JP2010265416A - Film adhesive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルム状接着剤に関するものである。 The present invention relates to a film adhesive.
一般に、半導体チップをフェイスダウンボンディング方式により直接回路基板に実装する方式として、半導体チップの電極部分にはんだバンプを形成し回路基板にはんだ接続する方式や、半導体チップに設けた突起電極に導電性接着剤を塗布し回路基板電極に電気的接続を行う方法が知られている。 In general, semiconductor chips are directly mounted on a circuit board by face-down bonding, and solder bumps are formed on the electrodes of the semiconductor chip and soldered to the circuit board. Alternatively, conductive bonding is applied to the protruding electrodes provided on the semiconductor chip. A method of applying an agent and making an electrical connection to a circuit board electrode is known.
これらの方式では、各種環境下に曝した場合、接続するチップと基板の熱膨張係数差に基づくストレスが接続界面で発生するため接続信頼性が低下するという問題がある。このため、接続界面のストレスを緩和する目的で一般にチップと基板の間隙をエポキシ樹脂等のアンダーフィル材で充填する方式が検討されている。 In these systems, when exposed to various environments, there is a problem that connection reliability is lowered because stress based on the difference in thermal expansion coefficient between the chip to be connected and the substrate is generated at the connection interface. For this reason, a method of filling the gap between the chip and the substrate with an underfill material such as an epoxy resin is generally studied for the purpose of reducing the stress at the connection interface.
アンダーフィル材の充填方式としては、チップと基板を接続した後に低粘度の液状樹脂を注入する方式と基板上にアンダーフィル材を置いた後にチップを搭載する方式がある。一方、あらかじめアンダーフィル材を基板に設置した後にチップを搭載する方法としては液状樹脂を塗布する方法とフィルム状樹脂を貼付ける方法がある。 The underfill material filling method includes a method of injecting a low-viscosity liquid resin after connecting the chip and the substrate, and a method of mounting the chip after placing the underfill material on the substrate. On the other hand, there are a method of applying a liquid resin and a method of attaching a film-like resin as a method of mounting a chip after an underfill material is previously installed on a substrate.
しかしながら、液状樹脂の塗布においてはディスペンサーによる精密な塗布量コントロールは困難である。近年のチップ薄型化において、塗布量が多すぎるためにボンディング時にしみ出した樹脂がチップの側面を這い上がり、ボンディングツールを汚染するため、ツールの洗浄が必要となり、量産時の工程が煩雑になる原因となっている。 However, in the application of liquid resin, it is difficult to precisely control the application amount with a dispenser. In recent chip thinning, since the amount of coating is too large, the resin that exudes during bonding scoops up the side of the chip and contaminates the bonding tool, necessitating cleaning of the tool, making the mass production process complicated It is the cause.
また、フィルム状樹脂の貼付けの場合、樹脂の厚みをコントロールすることによって最適樹脂量にすることは容易である反面、フィルムを基板に貼付ける際、仮圧着工程と呼ばれるフィルムの貼付工程が必要である。仮圧着工程では対象となるチップ幅よりも大きめの幅にスリットされた「リール状テープ」が用いられ、チップサイズに応じて基材上の接着剤をハーフカットし、接着剤が反応しない程度の温度で熱圧着によって基板に貼付ける。 In addition, in the case of pasting a film-like resin, it is easy to make the optimum resin amount by controlling the thickness of the resin, but when pasting the film on the substrate, a film pasting process called a temporary crimping process is required. is there. In the pre-bonding process, a “reel-shaped tape” slit to a width larger than the target chip width is used, and the adhesive on the substrate is half-cut according to the chip size, so that the adhesive does not react Affix to the substrate by thermocompression bonding at temperature.
しかし、チップ搭載位置へのフィルム供給精度が悪く、歩留りを確保するためには、仮圧着で貼付けられるフィルムはチップサイズより大きいことが一般的である。このため、隣接部品との距離に余裕を持たせる必要が発生し、高密度化実装時の妨げとなる。また、微小チップなどに対応した細幅のリール加工も困難である。 However, the accuracy of supplying the film to the chip mounting position is poor, and in order to ensure the yield, it is common that the film attached by temporary pressure bonding is larger than the chip size. For this reason, it is necessary to allow a sufficient distance from the adjacent parts, which hinders high density mounting. In addition, it is difficult to process a narrow reel corresponding to a minute chip or the like.
さらに、こういった作業をフリップチップ接続した素子一つ一つに対し行うにはあまりにも時間がかかるため、工程的にも課題があると言える。 Furthermore, since it takes too much time to perform each of these operations on each of the flip-chip connected elements, it can be said that there are problems in terms of processes.
このため、チップサイズと同サイズのフィルム状接着剤を供給し、なおかつ工程削減を図れる方法として、ウエハ状態で接着剤を供給した後、バックグラインド、ダイシング等によってチップ加工と同時に接着剤の加工も行い、接着剤付きのチップを得る方法が提案されている。(特許文献1参照) For this reason, as a method of supplying a film-like adhesive of the same size as the chip size and reducing the number of processes, the adhesive can be processed simultaneously with chip processing by back grinding, dicing, etc. after supplying the adhesive in the wafer state. A method has been proposed for obtaining a chip with an adhesive. (See Patent Document 1)
また、ダイシング用粘着フィルムとダイボンディング用接着フィルムを貼り合せた一体型フィルム状接着剤も知られている(特許文献2参照)。 An integrated film adhesive in which a dicing adhesive film and a die bonding adhesive film are bonded together is also known (see Patent Document 2).
