CN114536907A - 间隔件用多层膜及利用其的间隔件形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开间隔件用多层膜及利用其的间隔件形成方法。本发明的间隔件用多层膜包括：第一膜，在200℃的温度下的重量减少率为2％以下，在100℃以下的温度下的线膨胀系数为50ppm/℃以下；粘结剂层，配置在上述第一膜的下部；第一减压粘结剂层，配置在上述粘结剂层的下部；以及第二膜，配置在上述第一减压粘结剂层的下部，具有40μm～300μm的厚度。

Description

间隔件用多层膜及利用其的间隔件形成方法
技术领域
本发明涉及用于制造适用于多芯片封装的间隔件的间隔件用膜。
并且，本发明涉及形成多芯片封装中的间隔件的方法。
背景技术
随着半导体器件制造技术的发展，正针对电子设备的小型化及多功能化进行大量研究。
多芯片封装(MCP，Multi Chip Package)技术作为半导体芯片的封装技术中的一种，是指将同类型的半导体芯片或不同类型的半导体芯片封装在一个封装中的技术。
多芯片封装技术可在较窄的封装面积中实现高速传输，因此，相比于将各个半导体芯片分别封装的技术，具有在尺寸及重量层面上的优点。
为了获得减少尺寸的效果，多芯片封装需层叠多个半导体芯片并将其配置在封装内。在这种情况下，所利用到的便是间隔件。
例如，在层叠两个半导体芯片的封装中，一个半导体芯片直接附着在封装基板，而另一个半导体芯片未直接附着在封装基板。在这种情况下，间隔件起到支撑未直接附着在封装基板的半导体芯片的作用。
通常，间隔件由金属、高分子、光致抗蚀剂等制成。当间隔件由金属或光致抗蚀剂制成时，可利用如下方法，即，在封装基板上沉积或涂敷金属或光致抗蚀剂后，可通过蚀刻去除除间隔件以外的部分。当间隔件由金属或高分子组成时，可利用如下方法，即，将间隔件制造成预定形状并将其粘结在封装基板上。
在沉积或涂敷金属或光致抗蚀剂后通过蚀刻方法形成间隔件的方法不仅需要光刻等复杂工序，而且，将产生浪费材料的问题。并且，将间隔件制造成预定形状并将其粘结在封装基板上的方法不仅难以精确制造所期望尺寸的间隔件，而且，具有难以将间隔件精确附着在封装基板上的问题。
并且，虽存在一种利用(切割)虚拟晶圆(Dummy Wafer)制造间隔件并将其粘结在封装基板上的方法，但在这种情况下，将浪费虚拟晶圆。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供可在未使用虚拟晶圆的情况下进行切割工序的间隔件用多层膜。
本发明的另一目的在于，提供可在未使用虚拟晶圆的情况下利用切割工序的间隔件形成方法。
本发明所要实现的技术目的并不局限于以上提及的目的，本发明所属技术领域的普通技术人员可通过以下内容明确理解未提及的其他目的。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的间隔件用多层膜包括：第一膜，在200℃的温度下的重量减少率为2％以下，在100℃以下的温度下的线膨胀系数为50ppm/℃以下；粘结剂层，配置在上述第一膜下部；第一减压粘结剂层，配置在上述粘结剂层的下部；以及第二膜，配置在上述第一减压粘结剂层的下部，具有40μm～300μm的厚度。
上述第一膜可包含聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚邻苯二甲酰胺、聚砜、聚醚砜及聚醚酰亚胺中的至少一种。
上述第二膜可包含聚烯烃类树脂。
上述第一减压粘结剂层可包含丙烯酸类化合物。
上述粘结剂层可包含丙烯酸类化合物及环氧树脂。
上述第一减压粘结剂层的顶部的边缘可处于暴露状态。
在上述第一减压粘结剂层的紫外线固化前，上述第一减压粘结剂层与上述粘结剂层之间的附着力为20N/m～200N/m，在上述第一减压粘结剂层的紫外线固化后，上述第一减压粘结剂层与上述粘结剂层之间的附着力可以为15N/m以下。
本发明的间隔件用多层膜还可包括：第二减压粘结剂层，配置在上述第一膜的上部；以及覆盖膜，配置在上述第二减压粘结剂层的上部。
用于实现上述目的的本发明的间隔件形成方法的特征在于，包括：固定步骤，将上述间隔件用多层膜固定在框架；切割步骤，通过切割上述间隔件用多层膜来实现划片化；拾取步骤，从划片化的产物中拾取由第一膜及粘结剂层组成的间隔件；以及附着步骤，将拾取的间隔件附着在封装基板上。
