CN116848635A - 半导体装置制造用粘接片及使用该半导体装置制造用粘接片的半导体装置的制造方法 - Google Patents
半导体装置制造用粘接片及使用该半导体装置制造用粘接片的半导体装置的制造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供粘接片和使用该粘接片的半导体装置的制造方法,该粘接片在剥离工序之前,即使受到伴随QFN组装的热过程,也不会从引线框架的背面及密封树脂的背面剥离而充分且稳定地粘贴于它们,密封树脂不会泄漏,而且在剥离工序中能够容易地剥离,不会产生粘接剂残留的胶糊残留或断裂。具体地说,提供一种半导体装置制造用粘接片,具备基材和设置于该基材的一面的热固化型粘接剂层,能够剥离地粘贴于半导体装置的引线框架或布线基板,在半导体装置制造用粘接片中,所述粘接剂层含有含羧基丙烯腈‑丁二烯共聚物(a)、环氧树脂(b)和含有两个以上马来酰亚胺基的化合物(c),80℃下的储能模量为1MPa~1.7MPa。
Description
技术领域
本发明涉及在通过QFN(Quad Flat Non-lead,方形扁平无引线)方式组装半导体装置时适合用作掩模带的粘接片和使用该粘接片的半导体装置的制造方法。
本申请基于2021年2月16日在日本申请的特愿2021-022422号主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
近年来,针对以移动电话为代表的IT设备的小型化、薄型化、多功能化的要求,半导体装置(半导体封装)中的更高密度安装技术的必要性提高。
作为应对该要求的CSP(Chip Size Package,芯片尺寸封装)技术,QFN方式受到关注(参照专利文献1及专利文献2),特别是在100引脚以下的少引脚类型中被广泛采用。
在此,作为基于QFN方式的一般的QFN封装的组装方法,大致已知下述方法。首先,在粘贴工序中,在引线框架的一面粘贴粘接片,接着,在芯片贴装工序中,在形成于引线框架的多个半导体元件搭载部(芯片焊盘部)分别搭载IC芯片等半导体元件。接着,在打线接合工序中,利用接合线电连接沿引线框架的各半导体元件搭载部的外周配置的多个引线和半导体元件。接着,在密封工序中,利用密封树脂密封搭载于引线框架的半导体元件。此后,在剥离工序中,通过将粘接片从引线框架剥离,能够形成排列有多个QFN封装的QFN单元。最后,在切割工序中,通过沿各QFN封装的外周切割该QFN单元,能够制造多个QFN封装。
对于这样的用途中使用的粘接片,要求在剥离工序之前不会从引线框架的背面及密封树脂的背面剥离而充分且稳定地粘贴,并且在剥离工序中能够容易地剥离,不存在粘接剂残留于引线框架的背面、密封树脂的背面的胶糊残留、以及粘接片断裂等不良情况。
特别是近年来,为了降低半导体装置的成本,使用由铜合金构成的引线框架。这样的由铜合金构成的引线框架还具有作为过渡金属的铜对高分子材料的氧化劣化的催化剂作用,由于伴随编带工序后的QFN封装组装的热过程,粘接剂容易氧化劣化,在片材剥离时容易发生重剥离及胶糊残留。
但是,以往使用的粘接片不能充分满足能够在由铜合金构成的引线框架中使用的实用水平。
例如,在以往的粘接片中,具有在由耐热性膜构成的基材上层叠有含有丙烯腈-丁二烯共聚物和双马来酰亚胺树脂的粘接剂层的形态(参照专利文献3),但是在使用该粘接片的情况下,由于在编带工序后的芯片贴装固化处理、打线接合工序、树脂密封工序中施加的热,丙烯腈-丁二烯共聚物容易劣化,在剥离工序中,存在剥离变得困难、粘接片断裂或产生胶糊残留的问题。
此外,以往的粘接片如果在引线框架具有研磨损伤等突起,则存在如下问题:不能追随该突起的形状而在粘接片与引线框架之间产生气泡,粘接片从引线框架剥离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-165961号公报
