JP2021155679A - フィルム状接着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1〜3に記載の熱硬化型ダイボンドフィルムにおいては、いずれも、アクリル系樹脂をベースポリマーとして含み、更に、エポキシ系熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂及び熱硬化剤を併用することが開示されている。
[1] 主鎖に環構造を有し、ガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂(a)を含有するフィルム状接着剤。
[2] 前記フィルム状接着剤100質量%に対して、前記樹脂(a)の含有量が5〜20質量%である、前記[1]に記載のフィルム状接着剤。
[3] エポキシ樹脂(b1)を含有する、前記[1]又は[2]に記載のフィルム状接着剤。
[4] 前記フィルム状接着剤100質量%に対して、前記エポキシ樹脂(b1)の含有量が30〜60質量%である、前記[3]に記載のフィルム状接着剤。
[5] 熱硬化剤(b2)を含有し、前記フィルム状接着剤100質量%に対して、前記エポキシ樹脂(b1)及び前記熱硬化剤(b2)からなるエポキシ系熱硬化性樹脂(b)の含有量が、60〜85質量%である、前記[3]又は[4]に記載のフィルム状接着剤。
[6] 前記フィルム状接着剤の溶融粘度の初期検出温度が、60℃以下である、前記[1]〜[5]のいずれかに記載のフィルム状接着剤。
[7] 前記フィルム状接着剤が、アクリル系樹脂を実質的に含有しない、前記[1]〜[6]のいずれかに記載のフィルム状接着剤。
[8] 前記フィルム状接着剤に貼付され、改質層が形成された半導体ウエハを、前記フィルム状接着剤と共に前記改質層に沿って分割し、得られたフィルム状接着剤付き半導体チップをピックアップする用途に用いられる、前記[1]〜[7]のいずれか1項に記載のフィルム状接着剤。
本発明の一実施形態に係るフィルム状接着剤は、主鎖に環構造を有し、ガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂(a)を含有する。本実施形態に係るフィルム状接着剤は、主鎖に環構造を有し、ガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂(a)を含有するので、抜き加工をして不要部分となる外周部を巻き取る際に、巻取り不良を十分に抑制できる。
すなわち、第1剥離フィルム、フィルム状接着剤及び第2剥離フィルムがこの順に積層された幅395mmのロール状の評価用シートを準備する。第1剥離フィルム及び第2剥離フィルムは、厚さ38μmのポリエチレンテレフタレート(PET)製フィルムの片面がシリコーン処理により剥離処理されているものである。
抜き加工装置を用いて、評価用シートを、第1剥離フィルム以外の層が打ち抜かれるように、直径330mmの円形に平抜き加工を行い、不要部分となる第2剥離フィルム及びフィルム状接着剤の円形の外周部を巻き取り、巻取り不良の有無を確認することができる。
抜き加工装置は、例えば、リンテック社製、製品名:LPM300を用いることができる。
○:巻取り不良なし
×:フィルム状接着剤が破断して、巻取り不良あり
また、本明細書においては、基板の回路が形成されている面も「回路形成面」と称する。
本実施形態のフィルム状接着剤を備えたフィルム状接着剤付き半導体チップは、そのフィルム状接着剤によって、基板の回路形成面へ良好な状態でダイボンディングできる。
すなわち、キャピラリーレオメーターを用い、そのシリンダー(キャピラリー)内に、測定対象のフィルム状接着剤からなる試料をセットし、シリンダーの内壁に接触しながらこの内壁に沿って、シリンダーの長手方向(換言すると中心軸方向)に移動可能なピストンによって、このシリンダー内のフィルム状接着剤に対して一定の大きさの力を加えた状態(荷重をかけた状態)を維持しながら、シリンダーを昇温させる。そして、シリンダーの先端部(フィルム状接着剤に対して力を加えている方向の先端部)に設けられた穴から、シリンダーの外部へフィルム状接着剤の押出しが開始されたとき、すなわち、フィルム状接着剤の溶融粘度の検出が開始されたときの、シリンダーの温度を、フィルム状接着剤の溶融粘度の初期検出温度(℃)として採用する。測定用試料のフィルム状接着剤の大きさ及び形状は、シリンダーの大きさ等を考慮して、適宜調節できる。
本明細書において、「溶融粘度」とは、特に断りのない限り、上述の方法で測定された溶融粘度を意味する。
さらに、このときの温度以外のフィルム状接着剤の保存条件は、以下のとおりである。すなわち、フィルム状接着剤は、空気雰囲気下で保存することが好ましく、静置保存することが好ましく、暗所で保存することが好ましい。そして、これら2以上の条件を満たすように保存することがより好ましく、すべての条件を満たすように保存することが特に好ましい。
したがって、前記フィルム状接着剤の硬化物は、その接着対象物に対して、十分な接着力を有することが求められる。
なお、以下の説明で用いる図は、本発明の特徴を分かり易くするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
第2試験片9は、フィルム状接着剤の硬化物90と、前記硬化物90の一方の面(本明細書においては、「第2面」と称することがある)90bの全面に設けられた銅板91と、前記硬化物90の他方の面(本明細書においては、「第1面」と称することがある)90aの全面に設けられたシリコンチップ92と、を備えて構成されている。
前記硬化物90の前記第1面90a及び第2面90bの平面形状は矩形(正方形)である。
前記硬化物90の大きさ(前記第1面90a及び第2面90bの大きさ)は2mm×2mmであり、前記硬化物90の厚さは20μmである。
