DE60315650T2 - Wärmehärtbare klebstoffzusammensetzung, gegenstand, halbleitervorrichtung und verfahren - Google Patents

Wärmehärtbare klebstoffzusammensetzung, gegenstand, halbleitervorrichtung und verfahren Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung derselben und einen Klebegegenstand, das heißt ein Trägermaterial mit der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung darauf. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung derselben unter Verwendung eines derartigen Klebefilms oder Klebegegenstands.
  • Wie wohl bekannt ist, ist ein Epoxyharz ein Beispiel für wärmehärtbare Harze mit hervorragender Adhäsionsfestigkeit. Das Epoxyharz wird daher weitverbreitet als Hauptkomponente von wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzungen verwendet.
  • Wenn eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung ein typisches Epoxyharz enthält, zeigt es seine Adhäsionsfestigkeit im Allgemeinen nur, wenn es durch Wärmehärtung gehärtet wird, und hat vor der Wärmehärtung nur niedrige Adhäsionsfestigkeit. Eine derartige wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung hat in anderen Worten üblicherweise im Wesentlichen keine Anfangsadhäsionsfestigkeit vor dem Härten durch Wärmezufuhr.
  • Es ist wichtig, dass eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung etwas Anfangsadhäsionsfestigkeit hat, insbesondere in dem Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen. Das liegt daran, dass in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung üblicherweise ein Verfahren zum Schneiden eines Halbleiter-Wafers zu einer gewünschten Größe (als Separierprozess ("Dicing"-Prozess) bezeichnet) erfolgt, nachdem ein IC (integrierter Schaltkreis), LSI (Großmaßstab-Integration; large scale integration) oder dergleichen auf einem Halbleiter-Wafer, wie einem Silizium-Wafer, mittels einer lithographischen Technik, einer Ätztechnik oder dergleichen gebildet worden ist.
  • In einem Dicing-Prozess wird der Halbleiter-Wafer, wie ein Silizium-Wafer, unter Verwendung eines Klebebands (mitunter als "Dicing-Tape" bezeichnet) fixiert, welches Klebstoffpolymer enthält, um die individuellen Halbleiterchips festzuhalten, die in dem Dicing-Prozess gebildet worden sind. Das Dicing-Tape muss somit ein ausreichendes Haftadhäsionsvermögen oder eine Haftadhäsionsfestigkeit (hier als "Anfangsadhäsionsfestigkeit" bezeichnet) haben, um die Halbleiterchips zu stabilisieren und zu halten. Wenn das Dicing-Tape eine derartige hervorragende Anfangsadhäsionsfestigkeit hat, kann das Dicing-Tape so, wie es ist, in dem Die-Bondingprozess als Die-Bondingtape zum Fixieren des Halbleiterchips an einem Substrat verwendet wird, so dass in effektiver Weise ein glatter Übergang von dem Dicing-Prozess zu dem Die-Bondingprozess realisiert werden kann.
  • Es ist bereits versucht worden, die Anfangsadhäsionsfestigkeit von Klebegegenständen zu erhöhen, obwohl nicht speziell geplant war, dies auf spezielle Klebebänder, wie Dicing-Tapes, anzuwenden. Wohl bekannt (siehe die japanische ungeprüfte Patenveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-173076 )) ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines wärmehärtbaren Klebebands mit variabler Adhäsionsfestigkeit, das ein Verfahren zum Beschichten eines abschälbaren Trennfilms oder Substrats mit einer flüssigen Mischung von Substanzen umfasst, die eine photopolymerisierbare Verbindung, ein wärmehärtbares Epoxyharz oder eine Mischung von Epoxyharzen, die keine photopolymerisierbare Gruppe enthalten, ein wärmeaktivierbares Härtungsmittel für die Epoxyharze, einen Beschleuniger und einen Photopolymerisationskatalysator enthalten. Wohl bekannt ist auch ein wärmehärtbarer Haftklebstoff, umfassend einen photopolymerisierbaren monomeren Sirup, ein Epoxyharz oder eine Mischung von Epoxyharzen, wärmeaktivierbaren Härter für die Epoxyharze, einen Photoinitiator und ein Photovernetzungsmittel (siehe die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2-272076 ). Die in diesen Druckschriften offenbarten wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzungen verwenden Epoxyharze zusammen mit einem Haftklebstoff, um die gewünschte Anfangsadhäsionsfestigkeit zu erhalten. In diesen wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzungen kommt es jedoch unvermeidlich zu Problemen, wie der Verschlechterung der Wärmebeständigkeit oder Verringerung der Scherfestigkeit wegen des Zusatzes eines Haftklebstoffs.
  • In Hinsicht auf die Verhinderung der Verschlechterung von Wärmebeständigkeit und Scherfestigkeit ist auch eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung ohne Haftklebstoff offenbart worden (siehe T. Ashida, M. Ochi und K. Handa, J. Adhesion Sci. Technol., 12, 749 (1988)). Die in dieser Veröffentlichung offenbarte wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung ist aus einem Epoxyharz zusammengesetzt, das darin dispergierte Kern/Mantel-Mikropartikel aus einem Ionomer aufweist. Wie jedoch wohl bekannt ist, enthält ein Ionomer ionische Komponenten und kann zu Defekten wie Korrosion in einem Halbleiterchip oder in darunter befindlichen Substraten führen.
  • Bei der Implementierung des Die-Bondingprozesses ist außerdem üblicherweise Wärmebonding eines Halbleiterchips an eine Basis mittels einer wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung erforderlich. Es ist in Hinsicht auf Produktionseffizienz von Halbleiterkomponenten und die Investitionskosten der Herstellungsgeräte sehr erwünscht, das Wärmebondingverfahren bei der niedrigstmöglichen Temperatur und in der kürzestmöglichen Zeit durchzuführen und leicht hohe Adhäsionsfestigkeit zu erhalten.
  • Es ist auch erforderlich, dass die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung in dem Wärmebondingverfahren unter dem ausgeübten Druck nicht in die Umgebung eines Halbleiterchips fließen sollte, da eine derartige Verunrei nigung zu einem Kurzschluss von elektrischen Drähten in dem nachfolgenden Drahtkontaktierungsverfahren oder anderen Verfahren führen kann oder sogar die Bildung der Elektroverdrahtung selbst verhindern kann. Obwohl somit ein typisches Epoxyharz, das allgemein hohe Fließfähigkeit hat, für eine wärmehärtbare Allzweck-Klebstoffzusammensetzung verwendet werden kann, ohne zu irgendwelchen Problemen zu führen, ist es deutlich schwieriger, dieses Epoxyharz für eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung zu verwenden, die zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendet werden soll.
  • Eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung, umfassend ein caprolactonmodifiziertes Epoxyharz, ein Härtungsmittel für das Epoxyharz und ein Phenoxyharz, ist als wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung bekannt, die mit einer relativ niedrigen Temperatur für eine kurze Zeit wärmegebondet werden kann (siehe die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2002-146319 ). Es wird gezeigt, dass die Klebstoffzusammensetzung eine gute Anfangsadhäsionsfestigkeit aufweist und nach dem Härten eine hervorragende Wärmebeständigkeit hat.
  • In einem neueren Trend zur Verbesserung der Integration eines Halbleiters wird ein Wafer oft auf der Seite, auf der kein Logikschaltkreis gebildet ist (Rückseite), auf eine Dicke von 0,1 mm (100 Mikrometer) oder weniger (üblicherweise in der Regel 0,4 mm (400 Mikrometer) oder weniger) geschliffen, und mehrere Chips aus diesen Wafern werden in einem sogenannten Multi-Chipgehäuse (Multi-Chip-Package; MCP) aufgestapelt, um der Halbleitervorrichtung eine höhere Multifunktionalität, höhere Dichte und höhere Kompaktheit zu verleihen.
  • Ein wichtiger Teil zur Herstellung dieser Struktur ist ein Dicing-Schritt und ein Die-Bondingschritt eines dünner gemachten Wafers. Ein Wafer mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger ist üblicherweise sehr spröde, und die Wahrscheinlichkeit, dass der Wafer bricht, nimmt zu, wenn die Dicke des Wafers geringer wird. Zur Handhabung eines dünner gemachten Wafers muss ein Dicing-Tape, nachdem es verwendet worden ist, ein in ausreichendem Maß verringertes Adhäsionsvermögen oder eine in ausreichendem Maße verringerte Adhäsionsfestigkeit haben. Wenn Chips wegen dieses herabgesetzten Adhäsionsvermögens von einem Dicing-Tape gelöst werden, können sie in ein Gehäuse (Package) eingebracht werden, indem die Chips mit einem Vereinzelungsstab in einem nachfolgenden Packaging-Verfahren leicht vereinzelt werden.
  • Nach dem Wafer-Dicing könnte beispielsweise, wenn das Haftklebstoffpolymer des als Dicing-Tape verwendeten Haftklebebands dreidimensional hochvernetzt ist, weil es mit Energiestrahlen wie Wärme oder Ultraviolettstrahlen bestrahlt wurde, seine Haftadhäsionsfestigkeit herabgesetzt sein, wodurch es die obige Anforderung erfüllt. Wie in der japanischen nationalen Patentveröffentlichung (Kohyo) Nr. 56-500889 offenbart ist, wird insbesondere, wenn eine Haftklebezusammensetzung ein Adhäsionspolymer mit Epoxygruppen und einen Ionenphotoinitiator, wie eine Oniumsalzverbindung, enthält, ihre Adhäsionsfestigkeit herabgesetzt, wenn sie mit Licht bestrahlt wird, wodurch sie von dem geklebten Objekt leicht getrennt werden kann, obwohl sie am Anfang stark an dem geklebten Objekt geklebt hat. Dies liegt daran, dass der obige Ionenphotoinitiator eine ionische Ringöffnungspolymerisationsreaktion der Epoxygruppen des Haftklebstoffpolymers begünstigt, wodurch effektives dreidimensionales Vernetzen des Haftklebstoffpolymers ermöglicht wird.
  • Durch Bereitstellung eines Haftklebebands mit Wärmeexpansionsfähigkeit kann außerdem die Kontaktfläche mit dem geklebten Objekt reduziert werden, wodurch die Trennung von dem geklebten Objekt erleichtert wird. Die japanische geprüfte Patentveröffentlichung (Kokoku) Nr. 51-24534 offenbart beispielsweise ein Haftklebeband, das ein thermisches Schäumungsmittel enthält. Die japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 56-61467 , 56-61468 , 56-61469 , 60-252681 , 63-186791 und 2-305878 offenbaren zudem einen thermisch expandierenden Klebstoff, der mit thermisch expandierenden Mikrokugeln versehen ist. Die japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 56-61467 , 56-61468 , 56-61469 , 63-186791 und 2-305878 offenbaren insbesondere das Füllen von thermisch expandierenden, hohlen Mikrokugeln mit einer Verbindung mit niedrigem Siedepunkt (wie Propan oder Butan) oder einem Schäumungsmittel des Typs, das sich durch Wärme abbaut (wie Ammoniumhydrogencarbonat oder Azobisisobutyronitril). Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 60-252681 offenbart zudem die Verwendung von thermisch expandierten Mikrokugeln, die als "EXPANCELLS" (Handelsname) bezeichnet werden. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 63-30581 offenbart zudem auch einen Haftklebstoff vom Haftfestigkeit ableitenden Typ, welcher ein Photovernetzungsmittel, Adhäsionspolymer oder Haftadhäsionspolymer und ein Schäumungsmittel enthält.
  • Im Falle des Vernetzens eines Klebstoffpolymers oder Haftklebstoffpolymers mit ultravioletten Strahlen oder anderem Licht wie oben beschrieben ist des Weiteren eine Lichtquelle für jenen Zweck erforderlich. Im Fall der Haftklebelage, die ein Schäumungsmittel enthält oder einen thermisch expandierenden Klebstoff verwendet, neigt die Wärmebeständigkeit außerdem dazu, vor der Wärmebehandlung zu fehlen, was hinsichtlich der Einschränkung von Schritten, die Wärmeeinwirkung benötigen, nachteilig ist. Im Fall der zuvor erwähnten Montage von Chips in Gehäusen ist somit wiederum eine Klebstoffschicht zwischen den Chips und der Basis erforderlich, wenn die Chips auf einer Basis fixiert werden (z. B. dem Chipunterbau eines Substrats), (und dieser Fixierschritt wird üblicherweise als "Die-bonding" bezeichnet).
