CN1296979C - 半导体器件使用的粘接带 - Google Patents
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Abstract
一种半导体器件使用的粘接带,具有绝缘性膜和设置在该绝缘性膜的至少一面上的热固化性粘接剂层,所述热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量的乘积大于0.25MPa/μm,并且可以得到优异的引线结合性。而且,如果所述热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的储能模量的乘积大于1MPa/μm,那么半导体器件使用的粘接带显示出更好的引线结合性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件使用的粘接带,具体地涉及特别适合于表面安装型半导体器件的半导体器件使用的粘接带,该粘接带可用于半导体器件的组装工艺,和用于以TAB(Tape Automated Bonding)方式的适合于器件的高密度安装的TAB用带;特别适合于BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip ScalePackage)等内置的TCP(Tape Carrier Package)用带;固定引线框架使用的带;以及通过引线结合连接引线框架和薄膜载带等。
背景技术
近年来,由于对小型、薄型、重量轻、高安装密度的半导体器件的要求在日益提高,因此构成电子产品核心的多管脚(ピン)IC(半导体集成电路)封装从过去的周边连接型逐渐变成称做面(エリア)连接型BGA、CSP的高密度安装的IC封装。
在BGA和CSP封装的内部设置表面栅格形的焊点作为外部连接端子。IC安装于为了再布线等的电路基板(以下,称做再布线基板)上,并构成IC封装(BGA、CSP),然后装载在作为母板的硬质印刷基板等上。
就再布线基板的种类而言,BGA可以大致区分为柔性(プラスチツク)BGA(P-BGA)和带BGA(T-BGA)。在T-BGA之中,有采用使用过去的TAB的ILB(内引引线结合)方式型和采用引线结合方式型,特别是后者也称做细节距(フアインピツチ)BGA(FBGA)或带CSP(T-CSP)。
过去,就上述BGA的再布线基板而言,以玻璃环氧基板等的硬质基板为主,但是近年来,随着便携电话等的普及,对重量轻、薄型化的要求提高,并且由于与一般的硬质基板相比需要制造更高密度的布线,因此带基板逐渐变成主流,盛行采用使用这种带基板的T-BGA(TCP型和利用引线结合方式型的FBGA或是T-CSP)。特别地,从过去的T-BGA的扇出方式到扇入方式,T-CSP实现了小型化和安装面积狭小化,今后还期待进一步发展。
如上所述,作为用于这些TAB方式的封装(TCP)、FBGA的基板,使用通过粘接剂在聚酰亚胺膜上层叠金属箔制成的基板。并且对于这里使用的粘接剂,要求可弯曲性和粘接性。
此外,对于引线结合方式的T-CSP,结合时,用金线等将带基板上设置的IC芯片上的铝电极部分和TAB带基板上的电极布线(焊盘部分)部分连接时,由于在高温下并由结合工具施加压力,对粘接剂在高温下的硬度就有要求。也就是,为了使带基板具有良好的引线结合性要求粘接剂在高温下具有一定范围的硬度。
此外,由于是封装用基板,因此对于带基板,必须具有回流焊等的安装性、铜迁移等的绝缘可靠性以及其它的可靠性。
过去,使用含有热固化性树脂、环氧树脂/NBR(丙烯腈-丁二烯共聚物)系列粘接剂(特开平6-181227号公报(第2-5页))以及硅酮系列粘接剂作为上述粘接剂。其中,环氧树脂/NBR系列的粘接剂由于低成本且容易使用等而被上述基板,但不限于上述基板,广泛使用。但是,使用环氧树脂/NBR系列粘接剂的带基板,引线结合时由于NBR很柔软,存在焊盘部分沉入、线不能附着到焊盘部分等引线结合性问题。并且,长时间的温度变化以及高温和高湿度下,存在耐回流焊性、引线结合性以及绝缘性的问题。这是由于NBR是从二烯烃化合物为初始原料,所以长时间曝露在高温下时,就会因氧化使主链含有的双键开裂,渐渐失去了弹性,使应力缓冲作用消失,产生焊点部位的连接可靠性等问题。并且,特别是当布线基板进一步细节距化时,在高温高湿下,由于NBR的丙烯腈基引入了铜离子,产生了铜迁移等问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有的粘接剂存在的问题,也就是提供一种引线结合性优异的半导体器件用粘接带。
