JP2004043695A - Adhesive for die bonding, method for manufacturing semiconductor device using the same, and semiconductor device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an adhesive for die bonding exhibiting quick curability and good storage stability in a semiconductor assembly step; and to prepare a die attach film having the functions of a die attach film and that of a dicing film and can be stuck to a wafer at normal temperature or under mild conditions. <P>SOLUTION: The adhesive for die bonding contains (A) a compound having at least two imide rings in the molecule, (B) a compound having at least two epoxy groups in the molecule, (C) a compound having at least two phenolic hydroxyl groups in the molecule, and (D) a molecular associate of (X) a tetrasubstituted phosphonium and a conjugate base which is a phenoxide compound obtained by removing one hydrogen atom from (Y) a compound having at least two phenolic hydroxyl groups in the molecule. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【００１２】
【化２】

【００１３】
（式（１）及び式（２）中、Ｒ_１及びＲ_２は炭素数１〜４で二価の脂肪族基もしくは芳香族基、Ｒ_３，Ｒ_４，Ｒ_５及びＲ_６は一価の脂肪族基もしくは芳香族基、Ｒ_７及びＲ_８は四価の脂肪族基もしくは芳香族基、Ｒ_９は二価の脂肪族もしくは芳香族基を表し、ｍ：ｎは５〜８０：９５〜２０である。ｋは、１〜５０の整数であり、式（１）、式（２）とも同じ整数を示す。）
【００１４】
また、前記ジアミノポリシロキサンは、好ましくは、一般式（１）中のｋとして、１〜９および／または１０〜５０の繰り返し単位を有するジアミノポリシロキサンである。
【００１５】
本発明に用いる芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、３，３，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、エチレングリコールビストリトメット酸二無水物、４，４’−（４，４’−イソプロピデンジフェノキシ）フタル酸二無水物などが挙げられる。上記の芳香族テトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよく二種類以上組み合わせてもよい。
【００１６】
本発明に用いる一般式（１）で表されるジアミノポリシロキサンとしては、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルシロキサンやα，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。中でも、一般式（１）において、ｋが１〜９及び／又は１０〜５０であることが好ましい。１〜９のものを用いれば密着性が向上し、１０〜５０のものを用いれば流動性が向上し、目的に応じて選択できるが、両者を併用すると、より好ましい。
【００１７】
本発明に用いる芳香族もしくは脂肪族ジアミンとしては、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、４，６−ジメチル−ｍ−フェニレンジアミン、２，５−ジメチル−ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノメシチレン、４，４’−メチレンジ−ｏ−トルイジン、４，４’−メチレンジアミン−２，６−キシリジン、４，４’−メチレン−２，６−ジエチルアニリン、２，４−トルエンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、３，３’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルエタン、３，３’−ジアミノジフェニルエタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルエ−テル、３，３’−ジアミノジフェニルエ−テル、ベンジジン、３，３’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、３，３’−ジメトキシベンジジン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エ−テル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノペンチル）ベンゼン、ｐ−ビス（２−メチル−４−アミノペンチル）ベンゼン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、２，４−ビス（β−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、２，４−ジアミノトルエン、ｍ−キシレン−２，５−ジアミン、ｐ−キシレン−２，５−ジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、２，６−ジアミノピリジン、２，５−ジアミノピリジン、２，５−ジアミノ−１，３，４−オキサジアゾ−ル、１，４−ジアミノシクロヘキサン、ピペラジン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘキサメチレンジアミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、ビス−４−（４−アミノフェノキシ）フェニルスルフォン、ビス−４−（３−アミノフェノキシ）フェニルスルフォンなどを挙げることができる。上記のジアミンは、単独で用いても良く、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１８】
通常、ポリイミド樹脂を合成する際に、使用される溶剤は、Ｎ−メチルピロリドンのような、非常に沸点の高い溶剤であるため、従来、半導体装置の製造で使用することは困難である。しかし、本発明で用いるポリイミド樹脂の溶媒として、アニソールなど低沸点溶媒を用いることで、フィルム加工時の乾燥温度を低く設定できる。
【００１９】
本発明において、一般式（２）で表されるポリイミド樹脂のように、シリコーン変性されたポリイミド樹脂が、より好ましいが、アニソールなど低沸点溶媒に可溶であることが、更に好ましく、シリコーン変性の割合としては、溶媒への溶解性やフィルム特性から、一般式（２）におけるｍとｎの割合が、５〜８０：９５〜２０であることが好ましい。
【００２０】
本発明に用いられる１分子内に２個以上のエポキシ基を有する化合物（Ｂ）は、モノマー、オリゴマー、及びポリマー全般を言う。例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いてもよい。
【００２１】
これらのエポキシ樹脂の内では、融点が５０〜１５０℃の結晶性エポキシ樹脂が好ましい。このような結晶性エポキシ樹脂は、ビフェニル骨格、ビスフェノール骨格、スチルベン骨格等の剛直な構造を主鎖に有し、比較的低分子であるために結晶性を示すものである。結晶性エポキシ樹脂は、常温では結晶化している固体であるが、融点以上の温度域では急速に融解して低粘度の液状に変化するものである。結晶性エポキシ樹脂の融点は、示差走査熱量計を用いて、常温から昇温速度５℃／分で昇温した結晶融解の吸熱ピークの頂点の温度を示す。
【００２２】
イミド環を有する樹脂１００重量部に対して１分子内に２個以上のエポキシ基を有する化合物は、通常１０〜１００重量部、好ましくは３０〜７０重量部である。
【００２３】
