具体地可以列举:3-[N-(对甲苯基氨基)]-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。
作为优选与这些隐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,在使色调变化时,可以将各种发色剂组合使用。
这样的通过照射紫外线而着色的化合物,可以先溶解于有机溶剂等中后再包含在紫外线固化型粘合剂中,另外,也可以以细粉末形式包含在该粘合剂中。该化合物的使用比例希望在粘合剂层14中为10重量%以下,优选0.01~10重量%,更优选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的紫外线被该化合物过度吸收,因此所述粘合剂层14的与半导体晶片粘贴部分对应的部分的固化不充分,有时粘合力下降不充分。另一方面,为了充分着色,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的情况下,可以使用对基材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局部进行遮光的基材,并通过在该基材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成为光掩模的材料。通过所述制造方法,可以有效地制造本发明的半导体装置用薄膜10。
另外,紫外线照射时因氧而产生固化障碍时,期望利用任意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,从同时实现防止芯片切割面的缺损和胶粘薄膜的固定保持等观点考虑,优选为约1μm至约50μm。更优选2μm~30μm、进一步优选5μm~25μm。
另外,基材13的厚度与粘合剂层14的厚度的合计,即切割薄膜11的厚度,从搬运性、防止芯片切割面的缺损以及胶粘薄膜的固定保持的观点、拾取性的观点考虑,优选为25~180μm,更优选50~150μm,进一步优选100~130μm。
胶粘薄膜12为具有胶粘功能的层,作为其构成材料,可以将热塑性树脂与热固性树脂组合使用,也可以单独使用热塑性树脂。
胶粘薄膜12的玻璃化转变温度优选在0~100℃的范围内,更优选在10~80℃的范围内,进一步优选20℃~60℃。所述玻璃化转变温度为0℃以上时,可以防止B阶状态下的胶粘薄膜12的粘性增大从而其操作性下降。另外,半导体晶片的切割时,可以防止通过与切割刃的摩擦而热熔融的胶粘剂附着到半导体芯片上,由此可以防止引起拾取不良。另一方面,通过将玻璃化转变温度设定为100℃以下,可以防止流动性或与半导体晶片的粘附性下降。在此,所述玻璃化转变温度是使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制造,型号:RSA-II),在-30℃~250℃的温度范围内、在频率10.0Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下测定时Tanδ(G”(损耗模量)/G’(储能模量))显示极大值的温度。
固化前23℃下胶粘薄膜12的拉伸储能模量优选在50~5000MPa的范围内,更优选在100~3000MPa的范围内,进一步优选在300~2000MPa的范围内。通过将胶粘薄膜12的所述拉伸储能模量设定为50MPa以上,可以更可靠地抑制胶粘薄膜12上产生转印痕迹。另外,可以提高胶粘薄膜12的滑动性,可以更可靠地抑制往覆盖薄膜2上粘贴时产生皱纹。另外,通过将胶粘薄膜12的所述拉伸储能模量设定为5000MPa以下,可以改善与待安装的半导体晶片或待芯片接合的衬底的粘附性。另外,本发明中,胶粘薄膜的拉伸储能模量,在胶粘薄膜为热固型的情况下,是指热固化前的拉伸储能模量。
所述拉伸储能模量的值是通过以下测定方法得到的值。即,在实施了脱模处理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的胶粘薄膜12。使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制造,型号:RSA-II),测定该胶粘薄膜12的固化前在23℃下的拉伸储能模量。更具体而言,将样品尺寸设定为长30.0mm×宽5.0mm×厚0.1mm,将测定试样安置到薄膜拉伸测定用夹具上,在-30℃~280℃的温度范围内,在频率10.0Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定。
所述热塑性树脂的重均分子量优选为30万以上且150以下,更优选35万~100万,进一步优选40万~80万。通过将所述热塑性树脂的重均分子量设定为30万以上,可以将23℃下胶粘薄膜的拉伸储能模量控制到合适的值。另外,所述热塑性树脂的重均分子量为30万以上,分子量较低的物质的含量少时,可以防止洁净的被粘物的污染。另外,重均分子量是指利用GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定,并利用聚苯乙烯换算而计算出的值。
