JP2010258240A - Insulating adhesive sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボンディング用ツールの汚染を防ぎ、接続信頼性が高く、接着剤層の厚みを均一にしながら半導体チップを簡便に実装することができる絶縁接着シートに関する。また、本発明は、該絶縁接着シートを用いる半導体チップの実装方法に関する。 The present invention relates to an insulating adhesive sheet that prevents contamination of a bonding tool, has high connection reliability, and can easily mount a semiconductor chip while making the thickness of an adhesive layer uniform. The present invention also relates to a method for mounting a semiconductor chip using the insulating adhesive sheet.
近年、半導体装置の小型化、高集積化が進展し、フリップチップや複数の薄研削した半導体チップを積層したスタックドチップ等が生産されるようになった。同時に半導体チップの高集積実装方法も種々の方法が提案されているが、現在では、半導体チップの接着には絶縁接着剤を用いてなされることが多い（特許文献１、２等）。 In recent years, miniaturization and high integration of semiconductor devices have progressed, and a flip chip and a stacked chip in which a plurality of thinly ground semiconductor chips are stacked have been produced. At the same time, various methods for highly integrated mounting of semiconductor chips have been proposed, but at present, semiconductor chips are often bonded using an insulating adhesive (Patent Documents 1, 2, etc.).
このような小型チップは、例えば、フリップチップ実装を用いた以下のような方法により製造される。
まず、金、銅、銀−錫ハンダ、アルミニウム、ニッケル等からなる複数の突起（バンプ）が電極として表面に形成されたウエハに、バックグラインドテープと呼ばれる粘着テープを貼付し、この状態でウエハを所定の厚さにまで研削する。研削終了後、バックグラインドテープを剥離する。次いで、ウエハをダイシングして個々の半導体チップとし、得られた半導体チップを、他の半導体チップや基板上にフリップチップ実装によりボンディングする。その後、アンダーフィル剤を充填して硬化する。しかしながら、このような工程は極めて煩雑であるという問題がある。
Such a small chip is manufactured by, for example, the following method using flip chip mounting.
First, an adhesive tape called a back grind tape is attached to a wafer on which a plurality of protrusions (bumps) made of gold, copper, silver-tin solder, aluminum, nickel, etc. are formed as electrodes, and the wafer is bonded in this state. Grind to a predetermined thickness. After grinding, the back grind tape is peeled off. Next, the wafer is diced into individual semiconductor chips, and the obtained semiconductor chips are bonded to other semiconductor chips or substrates by flip chip mounting. Thereafter, the underfill agent is filled and cured. However, there is a problem that such a process is extremely complicated.
そこで、より簡便な方法として、バックグラインドテープを剥離する代わりに、バックグラインドテープの接着剤層をウエハ上に残したまま基材だけを剥離し、得られた半導体チップを、接着剤層を介して他の半導体チップや基板上にフリップチップ実装する方法が提案されている。 Therefore, as a simpler method, instead of peeling the back grind tape, only the base material is peeled while leaving the adhesive layer of the back grind tape on the wafer, and the obtained semiconductor chip is passed through the adhesive layer. A method of flip chip mounting on another semiconductor chip or substrate has been proposed.
例えば、特許文献３には、基材と、基材上に形成された層間接着用接着剤層とからなる粘着シートの層間接着用接着剤層とウエハとを貼り合わせる工程１、ウエハを、粘着シートに固定した状態で研削する工程２、研削後のウエハから、層間接着用接着剤層を残して基材を剥離して、層間接着用接着剤層が付着したウエハを得る工程３を有する半導体の製造方法が開示されている。特許文献３の方法によれば、極めて簡便に、薄研削された層間接着剤付きのウエハを得ることができ、得られたウエハを用いて半導体装置が得られることが記載されている。 For example, Patent Document 3 discloses a process 1 in which an adhesive layer for interlayer adhesion of a pressure-sensitive adhesive sheet composed of a base material and an adhesive layer for interlayer adhesion formed on the base material is bonded to the wafer, Semiconductor having step 2 for grinding in a state of being fixed to a sheet, and step 3 for obtaining a wafer having an adhesive layer for adhesion between layers removed from the ground wafer by removing the base material while leaving an adhesive layer for interlayer adhesion A manufacturing method is disclosed. According to the method of Patent Document 3, it is described that a wafer with an interlayer adhesive that has been thinly ground can be obtained very simply, and a semiconductor device can be obtained using the obtained wafer.
特許文献３のような方法により半導体チップを実装する場合には、通常、接着剤層が付着したウエハをダイシングして個片化し、得られた接着剤層が付着した半導体チップを、基板又は他の半導体チップ上にボンディングする。
しかしながら、ボンディング時の加熱接着温度において接着剤層は低粘度の溶融状態となり、流動性が高いことから、ボンディング用ツールが汚染されて生産効率が低下することが問題である。更に、突起電極（バンプ）を接合する高温条件では接着剤層は過剰な流動性を示すことから、電極間の厚みの制御が難しく、厚みのばらつきによって電極の信頼性にばらつきが生じていた。
When mounting a semiconductor chip by a method such as Patent Document 3, usually, a wafer to which an adhesive layer is attached is diced into individual pieces, and the obtained semiconductor chip to which an adhesive layer is attached is attached to a substrate or another substrate. Bonding on the semiconductor chip.
However, since the adhesive layer is in a low-viscosity molten state and has high fluidity at the heating and bonding temperature at the time of bonding, there is a problem that the bonding tool is contaminated and the production efficiency is lowered. Furthermore, since the adhesive layer exhibits excessive fluidity under the high temperature conditions for bonding the protruding electrodes (bumps), it is difficult to control the thickness between the electrodes, and the reliability of the electrodes varies due to the variation in thickness.
本発明は、ボンディング用ツールの汚染を防ぎ、接続信頼性が高く、接着剤層の厚みを均一にしながら半導体チップを簡便に実装することができる絶縁接着シートを提供することを目的とする。また、本発明は、該絶縁接着シートを用いる半導体チップの実装方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an insulating adhesive sheet that prevents contamination of a bonding tool, has high connection reliability, and can easily mount a semiconductor chip while making the thickness of an adhesive layer uniform. Another object of the present invention is to provide a semiconductor chip mounting method using the insulating adhesive sheet.
本発明は、表面に突起電極を有する半導体チップの実装に用いられる絶縁接着シートであって、基材フィルムと接着剤層とからなり、前記接着剤層は、光硬化性化合物、熱硬化性化合物、光重合開始剤及び熱硬化剤を含有する光熱硬化性接着剤組成物からなり、前記接着剤層にエネルギー線を照射して得られる半硬化した接着剤層は、ゲル分率が１０〜６０重量％であり、かつ、加熱接着温度においてキャピラリレオメータ法により２ｍｍφノズルで測定した最低粘度が、３０００Ｐａ・ｓ以上である絶縁接着シートである。
以下、本発明を詳述する。
The present invention is an insulating adhesive sheet used for mounting a semiconductor chip having a protruding electrode on the surface, and comprises a base film and an adhesive layer, wherein the adhesive layer is a photocurable compound or a thermosetting compound. A semi-cured adhesive layer comprising a photothermosetting adhesive composition containing a photopolymerization initiator and a thermosetting agent and obtained by irradiating the adhesive layer with energy rays has a gel fraction of 10-60. It is an insulating adhesive sheet having a minimum viscosity of 3000 Pa · s or more measured by a 2 mmφ nozzle by a capillary rheometer method at a heating adhesion temperature.
The present invention is described in detail below.
本発明者らは、基材フィルムと接着剤層とからなる絶縁接着シートであって、該接着剤層が、所定の光熱硬化性接着剤組成物からなるとともに半硬化後に所定のゲル分率及び粘度特性を有する絶縁接着シートを用いることにより、接着剤によるボンディング用ツールの汚染を防ぎながら、接続信頼性が高く、接着剤層の厚みを均一にしながら半導体チップを簡便に実装することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors are an insulating adhesive sheet comprising a base film and an adhesive layer, wherein the adhesive layer comprises a predetermined photothermosetting adhesive composition and has a predetermined gel fraction after semi-curing and By using an insulating adhesive sheet having viscosity characteristics, it is possible to mount a semiconductor chip easily while maintaining high connection reliability and uniform thickness of the adhesive layer while preventing contamination of the bonding tool by the adhesive. The headline and the present invention have been completed.
本発明者の絶縁接着シートは、基材フィルムを有する。
上記基材フィルムは特に限定されず、例えば、ポリオレフィン、アクリレート、ポリカーボネート、塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、ウレタン、ポリイミド等の樹脂からなる透明なフィルム、網目状構造を有するフィルム、孔が開けられたフィルム等が挙げられる。
The insulative adhesive sheet of the present inventor has a base film.
The base film is not particularly limited, for example, a transparent film made of a resin such as polyolefin, acrylate, polycarbonate, vinyl chloride, ABS, polyethylene terephthalate (PET), nylon, urethane, polyimide, a film having a network structure, Examples thereof include a film having a hole.
上記基材フィルムは、表面に離型処理が施されていないことが好ましい。
上記基材フィルムの表面に離型処理が施されていないことから、得られる絶縁接着シートを、表面に突起電極が形成されたウエハと貼り合わせてウエハを研削した後、上記基材フィルムを剥離する際、突起電極の表面に後述する接着剤層の接着剤が残存することを抑制することができる。これは、突起電極の表面よりも、表面に離型処理が施されていない基材フィルム側に接着剤が付着しやすいためである。突起電極の表面に残存する接着剤量を減らすことにより、高い接続信頼性を実現することができる。
なお、本発明の絶縁接着シートを、表面に突起電極が形成されたウエハと貼り合わせてウエハを研削した後、上記基材フィルムを剥離する際には、後述する接着剤層を半硬化させた後で上記基材フィルムを剥離することにより、表面に離型処理が施されていなくても上記基材フィルムを剥離することが可能である。
The base film is preferably not subjected to a release treatment on the surface.