  • Um die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu lösen, ist Klebeband offenbart worden, das sich in ein Klebebandbasismaterial (d. h. Trägermaterial) und eine Haftklebstoffschicht oder Klebstoffschicht trennt, um so direkt für sowohl Dicing als auch Die-Bonding verwendbar zu sein. Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-45557 offenbart beispielsweise ein Klebeband, das in der folgenden Reihenfolge ein Basismaterial, eine strahlungshärtende Haftklebstoffschicht, die einen Haftklebstoff und ein strahlungshärtendes Oligomer enthält, auf dem Basismaterial und eine Die-Bonding-Klebstoffschicht auf der strahlungshärtenden Haftklebstoffschicht umfasst. In der offenbarten Erfindung wird ein Wafer, der separiert werden soll, auf der Die-Bonding-Klebstoffschicht angeordnet, separiert, und danach wird das Haftadhäsionsvermögen des Haftklebstoffs an der Die-Bonding-Klebstoffschicht durch Ultraviolettstrahlung herabgesetzt und die Die-Bonding-Klebstoffschicht an der dazwischen befindlichen Grenzfläche in einem Vereinzelungsverfahren ("Pick-Up") von dem Haftklebstoff abgezogen. Der produzierte Chip mit einem darauf befindlichen Die-Bonding-Klebstoff wird mithilfe des Klebstoffs mittels Die-Bonding an einem Substrat befestigt.
  • In den genannten Druckschriften kann das Haftklebstoffcharakteristikum, wenn während verschiedener Halbleiterfertigungsverfahren ein Haftklebstoff verwendet wird, nicht vollständig aus dem Klebstoff eliminiert werden. Wegen des restlichen Haftadhäsionsvermögens kann der separierte Chip beschädigt werden. Insbesondere bei einem Chip mit einer geschliffenen Dicke von 100 Mikrometer oder weniger ist Beschädigung während des Vereinzelungsprozesses ein sehr ernstes Problem.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung be reitgestellt, umfassend eine caprolactonmodifiziertes Epoxyharz; und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organische Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist. Eine solche unverdünnte härtbare Klebstoffzusammensetzung kann eine Anfangsadhäsionsfestigkeit erzeugen, wenn sie bei niedrigen Temperaturen für eine kurze Zeit wärmelaminiert wird, und der Klebstoff zeigt während eines derartigen Wärmebondingschritts kein Ausfließen oder Überfließen und verliert nach dem Wärmehärten nicht an Wärmebeständigkeit oder Scherfestigkeit. Eine derartige Zusammensetzung enthält ferner keine ionische Komponenten und führt daher nicht zu Problemen im Zusammenhang mit Korrosion in einer Halbleiterkomponente oder Halbleitervorrichtung.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Klebegegenstand bereitgestellt, umfassend eine Schicht der vorliegenden wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung und eine Trägerschicht, die die Klebstoffschicht auf mindestens einem Abschnitt der Trägerschicht trägt. In derartigen Klebegegenständen, die eine klebrigkeitsvermindernde Komponente umfassen, kann die Klebrigkeit des Klebstoffs herabgesetzt sein. Wenn dieser Klebegegenstand als Tape für Dicing und Die-bonding bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendet wird, werden infolgedessen die folgenden Vorteile erhalten. Nach dem Wärmebonden eines Wafers an die Klebstoffschicht und Dicing des Wafers zu Chips wird die Klebstoffschicht zusammen mit jedem der Chips leicht von der Trägerschicht abgelöst, und der Chip kann ohne Unterbrechung mittels der Klebstoffschicht an einem Substrat für eine Halbleitervorrichtung durch Die-Bonding befestigt werden. Das Fertigungsverfahren von dem Schritt des Dicing zu Chips bis zu dem Die-Bonding-Schritt kann erfindungsgemäß mit einem einzigen Klebstoff durchgeführt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Klebegegenstand bereitgestellt, umfassend eine wärmehärtbare Klebstoffschicht, umfassend ein caprolactonmodifiziertes Epoxyharz und eine streckbare Trägerschicht. Die streckbare Trägerschicht hat eine Dehnung von nicht weniger als 10 % während des Streckens. Die Schicht, die den Klebegegenstand trägt, ist streckbar. Wenn sie daher als Komponente eines Dicing-Tapes zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendet wird, wird nach dem Dicing eines Wafers zu Chips die Klebstoffschicht zusammen mit jedem der Chips leicht von der Trägerschicht abgelöst, und der Chip kann mit derselben Klebstoffschicht, die in dem Dicing-Schritt verwendet wurde, an ein Substrat für eine Halbleitervorrichtung mittels Die-Bonding befestigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung liefert wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzungen, die eine Anfangsadhäsionsfähigkeit zeigen und nach dem Härten eine hohe Wärmebeständigkeit und Scherfestigkeit aufweisen. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung führen vorteilhaft nicht zu Korrosion eines Halbleitergeräts oder einer Halbleitervorrichtung. In bestimmten Ausführungsformen liefert die vorliegende Erfindung Filmklebstoffe, die als Einzelklebstoff für die Verfahren von Dicing bis Die-Bonding verwendet werden können. In bestimmten Ausführungsformen liefert die vorliegende Erfindung Filmklebstoffe für Dicing- und Die-Bonding-Prozesse eines Wafers, der auf eine ultradünne Dicke (z. B. 100 μm oder weniger) geschliffen worden ist, ohne eine signifikante Menge eines Haftklebstoffs zu verwenden oder ohne irgendwelchen Haftklebstoff während der Prozesse zu verwenden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der vorliegenden wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung, umfassend: Bereitstellen eines caprolactonmodifizierten Epoxyharzes und Mischen der klebrigkeitsvermindernden Komponente mit diesem.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Halbleitervorrichtung, umfassend ein Substrat mit mindestens einer darauf montierten Halbleiterkomponente, wobei die Halbleiterkomponente durch eine Schicht der vorliegenden wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung an einer Komponentenmontagefläche des Substrats befestigt ist Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend ein Substrat mit mindestens einer darauf montierten Halbleiterkomponente, umfassend:
    Laminieren eines Klebegegenstands an eine Seite eines Halbleiter-Wafers mit mehreren darauf gefertigten Halbleiterkomponenten, wobei der Klebegegenstand eine wärmehärtbare Klebstoffschicht, die ein caprolactonmodifiziertes Epoxyharz und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente enthält, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organische Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist, und eine streckbare Trägerschicht umfasst, wobei die Trägerschicht eine Dehnung von nicht weniger als 10 % hat;
    diskretes Trennen der Halbleiterkomponenten, während der Halbleiter-Wafer und der Klebegegenstand in einem laminierten Zustand gehalten werden;
    Strecken der Trägerschicht des Klebegegenstands, gefolgt von Trennen der Halbleiterkomponenten mit der daran haftenden wärmehärtbaren Klebstoffschicht von der Trägerschicht; und
    Befestigen der Halbleiterkomponenten an der Oberfläche des Substrats mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht.
  • 1 ist eine Schnittansicht, die einen Klebegegenstand gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine Schnittansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3(A–E) zeigt eine Schnittansicht, die sequentiell ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fertigung einer Halbleitervorrichtung zeigt (erste Hälfte des Fertigungsverfahrens: Dicing des Wafers, danach Strecken des Trägers).
  • 4(A–C) zeigt eine Schnittansicht, die sequentiell ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fertigung einer Halbleitervorrichtung zeigt (letzte Hälfte des Fertigungsverfahrens: Chip-Vereinzelung, danach Die-Bonding/Befestigung).
  • 5 ist eine Schnittansicht, die eine Halbleitervorrichtung gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung, der Klebegegenstand, die Halbleitervorrichtung und das Verfahren zur Herstellung der Halbleitervorrichtung können erfindungsgemäß jeweils in verschiedenen Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung durchgeführt werden. In der Ausführungsform eines Klebegegenstands, umfassend eine Trägerschicht und eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung auf der Trägerschicht, der sowohl zum Dicing als auch zum Die-Bonding verwendet wird, kann die gewählte Klebstoffschicht effektiv als Die-Bonding-Klebstoff verwendet werden und kann nach dem Chip-Dicing auch von der Trägerschicht gelöst werden. In der vorliegenden Erfindung werden diese Merkmale erreicht, indem eine klebrigkeitsvermindernde Komponente in die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung eingebracht wird, um eine ausreichende Ablösbarkeit zu verleihen, oder indem ein streckbares Material als Trägerschicht verwendet wird, oder beides.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf angefügte Zeichnungen beschrieben, die typische bevorzugte Ausführungsformen derselben zeigen. Wie Fachleuten offensichtlich sein wird, ist die vorliegende Erfindung keinesfalls auf die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. In den Zeichnungen wird die gleiche oder ähnliche Komponente durch die gleiche Bezugsziffer oder das Symbol bezeichnet.
  • 1 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Klebegegenstand gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in der Figur gezeigt ist, umfasst der Klebegegenstand 10 eine Trägerschicht 1 als Basismaterial, das auf einer Oberfläche derselben eine wärmehärtbare Klebstoffschicht 2 trägt, die aus einer erfindungsgemäßen wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung besteht. In dem gezeigten Beispiel bildet eine Kombination der Klebstoffschicht 2 und der Trägerschicht 1 den Klebegegenstand 10. Wenn die Klebstoffschicht 2 als solche ein selbsttragender Film ist, kann die Klebstoffschicht allein den Klebegegenstand stellen.
  • Die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung, die die wärmehärtbare Klebstoffschicht stellt, hat typischerweise eine kristalline Phase. Diese kristalline Phase enthält insbesondere ein caprolactonmodifiziertes Epoxyharz (nachfolgend als "modifiziertes Epoxyharz" bezeichnet). Das modifizierte Epoxyharz soll der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung geeignete Flexibilität verleihen, um dadurch die viskoelastische Eigenschaft der wärmehärtbaren Klebstoffschicht zu verbessern. Die wärmehärtbare Klebstoffschicht besitzt infolgedessen sogar vor dem Wärmehärten eine Kohäsionseigenschaft und beginnt, in dem Anfangsschritt des Gebrauchs Adhäsionsfestigkeit zu zeigen. Das modifizierte Epoxyharz bildet, wie gewöhnliche Epoxyharze, bei einer erhöhten oder gewöhnlichen Temperatur ein gehärtetes Material, das aus einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur besteht, die der gehärteten Klebstoffschicht erwünschte Kohäsionscharakteristika verleiht.
  • In Bezug auf die Verbesserung der Anfangsadhäsion hat das modifizierte Epoxyharz erfindungsgemäß ein Epoxyäquivalent, das in der Regel im Bereich von 100 bis 9000, vorzugsweise im Bereich von 200 bis 5000, insbesondere im Bereich von 500 bis 3000 liegt. Ein modifiziertes Epoxyharz mit einem derartigen Epoxyäquivalent ist im Handel erhältlich, beispielsweise unter der Handelsbezeichnung PlaccelTM G Reihe von Daicel Chemical Industries Co.
  • Die erfindungsgemäße wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung umfasst eine klebrigkeitsvermindernde Komponente in Kombination mit dem oben genannten modifizierten Epoxyharz. Die klebrigkeitsvermindernde Komponente ist Melamin/Isocyanursäure-Addukt (nachfolgend auch als "Melamin/Isocyanursäure-Komplex" bezeichnet) oder organische Verbindungen, die mit dem oben genannten modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden können und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder höher haben und durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder höher nicht zersetzt oder modifiziert werden. Der Melamin/Isocyanursäure-Komplex ist im Handel erhältlich, beispielsweise als MC-600 von Nissan Chemical Industries Co., und wirkt zur Verminderung der Klebrigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung vor dem Wärmehärten und unterstützt die thixotrope Eigenschaft. Er ist auch zur Verstärkung (z. B. Herabsetzung des Wärmeausdehnungskoeffizienten) der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung wirksam und zur Begrenzung der Feuchtigkeitsabsorption und Fließverbesserung der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung. Die erfindungsgemäße wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung kann den Melamin/Isocyanursäure-Komplex in einer Menge von typischerweise im Bereich von 1 bis 200 Gewichtsteilen, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 150 Gewichtsteilen, insbesondere im Bereich von 10 bis 100 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des modifizierten Epoxyharzes, enthalten, um die oben genannte Wirkung zu verstärken und Versprödung nach dem Wärmehärten zu verhindern (die Duktilität aufrechtzuerhalten).
  • Die technischen thermoplastischen Harze, die eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder höher haben und durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder höher nicht zersetzt oder modifiziert werden, die als klebrigkeitsvermindernde Komponente verwendet werden können, sind ausgewählt aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden. Diese klebrigkeitsvermindernde Komponente kann in einer Menge enthalten sein, die in der Regel im Bereich von 1 bis 200 Ge wichtsteilen, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 150 Gewichtsteilen, insbesondere im Bereich von 10 bis 100 Gewichtsteilen liegt, bezogen auf 100 Gewichtsteile des modifizierten Epoxyharzes.
  • Zusätzlich zu dem oben beschriebenen modifizierten Epoxyharz und der klebrigkeitsvermindernden Komponente kann die erfindungsgemäße wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung verschiedene Additive in Mengen enthalten, die das Ziel und die Wirkung der gewünschten Ausführungsform der Erfindung nicht beeinträchtigen.