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-乙酸乙烯酯共聚物、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66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、十八烷基或者二十烷基等。
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:含羧基单体如丙烯酸、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;酸酐单体如马来酸酐或衣康酸酐等;含羟基单体如(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;含磺酸基单体如苯乙烯磺酸、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;或者含磷酸基单体如丙烯酰磷酸-2-羟基乙酯等。其中,从将芯片结合薄膜的拉伸储能模量调节为合适的值的观点考虑,优选含羧基单体。
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。特别优选腐蚀半导体元件的离子性杂质等的含量少的环氧树脂。另外,优选酚醛树脂作为环氧树脂的固化剂。
所述环氧树脂只要是一般作为胶粘剂组合物使用的环氧树脂,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、四羟苯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基胺型等环氧树脂。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、三羟苯基甲烷型树脂或四羟苯基乙烷型环氧树脂。因为这些环氧树脂与作为固化剂的酚醛树脂的反应性高、耐热性等优良。
另外,所述酚醛树脂作为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醛树脂、甲阶酚醛树脂型酚醛树脂、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。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合适的。更优选0.8~1.2当量。即,两者的配合比例如果在所述范围以外,则不能进行充分的固化反应,环氧树脂固化物的特性容易劣化。
另外,在本实施方式中,特别优选含有环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂的胶粘薄膜12。这些树脂中离子性杂质少、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成分100重量份,环氧树脂与酚醛树脂的混合量为10~200重量份。
胶粘薄膜12根据需要可以使用热固化催化剂作为胶粘薄膜12的构成材料。作为其配合比例,相对于有机成分100重量份优选在0.1~3.0重量份的范围内,更优选在0.15~2.0重量份的范围内,特别优选在0.2~1.0重量份的范围内。通过将配合比例设定为0.1重量份以上,可以良好地表现热固化后的胶粘力。另一方面,通过将配合比例设定为3.0重量份以下,可以抑制保存性的下降。
作为所述热固化催化剂,没有特别限制,可以列举例如:咪唑类化合物、三苯基膦类化合物、胺类化合物、三苯基硼烷类化合物、三卤代硼烷类化合物等。这些物质可以单独使用或者两种以上组合使用。
作为所述咪唑类化合物,可以列举:2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名:C11Z)、2-十七烷基咪唑(商品名:C17Z)、1,2-二甲基咪唑(商品名:1.2DMZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名:2E4MZ)、2-苯基咪唑(商品名:2PZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(商品名:2P4MZ)、1-苄基-2-甲基咪唑(商品名:1B2MZ)、1-苄基-2-苯基咪唑(商品名:1B2PZ)、1-氰基乙基-2-甲基咪唑(商品名:2MZ-CN)、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑(商品名:C11Z-CN)、1-氰基乙基-2-苯基咪唑偏苯三酸盐(商品名:2PZCNS-PW)、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基(1)’]乙基-均三嗪(商品名:2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基(1)’]乙基-均三嗪(商品名:C11Z-A)、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基(1)’]乙基-均三嗪(商品名:2E4MZ-A)、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(商品名:2MA-OK)、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑(商品名:2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑(商品名:2P4MHZ-PW)等(均为四国化成株式会社制)。