Since the surface of the base film is not subjected to mold release treatment, the obtained insulating adhesive sheet is bonded to a wafer having a protruding electrode formed on the surface, and after grinding the wafer, the base film is peeled off. When doing, it can suppress that the adhesive agent of the adhesive bond layer mentioned later remains on the surface of a protruding electrode. This is because the adhesive is more likely to adhere to the base film side that has not been subjected to the mold release treatment than the surface of the protruding electrode. High connection reliability can be realized by reducing the amount of adhesive remaining on the surface of the protruding electrode.
In addition, after bonding the insulating adhesive sheet of the present invention to a wafer having a protruding electrode formed on the surface and grinding the wafer, the adhesive layer described later was semi-cured when the substrate film was peeled off By peeling off the base film later, it is possible to peel off the base film even if the surface is not subjected to a mold release treatment.
また、上記基材フィルムの表面に離型処理が施されていないことから、上記基材フィルムに含まれる離型剤が、後述する接着剤層に移行することがなく、得られる絶縁接着シートの接着性能を高めることができる。 Moreover, since the release treatment is not performed on the surface of the base film, the release agent contained in the base film does not migrate to the adhesive layer described later, and the insulating adhesive sheet obtained Adhesion performance can be improved.
上記基材フィルムの厚みは特に限定されないが、好ましい下限は１２μｍ、好ましい上限は３００μｍである。上記基材フィルムの厚みが１２μｍ未満であると、得られる絶縁接着シートを、表面に突起電極が形成されたウエハと貼り合わせてウエハの研削を行う際、ウエハを保護したり、後述する接着剤層を平坦化したりする能力が不足することがある。上記基材フィルムの厚みが３００μｍを超えると、得られる絶縁接着シートを、表面に突起電極が形成されたウエハと貼り合わせてウエハを研削した後、上記基材フィルムを剥離する際、ウエハに過剰の応力を発生させることがある。 Although the thickness of the said base film is not specifically limited, A preferable minimum is 12 micrometers and a preferable upper limit is 300 micrometers. When the substrate film has a thickness of less than 12 μm, the resulting insulating adhesive sheet is bonded to a wafer having protruding electrodes formed on the surface thereof, and when the wafer is ground, the wafer is protected or an adhesive described later The ability to planarize the layer may be insufficient. When the thickness of the substrate film exceeds 300 μm, the obtained insulating adhesive sheet is bonded to a wafer having a protruding electrode formed on the surface, and after grinding the wafer, the substrate film is excessively removed when the substrate film is peeled off. May generate stress.
本発明の絶縁接着シートは、接着剤層を有する。 The insulating adhesive sheet of the present invention has an adhesive layer.
上記接着剤層は、光硬化性化合物、熱硬化性化合物、光重合開始剤及び熱硬化剤を含有する光熱硬化性接着剤組成物からなる。
上記接着剤層が上記光熱硬化性接着剤組成物からなることにより、例えば、エネルギー線を照射することにより上記接着剤層を半硬化させた後、得られる半硬化した接着剤層は、後述するゲル分率を有し、かつ、なお充分な接着力を有することができる。従って、例えば、本発明の絶縁接着シートを、表面に突起電極が形成されたウエハと貼り合わせてウエハを研削した後、上記接着剤層を半硬化させ、次いで、上記基材フィルムを剥離することにより半硬化した接着剤層が付着したウエハを製造することができ、更に、得られたウエハを用いて半導体チップを簡便に実装することができる。
The said adhesive bond layer consists of a photothermosetting adhesive composition containing a photocurable compound, a thermosetting compound, a photoinitiator, and a thermosetting agent.
When the adhesive layer is made of the photothermosetting adhesive composition, for example, the adhesive layer obtained after semi-curing the adhesive layer by irradiating energy rays will be described later. It has a gel fraction and can still have sufficient adhesion. Therefore, for example, after bonding the insulating adhesive sheet of the present invention to a wafer having a protruding electrode formed on the surface and grinding the wafer, the adhesive layer is semi-cured and then the base film is peeled off Thus, a wafer to which a semi-cured adhesive layer is adhered can be manufactured, and further, a semiconductor chip can be easily mounted using the obtained wafer.
また、上記接着剤層が上記光熱硬化性接着剤組成物からなることにより、例えば、エネルギー線を照射することにより上記接着剤層を半硬化させた後、得られる半硬化した接着剤層は、後述する粘度特性を有することができ、ボンディング時の加熱接着温度における流動性が抑えられる。従って、例えば、本発明の絶縁接着シートを用いて得られた半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを、基板又は他の半導体チップにボンディングする際、ボンディング時の加熱接着温度において、接着剤によりボンディング用ツールが汚染されることを抑制したり、接着後の接着剤層の厚みを均一にしたりすることができる。 In addition, when the adhesive layer is made of the photothermosetting adhesive composition, for example, after semi-curing the adhesive layer by irradiating energy rays, the semi-cured adhesive layer obtained is It can have the viscosity characteristics described later, and the fluidity at the heat bonding temperature at the time of bonding is suppressed. Therefore, for example, when a semiconductor chip to which a semi-cured adhesive layer obtained using the insulating adhesive sheet of the present invention is attached is bonded to a substrate or another semiconductor chip, the adhesive is heated at the bonding temperature at the time of bonding. Thus, contamination of the bonding tool can be suppressed, and the thickness of the adhesive layer after bonding can be made uniform.
上記光硬化性化合物は特に限定されず、例えば、エネルギー線の刺激により架橋反応を起こす反応基を分子内に有する化合物が挙げられる。上記エネルギー線の刺激により架橋反応を起こす反応基を分子内に有する化合物は特に限定されず、例えば、ラジカルにより架橋可能な二重結合を有するアクリル樹脂等が挙げられる。
上記アクリル樹脂は特に限定されず、例えば、イソボロニルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート等からなる分子量５万〜６０万程度の重合体又は共重合体に、二重結合で反応するようにメタクリレート基をウレタン結合で結合させた樹脂等が挙げられる。なかでも、二重結合の量が約１ｍｅｑ／ｇであるアクリレート、メタクリレートの重合体又は共重合体が好ましい。これらのアクリル樹脂は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
The said photocurable compound is not specifically limited, For example, the compound which has a reactive group in a molecule | numerator which raise | generates a crosslinking reaction by stimulation of an energy ray is mentioned. The compound having in the molecule a reactive group that causes a crosslinking reaction by stimulation of the energy rays is not particularly limited, and examples thereof include an acrylic resin having a double bond that can be crosslinked by a radical.
The acrylic resin is not particularly limited. For example, it reacts with a polymer or copolymer having a molecular weight of about 50,000 to 600,000 consisting of isobornyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate and the like with a double bond. As mentioned above, a resin in which a methacrylate group is bonded by a urethane bond can be used. Among them, an acrylate or methacrylate polymer or copolymer having a double bond amount of about 1 meq / g is preferable. These acrylic resins may be used independently and may use 2 or more types together.
上記熱硬化性化合物は特に限定されないが、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。 Although the said thermosetting compound is not specifically limited, It is preferable to contain an epoxy resin.
上記エポキシ樹脂は特に限定されないが、多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂であることが好ましい。
上記熱硬化性化合物が上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂を含有することにより、得られる接着剤層の硬化物は、剛直で分子の運動が阻害されるため優れた機械的強度や耐熱性を発現し、また、吸水性が低くなるため優れた耐湿性を発現することができる。
The epoxy resin is not particularly limited, but is preferably an epoxy resin having a polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain.
When the thermosetting compound contains an epoxy resin having the polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain, the cured product of the resulting adhesive layer is rigid and has excellent mechanical properties because the movement of molecules is hindered. It exhibits strength and heat resistance, and can exhibit excellent moisture resistance due to low water absorption.
上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は特に限定されず、例えば、ジシクロペンタジエンジオキシド、ジシクロペンタジエン骨格を有するフェノールノボラックエポキシ樹脂等のジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂（以下、これらを「ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂」ともいう）、アクリルポリマー１−グリシジルナフタレン、２−グリシジルナフタレン、１，２−ジグリジジルナフタレン、１，５−ジグリシジルナフタレン、１，６−ジグリシジルナフタレン、１，７−ジグリシジルナフタレン、２，７−ジグリシジルナフタレン、トリグリシジルナフタレン、１，２，５，６−テトラグリシジルナフタレン等のナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂（以下、これらを「ナフタレン型エポキシ樹脂」ともいう）、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボネート等が挙げられる。なかでも、ジシクロペンタジエンジオキシドが好ましい。これらの多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂は、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。また、上記ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂及びナフタレン型エポキシ樹脂は、それぞれ単独で用いてもよいし、両者を併用してもよい。 The epoxy resin having the polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain is not particularly limited. For example, an epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton such as dicyclopentadiene dioxide and a phenol novolac epoxy resin having a dicyclopentadiene skeleton (hereinafter referred to as “epoxy resin”) These are also referred to as “dicyclopentadiene-type epoxy resins”), acrylic polymers 1-glycidylnaphthalene, 2-glycidylnaphthalene, 1,2-diglycidylnaphthalene, 1,5-diglycidylnaphthalene, 1,6-diglycidylnaphthalene Epoxy resins having a naphthalene skeleton such as 1,7-diglycidylnaphthalene, 2,7-diglycidylnaphthalene, triglycidylnaphthalene, 1,2,5,6-tetraglycidylnaphthalene (hereinafter referred to as “naphthalene type epoxy resin”) " U), tetra-hydroxy phenyl ethane type epoxy resins, tetrakis (glycidyloxyphenyl) ethane, 3,4-epoxy-6-methylcyclohexyl-3,4-epoxy-6-methylcyclohexane carbonate, and the like. Of these, dicyclopentadiene dioxide is preferable. These epoxy resins having a polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the said dicyclopentadiene type | mold epoxy resin and naphthalene type | mold epoxy resin may each be used independently, and may use both together.