シリコンチップ92の、前記硬化物90との接触面の大きさは、前記硬化物90の第1面90aの大きさに対して、同等以上であればよく、同じであることが好ましい。
シリコンチップ92の、前記硬化物90との接触面の平面形状は、矩形であることが好ましく、例えば正方形であってもよく、前記硬化物90の第1面90aの平面形状と同じであることが好ましい。
実施例で後述するように、フィルム状接着剤(図示略)の切断及び硬化によって前記硬化物90を形成し、シリコンウエハ(図示略)の分割によってシリコンチップ92を形成するときに、これら切断及び分割を連続的に行うプロセスを採用可能であり、その場合には、シリコンチップ92の前記硬化物90との接触面と、前記硬化物90の第1面90aとを、互いに同じ大きさで、かつ同じ形状とすることが可能であり、しかも、前記硬化物90の側面90cと、シリコンチップ92の側面92cと、の位置合わせも容易である。
銅板91の、前記硬化物90との接触面の平面形状は、銅板91が前記硬化物90の第2面90bの全面を覆うことが可能であれば、特に限定されず、例えば、矩形であってもよい。
前記接着力をより高精度に測定できる点から、押圧手段8の力を加える部位は平面であることが好ましく、押圧手段8はプレート状であることがより好ましい。
押圧手段8の構成材料としては、例えば、金属等が挙げられる。
ここで、「フィルム状接着剤の厚さ」とは、フィルム状接着剤全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなるフィルム状接着剤の厚さとは、フィルム状接着剤を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
接着剤組成物中の、常温で気化しない成分同士の含有量の比率は、通常、フィルム状接着剤の前記成分同士の含有量の比率と同じとなる。なお、本明細書において、「常温」とは、特に冷やしたり、熱したりしない温度、すなわち平常の温度を意味し、例えば、15〜25℃の温度等が挙げられる。
以下、フィルム状接着剤及び接着剤組成物の含有成分について、詳細に説明する。
樹脂(a)は、主鎖に環構造を有し、ガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂であれば限定されない。前記樹脂(a)を含有するフィルム状接着剤を用いることにより、抜き加工をして不要部分となる外周部を巻き取る際に、巻取り不良を十分に抑制できる。
主鎖に環構造を有し、ガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂(a)を含有するフィルム状接着剤を用いることにより、従来のフィルム状接着剤に比べて、フィルム状接着剤としての室温での機械強度が高くなると考えられる。それにより、抜き加工をして不要部分となる外周部を巻き取る際に、破断しにくくなるなどの効果がある結果、巻取り不良を十分に抑制できると考えられる。
主鎖に環構造を有し、ガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂、いわゆるエンジニアリングプラスチックを使用すると、巻取り不良が抑制される。
ポリアリレートは、芳香族ジカルボン酸および/またはその誘導体と、二価フェノールおよび/またはその誘導体とよりなる芳香族ポリエステル重合体である。芳香族ジカルボン酸残基を導入するためのポリアリレート原料としては、特に制限はないが、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、クロルフタル酸、ニトロフタル酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、メチルテレフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルフォンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルイソプロピリデンジカルボン酸、1,2−ビス(4−カルボキシフェノキシ)エタン、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等が挙げられる。中でも、テレフタル酸およびイソフタル酸が好ましい。これらの芳香族ジカルボン酸は、単独で用いることもできるし、2種類以上で併用することも可能である。
ポリカーボネートは、二価フェノール成分にホスゲンや炭酸ジエステルなどのカーボネート前駆物質を反応させる方法により合成される。二価フェノール成分としては、ポリアリレート原料として挙げたものと同様である。中でも、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好ましい。
熱硬化性成分(b)は、熱硬化性を有し、フィルム状接着剤を熱硬化させるための成分である。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有する熱硬化性成分(b)は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
これらの中でも、熱硬化性成分(b)は、エポキシ系熱硬化性樹脂であることが好ましい。
エポキシ系熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂(b1)及び熱硬化剤(b2)からなる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するエポキシ系熱硬化性樹脂は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
