JP2012149210A - ダイエクスポーズドフリップチップパッケージ（ｄｅｆｃｐ）のモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープ - Google Patents
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Abstract
【課題】
信頼性が向上し、汚染を防止できるダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープを提供すること。
【解決手段】
本発明は、耐熱基材と、該耐熱基材上に塗布された粘着層とからなるものの、前記耐熱基材は、ＰＥＮフィルムで、前記耐熱基材の厚さは、２５〜５０ｕｍであることを特徴とするダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープを提供する。
【選択図】図１
信頼性が向上し、汚染を防止できるダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープを提供すること。
【解決手段】
本発明は、耐熱基材と、該耐熱基材上に塗布された粘着層とからなるものの、前記耐熱基材は、ＰＥＮフィルムで、前記耐熱基材の厚さは、２５〜５０ｕｍであることを特徴とするダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープを提供する。
【選択図】図１
Description
本発明は、ダイエクスポーズドフリップチップパッケージ（Ｄｉｅ Ｅｘｐｏｓｅｄ Ｆｌｉｐ−Ｃｈｉｐ Ｐａｃｋａｇｅ、ＤＥＦＣＰ）のモールドアンダーフィル（Ｍｏｌｄｅｄ Ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ；以下、ＭＵＦとする）工程用粘着マスキングテープに関する。
半導体産業において、リードフレームを使用するＱＦＰ（ｑｕａｄ−ｆｌａｔ−ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏ−ｌｅａｄ）パッケージなどに使用されていたモールド用フィルムは、主にモールド樹脂との離型性やモールド金型との離型性が重要なので、耐熱基材としてポリテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａ ｆｌｕｏｒｏ ｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＰＴＦＥ）、ポリエチレンテトラフルオロエチレン（Ｐｏｌｙ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）、ＥＴＦＥ）などのフッ素系高分子とポリエチレンテレフタルレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）などを使用した。
最近では、チップと基板との接続においてワイヤーボンド（ｗｉｒｅｂｏｎｄ）を使用せずに外部接続端子であるバンプ（ｂｕｍｐ）を使用するフリップチップパッケージにＰｏＰ（Ｐａｃｋａｇｅ ｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプの構造が採用される傾向にある。フリップチップの破損防止と放熱のために、アンダーフィル（Ｕｎｄｅｒｆｉｌｌ）工程を採用するが、信頼性と生産性とが低い。そのため、基板に多数の同一なチップを接合させた後、ＥＭＣ（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）モールドとフリップチップアンダーフィル工程を同時に行った後、切削して個別化する方式で効率を増加させうるＭＵＦ技術が開発されている。ＰｏＰタイプの構造を採用するために、ＭＵＦ工程時にチップの表面がモールド樹脂から露出するようにモールド（ダイエクスポーズド）して、チップをマスキング（ｍａｓｋｉｎｇ）できる粘着テープが用いられる。
ＭＵＦ工程の適用において、パッケージの信頼性を向上するために、プラズマ処理をさらに行うことができる。ＭＵＦ工程の直前にプラズマ処理すると、表面が活性化して、モールド樹脂との密着力あるいは親和力が向上してパッケージの信頼度が向上することである。プラズマ処理すると、チップ表面をも物理化学的に活性化されるが、このように活性化されたチップ表面がモールド用フィルムと反応して、工程が終わった後にフィルムの剥離時にフィルムの一部がチップの表面に残るようになるという汚染問題を起こすこともできる。