しかしながら、上記のような接着フィルムにおいては、フリップチップボンダーによるチップのピックアップ時に、ウエハが損傷してしまったり、ボンディング用接着フィルムがチップから剥れてしまうという問題があった。さらに、接着フィルムの可視光透過性の程度によっては以下のような問題があった。すなわち、チップの端子(バンプ)と基板の端子とを接続する際、チップと基板との位置合わせをこれらに設けられたマークを視認して行うが、接着フィルムの可視光透過性が不十分であると位置合わせを行うことが困難となる。 However, the adhesive film as described above has a problem that the wafer is damaged or the bonding adhesive film is peeled off from the chip when the chip is picked up by the flip chip bonder. Furthermore, there are the following problems depending on the degree of visible light permeability of the adhesive film. That is, when connecting the terminal (bump) of the chip and the terminal of the substrate, the alignment between the chip and the substrate is performed by visually observing the marks provided on them, but the visible light permeability of the adhesive film is insufficient. If it exists, it becomes difficult to perform alignment.
そこで、本発明の目的は、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、チップをピックアップした後、チップのバンプと基板の端子との位置合わせを確実に行うことができるフィルム状接着剤を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is a film-like adhesive used in a semiconductor wafer dicing process and a die bonding process, and after the chip is picked up, the chip bump and the substrate terminal are reliably aligned. It is in providing the film adhesive which can be manufactured.
本発明は、第一のプラスチック層上に、粘着剤層、熱硬化性樹脂層及び第二のプラスチック層が、この順に積層されたフィルム状接着剤であって、粘着剤層の面積が熱硬化性樹脂層の面積より大きく、熱硬化性樹脂層は未硬化時の可視光並行透過率が15〜100%であるフィルム状接着剤を提供する。なお、粘着剤層及び熱硬化性樹脂層の面積とは、主面の面積をいう。 The present invention is a film adhesive in which an adhesive layer, a thermosetting resin layer, and a second plastic layer are laminated in this order on a first plastic layer, and the area of the adhesive layer is thermoset. The thermosetting resin layer provides a film adhesive having a visible light parallel transmittance of 15 to 100% when uncured. In addition, the area of an adhesive layer and a thermosetting resin layer means the area of a main surface.
本発明のフィルム状接着剤は、熱硬化性樹脂層が可視光透過性を有するため、フリップチップ実装でチップ回路面のバンプと相対する基板側の端子とを接続する際、フリップチップボンダーによるチップと基板の位置合わせが確実にできる。 Since the thermosetting resin layer has visible light permeability, the film adhesive of the present invention has a flip chip bonder chip when connecting the bump on the chip circuit surface and the terminal on the substrate side facing the chip circuit surface in flip chip mounting. And positioning of the substrate can be ensured.
本発明のフィルム状接着剤は、第二のプラスチック層と熱硬化性樹脂層との間に、離型層を備えていることが好ましい。離形層を形成させることで、ウエハをフィルム状接着剤に貼り付ける際、熱硬化性樹脂層からの第二のプラスチック層の剥離が容易となる。 The film adhesive of the present invention preferably includes a release layer between the second plastic layer and the thermosetting resin layer. By forming the release layer, the second plastic layer can be easily peeled from the thermosetting resin layer when the wafer is attached to the film adhesive.
本発明においては、粘着剤層と熱硬化性樹脂層間の90°ピール剥離力が、剥離速度300mm/min及び500mm/minのいずれにおいても、50N/m以下であることが好ましい。かかる構成を採用することにより、粘着剤層と熱硬化性樹脂層との密着力が十分確保でき、ウエハのダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離が防止できる。一方で、粘着剤層と熱硬化性樹脂層間の親和性が高すぎず、剥離力が低く抑えられているため、チップのピックアップにフリップチップボンダーを用いた場合であっても、チップを確実にピックアップすることができる。 In the present invention, it is preferable that the 90 ° peel peeling force between the pressure-sensitive adhesive layer and the thermosetting resin layer is 50 N / m or less at both peeling speeds of 300 mm / min and 500 mm / min. By adopting such a configuration, sufficient adhesion between the pressure-sensitive adhesive layer and the thermosetting resin layer can be ensured, and chip peeling from the film adhesive during wafer dicing can be prevented. On the other hand, the affinity between the adhesive layer and the thermosetting resin layer is not too high, and the peel force is kept low, so even if a flip chip bonder is used to pick up the chip, the chip is securely Can be picked up.
熱硬化性樹脂層は、厚みが5〜100μmであることが好ましい。これにより、ウエハ回路面の突出した接続端子周辺への埋め込み不足を抑制し、ボイド発生を抑えることができる。 The thermosetting resin layer preferably has a thickness of 5 to 100 μm. Thereby, insufficient embedding of the wafer circuit surface around the protruding connection terminal can be suppressed, and generation of voids can be suppressed.
熱硬化性樹脂層は、少なくとも高分子樹脂、硬化性モノマー及び潜在性硬化剤からなることが好ましい。これにより、フリップチップボンダーによるチップと基板の位置合わせ時、位置合わせマークの読み取り時間に余裕を持たせることができる。 The thermosetting resin layer preferably comprises at least a polymer resin, a curable monomer, and a latent curing agent. Thereby, it is possible to allow time for reading the alignment mark when the chip and the substrate are aligned by the flip chip bonder.
