CN117916333A - 半导体用膜状黏合剂、半导体用膜状黏合剂的制造方法、黏合剂带、半导体装置的制造方法及半导体装置 - Google Patents
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Abstract
一种半导体用膜状黏合剂(1),其沿着厚度方向具有第1黏合剂区域(2)和第2黏合剂区域(3),第1黏合剂区域(2)具有光固性及热固性,第2黏合剂区域(3)不具有光固性而具有热固性。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体用膜状黏合剂、半导体用膜状黏合剂的制造方法、黏合剂带、半导体装置的制造方法及半导体装置。
背景技术
以往,在连接半导体芯片与基板时,广泛应用使用金线等金属细线的引线接合方式。另一方面,为了应对对半导体装置的高功能化、高集成化、高速化等要求,在半导体芯片或基板形成被称为凸块的导电性凸起而直接连接半导体芯片与基板的倒装芯片连接方式(FC连接方式)正在扩展。
例如,关于半导体芯片及基板之间的连接,在BGA(Ball Grid Array:球栅阵列)、CSP(Chip Size Package:芯片尺寸封装)等中广泛使用的COB(Chip On Board:板上芯片)型连接方式也相当于FC连接方式。并且,FC连接方式也广泛使用在半导体芯片上形成连接部(例如,凸块及配线)而连接半导体芯片之间的COC(Chip On Chip:芯片上芯片)型连接方式。
并且,在迫切要求进一步小型化、薄型化及高功能化的封装中,也开始广泛普及使用上述连接方式来层叠芯片并多级化的、芯片叠层型封装、POP(Package On Package:叠层封装)、TSV(Through-Silicon Via:硅通孔)等。由于这种层叠/多级化技术中将半导体芯片等三维配置,因此与二维配置的方法相比,能够减小封装。并且,由于对提高半导体的性能、降低杂讯、减小安装面积、省电也有效,因此作为新时代半导体配线技术备受瞩目。
并且,从提高生产率的观点考虑,在半导体晶圆上压接(连接)半导体芯片之后,进行单片化来制作半导体封装件的COW(Chip On Wafer:晶圆上芯片)也备受瞩目。此外,从同样的观点考虑,在半导体晶圆上或图基板(map board)上将多个半导体芯片进行位置对准并临时压接之后,将这些多个半导体芯片一并进行正式压接来确保连接的集团接合(gangbonding)方式也备受瞩目。
将如上所述的半导体芯片等连接部件彼此进行连接时,使用热固性膜状黏合剂(例如,参考专利文献1。)。虽然膜状黏合剂通过连接时(压接时)进行加热而固化,但在通过压接而连接部件的连接部彼此接触之前膜状黏合剂固化的情况下,由于成为黏合剂的固化物介入连接部之间的状态,并且产生连接不良,因此黏合剂需要在连接时显示出适当的流动性。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-294382号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
近年来,由于随着封装的高功能化及高集成化而层间的间隙及配线间的间距变窄,因此连接时流动的黏合剂变得容易从连接部件(例如,半导体芯片)的端部溢出,并且变得容易形成被称为圆角(Fillet)的溢出部分。由于这种圆角会成为连接部件损坏的原因,因此要求开发一种确保连接部件之间的传导性(连接可靠性)并减少圆角的产生量的方法。
因此,本发明的主要目的为提供一种能够确保充分的连接可靠性并抑制圆角的产生量的半导体用膜状黏合剂。
用于解决技术课题的手段
本发明提供以下[1]~[18]。
[1]
一种半导体用膜状黏合剂,其沿着厚度方向具有第1黏合剂区域和第2黏合剂区域,
所述第1黏合剂区域具有光固性及热固性,
所述第2黏合剂区域不具有光固性而具有热固性。
[2]
如[1]所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述第1黏合剂区域含有光聚合性化合物、光聚合引发剂、热固性树脂及热固化剂。
[3]
如[2]所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述光聚合性化合物为自由基聚合性化合物,所述光聚合引发剂为光自由基聚合引发剂。
[4]
如[3]所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述自由基聚合性化合物包含(甲基)丙烯酸化合物。
[5]
如[2]至[4]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述热固性树脂包含环氧树脂。
[6]
如[5]所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述热固化剂包含咪唑系固化剂。
[7]
如[6]所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述咪唑系固化剂具有三嗪环。
[8]
如[2]至[7]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述第1黏合剂区域中的、所述热固性树脂的含量相对于所述光聚合性化合物的含量之比以质量比计为3~11。
[9]
如[1]至[8]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述第2黏合剂区域含有热固性树脂、热固化剂及助熔剂(flux)化合物。
[10]
如[9]所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述助熔剂化合物具有2个以上的羧基。
[11]
如[1]至[10]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述第2黏合剂区域的厚度为所述第1黏合剂区域的厚度的0.5~2倍。
[12]
如[1]至[11]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂,其用于接合半导体芯片和基体,并且密封所述半导体芯片与所述基体之间的间隙。
[13]
一种[1]至[12]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂的制造方法,其包括:
将具有光固性及热固性的第1黏合剂层及不具有光固性而具有热固性的第2黏合剂层中的一者设置于另一者上的工序。
[14]
一种黏合剂带,其具备:
[1]至[12]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂;及
背磨胶带,在所述半导体用膜状黏合剂上且从所述第2黏合剂区域观察时,设置于与所述第1黏合剂区域侧相反的一侧。
[15]
一种半导体装置的制造方法,其包括:
向[1]至[12]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂的所述第1黏合剂区域照射光的光照射工序;及
经由光照射后的所述半导体用膜状黏合剂将半导体芯片和基体以彼此的连接部对置的方式配置的状态下,进行加热并接合的工序,
所述光照射工序是在所述半导体用膜状黏合剂从所述第1黏合剂区域侧贴附于所述半导体芯片或其前驱体的连接面或者所述基体或其前驱体的连接面的状态下进行。
[16]
如[15]所述的半导体装置的制造方法,其进一步包括:
准备黏合剂带的工序,所述黏合剂带具备所述半导体用膜状黏合剂和在所述半导体用膜状黏合剂上且从所述第2黏合剂区域观察时设置于与所述第1黏合剂区域侧相反的一侧的背磨胶带;
将所述黏合剂带从所述半导体用膜状黏合剂侧贴附于所述半导体芯片的前驱体或所述基体的前驱体的连接面的层压工序;及
对贴附有所述黏合剂带的所述前驱体从与所述黏合剂带相反的一侧进行磨削的背磨工序。
[17]
如[17]所述的半导体装置的制造方法,其中,
所述光照射工序是在所述背磨工序之后,去除所述背磨胶带后进行。
[18]
一种半导体装置,其具备:半导体芯片,具有第1连接部;基体,具有与所述第1连接部电连接的第2连接部;及密封部,接合所述半导体芯片和所述基体,并且填充所述半导体芯片和所述基体之间的间隙,
所述密封部为[1]至[12]中任一项所述的半导体用膜状黏合剂的固化物。
发明效果
根据本发明,能够提供一种能够确保充分的连接可靠性并抑制圆角的产生量的半导体用膜状黏合剂。
附图说明
图1是表示本发明的半导体用膜状黏合剂的一实施方式的示意剖视图。
图2是表示本发明的半导体装置的一实施方式的示意剖视图。
图3是表示本发明的半导体装置另一实施方式的示意剖视图。
图4是示意性地表示本发明的半导体装置的制造方法的一实施方式的工序剖视图。
图5是示意性地表示本发明的半导体装置的制造方法的一实施方式的工序剖视图。
图6是示意性地表示本发明的半导体装置的制造方法的一实施方式的工序剖视图。
图7是示意性地表示本发明的半导体装置的制造方法的一实施方式的工序剖视图。
图8是示意性地表示本发明的半导体装置的制造方法的一实施方式的工序剖视图。
图9是示意性地表示本发明的半导体装置的制造方法的一实施方式的工序剖视图。
具体实施方式
