JPWO2018159418A1 - 半導体基板加工用粘着テープおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) 基材と、前記基材の一方の面に積層された粘着層とを備え、
基板と、前記基板上に配置された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子を封止する封止部とを備える半導体封止連結体を厚さ方向に切断して複数の半導体封止体を得る際に、前記半導体封止連結体を、前記粘着層を介して前記基材に仮固定して用いられる半導体基板加工用粘着テープであって、
前記粘着層は、前記半導体封止体を当該半導体基板加工用粘着テープから剥離させる際に、前記封止部との密着性を低下させるための剥離剤を含有し、
前記封止部は、エポキシ基含有化合物を含有する封止材で構成され、
前記エポキシ基含有化合物は、その分子構造中に2重結合を有しており、
前記剥離剤は、シリコーン系オイルあるいはフッ素系界面活性剤であることを特徴とする半導体基板加工用粘着テープ。
前記シリコーン系オイルは、変性シリコーンオイルである上記(1)に記載の半導体基板加工用粘着テープ。
前記エネルギーの付与後における前記粘着層と前記封止部との粘着力が、60cN/25mm以上90cN/25mm未満である上記(6)ないし(9)のいずれかに記載の半導体基板加工用粘着テープ。
前記基板上に載置された前記複数の半導体素子を覆うように前記封止部で封止することで、前記半導体封止連結体を得る半導体封止連結体形成工程と、
前記封止部と前記粘着層とが接触するように、前記半導体封止連結体に、前記半導体基板加工用粘着テープを貼付する貼付工程と、
前記半導体封止連結体を、該半導体封止連結体が備える前記各半導体素子に対応して厚さ方向にダイシングして個片化することで、前記半導体基板加工用粘着テープ上に前記複数の半導体封止体を形成するダイシング工程と、
前記粘着層にエネルギーを付与した後に、前記各半導体封止体を前記半導体基板加工用粘着テープから剥離する剥離工程と、
バンプが、前記各半導体封止体が備える前記基板に予め形成された導体ポストを介して、前記半導体素子が備える電極に電気的に接続されるように、前記バンプを前記基板の前記半導体素子の反対側に形成するバンプ接続工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
図1は、本発明の半導体基板加工用粘着テープを用いて製造された半導体装置の一例を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図2、図3は、図1に示す半導体装置を、本発明の半導体基板加工用粘着テープを用いて製造する方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
この粘着テープ100の剥離は、例えば、粘着テープ100を図示しないエキスパンド装置で放射状に伸ばして、個片化により得られた半導体封止体290を一定の間隔に開く(エキスパンディング工程;図2(f)参照。)。その後、この半導体封止体290を、ニードル等を用いて突き上げた状態とし、この状態で、真空コレットまたはエアピンセットによる吸着等によりピックアップする(ピックアップ工程;図3(a)参照。)。これにより、粘着テープ100が備える粘着層2と、半導体封止体290が備える封止材で構成される封止部27との間で剥離が生じる。
以上のような工程を経ることで、半導体装置20が製造される。
図4は、本発明の半導体基板加工用粘着テープの実施形態を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
基材4は、本実施形態では、上面側に位置する切込層41と、この切込層41の下面に積層された拡張層42とを有する積層体により構成され、この基材4上に設けられた粘着層2を支持する機能を有している。
切込層41は、切込層41と拡張層42とを備える積層体において、前記工程[4]の際に、ダイシングブレードにより、厚さ方向にその途中まで切り込まれる層である。
拡張層42は、切込層41と拡張層42とを備える積層体において、前記工程[4]の際に、ダイシングブレードにより切り込まれることなく、前記工程[6]において、エキスパンド装置を用いて放射状にエキスパンドされる層である。
なお、低密度ポリエチレンの密度は、JIS K 7112に準拠して測定し得る。
粘着層2は、前記工程[4]において、半導体封止連結体270をダイシングする際に、半導体封止連結体270を粘着して支持する機能を有している。また、この粘着層2は、前述したように、エネルギーの付与により半導体封止連結体270の封止部27への粘着性が確実に低下する。これにより、前記工程[6]において、半導体封止体290を、粘着層2すなわち粘着テープ100から容易に剥離させることができ、封止部27に汚染および糊残りが生じることを防止することができる。
(1)ベース樹脂
ベース樹脂は、粘着性を有し、粘着層2へのエネルギー線の照射前に、半導体封止連結体270に対する粘着性を粘着層2に付与して、粘着テープ100に半導体封止連結体270を強固に固定するために、樹脂組成物中に含まれる。
硬化性樹脂は、例えば、エネルギー線の照射により硬化する硬化性を備える。この硬化によってベース樹脂が硬化性樹脂の架橋構造に取り込まれた結果、粘着層2の粘着力(粘着性)が低下する。
また、粘着層2は、エネルギー線の照射により半導体封止連結体270に対する粘着性が低下するものであるが、エネルギー線として紫外線等を用いる場合には、硬化性樹脂には、硬化性樹脂の重合開始を容易とするために光重合開始剤を含有することが好ましい。
さらに、硬化性樹脂には、架橋剤が含まれていてもよい。架橋剤が含まれることで、硬化性樹脂の硬化性の向上が図られる。
さらに、粘着層2を構成する樹脂組成物には、本発明では、シリコーン系オイルあるいはフッ素系界面活性剤である剥離剤が含まれている。そのため、粘着層2に対するエネルギー線の照射により、半導体封止体290と粘着テープ100との間の密着性を低下させることができる。
このような効果は、その分子構造中に2重結合を有するエポキシ基含有化合物を含有する封止材で構成された封止部27に対しての、エネルギー付与前後の粘着層2の粘着力によって、確認することができる。具体的には、エネルギーの付与前における粘着層2と封止部27との粘着力は、70cN/25mm以上1000cN/25mm未満であることが好ましく、200cN/25mm以上1000cN/25mm未満であることがより好ましい。一方、エネルギーの付与後における粘着層2と封止部27との粘着力は、60cN/25mm以上90cN/25mm未満であることが好ましく、5cN/25mm以上60cN/25mm未満であることがより好ましい。これらの粘着力の測定方法は、実施例で詳述する。
また、エネルギー付与前後の粘着層2の粘着力が次の関係を満たしていることが好ましい。すなわち、エネルギーの付与前における粘着層2と封止部27との粘着力をAとし、エネルギーの付与後における粘着層2と封止部27との粘着力をBとしたとき、A−Bが、110cN/25mm〜940cN/25mmの範囲であることが好ましく、140cN/25mm〜920cN/25mmの範囲であることがより好ましい。
さらに、粘着層2を構成する樹脂組成物には、上述した各成分(1)〜(5)の他に他の成分として、粘着付与剤、老化防止剤、粘着調整剤、充填材、着色剤、難燃剤、軟化剤、酸化防止剤、可塑剤、界面活性剤等のうちの少なくとも1種が含まれていてもよい。
図5は、図4に示す半導体基板加工用粘着テープを製造する方法を説明するための縦断面図である。なお、以下の説明では、図5中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
まず、切込層41および拡張層42を構成する樹脂成分を、それぞれ個別に、ドライブレンドまたは溶融混練し、これにより、各層41、42を形成するための形成用樹脂組成物を得る。そして、各層41、42の形成用樹脂組成物をスクリュー式押出機に供給し、180〜240℃に調整された多層Tダイからフィルム状に押出し、その後、これを10〜50℃に調整された冷却ロールに通しながら冷却して巻き取ることで、基材4を得る。あるいは、各層41、42の形成用樹脂組成物を、一旦ペレットとして取得した後、上記のように押出成形することで、基材4を得るようにしてもよい。形成される各層41、42の厚さは、押出機のスクリュー回転数を調整することで、調整し得る。
なお、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されない。
まず、実施例のダイシングフィルム用基材フィルムの作製に使用した原料は以下の通りである。
アイオノマー樹脂「ハイミラン1855」(三井デュポンポリケミカル社製;金属原子Zn、MFR1.0 融点86℃)
低密度ポリエチレンLDPE「F222」(宇部丸善ポリエチレン社製;融点110℃)
帯電防止剤「ペレスタット212」(三洋化成工業社製;ポリエーテル/ポリオレフィンブロックポリマー)
各実施例の粘着層には、下記原料を使用した。
アクリル共重合体1〜5は、それぞれ、ブチルアクリレート(BA)、アクリル酸(AA)、メチルメタクリレート(MA)および2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)のうちの少なくとも2種を混合し、常法によりトルエン溶媒中にて溶液重合させて得た。
アクリル共重合体2(BA/AA=95/5)
アクリル共重合体3(MA/BA/2EHA/AA=15/45/35/5)
アクリル共重合体4(MA/2EHA/AA=10/85/5)
アクリル共重合体5(MA/2EHA/AA=12/85/3)
アクリル共重合体2(ガラス転移点:−45℃、重量平均分子量:80万)
アクリル共重合体3(ガラス転移点:−42℃、重量平均分子量:60万)
アクリル共重合体4(ガラス転移点:−50℃、重量平均分子量:80万)
アクリル共重合体5(ガラス転移点:−53℃、重量平均分子量:80万)
ウレタンアクリレート1(新中村化学工業社製、品名:UA−33H):20重量部
ポリイソシアネート化合物(商品名「コロネートL」、日本ポリウレタン工業株社製)
ベンゾフェノン系光開始剤(商品名「イルガキュア651」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)
シリコーン系オイル(「BYK−302」、ビックケミージャパン社製)
フッ素系界面活性剤(「RS−75」)、DIC社製
(実施例1)
<基材4の作成>
切込層形成用樹脂として、アイオノマー樹脂「ハイミラン1855」を用いた。
以上のようにして作製した基材4の切込層41上に粘着層2を設けることで粘着テープ100を得た。具体的には、粘着層2の原料としてのベース樹脂(アクリル共重合体1)50質量%、UV硬化樹脂43質量%、架橋剤3質量%、光開始剤3質量%および剥離剤1質量%を使用し、酢酸エチルに溶解混合して混合物を得た。その後、乾燥後の厚さが20μmになるように基材4の切込層上に、混合物をバーコート塗工した後、80℃で10分間乾燥することにより、実施例1の粘着テープ100を得た。
表1に記載のように原材料の種類を変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜5および比較例1の基材4および粘着テープ100を作製した。
<エネルギー付与前の25℃におけるタック力>
エネルギー付与前の25℃における粘着層のタック力は、次のようにして評価した。
タック力が250kPa以上400kPa以下である :A
タック力が150kPa以上250kPa未満である :B
タック力が150kPa未満、または400kPa超である :C
エネルギー付与後の25℃における粘着層のタック力は、次のようにして評価した。
タック力が0kPa以上50kPa未満である :A
タック力が50kPa以上150kPa以下である :B
タック力が150kPa超である :C
エネルギー付与前のヘキサデカンに対する粘着層の接触角は、次のようにして測定した。
エネルギー付与後のヘキサデカンに対する粘着層の接触角は、次のようにして測定した。
テープマウント特性は、次のようにして評価した。
粘着層とダミー基板との間に気泡の発生が認められない :A
粘着層とダミー基板との間に気泡の発生が若干認められる :B
タック性の不足に起因して、粘着層とダミー基板との間に
明らかな気泡の発生が認められる :C
エネルギー付与前の粘着力は、次のようにして測定した。
エネルギー付与前における
粘着力が200cN/25mm以上1000cN/25mm未満である :A
粘着力が70cN/25mm以上200cN/25mm未満である :B
粘着力が70cN/25mm未満、または1000cN/25mm以上である:C
エネルギー付与後の粘着力は、次のようにして評価した。
エネルギー付与後における
粘着力が5cN/25mm以上60cN/25mm未満である :A
粘着力が60cN/25mm以上90cN/25mm未満である :B
粘着力が90cN/25mm以上である :C
裏面汚染および糊残り特性は、次のようにして評価した。
裏面汚染または糊残りが観察されたダミー基板の数が0/50 :A
裏面汚染または糊残りが観察されたダミー基板の数が1〜3/50 :B
裏面汚染または糊残りが観察されたダミー基板の数が4/50以上 :C
ダイシング装置:「DAD−3350」(商品名、DISCO社製)
ダイシングブレード:「P08−SDC220」(商品名、DISCO社製)
ブレード回転数:30000rpm
カット速度:100mm/sec
切込み:ダイシングフィルム表面から100μm(切込層に対する切込み量は80μm)
カットサイズ:5mm×5mm
ブレードクーラー:2L/min
切削屑特性は、次のようにして評価した。
切削屑の数が0〜5本 :A
切削屑の数が6〜10本 :B
切削屑の数が11本以上 :C
ダイシング装置:「DAD−3350」(商品名、DISCO社製)
ダイシングブレード:「P08−SDC220」(商品名、DISCO社製)
ブレード回転数:20000rpm
カット速度:125mm/sec
切込み:ダイシングフィルム表面から100μm(切込層に対する切込み量は80μm)
カットサイズ:10mm×10mm
ブレードクーラー:2L/min
2 粘着層
4 基材
20 半導体装置
21 バンプ
22 被覆部
23 配線
25 インターポーザー
25’ シート材
26 半導体素子
27 封止部
41 切込層
42 拡張層
62 凹部
