CN107960133B - 半导体加工用带 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够防止在向半导体晶圆贴合时金属层产生褶皱的半导体加工用带。本发明的半导体加工用带(10)的特征在于,具有:具有基材膜(11)和粘合剂层(12)的切割带(13)、设置于所述粘合剂层(12)上且用于保护半导体芯片的背面的金属层(14)、以及设置于所述金属层(14)上且用于将所述金属层(14)粘接于半导体芯片的背面的粘接剂层(15),所述切割带(13)的环刚度为20mN以上且低于200mN。

Description

半导体加工用带
技术领域
本发明涉及半导体加工用带,特别是涉及具有用于保护以面朝下(face down)方式安装的半导体芯片的背面的金属层的半导体加工用带。
背景技术
近年来,进一步寻求半导体装置及其封装的薄型化、小型化。正在进行使用了被称作所谓的面朝下(face down)方式的安装法的半导体装置的制造。面朝下方式中,使用电路面上形成有用于确保导通的被称作凸块的凸状的电极而成的半导体芯片,使电路面反转(面朝下),形成使电极与基板连接的结构(所谓的倒装片连接)。
在这种半导体装置中,有时由半导体加工用带保护半导体芯片的背面,防止半导体芯片的损伤等(参照专利文献1)。进而,还已知有经由粘接层在半导体元件上贴附由金属层和粘接层构成的单面粘接膜的方案(参照专利文献2)。
作为倒装片连接的代表的步骤,将粘接有半导体加工用带的半导体芯片表面上形成的焊料凸块等浸渍于助焊剂中,其后使凸块和形成于基板上的电极(根据需要在该电极上也形成有焊料凸块)接触,最后使焊料凸块熔融,将焊料凸块和电极回流连接。助焊剂出于软钎焊时的焊料凸块的清洗或氧化的防止、焊料的润湿性的改善等目的而使用。通过以上的步骤,能够构筑半导体芯片和基板之间的良好的电连接。
因此,作为即使助焊剂附着也能够防止污染的产生、可制造外观性优异的半导体装置的半导体加工用带,提案有一种倒装片型半导体背面用膜,其具备粘接剂层、和层叠于该粘接剂层上的保护层,保护层由玻璃化转变温度为200℃以上的耐热性树脂或金属构成(参照专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-158026号公报
专利文献2:日本特开2007-235022号公报
专利文献3:日本特开2012-033626号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,如上述专利文献1那样通过辐射线或热使含有辐射固化性成分或热固化性成分的树脂固化而形成保护膜的情况下,因为固化后的保护膜和半导体晶圆的热膨胀系数差大,所以存在在加工中途半导体晶圆或半导体芯片产生翘曲的问题。
在这一点上,如上述专利文献2及专利文献3,通过将金属的保护层(以下称作金属层)经由粘接剂层与半导体晶圆粘接,能够防止翘曲。在此,专利文献3中也公开有在基材上层叠有粘合剂层的切割带的粘合剂层上设置有保护层及粘接剂层的倒装片型半导体背面用膜。
关于这种切割带一体型的倒装片型半导体背面用膜(以下称作半导体加工用带),通常为了保护粘接剂层而在粘接剂层上设置有间隔件,在半导体晶圆上贴合粘接剂层时,为了避免以褶皱集中于粘接剂层的状态贴合半导体晶圆,以粘接剂层侧为下侧地将间隔件一点一点地剥离,同时从切割带侧用贴合辊一边按压一边进行贴合。在这样进行贴合时,现有的半导体加工用带存在金属层产生褶皱的问题。
保护层的褶皱被推测为是因以下的机制而产生的。在剥离间隔件时,在倒装片型半导体背面用膜上沿一方向施加张力。因为切割带具有扩展性,所以在张力施加的方向上伸长变形,因此,沿着施加张力的方向产生褶皱。于是,设置于切割带上的金属层及粘接剂层也产生褶皱。但是,倒装片型半导体背面用膜在刚刚剥离了间隔件之后被贴合辊按压,此时,因为切割带和粘接剂层在柔软性上有余裕,所以在沿着贴合辊的方向被拉伸,消除剥离间隔件时产生的褶皱。但是,认为由金属构成的保护层不能追随该方式而以产生了褶皱的状态被贴合。
上述那样的半导体加工用带通常为下述形状,即,将长条的间隔件上形成有以与半导体晶圆对应的规定形状预切的保护层及粘接剂层的倒装片型半导体背面用膜和切割带以保护层和粘合剂层合在一起的方式贴合,将切割带从基材膜侧预切加工成与环形架对应的规定形状(通常为圆形),并将其卷绕成卷状。这样,在使用卷状的半导体加工用带的情况下,特别是金属层的褶皱的产生显著。以下,使用如3进行详细说明。
首先,对将半导体加工用带100贴合于半导体晶圆W及环形架R的装置·方法进行概略说明。卷绕成卷状的半导体加工用带100在图3中被向A方向以片状拉出,沿B方向通过卷取辊102卷取。在半导体加工用带100的拉出路径上设置有剥离用楔103,以剥离用楔103的前端部为折回点,仅剥离间隔件101,卷取于卷取辊102上。在剥离用楔103的前端部的下方设置有贴合台104,在贴合台104的上表面配置有半导体晶圆W及环形架R。通过剥离用楔103从间隔件101剥离的倒装片型半导体背面用膜105(金属层和粘接剂层的层叠体)及切割带106被引导至环形架R及半导体晶圆W上,通过贴合辊107贴合于环形架R及半导体晶圆W上。贴合台104在图3中向左方向移动,重复进行在下一环形架R及半导体晶圆W上贴合倒装片型半导体背面用膜105和切割带106的层叠体的操作。
接着,对在贴合时金属层产生褶皱的机制进行说明。通过调整卷状的半导体加工用带100、卷取辊102、贴合台104的速度和张力,在剥离倒装片型半导体背面用膜105和切割带106之前的间隔件101上施加向C方向拉伸的力。这是因为,通过在半导体加工用带100上施加张力并以张紧的状态与销贴合,能够无褶皱地进行贴合。
在贴合的最初期的阶段,仅将切割带106的前端贴合于环形架上。切割带106通常被预切成圆形,因此,此时贴合的部分成为点状态。而且,残留的部分不从间隔件101剥离而残留于间隔件101上,因此,成为与间隔件101一同被拉向C方向的状态。切割带106因为具有扩展性,所以当张力施加时其拉伸变形。而且,因为单侧在以点固定的状态下被拉伸,所以在间隔件101的短边方向的中央部(被固定的部分附近)和端部之间于拉伸的状态产生差异,在C方向上产生褶皱(集中)。而且,当切割带106上产生集中时,设置于其上的倒装片型半导体背面用膜105也产生集中。