作为所述三苯基膦类化合物,没有特别限制,可以列举例如:三苯基膦、三丁基膦、三(对甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、二苯基甲苯基膦等三有机膦、四苯基溴化(商品名:TPP-PB)、甲基三苯基(商品名:TPP-MB)、甲基三苯基氯化(商品名:TPP-MC)、甲氧基甲基三苯基(商品名:TPP-MOC)、苄基三苯基氯化(商品名:TPP-ZC)等(均为北兴化学公司制)。另外,作为所述三苯基膦类化合物,优选对环氧树脂显示实质上非溶解性的化合物。对环氧树脂为非溶解性时,可以抑制热固化过度进行。作为具有三苯基膦结构、并且对环氧树脂显示实质上非溶解性的热固化催化剂,可以例示甲基三苯基(商品名:TPP-MB)等。另外,所述“非溶解性”,是指包含三苯基膦类化合物的热固化催化剂在包含环氧树脂的溶剂中为不溶性,更具体而言,是指在温度10~40℃的范围内不会溶解10重量%以上。
作为所述三苯基硼烷类化合物,没有特别限制,可以列举例如三(对甲基苯基)膦等。另外,作为三苯基硼烷类化合物,也包括还具有三苯基膦结构的化合物。作为该具有三苯基膦结构及三苯基硼烷结构的化合物,没有特别限制,可以列举例如:四苯基四苯基硼酸盐(商品名:TPP-K)、四苯基四对甲苯基硼酸盐(商品名:TPP-MK)、苄基三苯基四苯基硼酸盐(商品名:TPP-ZK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S)等(均为北兴化学公司制)。
作为所述胺类化合物,没有特别限制,可以列举例如:一乙醇胺三氟硼酸盐(Stella Chemifa(ステラケミファ)株式会社制)、双氰胺(NacalaiTesque(ナカライテスク)株式会社制)等。
作为所述三卤代硼烷类化合物,没有特别限制,可以列举例如三氯硼烷等。
本实施方式的胶粘薄膜12,为了预先进行某种程度的交联,可以在制作时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,可以采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。交联剂的量如果超过7重量份,则胶粘力下降,因此不优选。另一方面,如果低于0.05重量份,则凝聚力不足,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同含有环氧树脂等其它多官能化合物。
另外,胶粘薄膜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:包含二氧化硅、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、铃、锡、锌、钯、焊料等金属、或者合金类、以及碳等的各种无机粉末。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,特别优选使用熔融二氧化硅。另外,无机填充剂的平均粒径优选在0.01~80μm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,胶粘薄膜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。这些阻燃剂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。这些离子捕获剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
胶粘薄膜12的厚度没有特别限制,例如,为约5μm~约100μm,优选约5μm~约70μm。
半导体装置用薄膜10可以具有防静电能力。由此,可以防止其胶粘时以及剥离时等产生静电以及由于该静电造成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或胶粘薄膜12中添加防静电剂或导电性物质的方法、在基材13上设置包含电荷转移络合物或金属膜等的导电层等适当的方式进行。在这些方式中,优选难以产生有可能导致半导体晶片变质的杂质离子的方式。为了赋予导电性、提高导热性等而配合的导电性物质(导电填料),可以列举银、铝、金、铜、镍、导电合金等的球形、针形、薄片状的金属粉末、氧化铝等金属氧化物、无定形炭黑、石墨等。但是,所述胶粘薄膜12是非导电性的,这从可以不产生漏电的观点考虑是优选的。
胶粘薄膜12由覆盖薄膜2保护。覆盖薄膜2具有在直到供给实际应用为止作为保护胶粘薄膜12的保护材料的功能。覆盖薄膜2在往带有切割片的胶粘薄膜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、聚丙烯或者利用含氟剥离剂、长链烷基丙烯酸酯类剥离剂等剥离剂进行了表面涂敷的塑料薄膜或纸等。