本発明によれば、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、チップをピックアップした後、チップと基板との位置合わせを確実に行うことができるフィルム状接着剤を提供できる。 According to the present invention, a film-like adhesive used in a semiconductor wafer dicing process and a die-bonding process, which can reliably align the chip and the substrate after picking up the chip. Can provide.
以下、図面を参照しながら、好適な実施形態に係るフィルム状接着剤について説明する。なお、図面の説明において同一要素には同符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は理解を容易にするため一部を誇張して描いており、寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。 Hereinafter, the film adhesive according to a preferred embodiment will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the drawings are partially exaggerated for easy understanding, and dimensional ratios do not necessarily match those described.
図1は、第一実施形態に係るフィルム状接着剤の斜視図であり、図2は図1のII−II線に沿った断面図である。図1に示す第一実施形態に係るフィルム状接着剤100は、対向する第一のプラスチック層10と第二のプラスチック層20との間に、粘着剤層12を備えるものであり、図2に示すように、粘着剤層12と第二のプラスチック層20との間には、熱硬化性樹脂層30が形成されている。
FIG. 1 is a perspective view of a film adhesive according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. A
図2に示すように、フィルム状接着剤100は、第二のプラスチック層20と、第二のプラスチック層20上に形成された熱硬化性樹脂層30と、熱硬化性樹脂層30を覆うように第二のプラスチック層20上に形成された粘着剤層12と、粘着剤層12上に形成された第一のプラスチック層10とを備えている。
As shown in FIG. 2, the film adhesive 100 covers the second
図3は第二実施形態に係るフィルム状接着剤の断面図である。図2に示す第二実施形態に係るフィルム状接着剤110は、第二のプラスチック層20と熱硬化性樹脂層30との間に離型層40を備える他は、第一実施形態に係るフィルム状接着剤と同様の構成を有している。すなわち、図3に示すように、フィルム状接着剤110は、第二のプラスチック層20と、第二のプラスチック層20上に形成された離型層40と、離型層40上に形成された熱硬化性樹脂層30と、熱硬化性樹脂層30を覆うように第二のプラスチック層20上に形成された粘着剤層12と、粘着剤層12上に形成された第一のプラスチック層10とを備えている。なお、第一のプラスチック層10と粘着剤層12とは一体として提供される場合があり、その場合は、第一のプラスチック層10と粘着剤層12の積層物をダイシングテープ14と呼ぶ(図1〜3参照)。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the film adhesive according to the second embodiment. The
第一のプラスチック層10、第二のプラスチック層20としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリビニルアセテートフィルム等のポリオレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリイミドフィルムなどのプラスチックフィルム等を用いることができ、これらは多層構造を有していてもよい。
Examples of the first
第一のプラスチック層10の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択される。但し、粘着剤層12を構成する粘着剤として、高エネルギー線(中でも紫外線)硬化性粘着剤を用いる場合は、その高エネルギー線の透過を阻害しない厚みとする。通常10〜500μm、好ましくは50〜200μmである。
The thickness of the first
第一のプラスチック層10と粘着剤層12との密着性を向上させるために、第一のプラスチック層10の表面に、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的表面処理を施してもよい。
In order to improve the adhesion between the
第二のプラスチック層20として、フッ素樹脂からなる表面エネルギーの低いフィルムを用いることもできる。このようなフィルムとしては、例えば、帝人デュポンフィルム株式会社製のA−63(離型処理剤:変性シリコーン系)や、同じく帝人デュポンフィルム株式会社製のA−31(離型処理剤:Pt系シリコーン系)等がある。
As the
第二のプラスチック層20と熱硬化性樹脂層30との間の剥離力を低く抑えるために、図3に示すように、層間にシリコーン系剥離剤、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の離型剤から構成される離型層40を備えることが好ましい。
In order to keep the peeling force between the
第二のプラスチック層20の厚さは、作業性を損なわない範囲で適宜選択される。通常は100μm以下、好ましくは10〜75μm、更に好ましくは25〜50μmである。
The thickness of the
熱硬化性樹脂層30を構成する熱硬化性樹脂としては、例えば、ベース樹脂として、アクリルゴム樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂などのフィルム形成性のあるもの、熱硬化成分として、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂等の熱により硬化するものが挙げられる。熱硬化性樹脂は、さらに熱硬化性成分と反応する硬化剤を含んでもよく、硬化時間を長くするためポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で硬化剤を被覆してマイクロカプセル化してもよい。
Examples of the thermosetting resin constituting the
熱硬化性樹脂層30とウエハとの接着強度を上げるためにカップリング剤を含んでもよく、カップリング剤としては、例えば、シラン系、チタン系、アルミニウム系等が挙げられる。シラン系カップリング剤としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシランが挙げられ、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
In order to increase the adhesive strength between the
熱硬化性樹脂には、その流動性を制御し、弾性率を向上させる観点で、前述した透過率が維持できる程度にフィラーを加えてもよい。フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ほう酸アルミウイスカ、窒化ほう素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、ムライト、コージェライト等の複合酸化物、モンモリロナイト、スメクタイトが挙げられ、フィラーの形状は特に制限されるものではない。これらのフィラーは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。 From the viewpoint of controlling fluidity and improving the elastic modulus, a filler may be added to the thermosetting resin to such an extent that the above-described transmittance can be maintained. Examples of the filler include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum borate whisker, boron nitride, and crystallinity. Examples thereof include composite oxides such as silica, amorphous silica, mullite and cordierite, montmorillonite and smectite, and the shape of the filler is not particularly limited. These fillers can be used alone or in combination of two or more.