エポキシ樹脂(b1)としては、公知のものが挙げられ、例えば、多官能系エポキシ樹脂、ビフェニル化合物、ビスフェノールAジグリシジルエーテル及びその水添物、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェニレン骨格型エポキシ樹脂等、2官能以上のエポキシ化合物が挙げられる。本明細書において、エポキシ樹脂(b1)とは、硬化性を有する、すなわち、未硬化のエポキシ樹脂を云う。
エポキシ樹脂(b1)のエポキシ当量は、100〜1000g/eqであることが好ましく、150〜800g/eqであることがより好ましい。
熱硬化剤(b2)は、エポキシ樹脂(b1)に対する硬化剤である。エポキシ樹脂(b1)及び熱硬化剤(b2)の組み合わせは、エポキシ系熱硬化性樹脂(本明細書においては、「エポキシ系熱硬化性樹脂(b)」と称することがある)として機能する。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤が含有するエポキシ系熱硬化性樹脂(b)は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
熱硬化剤(b2)のうち、アミノ基を有するアミン系硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド(DICY)等が挙げられる。
不飽和炭化水素基を有する熱硬化剤(b2)としては、例えば、フェノール樹脂の水酸基の一部が、不飽和炭化水素基を有する基で置換されてなる化合物、フェノール樹脂の芳香環に、不飽和炭化水素基を有する基が直接結合してなる化合物等が挙げられる。
熱硬化剤(b2)における前記不飽和炭化水素基は、上述の不飽和炭化水素基を有するエポキシ樹脂における不飽和炭化水素基と同様である。
熱硬化剤(b2)のうち、例えば、ビフェノール、ジシアンジアミド等の非樹脂成分の分子量は、特に限定されないが、例えば、60〜500であることが好ましい。
熱硬化剤(b2)は、下記一般式(1)で表される、より具体的には、o−クレゾール型ノボラック樹脂であることが好ましい。
nの上限値は、本発明の効果を損なわない範囲で、特に限定されない。例えば、nが10以下であるo−クレゾール型ノボラック樹脂は、その製造又は入手がより容易である。
一般式(1)で表される熱硬化剤(b2)を用いたフィルム状接着剤は、このように保存安定性が高く、室温下での保存が可能であり、同様の理由で、接着剤組成物も保存安定性が高く、室温下での保存が可能である。
前記フィルム状接着剤が含有する他の成分としては、例えば、硬化促進剤(c)、充填材(d)、カップリング剤(e)、エネルギー線硬化性樹脂(g)、光重合開始剤(h)、汎用添加剤(i)等が挙げられる。これらの中でも、好ましい前記他の成分としては、硬化促進剤(c)、充填材(d)、カップリング剤(e)が挙げられる。
紫外線は、例えば、紫外線源として高圧水銀ランプ、ヒュージョンランプ、キセノンランプ、ブラックライト又はLEDランプ等を用いることで照射できる。電子線は、電子線加速器等によって発生させたものを照射できる。
本明細書において、「エネルギー線硬化性」とは、エネルギー線を照射することにより硬化する性質を意味し、「非エネルギー線硬化性」とは、エネルギー線を照射しても硬化しない性質を意味する。
硬化促進剤(c)は、接着剤組成物及びフィルム状接着剤の硬化速度を調節するための成分である。
好ましい硬化促進剤(c)としては、例えば、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の第3級アミン;2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類(1個以上の水素原子が水素原子以外の基で置換されたイミダゾール);トリブチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類(1個以上の水素原子が有機基で置換されたホスフィン);テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィンテトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩;前記イミダゾール類をゲスト化合物とする包接化合物等が挙げられる。
フィルム状接着剤は、充填材(d)を含有することにより、その熱膨張係数の調整が容易となり、この熱膨張係数をフィルム状接着剤の貼付対象物に対して最適化することで、フィルム状接着剤を用いて得られた半導体パッケージの信頼性がより向上する。また、フィルム状接着剤が充填材(d)を含有することにより、フィルム状接着剤の硬化物の吸湿率を低減したり、放熱性を向上させたりすることもできる。
好ましい無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、チタンホワイト、ベンガラ、炭化ケイ素、窒化ホウ素等の粉末;これら無機充填材を球形化したビーズ;これら無機充填材の表面改質品;これら無機充填材の単結晶繊維;ガラス繊維等が挙げられる。
これらの中でも、無機充填材は、シリカ、アルミナ又はこれらの表面改質品であることが好ましい。
なお、本明細書において「平均粒子径」とは、特に断りのない限り、レーザー回折散乱法によって求められた粒度分布曲線における、積算値50%での粒子径(D50)の値を意味する。
フィルム状接着剤は、カップリング剤(e)を含有することにより、被着体に対する接着性及び密着性が向上する。また、フィルム状接着剤がカップリング剤(e)を含有することにより、その硬化物は耐熱性を損なうことなく、耐水性が向上する。カップリング剤(e)は、無機化合物又は有機化合物と反応可能な官能基を有する。
好ましい前記シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルメチルジエトキシシラン、3−(フェニルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−アニリノプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルファン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、イミダゾールシラン、オリゴマー型又はポリマー型オルガノシロキサン等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤は、エネルギー線硬化性樹脂(g)を含有していてもよい。フィルム状接着剤は、エネルギー線硬化性樹脂(g)を含有していることにより、エネルギー線の照射によって特性を変化させることができる。
汎用添加剤(i)は、公知のものでよく、目的に応じて任意に選択でき、特に限定されない。好ましい汎用添加剤(i)としては、例えば、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、着色剤(染料、顔料)、ゲッタリング剤等が挙げられる。
接着剤組成物及びフィルム状接着剤の汎用添加剤(i)の含有量は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択すればよい。
接着剤組成物は、さらに溶媒を含有することが好ましい。溶媒を含有する接着剤組成物は、取り扱い性が良好となる。
前記溶媒は特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素;メタノール、エタノール、2−プロパノール、イソブチルアルコール(2−メチルプロパン−1−オール)、1−ブタノール等のアルコール;酢酸エチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;テトラヒドロフラン等のエーテル;ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド(アミド結合を有する化合物)等が挙げられる。
接着剤組成物が含有する溶媒は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は任意に選択できる。
接着剤組成物は、これを構成するための各成分を配合することで得られる。
各成分の配合時における添加順序は特に限定されず、2種以上の成分を同時に添加してもよい。
溶媒を用いる場合には、溶媒を溶媒以外のいずれかの配合成分と混合してこの配合成分を予め希釈しておくことで用いてもよいし、溶媒以外のいずれかの配合成分を予め希釈しておくことなく、溶媒をこれら配合成分と混合することで用いてもよい。
各成分の添加及び混合時の温度並びに時間は、各配合成分が劣化しない限り特に限定されず、適宜調節すればよいが、温度は15〜30℃であることが好ましい。
このようなフィルム状接着剤13は、例えば、ロール状として保存するのに好適である。
フィルム状接着剤13は、上述の接着剤組成物を用いて形成できる。
第1剥離フィルム151及び第2剥離フィルム152は、互いに同じものであってもよいし、例えば、フィルム状接着剤13から剥離させるときに必要な剥離力が互いに異なるなど、互いに異なるものであってもよい。
本発明の一実施形態に係るダイシングダイボンディングシートは、支持シートを備え、前記支持シートの一方の面上に、前記フィルム状接着剤を備える。
前記支持シートは、1層(単層)からなるものであってもよいし、2層以上の複数層からなるものであってもよい。支持シートが複数層からなる場合、これら複数層の構成材料及び厚さは、互いに同一でも異なっていてもよく、これら複数層の組み合わせは、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
支持シートが前記基材及び粘着剤層を備えている場合、前記ダイシングダイボンディングシートにおいては、前記粘着剤層が、前記基材と、前記フィルム状接着剤と、の間に配置される。
以下、支持シートを構成する各層について、説明する。
前記基材は、シート状又はフィルム状であり、その構成材料としては、例えば、各種樹脂が挙げられる。
前記樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のポリエチレン;ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ノルボルネン樹脂等のポリエチレン以外のポリオレフィン;エチレン−酢酸ビニル共重合体、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、エチレン−ノルボルネン共重合体等のエチレン系共重合体(モノマーとしてエチレンを用いて得られた共重合体);ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂(モノマーとして塩化ビニルを用いて得られた樹脂);ポリスチレン;ポリシクロオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート、すべての構成単位が芳香族環式基を有する全芳香族ポリエステル等のポリエステル;2種以上の前記ポリエステルの共重合体;ポリ(メタ)アクリル酸エステル;ポリウレタン;ポリウレタンアクリレート;ポリイミド;ポリアミド;ポリカーボネート;フッ素樹脂;ポリアセタール;変性ポリフェニレンオキシド;ポリフェニレンスルフィド;ポリスルホン;ポリエーテルケトン等が挙げられる。
また、前記樹脂としては、例えば、前記ポリエステルとそれ以外の樹脂との混合物等のポリマーアロイも挙げられる。前記ポリエステルとそれ以外の樹脂とのポリマーアロイは、ポリエステル以外の樹脂の量が比較的少量であるものが好ましい。
また、前記樹脂としては、例えば、ここまでに例示した前記樹脂の1種又は2種以上が架橋した架橋樹脂;ここまでに例示した前記樹脂の1種又は2種以上を用いたアイオノマー等の変性樹脂も挙げられる。
ここで、「基材の厚さ」とは、基材全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる基材の厚さとは、基材を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
また、基材は、表面がプライマー処理を施されたものであってもよい。
また、基材は、帯電防止コート層;ダイシングダイボンディングシートを重ね合わせて保存する際に、基材が他のシートに接着することや、基材が吸着テーブルに接着することを防止する層等を有するものであってもよい。
通常、フィルム状接着剤と支持シートとの間の剥離力は、フィルム状接着剤の材質とそれと接する支持シートの材質により変化するものであるが、支持シートとしてポリオレフィンフィルム(グンゼ社製、ファンクレア(登録商標)LPD♯80、厚さ80μm)を使用した場合の剥離力を測定することで、フィルム状接着剤自体の特性を評価できる。
基材のみからなる支持シートとしてポリオレフィンフィルム(グンゼ社製、ファンクレア(登録商標)LPD♯80、厚さ80μm)と、フィルム状接着剤とからなるダイシングダイボンディングシートを25mm×250mmの矩形状に切断したものを準備する。ポリスチレン板からなる硬質支持体の表面に両面テープが貼付されたものを用い、この両面テープに、25mm×250mmのダイシングダイボンディングシートのフィルム状接着剤を重ね合せ、23℃、相対湿度50%の環境下において2kgのゴムローラを、この重ね合せたものの上で一往復させることで、両面テープを介してダイシングダイボンディングシートを硬質支持体に貼付する。次いで、この貼付したものを23℃、相対湿度50%の同じ環境下で30分放置した後、測定装置として株式会社島津製作所製の万能引張試験機AG−ISを用い、ダイシングダイボンディングシートの基材をフィルム状接着剤から300mm/分の速度で180°の角度で剥離させたときの剥離力(N/25mm)を測定する。
前記粘着剤層は、シート状又はフィルム状であり、粘着剤を含有する。
前記粘着剤としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルエーテル、ポリカーボネート、エステル系樹脂等の粘着性樹脂が挙げられる。
ここで、「粘着剤層の厚さ」とは、粘着剤層全体の厚さを意味し、例えば、複数層からなる粘着剤層の厚さとは、粘着剤層を構成するすべての層の合計の厚さを意味する。
なお、図2以降の図において、既に説明済みの図に示すものと同じ構成要素には、その説明済みの図の場合と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ここで、基材11の第1面11aは、支持シート10の第1面10aとも称する。
ここに示すダイシングダイボンディングシート102は、治具用接着剤層16を備えていない点以外は、図2に示すダイシングダイボンディングシート101と同じである。すなわち、ダイシングダイボンディングシート102においては、基材11の第1面11a(支持シート10の第1面10a)にフィルム状接着剤13が積層され、フィルム状接着剤13の第1面13aの全面に、剥離フィルム15が積層されている。
換言すると、ダイシングダイボンディングシート102は、基材11、フィルム状接着剤13及び剥離フィルム15がこの順に、これらの厚さ方向において積層されて、構成されている。
ここに示すダイシングダイボンディングシート103は、基材11と、フィルム状接着剤13と、の間に、さらに、粘着剤層12を備えている点以外は、図2に示すダイシングダイボンディングシート101と同じである。支持シート10は、基材11及び粘着剤層12の積層体であり、ダイシングダイボンディングシート103も、支持シート10の第1面10a上にフィルム状接着剤13が積層された構成を有する。
ここに示すダイシングダイボンディングシート104は、治具用接着剤層16を備えておらず、かつフィルム状接着剤の形状が異なる点以外は、図4に示すダイシングダイボンディングシート103と同じである。すなわち、ダイシングダイボンディングシート104は、基材11を備え、基材11上に粘着剤層12を備え、粘着剤層12上にフィルム状接着剤23を備えている。支持シート10は、基材11及び粘着剤層12の積層体であり、ダイシングダイボンディングシート104も、支持シート10の第1面10a上にフィルム状接着剤23が積層された構成を有する。
ここに示すダイシングダイボンディングシート105は、基材11からなる支持シート10を備え、支持シート10(基材11)上にフィルム状接着剤23及び治具用接着剤層16を備えている。ダイシングダイボンディングシート105は、支持シート10の第1面10a上、すなわち、基材11の第1面11a上にフィルム状接着剤23が積層された構成を有する。
また、ダイシングダイボンディングシートにおいては、剥離フィルムと、この剥離フィルムと直接接触している層との間に、一部隙間が生じていてもよい。
また、ダイシングダイボンディングシートにおいては、各層の大きさや形状は、目的に応じて任意に調節できる。
本実施形態のフィルム状接着剤及びダイシングダイボンディングシートは、フィルム状接着剤付き半導体チップの製造を経て、半導体パッケージ及び半導体装置を製造するために、使用できる。
半導体ウエハの好ましいダイシングの方法としては、例えば、ブレードを用いる方法(すなわち、ブレードダイシング)、レーザー照射により行う方法(すなわち、レーザーダイシング)、研磨剤を含む水の吹き付けにより行う方法(すなわち、ウォーターダイシング)等の、半導体ウエハを切り込む方法が挙げられる。
すなわち、この方法では、まず、半導体ウエハの内部において、分割予定箇所を設定し、この箇所を焦点として、この焦点に集束するように、レーザー光を照射することにより、半導体ウエハの内部に改質層を形成する。半導体ウエハの改質層は、半導体ウエハの他の箇所とは異なり、レーザー光の照射によって変質しており、強度が弱くなっている。そのため、半導体ウエハに力が加えられることにより、半導体ウエハの内部の改質層において、半導体ウエハの両面方向に延びる亀裂が発生し、半導体ウエハの分割(切断)の起点となる。次いで、半導体ウエハに力を加えて、前記改質層の部位において半導体ウエハを分割し、半導体チップを作製する。
例えば、改質層が形成された半導体ウエハは、その表面に対して平行な方向にエキスパンドして、力を加えることにより、分割できる。
本発明のフィルム状接着剤は、主鎖に環構造を有し、ガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂(a)を含有することから、それを備えるダイシングダイボンディングシートは、特に、このような改質層の形成を伴う半導体ウエハのダイシングの方法において、好適に用いることができる。
比較例において、略記しているモノマーの正式名称を、以下に示す。
MA:アクリル酸メチル
BA:アクリル酸n−ブチル
HEA:アクリル酸2−ヒドロキシエチル
GMA:メタクリル酸グリシジル
本実施例及び比較例において、接着剤組成物の製造に用いた原料を以下に示す。
(a)−1:ポリアリレート(ユニチカ社製、ユニファイナー(登録商標)M−2040、重量平均分子量50000、ガラス転移温度220℃)
(a)−2:末端OH基の低分子量ポリアリレート(ユニチカ社製、ユニファイナー(登録商標)V−577、数平均分子量2000、ガラス転移温度174℃)
(a)−3:ポリカーボネート(帝人社製、TS−2020、重量平均分子量20000、ガラス転移温度160℃)
(a0)−1:BA(55質量部)、MA(10質量部)、HEA(15質量部)及びGMA(20質量部)を共重合して得られたアクリル系樹脂(重量平均分子量800000、ガラス転移温度−25℃)。
(b1)−1:o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製「EOCN−102S、エポキシ当量205〜217g/eq、軟化点55〜77℃)
(b1)−2: トリフェニレン型エポキシ樹脂(日本化薬社製「EPPN−502H」、エポキシ当量167g/eq、軟化点54℃、分子量1200)
(b1)−3:液状ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(ADEKA社製「EP−4088L」、エポキシ当量165g/eq)
(b1)−4:液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「jER828、エポキシ当量184〜194g/eq)
[熱硬化剤(b2)]
(b2)−1:o−クレゾール型ノボラック樹脂(DIC社製「フェノライト(登録商標)KA−1160」、水酸基当量117g/eq、軟化点80℃、一般式(1)中のn:6〜7)
[硬化促進剤(c)]
(c)−1:2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業社製「キュアゾール(登録商標)2PHZ−PW」、微粉末、平均粒子径5μm,最大20μm、融点137〜147℃)
(d)−1:エポキシ基で修飾された球状シリカ(アドマテックス社製「アドマナノ(登録商標)YA050C−MKK」、平均粒子径50nm)
[カップリング剤(e)]
(e)−1:エポキシ基、メチル基及びメトキシ基を有するオリゴマー型シランカップリング剤(信越シリコーン社製「X−41−1056」、エポキシ当量280g/eq)
<<フィルム状接着剤の製造>>
<接着剤組成物の製造>
樹脂(a)−1(11質量部)、エポキシ樹脂(b1)−1(7質量部)、エポキシ樹脂(b1)−2(20質量部)、エポキシ樹脂(b1)−3(21質量部)、熱硬化剤(b2)−1(32.5質量部)、硬化促進剤(c)−1(0.5質量部)、充填材(d)−1(7.0質量部)、及びカップリング剤(e)−1(1.0質量部)メチルエチルケトン/トルエンの2/1(質量比)の混合溶媒に溶解又は分散させて、23℃で撹拌することにより、上述のすべての成分の合計濃度が50質量%である接着剤組成物を得た。なお、ここに示すメチルエチルケトン・トルエン以外の成分の配合量はすべて、溶媒成分を含まない目的物の量である。
ポリエチレンテレフタレート(PET)製フィルムの片面がシリコーン処理により剥離処理されている第1剥離フィルム(リンテック社製「SP−PET382150」、厚さ38μm)及び第2剥離フィルム(リンテック社製「SP−PET381031」、厚さ38μm)を準備した。第1剥離フィルム及び第2剥離フィルムは、幅395mmの長尺状であり、ロール状に巻かれているものである。第1剥離フィルムの剥離処理面に、前記で得られた接着剤組成物を塗工し、100℃で1分加熱乾燥させることにより、厚さ10μmのフィルム状接着剤を形成した。前記フィルム状接着剤の露出面に、第2剥離フィルムの剥離処理面を貼合し、第1剥離フィルム、フィルム状接着剤及び第2剥離フィルムがこの順に積層されたロール状のフィルム状接着剤シートを得た。
抜き加工装置を用いて、前記で得られたフィルム状接着剤シートを、第1剥離フィルム以外の層が打ち抜かれるように、直径330mmの円形に平抜き加工を行い、不要部分となる第2剥離フィルム及びフィルム状接着剤の円形の外周部を巻き取り、巻取り不良の有無を確認した。