覆盖薄膜2的拉伸储能模量Eb优选在1~5000MPa的范围内,更优选在50~4500MPa的范围内,进一步优选在100~4000MPa的范围内。通过将覆盖薄膜2的拉伸储能模量Eb设定为1MPa以上,可以进一步提高覆盖薄膜2对于芯片接合薄膜12的追随性。另外,通过将覆盖薄膜2的拉伸储能模量Eb设定为5000MPa以下,可以抑制在往覆盖薄膜2上粘贴胶粘薄膜12时覆盖薄膜2产生折断,可以防止损伤胶粘薄膜12或者在薄膜间混入气泡。
从作业性、搬运性的观点考虑,覆盖薄膜2的厚度优选为10~100μm,更优选15~75μm,进一步优选25~50μm。
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而制作切割薄膜11的工序、在基材隔片22上形成胶粘薄膜12的工序、将胶粘薄膜12按照待粘贴的半导体晶片的形状进行冲裁的工序、将切割薄膜11的粘合剂层14与胶粘薄膜12作为粘贴面进行层叠的工序、将切割薄膜11冲裁为与环框对应的圆形的工序、通过将胶粘薄膜12上的基材隔片22剥离而制作带有切割片的胶粘薄膜1的工序、和在覆盖薄膜2上以预定的间隔粘贴带有切割片的胶粘薄膜1的工序。
切割薄膜11的制造工序,例如如下进行。首先,基材13可以通过现有公知的制膜方法制膜。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。
接着,在基材13上涂布粘合剂组合物溶液形成涂膜,然后在预定条件下使该涂膜干燥(根据需要进行加热交联)而形成粘合剂层14。作为涂布方法没有特别限制,可以列举例如:辊涂法、丝网涂布法、凹版涂布法等。另外,作为干燥条件,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,也可以在第一隔片21上涂布粘合剂组合物形成涂膜后,在前述干燥条件下干燥涂膜而形成粘合剂层14。之后,将粘合剂层14与第一隔片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3(a))。制作的切割薄膜11可以具有卷绕为卷筒状的长尺寸形态。此时,优选在对切割薄膜11的长度方向或宽度方向施加拉伸张力的同时进行卷绕,以使得不产生松弛、卷绕偏移、位置偏移。但是,通过施加拉伸张力,切割薄膜11在残留拉伸残留应变的状态下卷绕为卷筒状。另外,切割薄膜11的卷绕时,有时由于施加所述拉伸张力而使切割薄膜11拉伸,但是卷绕并不以拉伸操作作为目的。
作为粘合剂层14,采用包含紫外线固化型粘合剂,并且预先进行了紫外线固化的粘合剂层的情况下,如下形成。即,在基材13上涂布紫外线固化型粘合剂组合物而形成涂膜后,将该涂膜在预定的条件下干燥(根据需要进行加热交联),形成粘合剂层。涂布方法、涂布条件以及干燥条件可以与前述同样地进行。另外,也可以在第一隔片21上涂布紫外线固化型粘合剂组合物而形成涂膜后,在前述干燥条件下将涂膜干燥而形成粘合剂层。然后,将粘合剂层转印到基材13上。然后,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30~1000mJ/cm2的范围内,更优选在50~800mJ/cm2的范围内,进一步优选在100~500mJ/cm2的范围内。通过将累积光量调节到所述数值范围内,可以将胶粘薄膜12与切割薄膜11之间的剥离力F2控制到0.08~10N/100mm的范围内。紫外线照射小于30mJ/cm2时,粘合剂层14的固化不充分,有时与胶粘薄膜12的剥离力过大。结果,与胶粘薄膜的粘附性增大,从而导致拾取性的下降。另外,拾取后有时在胶粘薄膜上产生胶糊残留。另一方面,累积光量超过1000mJ/cm2时,有时与胶粘薄膜12的剥离力过小。结果,有时在粘合剂层14与胶粘薄膜12之间产生界面剥离。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产生热损害。另外,粘合剂层14的固化过度进行从而拉伸弹性模量过大,扩张性下降。另外,紫外线的照射可以在后述的与胶粘薄膜12的粘贴工序后进行。此时,紫外线照射优选从基材13一侧进行。
胶粘薄膜12的制作工序如下进行。即,将用于形成胶粘薄膜12的胶粘剂组合物溶液以达到预定厚度的方式涂布到基材隔片22上形成涂膜。然后,在预定条件下将涂膜干燥,形成胶粘薄膜12。作为涂布方法没有特别限制,可以列举例如:辊涂法、丝网涂布法、凹版涂布法等。另外,作为干燥条件,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70~160℃、干燥时间1~5分钟的范围内进行。另外,也可以在第二隔片23上涂布胶粘剂组合物形成涂膜后,在前述干燥条件下使涂膜干燥而形成胶粘薄膜12。之后,将胶粘薄膜12与第二隔片23一起粘贴到基材隔片22上。由此,制作在基材隔片22上依次层叠有胶粘薄膜12和第二隔片23的层叠薄膜(参考图3(b))。该胶粘薄膜12可以具有卷绕为卷筒状的长尺寸形态。此时,优选在对胶粘薄膜12的长度方向或宽度方向施加拉伸张力的同时进行卷绕,以使得不产生松弛、卷绕偏移、位置偏移。
