KR102455212B1 - Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method and adhesive - Google Patents

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Abstract

접속부를 갖는 제1 부재와 접속부를 갖는 제2 부재를, 열경화성의 접착제를 통해, 제1 부재의 접속부의 융점 및 제2 부재의 접속부의 융점보다 낮은 온도에서 압착함으로써, 제1 부재의 접속부와 제2 부재의 접속부가 대향 배치되어 있는 가압착체를 얻는 공정과, 가압착체를, 대향 배치된 한쌍의 압박 부재 사이에 끼움으로써, 제1 부재의 접속부 또는 제2 부재의 접속부 중 적어도 한쪽의 융점 이상의 온도로 가열하면서 가압함으로써, 압착체를 얻는 공정과, 압착체를, 가압 분위기 하에서 더욱 가열하는 공정을 구비하는 반도체 장치를 제조하는 방법이 개시된다. 제1 부재가 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼이고, 제2 부재가 배선 회로 기판, 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼이다.The first member having the connecting portion and the second member having the connecting portion are pressed through a thermosetting adhesive at a temperature lower than the melting point of the connecting portion of the first member and the melting point of the connecting portion of the second member, whereby the connecting portion of the first member and the second member having the connecting portion are pressed together. A temperature above the melting point of at least one of the connecting portion of the first member or the connecting portion of the second member by the step of obtaining a pressure bonding body in which the connecting portions of the two members are opposed to each other, and sandwiching the pressure bonding body between a pair of opposingly arranged pressing members A method of manufacturing a semiconductor device comprising a step of obtaining a crimped body by pressing while heating with a furnace, and a step of further heating the crimped body in a pressurized atmosphere is disclosed. The first member is a semiconductor chip or semiconductor wafer, and the second member is a wiring circuit board, semiconductor chip or semiconductor wafer.

Figure R1020207018459
Figure R1020207018459

Description

반도체 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 접착제Semiconductor device, semiconductor device manufacturing method and adhesive

본 발명은 반도체 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 접착제에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device, a method for manufacturing a semiconductor device, and an adhesive.

종래, 반도체 칩과 기판을 접속할 때에는, 금 와이어 등의 금속 세선을 이용하는 와이어 본딩 방식이 널리 적용되어 왔다.Conventionally, when connecting a semiconductor chip and a board|substrate, the wire bonding method using metal thin wires, such as a gold wire, has been widely applied.

최근, 반도체 장치에 대한 고기능, 고집적, 고속화 등의 요구에 대응하기 위해, 반도체 칩 또는 배선 회로 기판에 범프라고 불리는 도전성 돌기를 접속부로서 마련하고, 접속부끼리의 접속에 의해 반도체 칩과 배선 회로 기판 또는 다른 반도체 칩을 직접 접속하는 플립 칩 접속 방식(FC 접속 방식)이 널리 채용되고 있다. 예컨대, 반도체 칩과 배선 회로 기판 사이의 접속인 COB(Chip On Board)형의 접속 방식은, FC 접속 방식이다. FC 접속 방식은, 반도체 칩 상에 범프 또는 배선을 접속부로서 마련하여, 반도체 칩 사이에서 접속하는 COC(Chip On Chip)형 접속 방식에도 널리 이용되고 있다.In recent years, in order to respond to the demand for high functionality, high integration, high speed, etc. for semiconductor devices, conductive protrusions called bumps are provided as connection parts on semiconductor chips or wiring circuit boards, and the semiconductor chips and wiring circuit boards or A flip-chip connection method (FC connection method) in which other semiconductor chips are directly connected is widely adopted. For example, a COB (Chip On Board) type connection method that is a connection between a semiconductor chip and a wiring circuit board is an FC connection method. The FC connection method is also widely used in a COC (Chip On Chip) type connection method in which a bump or wiring is provided as a connection portion on a semiconductor chip to connect between semiconductor chips.

FC 접속 방식에 있어서는, 일반적으로, 접속부의 신뢰성의 관점에서, 땜납, 주석, 금, 은, 구리 등의 접속부를 금속 접합시키는 경우가 많다.In the FC connection method, in general, from the viewpoint of reliability of the connection portion, the connection portion of solder, tin, gold, silver, copper or the like is metal-bonded in many cases.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2008-294382호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2008-294382

FC 접속 방식의 반도체 장치의 조립에서는, 일반적으로 먼저, 다이싱한 반도체 웨이퍼로부터 반도체 칩을, 콜릿으로 픽업하여 압박 장치에 공급한다. 계속해서, 압박 장치로 반도체 칩을 배선 회로 기판 또는 다른 반도체 칩과 압착한다. 압착 시, 금속 결합이 형성되도록, 이들 중 한쪽 또는 양쪽의 접속부의 금속이 융점 이상에 달하도록 압박 장치의 온도를 상승시킨다. 그 후, 고온의 압박 장치를 냉각하고 나서, 재차 반도체 칩을 압박 장치에 공급한다. 콜릿으로 픽업되는 반도체 칩 상에 미리 반도체 접착제가 공급되어 있어도 좋고, 그 경우, 연속해서 반도체 장치를 제조하기 위해, 압박 장치를, 접속부의 금속이 용융하는 고온으로부터, 반도체접착제가 공급된 반도체 칩을 공급 가능한 저온까지 냉각할 필요가 있다.In the assembly of the semiconductor device of the FC connection method, in general, first, a semiconductor chip is picked up by a collet from a diced semiconductor wafer and supplied to a pressing device. Then, the semiconductor chip is pressed against the wiring circuit board or other semiconductor chip with a pressing device. During compression, the temperature of the pressing device is raised so that the metal of one or both of the junctions reaches a melting point or higher so that a metal bond is formed. After that, the high-temperature pressing device is cooled, and then the semiconductor chip is supplied to the pressing device again. A semiconductor adhesive may be supplied in advance on the semiconductor chip picked up by the collet, and in that case, in order to continuously manufacture a semiconductor device, a pressing device is applied from a high temperature at which the metal of the connection part melts the semiconductor chip supplied with the semiconductor adhesive. It needs to be cooled down to a low temperature that can be supplied.

그래서, 하나의 압박 장치로 반도체 칩을 배선 회로 기판 또는 다른 반도체 칩을 비교적 저온으로 가압착하고, 얻어진 가압착체를, 가압착과는 별도의 압박 장치를 이용하여 고온으로 가열하면서 가압하여, 반도체 칩이 배선 회로 기판 또는 다른 반도체 칩과 접착하며 동시에 전기적으로 접속된 접속체를 얻는 방법을 채용함으로써, 압박 장치의 승온과 냉각을 반복할 필요가 없어, 생산 효율이 향상되는 것이 기대된다.Therefore, a semiconductor chip is press-bonded to a wiring circuit board or another semiconductor chip at a relatively low temperature with a single pressing device, and the obtained press-bonded body is pressed while heating to a high temperature using a pressing device separate from the press-bonding device, so that the semiconductor chip is connected to the wiring. By adopting a method of obtaining a connecting body that is electrically connected while being adhered to a circuit board or other semiconductor chip, it is not necessary to repeat the temperature increase and cooling of the pressing device, and it is expected that the production efficiency is improved.

그러나, 이러한 방법에 의해도 또한, 생산 효율의 관점에서 반드시 충분하지 않다. 대량의 반도체 장치를 연속적으로 제조하는 경우, 다수의 압박 장치를 필요로 하기 때문에, 생산 효율의 향상에는 한계가 있었다.However, this method is also not necessarily sufficient in terms of production efficiency. In the case of continuously manufacturing a large number of semiconductor devices, since a large number of pressing devices are required, there is a limit to the improvement of production efficiency.

본 발명자들의 검토에 의하면, 제1 압박 장치를 이용하여 반도체 칩과 기판 또는 다른 반도체 칩을 비교적 저온으로 가압착하는 공정과, 제1 압박 장치와는 별도의 제2 압박 장치를 이용하여, 반도체 칩 또는 기판의 접속부의 금속의 융점 이상의 온도로 가열하면서 가압함으로써 압착체를 얻는 공정과, 압착체를 가열로 내에서 더욱 가열하는 공정을 포함하는 방법에 따라, 생산 효율의 추가적인 향상을 도모할 수 있다. 그런데, 이 방법에서 특히 고밀도, 박형화 및 소형화한 반도체 장치를 제조하는 경우에, 접속 불량이 발생하거나, 접착제 중에 보이드가 잔존하거나 할 가능성이 있는 것이, 본 발명자들의 추가적인 검토에 의해 명확해졌다. 보이드는, 신뢰성 저하의 원인이 될 수 있기 때문에, 보이드가 억제되는 것이 바람직하다.According to the studies of the present inventors, a process of press-bonding a semiconductor chip and a substrate or another semiconductor chip at a relatively low temperature using a first pressing device, and a second pressing device separate from the first pressing device, the semiconductor chip Alternatively, the production efficiency can be further improved by a method comprising a step of obtaining a compressed body by pressurizing while heating to a temperature equal to or higher than the melting point of the metal of the connecting portion of the substrate, and a step of further heating the compressed body in a heating furnace. . However, in the case of manufacturing a semiconductor device having a particularly high density, thickness, and miniaturization by this method, it has been clarified by further examination by the present inventors that poor connection may occur or voids may remain in the adhesive. Since voids can cause a decrease in reliability, it is preferable that voids be suppressed.

그래서 본 발명의 일측면의 목적은, 접속부를 갖는 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼를, 접속부를 갖는 다른 부재와, 접착제를 통해 접착하며 동시에 접속부끼리를 전기적으로 접속하는 것을 포함하는, 반도체 장치를 제조하는 방법에 관해서, 접착제 중의 보이드의 발생을 억제하고, 또한 적절한 전기적 접속을 확보하면서, 다수의 반도체 장치를 효율적으로 제조하는 것을 가능하게 하는 것에 있다.So, an object of one aspect of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: bonding a semiconductor chip or semiconductor wafer having a connecting portion to another member having a connecting portion through an adhesive and simultaneously electrically connecting the connecting portions to each other In this regard, it is possible to efficiently manufacture a large number of semiconductor devices while suppressing the occurrence of voids in the adhesive and ensuring an appropriate electrical connection.

본 발명의 일측면은, 접속부를 갖는 제1 부재와 접속부를 갖는 제2 부재를, 열경화성의 접착제를 통해, 상기 제1 부재의 접속부의 융점 및 상기 제2 부재의 접속부의 융점보다 낮은 온도에서 압착함으로써, 상기 제1 부재의 접속부와 상기 제2 부재의 접속부가 대향 배치되어 있는 가압착체를 얻는 공정과, 가압착체를, 대향 배치된 한쌍의 압박 부재 사이에 끼움으로써, 상기 제1 부재의 접속부 또는 상기 제2 부재의 접속부 중 적어도 한쪽의 융점 이상의 온도로 가열하면서 가압함으로써, 압착체를 얻는 공정과, 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 공정을 포함하는, 반도체 장치를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 제1 부재가 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼이며, 상기 제2 부재가 배선 회로 기판, 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼여도 좋다.In one aspect of the present invention, a first member having a connecting portion and a second member having a connecting portion are pressed through a thermosetting adhesive at a temperature lower than the melting point of the connecting portion of the first member and the melting point of the connecting portion of the second member. a step of obtaining a press-bonding body in which the connecting portion of the first member and the connecting portion of the second member are disposed to face each other; and the connecting portion of the first member or There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of obtaining a crimped body by pressing while heating to a temperature equal to or higher than the melting point of at least one of the connecting portions of the second member, and a step of heating the crimped body in a pressurized atmosphere. The first member may be a semiconductor chip or a semiconductor wafer, and the second member may be a wiring circuit board, a semiconductor chip, or a semiconductor wafer.

여기서, 본 명세서에 있어서, 제1 부재와 제2 부재를 열경화성의 접착제를 통해 압착함으로써 가압착체를 얻는 공정을 「제1 압착 공정」이라고 하는 경우가 있다. 가압착체를 제1 부재의 접속부 또는 제2 부재의 접속부 중 적어도 한쪽의 융점 이상의 온도로 가열하면서 가압함으로써 압착체를 얻는 공정을 「제2 압착 공정」이라고 하는 경우가 있다. 압착체를 가압 분위기 하에서 더욱 가열하는 공정을 「제3 압착 공정」이라고 하는 경우가 있다. 이들 3개의 압착 공정의 조합에 의해, 접착제 중의 보이드의 발생을 억제하고, 또한 적절한 전기적 접속을 확보하면서, 다수의 반도체 장치를 효율적으로 제조할 수 있다.Here, in this specification, the process of obtaining a pressure bonding body by crimping|bonding a 1st member and a 2nd member via a thermosetting adhesive agent may be called "a 1st crimping|compression-bonding process". The process of obtaining a pressure-bonding body by pressing while heating the pressure-bonding body to a temperature equal to or higher than the melting point of at least one of the connecting portion of the first member or the connecting portion of the second member is sometimes referred to as a "second crimping process". The process of further heating the crimping body in a pressurized atmosphere is sometimes referred to as a "third crimping process". By combining these three crimping steps, it is possible to efficiently manufacture a large number of semiconductor devices while suppressing the generation of voids in the adhesive and ensuring an appropriate electrical connection.

