JP2013207177A - ダイシングテープ一体型接着フィルム、半導体装置、多層回路基板および電子部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムは、第一基板と第二基板とを接着する接着フィルムおよびダイシングテープが積層されたものであり、接着フィルムは芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂と、硬化剤と、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を有するフラックス機能を有する化合物とを含むことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
(1) 第一基板の第一の端子と、第二基板の第二の端子とを、電気的に接続し、前記第一基板と前記第二基板とを接着する接着フィルムおよびダイシングテープが積層されたダイシングテープ一体型接着フィルムであって、
前記接着フィルムが、エポキシ樹脂と、硬化剤と、カルボキシル基を有するフラックス機能を有する化合物、または、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を有するフラック
ス機能を有する化合物と、を含み、
かつ、前記エポキシ樹脂に芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂を含むことを特徴とする接着フィルム、
(2) 前記芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂は、下記一般式(1)または下記一般式(2)で表わされる化合物を含む請求項1に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム、
(3) 前記第一基板の第一の端子が半田バンプである前記(1)または(2)に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム、
(4) 前記接着フィルムが、さらに、フィルム形成性樹脂を含む前記(1)ないし(3)のいずれか1項に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム、
(5) 前記フィルム形成性樹脂がフェノキシ樹脂またはアクリルゴムである前記(4)に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム、
(6) 前記接着フィルムが、さらに、無機充填材を含有する前記(1)ないし(5)のいずれか1項に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム、
(7) 前記(1)ないし(6)のいずれか1項に記載のダイシングテープ一体型接着フィルムを用いた電子部品の製造方法であって、
前記ダイシングテープ一体型接着フィルムの接着フィルムと第一基板の第一の端子とを対向させ貼着することにより第一基板と接着フィルムとダイシングテープとがこの順に積層された第一の積層体を得る工程と、
前記第一の積層体の第一基板と接着フィルムとを切断することにより第一基板と接着フィルムを個片化する個片化工程と、
前記個片化された第一基板と接着フィルムが積層された状態でダイシングテープから分離することにより個片化された第一基板と接着フィルムとが積層された第二の積層体を得る工程と、
前記第二の積層体の接着フィルムと第二基板の第二の端子とを対向させ位置合わせすることにより個片化された第一基板と接着フィルムと第二基板がこの順に積層された第三の積層体を得る工程と、
前記第三の積層体を加熱することにより、個片化された第一基板と、第二基板とを、電気的に接続し、接着する接合工程と、
を有する電子部品の製造方法。
(9) 前記(1)ないし(6)のいずれか1項に記載の接着フィルムの硬化物を有する多層回路基板、
(10) 前記(1)ないし(6)のいずれか1項に記載の接着フィルムの硬化物を有する電子部品、
である。
前記接着フィルムが、エポキシ樹脂と、硬化剤と、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を有するフラックス機能を有する化合物と、を含み、
かつ、前記エポキシ樹脂にグリシジルアミン型エポキシ樹脂を含むことを特徴とする。
介在層や外層を設けてもよい。
ダイシングテープは、支持フィルムと粘着剤層で構成されていればよく、一般的に用いられるどのようなダイシングテープでも用いることが出来る。
本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムは、接着性を有し、第一基板と第二基板とを接着する際に用いられ、第一基板に貼着するものである。
ン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−3−メチルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ビスグリシジル−2,6−ジメチルアニリン)、4,4’−[(1,4−フェニレン)ビスオキシ]ビス(N,N−ジグリシジルアニリン)等が挙げられる。これらの芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂を用いることにより、硬化物の耐熱性が向上し、温度サイクル試験時の電気的な接続性が向上するという効果が得られる。したがって、本発明の多層回路基板、半導体用部品および半導体装置は、広い温度域で半田接続部に対する保護性が高く、温度変化による導通不良が生じにくい。耐熱性という点を重視する場合には、N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)アニリン、N,N−ジグリシジル−3−(グリシジルオキシ)アニリン、N,N−ジグリシジル−4−(グリシジルオキシ)−2−メチルアニリン、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−2−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−3−メチルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ビスグリシジル−2,6−ジメチルアニリン)から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。高弾性率という点を重視する場合には、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−2−メチルアニリン)、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジル−3−メチルアニリン)、4,4’−[1,4−フェニレンビス(ジメチルメチレン)]ビス(N,N−ビスグリシジル−2,6−ジメチルアニリン)から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。
カルボキシル基およびフェノール性水酸基を有するフラックス機能を有する化合物にお
いて、フラックス機能とは半田バンプ表面の酸化膜を、導電部材と電気的に接合できる程度に還元する作用を示す。
(一般式(3)において、n3は、0〜20の整数である。)
また、フラックス活性、接着時のアウトガス及び接着フィルムの硬化後の弾性率やガラス転移温度のバランスから、上記式(3)中のn3は、3以上10以下が好ましい。n3
を3以上とすることにより、接着フィルムの硬化後の弾性率の増加を抑制し、被接着物との接着性を向上させることができる。また、n3を10以下とすることにより、弾性率の低下を抑制し、接続信頼性をさらに向上させることができる。
シレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(ジメチルホルムアミド)、DBE(ニ塩基酸エステル)、EEP(3−エトキシプロピオン酸エチル)、DMC(ジメチルカーボネート)等が好適に用いられる。溶媒の使用量は、溶媒に混合した成分の固形分が10〜60重量%となる範囲であることが好ましい。
ましい。接着フィルムの厚さが前記範囲内であると、接合部の間隙に樹脂成分を十分に充填することができ、樹脂成分の硬化後の機械的接着強度を確実なものとすることができる。
第一基板の第一の端子、第二基板の第二の端子は、第一基板と、第二基板とを電気的に接続する部材であり、例えば、回路や素子の電極、バンプ、パッド部(例えば、ボンディングパッド、電極パッド)、ピラー、ポスト等が挙げられる。
また、本発明の接着フィルムは、半田接合時に、好適な溶融粘度となるため、第一基板の第一の端子を有する面と、第二基板の第二の端子を有する面の間隙をボイドなく封止し、接着フィルムの硬化後、第一基板の第一の端子を有する面と、第二基板の第二の端子を有する面を確実に接着することができる。
基材フィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、ポリオレフィン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリウレタン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ビニルポリイソプレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、フッ素樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物を用いることができる。
樹脂層は、一般的な粘着剤で構成されており、具体的には、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルアルキルエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤等を含む第二樹脂組成物で構成されているものを用いることができ、これらの中でもアクリル系粘着剤が好ましい。
好ましく、特に3〜50μm程度であるのがより好ましい。樹脂層の厚さが前記範囲内であると、ダイシング時に剥離せず、ピックアップ時には引っ張り荷重に伴って比較的容易に剥離可能であり、さらに、ダイシング時やピックアップ時に変形を生じにくいため、ダイシング性、ピックアップ性に優れる。
本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムの製造方法について、以下に説明する。
次に、本発明のダイシングテープ一体型接着フィルムを用いて製造した半導体装置、多層回路基板および電子部品について説明する。
[2−1]次に、ウエハリング9を用意する。続いて、ダイシングテープの粘着剤層2の外周部21の上面とウエハリング9の下面とが密着するように、第一の積層体8とウエハリング9とを積層する。これにより、第一の積層体8の外周部がウエハリング9により支持される。
[3−1]次に、複数の切り込み81が形成された第一の積層体8を、図示しないエキスパンド装置により、放射状に引き延ばす(エキスパンド)。これにより、図2(d)に示すように、第一の積層体8に形成された切り込み81の幅が広がり、それに伴って個片化された第一基板(半導体チップ)71同士の間隔も拡大する。その結果、個片化された第一基板(半導体チップ)71同士が干渉し合うおそれがなくなり、個々の個片化された第一基板(半導体チップ)71をピックアップし易くなる。なお、エキスパンド装置は、このようなエキスパンド状態を後述する工程においても維持し得るよう構成されている。
[4−1]次に、個片化された第一基板(半導体チップ)71を搭載(マウント)するための第二基板5を用意する。
した形状とすることができる。
・エポキシ樹脂A:式(4)で表わされるエポキシ樹脂(N,N−ジグリシジル−4−(