  • Die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung kann beispielsweise anderes Material enthalten, um die Klebstoffschicht weiter zu verstärken. Ein nicht einschränkendes Beispiel für ein geeignetes Material ist ein Füllstoff vom Kautschuktyp. Ein Füllstoff vom Kautschuktyp ist wirksam, insbesondere wenn Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer oder Methylacrylat-Butylacrylat-Copolymer enthalten sind, um die Adhäsionsfestigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung weiter zu verstärken. Die Füllstoffmaterialien vom Kautschuktyp, die aus diesen Copolymeren bestehen, sind im Handel in Form von Partikeln oder Pulver erhältlich, beispielsweise als EXL 2691A oder EXL 2314 von Robin & Haas Co. Das zugesetzte Material kann in der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung in der Regel im Bereich von 1 bis 500 Gewichtsteilen, vorzugsweise 5 bis 400 Gewichtsteilen, insbesondere 10 bis 300 Gewichtsteilen vorhanden sein, bezogen auf 100 Gewichtsteile des modifizierten Epoxyharzes.
  • Die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung kann ferner ein Phenoxyharz enthalten. Ein Phenoxyharz ist ein thermoplastisches Harz mit relativ hohem Molekulargewicht in Ketten- oder linearer Struktur, das aus Epichlorhydrin und Bisphenol A besteht. Ein derartiges Phenolharz hat gute Bearbeitbarkeit und kann vorteilhaft verwendet werden, um die wärmehärtbare Klebstoff schicht leicht in eine gewünschte Form zu bringen. Das Phenoxyharz kann erfindungsgemäß, bezogen auf 100 Gewichtsteile des modifizierten Epoxyharzes, in der Regel im Bereich von 10 bis 300 Gewichtsteilen, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 Gewichtsteilen, insbesondere im Bereich von 25 bis 150 Gewichtsteilen in der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung enthalten sein. Das Phenoxyharz kann effektiv in dem oben genannten modifizierten Epoxyharz gelöst sein, so dass das Ausbluten des modifizierten Epoxyharzes aus der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung effektiv verhindert werden kann. Das Phenoxyharz und das oben genannte modifizierte Epoxyharz im gehärteten Zustand sind außerdem miteinander verhakt, so dass die am Ende vorhandenen Eigenschaften, wie Kohäsion und Wärmebeständigkeit, usw., der wärmehärtbaren Klebstoffschicht weiter verbessert sein können, wenn sie gehärtet ist.
  • Ein zweites Epoxyharz (nachfolgend einfach als "Epoxyharz" bezeichnet) kann ferner zusätzlich zu oder unabhängig von dem oben beschriebenen Phenoxyharz nach Bedarf in der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung enthalten sein, um einen Teil des oben genannten gehärteten Materials zu bilden. Dieses Epoxyharz unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, und zu Beispielen für brauchbare Epoxyharze gehören Bisphenol A Epoxyharz, Bisphenol F Epoxyharz, Bisphenol A-Diglycidylether-Epoxyharz, Phenol-Novolak-Epoxyharz, Cresol-Novolak-Epoxyharz, Fluoren-Epoxyharz, Glycidylaminharz, aliphatisches Epoxyharz, bromiertes Epoxyharz, fluoriertes Epoxyharz und dergleichen. Diese Epoxyharze können wie das modifizierte Epoxyharz mit dem Phenoxyharz gelöst werden, und aus der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung blutet wenig aus. Wenn die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung insbesondere das zweite Epoxyharz in einer Menge enthält, die vorzugsweise im Bereich von 50 bis 200 Gewichtsteilen und insbesondere im Bereich von 60 bis 140 Gewichtsteilen liegt, bezogen auf 100 Gewichtsteile des modifizierten Epoxyharzes, kann die Wärmebeständigkeit vorteilhaft verbessert werden.
  • Bei der Implementierung der vorliegenden Erfindung kann insbesondere das Bisphenol A-Diglycidylether-Epoxyharz (nachfolgend als "Diglycidylether-Epoxyharz" bezeichnet) als bevorzugtes Epoxyharz verwendet werden. Das Diglycidylether-Epoxyharz ist eine Flüssigkeit und kann beispielsweise die Hochtemperaturcharakteristika der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung verbessern. Durch Verwendung des Diglycidylether-Epoxyharzes können durch Härten bei erhöhten Temperaturen beispielsweise die chemische Beständigkeit und Glasübergangstemperatur verbessert werden. Es wird zudem ein größerer Bereich und eine größere Vielfalt von Härtungsmitteln bereitgestellt, aus denen ausgewählt werden kann, und es sind relativ milde Härtungsbedingungen verwendbar. Ein solches Diglycidylether-Epoxyharz ist im Handel erhältlich, beispielsweise als D.E.R.TM 332 von Dow Chemical (Japan) Co.
  • Der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung kann nach Bedarf ein Härtungsmittel zugefügt werden, um die Härtungsreaktion des modifizierten Epoxyharzes und des zweiten Epoxyharzes zu fördern. Es gibt keine spezielle Einschränkung hinsichtlich der Menge und des Typs des Härtungsmittels, solange es die Aufgabe der Erfindung erfüllt und die gewünschte Wirkung zeigt. In Hinsicht auf die Verbesserung der Wärmebeständigkeit kann das Härtungsmittel jedoch in einer Menge enthalten sein, die in der Regel in einer Ausführungsform im Bereich von 1 bis 50 Gewichtsteilen liegt. In einer anderen Ausführungsform wird das Härtungsmittel vorzugsweise im Bereich von 2 bis 40 Gewichtsteilen und insbesondere im Bereich von 5 bis 30 Gewichtsteilen bereitgestellt. Die obigen Mengen beziehen sich auf 100 Gewichtsteile modifiziertes Epoxyharz und, falls verwendet, des zweiten Epoxyharzes. Brauchbare Beispiele für Härtungsmittel umfassen Aminhärtungsmittel, Säureanhydride, Dicyandiamide, Kationpolymerisationskatalysatoren, Imidazolverbindungen, Hydrazinverbindungen, usw. Unter dem Aspekt der Wärmebeständigkeit bei Raumtemperatur können insbesondere Dicyandiamide als vielversprechende Härtungsmittel genannt werden.
  • In Kombination mit dem oben genannten Härtungsmittel oder getrennt davon kann ferner ein Härtungsbeschleuniger in der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung enthalten sein, in der Regel in einer Menge bis zu 10 Gewichtsteilen, vorzugsweise bis zu 5 Gewichtsteilen und insbesondere bis zu 3 Gewichtsteilen, um die Härtungsreaktion zu beschleunigen. Infolgedessen kann die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung gewünschtenfalls rascher Adhäsionsfestigkeit entwickeln. Ein Beispiel für einen solchen Härtungsbeschleuniger ist ein Urethanaddukt, wie das Addukt von Isocyanat und Amin, das bei relativ niedrigen Temperaturen (z. B. 80 bis 150°C, während Melamin/Isocyanurat wie bereits gesagt unter 300°C ein thermisch stabiles Material ist) thermisch zersetzt werden kann und eine reaktive Aminkomponente erzeugen kann. Ein geeignetes Urethanaddukt ist im Handel als OmicureTM 52 von PTI Japan Co erhältlich.
  • Der erfindungsgemäßen wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung können verschiedene Typen von Materialien vom Haftklebstofftyp zugefügt werden, z. B. können Acrylharze, Kautschuktypen, olefinische Verbindungen oder Silikone zugefügt werden, solange die Wärmebeständigkeit oder Scherfestigkeit des Klebstoffs, insbesondere des gehärteten Die-Bonding-Klebstoffs, nicht auf ein Niveau vermindert wird, das in der gewählten Ausführungsform unerwünscht ist. Die erfindungsgemäße wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung hat jedoch in den meisten Ausführungsformen eine ausreichende Anfangsadhäsionsfestigkeit, ohne diese Komponenten zuzugeben. Die Klebstoffzusammensetzung muss somit keine wesentlichen Mengen dieser Haftklebstoffkomponenten umfassen, falls sie überhaupt verwendet werden.
  • Wenn das Phenoxyharz, modifizierte Epoxyharz und zweite Epoxyharz zudem wie zuvor beschrieben in der wärmehärtbaren Klebstoffschicht enthalten sind, kann außerdem die Adhäsionsfestigkeit gemäß der Heiztemperatur und/oder Heizdauer mit der Zeit erheblich variieren, in welcher das Härten letztendlich abgeschlossen ist. Obwohl die Adhäsionsfestigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht infolge des anfänglichen Erwärmens ansteigt, nimmt speziell ihre Adhäsionsfestigkeit ab, wenn das Erwärmen bis zu einer festgelegten Temperatur weitergeht, um das Trennen der Trägerschicht von der härtbaren Klebstoffschicht zu erleichtern. Diese wärmehärtbare Klebstoffschicht kann jedoch weiter erwärmt (oder erneut erwärmt) werden, um einen endgültigen gehärteten Zustand anzunehmen, wodurch es ermöglicht wird, ihre Adhäsionsfestigkeit wieder zurückzugewinnen und zu verbessern.
  • In dem erfindungsgemäßen Klebegegenstand kann die Dicke der wärmehärtbaren Klebstoffschicht über einen weiten Bereich variieren. Die Dicke der wärmehärtbaren Klebstoffschicht liegt in verschiedenen Ausführungsformen in der Regel im Bereich von etwa 1 bis 100 Mikrometern (μm), vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis 40 μm und insbesondere im Bereich von etwa 4 bis 30 μm.
  • Wie vorher beschrieben wurde, hat der illustrierte Klebegegenstand 10 eine Trägerschicht 1, auf deren einer Oberfläche die wärmehärtbare Klebstoffschicht 2 angeordnet ist. Es gibt bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung keine spezielle Einschränkung hinsichtlich Typ und Dicke der Trägerschicht, und es kann ein Trägermaterial, das allgemein auf dem Sektor von Dicing-Tape und Die-Bonding-Type verwendet wird, wie es ist oder nach einer gewünschten Verbesserung oder Modifikation, wie Mischen mit einem anderen Material, verwendet werden.
  • Gemäß der Feststellung der Erfinder wird die Verwendung einer speziellen Trägerschicht empfohlen, das heißt, dass die Verwendung einer Trägerschicht zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit des Films empfohlen wird. Die wärmehärtbare Klebstoffschicht kann durch Strecken der Trägerschicht des Klebegegenstands von der Trägerschicht getrennt werden, wobei die Form der Schicht, wie sie ist, im Wesentlichen erhalten bleibt, so dass der Chip und der Klebstoff zusammen bleiben. In Hinsicht auf die Erleichterung der Trennung des Klebegegenstands hat die Trägerschicht speziell in verschiedenen Ausführungsformen eine Streckbarkeit von typischerweise 10 % oder mehr, vorzugsweise 20 % oder mehr und insbesondere 30 % oder mehr als untere Grenze und in der Regel 200 % oder weniger als obere Grenze. Die Streckbarkeit der Trägerschicht liegt in anderen Worten in der Regel im Bereich von etwa 10 bis 200 %, vorzugsweise im Bereich von etwa 20 bis 180 % und in anderen Ausführungsformen bevorzugter im Bereich von etwa 30 bis 150 %.
  • Eine streckbare Trägerschicht wie oben beschrieben enthält ein thermoplastisches Elastomer. Typische Beispiele für thermoplastische Elastomere umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, thermoplastische Polystyrolelastomere, thermoplastische Olefinelastomere, thermoplastische Polyvinylchlorid-(PVC)-Elastomere, thermoplastische Polyesterelastomere, thermoplastische Polyetherelastomere, thermoplastische Polyurethanelastomere, thermoplastische Polyamidelastomere, thermoplastische Fluorpolymerelastomere, thermoplastische Homopolymerelastomere, thermoplastische Ionomerelastomere und thermoplastische Legierungselastomere. Diese thermoplastischen Elastomere können allein oder in Kombination von zwei oder mehr von diesen verwendet werden.
