CN104160491A - 芯片用树脂膜形成用片材 - Google Patents
芯片用树脂膜形成用片材 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104160491A CN104160491A CN201380012849.4A CN201380012849A CN104160491A CN 104160491 A CN104160491 A CN 104160491A CN 201380012849 A CN201380012849 A CN 201380012849A CN 104160491 A CN104160491 A CN 104160491A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resin molding
- chip
- sheet material
- layer
- particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J201/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
- C09J7/20—Adhesives in the form of films or foils characterised by their carriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/29—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
- H01L23/293—Organic, e.g. plastic
- H01L23/295—Organic, e.g. plastic containing a filler
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/016—Additives defined by their aspect ratio
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2203/00—Applications
- C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
- C08L2203/206—Applications use in electrical or conductive gadgets use in coating or encapsulating of electronic parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Adhesive Tapes (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
本发明的目的在于,在半导体装置的制造工序中,在不对半导体晶片、芯片实施使工序数目增加、工艺繁杂化那样的特别处理的情况下,对所得的半导体装置赋予散热特性。本发明的芯片用树脂膜形成用片材具有支承片和形成于该支承片上的树脂膜形成层,该树脂膜形成层含有粘合剂聚合物成分(A)、固化性成分(B)及无机填料(C),该树脂膜形成层的热扩散率为2×10-6m2/s以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以在半导体芯片的任一面有效地形成热扩散率高的树脂膜、而且能够制造可靠性高的半导体装置的芯片用树脂膜形成用片材。
背景技术
近年来,进行了使用被称作所谓的倒装(face down)方式的安装方法的半导体装置的制造。在倒装方式中,使用在电路面上具有凸起等电极的半导体芯片(以下也简称为“芯片”。),将该电极与基板接合。因此,芯片的与电路面相反一侧的面(芯片背面)有时就会露出。
该露出了的芯片背面有时由有机膜保护。以往,具有由该有机膜构成的保护膜的芯片是将液状的树脂通过旋涂法涂敷在晶片背面、并干燥、固化后与晶片一起将保护膜切断而得。但是,由于如此形成的保护膜的厚度精度并不充分,因此会有产品的成品率降低的情况。
为了解决上述问题,公开了具有支承片和形成于该支承片上的由热或能量射线固化性成分和粘合剂聚合物成分构成的保护膜形成层的芯片用保护膜形成用片材(专利文献1)。
另外,以大直径的状态制造的半导体晶片在被切断分离(划片)为元件小片(半导体芯片)后,有时也要转移到作为下一工序的键合工序。此时,在将半导体晶片以预先贴附在粘接片上的状态下施加划片、清洗、干燥、延展(expanding)及拾取的各工序后,移送到下一工序的键合工序。
这些工序当中,为了简化拾取工序及键合工序的工艺,提出过各种同时兼备晶片固定功能和小片(die)粘接功能的划片/小片键合用粘接片(例如参照专利文献2)。专利文献2中公开的粘接片可以实现所谓的直接小片键合,从而可以省略小片粘接用粘接剂的涂敷工序。例如,通过使用所述粘接片,可以得到在背面贴附有粘接剂层的半导体芯片,可以实现有机基板-芯片间、引线框-芯片间、芯片-芯片间等的直接小片键合。此种粘接片通过使粘接剂层具有流动性而实现了晶片固定功能和小片粘接功能,具有支承片和形成于该支承片上的由热或能量射线固化性成分和粘合剂聚合物成分构成的粘接剂层。
另外,在对使芯片的凸起(电极)形成面与芯片搭载部对置来进行小片键合的倒装方式的芯片中使用粘接片的情况下,将粘接剂层贴附在凸起形成面、即芯片的表面,来进行小片键合。
随着近年来的半导体装置的高密度化及半导体装置的制造工序的高速化,来自半导体装置的发热逐渐成为问题。由于半导体装置的发热,会有半导体装置变形而成为造成故障或破损的原因、或者导致半导体装置的运算速度的降低或误动作而降低半导体装置的可靠性的情况。因此,在高性能的半导体装置中,要求有效的散热特性,研究了将热扩散率良好的填充剂用于保护膜形成层或粘接剂层等树脂膜中的做法。例如,专利文献3中,公开了对含有氮化硼粉末的薄膜组合物施加磁场并使组合物中的氮化硼粉末沿一定方向取向而使之固化的热传导性粘接膜。
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2007-314603号公报
专利文献3:日本特开2002-69392号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是,使用专利文献3中所述的薄膜组合物形成的热传导性粘接膜如上所述在制造工序中具有施加磁场的工序,因而其制造工序繁杂。另外,如果使用专利文献3的实施例中公开的平均粒径1~2μm的氮化硼粉末来形成树脂膜,就会因粒径小而有使树脂膜形成层用组合物增稠的情况。当树脂膜形成层用组合物增稠时,树脂膜形成层用组合物的涂敷适应性就会降低,会有难以形成平滑的树脂膜的情况。另一方面,在为了避免树脂膜形成层用组合物的增稠而减少氮化硼粉末的添加量的情况下,无法获得树脂膜的高的热扩散率。所以,希望能提供一种方案,其基于简单的制造方法,而且不增加氮化硼粉末的添加量就能提高热扩散率。
本发明是鉴于上述的情况而完成的,其目的在于,在半导体装置的制造工序中,在不对半导体晶片、芯片实施使工序数目增加、工艺繁杂化那样的特别处理的情况下,对所得的半导体装置赋予散热特性。
用于解决问题的方案
本发明人等以解决上述问题为目的进行了深入研究,其结果是,着眼于如下的情况而完成了本发明,即,通过将形成于半导体芯片的任一面的树脂膜的热扩散率设为规定的范围,从而可以提高半导体装置的散热特性。
本发明包含以下的主旨。
〔1〕一种芯片用树脂膜形成用片材,其具有支承片和形成于该支承片上的树脂膜形成层,
该树脂膜形成层含有粘合剂聚合物成分(A)、固化性成分(B)及无机填料(C),
该树脂膜形成层的热扩散率为2×10-6m2/s以上。
〔2〕根据〔1〕中所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,该树脂膜形成层含有30~60质量%的无机填料(C)。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕中所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,无机填料(C)含有纵横比为5以上、平均粒径为20μm以下的各向异性形状粒子(C1)、和平均粒径大于20μm的干扰粒子(C2)。