之后,当贴合台104移动而贴合进行时,切割带106及倒装片型半导体背面用膜105依次被从间隔件101剥离,从沿C方向施加的张力被释放,产生了集中的状态的切割带106沿着贴合辊107,由此,以消除集中的方式进行贴合。这认为是因为,即使施加产生集中的程度的张力,切割带106的柔软性上也有余裕,如果施加沿着贴合辊107的、即沿间隔件101的短边方向拉伸的方向的力,则存在向短边方向拉伸而能够消除集中的势能。同样,倒装片型半导体背面用膜105的粘接剂层也以消除了集中的状态贴合于半导体晶圆W上。
但是,金属层在沿C方向被拉伸而产生了集中的状态下,即使沿短边方向拉伸,也不能追随伸长。其结果,当沿着贴合辊107时,集中会以折叠褶皱形式来形成,产生以该状态被贴合于半导体晶圆W上的现象。
当以金属层产生了褶皱的状态贴合于半导体晶圆时,倒装片型半导体背面用膜被以丧失厚度均匀性的状态贴合于晶圆上,因此,晶圆可能破裂、容易从褶皱的部分产生与粘接剂层的剥离,成为封装破裂的原因,所以可靠性也变差。
因此,本发明的课题在于,提供一种能够防止在向半导体晶圆贴合时金属层产生褶皱的半导体加工用带。
用于解决课题的技术方案
为了解决以上的课题,本发明的半导体加工用带,其特征在于,具有:切割带,其具有基材膜和粘合剂层;金属层,其设置于所述粘合剂层上;以及,粘接剂层,其设置于所述金属层上,用于将所述金属层粘接于半导体芯片的背面,所述切割带的环刚度为20mN以上且低于200mN。
所述半导体加工用带优选所述金属层包含铜、镍、铝、不锈钢中的任一种。
另外,所述半导体加工用带优选所述切割带的厚度为55μm以上且低于215μm。
发明效果
根据本发明,能够防止在向半导体晶圆贴合时金属层产生褶皱。
附图说明
图1是示意性表示本发明实施方式的半导体加工用带的结构的剖视图。
图2是用于说明本发明实施方式的半导体加工用带的使用方法的剖视图。
图3是用于说明将半导体加工用带贴合于半导体晶圆及环形架的装置·方法的图。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的实施方式的半导体加工用带10的剖面图。该半导体加工用带10具有由基材膜11和设置于基材膜11上的粘合剂层12构成的切割带13,在粘合剂层12上设置有用于保护半导体芯片C(参照图2)的金属层14、和设置于金属层14上的粘接剂层15。
粘接剂层15优选由间隔件(剥离衬垫)保护与金属层14相接的面的相反侧的面(未图示)。间隔件具有直至供于实用为止保护粘接剂层15的作为保护材料的功能。另外,间隔件在半导体加工用带10的制造过程中可以作为在切割带13的粘合剂层12上贴合金属层14时的支撑基材使用。
切割带13、金属层14及粘接剂层15也可以根据使用工序及装置预先切断(预切)为规定形状。进而,本发明的半导体加工用带10可以为切断成每一片半导体晶圆W1量的形态,也可以为将形成有多个切割成每一片半导体晶圆W1量的晶圆的长条的片卷绕成卷状的形态。以下,对各结构要素进行说明。
<基材膜11>
作为基材膜11,只要是切割带13的环刚度为20mN以上且低于200mN的基材膜,就能够没有特别限制地使用现有公知的膜,但在使用辐射固化性的材料作为后述的粘合剂层12的情况下,优选使用具有辐射线透射性的材料。
例如,作为该材料,可以举出:聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯-1、聚-4-甲基戊烯-1、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、离聚物等α-烯烃的均聚物或共聚物或它们的混合物,聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯或戊烯系共聚物、聚酰胺-多元醇共聚物等热塑性弹性体及它们的混合物。另外,基材膜11可以是将选自这些组中的2种以上的材料混合的膜,也可以是将它们单层或多层化而成的膜。
基材膜11的厚度没有特别限定,可以适宜设定,但优选为50~200μm。
为了提高基材膜11与粘合剂层12的密合性,也可以对基材膜11的表面实施铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、电离辐射处理等化学或物理的表面处理。
另外,在本实施方式中,在基材膜11之上直接设置有粘合剂层12,但也可以隔着用于提高密合性的底漆层、用于提高切割时的切削性的锚固层、应力缓和层、防静电层等间接地设置。
<粘合剂层12>
作为用于粘合剂层12的树脂,没有特别限定,可以使用用于粘合剂的公知的氯化聚丙烯树脂、丙烯酸类树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等,但优选以丙烯酸系聚合物为基础聚合物的丙烯酸系粘合剂。
作为丙烯酸系聚合物,可举出例如将(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、庚酯辛基酯、2-乙基己基酯、异辛酯、壬基酯、癸酯、异癸基酯、十一烷基酯、十二烷基酯、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等烷基的碳原子数1~30、特别是碳原子数4~18的直链状或支链状的烷基酯等)及(甲基)丙烯酸环烷基酯(例如环戊酯、环己基酯等)的1种或2种以上作为单体成分使用的丙烯酸系聚合物等。此外,(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)全部是同样的意思。
出于内聚力、耐热性等的改性的目的,丙烯酸系聚合物根据需要也可以含有对应于与上述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷基酯可共聚的其它单体成分的单元。作为这样的单体成分,可举出例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基的单体;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)丙烯酸酯2-羟基丙基、(甲基)丙烯酸4-羟基丁基酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己基、(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-羟基甲基环己基)甲酯等含羟基的单体;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基的单体;2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基的单体;丙烯酰胺、丙烯腈等。这些可共聚的单体成分可以使用1种或2种以上。这些可共聚的单体的使用量优选为总单体成分的40重量%以下。
