JP6654689B2 - 半導体装置製造用粘着性フィルムおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
ファンアウト型WLPの製造方法のひとつであるeWLB(Embedded Wafer Level Ball Grid Array)では、支持基板に貼り付けた粘着性フィルム上に、半導体チップ等の複数の電子部品を離間させた状態で仮固定し、封止材により複数の電子部品を一括封止する手法が取られる。ここで、粘着性フィルムは、封止工程等においては電子部品および支持基板に固着させる必要があり、封止後は支持基板とともに封止された電子部品から除去する必要がある。
そして、本発明者らは上記知見を元にさらに鋭意検討した結果、粘着性樹脂層表面の表面自由エネルギーを特定値以下とすることにより、電子部品の封止ムラを抑制することができることを見出して、本発明を完成させた。
半導体装置の製造工程において封止材により電子部品を封止する際に上記電子部品を仮固定するために用いられる粘着性フィルムであって、
基材層と、
上記基材層の第1面側に設けられ、かつ、上記電子部品を仮固定するための粘着性樹脂層(A)と、を備え、
上記粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーが38.0mN/m以下である半導体装置製造用粘着性フィルム。
[2]
上記[1]に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
上記封止材がエポキシ樹脂系封止材である半導体装置製造用粘着性フィルム。
[3]
上記[2]に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
下記の方法で測定される、150℃における樹脂広がり率が8%以上である半導体装置製造用粘着性フィルム。
(方法)
上記粘着性樹脂層(A)の表面に直径2mm、厚み130μmのエポキシ樹脂系封止材を付与する。次いで、23℃で1分間放置後、150℃で5分間加熱し、上記エポキシ樹脂系封止材を硬化させる。次いで、硬化後の上記エポキシ樹脂系封止材の面積を測定する。上記エポキシ樹脂系封止材を上記粘着性樹脂層(A)に付与した直後の上記エポキシ樹脂系封止材の面積をX0とし、硬化後の上記エポキシ樹脂系封止材の面積をX1としたとき、100×(X1−X0)/X0を150℃における樹脂広がり率とする。
[4]
上記[1]乃至[3]いずれか一つに記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
上記基材層の上記第1面とは反対側の第2面側に外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)をさらに有する半導体装置製造用粘着性フィルム。
[5]
上記[4]に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
上記粘着性樹脂層(B)は加熱により粘着力が低下する半導体装置製造用粘着性フィルム。
[6]
上記[1]乃至[5]いずれか一つに記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
上記粘着性樹脂層(A)は(メタ)アクリル系粘着剤を含む半導体装置製造用粘着性フィルム。
[7]
上記[1]乃至[6]いずれか一つに記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
上記電子部品は上記封止材を用いて圧縮成形により封止される半導体装置製造用粘着性フィルム。
[8]
粘着性フィルムと、上記粘着性フィルムに仮固定された電子部品と、を備える構造体を準備する工程(A)と、
封止材により上記電子部品を封止する工程(B)と、
上記電子部品から上記粘着性フィルムを除去する工程(C)と、
を少なくとも備える半導体装置の製造方法であって、
上記粘着性フィルムとして、
上記[1]乃至[7]いずれか一つに記載の半導体装置製造用粘着性フィルムを使用する半導体装置の製造方法。
[9]
上記[8]に記載の半導体装置の製造方法において、
上記工程(B)では、圧縮成形により上記電子部品の封止をおこなう半導体装置の製造方法。
以下、本実施形態に係る半導体装置製造用粘着性フィルム50について説明する。
図1および2は、本発明に係る実施形態の半導体装置製造用粘着性フィルム50の構造の一例を模式的に示した断面図である。図3は、本発明に係る実施形態の半導体装置の製造方法の一例を模式的に示した断面図である。
そして、本発明者らは上記知見を元にさらに鋭意検討した結果、粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーを38.0mN/m以下とすることにより、粘着性フィルム50への封止材60の親和性が良好になり、金型内の隅々まで封止材60を充填させることができ、その結果、電子部品70の封止ムラを抑制することができることを初めて見出した。