  • Wenn der erfindungsgemäße Klebegegenstand eine Trägerschicht umfasst, enthält die Trägerschicht insbesondere thermoplastisches Olefinelastomer, aus Polypropylen bestehendes Homopolymer und/oder thermoplastisches Legierungselastomer. Derartige Trägerschichten können leicht von der wärmehärtbaren Klebstoffschicht getrennt werden. Ein thermoplastisches Olefinelastomer ist beispielsweise aus einem harten Segment (harte Komponente), die aus Polyethylen oder Polypropylen besteht, und einem weichen Segment (weiche Komponente) zusammengesetzt, die Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), Butylkautschuk, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder hydratisiertes SBR (HSBR) umfasst. Das oben beschriebene Homopolymer/thermoplastische Legierungselastomer umfasst beispielsweise eine harte Komponente, die aus isotaktischem Polypropylen (isotaktischem PP) besteht, und eine weiche Komponente, die aus ataktischem Polypropylen (ataktischem PP) besteht. Vorzugsweise sind 55 bis 95 Mol.% isotaktisches PP beziehungsweise 5 bis 45 Mol.% ataktisches PP in einem Polypropylenhomopolymer und/oder einer Polypropylenkomponente einer thermoplastischen Elastomerlegierung enthalten. Wenn die ataktische Komponente weniger als 5 Mol.% ist, manifestiert sich die Wirkung der weichen Komponente nicht selbst, und es ist keine ausreichende Dehnung zu erwarten. Wenn die ataktische Komponente mehr als 45 Mol.% ist, kann kein erwünschtes Trägersubstratmaterial gebildet werden. Derartige Homopolymere und/oder thermoplastische Elastomerlegierungen können unter Verwendung der Idemitsu TPO Reihen, die von Idemitsu Petrochemical Co. erhältlich sind, allein oder in Kombination von zwei oder mehreren von diesen hergestellt werden.
  • In dem erfindungsgemäßen Klebegegenstand kann die Dicke der Trägerschicht in Abhängigkeit von der Anwendung des Klebegegenstands über einen weiten Bereich variieren. Die Dicke der Trägerschicht liegt in der Regel im Bereich von etwa 10 bis 2000 Mikrometern, vorzugsweise im Bereich von etwa 30 bis 1000 Mikrometern und insbesondere im Bereich von etwa 50 bis 500 Mikrometern.
  • Der erfindungsgemäße Klebegegenstand wird in der Regel überwiegend oder ganz aus der wärmehärtbaren Klebstoffschicht in Form eines selbsttragenden Films oder aus zwei Schichten unter Beteiligung einer Trägerschicht und einer wärmehärtbaren Klebstoffschicht gebildet. Er kann jedoch weitere Schichten umfassen, die allgemein auf dem Sektor der Klebegegenstände verwendet werden, oder kann weiterer Behandlung unterzogen werden, wie einer Oberflächenbehandlung. Zu typischen Beispielen für die weiteren Schichten gehören ein trennbeschichteter Polymerfilm oder Trennpapier.
  • Die erfindungsgemäße wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung kann leicht unter Verwendung von wohl bekannten konventionellen Methoden hergestellt werden. Der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung können nach Bedarf Lösungsmittel wie Methylethylketon (MEK) oder Tetrahydrofuran (THF) zugefügt werden. Das Ziel liegt in der Bildung der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung in Form eines Klebefilms, einer Klebefolie oder eines Klebebands. Durch Zugabe des oben genannten Lösungsmittels wird die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung fließfähiger, so dass sie leicht in die Form eines Films, einer Folie oder eines Bands gebracht werden kann.
  • Der erfindungsgemäße Klebegegenstand kann unter Verwendung von jeglichem gebräuchlichen Verfahren hergestellt werden, wie Schmelzbeschichten, Rakelbeschichten, Siebdruck oder dergleichen. Ein Beispiel für ein allgemein anwendbares Verfahren wird nachfolgend kurz beschrieben.
  • Eine Lösung, die die oben genannten Klebstoffkomponenten enthält, wird als Beschichtung auf einen Polyesterfilm aufgebracht, der mit einer Trennbeschichtung behandelt ist. Dann wird der beschichtete Film durch einen Ofen geführt, um das Lösungsmittel zu verdampfen, und es wird eine wärmehärtbare Klebstoffschicht erhalten.
  • Als nächstes wird die Oberfläche des Klebstoffs auf die oben beschriebene Trägerschicht gelegt, und Wärmetransferlaminierung wird durchgeführt. Für die Wärmetransferlaminierung kann jegliches Heizmittel verwendet werden, wie eine Heizwalze, ein Heizlaminator, eine Heißpresse, usw. Die Wärmetransferlaminierung kann bei relativ niedrigen Temperaturen (beispielsweise etwa 90 bis 120°C) in einer kurzen Zeit (beispielsweise etwa 0,1 bis 10 Sekunden) durchgeführt werden. Infolge der Wärmetransferlaminierung kann die Klebstoffschicht an die Trägerschicht gebunden werden, und die Klebstoffschicht kann Klebeleistung auf sehr hohem Niveau liefern, die für Die-Bonding erforderlich ist. Neben der Wärmetransferlaminierung der Klebstoffschicht und der Trägerschicht kann ein Klebegegenstand auch durch direktes Aufbringen einer Lösung, die die Klebstoffkomponenten enthält, als Beschichtung auf eine Trägerschicht oder dergleichen und Verdampfen und Entfernen des darin enthaltenen Lösungsmittels hergestellt werden.
  • Der erfindungsgemäße Klebegegenstand hat hervorragende Charakteristika und kann somit in verschiedenen Bereichen vorteilhaft verwendet werden. Eine geeignete Anwendung des Klebegegenstands findet sich auf dem Gebiet der elektronischen Vorrichtung, die elektronische Bauteile wie Halbleiterkomponenten enthält, beispielsweise Halbleiterchips wie IC, LSI, usw., Kondensatoren oder andere Teile, die auf nach Bedarf der Oberfläche eines Substrats oder im Inneren montiert sind. Auf und/oder in dem Substrat der elektronischen Vorrichtung können eine oder mehrere Halbleiterkomponenten oder andere elektronische Komponenten oder jegliche Kombination von zwei oder mehr derartigen Komponenten montiert sein. Zwei oder mehr elektronische Komponenten können in einer Stapelstruktur angeordnet werden, um eine kompaktere und dichtere elektronische Vorrichtung zu konstruieren.
  • Der erfindungsgemäße Klebegegenstand kann besonders vorteilhaft zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendet werden, die eine Halbleiterkomponente wie IC, LSI, usw. umfasst, da, wenn die haftende Komponente eine Halbleiterkomponente wie IC, LSI oder dergleichen ist, der Klebegegenstand effektiv in der Bindung, das heißt dem Die-Bonding, dieser haftenden Komponente verwendet werden kann.
  • 2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung zeigt. Eine Halbleitervorrichtung 30 hat wie gezeigt eine Leiterplatine 31, die durch Verarbeitung eines mit Kupfer bedeckten Laminats hergestellt wurde, um Kupferschaltungen 32 in einer Struktur auf ihrer Oberseite zu bilden. Ein Chipunterbau 33, der aus Lotresist gebildet ist, wird auf der Komponentenmontageregion der Leiterplatine 31 bereitgestellt, und eine Halbleiterkomponente (in diesem Beispiel eine LSI) 22 wird durch die Klebstoffschicht 2 mit dem oberen Bereich des Chipunterbaus verbunden. Die Halbleiterkomponente 22 wird durch einen Gold-Bondingdraht 34 mit der Kupferschaltung 32 verbunden, wie in der Figur gezeigt ist. Die Oberseite der Halbleitervorrichtung 30 ist mit Epoxyharz 35 versiegelt, um die montierte Halbleiterkomponente 22 und den Bondingdraht 34 vor äußerer Feuchtigkeit und Schock zu schützen. Eine Lotkugel (nicht gezeigt) wird als externe Anschlussklemme an die Unterseite der Leiterplatine 31 montiert. Obwohl an die in der Figur gezeigte Halbleitervorrichtung 30 nur eine Halbleiterkomponente 22 montiert worden ist, kann mittels einer erfindungsgemäßen Klebstoffschicht eine weitere Halbleiterkomponente an die Halbleiterkomponente 22 montiert werden, um ein sogenanntes gestapeltes FBGA zu bilden. Durch Stapeln von Halbleiterkomponenten in dieser Weise wird Packaging mit höherer Dichte ermöglicht.
  • 5 illustriert ein Beispiel für das gestapelte FBGA. In der Halbleitervorrichtung 40, wie illustriert ist, werden drei unterschiedliche Halbleiterkomponenten 22-1, 22-2 und 22-3 auf einer gedruckten Leiterplatine 31 montiert. Die in der vorliegenden Erfindung verwendete Klebstoffschicht wird verwendet, um jede der Klebstoffschichten 2-1, 2-2 und 2-3 bereitzustellen. Jede Halbleiterkomponente wird über einen Gold-Bondingdraht 34 mit Kupferschaltung 32 verbunden. Lotkugeln 39, die als äußere Anschlussklemme wirken, werden auf Kupferschaltung 39 angewendet, gebildet auf einer Unterseite der Leiterplatine 31. Die Oberseite der Halbleitervorrichtung 40 ist mit Epoxyharz 35 versiegelt.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung oder anderen elektronischen Vorrichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Klebegegenstands bereitgestellt. Ein Verfahren zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Halbleitervorrichtung kann vorteilhaft in den folgenden Schritten implementiert werden.
  • (1) Anordnen des Klebegegenstands
  • Der erfindungsgemäße Klebegegenstand wird auf der Dicing-Vorrichtung zum Dicing eines Halbleiter-Wafers so angeordnet, dass die Klebstoffschicht freigelegt ist.
  • (2) Montage eines Halbleiter-Wafers
  • Ein Wafer mit einer Vielzahl von darauf gebildeten Halbleiterkomponenten wird bereitgestellt und mit einer Oberfläche (nicht der Komponenten-Montageoberfläche) nach unten auf dem Klebegegenstand montiert und an den Klebegegenstand geklebt. Die wärmehärtbare Klebstoffzu sammensetzung enthält erfindungsgemäß keine ionischen Komponenten, und daher gibt es kein Problem mit Korrosion, die aus ionischen Komponenten resultiert.
  • (3) Wärmebonding des Halbleiters an dem Klebegegenstand unter Verwendung von Wärme und Druck
  • Nach Stapeln der Halbleiter-Wafer auf dem Klebegegenstand werden sie wärmegebondet und der Klebegegenstand gegebenenfalls partiell gehärtet. Die Heiztemperatur und -dauer sowie der ausgeübte Druck für den Wärmebondingschritt können in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Klebstoffschicht variieren. Das Erwärmen erfolgt in der Regel auf eine Temperatur im Bereich von etwa 90 bis 120°C für einen Zeitraum im Bereich von etwa 0,1 bis 60 Sekunden und unter einem Druck im Bereich von etwa 1 bis 20 kg/cm2 (0,1 bis 2 MPa). Ein Heizmittel, wie eine Heizwalze, ein Heißlaminator, eine Heißpresse oder dergleichen, kann verwendet werden. Infolge des Wärmebondingschritts wird der Halbleiter-Wafer mit dem Klebegegenstand verbunden, um eine integrale Einheit zu bilden.
  • Die Fließfähigkeit und Klebrigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung werden erfindungsgemäß unterdrückt, wenn eine klebrigkeitsvermindernde Komponente, wie das oben genannte Melamin/Isocyanursäure-Addukt, zugefügt wird. Infolgedessen kann das Wärmebonding bei einer niedrigeren Temperatur und einem niedrigeren Druck in einer kürzeren Zeit durchgeführt werden, so dass die auf den Halbleiter-Wafer einwirkende Belastung deutlich verringert wird und somit Schäden, wie Risse usw., während des Wärmebondings reduziert oder eliminiert werden können, selbst wenn ein Halbleiter-Wafer verwendet wird, dessen Dicke in Schleif- oder Polierschritten oder dergleichen herabgesetzt wurde.
  • In diesem Zusammenhang kann auch die Fließfähigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung unterdrückt werden, indem eine anorganische Substanz, wie Siliziumdioxid, verwendet wird. Die klebrigkeitsvermindernde Komponente, wie das Melamin/Isocyanursäure-Addukt, unterscheidet sich von Siliziumdioxid dahingehend, dass sie eine organische Substanz ist und damit einen Halbleiter-Wafer kaum beschädigt, selbst wenn sie in Kontakt mit dem Halbleiter-Wafer gebracht wird. Es wird erwartet, dass sich durch Verwendung der klebrigkeitsvermindernden Komponente, wie des Melamin/Isocyanursäure-Addukts, die Produktivität bei der Herstellung der Halbleitervorrichtung unabhängig von der Dicke des Halbleiter-Wafers verbessert.
  • Im Stadium dieses integrierten Laminats oder nach Abschluss des Dicing-Prozesses kann in dem nachfolgenden Schritt mit dem Halbleiter-Wafer Verarbeitung, wie Plattieren, Polieren, Ätzen oder dergleichen, durchgeführt werden.