而且,丙烯酸系聚合物为了进行交联,根据需要还可以含有多官能性单体等作为共聚用单体成分。作为这样的多官能性单体,可举出例如: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。这些多官能性单体也可以使用1种或2种以上。从粘接特性等的观点出发,多官能性单体的使用量优选为总单体成分的30重量%以下。
丙烯酸系聚合物的制备例如可以对1种或2种以上的成分单体的混合物应用溶液聚合方式或乳液聚合方式、本体聚合方式或悬浮聚合方式等适宜的方式进行。从防止晶圆的污染等方面出发,粘合剂层12优选抑制了含有低分子量物质的组成,从这一点出发,优选为以重均分子量为30万以上、特别是40万~300万的丙烯酸系聚合物作为主成分的物质,因此,粘合剂也可以采用基于内部交联方式或外部交联方式等的适当的交联类型。
另外,为了控制粘合剂层12的交联密度,例如可以采用:使用多官能异氰酸酯系化合物、多官能环氧系化合物、三聚氰胺系化合物、金属盐系化合物、金属螯合物系化合物、氨基树脂系化合物、或过氧化物等适宜的外部交联剂进行交联处理的方式,将具有2个以上的碳-碳双键的低分子化合物混合并通过能量线的照射等进行交联处理的方式等适宜的方式。在使用外部交联剂的情况下,其使用量根据与应交联的基础聚合物的均衡、进而根据作为粘合剂的使用用途适宜决定。通常,相对于上述基础聚合物100重量份,优选配合5重量份左右以下、进而优选配合0.1重量份~5重量份。此外,作为粘合剂,根据需要,除上述成分之外,还可以使用各种增粘剂、抗老化剂等添加剂。
作为构成粘合剂层12的粘合剂,优选为辐射固化型粘合剂。作为辐射固化型粘合剂,可示例在上述的粘合剂中配合有辐射固化性的单体成分或辐射固化性的低聚物成分的添加型的辐射固化型粘合剂。
作为配合的辐射固化性的单体成分,可举出例如: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。这些单体成分可以并用1种或2种以上。
另外,辐射固化性的低聚物成分可举出氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物,其分子量为100~30000左右的范围的物质适当。辐射固化性的单体成分及低聚物成分的配合量可根据上述粘合剂层的种类适宜决定能够降低粘合剂层的粘合力的量。通常,相对于构成粘合剂的丙烯酸系聚合物等基础聚合物100重量份,例如为5重量份~500重量份,优选为70重量份~150重量份左右。
另外,作为辐射固化型粘合剂,除上述添加型的辐射固化型粘合剂之外,还可以举出作为基础聚合物使用了聚合物侧链或主链中或主链末端具有碳-碳双键的物质的内在型的辐射固化型粘合剂。内在型的辐射固化型粘合剂不需要含有作为低分子成分的低聚物成分等或者含量不多,因此,低聚物成分等不会经时性地在粘合剂中移动,能够形成稳定的层结构的粘合剂层,所以优选。
具有碳-碳双键的基础聚合物可以无特别限制地使用具有碳-碳双键、且具有粘合性的物质。作为这种基础聚合物,优选以丙烯酸系聚合物为基本骨架的物质。作为丙烯酸系聚合物的基本骨架,可举出上述示例的丙烯酸系聚合物。
碳-碳双键向丙烯酸系聚合物的导入法没有特别限制,可以采用各种方法,但碳-碳双键在分子设计上容易向聚合物侧链导入。例如,可举出预先在丙烯酸系聚合物中共聚了具有官能团的单体之后,使具有能与该官能团反应的官能团及碳-碳双键的化合物在维持着碳-碳双键的辐射固化性的状态下进行缩合或加成反应的方法。
作为这些官能团的组合的例子,可举出羧基和环氧基、羧基和氮丙啶基、羟基和异氰酸酯基等。这些官能团的组合中,从反应追踪的容易度出发,优选羟基和异氰酸酯基的组合。另外,只要是通过这些官能团的组合而生成上述具有碳-碳双键的丙烯酸系聚合物的组合,则官能团也可以在丙烯酸系聚合物和上述化合物的任一侧,但上述的优选的组合中,丙烯酸系聚合物具有羟基且上述化合物具有异氰酸酯基的情况适合。该情况下,作为具有碳-碳双键的异氰酸酯化合物,可举出例如: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,作为丙烯酸系聚合物,可以使用将上述例示的含羟基单体、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系化合物等共聚而得到的聚合物。
内在型的辐射固化型粘合剂可以单独使用上述具有碳-碳双键的基础聚合物(特别是丙烯酸系聚合物),也可以配合上述辐射固化性的单体成分或低聚物成分等光聚合性化合物到不使特性劣化的程度。该光聚合性化合物的配合量通常相对于基础聚合物100重量份在30重量份以下的范围内,优选在0~10重量份的范围内。
辐射固化型粘合剂中,在通过紫外线等而固化时优选含有光聚合引发剂。
上述的丙烯酸系聚合物中,特别优选由以CH2=CHCOOR(式中,R是碳原子数为4~8的烷基。)表示的丙烯酸酯、含羟基的单体、分子内具有自由基反应性碳-碳双键的异氰酸酯化合物构成的丙烯酸系聚合物A。
丙烯酸烷基酯的烷基的碳原子数低于4时,剥离力过大,有时拾取性降低。另一方面,当丙烯酸烷基酯的烷基的碳原子数超过8时,与金属层15的粘接性或密合性降低,其结果,在切割时有时金属层15产生剥离。
上述丙烯酸系聚合物A根据需要也可以含有与其它单体成分对应的单元。
丙烯酸系聚合物A中,使用具有自由基反应性碳-碳双键的异氰酸酯化合物。即,丙烯酸类聚合物优选具有如下构成:使含双键的异氰酸酯化合物对基于上述丙烯酸酯、含羟基的单体等单体组合物的聚合物进行加成反应而得的构成。因此,丙烯酸系聚合物优选在其分子结构内具有自由基反应性碳-碳双键。由此,能够制成通过活性能量线(紫外线等)的照射而固化的活性能量线固化型粘合剂层(紫外线固化型粘合剂层等),能够使金属层15与粘合剂层12的剥离力降低。
作为含双键的异氰酸酯化合物,可举出例如甲基丙烯酰异氰酸酯、丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、2-丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等。含双键的异氰酸酯化合物可以单独使用或组合2种以上使用。
