JP6800167B2 - 半導体加工用テープ - Google Patents
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Description
基材フィルム11としては、ダイシングテープ13のループステフネスが20mN以上200mN未満となるものであれば、従来公知のものを特に制限することなく使用することができるが、後述の粘着剤層12として放射線硬化性の材料を使用する場合には、放射線透過性を有するものを使用することが好ましい。
粘着剤層12に使用される樹脂としては、特に限定されるものではなく、粘着剤に使用される公知の塩素化ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を使用することができるが、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
ループステフネス測定条件:
装置;ループステフネステスタDA(東洋精機株式会社製、商品名)
ループ(サンプル)形状;長さ80mm、幅25mm
圧子の押し込み速度;3.3mm/sec
測定データ; 幅25mmに切り出したダイシングテープの試験片を粘着剤層が付着している表面がループの内側となるようにΩ字状のループ形に曲げたうえで、その長さ方向の両端を重ねて、ループの周長が80mmになるようにその重ねた部分をチャックで把持した。試験片をループが環状になるように固定し、そのループを圧縮速度3.3mm/secで、圧子がループと接触した時点から10mm押し込んだときにロードセルに検出される負荷荷重値を求めることにより測定する。
金属層14を構成する金属としては特に限定されず、例えば、アルミニウム、鉄、チタン、スズ、ニッケル及び銅からなる群より選択される少なくとも1種の金属および/またはそれらの合金であることがレーザーマーキング性の点から好ましい。これらの中でも、銅、アルミニウムまたはそれらの合金は熱伝導性が高く金属層を介した放熱の効果が得られる。また、銅、アルミニウム、鉄、ニッケルまたはそれらの合金は電子デバイスパッケージの反り抑制効果も得られる。
接着剤層15は、接着剤を予めフィルム化したものである。
吸水率(vol%)=[(M2‐M1)/(M1/d)]×100(1)
ここで、dはフィルムの密度である。
吸水率が1.5vol%を超えると、吸水した水分によりはんだリフロー時にパッケージクラックを生じるおそれがある。
ここで、dはフィルムの密度である。
飽和吸湿率が1.0vol%を超えると、リフロー時の吸湿により蒸気圧の値が高くなり、良好なリフロー特性が得られないおそれがある。
残存揮発分(wt%)=[(M2−M1)/M1]×100 (3)
残存揮発分が3.0wt%を超えると、パッケージングの際の加熱により溶媒が揮発し、接着剤層15の内部にボイドが発生して、パッケージクラックが発生するおそれがある。
セパレータは、接着剤層15の取り扱い性をよくするとともに接着剤層15を保護するためのものである。セパレータとしては、ポリエステル(PET、PBT、PEN、PBN、PTT)系、ポリオレフィン(PP、PE)系、共重合体(EVA、EEA、EBA)系、またこれらの材料を一部置換して、更に接着性や機械的強度を向上したフィルム使用することができる。また、これらのフィルムの積層体であってもよい。
本実施の形態に係る半導体加工用テープ10の製造方法について説明する。まず、接着剤層15は、樹脂組成物を調製し、フィルム状の層に形成する慣用の方法を利用し形成することができる。具体的には、例えば、適当なセパレータ(剥離紙など)上に前記樹脂組成物を塗布して乾燥し(熱硬化が必要な場合などでは、必要に応じて加熱処理を施し乾燥して)、接着剤層15を形成する方法等が挙げられる。前記樹脂組成物は、溶液であっても分散液であってもよい。次いで、得られる接着剤層15と別途用意した金属層14とを貼り合わせる。金属層14としては、市販の金属箔を用いればよい。その後、接着剤層15及び金属層14を所定の大きさの円形ラベル形状に押切刃を用いてプリカットし、周辺の不要部分を除去する。
次に、本実施形態の半導体加工用テープ10を使用して半導体装置を製造する方法について、図2を参照しながら説明する。
先ず、ダイシングテープ一体型の半導体加工用テープ10上に任意に設けられたセパレータを適宜に剥離し、図2(A)で示されるように、接着剤層15に半導体ウエハWを貼着して、これを接着保持させ固定する(マウント工程)。このとき接着剤層15は未硬化状態(半硬化状態を含む)にある。また、ダイシングテープ一体型の半導体加工用テープ10は、半導体ウエハWの裏面に貼着される。半導体ウエハWの裏面とは、回路面とは反対側の面(非回路面、非電極形成面などとも称される)を意味する。貼着方法は特に限定されないが、加熱圧着による方法が好ましい。圧着は、通常、圧着ロール等の押圧手段により押圧しながら行われる。また、加熱はヒートステージを貼合台としたり、加熱圧着ロールを用いることで行われる。
