KR101048898B1 - 열경화형 접착필름, 다이싱 필름을 갖는 접착필름, 및 상기 열경화형 접착필름 또는 상기 다이싱 필름을 갖는 접착필름을 사용한 반도체 장치의 제조방법 - Google Patents

열경화형 접착필름, 다이싱 필름을 갖는 접착필름, 및 상기 열경화형 접착필름 또는 상기 다이싱 필름을 갖는 접착필름을 사용한 반도체 장치의 제조방법 Download PDF

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    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/92162—Sequential connecting processes the first connecting process involving a wire connector
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    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
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    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/157—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2924/15738—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950 C and less than 1550 C
    • H01L2924/15747—Copper [Cu] as principal constituent
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Abstract

충전재를 실질적으로 포함하지 않는 구성으로 하여 다이 본드시의 압력에 의한 반도체 칩의 파손을 방지하고, 또한 인장 탄성률의 저하를 방지함과 함께, 열경화시의 열수축에 의한 휨이 발생하는 것을 방지하여, 패키지 신뢰성을 향상시키는 것이 가능한 열경화형 접착 필름을 제공하는 것이다. 반도체 장치의 제조시에 사용하는 열경화형 접착 필름이며, 열경화 후의 260℃에서의 인장 저장 탄성률이 2×105 내지 5×107Pa이고, 충전재의 함유량이 열경화형 접착 필름 전체에 대하여 0.1중량％ 이하이고, 두께가 1 내지 10㎛인 열경화형 접착 필름이다.

Description

열경화형 접착 필름, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름, 및 상기 열경화형 접착 필름 또는 상기 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 사용한 반도체 장치의 제조 방법 {THERMOSETTING ADHESIVE FILM, ADHESIVE FILM WITH DICING FILM, AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR APPARATUS USING THE THERMOSETTING ADHESIVE FILM OR THE ADHESIVE FILM WITH DICING FILM}
본 발명은 예를 들어 반도체 칩 등의 칩 형상 워크를 기판이나 리드 프레임 등의 피착체 상에 접착 고정할 때에 사용되는 열경화형 접착 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 열경화형 접착 필름과 다이싱 필름이 적층된 다이싱 필름을 갖는 접착 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 열경화형 접착 필름 또는 상기 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 장치의 제조 과정에 있어서 리드 프레임이나 전극 부재에의 반도체 칩의 고착에는 은 페이스트가 사용되고 있다. 이러한 고착 처리는, 예를 들어 리드 프레임의 다이 패드 위에 페이스트 상태 접착제를 도포 시공하고, 거기에 반도체 칩을 탑재하여 페이스트 상태 접착제층을 경화시켜 행한다.
그러나, 페이스트 상태 접착제는 그 점도 거동이나 열화 등에 의해 도포 시공량이나 도포 시공 형상 등에 큰 편차를 발생시킨다. 그 결과, 형성되는 페이스트 상태 접착제 두께는 불균일해지기 때문에 반도체 칩에 관한 고착 강도의 신뢰성이 부족하다. 즉, 페이스트 상태 접착제의 도포 시공량이 부족하면 반도체 칩과 전극 부재 사이의 고착 강도가 낮아져, 후속의 와이어 본딩 공정에서 반도체 칩이 박리한다. 한편, 페이스트 상태 접착제의 도포 시공량이 지나치게 많으면 반도체 칩 위까지 페이스트 상태 접착제가 흘러 특성 불량을 발생시켜, 수율이나 신뢰성이 저하한다. 이러한 고착 처리에서의 문제는, 반도체 칩의 대형화에 따라서 특히 현저해지고 있다. 그로 인해, 페이스트 상태 접착제의 도포 시공량의 제어를 빈번하게 행할 필요가 있어, 작업성이나 생산성에 지장을 초래한다.
이 페이스트 상태 접착제의 도포 시공 공정에 있어서, 페이스트 상태 접착제를 리드 프레임이나 형성 칩에 별도로 도포하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는 페이스트 상태 접착제층의 균일화가 곤란하고, 또한 페이스트 상태 접착제의 도포에 특수 장치나 장시간을 필요로 한다. 이로 인해, 다이싱 공정에서 반도체 웨이퍼를 접착 유지함과 함께, 마운트 공정에 필요한 칩 고착용의 접착제층도 부여하는 다이싱ㆍ다이 본드 필름이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
이 다이싱ㆍ다이 본드 필름은, 지지 기재 상에 접착제층을 박리 가능하게 형성하여 이루어지는 것이며, 그 접착제층에 의한 유지하에 반도체 웨이퍼를 다이싱한 후, 지지 기재를 연신하여 형성 칩을 접착제층과 함께 박리하고, 이것을 개별적으로 회수하여 그 접착제층을 개재하여 리드 프레임 등의 피착체에 고착시키도록 한 것이다.
한편, 최근, 메모리로 대표되는 반도체 장치는, 패키지 자체의 두께의 제약에 의해 반도체 칩이 박형화되어, 매우 취약해져 있다. 이러한 반도체 칩을 다이 본드 필름을 사용하여 피착체에 다이 본드하는 경우, 다이 본드 필름 중에 충전재가 존재하면, 다이 본드시의 압력에 의해, 반도체 칩과 다이 본드 필름 중의 충전재 사이에서 과도한 응력이 발생하여, 반도체 칩을 파손하게 될 우려가 있다고 하는 등의 문제가 있었다.
상기 문제의 해결 방법으로서는, 다이 본드 필름에 충전재를 첨가하지 않는 것으로 하면 되지만, 충전재를 첨가하지 않는 것으로 하면 다이 본드 필름의 인장 저장 탄성률의 저하를 일으켜, 패키지의 신뢰성을 저하시키게 되는 등의 새로운 문제를 초래할 우려가 있었다. 또한, 충전재를 첨가하지 않는 것으로 하면 다이 본드 필름의 열경화시의 열수축에 의해, 반도체 칩이 휘게 되어 파손되게 될 우려가 있었다.
또한, 다이 본드 필름에 한정되지 않고, 열경화형 접착 필름에 있어서는, 충전재를 첨가하지 않는 구성으로 하면, 인장 저장 탄성률의 저하를 일으키거나, 열경화시에 열수축할 우려가 있다.
일본 특허 공개 소60-57642호 공보
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 충전재를 실질적으로 첨가하지 않는 구성으로 하여도, 인장 저장 탄성률의 저하를 방지함과 함께, 열경화시의 열수축을 방지하는 것이 가능한 열경화형 접착 필름, 및 당해 열경화형 접착 필름과 다이싱 필름이 적층된 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 제공하는 데에 있다. 특히, 다이 본드 필름으로서 사용하는 경우에는, 충전재를 실질적으로 포함하지 않는 구성으로 하여 다이 본드시의 압력에 의한 반도체 칩의 파손을 방지하고, 또한 인장 탄성률의 저하를 방지함과 함께, 열경화시의 열수축에 의한 휨이 발생하는 것을 방지하여, 패키지 신뢰성을 향상시키는 것이 가능한 열경화형 접착 필름, 및 당해 열경화형 접착 필름과 다이싱 필름이 적층된 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 제공하는 데에 있다.
본원 발명자들은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 열경화형 접착 필름에 대하여 검토하였다. 그 결과, 하기 구성을 채용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 관한 열경화형 접착 필름은, 반도체 장치의 제조시에 사용하는 열경화형 접착 필름이며, 열경화 후의 260℃에서의 인장 저장 탄성률이 2×105 내지 5×107Pa이고, 충전재의 함유량이 열경화형 접착 필름 전체에 대하여 0.1중량％ 이하이고, 두께가 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 충전재의 함유량이 열경화형 접착 필름 전체에 대하여 0.1중량％ 이하이고, 실질적으로 충전재를 함유하지 않는 구성임에도 불구하고, 열경화 후의 260℃에서의 인장 저장 탄성률이 2×105 내지 5×107Pa로서, 인장 저장 탄성률의 저하가 억제되어 있다. 또한, 두께가 1 내지 10㎛로 비교적 얇기 때문에, 열수축에 의한 절대적인 변형량을 억제할 수 있다. 또한, 특히, 다이 본드 필름으로서 사용하는 경우, 상기 구성에 따르면, 충전재의 함유량이 열경화형 접착 필름 전체에 대하여 0.1중량％ 이하이고, 실질적으로 충전재를 함유하지 않는 구성이기 때문에, 다이 본드시의 압력에 의한 응력의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 열경화 후의 260℃에서의 인장 저장 탄성률이 2×105 내지 5×107Pa로 비교적 높기 때문에, 내땜납 리플로우성 등이 우수하고, 제조되는 반도체 장치의 패키지 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 두께가 1 내지 10㎛로 비교적 얇기 때문에, 열수축에 의한 절대적인 변형량을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 가령 변형이 있었다고 하여도 그 응력을 작게 할 수 있다. 그 결과, 반도체 칩의 휨을 방지할 수 있다.
이와 같이, 상기 구성에 따르면, 충전재를 실질적으로 포함하지 않는 구성으로 하여, 충전재의 존재에 의한 응력의 발생을 억제함과 함께, 인장 저장 탄성률을 비교적 높게 하고, 또한 두께를 얇게 하여 반도체 칩의 휨을 방지하였기 때문에, 패키지의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
상기 구성에 있어서는, 열경화 전의 유리 전이 온도가 15 내지 50℃인 것이 바람직하다. 열경화 전의 유리 전이 온도를 15℃ 이상으로 함으로써, 인장 저장 탄성률을 향상시킬 수 있고, 50℃ 이하로 함으로써, 열경화형 접착 필름의 반도체 웨이퍼에의 밀착성을 높일 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서는, 아크릴 수지를 포함하고, 상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도가 -15 내지 15℃인 것이 바람직하다. 아크릴 수지의 유리 전이 온도를 -15℃ 이상으로 함으로써, 열경화형 접착 필름의 인장 저장 탄성률을 보다 향상시킬 수 있고, 15℃ 이하로 함으로써, 열경화형 접착 필름의 반도체 웨이퍼에의 밀착성을 보다 높일 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서는, 에폭시 수지, 페놀 수지 및 아크릴 수지를 함유하고, 상기 에폭시 수지와 상기 페놀 수지와 상기 아크릴 수지의 합계 중량을 A로 하고, 상기 아크릴 수지의 중량을 B로 하였을 때, B/(A+B)가 0.15 내지 0.95인 것이 바람직하다. B/(A+B)를 0.15 내지 0.95로 함으로써, 접착 필름으로서 기능하는 필름의 형성이 가능하게 된다.