专利文献2:日本特开2005-142401号公报
专利文献3:日本特开2008-095014号公报
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的,其课题在于提供粘接片和使用该粘接片的半导体装置的制造方法,该粘接片在剥离工序之前,即使受到伴随QFN组装热过程,也不会从引线框架的背面及密封树脂的背面剥离而充分且稳定地粘贴于它们,密封树脂也不会泄漏,而且在剥离工序中能够容易地剥离,不会产生粘接剂残留的胶糊残留或断裂。
本发明具有以下方式。
[1]一种半导体装置制造用粘接片,其特征在于,具备基材和设置于该基材的一面的热固化型粘接剂层,能够剥离地粘贴于半导体装置的引线框架或布线基板,所述粘接剂层含有含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物(a)、环氧树脂(b)和含有两个以上马来酰亚胺基的化合物(c),80℃下的储能模量为1MPa~1.7MPa。
[2]根据[1]所述的半导体装置制造用粘接片,其特征在于,所述(a)成分是丙烯腈含量为5~50质量%、且由数均分子量计算出的羧基当量为100~20000的含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物。
[3]根据[1]所述的半导体装置制造用粘接片,其特征在于,相对于所述(a)成分100质量份,所述(b)成分和所述(c)成分的合计为20~300质量份。
[4]根据[1]所述的半导体装置制造用粘接片,其特征在于,基于所述(b)成分的缩水甘油基量/基于所述(a)成分的羧基量为0.14~0.43。
[5]一种半导体装置的制造方法,其特征在于,是使用[1]所述的半导体装置制造用粘接片的半导体装置的制造方法,具备:
粘贴工序,将半导体装置制造用粘接片粘贴于引线框架或布线基板;
芯片贴装工序,将半导体元件搭载于所述引线框架或布线基板;
打线接合工序,使所述半导体元件与外部连接端子导通;
密封工序,利用密封树脂密封所述半导体元件;以及
剥离工序,在所述密封工序后将半导体装置制造用粘接片从引线框架或布线基板剥离。
根据本发明,提供粘接片和使用该粘接片的半导体装置的制造方法,该粘接片在剥离工序之前,即使受到伴随QFN组装的热过程,也不会从引线框架的背面及密封树脂的背面剥离而充分且稳定地粘贴于它们,密封树脂不会泄漏,而且在剥离工序中能够容易地剥离,不会产生粘接剂残留的胶糊残留或断裂,特别是即使是具有研磨损伤等突起的引线框架,该粘接片在剥离工序之前也充分地粘贴。
附图说明
图1是示出在本发明的半导体装置的制造方法中使用的引线框架的一例的俯视图。
图2是说明本发明的半导体装置的制造方法的工序图。
具体实施方式
下面,对本发明进行详细说明。
[半导体装置制造用粘接片]
本发明的半导体装置制造用粘接片(以下称为粘接片)具备基材和设置于该基材的一面的热固化型粘接剂层,能够剥离地粘贴于半导体装置的引线框架或布线基板的粘接片,其中,所述粘接剂层含有含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物(a)、环氧树脂(b)和含有两个以上马来酰亚胺基的化合物(c),80℃下的储能模量为1MPa~1.7MPa,在通过QFN方式组装半导体装置时用作掩模带。