次に、図2(B)で示されるように、半導体ウエハWのダイシングを行う。これにより、半導体ウエハWを所定のサイズに切断して個片化(小片化)し、半導体チップCを製造する。ダイシングは、例えば、半導体ウエハW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、半導体加工用テープ10まで切り込みを行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、半導体ウエハWは、半導体加工用テープ10により優れた密着性で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、半導体ウエハWの破損も抑制できる。なお、ダイシングテープ一体型の半導体加工用テープ10のエキスパンドを行う場合、該エキスパンドは従来公知のエキスパンド装置を用いて行うことができる。
図2(C)で示されるように、半導体チップCのピックアップを行って、半導体チップCを接着剤層15及び金属層14とともにダイシングテープ13より剥離させる。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Cを半導体加工用テープ10の基材フィルム11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C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。なお、ピックアップされた半導体チップCは、その裏面が金属層14により保護されている。
ピックアップした半導体チップCは、図2(D)で示されるように、基板等の被着体16に、フリップチップボンディング方式(フリップチップ実装方式)により固定させる。具体的には、半導体チップCを、半導体チップCの回路面(表面、回路パターン形成面、電極形成面などとも称される)が被着体16と対向する形態で、被着体16に常法に従い固定させる。例えば、まず半導体チップCの回路面側に形成されている接続部としてのバンプ17にフラックスを付着させる。次いで、半導体チップCのバンプ17を被着体16の接続パッドに被着された接合用の導電材18(半田など)に接触させて押圧しながらバンプ17及び導電材18を溶融させることにより、半導体チップCと被着体16との電気的導通を確保し、半導体チップCを被着体16に固定させることができる(フリップチップボンディング工程)。このとき、半導体チップCと被着体16との間には空隙が形成されており、その空隙間距離は、一般的に30μm〜300μm程度である。尚、半導体チップCを被着体16上にフリップチップボンディング(フリップチップ接続)した後は、半導体チップCと被着体16との対向面や間隙に残存するフラックスを洗浄除去し、該間隙に封止材(封止樹脂など)を充填させて封止する。
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、実施例および比較例について詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(粘着剤層組成物の調整)
官能基を有するアクリル系共重合体(A1)として、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレートおよびメタクリル酸からなり、2−エチルヘキシルアクリレートの比率が60モル%、質量平均分子量70万の共重合体を調製した。次に、ヨウ素価が20となるように、2−イソシアナトエチルメタクリレートを添加して、ガラス転移温度−50℃、水酸基価10mgKOH/g、酸価5mgKOH/gのアクリル系共重合体(a−1)を調製した。
(基材フィルム1)
ポリプロピレンPPおよび熱可塑性エラストマーHSBRの混合物(PP:HSBR=80:20)の樹脂ビーズを200℃で溶融し、押出機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形して基材フィルム1を作製した。ポリプロピレンPPとしては、 出光石油化学株式会社製のF−300SP(商品名)を、 熱可塑性エラストマーHSBRとしては、 JSR株式会社製のダイナロン1320P(商品名)を使用した。
エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマーの樹脂ビーズを200℃で溶融し、押出機を用いて厚さ150μmの長尺フィルム状に成形して基材フィルム2を作製した。エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマーは、三井デュポンポリケミカル株式会社製のハイミラン1706(商品名)を使用した。
エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマーの樹脂ビーズを200℃で溶融し、押出機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形して基材フィルム3を作製した。エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマーは、三井デュポンポリケミカル株式会社製のハイミラン1601(商品名)を使用した。
エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマーの樹脂ビーズを200℃で溶融し、押出機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形して基材フィルム4を作製した。エチレン−アクリル酸共重合体アイオノマーは、三井デュポンポリケミカル株式会社製のハイミラン1855(商品名)を使用した。
エチレン−メタクリル酸共重合体の樹脂ビーズを200℃で溶融し、押出機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形して基材フィルム5を作製した。エチレン−メタクリル酸共重合体は、三井デュポンポリケミカル株式会社製のニュクレルNO35C(商品名)を使用した。
ポリエチレンテレフタラートの樹脂ビーズを280℃で溶融し、押出機を用いて厚さ100μmの長尺フィルム状に成形して基材フィルム6を作製した。ポリエチレンテレフタラートは、東洋紡績株式会社製のコスモシャインA4100(商品名)を使用した。
離型処理したポリエチレン−テレフタレートフィルムよりなる剥離ライナーに、上記粘着剤組成物を、乾燥後の厚さが10μmになるように塗工し、110℃で3分間乾燥させた後、上記基材フィルム1と貼り合わせ、ダイシングテープ(1)を作製した。
上記基材フィルム2を用いた以外はダイシングテープ(1)と同様にして、ダイシングテープ(2)を作製した。
上記基材フィルム3を用いた以外はダイシングテープ(1)と同様にして、ダイシングテープ(3)を作製した。
上記基材フィルム4を用いた以外はダイシングテープ(1)と同様にして、ダイシングテープ(4)を作製した。
上記基材フィルム5を用いた以外はダイシングテープ(1)と同様にして、ダイシングテープ(5)を作製した。
上記基材フィルム6を用いた以外はダイシングテープ(1)と同様にして、ダイシングテープ(6)を作製した。
<接着剤層(1)>
エポキシ樹脂として「1002」(商品名、三菱化学株式会社製、固形ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量600)40質量部、エポキシ樹脂として「806」(商品名、三菱化学株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量160、比重1.20)100質量部、硬化剤として「Dyhard100SF」(商品名、Degussa社、ジシアンジアミド)5質量部、シリカフィラーとして「SO−C2」(商品名、アドマファイン株式会社製、平均粒径0.5μm)350質量部、及び、シリカフィラーとして「アエロジルR972」(商品名、日本アエロジル株式会社製、一次粒径の平均粒径0.016μm)3質量部からなる組成物にメチルエチルケトンを加え、攪拌混合し、均一な組成物とした。
これに、フェノキシ樹脂として「PKHH」(商品名、INCHEM社製、質量平均分子量52,000、ガラス転移温度92℃)100質量部、カップリング剤として「KBM−802」(商品名、信越シリコーン株式会社製、メルカプトプロピルトリメトキシシラン)0.6質量部、並びに、硬化促進剤として「キュアゾール2PHZ−PW」(商品名、四国化成株式会社製、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、分解温度230℃)0.5質量部を加え、均一になるまで攪拌混合した。更にこれを100メッシュのフィルターでろ過し、真空脱泡することにより、接着剤組成物b−1のワニスを得た。
金属層として以下のものを準備した。
<金属層(1)>
1085(商品名、東洋アルミニウム株式会社製、アルミニウム箔、厚さ12μm、熱伝導率221W/m・K)
<金属層(2)>
圧延銅箔(商品名、株式会社UACJ製、タフピッチ銅箔、厚さ18μm、熱伝導率391W/m・K)
<金属層(3)>
C18040(商品名、株式会社UACJ製、銅合金箔、厚さ18μm、熱伝導率322W/m・K)
<金属層(4)>
SUS304(商品名、新日鉄住金マテリアルズ株式会社製、ステンレス箔、厚さ20μm、熱伝導率16.3W/m・K)
<実施例1>