すなわち、本実施形態に係る半導体装置製造用粘着性フィルム50は、粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーを上記上限値以下とすることで、粘着性フィルム50上に配置された電子部品70を封止材60により封止するときに、電子部品70の封止ムラを抑制することが可能となる。
また、本実施形態に係る半導体装置製造用粘着性フィルム50は、粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーを上記上限値以下とすることで、粘着性フィルム50を電子部品70から剥離した際の電子部品70への糊残りも抑制することができる。
粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーの下限値は特に限定されないが、粘着性樹脂層(A)表面の粘着性をより良好にする観点から、20.0mN/m以上であり、好ましくは25.0mN/m以上である。
まず、表面自由エネルギー(γ)は、分散成分(γa)と、極性成分(γb)と、水素結合成分(γc)との3成分からなる。つまり、上記3成分の和が表面自由エネルギー(γ)(=γa+γb+γc)となる。このことは、日本接着協会紙8(3)、131−141(1972)に記載されており、拡張Fowkes理論とも称される。
表面自由エネルギーの各成分(分散成分(γa)、極性成分(γb)、水素結合成分(γc))は、自動接触角計により求めることができる。自動接触計としては、例えば、協和界面科学製CA-V型等がある。具体的には、接触角が既知である蒸留水、ジヨードメタン、1−ブロモナフタレンのそれぞれを、粘着性樹脂層(A)の表面に滴下し、滴下1秒後に、各液滴の接触角を測定し、その測定結果から、粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーの各成分を算出する。当該算出は、「奈良県工業技術センター、研究報告、No26.2000」の第1ページから第2ページに記載の方法を参照して行うことができる。
これらの中でも、例えば粘着性樹脂層(A)中の界面活性剤の種類や配合割合、粘着性樹脂層(A)中の開始剤の種類や配合割合、粘着性樹脂層(A)を構成する粘着性樹脂における極性モノマーの種類や含有割合等が、粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーを所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。
例えば、粘着性樹脂層(A)中の界面活性剤や重合開始剤、粘着性樹脂における極性モノマーの含有割合を減らすと、粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーを低下させることができる。
ここで、粘着性樹脂における極性モノマーとしては、水酸基やカルボキシル基を有するモノマーが挙げられる。
粘着性フィルム50の樹脂広がり率を上記下限値以上とすることにより、粘着性フィルム50への封止材60の親和性がより良好になり、金型内の隅々まで封止材60をより一層ムラなく充填させることができ、電子部品70をより一層ムラなく封止することが可能となる。
(方法)
粘着性樹脂層(A)の表面に直径2mm、厚み130μmのエポキシ樹脂系封止材を付与する。次いで、23℃で1分間放置後、150℃で5分間加熱し、エポキシ樹脂系封止材を硬化させる。次いで、硬化後のエポキシ樹脂系封止材の面積を測定する。エポキシ樹脂系封止材を粘着性樹脂層(A)に付与した直後のエポキシ樹脂系封止材の面積をX0とし、硬化後のエポキシ樹脂系封止材の面積をX1としたとき、100×(X1−X0)/X0を150℃における樹脂広がり率とする。
基材層10は、粘着性フィルム50の取り扱い性や機械的特性、耐熱性等の特性をより良好にすることを目的として設けられる層である。
基材層10は特に限定されないが、例えば、樹脂フィルムが挙げられる。
上記樹脂フィルムを構成する樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(1−ブテン)等のポリオレフィン;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等のポリエステル;ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド;ポリアクリレート;ポリメタアクリレート;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリイミド;ポリエーテルイミド;エチレン・酢酸ビニル共重合体;ポリアクリロニトリル;ポリカーボネート;ポリスチレン;アイオノマー;ポリスルホン;ポリエーテルスルホン;ポリフェニレンエーテル等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
