CN109478519B - 加热接合用片材、及带有切割带的加热接合用片材 - Google Patents

加热接合用片材、及带有切割带的加热接合用片材 Download PDF

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Abstract

一种加热接合用片材，其具有：通过加热而成为烧结层的烧结前层、和密合层。

Description

加热接合用片材、及带有切割带的加热接合用片材
技术领域
本发明涉及加热接合用片材和带有切割带的加热接合用片材。
背景技术
在半导体装置的制造中将半导体元件粘接在金属引线框等被粘物上的方法(所谓芯片接合法)由以往的金-硅共晶转变为利用焊料、树脂糊剂的方法。目前，有时使用导电性的树脂糊剂。
近些年，进行电力的控制、供给的功率半导体装置的普及变得显著。功率半导体装置中时常流动电流，因此发热量大。因此，可用于功率半导体装置的导电性的粘接剂理想的是具有高的散热性和低的电阻率。
功率半导体装置要求以低损耗来高速工作。以往，功率半导体装置使用IGBT(绝缘栅双极晶体管：Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等使用了Si的半导体。近年来，开发了使用了SiC、GaN等半导体的装置，预想今后会得以扩大使用。
使用了SiC、GaN的半导体具有带隙大、介质击穿电场高等特征，使低损耗、高速工作、高温工作为可能。高温工作对于热环境严酷的汽车、小型电力转换设备等是优点。热环境严酷的用途的半导体装置假定在250℃左右的高温工作，现有的作为接合/粘接材料的焊料、导电性粘接剂的情况会出现热特性、可靠性问题。
因此，以往，提出了由孔隙率为15～50体积％、包含银和/或铜、碳成分为1.5质量％以下的多孔片材形成的芯片接合片材(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/060346号
发明内容
发明要解决的问题
但是，专利文献1的芯片接合片材的碳成分为1.5质量％以下。因此，专利文献1的芯片接合片材存在片材制作时的操作性低的问题。具体而言，专利文献1中，制作含有大量金属成分的糊剂状组合物后，暂时涂布于玻璃板上并加热至200℃制成固化膜，进而将其剥离而以芯片接合片材形式得到。
另外，专利文献1的芯片接合片材的碳成分少，因此在烧结前的阶段的密合性低。因此，具有在烧结前的阶段与接合对象物之间难以暂时固定的问题。
另一方面，存在如下问题：若想要使加热接合用片材中含有大量有机成分来提高片材制作时的操作性、烧结前的临时粘接时的密合性，则烧结后的层会变脆。
本发明是鉴于前述问题而作成的，其目的在于，提供对接合对象物的烧结前的密合性高、并且可使烧结后的接合牢固的加热接合用片材、及具有该加热接合用片材的带有切割带的加热接合用片材。
用于解决问题的方案
本申请发明人等为了解决前述现有的问题而对加热接合用片材进行了研究。其结果发现，通过采用下述的构成，对接合对象物的烧结前的密合性高、并且能使烧结后的接合牢固，从而完成了本发明。
即，本发明的加热接合用片材的特征在于，其具有：通过加热而成为烧结层的烧结前层、和密合层。
根据前述构成，具有烧结前层和密合层。因此，将接合对象物(例如晶圆)贴附于密合层时，能够将接合对象物牢固地固定于烧结前的加热接合用片材。另外，由于具有密合层，因此可以不考虑关于烧结前层的与接合对象物的烧结前的密合性。其结果，烧结前层可以采用在烧结后成为牢固的烧结层的组成。综上，根据本发明的加热接合用片材，对接合对象物的烧结前的密合性高、并且可使烧结后的接合牢固。
前述构成中，优选前述烧结前层包含金属微粒和有机粘结剂，
前述密合层至少包含有机粘结剂。
若前述烧结前层包含金属微粒，则能够通过加热而形成烧结层。另外，若前述烧结前层及前述密合层包含有机粘结剂，则容易作为片材来处理。另外，若前述密合层包含有机粘结剂，则容易控制在烧结前的阶段的密合性。
前述构成中，优选前述烧结前层中所含的金属微粒的含量相对于烧结前层整体为30～70体积％的范围内，
前述密合层中所含的金属微粒的含量相对于密合层整体为0～30体积％的范围内。
若前述烧结前层中所含的金属微粒的含量相对于烧结前层整体为30～70体积％的范围内，则通过加热，能够适当地形成烧结层。
另外，若前述密合层中所含的金属微粒的含量相对于密合层整体为0～30体积％的范围内，则由于金属微粒的含量少，因此更容易控制在烧结前的阶段的密合性。
前述构成中，优选前述烧结前层中所含的有机粘结剂包含热分解性粘结剂，
前述密合层中所含的有机粘结剂包含热分解性粘结剂。
若前述烧结前层中所含的有机粘结剂包含热分解性粘结剂，则通过加热制成烧结层时，热分解性粘结剂进行热分解。其结果，能够更适当地形成烧结层。另外，若前述密合层中所含的有机粘结剂包含热分解性粘结剂，则根据用于烧结的加热，密合层中的热分解性粘结剂进行热分解。其结果，能够防止给基于烧结的结合带来大的影响。
前述构成中，优选前述烧结前层的厚度为5～100μm的范围内，
前述密合层的厚度为2～20μm的范围内。
若前述烧结前层的厚度为5～100μm的范围内，则能够更适当地形成烧结层。
另外，密合层不含金属微粒、或者含量比烧结前层少。因此，若过厚，则会给基于烧结的接合带来障碍。因此，若前述密合层的厚度为2～20μm的范围内，则能够防止给基于烧结的结合带来大的影响。
另外，本发明的带有切割带的加热接合用片材的特征在于，
其具有切割带、和前述加热接合用片材，
前述加热接合用片材以前述切割带与前述烧结前层接触的方式层叠于前述切割带上。
根据前述带有切割带的加热接合用片材，由于与切割带为一体式，因此能够省略与切割带贴合的工序。另外，由于存在密合层，因此将接合对象物贴附于密合层时，能够将接合对象物牢固地固定于烧结前的加热接合用片材。另外，由于具有密合层，因此可以不考虑关于烧结前层的与接合对象物的烧结前的密合性。其结果，烧结前层可以采用在烧结后成为牢固的烧结层的组成。综上，根据本发明的带有切割带的加热接合用片材，对接合对象物的烧结前的密合性高、并且可使烧结后的接合牢固。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式的带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。
图2是示出本发明的另一实施方式的带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。
图3是用于说明本实施方式的半导体装置的一制造方法的截面示意图。
图4是示出本发明的另一实施方式的带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。
具体实施方式
(带有切割带的加热接合用片材)
以下针对本发明的一实施方式的加热接合用片材和带有切割带的加热接合用片材进行说明。关于本实施方式的加热接合用片材，可以列举出在以下说明的带有切割带的加热接合用片材中未贴合切割带的状态的加热接合用片材。因此，以下，对带有切割带的加热接合用片材进行说明，对于加热接合用片材，在其中进行说明。图1是示出本发明的一实施方式的带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。图2是示出本发明的另一实施方式的另一带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。
如图1所示，带有切割带的加热接合用片材10具有在切割带11上层叠有加热接合用片材3的构成。切割带11以在基材1上层叠粘合剂层2的方式构成，在粘合剂层2上设置有加热接合用片材3。
本发明的带有切割带的加热接合用片材可以如图2所示的带有切割带的加热接合用片材12那样为仅在工件贴附部分形成有加热接合用片材3’的构成。
(加热接合用片材)
