CN106575625A - 膜状粘接剂、使用膜状粘接剂的半导体封装及其制造方法 - Google Patents

膜状粘接剂、使用膜状粘接剂的半导体封装及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供于半导体芯片的多段层叠化中即使以高温短时间进行固化时亦可降低孔洞发生的膜状粘接剂、使用膜状粘接剂的半导体封装及其制造方法。本发明的膜状粘接剂的特征为含有环氧树脂(A)、环氧树脂固化剂(B)、苯氧树脂(C)、二氧化硅填充剂(D)，所述二氧化硅填充剂(D)的含量，相对于所述环氧树脂(A)、所述环氧树脂固化剂(B)、所述苯氧树脂(C)及二氧化硅填充剂(D)的合计量，为30～70质量％，且自室温以5℃/分钟的升温速度升温时，于超过120℃且180℃以下的范围显示200～10000Pa﹒s的范围的最低熔融粘度，基于JIS K6911所规定的热板法的于180℃下的凝胶化时间为1～200秒。

Description

膜状粘接剂、使用膜状粘接剂的半导体封装及其制造方法
技术领域
本发明涉及膜状粘接剂、使用膜状粘接剂的半导体封装及其制造方法。
现有技术
近年来，多段层叠芯片的堆栈MCP(Multi Chip Package，多芯片封装)已普及，且已搭载作为移动电话、行动影音设备用的内存封装。另外，随着移动电话等的多功能化，封装亦朝高密度化、高集成化进展。伴随此，而进行芯片的多段层叠化。
此种内存体封装的制造过程中的布线基板与半导体芯片、半导体芯片之间的粘接使用糊状、或膜状粘接剂(芯片贴合膜(Die Attach Film))，但通常使用不易因树脂流动或树脂浮起等而对半导体芯片或线突块等其他构件造成污染的芯片贴合膜。
使用芯片贴合膜的半导体芯片的安装中，由于布线基板、半导体芯片表面未必为平滑状态，故在芯片贴合工序中有时与被粘物的界面会夹带空气。夹带的空气(孔洞)不仅使加热固化后的粘接力下降，且亦成为封装龟裂的原因。为了不夹带孔洞，对降低安装时的芯片贴合膜粘度、使其充分追随表面凹凸的面、其后进行热固化后使用的热固化型芯片贴合膜的要求渐高。
使用热固化型芯片贴合膜的封装的半导体芯片的多段层叠化中，为了缩短制造工艺，需要缩短固化时间。通过提高固化温度，亦使热固化型芯片贴合膜中所含的热固化性树脂的固化速度加速，虽能够缩短固化时间，但固化工序中芯片贴合膜内部容易出现成为封装龟裂等的原因的孔洞。对于成为该问题的孔洞中在芯片接合时进入的最大宽度小于300μm左右的微小孔洞(参照图8(A))，若直接以该大小使芯片贴合膜固化，尽管实用上不会有问题，但通过在高温下使芯片贴合膜固化，固化时预测会发生扩大到最大宽度500μm左右以上(参照图8(B))。此时的孔洞的易于扩散度，推测起因于：(i)固化时的芯片贴合膜的低熔融粘度性，(ii)芯片贴合膜的慢固化性。
作为过去的热固化性芯片贴合膜，揭示有最低熔融粘度为2000Pa·s以下，且最低熔融粘度在50～170℃的温度范围内的粘接膜(参照专利文献1)。该粘接膜由于具有上述粘度特性，故可提高低温下的粘接性及对基板等表面的微细凹凸的粘接膜追随性，但并非着眼于芯片贴合膜的固化速度，由于并未改善慢固化性，故固化中易发生成为封装龟裂等的原因的孔洞而有问题。
另外，亦揭示包含环氧树脂、固化剂及发烟二氧化硅粒子，在70～120℃的温度范围内的最低熔融粘度为2500～10000Pa·s的范围内的粘接膜(参照专利文献2)。然而，并未着眼于芯片贴合膜的固化所需的超过120℃的温度区域中的熔融粘度，另外，由于发烟二氧化硅的含量少，故导致在超过120℃的温度区域中的熔融粘度下降，容易发生成为封装龟裂等的原因的孔洞而有问题。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本特开2007-103954号公报
[专利文献2]日本特开2010-28087号公报
发明内容
[发明所要解决的课题]
因此，本发明的目的在于提供于半导体芯片的多段层叠化中即使以高温短时间进行固化时，亦可降低孔洞发生的膜状粘接剂、使用膜状粘接剂的半导体封装及其制造方法。
[用以解决课题的手段]
为解决上述课题，本发明的膜状粘接剂的特征为含有环氧树脂(A)、环氧树脂固化剂(B)、苯氧树脂(C)、二氧化硅填充剂(D)，所述二氧化硅填充剂(D)的含量，相对于所述环氧树脂(A)、所述环氧树脂固化剂(B)、所述苯氧树脂(C)及二氧化硅填充剂(D)的合计量，为30～70质量％，且自室温以5℃/分钟的升温速度升温时，于超过120℃且180℃以下的范围显示200～10000Pa﹒s的范围的最低熔融粘度，基于JIS K6911所规定的热板法的于180℃下的凝胶化时间为1～200秒。