熱硬化性樹脂にイオン捕捉剤を添加することで、イオン性不純物を吸着し、吸湿時の絶縁信頼性をよくすることもできる。イオン捕捉剤としては、例えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還元剤等の、銅がイオン化して溶け出すのを防止するため銅害防止剤として知られる化合物や、ジルコニウム系、アンチモンビスマス系マグネシウムアルミニウム化合物等の無機イオン吸着剤が挙げられる。 By adding an ion scavenger to the thermosetting resin, it is possible to adsorb ionic impurities and improve insulation reliability during moisture absorption. Examples of the ion scavenger include triazine thiol compounds and bisphenol reducing agents, such as compounds known as copper damage inhibitors to prevent copper ionization and dissolution, and zirconium and antimony bismuth magnesium aluminum compounds. And inorganic ion adsorbents.
熱硬化性樹脂層30を形成する際に、熱硬化性樹脂はワニス化されていてもよい。熱硬化性樹脂をワニス化するための溶剤としては、有機溶媒であれば特に限定されないが、フィルム作製時の揮発性などを沸点から考慮して決めることができる。例えば、メタノール、エタノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等の比較的低沸点の溶媒はフィルム作製時にフィルムの硬化が進まない点で好ましい。これらの溶媒は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
When forming the
熱硬化性樹脂層30の厚さは、通常は5〜200μm、好ましくは7〜150μm、更に好ましくは10〜100μmである。5μmよりも薄いとウエハとの十分な接着力を確保するのが困難となったり、回路基板の凸電極を埋められなくなるといった問題が生じる。一方、200μmよりも厚いと不経済で、半導体装置の小型化の要求にも応えられない傾向となり、特性上の利点もない。
The thickness of the
熱硬化性樹脂層30の主面の形状(平面視形状)は、円形、略円形又は半導体ウエハ形状であることが好ましい。
The main surface shape (planar shape) of the
熱硬化性樹脂層30はまた、未硬化時の可視光並行透過率が15〜100%であり、18〜100%であることが好ましく、25〜100%であることがより好ましい。可視光並行透過率が15%未満であると、後述するフリップチップボンダーでの位置合わせマーク識別が行えなくなって、チップと基板との位置合わせ作業が困難となる。
The
熱硬化性樹脂層30は、チップと回路基板を接続した後の温度変化や加熱吸湿による膨張の影響を抑制できることが好ましい。硬化後の40〜100℃の線膨張係数が60×10−6/℃以下であることが好ましく、55×10−6/℃以下であることがより好ましく、50×10−6/℃以下であることがさらに好ましい。これは高接続信頼性を達成するためであり、硬化後の線膨張係数が60×10−6/℃を超えると、実装後の温度変化や加熱吸湿による膨張によってチップと回路基板の配線間での電気的接続が保持できなくなる傾向がある。
It is preferable that the
粘着剤層12としては、室温で粘着力があり、熱硬化性樹脂層30に対し密着力を有するものが好ましい。粘着剤層12を構成する粘着剤としては、例えば、アクリル系樹脂、各種合成ゴム、天然ゴム、ポリイミド樹脂など)を使用できる。粘着剤としては、紫外線や放射線等の高エネルギー線や熱によって硬化する(すなわち、粘着力を低下させることができる)ものがさらに好ましい。
As the pressure-
高エネルギー線(又は紫外線)によって硬化する粘着剤としては、高エネルギー線(又は紫外線)の照射によって、粘着力が低下するものが特に好ましい。エネルギー線を用いて硬化させる場合には、エネルギー線硬化粘着成分を含有させることが好適である。 As the pressure-sensitive adhesive which is cured by high energy rays (or ultraviolet rays), those whose adhesive strength is reduced by irradiation with high energy rays (or ultraviolet rays) are particularly preferable. In the case of curing using an energy beam, it is preferable to contain an energy beam curing adhesive component.
粘着剤層12の主面の形状(平面視形状)は、熱硬化性樹脂層30の平面視形状よりも一回り広い面積を持ち、熱硬化性樹脂層30を覆い尽くすことができる形状で、熱硬化性樹脂層30と重なり合わない周縁部(ダイシング用リング載置部となる)を有する形状であることが好ましい。円形、略円形、四角形、五角形、六角形、八角形、ウエハ形状等がある。ただ、前記した熱硬化性樹脂層30の好ましい形状(円形やウエハ形状)との関係から、好ましい形状は円形である。
The shape (plan view shape) of the main surface of the pressure-
粘着剤層12で、熱硬化性樹脂層30と重なり合わない周縁部は、ダイシング用リングを載置・固定するのに充分な広さとするのが好適である。
The peripheral portion of the pressure-
粘着剤層12の厚さは、通常は1〜100μm、好ましくは2〜20μm、更に好ましくは3〜10μmである。1μmよりも薄いと熱硬化性樹脂層30との十分な粘着力を確保するのが困難になり、ダイシング時に半導体チップが飛散する恐れがある。一方、100μmよりも厚いと不経済で特性上の利点もない。
The thickness of the pressure-
第一実施形態に係るフィルム状接着剤100は、例えば以下に述べる方法により作製できる。すなわち、まず第二のプラスチック層20上に、熱硬化性樹脂層30の原料樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解させてワニス化したものを、ナイフコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、バーコート法、カーテンコート法等により塗工し、溶媒を除去して熱硬化性樹脂層12を形成する。その後、別途作製した、第一のプラスチック層10と粘着剤層12とからなるダイシングテープ14を常温〜60℃で積層する。これにより、第一のプラスチック層10上に、粘着剤層12、熱硬化性樹脂層30及び第二のプラスチック層20が、この順に積層されたフィルム状接着剤100を得ることができる。
The film adhesive 100 according to the first embodiment can be produced, for example, by the method described below. That is, first, a material obtained by dissolving the raw resin composition of the
第二実施形態に係るフィルム状接着剤110を作製するためには、第二のプラスチック層20上に、離型剤を塗布し(離型剤が溶媒を含有している場合は、溶媒を除去する。)離型層40を形成した後、離型層40上に、上記と同様に熱硬化性樹脂層30、粘着剤層12、第一のプラスチック層10を形成する。これによりフィルム状接着剤110を得ることができる。
In order to produce the film adhesive 110 according to the second embodiment, a release agent is applied on the second plastic layer 20 (if the release agent contains a solvent, the solvent is removed). After forming the
フリップチップボンダーとしては、例えば、アスリートFA株式会社製、商品名フリップチップボンダーCB−1050を使用することができる。 As the flip chip bonder, for example, trade name Flip Chip Bonder CB-1050 manufactured by Athlete FA Co., Ltd. can be used.