또한, 상기 구성에 있어서는, 열경화 후의 휨량이 100㎛ 이하인 것이 바람직하다. 열경화 후의 휨량이 100㎛ 이하인 것에 의해, 반도체 칩의 휨에 의한 파손을 발생하기 어렵게 할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서는, 열경화 전의 실리콘 기판에 대한 전단 접착력이 175℃의 조건하에서 0.04MPa 내지 2MPa인 것이 바람직하다. 상기 전단 접착력을 0.04MPa 이상으로 함으로써, 와이어 본딩 공정에서의 초음파 진동이나 가열에 의해, 반도체 칩과의 접착면에서의 전단 변형을 발생시키는 것을 적게 할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서는, 열경화 전의 표면 거칠기가 50nm 이하인 것이 바람직하다. 열경화 전의 표면 거칠기가 50nm 이하인 것에 의해, 다이 본드 공정 시에 반도체 칩의 파손을 발생하기 어렵게 할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서는, 열경화 전의 120℃에서의 인장 저장 탄성률이 1×104 내지 2.5×106Pa인 것이 바람직하다. 상기 인장 저장 탄성률이 1×104Pa 이상인 것에 의해, 반도체 칩과의 접착면에서의 전단 변형을 발생시키는 것을 적게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 다이싱 필름을 갖는 접착 필름은, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 상기 열경화형 접착 필름이 다이싱 필름 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구성에 있어서는, 상기 열경화형 접착 필름의 상기 다이싱 필름으로부터의 박리력이 0.005 내지 0.2N/20mm인 것이 바람직하다. 상기 박리력을 0.005N/20mm 이상으로 함으로써, 다이싱시에 열경화형 접착 필름이 다이싱 필름으로부터 벗겨지게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 0.2N/20mm 이하로 함으로써, 반도체 칩을 용이하게 픽업할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 반도체 장치의 제조 방법은, 상기 열경화형 접착 필름, 또는 상기 다이싱ㆍ접착 필름을 사용한 반도체 장치의 제조 방법이며, 반도체 칩을 열경화형 접착 필름을 개재하여 피착체에 다이 본드하는 다이 본드 공정에서의 다이 본드 온도가 80 내지 150℃, 다이 본드 압력이 0.05MPa 내지 5MPa, 다이 본드 시간이 0.1 내지 5초인 것을 특징으로 한다.
상기 열경화형 접착 필름은, 충전재의 함유량이 열경화형 접착 필름 전체에 대하여 0.1중량％ 이하이고, 실질적으로 충전재를 함유하지 않는 구성이기 때문에, 다이 본드 압력이 0.05MPa 내지 5MPa인 조건하에 있어서 압력에 의한 응력의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상기 열경화형 접착 필름은, 두께가 1 내지 10㎛로 비교적 얇고, 열이 열경화형 접착 필름 전체에 전달되기 쉽기 때문에, 다이 본드 온도를 비교적 낮은 80 내지 150℃로 하고, 다이 본드 시간을 비교적 짧은 0.1 내지 5초로 할 수 있다. 그 결과, 반도체 장치의 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 도시하는 단면 모식도.
도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 도시하는 단면 모식도.
도 3은, 본 실시 형태에 관한 반도체 장치의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도.
(다이싱 필름을 갖는 접착 필름)
본 발명의 일 실시 형태에 관한 다이싱 필름을 갖는 접착 필름에 대하여, 이하에 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 도시하는 단면 모식도이다. 도 2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 다른 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 도시하는 단면 모식도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)은, 다이싱 필름(11) 상에 접착 필름(3)이 적층된 구성을 갖는다. 다이싱 필름(11)은 기재(1) 상에 점착제층(2)을 적층하여 구성되어 있고, 접착 필름(3)은 그 점착제층(2) 상에 형성되어 있다. 또한 본 발명은, 도 2에 도시하는 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(12)과 같이, 워크 부착 부분에만 접착 필름(3')을 형성한 구성이어도 된다.
또한, 본 발명의 접착 필름(열경화형 접착 필름)은, 다이싱 필름을 갖는 것이 아니라, 접착 필름 단체(單體)로서 사용하여도 되고, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름의 형태로 사용하여도 된다. 또한, 본 발명에서는, 접착 필름은 다이 본드 필름이나, 웨이퍼 이면 보호 필름으로서 사용할 수 있다. 여기에서, 웨이퍼 이면 보호 필름은, 반도체 칩을 플립 칩 본딩에 의해 기판에 실장할 때에, 반도체 칩의 이면(기판과는 반대측의 노출되어 있는 면)을 보호하기 위하여 사용되는 것이다.
상기 기재(1)는, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10, 12)의 강도 모체가 되는 것이며, 자외선 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모 폴리프롤렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산 에스테르 (랜덤, 교대) 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 전체 방향족 폴리아미드, 폴리페닐술피드, 아라미드(종이), 유리, 유리 섬유, 불소 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 셀룰로오스계 수지, 실리콘 수지, 금속(박), 종이 등을 들 수 있다.
또한, 기재(1)의 재료로서는, 상기 수지의 가교체 등의 중합체를 들 수 있다. 상기 플라스틱 필름은, 비연신으로 사용하여도 되고, 필요에 따라서 1축 또는 2축의 연신 처리를 실시한 것을 사용하여도 된다. 연신 처리 등에 의해 열수축성을 부여한 수지 시트에 따르면, 다이싱 후에 그 기재(1)를 열수축시킴으로써 점착제층(2)과 접착 필름(3, 3')의 접착 면적을 저하시켜, 반도체 칩(반도체 소자)의 회수의 용이화를 도모할 수 있다.
기재(1)의 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위하여, 관용적인 표면 처리, 예를 들어 크롬산 처리, 오존 폭로, 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 하도제(예를 들어, 후술하는 점착 물질)에 의한 코팅 처리를 실시할 수 있다. 상기 기재(1)는, 동종 또는 이종의 것을 적절하게 선택하여 사용할 수 있고, 필요에 따라서 몇종을 블렌드한 것을 사용할 수 있다.
기재(1)의 두께는, 특별히 제한되지 않고 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 5 내지 200㎛ 정도이다.
점착제층(2)의 형성에 사용하는 점착제로서는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 접착제를 사용할 수 있다. 상기 감압성 접착제로서는, 반도체 웨이퍼나 유리 등의 오염을 꺼리는 전자 부품의 초순수나 알코올 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 점에서, 아크릴계 중합체를 베이스 중합체로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산 알킬에스테르(예를 들어, 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 이소프로필에스테르, 부틸에스테르, 이소부틸에스테르, s-부틸에스테르, t-부틸에스테르, 펜틸에스테르, 이소펜틸에스테르, 헥실에스테르, 헵틸에스테르, 옥틸에스테르, 2-에틸헥실에스테르, 이소옥틸에스테르, 노닐에스테르, 데실에스테르, 이소데실에스테르, 운데실에스테르, 도데실에스테르, 트리데실에스테르, 테트라데실에스테르, 헥사데실에스테르, 옥타데실에스테르, 에이코실에스테르 등의 알킬기의 탄소수 1 내지 30, 특히 탄소수 4 내지 18의 직쇄상 또는 분지쇄상의 알킬에스테르 등) 및 (메트)아크릴산 시클로알킬에스테르(예를 들어, 시클로펜틸에스테르, 시클로헥실에스테르 등)의 1종 또는 2종 이상을 단량체 성분으로서 사용한 아크릴계 중합체 등을 들 수 있다. 또한, (메트)아크릴산 에스테르란 아크릴산 에스테르 및/또는 메타크릴산 에스테르를 말하며, 본 발명의 (메트)란 모두 마찬가지의 의미이다.
상기 아크릴계 중합체는 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로 하여, 필요에 따라서 상기 (메트)아크릴산 알킬에스테르 또는 시클로알킬에스테르와 공중합 가능한 다른 단량체 성분에 대응하는 단위를 포함하여도 된다. 이러한 단량체 성분으로서, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 단량체; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산 무수물 단량체; (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메트)아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 단량체; 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 단량체; 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 단량체; 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들 공중합 가능한 단량체 성분은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 이들 공중합 가능한 단량체의 사용량은, 전체 단량체 성분의 40중량％ 이하가 바람직하다.
또한, 상기 아크릴계 중합체는, 가교시키기 위하여, 다관능성 단량체 등도 필요에 따라서 공중합용 단량체 성분으로서 포함할 수 있다. 이러한 다관능성 단량체로서, 예를 들어 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시 (메트)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트, 우레탄 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다관능성 단량체도 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 다관능성 단량체의 사용량은, 점착 특성 등의 점에서, 전체 단량체 성분의 30중량％ 이하가 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체는, 단일 단량체 또는 2종 이상의 단량체 혼합물을 중합에 사용함으로써 얻을 수 있다. 중합은 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등의 어느 방식으로 행할 수도 있다. 청정한 피착체에의 오염 방지 등의 점에서, 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이러한 점에서, 아크릴계 중합체의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 30만 이상, 더욱 바람직하게는 40만 내지 300만 정도이다.