加热接合用片材3、3’为片状。由于是片材，而不是糊剂，因此能够抑制粘贴时的渗出、抑制向粘贴对象物表面上的附着。
本实施方式的加热接合用片材3、3’具有通过加热而成为烧结层的烧结前层31、和密合层33。加热接合用片材3以切割带11与烧结前层31接触的方式层叠于切割带11上。
本实施方式中，对加热接合用片材3由烧结前层31和密合层33这2层构成的情况进行说明，但只要不违反本发明的主旨，可以还具有其他层。另外，本发明中的烧结前层可以为将多层通过加热而成为烧结层的层层叠而成的构成。
即，本发明中的加热接合用片材只要具有烧结前层和密合层即可，对其构成没有特别限定。
根据加热接合用片材3、3’，由于具有密合层33，因此将接合对象物(例如晶圆)贴附于密合层33时，能够将接合对象物牢固地固定于烧结前的加热接合用片材3、3’。另外，由于具有密合层33，因此可以不考虑烧结前层31的与接合对象物的烧结前的密合性。其结果，烧结前层31可以采用在烧结后成为牢固的烧结层的组成。综上，根据加热接合用片材3、3’，对接合对象物的烧结前的密合性高、并且可使烧结后的接合牢固。
(烧结前层)
烧结前层31为通过加热而成为烧结层的层。
烧结前层31优选包含金属微粒和有机粘结剂。若烧结前层31包含金属微粒，则能够通过加热形成烧结层。另外，若烧结前层31包含有机粘结剂，则容易作为片材来处理。
对于烧结前层31中所含的金属微粒的含量，优选以相对于烧结前层31整体为30～70体积％的范围内来包含。前述金属微粒的含量更优选为35～65体积％的范围内、进一步优选为40～60体积％的范围内。若以30～70体积％的范围内包含前述金属微粒，则通过加热，能够适当地形成烧结层。其结果，能够将金属微粒烧结、或熔融而使2个物体(例如，半导体芯片和引线框)接合。
烧结前层31中所含的金属微粒的含量通过如下的方法进行测定。需要说明的是，后述的密合层33中所含的金属微粒的含量也通过同样的方法进行测定。
1.在冷却环境下对烧结前层进行离子抛光，使截面露出。
2.使用场发射扫描电子显微镜SU8020(制造商：Hitachi High-TechnologiesCorporation)对截面进行拍摄。拍摄条件设为加速电压5kV、倍率50000倍，得到背散射电子图像作为图像数据。
3.使用图像解析软件Image J，对所得图像数据进行自动2值化处理，根据源自金属微粒的亮部相对于整体的面积来算出。此时，通常在与所观察的截面垂直的方向，源自金属微粒的亮部的面积均匀，因此体积％与此处所得的面积％相同。
作为前述金属微粒，可以列举出烧结性金属颗粒。
作为前述烧结性金属颗粒，可适当使用金属微粒的聚集体。作为金属微粒，可以列举出由金属构成的微粒等。作为前述金属，可以列举出金、银、铜、银的氧化物、铜的氧化物等。其中，优选为选自由银、铜、银的氧化物、铜的氧化物组成的组中的至少1种。前述金属微粒为选自由银、铜、银的氧化物、铜的氧化物组成的组中的至少1种时，能够更合适地进行加热接合。
前述烧结性金属颗粒的平均粒径优选为0.0005μm以上、更优选为0.001μm以上。作为平均粒径的下限，也可例示出0.01μm、0.05μm、0.1μm。另一方面，烧结性金属颗粒的平均粒径优选为30μm以下，更优选为25μm以下。作为平均粒径的上限，也可例示出20μm、15μm、10μm、5μm。
前述烧结性金属颗粒的平均粒径利用以下的方法进行测定。即，通过SEM(扫描型电子显微镜)对前述烧结性金属颗粒进行观察，测量平均粒径。需要说明的是，SEM观察优选：例如在烧结性金属颗粒为微米大小时，用5000倍进行观察，为亚微米大小时，用50000倍观察进行观察，为纳米大小时，用300000倍进行观察。
前述烧结性金属颗粒的形状没有特别限定，例如为球状、棒状、鳞片状、无定形状。
烧结前层31中所含的有机粘结剂优选包含热分解性粘结剂。
若含有前述热分解性粘结剂，则通过加热制成烧结层时，热分解性粘结剂发生了热分解。其结果，能够更适当地形成烧结层。
前述热分解性粘结剂优选在23℃下为固态。本说明书中，“固态”具体是指通过利用前述流变仪的粘度测得的在23℃下的粘度大于100000Pa·s。若前述热分解性粘结剂在23℃下为固态，则容易在常温(23℃)下使加热接合用片材形成为薄膜状，处理性提高。
前述热分解性粘结剂通常分子量大于500。
本说明书中，“热分解性粘结剂”是指在加热接合工序中能发生热分解的粘结剂。前述热分解性粘结剂优选在加热接合工序后在烧结层(加热后的烧结前层31)中基本不残留。作为前述热分解性粘结剂，例如可以列举出即使在烧结前层31中含有，在大气气氛下、升温速度10℃/分钟的条件下进行从23℃至400℃的升温后的通过能量色散型X射线分析得到的碳浓度为15重量％以下的材料。例如，采用更容易热分解的材料作为热分解性粘结剂时，即使含量较多，也能够使得在加热接合工序后在烧结层(加热后的烧结前层31)中基本不残留。
作为前述热分解性粘结剂，可以列举出聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、乙基纤维素、聚乙烯醇等。这些材料可以单独使用，或混合2种以上来使用。其中，从热分解性高的观点出发，优选聚碳酸酯。
作为前述聚碳酸酯，只要能够在加热接合工序中热分解就没有特别限定，可以列举出：在主链的碳酸酯基(-O-CO-O-)间不含芳香族化合物(例如，苯环等)、由脂肪族链形成的脂肪族聚碳酸酯；在主链的碳酸酯基(-O-CO-O-)间包含芳香族化合物的芳香族聚碳酸酯。其中，优选脂肪族聚碳酸酯。
作为前述脂肪族聚碳酸酯，可以列举出聚碳酸亚乙酯、聚碳酸亚丙酯等。其中从用于片材形成的清漆制作中在有机溶剂中的溶解性的观点出发，优选聚碳酸亚丙酯。
作为前述芳香族聚碳酸酯，可以列举出在主链包含双酚A结构的芳香族聚碳酸酯等。
前述聚碳酸酯的重均分子量优选为10000～1000000的范围内。需要说明的是，重均分子量为通过GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定、通过聚苯乙烯换算算出的值。
作为前述丙烯酸类树脂，在能够在加热接合工序中热分解的范围内，可以列举出：将具有碳数30以下，特别是碳数4～18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种以上作为成分的聚合物(丙烯酸类共聚物)等。作为前述烷基，例如可以列举出甲基、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、或十二烷基等。
另外，作为形成聚合物(丙烯酸类共聚物)的其他单体，没有特别限定，例如可以列举出丙烯酸、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、富马酸或巴豆酸等含羧基单体、马来酸酐或衣康酸酐等酸酐单体、(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-羟基甲基环己基)-甲酯等含羟基单体、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含磺酸基单体、或2-羟基乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体。
在丙烯酸类树脂中，更优选重均分子量为1万～100万、进一步优选为3万～70万。这是因为，为上述数值范围内时，加热接合工序前的粘接性和加热接合工序时的热分解性优异。需要说明的是，重均分子量是利用GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定并进行聚苯乙烯换算计算出的值。
另外，在丙烯酸类树脂中，优选在200℃～400℃下热分解的丙烯酸类树脂。
烧结前层31中所含的有机粘结剂优选包含相对于烧结前层的有机粘结剂整体为20～80重量％的分子量500以下的有机成分。前述分子量500以下的有机成分的含量更优选为30～70重量％、进一步优选为40～60重量％。