在上述间隔件用多层膜中，上述第一减压粘结剂层的顶部的边缘可处于暴露状态，框架可配置在上述第一减压粘结剂层的顶部的边缘上。
发明的效果
本发明的间隔件用多层膜可包括厚度为40μm～300μm的第二膜。由此，在用于将第一膜作为单独间隔件的支撑件而划片化的切割工序中，第二膜可提供足够的支撑力。
因此，可利用切割工序从本发明的间隔件用多层膜中制造所期望尺寸的划片化的间隔件。并且，可使得经过切割划片化的间隔件通过拾取工序及附着工序轻松附着在封装基板。
并且，本发明具有如下效果，即，可通过形成间隔件来在未使用虚拟晶圆的情况下进行切割工序。
附图说明
图1为简要示出包括间隔件的多芯片封装的一例的剖视图。
图2为简要示出包括间隔件的多芯片封装的再一例的剖视图。
图3为简要示出包括间隔件的多芯片封装的还有一例的剖视图。
图4为简要示出包括间隔件的多芯片封装的另一例的剖视图。
图5为简要示出本发明一实施例的间隔件用多层膜的剖视图。
图6为简要示出本发明另一实施例的间隔件用多层膜的剖视图。
图7为简要示出本发明的利用切割工序的间隔件形成方法的图。
图8为对应于图7中的(a)部分、(b)部分及(c)部分的俯视图。
附图标记的说明
110：封装基板
120：第一半导体芯片单元
130：间隔件
131：粘结剂层
132：支撑件
140：第二半导体芯片单元
150：成型部
510：第一膜
520：粘结剂层
530：第二膜
535：第一减压粘结剂层
540：覆盖膜
545：第二减压粘结剂层
601：切割锯
610：框架
620：推动装置
630：吸附装置。
具体实施方式
本发明的目的、特定优点及新特征可通过与附图相关的详细说明和优选实施例而变得更加明确。本说明中的“一面”、“另一面”“两面”等术语仅用于对一个结构要素和其他结构要素进行区分，结构要素并不限定于上述术语。以下，在说明本发明的过程中，将省略有可能不必要地混淆本发明的主旨的有关公知技术的详细说明。
以下，参照附图，针对本发明的间隔件用多层膜及利用其的间隔件形成方法进行详细说明。
图1为简要示出包括间隔件的多芯片封装的一例的剖视图。
参照图1，在封装基板110上配置有第一半导体芯片单元120。第一半导体芯片单元120包括第一粘结剂层121和第一半导体芯片122。第一粘结剂层121可起到向封装基板110附着第一半导体芯片122的作用。第一半导体芯片122可通过金属线125与封装基板110实现电连接。
在第一半导体芯片单元120周围配置有间隔件130。间隔件130包括粘结剂层131及支撑件132。粘结剂层131可起到向基板附着支撑件132的作用。
在间隔件130上配置有第二半导体芯片单元140。第二半导体芯片单元140包括第二粘结剂层141和第二半导体芯片142。第二粘结剂层141起到向间隔件130的支撑件132附着第二半导体芯片142的作用。第二半导体芯片142可通过金属线145与封装基板110实现电连接。作为另一例，第二半导体芯片142可通过贯通间隔件的通孔与封装基板110实现电连接。
在封装基板110上，配置有第一半导体芯片单元120、间隔件130及第二半导体芯片单元140，执行金属线焊接工序后，形成用于密封其的成型部150。成型部150可由密封材料制成，例如，环氧树脂。
如图1所示，间隔件130的高度可大于第一半导体芯片单元120的高度。由此，可将间隔件130用作支撑体来层叠第二半导体芯片单元140。作为另一例，间隔件130的高度可以与第一半导体芯片单元120的高度相同。并且，在间隔件130的高度大于第一半导体芯片单元120的高度或间隔件130的高度与第一半导体芯片单元120的高度相同的情况下，可通过间隔件130及第二半导体芯片单元140来获得填埋第一半导体芯片单元120的效果。
图2至图4为简要示出包括间隔件的多芯片封装的其他例的剖视图。
与图1示出的例相同，图2至图4中的多个第二半导体芯片单元(图2中的140-1至140-4、图3中的140-1至140-5、图4中的140-1至140-7)可通过金属线(未图示)或通孔(未图示)来与其他第二半导体芯片单元或封装基板110实现电连接。
在图2至图4所示的多芯片封装中，半导体芯片单元可通过配置在封装基板110上的间隔件130实现层叠。
图5为简要示出本发明一实施例的间隔件用多层膜的剖视图。