接着,将胶粘薄膜12根据待粘贴的半导体晶片的形状进行冲裁,并粘贴在切割薄膜11上。由此,得到带有切割片的胶粘薄膜1。即,将切割薄膜11从第一隔片21上剥离,并且将冲裁后的胶粘薄膜12从第二隔片23上剥离,并且以胶粘薄膜12与粘合剂层14作为粘贴面的方式将两者粘贴(参考图3(c))。此时,对切割薄膜11或胶粘薄膜12的至少任意一个在对周缘部施加拉伸张力的同时进行压接。另外,切割薄膜11为卷绕为卷筒状的长尺寸时,优选对切割薄膜11在其长度方向上尽量不施加拉伸张力的情况下进行搬运。因为可以抑制薄膜的拉伸残留应变。但是,从防止切割薄膜11上产生松弛或卷绕偏移、位置偏移、空隙(气泡)等产生的观点考虑,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上残留拉伸残留应变,也可以防止切割薄膜11与胶粘薄膜12之间产生界面剥离。
另外,例如可以通过压接进行切割薄膜11与胶粘薄膜12的粘贴。此时,层压机温度没有特别限制,通常优选30~80℃,更优选30~60℃,特别优选30~50℃。另外,线压也没有特别限制,通常优选0.1~20kgf/cm,更优选1~10kgf/cm。通过将层压机温度和/或线压各自调节到前述数值范围内,将切割薄膜11与有机成分的玻璃化转变温度在-20~50℃范围内的胶粘薄膜12粘贴,可以将胶粘薄膜12与切割薄膜11之间的剥离力F2控制到0.08~10N/100mm的范围内。在此,例如通过在前述范围内升高层压机温度,可以增大切割薄膜11与胶粘薄膜12之间的剥离力F2。另外,通过在前述范围内增大线压,也可以增大剥离力F2。
然后,将胶粘薄膜12上的基材隔片22剥离,并在施加拉伸张力的同时粘贴覆盖薄膜2。接着,以预定的间隔将切割薄膜11冲裁为与环框对应的圆形。由此,制作在覆盖薄膜2上以预定的间隔层叠有预切割后的带有切割片的胶粘薄膜1的半导体装置用薄膜10。
带有切割片的胶粘薄膜1中的胶粘薄膜12与覆盖薄膜2的粘贴,优选通过压接进行。此时,层压机温度没有特别限制,通常优选20~80℃,更优选20~60℃,特别优选20~50℃。另外,线压也没有特别限制,通常优选0.1~20kgf/cm,更优选0.2~10kgf/cm。通过将层压机温度和/或线压各自调节到前述数值范围内,将覆盖薄膜2与有机成分的玻璃化转变温度在-20~50℃范围内的胶粘薄膜12粘贴,可以将胶粘薄膜12与覆盖薄膜2之间的剥离力F1控制到0.025~0.075N/100mm的范围内。在此,例如通过在前述范围内升高层压机温度,可以增大带有切割片的胶粘薄膜1与覆盖薄膜2之间的剥离力F1。另外,通过在前述范围内增大线压,也可以增大剥离力F1。另外,优选对覆盖薄膜2在其长度方向上尽量不施加拉伸张力的情况下搬运。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上产生松弛或卷绕偏移、位置偏移、空隙(气泡)等产生的观点考虑,可以在10~25N的范围内施加拉伸张力。如果在该范围内,则即使覆盖薄膜2上残留拉伸残留应变,也可以防止产生覆盖薄膜2相对于带有切割片的胶粘薄膜1的薄膜翘起的现象。
另外,在切割薄膜11的粘合剂层14上粘贴的第一隔片21、胶粘薄膜12的基材隔片22以及在该胶粘薄膜12上粘贴的第二隔片23,没有特别限制,可以使用以往公知的经过脱模处理的薄膜。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具有作为将胶粘薄膜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,可以采用以往公知的材料。具体而言,可以列举例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯或者利用含氟剥离剂、长链烷基丙烯酸酯类剥离剂等剥离剂进行了表面涂敷的塑料薄膜或纸等。
本发明的胶粘薄膜,可以作为芯片接合薄膜、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,是用于在以倒装芯片方式连接到被粘物(例如引线框或电路板等各种衬底)上的半导体元件(例如半导体芯片)的背面形成的薄膜。
实施例
以下,例示性地详细说明本发明的优选实施例。但是,该实施例中记载的材料、配合量等,如果不是特别限定性的记载,则无意将本发明的要旨仅限于此。另外,出现“份”的情况下,是指重量份。
(实施例1)
(切割薄膜的粘合剂层的制作)
在具有冷凝管、氮气引入管、温度计和搅拌装置的反应容器中加入76份丙烯酸-2-乙基己酯(2EHA)、24份丙烯酸-2-羟基乙酯(HEA)以及0.2份过氧化苯甲酰和60份甲苯,在氮气流中在61℃进行6小时聚合处理,得到重均分子量75万的丙烯酸类聚合物A。2EHA与HEA的摩尔比为100摩尔比20摩尔。重均分子量的测定如前所述。
在该丙烯酸类聚合物A中添加10份(相对于HEA为80摩尔%)2-甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯(以下称为“MOI”),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,添加6份异氰酸酯类交联剂(商品名“コロネートL”,日本聚氨酯株式会社制造)和4份光聚合引发剂(商品名“イルガキュア651”,汽巴精化公司制造),制作粘合剂溶液。
将前面制备的粘合剂溶液涂布到PET剥离薄膜(第一隔片)的实施了聚硅氧烷处理的面上,在120℃加热交联2分钟,形成厚度30μm的粘合剂层。然后,用T形模头法挤出低密度聚乙烯树脂(住友化学制造的スミカセンF218),制成厚度40μm的片状基材,并粘贴在所述粘合剂层的表面。然后,50℃保持24小时。