含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物(a)起到适度维持加热初期的粘接剂层的熔融粘度的作用等,并且对固化的粘接剂层赋予良好的柔软性、粘接性,通过含有该含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物(a),能够形成对由耐热性膜等构成的基材的密合性良好、没有裂纹的粘接剂层。作为含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物(a),能够没有限制地使用公知的物质,丙烯腈含量优选为5~50质量%,更优选为10~40质量%。如果丙烯腈含量小于上述范围,则向溶剂的溶解性、与其他成分的相容性降低,因此具有所得到的粘接剂层的均匀性降低的倾向。另一方面,如果丙烯腈含量超过上述范围,则所得到的粘接剂层对引线框架、密封树脂的粘接性过度,在将其用于粘接片的情况下,存在剥离工序中的剥离变得困难或粘接片断裂的可能性。
由含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物中的数均分子量计算出的羧基当量优选为100~20000的范围,更优选为200~10000。如果羧基当量小于上述范围,则与其他成分的反应性过高,存在所得到的粘接剂层的保存稳定性降低的倾向。另一方面,如果羧基当量超过上述范围,则与其他成分的反应性不足,因此所得到的粘接剂层容易成为低B阶。其结果,在将其用于粘接片的情况下,在加热初期、即粘接片的粘贴工序、芯片贴装固化处理等中,在粘接片被加热时,粘接剂层低粘度化,在粘接剂层中容易引起发泡或流出,存在热稳定性降低的倾向。
需要说明的是,由数均分子量计算出的羧基当量是将数均分子量(Mn)除以每一个分子的羧基数(官能团数)而得到的值,由下式表示。
羧基当量=Mn/官能团数
环氧树脂(b)是在分子内具有两个以上环氧基的化合物,例如可以列举:双酚A、双酚F、双酚S、间苯二酚、二氢萘、二环戊二烯二苯酚等二缩水甘油醚、环氧化苯酚酚醛清漆、环氧化甲酚酚醛清漆、环氧化甲酚酚醛清漆、环氧化三羟苯基甲烷、环氧化四羟苯基乙烷等脂环式环氧树脂、或者联苯型环氧树脂或酚醛清漆型环氧树脂等。
环氧树脂(b)和含有两个以上马来酰亚胺基的化合物(c)承担粘接剂层的热固化性,通过并用它们,热稳定性优异,而且在剥离工序中能够容易地剥离,能够形成不产生胶糊残留、断裂的粘接剂层。特别是环氧树脂(b)对粘接剂层赋予韧性,通过含有该环氧树脂(b),能够抑制在剥离工序中粘接剂层破裂而导致的胶糊残留。
含有两个以上马来酰亚胺基的化合物(c)对粘接剂层赋予热稳定性,并且起到调整粘接剂层的粘接性的作用,通过含有该马来酰亚胺基的化合物(c),能够形成粘接性被适度控制、在剥离工序中能够容易地剥离的粘接剂层。
作为含有两个以上马来酰亚胺基的化合物(c)的具体例,优选使用构成双马来酰亚胺树脂的化合物,可以列举下式(1-1)~(1-3)的化合物,其中,特别是下式(1-1)或(1-3)所示的化合物在对溶剂的溶解性方面是有用的。
[化学式1]
另外,作为上述的(a)~(c)的各成分,均可以使用由一种化合物构成的成分,也可以使用两种以上化合物的混合物。
所述各成分的比率相对于(a)成分100质量份、(b)成分和(c)成分的合计优选为20~300质量份,更优选为20~200质量份。如果(b)成分和(c)成分的合计小于上述范围,则粘接剂层的反应性降低,即使加热,不溶不熔化也难以进行,热稳定性降低,由此具有粘接力变强的倾向。另一方面,如果超过上述范围,则加热初期的粘接剂层的熔融粘度不足,在使用该粘接剂层的粘接片中,在编带工序后的芯片贴装固化处理等中,存在粘接剂层流出或发泡的风险。
此外,(c)成分相对于(b)成分的质量比((c)/(b))优选为0.1~10的范围。如果小于上述范围,则存在所得到的粘接剂层在常温下的固化反应容易进行而缺乏保存稳定性的情况,或者粘接力过强,使用该粘接剂层的粘接片在剥离工序中无法剥离或断裂的风险。另一方面,如果超过上述范围,则在粘接片制造时,存在该粘接剂层与由耐热性膜构成的基材的粘接性降低的情况,或者粘接剂层发泡而所得到的粘接片容易残留胶糊的倾向。
本发明的粘接片中的粘接剂层的80℃下的储能模量为1MPa~1.7MPa,优选为1.5MPa~1.7MPa。