〔4〕根据〔3〕中所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,各向异性形状粒子(C1)的长轴方向上的热导率为60~400W/m·K。
〔5〕根据〔3〕或〔4〕中所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,各向异性形状粒子(C1)为氮化物粒子。
〔6〕根据〔3〕~〔5〕中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,干扰粒子(C2)的平均粒径为树脂膜形成层的厚度的0.6~0.95倍。
〔7〕根据〔3〕~〔6〕中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,各向异性形状粒子(C1)与干扰粒子(C2)的重量比率为5:1~1:5。
〔8〕根据〔1〕~〔7〕中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,该树脂膜形成层的厚度为20~60μm。
〔9〕根据〔1〕~〔8〕中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,树脂膜形成层作为用于将半导体芯片固定在基板或其他半导体芯片上的薄膜状粘接剂发挥作用。
〔10〕根据〔1〕~〔8〕中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,树脂膜形成层为半导体晶片或芯片的保护膜。
〔11〕一种半导体装置的制造方法,其使用上述〔1〕~〔10〕中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材。
发明的效果
通过在半导体芯片的任一面形成树脂膜时,使用本发明的芯片用树脂膜形成用片材,从而能在不对半导体晶片、芯片实施特别处理的情况下提高所得的半导体装置的可靠性。
具体实施方式
以下,对于本发明,也包含其最佳的方式在内进行更具体的说明。本发明的芯片用树脂膜形成用片材具有支承片和形成于该支承片上的树脂膜形成层。
(树脂膜形成层)
树脂膜形成层含有粘合剂聚合物成分(A)、固化性成分(B)及无机填料(C)。
(A)粘合剂聚合物成分
为了对树脂膜形成层赋予足够的粘接性及造膜性(片材形成性),使用粘合剂聚合物成分(A)。作为粘合剂聚合物成分(A),可以使用以往公知的丙烯酸聚合物、聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、硅酮树脂、橡胶系聚合物等。
粘合剂聚合物成分(A)的重均分子量(Mw)优选为1万~200万,更优选为10万~150万。如果粘合剂聚合物成分(A)的重均分子量过低,则树脂膜形成层与支承片的粘合力变高,有时会引起树脂膜形成层的转印不良,如果过高,则树脂膜形成层的粘接性降低,会有无法向芯片等上转印、或者在转印后树脂膜从芯片等剥离的情况。
作为粘合剂聚合物成分(A),优选使用丙烯酸聚合物。丙烯酸聚合物的玻璃化温度(Tg)优选处于-60~50℃,更优选处于-50~40℃,特别优选处于-40~30℃的范围。如果丙烯酸聚合物的玻璃化温度过低,则树脂膜形成层与支承片的剥离力变大而有时会引起树脂膜形成层的转印不良,如果过高则树脂膜形成层的粘接性降低,会有无法向芯片等上转印、或者在转印后树脂膜从芯片等剥离的情况。
作为构成上述丙烯酸聚合物的单体,可以举出(甲基)丙烯酸酯单体或其衍生物。例如可以举出烷基的碳数为1~18的(甲基)丙烯酸烷基酯,具体来说可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等;具有环状骨架的(甲基)丙烯酸酯,具体来说可以举出(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸酰亚胺酯等;具有羟基的(甲基)丙烯酸酯,具体来说可以举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等;此外还可以举出具有环氧基的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。它们当中,将具有羟基的单体聚合而得的丙烯酸聚合物与后述的固化性成分(B)的相溶性良好,因此优选。另外,上述丙烯酸聚合物也可以是将丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯等共聚而成的。
另外,作为粘合剂聚合物成分(A),也可以配合热塑性树脂。热塑性树脂是去除丙烯酸聚合物的聚合物,是为了保持固化后的树脂膜的挠曲性而配合的。作为热塑性树脂,优选重均分子量为1000~10万的树脂,更优选3000~8万的树脂。通过含有上述范围的热塑性树脂,就可以容易地进行树脂膜形成层向半导体晶片或芯片上的转印时的支承片与树脂膜形成层的层间剥离,进而树脂膜形成层还会追随转印面,可以抑制空隙(void)等的产生。
热塑性树脂的玻璃化温度优选处于-30~150℃、更优选处于-20~120℃的范围。如果热塑性树脂的玻璃化温度过低,则树脂膜形成层与支承片的剥离力变大而会发生树脂膜形成层的转印不良的情况,如果过高,则树脂膜形成层与芯片的粘接力有可能不足。
作为热塑性树脂,可以举出聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、苯氧树脂、硅酮树脂、聚丁烯、聚丁二烯、聚苯乙烯等。它们可以单独使用1种,或者混合使用2种以上。
在含有热塑性树脂的情况下,相对于粘合剂聚合物成分(A)的合计100质量份,通常以1~60质量份、优选以1~30质量份的比例含有。通过使热塑性树脂的含量处于该范围中,就可以获得上述的效果。
另外,作为粘合剂聚合物成分(A),也可以使用在侧链中具有能量射线聚合性基团的聚合物(能量射线固化型聚合物)。此种能量射线固化型聚合物兼具作为粘合剂聚合物成分(A)的功能和后述的作为固化性成分(B)的功能。作为能量射线聚合性基团,只要具有与后述的能量射线聚合性化合物所含有的能量射线聚合性官能团相同的基团即可。作为在侧链中具有能量射线聚合性基团的聚合物,可以举出例如使低分子化合物与在侧链中具有反应性官能团X的聚合物反应而制备的聚合物,其中所述低分子化合物具有能够与反应性官能团X反应的官能团Y及能量射线聚合性基团。
(B)固化性成分
固化性成分(B)可以使用热固化性成分及热固化剂、或能量射线聚合性化合物。另外,也可以将它们组合使用。作为热固化性成分,例如优选环氧树脂。
作为环氧树脂,可以使用以往公知的环氧树脂。作为环氧树脂,具体来说,可以举出多官能系环氧树脂、或联苯化合物、双酚A二缩水甘油醚或其氢化物、邻甲酚酚醛清漆环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、亚苯基骨架型环氧树脂等在分子中具有2个官能以上的环氧化合物。它们可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。
在作为固化性成分(B)使用热固化性成分及热固化剂的情况下,在树脂膜形成层中,相对于粘合剂聚合物成分(A)100质量份,优选含有1~1500质量份、更优选含有3~1200质量份的热固化性成分。如果热固化性成分的含量小于1质量份,则会有无法获得足够的粘接性的情况,如果大于1500质量份,则树脂膜形成层与支承片的剥离力变高,会发生树脂膜形成层的转印不良的情况。
热固化剂作为针对热固化性成分、特别是作为针对环氧树脂的固化剂发挥作用。作为优选的热固化剂,可以举出在1个分子中具有2个以上的能够与环氧基反应的官能团的化合物。作为该官能团可以举出苯酚性羟基、醇性羟基、氨基、羧基及酸酐等。它们当中优选举出苯酚性羟基、氨基、酸酐等,更优选举出苯酚性羟基、氨基。
作为苯酚系固化剂的具体的例子,可以举出多官能系酚醛树脂、双酚、酚醛清漆型酚醛树脂、双环戊二烯系酚醛树脂、Xylock型酚醛树脂、芳烷基酚醛树脂。作为胺系固化剂的具体的例子,可以举出DICY(双氰胺)。它们可以单独使用1种,或者混合使用2种以上。
热固化剂的含量相对于热固化性成分100质量份优选为0.1~500质量份,更优选为1~200质量份。如果热固化剂的含量少,则会因固化不足而有无法获得粘接性的情况,如果过剩,则树脂膜形成层的吸湿率升高,会有降低半导体装置的可靠性的情况。