本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及与其对应的甲基丙烯酸中的至少一者。在“(甲基)丙烯酰”、“(甲基)丙烯酸酯”等其他类似表述中也相同。并且,使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值分别作为最小值及最大值而包含的范围。并且,在本说明书中所记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例中所示出的值。并且,个别地记载的上限值及下限值能够任意组合。并且,以下例示的材料只要没有特别指定,则可以单独使用1种,也可以组合2种以上来使用。在组合物中相当于各成分的物质存在多个的情况下,只要没有特别指定,则组合物中的各成分的含量表示存在于组合物中的该多个物质的合计量。
以下,根据情况参考图示对本发明的实施方式进行详细说明。另外,图式中,对相同或相当的部分标注相同符号,并省略重复说明。并且,关于上下左右等位置关系,只要没有特别说明,则设为基于图式中示出的位置关系。此外,图式的尺寸比率并不限于所图示的比率。
<半导体用膜状黏合剂>
一实施方式的半导体用膜状黏合剂(以下,简称为“膜状黏合剂”。)为使用于半导体芯片等连接部件的连接(接合)及密封的黏合剂,例如,用于接合半导体芯片与基体,并且密封半导体芯片与基体之间的间隙。
图1是表示一实施方式的膜状黏合剂的示意剖视图。图1中示出的膜状黏合剂1沿着厚度方向(图1的上下方向)具有:第1黏合剂区域2,具有光固性及热固性;及第2黏合剂区域3,不具有光固性而具有热固性。以下,将构成第1黏合剂区域2的黏合剂称为第1黏合剂,将构成第2黏合剂区域3的黏合剂称为第2黏合剂。
第1黏合剂区域2及第2黏合剂区域3具有规定的厚度,例如,如图1所示,沿着膜状黏合剂1的主面方向(图1的左右方向)延伸。第1黏合剂区域2与第2黏合剂区域3之间的边界不一定清楚,有时难以视觉辨别。另外,在图1中,虽然第1黏合剂区域2与第2黏合剂区域3彼此相邻,但在第1黏合剂区域2与第2黏合剂区域3之间可以存在与第1黏合剂区域2及第2黏合剂区域3不同的区域(例如,包含第1黏合剂与第2黏合剂的混合物的区域)。
关于膜状黏合剂1,由于第1黏合剂区域2具有光固性,因此通过光的照射而容易局部地低流动化。具体而言,例如,通过在将膜状黏合剂1贴附于2个连接部件中的一者(或其前驱体)之后进行光照射,能够降低第1黏合剂区域2的流动性。因此,根据膜状黏合剂1能够抑制进行连接部件彼此的连接时的黏合剂的过度流动,并且能够抑制圆角的产生量。另一方面,由于膜状黏合剂1的第2黏合剂区域3不具有光固性,因此通过将膜状黏合剂1从第1黏合剂区域2侧(与第2黏合剂区域3侧相反的一侧)贴附于其中一个连接部件,然后进行光照射的方法,在进行光照射之后也能够维持另一个连接部件侧(即,第2黏合剂区域3侧)的流动性。故,根据膜状黏合剂1也能够确保充分的连接可靠性。
并且,第1黏合剂区域2被设计成除了光固性以外,还具有热固性,在光固化后也能够保持适当的流动性,并且通过加热而进一步固化(热固化)。因此,即使在贴附膜状黏合剂1时黏合剂涂覆连接部的表面的情况下,由于该黏合剂在连接时流动而被去除,因此在连接后的连接部之间黏合剂的固化物难以残留。这样设计第1黏合剂也是通过膜状黏合剂1而获得充分的连接可靠性的原因之一。连接时的黏合剂整体的流动性除了通过调整第1黏合剂区域2的厚度、组成、光照射量等以外,也能够通过调整第2黏合剂区域3的厚度、组成等来变更。由此,例如,也能够确保减少空隙的产生量的良好的密封性(黏合剂的填充性)。
并且,在仅使用流动性低的黏合剂的情况下,黏合剂未充分地埋入连接部件的连接部之间而成为存在空隙等问题的原因,但是在上述方法中,由于在降低第1黏合剂区域2的流动性之前(即,在进行光照射之前)将膜状黏合剂1贴附于连接部件,因此通过膜状黏合剂1也能够抑制这种问题的产生。
然而,从充分地确保连接可靠性(例如,绝缘可靠性)的观点考虑,通常在将连接部件彼此连接时,使用金属接合。作为使用于连接部件的连接部(例如,凸块及配线)的主要的金属,有焊料、锡、金、银、铜、镍等,还使用含有这些多种的导电材料。在连接部的表面,存在上述金属氧化而生成氧化膜及氧化物等杂质附着从而产生杂质的情况。若残留有这种杂质,则连接部件之间的连接可靠性降低,会导致失去采用上述连接方式的优点。因此,为了去除上述氧化膜及杂质,也能够在膜状黏合剂1中含有助熔剂化合物。如上所述,由于膜状黏合剂1从第1黏合剂区域2侧贴附于其中一个连接部件,第2黏合剂区域3侧以在另一个连接部件的连接面上流动的方式使用,因此优选在第2黏合剂区域3中含有助熔剂化合物。
(第1黏合剂区域)
第1黏合剂区域例如含有光聚合性化合物、光聚合引发剂、热固性树脂及热固化剂。其中,“光聚合性化合物”表示通过光(例如,紫外光)的照射而由光聚合引发剂产生的活性种(自由基、阳离子或阴离子)进行聚合的化合物,“热固性树脂”表示利用通过热而与热固化剂的反应来进行固化的化合物。
[光聚合性化合物]
光聚合性化合物可以为自由基聚合性化合物,也可以为阳离子聚合性化合物,也可以为阴离子聚合性化合物。光聚合性化合物的聚合性可以以不阻碍热固性树脂及热固化剂的反应的方式而根据热固性树脂与热固化剂的固化性之间的关系来选择。例如,热固性树脂具有阳离子固化性或阴离子固化性的情况下,作为光聚合性化合物,优选使用自由基聚合性化合物。
从反应速度的观点考虑,光聚合性化合物优选为自由基聚合性化合物。在该情况下,作为光聚合引发剂,使用光自由基聚合引发剂。
作为自由基聚合性化合物,例如,可以举出(甲基)丙烯酸化合物、乙烯基化合物等。作为自由基聚合性化合物,从耐久性、电绝缘性及耐热性优异的观点考虑,优选(甲基)丙烯酸化合物。(甲基)丙烯酸化合物只要是在分子内具有1个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物即可。作为(甲基)丙烯酸化合物,例如,能够使用双酚A型、双酚F型、萘型、苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型、苯酚芳烷基型、联苯型、三苯基甲烷型、二环戊二烯型、芴型、含有金刚烷型或异氰脲酸型骨架的(甲基)丙烯酸化合物;各种多官能(甲基)丙烯酸化合物(含有所述骨架的(甲基)丙烯酸化合物除外)等。作为多官能(甲基)丙烯酸化合物,可以举出季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯(二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等)、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯等。其中,优选多官能(甲基)丙烯酸化合物,更优选二季戊四醇聚(甲基)丙烯酸酯。多官能(甲基)丙烯酸化合物的官能团数((甲基)丙烯酰基的数量)优选为2~8,更优选为3~7,进一步优选为4~6。
光聚合性化合物的分子量例如为400~2000。光聚合性化合物的分子量优选小于2000,更优选为1000以下。光聚合性化合物的分子量越小,则越容易进行反应,固化反应率变高。
光聚合性化合物能够单独使用1种或组合2种以上而使用。
从进一步减少圆角的产生量的观点考虑,第1黏合剂区域2中的光聚合性化合物的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为1质量%以上,更优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上。从提高密封性的观点及抑制空隙的产生的观点考虑,光聚合性化合物的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为10质量%以下,更优选为7质量%以下,进一步优选为5质量%以下。从这些观点考虑,光聚合性化合物的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为1~10质量%,更优选为3~7质量%,进一步优选为3~5质量%。
[光聚合引发剂]
光聚合引发剂可以为光自由基聚合引发剂、阳离子聚合引发剂或阴离子聚合引发剂。光聚合引发剂能够根据光聚合性化合物的种类来选择,从与光聚合性化合物相同的原因考虑,优选使用光自由基聚合引发剂。
光自由基聚合引发剂例如为通过光(例如,紫外光)的照射而分解并产生游离自由基的化合物,该光为包含150~750nm的范围内的波长的光,优选为包含254~405nm的范围内的波长的光,进一步优选为包含365nm的波长的光。作为光自由基聚合引发剂,可以单独使用1种化合物,也可以组合多种化合物来使用。
作为光自由基聚合引发剂,可以举出具有肟酯结构、双咪唑结构、吖啶结构、α-氨基烷基苯酮结构、氨基二苯甲酮结构、N-苯甘氨酸结构、酰基氧化膦结构、苄基二甲基缩酮结构、α-羟基烷基苯酮结构、α-羟基苯乙酮结构等结构的光聚合引发剂。其中,从反应性的观点及进一步减少圆角产生量的观点考虑,优选使用具有选自由酰基氧化膦结构、α-羟基烷基苯酮结构及α-羟基苯乙酮结构组成的组中的至少一种结构的化合物,更优选使用具有选自由酰基氧化膦结构及α-羟基苯乙酮结构组成的组中的至少一种结构的化合物,进一步优选使用具有酰基氧化膦结构的化合物。
作为具有酰基氧化膦结构的化合物的具体例,可以举出双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基-戊基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦等。