가압착체를 가열하면서 가압함으로써 압착체를 얻는 제2 압착 공정에 있어서, 열경화성의 접착제를 부분적으로 경화시키고, 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 제3 압착 공정에 있어서, 열경화성의 접착제를 더욱 경화시켜도 좋다. 이 경우, 제2 압착 공정에 있어서, 열경화성의 접착제를 경화 반응률이 30% 이하가 될 때까지 경화시켜도 좋다. 또한, 제3 압착 공정에 있어서, 열경화성의 접착제를 경화 반응률이 85% 이상이 될 때까지 더욱 경화시켜도 좋다.In the second crimping step of obtaining a crimped body by pressing while heating the pressurized body, the thermosetting adhesive is partially cured, and in the third crimping step of heating the crimped body in a pressurized atmosphere, the thermosetting adhesive may be further cured . In this case, in a 2nd crimping|compression-bonding process, you may harden a thermosetting adhesive agent until the hardening reaction rate becomes 30 % or less. In the third crimping step, the thermosetting adhesive may be further cured until the curing reaction rate is 85% or more.

압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 제3 압착 공정에 있어서, 복수의 압착체를 일괄하여 가열하여도 좋다. 제3 압착 공정에 있어서의 가열 온도가, 130℃ 이상 300℃ 이하여도 좋다.In the third crimping step of heating the crimping body in a pressurized atmosphere, the plurality of crimping bodies may be collectively heated. The heating temperature in the 3rd crimping|compression-bonding process may be 130 degreeC or more and 300 degrees C or less.

열경화성의 접착제는, 중량 평균 분자량 10000 미만의 열경화성 수지와, 열경화성 수지의 경화제와, 중량 평균 분자량 10000 이상의 고분자 성분을 함유하여도 좋다.The thermosetting adhesive may contain a thermosetting resin having a weight average molecular weight of less than 10000, a curing agent for the thermosetting resin, and a polymer component having a weight average molecular weight of 10000 or more.

본 발명의 다른 일측면은, 전술한 방법에 이용되는 열경화성의 접착제에 관한 것이다. 이 접착제의 최저 용융 점도는 3000 ㎩·s 이하여도 좋다. 또한, 열경화성의 접착제가 필름형이어도 좋다.Another aspect of the present invention relates to a thermosetting adhesive used in the above-described method. The minimum melt viscosity of this adhesive agent may be 3000 Pa.s or less. Further, the thermosetting adhesive may be in the form of a film.

본 발명의 또 다른 일측면은, 접속부를 갖는 제1 부재와, 접속부를 갖는 제2 부재와, 이들 사이에 개재되는 접착제층을 구비하고, 제1 부재의 접속부와 제2 부재의 접속부가 금속 접합에 의해 전기적으로 접속되어 있는 반도체 장치를 제공한다. 접착제층이 열경화성의 접착제의 경화물을 포함하고, 열경화성의 접착제의 최저 용융 점도가 3000 ㎩·s 이하여도 좋다. 제1 부재가 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼이며, 제2 부재가 배선 회로 기판, 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼인 반도체 장치이다.Another aspect of the present invention is provided with a first member having a connecting portion, a second member having a connecting portion, and an adhesive layer interposed therebetween, wherein the connecting portion of the first member and the connecting portion of the second member are metal-bonded. To provide a semiconductor device electrically connected by An adhesive bond layer contains the hardened|cured material of a thermosetting adhesive agent, and 3000 Pa.s or less may be sufficient as the minimum melt viscosity of a thermosetting adhesive agent. A semiconductor device in which the first member is a semiconductor chip or a semiconductor wafer and the second member is a wiring circuit board, a semiconductor chip, or a semiconductor wafer.

본 발명의 일측면은, 접속부를 갖는 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼를, 접속부를 갖는 다른 부재와, 접착제를 통해 접착하며 동시에 접속부끼리를 전기적으로 접속하는 것을 포함하는, 반도체 장치를 제조하는 방법에 관해서, 접착제 중의 보이드의 발생을 억제하고, 또한 적절한 전기적 접속을 확보하면서, 다수의 반도체 장치를 효율적으로 제조하는 것을 가능하게 한다.One aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: bonding a semiconductor chip or semiconductor wafer having a connecting portion to another member having a connecting portion through an adhesive and simultaneously electrically connecting the connecting portions to each other; It makes it possible to efficiently manufacture a large number of semiconductor devices while suppressing generation of voids in the adhesive and ensuring proper electrical connection.

도 1은 제1 부재와 제2 부재를 압착하여 가압착체를 얻는 공정의 일실시형태를 나타내는 공정도이다.
도 2는 가압착체를 가열 및 가압하여 압착체를 얻는 공정의 일실시형태를 나타내는 공정도이다.
도 3은 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 공정의 일실시형태를 나타내는 공정도이다.
도 4는 반도체 장치의 다른 일실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 5는 반도체 장치의 다른 일실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 6은 반도체 장치의 다른 일실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 7은 반도체 장치의 다른 일실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a process diagram which shows one Embodiment of the process of press-bonding a 1st member and a 2nd member to obtain a press-bonding body.
Fig. 2 is a process diagram showing an embodiment of a process of heating and pressurizing a press-bonding body to obtain a press-bonding body.
It is a process diagram which shows one Embodiment of the process of heating a crimping|compression-bonding body in a pressurized atmosphere.
4 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a semiconductor device.
5 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a semiconductor device.
6 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a semiconductor device.
7 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a semiconductor device.

이하, 본 발명의 몇 가지의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, some embodiment of this invention is described in detail. However, this invention is not limited to the following embodiment.

(반도체 장치의 제조 방법)(Method for manufacturing semiconductor device)

도 1, 도 2 및 도 3은 반도체 장치를 제조하는 방법의 일실시형태를 나타내는 공정도이다. 본 실시형태에 따른 방법은, 접속부를 갖는 제1 부재와 접속부를 갖는 제2 부재를, 열경화성의 접착제를 통해, 제1 부재의 접속부의 융점 및 제2 부재의 접속부의 융점보다 낮은 온도에서 압착함으로써, 제1 부재의 접속부와 제2 부재의 접속부가 대향 배치되어 있는 가압착체를 얻는 제1 압착 공정과, 가압착체를, 대향 배치된 한쌍의 압박 부재 사이에 끼움으로써, 제1 부재의 접속부 또는 제2 부재의 접속부 중 적어도 한쪽의 융점 이상의 온도로 가열하면서 가압함으로써, 압착체를 얻는 제2 압착 공정과, 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 제3 압착 공정을 포함한다.1, 2, and 3 are process diagrams illustrating an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device. In the method according to the present embodiment, a first member having a connecting portion and a second member having a connecting portion are pressed through a thermosetting adhesive at a temperature lower than the melting point of the connecting portion of the first member and the melting point of the connecting portion of the second member. , a first crimping step of obtaining a pressure-bonding body in which the connecting portion of the first member and the connecting portion of the second member are disposed to face each other; A second crimping step of obtaining a crimped body by pressing while heating to a temperature equal to or higher than the melting point of at least one of the connecting portions of the two members, and a third crimping step of heating the crimping body in a pressurized atmosphere.

도 1은 반도체 칩(1)(제1 부재)과 배선 회로 기판(2)(제2 부재)을 압착하여, 가압착체(4)를 얻는 제1 압착 공정을 나타낸다. 먼저, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 반도체 칩 본체(10) 및 접속부로서의 범프(30)를 갖는 반도체 칩(1)을, 기판 본체(20) 및 접속부로서의 배선(16)을 갖는 배선 회로 기판(2)에, 이들 사이에 열경화성의 접착제층(40)을 배치하면서 중합하여, 적층체(3)를 형성시킨다. 반도체 칩(1)은, 반도체 웨이퍼의 다이싱에 의해 형성된 후, 픽업되어 배선 회로 기판(2) 상까지 반송되어, 접속부로서의 범프(30)와 배선(16)이 대향 배치되도록, 위치 맞춤된다. 적층체(3)는, 대향 배치된 한쌍의 가압착용 압박 부재로서의 압착 헤드(41) 및 스테이지(42)를 갖는 압박 장치(43)의 스테이지(42) 상에서 형성된다. 범프(30)는, 반도체 칩 본체(10) 상에 마련된 배선(15) 상에 마련되어 있다. 배선 회로 기판(2)의 배선(16)은, 기판 본체(20) 상의 소정의 위치에 마련되어 있다. 범프(30) 및 배선(16)은, 각각, 금속 재료에 의해 형성된 표면을 갖는다.FIG. 1 shows a first crimping step of crimping a semiconductor chip 1 (a first member) and a wiring circuit board 2 (a second member) to obtain a press-bonded body 4 . First, as shown in Fig. 1(a), a semiconductor chip 1 having a semiconductor chip body 10 and bumps 30 as a connection portion, a wiring having a substrate body 20 and a wiring 16 as a connection portion On the circuit board 2, it superposes|polymerizes, arrange|positioning the thermosetting adhesive bond layer 40 between them, and the laminated body 3 is formed. After the semiconductor chip 1 is formed by dicing of a semiconductor wafer, it is picked up and conveyed up to the wiring circuit board 2, and positioned so that the bump 30 and the wiring 16 as a connection part are opposingly arranged. The laminate 3 is formed on a stage 42 of a pressing device 43 having a pressing head 41 and a stage 42 as a pair of pressing members for pressing and fitting oppositely arranged. The bump 30 is provided on the wiring 15 provided on the semiconductor chip main body 10 . The wiring 16 of the wiring circuit board 2 is provided at a predetermined position on the substrate main body 20 . The bump 30 and the wiring 16 each have a surface formed of a metal material.

열경화성의 접착제층(40)은, 미리 준비된 필름형의 접착제를 배선 회로 기판(2)에 첩부함으로써 형성된 층이어도 좋다. 필름형의 접착제는, 가열 프레스, 롤 라미네이트, 진공 라미네이트 등에 의해 첩부할 수 있다. 접착제층의 공급 면적 및 두께는, 반도체 칩(1) 또는 배선 회로 기판(2)의 사이즈, 접속부의 높이 등에 따라 적절하게 설정된다. 필름형의 접착제를 반도체 칩(1)에 첩부하여도 좋다. 필름형의 접착제를 반도체 웨이퍼에 첩부하고, 그 후, 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 반도체 웨이퍼를 개편화함으로써, 필름형의 접착제가 첩부된 반도체 칩(1)을 제작하여도 좋다.The thermosetting adhesive layer 40 may be a layer formed by affixing a previously prepared film adhesive to the wiring circuit board 2 . The film adhesive can be affixed by hot press, roll lamination, vacuum lamination, or the like. The supply area and thickness of the adhesive layer are appropriately set according to the size of the semiconductor chip 1 or the wiring circuit board 2, the height of the connection portion, and the like. A film adhesive may be affixed to the semiconductor chip 1 . You may produce the semiconductor chip 1 to which the film adhesive was affixed by affixing a film adhesive to a semiconductor wafer, and dicing a semiconductor wafer after that and separating a semiconductor wafer into pieces.

계속해서, 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 적층체(3)를, 가압착용 압박 부재로서의 스테이지(42)와 압착 헤드(41) 사이에 끼움으로써 가열 및 가압하고, 그에 의해 반도체 칩(1)을 배선 회로 기판(2)을 가압착하여, 가압착체(4)를 얻는다. 도 1의 실시형태의 경우, 압착 헤드(41)는, 반도체 칩(1)측에 배치되고, 스테이지(42)는, 배선 회로 기판(2)측에 배치되어 있다. 스테이지 및 압착 헤드를 갖는 가압착용 압박 장치로서는, 플립 칩 본더 등을 이용할 수 있다.Subsequently, as shown in Fig. 1(b), the laminate 3 is heated and pressurized by sandwiching the stage 42 as a press member for press-fitting and the press head 41, and thereby the semiconductor chip ( 1) The wiring circuit board 2 is press-bonded to obtain a press-bonded body 4 . 1 , the crimping head 41 is disposed on the semiconductor chip 1 side, and the stage 42 is disposed on the wiring circuit board 2 side. A flip chip bonder or the like can be used as a press-fitting press device having a stage and a press-fitting head.

스테이지(42) 및 압착 헤드(41) 중 적어도 한쪽이, 가압착을 위해 적층체(3)를 가열 및 가압할 때에, 반도체 칩(1)의 접속부로서의 범프(30)의 융점 및 배선 회로 기판(2)의 접속부로서의 배선(16)의 융점보다 낮은 온도로 가열된다. 본 명세서에 있어서, 「접속부의 융점」은, 접속부의 표면을 형성하고 있는 금속 재료의 융점을 의미한다.When at least one of the stage 42 and the crimping head 41 heats and presses the laminate 3 for press bonding, the melting point of the bump 30 as a connection portion of the semiconductor chip 1 and the wiring circuit board ( 2) is heated to a temperature lower than the melting point of the wiring 16 as the connecting portion. In this specification, the "melting point of a connection part" means the melting|fusing point of the metal material which forms the surface of a connection part.