또한, 상기 점착제에는, 베이스 중합체인 아크릴계 중합체 등의 수 평균 분자량을 높이기 위하여, 외부 가교제를 적절하게 채용할 수도 있다. 외부 가교 방법의 구체적 수단으로서는, 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물, 멜라민계 가교제 등의 소위 가교제를 첨가하여 반응시키는 방법을 들 수 있다. 외부 가교제를 사용하는 경우, 그 사용량은, 가교해야 할 베이스 중합체와의 밸런스에 따라서, 나아가 점착제로서의 사용 용도에 따라서 적절하게 결정된다. 일반적으로는, 상기 베이스 중합체 100중량부에 대하여 5중량부 정도 이하, 나아가 0.1 내지 5중량부 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 점착제에는, 필요에 따라서 상기 성분 외에 종래 공지된 각종 점착 부여제, 노화 방지제 등의 첨가제를 사용하여도 된다.
점착제층(2)은 방사선 경화형 점착제에 의해 형성할 수 있다. 방사선 경화형 점착제는, 자외선 등의 방사선의 조사에 의해 가교도를 증대시켜 그 점착력을 용이하게 저하시킬 수 있고, 도 2에 도시하는 점착제층(2)의 워크 부착 부분에 대응하는 부분(2a)만을 방사선 조사함으로써 다른 부분(2b)과의 점착력의 차를 둘 수 있다.
또한, 도 2에 도시하는 접착 필름(3')에 맞추어 방사선 경화형의 점착제층(2)을 경화시킴으로써, 점착력이 현저하게 저하된 상기 부분(2a)을 용이하게 형성할 수 있다. 경화하고, 점착력이 저하된 상기 부분(2a)에 접착 필름(3')이 부착되기 때문에, 점착제층(2)의 상기 부분(2a)과 접착 필름(3')의 계면은 픽업시에 용이하게 벗겨지는 성질을 갖는다. 한편, 방사선을 조사하지 않은 부분은 충분한 점착력을 갖고 있고, 상기 부분(2b)을 형성한다.
전술한 바와 같이, 도 1에 도시하는 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)의 점착제층(2)에 있어서, 미경화된 방사선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(2b)은 접착 필름(3)과 점착하여, 다이싱할 때의 유지력을 확보할 수 있다. 이와 같이 방사선 경화형 점착제는, 칩 형상 워크(반도체 칩 등)를 기판 등의 피착체에 고착하기 위한 접착 필름(3)을 접착ㆍ박리의 밸런스 좋게 지지할 수 있다. 도 2에 도시하는 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(12)의 점착제층(2)에 있어서는, 상기 부분(2b)이 웨이퍼 링을 고정할 수 있다.
방사선 경화형 점착제는, 탄소-탄소 이중 결합 등의 방사선 경화성의 관능기를 갖고, 또한 점착성을 나타내는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 방사선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 상기 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제에, 방사선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분을 배합한 첨가형의 방사선 경화형 점착제를 예시할 수 있다.
배합하는 방사선 경화성의 단량체 성분으로서는, 예를 들어 우레탄 올리고머, 우레탄 (메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 모노히드록시펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한 방사선 경화성의 올리고머 성분은 우레탄계, 폴리에테르계, 폴리에스테르계, 폴리카르보네이트계, 폴리부타디엔계 등 여러가지의 올리고머를 들 수 있고, 그 분자량이 100 내지 30000 정도의 범위인 것이 적당하다. 방사선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분의 배합량은, 상기 점착제층의 종류에 따라서 점착제층의 점착력을 저하할 수 있는 양을 적절하게 결정할 수 있다. 일반적으로는, 점착제를 구성하는 아크릴계 중합체 등의 베이스 중합체 100중량부에 대하여, 예를 들어 5 내지 500중량부, 바람직하게는 40 내지 150중량부 정도이다.
또한, 방사선 경화형 점착제로서는, 상기 설명한 첨가형의 방사선 경화형 점착제 외에, 베이스 중합체로서 탄소-탄소 이중 결합을 중합체 측쇄 또는 주쇄 중 혹은 주쇄 말단에 갖는 것을 사용한 내재형의 방사선 경화형 점착제를 들 수 있다. 내재형의 방사선 경화형 점착제는, 저분자 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없거나, 또는 대부분은 포함하지 않기 때문에, 경시적으로 올리고머 성분 등이 점착제 내를 이동하지 않고, 안정된 층 구조의 점착제층을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 중합체는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 또한 점착성을 갖는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 베이스 중합체로서는, 아크릴계 중합체를 기본 골격으로 하는 것이 바람직하다. 아크릴계 중합체의 기본 골격으로서는, 상기 예시한 아크릴계 중합체를 들 수 있다.
상기 아크릴계 중합체에의 탄소-탄소 이중 결합의 도입법은 특별히 제한되지 않고, 여러가지 방법을 채용할 수 있지만, 탄소-탄소 이중 결합은 중합체 측쇄에 도입하는 것이 분자 설계가 용이하다. 예를 들어, 미리 아크릴계 중합체에 관능기를 갖는 단량체를 공중합한 후, 이 관능기와 반응할 수 있는 관능기 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을, 탄소-탄소 이중 결합의 방사선 경화성을 유지한 채 축합 또는 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다.
이들 관능기의 조합의 예로서는, 카르복실산기와 에폭시기, 카르복실산기와 아지리딜기, 히드록실기와 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 이들 관능기의 조합 중에서도 반응 추적의 용이성으로부터, 히드록실기와 이소시아네이트기의 조합이 적합하다. 또한, 이들 관능기의 조합에 의해, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아크릴계 중합체를 생성하는 조합이면, 관능기는 아크릴계 중합체와 상기 화합물의 어느 측에 있어도 되지만, 상기의 바람직한 조합에서는, 아크릴계 중합체가 히드록실기를 갖고, 상기 화합물이 이소시아네이트기를 갖는 경우가 적합하다. 이 경우, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물로서는, 예를 들어 메타크릴로일이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트, m-이소프로페닐-α,α-디메틸벤질이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴계 중합체로서는, 상기 예시된 히드록시기 함유 단량체나 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜 모노비닐에테르의 에테르계 화합물 등을 공중합한 것이 사용된다.
상기 내재형의 방사선 경화형 점착제는, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 중합체(특히 아크릴계 중합체)를 단독으로 사용할 수 있지만, 특성을 악화시키지 않을 정도로 상기 방사선 경화성의 단량체 성분이나 올리고머 성분을 배합할 수도 있다. 방사선 경화성의 올리고머 성분 등은, 통상 베이스 중합체 100중량부에 대하여 30중량부의 범위 내이고, 바람직하게는 0 내지 10중량부의 범위이다.
상기 방사선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시키는 경우에는 광중합 개시제를 함유시킨다. 광중합 개시제로서는, 예를 들어 4-(2-히드록시에톡시)페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, α-히드록시-α,α'-디메틸아세토페논, 2-메틸-2-히드록시프로피오페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨계 화합물; 메톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)-페닐]-2-모르폴리노프로판-1 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 아니소인메틸에테르 등의 벤조인에테르계 화합물; 벤질디메틸케탈 등의 케탈계 화합물; 2-나프탈렌술포닐 클로라이드 등의 방향족 술포닐 클로라이드계 화합물; 1-페논-1,1-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심 등의 광 활성 옥심계 화합물; 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물; 캄포퀴논; 할로겐화 케톤; 아실포스핀옥시드; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다. 광중합 개시제의 배합량은, 점착제를 구성하는 아크릴계 중합체 등의 베이스 중합체 100중량부에 대하여, 예를 들어 0.05 내지 20중량부 정도이다.
또한, 방사선 경화형 점착제로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 소60-196956호 공보에 개시되어 있는, 불포화 결합을 2개 이상 갖는 부가 중합성 화합물, 에폭시기를 갖는 알콕시실란 등의 광중합성 화합물과, 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과산화물, 아민, 오늄염계 화합물 등의 광중합 개시제를 함유하는 고무계 점착제나 아크릴계 점착제 등을 들 수 있다.
상기 방사선 경화형의 점착제층(2) 중에는, 필요에 따라서, 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물을 함유시킬 수도 있다. 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물을 점착제층(2)에 포함시킴으로써, 방사선 조사된 부분만을 착색할 수 있다. 즉, 도 1에 도시하는 워크 부착 부분(3a)에 대응하는 부분(2a)을 착색할 수 있다. 따라서, 점착제층(2)에 방사선이 조사되었는지의 여부를 육안에 의해 즉시 판명할 수 있고, 워크 부착 부분(3a)을 인식하기 쉬워, 워크의 접합이 용이하다. 또한, 광 센서 등에 의해 반도체 소자를 검출할 때에 그 검출 정밀도가 높아져, 반도체 소자의 픽업시에 오동작이 발생하는 일이 없다.
방사선 조사에 의해 착색되는 화합물은, 방사선 조사 전에는 무색 또는 담색이지만, 방사선 조사에 의해 유색이 되는 화합물이다. 이러한 화합물의 바람직한 구체예로서는 류코 염료를 들 수 있다. 류코 염료로서는, 관용의 트리페닐메탄계, 플루오란계, 페노티아진계, 아우라민계, 스피로피란계의 것이 바람직하게 사용된다. 구체적으로는 3-[N-(p-톨릴아미노)]-7-아닐리노플루오란, 3-[N-(p-톨릴)-N-메틸아미노]-7-아닐리노플루오란, 3-[N-(p-톨릴)-N-에틸아미노]-7-아닐리노플루오란, 3-디에틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오란, 크리스탈 바이올렛 락톤, 4,4',4"-트리스디메틸아미노트리페닐메탄올, 4,4',4"-트리스디메틸아미노트리페닐메탄 등을 들 수 있다.
이들 류코 염료와 함께 바람직하게 사용되는 현색제로서는, 종래부터 사용되고 있는 페놀 포르말린 수지의 초기 중합체, 방향족 카르복실산 유도체, 활성 백토 등의 전자 수용체를 들 수 있고, 또한 색조를 변화시키는 경우에는 여러가지 공지된 발색제를 조합하여 사용할 수도 있다.