作为具有α-羟基烷基苯酮结构的化合物的具体例,可以举出1-羟基环己基苯基甲酮等。
作为具有α-羟基苯乙酮结构的化合物的具体例,可以举出2-羟基-1-(4-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苄基)苯基)-2-甲基丙烷-1-酮等。
在上述中,优选使用选自由1-羟基环己基苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦及2-羟基-1-(4-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苄基)苯基)-2-甲基丙烷-1-酮组成的组中的至少一种化合物,更优选使用选自由苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦及2-羟基-1-(4-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苄基)苯基)-2-甲基丙烷-1-酮组成的组中的至少一种化合物,进一步优选使用苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦。
从抑制膜形成时、贴附时等热导致的挥发的观点考虑,光自由基聚合引发剂的分子量优选为400以上(例如,300~600)。
从容易充分地进行固化的观点考虑,第1黏合剂区域2中的光自由基聚合引发剂的含量相对于光聚合性化合物100质量份优选为0.1质量份以上,更优选为0.5质量份以上,进一步优选为1质量份以上。从抑制因急剧进行固化反应而分子链变短及未反应基残留的观点考虑,光自由基聚合引发剂的含量相对于光聚合性化合物100质量份优选为5质量份以下,更优选为3质量份以下,进一步优选为1.5质量份以下。从这些观点考虑,光自由基聚合引发剂的含量相对于光聚合性化合物100质量份优选为0.1~5质量份,更优选为0.5~3质量份,进一步优选为0.5~1.5质量份。
[热固性树脂]
作为热固性树脂,例如,可以举出环氧树脂、酚醛树脂(作为固化剂而含有的情况除外)、丙烯酸树脂等。其中,优选使用环氧树脂。在热固性树脂中,环氧树脂的含量以热固性树脂的总量为基准,优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上。环氧树脂的含量以热固性树脂的总量为基准,可以为100质量%。
环氧树脂为在分子内具有2个以上的环氧基的化合物。作为环氧树脂,例如,能够使用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂、三酚甲烷型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂及各种多官能环氧树脂。它们能够单独使用或作为2种以上的混合物来使用。其中,在使用三酚甲烷型环氧树脂(含有三酚甲烷骨架的环氧树脂)的情况下,具有进一步减少圆角的产生量的倾向。
关于环氧树脂,从抑制在高温下连接时分解而产生挥发成分的观点考虑,在连接时的温度为250℃的情况下,优选使用250℃下的热失重率为5%以下的环氧树脂,在连接时的温度为300℃的情况下,优选使用300℃下的热失重率为5%以下的环氧树脂。
作为环氧树脂,从容易抑制膜表面的裂纹及裂缝的产生的观点考虑,可以使用在25℃下为液态的环氧树脂(以下,简称为“液态环氧树脂”。)。其中,“在25℃下为液态”是指,用E型粘度计测定的25℃下的粘度为400Pa·s以下。作为液态环氧树脂,可以举出双酚A型缩水甘油醚、双酚AD型缩水甘油醚、双酚S型缩水甘油醚、双酚F型缩水甘油醚、加水双酚A型的缩水甘油醚、环氧乙烷加成体双酚A型的缩水甘油醚、环氧丙烷加成体双酚A型的缩水甘油醚、萘树脂的缩水甘油醚、3官能型或4官能型的缩水甘油胺等。
从容易抑制膜表面的裂纹及裂缝的产生的观点考虑,热固性树脂中的液态环氧树脂的含量以热固性树脂的总量为基准,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%以上。从容易抑制膜的黏性过度增加的观点及容易抑制边缘融合(edgefusion)的观点考虑,液态环氧树脂的含量以热固性树脂的总量为基准,优选为30质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为10质量%以下。
热固性树脂的反应性官能团当量(例如,环氧树脂的环氧当量)可以为100~3000g/eq,也可以为100~2000g/eq或100~1500g/eq。若反应性官能团当量在上述范围内,则加热时的反应性与流动性的平衡容易变得良好。
从容易抑制圆角的产生的观点考虑,第1黏合剂区域2中的热固性树脂的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为35质量%以上。从容易获得良好的密封性的观点考虑、及容易抑制空隙的产生的观点考虑,热固性树脂的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为50质量%以下,更优选为45质量%以下,进一步优选为40质量%以下。
上述热固性树脂的含量也可以根据与光聚合性化合物的含量的关系来设定。若第1黏合剂区域2中的、热固性树脂的含量相对于光聚合性化合物的含量之比,以质量比计为3~11,则具有容易获得高连接可靠性,并且圆角的产生量也进一步减少的倾向。从进一步减少圆角的产生量的观点考虑,上述比可以为5以上、7以上或9以上,除了上述效果以外,从容易获得良好的密封性的观点及容易抑制空隙的产生的观点考虑,可以为10以下。
[热固化剂]
作为热固化剂,能够使用作为热固性树脂的固化剂而已知的公知的固化剂。在热固化剂中也包含通常作为固化促进剂而已知的材料。将环氧树脂用作热固性树脂的情况下,作为热固化剂,例如,能够使用酚醛树脂系固化剂、酸酐系固化剂、胺系固化剂、咪唑系固化剂、膦系固化剂等。其中,由于酚醛树脂系固化剂、酸酐系固化剂、胺系固化剂及咪唑系固化剂显示出抑制在连接部产生氧化膜的助熔剂活性,因此通过使用这些热固化剂,能够提高连接可靠性。从能够在低温下实施加热的情况下迅速地进行固化的观点考虑,优选使用咪唑系固化剂。
作为咪唑系固化剂,例如,可以举出2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪异氰脲酸加成体、2-苯基咪唑异氰脲酸加成体、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑及环氧树脂与咪唑类的加成体。并且,也能够使用将它们微胶囊化的潜固化剂。它们可以单独使用或并用2种以上来使用。其中,从容易获得更良好的密封性的观点及容易抑制空隙的产生的观点考虑,优选使用具有三嗪环的化合物。
从提高加热时的固化性的观点考虑,第1黏合剂区域2中的热固化剂的含量相对于热固性树脂100质量份优选为1质量份以上,更优选为2质量份以上,进一步优选为3质量份以上。从能够使第1黏合剂更难以介入连接部之间的观点考虑,热固化剂的含量相对于热固性树脂100质量份优选为10质量份以下,更优选为7质量份以下,进一步优选为5质量份以下。
[其他成分]
作为第1黏合剂区域2的上述以外的成分,例如,可以举出热塑性树脂、填料(填充剂)等。
热塑性树脂有助于提高耐热性及提高膜形成性。作为热塑性树脂,例如,可以举出苯氧基树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚碳二亚胺树脂、氰酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚醚砜树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚乙烯缩醛树脂、氨基甲酸酯树脂及丙烯酸橡胶。其中,从容易获得优异的耐热性及膜形成性的观点考虑,优选苯氧基树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸橡胶、氰酸酯树脂及聚碳二亚胺树脂,更优选苯氧基树脂、聚酰亚胺树脂及丙烯酸橡胶。这些热塑性树脂也能够单独使用或者用作2种以上的混合物或共聚物来使用。
热塑性树脂的重均分子量例如为10000以上,也可以为20000以上或30000以上。根据这种热塑性树脂,能够进一步提高第1黏合剂的耐热性及膜形成性。从容易获得提高耐热性的效果的观点考虑,热塑性树脂的重均分子量可以为1000000以下,也可以为500000以下。另外,本说明书中,重均分子量是指使用高效液相色谱仪(SHIMADZU CORPORATION制造、产品名称:C-R4A),以聚苯乙烯换算测定时的重均分子量。在测定时,例如能够使用下述条件。
检测器:LV4000 UV Detector(Hitachi,Ltd.制造、产品名称)
泵:L6000 Pump(Hitachi,Ltd.制造、产品名称)
管柱:Gelpack GL-S300MDT-5(共计2根)(Showa Denko MaterialsCo.,Ltd.制造、产品名称)
洗脱液:THF/DMF=1/1(容积比)+LiBr(0.03mol/L)+H3PO4(0.06mol/L)
流量:1mL/分钟