过去,半导体器件用粘接带的引线结合性仅考虑由粘接剂的储能模量所决定。粘接剂的厚度也是规定的一般厚度,但是这不是考虑了引线结合性之后的设定。
本发明人等的专心探讨研究结果表明,如果储能模量及损失弹性模量都低时,通过过使粘接剂的厚度变薄,则可以提高半导体器件使用的粘接带的引线结合性。
也就是本发明的半导体器件使用的粘接带是具有绝缘性膜和设置在该绝缘性膜的至少一面上的热固化性粘接剂层的半导体器件使用的粘接带,其特征在于,所述热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量的乘积大于0.25MPa/μm。
并且,对于本发明的半导体器件使用的粘接带,优选所述热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的储能模量的乘积大于1MPa/μm。
并且,优选所述热固化性粘接剂层含有利用聚酰胺树脂,该聚酰胺树脂是使用碳原子数36的不饱和脂肪酸二聚物获得的。
并且,所述碳原子数36的不饱和脂肪酸二聚物,优选是用亚油酸得到的。
具体实施方式
下面详细说明本发明。
[半导体器件使用的粘接带]
根据本发明的半导体器件使用的粘接带,是在绝缘性膜的至少一面上形成热固化性粘接剂层的粘结带,热固化性粘接剂层的厚度(μm)的倒数与固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量(Mpa)的乘积(损失弹性模量×1/厚度)应大于0.25MPa/μm。
[绝缘性膜]
根据本发明的绝缘性膜是具有电绝缘性的膜。作为绝缘性膜,例如可以使用聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚酮等膜。其中,聚酰亚胺膜的绝缘性和耐热性最佳,所以是优选的。聚酰亚胺膜在市场上有销售,优选使用東し·デユポン公司的商品名:聚酰亚胺膜(カプトン)、宇部輿産社的商品名:环氧类树脂(ユ-ピレツクス)、鐘淵化学工业公司的商品名:アピカル等。
绝缘性膜的厚度优选为20μm~200μm,更优选为25μm~125μm。如果绝缘性膜厚度小于20μm,由于半导体器件使用的粘接带的硬度不够,使操作性变差,当厚度比200μm厚时,将难以得到小型的半导体器件。
[热固化性粘接剂层]
根据本发明的热固化性粘接剂层,是具有通过热而固化的性质的粘接剂构成的层。
而且,本发明的热固化性粘接剂层的特征在于它的厚度(μm)的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量(MPa)的乘积(损失弹性模量×1/厚度)大于0.25MPa/μm。也就是,如果损失弹性模量低,并且粘接剂的厚度薄,那么引线结合性就会提高。而且,引线结合性由粘接剂层的损失弹性模量和粘接剂厚度的倒数的乘积决定。更希望,热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量的乘积在0.6MPa/μm以上。
如果热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量的乘积在0.25MPa/μm以下,那么在引线结合工艺时,金线将不能附着在焊盘部分上,或者由于金线和焊盘部的连接不够充分,引线结合工艺后,会产生所谓金线从焊盘部分剥离的问题。另外,这里所说的热固化之后是指从70℃左右的低温起通过预定的程序增加温度,并且在150~170℃下进行1~10小时左右的热处理。这可以利用含有聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂等的低分子量的反应性物质、或者利用含有酚醛树脂、环氧树脂的反应性的固化性物质来实现。