对于分子量500以下的有机成分，使金属微粒分散于热分解性粘结剂时，能够容易使其分散。因此，若烧结前层31中所含的有机粘结剂包含分子量500以下的有机成分20～80重量％，则能够使金属微粒的处理容易。另外，使用分子量500以下的有机成分时，容易对任意机械特性进行调整。
烧结前层31中所含的分子量500以下的有机成分的含量通过如下方法来测定。需要说明的是，后述的成分迁移防止层32、密合层33中所含的分子量500以下的有机成分的含量也通过同样的方法进行测定。
采取加热接合用片材的烧结前层部分，浸渍于氯仿，静置12小时。用0.45μm膜过滤器对该溶液进行过滤，对滤液进行GPC分取。使用TOSOH公司制HLC-8320GPC，在以下的条件下进行分取，将分子量500以下的成分和分子量大于500的成分分离·回收后，求出各自干燥重量，由此求出重量比。
柱：Shodex H2003/H2002/H2001
洗脱液：氯仿
流量：4mL/分钟
检测器：RI
柱温度：室温(23℃)
注入量：3000μL
分子量以聚苯乙烯换算来算出。
分子量500以下的有机成分优选包含低沸点粘结剂。需要说明的是，本说明书中，分子量500以下的有机成分是指包含低沸点粘结剂、除低沸点粘结剂以外的分子量500以下的有机成分的概念。除低沸点粘结剂以外的分子量500以下的有机成分可以包含于烧结前层31中，也可以不包含。
前述低沸点粘结剂是为了使前述金属微粒的处理容易而使用的。另外，前述低沸点粘结剂也用于调整任意的机械物性。具体而言，可以以前述低沸点粘结剂中分散有前述金属微粒的含金属微粒的糊剂的形式使用。
前述低沸点粘结剂通常在23℃下为液态。本说明书中，“液态”包括半液态。具体是指通过利用动态粘弹性测定装置(流变仪)的粘度测得的在23℃下的粘度为100000Pa·s以下。
粘度测定的条件如下述。
流变仪：Thermo SCIENTFIC公司制MER III
夹具：平行板间隙100μm、剪切速度1/秒)
前述低沸点粘结剂的沸点为100℃以上且400℃以下。作为前述低沸点粘结剂的具体例，例如可以列举出戊醇、己醇、庚醇、辛醇、1-癸醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丁二醇、α-松油醇、1,6-己二醇、异冰片基环己醇(MTPH)等一元醇及多元醇类、乙二醇丁基醚、乙二醇苯基醚、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、二乙二醇丁基醚、二乙二醇异丁基醚、二乙二醇己基醚、三乙二醇甲基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丁基醚、二乙二醇丁基甲基醚、二乙二醇异丙基甲基醚、三乙二醇二甲基醚、三乙二醇丁基甲基醚、丙二醇丙基醚、二丙二醇甲基醚、二丙二醇乙基醚、二丙二醇丙基醚、二丙二醇丁基醚、二丙二醇二甲基醚、三丙二醇甲基醚、三丙二醇二甲基醚等醚类、乙二醇乙基醚乙酸酯、乙二醇丁基醚乙酸酯、二乙二醇乙基醚乙酸酯、二乙二醇丁基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯(DPMA)等。这些可以组合使用2种以上。其中，优选组合使用沸点不同的2种粘结剂。使用沸点不同的2种粘结剂时，在维持片材形状的方面是优异的。
需要说明的是，烧结前层31中除了前述成分以外例如还可以适宜含有增塑剂等。
烧结前层31在大气气氛下、升温速度10℃/分钟的条件下进行从23℃至400℃的升温后的通过能量色散X射线分析得到的碳浓度优选为15重量％以下、更优选为12重量％以下、进一步优选为10重量％以下。若前述碳浓度为15重量％以下，则烧结前层31在进行升温至400℃后基本不存在有机物。其结果，加热接合工序后耐热性优异，即使在高温环境下也可得到高的可靠性、热特性。
烧结前层31在大气气氛下、升温速度10℃/分钟的条件、从23℃至500℃进行差热分析时的峰优选存在于150～350℃之间、更优选存在于170～320℃之间、进一步优选存在于180～310℃之间。前述峰存在于150～350℃之间时，可以说有机物(例如，构成烧结前层31的树脂成分)在该温度区域发生了热分解。其结果，加热接合工序后的耐热性更优异。
烧结前层31的厚度优选为5～100μm的范围内、更优选为20～90μm的范围内、进一步优选为40～80μm的范围内。若烧结前层31的厚度为5～100μm的范围内，则能够更适当地形成烧结层。
烧结前层31的厚度通过如下方法来测定。需要说明的是，后述的密合层33的厚度也通过同样的方法进行测定。
1.在冷却环境下对烧结前层进行离子抛光，使截面露出。
2.使用场发射扫描电子显微镜SU8020(制造商：Hitachi High-TechnologiesCorporation)对截面进行拍摄。拍摄条件设为加速电压5kV、倍率2000倍，得到背散射电子图像作为图像数据。
3.使用图像解析软件Image J，根据所得图像数据测定厚度。
(密合层)
密合层33为用于使接合对象物(例如、晶圆)密合于烧结前的加热接合用片材3、3’的层。
需要说明的是，密合层33由于含有大量通过加热而分解的成分，因此对烧结前层31进行加热而制成烧结层时，基本不分解。
密合层33优选至少包含有机粘结剂。若密合层33包含有机粘结剂，则容易作为片材来处理。另外，若密合层33包含有机粘结剂，则容易控制在烧结前的阶段的密合性。
密合层33中所含的有机粘结剂优选包含热分解性粘结剂。若密合层33中所含的有机粘结剂包含热分解性粘结剂，则根据用于烧结的加热，密合层33中的热分解性粘结剂进行热分解。其结果，能够防止给基于烧结的结合带来大的影响。
作为前述热分解性粘结剂，可以采用与烧结前层31中可以使用的相同的热分解性粘结剂。
前述热分解性粘结剂的含量相对于密合层33整体优选为20～100重量％、更优选为30～80重量％。若前述热分解性粘结剂的含量相对于密合层33整体为20～100重量％，则更容易控制在烧结前的阶段的密合性。
密合层33中所含的有机粘结剂可以包含低沸点粘结剂。若包含低沸点粘结剂，则更容易控制烧结前的密合性。相对于密合层的有机粘结剂整体，包含0～60重量％低沸点粘结剂。即，可以不包含低沸点粘结剂、或者即使包含也优选包含60重量％以下。低沸点粘结剂的含量更优选为10～50重量％、进一步优选为20～40重量％。
作为前述低沸点粘结剂，可以采用与烧结前层31中使用的相同的低沸点粘结剂。
密合层33优选不含金属微粒、或者即使包含也以相对于密合层整体在30体积％以下的范围内包含。即，密合层33中所含的金属微粒的含量相对于密合层整体优选为0～30体积％的范围内。若密合层33中所含的金属微粒的含量相对于密合层整体为0～30体积％的范围内，则由于金属微粒的含量少，因此更容易控制在烧结前的阶段的密合性。
需要说明的是，使密合层33含有低沸点粘结剂的情况下，优选在上述数值范围内含有金属微粒。热分解性粘结剂与低沸点粘结剂通常相容性差。因此，通过含有金属微粒，从而能够改善热分解性粘结剂与低沸点粘结剂的相容性。
作为前述金属微粒，可以采用与烧结前层31中使用的相同的金属微粒。
密合层33的厚度优选为2～20μm的范围内、更优选为3～15μm的范围内、进一步优选为5～10μm的范围内。密合层32不包含金属微粒、或者含量比烧结前层少。因此，若过厚，则会给基于烧结的接合带来障碍。因此，若密合层33的厚度为2～20μm的范围内，则能够防止给基于烧结的结合带来大的影响。
特别是在前述数值范围内减薄密合层33的厚度的情况下，优选不含金属微粒、或者在前述数值范围内减少含量。是因为容易控制烧结前的密合性。
另一方面，在前述数值范围内增厚密合层33的厚度的情况下，优选在前述数值范围内使金属微粒含量增多。具有厚度的情况下，可能在烧结后存在有密合层33的部分的接合力变弱。因此，通过预先含有一定程度的金属微粒，能够具有烧结后的接合力。需要说明的是，增厚时，容易控制烧结前的粘合力。