从膜状黏合剂1对连接部件(例如,半导体芯片)的贴附性优异的观点考虑,热塑性树脂的玻璃化转变温度(Tg)优选为120℃以下,更优选为100℃以下,进一步优选为85℃以下。上述Tg是指使用DSC(PerkinElmer Co.,Ltd.制造、产品名称:DSC-7型),在样品量10mg、升温速度10℃/分钟、测定氛围气为空气的条件下测定时的Tg。
从容易提高第1黏合剂的耐热性及膜形成性的观点考虑,第1黏合剂区域2中的热塑性树脂的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为5质量%以上,更优选为7质量%以上,进一步优选为10质量%以上。从容易抑制圆角的产生的观点考虑,热塑性树脂的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
填料在控制第1黏合剂的粘度、第1黏合剂的固化物的物性等时有效。具体而言,通过使用填料,能够实现连接时产生空隙的抑制、第1黏合剂的固化物的吸湿率的降低等。填料可以为无机填料(无机粒子),也可以为有机填料(有机粒子)。作为无机填料,可以举出玻璃、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、云母、氮化硼等绝缘性无机填料。其中,优选使用选自由二氧化硅、氧化铝、氧化钛及氮化硼组成的组中的至少一种,更优选使用选自由二氧化硅、氧化铝及氮化硼组成的组中的至少一种。作为有机填料,例如,可以举出树脂填料(树脂粒子)。作为树脂填料,可以举出聚氨酯、聚酰亚胺等。根据树脂填料,能够赋予在260℃等高温下的挠性。另外,由热塑性树脂构成的有机填料不属于上述热塑性树脂。
从绝缘可靠性更优异的观点考虑,填料优选为绝缘性。第1黏合剂优选不含有包含银、焊料、炭黑等导电性材料的填料(导电性填料)。
填料的物性可以通过表面处理来适当调整。从提高分散性或黏合力的观点考虑,填料可以为已实施表面处理的填料。作为表面处理剂,可以举出缩水甘油系(环氧系)、胺系、苯基系、苯基氨基系、(甲基)丙烯酸系、乙烯系的化合物等。
填料的平均粒径例如为0.5~1.5μm。从倒装芯片连接时防止咬入的观点考虑,填料的平均粒径优选为1.5μm以下,从视觉辨别性(透明性)优异的观点考虑,更优选为1.0μm以下。另外,填料的平均粒径为以粒子的总体积100%求出基于粒径的累积频率分布曲线时相当于体积50%的点的粒径,能够通过使用激光衍射散射法的粒度分布测定装置等来测定。
从抑制放热性降低的观点及容易抑制空隙的产生、吸湿率变大等观点考虑,第1黏合剂区域2中的填料的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为35质量%以上。从抑制发生填料咬入(陷入(trapping))到连接部的观点考虑,填料的含量以第1黏合剂的总量为基准,优选为60质量%以下,更优选为55质量%以下,进一步优选为50质量%以下。
填料包含无机填料及有机填料的情况下,第1黏合剂区域2中的无机填料的含量以第1黏合剂区域2中的填料的总量为基准,可以为60质量%以上、70质量%以上或80质量%以上,也可以为98质量%以下、95质量%以下或90质量%以下,也可以为60~98质量%、70~95质量%或80~90质量%。
在第1黏合剂区域2中,可以进一步含有抗氧化剂、硅烷偶联剂、钛偶联剂、流平剂、离子捕获剂等添加剂。它们能够单独使用1种或组合2种以上来使用。关于这些含量,只要适当地调整成显现各添加剂的效果即可。虽然在第1黏合剂区域2中可以包含后述的助熔剂化合物,但助熔剂化合物的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选小于0.5质量%,更优选小于0.01质量%,进一步优选为0质量%。尤其在第1黏合剂具有自由基聚合性(自由基固化性)的情况下,由于第1黏合剂的固化容易被助熔剂化合物阻碍,因此第1黏合剂优选不包含助熔剂化合物。
第1黏合剂区域2的厚度(膜状黏合剂1的厚度方向的长度)可以根据与在光照射之前贴附膜状黏合剂1的连接部件中的连接部的高度之间的关系来适当设定。若将上述连接部的高度设为y1、将第1黏合剂区域2的厚度设为x1时,从第1黏合剂的固化物难以介入连接部之间且能够进一步提高连接可靠性的观点考虑,x1与y1之间的关系优选满足x1<y1,更优选满足1.0x1<y1≤1.5x1。具体而言,第1黏合剂区域2的厚度可以为1~50μm,也可以为3~50μm、4~30μm或5~20μm。
(第2黏合剂区域)
第2黏合剂区域3例如含有热固性树脂、热固化剂及助熔剂化合物。
作为热固性树脂及热固化剂,能够使用与作为第1黏合剂区域2中所含有的热固性树脂及热固化剂而例示的相同。热固性树脂及热固化剂的优选例也与第1黏合剂区域2的情况相同。第1黏合剂区域2中的热固性树脂及热固化剂与第2黏合剂区域3中的热固性树脂及热固化剂可以相同,也可以不同。
从容易抑制圆角的产生的观点考虑,第2黏合剂区域3中的热固性树脂的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为35质量%以上。从容易获得良好的密封性及黏合性的观点考虑,热固性树脂的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为50质量%以下,更优选为45质量%以下,进一步优选为40质量%以下。
从提高加热时的固化性的观点考虑,第2黏合剂区域3中的热固化剂的含量相对于热固性树脂100质量份优选为1质量份以上,更优选为2质量份以上,进一步优选为3质量份以上。从使第2黏合剂更难以介入连接部之间的观点考虑,热固化剂的含量相对于热固性树脂100质量份优选为10质量份以下,更优选为7质量份以下,进一步优选为5质量份以下。另外,上述热固性树脂为第2黏合剂区域3中的热固性树脂。
[助熔剂化合物]
助熔剂化合物为具有助熔剂活性的化合物。作为助熔剂化合物,只要将焊料等表面的氧化膜还原去除而使金属接合变得容易,则并无特别限制,能够使用公知的助熔剂化合物。助熔剂化合物可以单独使用1种或组合2种以上来使用。
从获得充分的助熔剂活性、获得更优异的连接可靠性的观点考虑,助熔剂化合物优选具有羧基,更优选具有2个以上羧基,进一步优选具有2个羧基。与具有1个羧基的化合物(单羧酸)相比,具有2个以上羧基的化合物不易因连接时的高温而挥发。因此,根据该化合物,能够进一步抑制空隙的产生。并且,将具有2个羧基的化合物与具有3个以上羧基的化合物进行比较时,保管时/连接工作时等的抑制膜状黏合剂1的粘度上升的效果优异。
作为具有羧基的助熔剂化合物,优选使用具有下述式(1)所表示的基团的化合物。
式(1)中,R1表示氢原子或给电子基团(electron-donating group)。
从耐回焊性(reflow resistance)优异的观点及连接可靠性更优异的观点考虑,R1优选为给电子性。在本实施方式中,第2黏合剂含有环氧树脂,并且进一步含有在具有式(1)所表示的基团的化合物中的R1更优选为给电子基团的化合物。在该情况下,即使在倒装芯片连接方式中,也容易制作耐回焊性及连接可靠性更优异的半导体装置。
作为给电子基团,例如,可以举出烷基、羟基、氨基、烷氧基、烷氨基等。作为给电子基团,优选不易与其他成分(例如,环氧树脂)反应的基团,具体而言,优选烷基、羟基或烷氧基,更优选烷基。
烷基可以为直链状,也可以为支链状,优选为直链状。作为烷基,优选碳原子数1~10的烷基,更优选碳原子数1~5的烷基。烷基的碳原子数越多,则具有给电子性及位阻越大的倾向。碳原子数在上述范围内的烷基的给电子性及位阻的平衡性优异。
作为具有2个羧基的助熔剂化合物,能够优选使用下述式(2)所表示的化合物。根据下述式(2)所表示的化合物,能够进一步提高半导体装置的耐回焊性及连接可靠性。
式(2)中的R1与式(1)中的含义相同。R2表示氢原子或给电子基团,n表示0或1以上的整数。
由R2表示的给电子性与作为R1说明的上述给电子基团的例子相同。R2可以与R1相同,也可以不同。存在多个的R2可以彼此相同,也可以不同。
式(2)中的n优选为1以上。若n为1以上,则与n为0的情况相比,助熔剂即使连接时的高温也不易使助熔剂化合物挥发,能够进一步抑制空隙的产生。并且,式(2)中的n优选为15以下,更优选为11以下,也可以为6以下或4以下。若n为15以下,则可获得更优异的连接可靠性。
作为如上所述的助熔剂化合物的具体例,可以举出琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸等二羧酸、以及在这些二羧酸的2位取代了给电子基团的化合物(例如,2-甲基戊二酸)等。
助熔剂化合物的熔点优选为150℃以下,更优选为140℃以下,进一步优选为130℃以下。这种助熔剂化合物在发生环氧树脂与固化剂的固化反应之前,容易充分地显现助熔剂活性。因此,通过使用这种助熔剂化合物,能够获得连接可靠性更优异的半导体装置。助熔剂化合物在室温(25℃)下优选为固态。助熔剂化合物的熔点优选为25℃以上,更优选为50℃以上。另外,本说明书中,熔点为150℃以下表示熔点的上限点为150℃以下,熔点为25℃以上表示熔点的下限点为25℃以上。
从更良好地获得助熔剂效果的观点考虑,第2黏合剂区域3中的助熔剂化合物的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为0.1质量%以上,更优选为0.3质量%以上,进一步优选为0.5质量%以上。从减少制作半导体装置时的晶圆的翘曲量的观点考虑,助熔剂化合物的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为2质量%以下。