考虑到粘接剂对电路用铜箔的凹凸表面处的埋入性和粘接力时,热固化性粘接剂层的厚度优选3μm以上,这时的损失弹性模量可以是0.75Mpa左右。并且当热固化性粘接剂层的静态弹性系数高时,由于粘接剂与绝缘性膜的热膨胀和静态弹性系数不同容易发生卷曲等现象,考虑封装的薄膜化时,优选热固化性粘接剂层的厚度越薄越好。
并且,热固化性粘接剂层优选其厚度(μm)的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量(MPa)的乘积(损失弹性模量×1/厚度)大于1MPa/μm。当热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量的乘积1MPa/μm以下时,引线结合工艺时金线和焊盘的连接十分困难。
特别地,优选热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量的乘积大于3MPa/μm,而且最好大于10MPa/μm。要实现上述目的,可以通过在热固化性粘接剂层中含有聚酰亚胺树脂和酚醛树脂等的交联点间的分子量小、常温下弹性系数高的树脂。
这里,可以利用DMA[动态机械测定器(Dynamic MechanicalAnalyzer)]测量损失弹性模量和储能模量。在实施例中说明损失弹性模量和储能模量的测量条件。
[粘接剂层使用的材料]
用于热固化性粘接剂层的粘接剂层使用的材料,是具有因热而固化的性质的粘接剂,作为这种材料,可以举出,例如,含有聚酰胺和固化性树脂的物质。
[聚酰胺树脂]
聚酰胺树脂优选利用碳原子数4以上的脂肪族二胺与不饱和脂肪酸二聚物缩聚合成的。此时作为碳原子数4以上的脂肪族二胺的具体例子,可以举出,丁二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、八亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十二亚甲基二胺等。其中碳原子数4~18的脂肪族二胺较好,碳原子数4~12的脂肪族二胺更好,碳原子数6~12的脂肪族二胺最好。这样,和现有的乙二胺相比,由于使用了更多碳原子数(长分子)的脂肪族二胺,因此热固化性粘接剂层即使在高温时也显示出高粘度(粘接性),而且由于显示出高粘接力,因此可以得到与绝缘性膜良好的粘贴力。并且,含有聚酰胺树脂的热固化性粘接剂层即使在湿热时也可以得到优良的高绝缘性,且热收缩性也降低了。
对于不饱和脂肪酸二聚物,就可弯曲性、连接性以及低吸湿性而言,优选使用碳原子数36的不饱和脂肪酸二聚物。碳原子数36的不饱和脂肪酸二聚物可以通过缩合碳原子数18的不饱和脂肪酸得到。作为该碳原子数18的不饱和脂肪酸例如有油酸、亚油酸、亚麻酸等。其中,特别优选亚油酸,由于容易调整上述(损失弹性模量×1/厚度)达到比0.25MPa/μm大,并且最好是由99.1~80质量%的亚油酸和0.1~20质量%的油酸以及亚麻酸构成。
此外,合成聚酰胺树脂时,除碳原子数4以上的脂肪族二胺和不饱和脂肪酸二聚物之外,还可以使用作为次要成分的少量三官能以上的酸成分、三官能以上的胺成分合成分支状聚酰胺树脂。作为次要成分的三官能以上的酸成分(或三官能以上的胺成分),优选的是聚酰胺树脂中的全酸成分(或全胺成分)的20摩尔%以内,在10摩尔%以内更好。如果次要成分超过20摩尔%,那么固化后的热固化性粘接剂层的可弯曲性变差。
就溶剂的溶解性而言,聚酰胺树脂的质量平均分子量优选为500~50000,更优选为1000~20000。用凝胶渗透色谱分析法(GPC)法测量质量平均分子量。此外,聚酰胺树脂的胺值优选为0.5~60,最好为5~60。如果胺值小于0.5,那么电气绝缘性容易变差,如果胺值超过60,那么容易发生未反应的氨基的残留而污染电路,并容易发生导致结合不好等问题。此外,如果使用胺值不同的2种聚酰胺树脂,由于容易控制固化后的热固化性粘接剂层的可弯曲性,因此是优选的。这里,对于聚酰胺树脂的胺值,是用甲苯/n-丁醇的混合溶液溶解1g的聚酰胺树脂,用溴甲酚绿的0.1%甲醇溶液作为指示剂,用0.1N的盐酸作为滴定液,用当量的氢氧化钾的mg表示。
此外,对于聚酰胺树脂的酰胺基之间的分子量(将酸和二胺的分子量求和除2),对于250~400的粘接剂的常温凝聚力下降,确保了平坦性,结果半导体用粘接带在常温下不发生因热固化性粘接剂层导致的卷曲,提高操作性,所以是优选的。