上述膜状粘接剂中，作为二氧化硅填充剂(D)的至少一种，优选添加基于JISZ8830所规定的BET法的比较面积为10～300m2/g的疏水性发烟二氧化硅。
另外，为解决上述课题，本发明的半导体封装的制造方法的特征为包含下列工序：第1工序，于表面形成有至少一个半导体电路的晶片的背面，热压接上述膜状粘接剂及切割胶带，而于所述晶片的背面设置粘接剂层及切割胶带；第2工序，通过将所述晶片与所述粘接剂层同时切割，而获得具备所述晶片及所述粘接剂层的带有粘接剂层的半导体芯片；第3工序，使所述切割胶带自所述粘接剂层脱离，并介隔所述粘接剂层使所述带有粘接剂层的半导体芯片与布线基板热压接；及第4工序，使所述粘接剂层热固化。
另外，为解决上述课题，本发明的半导体封装的特征为利用上述半导体封装制造方法而获得。
[发明效果]
本发明的膜状粘接剂、使用膜状粘接剂的半导体封装及其制造方法在半导体芯片的多段层叠化中即使以高温短时间进行固化时，仍可降低孔洞的发生。因此，使用本发明的膜状粘接剂的半导体封装能够在不降低半导体芯片对基板或其他半导体芯片的粘接力的情况下，降低封装龟裂的发生。另外，使用本发明的膜状粘接剂的半导体封装的制造方法可以短时间制造半导体封装。
附图说明
图1为说明本发明的实施方式的半导体封装的制造方法中的第1工序的说明图。
图2为说明本发明的实施方式的半导体封装的制造方法中的第2工序的说明图。
图3为说明本发明的实施方式的半导体封装的制造方法中的第3工序的说明图。
图4为说明本发明的实施方式的半导体封装的制造方法中的第5工序的说明图。
图5为示意性显示使用本发明的实施方式的膜状粘接剂的半导体芯片的安装构造的剖面图。
图6为示意性显示使用本发明的实施方式的膜状粘接剂的另一半导体芯片的安装构造的剖面图。
图7为示意性显示使用本发明的实施方式的半导体封装的构造的剖面图。
图8(A)为示意性显示将过去的带有芯片贴合膜的玻璃芯片热压接于布线基板后的样态的俯视图，(B)为示意性显示将过去的带有芯片贴合膜的玻璃芯片热压接于布线基板后，将芯片贴合膜加热固化后的样态的俯视图。
实施方式
以下，针对本发明的实施方式加以详细说明。
本发明的实施方式的膜状粘接剂含有环氧树脂(A)、环氧树脂固化剂(B)、苯氧树脂(C)、二氧化硅填充剂(D)，所述二氧化硅填充剂(D)的含量，相对于所述环氧树脂(A)、所述环氧树脂固化剂(B)、所述苯氧树脂(C)及所述二氧化硅填充剂(D)的合计量，为30～70质量％，且自室温以5℃/分钟的升温速度升温时，于超过120℃且180℃以下的范围显示200～10000Pa﹒s的范围的最低熔融粘度，基于JIS K6911所规定的热板法的于180℃下的凝胶化时间为1～200秒。
本发明的实施方式的膜状粘接剂的最低熔融粘度自室温以5℃/分钟的升温速度升温时，于超过120℃且180℃以下的范围在200～10000Pa·s的范围内。最低熔融粘度进一步优选在200～3000Pa·s的范围，特别优选为200～2000Pa·s的范围。最低熔融粘度大于10000Pa·s时，将设有本膜状粘接剂的半导体晶片热压接于布线基板上时，容易在布线基板凹凸间留下空隙。另外，小于200Pa·s时，将设有本膜状粘接剂的半导体晶片搭载于布线基板上后，进行热固化时容易产生孔洞。
另外，本发明的实施方式中，熔融粘度是指，使用流变计在温度范围30～200℃、测定升温速度5℃/min下的粘性电阻的变化，所得温度-粘性电阻曲线中温度为超过120℃且180℃以下时的粘性电阻。另外，以本条件获得的熔融粘度中，到达最低熔融粘度时的温度(到达最低熔融粘度的温度)与膜状粘接材料的固化速度有关，显示越于低温侧固化速度越快。
另外，关于本发明的实施方式的膜状粘接剂，基于JIS K6911所规定的热板法的在180℃下的凝胶化时间为50～200秒的范围内。另外，180度凝胶化时间优选为100～200秒的范围，特别更优选为150～200秒的范围。180度凝胶化时间大于200秒时，固化时间变长，热固化时容易产生孔洞。小于50秒时，膜状粘接剂在更低温下容易进行热固化，膜制作时的溶剂干燥的热处理时，有进行热固化的可能性。
另外，本发明的实施方式中，凝胶化时间使用凝胶化试验机，依据JIS 6911，在测试台温度180℃下测定。
(环氧树脂(A))
本发明的粘接膜中所含的环氧树脂(A)只要具有环氧基，即无特别限制。
环氧树脂(A)的骨架可使用苯酚线型酚醛型、甲酚线型酚醛型、二环戊二烯型、联苯型、芴双酚A型、三嗪型、萘酚型、萘二酚型、三苯基甲烷型、四苯基型、双酚a型、双酚F型、双酚AD型、双酚S型、三羟甲基甲烷型等。
