JP2010265359A - 接着剤組成物、回路部材接続用接着剤シート及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 上記課題を解決する接着剤組成物は、(A)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分と、(B)エポキシ樹脂と、(C)フェノール系エポキシ樹脂硬化剤と、(D)1分子内にフェノール性水酸基を1つ有するメチロール化合物と、(E)硬化促進剤とを含む。
【選択図】 なし
Description
[式(1)中、Xは、炭素数1〜10のアルキル基を示し、炭素数が2以上でありメチレン基を有する場合、メチレン基の少なくとも一つが−O−、−NH−、−S−、−CO−、−OCO−又は−COO−で置換されていてもよく、炭素数が3以上でありメチン基(−CH<)を有する場合、メチン基の少なくとも一つが窒素原子で置換されていてもよい。]
式(1)中、Xは、炭素数1〜10のアルキル基を示し、炭素数が2以上でありメチレン基を有する場合、メチレン基の少なくとも一つが−O−、−NH−、−S−、−CO−、−OCO−又は−COO−で置換されていてもよく、炭素数が3以上でありメチン基(−CH<)を有する場合、メチン基の少なくとも一つが窒素原子で置換されていてもよい。
(a)主面の一方に複数の回路電極を有する半導体ウエハを準備し、該半導体ウエハの回路電極が設けられている側に、本発明の接着剤組成物からなる接着剤層を設ける工程と、
(b)半導体ウエハの回路電極が設けられている側とは反対側を研削して半導体ウエハを薄化する工程と、
(c)接着剤層に放射線を照射する工程と、
(d)薄化した半導体ウエハ及び放射線を照射した接着剤層をダイシングしてフィルム状接着剤付半導体素子に個片化する工程と、
(e)フィルム状接着剤付半導体素子の回路電極を半導体素子搭載用支持部材の回路電極にハンダ接合する工程と、
を備える。
先ず、接着剤シート10を所定の装置に配置し、保護フィルム1を剥がす。続いて、主面の一方に複数の回路電極20を有する半導体ウエハAを準備し、半導体ウエハAの回路電極が設けられている側に接着剤層2を貼付け、支持基材3/接着剤層2/半導体ウエハAが積層された積層体を得る(図2を参照)。回路電極20には、ハンダ接合用のハンダバンプが設けられている。なお、回路電極20にハンダバンプを設けず、半導体素子搭載用支持部材の回路電極にハンダバンプを設けることもできる。
次に、図3(a)に示されるように、半導体ウエハAの回路電極20が設けられている側とは反対側をグラインダー4によって研削し、半導体ウエハを薄化する。半導体ウエハの厚みは、例えば、10μm〜300μmとすることができる。半導体装置の小型化、薄型化の観点から、半導体ウエハの厚みを20μm〜100μmとすることが好ましい。
接着剤層2が上述した(F)成分及び(G)成分を含む場合、この(c)工程を実施することが好ましい。図3(b)に示されるように、接着剤層2に支持基材3側から放射線を照射することにより接着剤層2を硬化させ、接着剤層2と支持基材3との間の接着力を低下させることができる。ここで、使用される放射線としては、例えば、紫外線、電子線、赤外線等が挙げられる。本実施形態においては、波長300〜800nmの放射線を用いることが好ましく、その照射条件としては、照度:15〜100mW/cm2で、上記アクリルモノマーなどの(F)成分が重合する程度の照射量で照射することが好ましい。
次に、図4(a)に示されるように、積層体の半導体Aにダイシングテープ5を貼付け、これを所定の装置に配置して支持基材1を剥がす。このとき、接着剤層2が上述した(F)成分及び(G)成分を含み、上記(c)工程が行われていることにより、支持基材1を容易に剥がすことができる。支持基材1の剥離後、図4(b)に示されるように、半導体ウエハA及び接着剤層2をダイシングソウ6によりダイシングする。こうして、半導体ウエハAは複数の半導体素子A’に分割され、接着剤層2は複数のフィルム状接着剤20aに分割される。
次に、図6に示されるように、フィルム状接着剤2aが付着した半導体素子A’の回路電極20と、半導体素子搭載用支持部材8の回路電極22とを位置合わせし、フィルム状接着剤付半導体素子12と半導体素子搭載用支持部材8とを熱圧着する。この熱圧着により、回路電極20と回路電極22とがハンダ接合により電気的且つ機械的に接続されるとともに、半導体素子A’と半導体素子搭載用支持部材8との間にフィルム状接着剤2aの硬化物が形成される。
(f)半導体搭載用支持部材の回路電極が設けられている面上に、回路電極を被覆する本発明の接着剤組成物からなるフィルム状接着剤を設ける工程と、