参照图5，所示出的间隔件用多层膜包括第一膜510、粘结剂层520、第二膜530及第一减压粘结剂层535。
第一膜
第一膜510是指成为图1至图4的间隔件130的支撑件132部分。间隔件130需具有耐热性，以便用于半导体芯片封装制造工序及半导体芯片封装。
因此，优选地，第一膜510应具有耐热性。于是，本发明限定第一膜510在200℃的温度下的重量减少率为2％以下且在100℃以下的温度下的线膨胀系数为50ppm/℃以下。若在200℃的温度下的重量减少率大于2％或在100℃以下的温度下的线膨胀系数大于50ppm/℃，则可视作耐热性并不优秀。
具有上述耐热性的第一膜510可包含聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚邻苯二甲酰胺、聚砜、聚醚砜及聚醚酰亚胺中的至少一种。其中，优选地，应选择耐热性最为优秀的聚酰亚胺或聚醚醚酮作为第一膜的材料。
第一膜510可具有单层机构。作为另一例，第一膜510可具有多层结构。
第一膜510的厚度可基于作为目标的间隔件的支撑件(图1中的132)厚度来确定。
粘结剂层
粘结剂层520是指成为图1至图4中的间隔件130的粘结剂层131部分。
粘结剂层520配置在第一膜510的下部。虽然粘结剂层520可具有3μm～60μm的厚度，但并不限定于此。
在本发明中，粘结剂层520可包含丙烯酸类化合物。并且，粘结剂层520可包含用于固化的环氧树脂。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、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、苯酚酚醛型环氧树脂、邻甲酚醛型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂等中的一种以上作为环氧树脂。
并且，粘结剂层520还可额外包含一种以上添加剂。虽然，可使用固化剂(酚类、胺类等)、无机粒子(二氧化硅、氢氧化铝、氧化铝、二氧化钛、碳酸钙等)、固化促进剂、硅烷偶联剂等作为添加剂，但并不限定于此。
优选地，可用于粘结剂层520、下述第一减压粘结剂层535及第二减压粘结剂层545的丙烯酸类化合物包含源自(甲基)丙烯酸酯的单体。
作为用于形成单体丙烯酸类化合物的(甲基)丙烯酸酯，可使用(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯等。
丙烯酸类化合物还可包含含羧基单体、酸酐单体、含羟基单体、含缩水甘油基单体、含磺酸基单体、含磷酸基单体、含丙烯腈单体等。
并且，丙烯酸类化合物还可额外包含一种以上的多官能单体。多官能单体可以为己二醇二(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(即，聚甲基丙烯酸缩水甘油酯)、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯等。
第二膜
第二膜530配置在粘结剂层520的下部。在第二膜530与粘结剂层520之间配置有第一减压粘结剂层535。第一减压粘结剂层535可通过浇铸涂敷并干燥直接形成在第二膜530上，或者可在第二膜530压薄形成。
在切割工序中，第二膜530起到支撑体的作用。因此，本发明限定第二膜530的厚度为40μm以上。若第二膜530的厚度小于40μm，则难以确保扩展性(expanding)及拾取性。并且，若第二膜530的厚度大于300μm，则有可能导致扩展性及拾取性不佳等，因此，优选地，第二膜530的厚度应为300μm以下。第二膜530的厚度范围可以为40μm～300μm，优选地，可以为50μm～250μm，更优选地，可以为60μm～200μm，最优选地，可以为70μm～150μm。
第二膜530可由聚烯烃类树脂制成。具体地，第二膜530可由包含低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、离聚物树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-丁烯共聚物及乙烯-己烯共聚物中的至少一种以上的材料制成。
第二膜530可具有单层结构，作为另一例，可具有多层结构。
虽然，第一减压粘结剂层535可具有5μm～30μm的厚度，但并不限定于此。第一减压粘结剂层535可包含丙烯酸类化合物。但是，与粘结剂层520不同，第一减压粘结剂层535可不包含环氧树脂。