フリップチップボンダーのチップ認識装置は、一般的に、ハロゲンランプを有するハロゲン光源、ライトガイド、照射装置、CCDカメラから構成される。 A chip recognition device of a flip chip bonder generally includes a halogen light source having a halogen lamp, a light guide, an irradiation device, and a CCD camera.
熱硬化性樹脂層30と突出した接続端子を有するウエハ回路面とが貼付けられた状態で、フリップチップボンダーが、熱硬化性樹脂層30を透過してウエハの回路面(ダイシング後はチップ回路面)に形成された位置合わせマークを識別できる事が好ましい。位置合わせマークはフリップチップボンダーに搭載されたチップ認識用装置により識別される。
In a state where the
本発明で言うところの「位置合わせができる」とは、フリップチップボンダーのチップ認識用装置を用いて取り込まれたチップ上の位置合わせマークの画像と、登録されている位置合わせマークの画像との整合性が良好であり、確実に位置合わせ作業が行われることを指す。 In the present invention, “alignment is possible” means that the alignment mark image on the chip captured using the chip recognition device of the flip chip bonder and the registered alignment mark image are registered. This means that the alignment is good and the alignment work is performed reliably.
並行透過率は、日本電色株式会社製の濁度計、商品名NDH2000を用い、積分球式光電光度法で測定することができる。例えば、膜厚50μmの帝人デュポンフィルム株式会社製のPETフィルム(ピューレックス、全光線透過率90.45、ヘイズ4.47)を基準物質として校正した後、PET基材に25μm厚で熱硬化性樹脂を塗工し、試料とする。測定結果からは濁度、全光線透過率、拡散透過率及び並行透過率を求めることができる。 The parallel transmittance can be measured by an integrating sphere photoelectric photometry method using a turbidimeter manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd., trade name NDH2000. For example, after calibrating a PET film (Purex, total light transmittance 90.45, haze 4.47) manufactured by Teijin DuPont Films Co., Ltd. with a film thickness of 50 μm as a reference material, the PET substrate is 25 μm thick and thermosetting. A resin is applied to prepare a sample. From the measurement results, turbidity, total light transmittance, diffuse transmittance, and parallel transmittance can be obtained.
可視光並行透過率は、株式会社日立製作所製、商品名U−3310形分光光度計で測定することができる。例えば、膜厚50μmの帝人デュポンフィルム株式会社製のPETフィルム(ピューレックス、555nm、透過率86.03%)を基準物質としてベースライン補正測定を行った後、PET基材に25μm厚の熱硬化性樹脂を塗工し、400nm〜800nmの可視光領域の透過率を測定することができる。フリップチップボンダーで使用されるハロゲン光源とライトガイドの波長相対強度において550nm〜600nmが最も強いことから、本発明においては555nmの透過率をもって透過率の比較を行うことができる。 The visible light parallel transmittance can be measured with a trade name U-3310 type spectrophotometer manufactured by Hitachi, Ltd. For example, after performing baseline correction measurement using a PET film (Purex, 555 nm, transmittance 86.03%) made by Teijin DuPont Films Co., Ltd. with a film thickness of 50 μm as a reference material, thermosetting 25 μm thick on the PET substrate A transparent resin is applied, and the transmittance in the visible light region of 400 nm to 800 nm can be measured. Since the wavelength relative intensity of the halogen light source and light guide used in the flip chip bonder is strongest at 550 nm to 600 nm, the transmittance can be compared with a transmittance of 555 nm in the present invention.