加热接合用片材3、3’可以通过通常的方法来制造。例如，制作含有用于形成烧结前层31的前述各成分的清漆，将清漆以成为规定厚度的方式涂布于基材隔离膜上而形成涂布膜后，使该涂布膜干燥，得到烧结前层31。
另一方面，制作含有用于形成密合层33的前述各成分的清漆，将清漆以成为规定厚度的方式涂布于基材隔离膜上而形成涂布膜后，使该涂布膜干燥，得到密合层33。
然后，使烧结前层31与密合层33贴合，由此能够制造加热接合用片材3、3’。
作为用于清漆的溶剂，没有特别限定，优选能够将前述各成分均匀地溶解、混炼或分散的有机溶剂、醇溶剂。作为前述有机溶剂，例如可以列举出：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、环己酮等酮系溶剂、甲苯、二甲苯等。另外，作为前述醇溶剂，可以列举出乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-丁烯-1,4-二醇、1,2,6-己三醇、丙三醇、辛二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、松油醇。
涂布方法没有特别限定。作为溶剂涂覆的方法，例如可以列举出：模涂机、凹版涂布机、辊涂机、逆转式涂布机、逗点涂布机、管刀涂布机(Pipe doctor coater)、丝网印刷等。其中，从涂布厚度的均匀性高这样的观点出发，优选模涂机。另外，涂布膜的干燥条件没有特别限定，例如可以在干燥温度70～160℃、干燥时间1～5分钟下进行。需要说明的是，即使在使涂布膜干燥后，由于溶剂的种类不同，也存在溶剂未全部气化而残留在涂膜中的情况。
烧结前层31含有前述低沸点粘结剂的情况下，根据前述干燥条件，有时前述低沸点粘结剂的一部分会挥发。因此，根据前述干燥条件，构成烧结前层31的各成分的比率会变化。例如，即使是由同一清漆形成的烧结前层31，干燥温度越高、另外干燥时间越长，金属微粒在烧结前层31整体中所占的含量、热分解性粘结剂的含量变得越多。因此，优选以使烧结前层31中的金属微粒、热分解性粘结剂的含量成为期望的量的方式来设定前述干燥条件。
密合层33含有前述低沸点粘结剂的情况下也同样。
作为基材隔离膜，可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、利用氟系剥离剂、长链烷基丙烯酸酯系剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料薄膜、纸等。
作为加热接合用片材3、3’的其他制造方法，例如，可以列举出将前述各成分用混合机混合，对所得混合物进行压制成形，制作烧结前层31、密合层33，并使它们贴合的方法。作为混合机，可以列举出行星混合机等。
对于加热接合用片材3、3’的整体的厚度，加热前在23℃下的厚度优选为20～100μm、更优选为30～90μm。
(切割带)
切割带11以在基材1上层叠粘合剂层2的方式构成。
基材1为带有切割带的加热接合用片材10、12的强度基体，优选具有紫外线透过性。作为基材1，例如可以列举出：低密度聚乙烯、直链状聚乙烯、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、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、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、全芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、芳纶(纸)、玻璃、玻璃布、氟树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纤维素系树脂、有机硅树脂、金属(箔)、纸等。
另外，作为基材1的材料，可以列举出前述树脂的交联体等聚合物。前述塑料薄膜可以无拉伸地使用，也可以根据需要使用实施了单轴或双轴的拉伸处理的塑料薄膜。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1热收缩而降低粘合剂层2和加热接合用片材3、3’的粘接面积，能够实现半导体芯片回收的容易化。
为了提高与相邻的层的密合性、保持性等，基材1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、离子化辐射线处理等化学处理或物理处理；利用底涂剂(例如后述的粘合物质)的涂布处理。
对基材1的厚度没有特别限定，可以适当决定，通常为5～200μm左右。
作为用于形成粘合剂层2的粘合剂，没有特别限定，例如可以使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘接剂。作为前述压敏性粘接剂，从半导体晶圆、玻璃等怕污染的电子部件的利用超纯水、醇等有机溶剂的清洁清洗性等方面出发，优选以丙烯酸类聚合物为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。
作为前述丙烯酸类聚合物，例如可以列举出将(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、辛酯、2-乙基己酯、异辛酯、壬酯、癸酯、异癸酯、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数1～30、尤其是碳数4～18的直链状或支链状的烷基酯等)以及(甲基)丙烯酸环烷基酯(例如环戊酯、环己酯等)中的1种或2种以上用作单体成分的丙烯酸类聚合物等。需要说明的是，(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)全部为相同的意义。
出于内聚力、耐热性等改性的目的，前述丙烯酸类聚合物可以根据需要包含对应于能够与前述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷基酯共聚的其它单体成分的单元。作为这样的单体成分，例如可以列举出丙烯酸、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-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。这些能够共聚的单体成分可以使用1种或2种以上。这些能够共聚的单体的用量优选为全部单体成分的40重量％以下。
进而，前述丙烯酸类聚合物为了进行交联，也可以根据需要而包含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，例如可以列举出己二醇二(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。从粘合特性等方面出发，多官能性单体的用量优选为全部单体成分的30重量％以下。
前述丙烯酸类聚合物可以通过使单一单体或2种以上的单体混合物聚合而得到。聚合也可以以溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合等任意方式来进行。从防止对清洁的被粘物的污染等的方面出发，优选低分子量物质的含量少。从这一点出发，丙烯酸类聚合物的数均分子量优选为10万以上、进一步优选为20万～300万左右、特别优选为30万～100万左右。
另外，在前述粘合剂中，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，也可以适当采用外部交联剂。作为外部交联方法的具体手段，可以列举出：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。使用外部交联剂时，其用量根据其与要交联的基础聚合物的平衡、进而根据作为粘合剂的使用用途来适当决定。通常优选的是，相对于前述基础聚合物100重量份，配混5重量份左右以下，进而0.1～5重量份。进而，在粘合剂中，根据需要，除了前述成分之外，也可以使用以往公知的各种赋粘剂、防老剂等添加剂。