并且，第一减压粘结剂层535还可额外包含一种以上的添加剂。虽然，作为添加剂可使用异氰酸酯固化剂等热固化剂或二苯甲酮等光引发剂，但并不限于此。
在被紫外线固化之前，上述第一减压粘结剂层535可在切割工序中处于B阶段状态。
另一方面，在第一减压粘结剂层被紫外线固化之前，第一减压粘结剂层535与粘结剂层520之间的附着力可以为20N/m～200N/m，在被紫外线(UV)固化后，第一减压粘结剂层535与粘结剂层520之间的附着力可以为15N/m以下。这是为了在切割后的拾取工序中仅拾取划片化的第一膜510和粘结剂层250。例如，这种第一减压粘结剂层535的附着力控制可通过控制粘结剂成分来实现。例如，第一减压粘结剂层535的丙烯酸类化合物可包含相对于100重量份的丙烯酸-2-乙基己基共聚合反应10重量份～40重量份的丙烯酸-2-羟乙基、10重量份～45重量份的2-甲基丙烯酸异氰基乙酯的共聚物。
另一方面，参照图5，第一减压粘结剂层535的顶部的边缘可处于暴露状态。这是为了在切割工序中使得间隔件用膜相对于环框架的固定变得容易。对此，以下将参照图7进行说明。
图6为简要示出本发明另一实施例的间隔件用多层膜的剖视图。
与图5所示的间隔件用多层膜相同，图6所示的间隔件用多层膜包括第一膜510、粘结剂层520、第二膜530及第一减压粘结剂层535。由于图6所示的间隔件用多层膜中的第一膜510、粘结剂层520、第二膜530及第一减压粘结剂层535与参照图5说明的内容相同，因此，将省略对其的说明。
另一方面，图6所示的间隔件用多层膜可额外包括覆盖膜540及第二减压粘结剂层545。
覆盖膜
覆盖膜540起到在切割工序前保护第一膜510的保护膜作用。在切割工序中，覆盖膜540会被预先去除。虽然覆盖膜540可由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺等材料制成，但并不限定于此。
第二减压粘结剂层545可配置在覆盖膜540与第一膜510之间。
虽然第二减压粘结剂层545可具有3μm～30μm的厚度，但并不限定于此。与第一减压粘结剂层535相同，虽然第二减压粘结剂层545包含丙烯酸类化合物，但是，可不包含环氧树脂。第二减压粘结剂层545还可额外包含酚类树脂、胺类等固化剂或硅烷偶联剂等添加剂中的一种以上。
另一方面，参照图6，第二减压粘结剂层545的下表面的边缘可处于暴露状态。这是为了，在进行切割工序之前使得覆盖膜540及第二减压粘结剂层545的去除变得容易。
间隔件形成方法
图7为简要示出本发明的利用切割工序的间隔件形成方法的图。图8为对应于图7中的(a)部分、(b)部分及(c)部分的俯视图，在说明图7中的方法的过程中用作参照。
参照图7，本发明的间隔件形成方法包括固定步骤、切割步骤、拾取步骤及附着步骤。
首先，如图7的(a)部分所示，以从上侧开始依次包括第一膜510、粘结剂层520、第一减压粘结剂层535及第二膜530的方式形成间隔件用多层膜。例如，可通过从图6所示的间隔件用多层膜中去除第二减压粘结剂层545及覆盖膜540来形成图7的(a)部分所示的间隔件用多层膜。
接着，如图7的(b)部分及图8的(b)部分所示，固定间隔件用多层膜。可利用框架610固定间隔件用多层膜，例如，环框架。另一方面，在间隔件用多层膜中，当第一减压粘结剂层535的顶部的边缘处于暴露状态时，框架610可轻易配置在第一减压粘结剂层535的顶部的边缘上。
随后，如图7的(c)部分所示，利用切割锯601或激光沿着预定的切割线SL针对间隔件用多层膜进行切割来实现划片化(个片花)。如上所述，本发明的间隔件用多层膜可分别包括：第一膜510，起到间隔件的支撑件作用；以及第二膜530，具有40μm～300μm的厚度。间隔件用多层膜所包括的厚度为40μm～300μm的第二膜530可在切割工序中提供足够的支撑力。
之后，如图7的(d)部分所示，利用推动装置620及吸附装置630从划片化的产物中拾取由第一膜510及粘结剂层520组成的间隔件。
最后，如图7的(e)部分所示，将由第一膜510及粘结剂层520组成的间隔件附着在封装基板110上。
实施例
以下，为了进一步帮助理解本发明，将公开优选实施例。但是，以下实施例仅用于理解本发明而提供，本发明的内容并不限定于以下实施例。