在本发明的粘接片中的粘接剂层中,为了使80℃下的储能模量为1MPa~1.7MPa,例如能够通过调整(a)成分、(b)成分及(c)成分的含量而得到。例如,在含有环氧基当量相同的(b)成分的情况下,通过增加环氧树脂(b)的含量,能够增大80℃下的储能模量。
本发明的粘接片中的粘接剂层的储能模量以如下方式测定:从基材剥离粘接剂层,利用动态粘弹性测定装置,将测定频率设为11Hz,一边以10℃/分钟从测定温度25℃升温至150℃、一边以载荷1.0gf测定剥离的粘接剂层。如果粘接剂层的80℃下的储能模量为1MPa~1.7MPa,则即使是具有研磨损伤等突起的引线框架,也能够在剥离工序之前充分地粘贴。
作为上述动态粘弹性测定装置,可以列举VIBRON测定器(ORIENTEC公司制、RHEOVIBRON DDV-II-EP)等。
此外,本发明的粘接片中的粘接剂层的缩水甘油基量/羧基量优选为0.14~0.43,更优选为0.21~0.43。如果缩水甘油基量/羧基量为上述的范围内,则即使是具有研磨损伤等突起的引线框架,也能够在剥离工序之前充分地粘贴。
上述缩水甘油基量能够由(b)成分含量/环氧基当量求出。此外,羧基量能够由(a)成分含量/羧基当量求出。
在本发明的粘接片中的粘接剂层中可以含有反应性硅氧烷化合物。反应性硅氧烷化合物用于提高构成粘接剂层的各成分的相容性,并且提高粘接剂层从密封树脂的剥离性,通过含有该反应性硅氧烷化合物,能够形成各成分良好地相容,没有成分的分离、析出等不良情况的均匀的粘接剂层。其结果,粘接剂层的粘接强度均匀,能够抑制由局部粘接强度高引起的剥离性的降低、胶糊残留等不良情况。
作为反应性硅氧烷化合物,能够没有限制地使用通过氨基改性、环氧改性、羧基改性、巯基改性等反应基而赋予了反应性的硅氧烷化合物。其中,1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、氨基丙基末端的二甲基硅氧烷四聚体或八聚体、双(3-氨基苯氧基甲基)四甲基二硅氧烷在与(b)成分及(c)成分的反应迅速进行的方面是优选的。从反应性的观点出发,作为反应性硅氧烷化合物,优选使用这样在硅氧烷结构的两末端键合有反应基的化合物,但是也可以使用单末端的化合物、或末端的一方为反应性而另一方为非反应性的硅烷偶联剂。
本发明的粘接片中的粘接剂层中,反应性硅氧烷化合物的反应基数与(b)成分的环氧基数和(c)成分的马来酰亚胺基数的合计之比优选为0.05~1.2,更优选为0.1~0.8。如果小于上述范围,则作为粘接剂层整体的反应性降低,在芯片贴装固化处理等中固化反应难以进行,其结果,有时粘接力变得过强。另一方面,如果超过上述范围,则反应过度进行,粘接剂层制备时容易引起凝胶化等问题,粘接力容易变弱。
在粘接剂层中,除了(a)~(c)的各必须成分以外,还可以添加有机过氧化物、咪唑类、三苯基膦等反应促进剂。通过添加它们,也能够将粘接剂层的常温下的状态控制为良好的B阶。
此外,为了控制熔融粘度、提高导热性、赋予阻燃性等目的,也可以添加平均粒径1μm以下的填料。作为填料,可以列举二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氮化铝、氮化硼、氧化钛、碳酸钙、氢氧化铝等无机填料、有机硅树脂、氟树脂等有机填料等。在使用填料的情况下,其含量在粘接剂层中优选为1~40质量%。
本发明的粘接片是在作为基材的耐热性膜的一面形成有上述粘接剂层的粘接片。