环氧树脂(A)为了提高固化物的交联密度，结果提高机械强度与耐热性，环氧当量优选为500g/eq以下，更优选为150～450g/eq。另外，本发明中，所谓环氧当量是指含1克当量环氧基的树脂的克数(g/eq)。
环氧树脂(A)可单独使用1种，亦可组合2种以上使用，组合2种以上使用时，例如基于组合物的粘度的调节较容易，即使在低温(优选40～80℃)进行将膜状粘接剂与晶片热压接的工序(晶片层叠工序)时，亦可充分发挥晶片与膜状粘接剂的密合性的倾向的观点而言，优选组合使用软化点为50～100℃的环氧树脂(a1)与软化点小于50℃的环氧树脂(a2)。
作为环氧树脂(a1)，优选在室温下为固体或半固体，软化点为50～100℃，更优选为50～80℃。软化点小于50℃时，所得粘接剂的粘度降低，故有在常温难以保持膜形状的倾向，另一方面，超过100℃时，有所得膜状粘接剂中，在超过120℃且180℃以下的范围难以达到200～10000Pa·s的范围的最低熔融粘度的倾向。
作为环氧树脂(a1)，优选为重均分子量超过500且为2000以下，更优选为600～1200。重均分子量为500以下时，单体或二聚物增加结晶性变强，故膜状粘接剂会有变脆弱的倾向，另一方面，超过2000时，由于膜状粘接剂的熔融粘度变高，故压接于布线基板上时无法充分埋填基板上的凹凸，会有与布线基板的密合性降低的倾向。
作为此种环氧树脂(a1)的骨架，基于获得树脂的结晶性低、具有良好外观的膜状粘接剂的观点，优选为三苯基甲烷型、双酚A型、甲酚线型酚醛型、邻甲酚线型酚醛型、二环戊二烯型，更优选为三苯基甲烷型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、甲酚线型酚醛型环氧树脂。
作为环氧树脂(a2)，为了即使在低温(优选40～80℃)下实施使膜状粘接剂与晶片热压接的工序(晶片层压工序)，仍可充分发挥晶片与膜状粘接剂的密合性，软化点优选小于50℃，软化点更优选为40℃以下。作为该环氧树脂(a2)，重均分子量优选为300～500，更优选为350～450。重均分子量小于300时，由于单体增加结晶性变强，故有膜状粘接剂变脆弱的倾向，另一方面，超过500时，由于熔融粘度变高，故晶片层压工序时会有晶片与膜状粘接剂的密合性下降的倾向。
作为该环氧树脂(a2)的骨架，基于获得树脂的结晶性低、具有良好外观的膜状粘接剂的观点，优选为低聚物型的液状环氧树脂的双酚A型、双酚A/F混合型、双酚F型、环氧丙烷改性的双酚A型，基于熔融粘度低使结晶性更低的观点，更优选为双酚A型环氧树脂、双酚A/F混合型环氧树脂。
所述环氧树脂(a1)及所述环氧树脂(a2)的比例以质量比(a1：a2)计，优选为95：5～30：70，更优选为70：30～40：60。环氧树脂(a1)的含量小于所述下限时，膜状粘接剂的膜触粘性变强而有不易自保护膜或切割胶带剥离的倾向，另一方面，超过所述上限时，组合物的粘度变高，而有所得膜状粘接剂的性状变脆的倾向。
(环氧树脂固化剂(B))
本发明所使用的环氧树脂固化剂(B)可使用胺类、酸酐类、多元酚类等习知的固化剂，但优选为在常温以上的特定温度，例如环氧树脂(A)显示必要的粘合性的温度以上发挥固化性，且发挥快速固化性的潜在性固化剂。潜在性固化剂亦可使用双氰胺、咪唑类、酰肼类、三氟化硼-胺类错合物、胺酰亚胺、多元胺盐及它们的改性物，进而亦可使用微胶囊型者。它们可单独使用，亦可混合2种以上使用。通过使用潜在性固化剂亦可提供在室温下可长期保存的保存稳定性高的膜状粘接剂用组合物。环氧树脂固化剂(B)的使用量通常相对于环氧树脂(A)，为0.5～50质量％的范围。为了使基于JIS K6911所规定的热板法的在180℃下的凝胶化时间为1～200秒，优选以一定份数量使用咪唑类等固化速度快的固化剂。另外，使用双氰胺等作为固化剂时，优选使用咪唑作为催化剂。
(苯氧树脂(C))
本发明所使用的苯氧树脂(C)为了对膜状粘接剂赋予充分粘接性及造膜性(膜成形性)而使用。苯氧树脂由于与环氧树脂构造类似，故相容性良好，树脂熔融粘度亦低，粘接性亦佳。苯氧树脂为自如双酚A的双酚与表氯醇获得的通常分子量为10000以上的热塑性树脂。通过配合苯氧树脂，对于消除常温下的触粘性、脆化等有效。优选的苯氧树脂可以使用1256(双酚A型苯氧树脂、三菱化学株式会社制)、YP-70(双酚A/F型苯氧树脂，新日化环氧制造株式会社制)、FX-316(双酚F型苯氧树脂，新日化环氧制造株式会社制)、及FX-280S(Cardo骨架型苯氧树脂，新日化环氧制造株式会社制)等市售的苯氧树脂作为苯氧树脂(C)。
(二氧化硅填充剂(D))