另外,将所述PET剥离衬垫剥离,仅对粘合剂层的相当于半导体晶体粘贴部分(直径200mm的圆形)的部分(直径220mm的圆形)直接照射紫外线。由此,制作本实施例的切割薄膜。另外,照射条件如下所述。
<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
输出功率:120W
照射强度:200mW/cm2
<胶粘薄膜的制作>
相对于具有环氧基的丙烯酸类橡胶(“SG80H”;长濑产业(ナガセケムテックス)株式会社制造)100份,将228份环氧树脂1(JER株式会社制造,エピコート1004)、206份环氧树脂2(JER株式会社制造,エピコート827)、466份酚醛树脂(三井化学株式会社制,ミレックスXLC-4L)、667份作为无机填充剂的球形二氧化硅(Admatechs(アドマテックス)株式会社制,商品名:SO-25R,平均粒径0.5μm)和3份固化催化剂(四国化成株式会社制造,C11-Z)溶解于甲乙酮中并调节到浓度25重量%。另外,23℃下胶粘薄膜的拉伸储能模量为1421MPa、玻璃化转变温度为41.5℃。
将该胶粘剂组合物的溶液利用喷注式刮刀涂布机(ファウンテンコーター)涂布到脱模处理薄膜(基材隔片)上形成涂层,对该涂层直接喷射2分钟150℃、10m/s的热风进行干燥。由此,在脱模处理薄膜上制作厚度25μm的胶粘薄膜。另外,作为脱模处理薄膜(基材隔片),使用在聚对苯二甲酸乙二醇酯(厚度50μm)上实施聚硅氧烷脱模处理后的材料。
<带有切割片的胶粘薄膜的制作>
然后,将所述胶粘薄膜切割为直径230mm的圆形,并将所述切割薄膜的粘合剂层与切割为圆形的胶粘薄膜粘贴。粘贴使用夹辊,粘贴条件是在层压机温度50℃、线压3kgf/cm下进行粘贴,然后,将胶粘薄膜上的基材隔片剥离并粘贴作为脱模处理薄膜(覆盖薄膜)的、经聚硅氧烷脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度50μm)。此时,为了防止产生位置偏移、空隙(气泡)等产生,使用松紧调节辊,沿MD方向对覆盖薄膜施加17N的拉伸张力,同时不施加层压温度,在线压2kgf/cm下进行粘贴,制作带有切割片的胶粘薄膜。
<半导体装置用薄膜的制作>
另外,以胶粘薄膜为中心,将切割薄膜冲裁为直径270mm的圆形,由此得到以10mm的间隔粘贴有250片带有切割片的胶粘薄膜的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,使用除了在所述粘合剂层上粘贴100μm的聚烯烃薄膜(基材)以外与实施例1同样的切割薄膜。
<胶粘薄膜的制作>
相对于100份以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯为主要成分的丙烯酸酯类聚合物(根上工业株式会社制,商品名:パラクロンW-197CM,Tg:18℃,重均分子量40万),将434份环氧树脂(日本化药株式会社制造,商品名:EOCN-1027)、466份酚醛树脂(三井化学株式会社制,ミレックスXLC-4L)、1500份作为无机填充剂的球形二氧化硅(Admatechs株式会社制,商品名:SO-25R,平均粒径0.5μm)和3份固化催化剂(四国化成株式会社制造,C11-Z)溶解于甲乙酮中并调节到浓度20重量%。另外,23℃下胶粘薄膜的拉伸储能模量为517MPa、玻璃化转变温度为47.5℃。
将该胶粘剂组合物的溶液利用喷注式刮刀涂布机涂布到脱模处理薄膜(基材隔片)上形成涂层,对该涂层直接喷射2分钟150℃、10m/s的热风进行干燥。由此,在脱模处理薄膜上制作厚度25μm的胶粘薄膜。另外,作为脱模处理薄膜(基材隔片),使用在聚对苯二甲酸乙二醇酯(厚度50μm)上实施聚硅氧烷脱模处理后的材料。
<带有切割片的胶粘薄膜的制作>
然后,将所述胶粘薄膜切割为直径230mm的圆形,并将所述切割薄膜的粘合剂层与切割为圆形的胶粘薄膜粘贴。另外,将胶粘薄膜上的基材隔片剥离并粘贴作为脱模处理薄膜(覆盖薄膜)的、经聚硅氧烷脱模处理的聚烯烃薄膜(厚度25μm),由此制作带有切割片的胶粘薄膜。粘贴条件与实施例1同样。
<半导体装置用薄膜的制作>
另外,以胶粘薄膜为中心,将切割薄膜冲裁为直径270mm的圆形,由此得到以100mm的间隔粘贴有250片带有切割片的胶粘薄膜的本实施例的半导体装置用薄膜。
(实施例3)
<切割薄膜的制作>
本实施例的切割薄膜,除了使用仅包含无规聚丙烯树脂(MFR:2g/10分钟,乙烯成分含量:60重量%)的粘合带基材(厚度100μm)作为粘合剂层以外,使用与实施例1同样的切割薄膜。另外,粘合带基材的一个面上实施了电晕处理。然后,在该粘合剂层表面上粘贴厚度100μm的聚烯烃薄膜(基材)。然后,在50℃保持24小时。
<胶粘薄膜的制作>
相对于丙烯酸类橡胶(长濑产业株式会社制造,商品名:SG-708-6)100份,将434份环氧树脂(日本化药株式会社制造,商品名:EOCN-1027)、466份酚醛树脂(三井化学株式会社制,ミレックスXLC-4L)、429份作为无机填充剂的球形二氧化硅(Admatechs株式会社制,商品名:SO-25R,平均粒径0.5μm)溶解于甲乙酮中并调节到浓度25重量%。另外,23℃下胶粘薄膜的拉伸储能模量为2320MPa、玻璃化转变温度为38.95℃。