グリシジルオキシ)アニリン、三菱化学(株)製、JER630、エポキシ当量90〜105g/eq)
・エポキシ樹脂E:ビスフェノールA型固形エポキシ樹脂(三菱化学(株)製、jER−1001、エポキシ当量450〜500g/eq)
・硬化剤A:フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト(株)製、PR−55617、水酸基当量103g/eq)
・硬化剤B:アリル化フェノールノボラック樹脂(明和化成(株)製、MEH−8000H、水酸基当量141g/eq)
・フィルム形成性樹脂A:フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製、jER−YX6954B35)
・フィルム形成性樹脂B:アクリル酸エステル共重合樹脂(ナガセケムテックス(株)製
、SG−80H)
・フラックス機能を有する化合物A:フェノールフタリン(東京化成工業(株)製)
・フラックス機能を有する化合物B:ゲンチジン酸(東京化成工業(株)製)
・フラックス機能を有する化合物C:1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸(東京化成工業(株)製)
・フラックス機能を有する化合物D:セバシン酸(東京化成工業(株)製)
・硬化促進剤:2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業(株)製、キュアゾール2P4MZ、融点174〜184℃)
・シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−403)
・無機充填材:合成球状シリカ((株)アドマテックス製、アドマファインSO−E1、平均粒径0.25μm)
<介在層の形成>
アクリル酸2−エチルヘキシル30重量%と酢酸ビニル70重量%とを共重合して得られた重量平均分子量300,000の共重合体100重量部と、分子量が700の5官能アクリレートモノマー45重量部と、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン5重量部と、トリレンジイソシアネート(コロネートT−100、日本ポリウレタン工業(株)製)3重量部と、を離型処理した厚さ38μmのポリエステルフィルムに対して、乾燥後の厚さが10μmになるように塗布し、その後、80℃で5分間乾燥した。そして、得られた塗布膜に対して紫外線500mJ/cm2を照射し、ポリエステルフィルム上
に介在層を成膜した。
アクリル酸ブチル70重量%とアクリル酸2−エチルヘキシル30重量%とを共重合して得られた重量平均分子量500,000の共重合体100重量部と、トリレンジイソシアネート(コロネートT−100、日本ポリウレタン工業(株)製)3重量部とを調整したダイシングテープの粘着剤層用ワニスを調整した。前記ダイシングテープの粘着剤層用ワニスを剥離離型処理した厚さ38μmのポリエステルフィルムに対して、乾燥後の厚さが10μmになるように塗布し、その後、80℃で5分間乾燥した。そして、ポリエステルフィルム上にダイシングテープの粘着剤層を成膜した。その後、支持フィルムとして厚さ100μmのポリエチレンシートをラミネートした。
エポキシ樹脂A : 0.60重量部
エポキシ樹脂D :55.20重量部
硬化剤A :23.00重量部
フィルム形成性樹脂A :10.00重量部
フラックス機能を有する化合物A :10.00重量部
硬化促進剤 : 0.20重量部
シランカップリング剤 : 1.00重量部
とを、メチルエチルケトン(MEK)に溶解して樹脂ワニスを作製した。
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名テイジンテトロンフィルム)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、平均厚さtが25μmの接着フィルムを得た。
介在層を成膜したフィルムと、接着フィルムを成膜したフィルムとを、介在層と接着フィルムとが接するようにラミネート(積層)し、積層体を得た。
半田バンプを有するシリコンウエハ(直径8インチ、厚さ100μm)を用意した。ダイシングテープ一体型接着フィルムからポリエステルフィルムを剥離し、その剥離面と、シリコンウエハの半田バンプを有する面が接するように、ダイシングテープ一体型接着フィルムとシリコンウエハを積層した。これをラミネーターで、貼り合わせ温度T:80℃、接着フィルム(ダイシングテープ一体型接着フィルム)に掛ける圧力P:0.8MPa、30秒間でラミネートして、ダイシングテープ一体型接着フィルム付きのシリコンウエハを得た。
<ダイシング条件>
ダイシングサイズ :10mm×10mm角
ダイシング速度 :50mm/sec
スピンドル回転数 :40,000rpm
ダイシング最大深さ :0.130mm(シリコンウエハの表面からの切り込み量)
ダイシングブレードの厚さ:15μm
切り込みの横断面積 :7.5×10−5mm2(接着フィルムと介在層との界面より先端側の部分の横断面積)
なお、このダイシングにより形成された切り込みは、その先端が介在層内に達していた。
接着フィルム用ワニスを表1、表2、表3のとおりに調整し、メチルエチルケトン(MEK)に溶解した樹脂ワニスを作製した点以外は、実施例1と同様にしてダイシングテープ一体型接着フィルムおよび半導体装置の製造を行った。
各実施例および比較例のダイシングテープ一体型接着フィルムを用いて、ダイシングテープ一体型接着フィルムからポリエステルフィルムを剥離し、その剥離面と、シリコンウエハの半田バンプを有する面が接するように、ダイシングテープ一体型接着フィルムとシリコンウエハをラミネートし、ダイシングテープ一体型接着フィルム付きのシリコンウエハを得た。
○:30個全ての半導体チップに割れや欠けの発生がなかったもの
×:1個でも割れや欠けが発生したもの。