가압착체를 얻는 공정에서는, 제1 부재로서의 반도체 칩 등을 픽업할 때에 열이 반도체 칩 등에 전사하지 않도록, 가압착용 압박 부재가 저온으로 설정된다. 가압착을 위해 적층체를 가열 및 가압하는 동안, 끌려들어간 보이드를 배제할 수 있을 정도로 접착제층의 유동성을 높이기 위해, 가압착용 압박 부재를 어느 정도 고온으로 가열하여도 좋다. 냉각 시간을 단축하기 위해, 반도체 칩 등을 픽업할 때의 압박 부재의 온도와, 가압착체를 얻기 위해 적층체를 가열 및 가압할 때의 압박 부재의 온도의 차는 작아도 좋다. 이 온도차는 100℃ 이하, 또는 60℃ 이하여도 좋다. 이 온도차는 일정하여도 좋다. 온도차가 100℃ 이하 또는 60℃ 이하이면, 가압착용 압박 부재의 냉각에 걸리는 시간을 짧게 할 수 있다.In the step of obtaining the pressure bonding body, the pressure bonding member is set to a low temperature so that heat is not transferred to the semiconductor chip or the like when the semiconductor chip or the like as the first member is picked up. During heating and pressurization of the laminate for press-bonding, the press-fitting pressing member may be heated to a certain high temperature in order to increase the fluidity of the adhesive layer to such an extent that drawn voids can be eliminated. In order to shorten cooling time, the difference between the temperature of the pressing member at the time of picking up a semiconductor chip etc. and the temperature of the pressing member at the time of heating and pressurizing a laminated body in order to obtain a pressure bonding body may be small. This temperature difference may be 100 degrees C or less or 60 degrees C or less. This temperature difference may be constant. When the temperature difference is 100° C. or less or 60° C. or less, the time required for cooling the press-wearing pressing member can be shortened.

가압착체를 얻기 위해 적층체를 가열 및 가압할 때의 가압착용 압박 부재의 온도는, 접착제층의 반응 개시 온도보다 낮은 온도여도 좋다. 반응 개시 온도란, DSC(퍼킨엘머사 제조, DSC-Pyirs1)를 이용하여, 접착제의 샘플량 10 ㎎, 승온 속도 10℃/분, 측정 분위기: 공기 또는 질소의 조건으로 측정하였을 때에 얻어지는 DSC 서모그램에 있어서의 On-set 온도를 말한다.The temperature of the pressing member for pressure bonding at the time of heating and pressurizing a laminated body in order to obtain a pressure bonding body may be a temperature lower than the reaction start temperature of an adhesive bond layer. The reaction initiation temperature is a DSC thermogram obtained when measured using DSC (manufactured by Perkin Elmer, DSC-Pyirs1) under conditions of a sample amount of adhesive 10 mg, a temperature increase rate of 10° C./min, and a measurement atmosphere: air or nitrogen. It refers to the on-set temperature in

이상의 관점에서, 가압착체를 얻기 위해 적층체를 가열 및 가압할 때의 스테이지(42) 및/또는 압착 헤드(41)의 온도는, 접착제가 배선 회로 기판 또는 반도체 웨이퍼 등에 밀착하고, 또한 접착제의 경화 반응이 진행하지 않는 온도로 설정할 수 있다. 이 관점에서, 가압착체를 얻기 위해 적층체를 가열 및 가압할 때의 스테이지(42) 및/또는 압착 헤드(41)의 온도는, 140℃ 이하, 110℃ 이하, 또는 80℃ 이하여도 좋고, 25℃ 이상이어도 좋다. 이와 같이 제1 압착 공정을 저온으로 행하였다고 해도, 이에 이어지는 제2 압착 공정 및 제3 압착 공정을 거침으로써, 보이드 억제 및 접속의 관점에서 충분한 반도체 장치를 얻을 수 있다.In view of the above, the temperature of the stage 42 and/or the crimping head 41 at the time of heating and pressurizing the laminate in order to obtain the press-bonding body is determined by the temperature of the adhesive being in close contact with the wiring circuit board or semiconductor wafer, etc., and the curing of the adhesive. It can be set to a temperature at which the reaction does not proceed. From this point of view, the temperature of the stage 42 and/or the compression head 41 when heating and pressurizing the laminate to obtain a press-bonded body may be 140° C. or less, 110° C. or less, or 80° C. or less, 25 °C or higher may be sufficient. Even if the first crimping step is performed at a low temperature in this way, a sufficient semiconductor device can be obtained in terms of void suppression and connection by passing through the subsequent second crimping step and the third crimping step.

가압착체(4)를 얻기 위해 적층체(3)를 가압하기 위한 압박 하중은, 범프수, 범프의 높이 불균일의 흡수 및 범프 변형량의 제어를 고려하여 적절하게 설정된다. 가압착체(4)에 있어서, 반도체 칩(1)의 접속부[범프(30)]와 배선 회로 기판(2)의 접속부[배선(16)]가 접촉하고 있어도 좋다. 이에 의해, 이후의 공정에 있어서 금속 결합이 형성되기 쉽고, 또한 접착제의 말려들어감이 적은 경향이 있다. 접속부끼리를 충분히 접촉시키는 관점에서, 가압착체(4)를 얻기 위해 적층체(3)를 가압하기 위한 압박 하중은, 예컨대 반도체 칩(1)의 범프(30)의 1개당, 0.009∼0.2 N이어도 좋다.The pressing load for pressing the laminate 3 in order to obtain the pressure bonding body 4 is appropriately set in consideration of the number of bumps, absorption of uneven height of bumps, and control of the amount of bump deformation. In the pressure bonding body 4 , the connection portion (bump 30 ) of the semiconductor chip 1 and the connection portion (wiring 16 ) of the wiring circuit board 2 may be in contact. Thereby, in a subsequent process, a metal bond is easy to form, and there exists a tendency for little entrapment of an adhesive agent. From the viewpoint of sufficiently bringing the connecting portions into contact, the pressing load for pressing the laminate 3 to obtain the pressure bonding body 4 may be, for example, 0.009 to 0.2 N per bump 30 of the semiconductor chip 1 . good night.

가압착체(4)를 얻기 위해 적층체(3)를 가압하는 시간은, 생산성 향상의 관점에서, 5초 이하, 3초 이하, 또는 1초 이하여도 좋고, 0.5초 이상이어도 좋다.The time for pressing the laminate 3 in order to obtain the press-bonding body 4 may be 5 seconds or less, 3 seconds or less, or 1 second or less, or 0.5 second or more from the viewpoint of productivity improvement.

도 2는 가압착체(4)를 가열하면서 가압함으로써, 압착체(6)를 얻는 제2 압착 공정을 나타낸다. 도 2의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 압박 장치(43)와는 별도로 준비된, 본압착용 압박 부재로서의 대향 배치된 스테이지(45) 및 압착 헤드(44)를 갖는 압박 장치(46)를 이용하여, 가압착체(4)를 가열 및 가압한다. 가압착체(4)를, 스테이지(45)와 압착 헤드(44)로 사이에 끼움으로써 가열 및 가압한다. 도 2의 실시형태의 경우, 압착 헤드(44)는, 가압착체(4)의 반도체 칩(1)측에 배치되고, 스테이지(45)는 가압착체(4)의 배선 회로 기판(2)측에 배치되어 있다.Fig. 2 shows the second crimping step of obtaining the crimp body 6 by pressing while heating the crimp body 4 . As shown in Figs. 2(a) and 2(b), a pressing device 46 provided separately from the pressing device 43 and having a stage 45 and a pressing head 44 disposed oppositely as a pressing member for main compression bonding. is used to heat and pressurize the pressure bonding body 4 . The press-bonding body 4 is heated and pressurized by sandwiching the stage 45 and the press-bonding head 44 with each other. In the case of the embodiment of FIG. 2 , the crimping head 44 is disposed on the semiconductor chip 1 side of the press-bonding body 4 , and the stage 45 is disposed on the wiring circuit board 2 side of the press-bonding body 4 . is placed.

스테이지(45) 또는 압착 헤드(44) 중 적어도 한쪽이, 가압착체(4)를 가열 및 가압할 때에, 반도체 칩(1)의 접속부로서의 범프(30)의 융점, 또는 배선 회로 기판(2)의 접속부로서의 배선(16)의 융점 중 적어도 어느 한쪽의 융점 이상의 온도로 가열된다.When at least one of the stage 45 or the crimping head 44 heats and presses the press-bonding body 4 , the melting point of the bump 30 as a connection part of the semiconductor chip 1 or the wiring circuit board 2 . It is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of at least one of the melting points of the wiring 16 as the connecting portion.

제2 압착 공정에 의해, 통상, 접속부 표면의 산화막이 제거되어도 좋다. 따라서, 스테이지(45) 및/또는 압착 헤드(44)의 온도(즉, 제2 압착 공정에 있어서의 가열 온도)는, 접속부 표면의 산화막이 효율적으로 제거되는 온도 이상으로 설정할 수 있다. 이러한 관점에서, 제2 압착 공정에 있어서의 가열 온도는, 220℃ 이상 330℃ 이하여도 좋다. 접속부의 금속 재료가 땜납을 포함하는 경우, 제2 압착 공정에 있어서의 가열 온도가 220℃ 이상이면, 접속부의 땜납이 용융하여, 충분한 금속 결합이 형성되기 쉽다. 온도가 330℃ 이하이면, 보이드가 발생하기 어렵고, 또한 땜납이 비산하기 어렵다. 제2 압착 공정의 가열 온도는, 접속부의 금속 재료가 융점 약 220℃의 Sn/Ag를 포함하는 경우도, 220℃ 이상이어도 좋다.The oxide film on the surface of the connection portion may be usually removed by the second crimping step. Accordingly, the temperature of the stage 45 and/or the crimping head 44 (that is, the heating temperature in the second crimping step) can be set to be equal to or higher than the temperature at which the oxide film on the surface of the connection part is efficiently removed. From such a viewpoint, the heating temperature in the second crimping step may be 220°C or higher and 330°C or lower. When the metal material of the connection part contains solder, if the heating temperature in the second crimping step is 220°C or higher, the solder of the connection part melts and a sufficient metal bond is easily formed. When the temperature is 330°C or less, voids are less likely to occur, and solder is less likely to scatter. The heating temperature of the 2nd crimping|compression-bonding process may be 220 degreeC or more, when the metal material of a connection part contains Sn/Ag of melting|fusing point about 220 degreeC.

제2 압착 공정에 있어서의 압박 하중은, 접속부 표면의 산화막 제거, 범프의 수, 범프의 높이 불균일의 흡수 및 범프 변형량의 제어 등을 고려하여 적절하게 설정된다. 압박 하중이 크면, 산화막이 제거되기 쉬운 경향이 있다. 압박 하중은, 예컨대 반도체 칩의 접속부(범프) 1개당, 0.009∼0.2 N이어도 좋다. 이 압박 하중이 0.009 N 이상이면, 접속부에 형성된 산화막이 제거되기 쉽고, 또한 접착제가 접속부에 트랩되기 어렵다. 또한, 압박 하중이 0.2 N 이하이면, 땜납 등을 포함하는 범프가 찌부러지거나, 비산하거나 한다고 하는 문제가 생기기 어렵다.The pressing load in the second crimping step is appropriately set in consideration of removal of the oxide film on the surface of the connection portion, the number of bumps, absorption of bump height unevenness, control of the amount of bump deformation, and the like. When the pressing load is large, the oxide film tends to be easily removed. The pressing load may be, for example, 0.009 to 0.2 N per connection portion (bump) of the semiconductor chip. When the pressing load is 0.009 N or more, the oxide film formed on the connecting portion is easily removed, and the adhesive is less likely to be trapped in the connecting portion. In addition, when the pressing load is 0.2 N or less, the problem that the bumps containing solder or the like is crushed or scattered is unlikely to occur.

접착제는, 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 제3 압착 공정에 있어서 어느 정도 유동성을 가질 정도로, 제2 압착 공정에 의해 부분적으로 경화되어도 좋다. 제3 압착 공정에서 접착제가 어느 정도 유동함으로써, 접착제층 중의 보이드의 잔존을 한층 더 억제할 수 있다. 또한, 제2 압착 공정에 있어서 접착제에 가해지는 열이력을 경화 반응률이 작게 그칠 정도로 함으로써, 접속부 주위의 필릿을 억제할 수도 있다. 이들 관점에서, 제2 압착 공정 후의 접착제의 경화 반응률은 50% 이하, 30% 이하, 27% 이하, 또는 25% 이하여도 좋다.The adhesive may be partially cured by the second crimping step to such an extent that it has fluidity to a certain extent in the third crimping step of heating the crimped body in a pressurized atmosphere. When an adhesive agent flows to some extent in a 3rd crimping|compression-bonding process, the residual|survival of the void in an adhesive bond layer can be suppressed further. In addition, by setting the heat history applied to the adhesive in the second crimping step to such an extent that the curing reaction rate is small, the fillet around the connecting portion can be suppressed. From these viewpoints, the curing reaction rate of the adhesive after the second crimping step may be 50% or less, 30% or less, 27% or less, or 25% or less.