将该胶粘剂组合物的溶液利用喷注式刮刀涂布机涂布到脱模处理薄膜(基材隔片)上形成涂层,对该涂层直接喷射2分钟150℃、10m/s的热风进行干燥。由此,在脱模处理薄膜上制作厚度25μm的胶粘薄膜。另外,作为脱模处理薄膜(基材隔片),使用在聚对苯二甲酸乙二醇酯(厚度50μm)上实施聚硅氧烷脱模处理后的材料。
<带有切割片的胶粘薄膜的制作>
然后,将所述胶粘薄膜切割为直径230mm的圆形,并将所述切割薄膜的粘合剂层与切割为圆形的胶粘薄膜粘贴。另外,将胶粘薄膜上的基材隔片剥离并粘贴作为脱模处理薄膜(覆盖薄膜)的、通过T形模头法挤出低密度聚乙烯树脂(住友化学制造的スミカセンF218)而形成为厚度25μm的片的薄膜,由此制作带有切割片的胶粘薄膜。粘贴条件与实施例1同样。
<半导体装置用薄膜的制作>
另外,以胶粘薄膜为中心,将切割薄膜冲裁为直径270mm的圆形,由此得到以10mm的间隔粘贴有250片带有切割片的胶粘薄膜的本实施例的半导体装置用薄膜。
(比较例1)
<半导体装置用薄膜的制作>
除了使用厚度100μm的经聚硅氧烷剥离处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜作为覆盖薄膜以外,与本实施例1同样地制作本比较例的半导体装置用薄膜。
(比较例2)
<切割薄膜的制作>
本比较例的切割薄膜,除了使用仅包含无规聚丙烯树脂(MFR:1.7g/10分钟,乙烯成分含量:75重量%)的粘合带基材(厚度130μm)作为粘合剂层以外,使用与实施例1同样的切割薄膜。
<胶粘薄膜的制作>
本比较例的胶粘薄膜,使用与实施例3同样的胶粘薄膜。
<带有切割片的胶粘薄膜的制作>
将所述胶粘薄膜切割为直径230mm的圆形,并将所述切割薄膜的粘合剂层与切割为圆形的胶粘薄膜粘贴。另外,将胶粘薄膜上的基材隔片剥离并粘贴作为脱模处理薄膜(覆盖薄膜)的、厚度25μm的经聚硅氧烷脱模处理的聚烯烃薄膜,由此制作带有切割片的胶粘薄膜。粘贴条件与实施例1同样。
<半导体装置用薄膜的制作>
另外,以胶粘薄膜为中心,将切割薄膜冲裁为直径270mm的圆形,由此得到以100mm的间隔粘贴有250片带有切割片的胶粘薄膜的本比较例的半导体装置用薄膜。
(23℃下切割薄膜的拉伸储能模量Ea)
对于各实施例和比较例的切割薄膜,使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制造,型号:RSA-II),测定切割薄膜固化前的23℃下的拉伸储能模量。更具体而言,将长30.0mm×宽5.0mm、截面积为0.125~0.9mm2的测定试样安置到薄膜拉伸测定用夹具上,在-30℃~100℃的温度范围内,在频率10.0Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定。
(23℃下覆盖薄膜的拉伸储能模量Eb)
对于各实施例和比较例的覆盖薄膜,使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制造,型号:RSA-II),测定在23℃下的拉伸模量。更具体而言,将样品尺寸设定为长30mm×宽5mm,将测定试样安置到薄膜拉伸测定用夹具上,在-30℃~280℃的温度范围内,在频率1.0Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定。
(23℃下胶粘薄膜的拉伸储能模量)
对于各实施例和比较例的胶粘薄膜,使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制造,型号:RSA-II),测定在23℃下的拉伸模量。更具体而言,将样品尺寸设定为长30mm×宽5mm,将测定试样安置到薄膜拉伸测定用夹具上,在-30℃~280℃的温度范围内,在频率10.0Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下进行测定。
(玻璃化转变温度)
各实施例和比较例的玻璃化转变温度,为使用粘弹性测定装置(Rheometric公司制造,型号:RSA-II),在-30℃~250℃的温度范围内、在频率10.0Hz、应变0.025%、升温速度10℃/分钟的条件下测定时Tanδ(G”(损耗模量)/G’(储能模量))显示极大值的温度。
(拾取性的评价)
从各半导体装置用薄膜上将覆盖薄膜剥离,在胶粘薄膜上进行半导体晶片的安装。作为半导体晶片,使用大小为8英寸、厚度75μm的晶片。半导体晶片的安装条件与前述同样。
然后,根据下述条件进行半导体晶片的切割,形成30个半导体芯片。然后,将半导体芯片与芯片接合薄膜一起拾取。拾取对30个半导体芯片(长5mm×宽5mm)进行,对无破损、半导体芯片的拾取成功的情况进行计数,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:阶段式切割(ステップカット)
切割装置:DISCO DFD6361(商品名,株式会社Disco(ディスコ)制)
切割速度:50mm/秒
切割刀片:Z1:Disco公司制“NBC-ZH203O-SE27HDD”
Z2:Disco公司制“NBC-ZH203O-SE27HBB”
切割刀片转速:Z1:50,000rpm,Z2:50,000rpm
切割带切入深度:20μm
晶片芯片尺寸:5mm×5mm
<拾取条件>