能量射线聚合性化合物含有能量射线聚合性基团,当受到紫外线、电子束等能量射线的照射时就会聚合固化。作为此种能量射线聚合性化合物,具体来说,可以举出三羟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、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯、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、环氧改性丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯及衣康酸低聚物等丙烯酸酯系化合物。此种化合物在分子内具有至少1个聚合性双键,通常来说,重均分子量为100~30000,优选为300~10000左右。在作为固化性成分(B)使用能量射线聚合性化合物的情况下,在树脂膜形成层中,相对于粘合剂聚合物成分(A)100质量份,优选含有1~1500质量份、更优选含有3~1200质量份的能量射线聚合性化合物。
(C)无机填料
无机填料(C)优选是可以提高树脂膜形成层的热扩散率的材料。通过将无机填料(C)配合到树脂膜形成层中可以提高热扩散率,可以有效地扩散安装了贴附有树脂膜形成层的半导体芯片的半导体装置的发热。另外,可以调整固化后的树脂膜中的热膨胀系数,通过相对于半导体芯片、引线框或有机基板等的被粘附体将固化后的树脂膜的热膨胀系数最佳化,可以提高半导体装置的可靠性。进而此外,还可以降低固化后的树脂膜的吸湿率,在加热时维持作为树脂膜的粘接性,可以提高半导体装置的可靠性。另外,所谓热扩散率,是将树脂膜的热导率用树脂膜的比热与比重的乘积相除而得的值,热扩散率越大,则表示具有越加优异的散热特性。
作为无机填料(C),具体来说,可以举出二氧化硅(1.3W/m·K)、氧化锌(54W/m·K)、氧化镁(59W/m·K)、氧化铝(38W/m·K)、钛(21.9W/m·K)、碳化硅(100~350W/m·K)、氮化硼(30~200W/m·K)等粒子、将它们球形化而得的珠子、单晶纤维及玻璃纤维等。另外,括号内的数值表示热导率。
无机填料(C)优选含有各向异性形状粒子(C1)和干扰粒子(C2)。在作为无机填料(C)仅使用各向异性形状粒子(C1)的情况下,在树脂膜形成层的制造工序(例如涂敷工序)中因施加给各向异性形状粒子(C1)的应力或重力,其长轴方向与树脂膜形成层的宽度方向或流动方向大致相同的各向异性形状粒子的比例变高,会有难以获得具有优异的热扩散率的树脂膜形成层的情况。各向异性形状粒子在其长轴方向上显示出良好的热扩散率。因此,在树脂膜形成层中,通过使其长轴方向与树脂膜形成层的厚度方向大致相同的各向异性形状粒子的比例变高,就容易将半导体芯片中产生的热经由树脂膜形成层发散。作为无机填料(C),通过将各向异性形状粒子(C1)和干扰粒子(C2)并用,从而在树脂膜形成层的制造工序中,就可以抑制各向异性形状粒子的长轴方向与树脂膜形成层的宽度方向或流动方向大致相同,能提高其长轴方向与树脂膜形成层的厚度方向大致相同的各向异性形状粒子的比例。其结果是,可以获得具有优异的热扩散率的树脂膜形成层。这是因为,通过在树脂膜形成层中存在干扰粒子(C2),从而各向异性形状粒子(C1)就会靠着干扰粒子(C2)立起地存在,其结果是,各向异性形状粒子的长轴方向与树脂膜形成层的厚度方向大致相同。另外,本发明中所说的“各向异性形状粒子的长轴方向与树脂膜形成层的厚度方向大致相同”,具体来说,是指各向异性形状粒子的长轴方向相对于树脂膜形成层的厚度方向处于-45~45°的范围。
(C1)各向异性形状粒子
各向异性形状粒子(C1)具有各向异性,其具体的形状优选具有选自由板状、针状及鳞片状构成的组中的至少1种形状。作为优选的各向异性形状粒子(C1),可以举出氮化物粒子,作为氮化物粒子,可以举出氮化硼、氮化铝、氮化硅等的粒子。它们当中优选容易获得良好的热传导性的氮化硼粒子。
各向异性形状粒子(C1)的平均粒径为20μm以下,优选为5~20μm,更优选为8~20μm,特别优选为10~15μm。另外,各向异性形状粒子(C1)的平均粒径优选小于后述的干扰粒子(C2)的平均粒径。通过将各向异性形状粒子(C1)的平均粒径如上述那样进行调整,从而树脂膜形成层的热扩散率或制膜性就会提高,并且树脂膜形成层中的各向异性形状粒子(C1)的填充率会提高。各向异性形状粒子(C1)的平均粒径是利用电子显微镜测定随机选择的20个各向异性形状粒子(C1)的长轴直径并采用作为其算术平均值算出的个数平均粒径。
各向异性形状粒子(C1)的粒径分布(CV值)优选为5~40%,更优选为10~30%。通过将各向异性形状粒子(C1)的粒径分布设为上述范围,就可以有效地实现均匀的热传导性。CV值是粒径的偏差的指标,CV值越大,则意味着粒径的偏差越大。在CV值小的情况下,由于粒径一致,因此进入粒子与粒子的间隙的尺寸小的粒子的量变少,难以将无机填料(C)更密地填充,其结果是,会有难以获得具有高的热导率的树脂膜形成层的情况。相反,在CV值大的情况下,会有无机填料(C)的粒径比所制成的树脂膜形成层的厚度大的情况,其结果是,在树脂膜形成层的表面产生凹凸,会有树脂膜形成层的粘接性差的情况。另外,如果CV值过大,则会有难以获得具有均匀的性能的热传导性组合物的情况。此外,各向异性形状粒子(C1)的粒径分布(CV值)可以通过进行电子显微镜观察,对200个以上的粒子测定长轴直径,求出长轴直径的标准偏差,使用上述的平均粒径,算出(长轴直径的标准偏差)/(平均粒径)而求出。
各向异性形状粒子(C1)的纵横比为5以上,优选为5~30,更优选为8~20,进一步优选为10~15。纵横比以各向异性形状粒子(C1)的(长轴数平均直径)/(短轴数平均直径)表示。短轴数平均直径及长轴数平均直径是在透射电子显微镜照片中测定随机选择的20个各向异性形状粒子的短轴直径及长轴直径并采用作为各自的算术平均值算出的个数平均粒径。通过将各向异性形状粒子(C1)的纵横比设为上述范围,就可以通过干扰粒子(C2)来妨碍各向异性形状粒子(C1)的长轴方向与树脂膜形成层的宽度方向或流动方向大致相同,各向异性形状粒子(C1)在树脂膜形成层的厚度方向上形成有效的热传导通道,可以提高热扩散率。
各向异性形状粒子(C1)的比重优选为2~4g/cm3,更优选为2.2~3g/cm3。
各向异性形状粒子(C1)的长轴方向的热导率优选为60~400W/m·K,更优选为100~300W/m·K。通过使用此种各向异性形状粒子,所形成的热传导通道就会具有高的热传导性,其结果是可以获得热扩散率高的树脂膜形成层。
(C2)干扰粒子
干扰粒子(C2)的形状只要是妨碍各向异性形状粒子(C1)的长轴方向与树脂膜形成层的宽度方向或流动方向(与树脂膜形成层平行的方向)成为大致相同的形状,就没有特别限定,其具体的形状优选为球状。作为优选的干扰粒子(C2),可以举出二氧化硅粒子、氧化铝粒子,特别优选氧化铝粒子。
干扰粒子(C2)的平均粒径大于20μm,优选为大于20μm且为50μm以下,更优选为大于20μm且为30μm以下。通过将干扰粒子(C2)的平均粒径设为上述范围,树脂膜形成层的热扩散率或制膜性就会提高,并且树脂膜形成层中的干扰粒子(C2)的填充率会提高。另外,各向异性形状粒子的每单位体积的比表面积大,容易使树脂膜形成层用组合物的粘度升高。这里,在还添加比表面积大的、平均粒径为20μm以下的各向异性形状粒子以外的填料的情况下,树脂膜形成层用组合物的粘度进一步升高,使得树脂膜形成变得困难,或需要通过大量的溶剂稀释,生产率有可能降低。此外,干扰粒子(C2)的平均粒径是利用电子显微镜测定随机选择的20个干扰粒子(C2)的长轴直径并采用作为其算术平均值算出的个数平均粒径。
另外,干扰粒子(C2)的平均粒径优选为后述的树脂膜形成层的厚度的0.6~0.95倍,更优选为0.7~0.9倍。如果干扰粒子(C2)的平均粒径小于树脂膜形成层的厚度的0.6倍,则其长轴方向与树脂膜形成层的宽度方向或流动方向大致相同的各向异性形状粒子(C1)的比例变高,难以形成有效的热传导通道,会有热扩散率降低的情况。另外,如果干扰粒子(C2)的平均粒径大于树脂膜形成层的厚度的0.95倍,则会在树脂膜形成层的表面产生凹凸,会有树脂膜形成层的粘接性差的情况。另外,还会有难以获得具有均匀的性能的热传导性的树脂膜形成层用组合物的情况。
干扰粒子(C2)的粒径分布(CV值)优选为5~40%,更优选为10~30%。通过将干扰粒子(C2)的粒径分布设为上述范围,就可以有效地实现均匀的热传导性。在CV值小的情况下,由于粒径一致,因此进入粒子与粒子的间隙的尺寸小的粒子的量变少,难以将无机填料(C)更密地填充,其结果是,会有难以获得具有高的热导率的树脂膜形成层的情况。相反,在CV值大的情况下,会有无机填料(C)的粒径比所制成的树脂膜形成层的厚度大的情况,其结果是,在树脂膜形成层的表面形成凹凸,从而会有树脂膜形成层的粘接性差的情况。另外,如果CV值过大,则会有难以获得具有均匀的性能的热传导性组合物的情况。此外,干扰粒子(C2)的粒径分布(CV值)可以进行电子显微镜观察,对200个以上的粒子测定长轴直径,求出长轴直径的标准偏差,使用上述的平均粒径,算出(长轴直径的标准偏差)/(平均粒径)而求出。