本発明に用いる１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有する化合物（Ｃ）は、１分子内にエポキシ基を２個以上有する化合物（Ｂ）の硬化剤として作用するものである。具体的には、フェノール類とアルデヒド類又はケトン類の共縮反応物であるフェノール樹脂やビスフェノール類、フェノール類とジメトキシパラキシレン等の共縮反応物であるフェニレン又はジフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂が含まれ、単核のレゾルシン、カテコール等も硬化反応を生じるならば使用できるが、「フェノール」の定義が一般に芳香環に結合する水素原子が水酸基で置換された化合物であることから、ナフトール等の縮合多環芳香族由来の水酸基含有化合物とカルボニル化合物の共縮反応物なども含まれる。これらのフェノール樹脂の内では、分子内の水酸基が少ないために硬化物の吸水率が小さく、分子が適度の屈曲性を有するために硬化反応における反応性も良く、又、低粘度化も可能であることから、特にフェノールアラルキル樹脂が好ましい。本発明の１分子内にエポキシ基を２個以上有する化合物（Ｂ）と、硬化剤として作用する１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有する化合物（Ｃ）との比率は、エポキシ基１モルに対し、フェノール性水酸基を０．５〜２モル、好ましくは、０．８〜１．２程度のモル比となるように調整することにより硬化性、硬化物の耐熱性、電気特性等がより良好となる。
【００２４】
本発明に用いる分子会合体（Ｄ）は、テトラ置換ホスホニウム（Ｘ）と１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有する化合物（Ｙ）の共役塩基との分子会合体（Ｄ）であって、該共役塩基が前記フェノール性水酸基を１分子内に２個以上有する化合物（Ｙ）から１個の水素を除いたフェノキシド型化合物である。
【００２５】
その構成成分の一つであるテトラ置換ホスホニウム（Ｘ）の置換基については何ら限定されず、置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。例えば、置換又は無置換のアリール基やアルキル基を置換基に有するテトラ置換ホスホニウムイオンが、熱や加水分解に対して安定であり好ましい。具体的には、テトラフェニルホスホニウム、テトラトリルホスホニウム、テトラエチルフェニルホスホニウム、テトラメトキシフェニルホスホニウム、テトラナフチルホスホニウム、テトラベンジルホスホニウム、エチルトリフェニルホスホニウム、ｎ−ブチルトリフェニルホスホニウム、２−ヒドロキシエチルトリフェニルホスホニウム、トリメチルフェニルホスホニウム、メチルジエチルフェニルホスホニウム、メチルジアリルフェニルホスホニウム、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム等を例示できる。
【００２６】
本発明の分子会合体（Ｄ）の構成成分である、１分子内にフェノール性水酸基を２個以上有する化合物（Ｙ）としては、例えば、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）メタン（通称テトラメチルビスフェノールＦ）、４，４’−スルホニルジフェノール及び、４，４’−イソプロピリデンジフェノール（通称ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタン及びこれらの内ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、（２−ヒドロキシフェニル）（４−ヒドロキシフェニル）メタンの３種の混合物（例えば、本州化学工業（株）・製、ビスフェノールＦ−Ｄ）等のビスフェノール類、１，２−ベンゼンジオール、１，３−ベンゼンジオール、１，４−ベンゼンジオール等のジヒドロキシベンゼン類、１，２，４−ベンゼントリオール等のトリヒドロキシベンゼン類、１，６−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類の各種異性体、２，２’−ビフェノール、４，４’−ビフェノール等のビフェノール類の各種異性体等の化合物が挙げられる。
更に、他の構成成分である共役塩基は、上記の化合物（Ｙ）から１個の水素を除いたフェノキシド型化合物である。
本発明の分子会合体（Ｄ）は、前述のようにホスホニウム−フェノキシド型の塩を構造中に有するが、従来の技術におけるホスホニウム−有機酸アニオン塩型の化合物と異なる点は、本発明の分子会合体（Ｄ）では水素結合による高次構造がイオン結合を取り囲んでいる点である。従来の技術における塩では、イオン結合の強さのみにより反応性を制御しているのに対し、本発明の分子会合体（Ｄ）では、常温ではアニオンの高次構造による囲い込みが活性点の保護を行う一方、成形の段階においては、この高次構造が崩れることで活性点がむき出しになり、反応性を発現する、いわゆる潜伏性が付与されている。
又、硬化促進剤として作用する、分子会合体（Ｄ）は、前述の化合物（Ｂ）、化合物（Ｃ）の合計重量１００重量部に対して、０．５〜２０重量部程度が硬化性、保存性、他特性のバランスがよく好適である。
【００２７】
本発明は接着剤層（粘接着層）、光透過性基材からなるダイシング機能付きダイアタッチフィルムであり、粘接着層は２５℃においてもタック性を有し５０℃以下の低温でウエハーを貼り付けることを特徴とする。
【００２８】
本発明に用いられる光透過性基材の膜厚は、２０〜２００μｍであることが好ましく、特に好ましくは２５〜１５０μｍである。
【００２９】
本発明に用いる光透過性基材としては、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリブタジエンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、等があげられるが、３０〜７０重量部、好ましくは４０〜６０重量部のポリプロピレン樹脂と７０〜３０重量部、好ましくは６０〜４０重量部のポリスチレンブロックとビニルイソプレンブロックからなる共重合体との混合物であることが好ましい。
【００３０】
本発明において、粘接着層に用いる粘接着剤は、未硬化時に十分な粘接着性を有し、３７０ｎｍ以下の紫外線を照射することにより硬化する成分を含み、紫外線照射され硬化した粘接着層と被接着物との界面において粘着性を持たなくなるという特徴を有することが好ましい。
【００３１】
粘接着層は３７０ｎｍ以下の紫外光の吸収率が６０％以上であることが好ましく、紫外光照射された面のみ硬化が進行する。吸収率は、より好ましくは７０％以上であり、更に好ましくは８０％以上である。
【００３２】
また、粘接着剤には、更に紫外線硬化型粘着成分を含むことが好ましい。
【００３３】
本発明に用いる紫外線硬化型接着成分としては、アクリル系化合物（Ｅ−１）が好ましく、例えば、アクリル酸もしくはメタクリル酸エステルモノマーやアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体の共重合体などが挙げられる。
アクリル酸またはメタクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル等のアルキルエステル、ベンジルエステル、シクロアルキルエステル、ジアクリル酸エチレングリコール、ジメタクリ酸エチレングリコール、ジアクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジメタクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸グリセリン、ジメタクリル酸グリセリン、ジアクリル酸１，１０−デカンジオール、ジメタクリル酸１，１０−デカンジオール等の２官能アクリレート、トリアクリル酸トリメチロールプロパン、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、トリアクリ酸ペンタエリスリトール、トリメタクリ酸ペンタエリスリトール、ヘキサアクリル酸ジペンタエリスリトール、ヘキサメタクリル酸ジペンタエリスリトール等の多官能アクリレートなどが挙げられる。これらの内、アルキルエステルが好ましく、特に好ましくはエステル部位の炭素数が１〜１５のアクリル酸、メタクリル酸アルキルエステルである。
【００３４】
本発明に用いるモノマー以外のアクリル系化合物（Ｅ−１）の分子量は、好ましくは８万以上であり、特に好ましくは１５万〜５０万である。また、アクリル系化合物のガラス転移温度は、通常３０℃以下、好ましくは−５０〜０℃程度であり、室温近辺の温度領域で粘着性を示す化合物が良い。
【００３５】
本発明に用いるアクリル酸又はメタクリル酸誘導体を構成単位とする共重合体としては、少なくとも１種類のアクリル酸またはメタクリル酸アルキルエステルと、ビスフェノールＡ型（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体が好ましい。また、２官能ジ（メタ）アクリル酸エステルと（メタ）アクリル酸グリシジルとの組み合わせも好ましい。
【００３６】
イミド環を有する樹脂１００重量部に対して、アクリル酸またはメタクリル酸エステルから誘導される成分単位の含有量は、通常２０〜５５重量部、好ましくは３０〜４０重量部である。またアクリル酸およびメタクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル等が挙げられる。２０重量部未満であると粘着力に乏しくなり５５重量部を超えると保護フィルムとの密着力が必要以上となる。