另外,为了调整活性能量线照射前的粘合力、活性能量线照射后的粘合力,活性能量线固化型粘合剂中也可以适宜使用外部交联剂。作为外部交联方法的具体手段,可举出添加多异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交联剂等所谓的交联剂并使其反应的方法。在使用外部交联剂的情况下,其使用量根据与应交联的基础聚合物的平衡、进而作为粘合剂的使用用途适宜决定。外部交联剂的使用量通常相对于上述基础聚合物100重量份为20重量份以下(优选为0.1重量份~10重量份)。进而,根据需要,除上述成分之外,活性能量线固化型粘合剂中还可以配合现有公知的各种增粘剂、抗老化剂、发泡剂等添加剂。
粘合剂层12的厚度没有特别限制,可以适宜决定,通常为5~200μm左右。另外,粘合剂层12可以由单层构成,也可以由多层构成。
从处理性的观点出发,切割带13的厚度优选为55μm以上,从提高半导体加工用带的强度的观点出发,切割带13的厚度优选为70μm以上。另外,因为在切割后需要扩展,因此,优选低于215μm,从拾取性优异的观点出发,优选低于160μm。
切割带13在以下的条件下测得的环刚度为20mN以上且低于200mN,优选为26mN以上,更优选为33mN以上。
环刚度测定条件:
装置;环刚度测试仪DA(东洋精机株式会社制、商品名)
环(样品)形状;长度80mm、宽度25mm
压头的压入速度;3.3mm/秒
测定数据;如下进行测定:将切成宽度25mm的切割带的试验片以附着有粘合剂层的表面成为环的内侧的方式弯曲成Ω字状的环形,之后将其长度方向的两端重叠使环的周长成为80mm,由夹头把持该重叠的部分。将试验片以环成为环状的方式固定,以压缩速度3.3mm/秒将该环从压头与环接触的时刻起压下10mm,求出此时负载传感器所检测到的负载负荷值。
通过将切割带13的环刚度设为20mN以上,在将半导体加工用带10贴合于半导体晶圆W的最初期的阶段,即使仅将切割带13的前端固定于环形架上,将剩余的部分与间隔件一同向图3中的C方向拉伸,也能够防止切割带10变形并伸长。因此,能够防止切割带10及设置于其上的金属层14、粘接剂层15产生褶皱。如果将切割带13的环刚度设为200mN以上,则在将贴合于半导体加工用带10上的半导体晶圆W以芯片状单片化(切割)之后,拾取单片化了的半导体芯片C时,在通过顶起销从基材膜11侧顶起半导体芯片C时,在金属层14和粘合剂层12之间不能形成充分的剥离契机,不能良好地拾取半导体芯片C。
<金属层14>
作为构成金属层14的金属,没有特别限定,从激光标记性这一点出发,优选为例如选自铝、铁、钛、锡、镍及铜构成的组中的至少1种金属和/或它们的合金。其中,铜、铝或它们的合金的导热性高,获得经由金属层的散热的效果。另外,铜、铝、铁、镍或它们的合金也获得电子器件封装的翘曲抑制效果。
金属层14的厚度能够考虑半导体晶圆W或半导体芯片C的处理性及加工性等而适宜决定,通常为2~200μm的范围,优选为3~100μm,更优选为4~80μm,特别优选为5~50μm。金属层为200μm以上时,卷取变得困难,如果为50μm以上,则因加工性的问题而生产率降低。另一方面,从处理性的观点出发,最低需要为2μm以上。
<粘接剂层15>
粘接剂层15是将粘接剂预先膜化而成的。
粘接剂层15至少由热固化性树脂形成,优选至少由热固化性树脂和热塑性树脂形成。
作为热塑性树脂,可举出例如:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、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、6-尼龙或6,6-尼龙等聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、或氟树脂等。热塑性树脂可以单独使用或并用2种以上使用。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。
作为丙烯酸类树脂,没有特别限定,可举出以具有碳原子数30以下(优选为碳原子数4~18、更优选为碳原子数6~10、特别优选为碳原子数8或9)的直链或支链的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯的1种或2种以上为成分的聚合物等。即,本发明中,丙烯酸类树脂是指也包含甲基丙烯酸类树脂的广义上的意思。作为上述烷基,可举出例如: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、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、十二烷基(月桂基)、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基等。
另外,作为用于形成丙烯酸类树脂的其它单体(烷基的碳原子数为30以下的丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯以外的单体),没有特别限定,可举出例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等各种含羧基单体,马来酸酐或衣康酸酐等各种酸酐单体,(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)甲酯等各种含羟基的单体,苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等各种含磺酸基的单体,或2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等各种含磷酸基的单体等。需要说明的是,(甲基)丙烯酸是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸,是与本发明的(甲基)完全相同的意思。
另外,作为热固化性树脂,除环氧树脂、酚醛树脂之外,还可举出氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、热固化性聚酰亚胺树脂等。热固化性树脂可以单独使用或并用2种以上使用。作为热固化性树脂,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,作为环氧树脂的固化剂,可适宜使用酚醛树脂。
作为环氧树脂,没有特别限定,例如可使用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷(Tetraphenylol ethane日语:テトラフェニロールエタン)型环氧树脂等二官能环氧树脂或多官能环氧树脂、或乙内酰脲型环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯型环氧树脂或缩水甘油胺型环氧树脂等环氧树脂。