树脂膜形成层中的无机填料(C)的含有比例,相对于构成树脂膜形成层的全部固体成分,优选为30~80质量%,更优选为40~70质量%,特别优选为50~60质量%。通过将无机填料(C)的含有比例设为上述范围,就可以形成有效的热传导通道,可以提高热扩散率。
在作为无机填料(C)含有各向异性形状粒子(C1)和干扰粒子(C2)的情况下,各向异性形状粒子(C1)与干扰粒子(C2)的重量比率优选为5:1~1:5,更优选为4:1~1:4。
通过将各向异性形状粒子(C1)与干扰粒子(C2)的重量比率设为上述范围,就可以提高其长轴方向与树脂膜形成层的厚度方向大致相同的各向异性形状粒子(C1)的比例。其结果是,可以提高树脂膜形成层的热扩散率。另外,可以抑制树脂膜形成层用组合物的增稠,形成平滑的树脂膜。
另外,树脂膜形成层中的无机填料(C)的浓度优选为30~50体积%,更优选为35~45体积%。
其他的成分
树脂膜形成层除了上述粘合剂聚合物成分(A)、固化性成分(B)及无机填料(C)以外还可以含有下述成分。
(D)着色剂
在树脂膜形成层中,可以配合着色剂(D)。通过配合着色剂,从而在将半导体装置装入设备中时,可以防止从周围的装置中产生的红外线等所致的半导体装置的误动作。在将树脂膜作为保护膜使用的情况下,此种效果尤其有用。作为着色剂,可以使用有机或无机的颜料及染料。它们当中从电磁波或红外线遮蔽性的方面考虑优选黑色颜料。作为黑色颜料,可以使用炭黑、氧化铁、二氧化锰、苯胺黑、活性炭等,但是并不限定于它们。从提高半导体装置的可靠性的观点考虑,特别优选炭黑。着色剂(D)的配合量,相对于构成树脂膜形成层的全部固体成分100质量份优选为0.1~35质量份,更优选为0.5~25质量份,特别优选为1~15质量份。
(E)固化促进剂
固化促进剂(E)是为了调整树脂膜形成层的固化速度而使用的。固化促进剂(E)特别是在作为固化性成分(B)至少使用热固化性成分及热固化剂的情况下,在将环氧树脂和热固化剂并用时可以优选使用。
作为优选的固化促进剂,可以举出三乙烯二胺、苄基二甲胺、三乙醇胺、二甲基氨基乙醇、三(二甲基氨基甲基)苯酚等叔胺类;2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等咪唑类;三丁基膦、二苯基膦、三苯基膦等有机膦类;四苯基硼四苯基膦、四苯基硼三苯基膦等四苯基硼盐等。它们可以单独使用1种,或者混合使用2种以上。
相对于热固化性成分与热固化剂的合计量100质量份,优选以0.01~10质量份、更优选以0.1~5质量份的量含有固化促进剂(E)。通过以上述范围的量含有固化促进剂(E),即使暴露于高温高湿下也具有优异的粘接性,即使在暴露于严酷的回流条件下时,也可以实现高的可靠性。如果固化促进剂(E)的含量少,则会因固化不足而无法获得足够的粘接性,如果过剩,则具有高极性的固化促进剂就会在高温高湿下在树脂膜形成层中向粘接界面侧移动、偏析,从而降低半导体装置的可靠性。
(F)偶联剂
也可以为了提高树脂膜形成层与芯片的粘接性、密合性和/或树脂膜的凝聚性而使用具有与无机物反应的官能团及与有机官能团反应的官能团的偶联剂(F)。另外,通过使用偶联剂(F),可以不损害将树脂膜形成层固化而得的树脂膜的耐热性从而提高其耐水性。
作为偶联剂(F),优选使用其与有机官能团反应的官能团是与粘合剂聚合物成分(A)、固化性成分(B)等所具有的官能团反应的基团的化合物。作为偶联剂(F),优选硅烷偶联剂。作为此种偶联剂可以举出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、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-6-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-6-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-脲基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物、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。它们可以单独使用1种,或者混合使用2种以上。
相对于粘合剂聚合物成分(A)与固化性成分(B)的合计100质量份,通常以0.1~20质量份、优选以0.2~10质量份、更优选以0.3~5质量份的比例含有偶联剂(F)。如果偶联剂(F)的含量小于0.1质量份,则有可能无法获得上述的效果,如果大于20质量份,则有可能导致排出气体(outgas)。
(G)光聚合引发剂
树脂膜形成层在作为固化性成分(B)并含有能量射线聚合性化合物的情况下,在其使用时,照射紫外线等能量射线而使能量射线聚合性化合物固化。此时,通过使构成树脂膜形成层的组合物中含有光聚合引发剂(G),可以减少聚合固化时间及光线照射量。
作为此种光聚合引发剂(G),具体来说,可以举出二苯甲酮、苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、苯偶姻苯甲酸、苯偶姻苯甲酸甲酯、苯偶酰二甲基缩酮、2,4-二乙基噻吨酮、α-羟基环己基苯基甲酮、苄基二苯基硫醚、一硫化四甲基秋兰姆、偶氮二异丁腈、苯偶酰、联苯偶酰、二乙酰、1,2-二苯基甲烷、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦及β-氯蒽醌等。光聚合引发剂(G)可以单独使用1种,或者组合使用2种以上。
光聚合引发剂(G)的配合比例,相对于能量射线聚合性化合物100质量份优选含有0.1~10质量份,更优选含有1~5质量份。如果小于0.1质量份,则会因光聚合的不足而有无法获得令人满意的转印性的情况,如果大于10质量份,则会生成不参与光聚合的残留物,从而会有树脂膜形成层的固化性不足的情况。
(H)交联剂
为了调节树脂膜形成层的初期粘接力及凝聚力,也可以添加交联剂。作为交联剂(H)可以举出有机多元异氰酸酯化合物、有机多元亚胺化合物等。
作为有机多元异氰酸酯化合物,可以举出芳香族多元异氰酸酯化合物、脂肪族多元异氰酸酯化合物、脂环族多元异氰酸酯化合物及这些有机多元异氰酸酯化合物的三聚物、以及使这些有机多元异氰酸酯化合物与多元醇化合物反应而得的末端异氰酸酯氨基甲酸酯预聚物等。
作为有机多元异氰酸酯化合物,具体来说,可以举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、1,3-亚二甲苯基二异氰酸酯、1,4-二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二苯基甲烷-2,4’-二异氰酸酯、3-甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、六甲撑二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二环己基甲烷-2,4’-二异氰酸酯、三羟甲基丙烷加成甲苯二异氰酸酯及赖氨酸异氰酸酯。
作为有机多元亚胺化合物,具体来说,可以举出N,N’-二苯基甲烷-4,4’-双(1-氮丙啶甲酰胺)、三羟甲基丙烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯、四羟甲基甲烷-三-β-氮丙啶基丙酸酯及N,N’-甲苯-2,4-双(1-氮丙啶甲酰胺)三乙撑三聚氰胺等。
相对于粘合剂聚合物成分(A)100质量份,通常以0.01~20质量份、优选以0.1~10质量份、更优选以0.5~5质量份的比率使用交联剂(H)。
(I)通用添加剂
在树脂膜形成层中,除了上述的以外,也可以根据需要配合各种添加剂。作为各种添加剂,可以举出调平剂、增塑剂、防静电干扰剂、抗氧化剂、离子捕捉剂、吸杂剂、链转移剂等。
由如上所述的各成分构成的树脂膜形成层具有粘接性和固化性,通过在未固化状态下按压到半导体晶片、芯片等上,或在加热的同时按压来进行粘接。此后经过固化最终可以提供耐冲击性高的树脂膜,粘接强度也优异,即使在严酷的高温高湿条件下也可以保持充分的保护功能。本发明中,优选将上述的树脂膜形成层作为用于将半导体芯片固定在基板或其他半导体芯片上的薄膜状粘接剂、半导体晶片或半导体芯片的保护膜使用。此外,树脂膜形成层也可以是单层结构,另外只要含有1层以上的包含上述成分的层,则也可以是多层结构。