これらの中でも、透明性や機械的強度、価格等のバランスに優れる観点から、ポリプロピレン、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、ポリアミド、ポリイミドから選択される一種または二種以上が好ましく、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から選択される一種または二種以上がより好ましい。
また、基材層10を形成するために使用する樹脂フィルムの形態としては、延伸フィルムであってもよいし、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムであってもよいが、基材層10の機械的強度を向上させる観点から、一軸方向または二軸方向に延伸したフィルムであることが好ましい。
基材層10は他の層との接着性を改良するために、表面処理を行ってもよい。具体的には、コロナ処理、プラズマ処理、アンダーコート処理、プライマーコート処理等を行ってもよい。
粘着性樹脂層(A)は、基材層10の一方の面側に設けられる層であり、半導体装置の製造工程において封止材60により電子部品70を封止する際に、電子部品70の表面に接触して電子部品70を仮固定するための層である。
ここで、(メタ)アクリル系粘着剤は(メタ)アクリル系粘着性樹脂を必須成分として含んでいる。シリコーン系粘着剤はシリコーン系粘着性樹脂を必須成分として含んでいる。ウレタン系粘着剤はウレタン系粘着性樹脂を必須成分として含んでいる。
これらの中でも粘着力の調整を容易にする観点等から、(メタ)アクリル系粘着剤が好ましい。
放射線架橋型粘着剤としては、紫外線架橋型粘着剤が好ましい。
本実施形態において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとは、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、またはこれらの混合物を意味する。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂において、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマー単位(A)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、10質量%以上98.9質量%以下であることが好ましく、85質量%以上95質量%以下であることがより好ましい。
本実施形態に係る(メタ)アクリル系粘着性樹脂において、モノマー単位(B)の含有量は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂中の全モノマー単位の合計を100質量%としたとき、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。
重合性界面活性剤は、モノマー(A)、モノマー(B)およびモノマー(C)と共重合する性質を有すると共に、乳化重合する場合には乳化剤としての作用を有する。
ラジカル重合反応によって重合する際、ラジカル重合開始剤として、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、メチルエチルケトンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシフタレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ−2−ヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキサイド、ジ−t−アミルパーオキサイド等の有機過酸化物;過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の無機過酸化物;2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、4,4'−アゾビス−4−シアノバレリックアシッド等のアゾ化合物が挙げられる。
架橋性の官能基を1分子中に2個以上有する架橋剤は、(メタ)アクリル系粘着性樹脂が有する官能基と反応させ、粘着力および凝集力を調整するために用いる。
このような架橋剤としては、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、レソルシンジグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物;テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチロールプロパンのトルエンジイソシアネート3付加物、ポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のイソシアネート系化合物;トリメチロールプロパン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