作为环氧树脂,所示例子中,特别优选酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷型环氧树脂。这是因为这些环氧树脂富有与作为固化剂的酚醛树脂的反应性,且耐热性等优异。
进而,酚醛树脂作为环氧树脂的固化剂起作用,例如,可举出苯酚酚醛清漆树脂、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、甲阶型酚醛树脂、聚对氧基苯乙烯等聚氧基苯乙烯等。酚醛树脂可以单独使用或并用2种以上使用。特别优选这些酚醛树脂中的苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂。这是因为能够提高半导体装置的连接可靠性。
关于环氧树脂和酚醛树脂的配合比例,例如相对于环氧树脂成分中的环氧基每1当量,优选以酚醛树脂中的羟基为0.5当量~2.0当量的方式进行配合。更优选为0.8当量~1.2当量。即,这是因为,如果两者的配合比例脱离上述范围,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,也可以使用环氧树脂和酚醛树脂的热固化促进催化剂。作为热固化促进催化剂,没有特别限制,可以从公知的热固化促进催化剂中适宜选择使用。热固化促进催化剂可以单独使用或组合2种以上使用。作为热固化促进催化剂,可以例如使用胺系固化促进剂、磷系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、硼系固化促进剂、磷-硼系固化促进剂等。
作为环氧树脂的固化剂,如上述优选使用酚醛树脂,但也可以使用胺类、酸酐类等公知的固化剂。
粘接剂层15相对于半导体晶圆的背面(电路非形成面)具有粘接性(密合性)至为重要。因此,为了使粘接剂层15预先以一定程度交联,也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性化合物,来作为交联剂。由此,能够提高高温下的粘接特性,实现耐热性的改善。
作为交联剂,没有特别限制,可使用公知的交联剂。具体而言,例如除异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂、三聚氰胺系交联剂、过氧化物系交联剂之外,还可举出脲系交联剂、金属醇盐系交联剂、金属螯合物系交联剂、金属盐系交联剂、碳二亚胺系交联剂、噁唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、胺系交联剂等。作为交联剂,优选异氰酸酯系交联剂、环氧系交联剂。另外,上述交联剂可单独使用或组合2种以上使用。
需要说明的是,在本发明中,代替使用交联剂,或者在使用交联剂的同时,也通过电子束或紫外线等的照射实施交联处理。
在粘接剂层15中,根据需要适宜配合其它添加剂。作为其它添加剂,例如除填充剂(填料)、阻燃剂、硅烷偶联剂、离子捕集剂之外,还可举出增量剂、抗老化剂、抗氧化剂、表面活性剂等。
作为填充剂,为无机填充剂、有机填充剂均可,但优选无机填充剂。通过配合无机填充剂等填充剂,可以使粘接剂层15实现导热性的提高、弹性模量的调节等。作为无机填充剂,可举出例如: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,以及包含碳等的各种无机粉末等。填充剂可以单独使用或并用2种以上使用。作为填充剂,其中优选二氧化硅或氧化铝,作为二氧化硅,特别优选熔融二氧化硅。此外,无机填充剂的平均粒径优选在0.01μm~80μm的范围内。另外,在粘接剂层的厚度为20μm以下的情况下,优选在0.01μm~5μm的范围内。通过将上述无机填充剂的平均粒径设为规定范围,能够不损害粘接剂层与金属层或晶圆等被粘体的贴附性而发挥粘接性。无机填充剂的平均粒径例如可通过激光衍射型粒度分布测定装置进行测定。
填充剂(特别是无机填充剂)的配合量优选相对于有机树脂成分为80重量%以下(0重量%~80重量%),特别优选为0重量%~70重量%。
另外,作为阻燃剂,可举出例如三氧化锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。阻燃剂可以单独使用或并用2种以上使用。作为硅烷偶联剂,可举出例如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。硅烷偶联剂可以单独使用或并用2种以上使用。作为离子捕集剂,可举出例如水滑石类、氢氧化铋等。离子捕集剂可以单独使用或并用2种以上使用。
从粘接性和可靠性的观点出发,粘接剂层15特别优选含有(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)苯氧基树脂、及(D)经表面处理的无机填充材料,(D)的含量相对于(A)~(D)的合计,优选为40重量%以上且65重量%以下。
通过使用(A)环氧树脂,获得高的粘接性、耐水性、耐热性。作为环氧树脂,可使用上述公知的环氧树脂。(B)固化剂可使用上述公知的固化剂。
就(C)苯氧基树脂而言,苯氧基树脂的分子链长,结构与环氧树脂类似,在高交联密度的组合物中作为挠性材料发挥作用而赋予高韧性,所以获得高强度且韧性的组合物。优选的苯氧基树脂是主骨架为双酚A型的树脂,但另外可举出双酚F型苯氧基树脂、双酚A/F混合型苯氧基树脂或溴化苯氧基树脂等市售的苯氧基树脂作为优选的例子。
作为(D)经表面处理的无机填充材料,可举出通过硅烷偶联剂进行了表面处理的无机填充剂。作为无机填充材料,可使用上述公知的无机填充剂,但优选为二氧化硅、氧化铝。通过利用硅烷偶联剂进行表面处理,无机填充剂的分散性良好。因此,流动性优异,因此,能够提高与金属层的粘接力。另外,因为能够高填充无机填充剂,所以能够降低吸水率,提高耐湿性。
利用硅烷偶联剂进行的无机填充材料的表面处理如下进行:通过公知的方法在硅烷偶联剂溶液中分散无机填充材料,由此,使存在于无机填充剂的表面的羟基与将硅烷偶联剂的烷氧基等水解基水解而得的硅烷醇基反应,在无机填充剂的表面生成Si-O-Si键。
