JP5897839B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.
近年、携帯電話や、携帯オーディオ機器用のメモリパッケージチップを多段に積層したスタックドMCP(Multi Chip Package)が普及している。また、画像処理技術や携帯電話等の多機能化に伴い、パッケージの高密度化・高集積化・薄型化が推し進められている。 In recent years, a stacked MCP (Multi Chip Package) in which memory package chips for mobile phones and portable audio devices are stacked in multiple stages has become widespread. In addition, with the increasing functionality of image processing technology and mobile phones, etc., higher density, higher integration, and thinner packages are being promoted.
一方、半導体製造のプロセス中に外部から、ウェハの結晶基板に陽イオン(例えば、銅イオンや鉄イオン)が混入し、この陽イオンがウェハ上に形成された回路形成面に到達すると、電気特性が低下するといった問題があった。また、製品使用中に回路やワイヤーから陽イオンが発生し、電気特性が低下するといった問題があった。 On the other hand, when cations (for example, copper ions or iron ions) are mixed into the crystal substrate of the wafer from the outside during the semiconductor manufacturing process, and these cations reach the circuit formation surface formed on the wafer, the electrical characteristics There has been a problem of lowering. In addition, there is a problem that cations are generated from circuits and wires during use of the product, resulting in deterioration of electrical characteristics.
上述した問題に対して、従来、ウェハの裏面を加工して破砕層(歪み)を形成し、この破砕層により陽イオンを捕捉して除去するエクストリンシック・ゲッタリング(以下、「EG」ともいう)や、ウェハの結晶基板中に酸素析出欠陥を形成し、この酸素析出欠陥により陽イオンを捕捉して除去するイントリンシック・ゲッタリング(以下、「IG」ともいう)が試みられている。 In order to solve the above-described problems, conventionally, an extrinsic gettering (hereinafter also referred to as “EG”) in which a back surface of a wafer is processed to form a crushed layer (strain) and a cation is captured and removed by the crushed layer. Intrinsic gettering (hereinafter also referred to as “IG”) in which oxygen precipitation defects are formed in the crystal substrate of the wafer and cations are captured and removed by the oxygen precipitation defects has been attempted.
しかしながら、近年のウェハの薄型化に伴い、IGの効果が小さくなるとともに、ウェハの割れや反りの原因となる裏面歪みが除去されることにより、EGの効果が得られなくなり、ゲッタリングの効果が充分に得られなくなるという問題があった。 However, with the recent thinning of the wafer, the IG effect is reduced, and the backside distortion that causes the wafer to crack and warp is removed, so that the EG effect cannot be obtained and the gettering effect is improved. There was a problem that it could not be obtained sufficiently.
特許文献1には、銅イオンと錯形成し得る骨格を有する樹脂を含有する銅イオン吸着層を備えるフィルム状接着剤が記載されている。また、銅イオン吸着層の樹脂内部に銅イオンを化学的に吸着させることができ、銅を素材とする部材から発生する銅イオンの影響を従来よりも大幅に低減することができる、と記載されている。また、特許文献2、3には、イオン捕捉剤を含有する粘接着剤組成物が記載されており、このイオン捕捉剤は、塩素イオン等を捕捉する効果を有することが開示されている。また、特許文献4には、イオントラップ剤を含有するフィルム状接着剤が記載されており、このイオントラップ剤は、ハロゲン元素を捕捉することが記載されている。また、特許文献5には、陰イオン交換体を含む接着シートが記載されている。また、特許文献6には、キレート変性エポキシ樹脂を含み、内部のイオン性不純物を捕捉することが可能のシート状接着剤が記載されている。
Patent Document 1 describes a film adhesive provided with a copper ion adsorption layer containing a resin having a skeleton capable of complexing with copper ions. In addition, it is described that copper ions can be chemically adsorbed inside the resin of the copper ion adsorption layer, and the influence of copper ions generated from a member made of copper can be significantly reduced as compared with the conventional case. ing.
特許文献2〜5のフィルム状接着剤等では陽イオンを捕捉することについては開示されていない。そのため、塩化物イオンを捕捉するだけでは、陽イオンに基づく電気特性の低下を防止することは困難である。 The film adhesives of Patent Documents 2 to 5 do not disclose capturing cations. Therefore, it is difficult to prevent a decrease in electrical characteristics based on cations only by capturing chloride ions.
また、特許文献1のフィルム状接着剤や特許文献6のシート状接着剤によれば、銅イオンを捕捉することができる。一方、フィルム状接着剤を、ボンディングワイヤーの一部がフィルム状接着剤内に埋め込まれるように半導体チップに貼り付けた場合、ボンディングワイヤーから発生する陽イオンの影響も検討する必要がある。
Moreover, according to the film adhesive of patent document 1, and the sheet adhesive of
近年、ボンディングワイヤーとしては、銅で構成されたものが使用されている。しかしながら、銅ワイヤーは、熱による表面酸化が起こり易く、接合性に劣るといった課題がある。このような課題に対しては、パラジウムを表面被膜する等の対策が採られている。 In recent years, a bonding wire made of copper has been used. However, the copper wire has a problem that surface oxidation due to heat easily occurs and the bonding property is poor. For such problems, measures such as surface coating of palladium are taken.
近年、半導体デバイスの高集積化にともない、さらなる狭ピッチでの接合や小面積での接合が要請されている。ところが、銅ワイヤーは比較的硬い性質を有するため、パラジウムを表面被膜する等の対策を採用したとしても、電極に傷をつけてしまい、この傷による接合不良が生じるおそれがある。そのため、長期信頼性に欠けるといった問題がある。また、銅ワイヤーを使用する場合、取り扱いに注意を有する水素と窒素の混合ガスを使用する必要があるといった問題がある。また、接着時の超音波印加時間が比較的長いため、生産性に劣るといった点で改善の余地がある。そこで、近年、銅ワイヤーに替えて、銀ワイヤーを使用することが検討されている。銀ワイヤーは、高い接合性があり、接合時に使用するガスは、安価で安全な窒素ガスのみでよいはいった利点がある。しかしながら、銀ワイヤーは、高温高湿化でイオンマイグレーションを起こし易いといった点で、長期信頼性に課題がある。なお、引用文献1〜6には、ボンディングワイヤーとして銀ワイヤーを採用する旨の開示はなく、銀イオンを捕捉することや、銀イオンの発生を抑制することについての開示もない。 In recent years, with higher integration of semiconductor devices, bonding with a narrower pitch and bonding with a smaller area is required. However, since the copper wire has a relatively hard property, even if a measure such as coating the surface of palladium is adopted, the electrode may be damaged, and a bonding failure may occur due to this damage. Therefore, there is a problem of lacking long-term reliability. Moreover, when using a copper wire, there exists a problem that it is necessary to use the mixed gas of hydrogen and nitrogen which has attention in handling. Moreover, since the ultrasonic wave application time at the time of bonding is relatively long, there is room for improvement in terms of poor productivity. Therefore, in recent years, it has been studied to use silver wires instead of copper wires. Silver wire has high bondability, and there is an advantage that the gas used at the time of bonding may be only cheap and safe nitrogen gas. However, silver wires have a problem in long-term reliability in that they tend to cause ion migration at high temperatures and high humidity. References 1 to 6 do not disclose the adoption of a silver wire as a bonding wire, nor do they disclose capturing silver ions or suppressing the generation of silver ions.
本発明は前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、銀によるイオンマイグレーションを防止でき、長期信頼性の確保が可能な半導体装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor device capable of preventing ion migration due to silver and ensuring long-term reliability.
本願発明者等は、前記従来の問題点を解決すべく、接着剤層とボンディングワイヤーとを有する半導体装置について検討した。その結果、下記の構成を採用することにより、各種プロセス中に外部から混入する銀、及び、フィラーやワイヤー等の材料に含まれる銀によるイオンマイグレーションを抑制することができ、長期信頼性の確保が可能であることを見出して、本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present application have studied a semiconductor device having an adhesive layer and a bonding wire in order to solve the conventional problems. As a result, by adopting the following configuration, it is possible to suppress ion migration due to silver mixed from the outside during various processes and silver contained in materials such as fillers and wires, ensuring long-term reliability. It has been found that it is possible to complete the present invention.
すなわち、本発明に係る半導体装置は、接着剤層とボンディングワイヤーとを有する半導体装置であって、前記ボンディングワイヤーの一部が前記接着剤層内に埋め込まれており、接着剤層に用いられる前記接着シートは、10ppmの銀イオンを有する水溶液50ml中に、重さ2.5gの接着シートを浸漬し、120℃で20時間放置した後の前記水溶液中の銀イオン濃度が、0〜9.9ppmであることを特徴とする。 That is, the semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having an adhesive layer and a bonding wire, wherein a part of the bonding wire is embedded in the adhesive layer and used for the adhesive layer. The adhesive sheet has a silver ion concentration of 0 to 9.9 ppm after immersing an adhesive sheet having a weight of 2.5 g in 50 ml of an aqueous solution containing 10 ppm of silver ions and leaving it at 120 ° C. for 20 hours. It is characterized by being.
前記構成によれば、接着剤層に用いられる接着シートは、10ppmの銀イオンを有する水溶液50ml中に、重さ2.5gの接着シートを浸漬し、120℃で20時間放置した後の前記水溶液中の銀イオン濃度が、0〜9.9ppmである。従って、半導体装置の製造における各種プロセス中に外部から混入する銀イオンや、ボンディングワイヤーから発生する銀イオンは、接着剤層内に捕捉されていることになる。その結果、銀イオンがウェハ上に形成された回路形成面に到達し難くなり、電気特性の低下が抑えられて製品信頼性を向上させることができる。また、銀イオンが接着剤層内に捕捉されていることになるため、銀イオンのイオンマイグレーションを抑制することができる。 According to the said structure, the adhesive sheet used for an adhesive bond layer is the said aqueous solution after immersing a 2.5-g adhesive sheet in 50 ml of aqueous solution which has 10 ppm of silver ions, and leaving it to stand at 120 degreeC for 20 hours. The silver ion concentration in it is 0 to 9.9 ppm. Therefore, silver ions mixed from the outside during various processes in manufacturing the semiconductor device and silver ions generated from the bonding wires are trapped in the adhesive layer. As a result, it becomes difficult for silver ions to reach the circuit formation surface formed on the wafer, and the deterioration of the electrical characteristics can be suppressed and the product reliability can be improved. Moreover, since silver ions are trapped in the adhesive layer, ion migration of silver ions can be suppressed.
前記構成においては、イオン交換水50ml中に、重さ2.5gの接着シートを浸漬し、120℃で20時間放置した後の前記水溶液中の塩化物イオン濃度が、0.1ppm以下であることが好ましい。塩化物イオンが存在すると、陽イオンの発生が促進されることとなるが、前記構成においては、前記操作後の水溶液中の塩化物イオン濃度が、0.1ppm以下であるため、陽イオンの発生の促進が抑制される。すなわち、前記構成によれば、陽イオンの発生の促進が抑制されるため、半導体装置の電気特性の低下がより抑えられて製品信頼性を向上させることができる。 In the said structure, the chloride ion density | concentration in the said aqueous solution after immersing an adhesive sheet | seat with a weight of 2.5g in 50 ml of ion-exchange water and leaving it to stand at 120 degreeC for 20 hours is 0.1 ppm or less. Is preferred. When chloride ions are present, the generation of cations is promoted. However, in the above configuration, the concentration of chloride ions in the aqueous solution after the operation is 0.1 ppm or less. Promotion is suppressed. That is, according to the above configuration, since the promotion of the generation of cations is suppressed, the deterioration of the electrical characteristics of the semiconductor device can be further suppressed and the product reliability can be improved.
前記構成において、前記ボンディングワイヤーは、金、銀、銅いずれでも使用できるが、特に前記ボンディングワイヤーが銀で構成されていると、ボンディングワイヤーから銀イオンが発生しやすくなる。しかしながら、前記接着シートであれば、ボンディングワイヤーから発生する銀イオンは、接着剤層内に捕捉される。その結果、銀イオンがウェハ上に形成された回路形成面に到達し難くなり、電気特性の低下が抑えられて製品信頼性を向上させることができる。また、銀イオンが接着剤層に捕捉されていることになるため、銀イオンのイオンマイグレーションを抑制することができる。 In the above configuration, the bonding wire can be any of gold, silver, and copper. However, when the bonding wire is made of silver, silver ions are likely to be generated from the bonding wire. However, in the case of the adhesive sheet, silver ions generated from the bonding wire are captured in the adhesive layer. As a result, it becomes difficult for silver ions to reach the circuit formation surface formed on the wafer, and the deterioration of the electrical characteristics can be suppressed and the product reliability can be improved. Further, since silver ions are trapped in the adhesive layer, ion migration of silver ions can be suppressed.
近年、半導体装置の小型化、高密度化、高集積化による発熱量、熱密度の増加からパッケージとしてより薄く、高放熱性、高耐熱性のものが求められており、接着剤として、従来の銀ペーストの代わりに導電性接着剤が使用されるケースが増えている。なかでも導電性剤として銀フィラーが多く用いられているが、イオンマイグレーションが発生しやすく、信頼性低下の原因となっている。イオンマイグレーションしやすい銀イオンを低減することが必要である。
前記構成において、前記接着剤層に用いられる接着シートに含有されるフィラーは特に限定しないが、銀フィラーを含有した場合は顕著な効果が得られる。前記接着シートが銀フィラーを含有すると、高放熱性、高耐熱性のパッケージが得られる。しかしながら、銀フィラーを用いると、イオンマイグレーションが発生しやすくなるおそれがあるが、前記接着シートを用いると、銀イオンは接着シート内に捕捉されていることになる。すなわち、前記構成によれば、高放熱性、高耐熱性を確保しつつ、銀フィラーによるイオンマイグレーションを抑制することができる。
In recent years, there has been a demand for thinner, higher heat radiating and higher heat resistance packages due to the increase in heat generation and heat density due to downsizing, higher density, and higher integration of semiconductor devices. In many cases, conductive adhesive is used instead of silver paste. Among them, silver filler is often used as a conductive agent, but ion migration is likely to occur, causing a decrease in reliability. It is necessary to reduce silver ions that easily undergo ion migration.
The said structure WHEREIN: Although the filler contained in the adhesive sheet used for the said adhesive bond layer is not specifically limited, A remarkable effect is acquired when a silver filler is contained. When the adhesive sheet contains a silver filler, a package with high heat dissipation and high heat resistance can be obtained. However, when a silver filler is used, ion migration may easily occur. However, when the adhesive sheet is used, silver ions are trapped in the adhesive sheet. That is, according to the said structure, the ion migration by a silver filler can be suppressed, ensuring high heat dissipation and high heat resistance.
前記構成において、前記接着剤層に用いられる接着シートは、少なくとも陽イオンを捕捉するイオン捕捉剤を含有することが好ましい。前記接着シートが、少なくとも陽イオンを捕捉するイオン捕捉剤を含有すると、より効率的に陽イオンを捕捉することができる。 The said structure WHEREIN: It is preferable that the adhesive sheet used for the said adhesive bond layer contains the ion trapping agent which capture | acquires a cation at least. When the adhesive sheet contains an ion scavenger that captures at least cations, cations can be captured more efficiently.
前記構成において、前記イオン捕捉剤が、陽イオンと錯体を形成する有機系錯体形成化合物であることが好ましい。前記イオン捕捉剤が陽イオンと錯体を形成する有機系錯体形成化合物であると、有機系であるため、ボンディングワイヤーに接触することによるボンディングワイヤーの損傷を抑制することができる。 The said structure WHEREIN: It is preferable that the said ion trapping agent is an organic type complex formation compound which forms a complex with a cation. When the ion scavenger is an organic complex-forming compound that forms a complex with a cation, since it is organic, damage to the bonding wire due to contact with the bonding wire can be suppressed.
前記構成においては、より好適に陽イオンを捕捉できる観点から、前記有機系錯体形成化合物は、窒素含有化合物、水酸基含有化合物、カルボン酸基含有化合物からなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。 In the said structure, from a viewpoint which can capture | acquire a cation more suitably, the said organic type complex formation compound shall be 1 or more types chosen from the group which consists of a nitrogen-containing compound, a hydroxyl-containing compound, and a carboxylic acid group containing compound. preferable.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらの例に限定されない。なお、図面においては、説明に不要な部分は省略し、また、説明を容易にするために拡大又は縮小等して図示した部分がある。以下ではまず、本実施形態に係る半導体装置について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these examples. In the drawings, parts unnecessary for explanation are omitted, and there are parts shown enlarged or reduced for easy explanation. In the following, first, the semiconductor device according to the present embodiment will be described.
図1は、本実施形態に係る半導体装置を示す断面模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る半導体装置50は、被着体6と、被着体6上にダイボンドフィルム13を介して貼り付けられた半導体チップ16と、半導体チップ16上に接着シート3を介して貼り付けられた半導体チップ5とを有する。被着体6の端子部(インナーリード)の先端と半導体チップ5上の電極パッド(図示しない)とは、ボンディングワイヤー7で電気的に接続(ワイヤーボンディング)されている。また、被着体6の端子部(インナーリード)の先端と半導体チップ16上の電極パッド(図示しない)とは、ボンディングワイヤー7で電気的に接続(ワイヤーボンディング)されている。半導体チップ16の電極パッド近傍においては、ボンディングワイヤー7の一部が、接着シート3内に埋め込まれている。ボンディングワイヤー7は、銀で構成されている。半導体チップ5、半導体チップ16、ボンディングワイヤー7、ダイボンドフィルム13、及び、接着シート3を含む被着体6に搭載された部材は、封止樹脂8により封止されている。なお、本実施形態では、半導体チップ16上に半導体チップ5が積層された2層構成の半導体装置50について説明するが、本発明に係る半導体装置は、ボンディングワイヤーの一部が接着剤層内に埋め込まれた構成を有していれば、この例に限定されない。本発明の半導体装置は、例えば、半導体チップが3層以上積層された構成であってもよい。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the semiconductor device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, a
接着シート3は、10ppmの銀イオンを有する水溶液50ml中に、重さ2.5gの接着シートを浸漬し、120℃で20時間放置した後の前記水溶液中の銀イオン濃度が、0〜9.9ppmであり、0〜9.5ppmであることが好ましく、0〜9.0ppmであることがより好ましい。接着シート3が、10ppmの銀イオンを有する水溶液50ml中に、重さ2.5gの接着シートを浸漬し、120℃で20時間放置した後の水溶液中の銀イオン濃度が、0〜9.9ppmであるため、半導体装置の製造における各種プロセス中に外部から混入する銀イオンや、ボンディングワイヤー7から発生する銀イオンが接着シート3内に捕捉されていることになる。その結果、銀イオンがウェハ(半導体チップ16)上に形成された回路形成面に到達し難くなり、電気特性の低下が抑えられて製品信頼性を向上させることができる。また、銀イオンが接着シート3内に捕捉されていることになるため、銀イオンのイオンマイグレーションを抑制することができる。
The
接着シート3は、イオン交換水50ml中に、重さ2.5gの接着シートを浸漬し、120℃で20時間放置した後の前記水溶液中の塩化物イオン濃度が、0.1ppm以下であることが好ましい。塩化物イオンが存在すると、陽イオンの発生が促進されることとなるが、前記操作後の水溶液中の塩化物イオン濃度が、0.1ppm以下であると、陽イオンの発生の促進が抑制される。すなわち、前記塩化物イオン濃度が、0.1ppm以下であると、陽イオンの発生の促進が抑制されるため、半導体装置50の電気特性の低下がより抑えられて製品信頼性を向上させることができる。
The
接着シート3は、少なくとも陽イオンを捕捉する添加剤(以下、イオン捕捉剤ともいう)を含有することが好ましい。イオン捕捉剤を含有していると、半導体装置50の製造における各種プロセス中に外部から混入する陽イオンや、ボンディングワイヤー7から発生する陽イオンを捕捉することができる。その結果、外部から混入した陽イオン、及び、ボンディングワイヤー7から発生した陽イオンがウェハ(半導体チップ16)上に形成された回路形成面に到達し難くなり、電気特性の低下が抑えられて製品信頼性を向上させることができる。
The
前記イオン捕捉剤としては、陽イオン交換体、錯体形成化合物等を挙げることができる。なかでも、耐熱性に優れる点で、陽イオン交換体が好ましく、良好に陽イオンを捕捉することができる点で、錯体形成化合物がより好ましい。 Examples of the ion scavenger include cation exchangers and complex forming compounds. Among these, a cation exchanger is preferable from the viewpoint of excellent heat resistance, and a complex-forming compound is more preferable from the viewpoint that cations can be captured well.
前記陽イオン交換体としては、より好適に陽イオンを捕捉できるという観点から、無機陽イオン交換体が好ましい。 The cation exchanger is preferably an inorganic cation exchanger from the viewpoint that it can capture cations more suitably.
本発明において、前記イオン捕捉剤により捕捉する陽イオンとしては、陽イオンであれば特に制限されないが、例えば、Na、K、Ni、Ag、Cu、Cr、Co、Hf、Pt、Ca、Ba、Sr、Fe、Al、Ti、Zn、Mo、Mn、V等のイオンを挙げることができる。 In the present invention, the cation captured by the ion scavenger is not particularly limited as long as it is a cation. For example, Na, K, Ni, Ag, Cu, Cr, Co, Hf, Pt, Ca, Ba, Examples include ions such as Sr, Fe, Al, Ti, Zn, Mo, Mn, and V.
(無機陽イオン交換体)
前記無機陽イオン交換体は特に制限されるものではなく、従来公知の無機陽イオン交換体を用いることができ、例えば、より好適に陽イオンを捕捉できる観点から、アンチモン、ビスマス、ジルコニウム、チタン、スズ、マグネシウム及びアルミニウムからなる群より選ばれる元素の酸化水和物を挙げることができる。これらは単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。なかでも、マグネシウム及びアルミニウムの酸化水和物が好ましい。
(Inorganic cation exchanger)
The inorganic cation exchanger is not particularly limited, and a conventionally known inorganic cation exchanger can be used.For example, from the viewpoint of capturing a cation more suitably, antimony, bismuth, zirconium, titanium, An oxide hydrate of an element selected from the group consisting of tin, magnesium and aluminum can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, oxidized hydrates of magnesium and aluminum are preferable.
前記無機陽イオン交換体の市販品としては、東亜合成株式会社製の商品名:IXE−700F、IXE−770、IXE−770D、IXE−2116、IXE−100、IXE−300、IXE−600、IXE−633、IXE−6107、IXE−6136等を挙げることができる。 As a commercial item of the said inorganic cation exchanger, Toa Gosei Co., Ltd. brand names: IXE-700F, IXE-770, IXE-770D, IXE-2116, IXE-100, IXE-300, IXE-600, IXE -633, IXE-6107, IXE-6136, and the like.
前記無機陽イオン交換体の平均粒径は、0.05〜20μmであることが好ましく、0.1〜10μmであることがより好ましい。前記無機陽イオン交換体の平均粒径を20μm以下とすることにより、接着力の低下を抑制することができ、0.05μm以上とすることにより、分散性を向上させることができる。 The average particle size of the inorganic cation exchanger is preferably 0.05 to 20 μm, and more preferably 0.1 to 10 μm. By setting the average particle size of the inorganic cation exchanger to 20 μm or less, it is possible to suppress a decrease in adhesive force, and by setting the average particle size to 0.05 μm or more, it is possible to improve dispersibility.
(錯体形成化合物)
前記錯体形成化合物は、陽イオンと錯体を形成するものであれば、特に制限されるものではないが、ボンディングワイヤーに接触することによるボンディングワイヤーの損傷を抑制することができる観点から、有機系錯体形成化合物であることが好ましく、なかでも、好適に陽イオンを捕捉できるという観点から、窒素含有化合物、水酸基含有化合物、カルボン酸基含有化合物からなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。
(Complex-forming compound)
The complex-forming compound is not particularly limited as long as it forms a complex with a cation. From the viewpoint of suppressing damage to the bonding wire due to contact with the bonding wire, the organic complex It is preferably a forming compound, and among these, from the viewpoint that a cation can be suitably captured, it is preferably at least one selected from the group consisting of a nitrogen-containing compound, a hydroxyl group-containing compound, and a carboxylic acid group-containing compound.
(窒素含有化合物)
前記窒素含有化合物としては、微粉末状のもの、有機溶媒に溶解し易いもの、又は、液状のものが好ましい。このような窒素含有化合物としては、より好適に陽イオンを捕捉できる観点から、トリアゾール化合物、テトラゾール化合物、又は、ビピリジル化合物を挙げることができるが、銅イオンとの間で形成される錯体の安定性の観点から、トリアゾール化合物がより好ましい。これらは単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。
(Nitrogen-containing compounds)
The nitrogen-containing compound is preferably in the form of fine powder, easily dissolved in an organic solvent, or liquid. Examples of such nitrogen-containing compounds include triazole compounds, tetrazole compounds, and bipyridyl compounds from the viewpoint of more suitably capturing cations, but the stability of complexes formed with copper ions. In view of the above, a triazole compound is more preferable. These can be used alone or in combination of two or more.
前記トリアゾール化合物としては、特に制限されないが、1,2,3−ベンゾトリアゾール、1−{N,N−ビス(2−エチルヘキシル)アミノメチル}ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、2−{2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル}ベンゾトリアゾール、2−{2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−ブチルフェニル}−5−クロロベンゾトリアゾール、2−{2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル}−5−クロロベンゾトリアゾール、2−{2’−ヒドロキシ−3’、5’−ジ−t−アミルフェニル}ベンゾトリアゾール、2−{2‘−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル}ベンゾトリアゾール、6−(2−ベンゾトリアゾリル)−4−t−オクチル−6‘−t−ブチルー4’−メチル−2,2‘−メチレンビスフェノール、1−(2’、3‘−ヒドロキシプロピル)ベンゾトリアゾール、1−(1’、2‘−ジカルボキシジエチル)ベンゾトリアゾール、1−(2−エチルヘキシアミノメチル)ベンゾトリアゾール、2,4−ジ−t−ベンチル−6−{(H−ベンゾトリアゾール−1−イル)メチル}フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシ、オクチル−3−[3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル]プロピオネート、2−エチルヘキシル−3−[3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェニル]プロピオネート、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−6−(1−メチル−1−フェニルエチル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−t−ブチルフェノール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)−ベンゾトリアゾール、2−(3’−t−ブチル−2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロ−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3,5−ジ(1,1−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−メトラメチルブチル)フェノール]、(2‐[2‐ヒドロキシ‐3,5‐ビス(α,α‐ジメチルベンジル)フェニル]‐2H‐ベンゾトリアゾール、メチル 3−(3−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等があげられる。 The triazole compound is not particularly limited, but 1,2,3-benzotriazole, 1- {N, N-bis (2-ethylhexyl) aminomethyl} benzotriazole, carboxybenzotriazole, 2- {2′-hydroxy -5'-methylphenyl} benzotriazole, 2- {2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-butylphenyl} -5-chlorobenzotriazole, 2- {2'-hydroxy-3'-t -Butyl-5'-methylphenyl} -5-chlorobenzotriazole, 2- {2'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-amylphenyl} benzotriazole, 2- {2'-hydroxy-5' -T-octylphenyl} benzotriazole, 6- (2-benzotriazolyl) -4-t-octyl-6'-t-butyl-4 ' Methyl-2,2′-methylenebisphenol, 1- (2 ′, 3′-hydroxypropyl) benzotriazole, 1- (1 ′, 2′-dicarboxydiethyl) benzotriazole, 1- (2-ethylhexamino) Methyl) benzotriazole, 2,4-di-t-benzyl-6-{(H-benzotriazol-1-yl) methyl} phenol, 2- (2-hydroxy-5-t-butylphenyl) -2H-benzo Triazole, 3- (2H-benzotriazol-2-yl) -5- (1,1-dimethylethyl) -4-hydroxy, octyl-3- [3-t-butyl-4-hydroxy-5- (5- Chloro-2H-benzotriazol-2-yl) phenyl] propionate, 2-ethylhexyl-3- [3-tert-butyl-4-hydroxy-5- (5 Chloro-2H-benzotriazol-2-yl) phenyl] propionate, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -6- (1-methyl-1-phenylethyl) -4- (1,1,3 3-tetramethylbutyl) phenol, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4-t-butylphenol, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2′- Hydroxy-5'-t-octylphenyl) -benzotriazole, 2- (3'-t-butyl-2'-hydroxy-5'-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2'-hydroxy- 3 ′, 5′-di-t-amylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5′-di-t-butylphenyl) -5-chloro -Benzotriazole, 2- [2'-hydroxy-3,5-di (1,1-dimethylbenzyl) phenyl] -2H-benzotriazole, 2,2'-methylenebis [6- (2H-benzotriazole-2- Yl) -4- (1,1,3,3-metramethylbutyl) phenol], (2- [2-hydroxy-3,5-bis (α, α-dimethylbenzyl) phenyl] -2H-benzotriazole, And methyl 3- (3- (2H-benzotriazol-2-yl) -5-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate.
前記トリアゾール化合物の市販品としては、特に制限はされないが、城北化学株式会社製の商品名:BT−120、BT−LX、CBT−1、JF−77、JF−78、JF−79、JF−80、JF83、JAST−500、BT−GL、BT−M、BT−260、BT−365、BASF社の商品名:TINUVIN PS、TINUVIN P、TINUVIN P FL、TINUVIN 99−2、TINUVIN 109、TINUVIN 900、TINUVIN 928、TINUVIN 234、TINUVIN 329、TINUVIN 329 FL、TINUVIN 326、TINUVIN 326 FL、TINUVIN 571、TINUVIN 213、台湾永光化学公司製の製品名:EVESORB 81、EVESORB109、EVESORB 70、EVESORB 71、EVESORB 72、EVESORB 73、EVESORB 74、EVESORB 75、EVESORB 76、EVESORB 78、EVESORB 80等を挙げることができる。トリアゾール化合物は、防錆剤としても使用される。 Although it does not restrict | limit especially as a commercial item of the said triazole compound, The brand name made from Johoku Chemical Co., Ltd .: BT-120, BT-LX, CBT-1, JF-77, JF-78, JF-79, JF- Product names of 80, JF83, JAST-500, BT-GL, BT-M, BT-260, BT-365, BASF: TINUVIN PS, TINUVIN P, TINUVIN P FL, TINUVIN 99-2, TINUVIN 109, TINUVIN 900 , TINUVIN 928, TINUVIN 234, TINUVIN 329, TINUVIN 329 FL, TINUVIN 326, TINUVIN 326 FL, TINUVIN 571, TINUVIN 213, Taiwan Yongkou Chemical Co., Ltd. Product names: EVESORB 81, EVES RB109, EVESORB 70, EVESORB 71, EVESORB 72, EVESORB 73, EVESORB 74, EVESORB 75, can be cited EVESORB 76, EVESORB 78, EVESORB 80 or the like. Triazole compounds are also used as rust inhibitors.
前記テトラゾール化合物としては、特に限定されないが、5−アミノ−1H−テトラゾール等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as said tetrazole compound, 5-amino-1H-tetrazole etc. are mentioned.
前記ビピリジル化合物としては、特に限定されないが、2,2’−ビピリジル、1,10−フェナントロリンなどが挙げられる。 Although it does not specifically limit as said bipyridyl compound, 2,2'-bipyridyl, 1, 10-phenanthroline etc. are mentioned.
(水酸基含有化合物)
前記水酸基含有化合物としては、特に制限されないが、微粉末状のもの、有機溶媒に溶解し易いもの、又は、液状のものが好ましい。このような水酸基含有化合物としては、より好適に陽イオンを捕捉できる観点から、キノール化合物、ヒドロキシアントラキノン化合物、又は、ポリフェノール化合物を挙げることができるが、銅イオンとの間で形成される錯体の安定性の観点から、ポリフェノール化合物がより好ましい。これらは単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。
(Hydroxyl-containing compound)
Although it does not restrict | limit especially as said hydroxyl-containing compound, The thing of a fine powder form, the thing easy to melt | dissolve in an organic solvent, or a liquid thing is preferable. As such a hydroxyl group-containing compound, a quinol compound, a hydroxyanthraquinone compound, or a polyphenol compound can be exemplified from the viewpoint of more suitably capturing a cation, but the stability of a complex formed with a copper ion can be exemplified. From the viewpoint of properties, a polyphenol compound is more preferable. These can be used alone or in combination of two or more.
前記キノール化合物としては、特に限定されないが、1,2−ベンゼンジオールなどが挙げられる。 Although it does not specifically limit as said quinol compound, 1, 2- benzenediol etc. are mentioned.
前記ヒドロキシアントラキノン化合物としては、特に限定されないが、アリザリン、アントラルフィンなどが挙げられる。 Although it does not specifically limit as said hydroxyanthraquinone compound, Alizarin, anthralfin, etc. are mentioned.
前記ポリフェノール化合物としては、特に限定されないが、タンニン、タンニン誘導体(没食子酸、没食子酸メチル、ピロガロール)などが挙げられる。 Although it does not specifically limit as said polyphenol compound, A tannin, a tannin derivative (gallic acid, methyl gallate, pyrogallol) etc. are mentioned.
(カルボン酸基含有化合物)
前記カルボン酸基含有化合物としては、特に限定されないが、カルボキシル基含有芳香族化合物、カルボキシル基含有脂肪酸化合物等が挙げられる。
(Carboxylic acid group-containing compound)
Although it does not specifically limit as said carboxylic acid group containing compound, A carboxyl group containing aromatic compound, a carboxyl group containing fatty acid compound, etc. are mentioned.
前記カルボキシル基含有芳香族化合物としては、特に限定されないが、フタル酸、ピコリン酸、ピロール-2-カルボン酸等が挙げられる。 The carboxyl group-containing aromatic compound is not particularly limited, and examples thereof include phthalic acid, picolinic acid, and pyrrole-2-carboxylic acid.
前記カルボキシル基含有脂肪酸化合物としては、特に限定されないが、高級脂肪酸、カルボン酸系キレート試薬、等が挙げられる。 The carboxyl group-containing fatty acid compound is not particularly limited, and examples thereof include higher fatty acids and carboxylic acid chelating reagents.
前記カルボキシル酸系キレート試薬の市販品としては、特に制限はされないが、キレスト株式会社製の製品名:キレストA、キレスト110、キレストB、キレスト200、キレストC、キレストD、キレスト400、キレスト40、キレスト0D、キレストNTA、キレスト700、キレストPA、キレストHA、キレストMZ−2、キレストMZ−4A、キレストMZ−8を挙げることができる。 Although it does not restrict | limit especially as a commercial item of the said carboxylic acid type | system | group chelating reagent, The product name made from Kyrest Co., Ltd .: Kyrest A, Kyrest 110, Kyrest B, Kyrest 200, Kyrest C, Kyrest D, Kyrest 400, Kyrest 40, Examples include Kirest 0D, Kirest NTA, Kirest 700, Kirest PA, Kirest HA, Kirest MZ-2, Kirest MZ-4A, and Kirest MZ-8.
前記イオン捕捉剤の含有量は、前記接着シートを構成する樹脂成分100重量部に対して、0.1〜80重量部であることが好ましく、0.1〜50重量部であることがより好ましく、0.1〜20重量部であることがさらに好ましい。0.1重量部以上とすることにより、陽イオン(特に、銅イオン)を効果的に捕捉することができ、80重量部以下とすることにより、耐熱性の低下やコストの増加を抑制することができる。 The content of the ion scavenger is preferably 0.1 to 80 parts by weight, and more preferably 0.1 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component constituting the adhesive sheet. More preferably, it is 0.1 to 20 parts by weight. By setting the amount to 0.1 parts by weight or more, cations (particularly copper ions) can be effectively captured, and by setting the amount to 80 parts by weight or less, a decrease in heat resistance and an increase in cost are suppressed. Can do.
前記接着シートは、熱硬化前の140℃での溶融粘度が10Pa・s以上5000Pa・s以下であることが好ましく、10Pa・s以上2000Pa・s以下であることがより好ましい。熱硬化前の140℃での溶融粘度が10Pa・s以上であると、ボンディングワイヤーを半導体装置製造用の接着シートに好適に埋め込むことができる。また、熱硬化前の140℃での溶融粘度が5000Pa・s以下であると、ワイヤーを良好に埋め込むことが出来る。熱硬化前の140℃での溶融粘度は、熱可塑性樹脂の重量平均分子量、熱可塑性樹脂のガラス転移温度、接着シートに対するフィラーの割合、フィラーの大きさ、フィラーの形状、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の重量組成比によりコントロールすることができる。尚、前記溶融粘度は、レオメーター(HAAKE社製、商品名;RS−1)を用いて、パラレルプレート法により測定することができる。即ち、120℃になる様に加熱しているプレートに、0.1gの接着シートからを仕込み測定を開始する。測定開始から240秒後の値の平均値を溶融粘度とする。尚、プレート間のギャップは0.1mmとする。 The adhesive sheet preferably has a melt viscosity at 140 ° C. of 10 Pa · s or more and 5000 Pa · s or less, and more preferably 10 Pa · s or more and 2000 Pa · s or less before thermosetting. When the melt viscosity at 140 ° C. before thermosetting is 10 Pa · s or more, the bonding wire can be suitably embedded in an adhesive sheet for manufacturing a semiconductor device. Moreover, a wire can be favorably embedded as the melt viscosity at 140 ° C. before thermosetting is 5000 Pa · s or less. The melt viscosity at 140 ° C. before thermosetting is the weight average molecular weight of the thermoplastic resin, the glass transition temperature of the thermoplastic resin, the ratio of the filler to the adhesive sheet, the size of the filler, the shape of the filler, and the thermoplastic resin and thermosetting. It can be controlled by the weight composition ratio of the functional resin. The melt viscosity can be measured by a parallel plate method using a rheometer (manufactured by HAAKE, trade name: RS-1). That is, 0.1 g of an adhesive sheet is charged into a plate heated to 120 ° C. and measurement is started. The average value after 240 seconds from the start of measurement is taken as the melt viscosity. The gap between the plates is 0.1 mm.
前記接着シートは、120℃で1時間の加熱処理後に175℃で5時間熱硬化させた後の260℃での引張貯蔵弾性率が0.5MPa以上であることが好ましく、0.5MPa以上1000MPa以下であることがより好ましい。熱硬化後の260℃での引張貯蔵弾性率が0.5MPa以上であると、耐リフロー性を向上させることができる。また、熱硬化後の260℃での引張貯蔵弾性率が1000MPa以下であると、リフロー時に接着シートと被着体の間で剥離が起きるのを抑制することができる。引張貯蔵弾性率の測定は、例えば、固体粘弾性測定装置(レオメトリックサイエンティック社製、形式:RSA−III)を用いることにより可能である。即ち、サンプルサイズを長さ400mm×幅10mm×厚さ200μmとし、120℃で1時間の加熱処理後に175℃で5時間熱硬化させた測定試料をフィルム引っ張り測定用治具にセットし、−50〜300℃の温度域での引張貯蔵弾性率及び損失弾性率を、周波数1Hz、昇温速度10℃/minの条件下で測定し、260℃での貯蔵弾性率(E’)を読み取ることにより得られる。 The adhesive sheet preferably has a tensile storage elastic modulus at 260 ° C. of 0.5 MPa or more after being heat-cured at 175 ° C. for 5 hours after heat treatment at 120 ° C. for 1 hour, and 0.5 MPa or more and 1000 MPa or less. It is more preferable that Reflow resistance can be improved as the tensile storage elastic modulus at 260 ° C. after thermosetting is 0.5 MPa or more. Moreover, it can suppress that peeling arises between an adhesive sheet and a to-be-adhered body at the time of reflow as the tensile storage elastic modulus in 260 degreeC after thermosetting is 1000 Mpa or less. The tensile storage modulus can be measured, for example, by using a solid viscoelasticity measuring device (Rheometric Scientific, type: RSA-III). That is, the sample size is 400 mm long × 10 mm wide × 200 μm thick, and the measurement sample heat-cured at 120 ° C. for 1 hour and thermally cured at 175 ° C. for 5 hours is set in a film tensile measurement jig, and −50 By measuring the tensile storage elastic modulus and loss elastic modulus in a temperature range of ˜300 ° C. under conditions of a frequency of 1 Hz and a heating rate of 10 ° C./min, and reading the storage elastic modulus (E ′) at 260 ° C. can get.
前記接着シートは、特に限定されないが、膜厚が1〜200μmであることが好ましく、1〜150μmであることがより好ましい。前記接着シートの膜厚を1μm以上とすることにより、より良好に陽イオンを捕捉することができる。 Although the said adhesive sheet is not specifically limited, It is preferable that a film thickness is 1-200 micrometers, and it is more preferable that it is 1-150 micrometers. By setting the film thickness of the adhesive sheet to 1 μm or more, cations can be captured more favorably.
前記接着シートは、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。また、前記接着シートは、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを含有することが好ましい。前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、又は熱硬化性ポリイミド樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は2種以上を併用して用いることができ、特に、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂の少なくともいずれか一方を用いることが好ましい。なかでも、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。硬化剤としてエポキシ樹脂を含有すると、高温において、接着シートとウエハとの高い接着力が得られる。その結果、接着シートとウエハとの接着界面に水が入りにくくなり、イオンが移動し難くなる。これにより、信頼性が向上する。 The adhesive sheet preferably contains a thermoplastic resin. Moreover, it is preferable that the said adhesive sheet contains a thermoplastic resin and a thermosetting resin. Examples of the thermosetting resin include phenol resin, amino resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, polyurethane resin, silicone resin, and thermosetting polyimide resin. These resins can be used alone or in combination of two or more, and it is particularly preferable to use at least one of an epoxy resin and a phenol resin. Among these, it is preferable to use an epoxy resin. When an epoxy resin is contained as a curing agent, a high adhesive force between the adhesive sheet and the wafer can be obtained at a high temperature. As a result, it is difficult for water to enter the adhesive interface between the adhesive sheet and the wafer, making it difficult for ions to move. Thereby, reliability is improved.
前記エポキシ樹脂は、接着剤組成物として一般に用いられるものであれば特に限定は無く、例えばビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、臭素化ビスフェノールA型、水添ビスフェノールA型、ビスフェノールAF型、ビフェニル型、ナフタレン型、フルオンレン型、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、トリスヒドロキシフェニルメタン型、テトラフェニロールエタン型等の二官能エポキシ樹脂や多官能エポキシ樹脂、又はヒダントイン型、トリスグリシジルイソシアヌレート型若しくはグリシジルアミン型等のエポキシ樹脂が用いられる。これらは単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。これらのエポキシ樹脂のうちノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型樹脂又はテトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂が特に好ましい。これらのエポキシ樹脂は、硬化剤としてのフェノール樹脂との反応性に富み、耐熱性等に優れるからである。また、エポキシ樹脂として、塩化物イオンの含有量が少ないものを採用することが好ましい。このようなエポキシ樹脂を採用すれば、塩化物イオンを捕捉できないイオン捕捉剤を用いた場合であっても、イオン交換水50ml中に、重さ2.5gの接着シートを浸漬し、120℃で20時間放置した後の前記水溶液中の塩化物イオン濃度を、0.1ppm以下とすることができる。 The epoxy resin is not particularly limited as long as it is generally used as an adhesive composition, for example, bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol S type, brominated bisphenol A type, hydrogenated bisphenol A type, bisphenol AF type. Biphenyl type, naphthalene type, fluorene type, phenol novolac type, orthocresol novolak type, trishydroxyphenylmethane type, tetraphenylolethane type, etc., bifunctional epoxy resin or polyfunctional epoxy resin, or hydantoin type, trisglycidyl isocyanurate Type or glycidylamine type epoxy resin is used. These can be used alone or in combination of two or more. Of these epoxy resins, novolac type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, trishydroxyphenylmethane type resins or tetraphenylolethane type epoxy resins are particularly preferred. This is because these epoxy resins are rich in reactivity with a phenol resin as a curing agent and are excellent in heat resistance and the like. Moreover, it is preferable to employ | adopt what has little content of chloride ion as an epoxy resin. If such an epoxy resin is employed, even if an ion scavenger that cannot capture chloride ions is used, an adhesive sheet having a weight of 2.5 g is immersed in 50 ml of ion-exchanged water at 120 ° C. The chloride ion concentration in the aqueous solution after being left for 20 hours can be 0.1 ppm or less.
更に、前記フェノール樹脂は、前記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するものであり、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン等が挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。これらのフェノール樹脂のうちフェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂が特に好ましい。半導体装置の接続信頼性を向上させることができるからである。 Further, the phenol resin acts as a curing agent for the epoxy resin, for example, a novolac type phenol resin such as a phenol novolac resin, a phenol aralkyl resin, a cresol novolac resin, a tert-butylphenol novolac resin, a nonylphenol novolac resin, Examples include resol-type phenolic resins and polyoxystyrenes such as polyparaoxystyrene. These can be used alone or in combination of two or more. Of these phenol resins, phenol novolac resins and phenol aralkyl resins are particularly preferred. This is because the connection reliability of the semiconductor device can be improved.
前記エポキシ樹脂とフェノール樹脂との配合割合は、例えば、前記エポキシ樹脂成分中のエポキシ基1当量当たりフェノール樹脂中の水酸基が0.5〜2.0当量になるように配合することが好適である。より好適なのは、0.8〜1.2当量である。即ち、両者の配合割合が前記範囲を外れると、十分な硬化反応が進まず、エポキシ樹脂硬化物の特性が劣化し易くなるからである。 The mixing ratio of the epoxy resin and the phenol resin is preferably such that, for example, the hydroxyl group in the phenol resin is 0.5 to 2.0 equivalents per 1 equivalent of the epoxy group in the epoxy resin component. . More preferred is 0.8 to 1.2 equivalents. That is, if the blending ratio of both is out of the above range, sufficient curing reaction does not proceed and the properties of the cured epoxy resin are likely to deteriorate.
前記熱可塑性樹脂としては、天然ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリブタジエン樹脂、ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、6−ナイロンや6,6−ナイロン等のポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、PETやPBT等の飽和ポリエステル樹脂、ポリアミドイミド樹脂、又はフッ素樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。これらの熱可塑性樹脂のうち、イオン性不純物が少なく耐熱性が高く、半導体素子の信頼性を確保できるアクリル樹脂が特に好ましい。 Examples of the thermoplastic resin include natural rubber, butyl rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, polybutadiene resin, polycarbonate resin, heat Examples thereof include plastic polyimide resins, polyamide resins such as 6-nylon and 6,6-nylon, phenoxy resins, acrylic resins, saturated polyester resins such as PET and PBT, polyamideimide resins, and fluorine resins. These thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more. Of these thermoplastic resins, an acrylic resin that has few ionic impurities and high heat resistance and can ensure the reliability of the semiconductor element is particularly preferable.
前記アクリル樹脂としては、特に限定されるものではなく、炭素数30以下、特に炭素数4〜18の直鎖若しくは分岐のアルキル基を有するアクリル酸又はメタクリル酸のエステルの1種又は2種以上を成分とする重合体(アクリル共重合体)等が挙げられる。前記アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、へプチル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ラウリル基、トリデシル基、テトラデシル基、ステアリル基、オクタデシル基、又はドデシル基等が挙げられる。 The acrylic resin is not particularly limited, and includes one or two or more esters of acrylic acid or methacrylic acid having a linear or branched alkyl group having 30 or less carbon atoms, particularly 4 to 18 carbon atoms. Examples thereof include a polymer (acrylic copolymer) as a component. Examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, t-butyl group, isobutyl group, amyl group, isoamyl group, hexyl group, heptyl group, cyclohexyl group, 2- Examples include an ethylhexyl group, an octyl group, an isooctyl group, a nonyl group, an isononyl group, a decyl group, an isodecyl group, an undecyl group, a lauryl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a stearyl group, an octadecyl group, and a dodecyl group.
また、前記重合体を形成する他のモノマーとしては、特に限定されるものではなく、例えばアクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチルアクリレート、カルボキシペンチルアクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸若しくはクロトン酸等の様なカルボキシル基含有モノマー、無水マレイン酸若しくは無水イタコン酸等の様な酸無水物モノマー、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸6−ヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸8−ヒドロキシオクチル、(メタ)アクリル酸10−ヒドロキシデシル、(メタ)アクリル酸12−ヒドロキシラウリル若しくは(4−ヒドロキシメチルシクロヘキシル)−メチルアクリレート等の様なヒドロキシル基含有モノマー、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル(メタ)アクリレート若しくは(メタ)アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸等の様なスルホン酸基含有モノマー、又は2−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェート等の様な燐酸基含有モノマーが挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。 In addition, the other monomer forming the polymer is not particularly limited, and examples thereof include acrylic acid, methacrylic acid, carboxyethyl acrylate, carboxypentyl acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid. Carboxyl group-containing monomers such as acid anhydride monomers such as maleic anhydride or itaconic anhydride, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4- (meth) acrylic acid 4- Hydroxybutyl, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 10-hydroxydecyl (meth) acrylate, 12-hydroxylauryl (meth) acrylate or (4-hydroxymethylcyclohexyl) -Methyla Hydroxyl group-containing monomers such as relate, styrene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, 2- (meth) acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, (meth) acrylamide propane sulfonic acid, sulfopropyl (meth) acrylate or (meth) Examples thereof include sulfonic acid group-containing monomers such as acryloyloxynaphthalene sulfonic acid, and phosphoric acid group-containing monomers such as 2-hydroxyethylacryloyl phosphate. These can be used alone or in combination of two or more.
前記熱硬化性樹脂の配合割合としては、所定条件下で加熱した際に接着シートが熱硬化型としての機能を発揮する程度であれば特に限定されないが、5〜60重量%の範囲内であることが好ましく、10〜50重量%の範囲内であることがより好ましい。 The blending ratio of the thermosetting resin is not particularly limited as long as the adhesive sheet exhibits a function as a thermosetting mold when heated under predetermined conditions, but is in the range of 5 to 60% by weight. It is preferable that it is in the range of 10 to 50% by weight.
前記接着シートのなかでも、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及び、アクリル樹脂を含有し、アクリル樹脂100重量部に対するエポキシ樹脂、及び、フェノール樹脂の合計量が10〜2000重量部であることが好ましく、10〜1500重量部であることがより好ましく、10〜1000重量部であることがさらに好ましい。アクリル樹脂100重量部に対するエポキシ樹脂、及び、フェノール樹脂の合計量を10重量部以上とすることにより、硬化による接着効果が得られ、剥離を抑制することができ、2000重量部以下とすることより、フィルムが脆弱化して作業性が低下することを抑制することができる。
Among the adhesive sheets, an epoxy resin, a phenol resin, and an acrylic resin are contained, and the total amount of the epoxy resin and the phenol resin with respect to 100 parts by weight of the acrylic resin is preferably 10 to 2000 parts by weight. It is more preferably ˜1500 parts by weight, and further preferably 10 to 1000 parts by weight. By making the total amount of the epoxy resin and the phenol resin with respect to 100 parts by weight of the
前記接着シートを予めある程度架橋をさせておく場合には、重合体の分子鎖末端の官能基等と反応する多官能性化合物を架橋剤として添加させておくのがよい。これにより、高温下での接着特性を向上させ、耐熱性の改善を図ることができる。 When the adhesive sheet is previously crosslinked to some extent, it is preferable to add a polyfunctional compound that reacts with a functional group at the molecular chain end of the polymer as a crosslinking agent. Thereby, the adhesive property under high temperature can be improved and heat resistance can be improved.
前記架橋剤としては、従来公知のものを採用することができる。特に、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、多価アルコールとジイソシアネートの付加物等のポリイソシアネート化合物がより好ましい。架橋剤の添加量としては、前記の重合体100重量部に対し、通常0.05〜7重量部とするのが好ましい。架橋剤の量が7重量部より多いと、接着力が低下するので好ましくない。その一方、0.05重量部より少ないと、凝集力が不足するので好ましくない。また、この様なポリイソシアネート化合物と共に、必要に応じて、エポキシ樹脂等の他の多官能性化合物を一緒に含ませるようにしてもよい。 A conventionally well-known thing can be employ | adopted as said crosslinking agent. In particular, polyisocyanate compounds such as tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, adducts of polyhydric alcohol and diisocyanate are more preferable. The addition amount of the crosslinking agent is usually preferably 0.05 to 7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer. When the amount of the cross-linking agent is more than 7 parts by weight, the adhesive force is lowered, which is not preferable. On the other hand, if it is less than 0.05 parts by weight, the cohesive force is insufficient, which is not preferable. Moreover, you may make it include other polyfunctional compounds, such as an epoxy resin, together with such a polyisocyanate compound as needed.
また、前記接着シートには、その用途に応じてフィラーを適宜配合することができる。フィラーの配合は、前記接着シートへの導電性の付与や熱伝導性の向上、弾性率の調節等を可能とする。前記フィラーとしては、無機フィラー、及び、有機フィラーが挙げられるが、取り扱い性の向上、熱電導性の向上、溶融粘度の調整、チキソトロピック性付与等の特性の観点から、無機フィラーが好ましい。前記無機フィラーとしては、特に制限はなく、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、ほう酸アルミウィスカ、窒化ほう素、結晶質シリカ、非晶質シリカ等が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を併用して用いることができる。熱電導性の向上の観点からは、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ほう素、結晶質シリカ、非晶質シリカが好ましい。また、上記各特性のバランスがよいという観点からは、結晶質シリカ、又は、非晶質シリカが好ましい。また、導電性の付与、熱電導性の向上等の目的で、無機フィラーとして、導電性物質(導電フィラー)を用いることとしてもよい。導電フィラーとしては、銀、アルミニウム、金、胴、ニッケル、導電性合金等を球状、針状、フレーク状とした金属粉、アルミナ等の金属酸化物、アモルファスカーボンブラック、グラファイト等が挙げられる。 Moreover, a filler can be appropriately blended in the adhesive sheet according to its use. The blending of the filler enables imparting electrical conductivity to the adhesive sheet, improving thermal conductivity, adjusting the elastic modulus, and the like. Examples of the filler include inorganic fillers and organic fillers, and inorganic fillers are preferable from the viewpoints of characteristics such as improvement in handleability, improvement in thermal conductivity, adjustment of melt viscosity, and imparting thixotropic properties. The inorganic filler is not particularly limited, and examples thereof include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, and aluminum borate whisker. , Boron nitride, crystalline silica, amorphous silica and the like. These can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of improving thermal conductivity, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, crystalline silica, and amorphous silica are preferable. Further, from the viewpoint that the above properties are well balanced, crystalline silica or amorphous silica is preferable. In addition, a conductive substance (conductive filler) may be used as the inorganic filler for the purpose of imparting conductivity and improving thermal conductivity. Examples of the conductive filler include metal powder in which silver, aluminum, gold, cylinder, nickel, conductive alloy and the like are made into a spherical shape, needle shape and flake shape, metal oxide such as alumina, amorphous carbon black, graphite and the like.
前記フィラーの平均粒径は、0.01〜10μmとすることができる。前記フィラーの平均粒径を0.01μm以上とすることにより、被着体への濡れ性、及び、接着性を良好とすることができる。また、10μm以下とすることにより、上記各特性の付与のために加えたフィラーの効果を十分なものとすることができるとともに、耐熱性を確保することができる。なお、フィラーの平均粒径は、例えば、光度式の粒度分布計(HORIBA製、装置名;LA−910)により求めた値である。 The filler may have an average particle size of 0.01 to 10 μm. By setting the average particle size of the filler to 0.01 μm or more, the wettability to the adherend and the adhesiveness can be improved. Moreover, by setting it as 10 micrometers or less, while being able to make the effect of the filler added for provision of said each characteristic sufficient, heat resistance can be ensured. In addition, the average particle diameter of a filler is the value calculated | required, for example with the photometric type particle size distribution analyzer (The product made from HORIBA, apparatus name; LA-910).
なお、前記接着シートには、前記イオン捕捉剤以外に、必要に応じて他の添加剤を適宜に配合することができる。他の添加剤としては、陰イオン捕捉剤、分散剤、酸化防止剤、シランカップリング剤、硬化促進剤などが挙げられる。これらは、単独で、又は2種以上を併用して用いることができる。 In addition to the ion scavenger, other additives can be appropriately blended in the adhesive sheet as necessary. Examples of other additives include an anion scavenger, a dispersant, an antioxidant, a silane coupling agent, and a curing accelerator. These can be used alone or in combination of two or more.
前記接着シートを形成するための接着剤組成物の製造方法としては、特に限定されず、例えば、前記熱硬化性樹脂、前記熱可塑性樹脂、及び、前記イオン捕捉剤と、必要に応じて、他の添加剤等を容器に投入して、有機溶媒に溶解させ、均一になるように攪拌することによって接着剤組成物溶液として得ることができる。 The production method of the adhesive composition for forming the adhesive sheet is not particularly limited, and for example, the thermosetting resin, the thermoplastic resin, and the ion scavenger, and other, if necessary. Can be obtained as an adhesive composition solution by adding the above additives and the like into a container, dissolving them in an organic solvent, and stirring them uniformly.
前記有機溶媒としては、接着シートを構成する成分を均一に溶解、混練又は分散できるものであれば制限はなく、従来公知のものを使用することができる。このような溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、トルエン、キシレン等が挙げられる。乾燥速度が速く、安価で入手できる点でメチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどを使用することが好ましい。 The organic solvent is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve, knead or disperse the components constituting the adhesive sheet, and a conventionally known one can be used. Examples of such a solvent include ketone solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, toluene, xylene, and the like. Methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and the like are preferably used because they have a high drying rate and can be obtained at low cost.
本実施形態に係る接着シートは、例えば、次の通りにして作製される。先ず、前記接着剤組成物溶液を作製する。次に、接着剤組成物溶液を基材セパレータ上に所定厚みとなる様に塗布して塗布膜を形成した後、該塗布膜を所定条件下で乾燥させる。基材セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、ポリプロピレンや、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剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙等が使用可能である。また、塗布方法としては特に限定されず、例えば、ロール塗工、スクリーン塗工、グラビア塗工等が挙げられる。また、乾燥条件としては、例えば乾燥温度70〜160℃、乾燥時間1〜5分間の範囲内で行われる。これにより、本実施形態に係る接着シートが得られる。 The adhesive sheet according to the present embodiment is produced, for example, as follows. First, the adhesive composition solution is prepared. Next, the adhesive composition solution is applied on the base separator so as to have a predetermined thickness to form a coating film, and then the coating film is dried under predetermined conditions. As the base material separator, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, polypropylene, or a plastic film or paper surface-coated with a release agent such as a fluorine-type release agent or a long-chain alkyl acrylate-type release agent can be used. Moreover, it does not specifically limit as a coating method, For example, roll coating, screen coating, gravure coating, etc. are mentioned. As drying conditions, for example, the drying temperature is 70 to 160 ° C. and the drying time is 1 to 5 minutes. Thereby, the adhesive sheet which concerns on this embodiment is obtained.
(半導体装置の製造方法)
次に、半導体装置の製造方法の一実施形態について説明する。以下では、従来公知のダイシングフィルム11に、本実施形態に係る接着シート3が積層されたダイシングフィルム一体型接着シート10を用いた半導体装置の製造方法について説明する。ダイシングフィルム11への接着シート3の積層方法としては、従来公知の方法を採用でき、例えば、圧着により行うことができる。なお、本実施形態に係るダイシングフィルム11は、基材1上に粘着剤層2が積層された構造である。図2〜図4は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面模式図である。
(Method for manufacturing semiconductor device)
Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device will be described. Below, the manufacturing method of the semiconductor device using the dicing film integrated
先ず、図2に示すように、ダイシングフィルム一体型接着シート10に於ける接着シート3の半導体ウェハ貼り付け部分3a上に半導体ウェハ4を圧着し、これを接着保持させて固定する(マウント工程)。本工程は、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行う。
First, as shown in FIG. 2, the
次に、半導体ウェハ4のダイシングを行う。これにより、半導体ウェハ4を所定のサイズに切断して個片化し、半導体チップ5を製造する。ダイシングは、例えば半導体ウェハ4の回路面側から常法に従い行われる。また、本工程では、例えばダイシングフィルム一体型接着シート10まで切込みを行なうフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。また、半導体ウェハは、ダイシングフィルム一体型接着シート10により接着固定されているので、チップ欠けやチップ飛びを抑制できると共に、半導体ウェハ4の破損も抑制できる。
Next, dicing of the
次に、ダイシングフィルム一体型接着シート10に接着固定された半導体チップを剥離する為に、半導体チップ5のピックアップを行う。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の半導体チップ5をダイシングフィルム一体型接着シート10側からニードルによって突き上げ、突き上げられた半導体チップ5をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。
Next, the
ここでピックアップは、粘着剤層2が紫外線硬化型の場合、該粘着剤層2に紫外線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層2の接着シート3に対する粘着力が低下し、半導体チップ5の剥離が容易になる。その結果、半導体チップを損傷させることなく接着シート3付きの半導体チップ5のピックアップが可能となる。
Here, when the pressure-sensitive adhesive layer 2 is an ultraviolet curable type, the pickup is performed after the pressure-sensitive adhesive layer 2 is irradiated with ultraviolet rays. Thereby, the adhesive force with respect to the
一方、図3に示すように、半導体チップ16がダイボンドフィルム13を介して被着体6上にダイボンドされた部材30を準備する。被着体6の端子部(インナーリード)の先端と半導体チップ16上の電極パッド(図示しない)とは、ボンディングワイヤー7で電気的に接続(ワイヤーボンディング)されている。上記ダイボンドフィルム13としては従来公知のものを用いることができる。また、被着体6としては、リードフレーム、TABフィルム、基板又は別途作製した半導体チップ等が挙げられる。被着体6は、例えば、容易に変形されるような変形型被着体であってもよく、変形することが困難である非変形型被着体(半導体ウェハ等)であってもよい。図3に示す部材30は従来公知の方法により製造することができる。例えば、上記ダイボンドは圧着により行われる。ダイボンドの条件としては特に限定されず、適宜必要に応じて設定することができる。具体的には、例えば、ダイボンド温度80〜160℃、ボンディング圧力5N〜15N、ボンディング時間1〜10秒の範囲内で行うことができる。また、上記ワイヤーボンディングを行う際の温度は、80〜250℃、好ましくは80〜220℃の範囲内で行われる。また、その加熱時間は数秒〜数分間行われる。結線は、前記温度範囲内となる様に加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着エネルギーの併用により行われる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a
次に、図4に示すように、半導体チップ16の上面に、接着シート3付きの半導体チップ5をボンディングワイヤー7の一部が接着シート3内に埋め込まれるように積層する。これにより、ボンディングワイヤー7の他の半導体チップ16との接続部分が接着シート3内に埋め込まれる。この積層時の温度としては、80〜200℃が好ましく、100〜150℃がより好ましい。また、このときの圧力としては、0.05MPa〜0.3MPa、時間としては0.1〜3秒の範囲内とすることができる。積層時の温度を前記範囲内とすることにより、接着シート3の粘度を、ボンディングワイヤー7を好適に埋め込むことが可能な粘度とすることができる。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、被着体6の端子部(インナーリード)の先端と半導体チップ5上の電極パッド(図示しない)とをボンディングワイヤー7で電気的に接続するワイヤーボンディング工程を行う(図1参照)。ワイヤーボンディングを行う際の温度は、80〜250℃、好ましくは80〜220℃の範囲内で行われる。また、その加熱時間は数秒〜数分間行われる。結線は、前記温度範囲内となる様に加熱された状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着エネルギーの併用により行われる。
Next, a wire bonding step is performed in which the tip of the terminal portion (inner lead) of the
次に、封止樹脂8により半導体チップ5、及び、半導体チップ16を封止する封止工程を行う(図1参照)。本工程は、被着体6に搭載された半導体チップ5、半導体チップ16、及び、ボンディングワイヤー7を保護する為に行われる。本工程は、封止用の樹脂を金型で成型することにより行う。封止樹脂8としては、例えばエポキシ系の樹脂を使用する。樹脂封止の際の加熱温度は、通常175℃で60〜90秒間行われるが、本発明はこれに限定されず、例えば165〜185℃で、数分間キュアすることができる。
Next, a sealing step for sealing the
次に、後硬化工程に於いて、前記封止工程で硬化不足の封止樹脂8を完全に硬化させる。封止工程に於いてダイボンドフィルム13や接着シート3が熱硬化されない場合でも、本工程に於いて封止樹脂8の硬化と共にダイボンドフィルム13や接着シート3を熱硬化させて接着固定が可能になる。本工程に於ける加熱温度は、封止樹脂の種類により異なるが、例えば165〜185℃の範囲内であり、加熱時間は0.5〜8時間程度である。
Next, in the post-curing step, the sealing resin 8 that is insufficiently cured in the sealing step is completely cured. Even when the
上述した実施形態では、接着シート3がダイシングフィルム11上に積層されている場合について説明したが、ダイシングフィルム一体型半導体装置製造用の接着シートとせずに、ボンディングワイヤーが上面に接続されている半導体チップに、前記ボンディングワイヤーの一部が前記接着シート内に埋め込まれるように、前記接着シートを直接に貼り付けてもよい。
In the embodiment described above, the case where the
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の要旨をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail by way of example. However, the materials, blending amounts, and the like described in this example are not intended to limit the gist of the present invention only to those unless otherwise limited. In the following, “parts” means parts by weight.
(実施例1)
下記(a)〜(g)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度50重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)アクリル樹脂(ナガセケムテックス(株)製、SG−700AS) 100部
(b)エポキシ樹脂1(日本化薬(株)社製、EOCN−104S) 63.9部
(c)エポキシ樹脂2(三菱化学(株)社製、YL−983U) 12.3部
(d)フェノール樹脂(明和化成(株)製、MEH−7851SS) 73.7部
(e)シリカフィラー((株)アドマテックス製、SE2050−MCV(平均一次粒径0.5μm) 138.89部
(f)イオン捕捉剤(東京化学工業(株)社製、没食子酸ドデシル) 27.78部
(g)硬化触媒(北興化学(株)社製、TPP−K) 0.5部
Example 1
The following (a) to (g) were dissolved in methyl ethyl ketone to obtain an adhesive composition solution having a concentration of 50% by weight.
(A) Acrylic resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, SG-700AS) 100 parts (b) Epoxy resin 1 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-104S) 63.9 parts (c) Epoxy resin 2 (Mitsubishi Chemical Corporation, YL-983U) 12.3 parts (d) Phenolic resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851SS) 73.7 parts (e) Silica filler (manufactured by Admatechs) , SE2050-MCV (average primary particle size 0.5 μm) 138.89 parts (f) Ion scavenger (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., dodecyl gallate) 27.78 parts (g) curing catalyst (Hokuko Chemical ( Co., Ltd., TPP-K) 0.5 part
前記接着剤組成物溶液を、シリコーン離型処理した厚さが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる離型処理フィルム上に塗布した後、130℃で2分間乾燥させた。これにより、厚さ30μmの実施例1に係る接着シートを作製した。 The adhesive composition solution was applied on a release treatment film made of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm after the silicone release treatment, and then dried at 130 ° C. for 2 minutes. As a result, an adhesive sheet according to Example 1 having a thickness of 30 μm was produced.
(実施例2)
下記(a)〜(g)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度50重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)アクリル樹脂(ナガセケムテックス(株)製、SG−700AS) 100部
(b)エポキシ樹脂1(日本化薬(株)社製、EOCN−104S) 156.6部
(c)エポキシ樹脂2(三菱化学(株)社製、YL−983U) 121.0部
(d)フェノール樹脂(明和化成(株)製、MEH−7851SS) 289.0部
(e)銀フィラー((株)三井金属製、SPQ03S(平均一次粒径0.5μm)
370.37部
(f)イオン捕捉剤(城北化学(株)社製、BT−120、ベンゾトリアゾール)
74.07部
(g)硬化触媒(北興化学(株)社製、TPP−K) 1.3部
(Example 2)
The following (a) to (g) were dissolved in methyl ethyl ketone to obtain an adhesive composition solution having a concentration of 50% by weight.
(A) acrylic resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, SG-700AS) 100 parts (b) epoxy resin 1 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-104S) 156.6 parts (c) epoxy resin 2 (Mitsubishi Chemical Corporation, YL-983U) 121.0 parts (d) Phenolic resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851SS) 289.0 parts (e) Silver filler (Mitsui Metals Co., Ltd.) , SPQ03S (average primary particle size 0.5 μm)
370.37 parts (f) ion scavenger (Johoku Chemical Co., Ltd., BT-120, benzotriazole)
74.07 parts (g) curing catalyst (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., TPP-K) 1.3 parts
(実施例3)
下記(a)〜(g)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度50重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)アクリル樹脂(ナガセケムテックス(株)製、SG−700AS) 100部
(b)エポキシ樹脂1(日本化薬(株)社製、EOCN−104S) 98.3部
(c)エポキシ樹脂2(三菱化学(株)社製、YL−983U) 50.6部
(d)フェノール樹脂(明和化成(株)製、MEH−7851SS) 151.1部
(e)シリカフィラー((株)アドマテックス製、SE2050−MCV(平均一次粒径0.5μm) 222.22部
(f)イオン捕捉剤(東亜合成(株)社製、 IXE−770) 44.44部
(g)硬化触媒(北興化学(株)社製、TPP−K) 0.8部
(Example 3)
The following (a) to (g) were dissolved in methyl ethyl ketone to obtain an adhesive composition solution having a concentration of 50% by weight.
(A) Acrylic resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, SG-700AS) 100 parts (b) Epoxy resin 1 (Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-104S) 98.3 parts (c) Epoxy resin 2 (Mitsubishi Chemical Corporation, YL-983U) 50.6 parts (d) Phenolic resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851SS) 151.1 parts (e) Silica filler (manufactured by Admatechs) SE2050-MCV (average primary particle size 0.5 μm) 222.22 parts (f) ion scavenger (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., IXE-770) 44.44 parts (g) curing catalyst (Hokuko Chemical Co., Ltd.) ) Manufactured by TPP-K) 0.8 parts
(比較例1)
下記(a)〜(f)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度50重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)アクリル樹脂(ナガセケムテックス(株)製、SG−700AS) 100部
(b)エポキシ樹脂1(日本化薬(株)社製、EOCN−104S) 78.4部
(c)エポキシ樹脂2(三菱化学(株)社製、YL−983U) 90.8部
(d)フェノール樹脂(明和化成(株)製、MEH−7851SS) 180.8部
(e)銀フィラー((株)三井金属製、SPQ03S(平均一次粒径0.5μm)
300.00部
(f)硬化触媒(北興化学(株)社製、TPP−K) 0.9部
(Comparative Example 1)
The following (a) to (f) were dissolved in methyl ethyl ketone to obtain an adhesive composition solution having a concentration of 50% by weight.
(A) acrylic resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, SG-700AS) 100 parts (b) epoxy resin 1 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-104S) 78.4 parts (c) epoxy resin 2 (Mitsubishi Chemical Corporation, YL-983U) 90.8 parts (d) Phenolic resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851SS) 180.8 parts (e) Silver filler (Mitsui Metal Co., Ltd.) , SPQ03S (average primary particle size 0.5 μm)
300.00 parts (f) Curing catalyst (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., TPP-K) 0.9 parts
(比較例2)
下記(a)〜(f)をメチルエチルケトンに溶解させ、濃度50重量%の接着剤組成物溶液を得た。
(a)アクリル樹脂(ナガセケムテックス(株)製、SG−700AS) 100部
(b)エポキシ樹脂1(日本化薬(株)社製、EOCN−1020) 139.1部
(c)エポキシ樹脂2(三菱化学(株)社製、YL6810) 119.7部
(d)フェノール樹脂(明和化成(株)製、MEH−7851SS) 204.3部
(e)シリカフィラー((株)アドマテックス製、SE2050−MCV(平均一次粒径0.5μm) 375.4部
(f)硬化触媒(北興化学(株)社製、TPP−K) 1.1部
(Comparative Example 2)
The following (a) to (f) were dissolved in methyl ethyl ketone to obtain an adhesive composition solution having a concentration of 50% by weight.
(A) acrylic resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation, SG-700AS) 100 parts (b) epoxy resin 1 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., EOCN-1020) 139.1 parts (c) epoxy resin 2 (Mitsubishi Chemical Corporation, YL6810) 119.7 parts (d) Phenolic resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851SS) 204.3 parts (e) Silica filler (manufactured by Admatechs, SE2050) -MCV (average primary particle size 0.5 μm) 375.4 parts (f) Curing catalyst (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., TPP-K) 1.1 parts
(熱硬化前の140℃での溶融粘度の測定)
レオメーター(HAAKE社製、商品名;RS−1)を用いて、パラレルプレート法により、熱硬化前の140℃での溶融粘度を測定した。具体的には、120℃になる様に加熱しているプレートに、0.1gの接着シートを仕込み、測定を開始した。測定開始から240秒後の値の平均値を溶融粘度とした。尚、プレート間のギャップは0.1mmとした。結果を表1に示す。
(Measurement of melt viscosity at 140 ° C before thermosetting)
Using a rheometer (manufactured by HAAKE, trade name: RS-1), the melt viscosity at 140 ° C. before thermosetting was measured by a parallel plate method. Specifically, 0.1 g of an adhesive sheet was placed on a plate heated to 120 ° C., and measurement was started. The average value after 240 seconds from the start of measurement was taken as the melt viscosity. The gap between the plates was 0.1 mm. The results are shown in Table 1.