제2 압착 공정 후의 접착제의 경화 반응률은, 시차 주사 열량 측정에 의해 측정되는, 경화 반응에 의한 발열량의 변화에 기초하여 결정된다. 제1 압착 공정 전의 접착제의 경화 반응에 의한 발열량[ΔH(J/g)]을 「ΔH0」로 하고, 제2 압착 공정 후의 경화 반응에 의한 발열량[ΔH(J/g)]을 「ΔH2」로 하여, 이하의 식으로 제2 압착 공정 후의 경화 반응률을 산출할 수 있다. 여기서는, 제1 압착 공정에 제공되는 접착제의 경화 반응률이 0%로 간주된다.The curing reaction rate of the adhesive after the second pressing step is determined based on the change in calorific value due to the curing reaction as measured by differential scanning calorimetry. The calorific value [ΔH (J/g)] by the curing reaction of the adhesive before the first crimping step is set to “ΔH0”, and the calorific value [ΔH (J/g)] by the curing reaction after the second crimping step is set to “ΔH2” Thus, the curing reaction rate after the second crimping step can be calculated by the following formula. Here, it is considered that the curing reaction rate of the adhesive provided in the first pressing step is 0%.

제2 압착 공정 후의 경화 반응률(%)=(ΔH0-ΔH2)/ΔH0×100Curing reaction rate (%) after the second crimping step = (ΔH0-ΔH2)/ΔH0×100

경화 반응에 의한 발열량을 측정하기 위한 시차 주사 열량 측정은, 승온 속도 20℃/분, 30∼300℃의 온도 범위에서 행할 수 있다. 실제의 압착 공정 대신에, 핫 플레이트, 오븐 등을 이용하여, 제1 압착 공정 및 제1 압착 공정과 동일한 조건으로 열이력을 가한 후의 접착제를 이용하여 경화 반응률을 측정함으로써, 제2 압착 공정 후의 경화 반응률을 추측할 수 있다.Differential scanning calorimetry for measuring the calorific value by curing reaction can be performed at a temperature increase rate of 20°C/min and a temperature range of 30 to 300°C. Instead of the actual crimping process, by measuring the curing reaction rate using a hot plate, an oven, etc., using an adhesive after applying a heat history under the same conditions as the first crimping process and the first crimping process, curing after the second crimping process The reaction rate can be inferred.

제2 압착 공정 후의 경화 반응률은, 주로, 가열 및 가압의 시간에 기초하여 조절할 수 있다. 예컨대, 제2 압착 공정에 있어서의 가열 및 가압의 시간이 3초 이하 또는 1초 이하이면, 예컨대 경화 반응률이 50% 이하, 30% 이하, 27% 이하, 또는 25% 이하가 될 때까지 접착제를 경화시킬 수 있다.The curing reaction rate after the second crimping step can be adjusted mainly based on the time of heating and pressurization. For example, if the heating and pressurization time in the second crimping step is 3 seconds or less or 1 second or less, the adhesive is applied until, for example, the curing reaction rate is 50% or less, 30% or less, 27% or less, or 25% or less. can be hardened.

가압착용 압박 부재 및 압착용 압박 부재는, 2개 이상의 각각의 장치에 각각 설치되어 있어도 좋고, 양방이 하나의 장치 내에 설치되어 있어도 좋다.The pressing member for pressure-fitting and the pressing member for pressure-bonding may be respectively provided in two or more respective apparatuses, or both may be provided in one apparatus.

계속해서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 압착체(6)를, 가열로(60) 내의 가압 분위기 하에서 가열하는 제3 압착 공정을 거쳐, 반도체 장치(100)가 얻어진다. 하나의 가열로(60) 내에서 복수의 압착체(6)를 일괄하여 가열할 수 있다. 압박 부재를 이용하여 복수의 압착체를 일괄하여 가압하면, 복수의 압착체를 균일하게 가열하기 어렵다. 이에 대하여, 가열로는, 다수의 압착체를 용이하게 균일하게 가열할 수 있고, 이에 의해 생산성이 향상된다. 가열로로서는, 리플로우로, 가압 오븐 등을 이용할 수 있다.Then, as shown in FIG. 3, the semiconductor device 100 is obtained through the 3rd crimping|compression-bonding process of heating the crimping body 6 in the pressurized atmosphere in the heating furnace 60. As shown in FIG. A plurality of compression bodies 6 may be collectively heated in one heating furnace 60 . When a plurality of crimping bodies are collectively pressed using a pressing member, it is difficult to uniformly heat the plurality of crimping bodies. In contrast, the heating furnace can easily and uniformly heat a large number of compacted bodies, thereby improving productivity. As a heating furnace, a reflow furnace, a pressurization oven, etc. can be used.

압착체를 가압 분위기 하에서 가열하면, 압착체를 압박 부재를 이용하여 가열 및 가압 경우와 비교하여, 필릿이 억제되는 경향이 있다. 필릿 억제는, 소형화 및 고밀도화한 반도체 장치의 제조에 있어서, 특히 중요하다. 여기서, 필릿 억제란, 필릿 폭을 작게 억제하는 것을 의미하고, 필릿 폭은, 반도체 장치의 외주부로 비어져 나온 접착제의 길이이다. 필릿 폭은, 예컨대 반도체 장치의 외관 화상을, 디지털 현미경(KEYENCE 제조, VHX-5000)에 의해 촬영하고, 얻어진 화상 상에서 계측할 수 있다. 반도체 칩의 주위 4변으로부터 비어져 나온 접착제층의 길이(필릿 폭)를 계측하고, 그 평균값이 필릿 값으로서 구해진다. 필릿 값은, 반도체 웨이퍼 또는 배선 회로 기판 등의 위에 많은 반도체 칩 등을 탑재하는 관점에서, 150 ㎛ 이하여도 좋다.When the crimped body is heated in a pressurized atmosphere, the fillet tends to be suppressed as compared with the case where the crimped body is heated and pressurized using a press member. Fillet suppression is especially important in manufacture of the miniaturized and high density semiconductor device. Here, fillet suppression means suppressing fillet width small, and fillet width is the length of the adhesive agent which protruded to the outer peripheral part of a semiconductor device. The fillet width can be measured, for example, on an image obtained by photographing an external image of a semiconductor device with a digital microscope (manufactured by KEYENCE, VHX-5000). The length (fillet width) of the adhesive bond layer protruding from the peripheral four sides of a semiconductor chip is measured, and the average value is calculated|required as a fillet value. The fillet value may be 150 µm or less from the viewpoint of mounting many semiconductor chips or the like on a semiconductor wafer or a wiring circuit board.

가열로(60) 내를 가압 분위기로 한 상태로, 압착체가 가열된다. 본 명세서에 있어서, 「가압 분위기」는, 대기압 이상의 기압을 갖는 기체 분위기를 의미한다. 가열로(60) 내의 기압은 0.1 ㎫ 이상 0.8 ㎫ 이하, 또는 0.2 ㎫ 이상 0.5 ㎫ 이하여도 좋다. 기압이 0.1 ㎫ 이상이면, 보이드가 특히 효과적으로 소실된다. 기압이 0.8 ㎫ 이하이면, 반도체 장치의 휘어짐이 커지는 등의 문제점이 생기기 어렵다.In a state in which the inside of the heating furnace 60 is made into a pressurized atmosphere, the compression body is heated. In this specification, a "pressurized atmosphere" means a gas atmosphere having an atmospheric pressure equal to or higher than atmospheric pressure. The atmospheric pressure in the heating furnace 60 may be 0.1 MPa or more and 0.8 MPa or less, or 0.2 MPa or more and 0.5 MPa or less may be sufficient as it. When the atmospheric pressure is 0.1 MPa or more, voids are particularly effectively eliminated. When atmospheric pressure is 0.8 MPa or less, it is hard to produce problems, such as the warpage of a semiconductor device becomes large.

제3 압착 공정에 있어서의 가열 온도[가열로(60) 내의 분위기 온도]는, 접착제가 용융하는 온도, 또는 접착제의 유리 전이 온도(Tg) 이상의 온도여도 좋고, 접착제의 경화가 진행하는 온도여도 좋다. 가열로(60) 내의 분위기 온도는, 예컨대 130℃ 이상 300℃ 이하, 또는 140℃ 이상 270℃ 이하여도 좋다. 이 온도가 130℃ 이상이면, 접착제가 어느 정도 유동성을 가지면서 적절하게 경화하기 쉽고, 가압에 의해 보이드가 특히 효과적으로 억제되는 경향이 있다. 온도가 300℃ 이하이면, 보이드가 특히 억제되어, 반도체 장치의 휘어짐이 생기기 어렵다. 후술하는 바와 같이 가열로(60) 내의 분위기를 승온하는 경우, 최고 도달 온도가 상기 범위 내여도 좋다.The heating temperature (atmospheric temperature in the heating furnace 60) in the third crimping step may be a temperature at which the adhesive melts or a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the adhesive, or a temperature at which curing of the adhesive proceeds. . The atmospheric temperature in the heating furnace 60 may be, for example, 130°C or more and 300°C or less, or 140°C or more and 270°C or less. When this temperature is 130 degreeC or more, it is easy to harden suitably while an adhesive agent has fluidity|liquidity to a certain extent, and there exists a tendency for a void to be suppressed especially effectively by pressurization. When the temperature is 300°C or less, voids are particularly suppressed and warpage of the semiconductor device is difficult to occur. When heating up the atmosphere in the heating furnace 60 as mentioned later, the highest attained temperature may exist in the said range.

제3 압착 공정에 있어서의 가열 및 가압의 시간은, 접착제의 경화가 충분히 진행할 정도로, 설정된다. 예컨대, 가열로(60) 내의 분위기 온도가 130℃ 이상 300℃ 이하인 시간이, 1분 이상 120분 이하, 또는 5분 이상 60분 이하여도 좋다.The time for heating and pressurization in the 3rd crimping|compression-bonding process is set to such an extent that hardening of an adhesive agent advances sufficiently. For example, the time for which the atmospheric temperature in the heating furnace 60 is 130 degreeC or more and 300 degrees C or less may be 1 minute or more and 120 minutes or less, or 5 minutes or more and 60 minutes or less may be sufficient as it.

제3 압착 공정 동안, 가열로(60) 내의 분위기를 승온하여도 좋다. 그 경우의 승온 속도는, 특별히 제한은 없지만, 5℃/분 이상 300℃/분 이하, 또는 10℃/분 이상 250℃/분 이하여도 좋다. 승온 속도가 5℃/분 이상이면, 생산성이 향상되고, 동시에 보이드가 특히 효과적으로 소실되는 경향이 있다. 승온 속도가 300℃/분 이하이면, 급승온에 의한 보이드 발생 등의 문제점이 생기기 어렵다.During the third crimping step, the temperature of the atmosphere in the heating furnace 60 may be raised. The rate of temperature increase in that case is not particularly limited, but may be 5°C/min or more and 300°C/min or less, or 10°C/min or more and 250°C/min or less. When the temperature increase rate is 5°C/min or more, productivity is improved, and at the same time, there is a tendency for voids to disappear particularly effectively. When the temperature increase rate is 300° C./min or less, problems such as generation of voids due to rapid temperature increase are unlikely to occur.

제3 압착 공정에 의해 접착제를 더욱 경화시켜, 반도체 칩(1)(제1 부재)과 배선 회로 기판(2)(제2 부재)이 경화한 접착제층(40)에 의해 강고하게 접착된 접속체[반도체 장치(100)]를 형성할 수 있다. 제3 압착 공정 후의 접착제의 경화 반응률은 80% 이상, 85% 이상, 또는 90% 이상이어도 좋다. 제3 압착 공정 후의 접착제의 경화 반응률이 80% 이상이면, 스프링 백 등에 기인하는 보이드의 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.A connection body in which the semiconductor chip 1 (first member) and the wiring circuit board 2 (second member) are firmly adhered by the cured adhesive layer 40 by further curing the adhesive by the third crimping step. [Semiconductor device 100] can be formed. The curing reaction rate of the adhesive after the third crimping step may be 80% or more, 85% or more, or 90% or more. When the curing reaction rate of the adhesive after the third crimping step is 80% or more, generation of voids due to springback or the like can be more effectively suppressed.

제3 압착 공정 후의 접착제의 경화 반응률도, 시차 주사 열량 측정에 의해 측정되는, 경화 반응에 의한 발열량의 변화에 기초하여 결정된다. 제1 압착 공정 전의 접착제의 경화 반응에 의한 발열량[ΔH(J/g)]을 「ΔH0」으로 하고, 제3 압착 공정 후의 경화 반응에 의한 발열량[ΔH(J/g)]을 「ΔH3」으로 하여, 이하의 식으로 제2 압착 공정 후의 경화 반응률을 산출할 수 있다.The curing reaction rate of the adhesive after the third pressing step is also determined based on the change in the amount of heat generated by the curing reaction, measured by differential scanning calorimetry. The calorific value [ΔH (J/g)] by the curing reaction of the adhesive before the first crimping step is set to “ΔH0”, and the calorific value [ΔH (J/g)] by the curing reaction after the third crimping step is set to “ΔH3” Thus, the curing reaction rate after the second crimping step can be calculated by the following formula.

제3 압착 공정 후의 경화 반응률(%)=(ΔH0-ΔH3)/ΔH0×100Curing reaction rate (%) after the third crimping step = (ΔH0-ΔH3)/ΔH0×100

시차 주사 열량 측정의 조건은, 제2 압착 공정 후의 경화 반응률의 결정 방법과 동일하다.The conditions for differential scanning calorimetry are the same as the method for determining the curing reaction rate after the second crimping step.

가열로(60) 내의 분위기는, 특별히 제한은 없지만, 공기, 질소, 또는 포름산 등이어도 좋다.Although there is no restriction|limiting in particular in the atmosphere in the heating furnace 60, Air, nitrogen, formic acid, etc. may be sufficient.

생산성 향상의 관점에서, 제1 부재 또는 제2 부재 중 적어도 한쪽으로서 반도체 웨이퍼를 이용하여도 좋다. 그 예로서는, 반도체 웨이퍼에 반도체 칩을 접속한 후에 개편화하는 COW(Chip On Wafer), 반도체 웨이퍼끼리를 압착한 후에 개편화하는 WOW(Wafer On Wafer)가 있다.You may use a semiconductor wafer as at least one of a 1st member and a 2nd member from a viewpoint of productivity improvement. Examples thereof include COW (Chip On Wafer) in which a semiconductor chip is connected to a semiconductor wafer and then into pieces, and a Wafer On Wafer (WOW) in which semiconductor wafers are pressed together and then into pieces.

(반도체 장치)(Semiconductor device)

도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은, 각각, 전술한 실시형태에 따른 방법에 따라 제조할 수 있는 반도체 장치의 다른 일실시형태를 나타내는 단면도이다.4, 5, 6, and 7 are cross-sectional views each showing another embodiment of a semiconductor device that can be manufactured according to the method according to the above-described embodiment.

도 4에 나타내는 반도체 장치(200)는, 반도체 칩 본체(10)를 갖는 반도체 칩(1)(제1 부재)과, 기판 본체(20)를 갖는 배선 회로 기판(2)(제2 부재)과, 이들 사이에 개재되는 접착제층(40)을 구비한다. 반도체 장치(200)의 경우, 반도체 칩은, 접속부로서, 반도체 칩의 배선 회로 기판(2)측의 면에 배치된 범프(32)를 갖는다. 배선 회로 기판(2)은, 접속부로서, 기판 본체(20)의 반도체 칩측의 면 상에 배치된 범프(33)를 갖는다. 반도체 칩(1)의 범프(32)와, 배선 회로 기판(2)의 범프(33)는, 금속 접합에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 반도체 칩(1) 및 배선 회로 기판(2)은, 범프(32, 33)에 의해 플립 칩 접속되어 있다. 범프(32, 33)는, 접착제층(40)에 의해 밀봉됨으로써, 외부 환경으로부터 차단되어 있다.The semiconductor device 200 shown in FIG. 4 includes a semiconductor chip 1 (a first member) having a semiconductor chip body 10 , a wiring circuit board 2 (a second member) having a substrate body 20 , and , and an adhesive layer 40 interposed therebetween. In the case of the semiconductor device 200 , the semiconductor chip has, as a connection portion, bumps 32 disposed on the surface of the semiconductor chip on the wiring circuit board 2 side. The wiring circuit board 2 has, as a connecting portion, bumps 33 disposed on the surface of the substrate body 20 on the semiconductor chip side. The bump 32 of the semiconductor chip 1 and the bump 33 of the wiring circuit board 2 are electrically connected by metal bonding. That is, the semiconductor chip 1 and the wiring circuit board 2 are flip-chip connected by bumps 32 and 33 . The bumps 32 and 33 are sealed from the external environment by sealing with the adhesive layer 40 .

도 5 및 도 6은 반도체 칩끼리가 접속된 접속체인 CoC형의 반도체 장치를 나타낸다. 도 5에 나타내는 반도체 장치(300)의 구성은, 2개의 반도체 칩이 제1 부재 및 제2 부재로서, 배선(15) 및 범프(30)를 통해 플립 칩 접속되어 있는 점을 제외하고, 반도체 장치(100)와 동일하다. 도 6에 나타내는 반도체 장치(400)의 구성은, 2개의 반도체 칩(1)이 범프(32)를 통해 플립 칩 접속되어 있는 점을 제외하고, 반도체 장치(200)와 동일하다.5 and 6 show a CoC type semiconductor device which is a connection body in which semiconductor chips are connected. The configuration of the semiconductor device 300 shown in FIG. 5 is a semiconductor device except that two semiconductor chips are flip-chip connected via wiring 15 and bump 30 as a first member and a second member. Same as (100). The configuration of the semiconductor device 400 shown in FIG. 6 is the same as that of the semiconductor device 200 except that the two semiconductor chips 1 are flip-chip connected via bumps 32 .

도 3∼도 6에 나타내는 반도체 장치(100, 200, 300 및 400)에 있어서, 배선(15), 범프(32) 등의 접속부는, 패드라고 불리는 금속막(예컨대, 금 도금)이어도 좋고, 포스트 전극(예컨대, 구리 필러)이어도 좋다. 예컨대, 도 2의 (b)에 있어서, 한쪽의 반도체 칩이 접속부로서 구리 필러 및 접속 범프(땜납: 주석-은)를 가지고, 다른쪽의 반도체 칩이 접속부로서 금 도금을 가지고 있어도 좋다. 이 경우, 접속부가, 접속부의 표면을 형성하고 있는 금속 재료 중 가장 융점이 낮은 땜납의 융점 이상의 온도에 달하면 좋다.In the semiconductor devices 100, 200, 300, and 400 shown in Figs. 3 to 6, the connecting portions of the wiring 15 and the bump 32 and the like may be a metal film (eg, gold plating) called a pad, or a post. An electrode (eg, a copper filler) may be sufficient. For example, in FIG.2(b), one semiconductor chip may have a copper pillar and a connection bump (solder: tin-silver) as a connection part, and the other semiconductor chip may have gold plating as a connection part. In this case, the connecting portion may reach a temperature equal to or higher than the melting point of the solder having the lowest melting point among the metal materials forming the surface of the connecting portion.

반도체 칩 본체(10)로서는, 특별히 제한은 없고, 실리콘, 게르마늄 등의 동일 종류의 원소로 구성되는 원소 반도체, 갈륨비소, 인듐인 등의 화합물 반도체 등의 각종 반도체를 이용할 수 있다.There is no restriction|limiting in particular as the semiconductor chip main body 10, Various semiconductors, such as an elemental semiconductor comprised of the same type of elements, such as silicon and germanium, and compound semiconductors, such as gallium arsenide and indium phosphorus, can be used.

배선 회로 기판(2)으로서는, 특별히 제한은 없고, 유리 에폭시, 폴리이미드, 폴리에스테르, 세라믹, 에폭시, 비스말레이미드트리아진 등을 주된 성분으로 하는 절연 기판을 기판 본체로서 가지고, 그 표면에 형성된 금속층의 불필요한 부위를 에칭 제거하여 배선(배선 패턴)이 형성된 회로 기판, 상기 절연 기판의 표면에 금속 도금 등에 의해 배선(배선 패턴)이 형성된 회로 기판, 상기 절연 기판의 표면에 도전성 물질을 인쇄하여 배선(배선 패턴)이 형성된 회로 기판 등을 이용할 수 있다.There is no restriction|limiting in particular as the wiring circuit board 2, It has an insulating board which has glass epoxy, polyimide, polyester, ceramic, epoxy, bismaleimide triazine, etc. as a main component as a board|substrate body, A metal layer formed on the surface. A circuit board on which wiring (wiring pattern) is formed by etching unnecessary portions of A circuit board or the like on which a wiring pattern) is formed can be used.

배선(15 및 16), 범프(30), 범프(32 및 33) 등의 접속부의 재질로서는, 주성분으로서, 금, 은, 구리, 땜납(주성분은, 예컨대 주석-은, 주석-납, 주석-비스무트, 주석-구리, 주석-은-구리), 주석, 니켈 등이 이용된다. 접속부는 단일의 성분만으로 구성되어 있어도 좋고, 복수의 성분으로 구성되어 있어도 좋다. 접속부는, 이들 금속이 적층된 구조를 가지고 있어도 좋다. 금속 재료 중, 구리, 땜납이 비교적 저렴하다. 접속 신뢰성의 향상 및 휘어짐 억제의 관점에서, 접속부가 땜납을 포함하고 있어도 좋다.As a material of the connecting portion such as the wirings 15 and 16, the bump 30, the bumps 32 and 33, gold, silver, copper, solder (the main component is, for example, tin-silver, tin-lead, tin- Bismuth, tin-copper, tin-silver-copper), tin, nickel and the like are used. The connection part may be comprised only by a single component, and may be comprised by several components. The connection part may have a structure in which these metals were laminated|stacked. Among metal materials, copper and solder are relatively inexpensive. The connection part may contain solder from a viewpoint of the improvement of connection reliability and curvature suppression.

패드의 재질로서는, 주성분으로서, 금, 은, 구리, 땜납(주성분은, 예컨대 주석-은, 주석-납, 주석-비스무트, 주석-구리, 주석-은-구리), 주석, 니켈 등이 이용된다. 패드는 단일의 성분만으로 구성되어 있어도 좋고, 복수의 성분으로 구성되어 있어도 좋다. 패드는, 이들 금속이 적층된 구조를 가지고 있어도 좋다. 접속 신뢰성의 관점에서, 패드가 금 또는 땜납을 포함하고 있어도 좋다.As the material of the pad, gold, silver, copper, solder (the main component is, for example, tin-silver, tin-lead, tin-bismuth, tin-copper, tin-silver-copper), tin, nickel or the like is used as the main component. . The pad may be composed of only a single component, or may be composed of a plurality of components. The pad may have a structure in which these metals are laminated. From the viewpoint of connection reliability, the pad may contain gold or solder.

배선(15, 16)(배선 패턴)의 표면에는, 금, 은, 구리, 땜납(주성분은, 예컨대 주석-은, 주석-납, 주석-비스무트, 주석-구리), 주석, 니켈 등을 주성분으로 하는 금속층이 형성되어 있어도 좋다. 이 금속층은 단일의 성분만으로 구성되어 있어도 좋고, 복수의 성분으로 구성되어 있어도 좋다. 금속층이 복수의 금속층이 적층된 구조를 가지고 있어도 좋다. 금속층이, 비교적 저렴한 구리 또는 땜납을 포함하고 있어도 좋다. 접속 신뢰성의 향상 및 휘어짐 억제의 관점에서, 금속층이, 땜납을 포함하고 있어도 좋다.The surface of the wirings 15 and 16 (wiring pattern) contains gold, silver, copper, solder (the main component is, for example, tin-silver, tin-lead, tin-bismuth, tin-copper), tin, nickel, etc. as main components. A metal layer may be formed. This metal layer may be comprised from only a single component, and may be comprised from several components. The metal layer may have a structure in which a plurality of metal layers were laminated. The metal layer may contain relatively inexpensive copper or solder. The metal layer may contain solder from a viewpoint of the improvement of connection reliability and curvature suppression.

반도체 장치(100, 200, 300, 400)와 같은 반도체 장치(패키지)를 적층하여, 금, 은, 구리, 땜납(주성분은, 예컨대 주석-은, 주석-납, 주석-비스무트, 주석-구리, 주석-은-구리), 주석, 니켈 등으로 전기적으로 접속하여도 좋다. 접속하기 위한 금속은, 비교적 저렴한 구리 또는 땜납이어도 좋다. 예컨대, TSV 기술에서 볼 수 있는 것 같은, 접착제층을 반도체 칩 사이에 개재하여, 플립 칩 접속 또는 적층하고, 반도체 칩을 관통하는 구멍을 형성하여, 패턴면의 전극과 연결하여도 좋다.By stacking semiconductor devices (packages) such as semiconductor devices 100, 200, 300, 400, gold, silver, copper, solder (the main component is, for example, tin-silver, tin-lead, tin-bismuth, tin-copper, It may be electrically connected with tin-silver-copper), tin, nickel, etc. The metal for connection may be relatively inexpensive copper or solder. For example, an adhesive layer as seen in the TSV technology may be interposed between semiconductor chips for flip-chip connection or lamination, and a hole penetrating the semiconductor chip may be formed to connect with the electrode on the pattern surface.

도 7은 반도체 장치의 다른 일실시형태를 나타내는 단면도이다. 도 7에 나타내는 반도체 장치(500)는, 복수의 반도체 칩이 적층된 TSV 구조를 갖는다. 도 7에 나타내는 반도체 장치(500)에서는, 배선 회로 기판으로서의 인터포저 본체(50) 상에 형성된 배선(15)이 반도체 칩(1)의 범프(30)와 접속됨으로써, 반도체 칩(1)과 인터포저(5)가 플립 칩 접속되어 있다. 반도체 칩(1)과 인터포저(5) 사이에는 접착제층(40)이 개재되어 있다. 반도체 칩(1)에 있어서의 인터포저(5)와 반대측의 표면 상에, 배선(15), 범프(30) 및 접착제층(40)을 통해 반도체 칩(1)이 반복해서 적층되어 있다. 반도체 칩(1)의 표리에 있어서의 패턴면의 배선(15)은, 반도체 칩 본체(10)의 내부를 관통하는 구멍 내에 충전된 관통 전극(34)에 의해 서로 접속되어 있다. 관통 전극(34)의 재질로서는, 구리, 알루미늄 등을 이용할 수 있다.7 is a cross-sectional view showing another embodiment of a semiconductor device. The semiconductor device 500 shown in FIG. 7 has a TSV structure in which a plurality of semiconductor chips are stacked. In the semiconductor device 500 shown in FIG. 7 , the wiring 15 formed on the interposer main body 50 as a wiring circuit board is connected to the bump 30 of the semiconductor chip 1 , thereby interfacing with the semiconductor chip 1 . The poser 5 is flip-chip connected. An adhesive layer 40 is interposed between the semiconductor chip 1 and the interposer 5 . On the surface of the semiconductor chip 1 on the opposite side to the interposer 5 , the semiconductor chip 1 is repeatedly laminated via the wiring 15 , the bump 30 , and the adhesive layer 40 . The wirings 15 on the patterned surface on the front and back of the semiconductor chip 1 are connected to each other by the through electrodes 34 filled in the holes penetrating the inside of the semiconductor chip body 10 . As a material of the through electrode 34, copper, aluminum, or the like can be used.

도 7에 예시되는 것 같은 TSV(Through-Silicon Via) 구조의 반도체 장치에 의하면, 통상은 사용되지 않는 반도체 칩의 이면으로부터도 신호를 취득할 수 있다. 또한, 반도체 칩(1) 내에 관통 전극(34)을 수직으로 통과시키기 때문에, 대향하는 반도체 칩(1) 사이와, 반도체 칩(1) 및 인터포저(5) 사이의 거리를 짧게 하여, 유연한 접속이 가능하다.According to the semiconductor device of the TSV (Through-Silicon Via) structure as illustrated in FIG. 7, a signal can be acquired also from the back surface of a semiconductor chip which is not normally used. In addition, since the through electrode 34 is vertically passed through the semiconductor chip 1, the distance between the opposing semiconductor chips 1 and between the semiconductor chip 1 and the interposer 5 is shortened for flexible connection. This is possible.

도 7의 반도체 장치(500)의 경우, 복수의 반도체 칩(1)을 하나씩 겹쳐 쌓아 순차 가압착하고, 그 후, 제2 압착 공정에 의해 압착체를 얻고, 마지막으로 일괄로 복수의 반도체 칩을 가압 분위기 하에서 가열하여도 좋다.In the case of the semiconductor device 500 of FIG. 7 , a plurality of semiconductor chips 1 are stacked one by one and press-bonded sequentially, after that, a press-bonding body is obtained by a second crimping process, and finally, the plurality of semiconductor chips are pressed together. You may heat in atmosphere.

다층의 반도체 칩을 갖는 반도체 장치의 다른 예로서, 칩 스태크형 패키지, POP(㎩ckage On ㎩ckage)도 있고, 이것도 TSV와 동일한 방법에 따라 제조할 수 있다.As another example of a semiconductor device having a multi-layered semiconductor chip, there is a chip stack type package and a POP (Package On Paper), which can also be manufactured according to the same method as the TSV.

이들은 반도체 장치의 추가적인 소형화 및 박형화에 따른 실장 면적의 삭감, 고기능화, 노이즈 저감, 전력 절약화에도 유효하다.These are also effective in reducing the mounting area, increasing the functionality, reducing noise, and saving power due to further miniaturization and thinning of the semiconductor device.

(접착제)(glue)

이하, 전술한 반도체 장치의 제조 방법에서 이용할 수 있는 접착제(열경화성의 접착제)에 대해서 설명한다.Hereinafter, the adhesive agent (thermosetting adhesive agent) which can be used in the manufacturing method of the above-mentioned semiconductor device is demonstrated.

일실시형태에 따른 접착제는, 열경화성 수지 및 그 경화제를 함유한다. 접착제는, 중량 평균 분자량 10000 이상의 고분자 성분을 더 함유하여도 좋다.The adhesive according to one embodiment contains a thermosetting resin and a curing agent thereof. The adhesive may further contain a polymer component having a weight average molecular weight of 10000 or more.

<열경화성 수지><Thermosetting resin>

열경화성 수지의 중량 평균 분자량은, 10000 미만이어도 좋다. 중량 평균 분자량 10000 미만의 열경화성 수지가 경화제와 반응함으로써, 접착제의 경화성이 향상된다. 또한, 보이드의 억제 및 내열성의 관점에서도 유리하다.The weight average molecular weight of the thermosetting resin may be less than 10000. When a thermosetting resin with a weight average molecular weight of less than 10000 reacts with a hardening|curing agent, sclerosis|hardenability of an adhesive agent improves. Moreover, it is advantageous also from a viewpoint of suppression of a void and heat resistance.

열경화성 수지로서는, 예컨대 에폭시 수지 및 아크릴 수지를 들 수 있다.As a thermosetting resin, an epoxy resin and an acrylic resin are mentioned, for example.

에폭시 수지는, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 것이면 특별히 제한은 없다. 에폭시 수지로서는, 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 나프탈렌형, 페놀노볼락형, 크레졸노볼락형, 페놀아랄킬형, 비페닐형, 트리페닐메탄형, 디시클로펜타디엔형, 각종 다작용성 에폭시 수지 등을 이용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합체로서 이용할 수 있다.The epoxy resin is not particularly limited as long as it has two or more epoxy groups in the molecule. Examples of the epoxy resin include bisphenol A type, bisphenol F type, naphthalene type, phenol novolak type, cresol novolak type, phenol aralkyl type, biphenyl type, triphenylmethane type, dicyclopentadiene type, various polyfunctional epoxy resins, etc. is available. These can be used individually or as a mixture of 2 or more types.

아크릴 수지는, 분자 내에 1개 이상의 (메타)아크릴기를 갖는 것이면 특별히 제한은 없다. 아크릴 수지로서, 예컨대 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 나프탈렌형, 페놀노볼락형, 크레졸노볼락형, 페놀아랄킬형, 비페닐형, 트리페닐메탄형, 디시클로펜타디엔형, 플루오렌형, 아다만탄형, 각종 다작용성 아크릴 수지 등을 이용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합체로서 이용할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 「(메타)아크릴기」는 아크릴기 또는 메타크릴기 중 어느 하나를 의미하는 용어로서 이용된다.There will be no restriction|limiting in particular as long as an acrylic resin has 1 or more (meth)acryl group in a molecule|numerator. As the acrylic resin, for example, bisphenol A type, bisphenol F type, naphthalene type, phenol novolak type, cresol novolak type, phenol aralkyl type, biphenyl type, triphenylmethane type, dicyclopentadiene type, fluorene type, a Dantan type, various multifunctional acrylic resins, etc. can be used. These can be used individually or as a mixture of 2 or more types. In this specification, "(meth)acryl group" is used as a term meaning either an acryl group or a methacryl group.

아크릴 수지는, 실온(25℃)에서 고형이어도 좋다. 액형에 비해서 고형 쪽이, 보이드가 발생하기 어렵고, 또한 경화 전의 B 스테이지의 접착제의 점성(태크)이 작아, 취급이 우수한 경향이 있다.The acrylic resin may be solid at room temperature (25°C). Compared with the liquid type, voids are less likely to occur in the solid type, and the viscosity (tack) of the B-stage adhesive before curing is small, and handling tends to be excellent.

아크릴 수지가 갖는 (메타)아크릴기의 수는, 1분자당 3 이하여도 좋다. (메타)아크릴기의 수가 3 이하이면, 미반응기의 잔존이 적어질 때까지 단시간에 경화가 충분히 진행하기 쉬운 경향이 있다.The number of (meth)acrylic groups which an acrylic resin has may be 3 or less per molecule. When the number of (meth)acryl groups is 3 or less, there exists a tendency for hardening to fully advance easily in a short time until residual|survival of an unreacted group decreases.

접착제에 있어서의 열경화성 수지의 함유량은, 접착제의 전체 질량(용제 이외의 성분의 질량) 100 질량부에 대하여, 예컨대 10∼50 질량부이다. 열경화성 수지의 함유량이 10 질량부 이상이면, 경화 후의 접착제의 유동을 용이하게 제어할 수 있는 경향이 있다. 열경화성 수지의 함유량이 50 질량부 이하이면, 반도체 장치의 휘어짐이 억제되는 경향이 있다.Content of the thermosetting resin in an adhesive agent is 10-50 mass parts with respect to 100 mass parts of total mass (mass of components other than a solvent) of an adhesive agent. When content of a thermosetting resin is 10 mass parts or more, there exists a tendency which can control easily the flow of the adhesive agent after hardening. When content of a thermosetting resin is 50 mass parts or less, there exists a tendency for the curvature of a semiconductor device to be suppressed.

<경화제><curing agent>

경화제는, 열경화성 수지와 반응하는 화합물, 열경화성 수지의 경화 반응의 촉매로서 기능하는 화합물, 또는 이들의 조합일 수 있다. 경화제의 예로서는, 페놀 수지계 경화제, 산무수물계 경화제, 아민계 경화제, 이미다졸계 경화제, 포스핀계 경화제, 아조 화합물 및 유기 과산화물을 들 수 있다. 이들 중에서도, 이미다졸계 경화제를 이용하여도 좋다.The curing agent may be a compound that reacts with the thermosetting resin, a compound that functions as a catalyst for curing reaction of the thermosetting resin, or a combination thereof. Examples of the curing agent include a phenol resin curing agent, an acid anhydride curing agent, an amine curing agent, an imidazole curing agent, a phosphine curing agent, an azo compound, and an organic peroxide. Among these, you may use an imidazole type hardening|curing agent.

페놀 수지계 경화제는, 분자 내에 2개 이상의 페놀성 수산기를 갖는 것이면 특별히 제한은 없고, 그 예로서는, 페놀노볼락, 크레졸노볼락, 페놀아랄킬 수지, 크레졸나프톨포름알데히드 중축합물, 트리페닐메탄형 다작용성 페놀 및 각종 다작용성 페놀 수지를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 이용할 수 있다.The phenol resin curing agent is not particularly limited as long as it has two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, and examples thereof include phenol novolac, cresol novolac, phenol aralkyl resin, cresol naphthol formaldehyde polycondensate, triphenylmethane type polyfunctional phenol and various polyfunctional phenolic resins. These can be used individually or as a mixture of 2 or more types.

열경화성 수지에 대한 페놀 수지계 경화제의 당량비(페놀성 수산기/에폭시기, 몰비)는, 양호한 경화성, 접착성 및 보존 안정성의 관점에서, 0.3∼1.5, 0.4∼1.0, 또는 0.5∼1.0이어도 좋다. 당량비가 0.3 이상이면, 경화성이 향상되고, 접착력이 향상되는 경향이 있고, 1.5 이하이면, 미반응의 페놀성 수산기가 과잉으로 잔존하는 일이 없이, 흡수율이 낮게 억제되고, 절연 신뢰성이 향상되는 경향이 있다.The equivalent ratio (phenolic hydroxyl group/epoxy group, molar ratio) of the phenol resin curing agent to the thermosetting resin may be 0.3 to 1.5, 0.4 to 1.0, or 0.5 to 1.0 from the viewpoint of good curability, adhesiveness and storage stability. When the equivalence ratio is 0.3 or more, the curability is improved and the adhesive strength tends to be improved, and when it is 1.5 or less, the water absorption is suppressed low, and the insulation reliability tends to be improved without excessively remaining unreacted phenolic hydroxyl groups. There is this.

산무수물계 경화제로서는, 예컨대 메틸시클로헥산테트라카르복실산 2무수물, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복실산 2무수물 및 에틸렌글리콜비스안히드로트리멜리테이트를 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 이용할 수 있다.Examples of the acid anhydride curing agent include methylcyclohexanetetracarboxylic dianhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and ethylene glycol bisanhydrotrimellitate. These can be used individually or as a mixture of 2 or more types.

열경화성 수지에 대한 산무수물계 경화제의 당량비(산무수물기/에폭시기, 몰비)는, 양호한 경화성, 접착성 및 보존 안정성의 관점에서, 0.3∼1.5, 0.4∼1.0, 또는 0.5∼1.0이어도 좋다. 당량비가 0.3 이상이면, 경화성이 향상되고, 접착력이 향상되는 경향이 있으며, 1.5 이하이면, 미반응의 산무수물이 과잉으로 잔존하는 일이 없이, 흡수율이 낮게 억제되고, 절연 신뢰성이 향상되는 경향이 있다.The equivalent ratio (acid anhydride group/epoxy group, molar ratio) of the acid anhydride curing agent to the thermosetting resin may be 0.3 to 1.5, 0.4 to 1.0, or 0.5 to 1.0 from the viewpoint of good curability, adhesiveness and storage stability. When the equivalence ratio is 0.3 or more, the curability is improved and the adhesive strength tends to be improved, and when it is 1.5 or less, the water absorption is suppressed low, and the insulation reliability tends to be improved without excessively remaining unreacted acid anhydride. have.

아민계 경화제로서는, 예컨대 디시안디아미드를 이용할 수 있다.As the amine curing agent, for example, dicyandiamide can be used.

열경화성 수지에 대한 아민계 경화제의 당량비(아민/에폭시기, 몰비)는, 양호한 경화성, 접착성 및 보존 안정성의 관점에서 0.3∼1.5, 0.4∼1.0, 또는 0.5∼1.0이어도 좋다. 당량비가 0.3 이상이면, 경화성이 향상되고, 접착력이 향상되는 경향이 있으며, 1.5 이하이면, 미반응의 아민이 과잉으로 잔존하는 일이 없이, 절연 신뢰성이 향상되는 경향이 있다.The equivalent ratio (amine/epoxy group, molar ratio) of the amine-based curing agent to the thermosetting resin may be 0.3 to 1.5, 0.4 to 1.0, or 0.5 to 1.0 from the viewpoint of good curability, adhesiveness and storage stability. When the equivalence ratio is 0.3 or more, curability improves and adhesive force tends to improve, and when it is 1.5 or less, unreacted amine does not remain excessively and insulation reliability tends to improve.

이미다졸계 경화제로서는, 예컨대 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가체, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가체, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸 및 에폭시 수지와 이미다졸류의 부가체를 들 수 있다. 우수한 경화성, 보존 안정성 및 접속 신뢰성의 관점에서, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가체, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가체, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸 및 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸로부터 이미다졸계 경화제를 선택하여도 좋다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다. 이들을 포함하는 마이크로 캡슐을 잠재성 경화제로서 이용할 수도 있다.Examples of the imidazole-based curing agent include 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, and 1-cya. Noethyl-2-undecylimidazole, 1-cyano-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenyl Midazolium trimellitate, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'- Undecylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-ethyl-4'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl- s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazineisocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazoleisocyanuric acid adducts, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and adducts of epoxy resins and imidazoles are mentioned. . 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyano-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole from the viewpoint of excellent curability, storage stability and connection reliability Zoltrimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-tri Azine, 2,4-diamino-6-[2'-ethyl-4'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2' -Methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazineisocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazolisocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethyl An imidazole-based curing agent may be selected from midazole and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole. These can be used individually or in combination of 2 or more types. Microcapsules containing these can also be used as a latent hardener.

이미다졸계 경화제의 함유량은, 열경화성 수지 100 질량부에 대하여, 0.1∼20 질량부, 또는 0.1∼10 질량부여도 좋다. 이미다졸계 경화제의 함유량이 0.1 질량부 이상이면, 경화성이 향상되는 경향이 있고, 20 질량부 이하이면, 금속 접합이 형성되기 전에 접착제가 경화하는 일이 없이, 접속 불량이 발생하기 어려운 경향이 있다.0.1-20 mass parts or 0.1-10 mass parts may be sufficient as content of an imidazole type hardening|curing agent with respect to 100 mass parts of thermosetting resins. When the content of the imidazole-based curing agent is 0.1 parts by mass or more, the curability tends to be improved, and when it is 20 parts by mass or less, the adhesive does not harden before the metal bonding is formed, and there is a tendency that poor connection tends to occur. .

포스핀계 경화제로서는, 예컨대 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라페닐포스포늄테트라(4-메틸페닐)보레이트 및 테트라페닐포스포늄(4-플루오로페닐)보레이트를 들 수 있다.Examples of the phosphine-based curing agent include triphenylphosphine, tetraphenylphosphoniumtetraphenylborate, tetraphenylphosphoniumtetra(4-methylphenyl)borate, and tetraphenylphosphonium(4-fluorophenyl)borate.

포스핀계 경화제의 함유량은, 열경화성 수지 100 질량부에 대하여, 0.1∼10 질량부, 또는 0.1∼5 질량부여도 좋다. 포스핀계 경화제의 함유량이 0.1 질량부 이상이면, 경화성이 향상되는 경향이 있고, 10 질량부 이하이면, 금속 접합이 형성되기 전에 접착제가 경화하는 일이 없이, 접속 불량이 발생하기 어려운 경향이 있다.0.1-10 mass parts or 0.1-5 mass parts may be sufficient as content of a phosphine-type hardening|curing agent with respect to 100 mass parts of thermosetting resins. If the content of the phosphine-based curing agent is 0.1 parts by mass or more, curability tends to be improved, and if it is 10 parts by mass or less, the adhesive does not harden before the metal bonding is formed, and there is a tendency that poor connection tends to occur.

페놀 수지계 경화제, 산무수물계 경화제 및 아민계 경화제는, 각각 1종을 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 이용할 수 있다. 이미다졸계 경화제 및 포스핀계 경화제는 각각 단독으로 이용하여도 좋지만, 페놀 수지계 경화제, 산무수물계 경화제 또는 아민계 경화제와 함께 이용하여도 좋다.Each of the phenol resin curing agent, the acid anhydride curing agent and the amine curing agent may be used alone or as a mixture of two or more thereof. The imidazole-based curing agent and the phosphine-based curing agent may be used alone, or may be used together with a phenol resin-based curing agent, an acid anhydride-based curing agent, or an amine-based curing agent.

유기 과산화물로서는, 예컨대 케톤퍼옥사이드, 퍼옥시케탈, 하이드로퍼옥사이드, 디알킬퍼옥사이드, 디아실퍼옥사이드, 퍼옥시디카보네이트, 퍼옥시에스테르 등을 들 수 있다. 보존 안정성의 관점에서, 하이드로퍼옥사이드, 디알킬퍼옥사이드, 또는 퍼옥시에스테르를 선택하여도 좋다. 또한, 내열성의 관점에서, 하이드로퍼옥사이드, 또는 디알킬퍼옥사이드를 선택하여도 좋다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합체로서 이용할 수 있다.Examples of the organic peroxide include ketone peroxide, peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, diacyl peroxide, peroxydicarbonate, and peroxyester. From the viewpoint of storage stability, hydroperoxide, dialkyl peroxide, or peroxyester may be selected. In addition, from the viewpoint of heat resistance, hydroperoxide or dialkyl peroxide may be selected. These can be used individually or as a mixture of 2 or more types.

유기 과산화물의 함유량은, 아크릴 수지에 대하여 0.5∼10 질량%, 또는 1∼5 질량%여도 좋다. 유기 과산화물의 함유량이 0.5 질량% 이상이면, 충분히 경화가 진행하기 쉬운 경향이 있다. 유기 과산화물의 함유량이 10 질량% 이하이면, 경화 후의 분자쇄가 짧아지거나, 미반응기가 잔존하거나 하는 것에 따른 신뢰성의 저하를 억제할 수 있는 경향이 있다.0.5-10 mass % or 1-5 mass % may be sufficient as content of an organic peroxide with respect to an acrylic resin. When content of an organic peroxide is 0.5 mass % or more, there exists a tendency for hardening to fully advance easily. When content of an organic peroxide is 10 mass % or less, there exists a tendency which can suppress the fall of reliability by the molecular chain after hardening becoming short or unreacted group remaining.

에폭시 수지 또는 아크릴 수지와 조합되는 경화제는, 경화가 진행되면 특별히 제한은 없다. 에폭시 수지와 조합되는 경화제는, 취급성, 보존 안정성, 경화성의 관점에서, 페놀 수지계 경화제와 이미다졸계 경화제의 조합, 산무수물계 경화제와 이미다졸계 경화제의 조합, 아민계 경화제와 이미다졸계 경화제의 조합, 또는 이미다졸계 경화제 단독이어도 좋다. 단시간에 접속하면 생산성이 향상되기 때문에, 속경화성이 우수한 이미다졸계 경화제를 단독으로 이용하여도 좋다. 단시간에 경화하면 저분자 성분 등의 휘발분을 억제할 수 있기 때문에, 보이드 발생 억제도 가능하다. 또한, 아크릴 수지와 조합되는 경화제는, 취급성, 보존 안정성의 관점에서, 유기 과산화물이어도 좋다.The curing agent to be combined with the epoxy resin or the acrylic resin is not particularly limited as long as curing proceeds. The curing agent combined with the epoxy resin is a combination of a phenol resin curing agent and an imidazole curing agent, a combination of an acid anhydride curing agent and an imidazole curing agent, an amine curing agent and an imidazole curing agent from the viewpoint of handling properties, storage stability, and curability. A combination of these, or an imidazole-based curing agent alone may be used. Since productivity improves when connected in a short time, you may use the imidazole type hardening|curing agent excellent in quick-setting property independently. Since volatile matter, such as a low molecular component, can be suppressed by hardening in a short time, void generation|occurrence|production suppression is also possible. In addition, an organic peroxide may be sufficient as the hardening|curing agent combined with an acrylic resin from a viewpoint of handleability and storage stability.

<중량 평균 분자량 10000 이상의 고분자 성분><Polymer component with a weight average molecular weight of 10000 or more>

중량 평균 분자량 10000 이상의 고분자 성분은, 열경화성 수지, 열가소성 수지 또는 이들의 조합일 수 있다. 고분자 성분의 예로서는, 에폭시 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카르보디이미드 수지, 시아네이트에스테르 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 우레탄 수지, 아크릴 고무 등을 들 수 있다. 내열성 및 필름 형성성이 우수한 에폭시 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 아크릴 고무, 시아네이트에스테르 수지, 또는 폴리카르보디이미드 수지를 선택하여도 좋다. 내열성, 필름 형성성이 우수한 에폭시 수지, 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 또는 아크릴 고무를 선택하여도 좋다. 이들 고분자 성분은 단독 또는 2종 이상의 혼합체 또는 공중합체로서 이용할 수도 있다. 중량 평균 분자량 10000 이상의 고분자 성분은, 경화제와 반응하는 열경화성 수지여도 좋다.The polymer component having a weight average molecular weight of 10000 or more may be a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or a combination thereof. Examples of the polymer component include epoxy resins, phenoxy resins, polyimide resins, polyamide resins, polycarbodiimide resins, cyanate ester resins, acrylic resins, polyester resins, polyethylene resins, polyethersulfone resins, polyetherimide resins , polyvinyl acetal resin, urethane resin, acrylic rubber, and the like. An epoxy resin, a phenoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, an acrylic rubber, a cyanate ester resin, or a polycarbodiimide resin, which is excellent in heat resistance and film formability, may be selected. An epoxy resin, a phenoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, or an acrylic rubber excellent in heat resistance and film formation may be selected. These polymer components can also be used individually or as a mixture or copolymer of 2 or more types. The polymer component having a weight average molecular weight of 10000 or more may be a thermosetting resin reacting with a curing agent.

고분자 성분과 전술한 열경화성 수지로서의 에폭시 수지의 질량비는, 특별히 제한되지 않는다. 접착제가 필름형의 형태를 유지하기 위해, 고분자 성분에 대한 에폭시 수지의 질량비는, 0.01∼5, 0.05∼4, 또는 0.1∼3이어도 좋다. 이 질량비가 0.01 이상이면, 경화성이 향상되고, 접착력이 더욱 향상되는 경향이 있다. 이 질량비가 5 이하이면, 양호한 필름 형성성이 얻어지기 쉽다.The mass ratio in particular of a polymer component and the epoxy resin as a thermosetting resin mentioned above is not restrict|limited. In order for the adhesive to maintain the film-like shape, the mass ratio of the epoxy resin to the polymer component may be 0.01 to 5, 0.05 to 4, or 0.1 to 3. When this mass ratio is 0.01 or more, sclerosis|hardenability improves and there exists a tendency for adhesive force to further improve. When this mass ratio is 5 or less, favorable film formability will be easy to be obtained.

고분자 성분과 전술한 열경화성 수지로서의 아크릴 수지의 질량비는, 특별히 제한되지 않는다. 고분자 성분에 대한 아크릴 수지의 질량비는, 0.01∼10, 0.05∼5, 또는 0.1∼5여도 좋다. 이 질량비가 0.01 이상이면, 경화성이 향상되고, 접착력이 더욱 향상되는 경향이 있다. 이 질량비가 10 이하이면, 양호한 필름 형성성이 얻어지기 쉽다.The mass ratio in particular of a polymer component and the acrylic resin as a thermosetting resin mentioned above is not restrict|limited. 0.01-10, 0.05-5, or 0.1-5 may be sufficient as mass ratio of the acrylic resin with respect to a polymer component. When this mass ratio is 0.01 or more, sclerosis|hardenability improves and there exists a tendency for adhesive force to further improve. When this mass ratio is 10 or less, favorable film formability will be easy to be obtained.