[固化性树脂]
下面介绍构成粘接剂层用材料的固化性树脂。
固化性树脂可以使用具有如热固化性、光固化性等固化性的树脂。其中,由于热固化性树脂,特别是酚醛树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂,能得到优良的电气绝缘性和高耐热性,因此是优选的。对于酚醛树脂,可列举的有,例如,烷基酚醛树脂、p-苯基酚醛树脂、双酚A型酚醛树脂等的线型酚醛清漆型(ノボラツクフエノ-ル)树脂和甲阶酚醛树脂、聚苯基对苯酚(ポリフエニルパラフエノ-ル)树脂等。特别是,由于甲阶酚醛树脂可得到高耐热性,具有使后述的环氧树脂固化的作用,因此是优选的。酚醛树脂是为得到热固化性粘接剂层的耐热性的重要成分,质量平均分子量为2000~50000,优选为2000~15000,最好为2000~8000,可以得到良好的耐热性,所以是优选的。而且,酚醛树脂的软化点在151℃以上,可以进一步提高耐热性,所以是优选的。
此外,对于环氧树脂,只要具有2个以上环氧基的树脂都可以使用。具体地,例如,双酚A型、双酚F型、双酚S型等的双酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、可溶性酚醛清漆型(フエノ-ルノボラツク)环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、四缩水甘油酚醛链烷烃型环氧树脂、双缩水甘油酚醛丙烷型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、三羟基苯甲烷型环氧树脂等的2官能或多官能环氧树脂,特别优选使用耐热性优良的多官能环氧树脂。
此外,对于亚胺树脂,优选使用双马来酰亚胺系列等的树脂。
此外,对于粘接剂层使用的材料,可以同时使用上述酚醛树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂以外的固化性树脂成分。进而,也可含有多胺、酸酐、咪唑化合物作为固化促进剂。而且,对于热固化性粘接剂层,在含固化性树脂的树脂成分之中,聚酰胺树脂的含量为20~80质量%,就耐热性和耐化学试剂性而言是优选的,而更优选者为30~70质量%。
此外,在热固化性粘接剂层中除了聚酰胺树脂和固化性树脂之外,也可以含有热塑性树脂。由于含有热塑性树脂,可以赋予固化后的热固化性粘接剂层可弯曲性。作为热塑性树脂,可列举的有,与前述聚酰胺树脂的组成不同的聚酰胺树脂(例如,以原子数3以下的脂肪族二胺作为缩合成份的聚酰胺树脂);含羧基的丙烯腈-丁二烯的共聚物、含氨基的丙烯腈-丁二烯的共聚物、含缩水甘油基的丙烯腈-丁二烯的共聚物等的丙烯腈-丁二烯的共聚物、热塑聚酯树脂、丙烯酸橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物等,如果是含有氨基、羧基、羟基等的官能基的热塑性树脂,由于更容易控制可弯曲性,因此优选使用。
此外,在热固化性粘接剂层中,还可以含有平均粒径1μm以下的填料。对于填料可以使用氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化硅、滑石粉、石英粉、氧化镁等的无机填料、由聚硅氧烷树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂等的树脂粉末形成的有机填料中的任意一种,优选使用这些中的绝缘性的填料。对于100质量份的树脂固体成份,添加填料的添加量可以到30质量份的范围。
[半导体器件用粘接带的制造]
制造本发明的半导体器件用粘接带时,用有机溶剂溶解上述粘接剂层使用的材料,经混合作成液体状态的树脂组合物,在绝缘性膜的至少单面上用该组合物作为涂料涂覆、层叠、干燥形成热固化性粘接剂层。热固化性粘接剂层干燥后的厚度优选3μm~150μm,更优选8μm~20μm。热固化性粘接剂层优选为干燥的半固化状态。
制造本发明的半导体器件用粘接带时,在绝缘性膜上可以直接涂覆液态的树脂组合物,也可以将涂覆在剥离性膜等的临时支撑体上得到的粘接片贴合到绝缘性膜上。
对于调制液态树脂组合物优选使用的有机溶剂,举例的有,N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲苯、二甲苯、1,4-二氧杂环己烷、四氢呋喃、乙醇、异丙醇、甲基溶纤剂等。这些有机溶剂可以2种以上同时使用。
此外,在热固化性粘接剂层的表面上优选设置保护膜,使用本发明的半导体器件用粘接带时,剥离掉该保护膜后使用。作为保护膜,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃等的膜,优选使用由有机硅等进行剥离处理赋予剥离性的膜。
实施例
以下通过实施例说明本发明。
[实施例1]
在由经过剥离处理的厚度38μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜构成的保护膜的单面上,以干燥后的厚度为12μm地涂覆下列组成的粘接剂层用涂料,在130℃经5分钟干燥制成粘接膜。
随后,在粘接膜上重叠由厚度75μm的聚酰亚胺构成的绝缘性膜,在100℃和1kg/cm2的条件下经热压粘结制成本发明的半导体器件用粘接带。
(形成粘接剂层使用的涂料)
·混合25质量%的以由90质量%的亚油酸和10质量%的油酸得到的不饱和脂肪酸二聚物和六亚甲基二胺作为缩聚合成分形成的聚酰胺树脂(胺值20,质量平均分子量2800)的异丙醇/甲苯混合溶液:64质量份
·混合50质量%的萘型环氧树脂(大日本インキ化学工业公司制造的商品名:エピクロンHP7200)的甲基乙烷基酮溶液:15质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:CKM2400)的甲基乙基酮溶液:6.5质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:ELS373Z)的甲基乙基酮溶液:13质量份
·混合1质量%的2-乙基-4-甲基咪唑的甲基乙基酮溶液:3质量份
[实施例2]
除了作为粘接剂层形成用涂料使用下面组成的物质之外,用与实施例1相同的方式制造本发明的半导体器件用粘接带。粘接剂层的厚度为20μm。
(形成粘接剂层使用的涂料)
·混合25质量%的以由85质量%的亚油酸和15质量%的油酸得到的不饱和脂肪酸二聚物和六亚甲基二胺作为缩聚合成分形成的聚酰胺树脂(胺值50,质量平均分子量2300)的异丙醇/甲苯混合溶液:47质量份
·混合50质量%的以由80质量%的亚油酸和20质量%的油酸得到的不饱和脂肪酸二聚物和六亚甲基二胺作为缩聚合成分形成的聚酰胺树脂(胺值15,质量平均分子量8000)的甲基乙烷基酮混合溶液:20质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:CKM908A)的甲基乙基酮溶液:33质量份
[实施例3]
除了作为粘接剂层形成用涂料使用下面组成的物质之外,用和实施例1相同的方式制造本发明的半导体器件用粘接带。粘接剂层的厚度为12μm。
(形成粘接剂层使用的涂料)
·混合25质量%的以由80质量%的亚油酸和20质量%的亚麻酸得到的不饱和脂肪酸二聚物和六亚甲基二胺作为缩聚合成分形成的聚酰胺树脂(胺值20,质量平均分子量2300)的异丙醇/甲苯混合溶液:64质量份
·混合50质量%的萘型环氧树脂(大日本インキ化学工业公司制造的商品名:エピクロンHP7200)的甲基乙基酮溶液:15质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:CKM2400)的甲基乙基酮溶液:6.5质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:ELS373Z)的甲基乙基酮溶液:13质量份
·混合1质量%的2-乙基-4-甲基咪唑的甲基乙基酮溶液:3质量份
[实施例4]
除了作为粘接剂层形成用涂料使用下面组成的物质之外,用和实施例1相同的方式制造本发明的半导体器件用粘接带。粘接剂层的厚度为8μm。
(形成粘接剂层使用的涂料)
·混合25质量%的聚酰胺树脂(ヘンケルジヤパン公司制造的商品名:マクロメルト6238,胺值7,质量平均分子量8000)的异丙醇/甲苯混合溶液:40质量份