树脂膜形成层的热扩散率为2×10-6m2/s以上,优选为2.5×10-6~5×10-6m2/s,更优选为4×10-6~5×10-6m2/s。另外,固化后的树脂膜形成层(树脂膜)的热扩散率优选为2×10-6m2/s以上,更优选为2.5×10-6~5×10-6m2/s,特别优选为4×10-6~5×10-6m2/s。如果树脂膜形成层的热扩散率小于2×10-6m2/s,则会有由于半导体装置的发热,出现半导体装置变形而成为造成故障或破损的原因、或者导致半导体装置的运算速度的降低或误动作而降低半导体装置的可靠性的情况。通过将树脂膜形成层或树脂膜的热扩散率设为上述范围,可以提高半导体装置的散热特性,制造具有优异的可靠性的半导体装置。
作为树脂膜形成层的散热特性的指标,除了热扩散率以外,还可以使用热导率,固化后的树脂膜形成层(树脂膜)的热导率优选为4~15W/m·K,更优选为5~10W/m·K。
(芯片用树脂膜形成用片材)
树脂膜形成层是将以适当的比例将上述各成分在适当的溶剂中混合而成的树脂膜形成用组合物涂敷在支承片上并干燥而得。另外,也可以将树脂膜形成用组合物涂敷在不同于支承片的其他的工序薄膜上并干燥而成膜,将其向支承片上转印。
本发明的芯片用树脂膜形成用片材是在支承片上可以剥离地形成上述树脂膜形成层而成。本发明的芯片用树脂膜形成用片材的形状可以采用带状、标签状等所有的形状。
作为支承片,例如可以使用聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚丁二烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、氯乙烯共聚物薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯薄膜、聚氨酯薄膜、乙烯乙酸乙烯酯共聚物薄膜、离聚物树脂薄膜、乙烯·(甲基)丙烯酸共聚物薄膜、乙烯·(甲基)丙烯酸酯共聚物薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、氟树脂薄膜等薄膜。另外也可以使用它们的交联薄膜。进而还可以是它们的层叠薄膜。另外,也可以使用将它们着色了的薄膜。
在本发明的芯片用树脂膜形成用片材中,在其使用时将支承片剥离,将树脂膜形成层向半导体晶片或芯片转印。特别是在树脂膜形成层的热固化后剥离支承片的情况下,由于支承片需要耐受树脂膜形成层的热固化时的加热,因此优选使用耐热性优异的退火处理聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚酰亚胺薄膜。为了使得树脂膜形成层与支承片之间的剥离容易,支承片的表面张力优选为40mN/m以下,更优选为37mN/m以下,特别优选为35mN/m以下。下限值通常为25mN/m左右。此种表面张力低的支承片可以通过适当地选择材质而获得,另外也可以通过在支承片的表面涂敷剥离剂来实施剥离处理而获得。
作为剥离处理中所用的剥离剂,可以使用醇酸系、硅酮系、氟系、不饱和聚酯系、聚烯烃系、石蜡系等,但是因为尤其醇酸系、硅酮系、氟系的剥离剂具有耐热性而优选。
为了使用上述的剥离剂对片材的表面进行剥离处理,只要将剥离剂直接不用溶剂地、或进行溶剂稀释或乳化后通过凹版涂敷机、迈耶绕线棒涂敷机、气刀涂敷机、辊涂机等涂敷,在常温或加热下固化或电子束固化,利用湿式压膜或干式压膜、热熔融压膜、熔融挤出压膜、共挤出加工等形成层叠体即可。
另外,树脂膜形成层也可以层叠在设于支承片上的再剥离性胶粘剂层上。再剥离性胶粘剂层既可以使用具有可以剥离树脂膜形成层的程度的粘合力的弱粘附性的材料,也可以使用因能量射线照射而粘合力降低的能量射线固化性的材料。另外,在使用能量射线固化性的再剥离性胶粘剂层的情况下,对树脂膜形成层层叠的区域预先进行能量射线照射,降低粘附性,而另一方面,其他的区域不进行能量射线照射,例如以向夹具的粘接为目的,也仍然可以维持高粘合力。要仅对其他的区域不进行能量射线照射,例如只要在基材的与其他的区域对应的区域通过印刷等设置能量射线遮蔽层,从基材侧进行能量射线照射即可。再剥离性胶粘剂层可以通过以往公知的各种胶粘剂(例如橡胶系、丙烯酸系、硅酮系、聚氨酯系、乙烯基醚系等通用胶粘剂)来形成。再剥离性胶粘剂层的厚度没有特别限定,然而通常为1~50μm,优选为3~20μm。
支承片的厚度通常为10~500μm,优选为15~300μm,特别优选为20~250μm。
树脂膜形成层的厚度优选为20~60μm,更优选为25~50μm,特别优选为30~45μm。另外,树脂膜形成层的厚度优选比干扰粒子(C2)的平均粒径大2~5μm。
此外,在芯片用树脂膜形成用片材的使用前,为了保护树脂膜形成层,也可以在树脂膜形成层的上表面层叠不同于所述支承片的轻剥离性的剥离薄膜。
此种芯片用树脂膜形成用片材的树脂膜形成层可以作为薄膜状粘接剂发挥作用。薄膜状粘接剂通常用于贴附在半导体晶片的任一面,经过划片工序切断为各个芯片后,载放(小片键合)在基板等上,经过固化工序后粘接固定半导体芯片。此种薄膜状粘接剂有时被称作小片粘合膜(die attachment film)。将本发明中的树脂膜形成层作为薄膜状粘接剂使用的半导体装置由于散热特性优异,因而可以抑制其可靠性的降低。
另外,芯片用树脂膜形成用片材的树脂膜形成层可以作为保护膜。将树脂膜形成层贴附在倒装方式的芯片用半导体晶片或半导体芯片的背面,通过适当的方式使之固化而作为密封树脂的替代物具有保护半导体芯片的功能。在贴附在半导体晶片上的情况下,由于保护膜具有加强晶片的功能,因而可以防止晶片的破损等。另外,以本发明中的树脂膜形成层作为保护膜的半导体装置由于散热特性优异,因而可以抑制其可靠性的降低。
(半导体装置的制造方法)
下面,对于本发明的芯片用树脂膜形成用片材的利用方法,以将该片材应用于半导体装置的制造中的情况为例进行说明。
本发明的半导体装置的制造方法优选向在表面形成有电路的半导体晶片的背面,贴附上述芯片用树脂膜形成用片材的树脂膜形成层,其后,得到在背面具有树脂膜的半导体芯片。该树脂膜优选为半导体晶片或半导体芯片的保护膜。另外,本发明的半导体芯片的制造方法的特征在于,优选还包含以下的工序(1)~(3),以任意的顺序进行工序(1)~(3)。
工序(1):将树脂膜形成层或树脂膜与支承片剥离、
工序(2):将树脂膜形成层固化而得到树脂膜、
工序(3):对半导体晶片和树脂膜形成层或树脂膜进行划片。
半导体晶片既可以是硅晶片,此外也可以是镓、砷等的化合物半导体晶片。晶片表面上的电路的形成可以通过包括蚀刻法、剥离(lift-off)法等以往所通用的方法的各种方法来进行。然后,研削半导体晶片的电路面的相反一面(背面)。研削方法没有特别限定,也可以由使用了减薄机(grinder)等的公知的方式来进行研削。在背面研削时,为了保护表面的电路而在电路面贴附被称作表面保护片的粘合片。背面研削是将晶片的电路面侧(即表面保护片侧)通过卡盘工作台(chuck table)等固定,通过减薄机研削没有形成电路的背面侧。晶片的研削后的厚度没有特别限定,但通常为20~500μm左右。
其后,根据需要,去除在背面研削时产生的破碎层。破碎层的去除是通过化学蚀刻、等离子体蚀刻等来进行。
然后,在半导体晶片的背面,贴附上述芯片用树脂膜形成用片材的树脂膜形成层。其后,以任意的顺序进行工序(1)~(3)。对于该工艺的详细情况,详述于日本特开2002-280329号公报中。作为一例,对依照工序(1)、(2)、(3)的顺序进行的情况进行说明。
首先,向在表面形成有电路的半导体晶片的背面,贴附上述芯片用树脂膜形成用片材的树脂膜形成层。然后从树脂膜形成层中剥离支承片,得到半导体晶片与树脂膜形成层的层叠体。然后将树脂膜形成层固化,在晶片的整个面形成树脂膜。在树脂膜形成层中作为固化性成分(B)使用热固化性成分及热固化剂的情况下,通过热固化将树脂膜形成层固化。在作为固化性成分(B)配合有能量射线聚合性化合物的情况下,可以通过能量射线照射来进行树脂膜形成层的固化,在将热固化性成分及热固化剂与能量射线聚合性化合物并用的情况下,可以同时进行借助加热及能量射线照射的固化,也可以逐次地进行。作为所照射的能量射线,可以举出紫外线(UV)或电子束(EB)等,优选使用紫外线。其结果是,在晶片背面形成由固化树脂构成的树脂膜,与单独使用晶片的情况相比强度提高,因此可以减少变薄了的晶片的处置时的破损。另外,通过形成热扩散率高的树脂膜,可以赋予优异的散热特性。另外,与在晶片或芯片的背面直接涂敷树脂膜用的涂敷液并被膜化的涂覆法相比,树脂膜的厚度的均匀性优异。