이러한 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물은, 일단 유기 용매 등에 용해된 후에 방사선 경화형 접착제 중에 포함시켜도 되고, 또한 미분말 형상으로 하여 당해 점착제 중에 포함시켜도 된다. 이 화합물의 사용 비율은, 점착제층(2) 중에 10중량％ 이하, 바람직하게는 0.01 내지 10중량％, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5중량％인 것이 바람직하다. 상기 화합물의 비율이 10중량％를 초과하면, 점착제층(2)에 조사되는 방사선이 이 화합물에 지나치게 흡수되게 되므로, 점착제층(2)의 상기 부분(2a)의 경화가 불충분해져, 충분히 점착력이 저하하지 않는 경우가 있다. 한편, 충분히 착색시키기 위해서는, 상기 화합물의 비율을 0.01중량％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
점착제층(2)을 방사선 경화형 점착제에 의해 형성하는 경우에는, 점착제층(2)에서의 상기 부분(2a)의 점착력 < 그 밖의 부분(2b)의 점착력이 되도록 점착제층(2)의 일부를 방사선 조사하여도 된다.
상기 점착제층(2)에 상기 부분(2a)을 형성하는 방법으로서는, 기재(1)에 방사선 경화형의 점착제층(2)을 형성한 후, 상기 부분(2a)에 부분적으로 방사선을 조사하여 경화시키는 방법을 들 수 있다. 부분적인 방사선 조사는, 워크 부착 부분(3a) 이외의 부분(3b) 등에 대응하는 패턴을 형성한 포토마스크를 통하여 행할 수 있다. 또한, 스폿적으로 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등을 들 수 있다. 방사선 경화형의 점착제층(2)의 형성은, 세퍼레이터 상에 형성한 것을 기재(1) 상에 전사함으로써 행할 수 있다. 부분적인 방사선 경화는 세퍼레이터 상에 형성한 방사선 경화형의 점착제층(2)에 행할 수도 있다.
또한, 점착제층(2)을 방사선 경화형 점착제에 의해 형성하는 경우에는, 기재(1)의 적어도 편면의 워크 부착 부분(3a)에 대응하는 부분 이외의 부분의 전부 또는 일부가 차광된 것을 사용하고, 여기에 방사선 경화형의 점착제층(2)을 형성한 후에 방사선 조사하여, 워크 부착 부분(3a)에 대응하는 부분을 경화시키고, 점착력을 저하시킨 상기 부분(2a)을 형성할 수 있다. 차광 재료로서는, 지지 필름 상에서 포토마스크가 될 수 있는 것을 인쇄나 증착 등으로 작성할 수 있다. 이러한 제조 방법에 따르면, 효율적으로 본 발명의 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)을 제조 가능하다.
또한, 방사선 조사시에, 산소에 의한 경화 저해가 일어나는 경우에는, 방사선 경화형의 점착제층(2)의 표면으로부터 어떠한 방법으로 산소(공기)를 차단하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 점착제층(2)의 표면을 세퍼레이터로 피복하는 방법이나, 질소 가스 분위기 중에서 자외선 등의 방사선의 조사를 행하는 방법 등을 들 수 있다.
점착제층(2)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 절결 방지나 접착층의 고정 유지의 양립성 등의 점으로부터는 1 내지 50㎛ 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 2 내지 30㎛, 나아가 5 내지 25㎛가 바람직하다.
접착 필름(3, 3') 중의 충전재의 함유량은, 접착 필름(3, 3') 전체에 대하여 0.1중량％ 이하이고, 함유하지 않는(0중량％) 것이 바람직하다. 상기 충전재로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 삼산화안티몬, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 붕산알루미늄, 질화붕소, 결정질 실리카, 비정질 실리카 등의 무기 충전재를 들 수 있다. 접착 필름(3, 3') 중의 충전재의 함유량(중량％)은, 이하의 회분율(중량％)로서 구할 수 있다.
회분율 측정에 있어서는, 우선 접착 필름(3, 3') 1g을 도가니에 칭량하여 넣는다. 도가니로서는 미리 750℃에서 2시간 예열한 후, 실온에서 냉각한 것을 사용한다. 이어서, 칭량하여 넣은 접착 필름(3, 3')을 연기가 육안으로 확인될 수 없게 될 때까지 버너로 연소시키고, 그 후, 전기로에서 750℃로 4시간 연소시켜 회화(灰化)시킨다. 그리고, 실온까지 냉각한 후, 도가니에 남은 회분을 칭량하고, 접착 필름(3, 3')의 회화 전후의 중량에 의해 회분율을 구한다.
(회분율(중량％))=(회화 후의 중량)/(회화 전의 중량)×100
접착 필름(3, 3')은, 열경화 후의 260℃에서의 인장 저장 탄성률이 2×105 내지 5×107Pa이고, 2.2×105 내지 4.8×107Pa인 것이 바람직하고, 2.5×105 내지 4.6×107Pa인 것이 보다 바람직하다. 2.0×105Pa 이상으로 함으로써, 내땜납 리플로우성을 향상시킬 수 있고, 5.0×107Pa 이하로 함으로써, 접착 필름으로서의 기능 발현을 적합하게 할 수 있기 때문이다. 또한, 접착 필름(3, 3')을 열경화시킬 때의 가열 조건에 대해서는, 다음에서 상세하게 설명한다.
접착 필름(3, 3')의 열경화 전의 유리 전이 온도(Tg)는 15 내지 50℃, 바람직하게는 16 내지 48℃, 보다 바람직하게는 18 내지 45℃이다. 15℃ 이상으로 함으로써, 접착 필름(3, 3')의 인장 저장 탄성률을 향상시킬 수 있고, 50℃ 이하로 함으로써, 접착 필름(3, 3')의 반도체 웨이퍼(4)에의 밀착성을 높일 수 있다. 유리 전이 온도는, 실시예에 기재된 방법에 따라서 측정할 수 있다.
접착 필름(3, 3')의 열경화 후의 휨량은 100㎛ 이하인 것이 바람직하고, 80㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 60㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 100㎛ 이하인 것에 의해, 반도체 칩(5)의 휨에 의한 파손을 발생하기 어렵게 할 수 있다. 또한, 휨량은 실시예에 기재된 방법에 따라서 측정할 수 있다.
접착 필름(3, 3')의 열경화 전의 표면 거칠기(Ra)는 50nm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 45nm 이하, 더욱 바람직하게는 40nm 이하이다. 50nm 이하인 것에 의해, 다이 본드 공정시에 반도체 칩(5)의 파손을 발생하기 어렵게 할 수 있다.
접착 필름(3, 3')의 열경화 전의 120℃에서의 인장 저장 탄성률은 1×104 내지 2.5×106Pa인 것이 바람직하고, 5×104 내지 2.5×106Pa인 것이 보다 바람직하고, 1×105 내지 2.5×106Pa인 것이 더욱 바람직하다. 1×104Pa 이상이면, 접착 필름(3, 3')과 반도체 칩(5)의 접착면에서 전단 변형을 발생시키는 것을 적게 할 수 있다.
접착 필름(3, 3')의 다이싱 필름(11)으로부터의 박리력은 0.005 내지 0.2N/20mm인 것이 바람직하고, 0.01 내지 0.18N/20mm인 것이 보다 바람직하고, 0.02 내지 0.16N/20mm인 것이 더욱 바람직하다. 0.005N/20mm 이상으로 함으로써, 다이싱시에 접착 필름(3, 3')이 다이싱 필름(11)으로부터 벗겨지게 되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 0.2N/20mm 이하로 함으로써, 반도체 칩(5)을 용이하게 픽업할 수 있다. 또한, 접착 필름(3, 3')의 다이싱 필름(11)으로부터의 박리력은, 실시예에 기재된 방법에 따라서 측정할 수 있다.
접착 필름(3, 3')의 적층 구조는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 접착제층의 단층만으로 이루어지는 것이나, 코어 재료의 편면 또는 양면에 접착제층을 형성한 다층 구조의 것 등을 들 수 있다. 상기 코어 재료로서는, 필름(예를 들어 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름, 폴리카르보네이트 필름 등), 유리 섬유나 플라스틱제 부직 섬유에 의해 강화된 수지 기판, 실리콘 기판 또는 유리 기판 등을 들 수 있다.
상기 접착 필름(3, 3')을 구성하는 접착제 조성물로서는, 열가소성 수지와 열경화성 수지를 병용한 것을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는 천연 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스테르 공중합체, 폴리부타디엔 수지, 폴리카르보네이트 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 6-나일론이나 6,6-나일론 등의 폴리아미드 수지, 페녹시 수지, 아크릴 수지, PET나 PBT 등의 포화 폴리에스테르 수지, 폴리아미드이미드 수지, 또는 불소 수지 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이들 열가소성 수지 중, 이온성 불순물이 적고 내열성이 높으며, 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 아크릴 수지가 특히 바람직하다.
상기 아크릴 수지로서는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 탄소수 30 이하, 특히 탄소수 4 내지 18의 직쇄 혹은 분지의 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르 중 1종 또는 2종 이상을 성분으로 하는 중합체(아크릴 공중합체) 등을 들 수 있다. 상기 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 이소부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 시클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 이소옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기, 운데실기, 라우릴기, 트리데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 옥타데실기, 또는 도데실기 등을 들 수 있다.
상기 아크릴 수지 중에서도, 중량 평균 분자량이 10만 이상인 것이 바람직하고, 30만 내지 300만인 것이 보다 바람직하고, 50만 내지 200만인 것이 더욱 바람직하다. 상기 수치 범위 내이면, 접착성 및 내열성이 우수하기 때문이다. 또한, 중량 평균 분자량은 GPC(겔ㆍ투과ㆍ크로마토그래피)에 의해 측정하고, 폴리스티렌 환산에 의해 산출된 값이다.