上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、好ましい下限は５００、好ましい上限は２０００である。上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂の重量平均分子量が５００未満であると、得られる接着剤層の硬化物の機械的強度、耐熱性、耐湿性等が充分に向上しないことがある。上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂の重量平均分子量が２０００を超えると、得られる接着剤層は、接着工程での表面濡れ性が劣り、接着強度に劣ることがある。 The weight average molecular weight of the epoxy resin having the polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain is not particularly limited, but a preferable lower limit is 500 and a preferable upper limit is 2000. When the weight average molecular weight of the epoxy resin having the polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain is less than 500, the mechanical strength, heat resistance, moisture resistance, etc. of the cured product of the obtained adhesive layer are not sufficiently improved. There is. When the weight average molecular weight of the epoxy resin having the polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain exceeds 2000, the resulting adhesive layer may have poor surface wettability in the bonding step and poor bonding strength.
また、上記エポキシ樹脂として、エポキシ基を有するアクリル樹脂を用いることできる。
上記エポキシ基を有するアクリル樹脂は特に限定されず、例えば、グリシジルアクリレートとアルキルアクリレートとからなる共重合体等が挙げられる。なかでも、グリシジルアクリレートとアルキルアクリレートとからなり、エポキシ当量が約３００ｇ／ｅｑである共重合体が好ましいが、上記エポキシ樹脂のエポキシ当量は特に限定されない。
Moreover, an acrylic resin having an epoxy group can be used as the epoxy resin.
The acrylic resin having the epoxy group is not particularly limited, and examples thereof include a copolymer composed of glycidyl acrylate and alkyl acrylate. Among them, a copolymer composed of glycidyl acrylate and alkyl acrylate and having an epoxy equivalent of about 300 g / eq is preferable, but the epoxy equivalent of the epoxy resin is not particularly limited.
上記エポキシを有するアクリル樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、好ましい下限は１万、好ましい上限は１００万である。上記エポキシを有するアクリル樹脂の重量平均分子量が１万未満であると、得られる光熱硬化性接着剤組成物をフィルム化するのが困難であったり、硬化物の接着力が不足したりすることがある。上記エポキシを有するアクリル樹脂の重量平均分子量が１００万を超えると、得られる接着剤層は表面濡れ姓が劣り、接合信頼性が劣ることがある。 The weight average molecular weight of the acrylic resin having the epoxy is not particularly limited, but a preferable lower limit is 10,000 and a preferable upper limit is 1,000,000. When the weight average molecular weight of the acrylic resin having the epoxy is less than 10,000, it may be difficult to form a film of the resulting photothermosetting adhesive composition, or the adhesive strength of the cured product may be insufficient. is there. When the weight average molecular weight of the acrylic resin having an epoxy exceeds 1,000,000, the resulting adhesive layer may have poor surface wetting and poor bonding reliability.
上記光硬化性化合物と上記熱硬化性化合物との配合比は特に限定されないが、上記熱硬化性化合物１００重量部に対する上記光硬化性化合物の配合量の好ましい下限は２０重量部、好ましい上限は４０重量部である。上記光硬化性化合物の配合量が２０重量部未満であると、例えば、得られる接着剤層にエネルギー線を照射して半硬化させても、半硬化した接着剤層が、ダイシング工程で綺麗に切断することが困難となったり、接合時にボンディング用ツールを汚染したりすることがあり。上記光硬化性化合物の配合量が４０重量部を超えると、得られる接着剤層の硬化物の耐熱性が不足することがある。上記熱硬化性化合物１００重量部に対する上記光硬化性化合物の配合量のより好ましい下限は２５重量部、より好ましい上限は３０重量部である。 The blending ratio of the photocurable compound and the thermosetting compound is not particularly limited, but the preferred lower limit of the blending amount of the photocurable compound with respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound is 20 parts by weight, and the preferred upper limit is 40. Parts by weight. When the blending amount of the photocurable compound is less than 20 parts by weight, for example, even if the resulting adhesive layer is irradiated with energy rays and semi-cured, the semi-cured adhesive layer is clean in the dicing process. It may be difficult to cut or contaminate the bonding tool during bonding. When the compounding quantity of the said photocurable compound exceeds 40 weight part, the heat resistance of the hardened | cured material of the adhesive bond layer obtained may be insufficient. The more preferable lower limit of the blending amount of the photocurable compound with respect to 100 parts by weight of the thermosetting compound is 25 parts by weight, and the more preferable upper limit is 30 parts by weight.
上記光重合開始剤は特に限定されず、例えば、２５０〜８００ｎｍの波長の光を照射することにより活性化される光重合開始剤が挙げられる。
上記２５０〜８００ｎｍの波長の光を照射することにより活性化される光重合開始剤として、例えば、メトキシアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体化合物や、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル系化合物や、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジエチルケタール等のケタール誘導体化合物や、フォスフィンオキシド誘導体化合物や、ビス（η５−シクロペンタジエニル）チタノセン誘導体化合物、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、クロロチオキサントン、トデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、α−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシメチルフェニルプロパン等の光ラジカル重合開始剤が挙げられる。これらの光重合開始剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
The said photoinitiator is not specifically limited, For example, the photoinitiator activated by irradiating the light with a wavelength of 250-800 nm is mentioned.
Examples of the photopolymerization initiator activated by irradiation with light having a wavelength of 250 to 800 nm include acetophenone derivative compounds such as methoxyacetophenone, benzoin ether compounds such as benzoinpropyl ether and benzoin isobutyl ether, and benzyl Ketal derivative compounds such as dimethyl ketal and acetophenone diethyl ketal, phosphine oxide derivative compounds, bis (η5-cyclopentadienyl) titanocene derivative compounds, benzophenone, Michler ketone, chlorothioxanthone, todecylthioxanthone, dimethylthioxanthone, diethylthioxanthone, Examples include photo radical polymerization initiators such as α-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-hydroxymethylphenylpropane. These photoinitiators may be used independently and may use 2 or more types together.
上記光重合開始剤の配合量は特に限定されないが、上記光硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限は０．０５重量部、好ましい上限は５重量部である。上記光重合開始剤の配合量が０．０５重量部であると、例えば、得られる接着剤層にエネルギー線を照射しても、半硬化させることができないことがある。上記光重合開始剤の配合量が５重量部を超えても特に接着剤層の光硬化性に寄与しない。 Although the compounding quantity of the said photoinitiator is not specifically limited, The preferable minimum with respect to 100 weight part of said photocurable compounds is 0.05 weight part, and a preferable upper limit is 5 weight part. When the blending amount of the photopolymerization initiator is 0.05 parts by weight, for example, even when the obtained adhesive layer is irradiated with energy rays, it may not be semi-cured. Even if the blending amount of the photopolymerization initiator exceeds 5 parts by weight, it does not particularly contribute to the photocurability of the adhesive layer.
上記熱硬化剤は特に限定されず、例えば、上記熱硬化性化合物がエポキシ樹脂を含有する場合には、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸等の加熱硬化型酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤、アミン系硬化剤、ジシアンジアミド等の潜在性硬化剤、カチオン系触媒型硬化剤等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂用硬化剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、酸無水物系硬化剤が好ましい。上記熱硬化剤として酸無水物系硬化剤を用いると、硬化物の酸性度を中和することができ、電極の信頼性を高めるとともに、熱硬化速度が速いため、硬化物におけるボイドの発生を効果的に低減することができ、得られる絶縁接着シートを用いて高い接着信頼性を実現することができる。 The thermosetting agent is not particularly limited. For example, when the thermosetting compound contains an epoxy resin, a thermosetting acid anhydride-based curing agent such as trialkyltetrahydrophthalic anhydride, a phenol-based curing agent, Examples thereof include latent curing agents such as amine-based curing agents and dicyandiamide, and cationic catalyst-type curing agents. These epoxy resin curing agents may be used alone or in combination of two or more. Of these, acid anhydride curing agents are preferred. When an acid anhydride-based curing agent is used as the thermosetting agent, the acidity of the cured product can be neutralized, and the reliability of the electrode is increased and the thermal curing rate is fast, so that voids are generated in the cured product. It can reduce effectively, and high adhesive reliability can be implement | achieved using the insulating adhesive sheet obtained.
上記熱硬化剤の配合量は特に限定されないが、上記熱硬化性化合物の官能基と等量反応する熱硬化剤を用いる場合には、上記熱硬化性化合物の官能基量に対する好ましい下限が９０当量、好ましい上限が１１０当量である。上記熱硬化剤の配合量が９０当量未満であると、例えば、得られる接着剤層にエネルギーを照射した後、半硬化した接着剤層を加熱しても、充分に硬化させることができないことがある。上記熱硬化剤の配合量が１１０当量を超えても特に接着剤層の熱硬化性に寄与しない。
また、触媒として機能する熱硬化剤を用いる場合には、上記熱硬化剤の配合量は、上記熱硬化性化合物１００重量部に対する好ましい下限が１重量部、好ましい上限が２０重量部である。上記熱硬化剤の配合量が１重量部未満であると、例えば、得られる接着剤層にエネルギーを照射した後、半硬化した接着剤層を加熱しても、充分に硬化させることができないことがある。上記熱硬化剤の配合量が２０重量部を超えても特に接着剤層の熱硬化性に寄与しない。
The blending amount of the thermosetting agent is not particularly limited, but when a thermosetting agent that reacts with the functional group of the thermosetting compound in an equivalent amount is used, a preferable lower limit with respect to the functional group amount of the thermosetting compound is 90 equivalents. The preferred upper limit is 110 equivalents. When the blending amount of the thermosetting agent is less than 90 equivalents, for example, after the obtained adhesive layer is irradiated with energy, even if the semi-cured adhesive layer is heated, it cannot be sufficiently cured. is there. Even if the compounding quantity of the said thermosetting agent exceeds 110 equivalent, it does not contribute to the thermosetting property of an adhesive bond layer especially.
Moreover, when using the thermosetting agent which functions as a catalyst, as for the compounding quantity of the said thermosetting agent, the preferable minimum with respect to 100 weight part of said thermosetting compounds is 1 weight part, and a preferable upper limit is 20 weight part. When the amount of the thermosetting agent is less than 1 part by weight, for example, the irradiated adhesive layer is irradiated with energy, and then the semi-cured adhesive layer cannot be sufficiently cured even if heated. There is. Even if the blending amount of the thermosetting agent exceeds 20 parts by weight, it does not particularly contribute to the thermosetting of the adhesive layer.