粘着剤層12と熱硬化性樹脂層30間の90°ピール剥離力が、剥離速度300mm/min及び500mm/minのいずれにおいても、10〜50N/mであることが好ましい。すなわち、90°ピール剥離力が、剥離速度300mm/minにおいて10N/mから50N/mの範囲に入っており、且つ500mm/minにおいても10N/mから50N/mの範囲に入っていることが好ましい。90°ピール剥離力は、剥離速度300mm/min及び500mm/minのいずれにおいても、15〜45N/mであることがより好ましく、18〜40N/mであることがさらに好ましい。
The 90 ° peel peeling force between the pressure-
熱硬化性樹脂層30と粘着剤層12(ダイシングテープ14)の剥離力は、90°ピール剥離力で測定する。第一のプラスチック層10と粘着剤層12を備えるダイシングテープ14を、常温〜60℃で熱硬化性樹脂層30に積層し、第一のプラスチック層10上に、粘着剤層12、熱硬化性樹脂層30及び第二のプラスチック層20が、この順に積層されたフィルム状接着剤100を得る。その後、第二のプラスチック層20を剥がし、フィルム状接着剤を加熱温度80℃に設定したラミネータによってウエハにラミネートした後、10mm幅の切込みを入れて引張り測定用の短冊をサンプルとして準備する。このときに、UV照射型の粘着剤を用いる場合は、適宜UV照射を行う。
The peel force between the
ウエハをステージに押さえつけ、短冊にしたサンプルの一端(ダイシングテープ14)を引張り測定機の引張り治具に固定して90°ピール試験を行い、熱硬化性樹脂から引き剥がす。この測定によって熱硬化性樹脂層30と粘着剤層12の90°ピール剥離力が測定できる。
The wafer is pressed against the stage, one end of the strip sample (dicing tape 14) is fixed to a tensile jig of a tensile measuring machine, a 90 ° peel test is performed, and the sample is peeled off from the thermosetting resin. By this measurement, the 90 ° peel strength of the
熱硬化性樹脂層30とウエハの接着力も同様に、90°ピール剥離力で測定する。熱硬化性樹脂層30を加熱温度80℃に設定したラミネータによってウエハにラミネートした後、熱硬化性樹脂層30に粘着面を向けてカプトンテープ(日東電工株式会社製、10mm幅、25μm厚)を貼付けて十分に密着させた後、カプトンテープ外形の熱硬化性樹脂層30に10mm幅に切込みを入れる。
Similarly, the adhesive force between the
出来上がった熱硬化性樹脂層30とカプトンテープの積層体の一端をウエハから引き剥がし、引張り測定機の引張り治具に固定する。ウエハをステージに押さえつけ、短冊を引き上げて90°ピール試験を行い、熱硬化性樹脂層30をウエハから引き剥がす。この測定によって熱硬化性樹脂層30と半導体ウエハの接着力が測定できる。
One end of the laminated body of the completed
ウエハとフィルム状接着剤とのラミネート又はウエハと熱硬化性樹脂層30とのラミネートは、熱硬化性樹脂が軟化する温度で行うことが好ましい。例えば、40〜80℃に加熱しながら行うことが好ましく、60〜80℃に加熱しながら行うことがより好ましく、70〜80℃に加熱しながらラミネートすることがさらに好ましい。
The lamination of the wafer and the film adhesive or the lamination of the wafer and the
熱硬化性樹脂が軟化する温度未満でラミネートすると、ウエハ回路面の突出した接続端子の周辺への埋込不足が発生し、ボイドが巻き込まれた状態となる。これにより、ウエハダイシング時におけるフィルム状接着剤からのチップの剥離、ピックアップ時の熱硬化性樹脂層30の変形、位置合わせ時の位置合わせマーク識別不良、さらにボイドによる接続信頼性の低下、などの原因となる傾向がある。
When laminating at a temperature lower than the temperature at which the thermosetting resin softens, insufficient embedding of the protruding connection terminals on the periphery of the wafer circuit surface occurs, resulting in a state where a void is involved. Thereby, peeling of the chip from the film adhesive at the time of wafer dicing, deformation of the
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all.
(フィルムA)
フェノキシ樹脂(東都化成株式会社製:商品名FX293)を25重量部、エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名E1032H60)を20部、液状エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名エピコート828)を15部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤(旭化成エレクトロニクス株式会社製:商品名HX3941HP)を40部用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解した。この溶液に、大粒径を除去するための5μmの分級処理を行った平均粒径1μmのコージェライト粒子(2MgO・2Al2O3・5SiO2、比重2.4、線膨張係数1.5×10−6/℃、屈折率1.57)を100部加え、撹拌して分散した。そして、この分散液をセパレータフィルム(PETフィルム)上にロールコータを用いて塗布した後、70℃のオーブンで10分間乾燥させて、セパレータフィルム上に厚み25μmの絶縁性熱硬化性樹脂層を得た。
(Film A)
25 parts by weight of phenoxy resin (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd .: trade name FX293), 20 parts of epoxy resin (made by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name E1032H60), liquid epoxy resin (made by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name Epicoat) 828) and 15 parts of a microcapsule type latent curing agent (manufactured by Asahi Kasei Electronics Co., Ltd .: trade name HX3941HP) were dissolved in a mixed solvent of toluene and ethyl acetate. The cordierite particles (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 , specific gravity 2.4, linear expansion coefficient 1.5 ×, with a mean particle size of 1 μm, which was subjected to a 5 μm classification treatment to remove large particle sizes. 100 parts of 10 −6 / ° C. and a refractive index of 1.57) were added and dispersed by stirring. And after apply | coating this dispersion liquid on a separator film (PET film) using a roll coater, it was made to dry for 10 minutes in 70 degreeC oven, and the 25-micrometer-thick insulating thermosetting resin layer was obtained on a separator film. It was.