粘合剂层2可以由辐射线固化型粘合剂形成。辐射线固化型粘合剂可以通过紫外线等辐射线的照射来控制其粘合力。例如，若在贴合有加热接合用片材3的状态下照射紫外线，则能够在与加热接合用片材3之间产生锚固效果。由此，能够提高粘合剂层2与加热接合用片材3的密合性。另外，在贴合加热接合用片材前，通过照射辐射线，能够降低粘合剂层2与加热接合用片材3的粘合力。
辐射线固化型粘合剂只要具有碳-碳双键等辐射线固化性的官能团且显示粘合性，就可以没有特别限制地使用。作为辐射线固化型粘合剂，例如可示例出在前述丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘合剂中配混辐射线固化性的单体成分、低聚物成分而成的添加型辐射线固化型粘合剂。
作为所配混的辐射线固化性的单体成分，例如可以列举出氨基甲酸酯低聚物、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。另外，辐射线固化性的低聚物成分可以列举出氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各种低聚物，其分子量在100～30000左右的范围内是适当的。辐射线固化性的单体成分、低聚物成分的配混量可以根据前述粘合剂层的种类来适当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类聚合物等基础聚合物100重量份，例如为5～500重量份、优选为40～150重量份左右。
另外，作为辐射线固化型粘合剂，除了前述说明的添加型辐射线固化型粘合剂之外，还可以列举出：使用了在聚合物侧链或主链中或者在主链末端具有碳-碳双键的聚合物作为基础聚合物的内在型辐射线固化型粘合剂。内在型辐射线固化型粘合剂不需要含有或不大量含有属于低分子成分的低聚物成分等，因此，低聚物成分等不会经时地在粘合剂中移动，能够形成层结构稳定的粘合剂层，故而优选。
前述具有碳-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。作为丙烯酸类聚合物的基本骨架，可以列举出前述示例出的丙烯酸类聚合物。
对向前述丙烯酸类聚合物中导入碳-碳双键的方法没有特别限定，可以采用各种方法，从分子设计的方面来看，将碳-碳双键导入聚合物侧链是容易的。例如可以列举出如下方法：预先使丙烯酸类聚合物与具有官能团的单体进行共聚，然后使具有能够与该官能团反应的官能团和碳-碳双键的化合物在维持碳-碳双键的辐射线固化性的状态下进行缩聚或加成反应的方法。
作为这些官能团的组合的例子，可以列举出羧酸基与环氧基、羧酸基与氮丙啶基、羟基与异氰酸酯基等。这些官能团的组合之中，从追踪反应的容易程度出发，羟基与异氰酸酯基的组合是适宜的。另外，只要是通过这些官能团的组合来生成具有前述碳-碳双键的丙烯酸类聚合物这样的组合，则官能团可以在丙烯酸类聚合物和前述化合物中的任一侧，在前述优选的组合中，丙烯酸类聚合物具有羟基且前述化合物具有异氰酸酯基的情况是适合的。此时，作为具有碳-碳双键的异氰酸酯化合物，例如可以列举出甲基丙烯酰基异氰酸酯、2-甲基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。另外，作为丙烯酸类聚合物，可以使用将前述示例的含羟基的单体、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成的聚合物。
前述内在型辐射线固化型粘合剂可以单独使用前述具有碳-碳双键的基础聚合物(尤其是丙烯酸类聚合物)，也可以在不会使特性恶化的程度下配混前述辐射线固化性的单体成分、低聚物成分。辐射线固化性的低聚物成分等通常相对于基础聚合物100重量份为30重量份的范围内，优选为0～10重量份的范围内。
前述辐射线固化型粘合剂在利用紫外线等进行固化时含有光聚合引发剂。作为光聚合引发剂，例如可以列举出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α-酮醇系化合物；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-吗啉代丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物；苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、茴香偶姻甲基醚等苯偶姻醚系化合物；苯偶酰二甲基缩酮等缩酮系化合物；2-萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物；1-苯酮-1,1-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物；二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物；噻吨酮、2-氯代噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二氯代噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物；樟脑醌；卤代酮；酰基氧化膦；酰基膦酸酯等。光聚合引发剂的配混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0.05～20重量份左右。
另外，作为辐射线固化型粘合剂，例如可以列举出：日本特开昭60-196956号公报中公开的包含具有2个以上不饱和键的加成聚合性化合物、具有环氧基的烷氧基硅烷等光聚合性化合物与羰基化合物、有机硫化合物、过氧化物、胺、鎓盐系化合物等光聚合引发剂的橡胶类粘合剂、丙烯酸类粘合剂等。
前述辐射线固化型的粘合剂层2中，根据需要，也可以含有通过辐射线照射而着色的化合物。通过在粘合剂层2中包含通过辐射线照射而着色的化合物，能够仅将进行了辐射线照射的部分着色。即，能够使图1所示的与工件贴附部分3a相对应的部分2a着色。因此，能够通过目视直接判断是否对粘合剂层2进行了辐射线照射，容易识别工件贴附部分3a，容易贴合工件。另外，利用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会产生误操作。通过辐射线照射而着色的化合物是在照射辐射线前呈无色或浅色、但通过辐射线照射而变成有色的化合物，例如，可以列举出隐色染料等。通过辐射线照射来进行着色的化合物的使用比例可以适当设定。
对粘合剂层2的厚度没有特别限定，从防止芯片切断面的缺损、固定保持加热接合用片材3、3’的兼顾性等方面来看，优选为1～50μm左右。优选为2～30μm、进一步优选为5～25μm。
本实施方式的切割带11例如可如下操作来制作。
首先，基材1可以利用以往公知的制膜方法来制膜。作为该制膜方法，例如可示例出压延制膜法、在有机溶剂中的流延法、在密闭体系中的吹胀挤出法、T模具挤出法、共挤出法、干式层压法等。
接着，在基材1上涂布粘合剂组合物溶液而形成涂布膜后，使该涂布膜在规定条件下干燥(根据需要而使其加热交联)，形成粘合剂层2。作为涂布方法没有特别限定，例如可以列举出辊涂覆、丝网涂覆、凹版涂覆等。另外，作为干燥条件，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，也可以在隔离膜上涂布粘合剂组合物而形成涂布膜后，以前述干燥条件使涂布膜干燥，形成粘合剂层2。其后，将粘合剂层2与隔离膜一起贴合在基材1上。由此来制作切割带11。