第2黏合剂区域3与第1黏合剂区域2相同地,可以进一步包含填料、热塑性树脂等。它们能够使用与作为第1黏合剂区域2中能够含有的填料、热塑性树脂等而例示的相同。这些优选例也与第1黏合剂区域2的情况相同。第1黏合剂区域2中的填料与第2黏合剂区域3中的填料可以相同,也可以不同。关于热塑性树脂也相同。
从容易提高第2黏合剂的耐热性及膜形成性的观点考虑,第2黏合剂区域3中的热塑性树脂的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为5质量%以上,更优选为7质量%以上,进一步优选为10质量%以上。从容易抑制圆角的产生的观点考虑,热塑性树脂的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
从抑制放热性降低的观点及容易抑制空隙的产生、吸湿率变大等观点考虑,第2黏合剂区域3中的填料的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为25质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为35质量%以上。从抑制发生填料咬入(陷入)到连接部的观点考虑,填料的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为60质量%以下,更优选为55质量%以下,进一步优选为50质量%以下。
第2黏合剂区域3可以进一步包含作为第1黏合剂区域2中能够包含的添加剂而例示的添加剂。关于这些含量,只要适当地调整成显现各添加剂的效果即可。
第2黏合剂区域3不含有光聚合性化合物和光聚合引发剂的组合。在不使用光聚合引发剂的情况下,第2黏合剂区域3可以包含在上述第1黏合剂区域2中能够作为光聚合性化合物而包含的化合物。但是,从防止与使第1黏合剂区域2固化时产生的活性种的反应的观点考虑,第2黏合剂区域3优选不包含由第1黏合剂区域中所包含的光聚合引发剂产生的活性种而进行聚合的化合物。由上述光聚合引发剂产生的活性种而进行聚合的化合物的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为0.5质量%以下,更优选为0.05质量%以下,进一步优选为0质量%。
如上所述,因助熔剂化合物中存在使自由基失活的物质及存在自由基聚合性化合物而在加热时固化反应急速进行,且固化物容易介入于连接部之间,因此第2黏合剂区域3优选不含有自由基聚合性化合物。自由基聚合性化合物的含量以第2黏合剂的总量为基准,优选为0.5质量%以下,更优选为0.05质量%以下,进一步优选为0质量%。
第2黏合剂区域3的厚度(膜状黏合剂1的厚度方向的长度)可以为1~50μm,也可以为3~50μm、4~30μm或5~20μm。
第2黏合剂区域3的厚度可以为第1黏合剂区域2的厚度的0.5~2倍,也可以为0.5~2.5倍或0.5~3倍。
膜状黏合剂1的厚度(例如,第1黏合剂区域2的厚度与第2黏合剂区域3的厚度的合计)可以根据与连接部件所具有的连接部的关系来适当设定。将连接部的高度的和设为x、将膜状黏合剂的总厚度设为y时,从压接时的连接性及黏合剂的填充性的观点考虑,x与y之间的关系优选满足0.70x≤y≤1.3x,更优选满足0.80x≤y≤1.2x。从第1黏合剂的固化物不易介入连接部之间,并且进一步提高连接可靠性的观点考虑,优选满足y>x。具体而言,膜状黏合剂1的厚度可以为2~100μm,也可以为6~100μm、8~60μm或10~40μm。
膜状黏合剂1在第1黏合剂区域2侧(与第2黏合剂区域3相反的一侧)的表面上及/或在第2黏合剂区域3侧(与第1黏合剂区域2相反的一侧)的表面上可以具备支撑膜、保护膜等基材。在本发明中,将具备基材及设置于该基材上的膜状黏合剂的层叠体称为黏合剂带。
作为基材,能够使用作为在后述的膜状黏合剂的制造方法中使用的基材而例示的基材,但是设置于膜状黏合剂1的第2黏合剂区域3侧的基材优选为背磨胶带。背磨胶带通常构成为一个主面侧成为压敏胶黏剂层,但是在该情况下,背磨胶带以压敏胶黏剂层侧的面成为膜状黏合剂1侧的方式(例如,压敏胶黏剂层与膜状黏合剂接触)设置在膜状黏合剂1上。基材3的厚度(例如,背磨胶带的厚度)可以为20~300μm。
黏合剂带可以为通过后述的膜状黏合剂的制造方法,即,在基材上涂布涂布液而形成涂膜并干燥的方法而获得的基材与膜状黏合剂的层叠体,也可以为通过将基材贴附(例如,层压膜状黏合剂1和基材)于膜状黏合剂1而获得的层叠体。基材为背磨胶带的情况下,若在背磨胶带的压敏胶黏剂层上进行涂布液的涂布及干燥,则可能产生压敏胶黏剂层的破坏、压敏胶黏剂与黏合剂之间的成分转移等问题,因此优选通过将背磨胶带贴附于膜状黏合剂1而获得黏合剂带。
<半导体用膜状黏合剂的制造方法>
膜状黏合剂1的制造方法的一实施方式包括将具有光固性及热固性的第1黏合剂层、及不具有光固性而具有热固性的第2黏合剂层中的一者设置于另一者上的工序。其中,第1黏合剂层为由上述第1黏合剂构成的层,在膜状黏合剂1中,形成第1黏合剂区域2。第2黏合剂层为由上述第2黏合剂构成的层,在膜状黏合剂1中,形成第2黏合剂区域3。
在一实施方式中,上述工序可以为例如将具备上述第1黏合剂层的第1黏合剂膜与具备上述第2黏合剂层的第2黏合剂膜进行贴合的工序。在该实施方式中,膜状黏合剂1的制造方法可以进一步包括准备上述第1黏合剂膜和上述第2黏合剂膜的工序。
准备第1黏合剂膜的工序可以包括在基材(例如,膜状的基材)上形成第1黏合剂层的工序。在基材上形成第1黏合剂层时,例如,首先,将光聚合性化合物、光聚合引发剂、热固性树脂、热固化剂及根据需要添加的其他成分(填料、热塑性树脂、添加剂等)加入到有机溶剂中,通过搅拌混合、混炼等而溶解或分散来制备包含第1黏合剂的涂布液。然后,在实施了脱模处理的基材上,使用刮刀涂布机、辊涂机、敷贴器等来涂布上述涂布液而形成涂膜之后,通过加热而从涂膜中减少有机溶剂。由此,能够在基材上形成第1黏合剂层。
作为涂布液的制备中使用的有机溶剂,优选其具有能够均匀地溶解或分散各成分的特性,例如,可以举出二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜、二乙二醇二甲醚、甲苯、苯、二甲苯、甲乙酮、四氢呋喃、乙基溶纤剂、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂、二噁烷、环己酮及乙酸乙酯。这些有机溶剂能够单独使用或组合2种以上来使用。在制备涂布液时的搅拌混合及混炼例如能够使用搅拌机、擂溃机、三辊磨机、球磨机、珠磨机或均质分散机来进行。
作为基材,只要具有使有机溶剂挥发时能够耐加热条件的耐热性,则并无特别限制,能够例示出聚丙烯膜、聚甲基戊烯膜等聚烯烃膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜等聚酯膜、聚酰亚胺膜及聚醚酰亚胺膜。基材不限于由这些膜组成的单层,也可以为由2种以上的材料组成的多层膜。基材可以为在表面实施了脱模处理的膜。
使有机溶剂从基材上的涂膜挥发时的干燥条件优选设为有机溶剂充分地挥发的条件,具体而言,优选进行50~200℃、0.1~90分钟的加热。只要对安装后的空隙或粘度调整没有影响,则优选将有机溶剂相对于第1黏合剂总量去除至1.5质量%以下。
准备第2黏合剂膜的工序可以包括在基材上形成第2黏合剂层的工序。除了使用热固性树脂、热固化剂、助熔剂化合物及根据需要添加的其他成分(填料、热塑性树脂、添加剂等)以外,能够通过与第1黏合剂层的形成方法相同的方法在基材上形成第2黏合剂层。
作为使第1黏合剂膜与第2黏合剂膜贴合的方法,例如,可以举出热压、辊层压、真空层压等方法。层压例如可以在30~120℃的加热条件下进行。
膜状黏合剂1例如可以通过在基材上形成第1黏合剂层及第2黏合剂层中的一者之后,在所获得的第1黏合剂层或第2黏合剂层上形成第1黏合剂层及第2黏合剂层中的另一者而获得。第1黏合剂层及第2黏合剂层能够通过上述方法来形成。
膜状黏合剂1可以通过例如在基材上实质上同时形成第1黏合剂和第2黏合剂而获得。作为同时涂敷制作第1黏合剂和第2黏合剂的方法,例如,可以举出逐次涂敷方式、多层涂敷方式等涂敷方法。
<半导体装置>
接着,对使用上述实施方式的半导体用膜状黏合剂而制造的半导体装置进行说明。
图2是表示半导体装置的一实施方式的示意剖视图。图2(a)中示出的半导体装置100具有:彼此对置的半导体芯片20及基体25;分别配置于半导体芯片20及基体25的彼此对置的面的配线(第1连接部及第2连接部)15;将半导体芯片20及基体25的配线15彼此连接的连接凸块30;及由填充半导体芯片20与基体25之间的间隙的黏合剂(第1黏合剂及第2黏合剂)的固化物组成的密封部40。半导体芯片20及基体25通过配线15及连接凸块30而被倒装芯片连接。配线15及连接凸块30通过黏合剂的固化物而被密封且与外部环境隔离。密封部40具有包含第1黏合剂的固化物的上部部分40a及包含第2黏合剂的固化物的下部部分40b。