上記光熱硬化性接着剤組成物は、更に、上記エポキシ樹脂と反応する官能基を有する固形ポリマーを含有してもよい。
上記エポキシ基と反応する官能基を有する固形ポリマーは特に限定されず、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等を有する樹脂が挙げられる。なかでも、エポキシ基を有する高分子ポリマーが好ましい。
The photothermosetting adhesive composition may further contain a solid polymer having a functional group that reacts with the epoxy resin.
The solid polymer having a functional group that reacts with the epoxy group is not particularly limited, and examples thereof include resins having an amino group, a urethane group, an imide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, and the like. Among these, a polymer having an epoxy group is preferable.
上記エポキシ基を有する高分子ポリマーを含有することにより、接着剤層の硬化物は、優れた可撓性を発現することができる。
従って、例えば、上記光熱硬化性接着剤組成物が、上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂と上記エポキシ基を有する高分子ポリマーとを含有する場合、得られる接着剤層の硬化物は、上記多環式炭化水素骨格を主鎖に有するエポキシ樹脂に由来する優れた機械的強度、優れた耐熱性及び優れた耐湿性と、上記エポキシ基を有する高分子ポリマーに由来する優れた可撓性とを有し、得られる絶縁接着シートを用いて、耐冷熱サイクル性、耐ハンダリフロー性、寸法安定性等に優れ、高い接着信頼性や高い導通信頼性を実現することができる。
By containing the polymer having the epoxy group, the cured product of the adhesive layer can exhibit excellent flexibility.
Therefore, for example, when the photothermosetting adhesive composition contains the epoxy resin having the polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain and the polymer polymer having the epoxy group, the resulting adhesive layer is cured. The product has excellent mechanical strength, excellent heat resistance and excellent moisture resistance derived from the epoxy resin having the polycyclic hydrocarbon skeleton in the main chain, and excellent derived from the polymer polymer having the epoxy group. Using the obtained insulating adhesive sheet, it is excellent in cold-heat cycle resistance, solder reflow resistance, dimensional stability, etc., and high adhesion reliability and high conduction reliability can be realized.
上記エポキシ基を有する高分子ポリマーは、末端及び／又は側鎖（ペンダント位）にエポキシ基を有する高分子ポリマーであれば特に限定されないが、例えば、エポキシ基含有アクリルゴム、エポキシ基含有ブタジエンゴム、ビスフェノール型高分子量エポキシ樹脂、エポキシ基含有フェノキシ樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂、エポキシ基含有ウレタン樹脂、エポキシ基含有ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらのエポキシ基を有する高分子ポリマーは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、エポキシ基を多く含み、得られる接着剤層の硬化物の機械的強度や耐熱性をより高めることができることから、エポキシ基含有アクリル樹脂が好ましい。 The polymer polymer having an epoxy group is not particularly limited as long as it is a polymer polymer having an epoxy group at a terminal and / or side chain (pendant position). For example, an epoxy group-containing acrylic rubber, an epoxy group-containing butadiene rubber, Examples thereof include bisphenol type high molecular weight epoxy resin, epoxy group-containing phenoxy resin, epoxy group-containing acrylic resin, epoxy group-containing urethane resin, and epoxy group-containing polyester resin. These polymer polymers having an epoxy group may be used alone or in combination of two or more. Among these, an epoxy group-containing acrylic resin is preferable because it contains a large amount of epoxy groups and can further increase the mechanical strength and heat resistance of the cured product of the resulting adhesive layer.
上記光熱硬化性接着剤組成物は、接着剤層の硬化速度や硬化物の物性等を調整する目的で、更に硬化促進剤を含有してもよい。
上記硬化促進剤は特に限定されず、例えば、イミダゾール系硬化促進剤、３級アミン系硬化促進剤等が挙げられる。これらの硬化促進剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、硬化速度や硬化物の物性等の調整をするための反応系の制御をしやすいことから、イミダゾール系硬化促進剤が好ましい。
The photothermosetting adhesive composition may further contain a curing accelerator for the purpose of adjusting the curing rate of the adhesive layer and the physical properties of the cured product.
The said hardening accelerator is not specifically limited, For example, an imidazole series hardening accelerator, a tertiary amine type hardening accelerator, etc. are mentioned. These hardening accelerators may be used independently and may use 2 or more types together. Of these, an imidazole-based curing accelerator is preferred because it is easy to control the reaction system for adjusting the curing speed and the physical properties of the cured product.
上記イミダゾール系硬化促進剤は特に限定されず、例えば、イミダゾールの１位をシアノエチル基で保護した１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾールや、イソシアヌル酸で塩基性を保護したイミダゾール系硬化促進剤（商品名「２ＭＡ−ＯＫ」、四国化成工業社製）等が挙げられる。これらのイミダゾール系硬化促進剤は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 The imidazole curing accelerator is not particularly limited. For example, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole in which the 1-position of imidazole is protected with a cyanoethyl group, or an imidazole curing accelerator with a basicity protected with isocyanuric acid (trade name) “2MA-OK”, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.). These imidazole type hardening accelerators may be used independently and may use 2 or more types together.
上記接着剤層の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は５μｍ、好ましい上限は１５０μｍである。上記接着剤層の厚みが５μｍ未満であると、得られる接着剤層は、硬化物の接着力が不足することがある。上記接着剤層の厚みが１５０μｍを超えると、得られる絶縁接着シートを用いて実装される半導体チップの実装体が厚くなりすぎることがある。 Although the thickness of the said adhesive bond layer is not specifically limited, A preferable minimum is 5 micrometers and a preferable upper limit is 150 micrometers. When the thickness of the adhesive layer is less than 5 μm, the resulting adhesive layer may lack the adhesive strength of the cured product. If the thickness of the adhesive layer exceeds 150 μm, the semiconductor chip mounting body mounted using the resulting insulating adhesive sheet may be too thick.
上記接着剤層は、エネルギー線を照射して得られる半硬化した接着剤層のゲル分率が１０〜６０重量％である。上記ゲル分率が１０重量％未満であると、例えば、得られる絶縁接着シートを用いて、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを製造する際、ダイシング時に上記半硬化した接着剤層ごと綺麗に切断することが困難となったり、流動性が高くなり、形状保持力が不足したりする。上記ゲル分率が６０重量％を超えると、例えば、得られる絶縁接着シートを用いて、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを製造し、得られる半導体チップを基板又は他の半導体チップにボンディングする際、上記半硬化した接着剤層の接着力が不充分となり、半導体チップをボンディングすることが困難となる。
上記半硬化した接着剤層は、ゲル分率が１５〜４０重量％であることが好ましい。
In the adhesive layer, the gel fraction of the semi-cured adhesive layer obtained by irradiating energy rays is 10 to 60% by weight. When the gel fraction is less than 10% by weight, for example, when producing a semiconductor chip to which a semi-cured adhesive layer is adhered using the resulting insulating adhesive sheet, the semi-cured adhesive layer together with the semi-cured adhesive layer It becomes difficult to cut cleanly, the fluidity becomes high, and the shape retention force is insufficient. When the gel fraction exceeds 60% by weight, for example, using the obtained insulating adhesive sheet, a semiconductor chip to which a semi-cured adhesive layer is attached is manufactured, and the obtained semiconductor chip is used as a substrate or another semiconductor chip. When bonding, the adhesive strength of the semi-cured adhesive layer becomes insufficient, and it becomes difficult to bond the semiconductor chip.
The semi-cured adhesive layer preferably has a gel fraction of 15 to 40% by weight.
なお、ゲル分率は、例えば、酢酸メチルやメチルエチルケトン等の、接着剤組成物を充分に溶解できる溶解度を有する溶剤に半硬化した接着剤層を浸透させ、充分な時間撹拌し、メッシュにろ過した後、乾燥して得られる未溶解物の量から算出することができる。 The gel fraction is, for example, infiltrated the semi-cured adhesive layer into a solvent having a solubility capable of sufficiently dissolving the adhesive composition, such as methyl acetate and methyl ethyl ketone, stirred for a sufficient time, and filtered to a mesh Thereafter, it can be calculated from the amount of undissolved material obtained by drying.
上記接着剤層は、エネルギー線を照射して得られる半硬化した接着剤層の加熱接着温度においてキャピラリレオメータ法により２ｍｍφノズルで測定した最低粘度が、３０００Ｐａ・ｓ以上である。
上記最低粘度が３０００Ｐａ・ｓ未満であると、例えば、得られる絶縁接着シートを用いて、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを製造し、得られる半導体チップを基板又は他の半導体チップにボンディングする際、ボンディング時の加熱接着温度における上記半硬化した接着剤層の流動性が高すぎるため、接着剤によりボンディング用ツールが汚染されたり、接着後の接着剤層の厚みが均一にならなかったりする。上記最低粘度は３２５０Ｐａ・ｓ以上であることが好ましく、３５００Ｐａ・ｓ以上であることがより好ましい。
なお、上記「加熱接着温度」は、金、銅、銀−錫ハンダ、アルミニウム、ニッケル等からなる突起電極が形成された半導体チップを、基板又は他の半導体チップに実装する際に一般的に用いられる温度であれば特に限定されず、具体的には、例えば、８０℃〜２３０℃の範囲内の温度や、８０℃〜１３０℃の範囲内の温度が挙げられる。
The adhesive layer has a minimum viscosity of 3000 Pa · s or more measured by a capillary rheometer method with a 2 mmφ nozzle at the heating and bonding temperature of a semi-cured adhesive layer obtained by irradiation with energy rays.
When the minimum viscosity is less than 3000 Pa · s, for example, using the obtained insulating adhesive sheet, a semiconductor chip to which a semi-cured adhesive layer is attached is manufactured, and the obtained semiconductor chip is used as a substrate or another semiconductor chip. When bonding, the fluidity of the semi-cured adhesive layer at the bonding temperature is too high, so the bonding tool is contaminated by the adhesive, and the thickness of the adhesive layer after bonding is not uniform. Or The minimum viscosity is preferably 3250 Pa · s or more, and more preferably 3500 Pa · s or more.