  • (4) Dicing des Halbleiter-Wafers
  • Während der Halbleiter-Wafer in dem Zustand mit dem daran laminierten Klebegegenstand bleibt, wird der Wafer in individuelle Halbleiterkomponenten geschnitten. Da der Klebegegenstand infolge der partiellen Härtung durch den oben genannten Wärmebondingschritt eine ausreichende Adhäsionsfestigkeit gewonnen hat, können Halbleiter-Wafer, die in mehrere Komponenten oder Chips geschnitten worden sind (auch als "Die" bezeichnet) effektiv daran gehindert werden, verstreut zu werden. Wie bei den Schneidverfahren können übliche Mittel zum Schneiden verwendet werden, wie eine Dicing-Säge, ein Diamantschneider, usw. Ein ringartiger Träger (ein Ringrahmen) wird ferner verwendet, um den montierten Wafer zu umschließen und zu befestigen, und der Wafer wird in einem befestigten Zustand separiert, damit Beschädigung an den Chips vermieden werden kann.
  • (5) Vereinzeln der Halbleiterkomponenten
  • Nachdem das Dicing des Halbleiter-Wafers abgeschlossen ist, wird jede der durch Schneiden des Wafers erhaltenen Halbleiterkomponenten von der Trägerschicht getrennt, wobei die wärmehärtbare Klebstoffschicht an den Komponenten befestigt bleibt. in diesem Verfahren kann ein konventioneller Vereinzelungsstab oder eine kompakte und effiziente Vakuumsaugvorrichtung verwendet werden. Da die Trägerschicht streckbar ist, ist es zudem nicht erforderlich, ein konventionelles Mittel wie einen Vereinzelungsstab als Ablösemittel zu verwenden, und es kann eine Vakuumsaugvorrichtung verwendet werden, um die Halbleiterkomponente von der Trägerschicht abzulösen.
  • (6) Chipmontage
  • Die Halbleiterkomponente mit der daran befestigten wärmehärtbaren Klebstoffschicht wird an der Oberfläche des Substrats zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, beispielsweise an dem Chipunterbau, mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht befestigt und unter Wärme und Druck gebondet. Dieses Wärmebonding kann, wie oben beschrieben, mit wenig Einschränkung durchgeführt werden. Die Klebstoffschicht kann somit nach dem Nachhärten den Halbleiterchip fest an den Chipunterbau bonden.
  • Wenn der Halbleiterchip aus einem dünner gemachten Halbleiter-Wafer hergestellt wird, können mehrere dieser Halbleiterchips aufeinander gestapelt werden, indem das oben beschriebene Verfahren wiederholt wird. Durch Verwendung des Multi-Chip-Packaging-(MCP)-Schemas können in einem solchen Fall mehrere integrierte Schaltkreis-Chips oder individuelle Halbleiterelemente in einem Package untergebracht werden, wie in einer integrierten Schaltungskomponente, um eine kompaktere Halbleitervorrichtung mit höherer Dichte zu realisieren.
  • (7) Drahtkontaktierung usw.
  • Nachdem die Chipmontage abgeschlossen ist, werden nachfolgende Verarbeitung, wie Drahtkontaktierung (oder Flip-Chip-Bonding), Versiegeln mit Harz, Kugelmontage, usw. nach konventionellen Methoden durchgeführt.
  • Obwohl zuvor bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung in keinerlei Weise auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die erfindungsgemäße wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung kann auch effektiv auf andere Verfahren als Die-Bonding angewendet werden. Die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung kann spezieller zur Herstellung gedruckter Leiterplatinen oder dergleichen verwendet werden.
  • Die 3(A–E) und 4(A–C) sind Schnittansichten, die ein Beispiel für das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach dem oben beschrieben Verfahren in aufeinanderfolgenden Schritten zeigt.
  • Zuerst wird, wie in 3(A) gezeigt ist, ein Klebegegenstand 10, der aus einer Trägerschicht 1 und einer wärmehärtbaren Klebstoffschicht 2 besteht, an einer Dicing-Vorrichtung (nicht gezeigt) befestigt, wobei die Klebstoffschicht 2 nach oben weist. Als Befestigungsmittel wird beispielsweise ein Ringträger (ein Ringrahmen) verwendet.
  • Als nächstes wird, wie in 3(B) gezeigt ist, ein Halbleiter-Wafer 21 auf der wärmehärtbaren Klebstoffschicht 2 des Klebegegenstands 10 montiert.
  • Wie in 3(C) gezeigt ist, werden der Halbleiter-Wafer 21 und der Klebegegenstand 10 zwischen einem Walzenpaar 24 in Pfeilrichtung zur Wärmelaminierung geführt. Der Halbleiter-Wafer 21 wird hier unter einem festgelegten Druck (z. B. etwa 0,1 bis etwa 5 MPa) in engen Kontakt mit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht gebracht, um Beschädigung des Wafers zu verhindern. Die Heiztemperatur liegt in der Regel im Bereich von etwa 70 bis 180°C, vorzugsweise etwa 80 bis 150°C und insbesondere etwa 90 bis 120°C. Die Dauer des Erwärmens liegt in der Regel im Bereich von etwa 0,01 bis 30 Sekunden, vorzugsweise etwa 0,1 bis 10 Sekunden und insbesondere etwa 0,2 bis 5 Sekunden. Unmittelbar nach dem Wärmelaminierungsschritt kann die wärmehärtbare Klebstoffschicht 2 den Halbleiter-Wafer 21 mit hoher Adhäsionsfestigkeit halten. Wenn ein Klebegegenstand im Wesentlichen aus einer wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung auf einem Träger besteht, dann werden, auch wenn dies nicht in der Figur gezeigt ist, ein Halbleiter-Wafer 21, eine wärmehärtbare Klebstoffschicht 2 und eine Trägerschicht 1 mit einem Ringträger darauf unter Bildung eines Wafers laminiert, der von einem Ringträger/einer Klebstoffschicht/einer Trägerschicht umgeben ist. Es ist wegen dieser Struktur nicht erforderlich, die Trägerschicht 1 der Wafer/Klebstoffschicht/Trägerschicht-Konstruktion mittels eines Haftklebstoffs usw. auf ein zweites Wafer-Montagetape (d. h. ein Dicing-Tape) zu montieren, und der Klebegegenstand 10 kann selbst als Dicing-Tape wirken.
  • Wie in 3(D) gezeigt ist, wird dann mit dem Halbleiter-Wafer 21 zusammen mit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht 2 Dicing an der Dicing-Linie 26 durchgeführt. Als Dicing-Mittel wird eine Dicing-Säge 25 verwendet. Wie gezeigt ist, werden mehrere Halbleiterkomponenten 22 (auch als "Halbleiterchips" bezeichnet) erhalten. Da die wärmehärtbare Klebstoffschicht 2 eine hohe Adhäsionsfestigkeit hat, wirkt sie sehr effektiv, um Verstreuen der Halbleiterchips 22 zu verhindern. Vor dem Dicing können nach Bedarf Verarbeitungsschritte, wie Plattieren, Polieren oder Ätzen, mit dem Halbleiter-Wafer 21 durchgeführt werden.
  • In der Ausführungsform mit einer streckbaren Trägerschicht, wie in 3(E) gezeigt ist, wird als nächstes die Trägerschicht 1 in die durch die Pfeile angegebenen Richtungen gestreckt, wobei das Aggregat der Halbleiterchips 22 noch montiert ist. Nebeneinander befindliche Halbleiterchips 22 werden an den Positionen der Dicing-Linien auseinandergezogen und durch Freiräume 27 getrennt, wie in der Zeichnung gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt kann vor dem Streckschritt nach Bedarf das Erwärmen auf eine etwas höhere Temperatur erfolgen. Während dieses Erwärmens verringert sich die Adhäsionsfestigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht, und infolgedessen kann die wärmehärtbare Klebstoffschicht leichter mit weniger Strecken von der Trägerschicht getrennt werden. Die Adhäsionsfestigkeit der duroplastischen Klebstoffschicht wird jedoch nicht bis auf ein Maß verringert, so dass sie sich von den Halbleiterchips trennt. Infolgedessen wird die wärmehärtbare Klebstoffschicht auf die Halbleiterchips übertragen. Die Erwärmungstemperatur beträgt hier normalerweise etwa 80 bis 180°C, vorzugsweise etwa 90 bis 150°C und insbesondere etwa 100 bis 130°C. Die Erwärmungszeit beträgt außerdem normalerweise etwa 5 bis 360 Minuten, vorzugsweise etwa 10 bis 120 Minuten und insbesondere etwa 20 bis 60 Minuten.
  • Wie in 4(A) gezeigt ist, wird als nächstes eine Vakuumsaugvorrichtung 28 verwendet, um den Halbleiterchip 22 zusammen mit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht 2 zu vereinzeln. Die Vakuumsaugvorrichtung 28 kann die auf den Halbleiterchip 22 einwirkende Kraft oder Last herabsetzen. Die wärmehärtbare Klebstoffschicht 2 wird von der Trägerschicht 1 abgezogen und auf den Halbleiterchip 22 transferiert. Anstelle der Vakuumsaugvorrichtung kann ein Vereinzelungsstab verwendet werden.
  • Wie in 4(B) gezeigt ist, wird der Halbleiterchip 22 durch die befestigte wärmehärtbare Klebstoffschicht 2 auf dem Chipunterbau 33 auf der Leiterplatine 31 montiert. Durch nachfolgendes Wärmebonding des Halbleiterchips an dem Chipunterbau wird die Klebstoffschicht weiter gehärtet, und der Halbleiterchip und der Chipunterbau können fest aneinander haften, da bei weiterem Erwärmen die Klebstoffschicht die Adhäsionsfestigkeit und Wärmebeständigkeit zurückerhält/verbessert.
  • Nachdem die Montage des Halbleiterchips 22 abgeschlossen ist, wie in 4(C) gezeigt ist, erfolgt Drahtkontaktieren zwischen dem Halbleiterchip 22 und der Kupferschaltung 32 der Leiterplatine 31 über einen Gold-Bondingdraht 34. In Abhängigkeit von der Konstruktion der Halbleitervorrichtung kann anstelle von Drahtkontaktieren Flip-Chip-Bonding verwendet werden. Im Fall von Flip-Chip-Bonding können beispielsweise auf Chipunterbauten in der aktiven Schicht des Si-Wafers, die an dem Drahtkontaktierungsprozess beteiligt ist, Bumps (Bolzen-Bumps) gebildet werden. Der erfindungsgemäße Klebefilm kann unter Verwendung der oben beschriebenen Bedingungen (siehe 3 Wärmebonding) auf die aktive Schicht aufgebracht werden. Der Chip mit der Seite nach unten (Flip Chip) kann danach auf dem Substrat gebondet werden, wie mit Wärme und Druck. Der Bump durchdringt den Klebefilm und kontaktiert Schaltungen auf dem Substrat.
  • Nachfolgend werden Verarbeitungsschritte, wie Siegeln mit Harz, Kugelmontage, usw. durchgeführt (nicht gezeigt), um schließlich eine Halbleitervorrichtung zu erhalten. Die harzgesiegelte Halbleitervorrichtung wurde bereits in Bezug auf 2 beschrieben.
  • Wie wohl bekannt ist, sind durch den Fortschritt der Miniaturisierung von Chips und Packaging mit hoher Dichte viele verschiedene Halbleitervorrichtungen vorgeschlagen worden. Das oben beschriebene Verfahren zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Halbleitervor richtung kann vorteilhaft zur Herstellung dieser Halbleitervorrichtungen verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist bereits insbesondere in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden. Diese bevorzugten Ausführungsformen werden wie folgt zusammengefasst:
  • (Ausführungsform 1)
  • Eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung, umfassend: eine caprolactonmodifiziertes Epoxyharz; und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organische Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist.
  • (Ausführungsform 2)
  • Eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung nach Ausführungsform 1, wobei das caprolactonmodifizierte Epoxyharz ein Epoxyäquivalent von 100 bis 9000 hat.
  • (Ausführungsform 3)
  • Eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung nach Ausführungsform 1, wobei das Melamin/Isocyanursäure-Addukt in einer Menge von 1 bis 200 Gewichtsteilen enthalten ist.
  • (Ausführungsform 4)
  • Eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3, ferner umfassend einen kautschukartigen Füllstoff.
  • (Ausführungsform 5)
  • Eine wärmehärtbare Klebstoffzusam mensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 4, ferner umfassend ein Phenoxyharz.
  • (Ausführungsform 6)
  • Eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 5, ferner umfassend ein zweites Epoxyharz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol A-Epoxyharz, Bisphenol F-Epoxyharz, Bisphenol A-Diglycidylether-Epoxyharz, Phenol-Novolak-Epoxyharz, Cresol-Novolak-Epoxyharz, Fluoren-Epoxyharz, Glycidyl-Aminharz, aliphatischem Epoxyharz, bromiertem Epoxyharz und fluoriertem Epoxyharz.
  • (Ausführungsform 7)
  • Eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei sich die Anfangsadhäsionsfestigkeit durch Erwärmen entwickelt.
  • (Ausführungsform 8)
  • Eine wärmehärtbare Zusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffzusammensetzung in einem Dicing-Prozess und/oder Die-Bonding-Prozess zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendet wird.