상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 -15 내지 15℃가 바람직하고, -14 내지 14℃가 보다 바람직하고, -13 내지 13℃가 보다 바람직하다. -15℃ 이상으로 함으로써, 접착 필름(3, 3')의 인장 저장 탄성률을 보다 향상시킬 수 있고, 15℃ 이하로 함으로써, 접착 필름(3, 3')의 반도체 웨이퍼(4)에의 밀착성을 보다 높일 수 있기 때문이다.
상기 아크릴 수지는, 유리 전이 온도가 상이한 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이 경우, 관능기가 상이한 2종 이상을 병용하여도 되고, 중량 평균 분자량이 상이하고, 관능기가 동일한 2종 이상을 병용하여도 되고, 관능기가 상이하고, 또한 중량 평균 분자량이 상이한 2종 이상을 병용하여도 된다.
또한, 상기 중합체를 형성하는 다른 단량체로서는, 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복실펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 혹은 크로톤산 등과 같은 카르복실기 함유 단량체, 무수 말레산 혹은 무수 이타콘산 등과 같은 산 무수물 단량체, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴 혹은 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등과 같은 히드록실기 함유 단량체, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트 혹은 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등과 같은 술폰산기 함유 단량체, 또는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등과 같은 인산기 함유 단량체를 들 수 있다.
상기 열경화성 수지의 배합 비율로서는, 소정 조건하에서 가열하였을 때에 접착 필름(3, 3')이 열경화형으로서의 기능을 발휘하는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 5 내지 60중량％의 범위 내인 것이 바람직하고, 10 내지 50중량％의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
상기 열경화성 수지로서는, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 또는 열경화성 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 특히, 반도체 소자를 부식시키는 이온성 불순물 등의 함유가 적은 에폭시 수지가 바람직하다. 또한, 에폭시 수지의 경화제로서는 페놀 수지가 바람직하다.
상기 에폭시 수지는, 접착제 조성물로서 일반적으로 사용되는 것이면 특별히 한정은 없으며, 예를 들어 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 브롬화 비스페놀 A형, 수소 첨가 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루올렌형, 페놀노볼락형, 오르토크레졸노볼락형, 트리스히드록시페닐메탄형, 테트라페닐올에탄형 등의 2관능 에폭시 수지나 다관능 에폭시 수지, 또는 히단토인형, 트리스글리시딜이소시아누레이트형 혹은 글리시딜아민형 등의 에폭시 수지가 사용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이들 에폭시 수지 중 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리스히드록시페닐메탄형 수지 또는 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 이들 에폭시 수지는 경화제로서의 페놀 수지와의 반응성이 풍부하고, 내열성 등이 우수하기 때문이다.
또한, 상기 페놀 수지는, 상기 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 것이며, 예를 들어 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지, 크레졸노볼락 수지, tert-부틸페놀노볼락 수지, 노닐페놀노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지, 레졸형 페놀 수지, 폴리파라옥시스티렌 등의 폴리옥시스티렌 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 이들 페놀 수지 중 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지가 특히 바람직하다. 반도체 장치의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
상기 에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 예를 들어 상기 에폭시 수지 성분 중의 에폭시기 1당량당 페놀 수지 중의 수산기가 0.5 내지 2.0당량이 되도록 배합하는 것이 적합하다. 보다 적합한 것은 0.8 내지 1.2당량이다. 즉, 양자의 배합 비율이 상기 범위를 벗어나면, 충분한 경화 반응이 진행되지 않고, 에폭시 수지 경화물의 특성이 열화하기 쉬워지기 때문이다.
상기 접착 필름(3, 3') 중에서도 에폭시 수지, 페놀 수지 및 아크릴 수지를 함유하고, 상기 에폭시 수지와 상기 페놀 수지와 상기 아크릴 수지의 합계 중량을 A로 하고, 상기 아크릴 수지의 중량을 B로 하였을 때, B/(A+B)가 0.15 내지 0.95인 것이 바람직하다. B/(A+B)를 0.15 내지 0.95로 함으로써, 접착 필름으로서 기능하는 필름의 형성이 가능해지기 때문이다.
본 발명의 접착 필름(3, 3')을 미리 어느 정도 가교시켜 두는 경우에는, 제작시에 중합체의 분자쇄 말단의 관능기 등과 반응하는 다관능성 화합물을 가교제로서 첨가시켜 두는 것이 좋다. 이에 의해, 고온하에서의 접착 특성을 향상시켜, 내열성의 개선을 도모할 수 있다.
상기 가교제로서는, 종래 공지된 것을 채용할 수 있다. 특히, 톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, p-페닐렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 다가 알코올과 디이소시아네이트의 부가물 등의 폴리이소시아네이트 화합물이 보다 바람직하다. 가교제의 첨가량으로서는, 상기의 중합체 100중량부에 대하여, 통상 0.05 내지 7중량부로 하는 것이 바람직하다. 가교제의 양을 0.05중량부 이상으로 함으로써, 응집력을 충분한 것으로 할 수 있고, 7중량부 이하로 함으로써, 접착력을 향상시킬 수 있기 때문이다. 또한, 이러한 폴리이소시아네이트 화합물과 함께, 필요에 따라서 에폭시 수지 등의 다른 다관능성 화합물을 함께 포함시키도록 하여도 된다.
또한, 접착 필름(3, 3')에는, 필요에 따라서 첨가제를 적절하게 배합할 수 있다. 첨가제로서는, 예를 들어 난연제, 실란 커플링제 또는 이온 트랩제 등을 들 수 있다. 상기 난연제로서는, 예를 들어 브롬화 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 상기 실란 커플링제로서는, 예를 들어 β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 상기 이온 트랩제로서는 킬레이트제 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다.
에폭시 수지와 페놀 수지의 열경화 촉진 촉매로서는, 특별히 제한되지 않고, 공지된 열경화 촉진 촉매 중에서 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 열경화 촉진 촉매는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 열경화 촉진 촉매로서는, 예를 들어 아민계 경화 촉진제, 인계 경화 촉진제, 이미다졸계 경화 촉진제, 붕소계 경화 촉진제, 인-붕소계 경화 촉진제 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 접착 필름(3, 3')은 필요에 따라서 착색하여도 된다. 접착 필름(3, 3')에 있어서, 착색에 의해 나타내는 색으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 흑색, 청색, 적색, 녹색 등이 바람직하다. 접착 필름은, 다이 본드 필름으로서 사용하는 경우에는, 통상 착색되어 있지 않지만(착색되어도 되지만), 웨이퍼 이면 보호 필름으로서 사용하는 경우에는, 통상 착색되어 있다. 접착 필름의 착색에는 안료, 염료 등의 공지된 착색제를 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
접착 필름(3, 3')의 두께(적층체의 경우에는 총 두께)는 1 내지 10㎛이고, 바람직하게는 2 내지 10㎛이고, 더욱 바람직하게는 3 내지 10㎛이다. 1㎛ 이상으로 함으로써, 접착 필름(3, 3')의 제막성을 양호하게 할 수 있다. 또한, 10㎛ 이하로 함으로써, 열수축에 의한 절대적인 변형량을 억제할 수 있고, 가령 변형이 있었다고 하여도 그 응력을 작게 할 수 있다. 그 결과, 반도체 칩의 휨을 방지할 수 있다. 또한, 10㎛ 이하로 함으로써, 접착 필름(3, 3') 중에 잔존하는 유기 휘발 성분을 감소시켜, 내땜납 리플로우성을 향상시킬 수 있다.
상기 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10, 12)의 접착 필름(3, 3')은, 세퍼레이터에 의해 보호되어 있는 것이 바람직하다(도시하지 않음). 세퍼레이터는 실용에 제공할 때까지 접착 필름(3, 3')을 보호하는 보호재로서의 기능을 갖고 있다. 또한, 세퍼레이터는, 점착제층(2)에 접착 필름(3, 3')을 전사할 때의 지지 기재로서 사용할 수 있다. 세퍼레이터는 다이싱 필름을 갖는 접착 필름의 접착 필름(3, 3') 상에 워크를 부착할 때에 벗겨진다. 세퍼레이터로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코팅된 플라스틱 필름이나 종이 등도 사용 가능하다.
본 실시 형태에 관한 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10, 12)은, 예를 들어 다음과 같이 하여 제작된다.
우선, 기재(1)는, 종래 공지된 제막 방법에 의해 제막할 수 있다. 당해 제막 방법으로서는, 예를 들어 캘린더 제막법, 유기 용매 중에서의 캐스팅법, 밀폐계에서의 인플레이션 압출법, T다이 압출법, 공압출법, 건식 라미네이트법 등을 예시할 수 있다.
이어서, 기재(1) 상에 점착제 조성물 용액을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 도포막을 소정 조건하에서 건조시켜(필요에 따라서 가열 가교시켜) 점착제층(2)을 형성한다. 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공, 그라비아 도포 시공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 예를 들어 건조 온도 80 내지 150℃, 건조 시간 0.5 내지 5분간의 범위 내에서 행하여진다. 또한, 세퍼레이터 상에 점착제 조성물을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 건조 조건에서 도포막을 건조시켜 점착제층(2)을 형성하여도 된다. 그 후, 기재(1) 상에 점착제층(2)을 세퍼레이터와 함께 접합한다. 이에 의해 다이싱 필름(11)이 제작된다.
접착 필름(3, 3')은, 예를 들어 다음과 같이 하여 제작된다.
우선, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(3, 3')의 형성 재료인 접착제 조성물 용액을 제작한다. 당해 접착제 조성물 용액에는, 전술한 바와 같이, 상기 접착제 조성물이나 각종 첨가제 등이 배합되어 있다.
이어서, 접착제 조성물 용액을 기재 세퍼레이터 상에 소정 두께가 되도록 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 도포막을 소정 조건하에서 건조시켜 접착제층을 형성한다. 도포 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 롤 도포 시공, 스크린 도포 시공, 그라비아 도포 시공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 예를 들어 건조 온도 70 내지 160℃, 건조 시간 1 내지 5분간의 범위 내에서 행하여진다. 또한, 세퍼레이터 상에 점착제 조성물 용액을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 건조 조건에서 도포막을 건조시켜 접착제층을 형성하여도 된다. 그 후, 기재 세퍼레이터 상에 접착제층을 세퍼레이터와 함께 접합한다.
계속해서, 다이싱 필름(11) 및 접착제층으로부터 각각 세퍼레이터를 박리하고, 접착제층과 점착제층이 접합면이 되도록 하여 양자를 접합한다. 접합은, 예를 들어 압착에 의해 행할 수 있다. 이 때, 라미네이트 온도는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 30 내지 50℃가 바람직하고, 35 내지 45℃가 보다 바람직하다. 또한, 선압은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 0.1 내지 20kgf/cm가 바람직하고, 1 내지 10kgf/cm가 보다 바람직하다. 다음에, 접착제층 상의 기재 세퍼레이터를 박리하고, 본 실시 형태에 관한 다이싱 필름을 갖는 접착 필름이 얻어진다.
(반도체 장치의 제조 방법)
본 발명의 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10, 12)은, 접착 필름(3, 3') 상에 임의로 설치된 세퍼레이터를 적절하게 박리하여, 다음과 같이 사용된다. 이하에서는, 도 3을 참조하면서 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)을 사용한 경우를 예로 들어 설명한다.
우선, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)에서의 접착 필름(3)의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a) 상에 반도체 웨이퍼(4)를 압착하고, 이것을 접착 유지시켜 고정한다(부착 공정). 본 공정은 압착 롤 등의 가압 수단에 의해 가압하면서 행한다. 이 때, 부착 온도는 35 내지 80℃인 것이 바람직하고, 40 내지 75℃인 것이 보다 바람직하다. 또한, 압력은 1×105 내지 1×107Pa인 것이 바람직하고, 2×105 내지 8×106Pa인 것이 보다 바람직하다. 또한, 부착 시간으로서는 1.5 내지 60초인 것이 바람직하고, 2 내지 50초인 것이 보다 바람직하다.
이어서, 반도체 웨이퍼(4)의 다이싱을 행한다. 이에 의해, 반도체 웨이퍼(4)를 소정의 크기로 절단하여 개별 조각화하고, 반도체 칩(5)을 제조한다. 다이싱은, 예를 들어 반도체 웨이퍼(4)의 회로면측으로부터 통상의 방법에 따라서 행하여진다. 또한, 본 공정에서는, 예를 들어 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)까지 절입을 행하는 풀 컷이라고 불리는 절단 방식 등을 채용할 수 있다. 본 공정에서 사용하는 다이싱 장치로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼는, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)에 의해 접착 고정되어 있으므로, 칩 절결이나 칩 비산을 억제할 수 있음과 함께, 반도체 웨이퍼(4)의 파손도 억제할 수 있다.
다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)에 접착 고정된 반도체 칩을 박리하기 위하여, 반도체 칩(5)의 픽업을 행한다. 픽업 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 다양한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 개개의 반도체 칩(5)을 다이싱 필름을 갖는 접착 필름(10)측으로부터 니들에 의해 밀어올리고, 밀어올려진 반도체 칩(5)을 픽업 장치에 의해 픽업하는 방법 등을 들 수 있다.
여기에서 픽업은, 점착제층(2)이 자외선 경화형인 경우, 상기 점착제층(2)에 자외선을 조사한 후에 행한다. 이에 의해, 점착제층(2)의 접착 필름(3)에 대한 점착력이 저하하고, 반도체 칩(5)의 박리가 용이해진다. 그 결과, 반도체 칩(5)을 손상시키지 않고 픽업이 가능하게 된다. 자외선 조사시의 조사 강도, 조사 시간 등의 조건은 특별히 한정되지 않고, 적절하게 필요에 따라서 설정하면 된다. 또한, 자외선 조사에 사용하는 광원으로서는, 전술한 것을 사용할 수 있다.
픽업한 반도체 칩(5)은, 접착 필름(3)을 개재하여 피착체(6)에 접착 고정한다(다이 본드).
이 때, 다이 본드 온도는 80 내지 150℃인 것이 바람직하고, 85 내지 140℃인 것이 보다 바람직하고, 90 내지 130℃인 것이 더욱 바람직하다. 80℃ 이상으로 함으로써, 접착 필름(3)의 인장 저장 탄성률이 지나치게 높아지는 것을 방지하고, 적절하게 접착 가능하게 할 수 있다. 또한, 150℃ 이하로 함으로써, 다이 본드 후의 휨의 발생을 방지하고, 파손을 발생하기 어렵게 할 수 있다.
또한, 다이 본드 압력은 0.05MPa 내지 5MPa인 것이 바람직하고, 0.06MPa 내지 4.5MPa인 것이 보다 바람직하고, 0.07MPa 내지 4MPa인 것이 더욱 바람직하다. 0.05MPa 이상으로 함으로써, 접착에 불균일이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 5MPa 이하로 함으로써, 압력에 의한 반도체 칩(5)의 파손을 발생하기 어렵게 할 수 있다.
또한, 상기 다이 본드 압력을 인가하는 다이 본드 시간은 0.1 내지 5초인 것이 바람직하고, 0.15 내지 4.5초인 것이 보다 바람직하고, 0.2 내지 4초인 것이 더욱 바람직하다. 0.1초 이상으로 함으로써, 압력을 균일하게 가할 수 있고, 접착에 불균일이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 5초 이하로 함으로써, 수율을 향상시킬 수 있다.
피착체(6)로서는, 리드 프레임, TAB 필름, 기판 또는 별도 제작한 반도체 칩 등을 들 수 있다. 피착체(6)는, 예를 들어 용이하게 변형되는 변형형 피착체이어도 되고, 변형하는 것이 곤란한 비변형형 피착체(반도체 웨이퍼 등)이어도 된다.
상기 기판으로서는, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임으로서는 Cu 리드 프레임, 42 Alloy 리드 프레임 등의 금속 리드 프레임이나 유리 에폭시, BT(비스말레이미드-트리아진), 폴리이미드 등으로 이루어지는 유기 기판을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니며, 반도체 소자를 마운트하고, 반도체 소자와 전기적으로 접속하여 사용 가능한 회로 기판도 포함된다.
상기 반도체 웨이퍼의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 15 내지 700㎛, 바람직하게는 20 내지 500㎛를 사용할 수 있다.
계속해서, 접착 필름(3)을 가열 처리함으로써 이것을 열경화시켜, 반도체 칩(5)과 피착체(6)를 접착시킨다. 가열 처리 조건으로서는, 온도 80 내지 180℃의 범위 내이고, 또한 가열 시간 0.1 내지 24시간, 바람직하게는 0.1 내지 4시간, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1시간의 범위 내인 것이 바람직하다.
이어서, 피착체(6)의 단자부(이너 리드)의 선단과 반도체 칩(5) 상의 전극 패드(도시하지 않음)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속하는 와이어 본딩 공정을 행한다. 상기 본딩 와이어(7)로서는, 예를 들어 금선, 알루미늄선 또는 구리선 등이 사용된다. 와이어 본딩을 행할 때의 온도는 80 내지 250℃, 바람직하게는 80 내지 220℃의 범위 내에서 행하여진다. 또한, 그 가열 시간은 수초 내지 수분간 행하여진다. 결선은, 상기 온도 범위 내가 되도록 가열된 상태에서, 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착 에너지의 병용에 의해 행하여진다.
여기에서, 열경화 후의 접착 필름(3)의 전단 접착력은, 피착체(6)에 대하여 0.1MPa 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1MPa 내지 10MPa이다. 접착 필름(3)의 전단 접착력이 적어도 0.1MPa 이상이면, 와이어 본딩 공정시에, 당해 공정에서의 초음파 진동이나 가열에 의해, 접착 필름(3)과 반도체 칩(5) 또는 피착체(6)와의 접착면에서 전단 변형을 발생시키는 일이 적다. 즉, 와이어 본딩시의 초음파 진동에 의해 반도체 소자가 움직이는 것을 현저하게 저감할 수 있고, 이에 의해 와이어 본딩의 성공률이 저하하는 것을 방지한다.
또한, 와이어 본딩 공정은, 가열 처리에 의해 접착제층(3)을 열경화시키지 않고 행하여도 된다. 이 경우, 접착 필름(3)의 가고착시(열경화 전)의 175℃에서의 전단 접착력은, 피착체(6)(실리콘 기판)에 대하여 0.04MPa 내지 2MPa인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.06MPa 내지 2MPa이고, 더욱 바람직하게는 0.1MPa 내지 2MPa이다. 접착 필름(3)의 가고착시에 있어서의 전단 접착력이 적어도 0.04MPa 이상이면, 가열 공정을 거치지 않고 와이어 본딩 공정을 행하여도, 당해 공정에서의 초음파 진동이나 가열에 의해, 접착 필름(3)과 반도체 칩(5) 또는 피착체(6)와의 접착면에서 전단 변형을 발생시키는 일이 적다. 즉, 와이어 본딩시의 초음파 진동에 의해 반도체 소자가 움직이는 것을 현저하게 저감할 수 있고, 이에 의해 와이어 본딩의 성공률이 저하하는 것을 방지한다.
또한, 미경화된 접착 필름(3)은, 와이어 본딩 공정을 행하여도 완전하게 열경화하는 일은 없다. 또한, 접착 필름(3)의 전단 접착력은, 80 내지 250℃의 온도 범위 내라도 0.04MPa 이상인 것이 필요하다. 당해 온도 범위 내에서 전단 접착력이 0.04MPa 미만이면, 와이어 본딩시의 초음파 진동에 의해 반도체 소자가 움직여, 와이어 본딩을 행할 수 없어, 수율이 저하하기 때문이다.