The above-mentioned “heat bonding temperature” is generally used when a semiconductor chip on which a protruding electrode made of gold, copper, silver-tin solder, aluminum, nickel or the like is formed is mounted on a substrate or another semiconductor chip. The temperature is not particularly limited as long as it is a temperature, and specific examples include a temperature in the range of 80 ° C to 230 ° C and a temperature in the range of 80 ° C to 130 ° C.
また、上記接着剤層は、エネルギー線を照射して得られる半硬化した接着剤層の加熱接着温度においてキャピラリレオメータ法により２ｍｍφノズルで測定した最低粘度が２００００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。上記最低粘度は、２００００Ｐａ・ｓを超える場合には、例えば、得られる絶縁接着シートを用いて、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを製造し、得られる半導体チップを基板又は他の半導体チップにボンディングする際、上記半硬化した接着剤層の接着力が不充分となり、半導体チップをボンディングすることが困難となる。 In addition, the adhesive layer preferably has a minimum viscosity of 20000 Pa · s or less measured by a capillary rheometer method with a 2 mmφ nozzle at the heating adhesion temperature of a semi-cured adhesive layer obtained by irradiation with energy rays. When the minimum viscosity exceeds 20000 Pa · s, for example, by using the obtained insulating adhesive sheet, a semiconductor chip to which a semi-cured adhesive layer is attached is manufactured, and the obtained semiconductor chip is used as a substrate or another semiconductor. When bonding to a chip, the adhesive force of the semi-cured adhesive layer becomes insufficient, making it difficult to bond a semiconductor chip.
上述のように、エネルギー線を照射して得られる半硬化した接着剤層のゲル分率が１０〜６０重量％であり、かつ、加熱接着温度においてキャピラリレオメータ法により２ｍｍφノズルで測定した最低粘度が３０００Ｐａ・ｓ以上であるためには、例えば、上記光硬化性化合物の種類や上記光熱硬化性接着剤組成物の配合を上述のように選択したり、上記接着剤層が光硬化性化合物として上記ラジカルにより架橋可能な二重結合を有するアクリル樹脂を含有する場合には、エネルギー線の照射量を調整したりすることができる。 As described above, the gel fraction of the semi-cured adhesive layer obtained by irradiating energy rays is 10 to 60% by weight, and the minimum viscosity measured with a 2 mmφ nozzle by the capillary rheometer method at the heating adhesion temperature is In order to be 3000 Pa · s or more, for example, the type of the photocurable compound and the composition of the photothermosetting adhesive composition are selected as described above, or the adhesive layer is used as the photocurable compound as described above. In the case of containing an acrylic resin having a double bond that can be cross-linked by radicals, the irradiation amount of energy rays can be adjusted.
上記エネルギー線の照射量は特に限定されないが、好ましい下限は１００ｍＪ／ｃｍ２、好ましい上限は１００００ｍＪ／ｃｍ２である。上記エネルギー線の照射量が１００ｍＪ／ｃｍ２未満であると、得られる半硬化した接着剤層は、所望の粘度特性を有することができず、ボンディング時の加熱接着温度における流動性が高くなりすぎることがある。上記エネルギー線の照射量が１００００ｍＪ／ｃｍ２を超えると、得られる半硬化した接着剤層は、所望の粘度特性を有することができなかったり、接着力が不充分となり、半導体チップをボンディングすることが困難となったりすることがある。 The dose of the energy ray is not particularly limited, preferable lower limit is 100 mJ / cm 2, the upper limit is preferably 10000 mJ / cm 2. When the irradiation amount of the energy beam is less than 100 mJ / cm 2 , the obtained semi-cured adhesive layer cannot have a desired viscosity characteristic, and the fluidity at the heat bonding temperature at the time of bonding becomes too high. Sometimes. When the irradiation amount of the energy rays exceeds 10,000 mJ / cm 2 , the obtained semi-cured adhesive layer cannot have a desired viscosity characteristic, or the adhesive force becomes insufficient, and the semiconductor chip is bonded. May become difficult.
上記エネルギー線を照射する方法は特に限定されないが、例えば、上記基材フィルム側から、超高圧水銀灯を用いて、３６５ｎｍ付近の紫外線を上記ウエハ面への照度が６０ｍＷ／ｃｍ２となるよう照度を調節して２０秒間照射する（積算光量１２００ｍＪ／ｃｍ２）方法等が挙げられる。
例えば、上記接着剤層が光硬化性化合物として上記ラジカルにより架橋可能な二重結合を有するアクリル樹脂を含有する場合には、例えば、上記方法によってエネルギー線を照射することにより、発生したラジカルがアクリレート基の二重結合と反応する官能基と連鎖反応し、三次元ネットワーク構造を形成してゲル化する。このようにして、エネルギー線を照射して得られる半硬化した接着剤層のゲル分率が１０〜６０重量％であり、かつ、加熱接着温度においてキャピラリレオメータ法により２ｍｍφノズルで測定した最低粘度が３０００Ｐａ・ｓ以上である状態を得ることができる。
A method of irradiating the energy ray is not particularly limited, for example, from the substrate film side, using an ultra high pressure mercury lamp, the illuminance so that the ultraviolet around 365nm illuminance to the wafer surface becomes 60 mW / cm 2 Examples include a method of adjusting and irradiating for 20 seconds (integrated light amount 1200 mJ / cm 2 ).
For example, when the adhesive layer contains an acrylic resin having a double bond that can be cross-linked by the radical as a photocurable compound, the generated radical is acrylated by irradiating energy rays by the above method, for example. It reacts with a functional group that reacts with the double bond of the group to form a three-dimensional network structure and gels. In this way, the gel fraction of the semi-cured adhesive layer obtained by irradiating energy rays is 10 to 60% by weight, and the minimum viscosity measured with a 2 mmφ nozzle at the heating adhesion temperature by the capillary rheometer method is A state of 3000 Pa · s or more can be obtained.
本発明の絶縁接着シートを製造する方法は特に限定されず、例えば、適当な溶媒で希釈した上記光熱硬化性接着剤組成物を、上記基材フィルム上に塗工した後、乾燥させる方法等が挙げられる。
上記塗工する方法は特に限定されず、例えば、コンマコート、グラビアコート、キャスティング等を用いる方法が挙げられる。
The method for producing the insulating adhesive sheet of the present invention is not particularly limited. For example, there is a method in which the photothermosetting adhesive composition diluted with an appropriate solvent is coated on the substrate film and then dried. Can be mentioned.
The coating method is not particularly limited, and examples thereof include a method using comma coating, gravure coating, casting, and the like.
本発明の絶縁接着シートは、フリップチップ又はＴＳＶ等の表面に突起電極を有する半導体チップの実装に用いられる。本発明の絶縁接着シートを用いる半導体チップの実装方法によれば、ボンディング用ツールの汚染を防ぎ、接続信頼性が高く、接着剤層の厚みを均一にしながら半導体チップを簡便に実装することができる。
なかでも、本発明の絶縁接着シートの接着剤層と、表面に突起電極が形成されているウエハの突起電極形成面とを貼り合わせる工程１と、前記ウエハを、本発明の絶縁接着シートに固定した状態で研削する工程２と、前記研削後のウエハに貼り合わせられた本発明の絶縁接着シートにエネルギー線を照射して、前記接着剤層を半硬化させる工程３と、前記研削後のウエハに貼り合わせられた本発明の絶縁接着シートから、基材フィルムを剥離して、半硬化した接着剤層が付着したウエハを得る工程４と、前記半硬化した接着剤層が付着したウエハをダイシングして、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップに個片化する工程５と、前記半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを、半硬化した接着剤層を介して基板又は他の半導体チップに接着して半導体チップを実装する工程６とを有する方法によって、半導体チップ体を実装することが好ましい。
このような半導体チップの実装方法もまた、本発明の１つである。
The insulating adhesive sheet of the present invention is used for mounting a semiconductor chip having a protruding electrode on the surface of a flip chip or TSV. According to the semiconductor chip mounting method using the insulating adhesive sheet of the present invention, the bonding tool can be prevented from being contaminated, the connection reliability is high, and the semiconductor chip can be simply mounted while the thickness of the adhesive layer is uniform. .
Especially, the process 1 which bonds the adhesive bond layer of the insulating adhesive sheet of this invention and the protruding electrode formation surface of the wafer in which the protruding electrode is formed on the surface, and the said wafer is fixed to the insulating adhesive sheet of this invention. 2 in which the adhesive layer of the present invention bonded to the ground wafer is irradiated with energy rays, and the adhesive layer is semi-cured, and the ground wafer. Step 4 of peeling the base film from the insulating adhesive sheet of the present invention bonded together to obtain a wafer to which the semi-cured adhesive layer is adhered, and dicing the wafer to which the semi-cured adhesive layer is adhered Then, the step 5 for separating the semiconductor chip to which the semi-cured adhesive layer is adhered, and the semiconductor chip to which the semi-cured adhesive layer is adhered are transferred to the substrate or other through the semi-cured adhesive layer. Semiconductor chip By a method and a step 6 of mounting a semiconductor chip adhered to, it is preferable to mount the semiconductor chip body.
Such a semiconductor chip mounting method is also one aspect of the present invention.
本発明の半導体チップの実装方法においては、まず、本発明の絶縁接着シートの接着剤層と、表面に突起電極が形成されているウエハの突起電極形成面とを貼り合わせる工程１を行う。 In the semiconductor chip mounting method of the present invention, first, the step 1 of bonding the adhesive layer of the insulating adhesive sheet of the present invention and the bump electrode forming surface of the wafer having the bump electrode formed on the surface is performed.