、テトラメチロールメタン−トリ−β−アジリジニルプロピオネート、N,N'−ジフェニルメタン−4,4'−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)、N,N'−ヘキサメチレン−1,6−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)、N,N'−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキシアミド)、トリメチロールプロパン−トリ−β−(2−メチルアジリジン)プロピオネート等のアジリジン系化合物;N,N,N',N'−テトラグリシジル−m−キシレンジアミン、1,3−ビス(N,N'−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン等の4官能性エポキシ系化合物;ヘキサメトキシメチロールメラミン等のメラミン系化合物等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、エポキシ系化合物、4官能性エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物およびアジリジン系化合物から選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。
(メタ)アクリル系粘着剤中の架橋剤の含有量は、粘着性樹脂層(A)の耐熱性や密着力とのバランスを向上させる観点から、(メタ)アクリル系粘着性樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。
紫外線重合開始剤の例には、メトキシアセトフェノン等のアセトフェノン系光重合開始剤;4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン等のα−ケトール化合物;ベンジルジメチルケタール等のケタール系化合物;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、等のベンゾイン系光重合開始剤;ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸等のベンゾフェノン系光重合開始剤等が挙げられる。
紫外線架橋型粘着剤中の紫外線重合開始剤の含有量は、粘着性樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましく、2.5質量部以上5質量部以下であることがより好ましい。
水系エマルジョンとしては、アクリル系樹脂エマルションを好適に用いることができる。
有機溶剤に溶解した粘着剤塗布液を用いる場合、有機溶剤は特に限定されず、溶解性や乾燥時間を鑑みて公知の中から適宜選択すればよい。有機溶剤としては、酢酸エチル、酢酸メチルなどのエステル系;アセトン、MEK等のケトン系;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族系;ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサン等の直鎖ないし環状脂肪族系;イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系を例示することができる。有機溶剤として酢酸エチル、トルエンが好ましい。これらの溶剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
粘着剤塗布液を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法、例えば、ロールコーター法、リバースロールコーター法、グラビアロール法、バーコート法、コンマコーター法、ダイコーター法等が採用できる。塗布された粘着剤の乾燥条件には特に制限はないが、一般的には、80〜200℃の温度範囲において、10秒〜10分間乾燥することが好ましい。さらに好ましくは、80〜170℃において、15秒〜5分間乾燥する。架橋剤と粘着剤との架橋反応を十分に促進させるために、粘着剤塗布液の乾燥が終了した後、40〜80℃において5〜300時間程度加熱してもよい。
また、基材層10と粘着性樹脂層(A)とは共押出成形によって形成してもよいし、フィルム状の基材層10とフィルム状の粘着性樹脂層(A)とをラミネート(積層)して形成してもよい。
(1)粘着性樹脂層(A)を構成する各成分の種類や配合割合
(2)粘着性樹脂層(A)を構成する粘着性樹脂における各モノマーの種類や含有割合
また、基材層10と粘着性樹脂層(A)とは共押出成形によって形成してもよいし、フィルム状の基材層10とフィルム状の粘着性樹脂層(A)とをラミネート(積層)して形成してもよい。
本実施形態に係る粘着性フィルム50において、基材層10の第1面10Aとは反対側の第2面10B側に外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)をさらに有してもよい。