本发明中使用的二氧化硅填充剂(D)，对于膜状粘接剂的低吸水化、线膨胀系数的降低有贡献。线膨胀率的值高时，与布线基板等被粘接物的线膨胀率的差变大，故与被粘物的界面产生应力，而产生封装龟裂故不佳。
二氧化硅填充剂(D)的含量，相对于环氧树脂(A)、环氧树脂固化剂(B)、苯氧树脂(C)及二氧化系填充剂(D)的合计量，为30～70质量％，更优选为40～60质量％。这是因为通过二氧化硅填充剂配合量而控制最低熔融粘度值。配合量多于70质量％时，最低熔融粘度值变大，将设有本膜状粘接剂的半导体芯片热压接于布线基板上时，容易在布线基板凹凸间留下空隙，且膜脆弱性变强。配合量少于30质量％时，最低熔融粘度值变小，固化时容易产生孔洞。
二氧化硅填充剂(D)基于高填充性、流动性的观点期望为球状。另外，平均粒径优选为0.01～5μm。粒径小于0.01μm时会有填充剂容易凝聚，制作膜时会产生偏差，使所得粘接膜厚度的均匀性变差的情况。粒径大于5μm时，以辊刀涂布器等涂布机制作薄型的膜时，会由于填料而使膜的表面产生条纹。
另外，本发明中，所谓平均粒径是指，在粒度分布中将粒子的全部体积设为100％时，达到50％累积时的粒径，可由激光衍射-散射法(测定条件：分散介质-六偏磷酸钠，激光波长：780nm，测定装置：Microtrack MT3300EX)测定的粒径分布的粒径的体积百分率的累积曲线求出。另外，本发明中，所谓球状是指真球或实质上无角的带圆的近似真球者。
于树脂粘结剂中配合二氧化硅填充剂(D)的方法，可使用直接配合粉体状的球状二氧化硅填充剂及视需要的硅烷偶联剂的方法(总体法)，或配合将以硅烷偶联剂进行了表面处理的球状二氧化硅填充剂分散于有机溶剂中而成的浆料状二氧化硅填充剂的方法。尤其于制作薄型膜时，更优选使用浆料状二氧化硅填充剂。其原因在于，通过于更小的分散于有机溶剂中的表面处理球状二氧化硅填充剂分散液中，混合环氧树脂、环氧树脂固化剂及聚合物等树脂成分，即使是粒径小的球状二氧化硅填充剂，也可以在树脂中均匀分散而不会凝聚，故所得的膜状粘接剂的表面外观良好。使用的硅烷偶联剂优选为含有胺基、环氧基者。
二氧化硅填充剂(D)可单独使用1种，亦可组合2种以上使用。组合2种以上使用时，作为至少一者，优选使用基于JIS Z8830所规定的BET法的比表面积为10～300m2/g的疏水性发烟二氧化硅。通过添加疏水性发烟二氧化硅，可容易地较高地调整最低熔融粘度。比表面积小于10m2/g时，会有疏水性发烟二氧化硅容易凝聚，制作膜时会产生不均，使所得粘接膜的膜厚均匀性变差的情况。比表面积大于300m2/g时，不易展现熔融粘度上升效果。
另外，并用疏水性发烟二氧化硅时的填充量并无特别规定，但优选相对于(A)环氧树脂与(C)苯氧树脂的总量为0.1～10质量％，更优选相对于(A)环氧树脂与(C)苯氧树脂的总量配合1～5质量％。配合量多于10质量％时，疏水性发烟二氧化硅容易凝聚，制作膜时会产生偏差，使所得粘接膜的膜厚均匀性变差。配合量少于0.1质量％时，不易展现熔融粘度上升效果，固化时容易发生孔洞。
至于疏水性发烟二氧化硅列举为例如AEROSIL RY200(比表面积100m2/g，日本AEROSIL制)、AEROSIL RY200S(比表面积80m2/g，日本AEROSIL制)、AEROSIL RY50(比表面积30m2/g，日本AEROSIL制)、AEROSIL NY50(比表面积30m2/g，日本AEROSIL制)、AEROSIL RY300(比表面积125m2/g，日本AEROSIL制)、AEROSIL R202(比表面积100m2/g，日本AEROSIL制)等。
本发明的膜状粘接剂用组合物除所述环氧树脂(A)、所述环氧树脂固化剂(B)、所述聚合物成分(C)、以及二氧化硅填充剂(D)以外，在不妨碍本发明效果的范围内，亦可含有粘度调整剂、抗氧化剂、阻燃剂、着色剂、丁二烯系橡胶或硅酮橡胶等应力缓和剂等添加剂。
本发明的膜状粘接剂的制造方法的适合的一个实施方式列举为：将膜状粘接剂用组合物涂布于经脱模处理的基材膜的一个面上，且施以加热干燥的方法，但并不限于该方法。经脱模处理的基材膜只要是作为所得的膜状粘接剂的保护膜发挥功能的膜即可，可适当地采用习知者。列举为例如经脱模处理的聚丙烯(PP)、经脱模处理的聚乙烯(PE)、经脱模处理的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。所述涂布方法可适当地采用习知方法，例如，辊刀涂布器、凹版涂布器、模嘴涂布器、逆向辊涂布器等。
如此所得的本发明的膜状粘接剂优选厚度为5～200μm，基于可更充分埋填布线基板、半导体芯片表面的凹凸的观点，更优选为5～40μm。厚度小于5μm时，无法充分埋填布线基板、半导体芯片表面的凹凸，而有无法确保充分的密合性的倾向，另一方面，超过200μm时，制造时难以去除有机溶剂，故残留溶剂量变多，而有膜触粘性变强的倾向。