上記ウエハは特に限定されず、例えば、シリコン、ガリウム砒素等の半導体からなるウエハが挙げられる。更に、上記ウエハには、金、銅、銀−錫ハンダ、アルミニウム、ニッケル等からなる突起電極が形成されている。
上記貼り合わせは、常圧下で行ってもよいが、より密着性を向上するためには、１ｔｏｒｒ程度の真空下で行うことが好ましい。また、上記貼り合わせにはラミネーターを用いることが好ましい。
The wafer is not particularly limited, and examples thereof include a wafer made of a semiconductor such as silicon or gallium arsenide. Further, a protruding electrode made of gold, copper, silver-tin solder, aluminum, nickel or the like is formed on the wafer.
The bonding may be performed under normal pressure, but is preferably performed under a vacuum of about 1 torr in order to further improve the adhesion. Moreover, it is preferable to use a laminator for the bonding.
本発明の半導体チップの実装方法においては、次いで、上記ウエハを、本発明の絶縁接着シートに固定した状態で研削する工程２を行う。 In the semiconductor chip mounting method of the present invention, next, the step 2 of grinding the wafer while being fixed to the insulating adhesive sheet of the present invention is performed.
上記工程２により、上記ウエハを所望の厚みに研削する。上記研削する方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができ、例えば、市販の研削装置（例えば、Ｄｉｓｃｏ社製の「ＤＦＧ８５４０」等）を用いて、２４００ｒｐｍの回転で３〜０．２μｍ／ｓの研削量の条件にて研削を行い、最終的にはＣＭＰで仕上げる方法等が挙げられる。 In step 2, the wafer is ground to a desired thickness. The grinding method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, using a commercially available grinding apparatus (for example, “DFG8540” manufactured by Disco Corporation), the grinding method is performed at a rotational speed of 2400 rpm for 3 to 0.3 mm. There is a method of performing grinding under the condition of a grinding amount of 2 μm / s and finally finishing by CMP.
上記工程２を行う前、上記突起電極は上記接着剤層中に埋もれている。しかし、上記工程２の研削時の押圧によって、上記接着剤層が平坦化されるとともに上記突起電極の表面から接着剤が押し除かれ、上記突起電極の高さと上記接着剤層の厚みがほぼ等しくなる。これにより、上記基材フィルムの剥離後、上記突起電極の表面が上記接着剤層から露出しやすく、高い接続信頼性を実現することができる。 Prior to performing step 2, the protruding electrode is buried in the adhesive layer. However, the pressing during grinding in the step 2 flattens the adhesive layer and pushes the adhesive away from the surface of the protruding electrode, so that the height of the protruding electrode and the thickness of the adhesive layer are substantially equal. Become. Thereby, after peeling of the said base film, the surface of the said protruding electrode is easy to be exposed from the said adhesive bond layer, and can implement | achieve high connection reliability.
本発明の半導体チップの実装方法においては、次いで、上記研削後のウエハに貼り合わせられた本発明の絶縁接着シートにエネルギー線を照射して、上記接着剤層を半硬化させる工程３を行う。 In the semiconductor chip mounting method of the present invention, the step 3 of semi-curing the adhesive layer is then performed by irradiating the insulating adhesive sheet of the present invention bonded to the ground wafer with energy rays.
上記工程３において、エネルギー線を照射して上記接着剤層を半硬化させることにより、上記接着剤層の粘着力が低下し、後の工程における上記基材フィルムの剥離が容易になる。また、上記工程３において、上記接着剤層は完全な硬化ではなく「半硬化」することから、上記接着剤層は、後の工程における基板又は他の半導体チップとの接着時には、なお充分な接着力を発揮することができる。
なお、本明細書において「半硬化」とは、ゲル分率が１０〜６０重量％であることを意味する。
In the step 3, by irradiating energy rays and semi-curing the adhesive layer, the adhesive strength of the adhesive layer is reduced, and the base film in the subsequent step can be easily peeled off. Further, in the step 3, the adhesive layer is “semi-cured” rather than completely cured, so that the adhesive layer is still sufficiently bonded when bonded to a substrate or another semiconductor chip in a subsequent step. Can demonstrate power.
In the present specification, “semi-cured” means that the gel fraction is 10 to 60% by weight.
本発明の半導体チップの実装方法においては、次いで、上記研削後のウエハに貼り合わせられた本発明の絶縁接着シートから、基材フィルムを剥離して、半硬化した接着剤層が付着したウエハを得る工程４を行う。 In the semiconductor chip mounting method of the present invention, the base film is then peeled off from the insulating adhesive sheet of the present invention bonded to the ground wafer, and the semi-cured adhesive layer is attached to the wafer. Step 4 of obtaining is performed.
上記工程４においては、上記工程３においてエネルギー線の照射により上記接着剤層が半硬化していることから、極めて容易に上記基材フィルムを剥離することができる。また、このとき、上記接着剤層の接着剤は、上記突起電極の表面よりも上記基材フィルム側に付着しやすいことから、上記突起電極の表面に残存する接着剤の量は抑制される。 In the step 4, since the adhesive layer is semi-cured by the irradiation of energy rays in the step 3, the substrate film can be peeled off very easily. At this time, since the adhesive of the adhesive layer is more likely to adhere to the base film side than the surface of the protruding electrode, the amount of the adhesive remaining on the surface of the protruding electrode is suppressed.
本発明の半導体チップの実装方法においては、次いで、上記半硬化した接着剤層が付着したウエハをダイシングして、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップに個片化する工程５を行う。 In the semiconductor chip mounting method of the present invention, the step 5 of dicing the wafer to which the semi-cured adhesive layer is adhered is separated into semiconductor chips to which the semi-cured adhesive layer is adhered.
上記ダイシングの方法は特に限定されず、例えば、従来公知の砥石等を用いて切断分離する方法等が挙げられる。
上記工程５においては、上記工程３においてエネルギー線の照射により上記接着剤層が半硬化していることから、上記接着剤層に起因するヒゲが発生することなく、上記接着剤層ごと綺麗に、容易に切断することができる。また、上記接着剤層が半硬化していることにより、切削くずが上記接着剤層に付着することを抑制することができ、ダイシング時に使用する水による上記接着剤層の劣化も抑制することができる。
The dicing method is not particularly limited, and examples thereof include a method of cutting and separating using a conventionally known grindstone or the like.
In the step 5, since the adhesive layer is semi-cured by the irradiation of energy rays in the step 3, the entire adhesive layer is neatly generated without the occurrence of whiskers due to the adhesive layer. Can be easily cut. Further, since the adhesive layer is semi-cured, it is possible to suppress cutting scraps from adhering to the adhesive layer, and to suppress deterioration of the adhesive layer due to water used during dicing. it can.
本発明の半導体チップの実装方法においては、次いで、上記半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを、半硬化した接着剤層を介して基板又は他の半導体チップに接着して半導体チップを実装する工程６を行う。 In the semiconductor chip mounting method of the present invention, the semiconductor chip to which the semi-cured adhesive layer is adhered is then bonded to the substrate or another semiconductor chip via the semi-cured adhesive layer to mount the semiconductor chip. Step 6 is performed.
上記半硬化した接着剤層は、なお充分な接着力を有していることから、上記半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを、半硬化した接着剤層を介して基板又は他の半導体チップに接着することができる。 Since the semi-cured adhesive layer still has a sufficient adhesive force, the semiconductor chip to which the semi-cured adhesive layer is adhered can be transferred to a substrate or other semiconductor via the semi-cured adhesive layer. Can be glued to the chip.
上記工程６においては、上記半硬化した接着剤層が上述した粘度特性を有し、ボンディング時の加熱接着温度における流動性が抑えられることから、接着剤によるボンディング用ツールの汚染を抑制し、生産効率を改善することができる。また、突起電極がハンダボールである場合等の、ボンディング時の加熱接着温度が高温となる場合にも、接着後の接着剤層の厚みを均一にすることができる。
なお、本明細書において半導体チップの実装とは、基板上に半導体チップを実装する場合と、基板上に実装されている１以上の半導体チップ上に、更に半導体チップを実装する場合との両方を含む。
In the step 6, the semi-cured adhesive layer has the above-described viscosity characteristics, and the fluidity at the heating and bonding temperature at the time of bonding is suppressed. Efficiency can be improved. Further, even when the heat bonding temperature at the time of bonding becomes high, such as when the protruding electrode is a solder ball, the thickness of the adhesive layer after bonding can be made uniform.
In this specification, the mounting of a semiconductor chip includes both a case where a semiconductor chip is mounted on a substrate and a case where a semiconductor chip is further mounted on one or more semiconductor chips mounted on the substrate. Including.
上記工程６により半導体チップを実装した後、更に、加熱することによって上記接着剤層を完全に硬化させる工程７を行うことにより、より安定した接着を実現することができる。 After mounting the semiconductor chip in the above step 6, further stable bonding can be realized by performing step 7 in which the adhesive layer is completely cured by heating.
上記の説明においては、半硬化した接着剤層が付着したウエハを得る工程４を行った後、該半硬化した接着剤層が付着したウエハをダイシングして、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップに個片化する工程５を行った。
この他の態様として、工程４で得られた半硬化した接着剤層が付着したウエハ上に、半硬化した接着剤層を介して他のウエハを積層してウエハ積層体を製造し、得られたウエハ積層体を一括的にダイシングして、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップの積層体を得てもよい。
In the above description, after performing step 4 of obtaining a wafer to which a semi-cured adhesive layer is adhered, the wafer to which the semi-cured adhesive layer is adhered is diced, and the semi-cured adhesive layer is adhered. Step 5 of dividing into semiconductor chips was performed.
As another embodiment, a wafer laminate is manufactured by laminating another wafer on the wafer to which the semi-cured adhesive layer obtained in Step 4 is adhered via the semi-cured adhesive layer. The wafer laminate may be diced in a lump to obtain a semiconductor chip laminate having a semi-cured adhesive layer attached thereto.
本発明によれば、ボンディング用ツールの汚染を防ぎ、接続信頼性が高く、接着剤層の厚みを均一にしながら半導体チップを簡便に実装することができる絶縁接着シートを提供することができる。また、本発明によれば、該絶縁接着シートを用いる半導体チップの実装方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an insulating adhesive sheet that prevents contamination of a bonding tool, has high connection reliability, and can easily mount a semiconductor chip while making the thickness of the adhesive layer uniform. Moreover, according to this invention, the mounting method of the semiconductor chip using this insulating adhesive sheet can be provided.