  • (Ausführungsform 9)
  • Ein Klebegegenstand, umfassend: eine wärmehärtbare Klebstoffschicht aus einer wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung, umfassend ein caprolactonmodifiziertes Epoxyharz und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organische Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist, und eine Trägerschicht, die die Klebstoffschicht auf mindestens einem Abschnitt der Trägerschicht trägt.
  • (Ausführungsform 10)
  • Ein Klebegegenstand nach Ausführungsform 9, wobei das caprolactonmodifizierte Epoxyharz in der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung ein Epoxyäquivalent von 100 bis 9000 hat.
  • (Ausführungsform 11)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 9 und 10, wobei die klebrigkeitsvermindernde Komponente in der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung in einer Menge von 1 bis 200 Gewichtsteilen enthalten ist.
  • (Ausführungsform 12)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 9 bis 11, wobei die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung ferner einen kautschukartigen Füllstoff enthält.
  • (Ausführungsform 13)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 9 bis 12, wobei die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung ferner ein Phenoxyharz enthält.
  • (Ausführungsform 14)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 9 bis 13, wobei die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung ferner ein zweites Epoxyharz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bisphenol A-Epoxyharz, Bisphenol F-Epoxyharz, Bisphenol A-Diglycidylether-Epoxyharz, Phenol-Novolak-Epoxyharz, Cresol-Novolak-Epoxyharz, Fluoren-Epoxyharz, Glycidyl-Aminharz, aliphatischem Epoxyharz, bromiertem Epoxyharz und fluoriertem Epoxyharz enthält.
  • (Ausführungsform 15)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 9 bis 14, wobei die Trägerschicht ein streckbarer Kunststofffilm ist, der eine prozentuale Dehnung im gestreckten Zustand von 10 % oder mehr zeigt.
  • (Ausführungsform 16)
  • Ein Klebegegenstand nach Ausführungsformen 9 bis 15, wobei die Trägerschicht mindestens ein thermoplastisches Elastomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Polystyrolelastomeren, thermoplastischen Olefinelastomeren, thermoplastischen Polyvinylchlorid-(PVC)-Elastomeren, thermoplastischen Polyesterelastomeren, thermoplastischen Polyetherelastomeren, thermoplastischen Polyurethanelastomeren, thermoplastischen Polyamidelastomeren, thermoplastischen Fluorpolymerelastomeren, thermoplastischen Homopolymerelastomeren, thermoplastischen Ionomerelastomeren und thermoplastischen Legierungselastomeren umfasst.
  • (Ausführungsform 17)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 9 bis 16, wobei die Trägerschicht eine Dicke von 50 bis 500 μm aufweist.
  • (Ausführungsform 18)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 9 bis 17, wobei die wärmehärtbare Klebstoffschicht eine Dicke von 4 bis 30 μm aufweist.
  • (Ausführungsform 19)
  • Eine Halbleitervorrichtung, umfassend ein Substrat mit mindestens einer darauf montierten Halbleiterkomponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterkomponente an der Komponentenmontageoberfläche des Substrats durch eine wärmehärtbare Klebstoffschicht aus einer wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung befestigt ist, umfassend eine caprolactonmodifiziertes Epoxyharz; und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organi sche Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist.
  • (Ausführungsform 20)
  • Eine Halbleitervorrichtung nach Ausführungsform 19, wobei die Halbleiterkomponente durch Wärmebonding mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht, die eine Anfangsadhäsionsfestigkeit aufweist, die sich durch Erwärmen erhöht, an dem Substrat befestigt ist.
  • (Ausführungsform 21)
  • Eine Halbleitervorrichtung nach Ausführungsform 19 oder 20, wobei die wärmehärtbare Klebstoffschicht von der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 8 abgeleitet ist.
  • (Ausführungsform 22)
  • Eine Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 19 bis 21, wobei die Halbleiterkomponente mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht an dem Chipunterbau befestigt ist, der vorab auf der Oberfläche des Substrats bereitgestellt worden ist.
  • (Ausführungsform 23)
  • Eine Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 19 bis 22, wobei die wärmehärtbare Klebstoffschicht zuvor auf den Halbleiter-Wafer aufgebracht worden ist, auf dem mehrere der Halbleiterkomponenten gebildet worden sind.
  • (Ausführungsform 24)
  • Eine Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 19 bis 23, die eine zweite Halbleiterkomponente umfasst, die auf der mindestens einen Halbleiterkomponente montiert ist.
  • (Ausführungsform 25)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung einschließlich eines Sub strats mit mindestens einer darauf montierten Halbleiterkomponente, umfassend:
    Laminieren eines Klebegegenstands, umfassend eine wärmehärtbare Klebstoffschicht aus einer wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung, umfassend ein caprolactonmodifiziertes Epoxyharz und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organische Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist, und eine Trägerschicht, die die Klebstoffschicht auf mindestens einem Abschnitt der Trägerschicht trägt, auf eine Oberfläche eines Halbleiter-Wafers, worauf mehrere der Halbleiterkomponenten gebildet sind;
    Entwickeln der Anfangsadhäsionsfestigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung durch Wärmebonding des Halbleiter-Wafers und des Klebegegenstands;
    Teilen des Halbleiter-Wafers in individuelle Halbleiterkomponenten, während der Filmkleber auf dem Wafer laminiert gehalten wird;
    Trennen der Halbleiterkomponente mit der daran befestigten wärmehärtbaren Klebstoffschicht von der Trägerschicht und
    Befestigen der Halbleiterkomponente mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht auf der Oberfläche des Substrats.
  • (Ausführungsform 26)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Ausführungsform 25, wobei die Halbleiterkomponente durch Wärmebonding mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht an der Oberfläche des Substrats befestigt wird.
  • (Ausführungsform 27)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Ausführungsform 25 oder 26, wobei der Halbleiter-Wafer in individuelle Halbleiterkomponenten geteilt wird, während das wärmegebondete Laminat des Halbleiter-Wafers und des Klebegegenstands durch einen Ringträger gehalten wird.
  • (Ausführungsform 28)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 25 bis 27, wobei die Halbleiterkomponente mittels Vakuumsaugen von der Trägerschicht getrennt wird.
  • (Ausführungsform 29)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 25 bis 28, wobei der Klebegegenstand eine Klebstoffschicht nach einer der Ausführungsformen 9 bis 18 ist.
  • (Ausführungsform 30)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 25 bis 29, wobei das Substrat ferner einen Chipunterbau auf der Oberfläche zur Montage von Halbleiterkomponenten umfasst.
  • (Ausführungsform 31)
  • Ein Klebegegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass er eine wärmehärtbare Klebstoffschicht, umfassend caprolactonmodifiziertes Epoxyharz, und eine streckbare Trägerschicht mit einer Dehnung während des Streckens von nicht weniger als 10 % umfasst.
  • (Ausführungsform 32)
  • Ein Klebegegenstand nach Ausfüh rungsform 31, wobei das modifizierte Epoxyharz ein Epoxyäquivalent von 100 bis 9000 hat.
  • (Ausführungsform 33)
  • Ein Klebegegenstand nach Ausführungsform 31 oder 32, wobei die wärmehärtbare Klebstoffschicht zusätzlich ein Phenoxyharz enthält.
  • (Ausführungsform 34)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 33, wobei die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung zusätzlich einen Füllstoff enthält.
  • (Ausführungsform 35)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 34, wobei die wärmehärtbare Klebstoffschicht eine Dicke von 4 bis 30 μm aufweist.
  • (Ausführungsform 36)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 35, wobei die Dehnung der Trägerschicht nicht mehr als 200 % beträgt.
  • (Ausführungsform 37)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 36, wobei die Dehnung der Trägerschicht im Bereich von 20 bis 180 % liegt.
  • (Ausführungsform 38)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 37, wobei die Dehnung der Trägerschicht im Bereich von 30 bis 150 % liegt.
  • (Ausführungsform 39)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 38, wobei die Trägerschicht ein thermoplastisches Elastomer umfasst.
  • (Ausführungsform 40)
  • Ein Klebegegenstand nach Ausführungsform 39, wobei das thermoplastische Elastomer mindestens ein Typ von thermoplastischem Elastomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Elastomeren auf Polystyrolbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Olefinbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Polyvinylchloridbasis, thermoplasti schen Elastomeren auf Polyesterbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Polyetherbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Polyurethanbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Polyamidbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Fluorpolymerbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Homopolymerbasis, thermoplastischen Elastomeren auf Ionomerbasis und thermoplastischen Elastomeren auf Legierungsbasis ist.
  • (Ausführungsform 41)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 40, wobei die Trägerschicht eine Dicke von 50 bis 500 μm aufweist.
  • (Ausführungsform 42)
  • Ein Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 40, wobei die Trägerschicht eine Dicke von 54 bis 530 μm aufweist.
  • (Ausführungsform 43)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung einschließlich eines Substrats mit mindestens einer darauf montierten Halbleiterkomponente, umfassend die Schritte:
    Laminieren eines Klebegegenstands, umfassend eine wärmehärtbare Klebstoffschicht, umfassend ein caprolactonmodifiziertes Epoxyharz und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organische Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist, und eine streckbare Trägerschicht mit einer Dehnung von nicht weniger als 10 % nach dem Strecken, die die Klebstoffschicht trägt, auf eine Oberfläche eines Halbleiter-Wafers, worauf mehrere der Halbleiterkomponenten gebildet sind;
    Teilen des Halbleiter-Wafers in individuelle Halbleiterkomponenten, während der Klebegegenstand auf dem Wafer laminiert gehalten wird;
    Trennen der Halbleiterkomponente mit der daran befestigten wärmehärtbaren Klebstoffschicht von der Trägerschicht nach dem Strecken der Trägerschicht des Klebegegenstands, und
    Befestigen der Halbleiterkomponente mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht auf der Oberfläche des Substrats.
  • (Ausführungsform 44)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Ausführungsform 43, wobei der Wafer und der Klebegegenstand, nachdem sie gestapelt wurden, durch Wärmelaminierung integriert werden.
  • (Ausführungsform 45)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach Ausführungsform 43 oder 44, wobei der Halbleiter-Wafer in individuelle Halbleiterkomponenten geteilt wird, während das wärmegebondete Laminat des Halbleiter-Wafers und des Klebegegenstands durch einen Ringträger gehalten werden.
  • (Ausführungsform 46)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 43 bis 45, wobei die Halbleiterkomponente durch Wärmebonding mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht an der Oberfläche des Substrats befestigt wird.
  • (Ausführungsform 47)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 43 bis 46, wobei die Halbleiterkomponente mittels Vakuumsaugen von der Trägerschicht getrennt wird.
  • (Ausführungsform 48)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 43 bis 47, wobei der Klebegegenstand der Klebegegenstand nach einer der Ausführungsformen 31 bis 42 ist.
  • (Ausführungsform 49)
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung nach einer der Ausführungsformen 43 bis 48, wobei das Substrat ferner einen Chipunterbau auf der Oberfläche aufweist, worauf Halbleiterkomponenten montiert werden.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird nun in Bezug auf ihre Beispiele beschrieben.
  • Beispiele 1 bis 6
  • Herstellung von wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzungen:
  • Wärmehärtbare Klebezusammensetzungen (Beispiele 1 bis 6) wurden hergestellt, indem verschiedene in der folgenden Tabelle 1 gezeigte Komponenten in dem in der Tabelle gezeigten Verhältnis gemischt wurden. Die in Tabelle 1 gezeigten Klebstoffkomponenten sind wie folgt:
    Phenoxyharz: YP50S, hergestellt von Toto Kasei Co., durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel) 11.800;
    Flüssiges Epoxyharz: DERTM 332, hergestellt von Dow Chemical Japan Co., Epoxyäquivalentgewicht 174;
    Caprolactonmodifiziertes Epoxyharz: PlaccelTM G402, hergestellt von Daicel Chemical Industries Co., Epoxy- Äquivalentgewicht 1350;
    Methacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer: EXL-2691A, beschrieben als Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer von Rohm & Haas Co.; EXL2314, KUREHA PARALOIDTM EXL, hergestellt von Kureha Chemicals Industries Co.;
    Dicyandiamid (DICY): CG-NA, hergestellt von PTI Japan Co.;
    Urethanaddukt: OmicureTM 52, 4,4'-Methylenbisphenylendiharnstoff von PTI Japan Co.;
    Melamin/Isocyanursäure-Addukt: MC-600, Molekulargewicht 255, Formel C3H6N6+C3H3N3O3, Schmelzpunkt > 350°C, hergestellt von Nissan Chemical Industries Co. Tabelle 1
    Komponente Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiel 6
    Phenoxyharz 30 30 30 30 30 30
    flüssiges Epoxyharz 34 34 34 34 34 34
    Caprolactonmodifiziertes Epoxyharz 30 30 30 30 30 30
    Methacrylat-Butadien-Styrol-Copolymer 6 6 6 6 0 0
    Acrylpolymer 0 0 0 0 50 80
    Dicyandiamid (DICY) 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9 2,9
    Urethanaddukt (Omicure 52) 1,0 1,0 1,0 1,0 0 0
    Methanol (MeOH) 40 40 40 40 40 40
    Methylethylketon (MEK) 90 90 90 90 0 0
    Tetrahydrofuran (THF) 0 0 0 0 240 270
    Melamin/Isocyanursäure-Addukt 70 15 30 50 50 20
  • Eine homogene Klebelösung wurde erhalten, indem verschiedene Komponenten vermischt und bei Raumtemperatur gemischt wurden. Dann wurde die Klebelösung als Beschichtung auf ein Basismaterial, das aus silikonbehandeltem Polyethylenterephthalat-(PET)-Film bestand, in unterschiedlichen Mengen aufgebracht und in einem Ofen 30 Minuten lang bei 100°C getrocknet. In den Beispielen 1 bis 6 wurden jeweils PET-Filme mit einer wärmehärtbaren Klebstoffschicht in einer Dicke von 30 Mikrometer (μm) erhalten (nachfolgend als "Klebetransferband" bezeichnet).