间隔件用粘结膜的制造
以从上侧开始依次包括第一膜(聚酰亚胺)、丙烯酸-环氧粘结剂层、丙烯酸减压粘结剂层及第二膜(聚乙烯膜)的方式形成间隔件用多层膜(参照图7的(a)部分)，仅改变第二膜的厚度。接着，通过向丙烯酸减压粘结剂层的顶部边缘侧接合环框架来固定间隔件用多层膜，随后，利用作为切割设备的DFD-6361(disco公司制造)针对试片执行切割工序，以将各个试片分割成9mm×12mm的个别间隔件，之后，利用作为拾取设备的SPA-300(由Shinkawa公司制造)扩展(expanding)并拾取个别间隔件。
最后，以如下方式进行评估，其结果如表1所示。
扩展性(expanding)评估：进行切割后，为了使得拾取设备便于区分芯片并拾取，执行扩展第二膜的扩展工序并测定可扩展(expanding ring)范围(mm)。
拾取性评估：拾取设备在0.35mm及0.45mm的针销高度中进行拾取，将拾取成功率为95％以上的情况评估为良好(○)，将拾取成功率为95％以下的情况评估为不良(×)。
表1
Figure BDA0003361510760000111
参照表1，在第二膜的厚度为40μm～300μm的试片2至试片6中，在扩展工序及拾取工序中并未产生任何不良。相反，在第二膜的厚度为40μm以下的试片1中，因膜被撕裂而无法进行扩展哦工序，其结果，也导致无法进行拾取工序。另一方面，在第二膜的厚度为300μm以上的试片7中，可扩展范围仅为1mm，并且，在拾取设备的针销高度为0.45mm的情况下，确认到拾取不良。
因此，优选地，第二膜的厚度应为40μm～300μm。
以上，虽然说明了本发明，但是，本发明并不限定于本说明书中所公开的实施例，显而易见的是，本发明所属技术领域的普通技术人员可在本发明的技术思想范围内进行多种修改。并且，应当理解的是，即使在说明本发明实施例过程中未明确说明，对于本发明结构的作用效果也包括可通过相应结构进行预测的效果。

Claims (10)

1.一种间隔件用多层膜，其特征在于，包括：
第一膜，在200℃的温度下的重量减少率为2％以下，在100℃以下的温度下的线膨胀系数为50ppm/℃以下；
粘结剂层，配置在上述第一膜的下部；
第一减压粘结剂层，配置在上述粘结剂层的下部；以及
第二膜，配置在上述第一减压粘结剂层的下部，具有40μm～300μm的厚度。
2.根据权利要求1所述的间隔件用多层膜，其特征在于，上述第一膜包含聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚、聚邻苯二甲酰胺、聚砜、聚醚砜及聚醚酰亚胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的间隔件用多层膜，其特征在于，上述第二膜包含聚烯烃类树脂。
4.根据权利要求1所述的间隔件用多层膜，其特征在于，上述第一减压粘结剂层包含丙烯酸类化合物。
5.根据权利要求1所述的间隔件用多层膜，其特征在于，上述粘结剂层包含丙烯酸类化合物及环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的间隔件用多层膜，其特征在于，上述第一减压粘结剂层的顶部的边缘处于暴露状态。
7.根据权利要求1所述的间隔件用多层膜，其特征在于，在上述第一减压粘结剂层的紫外线固化前，上述第一减压粘结剂层与上述粘结剂层之间的附着力为20N/m～200N/m，在上述第一减压粘结剂层的紫外线固化后，上述第一减压粘结剂层与上述粘结剂层之间的附着力为15N/m以下。
8.根据权利要求1所述的间隔件用多层膜，其特征在于，还包括：
第二减压粘结剂层，配置在上述第一膜的上部；以及
覆盖膜，配置在上述第二减压粘结剂层的上部。
9.一种间隔件形成方法，其特征在于，包括：
固定步骤，将根据权利要求1所述的间隔件用多层膜固定在框架；
切割步骤，通过切割上述间隔件用多层膜来实现划片化；
拾取步骤，从划片化的产物中拾取由第一膜及粘结剂层组成的间隔件；以及
附着步骤，将拾取的间隔件附着在封装基板上。
10.根据权利要求9所述的间隔件形成方法，其特征在于，
在上述间隔件用多层膜中，上述第一减压粘结剂层的顶部的边缘处于暴露状态，
框架配置在上述第一减压粘结剂层的顶部的边缘上。
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