然后,将半导体晶片与树脂膜的层叠体按照形成于晶片表面的每个电路进行划片。以将晶片与树脂膜一起切断的方式进行划片。通过使用了切断薄片(dicing sheet)的常用方法来进行晶片的划片。其结果是,可以获得在背面具有树脂膜的半导体芯片。
最后,通过利用夹头(collet)等通用机构来拾取经过划片的芯片,就可以得到在背面具有树脂膜的半导体芯片。根据此种本发明,可以在芯片背面简便地形成厚度的均匀性高的树脂膜,难以产生划片工序或封装后的裂纹。进而,由于可以对所得的半导体装置赋予优异的散热特性,因此可以抑制其可靠性降低的情况。此后,通过将半导体芯片以倒装方式安装在规定的基台上就可以制造半导体装置。另外,也可以通过将在背面具有树脂膜的半导体芯片粘接在小片焊盘(diepad)部或其他半导体芯片等其他构件上(芯片搭载部上),来制造半导体装置。
另外,使用了本发明的芯片用树脂膜形成用片材的另外的半导体装置的制造方法优选包含如下的工序,即,将该片材的树脂膜形成层贴附在半导体晶片上,对该半导体晶片进行划片而制成半导体芯片,在该半导体芯片的任一面粘着残存该树脂膜形成层并从支承片中剥离,将该半导体芯片隔着该树脂膜形成层载放在小片焊盘部上、或其他半导体芯片上。作为一例,对在芯片的背面贴附树脂膜形成层的制造方法说明如下。
首先,将环状框架及半导体晶片的背面侧载放于本发明的芯片用树脂膜形成用片材的树脂膜形成层上,轻轻地按压,将半导体晶片固定。此时,在室温下不具有粘性的情况下也可以适当地加温(虽然不是限定,但优选为40~80℃)。然后,在树脂膜形成层中作为固化性成分(B)配合有能量射线聚合性化合物的情况下,也可以从支承片侧向树脂膜形成层照射能量射线,将树脂层形成层预备性地固化,提高树脂膜形成层的凝聚力,降低树脂膜形成层与支承片之间的粘接力。然后,使用划片机(dicing saw)等切断机构,切断上述的半导体晶片而得到半导体芯片。此时的切断深度设为将半导体晶片的厚度与树脂膜形成层的厚度的合计及划片机的磨损量相加而得的深度。而且,能量射线照射可以在半导体晶片的贴附后、半导体芯片的剥离(拾取)前的任意一个阶段进行,例如可以在划片之后进行,另外也可以在下述的延展工序之后进行。此外还可以将能量射线照射分为数次地进行。
然后,当根据需要进行芯片用树脂膜形成用片材的延展时,半导体芯片间隔就会扩张,可以更加容易地进行半导体芯片的拾取。此时,在树脂膜形成层与支承片之间产生偏移,树脂膜形成层与支承片之间的粘接力减小,半导体芯片的拾取性提高。当像这样进行半导体芯片的拾取时,就可以将被切断了的树脂膜形成层粘着残存于半导体芯片背面并从支承片剥离。
然后,隔着树脂膜形成层将半导体芯片载放于引线框的小片焊盘上或其他半导体芯片(下段芯片)表面(以下,将搭载芯片的小片焊盘或下段芯片表面记作“芯片搭载部”)。芯片搭载部在载放半导体芯片前加热或在刚刚载放后被加热。加热温度通常为80~200℃,优选为100~180℃,加热时间通常为0.1秒~5分钟,优选为0.5秒~3分钟,载放时的压力通常为1kPa~200MPa。
在将半导体芯片载放于芯片搭载部上后,也可以根据需要再进行加热。此时的加热条件为上述加热温度的范围,加热时间通常为1~180分钟,优选为10~120分钟。
另外,也可以不进行载放后的加热处理而设为临时粘接状态,利用在封装制造中通常进行的树脂密封中的加热使树脂膜形成层固化。通过经过此种工序,树脂膜形成层就会固化,可以得到牢固地粘接有半导体芯片与芯片搭载部的半导体装置。由于树脂膜形成层在小片键合条件下是流动化的,因此也会充分地嵌入到芯片搭载部的凹凸中,从而可以防止空洞的产生,半导体装置的可靠性变高。另外,由于树脂膜形成层的热扩散率高,因此半导体装置具有优异的散热特性,可以抑制其可靠性降低。
本发明的芯片用树脂膜形成用片材除了如上所述的使用方法以外,还可以用于半导体化合物、玻璃、陶瓷、金属等的粘接中。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行说明,然而本发明并不限定于这些实施例。此外,在以下的实施例及比较例中,如下所示地进行<热扩散率测定>。
<热扩散率测定>
(固化前)
裁断树脂膜形成层(厚度:40μm)而得到各片为1cm的正方形的试样。然后,使用热导率测定装置(ai-phase公司制ai-Phase Mobile 1u),测定出该试样的热导率。其后,根据该试样的比热和比重算出该试样的热扩散率,作为树脂膜形成层的热扩散率。将热扩散率为2×10-6m2/s以上的情况设为“良好”,将小于2×10-6m2/s的情况设为“不良”。
(固化后)
裁断树脂膜形成层(厚度:40μm)而得到各片为1cm的正方形的试样。然后,将该试样加热(130℃、2小时)而使之固化后,使用热导率测定装置(ai-phase公司制ai-Phase Mobile 1u),测定出该试样的热导率。其后,根据该试样的比热和比重算出该试样的热扩散率,作为树脂膜的热扩散率。将热扩散率为2×10-6m2/s以上的情况设为“良好”,将小于2×10-6m2/s的情况设为“不良”。
<树脂膜形成层用组合物>
将构成树脂膜形成层的各成分表示如下。
(A)粘合剂聚合物成分:甲基丙烯酸甲基85质量份与丙烯酸2-羟基乙基15质量份的共聚物(重均分子量:40万、玻璃化温度:6℃)
(B)固化性成分:
(B1)双酚A型环氧树脂(环氧基当量180~200g/eq)
(B2)双环戊二烯型环氧树脂(大日本油墨化学工业(株)制EPICLONHP-7200HH)
(B3)双氰胺(旭电化制Adeka Hardener 3636AS)
(C)无机填料:
(C1)氮化硼粒子(昭和电工(株)制UHP-2、形状:板状、平均粒径11.8μm、纵横比11.2、长轴方向的热导率200W/m·K、比重2.3g/cm3)
(C2)氧化铝填料(昭和电工(株)制CB-A30S、形状:球状、平均粒径30μm、比重4.0g/cm3)
(D)着色剂:黑色颜料(炭黑、三菱化学公司制#MA650、平均粒径28nm)
(E)固化促进剂:2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑(四国化成工业公司制Curezol 2PHZ-PW)
(F)偶联剂:A-1110(日本Unicar公司制)
(实施例及比较例)
将上述各成分以表1中所述的量配合,得到树脂膜形成用组合物。将所得的组合物的甲乙酮溶液(固体成分浓度61重量%)以干燥后达到40μm(仅比较例3为60μm)的厚度的方式涂敷在利用硅酮进行了剥离处理的支承片(LINTEC株式会社制SP-PET381031、厚38μm)的剥离处理面上,进行干燥(干燥条件:在烤炉中110℃、1分钟),在支承片上形成树脂膜形成层,得到芯片用树脂膜形成用片材。
[表1]
[表1]
单位:质量份(固体成分换算值)
对所得的芯片用树脂膜形成用片材的树脂膜形成层,进行了<热扩散率测定>。将结果表示于表2中。
[表2]
[表2]
实施例的芯片用树脂膜形成用片材的树脂膜形成层显示出优异的热扩散率。所以,通过使用具有支承片和形成于该支承片上的树脂膜形成层且该树脂膜形成层含有粘合剂聚合物成分(A)、固化性成分(B)及无机填料(C)、该树脂膜形成层的热扩散率为2×10-6m2/s以上的芯片用树脂膜形成用片材,可以获得高可靠性的半导体装置。
Claims (11)
1.一种芯片用树脂膜形成用片材,
其具有支承片和形成于该支承片上的树脂膜形成层,
该树脂膜形成层含有粘合剂聚合物成分(A)、固化性成分(B)及无机填料(C),
该树脂膜形成层的热扩散率为2×10-6m2/s以上。
2.根据权利要求1所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
该树脂膜形成层含有30~60质量%的无机填料(C)。
3.根据权利要求1或2所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
无机填料(C)含有纵横比为5以上且平均粒径为20μm以下的各向异性形状粒子(C1)、以及平均粒径大于20μm的干扰粒子(C2)。
4.根据权利要求3所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
各向异性形状粒子(C1)的长轴方向上的热导率为60~400W/m·K。
5.根据权利要求3或4所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
各向异性形状粒子(C1)为氮化物粒子。