抜き加工装置は、リンテック社製、製品名:LPM300を用いた。
○:巻取り不良なし
×:フィルム状接着剤が破断して、巻取り不良あり
平抜き加工された前記フィルム状接着剤シートの、円形の第2剥離フィルムを剥離し、円形のフィルム状接着剤の露出面に、基材として幅395mmの長尺状のポリエチレン製フィルム(グンゼ社製、ファンクレア(登録商標)LPD♯80、厚さ80μm)と環状の治具用接着剤層が貼合されたものを貼り合せた。これにより、治具用接着剤層付きのポリエチレン製フィルム(基材)、直径330mmの円形のフィルム状接着剤及び第1剥離フィルムがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された、幅395mmのロール状の、ダイシングダイボンディングシートを得た。
なお、前記治具用接着剤層付きのポリエチレン製フィルムは、直径345mmの円形に抜き加工を行い、円形のシートを除去した治具用接着剤層(リンテック社製、AdwillG−01CPP−5MDF)をポリエチレン製フィルムに貼り合せることで、得ることができる。
<基材剥離力>
前記で得られたダイシングダイボンディングシートを、25mm×250mmの矩形状に切断し、剥離フィルムを取り除いた。ポリスチレン板からなる硬質支持体の表面に両面テープが貼付されたものを用い、この両面テープに、25mm×250mmのダイシングダイボンディングシートのフィルム状接着剤を重ね合せ、23℃、相対湿度50%の環境下において2kgのゴムローラを、この重ね合せたものの上で一往復させることで、両面テープを介してダイシングダイボンディングシートを硬質支持体に貼付した。次いで、この貼付したものを23℃、相対湿度50%の同じ環境下で30分放置した後、測定装置として株式会社島津製作所製の万能引張試験機AG−ISを用い、ダイシングダイボンディングシートの基材をフィルム状接着剤から300mm/分の速度で180°の角度で剥離させたときの剥離力(N/25mm)を測定した。結果を表1に示す。
前記で得られたフィルム状接着剤から、室温下で直ちに、直径10mm、高さ20mmの円柱状の試験片を作製した。
キャピラリーレオメーター(島津製作所社製「CFT−100D」)の測定箇所に、この作製直後の試験片をセットし、試験片に50kgf(4.9MPa)の力を加えながら、試験片を昇温速度10℃/minで50℃から120℃まで昇温させた。そして、ダイに設けられた直径0.5mm、高さ1.0mmの穴からの、試験片の押出しが開始されたとき、すなわち、試験片の溶融粘度の検出が開始された温度(初期検出温度)(℃)を求めた。結果を表1に示す。
厚さが750μmである8インチのシリコンウエハに対して、テープラミネーター(リンテック社製「RAD3510」)を用いて、バックグラインドテープ(リンテック社製「Adwill(登録商標)E−3125KL」)を貼付した。レーザーダイサー(DISCO社製「DFL7361」)を用い、バックグラインドテープを貼付したシリコンウエハの内部に2.5mm×2.5mmの形状に改質層を形成した。次いで、グラインダー(DISCO社製「DFG8760」)を用いて、裏面をドライポリッシュ仕上げで研磨し、厚さが30μmの改質層形成済みシリコンウエハを得た(研削工程)。
前記で得られた製造直後のダイシングダイボンディングシートの剥離フィルムを取り除いた。改質層形成済みシリコンウエハ(直径12インチ、厚さ30μm)の裏面(研磨面)およびリングフレームに、常温下で直ちに、テープ貼合装置(リンテック社製「Adwill(登録商標)RAD2500」)を用いて、前記ダイシングダイボンディングシートを、前記フィルム状接着剤および治具用接着剤層によって貼付した。以上により、基材、フィルム状接着剤及びシリコンウエハがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された第1積層構造体を得た。次に、ピックアップ装置(キャノンマシナリー社製「BESTEM−D02」)を用いて、1ピン突き上げ方式によって、突き上げ量300μm、突き上げ速度20mm/秒の条件で、改質層に沿って、シリコンウエハ及びフィルム状接着剤を切断した(切断工程)。切断されたフィルム状接着剤とともに48個のシリコンチップをダイシングダイボンディングシートの支持シートから引き離し(引き離し工程)、ピックアップを試みて、ピックアップ適性を確認した。以下に、判定基準を示す。
○:48チップの全てを、ピックアップできたもの
△:48チップのうち、1〜47チップをピックアップできたもの
×:ピックアップできなかったもの
そして、ピックアップしたシリコンチップを、これに貼付されている切断後のフィルム状接着剤によって、回路パターン基板に120℃, 1N, 0.2秒の条件で熱圧着した。回路パターン基板として、銅箔張り積層板(三菱ガス化学株式会社製CCL−HL832NX−A、銅箔の厚さ:15μm)の銅箔に回路パターンが形成され、パターン上にソルダーレジスト(太陽インキ製 PSR−4000 AUS308)を有している基板(シーマ電子株式会社製「SM15−031−10A」、基板サイズ:157.0mm×70.0mm×0.2mm)を用いた。ピックアップおよび熱圧着作業を行ったチップを目視で観察し、亀裂、欠けのある、いわゆる、ダイクラックがあるものを数えた。ダイクラックがあるチップをNGとして、ダイボンディング適性を、以下の判定基準で評価した。
◎:48チップの全てを、ピックアップおよび熱圧着できたもの
○:48チップのうち、1〜47チップを、ピックアップおよび熱圧着できたもの
×:48チップのうち、1チップもピックアップおよび熱圧着できなかったもの
[フィルム状接着剤付きシリコンチップの製造]