これにより、外部刺激を与えることで支持基板80から粘着性フィルム50をより容易に剥離することができる。
ここで、外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)としては、例えば、加熱により粘着力が低下する加熱剥離型の粘着性樹脂層や、放射線により粘着力が低下する放射線剥離型の粘着性樹脂層等が挙げられる。これらの中でも加熱により粘着力が低下する加熱剥離型の粘着性樹脂層が好ましい。
また、加熱剥離型の粘着性樹脂層(B)とは、例えば、加熱により粘着力を低減できる粘着性樹脂層をいう。
加熱剥離型の粘着性樹脂層(B)としては、例えば、加熱により膨張して粘着力を低減できる加熱膨張型粘着剤により構成された粘着性樹脂層等が挙げられる。
加熱膨張型粘着剤としては、例えば、気体発生成分を含む加熱膨張型粘着剤、膨張して粘着力を低減できる熱膨張性の微小球を含む加熱膨張型粘着剤、熱により接着剤成分が架橋反応することで接着力が低下する加熱膨張型粘着剤等が挙げられる。
加熱膨張型粘着剤に使用される気体発生成分としては、例えば、アゾ化合物、アジド化合物、メルドラム酸誘導体等を用いることができる。また、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水酸化ホウ素ナトリウム、各種アジド類等の無機系発泡剤や、水;トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタンなどの塩フッ化アルカン系化合物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレートなどのアゾ系化合物;パラトルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホニルヒドラジド、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、アリルビス(スルホニルヒドラジド)などのヒドラジン系化合物;p−トルイレンスルホニルセミカルバジド、4,4’−オキシビス(ベンゼンスルホニルセミカルバジド)などのセミカルバジド系化合物;5−モルホリル−1,2,3,4−チアトリアゾールなどのトリアゾール系化合物;N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N´−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミドなどのN−ニトロソ系化合物等の有機系発泡剤等も用いることができる。気体発生成分は粘着性樹脂に添加されていてもよく、粘着性樹脂に直接結合されていてもよい。
熱膨張性の微小球は粘着性樹脂に添加することができる。
気体が発生する温度や熱膨張性の微小球が熱膨張する温度が、150℃を超える温度になるように設計することが好ましい。
加熱膨張型粘着剤を構成する粘着性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン−ジエンブロック共重合体系樹脂等を挙げることができる。これらの中でも(メタ)アクリル系樹脂が好ましい。
粘着剤塗布液を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法、例えば、ロールコーター法、リバースロールコーター法、グラビアロール法、バーコート法、コンマコーター法、ダイコーター法等が採用できる。塗布された粘着剤の乾燥条件には特に制限はないが、一般的には、80〜200℃の温度範囲において、10秒〜10分間乾燥することが好ましい。さらに好ましくは、80〜170℃において、15秒〜5分間乾燥する。架橋剤と粘着剤との架橋反応を十分に促進させるために、粘着剤塗布液の乾燥が終了した後、40〜80℃において5〜300時間程度加熱してもよい。
また、基材層10と粘着性樹脂層(B)とは共押出成形によって形成してもよいし、フィルム状の基材層10とフィルム状の粘着性樹脂層(B)とをラミネート(積層)して形成してもよい。
本実施形態に係る粘着性フィルム50は、本実施形態の効果を損なわない範囲で、基材層10と粘着性樹脂層(A)との間あるいは基材層10と粘着性樹脂層(B)との間に、例えば凹凸吸収層、衝撃吸収層、易接着層等がさらに設けられていてもよい。
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、以下の3つの工程を少なくとも備えている。
(A)粘着性フィルム50と、粘着性フィルム50に仮固定された電子部品70と、を備える構造体100を準備する工程
(B)封止材60により電子部品70を封止する工程
(C)電子部品70から粘着性フィルム50を除去する工程
そして、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、電子部品70を仮固定する粘着性フィルムとして、前述した本実施形態に係る半導体装置製造用粘着性フィルム50を使用する。