·混合30质量%的聚酰亚胺树脂(质量平均分子量40000)的四氢呋喃溶液:22质量份
·混合50质量%的萘型环氧树脂(大日本インキ化学工业公司制造的商品名:エピクロンHP7200)的甲基乙基酮溶液:20质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:CKM2400)的甲基乙基酮溶液:6.5质量份
·混合1质量%的2-乙基-4-甲基咪唑的甲基乙基酮溶液:3质量份
[实施例5]
除了作为粘接剂层形成用涂料使用下面组成的物质之外,用和实施例1相同的方式制造本发明的半导体器件用粘接带。粘接剂层的厚度为3μm。
(形成粘接剂层使用的涂料)
·混合25质量%的聚酰胺树脂(ヘンケルジヤパン公司制造的商品名:マクロメルト6900,酸值2,胺值0.5,质量平均分子量55000)的异丙醇/甲苯混合溶液:63质量份
·混合50质量%的环氧树脂(油化シエル公司制造的商品名:エピコ-ト1001)的甲基乙基酮溶液:20质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:CKM2400)的甲基乙基酮溶液:13质量份
·混合1质量%的2-乙基-4-甲基咪唑的甲基乙基酮溶液:5质量份
[比较例1]
除了作为粘接剂层形成用涂料使用下面组成的物质之外,用和实施例1相同的方式制造比较用的半导体器件用粘接带。粘接剂层的厚度为12μm。
(形成粘接剂层使用的涂料)
·混合25质量%的聚酰胺树脂(胺值7,质量平均分子量10000)的异丙醇/甲苯混合溶液:40质量份
·混合30质量%的聚酰亚胺树脂(质量平均分子量40000)的四氢呋喃溶液:22质量份
·混合50质量%的萘型环氧树脂(大日本インキ化学工业公司制造的商品名:エピクロンHP7200)的甲基乙基酮溶液:20质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:CKM2400)的甲基乙基酮溶液:6.5质量份
·混合1质量%的2-乙基-4-甲基咪唑的甲基乙基酮溶液:5质量份
[比较例2]
除了作为粘接剂层形成用涂料使用下面组成的物质之外,用和实施例1相同的方式制造比较用的半导体器件用粘接带。粘接剂层的厚度为12μm。
(形成粘接剂层使用的涂料)
·混合25质量%的聚酰胺树脂(ヘンケルジヤパン公司制造的商品名:マクロメルト6900,酸值2,胺值0.5,质量平均分子量55000)的异丙醇/甲苯混合溶液:63质量份
·混合50质量%的环氧树脂(油化シエル公司制造的商品名:エピコ-ト1001)的甲基乙烷基酮溶液:20质量份
·混合50质量%的线型酚醛清漆型树脂(昭和高分子公司制造的商品名:CKM2400)的甲基乙基酮溶液:13质量份
·混合1质量%的2-乙基-4-甲基咪唑的甲基乙基酮溶液:5质量份
[比较例3]
用与实施例1同样的方式制作比较用的半导体器件用粘接带。而且,粘接剂层的厚度为100μm。
[热固化性粘接剂层的损失弹性模量与储能模量]
剥离实施例1~5和比较例1~3的半导体器件用粘接带的保护膜之后,一边在80℃加热由绝缘性膜和热固化性粘接剂层构成的叠层体,一边从绝缘性膜上剥离热固化性粘接剂层。然后,制作后述的试验体时,使热固化性粘接剂层和电解铜箔粘接,并在加热的条件下,加热固化热固化性粘接剂层单体。对于热固化后的热固化性粘接剂层,接下来用DMA[动态机械测定器(Dynamic Mechanical Analyzer)]测量损失弹性模量和储能模量,表1和表2示出了200℃时的结果。对于DMA,使用电子振动(バイブロン)测定器(オリエンテシク公司制造的RHEOVIBRON DDV-II-EP),在频率110Hz、升温温度3℃/min、负载量5.0g下进行测量。样品宽0.5cm,长3cm,并且厚度为涂覆后的粘接剂层的厚度。
[半导体器件用的粘接带的评估]
(1)试验体的制备
剥离实施例1~5和比较例1~3的半导体器件用粘接带的保护膜,在130℃,1kg/cm2的条件下,将约18μm厚的电解铜箔贴合在热固化性粘接剂层的表面上作为叠层体。此后,从70℃到160℃等速升温加热叠层体8小时,再于170℃加热6小时,固化热固化性粘接剂层。接着,再于铜箔上层叠光致抗蚀剂膜,进行曝光图形、蚀刻、镀镍、镀金、形成引线结合用的结合焊盘。由此,得到由镀金的厚度为0.5μm的电路形成的试验体。