(フィルムB)
フェノキシ樹脂(東都化成株式会社製:商品名ZX-1356-2)を25重量部、エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名E1032H60)を25部、液状エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名エピコート828)を10部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤(旭化成エレクトロニクス株式会社製、商品名HX3941HP)を35部用い、トルエンと酢酸エチルの混合溶媒中に溶解した。この溶液に、大粒径を除去するための5μmの分級処理を行った平均粒径1μmのコージェライト粒子(2MgO・2Al2O3・5SiO2、比重2.4、線膨張係数1.5×10−6/℃、屈折率1.57)を87.5部、コアシェルタイプの耐衝撃改質剤(三菱レーヨン株式会社製、商品名KW-4426)10部加え、撹拌して分散した。そして、この分散液をセパレータフィルム(PETフィルム)上にロールコータを用いて塗布した後、70℃のオーブンで10分間乾燥させて、セパレータ上に厚み25μmの絶縁性熱硬化性樹脂層を得た。
(Film B)
25 parts by weight of phenoxy resin (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd .: trade name ZX-1356-2), 25 parts of epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd., trade name E1032H60), liquid epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) 10 parts of the trade name Epicoat 828) and 35 parts of the microcapsule type latent curing agent (trade name HX3941HP manufactured by Asahi Kasei Electronics Co., Ltd.) were dissolved in a mixed solvent of toluene and ethyl acetate. To this solution, cordierite particles (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 having an average particle diameter of 1μm subjected to classification treatment of 5μm to remove large particle size, specific gravity 2.4, the linear expansion coefficient of 1.5 × 10 −6 / ° C., refractive index 1.57) and 87.5 parts of core-shell type impact resistance modifier (trade name KW-4426, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) were added and dispersed by stirring. And after apply | coating this dispersion liquid on a separator film (PET film) using a roll coater, it was made to dry for 10 minutes in 70 degreeC oven, and the 25-micrometer-thick insulating thermosetting resin layer was obtained on the separator. .
(フィルムC)
従来、ダイボンディングフィルムとして一般に使用されているフィルムを以下のようにして作製した。すなわち、エポキシ樹脂(東都化成株式会社製、商品名YDCN−703)27.5重量部、フェノール樹脂(三井化学株式会社製、商品名XLC−LL)22.5重量部、シランカップリング剤(日本ユニカー株式会社製、商品名NUC A−1160)0.7重量部、シリカフィラー(日本アエロジル株式会社製、商品名R972、平均粒径0.016μm)5重量部、硬化促進剤(四国化成株式会社製、商品名2PZ−CN)0.25重量部を加え、さらにシクロヘキサノンを加えて攪拌混合した。その後、得られた混合物をビーズミルを用いて90分混練した。これにアクリルゴム(ナガセケムテックス株式会社製、商品名HTR−860P−3、分子量80万、Tg−7℃)を100重量部、硬化促進剤(四国化成株式会社製、商品名2PZ−CN)0.5重量部を添加し、真空脱気した。得られた接着剤ワニスを、厚さ38μmの表面離型処理ポリエチレンテレフタレート(帝人デュポンフィルム株式会社製、テイジンテトロンフィルム:A−31)上に塗布し、100℃で30分間加熱乾燥し接着フィルムを得た。
(Film C)
Conventionally, a film generally used as a die bonding film was produced as follows. That is, 27.5 parts by weight of an epoxy resin (product name YDCN-703, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.), 22.5 parts by weight of a phenol resin (product name XLC-LL, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), a silane coupling agent (Japan) Unicar Co., Ltd., trade name NUC A-1160) 0.7 parts by weight, silica filler (Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name R972, average particle size 0.016 μm) 5 parts by weight, curing accelerator (Shikoku Kasei Co., Ltd.) Product, product name 2PZ-CN) 0.25 parts by weight was added, and cyclohexanone was further added and stirred and mixed. Thereafter, the obtained mixture was kneaded for 90 minutes using a bead mill. Acrylic rubber (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, trade name HTR-860P-3, molecular weight 800,000, Tg-7 ° C.) 100 parts by weight, curing accelerator (trade name 2PZ-CN, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) 0.5 part by weight was added and vacuum degassed. The obtained adhesive varnish was applied onto a 38 μm-thick surface release-treated polyethylene terephthalate (manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., Teijin Tetron Film: A-31) and dried by heating at 100 ° C. for 30 minutes. Obtained.
(ダイシングテープA)
粘着剤には、主モノマーとして2−エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルアクリレートとアクリル酸を用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は40万、ガラス転移点は−38℃であった。このアクリル共重合体100重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤(日本ポリウレタン工業株式会社製、商品名コローネートHL)を10重量部配合した粘着剤溶液を調製し、ポリオレフィンフィルム(厚さ100μm)の上に乾燥時の粘着剤厚さが10μmになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ(厚さ25μm)を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で1週間放置し十分にエージングを行った。
(Dicing tape A)
For the pressure-sensitive adhesive, an acrylic copolymer using 2-ethylhexyl acrylate and methyl methacrylate as main monomers and hydroxyethyl acrylate and acrylic acid as functional group monomers was obtained by a solution polymerization method. The synthesized acrylic copolymer had a weight average molecular weight of 400,000 and a glass transition point of -38 ° C. A pressure-sensitive adhesive solution in which 10 parts by weight of a polyfunctional isocyanate crosslinking agent (trade name Coronate HL, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) is blended with 100 parts by weight of this acrylic copolymer is prepared, and a polyolefin film (thickness: 100 μm) is prepared. The coating was dried so that the thickness of the pressure-sensitive adhesive upon drying was 10 μm. Furthermore, a biaxially stretched polyester film separator (thickness 25 μm) coated with a silicone release agent was laminated on the pressure-sensitive adhesive surface. The pressure-sensitive adhesive film was allowed to stand at room temperature for 1 week and sufficiently aged.