従来のフッ素系ＰＴＦＥやＥＴＦＥ樹脂などの単純モールド用フィルムは、高温（１８０度）で行われるダイエクスポーズドフリップチップパッケージのＭＵＦ工程の間に熱的変形が激しいため、フィルムに作用する張力やモールド樹脂の移送圧力などに影響を受けて、フィルム内で厚さのバラツキが生じるようになり、これは、変形がやさしいソルダーボール上に独立的に接合されているチップの表面に圧力の勾配を引き起こして、ソルダーボールの変形やクラック（ｃｒａｃｋ）を引き起こす（図１参照）。結論的に、ダイエクスポーズドフリップチップパッケージの信頼性に致命的な悪影響を与えるようになる。ＰＥＴフィルムは、ＭＵＦ工程温度での低い熱収縮率と適当な弾性係数などの耐熱特性により信頼性面には問題がないが、未反応低分子オリゴマーが湧出してモールド装備を汚染させる。一般高分子フィルムの中で最も耐熱特性に優れたポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ；ＰＩ）フィルムに粘着層をコーティングして適用する場合は、物理的変形が少なく、フィルムの強度が高いが、相対的に低い屈曲性によってモールド金型あるいは装備に適用する際に作業性に問題が生じる。また、ＭＵＦ工程温度でＰＩフィルムの弾性係数が高いために、モールド樹脂の移送圧力がＰＩフィルムに吸収あるいは緩和されずにチップとソルダーボールとの界面、ソルダーボール、又はソルダーボールと基板との界面などに伝達されてクラックなどが生じて信頼性問題が発生する。
そこで、本発明は、前記従来の技術の問題点を解決するためのものであって、その目的は、信頼性が向上し、汚染を防止できるダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープを提供することにある。
本発明は、耐熱基材と、該耐熱基材上に塗布された粘着層とからなることを特徴とするダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープを提供する。
本発明に係るダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープは、信頼性が向上し、汚染を防止する効果がある。
本発明のダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープは、耐熱基材と、該耐熱基材上に塗布された粘着層とからなることを特徴とする。
前記耐熱基材は、ＭＵＦ工程温度である約１８０℃で耐熱性を有する高分子樹脂でありうる。例えば、ポリエチレンナフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）を使用できる。耐熱基材の厚さは、２５〜５０ｕｍであることが好ましい。厚さが２５ｕｍ未満である場合は、フィルムにシワが生じやすくてモールドされたパッケージの表面にシワの跡が転写されるという問題が発生でき、５０ｕｍ超過の場合は、低い屈曲性により作業性に問題がありうる。必要によっては、ＰＥＮフィルムに帯電防止コーティングを一面あるいは両面に処理して、ＭＵＦ工程中又はテープの剥離工程の間に静電気発生によるパッケージの損傷を防止することもできる。
前記耐熱基材上に塗布された粘着層は、アクリル樹脂、熱硬化剤、エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂及び光開始剤を含み、熱硬化及びエネルギー線により硬化されたことを特徴とする。
前記アクリル樹脂は、アルキル（メタ）アクリレートであって、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタル）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート及びドデシル（メタ）アクリレートなどがある。前記アクリル樹脂は、単独又は２種以上混合して使用することができる。アクリル樹脂の重量平均分子量は、好ましくは、１００,０００〜１、５００,０００であり、さらに好ましくは、５００,０００〜１、０００,０００までの範囲である。重量平均分子量が１００,０００以下である場合は、コーティング後に得られた粘着層の内部凝集力が不足して、テープ剥離後にプラズマが活性化されたチップの表面に樹脂成分が残留しやすく、１，５００,０００以上である場合は、溶媒に対する溶解性が減少して均一なコーティング層を形成し難く、熱硬化とエネルギー線硬化効率が落ちるようになる。
前記熱硬化剤の例には、イソシアネート系、エポキシ系、アジリジン及びキレート系架橋剤などがある。熱硬化剤は、前記アクリル系樹脂１００重量部を基準に０．１〜２重量部を使用することが好ましい。