はじめに、粘着性フィルム50と、粘着性フィルム50に仮固定された電子部品70と、を備える構造体100を準備する。
まず、支持基板80上に、粘着性フィルム50を、粘着性樹脂層(B)が支持基板80側となるように貼着する。粘着性樹脂層(B)上には保護フィルムが貼付けられていてもよく、当該保護フィルムを剥がし、粘着性樹脂層(B)の露出面を支持基板80表面に貼着することができる。
支持基板80としては、例えば、石英基板、ガラス基板、SUS基板等を使用することができる。
電子部品70としては、例えば、IC、LSI、ディスクリート、発光ダイオード、受光素子等の半導体チップや半導体パネル、半導体パッケージ等を挙げることができる。
次いで、封止材60により電子部品70を封止する。
封止材60により電子部品70を覆い、例えば150℃以下の温度で封止材60を硬化させて、電子部品70を封止する。
封止材60としては特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂を主成分として含むエポキシ樹脂系封止材を用いることができる。特に、粘着性フィルム50への封止材60の親和性がより良好になり、電子部品70をより一層ムラなく封止することが可能となる点から、液状のエポキシ樹脂系封止材が好ましい。
このようなエポキシ樹脂系封止材としては、例えば、ナガセケムテックス社製のT693/R4000シリーズやT693/R1000シリーズ、T693/R5000シリーズ等を用いることができる。
そのため、本実施形態に係る粘着性フィルム50を用いることにより、封止材の充填ムラが生じ易い圧縮成形により封止する場合でも、電子部品70を電子部品の封止ムラを抑制することが可能である。特に、圧縮成形が苦手とする角型パネル形状の隅へも封止材60を充填させることができ、このような形状でも電子部品70を良好に封止することが可能である。
次いで、電子部品70から粘着性フィルム50を除去し、半導体装置300を得る。
ここでは、まず支持基板80を除去した後、粘着性フィルム50を除去することが好ましい。
支持基板80は、例えば、外部刺激を与えることにより粘着性樹脂層(B)の粘着力を低下させて粘着性樹脂層(B)から剥離する。支持基板80は例えば、電子部品70を封止した後、150℃を超える温度に加熱して、加熱剥離型の粘着性樹脂層(B)の接着力を低下させることにより、粘着性フィルム50から容易に除去することができる。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法において、得られた半導体装置300の露出面に、配線層310およびバンプ320を形成し、半導体装置400を得る工程(D)をさらに備えてもよい。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法において、半導体装置400をダイシングし、複数の半導体装置500を得る工程(E)をさらに備えてもよい。
半導体装置400のダイシングは、公知の方法で行うことができる。
脱イオンを行った純水中に、重合開始剤として4,4'−アゾビス−4−シアノバレリックアシッド(大塚化学(株)製、商品名:ACVA)を0.5質量部、モノマー(A)としてアクリル酸−n−ブチルを74.3質量部、およびメタクリル酸メチルを13.7質量部、モノマー(B)としてメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルを9質量部、重合性界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの硫酸エステルのアンモニウム塩のベンゼン環に重合性の1−プロペニル基を導入したもの(第一工業製薬(株)製;商品名:アクアロンHS−1025)を3質量部それぞれ投入し、攪拌下で70〜72℃において8時間乳化重合を実施し、アクリル系樹脂エマルションを得た。これをアンモニア水で中和(pH=7.0)し、固形分濃度42.5%の粘着性樹脂溶液1を得た。
脱イオンを行った純水中に、重合開始剤として過硫酸アンモニウムを0.5質量部、モノマー(A)としてアクリル酸−2−エチルヘキシルを63質量部、アクリル酸−n−ブチルを21質量部、およびメタクリル酸メチルを9質量部、モノマー(B)としてメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルを3質量部、モノマー(C)としてポリテトラメチレングリコールジアクリレート(日本油脂(株)製、商品名;ADT−250)を1質量部、重合性界面活性剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルの硫酸エステルのアンモニウム塩のベンゼン環に重合性の1−プロペニル基を導入したもの(第一工業製薬(株)製;商品名:アクアロンHS−1025)を2質量部それぞれ投入し、攪拌下で70〜72℃において8時間乳化重合を実施し、アクリル系樹脂エマルションを得た。これをアンモニア水で中和(pH=7.0)し、固形分濃度56.5%の粘着性樹脂溶液2を得た。
脱イオンを行った純水中に、重合開始剤として4,4'−アゾビス−4−シアノバレリックアシッド(大塚化学(株)製、商品名:ACVA)を0.5質量部、モノマー(A)としてアクリル酸−n−ブチルを47質量部、およびメタクリル酸メチルを21.5質量部、モノマー(B)としてメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルを9質量部、アクリルアミドを7.5質量部、メタクリル酸を15質量部それぞれ投入し、攪拌下で70〜72℃において8時間乳化重合を実施し、アクリル系樹脂エマルションを得た。これをアンモニア水で中和(pH=7.0)し、固形分濃度42.5%の粘着性樹脂溶液3を得た。
酢酸エチルおよびトルエンを含む混合溶剤中に、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(日本油脂社製、商品名:パーブチルO(登録商標))を0.266質量部、モノマー(A)としてアクリル酸−n−ブチルを72質量部、およびメタクリル酸メチルを18質量部、モノマー(B)としてメタクリル酸−2−ヒドロキシエチルを7質量部、アクリル酸を3質量部それぞれ投入し、攪拌下で83〜87℃において11時間溶液重合を実施し、固形分濃度45%のアクリル系樹脂溶液を得た。これを粘着性樹脂溶液4とした。
粘着性樹脂溶液1を57.4質量部、粘着性樹脂溶液2を42.6質量部、ジメチルエタノールアミンを0.4質量部、架橋剤であるエポキシ系化合物(ナガセケムテックス社製、Ex−1610)を9.3質量部、それぞれ混合して、粘着剤塗布液1を得た。
粘着性樹脂溶液1を100質量部、粘着性樹脂溶液3を1質量部、ジメチルエタノールアミンを0.3質量部、架橋剤であるエポキシ系化合物(ナガセケムテックス社製、Ex−1610)を7質量部、それぞれ混合して粘着剤塗布液2を得た。
粘着性樹脂溶液4を45質量部、架橋剤である1,3−ビス(N,N'−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン(三菱ガス化学社製、固形分濃度100%、Tetrad−C)を2質量部それぞれ混合し、酢酸エチルで固形分濃度を30%に調整して粘着剤塗布液3を得た。
基材層であるポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ38μm)上に、粘着剤塗布液1を塗布した後、乾燥させて、厚さ10μmの粘着性樹脂層を形成し、粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
粘着剤塗布液1の代わりに粘着剤塗布液2を用いた以外は実施例1と同様にして粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
粘着剤塗布液1の代わりに粘着剤塗布液3を用いた以外は実施例1と同様にして粘着性フィルムを得た。
得られた粘着性フィルムについて以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
一般的にファンアウト型WLPの製造方法に使用されている、市販の粘着性フィルム(商品名:リバアルファ(登録商標)、日東電工社製)について以下の評価をおこなった。得られた結果を表1に示す。
(1)表面自由エネルギーの測定
実施例・比較例で得られた粘着性フィルムの粘着性樹脂層表面の表面自由エネルギーの各成分(分散成分(γa)、極性成分(γb)、水素結合成分(γc))は、自動接触角計(協和界面科学製CA-V型)により求めた。具体的には、接触角が既知である蒸留水、ジヨードメタン、1−ブロモナフタレンのそれぞれを、粘着性樹脂層の表面に滴下し、滴下1秒後に、各液滴の接触角を測定し、その測定結果から、粘着性樹脂層表面の表面自由エネルギーの各成分を算出した。当該算出は、「奈良県工業技術センター、研究報告、No26.2000」の第1ページから第2ページに記載の方法を参照して行った。次いで、得られた分散成分(γa)と、極性成分(γb)と、水素結合成分(γc)との和(γa+γb+γc)を粘着性フィルムの粘着性樹脂層表面の表面自由エネルギーとした。
まず、厚み130μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製シートに直径2mmの孔をあけ、予め顕微鏡にて孔の面積を測定した。
次いで、実施例・比較例で得られた粘着性フィルムを、両面テープを用いて粘着性樹脂層面を上にしてスライドガラスに貼り付けた。
次いで、孔をあけたPTFE製シートを上記粘着性フィルムの粘着性樹脂層の表面に置き、PTFE製シートの孔に液状のエポキシ樹脂系封止材(ナガセケムテックス社製、T693/R4212)を流し込み、直径2mm、厚み130μmのエポキシ樹脂系封止材を粘着性樹脂層の表面に印刷した。