(ダイシングテープB)
粘着剤には、主モノマーとして2−エチルヘキシルアクリレートとメチルメタクリレートを用い、官能基モノマーとしてヒドロキシエチルメタクリレートを用いたアクリル共重合体を溶液重合法にて得た。この合成したアクリル共重合体の重量平均分子量は55万、ガラス転移点は−70℃であった。このアクリル共重合体100重量部に対し、多官能イソシアネート架橋剤(住化バイエルウレタン株式会社製、スミジュールN75)を5重量部配合した粘着剤溶液を調製し、ポリオレフィンフィルム(厚さ100μm)の上に乾燥時の粘着剤厚さが10μmになるよう塗工乾燥した。更に、シリコーン系離型剤を塗布したニ軸延伸ポリエステルフィルムセパレータ(厚さ25μm)を粘着剤面にラミネートした。この粘着フィルムを室温で1週間放置し十分にエージングを行った。
(Dicing tape B)
For the adhesive, an acrylic copolymer using 2-ethylhexyl acrylate and methyl methacrylate as main monomers and hydroxyethyl methacrylate as a functional group monomer was obtained by a solution polymerization method. The synthesized acrylic copolymer had a weight average molecular weight of 550,000 and a glass transition point of -70 ° C. A pressure-sensitive adhesive solution containing 5 parts by weight of a polyfunctional isocyanate cross-linking agent (Sumijur N75, manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd.) was prepared with respect to 100 parts by weight of this acrylic copolymer, and a polyolefin film (thickness: 100 μm) was prepared. The coating was dried so that the thickness of the pressure-sensitive adhesive upon drying was 10 μm. Furthermore, a biaxially stretched polyester film separator (thickness 25 μm) coated with a silicone release agent was laminated on the pressure-sensitive adhesive surface. The pressure-sensitive adhesive film was allowed to stand at room temperature for 1 week and sufficiently aged.
(実施例1〜4及び比較例1,2)
フィルムA、フィルムB、フィルムC、ダイシングテープA、ダイシングテープB及びダイシングテープCを、表1の組合わせで、常温〜60℃にて貼り合わせ、フィルム状接着剤を得た。それぞれのフィルム状接着剤から、第二のプラスチック層を剥がし、バックグラインドにより薄くなったウエハを80℃で貼り合せた。ウエハからバックグラインドテープを剥離し、ダイサーにて、10mm×10mm角にダイシングした後、フリップチップボンダーにてチップをピックアップした。そして、位置合わせマークを元に、樹脂基板の電極位置にフリップチップを実装し、半導体装置を作製した。
(Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2)
Film A, film B, film C, dicing tape A, dicing tape B and dicing tape C were bonded in the combinations shown in Table 1 at room temperature to 60 ° C. to obtain a film adhesive. The second plastic layer was peeled off from each film adhesive, and the wafer thinned by back grinding was bonded at 80 ° C. The back grind tape was peeled from the wafer and diced to 10 mm × 10 mm square with a dicer, and then the chip was picked up with a flip chip bonder. And based on the alignment mark, the flip chip was mounted in the electrode position of the resin substrate, and the semiconductor device was produced.
以下の項目についてフィルム状接着剤に評価を行った。
(1)ダイシングテープ剥離力
ダイシングテープと熱硬化性樹脂層の90°ピール剥離力(N/m)を測定した(剥離速度:300mm/min及び500mm/min)。
(2)ピックアップ性
フリップチップボンダーによるピックアップ成功率が90%以上であれば○、90%未満であれば×とした。
(3)視認性
フリップチップボンダーによるアライメント可能であれば○、アライメント不可能であれば×とした。
The film adhesive was evaluated for the following items.
(1) Dicing Tape Peeling Force The 90 ° peel peeling force (N / m) between the dicing tape and the thermosetting resin layer was measured (peeling speed: 300 mm / min and 500 mm / min).
(2) Pickup property “Good” when the success rate of pick-up by the flip chip bonder is 90% or more, and “No” when less than 90%.
(3) Visibility: “O” if alignment by flip chip bonder is possible, “X” if alignment is impossible.
本発明によれば、半導体ウエハのダイシング工程及びダイボンディング工程に用いられるフィルム状接着剤であって、チップをピックアップした後、チップと基板との位置合わせを確実に行うことができるフィルム状接着剤を提供できる。 According to the present invention, a film-like adhesive used in a semiconductor wafer dicing process and a die-bonding process, which can reliably align the chip and the substrate after picking up the chip. Can provide.
10…第一のプラスチック層、12…粘着剤層、14…ダイシングテープ、20…第二のプラスチック層、30…熱硬化性樹脂層、40…離型層、100…第一実施形態に係るフィルム状接着剤、110…第二実施形態に係るフィルム状接着剤。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記粘着剤層の面積が前記熱硬化性樹脂層の面積より大きく、前記熱硬化性樹脂層は未硬化時の可視光並行透過率が15〜100%であるフィルム状接着剤。 On the first plastic layer, a pressure-sensitive adhesive layer, a thermosetting resin layer and a second plastic layer are film adhesives laminated in this order,
A film adhesive in which the area of the pressure-sensitive adhesive layer is larger than the area of the thermosetting resin layer, and the thermosetting resin layer has a visible light parallel transmittance of 15 to 100% when uncured.
Priority Applications (1)
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2009
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