另外，本发明的最低熔融粘度除可通过如上述的组成、配合比的组合而达成以外，于制作膜后，可通过刻意地进行事前热处理，而部分地进行环氧树脂的固化反应，可达成使熔融粘度上升，可抑制半导体组装工艺中的高温热固化时的孔洞发生。此时的事前热处理温度优选为80～150℃，更优选为100～130℃，事前处理时间优选为5～300分钟，更优选为30～200分钟。
以下，边参照附图边对本发明的半导体封装的制造方法的优选实施方式加以详述说明。另外，以下的说明及附图中，对相同或相当的要素附加相同符号，且省略重复的说明。图1～图7为显示本发明的半导体封装的制造方法的各工序的适合的一个实施方式的概略剖面图。
本发明的半导体封装的制造方法中，首先，作为第1工序，如图1所示，于表面形成有至少一个半导体电路的晶片1的背面热压接本发明的膜状粘接剂而设置粘接剂层2，接着，介隔粘接剂层2而贴合晶片1与切割胶带3。此时，粘接剂层2与切割胶带3预先一体化而成的制品亦可进行一次热压接。作为切割胶带3并无特别限制，可使用适宜的习知切割胶带。作为晶片1可适当地采用于表面形成有至少1个半导体电路的晶片，例如硅晶片、SiC晶片、砷化镓类晶片。作为粘接剂层2可单独使用1层本发明的膜状粘接剂，亦可层叠2层以上使用。将此粘接剂层2设置于晶片1的背面的方法可适当地采用可使膜状粘接剂层叠于晶片1的背面的方法，于晶片1的背面贴合膜状粘接剂后，层叠2层以上时依序层叠膜状粘接剂直至期望的厚度为止的方法，或将膜状粘接剂层叠至预定目的厚度后贴合于晶片1的背面的方法等。另外，将此粘接剂层2设置于晶片1的背面时所用的装置并无特别限制，可适当地使用例如辊层压机、手动层压机这样的习知装置。
接着，本发明的半导体封装的制造方法中，作为第2工序，如图2所示，通过同时切割晶片1与粘接剂层2，而获得具备半导体芯片4与粘接剂2的带有粘接剂层的半导体芯片5。切割所用的装置并无特别限制，可使用适当习知的切割装置。
接着，本发明的半导体封装的制造方法中，作为第3工序，如图3所示，使切割胶带3自粘接剂层2脱离，且介隔粘接剂层2热压接带有粘接剂层的半导体芯片5与布线基板6，将半导体芯片4安装于布线基板6。作为布线基板6可适当地使用表面上形成有半导体电路的基板，列举为例如印刷电路基板(PCB)、各种引线框、及于基板表面搭载有电阻元件、电容器等电子部件的基板。
上述安装半导体芯片4的方法并无特别限制，可适当地采用能够利用粘接剂层2使带有粘接剂层的半导体芯片5粘接于布线基板6或搭载于布线基板6的表面上的电子部件的过去的方法。此安装方法可列举为使用具有自上部的加热功能的倒装芯片贴合机的安装技术的方法，使用具有仅自下部的加热功能的芯片贴合机的方法，使用层压机的方法等过去习知的加热、加压方法。如此，介隔由本发明的膜状粘接剂构成的粘接剂层2将半导体芯片4安装于布线基板6上，可使粘接剂层2(膜状粘接剂)追随于因电子部件产生的布线基板6上的凹凸，故可使晶片1与布线基板6密合且固定。
其次，于本发明的半导体封装的制造方法中，作为第4工序，使粘接剂层2热固化。热固化温度只要为膜状粘接剂(粘接剂层2)的热固化起始温度以上即无特别限制，随使用的树脂种类而异，无法一概而论，但优选为例如超过120℃且180℃以下，基于在更高温下固化时可以短时间固化的观点而言，更优选为140～180℃。温度小于热固化起始温度时，热固化未充分进行，而有粘接层2的强度降低的倾向，另一方面，超过180℃时，会有固化过程中膜状粘接剂中的环氧树脂、固化剂或添加剂等挥发而容易发泡的倾向。另外，固化处理时间优选为例如10～120分钟。本发明中，通过在高温下使膜状粘接剂热固化，由此可以更短时间固化，且即使在高温下固化亦不会产生孔洞，可获得布线基板6与晶片1牢固粘接的半导体封装。
接着，本发明的半导体封装的制造方法中，作为第5工序，如图4所示，优选介隔焊线7连接布线基板6与半导体芯片4。该连接方法并无特别限制，可适当地采用过去习知的方法，例如，丝焊方式的方法、TAB(Tape Automated Bonding，胶带自动贴合)方式的方法等。
另外，于搭载的半导体芯片4的表面可通过热压接其他带有粘接剂层的半导体芯片5并热固化，而再度以丝焊方式与布线基板7连接，由此，可层叠多层。例如如图5所示的错开层叠半导体芯片4的方法，或如图6所示的方式使第2层以后的粘接层2变厚，边埋入焊线7边进行层叠的方法等。