以上のようにして得られた接着剤層(1)と金属層(1)とを貼り合わせ角度120°、圧力0.2MPa、速度10mm/sの条件で貼り合わせ片面接着フィルムを作製した。ダイシングテープ(1)をリングフレームに貼合できる形状に、片面接着フィルムをウエハを覆うことのできるような形状にプリカットし、前記ダイシングテープ(1)の粘着剤層と前記片面接着フィルムの金属層側とを、片面接着フィルムの周囲に粘着剤層が露出するように貼り合わせ、実施例1の半導体加工用テープを作製した。
ダイシングテープ、接着剤組成物、金属層の組合せを表1に記載の組合せにした以外は、実施例1と同様の手法により、実施例2〜7、比較例1〜3の半導体加工用テープを作製した。
各実施例、比較例に使用したダイシングテープについて、以下の条件によりループスティフネステスを測定した。測定結果を表1に示す。
ループステフネス測定条件:
装置;ループステフネステスタDA(東洋精機株式会社製、商品名)
ループ(サンプル)形状;長さ80mm、幅25mm
圧子の押し込み速度;3.3mm/sec
測定データ;幅25mmに切り出したダイシングテープの試験片を粘着剤層が付着している表面がループの内側となるようにΩ字状のループ形に曲げたうえで、その長さ方向の両端を重ねて、ループの周長が80mmになるようにその重ねた部分をチャックで把持した。試験片をループが環状になるように固定し、そのループを圧縮速度3.3mm/secで、圧子がループと接触した時点から10mm押し込んだときにロードセルに検出される負荷荷重値を求めることにより測定する。
各実施例、比較例に係る半導体加工用テープを、以下の条件により半導体ウエハ10枚に貼合した。半導体ウエハに貼合された半導体加工用テープを観察し、条件1,2の両方で1枚も金属層にシワが発生することなく貼合できたものを優良品として◎、条件1では金属層にシワが発生したが、条件2では1枚も金属層にシワが発生することなく貼合できたものを良品として○、条件1,2の両方で1枚でも金属層にシワが発生したものを不良品として×で評価した。評価結果を表1に示す。
ラミネート装置:ウェーハマウンターDAM−812M(株式会社タカトリ製、商品名)
ラミネート速度:30mm/sec
ラミネート圧力:0.1MPa
ラミネート温度:90℃
ラミネート装置:ウェーハマウンターDAM−812M(株式会社タカトリ製、商品名)
ラミネート速度:10mm/sec
ラミネート圧力:0.1MPa
ラミネート温度:90℃
各実施例、比較例に係る半導体加工用テープに貼合した半導体ウエハを、ダイシング装置としてDAD340(株式会社ディスコ製、商品名)を用いて設定した分割予定ラインに沿って15×8mm角にフルカットした。ダイシングテープの基材フィルム側から、紫外線を200mJ/mm2照射して粘着剤層を硬化させた後、個片化した半導体チップを、ダイスピッカー装置としてCAP−300II(キャノンマシナリー株式会社製)を用いてピックアップした。ピンハイトの設定は400μmとした。100個の半導体チップをピックアップし、95個以上問題なくピックアップできたものを良品として○、95個未満しかピックアップできなかったものを不良品として×で評価した。なお、比較例1および比較例3は、半導体ウエハに良好に貼合することができなかったため、ピックアップ試験は実施していない。
ピックアップ性の評価で得られた半導体チップについて、以下の条件により文字加工を行った。以下の評価基準により評価した。レーザーマーキングにより形成された文字が目視(目視距離:約30cm)にて視認できたものを良品として○、視認できなかったものを不良品として×で評価した。
レーザーマーキング装置:MD−X1000(株式会社キーエンス製、商品名)
波長:1064nm
強度:13W
スキャンスピード:500mm/sec
11:基材フィルム
12:粘着剤層
13:ダイシングテープ
14:金属層
15:接着剤層
Claims (3)
- 基材フィルムと粘着剤層とを有するダイシングテープと、
前記粘着剤層上に設けられた金属層と、
前記金属層上に設けられており、前記金属層を半導体チップの裏面に接着するための接着剤層とを有し、
前記金属層の厚さが5μm以上50μm未満であり、
前記ダイシングテープのループステフネスが20mN以上200mN未満であることを特徴とする半導体加工用テープ。 - 前記金属層がアルミニウム、鉄、チタン、スズ、ニッケル及び銅からなる群より選択される少なくとも1種の金属および/またはそれらの合金のいずれかからなることを特徴とする請求項1に記載の半導体 加工用テープ。
- 前記ダイシングテープの厚さが、55μm以上215μm未満であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体加工用テープ。
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