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１〜３、比較例１〜３）
（１）光熱硬化性接着剤組成物の調製
表１の組成に従って、下記に示す各材料を、ホモディスパーを用いて攪拌混合して光熱硬化性接着剤組成物を調製した。
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-3)
(1) Preparation of photothermosetting adhesive composition According to the composition of Table 1, the materials shown below were stirred and mixed using a homodisper to prepare a photothermosetting adhesive composition.
・ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂（ＨＰ−７２００ＨＨ、大日本インキ化学工業社製）
・高反応性芳香族エポキシ樹脂（ＥＸ２０１Ｐ、ナガセケムテクス社製）
・光重架橋性化合物（末端二重結合を有する２−エチルヘキシルアクリレートとイソボルニルアクリレートの共重合体、ＳＫ２−３７、新中村化学工業社製）
・光ラジカル発生剤（Ｅｓａｃｕｒｅ１００１、Ｌａｍｂｅｒｔｉ社製）
・酸無水物（ＹＨ−３０７、ジャパンエポキシレジン社製）
・イミダゾール化合物（２ＭＡ−ＯＫ、四国化成工業社製）
・応力緩和ゴム系高分子（ＡＣ４０３０、ガンツ化成社製）
・ヒュームドシリカ（ＭＴ１０、トクヤマ社製）
・イミダゾールシランカップリング剤（ＳＰ−１０００、日鉱マテリアル社製）
・ Dicyclopentadiene type epoxy resin (HP-7200HH, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
・ Highly reactive aromatic epoxy resin (EX201P, manufactured by Nagase ChemteX Corporation)
Photo-crosslinkable compound (2-ethylhexyl acrylate and isobornyl acrylate copolymer having terminal double bond, SK2-37, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
Photoradical generator (Esacure 1001, manufactured by Lamberti)
・ Acid anhydride (YH-307, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.)
・ Imidazole compound (2MA-OK, manufactured by Shikoku Chemicals)
・ Stress relaxation rubber polymer (AC4030, manufactured by Ganz Kasei Co., Ltd.)
-Fumed silica (MT10, manufactured by Tokuyama)
・ Imidazolesilane coupling agent (SP-1000, manufactured by Nikko Materials)
（２）絶縁接着シートの製造
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる基材フィルム（帝人テトロン、帝人デュポン社製）上に、コンマコート法により得られた光熱硬化性接着剤組成物を厚さ４０μｍとなるように塗工し、乾燥させて絶縁接着シートを得た。使用時まで、光熱硬化性接着剤組成物からなる接着剤層の表面をＰＥＴフィルムで保護した。
(2) Production of Insulating Adhesive Sheet A photothermosetting adhesive composition obtained by the comma coating method is thickened on a base film (Teijin Tetron, Teijin DuPont) made of polyethylene terephthalate (PET) having a thickness of 50 μm. The film was applied to a thickness of 40 μm and dried to obtain an insulating adhesive sheet. Until use, the surface of the adhesive layer made of the photothermosetting adhesive composition was protected with a PET film.
（３）半導体チップの実装
直径２０ｃｍ、厚み７００μｍであり、表面に高さ４０μｍ、幅１００μｍ×１００μｍの正方形の銅突起電極が４００μｍピッチで多数形成されている半導体ウエハを用意した。
(3) A semiconductor wafer having a semiconductor chip mounting diameter of 20 cm and a thickness of 700 μm, and a large number of square copper protrusion electrodes having a height of 40 μm and a width of 100 μm × 100 μm formed at a pitch of 400 μm was prepared.
得られた絶縁接着シートの接着剤層を保護するＰＥＴフィルムを剥がし、ラミネーターを用いて半導体ウエハに真空下（１ｔｏｒｒ）で貼り付けた。
次いで、これを研削装置に取りつけ、半導体ウエハの厚さが約１００μｍになるまで研削した。このとき、研削の摩擦熱により半導体ウエハの温度が上昇しないように、半導体ウエハに水を散布しながら作業を行った。研磨後はＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）プロセスによりアルカリのシリカ分散水溶液による研磨を行うことにより、鏡面化加工を行った。
The PET film that protects the adhesive layer of the obtained insulating adhesive sheet was peeled off and attached to a semiconductor wafer under vacuum (1 torr) using a laminator.
Next, this was attached to a grinding apparatus and ground until the thickness of the semiconductor wafer became about 100 μm. At this time, the operation was performed while water was sprayed on the semiconductor wafer so that the temperature of the semiconductor wafer did not increase due to frictional heat of grinding. After polishing, the surface was mirror-finished by polishing with an alkali silica dispersion aqueous solution by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process.
研磨装置から半導体ウエハを取り外し、半導体ウエハの絶縁接着シートが貼付されていない側の面にダイシングテープ「ＰＥテープ♯６３１８−Ｂ」（積水化学工業社製、厚み７０μｍ、ポリエチレン基材、粘着材ゴム系粘着材１０μｍ）を貼り付け、ダイシングフレームにマウントした。
絶縁接着シートの基材フィルム側から、超高圧水銀灯を用いて、３６５ｎｍ付近の紫外線を、半導体ウエハ面への照度が６０ｍＷ／ｃｍ２となるよう照度を調節して２０秒間照射した（積算光量１２００ｍＪ／ｃｍ２）。
紫外線により半硬化した接着剤層から基材フィルムを剥離し、研削後の半導体ウエハ上に半硬化した接着剤層が付着したウエハを得た。
The semiconductor wafer is removed from the polishing apparatus, and the dicing tape “PE tape # 6318-B” (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., thickness 70 μm, polyethylene base material, adhesive rubber) A system adhesive material 10 μm) was attached and mounted on a dicing frame.
From the base film side of the insulating adhesive sheet, using an ultra-high pressure mercury lamp, ultraviolet rays of around 365 nm were irradiated for 20 seconds while adjusting the illuminance so that the illuminance on the semiconductor wafer surface was 60 mW / cm 2 (integrated light quantity 1200 mJ / Cm 2 ).
The base film was peeled off from the adhesive layer semi-cured by ultraviolet rays, and a wafer having a semi-cured adhesive layer adhered on the ground semiconductor wafer was obtained.
ダイシング装置ＤＦＤ６５１（ディスコ社製）を用いて、送り速度５０ｍｍ／秒で、半硬化した接着剤層が付着した半導体ウエハを１０ｍｍ×１０ｍｍのチップサイズに分割して個片化し、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを得た。 Using a dicing machine DFD651 (manufactured by Disco Corporation), the semiconductor wafer with the semi-cured adhesive layer adhered thereto was divided into 10 mm × 10 mm chip sizes at a feed rate of 50 mm / sec, and separated into semi-cured adhesives. A semiconductor chip with an attached layer was obtained.
得られた半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを熱風乾燥炉内にて８０℃で１０分間乾燥後、ボンディング装置（澁谷工業社製、ＤＢ−１００）を用いて荷重０．１５ＭＰａ、温度２３０℃で１０秒間圧着して実装した。これを繰り返し５層の半導体チップを実装した後、１８０℃で６０分間かけて硬化した。
なお、このとき、半硬化した層間接着用接着層のゲル分率と、加熱接着温度（１２０℃）においてキャピラリレオメータ法により２ｍｍφノズルで測定した最低粘度は、表１に示すとおりであった。
The semiconductor chip to which the semi-cured adhesive layer was adhered was dried at 80 ° C. for 10 minutes in a hot air drying furnace, and then a load of 0.15 MPa and a temperature using a bonding apparatus (DB-100, manufactured by Shibuya Kogyo Co., Ltd.) It was pressed and mounted at 230 ° C. for 10 seconds. After repeating this and mounting the semiconductor chip of 5 layers, it hardened | cured over 60 minutes at 180 degreeC.
At this time, the gel fraction of the semi-cured adhesive layer for interlayer adhesion and the minimum viscosity measured with a 2 mmφ nozzle by the capillary rheometer method at the heating adhesion temperature (120 ° C.) were as shown in Table 1.
（評価）
半導体チップの実装工程で得られた半導体チップ、及び、得られた半導体チップの実装体について、以下の基準で評価を行った。結果を表１に示した。
(Evaluation)
The semiconductor chip obtained in the semiconductor chip mounting process and the obtained semiconductor chip mounting body were evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
（１）ダイシング性能評価
個片化した半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを顕微鏡を用いて観察した。各チップと接着剤層とがダイシングに沿って綺麗にカットされており、接着剤層に起因するヒゲがなく、切削くずが接着剤層に付着しない場合を「○」と、各チップと接着剤層とがダイシングに沿って綺麗にカットされているものの、接着剤層に起因するヒゲがあったり、切削くずが接着剤層に付着している場合を「△」と、各チップと接着剤層が綺麗にカットされておらず、接着剤層に起因するヒゲあり、切削くずが接着剤層に付着している場合を「×」と評価した。
(1) Dicing performance evaluation The semiconductor chip to which the separated semi-cured adhesive layer was adhered was observed using a microscope. When each chip and adhesive layer are cut cleanly along the dicing, there is no whisker due to the adhesive layer, and cutting waste does not adhere to the adhesive layer, “○”, and each chip and adhesive If the layer is cut cleanly along the dicing, but there is a beard due to the adhesive layer, or if cutting scraps are attached to the adhesive layer, "△", each chip and the adhesive layer Was not cut cleanly, there was a beard due to the adhesive layer, and a case where cutting waste adhered to the adhesive layer was evaluated as “x”.