(銀イオン捕捉性評価)
実施例、及び、比較例の接着シート(厚さ30μm)を、それぞれ240mm×300mmの大きさ(約2.5g)に切り出し、5回、半分に折り曲げ37.5mm×60mmのサイズにしたものを、直径58mm、高さ37mmの円柱状の密閉式テフロン(登録商標)製容器にいれ、10ppmの銀イオン水溶液50mlを加えた。その後、恒温乾燥機(エスペック(株)製、PV−231)に120℃で20時間放置した。フィルムを取り出した後、ICP−AES(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製、SPS−1700HVR)を用いて水溶液中の銀イオンの濃度を測定した。水溶液中の銀イオンの濃度が0〜9.9ppmの場合を○とし、9.9ppmより大きい場合を×とした。結果を表1に示す。
(Silver ion scavenging evaluation)
The adhesive sheets (
(塩化物イオン捕捉性評価)
実施例、及び、比較例の接着シート(厚さ30μm)を、それぞれ240mm×300mmの大きさ(約2.5g)に切り出し、5回、半分に折り曲げ37.5mm×60mmのサイズにしたものを、直径58mm、高さ37mmの円柱状の密閉式テフロン(登録商標)製容器にいれ、イオン交換水50mlを加えた。その後、恒温乾燥機(エスペック(株)製、PV−231)に120℃で20時間放置した。フィルムを取り出した後、イオンクロマトグラフィー(東京ダイオネクス社製、製品名ICS−2000)を用いて水溶液中の塩化物イオンの濃度を測定した。水溶液中の塩化物イオンの濃度が0.1ppm以下の場合を○とし、0.1ppmより大きい場合を×とした。結果を表1に示す。
(Evaluation of chloride ion scavenging properties)
The adhesive sheets (
(耐湿リフロー性)
実施例、及び、比較例の接着シート(厚さ30μm)をそれぞれ60℃、0.4MP、
50cm/sで貼り合わせ、60um厚みの接着シートを作製した。次に、作成した接着シート(厚さ60um)を、それぞれ温度50℃の条件下で10mm角のアルミ蒸着された半導体チップを貼り付け、更に各接着シートを介して半導体チップをBGA基板にダイアタッチした。ダイアタッチ条件は、温度120℃、圧力0.2MPa、1秒とした。次に、115KHzワイヤボンダー(新川製:UTC−300BIsuper)を用いて直径25μmの銀線(田中貴金属製、SEA)にて下記の条件でワイヤーボンディングを行った。
<ワイヤーボンディング条件>
ファーストボンディング加圧:100g
ファーストボンディング超音波強度:550mW
ファーストボンディング印加時間:10msec
セカンドボンディング加圧:100g
セカンドボンディング超音波強度:500mW
セカンドボンディング印加時間:8msec
次に、ワイヤーボンディングを行った半導体チップの上にさらに同上の条件で半導体チップをダイアタッチし、ワイヤー埋め込みを行いながら積層させる。
次に乾燥機にて130℃で2時間熱処理し、その後、封止樹脂(日東電工(株)社製、GE−100)でパッケージングした。封止条件は、加熱温度175℃、90秒とした。その後、85℃、60%Rh、168時間の条件下で吸湿を行い、更に260℃以上で10秒間保持する様に設定したIRリフロー炉に、前記半導体チップをマウントしたBGA基板を載置した。その後、封止後の半導体装置を超音波顕微鏡で観察して、剥離の有無を確認した。確認は半導体チップ9個に対し行い、剥離が生じている半導体チップが2個以下の場合を○、2個以上の場合を×とした。結果を下記表1に示す。
(Moisture reflow resistance)
The adhesive sheets (
Bonding was performed at 50 cm / s to prepare an adhesive sheet having a thickness of 60 μm. Next, the prepared adhesive sheet (thickness 60 um) is bonded to a 10 mm square aluminum-deposited semiconductor chip at a temperature of 50 ° C., and the semiconductor chip is die-attached to the BGA substrate via each adhesive sheet. did. The die attach conditions were a temperature of 120 ° C., a pressure of 0.2 MPa, and 1 second. Next, wire bonding was performed using a 115 KHz wire bonder (manufactured by Shinkawa: UTC-300BIsuper) with a silver wire having a diameter of 25 μm (manufactured by Tanaka Kikinzoku, SEA) under the following conditions.
<Wire bonding conditions>
First bonding pressure: 100g
First bonding ultrasonic intensity: 550mW
First bonding application time: 10 msec
Second bonding pressure: 100g
Second bonding ultrasonic intensity: 500mW
Second bonding application time: 8 msec
Next, the semiconductor chip is die-attached on the semiconductor chip subjected to wire bonding under the same conditions as described above, and stacked while performing wire embedding.
Next, it heat-processed at 130 degreeC with the dryer for 2 hours, and packaged with sealing resin (Nitto Denko Co., Ltd. make, GE-100) after that. The sealing conditions were a heating temperature of 175 ° C. and 90 seconds. Thereafter, the BGA substrate mounted with the semiconductor chip was placed in an IR reflow furnace set so as to absorb moisture under conditions of 85 ° C., 60% Rh and 168 hours, and further hold at 260 ° C. or higher for 10 seconds. Thereafter, the sealed semiconductor device was observed with an ultrasonic microscope to confirm the presence or absence of peeling. Confirmation was performed on nine semiconductor chips, and when the number of peeled semiconductor chips was 2 or less, ◯, and when two or more semiconductor chips were marked as x. The results are shown in Table 1 below.
(ワイヤー埋め込み性評価)
実施例、及び、比較例の接着シート(厚さ60μm)を、第1の半導体素子(5×5×0.5mm)にラミネーターで50℃、10mm/sec、圧力0.15MPaの条件下で貼り付けた。次に、基板上にダイアタッチされ、さらに、ボンディングワイヤーが接続されている第2の半導体素子(5×5×0.5mm、ワイヤーループハイト:40μm)を準備した。次に、接着シート付き第1の半導体素子を、第2の半導体素子のボンディングワイヤーが接続されている側の面上にダイボンダー(Shinkawa製 SPA300)を用いて温度140℃、圧力0.1MPa、時間1secの条件下で垂直に貼り付けした。貼り付けは、接着シート付き第1の半導体素子の接着シート面と、第2の半導体素子のボンディングワイヤーが接続されている側の面とを対向させるように行なった。その後、第2の半導体素子のボンディングワイヤーが接着シート中にボイドが発生することなく埋め込めているかを走査電子顕微鏡(HITACHI社製 S−3400N)を用いて確認した。ボイドが見られなかった場合を○、ボイドが見られた場合を×として評価した。結果を表1に示す。
(Evaluation of wire embedment)
The adhesive sheets (thickness: 60 μm) of Examples and Comparative Examples were attached to the first semiconductor element (5 × 5 × 0.5 mm) with a laminator at 50 ° C., 10 mm / sec, and pressure of 0.15 MPa. I attached. Next, a second semiconductor element (5 × 5 × 0.5 mm, wire loop height: 40 μm) which was die-attached on the substrate and connected with bonding wires was prepared. Next, the first semiconductor element with an adhesive sheet is heated to 140 ° C., pressure 0.1 MPa, time using a die bonder (SPIN300 SPA300) on the surface of the second semiconductor element to which the bonding wires are connected. Affixed vertically under the condition of 1 sec. The pasting was performed so that the adhesive sheet surface of the first semiconductor element with the adhesive sheet and the surface of the second semiconductor element on the side to which the bonding wire was connected were opposed to each other. Then, it was confirmed using the scanning electron microscope (HITACHI S-3400N) whether the bonding wire of the 2nd semiconductor element was embedded in the adhesive sheet without generating a void. The case where no void was found was evaluated as ◯, and the case where a void was seen was evaluated as x. The results are shown in Table 1.
(耐HAST性評価)
耐HAST(Highly Accelerated Stress Test)性を下記の方法により確認した。まず、図5に示すように、ポリイミド基板14の表面に銅製のくし型電極パターン15が設けられた基板21を準備した。なお、くし型電極パターン15は、プラス電極15aとマイナス電極15bとで構成され、ライン幅/スペース幅が20μm/20μmとなるように形成されている。次に、実施例、及び、比較例の接着シートが貼り付けられた半導体チップを準備した。上記半導体チップの接着シートが貼り付けられた側の面を、上記基板21のくし型電極パターン15上に、120℃、0.2MPa、10mm/sec秒間の条件でラミネートしてサンプルを得た。その後、得られたサンプルをプレッシャーオーブンで、窒素雰囲気で5Nの圧力で150℃で1時間キュアを行った。その後、175℃で5時間加熱することで接着シート層を硬化させた。得られたサンプルの+極と−極をそれぞれHAST試験の配線にハンダで接続し、50℃、85%RH、5Vの条件で試験を行った。電気抵抗をモニターし、196時間後でも電気抵抗が急激に低下することがなく維持できているものを良品とし、電気抵抗の急激な低下が生じたものを不良品(電気的不具合発生)とした。サンプルを5つ作製してそれぞれ同様の試験を行い、不良品となったサンプルの個数が2個以下のときは○、2個より多い時は×とした。結果を表1に示す。
(HAST resistance evaluation)
The resistance to HAST (High Accelerated Stress Test) was confirmed by the following method. First, as shown in FIG. 5, a
Claims (4)
前記ボンディングワイヤーの一部が前記接着剤層内に埋め込まれており、
前記接着剤層に用いられる接着シートは、10ppmの銀イオンを有する水溶液50ml中に、重さ2.5gの熱硬化前の接着シートを浸漬し、120℃で20時間放置した後の前記水溶液中の銀イオン濃度が、0〜9.9ppmであり、
前記接着剤層に用いられる接着シートは、少なくとも陽イオンを捕捉するイオン捕捉剤を含有することを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device having an adhesive layer and a bonding wire,
A portion of the bonding wire is embedded in the adhesive layer;
The adhesive sheet used for the adhesive layer is immersed in 50 ml of an aqueous solution containing 10 ppm of silver ions in the aqueous solution after immersing the adhesive sheet of 2.5 g in weight before thermosetting and leaving it at 120 ° C. for 20 hours. silver ion concentration of, Ri 0~9.9ppm der,
The adhesive sheet used in the adhesive layer, a semiconductor device which is characterized that you containing ion scavenger for capturing at least a cation.
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