前記エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂は、エネルギー線硬化型ウレタン樹脂とエネルギー線硬化型シリコン樹脂とが混合された形態でありうる。前記エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂の反応官能基は、２〜６個、重量平均分子量３００〜８，０００であることが好ましい。前記エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂は、光開始剤と共に反応して、アクリル樹脂と共にｓｅｍｉ−ＩＰＮ構造を形成して粘着剤層の内部凝集力を強化して、高温のＭＵＦ工程後にもチップに粘着剤残渣が形成されないようにする機能を果たす。エネルギー線硬化型ウレタン樹脂は、粘着層の耐熱特性と強じん性を向上させる機能を果たし、エネルギー線硬化型シリコン樹脂は、モールド樹脂との離型性とプラズマ活性化されたチップの表面との反応性を最小化させる機能を果たす。エネルギー線硬化型ウレタン樹脂は、前記アクリル樹脂１００重量部を基準に５〜３０重量部、エネルギー線硬化型シリコン樹脂は、前記アクリル樹脂１００重量部を基準に５〜１５重量部を含むことが好ましい。エネルギー線硬化型ウレタン樹脂が５重量部未満である場合に、粘着層の強じん性向上に影響を及ぼすことができず、３０重量部超過である場合にエネルギー線硬化効率が減少するようになって、未反応オリゴマー樹脂が粘着剤残渣として残るようになる。エネルギー線硬化型シリコン樹脂が５重量部未満である場合に、離型特性が発現されず、１５重量部超過である場合に、シリコン系樹脂同士で凝集されて粘着層の異物として作用するか、又は離型特性の過度な向上のため、モールド樹脂が粘着層とチップ表面との間に侵入して、チップ表面を汚染させることができる。
前記光開始剤には、ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ヒドロキシジメチルアセトフェノン、メチル−［４メチルチオフェニル］−２−モルホリンプロパノン、４−ベンジル−４’−メチルジフェニルスルフィド、イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、２−エチルヘキシル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、メチル−オルト−ベンゾ−ベンゾエート、メチルベンゾイルホルマート、４−フェニルベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィン、２−ヒドロキシ−１，２−ジフェニルエタノンなどが使用されることができる。光開始剤は、粘着層のコーティング、乾燥温度及び使用するエネルギー線の照射条件に合せて選択できる。光開始剤は、前記エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂１００重量部を基準に１〜１０重量部使用することが好ましい。
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではない。
［実施例及び比較例］
アクリル樹脂：ＳＡＭＷＯＮ社製、ＡＴ５１００
熱硬化剤：イソシアネート系（ダウコーティング社製、ＣＥ１３８）
エネルギー線硬化型ウレタン樹脂：脂肪族ポリウレタンアクリレート（日本合成社製、ＵＶ７６００Ｂ８０）
エネルギー線硬化型シリコン樹脂：シリコンヘキサアクリレート（ＣＹＴＥＣ社製、ＥＢ１３６０）
光開始剤：アルアクリルポスファイン系（ＣＹＴＥＣ社製、ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ）
アクリル樹脂：ＳＡＭＷＯＮ社製、ＡＴ５１００
熱硬化剤：イソシアネート系（ダウコーティング社製、ＣＥ１３８）
エネルギー線硬化型ウレタン樹脂：脂肪族ポリウレタンアクリレート（日本合成社製、ＵＶ７６００Ｂ８０）
エネルギー線硬化型シリコン樹脂：シリコンヘキサアクリレート（ＣＹＴＥＣ社製、ＥＢ１３６０）
光開始剤：アルアクリルポスファイン系（ＣＹＴＥＣ社製、ＤＡＲＯＣＵＲ ＴＰＯ）
＜実施例１＞
アクリル樹脂（重量平均分子量３５０,０００）１００重量部をエチルアセテート６００重量部に溶解し、熱硬化剤０．５重量部、エネルギー線硬化型ウレタン樹脂２５重量部、エネルギー線硬化型シリコン樹脂１０重量部、光開始剤１重量部を混合して１時間撹拌して粘着剤組成物を得た。撹拌が終わった粘着剤組成物を３８ｕｍ厚のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムに塗布し、１５０℃の乾燥器で約３分間乾燥した。塗布厚は、約６ｕｍと確認された。乾燥器を通過した乾燥されたテープは、追加的な架橋構造を形成するためにエネルギー線硬化工程を経るが、本実施例では、紫外線を照射した。ＵＶランプの強度、照射面との距離、照射時間などを適切に調節して、紫外線の光量が約５００ｍＪ／ｃｍ２になるようにした。粘着剤層内の完全な硬化のために、長波長の紫外線Ａ領域（３１５〜４００ｎｍ）のエネルギー線を放出する無電極ＵＶランプを使用し、酸素によるエネルギー線硬化効率の減少を防止するために、窒素雰囲気で紫外線を照射した。