（２）半導体チップのボンディング評価
半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを、ボンディング装置を利用して、２３０℃、１０秒間の条件でプラスチックス基板上にボンディングし、接着性能を確認した。チップと基板との間に空気がかまず、綺麗な接着面ができ、また、チップの面上に接着剤が盛り上がることがない場合を「○」と、チップと基板との間に空気がかまないものの、チップの面上に接着剤が盛り上がりボンダーのヘッドを接着剤が汚染している場合を「△」と、チップと基板との間に空気がかんでいるとともに、チップの面上に接着剤が盛り上がりボンダーのヘッドを接着剤が汚染している場合を「×」と評価した。
(2) Bonding evaluation of semiconductor chip The semiconductor chip to which the semi-cured adhesive layer was adhered was bonded on a plastic substrate under the conditions of 230 ° C. and 10 seconds using a bonding apparatus, and the adhesion performance was confirmed. If the air does not flow between the chip and the substrate, a clean adhesive surface is created, and if the adhesive does not swell on the surface of the chip, “○” indicates that the air is trapped between the chip and the substrate. Although there is no adhesive, the adhesive swells on the surface of the chip. If the adhesive is contaminating the bonder head, △ indicates that the air is trapped between the chip and the substrate and adheres to the chip surface. The case where the adhesive swelled and the adhesive was contaminated on the bonder head was evaluated as “x”.
（３）ハンダ耐熱性評価
半導体チップの実装体を、１２５℃で６時間乾燥させ、次いで３０℃、８０％湿度の条件下で４８時間の湿潤処理を行った後、ハンダリフロー２６０℃、３０秒間の条件で処理を行った。このリフロー処理後の各半導体チップの実装体について、層間が剥離しているか否かについて観察を行った。
リフロー処理後の半導体チップの実装体について、再び３０℃、８０％湿度の条件下で４８時間の湿潤処理を行った後、ハンダリフロー２６０℃、３０秒間の条件で処理を行った。この２回目のリフロー処理を行った後の各半導体チップの実装体についても、層間が剥離しているか否かについて観察を行った。
このようなリフロー処理をリフロー回数５回まで行い、ハンダ耐熱性評価を行った。
なお、層間の剥離についての観察は、超音波探査映像装置（日立建機ファインテック社製、ｍｉ−ｓｃｏｐｅ ｈｙｐｅｒ ＩＩ）を用いて行った。
(3) Solder heat resistance evaluation After the semiconductor chip package is dried at 125 ° C. for 6 hours and then wet-treated for 48 hours at 30 ° C. and 80% humidity, solder reflow is performed at 260 ° C. for 30 seconds. The process was performed under the conditions of With respect to the mounted body of each semiconductor chip after the reflow treatment, it was observed whether or not the layers were separated.
The semiconductor chip package after the reflow treatment was again wet-treated for 48 hours under the conditions of 30 ° C. and 80% humidity, and then the treatment was performed under the conditions of solder reflow 260 ° C. and 30 seconds. The semiconductor chip mounted body after the second reflow treatment was also observed for whether or not the layers were separated.
Such reflow treatment was performed up to 5 times of reflow, and solder heat resistance was evaluated.
In addition, the observation about delamination between layers was performed using an ultrasonic exploration imaging apparatus (manufactured by Hitachi Construction Machinery Finetech Co., Ltd., mi-scope hyper II).
その後、半導体チップの実装体の接着剤層を混酸で除去し、チップ表面の窒化シリコン保護膜に割れが生じているか否かについて観察を行った。層間の剥離及び保護膜の割れについて、層間の剥離及び保護膜の割れが観察されなかった場合を「○」と、層間の剥離又は保護膜の割れがわずかに観察された場合を「△」と、層間に目立った剥離が認められるか、又は、保護膜に目立った割れが観察された場合を「×」と評価した。 Thereafter, the adhesive layer of the semiconductor chip mounting body was removed with a mixed acid, and an observation was made as to whether or not the silicon nitride protective film on the chip surface was cracked. Regarding peeling between layers and cracking of the protective film, “○” when no peeling between layers and cracking of the protective film were observed, and “△” when slightly peeling between layers or cracking of the protective film was observed. When the remarkable peeling was recognized between the layers, or when the remarkable crack was observed in the protective film, it was evaluated as “x”.
（４）接続信頼性評価
得られた半導体チップの実装体について、８５℃、８５％の水蒸気条件で２４時間処理した後、２５０℃に設定したリフロー炉で処理し、内部のボイド発生を超音波断面観察（ＳＡＴ）で追跡した。内部でボイドが全く発生していない場合を「○」と、全面積の５％未満のボイドが発生した場合を「△」と、全面積の５％異常のボイドが発生した場合を「×」と評価した。
(4) Connection reliability evaluation The obtained semiconductor chip package was treated for 24 hours at 85 ° C. and 85% water vapor conditions, and then treated in a reflow furnace set at 250 ° C. It was followed by cross-sectional observation (SAT). “○” indicates that no voids are generated inside, “△” indicates that voids of less than 5% of the total area are generated, and “×” indicates that abnormal voids of 5% of the total area are generated. It was evaluated.
（５）接着剤層の厚みの均一性評価
得られた半導体チップの実装体について、非接触型のエアー厚み測定装置を用いて、面内厚みばらつきを測定した。厚みばらつきが２０μｍ以下の場合を「○」と、２０μｍ以上５０μｍ以下の場合を「△」と、５０μｍ以上の場合を「×」と評価した
(5) Uniformity evaluation of thickness of adhesive layer In-plane thickness variation of the obtained semiconductor chip mounting body was measured using a non-contact type air thickness measuring device. The case where the thickness variation was 20 μm or less was evaluated as “◯”, the case where the thickness was 20 μm or more and 50 μm or less was evaluated as “Δ”, and the case where the thickness variation was 50 μm or more was evaluated as “X”.
（６）ＴＣＴ評価
得られた半導体チップの実装体について、−５５℃、９分間と、１２５℃、９分間とを１サイクルとする温度サイクル試験を行い、１０００サイクル後の層間について、層間が剥離しているか否かについて観察を行った。その後、半導体チップの実装体の接着剤を混酸で除去し、チップ表面の窒化シリコン保護膜に割れが生じているか否かについて観察を行った。層間の剥離及び保護膜の割れが観察されなかった場合を「○」と、層間の剥離又は保護膜の割れがわずかに観察された場合を「△」と、層間に目立った剥離が認められるか、又は、保護膜に目立った割れが観察された場合を「×」と評価した。
(6) TCT evaluation The obtained semiconductor chip package was subjected to a temperature cycle test in which -55 ° C, 9 minutes, and 125 ° C, 9 minutes was one cycle, and the layers were separated from each other after 1000 cycles. Observed whether or not. Thereafter, the adhesive on the semiconductor chip mounting body was removed with a mixed acid, and an observation was made as to whether or not the silicon nitride protective film on the chip surface was cracked. If there is no delamination between layers or cracks in the protective film, “○” indicates that there are slight delaminations between layers or cracks in the protective film. Or the case where the remarkable crack was observed in the protective film was evaluated as "x".
本発明によれば、ボンディング用ツールの汚染を防ぎ、接続信頼性が高く、接着剤層の厚みを均一にしながら半導体チップを簡便に実装することができる絶縁接着シートを提供することができる。また、本発明によれば、該絶縁接着シートを用いる半導体チップの実装方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an insulating adhesive sheet that prevents contamination of a bonding tool, has high connection reliability, and can easily mount a semiconductor chip while making the thickness of the adhesive layer uniform. Moreover, according to this invention, the mounting method of the semiconductor chip using this insulating adhesive sheet can be provided.
Claims (5)
前記接着剤層は、光硬化性化合物、熱硬化性化合物、光重合開始剤及び熱硬化剤を含有する光熱硬化性接着剤組成物からなり、
前記接着剤層にエネルギー線を照射して得られる半硬化した接着剤層は、ゲル分率が１０〜６０重量％であり、かつ、加熱接着温度においてキャピラリレオメータ法により２ｍｍφノズルで測定した最低粘度が、３０００Ｐａ・ｓ以上である
ことを特徴とする絶縁接着シート。 An insulating adhesive sheet used for mounting a semiconductor chip having a protruding electrode on the surface, comprising a base film and an adhesive layer,
The adhesive layer is composed of a photothermosetting adhesive composition containing a photocurable compound, a thermosetting compound, a photopolymerization initiator, and a thermosetting agent,
The semi-cured adhesive layer obtained by irradiating the adhesive layer with energy rays has a gel fraction of 10 to 60% by weight, and the lowest viscosity measured with a 2 mmφ nozzle at the heating adhesion temperature by the capillary rheometer method. Is 3000 Pa · s or more.
前記絶縁接着シートの接着剤層と、表面に突起電極が形成されているウエハの突起電極形成面とを貼り合わせる工程１と、
前記ウエハを、前記絶縁接着シートに固定した状態で研削する工程２と、
前記研削後のウエハに貼り合わせられた前記絶縁接着シートにエネルギー線を照射して、前記接着剤層を半硬化させる工程３と、
前記研削後のウエハに貼り合わせられた前記絶縁接着シートから、基材フィルムを剥離して、半硬化した接着剤層が付着したウエハを得る工程４と、
前記半硬化した接着剤層が付着したウエハをダイシングして、半硬化した接着剤層が付着した半導体チップに個片化する工程５と、
前記半硬化した接着剤層が付着した半導体チップを、半硬化した接着剤層を介して基板又は他の半導体チップに接着して半導体チップを実装する工程６とを有する
ことを特徴とする半導体チップの実装方法。 A method for mounting a semiconductor chip using the insulating adhesive sheet according to claim 1, 2 or 3,
Bonding the adhesive layer of the insulating adhesive sheet and the protruding electrode forming surface of the wafer having the protruding electrode formed on the surface;
Grinding the wafer while being fixed to the insulating adhesive sheet; and
Irradiating energy rays to the insulating adhesive sheet bonded to the ground wafer, and semi-curing the adhesive layer; and
Step 4 of removing the base film from the insulating adhesive sheet bonded to the ground wafer and obtaining a wafer to which a semi-cured adhesive layer is attached;
A step 5 of dicing the wafer to which the semi-cured adhesive layer is adhered, and separating the wafer into semiconductor chips to which the semi-cured adhesive layer is adhered;
And mounting the semiconductor chip by adhering the semiconductor chip to which the semi-cured adhesive layer is adhered to a substrate or another semiconductor chip through the semi-cured adhesive layer. How to implement
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