在制造这样的粘接片的情况下,首先,制备至少由上述的含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物(a)、环氧树脂(b)、含有两个以上马来酰亚胺基的化合物(c)、根据需要的反应性硅氧烷化合物和溶剂构成的粘接剂涂料。接着,以干燥后的粘接剂层的厚度优选为1~50μm、更优选为3~20μm的方式,将该涂料涂布于耐热性膜的一面并进行干燥即可。此外,为了保护粘接剂层,优选在所形成的粘接剂层上进一步设置剥离性的保护膜,在这种情况下,也可以通过在保护膜上涂布涂料并进行干燥而形成粘接剂层,并且在其上设置耐热性膜的方法来制造粘接片。另外,保护膜在使用粘接片时被剥离。
作为耐热性膜,可以列举由聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚醚酮、液晶聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等构成的耐热性塑料膜、环氧树脂-玻璃布等复合耐热膜等,特别优选聚酰亚胺膜。
聚酰亚胺膜的厚度优选为12.5~125μm,更优选为25~50μm。如果小于上述范围,则存在粘接片的硬挺度不充分而难以操作的倾向,如果超过上述范围,则存在QFN组装时的编带工序、剥离工序中的作业变得困难的倾向。
作为在粘接剂涂料中使用的溶剂,可以使用烃类、醇类、酮类、醚类(四氢呋喃等)等有机溶剂、水等中的一种以上,其使用量只要适当调整以使涂料成为适当的粘度即可。此外,涂料的性状可以是溶液、乳液、悬浮液中的任一种,只要根据所使用的涂布装置及环境条件等适当选择即可。
作为剥离性的保护膜,可以列举聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯、氟系树脂、有机硅等塑料膜、在聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、纸等上通过有机硅覆盖等赋予了剥离性的保护膜。
[半导体装置的制造方法]
使用本发明的粘接片的半导体装置的制造方法具备:粘贴工序,将粘接片粘贴于引线框架或布线基板;芯片贴装工序,将半导体元件搭载于引线框架或布线基板;打线接合工序,使半导体元件与外部连接端子导通;密封工序,利用密封树脂密封半导体元件;以及剥离工序,在密封工序后将粘接片从引线框架或布线基板剥离。
以下,参照图1~图2说明使用本发明的粘接片的半导体装置的制造方法的一例。图1是从搭载半导体元件的一侧观察的引线框架的俯视图,图2(a)~(f)是示出使用图1所示的引线框架来制造QFN封装的方法的工序图,是图1的引线框架的A-A’剖视图。
首先,准备图1所示的概略构成的引线框架20。引线框架20是如下部件:搭载IC芯片等半导体元件的多个半导体元件搭载部(芯片焊盘部)21形成为矩阵状,并且沿各半导体元件搭载部21的外周形成有多个引线22(外部连接端子)。
作为引线框架20的材质可以列举以往公知的材质,例如可以列举铜板及铜合金板或在它们上设置有触击电镀层的材质、或者在铜合金板的表面依次设置有镀镍层、镀钯层和镀金层的材质。
如图2(a)所示,在引线框架20的一面(下表面),将粘接片10粘贴成粘接剂层(省略图示)与引线框架20抵接(粘贴工序)。作为将粘接片10粘贴于引线框架20的方法,具有层压法、冲压法等,但从生产率的观点出发,优选能够连续进行编带工序的层压法。本工序中的粘接片10的温度例如为常温(5~35℃)至150℃,更优选为60~120℃。如果在比150℃高的温度下粘贴,则引线框架容易产生翘曲。
如果在本工序中引线框架20产生翘曲,则芯片贴装工序、打线接合工序中的定位变得困难、向加热炉的输送变得困难,存在使QFN封装的生产率降低的风险。
如图2(b)所示,在引线框架20的半导体元件搭载部21中的未粘贴有粘接片10的一侧经由芯片贴装剂(省略图示)载置IC芯片等半导体元件30。此时,引线框架20由于被抑制了翘曲,所以容易定位。并且,半导体元件30准确地载置于规定的位置。此后,加热至100~200℃左右,使芯片贴装剂固化,将半导体元件30固定搭载于半导体元件搭载部21(芯片贴装剂固化处理。以上为芯片贴装工序)。此时,粘接片10的粘接剂层固化,粘接于引线框架。