6.根据权利要求3~5中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
干扰粒子(C2)的平均粒径为树脂膜形成层的厚度的0.6~0.95倍。
7.根据权利要求3~6中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
各向异性形状粒子(C1)与干扰粒子(C2)的重量比率为5:1~1:5。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
该树脂膜形成层的厚度为20~60μm。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
树脂膜形成层作为用于将半导体芯片固定在基板或其他半导体芯片上的薄膜状粘接剂发挥作用。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材,其中,
树脂膜形成层为半导体晶片或芯片的保护膜。
11.一种半导体装置的制造方法,其使用权利要求1~10中任一项所述的芯片用树脂膜形成用片材。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012050787 | 2012-03-07 | ||
JP2012-050787 | 2012-03-07 | ||
PCT/JP2013/055981 WO2013133268A1 (ja) | 2012-03-07 | 2013-03-05 | チップ用樹脂膜形成用シート |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104160491A true CN104160491A (zh) | 2014-11-19 |
CN104160491B CN104160491B (zh) | 2018-05-11 |
Family
ID=49116743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201380012849.4A Active CN104160491B (zh) | 2012-03-07 | 2013-03-05 | 芯片用树脂膜形成用片材 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6239498B2 (zh) |
KR (3) | KR101584473B1 (zh) |
CN (1) | CN104160491B (zh) |
TW (1) | TWI600738B (zh) |
WO (1) | WO2013133268A1 (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106065243A (zh) * | 2015-04-24 | 2016-11-02 | 日东电工株式会社 | 密封用树脂片及电子器件装置 |
CN111372771A (zh) * | 2017-12-08 | 2020-07-03 | 积水化学工业株式会社 | 叠层体以及电子装置 |
CN112582283A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
CN112582282A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
CN112582281A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
CN114269848A (zh) * | 2019-08-26 | 2022-04-01 | 富士胶片株式会社 | 导热材料形成用组合物、导热材料、导热片、带导热层的器件 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6683563B2 (ja) * | 2015-07-21 | 2020-04-22 | 積水化学工業株式会社 | 接着シート |
JP2018139326A (ja) * | 2018-05-31 | 2018-09-06 | 日東電工株式会社 | 電子デバイス装置の製造方法 |
PL3702400T3 (pl) * | 2019-02-27 | 2021-12-06 | Röhm Gmbh | Etykiety zapobiegające fałszowaniu do zastosowań wysokotemperaturowych |
WO2023248380A1 (ja) * | 2022-06-22 | 2023-12-28 | 三菱電機株式会社 | 熱伝導性樹脂組成物、熱伝導性シートおよびその製造方法、熱伝導性硬化物およびその製造方法、パワーモジュール、ならびに、モータのステータ |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3005324B2 (ja) * | 1991-07-09 | 2000-01-31 | 東洋高砂乾電池株式会社 | 高熱放散材組成物 |
JP3378374B2 (ja) * | 1993-09-14 | 2003-02-17 | 株式会社東芝 | 樹脂封止型半導体装置の製造方法、樹脂封止型半導体装置及び封止用樹脂シート |
KR950010029A (ko) * | 1993-09-14 | 1995-04-26 | 사토 후미오 | 수지 밀봉형 반도체장치 및 그 제조방법 |
JP2002030223A (ja) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Sekisui Chem Co Ltd | 熱伝導性樹脂組成物 |
JP2002069392A (ja) | 2000-08-31 | 2002-03-08 | Polymatech Co Ltd | 熱伝導性接着フィルムおよびその製造方法ならびに電子部品 |
JP5134747B2 (ja) * | 2000-11-28 | 2013-01-30 | 日立化成工業株式会社 | 接着フィルム及び半導体装置 |
JP3544362B2 (ja) | 2001-03-21 | 2004-07-21 | リンテック株式会社 | 半導体チップの製造方法 |
JP2010235953A (ja) | 2002-05-02 | 2010-10-21 | Three M Innovative Properties Co | 熱伝導性シート並びにその製造方法 |
JP4089636B2 (ja) * | 2004-02-19 | 2008-05-28 | 三菱電機株式会社 | 熱伝導性樹脂シートの製造方法およびパワーモジュールの製造方法 |
JP2005281467A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Toshiba Corp | 高熱伝導性樹脂、および部材、ならびにそれらを用いた電気機器および半導体装置 |
JP4812391B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2011-11-09 | 昭和電工株式会社 | 熱伝導性樹脂組成物、その構造体及びその用途 |
JP4893046B2 (ja) * | 2006-03-22 | 2012-03-07 | 東レ株式会社 | 電子機器用接着剤組成物、それを用いた電子機器用接着剤シート |
JP5005258B2 (ja) | 2006-05-23 | 2012-08-22 | リンテック株式会社 | 粘接着剤組成物、粘接着シートおよび半導体装置の製造方法 |
JP5407601B2 (ja) * | 2008-09-01 | 2014-02-05 | 油化電子株式会社 | 熱伝導成形体 |
JP5332464B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2013-11-06 | 住友ベークライト株式会社 | 樹脂組成物および樹脂組成物を使用して作製した半導体装置 |
JP5308859B2 (ja) * | 2008-10-20 | 2013-10-09 | 株式会社カネカ | 高耐光性高熱伝導性照明器具用樹脂成形体 |