通过将(D)经表面处理的无机填充材料的含量相对于(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)苯氧基树脂、及(D)经表面处理的无机填充材料的合计设为40重量%以上,能够降低吸水率、饱和吸湿率,另外,粘接剂层的导热性提高,经由金属层也获得放热的效果,在这一点上是优选的。通过将(D)经表面处理的无机填充材料的含量相对于(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)苯氧基树脂、及(D)经表面处理的无机填充材料的合计设为65重量%以下,也能够确保树脂成分带来的流动性,因此,在与金属层或晶圆的粘接力优异这一点上是优选的。
粘接剂层15的厚度没有特别限制,但通常优选为3~100μm,更优选为5~20μm。另外,粘接剂层15可以由单层构成,也可以由多层构成。
粘接剂层15的吸水率优选为1.5vol%以下。吸水率的测定方法如下。即,以50×50mm大小的粘接剂层15(膜状粘接剂)为样品,将样品在真空干燥机中以120℃干燥3小时,在干燥器中放冷后,测定干燥质量,设为M1。将样品在蒸馏水中于室温下浸泡24小时后取出,用滤纸擦拭样品表面后马上秤量,设为M2。吸水率通过下式(1)算出。
吸水率(vol%)=[(M2‐M1)/(M1/d)]×100 (1)
在此,d是膜的密度。
如果吸水率超过1.5vol%,则因吸收的水分而在进行焊料回流焊时可能产生封装破裂。
粘接剂层15的饱和吸湿率优选为1.0vol%以下。饱和吸湿率的测定方法如下。即,将直径100mm的圆形的粘接剂层15(膜状粘接剂)作为样品,将样品在真空干燥机中以120℃干燥3小时,在干燥器中放冷后,测定干燥质量,设为M1。将样品在85℃、85%RH的恒温恒湿槽中吸湿168小时后取出,马上进行秤量,设为M2。饱和吸湿率通过下式(2)算出。
饱和吸湿率(vol%)=[(M2-M1)/(M1/d)]×100 (2)
在此,d是膜的密度。
如果饱和吸湿率超过1.0vol%,则回流焊时因吸湿而蒸汽压值提高,可能不能获得良好的回流焊特性。
粘接剂层15的残存挥发成分优选为3.0wt%以下。残存挥发成分的测定方法如下。即,将50×50mm大小的粘接剂层15(膜状粘接剂)作为样品,测定样品的初期质量,设为M1,将样品在热风循环恒温槽中以200℃加热2小时后秤量,设为M2。残存挥发成分通过下式(3)算出。
残存挥发成分(wt%)=[(M2-M1)/M1]×100 (3)
如果残存挥发成分超过3.0wt%,则封装时的加热使溶剂挥发,在粘接剂层15的内部产生空隙,可能产生封装破裂。
金属层14的线膨胀系数相对于粘接剂层15的线膨胀系数的比(金属层14的线膨胀系数/粘接剂层15的线膨胀系数)优选为0.3以上。如果该比低于0.3,则在金属层14和粘接剂层15之间容易产生剥离,在封装时产生封装破裂,可靠性可能降低。
(间隔件)
间隔件是用于使粘接剂层15的处理性好并且保护粘接剂层15的材料。作为间隔件,可使用聚酯(PET、PBT、PEN、PBN、PTT)系、聚烯烃(PP、PE)系、共聚物(EVA、EEA、EBA)系、将这些材料取代一部分进而提高粘接性及机械强度的膜。另外,也可以是这些膜的层叠体。
间隔件的厚度没有特别限定,可以适宜设定,优选为25~100μm。
在本实施方式中,在粘合剂层12之上直接设置了金属层14,但本发明也包含如下情况:隔着用于提高拾取性的剥离层在粘合剂层12上间接地设置金属层14;隔着与半导体芯片C、金属层14、粘接剂层15一同从粘合剂层12剥离的用于对半导体芯片C赋予功能的功能层(例如放热层等)等在粘合剂层12上间接地设置金属层14。另外,包含在金属层14上隔着功能层间接地设置粘接剂层15的情况。
(半导体加工用带10的制造方法)
对本实施方式的半导体加工用带10的制造方法进行说明。首先,粘接剂层15可以利用制备树脂组合物并将其形成为膜状的层的惯用的方法形成。具体而言,例如,可举出在适当的间隔件(剥离纸等)上涂布上述树脂组合物并干燥(在需要热固化的情况等下根据需要实施加热处理使其干燥),形成粘接剂层15的方法等。上述树脂组合物可以是溶液也可以是分散液。接着,将得到的粘接剂层15与另行准备的金属层14贴合。作为金属层14,只要使用市售的金属箔即可。之后,将粘接剂层15及金属层14使用压切刀预切成规定大小的圆形标签形状,并除去周边的不需要部分。
接着,制作切割带13。基材膜11可通过现有公知的制膜方法制膜。作为该制膜方法,可示例例如压延制膜法、有机溶剂中的流延法、密闭体系中的吹胀挤出法、T模头挤出法、共挤出法、干式层压法等。接着,在基材膜11上涂布粘合剂组合物,使其干燥(根据需要进行加热交联),形成粘合剂层12。作为涂布方式,可举出辊涂布、丝网涂布、凹版涂布等。需要说明的是,也可以将粘合剂组合物直接涂布于基材膜11上,在基材膜11上形成粘合剂层12,另外,也可以将粘合剂组合物涂布于表面进行了剥离处理的剥离纸等上形成粘合剂层12,之后将该粘合剂层12转印于基材膜11上。由此,制作基材膜11上形成有粘合剂层12的切割带13。
之后,以金属层14和粘合剂层12相接的方式在设置有圆形的金属层14及粘接剂层15的间隔件上层压切割带13,根据情况,将切割带13也预切成规定大小的圆形标签形状等,由此制作半导体加工用带10。
<使用方法>
接着,参照图2对使用本实施方式的半导体加工用带10制造半导体装置的方法进行说明。
半导体装置的制造方法至少具备:在切割带一体型的半导体加工用带10上贴装半导体晶圆W的工序(安装工序)、将半导体晶圆W进行切割而形成半导体芯片C的工序(切割工序)、将半导体芯片C与半导体加工用带10一同从切割带13的粘合剂层12剥离的工序(拾取工序)、将半导体芯片C倒装片连接于被粘体16上的工序(倒装片连接工序)。
[安装工序]
首先,将任意设置于切割带一体型的半导体加工用带10上的间隔件适宜剥离,如图2的(A)所示,在粘接剂层15上贴装半导体晶圆W,将其粘接保持、固定(安装工序)。此时,粘接剂层15处于未固化状态(包含半固化状态)。另外,切割带一体型的半导体加工用带10贴装于半导体晶圆W的背面。半导体晶圆W的背面是指与电路面相反侧的面(也称作非电路面、非电极形成面等)。贴装方法没有特别限定,但优选加热压装的方法。压装通常利用压装辊等按压装置一边按压一边进行。另外,加热通过将加热台作为贴合台、或者使用加热压装辊进行。
[切割工序」
接着,如图2的(B)所示,进行半导体晶圆W的切割。由此,将半导体晶圆W切断成规定的尺寸并单片化(小片化),制造半导体芯片C。切割例如从半导体晶圆W的电路面侧根据常规方法进行。另外,在本工序中,例如可采用将切入进行至半导体加工用带10的称作全切割的切断方式等。作为本工序中使用的切割装置,没有特别限定,可使用目前公知的装置。另外,半导体晶圆W因为利用半导体加工用带10以更优异的密合性粘接固定,所以能够抑制芯片缺口、芯片飞溅,并且能够抑制半导体晶圆W的破损。此外,在进行切割带一体型的半导体加工用带10的扩展的情况下,该扩展可使用目前公知的扩展装置进行。
[拾取工序]
如图2的(C)所示,进行半导体芯片C的拾取,将半导体芯片C与粘接剂层15及金属层14一同从切割带13剥离。作为拾取的方法,没有特别限定,可采用目前公知的各种方法。例如,可举出用针形件从半导体加工用带10的基材膜11侧顶起各个半导体芯片C,用拾取装置拾取被顶起的半导体芯片C的方法等。需要说明的是,拾取的半导体芯片C的背面被金属层14保护。
[倒装片连接工序]
拾取的半导体芯片C如图2的(D)所示,通过倒装片接合方式(倒装片安装方式)固定于基板等的被粘体16上。具体而言,以半导体芯片C的电路面(也称为表面、电路图案形成面、电极形成面等)与被粘体16相对的形式,按照常规方法使半导体芯片C固定在被粘体16上。例如,首先,使形成于半导体芯片C的电路面侧的作为连接部的凸块17上附着助焊剂。接着,使半导体芯片C的凸块17与被粘体16的连接垫上所粘附的接合用的导电材料18(焊料等)接触,边按压边使凸块17及导电材料18熔融,由此可以确保半导体芯片C与被粘体16的电导通并使半导体芯片C固定在被粘体16上(倒装片接合工序)。此时,半导体芯片C与被粘体16之间形成空隙,该空隙间距通常为30~300μm左右。其中,重要的是,在将半导体芯片C倒装片接合(倒装片连接)到被粘体16上之后,将残留在半导体芯片C与被粘体16的相对面、间隙的助焊剂清洗、除去,将密封材料(密封树脂等)填充在该间隙中进行封装。
作为被粘体16,可以使用引线架、电路基板(布线电路板等)等各种基板。作为这种基板的材质,没有特别限制,可举出陶瓷基板、塑料基板。作为塑料基板,可举出例如环氧树脂基板、双马来酰亚胺三嗪基板、聚酰亚胺基板等。另外,通过将其它半导体芯片作为被粘体16,倒装片连接上述半导体芯片C,也能够制成片上片结构。
<实施例>
接着,为了更明确本发明的效果,对实施例及比较例进行详细说明,但本发明不受这些实施例限定。
(1)切割带的制作
(粘合剂层组合物的制备)
作为具有官能团的丙烯酸系共聚物(A1),制备由丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸2-羟基乙酯及甲基丙烯酸构成且丙烯酸2-乙基己酯的比率为60摩尔%、质均分子量为70万的共聚物。接着,以碘值为20的方式添加甲基丙烯酸2-异氰酸根合乙酯,制备玻璃化转变温度-50℃、羟基值10mgKOH/g、酸值5mgKOH/g的丙烯酸系共聚物(a-1)。
将相对于丙烯酸系共聚物(a-1)100质量份添加了5质量份的作为多异氰酸酯的CORONATEL(商品名、东曹株式会社制)且添加了3质量份的作为光聚合引发剂的EsacrueKIP 150(商品名、Lambreti公司制)的混合物溶解于醋酸乙酯,进行搅拌,制备粘合剂组合物。
作为基材膜,制作如下的膜。
(基材膜1)
将聚丙烯PP及热塑性弹性体HSBR的混合物(PP:HSBR=80:20)的树脂颗粒以200℃熔融,使用挤出机成型为厚度100μm的长条膜状,制作了基材膜1。作为聚丙烯PP,使用出光石油化学株式会社制的F-300SP(商品名),作为热塑性弹性体HSBR,使用JSR株式会社制的ダイナロン1320P(商品名)。
(基材膜2)
将乙烯-丙烯酸共聚物离聚物的树脂颗粒以200℃熔融,使用挤出机成型为厚度150μm的长条膜状,制作了基材膜2。乙烯-丙烯酸共聚物离聚物使用三井杜邦化学株式会社制的ハイミラン1706(商品名)。
(基材膜3)
将乙烯-丙烯酸共聚物离聚物的树脂颗粒以200℃熔融,使用挤出机成型为厚度100μm的长条膜状,制作了基材膜3。乙烯-丙烯酸共聚物离聚物使用三井杜邦化学株式会社制的ハイミラン1601(商品名)。
(基材膜4)
将乙烯-丙烯酸共聚物离聚物的树脂颗粒以200℃熔融,使用挤出机成型为厚度100μm的长条膜状,制作了基材膜4。乙烯-丙烯酸共聚物离聚物使用三井杜邦化学株式会社制的ハイミラン1855(商品名)。
(基材膜5)
将乙烯-甲基丙烯酸共聚物的树脂颗粒以200℃熔融,使用挤出机成型为厚度100μm的长条膜状,制作了基材膜5。乙烯-甲基丙烯酸共聚物使用三井杜邦化学株式会社制的ニュクレルNO35C(商品名)。
(基材膜6)
将聚对苯二甲酸乙二醇酯的树脂颗粒以280℃熔融,使用挤出机成型为厚度100μm的长条膜状,制作了基材膜6。聚对苯二甲酸乙二醇酯使用东洋纺绩株式会社制的コスモシャインA4100(商品名)。
<切割带(1)>
在经脱模处理的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜构成的剥离衬垫上以干燥后的厚度成为10μm的方式涂布上述粘合剂组合物,以110℃干燥3分钟后,与上述基材膜1贴合,制作了切割带(1)。
<切割带(2)>
除使用上述基材膜2之外,与切割带(1)同样地制作了切割带(2)。
<切割带(3)>
除使用上述基材膜3之外,与切割带(1)同样地制作了切割带(3)。
<切割带(4)>
除使用上述基材膜4之外,与切割带(1)同样地制作了切割带(4)。
<切割带(5)>
除使用上述基材膜5之外,与切割带(1)同样地制作了切割带(5)。
<切割带(6)>
除使用上述基材膜6之外,与切割带(1)同样地制作了切割带(6)。
(2)粘接剂层的制作
<粘接剂层(1)>
在由作为环氧树脂的“1002”(商品名、三菱化学株式会社制、固态双酚A型环氧树脂、环氧当量600)40质量份、作为环氧树脂的“806”(商品名、三菱化学株式会社制、双酚F型环氧树脂、环氧当量160、比重1.20)100质量份、作为固化剂的“Dyhard100SF”(商品名、Degrssa公司、双氰胺)5质量份、作为二氧化硅填料的“SO-C2”(商品名、アドマファイン株式会社制、平均粒径0.5μm)350质量份、及作为二氧化硅填料的“アエロジルR972”(商品名、日本アエロジル株式会社制、一次粒径的平均粒径0.016μm)3质量份构成的组合物中加入甲基乙基酮,搅拌混合,制成均匀的组合物。
在其中加入作为苯氧基树脂的“PKHH”(商品名、INCHEM公司制、质均分子量52,000、玻璃化转变温度92℃)100质量份、作为偶联剂的“KBM-802”(商品名、信越シリコーン株式会社制、巯基丙基三甲氧基硅烷)0.6质量份、以及作为固化促进剂的“Curezol 2PHZ-PW”(商品名、四国化成株式会社制、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、分解温度230℃)0.5质量份,搅拌混合直到均匀为止。进而,将其用100目的过滤器进行过滤并进行真空脱泡,由此获得粘接剂组合物b-1的清漆。
在经脱模处理的由聚对苯二甲酸乙二醇酯膜构成的间隔件上,以干燥后的厚度成为8μm的方式涂布粘接剂组合物b-1,以110℃干燥5分钟,制作间隔件上形成有粘接剂层(1)的粘接膜。
(3)金属层
作为金属层,准备以下的金属层。
<金属层(1)>
1085(商品名、东洋铝株式会社制、铝箔、厚度12μm、热传导率221W/m·K)
<金属层(2)>
轧制铜箔(商品名、株式会社UACJ制、韧铜箔、厚度18μm、热传导率391W/m·K)
<金属层(3)>
C18040(商品名、株式会社UACJ制、铜合金箔、厚度18μm、热传导率322W/m·K)
<金属层(4)>
SUS304(商品名、新日铁住金マテリアルズ株式会社制、不锈钢箔、厚度20μm、热传导率16.3W/m·K)
(4)半导体加工用带的制作
<实施例1>
将如上得到的粘接剂层(1)和金属层(1)以贴合角度120°、压力0.2MPa、速度10mm/s的条件贴合,制作单面粘接膜。将切割带(1)预切成能够贴合于环形架的形状,将单面粘接膜预切成能够覆盖晶圆的形状,将上述切割带(1)的粘合剂层和上述单面粘接膜的金属层侧以在单面粘接膜的周围露出粘合剂层的方式贴合,制作实施例1的半导体加工用带。
<实施例2~7、比较例1~3>
除将切割带、粘接剂组合物、金属层的组合设为表1所记载的组合之外,通过与实施例1相同的方法制作了实施例2~7、比较例1~3的半导体加工用带。
对实施例1~7及比较例1~3的半导体加工用带进行以下的测定及评价。表1表示其结果。
(环刚度的测定)
对于各实施例、比较例中使用的切割带,通过以下的条件测定环刚度。表1表示测定结果。
环刚度测定条件:
装置;环刚度测试仪DA(东洋精机株式会社制、商品名)
环(样品)形状;长度80mm、宽度25mm
压头的压入速度;3.3mm/秒
测定数据;如下进行测定:将切成宽度25mm的切割带的试验片以附着有粘合剂层的表面成为环的内侧的方式弯曲成Ω字状的环形,之后将其长度方向的两端重叠使环的周长成为80mm,由夹头把持该重叠的部分。将试验片以环成为环状的方式固定,以压缩速度3.3mm/秒将该环从压头与环接触的时刻起压下10mm,求出此时负载传感器所检测到的负载负荷值。
(层压性的评价)
将各实施例、比较例的半导体加工用带通过以下的条件贴合于10片半导体晶圆上。观察贴合于半导体晶圆的半导体加工用带,将在条件1、2的两条件下能够以1片金属层都不产生褶皱的方式贴合者作为优良品并评价为◎,将在条件1下金属层产生褶皱、在条件2下能够以1片金属层都不产生褶皱的方式贴合者作为良品并评价为○,在条件1、2的两条件下都有1片金属层产生了褶皱者作为不良品并评价为×。表1表示评价结果。
<层压条件1>
层压装置:晶圆贴片机DAM-812M(株式会社タカトリ制、商品名)
层压速度:30mm/秒
层压压力:0.1MPa
层压温度:90℃
<层压条件2>
层压装置:晶圆贴片机DAM-812M(株式会社タカトリ制、商品名)
层压速度:10mm/秒
层压压力:0.1MPa
层压温度:90℃
(拾取性的评价)
将各实施例、比较例的半导体加工用带上贴合的半导体晶圆使用作为切割装置的DAD340(株式会社ディスコ制、商品名)沿着所设定的预定分割线全切割成15×8mm见方。从切割带的基材膜侧照射200mJ/mm2的紫外线,使粘合剂层固化后,使用作为拾取装置(DicePicker)的CAP-300II(キャノンマシナリー株式会社制)拾取单片化了的半导体芯片。销高度的设定设为400μm。拾取100个半导体芯片,将能够无问题地拾取95个以上者作为良品并评价为○,将仅能够拾取低于95个者作为不良品并评价为×。需要说明的是,比较例1及比较例3因为不能良好地贴合于半导体晶圆,所以未实施拾取试验。
<激光标记性的评价>
对于拾取性的评价中得到的半导体芯片,通过以下的条件进行文字加工。通过以下的评价基准进行评价。将能够目视确认到(目视距离:约30cm)通过激光标记形成的文字者作为良品并评价为○,将不能识别者作为不良品并评价为×。
<激光标记条件>
激光标记装置:MD-X1000(株式会社キーエンス制、商品名)
波长:1064nm
强度:13W
扫描速度:500mm/秒
[表1]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 比较例1 比较例2 比较例3
切割带 1 2 3 4 4 4 4 5 6 5
粘接剂层 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
金属层 1 1 1 1 2 3 4 1 1 2
环刚度[mN] 69 174 33 21 21 21 21 7 370 7
层压性 × ×
拾取性 - × -
激光标记性 - - -
如表1所示,实施例1~7的半导体加工用带因为切割带的环刚度为21mN以上且174mN以下,为权利要求书规定的20mN以上且低于200mN,所以为层压性、拾取性均良好的结果。
与之相对,比较例1及3的半导体加工用带因为切割带的环刚度低于20mN,所以为层压性差的结果。另外,比较例2的半导体加工用带因为切割带的环刚度为200mN以上,所以为拾取性差的结果。
附图标记说明
10:半导体加工用带
11:基材膜
12:粘合剂层
13:切割带
14:金属层
15:粘接剂层

Claims (3)

1.一种半导体加工用带,其特征在于,具有:
切割带,其具有基材膜和粘合剂层;
金属层,其设置于所述粘合剂层上;以及
粘接剂层,其设置于所述金属层上,用于将所述金属层粘接于半导体芯片的背面,
所述粘接剂层的吸水率为1.5vol%以下,
所述粘接剂层的残存挥发成分为3.0wt%以下,
所述金属层的线膨胀系数相对于粘接剂层的线膨胀系数的比为0.3以上,
所述切割带的环刚度为20mN以上且低于200mN。
2.根据权利要求1所述的半导体加工用带,其特征在于,
所述金属层包含选自铝、铁、钛、锡、镍及铜构成的组中的至少1种金属和/或它们的合金中的任一种。
3.根据权利要求1或2所述的半导体加工用带,其特征在于,
所述切割带的厚度为55μm以上且低于215μm。
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