アクリル樹脂（重量平均分子量３５０,０００）１００重量部をエチルアセテート６００重量部に溶解し、熱硬化剤０．５重量部、エネルギー線硬化型ウレタン樹脂２５重量部、エネルギー線硬化型シリコン樹脂１０重量部、光開始剤１重量部を混合して１時間撹拌して粘着剤組成物を得た。撹拌が終わった粘着剤組成物を３８ｕｍ厚のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムに塗布し、１５０℃の乾燥器で約３分間乾燥した。塗布厚は、約６ｕｍと確認された。乾燥器を通過した乾燥されたテープは、追加的な架橋構造を形成するためにエネルギー線硬化工程を経るが、本実施例では、紫外線を照射した。ＵＶランプの強度、照射面との距離、照射時間などを適切に調節して、紫外線の光量が約５００ｍＪ／ｃｍ２になるようにした。粘着剤層内の完全な硬化のために、長波長の紫外線Ａ領域（３１５〜４００ｎｍ）のエネルギー線を放出する無電極ＵＶランプを使用し、酸素によるエネルギー線硬化効率の減少を防止するために、窒素雰囲気で紫外線を照射した。
＜比較例１＞
アクリル樹脂１００重量部をエチルアセテート６００重量部に溶解し、熱硬化剤０．５重量部、光開始剤１重量部を混合して１時間撹拌して粘着剤組成物を得た。撹拌が終わった粘着剤組成物を３８ｕｍ厚のＰＥＮフィルムに塗布し、１５０℃の乾燥器で約３分間乾燥した。塗布厚は、約６ｕｍと確認された。
アクリル樹脂１００重量部をエチルアセテート６００重量部に溶解し、熱硬化剤０．５重量部、光開始剤１重量部を混合して１時間撹拌して粘着剤組成物を得た。撹拌が終わった粘着剤組成物を３８ｕｍ厚のＰＥＮフィルムに塗布し、１５０℃の乾燥器で約３分間乾燥した。塗布厚は、約６ｕｍと確認された。
＜比較例２＞
アクリル樹脂１００重量部をエチルアセテート６００重量部に溶解し熱硬化剤０．５重量部、エネルギー線硬化型ウレタン樹脂２５重量部、エネルギー線硬化型シリコン樹脂５０重量部、光開始剤１重量部を混合して１時間撹拌して粘着剤組成物を得た。撹拌が終わった粘着剤組成物を３８ｕｍ厚のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムに塗布し、１５０℃乾燥器で約３分間乾燥した。塗布厚は、約６ｕｍと確認された。乾燥されたテープは、実施例１のように紫外線を照射して追加的なエネルギー線硬化を実施した。
アクリル樹脂１００重量部をエチルアセテート６００重量部に溶解し熱硬化剤０．５重量部、エネルギー線硬化型ウレタン樹脂２５重量部、エネルギー線硬化型シリコン樹脂５０重量部、光開始剤１重量部を混合して１時間撹拌して粘着剤組成物を得た。撹拌が終わった粘着剤組成物を３８ｕｍ厚のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムに塗布し、１５０℃乾燥器で約３分間乾燥した。塗布厚は、約６ｕｍと確認された。乾燥されたテープは、実施例１のように紫外線を照射して追加的なエネルギー線硬化を実施した。
＜比較例３＞
実施例１と同じ組成の粘着剤造液を３８ｕｍ厚のＰＥＴフィルムに同一条件で製造して粘着層を形成した。
実施例１と同じ組成の粘着剤造液を３８ｕｍ厚のＰＥＴフィルムに同一条件で製造して粘着層を形成した。
＜比較例４＞
実施例１と同じ組成の粘着剤造液を３５ｕｍ厚のＰＩ（ポリイミド）フィルムに同一条件で製造して粘着層を形成した。
実施例１と同じ組成の粘着剤造液を３５ｕｍ厚のＰＩ（ポリイミド）フィルムに同一条件で製造して粘着層を形成した。
＜比較例５＞
粘着層無しで５０ｕｍ厚のＥＴＦＥフィルムを使用した。
粘着層無しで５０ｕｍ厚のＥＴＦＥフィルムを使用した。
前記実施例１と比較例１〜５において製造された、ダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープを各々評価して表１に示した。各評価項目は、ＭＵＦ工程を行いつつ装備に対する適用性及び作業性関連項目と粘着マスキングテープ信頼性関連評価項目について述べた。
前記表１のように、ＰＥＮフィルムにアクリル樹脂とエネルギー線硬化型ウレタン及びシリコンオリゴマー樹脂がｓｅｍｉ−ＩＰＮ構造を形成する粘着層が形成された実施例１と異なる種類の基材フィルムと変形された粘着層を使用した比較例１〜５のダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程と関連した主要要求特性を比較した。