拾取装置:商品名“SPA-300”新川公司制
针根数:5根
针上推量:400μm
针上推速度:10mm/秒
拉下量:3mm
<冷冻保存后评价有无卷绕痕迹转印造成的空隙>
将各实施例以及比较例中得到的半导体装置用薄膜以2kg的卷取张力卷取为卷筒状。而且,在该状态下,在温度-30℃的冷藏库内放置两周。之后,恢复到室温然后松开辊,使用第100片带有切割片的胶粘薄膜,进行半导体晶片的安装,并肉眼确认有无空隙。半导体晶片使用大小为8英寸、厚度75μm的半导体晶片。另外,粘贴条件如下所示。结果如表1所示。
<粘贴条件>
粘贴装置:ACC株式会社制,商品名:RM-300
粘贴速度:20mm/秒
粘贴压力:0.25MPa
粘贴温度:60℃
<自动粘贴机的搬运性>
使用日东精机株式会社制造的MA-3000III,对100个晶片进行带有切割片的胶粘薄膜的粘贴,并计量装置暂时停止这样的故障次数。粘贴条件为,粘贴速度:20mm/秒、粘贴压力:0.25MPa、粘贴温度:60℃。
<吸湿可靠性评价>
将冷冻保存试验中使用的半导体装置用薄膜在上述条件下进行安装、切割、拾取。然后,将半导体元件在120℃×500gf×1秒的条件下芯片接合到双马来酰亚胺-三嗪树脂衬底上,然后在180℃施加1小时的热历史。然后,使用成型机(TOWA制造,Model-Y-serise),将它们成型。具体而言,使用环氧类密封树脂(日东电工制造,HC-300B6),在175℃下,在预热设定3秒,注射时间12秒,固化时间120秒下进行成型。然后,在175℃、5小时的条件下加热固化,得到半导体封装。将该封装在恒温恒湿器中(30℃、60%RH)中吸湿处理192小时后,重复三次投入到IR回流装置SAI-2604M(千住金属工业制造)。此时的封装表面温度调节到260℃。使用超声波探测图像装置(日立建机ファインテック制造FS-200)观察有无剥离。然后,将封装的中心部切断,将切断面抛光后,使用基恩士(キーエンス)制造的光学显微镜,观察封装的断面,将未观察到剥离的评价为○,将有剥离的评价为×。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例1 | 比较例2 | |
切割薄膜的弹性模量Ea(MPa) | 3.4 | 110 | 295 | 3.4 | 370 |
覆盖薄膜的弹性模量Eb(MPa) | 3180 | 85 | 3.4 | 3660 | 3.4 |
Ea/Eb | 0.0011 | 1.29 | 86.76 | 0.0009 | 108.8 |
自动粘贴机的故障次数(次/100) | 0/100 | 0/100 | 0/100 | 21/100 | 0/100 |
芯片飞散 | 无 | 无 | 无 | 无 | 有 |
拾取成功率(%) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
有无卷绕痕迹转印造成的空隙 | 无 | 无 | 无 | 有 | 有 |
吸湿可靠性(有无剥离) | 无 | 无 | 无 | 有 | 有 |
(结果)
从表1可以看出,对于实施例1、2、3的半导体装置制造用薄膜而言,即使在-30℃的冷冻库内保存2周的情况下也未确认到由卷绕痕迹转印造成的空隙。另外,无装置中的搬运故障,安装性、切割性、拾取性良好,在吸湿可靠性试验中也未观察到剥离。
与此相对,比较例1的半导体装置用薄膜,在半导体晶片安装时产生覆盖薄膜的翘起或薄膜的折断。另外,在温度-30℃的冷冻库内保存2周的情况下,确认到由卷绕痕迹转印造成的空隙。另外,进行转印有卷绕痕迹的薄膜的吸湿可靠性试验时,确认到由卷绕痕迹转印造成的空隙。
比较例2的半导体装置用薄膜,在冷冻库内保存2周时,确认到由卷绕痕迹转印造成的空隙。另外,虽然拾取成功率为100%,但是产生芯片飞散。另外,进行转印有卷绕痕迹的薄膜的吸湿可靠性试验时,确认到由卷绕痕迹转印造成的空隙。
Claims (7)
1.一种半导体装置用薄膜,将在切割薄膜上层叠有胶粘薄膜的带有切割片的胶粘薄膜以预定的间隔层叠在覆盖薄膜上而得到,其特征在于,
23℃下切割薄膜的拉伸储能模量Ea与23℃下覆盖薄膜的拉伸储能模量Eb之比Ea/Eb在0.001~100的范围内。
2.如权利要求1所述的半导体装置用薄膜,其特征在于,
所述胶粘薄膜的玻璃化转变温度在0~100℃的范围内,并且固化前在23℃下的拉伸储能模量在50MPa~5000MPa的范围内。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置用薄膜,其特征在于,
所述覆盖薄膜的厚度为10~100μm。
4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体装置用薄膜,其特征在于,
所述切割薄膜的厚度为25~180μm。
5.如权利要求1至4中任一项所述的半导体装置用薄膜,其特征在于,
23℃下所述切割薄膜的拉伸储能模量Ea为1~500MPa。
6.如权利要求1至5中任一项所述的半导体装置用薄膜,其特征在于,
23℃下所述覆盖薄膜的拉伸储能模量Eb为1~5000MPa。
7.一种使用权利要求1至6中任一项所述的半导体装置用薄膜制造的半导体装置。
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