带有切割带的加热接合用片材10、12可以利用通常的方法制造。例如通过贴合切割带11的粘合剂层2和加热接合用片材3，来制造带有切割带的加热接合用片材10。
带有切割带的加热接合用片材10中，优选加热接合用片材3被隔离膜覆盖。例如可以列举出如下方法：将切割带11和加热接合用片材3贴合后，将层叠于加热接合用片材3的前述基材隔离膜剥离，在剥离了前述基材隔离膜后的带有切割带的加热接合用片材10的加热接合用片材3的露出面粘贴隔离膜的方法。即，优选采用依次层叠有切割带11、加热接合用片材3及前述隔离膜的形态。
上述的实施方式中，对层叠有切割带和加热接合用片材的带有切割带的加热接合用片材进行了说明。但是，本发明的加热接合用片材也可以以不与切割带贴合的状态来提供。
加热接合用片材采用不贴合切割带的形态的情况下，优选形成夹持于2张隔离膜的两面带有隔离膜的加热接合用片材。即，优选采用依次层叠有第1隔离膜、加热接合用片材及第2隔离膜的两面带有隔离膜的加热接合用片材。
需要说明的是，加热接合用片材采用不贴合切割带的形态的情况下，可以是仅在加热接合用片材的一个面层叠有隔离膜的形态。
(半导体装置的制造方法)
本实施方式的半导体装置的制造方法包括如下工序：准备前述加热接合用片材的工序、
将切割带贴合在前述加热接合用片材上，得到带有切割带的加热接合用片材的工序、
使前述带有切割带的加热接合用片材的加热接合用片材与半导体晶圆的背面贴合的贴合工序、
将前述半导体晶圆与前述加热接合用片材一起切割，形成芯片状的半导体芯片的切割工序、
将前述半导体芯片与前述加热接合用片材一起从前述带有切割带的加热接合用片材拾取的拾取工序、和
借助前述加热接合用片材，将前述半导体芯片加热接合在被粘物上的加热接合工序(以下，也称为第1实施方式)。
另外，本实施方式的半导体装置的制造方法也可以包括如下工序：准备前述记载的带有切割带的加热接合用片材的工序、
将前述带有切割带的加热接合用片材的加热接合用片材和半导体晶圆的背面贴合的贴合工序、
将前述半导体晶圆与前述加热接合用片材一起切割，形成芯片状的半导体芯片的切割工序、
将前述半导体芯片与前述加热接合用片材一起从前述带有切割带的加热接合用片材拾取的拾取工序、和
借助前述加热接合用片材，将前述半导体芯片加热接合在被粘物上的加热接合工序(以下也称为第2实施方式)。
关于第1实施方式的半导体装置的制造方法，相对于第2实施方式的半导体装置的制造方法使用了带有切割带的加热接合用片材，第1实施方式的半导体装置的制造方法单独使用了加热接合用片材，在这点上两者存在不同，但其它方面是共通的。第1实施方式的半导体装置的制造方法中，如果准备加热接合用片材后进行将其与切割带贴合的工序，则其后可以与第2实施方式的半导体装置的制造方法相同。因此，以下针对第2实施方式的半导体装置的制造方法进行说明。
在本实施方式的半导体装置的制造方法中，首先，准备带有切割带的加热接合用片材10、12(准备工序)。
带有切割带的加热接合用片材10、12可以适宜地剥离任选设置在加热接合用片材3、3’上的隔离膜，并如下使用。以下，边参照图1、图3边以使用了带有切割带的加热接合用片材10的情况为例进行说明。
首先，在带有切割带的加热接合用片材10中的加热接合用片材3的半导体晶圆贴附部分3a上压接半导体晶圆4，使其粘接保持并固定(贴合工序)。本工序边利用压接辊等按压手段来按压边进行。对固定时的贴附温度没有特别限定，例如优选为23～90℃的范围内。
加热接合用片材3具有烧结前层31和密合层33。由于将半导体晶圆4贴附于密合层33，因此能够使半导体晶圆4牢固地固定于烧结前的加热接合用片材3。
作为半导体晶圆4，优选在一个面形成电极焊接点(pad)、在另一面(以下，也称为背面)的最表面形成有银薄膜。作为前述银薄膜的厚度，例如，可以列举出10nm～1000nm。另外，可以在半导体晶圆4与前述银薄膜之间进而形成钛薄膜。作为前述钛薄膜的厚度，例如可以列举出10nm～1000nm。若形成有前述银薄膜，则在后述的加热接合工序中，能够将半导体芯片5和加热接合用片材3牢固地加热接合。另外，若形成有前述钛薄膜，则电极的可靠性提高。前述银薄膜及前述钛薄膜例如可以通过蒸镀而形成。
接着，进行半导体晶圆4的切割(切割工序)。由此，将半导体晶圆4切断成规定的尺寸而单片化，制造半导体芯片5。对切割的方法没有特别限定，例如可以从半导体晶圆4的电路面侧按照常规方法来进行。另外，在本工序中，例如可以采用进行切入直到带有切割带的加热接合用片材10为止的、被称为全切(full cut)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，可以使用以往公知的装置。另外，半导体晶圆4被带有切割带的加热接合用片材10所粘接固定，因此能够抑制芯片缺损、芯片飞散，并且能够抑制半导体晶圆4的破损。
接着，为了将粘接固定于带有切割带的加热接合用片材10的半导体芯片5剥离而进行半导体芯片5的拾取(拾取工序)。作为拾取的方法，没有特别限定，可以采用以往公知的各种方法。例如可以列举出：用针形件从带有切割带的加热接合用片材10侧将各个半导体芯片5顶起，并用拾取装置拾取被顶起的半导体芯片5的方法等。
作为拾取条件，从防止破片的观点出发，针形件的顶起速度优选为5～100mm/秒、更优选为5～10mm/秒。
此处，在粘合剂层2为紫外线固化型的情况下，拾取可以在对该粘合剂层2照射紫外线后进行。由此，粘合剂层2对加热接合用片材3的粘合力降低，半导体芯片5的剥离变得容易。其结果，能够进行拾取而不会损伤半导体芯片5。对紫外线照射时的照射强度、照射时间等条件没有特别限定，适当根据需要进行设定即可。另外，作为用于紫外线照射的光源，可以使用公知的光源。需要说明的是，对粘合剂层预先进行紫外线照射使其固化、并将该固化的粘合剂层与加热接合用片材贴合的情况下、将粘合剂层与加热接合用片材贴合后照射辐射线的情况下，可以不进行此处的紫外线照射。
接着，将所拾取的半导体芯片5夹着加热接合用片材3芯片贴装(加热接合)于被粘物6(加热接合工序)。作为被粘物6，可以列举出引线框、TAB薄膜、基板或另行制作的半导体芯片等。被粘物6例如可以是容易变形的变形型被粘物，也可以是难以变形的非变形型被粘物(半导体晶圆等)。
作为前述引线框，可以列举出Cu引线框、42合金引线框等金属引线框。另外，作为前述基板，可以使用现有公知的基板。例如可以列举出玻璃环氧树脂、BT(双马来酰亚胺-三嗪)、聚酰亚胺等制成的有机基板。其中，若使用金属引线框，则能够通过加热接合而与金属微粒一体化。另外，作为前述基板，可以列举出在陶瓷板等绝缘基板上层叠有铜电路基板的绝缘电路基板。若使用绝缘电路基板，则能够制造例如进行电力的控制、供给的功率半导体装置。
前述加热接合工序中，通过加热将金属微粒烧结的同时根据需要使热分解性粘结剂热分解。另外，使通过干燥工序挥发不彻底的残留低沸点粘结剂挥发。可以在加热温度优选为180～400℃、更优选为190～370℃、进一步优选为200～350℃下进行。另外，可以在加热时间优选为0.3～300分钟、更优选为0.5～240分钟、进一步优选为1～180分钟下进行。另外，加热接合可以在加压条件下进行。作为加压条件，优选在1～500kg/cm2的范围内、更优选在5～400kg/cm2的范围内。加压下的加热接合例如可以在倒装焊接机那样的可同时进行加热和加压的装置中实施。另外，也可以进行平行平板压制。
接着，根据需要，如图3所示，将被粘物6的端子部(内部引线)的前端与半导体芯片5上的电极焊接点(未图示)用接合引线7进行电连接(引线接合工序)。作为前述接合引线7，例如可以使用金线、铝线或铜线等。关于进行引线接合时的温度，可以在23～300℃、优选为23～250℃的范围内进行。另外，在其加热时间为数秒～数分钟下进行。接线可以在加热为前述温度范围内的状态下通过将基于超声波的振动能量和基于施加加压的压接能量组合使用来进行。