【００３７】
また、分子内にヒドロキシ基などの水酸基を有する紫外線硬化型樹脂のアクリル酸又はメタクリル酸エステルを導入することで被着体との密着性や粘接着剤の特性を容易に制御することができる。
【００３８】
紫外線硬化粘着成分には、更に、光重合開始剤（Ｅ−２）を混在させることにより、紫外線照射時の硬化時間および光線照射量を減らすことができる。また、基材から剥離し、ダイアタッチフィルムとして使用するためにも、重要な成分である。
【００３９】
このような光重合開始剤（Ｅ−２）としては、具体的にはベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン安息香酸メチル、ベンゾイン安息香酸、ベンゾインメチルエーテル、ベンジルフィニルサルファイド、ベンジル、ジベンジル、ジアセチルなどが挙げられる。
【００４０】
本発明で用いられる紫外線硬化型粘着成分は、好ましくは上記成分（Ｅ−１）〜（Ｅ−２）からなり、それらの配合比は各成分の特性に応じて、適宜に設定されるが、一般的には成分（Ｅ−１）１００重量部に対して、成分（Ｅ−２）は好ましくは３〜３０重量部、より好ましくは５〜１５重量部程度で用いることが好ましい。３重量部未満であると光開始剤の効果が弱く３０重量部を超えると反応性が高くなり保存性が悪くなる。
【００４１】
本発明の粘接着層には、フィラーを含有していてもよくそのフィラーの平均粒径は０．１〜２５μｍであることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満であるとフィラー添加の効果が少なく、２５μｍを超えるとフィルムとしての接着力の低下をもたらす可能性がある。
【００４２】
本発明の粘接着層に用いるフィラーとしては、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ等が好ましい。
【００４３】
フィラーの含有量は０％〜３０重量％が好ましく、３０％を超えるとフィルムとしてもろくなり接着性が低下する。
【００４４】
本発明のダイシングシート機能つきダイアタッチフィルムの製造方法としては、先ず離型シート上に、上記成分からなる粘接着剤樹脂組成物をワニス状で、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーターなど、一般に周知の方法に従って、塗工し、乾燥させて粘接着剤層を形成する。その後離型シートを除去することによって粘接着剤フィルムとし、これに光透過性基材に積層し、更に接着剤フィルムに保護フィルムを積層して保護フィルム、粘接着層、及び光透過性基材からなるダイシングシート機能つきダイアタッチフィルムを得ることができる。
又は、離型シート上に形成された粘接着剤層に、光透過性基材に積層して、保護フィルム（離型シート）、粘接着層、及び光透過性基材からなるダイシングシート機能つきダイアタッチフィルムを得ることができる。
【００４５】
または、光透過性基材上に、直接、粘接着剤組成物を同様の方法で塗工し、乾燥させて、接着剤フィルムに保護フィルムを積層して保護フィルム、粘接着層、及び光透過性基材からなるダイシングシート機能つきダイアタッチフィルムに得ることができる。
【００４６】
このようにして形成される粘接着層の厚さは、好ましくは３〜１００μｍで、１０〜７５μｍであることがより好ましい。厚さが３μｍ未満であると粘接着剤としての効果が少なくなり、１００μｍを超えると製品の作成上難しく厚み精度が悪くなる。
【００４７】
本発明の半導体装置の製造方法は、まず、シリコンウエハーの裏面に本発明のダイシングシート機能つきダイアタッチフィルムの粘接着層を室温あるいは温和な条件で貼付した後、ダイアタッチフィルム付きシリコンウエハーを、ダイアタッチフィルムをダイシングフィルムとして介してダイシング装置上に固定し、ダイシングソーなどの切断手段を用いて、上記のダイアタッチフィルム付きシリコンウエハーを、個片単位に切断して個片ダイとした半導体チップを得る。
【００４８】
続いて、上記のようにして得られた半導体チップに貼付したダイアタッチフィルムの光透過性基材面に、紫外線（中心波長＝約３６５ｎｍ）を照射する。通常、照度は２０〜５００ｍＪ／ｃｍ^２、さらに照射時間は、５〜６００秒の範囲内に設定される。上記の紫外線照射の場合準じて諸条件を設定することができる。
【００４９】
次いで、ダイアタッチフィルムを半導体チップの裏面に固着残存させたままで、光透過性基材のみを剥離する。
【００５０】
このようにして、ダイアタッチフィルムの粘接着層が固着されている半導体チップを、そのまま金属リードフレームや基板に、粘接着層を介して、加熱・圧着することで、ダイボンディングすることができる。加熱・圧着の条件として、通常は、１００〜３００℃の加熱温度、１〜１０秒の圧着時間であり、好ましくは１００〜２００℃の加熱、１〜５秒の圧着時間である。つづいて、加熱にすることにより、ダイアタッチフィルム中のエポキシ樹脂を硬化させ、半導体チップとリードフレームや基板等とを、強固に接着させた半導体装置を得ることができる。この場合の加熱温度は、通常は１００〜３００℃程度、好ましくは１５０〜２５０℃程度であり、加熱時間は通常は１〜２４０分間、好ましくは１０〜６０分間である。
【００５１】
最終的に硬化したダイアタッチフィルムは、高い耐熱性を有するとともに、該ダイアタッチフィルム中に含まれる熱硬化に関与しないイミド環を有する樹脂成分、例えば、耐熱性の高いポリイミド樹脂の硬化物は、脆質性が低く、優れた剪断強度と高い耐衝撃性、耐熱性を有する。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５３】
（Ａ）イミド環を含む樹脂成分
（Ｃ−１）シリコーン変性ポリイミド樹脂、詳しくは、ジアミン成分として２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン（０．１５モル）とα，ω−ビス（３−アミノプロピル）ポリジメチルシロキサン（平均分子量８３７）（０．１５モル）に対して、酸成分に４，４’−オキシジフタル酸二無水物（０．１５モル）３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いたアニソールに可溶なポリイミド樹脂を得た。分子量はＭｗ＝５００００である。
【００５４】
（Ｂ）エポキシ基を含む樹脂成分
〔（Ｂ−１）エポキシ樹脂〕
（Ｂ−１−１）クレゾールノボラックエポキシ樹脂（商品名：ＥＯＣＮ−１０２０−８０、エポキシ当量：２００ｇ／ｅｑ、メーカー：日本化薬（株））
（Ｃ）フェノール性水酸基を含む樹脂成分
フェノールアラルキル樹脂（商品名：ＸＬ−２２５−ＬＬ、メーカー：三井化学）
（Ｄ）分子会合体成分
（Ｄ−１）テトラ置換ホスホニウム（Ｘ）がテトラフェニルホスホニウム、化合物（Ｙ）が４，４’−スルホニルジフェノール
（Ｄ−２）テトラ置換ホスホニウム（Ｘ）がテトラフェニルホスホニウム、化合物（Ｙ）がビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン
（Ｅ）紫外線硬化型粘着成分
〔（Ｅ−１）（メタ）アクリル酸エステルモノマー〕１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート（メーカー：共栄社化学（株））
〔（Ｅ−２）光重合開始剤〕２，２−ジメトキシキ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン（メーカー：チバガイギ（株））
（Ｆ）フィラー
（Ｆ−１）シリカフィラーＳＰ−４Ｂ（平均粒径４μｍ）（メーカー：扶桑化学（株）　）
（Ｇ）イミダゾール
（Ｇ−１）イミダゾール化合物（商品名：１Ｂ２ＭＺ、メーカー：四国化成）
【００５５】
光透過性基材
ハイブラ６０重量部ポリプロピレン４０重量部からなるクリアテックＣＴ−Ｈ８１７（クラレ製）を、押し出し機で、厚み１００μｍのフィルムを形成した。
【００５６】
《実施例１》
表１に記載の割合で各成分を調合し、粘接着剤組成物を得た。この粘接着剤組成物を、ポリエチレンテレフタレート基材１００μｍに塗布し、乾燥し粘接着剤フィルムを得た。この粘接着剤フィルムに、光透過性基材を合わせてラミネートすることで保護フィルム（ポリエチレンテレフタレート基材）、粘接着層、及び光透過性基材からなるダイシングシート機能つきダイアタッチフィルムを作製した。
このダイアタッチフィルムの保護フィルムを剥離した後、粘接着層面に半導体ウエハーを貼り付け、固定保持しダイシングソーを用いて、スピンドル回転数５０，０００ｒｐｍ、カッティングスピード５０ｍｍ／ｓｅｃで、５×５ｍｍ角のチップサイズにカットした。次いで、紫外線を２０秒で２５０ｍＪ／ｃｍ^２の積算光量を照射後ダイアタッチフィルムの残着した半導体チップから、光透過性基材を剥離し、次いで、半導体チップを粘接着層を介して、４２−アロイ合金のリードフレームに、１８０℃−１ＭＰａ−１．０ｓｅｃの条件で圧着して、ダイボンディングし、ダイシングシート及びダイアタッチフィルムとしての各項目の評価を行った。結果を表２、３に示す。