本发明的半导体封装的制造方法中，如图7所示，优选利用密封树脂8密封布线基板6与半导体芯片4，如此可获得本发明的半导体封装9。至于密封树脂8并无特别限制，可使用于半导体封装的制造中可使用的适当习知的密封树脂。另外，利用密封树脂8的密封方法亦无特别限制，可采用适当习知的方法。
依据如此的本发明的半导体封装的制造方法，即使实施高温固化，亦不会在由膜状粘接剂构成的粘接剂层2中产生孔洞，可将晶片1固定于布线基板6。尤其，多段层叠如内存封装的半导体芯片4时，由于可利用高温固化而短时间固化，故可缩短封装组装时间。
以下，基于实施例及比较例具体说明本发明，但本发明并不受限于以下实施例。
(实施例1)
首先，秤量及配合浆料状表面处理球状二氧化硅填充剂(商品名：SC2050-KNP，二氧化硅平均粒径0.5μm，表面处理剂：3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，溶剂：MIBK，固体成分浓度：70wt％，Admatechs株式会社制)310质量份、固体甲酚线型酚醛型环氧树脂(商品名：EOCN-1020-70，软化点：70℃，固体，环氧当量：200，日本化药株式会社制)56质量份、液体双酚A型环氧树脂(商品名：YD-128，软化点：25℃以下，液体，环氧当量：190，新日化环氧制造株式会社制)49质量份、双酚A型环氧树脂(商品名：YP-50S、Tg：84℃，新日化环氧制造株式会社制)30质量份，于500ml的可分离烧瓶中，于温度110℃加热搅拌2小时获得树脂混合物。接着，将该树脂混合物445质量份移至800ml的行星式混合机中，添加咪唑型固化剂(商品名：2PHZ-PW，四国化成株式会社制)9质量份与疏水性发烟二氧化硅(商品名：RY-200，比表面积100m2/g，日本AEROSIL株式会社制)2质量份，在室温搅拌混合1小时后，经真空脱泡获得膜状粘接剂用组合物。接着，将所得膜状粘接剂用组合物涂布于厚度38μm的经脱模处理的PET膜上，在温度100℃加热干燥10分钟，获得200mm×300mm、厚度20μm的膜状粘接剂。
(实施例2)
除了使用二环戊二烯型环氧树脂(商品名：XD1000，软化点：70℃，固体，环氧当量：250，日本化药株式会社制)替代甲酚线型酚醛型环氧树脂以外，其余与实施例1相同，获得膜状粘接剂用组合物及膜状粘接剂。
(实施例3)
首先，秤量及配合浆料状表面处理球状二氧化硅填充剂(商品名：SC2050-KNP，二氧化硅平均粒径0.5μm，表面处理剂：3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，溶剂：MIBK，固体成分浓度：70wt％，Admatechs株式会社制)286质量份、固体双酚A型环氧树脂(商品名：JER1002，软化点：78℃，固体，环氧当量：200，三菱化学株式会社制)40质量份、液体双酚A型环氧树脂(商品名：YD-128，软化点：25℃以下，液体，环氧当量：190，新日化环氧制造株式会社制)100质量份、双酚A型苯氧树脂(商品名：YP-50S，Tg：84℃，新日化环氧制造株式会社制)100质量份，在500ml的可分离烧瓶中，在温度110℃加热搅拌2小时获得树脂混合物。接着，将该树脂混合物440质量份移到800ml的行星式混合机中，添加双氰胺型固化剂(商品名：DICY7，三菱化学株式会社制)6份、咪唑型固化剂(商品名：2PHZ-PW，四国化成株式会社制)1质量份与疏水性发烟二氧化硅(商品名：RY-200，比表面积100m2/g，日本AEROSIL株式会社制)7质量份，在室温搅拌混合1小时后，经真空脱泡获得膜状粘接剂用组合物。接着，将所得膜状粘接剂用组合物涂布于厚度38μm的经脱模处理的PET膜上，在温度100℃下加热干燥10分钟，获得200mm×300mm、厚度为20μm的膜状粘接剂。
[实施例4]
除了作为疏水性发烟二氧化硅使用(商品名：RY-200S，比表面积80m2/g，日本AEROSIL株式会社制)7质量份以外，其余与实施例3相同，获得膜状粘接剂用组合物及膜状粘接剂。
(实施例5)
除了作为疏水性发烟二氧化硅使用(商品名：RY-200S，比表面积80m2/g，日本AEROSIL株式会社制)2质量份以外，其余与实施例4相同，获得膜状粘接剂用组合物及膜状粘接剂。
(实施例6)