接着，根据需要，如图3所示，利用封装树脂8来封装半导体芯片5(封装工序)。本工序是为了保护搭载于被粘物6的半导体芯片5、接合引线7而进行的。本工序可以通过利用模具将封装用树脂成型来进行。作为封装树脂8，例如使用环氧系的树脂。树脂封装时的加热温度通常在175℃下进行60～90秒钟，但本发明不限定于此，例如可以在165～185℃下固化数分钟。由此，使封装树脂8固化。需要说明的是，在本封装工序中，也可以采用向片状的封装用片中包埋半导体芯片5的方法(例如，参照日本特开2013-7028号公报)。另外，除了利用模具的封装树脂的成型以外，也可以是在盒型容器中流入有机硅凝胶的凝胶封装型。
接着，根据需要进行加热，使前述封装工序中未充分固化的封装树脂8完全地固化(后固化工序)。本工序中的加热温度因封装树脂的种类而异，例如为165～185℃的范围内，加热时间为0.5～8小时左右。
需要说明的是，本发明的加热接合用片材和带有切割带的加热接合用片材也可以适宜地用于层叠多个半导体芯片来进行三维安装的情况。此时，也可以在半导体芯片之间层叠加热接合用片材和间隔物，也可以在半导体芯片之间仅层叠加热接合用片材而不层叠间隔物，可以根据制造条件、用途等进行适当变更。
另外，本发明的加热接合用片材和带有切割带的加热接合用片材不限定于上述示例的用途，可以用于将2个物体加热接合。
[另一实施方式]
本发明的加热接合用片材可以进而在烧结前层的与层叠有密合层的面处于相反侧的面设置有成分迁移防止层。即，本发明的加热接合用片材可以为依次层叠有密合层、烧结前层、及成分迁移防止层的构成。
另外，本发明的带有切割带的加热接合用片材可以为如下构成：
具有：切割带；和依次层叠有密合层、烧结前层、及成分迁移防止层的构成的加热接合用片材，
前述加热接合用片材以前述切割带与前述成分迁移防止层接触的方式层叠于前述切割带上。
图4为示出本发明的另一实施方式的带有切割带的加热接合用片材的截面示意图。
如图4所示，带有切割带的加热接合用片材50具有在切割带11上层叠有加热接合用片材52的构成。切割带11在基材1上层叠粘合剂层2而构成，加热接合用片材52设置于粘合剂层2上。
加热接合用片材52具有依次层叠有密合层33、烧结前层31、及成分迁移防止层32的构成。加热接合用片材52以切割带11与成分迁移防止层32接触的方式层叠于切割带11上。
关于烧结前层31及密合层33，已经进行了说明，因此此处省略说明。
(成分迁移防止层)
成分迁移防止层32是用于抑制烧结前层31的成分向切割带11迁移、抑制切割带11的成分向烧结前层31迁移的层。
需要说明的是，成分迁移防止层32由于包含大量通过加热而发生分解的成分，因此对烧结前层31进行加热制成烧结层时，基本不分解。
成分迁移防止层32优选至少包含有机粘结剂。若成分迁移防止层32包含有机粘结剂，则容易作为片材来处理。另外，烧结前层31即使包含有机粘结剂，则由于存在成分迁移防止层32，也能够抑制烧结前层31的成分向切割带11迁移、抑制切割带11的成分向烧结前层31迁移。
成分迁移防止层32中所含的有机粘结剂优选包含热分解性粘结剂。对于热分解性粘结剂，有低分子量成分不易穿透的倾向。因此，若成分迁移防止层32中所含的有机粘结剂包含热分解性粘结剂，则能够适当地抑制烧结前层31的成分向切割带11迁移、抑制切割带11的成分向烧结前层31迁移。
作为前述热分解性粘结剂，可以采用与烧结前层31中使用的同样的热分解性粘结剂。
对于前述热分解性粘结剂的含量，相对于成分迁移防止层32整体，优选为80～100重量％、更优选为90～100重量％。若前述热分解性粘结剂的含量相对于成分迁移防止层32整体为80～100重量％，则能够适当地抑制烧结前层31与切割带11之间的成分的迁移。
成分迁移防止层32中所含的有机粘结剂优选相对于成分迁移防止层的有机粘结剂整体包含分子量500以下的有机成分0～20重量％。即，优选不包含分子量500以下的有机成分、或者即使包含也为10重量％以下。前述分子量500以下的有机成分的含量更优选为0～15重量％、进一步优选为0～10重量％。
分子量500以下的有机成分由于分子量小，因此为容易向其他片材(本实施方式中为切割带11)迁移的成分。因此，可以说若成分迁移防止层32中所含的有机粘结剂在0～20重量％的范围内包含分子量500以下的有机成分，则容易迁移的成分少。因此，能够抑制成分从成分迁移防止层32向烧结前层31、切割带11迁移。
分子量500以下的有机成分包含低沸点粘结剂和除低沸点粘结剂以外的分子量500以下的有机成分。作为前述低沸点粘结剂，可以采用与烧结前层31中使用的同样的低沸点粘结剂。
成分迁移防止层32中所含的分子量500以下的有机成分的含量可以通过与烧结前层31中所含的分子量500以下的有机成分的含量的测定方法同样的方法来测定。
成分迁移防止层32优选不含金属微粒、或即使包含也以相对于成分迁移防止层整体为30体积％以下的范围内来包含。即，优选成分迁移防止层32中所含的金属微粒的含量相对于成分迁移防止层整体为0～30体积％的范围内。若成分迁移防止层32中所含的金属微粒的含量相对于成分迁移防止层整体为0～30体积％的范围内，则能够减少烧结前层31的成分向切割带11迁移的通道。其结果，能够进一步抑制成分的迁移。
作为前述金属微粒，可以采用烧结前层31中使用的同样的金属微粒。成分迁移防止层32中所含的金属微粒的含量可以通过与烧结前层31中所含的金属微粒的含量的测定方法同样的方法来测定。
成分迁移防止层32的厚度优选为2～10μm的范围内、更优选为2.5～8μm的范围内、进一步优选为3～6μm的范围内。成分迁移防止层32不含金属微粒、或含量比烧结前层少。因此，若过厚，则会给基于烧结的接合带来障碍。因此，若成分迁移防止层32的厚度为2～10μm的范围内，则能够防止给基于烧结的结合带来大的影响。
特别是在前述数值范围内减薄成分迁移防止层32的厚度的情况下，优选不含金属微粒、或在前述数值范围内减少含量。是因为能够减少低分子成分的通道。
另一方面，在前述数值范围内增厚成分迁移防止层32的厚度的情况下，优选在前述数值范围内增多金属微粒含量。有厚度的情况下，可能在烧结后存在成分迁移防止层32的部分的接合力变弱。因此，通过预先含有一定程度金属微粒，能够具有烧结后的接合力。需要说明的是，增厚时，容易控制烧结前的粘合力。
成分迁移防止层32的厚度可以通过与烧结前层31的厚度的测定方法同样的方法来测定。
以上，根据加热接合用片材52，由于具有密合层33，因此对接合对象物的烧结前的密合性高、并且可使烧结后的接合牢固。进而，由于具有成分迁移防止层32，因此能够防止在供于使用之前的期间，烧结前层31的成分向切割带11迁移、切割带11的成分向烧结前层31迁移。
[实施例]
以下，用实施例对本发明详细地进行说明，但本发明只要不超出其主旨，就不限定于以下的实施例。
对实施例中使用的成分进行说明。
热分解性粘结剂A(聚碳酸亚丙酯树脂)：Empower公司制的QPAC40、23℃下为固态
低沸点粘结剂A(异冰片基环己醇)：Nippon Terpene Chemicals,Inc.制的Terusolve MTPH、23℃下为液态
金属微粒A：三井金属矿业株式会社制的平均粒径200nm的铜微粒
有机溶剂A：甲乙酮(MEK)
(实施例1)
<烧结前层的制作>
将使热分解性粘结剂A预先以1：1重量比溶解于MEK而成的溶液(12重量％)、低沸点粘结剂A(4重量％)、金属微粒A(60重量％)、及有机溶剂A(24重量％)放入hybrid mixer(KEYENCE制HM-500)的搅拌釜中，在搅拌模式下、进行3分钟搅拌·混合。
将所得清漆在脱模处理薄膜(三菱树脂株式会社制的MRA38)上以干燥后的厚度成为70μm的方式涂布·干燥，得到烧结前层A。干燥条件设为80℃2分钟。
<密合层的制作>
将使热分解性粘结剂A预先以1：1重量比溶解于MEK而成的溶液(40重量％)、低沸点粘结剂A(13重量％)、金属微粒A(30重量％)、及有机溶剂A(17重量％)放入hybrid mixer(KEYENCE制HM-500)的搅拌釜中，在搅拌模式下、进行3分钟搅拌·混合。