【００５７】
《実施例２》
粘接着剤成分の配合割合を表１のように変更した以外は、実施例１と同様の操作を行った。
【００５８】
《比較例１》
粘接着剤成分の配合割合を、表１のように変更した以外は実施例１と同様の操作を行った。
【００５９】
【表１】

【００６０】
【表２】

【００６１】
【表３】

【００６２】
実施例および比較例の評価は、以下の評価方法を用いた。
（１）硬化特性評価
１）硬化発熱残存量（保存性評価）
フィルムサンプルを用いて作成直後ＵＶを３００ｍＪ／ｃｍ２照射後の初期硬化発熱量、及び４０℃で４日間保存処理した後の硬化発熱量を測定し、初期硬化発熱量（ｍＪ／ｍｇ）に対する保存処理後の硬化発熱量（ｍＪ／ｍｇ）の百分率を計算した。単位は％。この値が１００％に近いほど保存性が高い。
２）硬化開始温度と硬化ピーク温度（速硬化性評価）
同様に発熱量を測定し発熱反応ピークが立ち上がる部分を硬化開始温度としピークトップを硬化ピーク温度とした。この差が小さいほど速硬化性が高い。硬化特性の評価は示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定した。
（２）　ダイシング後のチップの飛散
半導体ウェハーをダイシングした後に、粘着が弱いためにダイアタッチフィルム上から剥離する半導体チップの個数を計測することにより評価した。（３）チッピング特性
○：チップのかけの幅が最大で３０μｍ以下のもの。
△：チップのかけの幅が最大で３０〜５０μｍのもの。
×：チップのかけの幅が最大で５０μｍ以上のもの。
（４）　ピックアップ性
半導体ウェハーのダイシング後に紫外線照射し、ダイアタッチフィルム付き半導体チップを光透過性基材から取り上げること（ピックアップ）ができるかを評価した。
○：ほぼ全てのチップがピックアップ可能なもの
△：ダイシングしたチップの５０〜９０％がピックアップ可能なもの
×：ピックアップが５０％以下のもの
（５）　ダイアタッチフィルムとしての初期接着性
ダイアタッチフィルム付き半導体チップを４２−アロイ合金のリードフレームに１８０℃−１ＭＰａ−１．０ｓｅｃの条件でダイボンディングし、そのまま未処理の状態でチップとリードフレームとの剪断強度を測定し評価した。
（６）　吸湿後の接着性
上記（３）でダイボンディングした測定サンプルを８５℃／８５％ＲＨ／１６８時間吸湿処理をした後、チップとリードフレームとの剪断強度を測定し評価した。
○：剪断強度が１ＭＰａ以上
△：剪断強度が０．５〜１．０ＭＰａ
×：剪断強度が０．５ＭＰａ未満
（７）ＵＶ吸収率
ＵＶ吸収率の測定方法は、紫外光吸収率として、２００ｎｍから３７５ｎｍの紫外光を粘接着層にあて、吸光度計により、その吸収率を測定した。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、速硬化性と保存安定性に優れるダイボンディング用接着剤が得られ、厚みの均一性、接着強度、剪断強度特性に優れ、ウエハーを温和な条件で貼付を行いダイシング時にはダイシングフィルムとして耐チッピング特性、クラック特性に優れたダイシングシートとしての機能を提供できる。また、これを用いた半導体装置は、これまでの液状エポキシ系のダイアタッチ材と同等または、それ以上の耐衝撃性、耐熱性を有する。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an adhesive for die bonding having good curability and storage stability, a method for manufacturing a semiconductor device using the same, and a semiconductor device. More specifically, a die bonding adhesive for processing a semiconductor wafer, such as silicon, gallium, or arsenic, which has good curability and storage stability and is used when processing a semiconductor wafer such as silicon, gallium, and arsenic; a method of manufacturing a semiconductor device using the same; About.
[0002]
[Prior art]
In recent years, demands for higher density and higher integration of semiconductor devices have been increasing in response to the increasing functionality of electronic devices and expansion to mobile applications, and IC packages have been increasing in capacity and density. As a method for manufacturing these semiconductor devices, an adhesive sheet is attached to a semiconductor wafer made of silicon, gallium, arsenic, etc., cut and separated into individual semiconductor elements by dicing, expanding, picking up individual chips, Next, the semiconductor chip is transferred to a process of assembling a semiconductor device for die-bonding the semiconductor chip to a metal lead frame, a tape substrate, or an organic hard substrate.
[0003]
The semiconductor chip picked up is bonded to a lead frame or a substrate via a die attach material such as a liquid epoxy adhesive in a die bonding step, and a semiconductor device is manufactured. However, it is difficult to apply an appropriate amount of adhesive when the chip is small, such as for mobile use, and the adhesive protrudes from the chip. For example, there is a problem that sufficient adhesive strength cannot be obtained. Further, the step of applying the adhesive is complicated, and improvement and improvement are required to simplify the process.
[0004]
In order to solve this problem, it has been proposed to use a film adhesive as the die attach material instead of the liquid die attach material. There is an increasing demand for improved preservability. 2. Description of the Related Art Conventionally, imidazole compounds, amines, and other compounds have been used as curing accelerators in epoxy resins for the electronic and electric fields.
[0005]
These commonly used curing accelerators often exhibit a curing acceleration effect even at a relatively low temperature such as room temperature. This causes a reduction in the quality of the product such as a decrease in the initial adhesiveness of the die bonding adhesive and a variation in the curability.