(2)特性评估
①引线结合性
在实施例1~和比较例1~3的试验体的管芯焊盘(ダイパツド)部位上设置IC芯片之后,通过球形接合法用金线连接IC芯片上的铝电极部分和结合焊盘部分。
之后,用拉线测试器拉伸连接的金线,测量结合强度,根据拉线强度评估引线结合性,结果显示在表1和表2中。并且,使用时没有问题的拉线强度为8gf的水平。引线结合也取决于温度,在200℃下频率60kHz下进行。
表1
损失弹性模量(MPa) | 粘接剂层厚度(μm) | 损失弹性模量×(1/粘接剂层厚)(Mpa/μm) | 拉线强度(gf) | |
实施例1 | 21 | 12 | 1.75 | 8.5 |
实施例2 | 16 | 20 | 0.80 | 8.2 |
实施例3 | 12 | 12 | 1.00 | 8.5 |
实施例4 | 3 | 8 | 0.38 | 8.2 |
实施例5 | 1 | 3 | 0.33 | 8.1 |
比较例1 | 3 | 12 | 0.25 | 7.5 |
比较例2 | 1 | 12 | 0.08 | 4.0 |
比较例3 | 21 | 100 | 0.21 | 5.5 |
线拉伸强度从约8到9gf饱和。
表2
储能模量(MPa) | 粘接剂层厚度(μm) | 储能模量×(1/粘接剂层厚度)(Mpa/μm) | 拉线强度(gf) | |
实施例1 | 90 | 12 | 7.5 | 8.5 |
实施例2 | 45 | 20 | 2.25 | 8.2 |
实施例3 | 40 | 12 | 3.3 | 8.5 |
实施例4 | 10 | 8 | 1.25 | 8.2 |
实施例5 | 3.6 | 3 | 1.2 | 8.1 |
比较例1 | 10 | 12 | 0.83 | 7.5 |
比较例2 | 3.6 | 12 | 0.3 | 4.0 |
比较例3 | 90 | 100 | 0.9 | 5.5 |
线拉伸强度从约8到9gf饱和。
从表1和表2中可以看出,对于本发明的半导体器件用粘接带,拉线强度为8g以上,且是实用时没有问题的水平。特别是,过去认为因弹性系数低不适合引线结合法的粘接剂层,由于使这种粘接剂层的厚度薄,所以可以确保引线结合性。
工业实用性
以上介绍了本发明的半导体器件使用的粘接带,其是在绝缘性膜的至少一面上形成热固化性粘接剂层的半导体器件使用的粘接带,由于所述热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量的乘积大于0.25MPa/μm,所以可以得到优秀的引线结合性。通过将这种半导体器件用粘接带,在BGA、CSP等更加高密度化的半导体封装中使用,操作性优异,并且提高了线的连接可靠性,可以得到高可靠性的半导体封装。
此外,根据本发明的半导体器件使用的粘接带,如果所述热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的储能模量的乘积大于1MPa/μm的话,则具有良好的引线结合性。
Claims (4)
1.一种半导体器件使用的粘接带,该粘接带具有绝缘性膜和设置在该绝缘性膜的至少一面上的热固化性粘接剂层,
所述热固化性粘接剂层的厚度为3~150μm,并且所述热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的损失弹性模量的乘积大于0.25MPa/μm。
2.根据权利要求1的半导体器件使用的粘接带,所述热固化性粘接剂层的厚度的倒数与热固化后的热固化性粘接剂层在200℃下的储能模量的乘积大于1MPa/μm。
3.根据权利要求1的半导体器件使用的粘接带,所述热固化性粘接剂层含有聚酰胺树脂,
该聚酰胺树脂是用碳原子数36的不饱和脂肪酸二聚物得到的。
4.根据权利要求3的半导体器件使用的粘接带,所述的碳原子数36的不饱和脂肪酸二聚物是用亚油酸得到的。
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