图2(b)中示出的半导体装置200具有:彼此对置的半导体芯片20及基体25;分别配置于半导体芯片20及基体25的彼此对置的面的凸块(第1连接部及第2连接部)32;及由填充半导体芯片20与基体25之间的间隙的黏合剂(第1黏合剂及第2黏合剂)的固化物组成的密封部40。半导体芯片20及基体25通过对置的凸块32彼此连接而被倒装芯片连接。凸块32通过黏合剂的固化物而被密封且与外部环境隔离。密封部40具有包含第1黏合剂的固化物的上部部分40a及包含第2黏合剂的固化物的下部部分40b。
作为半导体芯片20,并无特别限定,能够使用由硅、锗等由相同种类的元素构成的元素半导体构成的半导体芯片、由砷化镓、磷化铟等化合物半导体构成的半导体芯片。
作为基体25,只要是用作搭载半导体芯片20的基体,则并无限制,例如,可以举出半导体芯片、半导体晶圆、配线电路基板等。
能够用作基体25的半导体芯片的例子与上述半导体芯片20的例子相同,作为基体25,可以使用与半导体芯片20相同的半导体芯片。
作为能够用作基体25的半导体晶圆,并无特别限定,可以具有连结有多个例示于上述半导体芯片20的半导体芯片的结构。
作为能够用作基体25的配线电路基板,并无特别限制,能够使用在以玻璃环氧树脂、聚酰亚胺、聚酯、陶瓷、环氧树脂、双马来酰亚胺三嗪等作为主要成分的绝缘基板的表面上,具有蚀刻去除金属膜的不需要的部分而形成的配线(配线图案)15的电路基板、在上述绝缘基板的表面通过金属镀敷等而形成配线15的电路基板、在上述绝缘基板的表面印刷导电性物质而形成配线15的电路基板等。
配线15、凸块32等连接部含有金、银、铜、焊料(主要成分例如为锡-银、锡-铅、锡-铋、锡-铜、锡-银-铜等)、镍、锡、铅等作为主要成分,可以含有多种金属。
在上述金属中,从制作连接部的导电性/导热性优异的封装的观点考虑,优选金、银及铜,更优选银及铜。从制作降低了成本的封装的观点考虑,优选低价的材料即银、铜及焊料,更优选铜及焊料,进一步优选焊料。若在室温下,在金属的表面形成氧化膜,则有时生产率降低及成本增加,因此从抑制氧化膜的形成的观点考虑,优选金、银、铜及焊料,更优选金、银、焊料,进一步优选金、银。
在上述配线15及凸块32的表面可以通过例如镀敷来形成以金、银、铜、焊料(主要成分例如为锡-银、锡-铅、锡-铋、锡-铜等)、锡、镍等作为主要成分的金属层。该金属层可以仅由单一成分构成,也可以由多个成分构成。并且,上述金属层可以呈单层或多个金属层层叠的结构。
半导体装置可以层叠多个如半导体装置100及200所示的结构(封装)。在该情况下,半导体装置100及200可以通过包含金、银、铜、焊料(主要成分例如为锡-银、锡-铅、锡-铋、锡-铜、锡-银-铜等)、锡、镍等的凸块、配线等来彼此电连接。
作为层叠多个半导体装置的方法,如图3所示,例如,可以举出TSV(Through-Silicon Via)技术。在图3中示出的半导体装置500中,在中介层50上形成的配线15经由连接凸块30而与半导体芯片20的配线15连接,由此半导体芯片20与中介层50被倒装芯片连接。在半导体芯片20与中介层50之间的间隙填充有黏合剂(第1黏合剂及第2黏合剂)的固化物以构成密封部40。在上述半导体芯片20中的与中介层50相反一侧的表面上,半导体芯片20经由配线15、连接凸块30及密封部40而重复层叠。半导体芯片20的正面和背面的图案面的配线15通过填充至贯通半导体芯片20的内部的孔内的贯通电极34而彼此连接。另外,作为贯通电极34的材质,能够使用铜、铝等。
通过这种TSV技术,在通常不使用的半导体芯片的背面也能够获取信号。此外,由于将贯通电极34垂直地贯穿半导体芯片20内,因此可以缩短对置的半导体芯片20之间以及半导体芯片20与中介层50之间的距离,并且能够进行灵活的连接。本实施方式的半导体用膜状黏合剂在这种TSV技术中,能够作为在对置的半导体芯片20之间以及半导体芯片20及中介层50之间的半导体用膜状黏合剂来应用。
并且,在区域凸块芯片技术等自由度高的凸块形成方法中,能够在不通过中介层而直接将半导体芯片安装于母板上。本实施方式的半导体用膜状黏合剂也能够应用于将这种半导体芯片直接安装于母板上的情况。另外,本实施方式的半导体用膜状黏合剂在层叠2个配线电路基板的情况下,在密封基板之间的间隙(空隙)时也能够应用。
<半导体装置的制造方法>
接着,对使用了上述实施方式的半导体用膜状黏合剂的半导体装置的制造方法进行说明。
一实施方式的半导体装置的制造方法例如包括:向膜状黏合剂1的第1黏合剂区域2照射光的光照射工序;及经由光照射后的半导体用膜状黏合剂将半导体芯片和基体以彼此的连接部对置的方式配置的状态下进行加热并接合的工序。上述光照射工序是在膜状黏合剂1从第1黏合剂区域2侧贴附于半导体芯片或其前驱体的连接面或者基体或其前驱体的连接面的状态下进行。其中,半导体芯片的前驱体表示通过加工而成为半导体芯片的部件。半导体芯片的前驱体的具体例为半导体晶圆。关于基体的前驱体也相同。
半导体装置的制造方法进一步包括:准备黏合剂带的工序,所述黏合剂带具备半导体用膜状黏合剂和在半导体用膜状黏合剂上且从第2黏合剂区域观察时设置于与第1黏合剂区域侧相反的一侧的背磨胶带;将该黏合剂带从半导体用膜状黏合剂侧贴附于半导体芯片的前驱体或基体的前驱体的连接面的层压工序;及对贴附有黏合剂带的前驱体从与黏合剂带相反的一侧进行磨削的背磨工序。在光照射工序中的光照射可以隔着背磨胶带来进行,但优选在背磨工序之后去除背磨胶带后进行。
以下,以将半导体晶圆用作半导体芯片的前驱体的方式为例,对半导体装置的制造方法进行说明。
图4~图9是示意性地表示半导体装置的制造方法的一实施方式的工序剖视图。一实施方式的制造方法包括以下示出的工序(a)~(e)。
工序(a):准备层叠体6的工序,该层叠体6具备:在一个主面(连接面)上具有连接部(第1连接部)5的半导体晶圆A;及在半导体晶圆A的该主面上设置成第1黏合剂区域2侧的表面成为半导体晶圆A侧的膜状黏合剂1(参考图4。)
工序(b):对层叠体6的与设置有膜状黏合剂1的侧相反的一侧(半导体晶圆A的与设置有连接部5的侧相反的一侧)进行磨削的背磨工序(参考图5。)
工序(c):向进行工序(b)后的层叠体6照射光以使光照射到膜状黏合剂1的第1黏合剂区域2的工序(参考图6。)
工序(d):将进行工序(b)后的层叠体6进行单片化,获得具有连接部5的带膜状黏合剂的半导体芯片8的工序(参考图7。)
工序(e):从被单片化的膜状黏合剂1a侧拾取带膜状黏合剂的半导体芯片8的工序(参考图8。)
工序(f):于在一个主面(连接面)具有连接部((第2连接部)10的基体9的该主面上,从膜状黏合剂1a侧配置带膜状黏合剂的半导体芯片8并进行加热,由此将带膜状黏合剂的半导体芯片8的连接部5和基体9的连接部10进行电连接的工序(参考图9。)
另外,在使用预先调整了厚度的半导体晶圆的情况下,可以不实施工序(b)。并且,工序(c)只要在工序(f)之前实施即可,可以在工序(b)之前或工序(d)之后实施。
(工序(a))
工序(a)可以为准备预先制作的层叠体6的工序,也可以为制作层叠体6的工序。层叠体6例如可以通过以下方法来制作。
首先,准备在膜状黏合剂1的第2黏合剂区域3侧设置有基材4的黏合剂带,将其配置于规定的装置(参考图4(a)。)。基材4例如为背磨胶带。接着,准备在一个主面具有连接部5(配线、凸块等)的半导体晶圆A,在半导体晶圆A的该主面(设置有连接部5的面、连接面)上贴附膜状黏合剂1。由此,获得依序层叠有半导体晶圆A、第1黏合剂区域2、第2黏合剂区域3的层叠体6(参考图4(b)。)。
膜状黏合剂1的贴附能够通过热压、辊层压、真空层压等来进行。膜状黏合剂1的供给面积及厚度根据半导体晶圆及基体的尺寸、连接部的高度等来适当设定。另外,在图4中,虽然膜状黏合剂1的厚度大于半导体晶圆A的连接部5的高度,连接部5被膜状黏合剂1涂覆,但是膜状黏合剂1的厚度可以小于连接部5的高度。
(工序(b))
在工序(b)中,例如,使用研磨机G来磨削层叠体6的半导体晶圆A(参考图5(a)及图5(b)。)。由此,使半导体晶圆A变薄。磨削后的半导体晶圆的厚度例如可以为10μm~300μm。从半导体装置的小型化、薄型化的观点考虑,半导体晶圆的厚度优选设为20μm~100μm。
(工序(c))
在工序(c)中,通过向层叠体6照射光而使第1黏合剂区域2光固化(参考图6(a)及图6(b)。)。图6(b)中,用符号“2’”表示光固化后的第1黏合剂区域。例如,能够从配置于膜状黏合剂1侧的光源L照射波长150~750nm的范围内的照射光(例如,紫外光)来进行光的照射。作为光源L,例如,能够使用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、氙灯、金属卤化物灯、LED光源等。能够适当地调整光的照射量,例如,以波长365nm的光的累计光量计,可以为100mJ/cm2以上,也可以为200mJ/cm2以上,也可以为300mJ/cm2以上。光的照射量例如,以波长365nm的光的累计光量计,可以为1000mJ/cm2以下,也可以为700mJ/cm2以下,也可以为500mJ/cm2以下。如图6所示,基材4为透明的情况下,可以在基材4贴附于层叠体6的状态下进行光的照射,也可以在剥离基材4之后进行光的照射。基材4为经由光照射而剥离的材料的情况下,工序(c)可以兼作用于剥离基材4的工序。
(工序(d))
在工序(d)中,例如,首先,在层叠体6的半导体晶圆A侧贴附切割带7,将其配置于规定的装置(参考图7(a)。)。在以基材4贴附于层叠体6的状态实施了工序(c)的情况下,可以在向切割带7贴附层叠体6之前或在贴附之后剥离基材4。接着,通过切割锯D来切割层叠体6。如此,层叠体6被单片化,获得在半导体芯片A’上具备膜状黏合剂1a的带膜状黏合剂的半导体芯片8(参考图7(b)。)。在半导体芯片A’的膜状黏合剂1a侧的表面设置有连接部5。膜状黏合剂1a具有光固化后的第1黏合剂区域(由第1黏合剂的光固化物组成的区域)2a和第2黏合剂区域(由第2黏合剂组成的区域)3a。