次いで、各実施例および比較例のダイシングテープ一体型接着フィルムを用いて得られた半導体チップ30個を、フリップチップボンダー(装置名:FCB3、パナソニックFS社製)を用いて半導体チップをダイシングテープ一体型接着フィルムの裏面からピックアップディレイ100ms、ピックハイト200μmでニードルで突き上げた。突き上げた半導体チップの表面をフリップチップボンダーのコレットで吸着しつつ上方に引き上げ、接着フィルム付き半導体チップのピックアップ性を以下の基準で評価した。
○:30個全ての半導体チップを破損なくピックアップできたもの。
×:1個でも破損したりピックアップができなかったもの。
各実施例および比較例のダイシングテープ一体型接着フィルムを用いて得られた半導体チップそれぞれ10個ずつを半導体装置化し、半導体チップとシリコン製回路基板の接続抵抗値をデジタルマルチメーターで測定し、接続抵抗値を以下の基準で評価した。
◎:10個全ての半導体装置の接続抵抗値が10Ω以下であったもの。
○:10個全ての半導体装置の接続抵抗値が30Ω以下であったもの。
×:1個以上の半導体装置の接続抵抗値が30Ωを超えたもの。
◎、○のものは実用上問題ないレベルである。
前記の接続抵抗値の評価で用いた半導体装置それぞれ10個ずつを−55℃の条件下に30分、125℃の条件下に30分ずつ交互に晒すことを1サイクルとする温度サイクル試験を行い、試験後の半導体装置について、半導体チップとシリコン製回路基板の接続抵
抗値をデジタルマルチメーターで測定し、接続信頼性を以下の基準で評価した。
◎:250サイクル後の半導体装置において、10個全ての接続抵抗値の変動幅が100%以内であったもの。
○:100サイクル後の半導体装置において、10個全ての接続抵抗値の変動幅が100%以内であったもの。
×:100サイクル後の半導体装置において、その接続抵抗値の変動幅が100%を超えたものが1個以上あったもの。
◎、○のものは実用上問題ないレベルである。
11 外周縁
2 ダイシングテープの粘着剤層
21 外周部
3、31 接着フィルム
4 支持フィルム
41 外周部
4a、4b 基材
5 第二基板
50 回路基板
51 基材
52 配線回路
53 絶縁部
54 電極パッド
55 バンプ
56 アライメントマーク
57 半田バンプ
57' 半田接続部
58 アライメントマーク
61〜64 積層体
7 第一基板(半導体ウエハ)
71 個片化された第一基板(半導体チップ)
8 第一の積層体
81 切り込み
82 ダイシングブレード
83 第二の積層体
9 ウエハリング
10、10' ダイシングテープ一体型接着フィルム
100 第三の積層体
250 ダイボンダー
260 コレット
270 台(ヒーター)
280 装置本体
400 台(突き上げ装置)
500 半導体装置
Claims (10)
- 第一基板の第一の端子と、第二基板の第二の端子とを、電気的に接続し、前記第一基板と前記第二基板とを接着する接着フィルムおよびダイシングテープが積層されたダイシングテープ一体型接着フィルムであって、
前記接着フィルムが、エポキシ樹脂と、硬化剤と、カルボキシル基を有するフラックス機能を有する化合物、または、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を有するフラックス機能を有する化合物と、を含み、
かつ、前記エポキシ樹脂に芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂を含むことを特徴とする接着フィルム。 - 前記第一基板の第一の端子が半田バンプである請求項1または2に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム。
- 前記接着フィルムが、さらに、フィルム形成性樹脂を含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム。
- 前記フィルム形成性樹脂がフェノキシ樹脂またはアクリルゴムである請求項4に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム。
- 前記接着フィルムが、さらに、無機充填材を含有する請求項1ないし5のいずれか1項に記載のダイシングテープ一体型接着フィルム。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のダイシングテープ一体型接着フィルムを用いた電子部品の製造方法であって、
前記ダイシングテープ一体型接着フィルムの接着フィルムと第一基板の第一の端子とを対向させ貼着することにより第一基板と接着フィルムとダイシングテープとがこの順に積層された第一の積層体を得る工程と、
前記第一の積層体の第一基板と接着フィルムとを切断することにより第一基板と接着フィルムを個片化する個片化工程と、
前記個片化された第一基板と接着フィルムが積層された状態でダイシングテープから分離することにより個片化された第一基板と接着フィルムとが積層された第二の積層体を得る工程と、
前記第二の積層体の接着フィルムと第二基板の第二の端子とを対向させ位置合わせすることにより個片化された第一基板と接着フィルムと第二基板がこの順に積層された第三の積層体を得る工程と、
前記第三の積層体を加熱することにより、個片化された第一基板と、第二基板とを、電気的に接続し、接着する接合工程と、
を有する電子部品の製造方法。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の接着フィルムの硬化物を有する半導体装置。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の接着フィルムの硬化物を有する多層回路基板。
- 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の接着フィルムの硬化物を有する電子部品。
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