本発明に係る実施例１では、主要要求特性が全部満足する水準であった。エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂を使用しなくてｓｅｍｉ−ＩＰＮ構造が形成されない比較例１では、粘着剤成分がプラズマ活性化されたチップの表面に残留したことが確認された。比較例２では、離型性の増加のために過量のエネルギー線硬化型オリゴマーシリコン樹脂を投入したが、粘着層の面上が不均一であり、チップの表面にむらが残る程度で粘着剤成分の残渣が確認された。また、過多なシリコン成分による粘着層のチップ表面に対する低い密着性のため、モールド工程の間にモールド樹脂が粘着層とチップ表面との間の界面に侵入して、部分的にチップ表面を汚染させることが確認された。ＰＥＴフィルムを使用した比較例３では、他の主要特性は、全部満足したが、ＭＵＦ工程が行われるにつれてＰＥＴフィルムが直接的に接している上部のモールド金型に白い異物による汚染が激しくなるのを確認した。これによる掃除時間の増加及びダウンタイム（ｄｏｗｎ−ｔｉｍｅ）の増加が致命的な生産効率の減少を引き起こした。ＰＩフィルムを使用した比較例４では、モールド金型の汚染はなかったが、図１のように、テープがモールド金型の上板にバキューム（ｖａｃｕｕｍ）穴を通じて密着されなければならないが、ＰＩフィルムの高い強度のため金型に密着性が落ちるか、又は屈曲性が良くないため、作業性が低下するという問題があった。また、ソルダーボールの変形や亀裂があることが確認された。ＥＴＦＥフィルムのみを使用した比較例５では、ＰＩフィルムとは反対に耐熱特性が落ちすぎて、フィルムが高温で不均一延伸されながら、フィルム厚度のバラツキが発生して、チップに伝達される圧力の不均衡問題として推定されるソルダーボールの変形やクラック(crack)現象が発見された。そして、表面の粗度がほとんどないシリコンチップとフィルムとの相互粘着力の不足で密着されないため、モールド樹脂によるチップの汚染が問題となった。
Ａ１ モールド金型（上）
Ａ２ モールド金型（下）
Ａ３ 耐熱基材（ＰＥＮフィルム）
Ａ４ 粘着層
Ａ５ チップ
Ａ６ ソルダーボール（ｓｏｌｄｅｒ ｂａｌｌ）
Ａ７ 基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）
Ａ８ モールド樹脂
Ａ２ モールド金型（下）
Ａ３ 耐熱基材（ＰＥＮフィルム）
Ａ４ 粘着層
Ａ５ チップ
Ａ６ ソルダーボール（ｓｏｌｄｅｒ ｂａｌｌ）
Ａ７ 基板（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）
Ａ８ モールド樹脂
Claims (6)
- 耐熱基材と、該耐熱基材上に塗布された粘着層とからなるものの、
前記耐熱基材は、ＰＥＮフィルムで、前記耐熱基材の厚さは、２５〜５０ｕｍであることを特徴とするダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープ。 - 前記耐熱基材の少なくとも一面に帯電防止コーティングされていることを特徴とする請求項１に記載のダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープ。
- 前記粘着層は、アクリル樹脂、熱硬化剤、エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂及び光開始剤を含み、熱硬化及びエネルギー線により硬化されたことを特徴とする請求項１に記載のダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープ。
- 前記アクリル樹脂の重量平均分子量は、１００,０００〜１，５００,０００であることを特徴とする請求項３に記載のダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープ。
- 前記エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂は、ウレタン樹脂とシリコン樹脂との混合物であることを特徴とする請求項３に記載のダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープ。
- 前記アクリル樹脂１００重量部を基準に前記熱硬化剤０．１〜２重量部、前記エネルギー線硬化型ウレタン樹脂５〜３０重量部、前記エネルギー線硬化型シリコン樹脂５〜１５重量部を含み、前記エネルギー線硬化型オリゴマー樹脂１００重量部を基準に前記光開始剤を１〜１０重量部含むことを特徴とする請求項５に記載のダイエクスポーズドフリップチップパッケージのモールドアンダーフィル工程用粘着マスキングテープ。
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