(g)回路電極が設けられている半導体素子を準備し、この半導体素子の回路電極を半導体素子搭載用支持部材の回路電極にハンダ接合する工程と、
を備える。
図7(a)及び(b)に示されるように、回路部材接続用接着剤シート10を準備し、裁断刃24などを用いて所定の大きさに裁断する。こうして、接着剤層2が分割されてなるフィルム状接着剤2bと支持基材3が分割されてなる分割支持基材3bとの積層体を得る。保護フィルム1は、裁断前後のいずれの時期に剥がしてもよいが、裁断後に剥がすことが好ましい。
次に、図9に示されるように、回路電極20が設けられた半導体素子A’’の回路電極20と、半導体素子搭載用支持部材8の回路電極22とを位置合わせし、フィルム状接着剤2bを介して半導体素子A’’と半導体素子搭載用支持部材8とを熱圧着する。この熱圧着により、回路電極20と回路電極22とがハンダ接合により電気的且つ機械的に接続されるとともに、半導体素子A’’と半導体素子搭載用支持部材8との間にフィルム状接着剤2bの硬化物が形成される。回路電極20には、ハンダ接合用のハンダバンプが設けられている。なお、回路電極20にハンダバンプを設けず、半導体素子搭載用支持部材8の回路電極22にハンダバンプを設けることもできる。
まず、シクロヘキサノンに、「HTR−860P−3」(ナガセケムテックス(株)製商品名、グリシジル基含有アクリルゴム、重量平均分子量80万、Tg:−7℃)100質量部、「E1032−H60」(ジャパンエポキシレジン(株)製商品名、高純度特殊多官能エポキシ樹脂)80質量部、「DPP−M」(新日本石油化学(株)製商品名、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、OH当量:169g/eq)60質量部、「DML−POP」(本州化学(株)製商品名、下記式(A)で示される分子内にフェノール水酸基を1つ含有するメチロール化合物、軟化点70℃、OH当量:89g/eq)10質量部、「FA−513AS」(日立化成工業(株)製商品名、アクリルモノマー)30質量部、硬化促進剤として「2PZ−CN」(四国化成(株)製商品名、イミダゾール化合物)1.5質量部、及び、光開始剤として「Irg−184」(チバスペシャリティーケミカルズ(株)製商品名)1.5質量部を加えて攪拌混合し、さらに真空脱気することにより、接着剤ワニスを得た。
接着剤ワニスの調製における「E1032−H60」、「DPP−M」及び「DML−POP」の配合量をそれぞれ85質量部、42質量部及び22質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製における「E1032−H60」、「DPP−M」及び「DML−POP」の配合量をそれぞれ90質量部、23質量部及び35質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
「FA−513AS」及び「「Irg−184」を配合しなかった以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製における「E1032−H60」及び「DPP−M」の配合量をそれぞれ75質量部及び75質量部に変更し、「DML−POP」に代えて「DML−PC」(本州化学(株)製商品名、下記式(B)で示される分子内にフェノール水酸基を1つ含有するメチロール化合物、軟化点130℃、OH当量:56g/eq)を10質量部配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
接着剤ワニスの調製における「E1032−H60」及び「DML−POP」の配合量をそれぞれ100質量部及び50質量部に変更し、「DPP−M」を配合しなかった以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
「DML−POP」に代えて「TMOM−BP」(本州化学(株)製商品名、下記式(C)で示されるビフェニル型メチロール化合物、軟化点100℃、OH当量181g/eq)を30質量部配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
「DML−POP」に代えて「TMOM−BPA」(本州化学(株)製商品名、下記式(D)で示されるBPA型メチロール化合物、軟化点65℃、OH当量:58g/eq()を10質量部配合し、「FA−513AS」に代えて「FA−512AS」(日立化成工業(株)製商品名、アクリルモノマー)を30質量部配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