US20100252961A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-07 | 3M Innovative Properties Company | Optical film replication on low thermal diffusivity tooling with conformal coating |
JP2011162706A (ja) * | 2010-02-12 | 2011-08-25 | Nitto Denko Corp | 熱伝導性粘着シートの製造方法 |
JP5742375B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2015-07-01 | 東レ株式会社 | 電子機器用接着剤組成物およびそれを用いた電子機器用接着剤シート |
JP5023179B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2012-09-12 | リンテック株式会社 | チップ用樹脂膜形成用シートおよび半導体チップの製造方法 |
JP6182967B2 (ja) * | 2013-05-09 | 2017-08-23 | 日立化成株式会社 | 半導体素子用高熱伝導性接着フィルム |
-
2013
- 2013-03-05 KR KR1020147022175A patent/KR101584473B1/ko active IP Right Grant
- 2013-03-05 JP JP2014503852A patent/JP6239498B2/ja active Active
- 2013-03-05 WO PCT/JP2013/055981 patent/WO2013133268A1/ja active Application Filing
- 2013-03-05 KR KR1020167000118A patent/KR20160006801A/ko not_active Application Discontinuation
- 2013-03-05 KR KR1020167003119A patent/KR101969991B1/ko active IP Right Grant
- 2013-03-05 CN CN201380012849.4A patent/CN104160491B/zh active Active
- 2013-03-07 TW TW102107987A patent/TWI600738B/zh active
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106065243A (zh) * | 2015-04-24 | 2016-11-02 | 日东电工株式会社 | 密封用树脂片及电子器件装置 |
CN111372771A (zh) * | 2017-12-08 | 2020-07-03 | 积水化学工业株式会社 | 叠层体以及电子装置 |
US11798863B2 (en) | 2017-12-08 | 2023-10-24 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Laminate and electronic device |
CN114269848A (zh) * | 2019-08-26 | 2022-04-01 | 富士胶片株式会社 | 导热材料形成用组合物、导热材料、导热片、带导热层的器件 |
CN112582283A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
CN112582282A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
CN112582281A (zh) * | 2019-09-29 | 2021-03-30 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
CN112582282B (zh) * | 2019-09-29 | 2023-07-25 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
CN112582281B (zh) * | 2019-09-29 | 2023-08-25 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
CN112582283B (zh) * | 2019-09-29 | 2023-11-21 | 矽磐微电子(重庆)有限公司 | 半导体封装方法及半导体封装结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2013133268A1 (ja) | 2015-07-30 |
TWI600738B (zh) | 2017-10-01 |
CN104160491B (zh) | 2018-05-11 |
KR20140128999A (ko) | 2014-11-06 |
TW201402758A (zh) | 2014-01-16 |
KR101969991B1 (ko) | 2019-04-17 |
KR20160006801A (ko) | 2016-01-19 |
KR101584473B1 (ko) | 2016-01-11 |
KR20160018876A (ko) | 2016-02-17 |
JP6239498B2 (ja) | 2017-11-29 |
WO2013133268A1 (ja) | 2013-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104160491A (zh) | 芯片用树脂膜形成用片材 | |
CN102834903B (zh) | 芯片用树脂膜形成用片材及半导体芯片的制造方法 | |
CN105074878B (zh) | 保护膜形成用复合片 | |
CN104937712B (zh) | 保护膜形成用膜及保护膜形成用复合片 | |
CN104541360B (zh) | 带保护膜形成层的切割片和芯片的制造方法 | |
CN104040696A (zh) | 带有保护膜形成层的切割片及芯片的制造方法 | |
CN104837942B (zh) | 保护膜形成用膜 | |
CN104271694A (zh) | 带粘接性树脂层的片和半导体装置的制造方法 | |
CN105683319A (zh) | 半导体接合用粘接片及半导体装置的制造方法 | |
CN103571367B (zh) | 一种晶圆减薄压敏胶及其制备方法 | |
CN103797567A (zh) | 具有保护膜形成层的切割膜片和芯片的制造方法 | |
CN104797423B (zh) | 带固化性树脂膜形成层的片材以及使用了该片材的半导体装置的制造方法 | |
CN105452408A (zh) | 树脂膜形成用复合片 | |
CN105706228A (zh) | 保护膜形成用组合物、保护膜形成用片、以及带有保护膜的芯片 | |
CN101275062A (zh) | 粘合剂组合物、粘合片以及半导体装置的制造方法 | |
CN102618178B (zh) | 半导体用粘接剂组合物、半导体用粘接片及半导体装置的制造方法 | |
CN101407700A (zh) | 胶粘剂膜组合物、胶粘剂膜以及划片晶粒粘结膜 | |
CN104838489A (zh) | 保护膜形成用组合物、保护膜形成用片、以及带有固化保护膜的芯片 | |
CN105339168A (zh) | 保护膜形成用复合片、带有保护膜的芯片、以及带有保护膜的芯片的制造方法 | |
JP2014179593A (ja) | 半導体素子用封止シート、半導体装置及び半導体装置の製造方法 | |
JP2012158653A (ja) | チップ用保護膜形成用シート、半導体チップの製造方法および半導体装置 | |
CN105658422B (zh) | 树脂膜形成用片材 | |
CN107210205A (zh) | 树脂膜形成用复合片、以及带树脂膜的芯片的制造方法 | |
CN104871310B (zh) | 芯片用树脂膜形成用片及半导体装置的制造方法 | |
WO2020175428A1 (ja) | 第1保護膜付きワーク加工物の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |