JPWO2013133268A1 - チップ用樹脂膜形成用シート - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕支持シートと、該支持シート上に形成された樹脂膜形成層とを有し、
該樹脂膜形成層が、バインダーポリマー成分(A)、硬化性成分(B)および無機フィラー(C)を含み、
該樹脂膜形成層の熱拡散率が2×10−6m2/s以上であるチップ用樹脂膜形成用シート。
樹脂膜形成層は、バインダーポリマー成分(A)、硬化性成分(B)および無機フィラー(C)を含む。
樹脂膜形成層に十分な接着性および造膜性(シート形成性)を付与するためにバインダーポリマー成分(A)が用いられる。バインダーポリマー成分(A)としては、従来公知のアクリルポリマー、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ゴム系ポリマー等を用いることができる。
硬化性成分(B)は、熱硬化性成分および熱硬化剤、またはエネルギー線重合性化合物を用いることができる。また、これらを組み合わせて用いてもよい。熱硬化性成分としては、たとえば、エポキシ樹脂が好ましい。
無機フィラー(C)は、樹脂膜形成層の熱拡散率を向上させることができるものであることが好ましい。無機フィラー(C)を樹脂膜形成層に配合することにより熱拡散率を向上させ、樹脂膜形成層が貼付された半導体チップを実装した半導体装置の発熱を効率的に拡散することが可能となる。また、硬化後の樹脂膜における熱膨張係数を調整することが可能となり、半導体チップ、リードフレームや有機基板等の被着体に対して硬化後の樹脂膜の熱膨張係数を最適化することで半導体装置の信頼性を向上させることができる。さらにまた、硬化後の樹脂膜の吸湿率を低減させることが可能となり、加熱時に樹脂膜としての接着性を維持し、半導体装置の信頼性を向上させることができる。なお、熱拡散率とは、樹脂膜の熱伝導率を樹脂膜の比熱と比重の積で除算した値であり、熱拡散率が大きいほど優れた放熱特性を有することを示す。
異方形状粒子(C1)は異方性を有し、その具体的な形状は、板状、針状及び鱗片状からなる群より選ばれる少なくとも1つの形状を有することが好ましい。好ましい異方形状粒子(C1)としては、窒化物粒子が挙げられ、窒化物粒子としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化珪素等の粒子が挙げられる。これらのうちでも良好な熱伝導性が得られやすい窒化ホウ素粒子が好ましい。
妨害粒子(C2)の形状は、異方形状粒子(C1)の長軸方向と、樹脂膜形成層の幅方向や流れ方向(樹脂膜形成層と平行な方向)とが略同一となることを妨げる形状であれば特に限定されず、その具体的な形状は、好ましくは球状である。好ましい妨害粒子(C2)としては、シリカ粒子、アルミナ粒子が挙げられ、アルミナ粒子が特に好ましい。
異方形状粒子(C1)と妨害粒子(C2)との重量比率を上記範囲とすることで、その長軸方向と樹脂膜形成層の厚み方向とが略同一となった異方形状粒子(C1)の割合を高めることができる。その結果、樹脂膜形成層の熱拡散率を向上させることができる。また、樹脂膜形成層用組成物の増粘を抑制し、平滑な樹脂膜を形成することができる。
樹脂膜形成層は、上記バインダーポリマー成分(A)、硬化性成分(B)および無機フィラー(C)に加えて下記成分を含むことができる。
樹脂膜形成層には、着色剤(D)を配合することができる。着色剤を配合することで、半導体装置を機器に組み込んだ際に、周囲の装置から発生する赤外線等による半導体装置の誤作動を防止することができる。このような効果は、特に樹脂膜を保護膜として用いた場合に有用である。着色剤としては、有機または無機の顔料および染料が用いられる。これらの中でも電磁波や赤外線遮蔽性の点から黒色顔料が好ましい。黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化鉄、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が用いられるが、これらに限定されることはない。半導体装置の信頼性を高める観点からは、カーボンブラックが特に好ましい。着色剤(D)の配合量は、樹脂膜形成層を構成する全固形分100質量部に対して、好ましくは0.1〜35質量部、さらに好ましくは0.5〜25質量部、特に好ましくは1〜15質量部である。
硬化促進剤(E)は、樹脂膜形成層の硬化速度を調整するために用いられる。硬化促進剤(E)は、特に、硬化性成分(B)として、少なくとも熱硬化性成分および熱硬化剤を用いる場合において、エポキシ樹脂と熱硬化剤とを併用するときに好ましく用いられる。
無機物と反応する官能基および有機官能基と反応する官能基を有するカップリング剤(F)を、樹脂膜形成層のチップに対する接着性、密着性および/または樹脂膜の凝集性を向上させるために用いてもよい。また、カップリング剤(F)を使用することで、樹脂膜形成層を硬化して得られる樹脂膜の耐熱性を損なうことなく、その耐水性を向上することができる。
樹脂膜形成層が、硬化性成分(B)として、エネルギー線重合性化合物を含有する場合には、その使用に際して、紫外線等のエネルギー線を照射して、エネルギー線重合性化合物を硬化させる。この際、樹脂膜形成層を構成する組成物中に光重合開始剤(G)を含有させることで、重合硬化時間ならびに光線照射量を少なくすることができる。
樹脂膜形成層の初期接着力および凝集力を調節するために、架橋剤を添加することもできる。架橋剤(H)としては有機多価イソシアネート化合物、有機多価イミン化合物などが挙げられる。
樹脂膜形成層には、上記の他に、必要に応じて各種添加剤が配合されてもよい。各種添加剤としては、レベリング剤、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、イオン捕捉剤、ゲッタリング剤、連鎖移動剤などが挙げられる。
樹脂膜形成層は、上記各成分を適宜の割合で、適当な溶媒中で混合してなる樹脂膜形成用組成物を、支持シート上に塗布乾燥して得られる。また、支持シートとは別の工程フィルム上に樹脂膜形成用組成物を塗布、乾燥して成膜し、これを支持シート上に転写してもよい。
次に本発明に係るチップ用樹脂膜形成用シートの利用方法について、該シートを半導体装置の製造に適用した場合を例にとって説明する。
工程(1):樹脂膜形成層または樹脂膜と、支持シートとを剥離、
工程(2):樹脂膜形成層を硬化し樹脂膜を得る、
工程(3):半導体ウエハと、樹脂膜形成層または樹脂膜とをダイシング。
(硬化前)
樹脂膜形成層(厚さ:40μm)を、裁断して各片が1cmの正方形の試料を得た。次いで、熱伝導率測定装置(ai−phase社製 アイフェイズ・モバイル1u)を用いて、該試料の熱伝導率を測定した。その後、該試料の比熱と比重から該試料の熱拡散率を算出し、樹脂膜形成層の熱拡散率とした。熱拡散率が2×10−6m2/s以上の場合を「良好」とし、2×10−6m2/s未満の場合を「不良」とした。
(硬化後)
樹脂膜形成層(厚さ:40μm)を、裁断して各片が1cmの正方形の試料を得た。次いで、該試料を加熱(130℃、2時間)して硬化させた後、熱伝導率測定装置(ai−phase社製 アイフェイズ・モバイル1u)を用いて、該試料の熱伝導率を測定した。その後、該試料の比熱と比重から該試料の熱拡散率を算出し、樹脂膜の熱拡散率とした。熱拡散率が2×10−6m2/s以上の場合を「良好」とし、2×10−6m2/s未満の場合を「不良」とした。
樹脂膜形成層を構成する各成分を下記に示す。
(A)バインダーポリマー成分:メタクリル酸メチル85質量部とアクリル酸2−ヒドロキシエチル15質量部との共重合体(重量平均分子量:40万、ガラス転移温度:6℃)
(B)硬化性成分:
(B1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量180〜200g/eq)
(B2)ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業(株)製 エピクロンHP−7200HH)
(B3)ジシアンジアミド(旭電化製 アデカハードナー3636AS)
(C)無機フィラー:
(C1)窒化ホウ素粒子(昭和電工(株)製 UHP−2、形状:板状、平均粒子径11.8μm、アスペクト比11.2、長軸方向の熱伝導率200W/m・K、比重2.3g/cm3)
(C2)アルミナフィラー(昭和電工(株)製 CB−A30S、形状:球状、平均粒子径30μm、比重4.0g/cm3)
(D)着色剤:黒色顔料(カーボンブラック、三菱化学社製 #MA650、平均粒子径28nm)
(E)硬化促進剤: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2PHZ−PW)
(F)カップリング剤:A−1110(日本ユニカー社製)
上記各成分を表1に記載の量で配合し、樹脂膜形成用組成物を得た。得られた組成物のメチルエチルケトン溶液(固形濃度61重量%)を、シリコーンで剥離処理された支持シート(リンテック株式会社製 SP−PET381031、厚さ38μm)の剥離処理面上に乾燥後40μm(比較例3のみ60μm)の厚みになるように塗布、乾燥(乾燥条件:オーブンにて110℃、1分間)して、支持シート上に樹脂膜形成層を形成し、チップ用樹脂膜形成用シートを得た。
Claims (11)
- 支持シートと、該支持シート上に形成された樹脂膜形成層とを有し、
該樹脂膜形成層が、バインダーポリマー成分(A)、硬化性成分(B)および無機フィラー(C)を含み、
該樹脂膜形成層の熱拡散率が2×10−6m2/s以上であるチップ用樹脂膜形成用シート。 - 該樹脂膜形成層が無機フィラー(C)を30〜60質量%含む請求項1に記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 無機フィラー(C)が、アスペクト比が5以上であり、平均粒子径が20μm以下である異方形状粒子(C1)と、平均粒子径が20μm超である妨害粒子(C2)を含む請求項1または2に記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 異方形状粒子(C1)の長軸方向における熱伝導率が、60〜400W/m・Kである請求項3に記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 異方形状粒子(C1)が、窒化物粒子である請求項3または4に記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 妨害粒子(C2)の平均粒子径が、樹脂膜形成層の厚みの0.6〜0.95倍である請求項3〜5のいずれかに記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 異方形状粒子(C1)と妨害粒子(C2)との重量比率が、5:1〜1:5である請求項3〜6のいずれかに記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 該樹脂膜形成層の厚みが20〜60μmである請求項1〜7のいずれかに記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 樹脂膜形成層が、半導体チップを基板または他の半導体チップに固定するためのフィルム状接着剤として機能する請求項1〜8の何れかに記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 樹脂膜形成層が、半導体ウエハまたはチップの保護膜である請求項1〜8の何れかに記載のチップ用樹脂膜形成用シート。
- 請求項1〜10の何れかに記載のチップ用樹脂膜形成用シートを用いる半導体装置の製造方法。
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