  • Bewertung der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung: Testproben wurden, wie nachfolgend gezeigt, unter Verwendung der oben beschriebenen Klebetransferbänder hergestellt, und die wärmehärtbaren Klebezusammensetzungen wurden in Bezug auf Adhäsionsfestigkeit, Zug-Scherfestigkeit, Fließfähigkeit und Wärmebeständigkeit bewertet.
  • (1) Messung der Adhäsionsfestigkeit
  • Klebetransferbänder wurden wie oben beschrieben hergestellt und auf einen Polyimidfilm (hergestellt von DUPONT TORAY Co., Handelsbezeichnung "KaptonTM V") in 25 μm Dicke wärmelaminiert. Zur Wärmelaminierung wurde ein Laminat des Klebetransferbands und des Polyimidfilms zwischen einem Paar geheizter Walzen bei 100°C hindurchgeführt. Es wurde eine 15 mm breite Laminat konstruktion erhalten.
  • Dann wurde der PET-Film von der Laminatkonstruktion abgezogen, um die wärmehärtbare Klebstoffschicht freizulegen, die an Kupferfolie geklebt wurde (Größe: 10 mm × 50 mm × 35 μm Dicke, hergestellt von Nippon Foil Mfg Co.). Die Probe für die Schälmessung war somit Cu/Klebstoff/Polyimid. Dieses Laminat wurde durch die wärmehärtbare Klebstoffschicht bei einer Temperatur von 120°C unter einer Last von 2 Megapascal (MPa) 60 Sekunden lang Wärmebonding unterzogen.
  • Anfangsadhäsionsfestigkeit
  • Unmittelbar nach Abschluss des Wärmebonding wurde die Kupferfolie von jeder der Testproben mit einem Schälwinkel von 180° abgezogen, und die Schälfestigkeit wurde gemessen. Die Messungen wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Die Testtemperatur war Raumtemperatur (speziell 25°C), und es wurde eine Schälgeschwindigkeit von 50 Millimeter/Minute verwendet. Die Anfangsadhäsionsfestigkeiten sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt.
  • Adhäsionsfestigkeit nach dem Wärmehärten
  • Die Testproben wurden als nächstes in einen Ofen gestellt und eine Stunde lang auf 150°C erwärmt. Nachdem die wärmehärtbare Klebstoffschicht auf diese Weise wärmegehärtet worden war, wurde die Schälfestigtkeit wie oben beschrieben gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt.
  • (2) Messung der Zug-Scherfestigkeit
  • Wie oben beschrieben hergestellte Klebetransferbänder wurden in Streifen mit 25 mm Länge und 12,5 mm Breite geschnitten. Ein Streifen dieses Klebetransferbands wurde auf einer kaltgewalzten Stahlplatte (Größe: 100 mm × 25 mm × 1,5 mm, JIS G3141, SPCC-SB) angeordnet, so dass sich die freiliegende Klebeoberfläche in Kontakt mit der Platte befand. Der PET-Film wurde entfernt und eine zweite kaltgewalzte Stahlplatte auf der soeben freigelegten Klebeoberfläche angeordnet, so dass es einen Überlappungsbereich von 25 Millimetern in Längsrichtung zwischen den beiden Platten gab. Dieser Aufbau wurde wärmegebondet, um ein Testlaminat zu ergeben. Die Bedingungen für das Wärmebonding waren: Temperatur 120°C, Druck 2 MPa und Dauer des Drucks 30 Sekunden. Das Testlaminat wurde in einen Ofen mit 150°C gegeben und das Nachhärten der Klebstoffschicht eine Stunde lang durchgeführt, um eine Zugfestprobe zu liefern. Die Zugfestigkeit der resultierenden Testprobe wurde mit einer Trenngeschwindigkeit von 50 Millimetern/Minute bewertet, und die maximale erzeugte Spannung wurde aufgezeichnet. Die Zug-Scherfestigkeit wurde erhalten, indem die maximale Spannung durch den Überlappungsadhäsionsbereich geteilt wurde. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt.
  • (3) Bewertung der Fließfähigkeit
  • Wie oben beschrieben wurde ein Klebetransferband hergestellt und mit einer runden Klinge ausgestanzt, um eine Scheibe mit einem Anfangsradius R0 von 11,4 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde in einer ähnlichen Weise, wie in dem Zug-Scherfestigkeits-Testverfahren beschrieben ist, sandwichartig zwischen einer 30 mm quadratischen Kupferplatte mit einer Dicke von 0,5 mm und einer quadratischen Glasplatte mit einer Seite von 30 mm und 2 mm Dicke angeordnet. Die quadratische Glasplatte und die quadratische Kupferplatte wurden mittels der Klebescheibe wärmegebondet. Für diesen Wärmebondingschritt wurde eine Luftpresse verwendet (FHAT-0006A-AAH, hergestellt von Honda Tsushin Kogyo Co.). Die Bedingungen für das Wärmebonding waren: Temperatur 120°C, Kraft 1470 N (3,6 MPa), Dauer des Drucks 30 Sekunden. Der Radius R der Scheibe wurde dann unter Verwendung eines Mikroskops gemessen (MeasureScope 20, hergestellt von Nikon Co.), und das Verhältnis von Radius R nach dem Wärmebonding zu dem Anfangsradius R0 (das heißt R/R0, nachfolgend als "Fließfähigkeit" bezeichnet) wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • (4) Bewertung der Lötwärmebeständigkeit
  • Ein wie oben beschrieben hergestelltes Klebetransferband wurde in 25 mm quadratische Stücke geschnitten. Nachdem die freiliegende Oberfläche des Klebetransferbands an ein Stück Polyimidfilm mit der gleichen Größe und 25 μm Dicke geklebt worden war (hergestellt von DUPONT TORAY Co., Handelsname "KaptonTM V"), wurde der PET-Film entfernt und eine gewalzte Kupferfolie mit der gleichen Größe und 35 μm Dicke (hergestellt von Nippon Foil Mfg. Co.) wurde an die soeben freigelegte Klebefläche geklebt. Dieser Aufbau wurde wärmegebondet, um eine Löttestprobe zu liefern. Die Bedingungen für das Wärmebonding waren: Temperatur 120°C, Kraft 1470 N (2,35 MPa), Dauer des Drucks 30 Sekunden.
  • Die Löttestprobe wurde in einem thermo-hygrostatischen Ofen mit 30°C/60 % RH angeordnet, eine Stunde gealtert und danach 1 Minute in ein Lötbad mit 260°C gegeben. Die Löttestprobe wurde dann aus dem Lötbad entfernt, und das äußere Erscheinungsbild wurde visuell auf Anwesenheit/Abwesenheit von Bläschen in der Klebstoffschicht und Trennung an den Grenzflächen der Schichten der Löttestprobe untersucht. Wenn keine Bläschen oder Trennung beobachtet wurden, wurde die Probe mit "bestanden" beurteilt, das bedeutet mit hervorragender Lötwärmebeständigkeit. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
    Test Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiel 6
    Anfangsadhäsionsfestigkeit (N/cm) 13,3 14,5 14,4 13,8 9,3 8,6
    Adhäsionsfestigkeit nach Wärmehärtung (N/cm) 8,0 9,9 11,9 8,8 6,9 9,5
    Zug-Scherfestigkeit (MPa) 11,7 24 18,5 16,0 12,4 14,4
    Fließfähigkeit (%) 5,0 27,6 22,1 16,4 3,0 3,0
    Lötwärmebeständigkeit Bestanden Bestanden Bestanden Bestanden Bestanden Bestanden
  • Beispiel 7
  • Herstellung einer wärmehärtbaren Klebstoffschicht
  • Jede der in der nachfolgenden Tabelle 3 gezeigten Komponenten wurde in den gezeigten Mengen gemischt und danach bei Raumtemperatur gerührt, um eine homogene Klebelösung herzustellen. Danach wurden zwei unterschiedliche Mengen dieser Klebelösung als Beschichtung auf ein Substrat aufgebracht, das aus einem silikonbehandelten Polyethylenterephthalat-(PET)-Film zusammengesetzt war, und 30 Minuten lang in einem Ofen bei 100°C getrocknet. Es wurden zwei PET-Filme erhalten, die mit wärmehärtbaren Klebstoffschichten mit Dicken von 35 μm beziehungsweise 7 μm ausgestattet waren. Tabelle 3
    Komponente Handelsname usw. Gewichtsteile
    Phenoxyharz YP50S, Kyoto Chemical, durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel): 11.800 30
    flüssiges Epoxyharz DERTM332, Dow Chemical Japan, Epoxyäquivalent: 174 34
    Caprolactonmodifiziertes Epoxyharz PlaccelTM G-402, Daicel Chemical Industries, Epoxyäquivalent: 1350 30
    Methacrylat-Butadien-Styrol EXL-2691A, Robin and Haas 6
    Dicyandiamid (DICY) CG-NA, PTI Japan 2,9
    Urethanadditions-Produkt (Härtungsbeschleuniger) OmicureTM 52, PTI Japan 1,0
    Methanol (MeOH) – 40
    Methylethylketon (MEK) – 90
  • Bewertung der Adhäsionsfestigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht
  • – Herstellung der Probe
  • Ein Klebetransferband mit einer wärmehärtbaren Klebstoffschicht mit einer Dicke von 35 μm wurde sandwichartig zwischen zwei Stücken gewalzter Kupferfolie (Größe: 10 mm × 50 mm × 35 μm, Nippon Foil, Handelsbezeichnung: SPCC-SB) in ähnlicher Weise angeordnet, wie bei der Herstellung der Löttestproben beschrieben ist.
  • Nachdem dieser Aufbau 60 Sekunden lang mit einer Temperatur von 120°C und einer Last (Druck) von 25 kgf/cm2 (2,5 MPa) wärmegebondet worden war, wurde der Aufbau für die in der folgenden Tabelle 4 gezeigten Zeiten in einen Ofen mit 120°C gegeben. Es wurden insgesamt 10 unterschiedliche Zeiten bewertet.
  • – Messung der 180° Schälfestigkeit
  • Die Adhäsionsfähigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht im gehärteten Zustand wurde für jede der Proben bestimmt. In diesem Beispiel wurde die Schäladhäsionsfestigkeit im Winkel von 180° gemessen. Die Messbedingungen waren: Raumtemperatur (spezieller 25°C) und eine Schälgeschwindigkeit von 50 mm/Min. Die folgende Tabelle 4 zeigt die Beziehung zwischen Wärmebehandlungszeit und Adhäsionsfestigkeit. Tabelle 4
    Wärmebehandlungszeit (Min) 180° Schälfestigkeit (N/cm)
    0 4,6
    5 2,3
    10 2,0
    15 2,1
    30 0,3
    40 1,1
    50 17,8
    60 18,1
    120 14,8
    180 13,9
  • Wie in Tabelle 4 gezeigt ist, zeigte die Schälfestigkeit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht einen Minimalwert bei einer Wärmebehandlungszeit von etwa 30 Minuten und konnte wieder erhöht werden, indem die Wärmebehandlungszeit in dem Ofen weiter erhöht wurde.
  • – Herstellung der Trägerschicht und Herstellung des Klebegegenstands
  • Nachdem unter Verwendung eines Extruders Idemitsu TPO2900 und Idemitsu TPO2700 in einem Gewichtsverhältnis von 80:20 geknetet worden waren, wurde die Mischung mit einer T-Düse zu einer Trägerschicht mit einer Dicke von 80 μm verarbeitet. Idemitsu TPO2900 ist hier ein thermoplastisches Elastomer auf Polyolefinbasis, das 10 Gew.% ataktisches Polypropylen (aPP) enthält, während Idemitsu TPO2700 ein thermoplastisches Elastomer auf Polyolefinbasis ist, das 30 Mol.% aPP enthält. Die in diesem Beispiel hergestellte Trägerschicht ist somit aus thermoplastischem Elastomer auf Polyolefinbasis zusammengesetzt, das 14 Mol.% aPP enthält.