首先，秤量及配合浆料状表面处理球状二氧化硅填充剂(商品名：SC2050-KNP，二氧化硅平均粒径0.5μm，表面处理剂：3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，溶剂：MIBK，固体成分浓度：70wt％，Admatechs株式会社制)286质量份、固体双酚A型环氧树脂(商品名：JER1002，软化点：78℃，固体，环氧当量：200，三菱化学株式会社制)40质量份、液体双酚A型环氧树脂(商品名：YD-128，软化点25℃以下，液体，环氧当量：190，新日化环氧制造株式会社制)100质量份、双酚A型苯氧树脂(商品名：YP-50S，Tg：84℃，新日化环氧制造株式会社制)100质量份，在500ml的可分离烧瓶中，在温度110℃加热搅拌2小时获得树脂混合物。接着，将该树脂混合物440质量份移到800ml的行星式混合机中，添加双氰胺型固化剂(商品名：DICY7，三菱化学株式会社制)6份、咪唑型固化催化剂(商品名：2PHZ-PW，四国化成株式会社制)1质量份，在室温下搅拌混合1小时后，经真空脱泡获得膜状粘接剂用组合物。接着，将所得膜状粘接剂用组合物涂布于厚度38μm的经脱模处理的PET膜上，在温度100℃加热干燥10分钟，获得200mm×300mm、厚度为20μm的膜状粘接剂。该膜进而于温度120℃下加热3小时，刻意使部分热固化而使熔融粘度上升而制作膜。
(比较例1)
首先，秤量及配合浆料状表面处理球状二氧化硅填充剂(商品名：SC2050-KNP，二氧化硅平均粒径0.5μm，表面处理剂：3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，溶剂：MIBK，固体成分浓度：70wt％，Admatechs株式会社制)154质量份、液体双酚A型环氧树脂(商品名：YD-128，软化点：25℃以下，液体，环氧当量：190，新日化环氧制造株式会社制)49质量份、双酚A型苯氧树脂(商品名：YP-50S，Tg：84℃，新日化环氧制造株式会社制)30质量份，在500ml的可分离烧瓶中，在温度110℃加热搅拌2小时获得树脂混合物。接着，将该树脂混合物233质量份移到800ml的行星式混合机中，添加三苯基膦型固化催化剂(商品名：TPP-K，北兴化学株式会社制)0.8质量份，在室温搅拌混合1小时后，经真空脱泡获得膜状粘接剂用组合物。接着，将所得膜状粘接剂用组合物涂布于厚度38μm的经脱模处理的PET膜上，在温度100℃加热干燥10分钟，获得200mm×300mm、厚度为20μm的膜状粘接剂。
(比较例2)
除了未在120℃下实施3小时的刻意热固化以外，其余与实施例6相同，获得膜状粘接剂用组合物及膜状粘接剂。
(比较例3)
除了使用链状、脂环式环氧环氧树脂(商品名：EP-4000L，软化点：25℃以下，液体，环氧当量：255，ADEKA株式会社制)替代液体双酚A型环氧树脂以外，其余与比较例2相同，获得膜状粘接剂用组合物及膜状粘接剂。
(比较例4)
首先，秤量及配合固体甲酚线型酚醛型环氧树脂(商品名：EOCN-1020-70，软化点：70℃，固体，环氧当量：200，日本化药株式会社制)56质量份、液体双酚A型环氧树脂(商品名：YD-128，软化点：25℃以下，液体，环氧当量：190，新日化环氧制造株式会社制)49质量份、双酚A型苯氧树脂(商品名：YP-50S，Tg：84℃，新日化环氧制造株式会社制)30质量份、MIBK 93质量份，在500ml的可分离烧瓶中，在温度110℃加热搅拌2小时获得树脂混合物。接着，将该树脂混合物445质量份移到800ml的行星式混合机中，添加咪唑型固化剂(商品名：2PHZ-PW，四国化成株式会社制)9质量份与疏水发烟二氧化硅(商品名：RY-200，比表面积100m2/g，日本AEROSIL株式会社制)2质量份，在室温搅拌混合1小时，经真空脱泡获得膜状粘接剂用组合物。接着，将所得膜状粘接剂用组合物涂布于厚度38μm的经脱模处理的PET膜上，在温度100℃下加热干燥10分钟，获得200mm×300mm、厚度为20μm的膜状粘接剂。
(比较例5)
除了使用浆料状表面处理球状二氧化硅填充剂617质量份以外，其余与实施例1相同，获得膜状粘接剂用组合物及膜状粘接剂。
针对实施例、比较例的膜状粘接剂的最低熔融粘度、凝胶化时间、固化后孔洞评价、膜性，如下述般进行评价。其结果示于表1、2。
(最低熔融粘度的测定)
将各实施例及比较例的膜状粘接剂切成5.0cm×5.0cm的尺寸并层叠，在加热台70℃的热板上，以手压辊贴合，获得厚度约1.0mm的试验片。针对该试验片，使用流变计(RS6000，Haake公司制)，测定温度范围20～250℃、升温速度5℃/min下的粘性电阻的变化，由所得温度-粘性电阻曲线算出最低熔融粘度(Pa·s)及最低熔融粘度到达温度(℃)。
(凝胶化时间的测定)
量取各实施例及比较例的膜状粘接剂约2g的尺寸，使用凝胶化试验机(商品名：A0E1，井元制作所株式会社制造)，依据JIS K6911，测定加热台温度180℃的凝胶化时间。
(热固化后孔洞评价)