[0006]
In addition, heating is required when the film-like adhesive is applied to the wafer, which causes a problem that the wafer is warped or cracked when the die attach material is applied as the wafer becomes thinner.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is an adhesive for die bonding that achieves both fast curing properties and storage stability, and enables a film having both functions of a die attach film and a dicing film to be attached to a wafer at room temperature or mild conditions. It is a technology for providing die attach film, has the function as a dicing sheet with excellent chipping resistance and crack characteristics, can be used as an adhesive at the time of die mounting, and has uniform thickness and adhesion It is an object of the present invention to provide a die attach film having excellent strength and shear strength characteristics, and having excellent reflow resistance to withstand severe wet heat conditions, a method of manufacturing a semiconductor device using the same, and a semiconductor device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention
(1) (A) a compound having two or more imide rings in one molecule, (B) a compound having two or more epoxy groups in one molecule, (C) a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. (D) a molecular association of a tetra-substituted phosphonium (X) with a conjugate base which is a phenoxide-type compound obtained by removing one hydrogen from a compound (Y) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule; Die bonding adhesive,
(2) The die bonding adhesive according to (1), wherein the compound having two or more imide rings in one molecule is a polyimide resin.
(3) Compound (Y) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule selected from dihydroxybenzenes, trihydroxybenzenes, bisphenols, biphenols, dihydroxynaphthalenes, phenol novolak resins, and phenol aralkyl resins The die bonding adhesive according to (1) or (2), wherein
(4) The adhesive for die bonding according to any one of (1) to (3), wherein the tetra-substituted phosphonium (X) is tetraphenylphosphonium,
(5) The adhesive for die bonding according to any one of (1) to (4), and a light-transmitting substrate, which can be stuck at a low temperature of 50 ° C. or less to the back surface of a wafer on which a large number of semiconductor elements are formed. Die attach film with dicing sheet function that is possible
(6) (A) a step of bonding the back surface of the silicon wafer with the die attach film having a dicing sheet function according to claim 5 at 50 ° C. or less;
(B) a step of dicing the silicon wafer and separating it into individual dies;
(C) a step of irradiating the adhesive layer surface with ultraviolet rays after dicing to cure the contact interface between the adhesive layer and the light-transmitting substrate;
(D) a pick-up step in which after the adhesive layer is cured by ultraviolet light, the die having the adhesive layer remaining on the back surface is peeled off and taken out of the light-transmitting substrate;
(E) a step of heating and bonding the die to a lead frame or substrate via an adhesive.
(7) A semiconductor device in which a semiconductor element and a lead frame or a substrate are bonded by the die bonding adhesive according to any one of (1) to (4).
It is.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As the compound (A) having two or more imide rings in one molecule used in the present invention, a polyimide resin, a polyamideimide resin, a polyetherimide resin, a polyetherimide resin, and the like can be given, and among them, the polyimide resin is preferable.
[0010]
The polyimide resin is represented by the general formula (2) obtained by reacting an aromatic tetracarboxylic dianhydride, a diaminopolysiloxane represented by the general formula (1), and an aromatic or aliphatic diamine. The polyimide resin represented is more preferred.
[0011]
Embedded image

[0012]
Embedded image

[0013]
(In the formulas (1) and (2), R ₁ And R ₂ Is a divalent aliphatic or aromatic group having 1 to 4 carbon atoms, R ₃ , R ₄ , R ₅ And R ₆ Is a monovalent aliphatic or aromatic group, R ₇ And R ₈ Is a tetravalent aliphatic or aromatic group, R ₉ Represents a divalent aliphatic or aromatic group, and m: n is from 5 to 80:95 to 20. k is an integer of 1 to 50, and the same integers are used in the expressions (1) and (2). )
[0014]
Further, the diaminopolysiloxane is preferably a diaminopolysiloxane having 1 to 9 and / or 10 to 50 repeating units as k in the general formula (1).
[0015]
The aromatic tetracarboxylic dianhydride used in the present invention includes 3,3,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, Pyromellitic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic dianhydride, ethylene glycol bistritometic dianhydride, 4,4 '-(4,4'-isopropylidene diphenoxy) phthalic dianhydride and the like No. The above aromatic tetracarboxylic dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.
[0016]
Examples of the diaminopolysiloxane represented by the general formula (1) used in the present invention include 1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethylsiloxane and α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane. No. Among them, in the general formula (1), k is preferably 1 to 9 and / or 10 to 50. Adhesion is improved by using one of 1 to 9, and fluidity is improved by using one of 10 to 50, and can be selected according to the purpose. It is more preferable to use both together.
[0017]
Examples of the aromatic or aliphatic diamine used in the present invention include 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,6-dimethyl-m-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, 2,4-diaminomesitylene, 4,4′-methylenedi-o-toluidine, 4,4′-methylenediamine-2,6-xylidine, 4,4′-methylene-2,6-diethylaniline, 2,4- Toluenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylpropane, 3,3′-diaminodiphenylpropane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 3,3′-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, 3 3′-diaminodiphenyl sulfide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, benzidine, 3 , 3'-Diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethoxybenzidine, bis (p-aminocyclohexyl) methane, bis (p-β-amino-t-butyl) Phenyl) ether, bis (p-β-methyl-δ-aminopentyl) benzene, p-bis (2-methyl-4-aminopentyl) benzene, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 2,4-bis (β-amino-t-butyl) toluene, 2,4-diaminotoluene, m-xylene-2,5-diamine, p-ki Silene-2,5-diamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 2,6-diaminopyridine, 2,5-diaminopyridine, 2,5-diamino-1,3,4-oxadiazol, 1,4-diaminocyclohexane, piperazine, methylenediamine, ethylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 2,5-dimethylhexamethylenediamine, 3-methoxyhexamethylenediamine, heptamethylenediamine, 2,5- Dimethylheptamethylenediamine, 3-methylheptamethylenediamine, 4,4-dimethylheptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 5-methylnonamethylenediamine, decamethylenediamine, 1,3-bis (3-aminophenyl Noxy) benzene, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, bis-4- (4-aminophenoxy) phenylsulfone, bis- 4- (3-aminophenoxy) phenylsulfone and the like can be mentioned. The above diamines may be used alone or in combination of two or more.
[0018]
Usually, a solvent used when synthesizing a polyimide resin is a solvent having a very high boiling point, such as N-methylpyrrolidone, so that it is conventionally difficult to use it in the manufacture of semiconductor devices. However, by using a low boiling point solvent such as anisole as a solvent for the polyimide resin used in the present invention, the drying temperature during film processing can be set low.
[0019]
In the present invention, a silicone-modified polyimide resin, such as the polyimide resin represented by the general formula (2), is more preferable. However, it is more preferable that the polyimide resin is soluble in a low boiling point solvent such as anisole. As the ratio, the ratio of m and n in the general formula (2) is preferably from 5 to 80:95 to 20 from the viewpoint of solubility in a solvent and film characteristics.
[0020]
The compound (B) having two or more epoxy groups in one molecule used in the present invention refers to all monomers, oligomers and polymers. For example, biphenyl type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, orthocresol novolak type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resin, epoxy containing triazine nucleus Resins, dicyclopentadiene-modified phenolic epoxy resins, etc., may be used, and these may be used alone or as a mixture.
[0021]
Among these epoxy resins, a crystalline epoxy resin having a melting point of 50 to 150 ° C. is preferable. Such a crystalline epoxy resin has a rigid structure such as a biphenyl skeleton, a bisphenol skeleton, or a stilbene skeleton in its main chain, and has relatively low molecular weight and thus exhibits crystallinity. The crystalline epoxy resin is a solid that crystallizes at room temperature, but rapidly melts and changes to a low-viscosity liquid in a temperature range higher than the melting point. The melting point of the crystalline epoxy resin indicates the temperature at the top of the endothermic peak of crystal melting, which was heated at a heating rate of 5 ° C./min from room temperature using a differential scanning calorimeter.
[0022]
The compound having two or more epoxy groups in one molecule per 100 parts by weight of the resin having an imide ring is usually 10 to 100 parts by weight, preferably 30 to 70 parts by weight.
[0023]
The compound (C) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule used in the present invention acts as a curing agent for the compound (B) having two or more epoxy groups in one molecule. Specifically, a phenol resin or a phenol aralkyl resin having a phenylene or diphenylene skeleton, which is a co-condensation product of a phenol and an aldehyde or a ketone, such as a phenol resin and a bisphenol, and a phenol and a dimethoxy para-xylene. Included are mononuclear resorcinols, catechols, etc., which can be used as long as they cause a curing reaction.However, since the definition of "phenol" is generally a compound in which the hydrogen atom bonded to the aromatic ring has been replaced with a hydroxyl group, naphthol or the like A co-condensation reaction product of a hydroxyl-containing compound derived from a condensed polycyclic aromatic compound and a carbonyl compound is also included. Among these phenolic resins, the water absorption of the cured product is small because the number of hydroxyl groups in the molecule is small, and the reactivity in the curing reaction is good because the molecule has an appropriate flexibility, and the viscosity can be reduced. For this reason, phenol aralkyl resins are particularly preferred. The ratio of the compound (B) having two or more epoxy groups in one molecule of the present invention to the compound (C) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule acting as a curing agent is one mole of epoxy group. On the other hand, by adjusting the phenolic hydroxyl group to have a molar ratio of about 0.5 to 2 mol, preferably about 0.8 to 1.2, the curability, heat resistance of the cured product, electric characteristics, and the like are more improved. It will be good.
[0024]
The molecular association (D) used in the present invention is a molecular association (D) of a tetra-substituted phosphonium (X) and a conjugate base of a compound (Y) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, The conjugate base is a phenoxide-type compound obtained by removing one hydrogen from the compound (Y) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule.
[0025]
The substituent of the tetra-substituted phosphonium (X) which is one of the constituents is not limited at all, and the substituents may be the same or different. For example, a tetra-substituted phosphonium ion having a substituted or unsubstituted aryl group or alkyl group as a substituent is preferable because it is stable against heat and hydrolysis. Specifically, tetraphenylphosphonium, tetratolylphosphonium, tetraethylphenylphosphonium, tetramethoxyphenylphosphonium, tetranaphthylphosphonium, tetrabenzylphosphonium, ethyltriphenylphosphonium, n-butyltriphenylphosphonium, 2-hydroxyethyltriphenylphosphonium, Examples include trimethylphenylphosphonium, methyldiethylphenylphosphonium, methyldiallylphenylphosphonium, tetra-n-butylphosphonium and the like.
[0026]
Examples of the compound (Y) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, which is a component of the molecular aggregate (D) of the present invention, include, for example, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) methane (Commonly known as tetramethylbisphenol F), 4,4'-sulfonyldiphenol and 4,4'-isopropylidenediphenol (commonly known as bisphenol A), bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2-hydroxyphenyl) methane , (2-hydroxyphenyl) (4-hydroxyphenyl) methane and bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (2-hydroxyphenyl) methane and (2-hydroxyphenyl) (4-hydroxyphenyl) methane Bisphenol (eg, bisphenol FD, manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) Phenols, dihydroxybenzenes such as 1,2-benzenediol, 1,3-benzenediol and 1,4-benzenediol, trihydroxybenzenes such as 1,2,4-benzenetriol, 1,6-dihydroxynaphthalene And various isomers of dihydroxynaphthalenes, and various isomers of biphenols such as 2,2'-biphenol and 4,4'-biphenol.
Further, the conjugate base as another component is a phenoxide-type compound obtained by removing one hydrogen from the compound (Y).
Although the molecular aggregate (D) of the present invention has a phosphonium-phenoxide type salt in the structure as described above, it is different from the conventional phosphonium-organic acid anion salt type compound in the structure of the molecule of the present invention. In the aggregate (D), a higher-order structure due to hydrogen bonding surrounds the ionic bond. In the salt according to the prior art, the reactivity is controlled only by the strength of the ionic bond. On the other hand, in the molecular aggregate (D) of the present invention, the enclosing by the higher-order structure of the anion protects the active site at normal temperature. On the other hand, at the molding stage, the active sites are exposed by the collapse of this higher-order structure, and so-called latentness that expresses reactivity is imparted.
The molecular aggregate (D), which acts as a curing accelerator, has a curability of about 0.5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the compounds (B) and (C). Good balance between storage stability and other properties.
[0027]
The present invention relates to a die attach film with a dicing function comprising an adhesive layer (adhesive layer) and a light-transmitting substrate. The adhesive layer has tackiness even at 25 ° C. Is attached.
[0028]
The thickness of the light-transmitting substrate used in the present invention is preferably from 20 to 200 μm, and particularly preferably from 25 to 150 μm.
[0029]
Examples of the light-transmitting substrate used in the present invention include a polypropylene film, a polyethylene film, a polybutadiene film, a polyvinyl chloride film, etc., and 30 to 70 parts by weight, preferably 40 to 60 parts by weight of a polypropylene resin and 70 parts by weight. It is preferably a mixture of 〜30 parts by weight, preferably 60-40 parts by weight, of a copolymer comprising a polystyrene block and a vinyl isoprene block.
[0030]
In the present invention, the adhesive used for the adhesive layer has a sufficient adhesive property when not cured, contains a component which is cured by irradiating ultraviolet rays having a wavelength of 370 nm or less, and has a cured adhesive which is irradiated with ultraviolet rays. It is preferable that the adhesive layer has a feature that it has no tackiness at the interface between the adhesive layer and the adherend.
[0031]
The adhesive layer preferably has an absorptivity of 60% or more for ultraviolet light having a wavelength of 370 nm or less, and curing proceeds only on the surface irradiated with ultraviolet light. The absorptivity is more preferably 70% or more, and further preferably 80% or more.
[0032]
Further, it is preferable that the adhesive agent further contains an ultraviolet-curable adhesive component.
[0033]
The UV-curable adhesive component used in the present invention is preferably an acrylic compound (E-1), and examples thereof include acrylic acid or methacrylic acid ester monomers and copolymers of acrylic acid or methacrylic acid derivatives.
As acrylic acid or methacrylic acid ester, for example, alkyl esters such as methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, benzyl ester, cycloalkyl ester, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diacrylic acid Bifunctional acrylates such as 1,6-hexanediol, 1,6-hexanediol dimethacrylate, glycerin diacrylate, glycerin dimethacrylate, 1,10-decanediol diacrylate, 1,10-decanediol dimethacrylate; Trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate Le, such as multi-functional acrylates such as hexamethylene methacrylate dipentaerythritol. Of these, alkyl esters are preferred, and particularly preferred are acrylic acid and methacrylic acid alkyl esters having 1 to 15 carbon atoms at the ester site.
[0034]
The molecular weight of the acrylic compound (E-1) other than the monomer used in the present invention is preferably 80,000 or more, and particularly preferably 150,000 to 500,000. Further, the glass transition temperature of the acrylic compound is usually 30 ° C. or lower, preferably about −50 to 0 ° C., and a compound exhibiting tackiness in a temperature range around room temperature is preferable.
[0035]
As the copolymer having an acrylic acid or methacrylic acid derivative as a constitutional unit used in the present invention, a copolymer of at least one type of acrylic acid or alkyl methacrylate and a bisphenol A type (meth) acrylate is preferable. . Further, a combination of a bifunctional di (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate is also preferable.
[0036]
The content of the component unit derived from acrylic acid or methacrylic acid ester is usually 20 to 55 parts by weight, preferably 30 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin having an imide ring. Examples of the acrylic acid and alkyl methacrylate include methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, and the like. If the amount is less than 20 parts by weight, the adhesive strength becomes poor, and if it exceeds 55 parts by weight, the adhesion to the protective film becomes more than necessary.
[0037]
In addition, by introducing acrylic acid or methacrylic acid ester of a UV-curable resin having a hydroxyl group such as a hydroxy group in the molecule, the adhesion to the adherend and the properties of the adhesive can be easily controlled. .
[0038]
By further mixing the photopolymerization initiator (E-2) with the ultraviolet-curable adhesive component, the curing time and the amount of light irradiation during ultraviolet irradiation can be reduced. It is also an important component for peeling off from the substrate and using it as a die attach film.
[0039]
Specific examples of such a photopolymerization initiator (E-2) include benzophenone, acetophenone, benzoin, benzoin isobutyl ether, methyl benzoin benzoate, benzoin benzoic acid, benzoin methyl ether, benzyl phenyl sulfide, benzyl, and dibenzyl. , Diacetyl and the like.
[0040]
The ultraviolet-curable pressure-sensitive adhesive component used in the present invention preferably comprises the above components (E-1) to (E-2), and the mixing ratio thereof is appropriately set according to the characteristics of each component. Generally, it is preferable to use the component (E-2) in an amount of preferably 3 to 30 parts by weight, more preferably about 5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the component (E-1). If the amount is less than 3 parts by weight, the effect of the photoinitiator is weak, and if it exceeds 30 parts by weight, the reactivity becomes high and the preservability deteriorates.
[0041]
The adhesive layer of the present invention may contain a filler, and the average particle diameter of the filler is preferably 0.1 to 25 μm. If the average particle diameter is less than 0.1 μm, the effect of adding a filler is small, and if it exceeds 25 μm, the adhesive strength as a film may be reduced.
[0042]
As the filler used for the adhesive layer of the present invention, silver, titanium oxide, silica, mica and the like are preferable.
[0043]
The content of the filler is preferably 0% to 30% by weight, and if it exceeds 30%, the film becomes brittle and the adhesiveness is reduced.
[0044]
As a method for producing a die attach film with a dicing sheet function of the present invention, first, on a release sheet, a varnish-like adhesive resin composition comprising the above components, a comma coater, a die coater, a gravure coater, and the like, generally According to a well-known method, it is applied and dried to form an adhesive layer. Thereafter, the release sheet is removed to form a pressure-sensitive adhesive film, which is laminated on a light-transmitting substrate, and further a protective film is laminated on the adhesive film to form a protective film, a pressure-sensitive adhesive layer, and a light-transmitting layer. A die attach film having a dicing sheet function comprising a substrate can be obtained.
Alternatively, a dicing sheet comprising a protective film (release sheet), an adhesive layer, and a light-transmitting substrate, which is laminated on a light-transmitting substrate on the adhesive layer formed on the release sheet. A die attach film with a function can be obtained.
[0045]
Or, on a light-transmitting substrate, directly apply the adhesive composition in the same manner, dried, protective film by laminating a protective film on the adhesive film, a protective film, an adhesive layer, and It can be obtained as a die attach film having a dicing sheet function composed of a light transmitting substrate.
[0046]
The thickness of the adhesive layer thus formed is preferably 3 to 100 μm, and more preferably 10 to 75 μm. When the thickness is less than 3 μm, the effect as a pressure-sensitive adhesive is reduced.
[0047]
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is as follows. First, after attaching the adhesive layer of the die attach film having a dicing sheet function of the present invention on the back surface of the silicon wafer at room temperature or under mild conditions, the silicon wafer with the die attach film is removed. A semiconductor which is fixed on a dicing apparatus via a die attach film as a dicing film, and is cut into individual dies by cutting the silicon wafer with the die attach film into individual dies using a cutting means such as a dicing saw. Get chips.
[0048]
Subsequently, ultraviolet light (center wavelength = approximately 365 nm) is applied to the light transmitting substrate surface of the die attach film attached to the semiconductor chip obtained as described above. Usually, the illuminance is 20 to 500 mJ / cm ² The irradiation time is set in the range of 5 to 600 seconds. Various conditions can be set according to the above-described ultraviolet irradiation.
[0049]
Next, only the light-transmitting substrate is peeled off while the die attach film remains fixed on the back surface of the semiconductor chip.
[0050]
In this way, the semiconductor chip to which the adhesive layer of the die attach film is fixed is directly bonded to the metal lead frame or the substrate via the adhesive layer by heating and pressure bonding. it can. The heating and pressing conditions are usually a heating temperature of 100 to 300 ° C. and a pressing time of 1 to 10 seconds, preferably a heating of 100 to 200 ° C. and a pressing time of 1 to 5 seconds. Subsequently, by heating, the epoxy resin in the die attach film is cured, and a semiconductor device in which a semiconductor chip and a lead frame, a substrate, and the like are firmly bonded can be obtained. The heating temperature in this case is usually about 100 to 300 ° C, preferably about 150 to 250 ° C, and the heating time is usually 1 to 240 minutes, preferably 10 to 60 minutes.
[0051]
The finally cured die attach film has high heat resistance, and a resin component having an imide ring not involved in thermosetting contained in the die attach film, for example, a cured product of a high heat resistant polyimide resin, It has low brittleness, excellent shear strength, high impact resistance and heat resistance.
[0052]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
[0053]
(A) Resin component containing imide ring
(C-1) Silicone-modified polyimide resin, specifically, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (0.15 mol) and α, ω-bis (3-aminopropyl) as diamine components ) 4,4'-Oxydiphthalic dianhydride (0.15 mol) 3,3 ', 4,4'-biphenyltetraacid as an acid component based on polydimethylsiloxane (average molecular weight 837) (0.15 mol) A polyimide resin soluble in anisole using carboxylic dianhydride was obtained. The molecular weight is Mw = 50,000.
[0054]
(B) a resin component containing an epoxy group
[(B-1) epoxy resin]
(B-1-1) Cresol novolak epoxy resin (trade name: EOCN-1020-80, epoxy equivalent: 200 g / eq, manufacturer: Nippon Kayaku Co., Ltd.)
(C) Resin component containing phenolic hydroxyl group
Phenol aralkyl resin (trade name: XL-225-LL, manufacturer: Mitsui Chemicals)
(D) Molecular aggregate component
(D-1) Tetra-substituted phosphonium (X) is tetraphenylphosphonium, and compound (Y) is 4,4'-sulfonyldiphenol
(D-2) Tetra-substituted phosphonium (X) is tetraphenylphosphonium, compound (Y) is bis (4-hydroxyphenyl) methane
(E) UV-curable adhesive component
[(E-1) (meth) acrylate monomer] 1,6-hexanediol dimethacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
[(E-2) Photopolymerization initiator] 2,2-dimethoxyki-1,2-diphenylethan-1-one (manufactured by Ciba-Geigy Corporation)
(F) Filler
(F-1) Silica filler SP-4B (average particle size 4 μm) (manufacturer: Fuso Chemical Co., Ltd.)
(G) Imidazole
(G-1) Imidazole compound (trade name: 1B2MZ, manufacturer: Shikoku Chemicals)
[0055]
Light transmissive substrate
A 100 μm thick film of Cleartech CT-H817 (manufactured by Kuraray), comprising 60 parts by weight of Hibra and 40 parts by weight of polypropylene, was formed with an extruder.
[0056]
<< Example 1 >>
The components were mixed at the ratios shown in Table 1 to obtain an adhesive composition. This adhesive composition was applied to a polyethylene terephthalate substrate of 100 μm and dried to obtain an adhesive film. This adhesive film is laminated with a light-transmitting substrate to form a protective film (polyethylene terephthalate substrate), a pressure-sensitive adhesive layer, and a die attach film with a dicing sheet function comprising a light-transmitting substrate. Produced.
After the protective film of the die attach film was peeled off, a semiconductor wafer was stuck to the surface of the adhesive layer, fixed and held, and a dicing saw was used to rotate the spindle at 50,000 rpm at a cutting speed of 50 mm / sec. It was cut to chip size. Then, ultraviolet rays were irradiated at 250 mJ / cm for 20 seconds. ² After irradiating the integrated amount of light, the light-transmitting substrate is peeled off from the semiconductor chip remaining on the die attach film, and then the semiconductor chip is connected to a lead frame of a 42-alloy alloy at 180 ° C. Crimping was performed under the conditions of -1 MPa-1.0 sec, die bonding was performed, and each item as a dicing sheet and a die attach film was evaluated. The results are shown in Tables 2 and 3.
[0057]
<< Example 2 >>
The same operation as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the adhesive component was changed as shown in Table 1.
[0058]
<< Comparative Example 1 >>
The same operation as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the adhesive component was changed as shown in Table 1.
[0059]
[Table 1]

[0060]
[Table 2]

[0061]
[Table 3]

[0062]
The following evaluation methods were used to evaluate the examples and the comparative examples.
(1) Curing property evaluation
1) Residual heat after curing (preservation evaluation)
Immediately after preparation using a film sample, the initial curing calorific value after irradiation with 300 mJ / cm2 of UV and the curing calorific value after storage treatment at 40 ° C for 4 days were measured, and the preservation treatment for the initial curing calorific value (mJ / mg) was measured. The percentage of post-curing exotherm (mJ / mg) was calculated. Units%. The closer this value is to 100%, the higher the storage stability.
2) Curing start temperature and curing peak temperature (rapid curability evaluation)
Similarly, the calorific value was measured, and the part where the exothermic reaction peak rises was defined as the curing start temperature, and the peak top was defined as the curing peak temperature. The smaller the difference, the higher the quick-curing property. Evaluation of the curing characteristics was measured using a differential scanning calorimeter (DSC).
(2) Scattering of chips after dicing
After dicing the semiconductor wafer, the evaluation was performed by measuring the number of semiconductor chips peeled off from the die attach film due to weak adhesion. (3) Chipping characteristics
：: The width of the chip is 30 μm or less at the maximum.
Δ: The width of the chip is 30 to 50 μm at the maximum.
×: The width of the chip is 50 μm or more at the maximum.
(4) Pickup properties
The semiconductor wafer was irradiated with ultraviolet light after dicing to evaluate whether the semiconductor chip with the die attach film could be picked up from the light-transmitting substrate.
：: Almost all chips can be picked up
Δ: 50 to 90% of the diced chips can be picked up
×: Pickup of 50% or less
(5) Initial adhesion as die attach film
The semiconductor chip with the die attach film was die-bonded to a 42-alloy alloy lead frame under the conditions of 180 ° C.-1 MPa-1.0 sec, and the shear strength between the chip and the lead frame was measured and evaluated in an untreated state.
(6) Adhesion after moisture absorption
After subjecting the measurement sample die-bonded in the above (3) to a moisture absorption treatment at 85 ° C./85% RH / 168 hours, the shear strength between the chip and the lead frame was measured and evaluated.
：: Shear strength is 1 MPa or more
Δ: Shear strength is 0.5 to 1.0 MPa
×: Shear strength less than 0.5 MPa
(7) UV absorption
The UV absorption was measured by applying ultraviolet light of 200 nm to 375 nm as an ultraviolet light absorption rate to the adhesive layer, and measuring the absorption rate with an absorbance meter.
[0063]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesive agent for die bonding which is excellent in quick-curing property and storage stability is obtained, the uniformity of thickness, the adhesive strength, and the shear strength characteristics are excellent, and a wafer is stuck under mild conditions and dicing is performed at the time of dicing. A function as a dicing sheet having excellent chipping resistance and crack characteristics as a film can be provided. A semiconductor device using the same has impact resistance and heat resistance equal to or higher than the conventional liquid epoxy die attach material.

Claims (7)

(A) a compound having two or more imide rings in one molecule, (B) a compound having two or more epoxy groups in one molecule, (C) a compound having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and ( D) a molecular association of a tetra-substituted phosphonium (X) and a conjugate base which is a phenoxide type compound obtained by removing one hydrogen from a compound (Y) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. An adhesive for die bonding, comprising: 2. The adhesive for die bonding according to claim 1, wherein the compound having two or more imide rings in one molecule is a polyimide resin. The compound (Y) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule is selected from dihydroxybenzenes, trihydroxybenzenes, bisphenols, biphenols, dihydroxynaphthalenes, phenol novolak resins, and phenol aralkyl resins. The adhesive for die bonding according to claim 1 or 2, which is at least one kind. The adhesive for die bonding according to any one of claims 1 to 3, wherein the tetra-substituted phosphonium (X) is tetraphenylphosphonium. A dicing sheet comprising the adhesive for die bonding according to any one of claims 1 to 4 and a light-transmitting substrate, which can be stuck at a low temperature of 50 ° C or less to the back surface of a wafer on which a large number of semiconductor elements are formed. Die attach film with function. (A) bonding the back surface of the silicon wafer with the die attach film having a dicing sheet function according to claim 5 at 50 ° C. or less;
(B) a step of dicing the silicon wafer and separating it into individual dies;
(C) a step of irradiating the adhesive layer surface with ultraviolet rays after dicing to cure the contact interface between the adhesive layer and the light-transmitting substrate;
(D) a pick-up step in which after the adhesive layer is cured by ultraviolet light, the die having the adhesive layer remaining on the back surface is peeled off and taken out of the light-transmitting substrate;
(E) a step of heating and bonding the die to a lead frame or a substrate via an adhesive. A semiconductor device comprising a semiconductor element and a lead frame or a substrate bonded by the die bonding adhesive according to claim 1.