  • Diese Trägerschicht wurde als nächstes an ein Klebetransferband mit einer wärmehärtbaren Klebstoffschicht mit einer Dicke von 7 Mikrometern auf einem PET-Film laminiert, so dass die freiliegende Klebstoffschicht in Kontakt mit der Trägerschicht angeordnet wurde, um einen Klebegegenstand herzustellen. Für den Wärmelaminierungsschritt wurde ein auf 100°C eingestellter Wärmelaminator verwendet.
  • Bewertung des Filmklebers
  • Bewertung (A):
  • Der PET-Film wurde von dem Klebegegenstand entfernt, um die wärmehärtbare Klebstoffschicht freizulegen. Dann wurde gewalzte Kupferfolie (Größe: 10 mm × 50 mm × 35 μm, Nippon Foil, Handelsbezeichnung: SPCC-SB) bei 100°C auf die freiliegende Klebeoberfläche wärmelaminiert (Druck 3 MPa). Das resultierende Laminat wurde 90 Minuten lang wärmebehandelt, indem es in einen Ofen mit 120°C gegeben wurde.
  • Danach wurde die Trägerschicht des resultierenden Laminats um 100 % (Länge) gestreckt. Es wurde zu dieser Zeit bestätigt, dass die Trägerschicht von der Klebstoffschicht getrennt war, und dass die Klebstoffschicht auf die gewalzte Kupferfolie übertragen worden war.
  • Anschließend wurde die gewalzte Kupferfolie mit der Klebstoffschicht darauf auf Polyimidfilm mit einer Dicke von 25 μm angeordnet (Toray-Dupont, Handelsbezeichnung: KaptonTM V), wobei die Klebstoffschicht sich zwischen der gewalzten Kupferfolie und der Polyimidfolie befand, danach wurde Wärmebonding für 60 Sekunden und 120°C unter einer Last (Druck) von 25 kgf/cm2 (2,5 MPa) durchgeführt. Anschließend wurde das wärmegebondete Laminat aus gewalzter Kupferfolie/Klebstoffschicht/Polyimidfilm in einem Ofen mit 120°C angeordnet und 90 Minuten lang einer Wärmebehandlung unterzogen, um eine Testprobe zu erhalten. Als die 180° Schälfestigkeit dieser Testprobe unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens bewertet wurde, wurde ein Wert von 11,0 N/cm (0,1 MPa) erhalten.
  • Bewertung (B):
  • Das Bewertungsverfahren (A) wurde mit den folgenden Modifikationen wiederholt. Ein Silizium-Wafer, der 8 mm lang, 5 mm breit und 0,4 mm dick war, wurde anstelle der gewalzten Kupferfolie verwendet. Der Silizium-Wafer wurde unter Verwendung von Wärmebonding 10 Sekunden lang bei 100°C unter einer Last von 1 kgf (0,1 MPa) an die wärmehärtbare Klebstoffschicht laminiert.
  • Der Silizium-Wafer wurde danach entlang der Breitenrichtung zusammen mit der wärmehärtbaren Klebstoffschicht und der Trägerschicht in Hälften geschnitten, nämlich separiert. Für den Dicing-Schritt wurde ein Diamantschneider verwendet (BuehlerTM ISOMETTM). Der separierte Wafer-Gegenstand mit der daran gebondeten Klebstoffschicht und Trägerschicht wurde 30 Minuten lang in einem Ofen bei 120°C einer Wärmebehandlung unterzogen. Danach wurde der separierte Wafer-Gegenstand aus dem Ofen entfernt, und die Trägerschicht wurde, nachdem auf Raumtemperatur abkühlen gelassen worden war, auf eine Dehnung von 100 % gestreckt. Es wurde beobachtet, dass die Klebstoffschicht von der Trägerschicht getrennt wurde und auf die separierten Siliziumchips übergegangen war.
  • Die resultierenden Siliziumchips wurden anschließend auf einem Polyimidfilm mit einer Dicke von 25 μm (Toray-Dupont, Handelsbezeichnung: KaptonTM V) angeordnet, wobei die Klebstoffschicht zwischen dem Polyimidfilm und Siliziumchips angeordnet war, wobei das gleiche Verfahren wie in Bewertung (A) verwendet wurde, gefolgt von Wärmebonding für 60 Sekunden und 120°C unter einer Last von 25 kgf/cm2 (2,5 MPa). Danach wurde der wärmegebondete Siliziumchips/Klebeschicht/Polyimidfilm-Gegenstand in einen Ofen mit 120°C gegeben und 90 Minuten lang wärmebehandelt, um Testproben zu erhalten. Dann wurde unter Verwendung dieser Teststücke nach der gleichen Technik wie oben beschrieben die 180° Schälfestigkeit gemessen. Es wurde beobachtet, dass die Chips sicher hafteten.
  • Beispiel 8
  • Eine gleichförmige Klebelösung wurde hergestellt, indem jede der Komponenten mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 6 kombiniert wurden und sie ferner bei Raumtemperatur gemischt wurden. Danach wurde die Klebelösung als Beschichtung auf ein Basismaterial aus Polyethylenterephthalat-(PET)-Film aufgebracht, das mit einem Silikon behandelt worden war, und 30 Minuten lang in einem Ofen mit 100°C getrocknet. Es wurde ein Klebetransferband mit einem PET-Film mit einer wärmehärtbaren Klebstoffschicht mit einer Dicke von 25 μm darauf erhalten.
  • Herstellung der Testprobe
  • Die wärmehärtbare Klebstoffschicht wurde an eine Trägerschicht gebondet. Dieser Träger war der gleiche wie derjenige, der in Beispiel 7 hergestellt wurde. Die Trägerschicht und das Klebetransferband wurden mit einer geheizten Walze mit einer Temperatur von 80°C und einer Geschwindigkeit von 1 Meter pro Minute laminiert. Die resultierenden Klebegegenstände wurden zu Kreisen von der Größe von Wafern (Durchmesser 155 mm und 220 mm) geschnitten, um einen Probensatz zu bilden. Nachdem der PET-Filmliner entfernt worden war, wurde die Klebstoffschicht des Klebegegenstands an einen Siliziumwafer mit einer Dicke von 50 μm wärmelaminiert und mit einer Dicing-Vorrichtung, hergestellt von Disco Co., Ltd. (Modell DFD670), zu Chips von 5 × 5 mm2 separiert. Danach wurde die Trägerschicht um 1,6 % gestreckt, was für die Chipvereinzelung ausreichend war, und es wurde mit Epoxy Die Sonder (ausgestattet mit einer nadelfreien Vereinzelungseinheit), hergestellt von NEC Machinery, Co., Ltd., ein Vereinzelungstest durchgeführt.
  • Wenn der Wafer separiert war, wurden die Chips nicht verstreut, da der Klebstoff eine ausreichende Anfangsadhäsionsfestigkeit hatte. In dem Vereinzelungstest wurden ferner Vereinzelungen mit Chiplösezeiten von 3 Sekunden, 0,1 Sekunde beziehungsweise 0,06 Sekunden durchgeführt. Die Vereinzelungen erfolgten in allen der Fälle ohne Beschädigung der Chips.
  • Wie zuvor detailliert beschrieben wurde, wird erfindungsgemäß eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung bereitgestellt, die leicht vor dem Wärmehärten eine ausreichend hohe Anfangsadhäsionsfestigkeit zeigt und nach dem Wärmehärten eine ausreichende Adhäsionsfestigkeit beibehält und daher insbesondere zur kontinuierlichen Herstellung einer Halbleitervorrichtung von dem Dicing-Prozess bis zu dem Die-Bonding-Prozess verwendet werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird auch eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung bereitgestellt, die durch Wärmebonding bei einer niedrigen Temperatur in einem kurzen Zeitraum eine ausreichend hohe Anfangsadhäsionsfestigkeit entwickeln kann, ohne unerwünschte Niveaus an Ausfließen oder Überfließen des Klebers während des Wärmebondings zu zeigen, welche auch Wärmebeständigkeit und/oder Scherfestigkeit nach dem Wärmehärten beibehält.
  • Erfindungsgemäß wird ferner eine wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung bereitgestellt, die nicht zu Problemen wie Korrosion in einer Halbleiterkomponente oder einer Halbleitervorrichtung beiträgt.
  • Erfindungsgemäß wird auch ein Klebegegenstand bereitgestellt, der die leichte Handhabung der erfindungsgemäßen wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung ermöglicht und vorteilhaft verwendet werden kann, insbesondere zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.
  • Erfindungsgemäß erfordert ein Klebegegenstand ferner nicht die Verwendung einer Strahlungslichtquelle, wie Ultraviolettlicht, um die Klebstoffschicht von der Trägerschicht zu lösen. Wenn ein Klebegegenstand mit einer streckbaren Trägerschicht als Dicing-Tape verwendet wird, kann ferner ohne Verwendung eines Vereinzelungsstabs nach dem Dicing leicht ein Halbleiterchip mit einer Klebstoffschicht darauf von dem Klebegegenstand erhalten werden, da die Klebstoffschicht an der Grenzfläche zwischen der Klebstoffschicht und der Trägerschicht durch Strecken der Trägerschicht von der Trägerschicht gelöst wird.
  • Der erfindungsgemäße Klebegegenstand kann außer beim Dicing und Die-Bonding vorteilhaft auch in anderen Verarbeitungsbereichen verwendet werden, wie bei der Herstellung von Mikromaschinen.
  • Erfindungsgemäß wird überdies eine Halbleiterkomponente bereitgestellt, die leicht und in guter Ausbeute hergestellt werden kann. Erfindungsgemäß können zusätzlich Halbleiterkomponenten ohne Beschädigung der Halbleiterkomponenten durch die Wirkung des Klebegegenstands hergestellt werden, sogar wenn die verwendeten Halbleiterkomponenten eine Dicke von 100 μm oder weniger haben.

Claims (7)

  1. Wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung, umfassend eine caprolactonmodifiziertes Epoxyharz; und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organische Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist.
  2. Verfahren zur Herstellung der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend: Bereitstellen eines caprolactonmodifizierten Epoxyharzes und Mischen der klebrigkeitsvermindernden Komponente mit diesem.
  3. Klebegegenstand, umfassend: eine Schicht der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1; und eine Trägerschicht, die die Klebstoffschicht auf mindestens einem Abschnitt der Trägerschicht trägt.
  4. Halbleitervorrichtung, umfassend ein Substrat mit mindestens einer darauf montierten Halbleiterkomponente, wobei die Halbleiterkomponente durch eine Schicht der wärmehärtbaren Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 an einer Komponentenmonta gefläche des Substrats befestigt ist.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend eine weitere Halbleiterkomponente, die an der mindestens einen Halbleiterkomponente montiert ist.
  6. Klebstoffgegenstand, umfassend die wärmehärtbare Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 und eine streckbare Trägerschicht mit einer Dehnung von nicht weniger als 10 %.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, umfassend ein Substrat mit mindestens einer darauf montierten Halbleiterkomponente, umfassend: Laminieren eines Klebegegenstands an eine Seite eines Halbleiter-Wafers mit mehreren darauf gefertigten Halbleiterkomponenten, wobei der Klebegegenstand eine wärmehärtbare Klebstoffschicht, die ein caprolactonmodifiziertes Epoxyharz und eine klebrigkeitsvermindernde Komponente enthält, die ein Melamin/Isocyanursäure-Addukt oder eine organische Verbindung ist, die mit dem modifizierten Epoxyharz in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden kann und eine Glasübergangstemperatur von 110°C oder mehr hat und nicht durch einminütiges Erwärmen auf eine Temperatur von 250°C oder mehr zersetzt oder modifiziert wird, wobei die organische Verbindung aus Polyacetalen, Polybutylenterephthalaten, Polycarbonaten, Polyetherimiden, Polyethersulfonen, Polyethylenoxiden, Polyphenylensulfiden, Polyetheretherketonen, Polyarylaten, Polysulfonen und Polyamidimiden ausgewählt ist, und eine streckbare Trägerschicht umfasst, wobei die Trägerschicht eine Dehnung von nicht weniger als 10 % hat; diskretes Trennen der Halbleiterkomponenten, während der Halbleiter-Wafer und der Klebege genstand in einem laminierten Zustand gehalten werden; Strecken der Trägerschicht des Klebegegenstands, gefolgt von Trennen der Halbleiterkomponenten mit der daran haftenden wärmehärtbaren Klebstoffschicht von der Trägerschicht; und Befestigen der Halbleiterkomponenten an der Oberfläche des Substrats mittels der wärmehärtbaren Klebstoffschicht.
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