(工序(e))
在工序(e)中,例如,通过扩展(扩张)切割带7以使通过上述切割而获得的带膜状黏合剂的半导体芯片8彼此分离,并且从膜状黏合剂1a侧用拾取工具P拾取被针N从切割带7侧推起的带膜状黏合剂的半导体芯片8(参考图8。)。被拾取的带膜状黏合剂的半导体芯片8被转移到接合工具使用于工序(f)的接合。
(工序(f))
在工序(f)中,例如,首先,准备在一个面具有连接部12(第2连接部)的半导体芯片搭载用基体9,进行带膜状黏合剂的半导体芯片8与基体9的位置对准。接着,通过使用接合工具将带膜状黏合剂的半导体芯片8从膜状黏合剂1a侧配置于基体9的设置有连接部10(配线、凸块等)的主面上并进行加热来接合带膜状黏合剂的半导体芯片8与基体9(参考图9(a)及图9(b)。)。由此,带膜状黏合剂的半导体芯片8的连接部5与基体9的连接部10电连接,并且在半导体芯片A’与基体9之间形成由膜状黏合剂1a的固化物组成的密封部1a’,连接部5及连接部10被密封,从而获得带膜状黏合剂的半导体芯片8与基体9的接合体即半导体装置11。密封部1a’具有包含第1黏合剂的固化物的上部分2a’和包含第2黏合剂的固化物的下部分3a’。
在连接部5及连接部10中的一者使用焊料凸块的情况下(例如,连接部5或连接部10为设置有焊料凸块的配线的情况下),连接部5与连接部10通过焊接而电连接并且机械地连接。
工序(f)的加热可以在配置半导体芯片的同时进行,也可以在配置半导体芯片之后进行。工序(f)的加热及配置可以为热压接。工序(f)可以包括:在进行位置对准之后进行临时固定的工序(临时固定工序);通过加热处理而使设置于连接部的凸块(例如,焊料凸块)熔融以接合半导体芯片A’与基体9并密封连接部的工序(密封工序)。在临时固定的阶段中,由于并非一定要形成金属接合,因此能够在低荷载、短时间及低温度下实施临时固定工序。因此,在工序(f)中实施临时固定工序和密封工序的情况下,能够提高生产率并且抑制连接部的劣化。
考虑连接部(凸块)的数量、连接部(凸块)的高度偏差的吸收、连接部(凸块)的变形量等的控制来适当设定为了临时固定而施加的荷载。从消除空隙以容易与连接部接触的观点考虑,荷载越大越优选。例如,在每个连接部(例如,凸块)的荷载优选为0.009N~0.2N。
可以使用能够加热至连接部的金属的熔点以上的装置来进行在密封工序中的加热。加热温度优选为膜状黏合剂进行固化的温度,更优选为完全固化的温度。适当设定加热温度及加热时间。
密封工序中的加热时间根据构成连接部的金属的种类而不同,但从提高生产率的观点考虑,时间越短越优选。在连接部中使用焊料凸块的情况下,加热时间优选为20秒钟以下,更优选为10秒钟以下,进一步优选为5秒钟以下。在铜-铜或铜-金的金属连接的情况下,连接时间优选为60秒钟以下。
在密封工序中,可以使用能够加热及加压的装置来加热并同时进行加压。即,在密封工序中的加热可以为基于热压接的加热。在该情况下,考虑连接部件的尺寸、连接部的数量、高度的偏差、基于加压的连接部的变形量等来设定荷载(连接荷载)。连接荷载例如可以大于大气压且为1MPa以下。从抑制空隙及提高连接性的观点考虑,荷载越大越优选,从抑制圆角的观点考虑,荷载越小越优选。从这些观点考虑,荷载优选为0.05~0.5MPa。压接时间(连接时间)根据构成连接部的金属的种类而不同,但从提高生产率的观点考虑,时间越短越优选。连接部为焊料凸块的情况下,压接时间优选为20秒钟以下,更优选为10秒钟以下,进一步优选为5秒钟以下。另外,由于使用了压接机的直接加压时,压接机的热难以传递至圆角,因此从容易充分且有效地传至圆角的观点考虑,优选使用气压的加压。从一次性密封及抑制圆角的观点考虑,加热时的加压也优选设为使用气压的加压(使用加压回焊炉、加压烘箱等的加压)。
在连接半导体芯片A’与基体9之后,可以用烘箱等进行加热处理以进一步提高连接可靠性。
实施例
以下,通过实施例来对本发明进行更具体地说明,但本发明并不限定于实施例。
实施例中使用的材料的详细内容为如下。
(液态环氧树脂)
·YX7110B80:挠性环氧树脂、Mitsubishi Chemical Corporation制造、产品名称“jER YX7110B80”,“jER”为注册商标(以下相同)
·YL983U:双酚F型液态环氧树脂、Mitsubishi Chemical Corporation制造、产品名称“jER YL983U”
(固态环氧树脂)
·EP1032:含有三酚甲烷骨架的多官能固态环氧树脂、Mitsubishi ChemicalCorporation制造、产品名称“jER1032H60”
(咪唑系固化剂)
·2PHZ-PW:2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION制造、产品名称
·2MAOK-PW:2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪异氰脲酸加成体、SHIKOKU CHEMICALS CORPORATION制造、产品名称
(苯氧基树脂)
·ZX-1356-2:苯氧基树脂、Tohto Kasei Co.,Ltd.制造、产品名称、Tg=约71℃、重均分子量Mw=约63000
(丙烯酸化合物)
A-DPH:二季戊四醇聚丙烯酸酯、Shin Nakamura Chemical Industry Co.,LTD.制造、产品名称
(光聚合引发剂)
·Omnirad 184:1-羟基环己基苯基甲酮、IGM RESINS B.V.公司制造、产品名称(“Omnirad”为注册商标。以下相同)
·Ominirad 819:苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、IGM RESINS B.V.公司制造、产品名称
·Omnirad 127:2-羟基-1-(4-(4-(2-羟基-2-甲基丙酰基)苄基)苯基)-2-甲基丙烷-1-酮、IGM RESINS B.V.公司制造、产品名称
(有机填料)
·EXL-2655:核壳型有机微粒、Dow AgroSciences LLC制造、产品名称
(二氧化硅填料)
·KE180G-HLA:二氧化硅填料、Admatechs Co.,Ltd.制造、产品名称
(助熔剂化合物)
·2-甲基戊二酸:Sigma-Aldrich Co.LLC制造、熔点=约78℃
<实施例1~7>
(第1黏合剂膜的制作)
在表1中示出的成分中,将光聚合引发剂以外的成分添加至有机溶剂(甲乙酮)直至NV值([干燥后的涂料份质量]/[干燥前的涂料份质量]×100)成为60%,获得了混合液。此时,各成分的添加量设为表1中示出的量(单位:质量份)。然后,在上述混合液中加入Φ1.0mm的微珠及Φ2.0mm的微珠,通过珠磨机(Fritsch Japan Co.,Ltd.、行星式微粉碎机P-7)搅拌了30分钟。微珠的添加量与混合液的不挥发成分量(有机溶剂以外的成分的合计量)的质量相同。搅拌之后,通过过滤来去除微珠。接着,在所获得的混合物中添加表1中示出的量(单位:质量份)的光聚合引发剂,通过搅拌混合而获得了第1黏合剂层形成用涂布液1A~7A。
使用所获得的涂布液1A~7A,获得了分别具备第1黏合剂层1A~7A的第1黏合剂膜(第1黏合剂膜1A~7A)。具体而言,首先,用小型精密涂敷装置(Yasui Seiki Inc.)将涂布液涂敷于基材膜(Teijin Dupont Film Co.,Ltd.制造、产品名称“Purex A54”)上,以使干燥后的膜厚成为4.5μm。接着,通过在洁净烘箱(ESPEC制造)中干燥(80℃/10min)涂膜而获得了具备第1黏合剂层的第1黏合剂膜。
[表1]
(第2黏合剂膜的制作)
将表2中示出的成分添加到有机溶剂(甲乙酮)中,直至NV值成为60%,获得了混合液。此时,各成分的添加量设为表2中示出的量(单位:质量份)。然后,在上述混合液中加入Φ1.0mm的微珠及Φ2.0mm的微珠,通过珠磨机(Fritsch Japan Co.,Ltd.、行星式微粉碎机P-7)搅拌了30分钟。微珠的添加量与混合液的不挥发成分量(有机溶剂以外的成分的合计量)的质量相同。在搅拌之后,通过过滤来去除微珠,获得了第2黏合剂层形成用涂布液1B及涂布液2B。
用小型精密涂敷装置(Yasui Seiki Inc.)将所获得的涂布液1B涂敷于基材膜(Teijin Dupont Film Co.,Ltd.制造、产品名称“Purex A54”)上,以使干燥后的膜厚成为4.5μm。接着,通过用洁净烘箱(ESPEC制造)来干燥(80℃/10min)涂膜而获得了具备第2黏合剂层1B的第2黏合剂膜1B。并且,除了使用涂布液2B来代替涂布液1B以外,以相同的方式获得了具备第2黏合剂层2B的第2黏合剂膜2B。
[表2]
(膜状黏合剂的制作)
通过以表3中示出的组合来层压在上述制作的第1黏合剂膜1A~7A中的任一个和第2黏合剂膜1B或2B来层叠第1黏合剂层与第2黏合剂层,制作了实施例1~6的膜状黏合剂(总厚度9.0μm)。层压温度设为50℃。
<比较例1>
以与上述实施例1~6的“第2黏合剂膜的制作”相同的方式获得具备第2黏合剂层1B的第2黏合剂膜1B之后,将所获得的第2黏合剂层1B进行2层层叠而获得了比较例1的膜状黏合剂(总厚度9.0μm)。