如果从粘接片10、芯片贴装剂等产生的排出气体成分附着于引线框架20、半导体元件30,则在打线接合工序中容易产生由引线的接合不良引起的成品率降低。因此,在芯片贴装工序之后、打线接合工序之前,对引线框架20、半导体元件30实施等离子体处理(等离子体清洁工序)。作为等离子体处理,例如,可以列举如下方法:在氩气或氩气和氢气的混合气体等气氛下,对粘贴有粘接片10且搭载有半导体元件30的引线框架20(以下有时称为半成品)进行等离子体照射。等离子体处理中的等离子体的照射输出例如为150~600W。此外,等离子体处理的时间例如为0.1~15分钟。
如图2(c)所示,利用金引线、铜引线、被钯覆盖的铜引线等接合线31使半导体元件30和引线框架20的引线22(外部连接端子)电导通(打线接合工序)。本工序在将半成品在加热块上加热至150~250℃左右的同时进行。本工序中的加热时间例如为5~60分钟。
如果在打线接合工序中加热半成品,则在粘接剂层中含有氟添加剂的情况下,氟添加剂转移到粘接剂层的表面,因此在后述的剥离工序中粘接片10容易从引线框架20及密封树脂40剥离。
如图2(d)所示,将图2(c)所示的半成品载置在模具内,使用密封树脂(模制材料)向模具内注射填充。在将任意量填充到模具内之后,通过将模具内维持为任意的压力,利用密封树脂40密封半导体元件30(密封工序)。作为密封树脂,可以使用以往公知的树脂,例如可以列举环氧树脂和无机填料等的混合物。
如图2(e)所示,通过将粘接片10从密封树脂40及引线框架20剥离,得到排列有多个QFN封装50的QFN单元60(剥离工序)。
如图2(f)所示,通过沿各QFN封装50的外周切割QFN单元60,得到多个QFN封装50(切割工序)。
另外,在上述实施方式中,以使用引线框架的QFN封装的制造方法为例进行了说明,但本发明不限定于此,也可以应用于使用引线框架的QFN封装以外的半导体装置的制造方法、使用布线基板的半导体装置的制造方法。
本发明的粘接片中的粘接剂层通过使含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物(a)的羧基与环氧树脂(b)的缩水甘油基交联而成为B阶状态(半固化状态),能够得到低玻璃化转变温度(-30℃~50℃)。具有低玻璃化转变温度的粘接剂层的粘接片能够在较低温度的加热条件、具体地说在常温(5℃~35℃)~150℃下利用辊式层压机等连续地进行编带工序,生产率优异。
此外,本发明的粘接片中的低玻璃化转变温度(-30℃~50℃)的粘接剂层在加热时得到高弹性模量的特性。近年来,以降低打线接合工序中的成本为目的,开始普及基于以低成本的铜引线或被钯覆盖的铜引线来代替以往的金引线进行接合的产品。铜引线或被钯覆盖的铜引线是与金相比高弹性的金属,因此为了制作稳定的形状,与以往的金引线相比需要进行更高载荷的加工。
当对引线框架施加这种大的载荷时,如果粘贴于引线框架下部的粘接片中的粘接剂层为低弹性模量,则该粘接剂层变形,在该变形的粘接剂层的状态下进行树脂密封。由此,从变形的粘接剂层部分产生密封树脂的泄漏。此外,在将粘接片从引线框架剥离时,还会产生粘接剂层从该变形的粘接剂层部分断裂而粘接剂残留在引线框架表面上的问题。此外,在打线接合时,如果粘接剂为低弹性模量,则粘接剂变形,由此引线载荷难以传递,也容易引起打线接合不良。本发明的粘接片中的粘接剂层如上所述具有高弹性模量的特性,因此即使使用铜引线或被钯覆盖的铜引线进行打线接合,也不容易产生打线接合不良、密封树脂的泄漏、粘接剂层的残留的问题。
实施例
以下,示出实施例对本发明进行具体说明。
[实施例1~6及比较例1~3]
(粘接剂涂料的组成)
以表1所示的质量比率,将(a)~(c)成分及其他成分与作为溶剂的四氢呋喃(THF)混合,制备了粘接剂涂料。