将所得清漆在脱模处理薄膜(三菱树脂株式会社制的MRA38)上以干燥后的厚度成为10μm的方式涂布·干燥，得到密合层A。干燥条件设为80℃2分钟。
<加热接合用片材的制作>
使烧结前层A与密合层A的涂布干燥表面彼此面对，用油压式层压机在70℃下使之贴合，由此得到加热接合用片材A。
[密合性评价]
<切割带的制作>
在具备冷凝管、氮导入管、温度计、及搅拌装置的反应容器中放入丙烯酸2-乙基己酯100份、丙烯酸-2-羟基乙酯19份、过氧化苯甲酰0.4份、及甲苯80份，在氮气气流中在60℃下进行10小时聚合处理，得到丙烯酸类聚合物A。
在该丙烯酸类聚合物A中加入2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯1.2份，在空气气流中在50℃下进行60小时加成反应处理，得到丙烯酸类聚合物A’。
接着，对丙烯酸类聚合物A’100份加入多异氰酸酯化合物(商品名“CORONATE L”、Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制)1.3份、及光聚合引发剂(商品名“IRGACURE184”、Ciba Specialty Chemicals Inc.制)3份，得到粘合剂溶液(也称为“粘合剂溶液A”)。
将前述中制备的粘合剂溶液A涂布于PET剥离衬垫的实施了有机硅处理的面上，在120℃下进行2分钟加热干燥，形成厚度10μm的粘合剂层A。接着，将厚度125μm的GUNZELIMITED制EVA薄膜(乙烯·乙酸乙烯酯共聚物薄膜)贴合于粘合剂层A的露出面，在23℃下保存72小时，得到切割带A。
<评价>
准备在背面依次形成有Ti层(厚度50nm)和Ag层(厚度100nm)的硅晶圆(硅晶圆的厚度200μm)。
将实施例的加热接合用片材在室温(23℃)下贴附于所制作的切割带A。贴附以切割带与烧结前层接触的方式进行。接着，进行UV照射(条件：使用紫外线(UV)照射装置(商品名“UM-810”(日东精机株式会社制))、以紫外线照射累积光量：300mJ/cm2进行紫外线照射)。接着，使准备的硅晶圆以Ag层作为贴合面贴合于加热接合用片材的密合层。对于贴合，利用贴附装置：商品名“MA-3000II”日东精机株式会社制、在贴附速度计：10mm/分钟、贴附压力：0.2MPa、贴附时的平台温度：60℃下进行。通过以上，得到依次层叠有硅晶圆、密合层、烧结前层、切割带的结构体。
接着，用DISCO公司制的切割器(DFD6361)在以下的切割条件下进行切割。
<切割条件>
切割环：“2-8-1”(DISCO公司制)
切割速度：30mm/sec
切割刀片：
Z1；DISCO公司制“NBC-ZH203O-SE27HCDD”
Z2；DISCO公司制“NBC-ZH203O-SE27HCBB”
切割刀片转速：
Z1；45,000rpm
Z2；45,000rpm
Z1刀片高度：晶圆的一半的高度
Z2刀片高度：切割带的粘合剂层的中央
切割方式：阶梯式切割(step cutting)
晶圆芯片尺寸：5.0mm见方
在切割中，经单片化的晶圆剥离的情况下，视为密合性低、判定为“×”。在切割中，经单片化的晶圆未剥离的情况下，视为密合性高、判定为“○”。将结果示于表1。
[表1]
(实施例2)
<烧结前层的制作>
烧结前层使用与实施例1相同的烧结前层A。
<密合层的制作>
密合层使用与实施例1相同的密合层A。
<成分迁移防止层的制作>
将使热分解性粘结剂A预先以1：1重量比溶解于MEK而成的溶液(50重量％)、及有机溶剂A(50重量％)放入hybrid mixer(KEYENCE制HM-500)的搅拌釜中，在搅拌模式下、进行3分钟搅拌·混合。
将所得清漆在脱模处理薄膜(三菱树脂株式会社制的MRA38)上以干燥后的厚度成为6μm的方式涂布·干燥，得到成分迁移防止层A。干燥条件设为80℃2分钟。
<加热接合用片材的制作>
首先，使烧结前层A与成分迁移防止层A的涂布干燥表面彼此面对，用油压式层压机在70℃下使之贴合，接着，使烧结前层A的未层叠成分迁移防止层A的一侧的面与密合层A的涂布干燥表面面对，用油压式层压机在70℃下使之贴合，由此得到烧结前层加热接合用片材B。
[密合性评价]
将实施例2的加热接合用片材在室温(23℃)下贴附于通过上述制作的切割带A。贴附以切割带与成分迁移防止层接触的方式进行。接着，进行UV照射(条件：使用紫外线(UV)照射装置(商品名“UM-810”(日东精机株式会社制))、以紫外线照射累积光量：300mJ/cm2进行紫外线照射)。接着，使通过上述准备的硅晶圆以Ag层为贴合面贴合于加热接合用片材的密合层。对于贴合，利用贴附装置：商品名“MA-3000II”日东精机株式会社制、在贴附速度计：10mm/分钟、贴附压力：0.2MPa、贴附时的平台温度：60℃下进行。通过以上，得到依次层叠有硅晶圆、密合层、烧结前层、成分迁移防止层、切割带的结构体。然后，与实施例1同样地评价密合性。将结果示于表2。
[成分迁移抑制评价]
将实施例2的加热接合用片材在室温(23℃)下贴附于所制作的切割带A。贴附以切割带与成分迁移防止层接触的方式进行。接着，进行UV照射(条件：使用紫外线(UV)照射装置(商品名“UM-810”(日东精机株式会社制))、以紫外线照射累积光量：300mJ/cm2进行紫外线照射)。然后，进而在70℃下进行10分钟加热处理。接着，剥离切割带A。需要说明的是，此处的UV照射及加热处理为所谓加速试验用，与实际的使用条件不同。
对于将剥离了切割带A后的加热接合用片材(密合层A和烧结前层A和成分迁移防止层A这3层构成的片材)切出约10mg的样品，在氮气气氛下、升温速度90℃/分钟的条件下，从23℃至500℃进行热重分析。测定中使用TG-DTA同时测定装置(差热-热重同时测定装置)、更具体而言为理学电机株式会社制的差动型差热天秤TG-DTA TG8120。将23℃下的重量减少量设为0％。需要说明的是，该分析中，若重量比23℃下的重量减少，则值为负值。将500℃下的值(重量减少量(％))设为Y。
对实施例2的加热接合用片材(密合层A和烧结前层A和成分迁移防止层A这3层构成的片材)，不贴附于切割带、以原样进行热重分析。热重分析的方法与上述同样。将在500℃下的值(重量减少量(％))设为Y0。
[[(Y-Y0)/Y0]×100]的绝对值大于5的情况下，视为充分引起了成分迁移，判定为“×”。[[(Y-Y0)/Y0]×100]的绝对值处于0～5的范围的情况下，视为抑制了成分迁移，判定为“○”。将结果示于表2。
[表2]
附图标记说明
1 基材
2 粘合剂层
3、3’、52 加热接合用片材
4 半导体晶圆
5 半导体芯片
6 被粘物
7 接合引线
8 封装树脂
10、12、50 带有切割带的加热接合用片材
11 切割带
31 烧结前层
32 成分迁移防止层
33 密合层

Claims (3)

1.一种加热接合用片材，其特征在于，其具有：通过加热而成为烧结层的烧结前层、和密合层，
所述烧结前层包含金属微粒和热分解性粘结剂，
所述密合层包含金属微粒和热分解性粘结剂，
所述密合层中的金属微粒的量比所述烧结前层中的金属微粒的量少，
所述烧结前层中所含的金属微粒的含量相对于烧结前层整体为30～70体积％的范围内，
所述密合层中所含的金属微粒的含量相对于密合层整体为30体积％以下的范围内。
2.根据权利要求1所述的加热接合用片材，其特征在于，
所述烧结前层的厚度为5～100μm的范围内，
所述密合层的厚度为2～20μm的范围内。
3.一种带有切割带的加热接合用片材，其特征在于，
其具有：切割带、和权利要求1或2所述的加热接合用片材，
所述加热接合用片材以所述切割带与所述烧结前层接触的方式层叠于所述切割带上。
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