<评价>
使用在实施例及比较例中所获得的膜状黏合剂,通过以下步骤制作了连接结构体(半导体装置)。并且,使用所获得的连接结构体,通过以下示出的方法,进行了连接可靠性(初期传导性)、圆角长度、空隙及密封性的评价。将结果示于表3中。另外,表中的“-”表示未评价。
(连接结构体的制作)
将在实施例及比较例中制作的膜状黏合剂切割成规定的尺寸(长度8mm×宽度8mm×厚度9.0μm),制作了评价用样品。接着,将评价用样品贴附于带焊料凸块的半导体芯片(芯片尺寸:长度7.3mm×宽度7.3mm×厚度0.15mm、凸块高度:铜柱+焊料合计约40μm、凸块数328)的设置有该焊料凸块的面(连接面),获得了评价样品与带焊料凸块的半导体芯片的层叠体。此时,在实施例中从第1黏合剂层侧(与第2黏合剂层相反的一侧)贴附于带焊料凸块的半导体芯片。接着,在使用了实施例的评价样品的情况下,从评价样品侧向上述获得的层叠体照射光,使第1黏合剂层光固化。此时,光的照射使用传送带式紫外线照射装置CS60(GS YUASA制造)来进行。在实施例1、3及6中,光的照射量设为500mJ/cm2,在实施例2、4、5及7中,光的照射量设为250mJ/cm2。接着,使用倒装安装装置“FCB3”(Panasonic Corporation制造、产品名称),将上述层叠体(在实施例中,光照射后的层叠体)从评价样品侧安装到玻璃环氧基板(玻璃环氧基材:厚度420μm、铜配线:厚度9μm)上。在安装时,在将压接头温度设为350℃,将压接时间设为3秒钟,将压接压力设为0.5Mpa的条件下进行。由此,获得了玻璃环氧基板与带焊料凸块的半导体芯片被菊花链连接的连接结构体(半导体装置)。
(连接可靠性)
通过使用万用表(ADVANTEST制造、产品名称“R6871E”)来测定在上述获得的连接结构体的连接电阻值而评价了连接可靠性(初始传导性)。将连接电阻值为60.0Ω以上且80.0Ω以下的情况设为“A”,将连接电阻值大于80.0Ω且100Ω以下的情况设为“B”,将连接电阻值大于100Ω的情况、连接电阻值小于60.0Ω的情况及因连接不良而未显示电阻值的情况全部设为“C”。评价为B的情况下,判断为连接可靠性充分,评价为A的情况下,判断为连接可靠性良好。
(圆角量)
使用数字显微镜VHX-6000(KEYENCE CORPORATION制造),从半导体芯片侧观察在上述获得的连接结构体,测定了从半导体芯片的周围4边溢出的黏合剂(圆角)的长度。作为各边的圆角的长度,采用了从溢出的黏合剂的端部至半导体芯片的最短距离的最大值。通过在4边分别测定的圆角的长度的平均值评价了圆角量。当该平均值小于100μm时,判断为圆角的产生量充分减少。另外,表中的数值表示上述圆角的长度的平均值。
(空隙)
对于在上述获得的连接结构体,通过超声波影像诊断装置(产品名称“Insight-300”、INSIGHT INC.制造)拍摄外观图像,使用扫描器GT-9300UF(Epson Corp.制造、产品名称)撷取芯片上的黏合剂层(由半导体用膜状黏合剂的固化物组成的层)的图像,使用图像处理软件Adobe Photoshop(注册商标)进行色调校正、二色调转换来识别空隙部分,并通过直方图计算出空隙部分所占的比例。将芯片上的黏合剂部分的面积设为100%,将空隙产生率为5%以下的情况设为“A”,将多于5%且10%以下的情况设为“B”,将多于10%的情况下设为“C”而进行了评价。
(密封性)
使用半导体/FPD检查显微镜MX63(OLYMPUS CORPORATION制造),从半导体芯片侧观察在上述获得的连接结构体,测定了芯片四角的未填充部分的长度。未填充部分的长度采用了从芯片四角至填充部位的最短距离的最大值。关于密封性,当未填充部分的长度小于500μm时评价为“A”,当小于1,000μm时评价为“B”。
[表3]
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 | |
第1黏合剂 | 1A | 2A | 3A | 4A | 5A | 6A | 7A | - |
第2黏合剂 | 1B | 1B | 1B | 1B | 1B | 1B | 2B | - |
圆角量(μm) | 57.7 | 90.7 | 80.8 | 69.7 | 74.6 | 83.5 | 85.5 | 143.9 |
空隙 | - | - | - | - | - | A | A | C |
密封性 | - | - | - | - | - | A | A | A |
符号说明
1、1a-半导体用膜状黏合剂,2、2a-第1黏合剂区域,3、3a-第2黏合剂区域,4-基材,5-连接部(第1连接部),9-基体,10-连接部(第1连接部),11-半导体装置,15-配线(第1连接部及第2连接部),20-半导体芯片,25-基体,30-连接凸块,32-凸块(第1连接部及第2连接部),40-密封部,100、200、500-半导体装置,A-半导体晶圆,A’-半导体芯片。
Claims (18)
1.一种半导体用膜状黏合剂,其沿着厚度方向具有第1黏合剂区域和第2黏合剂区域,
所述第1黏合剂区域具有光固性及热固性,
所述第2黏合剂区域不具有光固性而具有热固性。
2.根据权利要求1所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述第1黏合剂区域含有光聚合性化合物、光聚合引发剂、热固性树脂及热固化剂。
3.根据权利要求2所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述光聚合性化合物为自由基聚合性化合物,所述光聚合引发剂为光自由基聚合引发剂。
4.根据权利要求3所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述自由基聚合性化合物包含(甲基)丙烯酸化合物。
5.根据权利要求2所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述热固性树脂包含环氧树脂。
6.根据权利要求5所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述热固化剂包含咪唑系固化剂。
7.根据权利要求6所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述咪唑系固化剂具有三嗪环。
8.根据权利要求2所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述第1黏合剂区域中的、所述热固性树脂的含量相对于所述光聚合性化合物的含量之比以质量比计为3~11。
9.根据权利要求1所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述第2黏合剂区域含有热固性树脂、热固化剂及助熔剂化合物。
10.根据权利要求9所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述助熔剂化合物具有2个以上的羧基。
11.根据权利要求1所述的半导体用膜状黏合剂,其中,
所述第2黏合剂区域的厚度为所述第1黏合剂区域的厚度的0.5~2倍。
12.根据权利要求1所述的半导体用膜状黏合剂,其用于接合半导体芯片和基体,并且密封所述半导体芯片与所述基体之间的间隙。
13.一种权利要求1至12中任一项所述的半导体用膜状黏合剂的制造方法,其包括:
将具有光固性及热固性的第1黏合剂层及不具有光固性而具有热固性的第2黏合剂层中的一者设置于另一者上的工序。
14.一种黏合剂带,其具备:
权利要求1至12中任一项所述的半导体用膜状黏合剂;及
背磨胶带,在所述半导体用膜状黏合剂上且从所述第2黏合剂区域观察时,设置于与所述第1黏合剂区域侧相反的一侧。
15.一种半导体装置的制造方法,其包括:
向权利要求1至12中任一项所述的半导体用膜状黏合剂的所述第1黏合剂区域照射光的光照射工序;及
经由光照射后的所述半导体用膜状黏合剂将半导体芯片和基体以彼此的连接部对置的方式配置的状态下,进行加热并接合的工序,
所述光照射工序是在所述半导体用膜状黏合剂从所述第1黏合剂区域侧贴附于所述半导体芯片或其前驱体的连接面或者所述基体或其前驱体的连接面的状态下进行。
16.根据权利要求15所述的半导体装置的制造方法,其进一步包括:
准备黏合剂带的工序,所述黏合剂带具备所述半导体用膜状黏合剂和在所述半导体用膜状黏合剂上且从所述第2黏合剂区域观察时设置于与所述第1黏合剂区域侧相反的一侧的背磨胶带;
将所述黏合剂带从所述半导体用膜状黏合剂侧贴附于所述半导体芯片的前驱体或所述基体的前驱体的连接面的层压工序;及
对贴附有所述黏合剂带的所述前驱体从与所述黏合剂带相反的一侧进行磨削的背磨工序。
17.根据权利要求16所述的半导体装置的制造方法,其中,
所述光照射工序是在所述背磨工序之后,去除所述背磨胶带后进行。
18.一种半导体装置,其具备:半导体芯片,具有第1连接部;基体,具有与所述第1连接部电连接的第2连接部;及密封部,接合所述半导体芯片和所述基体,并且填充所述半导体芯片和所述基体之间的间隙,
所述密封部为权利要求1至12中任一项所述的半导体用膜状黏合剂的固化物。
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