100 半導体基板加工用粘着テープ(粘着テープ)
121 外周部
122 中心部
221 開口部
270 半導体封止連結体
290 半導体封止体
(1) 基材と、前記基材の一方の面に積層された粘着層とを備え、
基板と、前記基板上に配置された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子を封止する封止部とを備える半導体封止連結体を厚さ方向に切断して複数の半導体封止体を得る際に、前記半導体封止連結体を、前記封止部と前記粘着層とが接触した状態で、前記粘着層を介して前記基材に仮固定して用いられる半導体基板加工用粘着テープであって、
前記粘着層は、前記半導体封止体を当該半導体基板加工用粘着テープから剥離させる際に、前記封止部との密着性を低下させるための剥離剤を含有し、
前記封止部は、エポキシ基含有化合物を含有する封止材で構成され、
前記エポキシ基含有化合物は、その分子構造中に2重結合を有しており、
前記剥離剤は、シリコーン系オイルあるいはフッ素系界面活性剤であることを特徴とする半導体基板加工用粘着テープ。
Claims (11)
- 基材と、前記基材の一方の面に積層された粘着層とを備え、
基板と、前記基板上に配置された複数の半導体素子と、前記複数の半導体素子を封止する封止部とを備える半導体封止連結体を厚さ方向に切断して複数の半導体封止体を得る際に、前記半導体封止連結体を、前記粘着層を介して前記基材に仮固定して用いられる半導体基板加工用粘着テープであって、
前記粘着層は、前記半導体封止体を当該半導体基板加工用粘着テープから剥離させる際に、前記封止部との密着性を低下させるための剥離剤を含有し、
前記封止部は、エポキシ基含有化合物を含有する封止材で構成され、
前記エポキシ基含有化合物は、その分子構造中に2重結合を有しており、
前記剥離剤は、シリコーン系オイルあるいはフッ素系界面活性剤であることを特徴とする半導体基板加工用粘着テープ。 - 前記剥離剤は、前記シリコーン系オイルであり、
前記シリコーン系オイルは、変性シリコーンオイルである請求項1に記載の半導体基板加工用粘着テープ。 - 前記粘着層は、さらに、粘着性を有するベース樹脂を含有する請求項1または2に記載の半導体基板加工用粘着テープ。
- 前記ベース樹脂のガラス転移点が−30℃以下である請求項3に記載の半導体基板加工用粘着テープ。
- 前記ベース樹脂の重量平均分子量が30万以上180万以下である請求項3または4に記載の半導体基板加工用粘着テープ。
- 前記粘着層は、さらに、エネルギーの付与により硬化する硬化性樹脂を含有する請求項3ないし5のいずれか1項に記載の半導体基板加工用粘着テープ。
- 前記粘着層の表面のヘキサデカンに対する接触角が、前記エネルギーの付与前において、20°以上である請求項6に記載の半導体基板加工用粘着テープ。
- 前記粘着層の表面のヘキサデカンに対する接触角が、前記エネルギーの付与後において、10°以上である請求項6または7に記載の半導体基板加工用粘着テープ。
- 前記粘着層の厚さが1μm以上30μm以下である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の半導体基板加工用粘着テープ。
- 前記エネルギーの付与前における前記粘着層と前記封止部との粘着力が、70cN/25mm以上1000cN/25mm未満であり、
前記エネルギーの付与後における前記粘着層と前記封止部との粘着力が、60cN/25mm以上90cN/25mm未満である請求項6ないし9のいずれか1項に記載の半導体基板加工用粘着テープ。 - 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の半導体基板加工用粘着テープを用いた半導体装置の製造方法であって、
前記基板上に載置された前記複数の半導体素子を覆うように前記封止部で封止することで、前記半導体封止連結体を得る半導体封止連結体形成工程と、
前記封止部と前記粘着層とが接触するように、前記半導体封止連結体に、前記半導体基板加工用粘着テープを貼付する貼付工程と、
前記半導体封止連結体を、該半導体封止連結体が備える前記各半導体素子に対応して厚さ方向にダイシングして個片化することで、前記半導体基板加工用粘着テープ上に前記複数の半導体封止体を形成するダイシング工程と、
前記粘着層にエネルギーを付与した後に、前記各半導体封止体を前記半導体基板加工用粘着テープから剥離する剥離工程と、
バンプが、前記各半導体封止体が備える前記基板に予め形成された導体ポストを介して、前記半導体素子が備える電極に電気的に接続されるように、前記バンプを前記基板の前記半導体素子の反対側に形成するバンプ接続工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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