前記で得られた製造直後のダイシングダイボンディングシートの剥離フィルムを取り除き、裏面が#2000研磨面となっているシリコンウエハ(直径200mm、厚さ75μm)の裏面(研磨面)に、常温下で直ちに、テープ貼合装置(リンテック社製「Adwill(登録商標)RAD2500」)を用いて、前記ダイシングダイボンディングシートを、そのフィルム状接着剤によって貼付した。以上により、基材、フィルム状接着剤及びシリコンウエハがこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された第1積層構造体を得た。次に、得られた第1積層構造体をウエハダイシング用リングフレームに固定し、ダイシング装置(株式会社ディスコ製、DFD6361)を使用して、カット速度:30mm/s、回転数:30000rpmの条件で、2mm×2mmのチップサイズにダイシングした。ダイシングの際の切り込み量は、基材に対して20μm(すなわち、フィルム状接着剤の厚さ方向の全領域と、基材のフィルム状接着剤側の面から20μmの深さの領域まで)ダイシングブレードで切り込むことにより行った。ダイシングブレードとしては、ディスコ社製「Z05−SD2000−D1−90 CC」を使用した。
以上により、ダイシングダイボンディングシートを用いて、シリコンチップと、前記シリコンチップの裏面に設けられたフィルム状接着剤と、を備えて構成された、複数個のフィルム状接着剤付きシリコンチップが、前記フィルム状接着剤によって、基材上に整列した状態で固定されている、フィルム状接着剤付きシリコンチップ群を製造した。
次いで、フィルム状接着剤付きシリコンチップ群中のフィルム状接着剤付きシリコンチップを、基材から引き離してピックアップした。そして、マニュアルダイボンダー(CAMMAX Precima社製「EDB65」)を用いて、このフィルム状接着剤付きシリコンチップ中のフィルム状接着剤の露出面(シリコンチップ側とは反対側の面)全面を、銅板(厚さ500μm)の表面に圧着することにより、フィルム状接着剤付きシリコンチップを前記銅板上にダイボンディングした。このときのダイボンディングは、125℃に加熱したフィルム状接着剤付きシリコンチップに対して、その前記銅板への接触面に対して直交する方向に、2.45N(250gf)の力を3秒加えることで行った。
次いで、ダイボンディング後の銅板を、160℃で1時間加熱することにより、この銅板上のフィルム状接着剤を熱硬化させた。
以上により、銅板と、フィルム状接着剤の硬化物と、シリコンチップと、がこの順に、これらの厚さ方向において積層されて構成された第2試験片を作製した。
ボンドテスター(Dage社製「Series 4000」)を用いて、前記で得られた第2試験片中の、フィルム状接着剤の硬化物の側面とシリコンチップの側面の位置合わせされた部位に対して、同時に、前記硬化物の一方の面に対して平行な方向に、200μm/sの速度で力を加えた。このとき、力を加えるための押圧手段としては、ステンレス鋼製のプレート状であるものを用い、押圧手段の銅板側の先端の位置を、銅板の、シリコンチップを搭載している側の表面から7μmの高さとなるように調節することにより、押圧手段を銅板に接触させないようにした。そして、前記硬化物が破壊されるか、又は、前記硬化物が銅板から剥離する、までに加えられた力の最大値を測定し、その測定値を前記硬化物の接着力(N/2mm□)として採用した。結果を表1に示す。
[実施例2〜4、比較例1]
接着剤組成物の含有成分の種類及び含有量が、表1に示すとおりとなるように、接着剤組成物の製造時における、配合成分の種類及び配合量を変更した点以外は、実施例1の場合と同じ方法で、フィルム状接着剤及びダイシングダイボンディングシートを製造し、実施例1の場合と同じ方法で、フィルム状接着剤を評価した。結果を表1に示す。
実施例1〜3においてはフィルム状接着剤の溶融粘度の初期検出温度が51〜53℃であり、低めであって、基板の埋め込み性が良好であることを確認できた。
実施例1〜4のフィルム状接着剤では、更に、ダイボンディング適性が良好であった。
実施例1〜4のフィルム状接着においては、熱硬化剤(b2)の軟化点が80℃であり、フィルム状接着剤付きシリコンチップの基板上へのダイボンディング温度が120℃であったのに、良好にダイボンディングできた。また、フィルム状接着剤の熱硬化物の接着力が196〜232N/2mm□であって、十分に高かった。
Claims (8)
- 主鎖に環構造を有し、ガラス転移温度(Tg)が140℃以上の樹脂(a)を含有するフィルム状接着剤。
- 前記フィルム状接着剤100質量%に対して、前記樹脂(a)の含有量が5〜20質量%である、請求項1に記載のフィルム状接着剤。
- エポキシ樹脂(b1)を含有する、請求項1又は2に記載のフィルム状接着剤。
- 前記フィルム状接着剤100質量%に対して、前記エポキシ樹脂(b1)の含有量が30〜60質量%である、請求項3に記載のフィルム状接着剤。
- 熱硬化剤(b2)を含有し、前記フィルム状接着剤100質量%に対して、前記エポキシ樹脂(b1)及び前記熱硬化剤(b2)からなるエポキシ系熱硬化性樹脂(b)の含有量が、60〜85質量%である、請求項3又は4に記載のフィルム状接着剤。
- 前記フィルム状接着剤の溶融粘度の初期検出温度が、60℃以下である、請求項1〜5のいずれかに記載のフィルム状接着剤。
- 前記フィルム状接着剤が、アクリル系樹脂を実質的に含有しない、請求項1〜6のいずれかに記載のフィルム状接着剤。
- 前記フィルム状接着剤に貼付され、改質層が形成された半導体ウエハを、前記フィルム状接着剤と共に前記改質層に沿って分割し、得られたフィルム状接着剤付き半導体チップをピックアップする用途に用いられる、請求項1〜7のいずれか1項に記載のフィルム状接着剤。
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