계속해서, 밀봉 수지(8)에 의해 반도체 칩(5)을 밀봉하는 밀봉 공정을 행한다. 본 공정은 피착체(6)에 탑재된 반도체 칩(5)이나 본딩 와이어(7)를 보호하기 위하여 행하여진다. 본 공정은 밀봉용의 수지를 금형에서 성형함으로써 행한다. 밀봉 수지(8)로서는, 예를 들어 에폭시계의 수지를 사용한다. 수지 밀봉시의 가열 온도는, 통상 175℃에서 60 내지 90초간 행하여지지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 165 내지 185℃에서 수분간 경화할 수 있다. 이에 의해, 밀봉 수지를 경화시킴과 함께, 접착 필름(3)을 개재하여 반도체 칩(5)과 피착체(6)를 고착시킨다. 즉, 본 발명에 있어서는, 후술하는 후경화 공정이 행하여지지 않는 경우에 있어서도, 본 공정에 있어서 접착 필름(3)에 의한 고착이 가능하여, 제조 공정수의 감소 및 반도체 장치의 제조 기간의 단축에 기여할 수 있다.
계속해서, 상기 밀봉 공정에서 경화 부족의 밀봉 수지(8)를 완전하게 경화시킨다(후경화 공정). 밀봉 공정에 있어서 접착 필름(3)이 완전하게 열경화하지 않는 경우라도, 본 공정에 있어서 밀봉 수지(8)와 함께 접착 필름(3)의 완전한 열경화가 가능해진다. 본 공정에서의 가열 온도는, 밀봉 수지의 종류에 따라서 상이하지만, 예를 들어 165 내지 185℃의 범위 내이고, 가열 시간은 0.5 내지 8시간 정도이다.
또한, 본 발명의 다이싱 필름을 갖는 접착 필름은, 복수의 반도체 칩을 적층하여 3차원 실장을 하는 경우에도 적절하게 사용할 수 있다. 이 때, 반도체 칩간에 접착 필름과 스페이서를 적층시켜도 되고, 스페이서를 적층하지 않고, 접착 필름만을 반도체 칩간에 적층시켜도 되며, 제조 조건이나 용도 등에 따라서 적절하게 변경 가능하다.
<실시예>
이하에, 본 발명의 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은, 특별히 한정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 요지를 그것들로만 한정하는 취지의 것이 아니다.
(비교예 11-1)
하기 (a) 내지 (c)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 283중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 283중량부
(c) 아크릴 수지(나가세 켐텍스(주)제, 테이산 레진 SG-70L, 유리 전이 온도: -13℃) 100중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 12-1)
하기 (a) 내지 (c)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 200중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 200중량부
(c) 아크릴 수지(나가세 켐텍스(주)제, 테이산 레진 SG-P3, 유리 전이 온도: 12℃) 100중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 3-1)
하기 (a) 내지 (c)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 50중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 50중량부
(c) 아크릴 수지(네가미 고교(주)제, 파라클론 W-248, 유리 전이 온도: 7℃) 100중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 4-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 21중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 21중량부
(c) 아크릴 수지(네가미 고교(주)제, 파라클론 W-248, 유리 전이 온도: 7℃) 100중량부
(d) 가교제(닛본 폴리우레탄 고교(주)제, 콜로네이트 L) 15중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 5-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 12.5중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 12.5중량부
(c) 아크릴 수지 1(나가세 켐텍스(주)제, 테이산 레진 SG-P3, 유리 전이 온도: 12℃) 50중량부
(d) 아크릴 수지 2(나가세 켐텍스(주)제, 테이산 레진 SG-70L, 유리 전이 온도: -13℃) 50중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 1-1)
하기 (a) 내지 (c)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 1중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 1중량부
(c) 아크릴 수지(도아 고세이(주)제, 아론태크 S-2060, 유리 전이 온도: -22℃) 100중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 2-1)
하기 (a) 내지 (c)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 50중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 50중량부
(c) 아크릴 수지(네가미 고교(주)제, 파라클론 W-197C, 유리 전이 온도: 18℃) 1중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 3-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 283중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 283중량부
(c) 아크릴 수지(나가세 켐텍스(주)제, 테이산 레진 SG-70L, 유리 전이 온도: -13℃) 100중량부
(d) 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, SO-E2) 10중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 4-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 200중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 200중량부
(c) 아크릴 수지(도아 고세이(주)제, 아론태크 S-2060, 유리 전이 온도: -22℃) 100중량부
(d) 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, SO-E2) 50중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 5-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 4950중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 4950중량부
(c) 아크릴 수지(네가미 고교(주)제, 파라클론 W-248, 유리 전이 온도: 7℃) 100중량부
(d) 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, SO-E2) 25중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 6-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 2450중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 2450중량부
(c) 아크릴 수지(네가미 고교(주)제, 파라클론 W-248, 유리 전이 온도: 7℃) 100중량부
(d) 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, SO-E2) 25중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 7-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 12.5중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 12.5중량부
(c) 아크릴 수지(나가세 켐텍스(주)제, 테이산 레진 SG-P3, 유리 전이 온도: 12℃) 100중량부
(d) 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, SO-E2) 10중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 8-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 6중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 6중량부
(c) 아크릴 수지(네가미 고교(주)제, 파라클론 W-248, 유리 전이 온도: 7℃) 100중량부
(d) 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, SO-E2) 70중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 9-1)
하기 (a) 내지 (d)를 메틸에틸케톤에 용해시켜, 농도 23.6중량％의 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(닛본 가야꾸(주)제, EPPN501HY) 2.6중량부
(b) 페놀 수지(메이와 가세이(주)제, MEH7851) 2.6중량부
(c) 아크릴 수지(도아 고세이(주)제, 아론태크 S-2060, 유리 전이 온도: -22℃) 100중량부
(d) 구 형상 실리카(애드마텍스(주)제, SO-E2) 20중량부
이 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 3㎛의 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 11-2)
본 비교예 11-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 11-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 12-2)
본 비교예 12-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 12-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 3-2)
본 실시예 3-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 실시예 3-1과 마찬가지로 하여 본 실시예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 4-2)
본 실시예 4-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 실시예 4-1과 마찬가지로 하여 본 실시예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 5-2)
본 실시예 5-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 실시예 5-1과 마찬가지로 하여 본 실시예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 1-2)
본 비교예 1-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 1-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 2-2)
본 비교예 2-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 2-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 3-2)
본 비교예 3-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 3-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 4-2)
본 비교예 4-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 4-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 5-2)
본 비교예 5-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 5-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 6-2)
본 비교예 6-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 6-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 7-2)
본 비교예 7-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 7-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 8-2)
본 비교예 8-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 8-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 9-2)
본 비교예 9-2에 있어서는, 두께 5㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 9-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 11-3)
본 비교예 11-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 11-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 12-3)
본 비교예 12-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 12-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 3-3)
본 실시예 3-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 실시예 3-1과 마찬가지로 하여 본 실시예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 4-3)
본 실시예 4-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 실시예 4-1과 마찬가지로 하여 본 실시예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(실시예 5-3)
본 실시예 5-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 실시예 5-1과 마찬가지로 하여 본 실시예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 1-3)
본 비교예 1-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 1-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 2-3)
본 비교예 2-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 2-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 3-3)
본 비교예 3-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 3-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 4-3)
본 비교예 4-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 4-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 5-3)
본 비교예 5-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 5-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 6-3)
본 비교예 6-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 6-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 7-3)
본 비교예 7-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 7-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 8-3)
본 비교예 8-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 8-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 9-3)
본 비교예 9-3에 있어서는, 두께 10㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 9-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 1-4)
본 비교예 1-4에 있어서는, 두께 25㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 11-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 2-4)
본 비교예 2-4에 있어서는, 두께 25㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 12-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
(비교예 3-4)
본 비교예 3-4에 있어서는, 두께 25㎛로 변경한 것 이외는, 상기 비교예 3-1과 마찬가지로 하여 본 비교예에 관한 접착 필름을 제작하였다.
얻어진 실시예 및 비교예의 접착 필름을 사용하여, 하기에 나타내는 평가를 행하였다.
(열경화 후의 260℃에서의 인장 저장 탄성률의 측정)
얻어진 접착 필름에 대하여, 40℃의 조건하에서 두께 100㎛가 될 때까지 중첩한 후, 175℃, 5시간의 조건하에서 열경화시켰다. 그 후, 각각 폭 10mm의 직사각형의 측정 조각이 되도록 절단하였다. 이어서, 고정 점탄성 측정 장치(RSA-III, 레오메트릭 사이언티픽사제)를 사용하여 -30 내지 280℃에서의 인장 저장 탄성률을 주파수 10Hz, 승온 속도 5℃/분의 조건하에서 측정하였다. 그 때의 260℃에서의 측정값을 표 1 내지 표 7에 나타낸다.
(열경화 전의 유리 전이 온도의 측정)
얻어진 접착 필름에 대하여, 40℃의 조건하에서 두께 100㎛가 될 때까지 중첩한 후, 폭 10mm의 직사각형의 측정 조각이 되도록 절단하였다. 이어서, 고정 점탄성 측정 장치(RSA-III, 레오메트릭 사이언티픽사제)를 사용하여 -30 내지 280℃에서의 손실 정접(tanδ)을 주파수 10Hz, 승온 속도 5℃/분의 조건하에서 측정하였다. 그 때의 tanδ의 피크값에 의해 얻어진 유리 전이 온도를 표 1 내지 표 4에 나타낸다.
(경화 후의 휨량 측정)
얻어진 접착 필름에 대하여, 40℃의 조건하에서, 한변이 10mm인 사각형, 두께 50㎛의 반도체 칩에 부착하였다. 이어서, 접착 필름을 개재하여 반도체 칩을 솔더 레지스트를 갖는 수지 기판(유리 에폭시계 기판, 기판 두께 0.23mm)에 마운트하였다. 그 때의 조건은 120℃, 0.2MPa, 1초로 하였다. 이어서, 반도체 칩이 마운트된 상기 수지 기판을 건조기에서 175℃로 5시간 열처리하고, 접착 필름을 열경화시켰다. 계속해서, 상기 수지 기판이 하측으로 되도록 평판 상에 적재하고, 반도체 칩의 대각선 상의 요철을 측정하였다. 이에 의해, 평판 상으로부터 떠 있는 반도체 칩의 높이, 즉 휨량(㎛)을 측정하였다. 측정시에는 반도체 칩의 대각선 상에서의 양단부가 평형으로 되도록 보정하였다(0으로 하였음). 측정은 표면 조도계(Vecco사제, DEKTAK8)를 사용하여, 측정 속도 1.5mm/초, 가중 1g의 조건하에서 행하였다. 측정 결과, 휨량이 100㎛보다 큰 것을 ×, 100㎛ 이하를 ○로 판정하였다. 결과를 표 1 내지 표 7에 나타낸다.
(경화 전의 실리콘 기판과의 전단 접착력)
얻어진 접착 필름에 대하여, 40℃의 조건하에서, 한변이 5mm인 사각형, 두께 500㎛의 반도체 칩에 부착하였다. 이어서, 접착 필름을 갖는 반도체 칩을 120℃, 0.1MPa, 1초의 다이 본드 조건에서 실리콘 기판에 마운트하였다. 그 후, 175℃에서의 전단 접착력을 측정하였다. 결과를 표 1 내지 표 7에 나타낸다.
(접착 필름의 표면 거칠기 측정)
JIS B0601에 기초하여 표면 거칠기 측정을 Veeco사제의 비접촉 3차원 거칠기 측정 장치(NT3300)를 사용하여 행하였다. 측정 결과는 측정 데이터를 50배의 조건에서 메디안 필터(Median filter)에 걸러 처리함으로써 얻었다. 결과를 표 1 내지 표 7에 나타낸다.
(열경화 전의 120℃에서의 인장 저장 탄성률 측정)
얻어진 접착 필름에 대하여, 40℃의 조건하에서 두께 100㎛가 될 때까지 중첩한 후, 각각 폭 10mm의 직사각형의 측정 조각이 되도록 절단하였다. 이어서, 고정 점탄성 측정 장치(RSA-III, 레오메트릭 사이언티픽사제)를 사용하여 -30 내지 280℃에서의 인장 저장 탄성률을 주파수 10Hz, 승온 속도 5℃/분의 조건하에서 측정하였다. 그 때의 120℃에서의 인장 저장 탄성률의 값을 표 1 내지 표 7에 나타낸다.
(접착 필름의 다이싱 필름으로부터의 박리력 측정)
우선, 다이싱 필름(닛또 덴꼬(주)제, DU-300)에 자외선 조사 장치(닛또 세끼 가부시끼가이샤제, UM-810)를 사용하여 자외선 조사하였다. 이 때, 자외선 조사 적산 광량은 300mJ/cm2로 하였다.
이어서, 얻어진 접착 필름에, 자외선 조사한 상기 다이싱 필름을 40℃에서 접합하고, 그 후 20×20mm로 절단하였다. 이어서, 인장 시험기((주)시마즈 세이사꾸쇼제, 상품명; AGS-J)를 사용하여, 박리 각도 180°, 박리 속도 300mm/분으로 접착 필름을 다이싱 필름으로부터 떼었을 때의 힘을 판독하였다. 결과를 표 1 내지 표 7에 나타낸다.
(다이 본드시의 반도체 칩 파손 확인)
얻어진 접착 필름의 각각에 다이싱 필름을 접합하고, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름으로 하였다. 다이싱 필름은 닛또 덴꼬사제의 DU-300을 사용하였다. 이어서, 다이싱 필름을 갖는 접착 필름의 각각에 반도체 웨이퍼(두께 30㎛)를 접합하고, 다이싱 필름의 유지하에서 한변이 10mm인 사각형으로 다이싱하였다. 계속해서, 기재를 연신하여 반도체 칩을 접착 필름과 함께 박리하고, 이것을 120℃, 0.1MPa, 1초의 조건하에서 리드 프레임에 접착하였다. 이것을 각각 20칩 실시하고, 다이 본드시의 압력에 의해 파손이 발생한 칩 수를 카운트하였다. 카운트 결과, 파손 수가 0인 것을 ○, 파손 수가 1 이상인 것을 ×로 판정하였다. 결과를 표 1 내지 표 7에 나타낸다.
(땜납 리플로우성)
얻어진 접착 필름을 각각 40℃의 조건하에서 한변이 5mm인 사각형의 반도체 칩에 부착하고, 박리 라이너를 벗긴 후, 120℃, 0.1MPa, 1초의 조건하에서 리드 프레임에 마운트하고, 밀봉 수지(GE-100, 닛또 덴꼬사제)를 사용하여 밀봉하였다. 수지 밀봉 조건은 가열 온도 175℃, 가열 시간 3분으로 하였다. 그 후, 175℃에서 5시간의 후경화 공정을 행하였다. 이러한 시료를 접착 필름에 대하여 각각 9개 작성하였다. 이어서, 60℃, 80%RH의 분위기하에서 168시간 방치하였다. 그 후, 260℃ 이상의 온도를 10초 유지하도록 온도 설정한 IR 리플로우 노에 통과시켜, 초음파 현미경으로 반도체 칩과 리드 프레임의 계면에 박리가 발생하였는지의 여부를 관찰하였다. 관찰 결과, 박리가 발생한 개수가 0개이면 ○, 1개 이상이면 ×로서 평가하였다. 또한, 이 땜납 리플로우성 시험은, 리드 프레임에 마운트한 후에 파손이 확인되지 않은 반도체 칩을 사용하여 행하였다. 결과를 표 1 내지 표 7에 나타낸다.
(결과)
하기 표 1 내지 표 7의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예와 같이 열경화 후의 260℃에서의 인장 저장 탄성률이 2×105 내지 5×107Pa이고, 충전재가 함유되어 있지 않고, 두께가 1 내지 10㎛인 접착 필름이면, 본딩시의 압력에 의해 반도체 칩이 파손되지 않고, 열경화시에 반도체 칩이 휘는 일도 없었다. 또한, 땜납 리플로우성도 우수하였다.
Figure 112011021941812-pat00011
Figure 112010077099007-pat00002
Figure 112011021941812-pat00012
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Figure 112011021941812-pat00013
Figure 112010077099007-pat00006
Figure 112010077099007-pat00007
1: 기재
2: 점착제층
3, 3': 접착 필름(열경화형 접착 필름)
4: 반도체 웨이퍼
5: 반도체 칩
6: 피착체
7: 본딩 와이어
8: 밀봉 수지
10, 12: 다이싱 필름을 갖는 접착 필름
11: 다이싱 필름

Claims (12)

  1. 반도체 장치의 제조시에 사용하는 열경화형 접착 필름이며,
    상기 열경화형 접착 필름은 에폭시 수지, 페놀 수지 및 아크릴 수지를 함유하고, 상기 에폭시 수지와 상기 페놀 수지와 상기 아크릴 수지의 합계 중량을 A로 하고, 상기 아크릴 수지의 중량을 B로 하였을 때, B/(A+B)가 1/3 내지 0.95이며,
    열경화 후의 260℃에서의 인장 저장 탄성률이 2×105 내지 5×107Pa이고,
    충전재의 함유량이 열경화형 접착 필름 전체에 대하여 0.1중량％ 이하이며,
    두께가 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 열경화형 접착 필름.
  2. 제1항에 있어서, 열경화 전의 유리 전이 온도가 15 내지 50℃인 것을 특징으로 하는 열경화형 접착 필름.
  3. 제1항에 있어서, 아크릴 수지를 포함하고, 상기 아크릴 수지의 유리 전이 온도가 -15 내지 15℃인 것을 특징으로 하는 열경화형 접착 필름.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 열경화 후의 휨량이 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 열경화형 접착 필름.
  6. 제1항에 있어서, 열경화 전의 실리콘 기판에 대한 전단 접착력이 175℃의 조건하에서 0.04MPa 내지 2MPa인 것을 특징으로 하는 열경화형 접착 필름.
  7. 제1항에 있어서, 열경화 전의 표면 거칠기가 50nm 이하인 것을 특징으로 하는 열경화형 접착 필름.
  8. 제1항에 있어서, 열경화 전의 120℃에서의 인장 저장 탄성률이 1×104 내지 2.5×106Pa인 것을 특징으로 하는 열경화형 접착 필름.
  9. 제1항에 기재된 열경화형 접착 필름이 다이싱 필름 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 다이싱 필름을 갖는 접착 필름.
  10. 제9항에 있어서, 상기 열경화형 접착 필름의 상기 다이싱 필름으로부터의 박리력이 0.005 내지 0.2N/20mm인 것을 특징으로 하는 다이싱 필름을 갖는 접착 필름.
  11. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 열경화형 접착 필름을 사용한 반도체 장치의 제조 방법이며,
    반도체 칩을 열경화형 접착 필름을 개재하여 피착체에 다이 본드하는 다이 본드 공정에서의 다이 본드 온도가 80 내지 150℃, 다이 본드 압력이 0.05MPa 내지 5MPa, 다이 본드 시간이 0.1 내지 5초인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 기재된 다이싱 필름을 갖는 접착 필름을 사용한 반도체 장치의 제조 방법이며,
    반도체 칩을 열경화형 접착 필름을 개재하여 피착체에 다이 본드하는 다이 본드 공정에서의 다이 본드 온도가 80 내지 150℃, 다이 본드 압력이 0.05MPa 내지 5MPa, 다이 본드 시간이 0.1 내지 5초인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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