首先将各实施例及比较例的膜状粘接剂使用手动层压机(商品名：FM-114，TECHNOVISION公司制)，在温度70℃、压力0.3MPa下粘接于模拟硅晶片(铝蒸镀硅晶片，尺寸8英寸，厚度100μm)的一个面后，使用同一手动层压机，在室温、压力0.3MPa，于膜状粘接剂的与所述模拟硅晶片相反一侧的面上粘接切割胶带(商品名：K-13，古河电气工业株式会社制)及切割框架(商品名：DTF2-8-1H001，DISCO公司制)。接着，使用设置有2轴切割刀(Z1：NBC-ZH2050(27HEDD)，DISCO公司制/Z2：NBC-ZH127F-SE(BC)，DISCO公司制)的切割装置(商品名：DFD-6340，DISCO公司制)，以成为10mm×10mm的尺寸的方式实施切割而获得半导体芯片。
接着，以芯片接合机(商品名：DB-800，日立高科株式会社制)，在温度120℃、压力0.1MPa(载荷1000gf)、时间1.0秒的条件下将半导体芯片热压接于玻璃基板(10cm×10cm尺寸、厚度700μm)上，且自玻璃基板的背面观察热压接后的膜状粘接剂中的初始状态。随后，将其配置于干燥机中，在温度180℃下加热10分钟而使膜状粘接剂热固化，且自玻璃基板背面观察热固化后的膜状粘接剂中的状态。热压接后及热固化后，以目视未确认到孔洞，或即使确认到孔洞，也是最大宽度小于300μm且个数小于10个、实质上孔洞未扩大化、不进展至成为封装龟裂原因的孔洞者评价为良品“○”。另一方面，于热压接后，以目视未确认到孔洞，或即使确认到孔洞，也是最大宽度小于300μm且个数小于10个，但热固化后，孔洞扩大化，最大宽度为500μm以上且个数为10个以上，发展为成为封装龟裂原因的孔洞者评价为不良品“×”。
[表1]
[表2]
如表1所示，实施例1～6中，二氧化硅填充剂(D)的含量相对于环氧树脂(A)、环氧树脂固化剂(B)、苯氧树脂(C)及二氧化硅填充剂(D)的合计量，为44.1～59.8质量％，为权利要求1中规定的30～70质量％的范围，且自室温以5℃/分钟的升温速度升温时，在超过120℃且180℃以下的范围为230～2100Pa·s，显示权利要求1所规定的200～10000Pa·s的范围的最低熔融粘度，基于JIS K6911所规定的热板法的在180℃下的凝胶化时间为165～195秒，在权利要求1所规定的1～200秒的范围，故膜性优异，另外，尽管在180℃下以10分钟这样的高温短时间使膜状粘接剂固化，孔洞亦未扩大化，可良好地固化。
另一方面，如表2所示，比较例1的凝胶化时间为265秒，比200秒长，故孔洞扩大化。比较例2的最低熔融粘度为107Pa·s，低于200Pa·s，故孔洞仍然扩大。比较例3不含二氧化硅填充剂，最低熔融粘度为30Pa·s，低于200Pa·s，故孔洞仍然扩大。比较例4中二氧化硅含量为75质量％，高于70质量％，最低熔融粘度高于10000Pa·s，故成为膜性差的结果。
符号说明
1：晶片
2：粘接剂层
3：切割胶带
4：半导体芯片
5：带有粘接剂层的半导体芯片
6：布线基板
7：焊线
8：密封树脂
9：半导体封装

Claims (4)

1.一种膜状粘接剂，其特征在于，含有环氧树脂(A)、环氧树脂固化剂(B)、苯氧树脂(C)、二氧化硅填充剂(D)，
相对于所述环氧树脂(A)、所述环氧树脂固化剂(B)、所述苯氧树脂(C)及二氧化硅填充剂(D)的合计量，所述二氧化硅填充剂(D)的含量为30～70质量％，
且自室温以5℃/分钟的升温速度升温时，于超过120℃且180℃以下的范围显示200～10000Pa﹒s的范围的最低熔融粘度，基于JIS K6911所规定的热板法的于180℃下的凝胶化时间为1～200秒。
2.如权利要求1所述的膜状粘接剂，其特征在于，添加基于JIS Z8830所规定的BET法的比表面积为10～300m2/g的疏水性发烟二氧化硅，作为二氧化硅填充剂(D)的至少一种。
3.一种半导体封装的制造方法，其特征在于包含下列工序：
第1工序，于表面形成有至少一个半导体电路的晶片的背面，热压接权利要求1或2所述的膜状粘接剂及切割胶带，而于所述晶片的背面设置粘接剂层及切割胶带；
第2工序，通过将所述晶片与所述粘接剂层同时切割，而获得具备所述晶片及所述粘接剂层的带有粘接剂层的半导体芯片；
第3工序，使所述切割胶带自所述粘接剂层脱离，并介隔所述粘接剂层使所述带有粘接剂层的半导体芯片与布线基板热压接；及
第4工序，使所述粘接剂层热固化。
4.一种半导体封装，其特征在于，通过权利要求3所述的半导体封装的制造方法而得。
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