接着,将该粘接剂涂料在厚度25μm的聚酰亚胺膜(东丽杜邦公司制、商品名Kapton100EN)的一面以干燥后的粘接剂层厚度为5μm的方式进行涂布之后,在热风循环型烘箱中干燥,得到粘接片。
另外,所使用的各成分的详细情况如下所述。
·含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物:由数均分子量计算出的羧基当量1500、丙烯腈含量27质量%
·环氧树脂a:分子量630、环氧基当量210g/eq
·环氧树脂b:分子量950、环氧基当量475g/eq
·环氧树脂c:分子量1850、环氧基当量925g/eq
·双酚A二苯基醚双马来酰亚胺:分子量570、官能团当量285g/eq·1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷:分子量248、官能团当量62g/eq[表1]
对以上述方式得到的各例的粘接片进行以下测定及评价,表2示出了其结果。
(1)相对于Cu板的剥离强度
被粘物:铜板(古河制125μm64型)
粘接片尺寸:宽度10mm×长度50mm
加工:使用辊式层压机,将在各例中得到的粘接片贴附于被粘物而作为试验体。此时的层压条件为温度80℃、压力4N/cm、压接速度1m/
分钟。
测定:使用万能拉伸试验机,在常温下测定了加热后的试验体的90°剥离强度。固定铜板,在垂直方向上拉伸粘接片进行了测定。拉伸速度为50mm/分钟。
评价:剥离强度是实用上15gf/cm以上没有问题的粘接强度。将15gf/cm以上设为○,将小于15gf/cm设为×。
(2)相对于树脂密封工序后的试验体的剥离强度、带剥离后有无粘接剂残留物
加工、测定方法:
(i)试验体的制作和热处理
在将在各例中得到的聚酰亚胺膜上具有粘接剂层的粘接片裁断为宽度50mm×长度60mm之后,假定受到伴随实际的QFN的组装的热过程等,首先,依次实施了下述的(a)~(d)。
(a)将在各例中得到的粘接片裁断为宽度50mm×长度60mm,使用辊式层压机,将其贴附于50mm×100mm的外尺寸57.5mm×53.5mm铜合金制的测试用引线框架(表面触击电镀层、8×8个矩阵排列、封装尺寸5mm×5mm、32引脚)。此时的层压条件为温度80℃、压力4N/cm、压接速度0.5m/分钟。
(b)将粘贴有粘接片的铜合金制的测试用引线框架在通风烘箱中以175℃/60分钟进行了加热。这是假定进行芯片贴装固化处理的处理。
(c)等离子体照射处理:利用Yield Engineering公司制1000P,气体种类使用Ar,进行了450W/60秒处理。
(d)200℃/30分钟加热:假定进行打线接合工序的处理,使用加热板进行了加热。
接着,使用模压机,在175℃/3分钟的条件下,在与(a)~(d)的热处理完成后的被粘物的贴合有粘接片的面相反的铜材露出面上层叠了密封树脂(树脂密封工序)。作为密封树脂,使用住友电木公司制的环氧模制树脂(EME-G631BQ)。
(ii)剥离强度的测定、带剥离后有无粘接剂残留物
对于上述树脂密封工序后的试验体,使用万能拉伸试验机,在常温下测定了90°剥离强度。另外,固定试验体,在垂直方向上拉伸粘接片的角部分进行了测定。拉伸速度为300mm/分钟。此外,使用光学显微镜(Keyence公司制数字显微镜VHX-500),以倍率100倍确认了带剥离后有无粘接剂残留物。
评价:○:剥离强度小于1000gf/50mm,剥离后的粘接片未断裂,引线框架材料表面及密封树脂表面没有残留粘接剂。
△:剥离强度为1000gf/50mm以上,剥离后的粘接片未断裂,在引线框架材料表面及密封树脂表面没有残留粘接剂。
×:相当于确认到粘接片的断裂或在引线框架材料表面及密封树脂表面确认到粘接剂的残留中的任意至少一个。
(3)芯片贴装工序后的热特性