「DML−POP」を配合せず、「FA−513AS」に代えて「A−DPH」(新中村化学工業(株)製商品名、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)を30質量部配合した以外は実施例1と同様にして、回路部材接続用接着剤シートを得た。
上記で得られた回路部材接続用接着剤シートについて、下記の試験手順にしたがって、埋め込み性、フラックス活性及び接着力を評価した。なお、フラックス活性については、配合したメチロール化合物のフラックス活性を評価した。結果を表1に示す。メチロール化合物を含まない比較例4は、フラックス活性を「×」とした。
金ワイヤーバンプ(レベリング済み、バンプ高さ30μm、184バンプ)付きチップ(10mm角、厚み280μm)を、バンプ面を上に向けて仮圧着装置のステージ上に置いた。次に、回路部材接続用接着剤シートを支持基材ごと11mm角に切断し、これを接着層側がバンプ面に向くようにしてチップに被せ、さらに、シリコーン製熱伝導性カバーフィルムを載せて、80℃、1MPaで加熱、加圧を行った。
○:ボイドがほとんどなく、ボイドが埋込面積の10%未満である。
×:ボイドが多く存在し、ボイドが埋込面積の10%以上である。
銅板状に3mmφのハンダボールを10個置き、そこにメチロール化合物を約200mg載せ、260℃に温めたホットプレート上で加熱した。30秒経過後のハンダボールの状態を観察し、下記基準によりフラックス活性を評価した。
○:ハンダボールがほぼ1個に凝集している。
△:ハンダボールが数個に凝集している。
×:ハンダボールがまったく凝集しておらず試験後も10個が存在している。
まず、回路部材接続用接着剤シートに、紫外線を用いて照度15mW/cm2で500mJの露光を行った。次に、露光後のシートを6.5mm×6.5mmに裁断した。得られたフィルム状の接着剤を、6.5mm×6.5mmにダイシングした280μm厚のチップのSiO2膜が存在する表面上に、25〜80℃の条件でラミネートすることにより、回路部材接続用接着剤付半導体チップを得た。
○:剪断接着強度が1MPa以上である。
×:剪断接着強度が1MPa未満である。
Claims (9)
- (A)重量平均分子量が10万以上である高分子量成分と、
(B)エポキシ樹脂と、
(C)フェノール系エポキシ樹脂硬化剤と、
(D)1分子内にフェノール性水酸基を1つ有するメチロール化合物と、
(E)硬化促進剤と、
を含む、接着剤組成物。 - 前記(A)成分100質量部に対して前記(B)成分を5〜500質量部含み、
前記(B)成分のエポキシ基に対する前記(C)成分のフェノール性水酸基の当量比が0.5〜1.5であり、
前記(C)成分及び前記(D)成分の水酸基の合計に対する前記(D)成分の水酸基の割合が25%以上であり、
前記(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計100質量部に対して前記(E)成分を0.1〜20質量部含む、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。 - 前記(A)成分が、グリシジル基を有する反復単位を0.5〜6質量%含有するグリシジル基含有(メタ)アクリル共重合体である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
- (F)放射線重合性化合物及び(G)光開始剤を更に含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
- 相対向しハンダ接合される回路電極を有する回路部材間に介在させ、前記回路部材同士を接着するために用いられる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
- 支持基材と、該支持基材上に設けられ、請求項1〜5のいずれか一項に記載の接着剤組成物からなる接着剤層と、を備える、回路部材接続用接着剤シート。
- 相対向しハンダ接合される回路電極を有する回路部材間に介在させ、前記回路部材同士を接着するために用いられる、請求項7に記載の回路部材接続用接着剤シート。
- 主面の一方に複数の回路電極を有する半導体ウエハを準備し、該半導体ウエハの前記回路電極が設けられている側に、請求項1〜5のいずれか一項に記載の接着剤組成物からなる接着剤層を設ける工程と、
前記半導体ウエハの前記回路電極が設けられている側とは反対側を研削して前記半導体ウエハを薄化する工程と、
前記薄化した半導体ウエハ及び前記接着剤層をダイシングしてフィルム状接着剤付半導体素子に個片化する工程と、
前記フィルム状接着剤付半導体素子の前記回路電極を半導体素子搭載用支持部材の回路電極にハンダ接合する工程と、
を備える、半導体装置の製造方法。
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