次いで、23℃で1分間放置後、120℃または150℃で5分間加熱し、エポキシ樹脂系封止材を硬化させた。次いで、硬化後のエポキシ樹脂系封止材の面積を測定した。エポキシ樹脂系封止材を粘着性樹脂層に印刷した直後のエポキシ樹脂系封止材の面積(すなわち、PTFE製シートの孔の面積)をX0とし、硬化後のエポキシ樹脂系封止材の面積をX1としたとき、100×(X1−X0)/X0を120℃または150℃における樹脂広がり率とした。
なお、評価は6回おこない、その平均値を樹脂広がり率とした。
実施例・比較例で得られた粘着性フィルムの粘着性樹脂層(300mm×300mm)上にシリコンチップを複数個配置した。
次いで、圧縮成形機を用いて、粘着性樹脂層上に複数個のシリコンチップを液状のエポキシ樹脂系封止材(ナガセケムテックス社製、T693/R4212)により圧縮成形で封止した。
次いで、下記の基準で封止性(封止ムラ)を評価した。
〇:目視により、フローマークやボイド等の外観不良が観察されなかった
×:目視により、フローマークやボイド等の外観不良(白濁部)が観察された
封止性の評価で得られた構造体から粘着性フィルムを除去した。次いで、下記の基準で粘着性フィルムの糊残りを評価した。
〇:目視により、シリコンチップ上に糊残りが観察されなかった
×:目視により、シリコンチップ上に糊残りが観察された
これに対し、粘着性樹脂層表面の表面自由エネルギーが38.0mN/mを超える粘着性フィルムを用いた比較例1では、フローマークやボイド等の外観不良が観察された。さらに、比較例1では、粘着性フィルム剥離後の糊残りも観察された。よって、比較例1の粘着性フィルムでは、粘着性フィルム上に配置された電子部品を封止材により封止するときに電子部品の封止ムラが発生してしまったり、電子部品から粘着性フィルムを剥離する際に電子部品へ糊残りが発生しまったりすることが理解できる。
Claims (9)
- 半導体装置の製造工程において封止材により電子部品を封止する際に前記電子部品を仮固定するために用いられる粘着性フィルムであって、
基材層と、
前記基材層の第1面側に設けられ、かつ、前記電子部品を仮固定するための粘着性樹脂層(A)と、を備え、
前記粘着性樹脂層(A)表面の表面自由エネルギーが38.0mN/m以下である半導体装置製造用粘着性フィルム。 - 請求項1に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
前記封止材がエポキシ樹脂系封止材である半導体装置製造用粘着性フィルム。 - 請求項2に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
下記の方法で測定される、150℃における樹脂広がり率が8%以上である半導体装置製造用粘着性フィルム。
(方法)
前記粘着性樹脂層(A)の表面に直径2mm、厚み130μmのエポキシ樹脂系封止材を付与する。次いで、23℃で1分間放置後、150℃で5分間加熱し、前記エポキシ樹脂系封止材を硬化させる。次いで、硬化後の前記エポキシ樹脂系封止材の面積を測定する。前記エポキシ樹脂系封止材を前記粘着性樹脂層(A)に付与した直後の前記エポキシ樹脂系封止材の面積をX0とし、硬化後の前記エポキシ樹脂系封止材の面積をX1としたとき、100×(X1−X0)/X0を150℃における樹脂広がり率とする。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
前記基材層の前記第1面とは反対側の第2面側に外部刺激により粘着力が低下する粘着性樹脂層(B)をさらに有する半導体装置製造用粘着性フィルム。 - 請求項4に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
前記粘着性樹脂層(B)は加熱により粘着力が低下する半導体装置製造用粘着性フィルム。 - 請求項1乃至5いずれか一項に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
前記粘着性樹脂層(A)は(メタ)アクリル系粘着剤を含む半導体装置製造用粘着性フィルム。 - 請求項1乃至6いずれか一項に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムにおいて、
前記電子部品は前記封止材を用いて圧縮成形により封止される半導体装置製造用粘着性フィルム。 - 粘着性フィルムと、前記粘着性フィルムに仮固定された電子部品と、を備える構造体を準備する工程(A)と、
封止材により前記電子部品を封止する工程(B)と、
前記電子部品から前記粘着性フィルムを除去する工程(C)と、
を少なくとも備える半導体装置の製造方法であって、
前記粘着性フィルムとして、
請求項1乃至7いずれか一項に記載の半導体装置製造用粘着性フィルムを使用する半導体装置の製造方法。 - 請求項8に記載の半導体装置の製造方法において、
前記工程(B)では、圧縮成形により前記電子部品の封止をおこなう半導体装置の製造方法。
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