加工:在各例中得到的粘接片中,制作将厚度25μm的聚酰亚胺膜作为厚度38μm的实施了脱模处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET膜)的粘接片,设想芯片贴装固化处理,使用通风烘箱在175℃下加热了1小时。
测定:将加热后的粘接片中的粘接剂层从PET膜取出,使用DMA(DynamicMechanical Analyzer,动态热机械分析仪)测定了储能模量。
作为DMA,使用VIBRON测定器(ORIENTEC公司制、RHEOVIBRON DDV-II-EP),以频率11Hz、升温速度10℃/min、载荷1.0gf进行了测定。
评价:将在假定进行了打线接合工序时的上述温度、200℃下的储能模量为5MPa以上的情况设为○。
(4)追随性
加工:将在各例中得到的粘接片裁断为宽度50mm×长度60mm,使用辊式层压机,将其贴附于50mm×100mm的外尺寸57.5mm×53.5mm铜合金制的测试用引线框架(表面触击电镀层、8×8个矩阵排列、封装尺寸5mm×5mm、32引脚)。此时的层压条件为温度80℃、压力4N/cm、压接速度1m/分钟。
评价:对于粘贴于上述测试用引线框架的粘接带,目视确认了引线框架与粘接剂层之间的追随性。
○:在引线框架与粘接剂层之间没有产生气泡
×:在引线框架与粘接剂层之间产生了气泡
[表2]
从上述表2可知,在追随性、相对于Cu板的剥离强度、芯片贴装工序后的热特性、相对于树脂密封工序后的试验体的剥离强度、带剥离后有无粘接剂残留物中的全部评价中,实施例1~6的粘接片是在实用上没有问题的结果。
相对于此,比较例1的粘接片在剥离强度的评价中存在问题,比较例2的粘接片在追随性的评价中存在问题。此外,比较例3的粘接片在芯片贴装工序后的热特性的评价中存在问题。
符号说明
10半导体装置制造用粘接片
20 引线框架
30 半导体元件
31 接合线
40 密封树脂
50 QFN封装
Claims (5)
1.一种半导体装置制造用粘接片,其特征在于,具备基材和设置于该基材的一面的热固化型粘接剂层,能够剥离地粘贴于半导体装置的引线框架或布线基板,所述粘接剂层含有含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物(a)、环氧树脂(b)和含有两个以上马来酰亚胺基的化合物(c),80℃下的储能模量为1MPa~1.7MPa。
2.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘接片,其特征在于,
所述(a)成分是丙烯腈含量为5~50质量%、且由数均分子量计算出的羧基当量为100~20000的含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘接片,其特征在于,
相对于所述(a)成分100质量份,所述(b)成分和所述(c)成分的合计为20~300质量份。
4.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘接片,其特征在于,
基于所述(b)成分的缩水甘油基量/基于所述(a)成分的羧基量为0.14~0.43。
5.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,是使用权利要求1所述的半导体装置制造用粘接片的半导体装置的制造方法,具备:
粘贴工序,将半导体装置制造用粘接片粘贴于引线框架或布线基板;
芯片贴装工序,将半导体元件搭载于所述引线框架或布线基板;
打线接合工序,使所述半导体元件与外部连接端子导通;
密封工序,利用密封树脂密封所述半导体元件;以及
剥离工序,在所述密封工序后将半导体装置制造用粘接片从引线框架或布线基板剥离。
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