고분자 성분의 유리 전이 온도(Tg)는, 접착제의 배선 회로 기판 또는 반도체 칩에의 첩부성이 우수한 관점에서, 50℃ 이상 200℃ 이하여도 좋다. 고분자 성분의 Tg가 50℃ 이상이면, 접착제의 태크(점성)력이 적절하게 약해지는 경향이 있다. 고분자 성분의 Tg가 200℃ 이하이면, 반도체 칩의 범프, 배선 회로 기판에 형성된 전극 및 배선 패턴 등의 요철을 접착제가 매립하기 쉬워, 보이드 억제의 효과가 상대적으로 커지는 경향이 있다. 여기서의 Tg는, DSC(가부시키가이샤 퍼킨엘머사 제조, DSC-7형)를 이용하여, 샘플량 10 ㎎, 승온 속도 10℃/분, 공기 분위기 하의 조건에서 측정된다.The glass transition temperature (Tg) of the polymer component may be 50°C or higher and 200°C or lower from the viewpoint of excellent adhesion of the adhesive to a wiring circuit board or a semiconductor chip. When the Tg of the polymer component is 50° C. or higher, the tack (viscosity) force of the adhesive tends to be moderately weakened. When the Tg of the polymer component is 200° C. or less, the adhesive tends to fill irregularities such as bumps of semiconductor chips, electrodes and wiring patterns formed on a wiring circuit board with an adhesive, and the effect of suppressing voids tends to be relatively large. Here, Tg is measured using DSC (manufactured by Perkin Elmer, Ltd., DSC-7 type) under conditions under a sample amount of 10 mg, a temperature increase rate of 10°C/min, and an air atmosphere.

고분자 성분의 중량 평균 분자량은, 10000 이상이다. 단독으로 양호한 필름 형성성을 나타내기 위해, 고분자 성분의 중량 평균 분자량은 30000 이상, 40000 이상, 또는 50000 이상이어도 좋고, 500000 이하여도 좋다. 본 명세서에 있어서, 중량 평균 분자량이란, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)로 측정되는, 표준 폴리스티렌 환산의 값을 의미한다.The weight average molecular weight of the polymer component is 10000 or more. In order to independently show favorable film formation, the weight average molecular weight of a polymer component may be 30000 or more, 40000 or more, or 50000 or more, and 500000 or less may be sufficient as it. In this specification, a weight average molecular weight means the value of standard polystyrene conversion measured by gel permeation chromatography (GPC).

접착제는, 플럭스 활성(산화물 및 불순물을 제거하는 활성)을 나타내는 화합물인 플럭스 활성제를 함유할 수 있다. 플럭스 활성제로서는, 이미다졸류 및 아민류와 같이 비공유 전자쌍을 갖는 함질소 화합물, 카르복실산류, 페놀류 및 알코올류를 들 수 있다. 알코올 등에 비해서 유기산 쪽이 플럭스 활성을 강하게 발현하여, 접속성이 향상된다.The adhesive may contain a flux activator, which is a compound that exhibits flux activity (activity to remove oxides and impurities). Examples of the flux activator include nitrogen-containing compounds having a lone pair of electrons such as imidazoles and amines, carboxylic acids, phenols, and alcohols. Compared with alcohol or the like, the organic acid strongly expresses the flux activity, and the connectivity is improved.

플럭스 활성제로서 이용될 수 있는 유기산은, 에폭시 수지 등과 반응함으로써 접착제 중에 산이 잔존하기 어렵기 때문에, 카르복실산이어도 좋다. 카르복실산은, 내열성의 관점에서, 고형이어도 좋다. 카르복실산의 융점은, 안정성 및 취급성의 관점에서, 70℃ 이상 150℃ 이하여도 좋다.The organic acid that can be used as the flux activator may be a carboxylic acid because the acid hardly remains in the adhesive by reacting with an epoxy resin or the like. The carboxylic acid may be solid from the viewpoint of heat resistance. The melting point of the carboxylic acid may be 70°C or more and 150°C or less from the viewpoint of stability and handleability.

점도 및 경화물의 물성을 제어하기 위해, 그리고 반도체 칩끼리 또는 반도체 칩과 배선 회로 기판을 접속하였을 때의 보이드의 발생 및 흡습율의 억제를 위해, 접착제가 필러를 함유하여도 좋다. 필러는 절연성 무기 필러여도 좋고, 그 예로서는, 유리, 실리카, 알루미나, 산화티탄, 카본 블랙, 운모, 질화붕소 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 실리카, 알루미나, 산화티탄 및 질화붕소, 또는, 실리카, 알루미나 및 질화붕소에서 선택되는 필러를 이용하여도 좋다. 필러는 위스커여도 좋으며, 그 예로서는, 붕산알루미늄, 티탄산알루미늄, 산화아연, 규산칼슘, 황산마그네슘, 질화붕소를 들 수 있다. 필러는 수지 필러이여도 좋고, 그 예로서는, 폴리우레탄, 폴리이미드, 메타크릴산메틸 수지, 메타크릴산메틸-부타디엔-스티렌 공중합 수지(MBS)를 들 수 있다. 이들 필러는 단독 또는 2종 이상의 조합으로 이용할 수도 있다. 필러의 형상, 입자경 및 함유량에 대해서는, 특별히 제한되지 않는다.The adhesive may contain a filler in order to control the viscosity and physical properties of the cured product, and to suppress the occurrence of voids and moisture absorption when semiconductor chips or semiconductor chips and a wiring circuit board are connected. The filler may be an insulating inorganic filler, and examples thereof include glass, silica, alumina, titanium oxide, carbon black, mica, boron nitride, and the like. Among these, a filler selected from silica, alumina, titanium oxide and boron nitride, or silica, alumina, and boron nitride may be used. The filler may be a whisker, and examples thereof include aluminum borate, aluminum titanate, zinc oxide, calcium silicate, magnesium sulfate, and boron nitride. The filler may be a resin filler, and examples thereof include polyurethane, polyimide, methyl methacrylate resin, and methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer resin (MBS). These fillers can also be used individually or in combination of 2 or more types. The shape, particle size, and content of the filler are not particularly limited.

수지 필러는 무기 필러에 비해서, 260℃ 등의 고온에서 유연성을 부여할 수 있기 때문에, 내리플로우성 향상에 적합하다. 수지 필러는, 필름 형성성 향상의 관점에서도 유리하다.Since a resin filler can provide flexibility at high temperatures, such as 260 degreeC, compared with an inorganic filler, it is suitable for a reflow resistance improvement. A resin filler is advantageous also from a viewpoint of film formation improvement.

절연 신뢰성의 관점에서, 필러는 절연성이어도 좋다. 접착제는, 은 필러, 땜납 필러 등 도전성의 금속 필러를 실질적으로 함유하지 않아도 좋다.From the viewpoint of insulation reliability, the filler may be insulating. The adhesive does not need to substantially contain conductive metal fillers such as silver fillers and solder fillers.

분산성 및 접착력 향상의 관점에서, 필러는, 표면 처리되어 있어도 좋다. 필러는, 예컨대 글리시딜계(에폭시계), 아민계, 페닐계, 페닐아미노계 또한, (메타)아크릴계, 비닐계의 표면 처리제에 의해 표면 처리된다. 분산성, 유동성, 접착력의 관점에서, 글리시딜계, 페닐아미노계, 또는 (메타)아크릴계의 표면 처리제에 의해 필러가 표면 처리되어 있어도 좋다. 보존 안정성의 관점에서, 표면 처리제는 페닐계, 아크릴계, 또는 (메타)아크릴계여도 좋다. 표면 처리의 용이성으로부터, 표면 처리제는 에폭시실란계, 아미노실란계, 아크릴실란계 등의 실란 화합물이어도 좋다.From the viewpoint of improving dispersibility and adhesive strength, the filler may be surface-treated. The filler is surface-treated with, for example, a glycidyl (epoxy), amine, phenyl, phenylamino, (meth)acrylic, or vinyl surface treatment agent. From the viewpoint of dispersibility, fluidity, and adhesive force, the filler may be surface-treated with a glycidyl-based, phenylamino-based, or (meth)acrylic-based surface treatment agent. From a viewpoint of storage stability, a phenyl type, an acryl type, or (meth)acrylic type may be sufficient as a surface treating agent. From the viewpoint of the ease of surface treatment, the surface treatment agent may be a silane compound such as an epoxysilane-based, aminosilane-based or acrylsilane-based agent.

필러의 평균 입자경은, 플립 칩 접속 시의 말려들어감 방지의 관점에서, 1.5 ㎛ 이하여도 좋고, 시인성 및 투명성의 관점에서, 1.0 ㎛ 이하여도 좋다.The average particle diameter of a filler may be 1.5 micrometers or less from a viewpoint of the entrainment prevention at the time of flip-chip connection, and 1.0 micrometer or less may be sufficient as it from a viewpoint of visibility and transparency.

필러의 함유량은, 접착제의 고형분 질량(용제 이외의 성분의 질량)을 기준으로 하여, 30∼90 질량%, 또는 40∼80 질량%여도 좋다. 필러의 함유량이 30 질량% 이상이면, 방열성이 높고, 또한 보이드 발생, 흡습률이 작아지는 경향이 있다. 필러의 함유량이 90 질량% 이하이면, 접착제가 적절한 유동성을 가져, 접속부에의 필러의 말려들어감(트래핑)에 의한 접속 신뢰성의 저하가 억제되는 경향이 있다.30-90 mass % or 40-80 mass % may be sufficient as content of a filler on the basis of the solid content mass (mass of components other than a solvent) of an adhesive agent. When content of a filler is 30 mass % or more, heat dissipation property is high, and there exists a tendency for void generation|occurrence|production and a moisture absorption rate to become small. When the content of the filler is 90% by mass or less, the adhesive has an appropriate fluidity, and there is a tendency that a decrease in connection reliability due to entrapment (trapping) of the filler in the connection portion is suppressed.

접착제는, 이온 트랩퍼, 산화 방지제, 실란 커플링제, 티탄 커플링제 및 레벨링제 등의 다른 성분을 더 포함하여도 좋다. 이들은 1종을 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상 조합하여 이용하여도 좋다. 이들의 배합량에 대해서는, 각 첨가제의 효과가 발현되도록 적절하게 조정하면 좋다.The adhesive may further contain other components such as an ion trapper, an antioxidant, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, and a leveling agent. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. About these compounding quantities, what is necessary is just to adjust suitably so that the effect of each additive may be expressed.

접착제의 최저 용융 점도는, 보이드 억제의 관점에서, 3000 ㎩·s 이하, 또는 2700 ㎩·s 이하여도 좋고, 300 ㎩·s 이상이어도 좋다. 접착제의 최저 용융 점도는, 승온 속도 10℃/분, 주파수 10 ㎐, 회전 모드의 조건에서, 30∼300℃의 온도 범위에서 접착제의 점탄성을 측정하였을 때에 얻어지는 점도(복소 점성률)와 온도의 관계에 있어서, 가장 점도가 낮은 점도의 값이다. 점탄성 측정의 시험편으로서, 예컨대 복수의 필름형의 접착제를 두께가 300∼450 ㎛가 되도록 적층하여 얻어지는 적층체를 이용하여도 좋다. 점도 측정 장치로서, 예컨대 TA 제조, ARES G2를 이용할 수 있다.The minimum melt viscosity of an adhesive agent may be 3000 Pa.s or less, or 2700 Pa.s or less, and 300 Pa.s or more may be sufficient as it from a viewpoint of void suppression. The minimum melt viscosity of the adhesive is a relationship between the viscosity (complex viscosity) and temperature obtained when the viscoelasticity of the adhesive is measured in a temperature range of 30 to 300°C under the conditions of a temperature increase rate of 10°C/min, a frequency of 10 Hz, and a rotation mode. In , it is the value of the lowest viscosity. As a test piece for viscoelasticity measurement, for example, a laminate obtained by laminating a plurality of film adhesives to a thickness of 300 to 450 µm may be used. As the viscosity measuring device, for example, ARES G2 manufactured by TA can be used.

접착제는, 반도체 장치의 생산 효율 향상의 관점에서, 필름형이어도 좋다. 필름형의 접착제는, 열경화성 수지, 경화제 및 필요에 따라 그 외의 성분을 포함하는 수지 바니시를 기재 필름에 도포하여, 도막을 건조하는 방법에 의해 제조할 수 있다.The adhesive may be in the form of a film from the viewpoint of improving the production efficiency of the semiconductor device. A film adhesive can be manufactured by the method of apply|coating the resin varnish containing a thermosetting resin, a hardening|curing agent, and other components as needed to a base film, and drying a coating film.

수지 바니시는, 열경화성 수지 경화제 및 필요에 따라 그 외의 성분을 유기 용매와 혼합하여, 이들을 교반 또는 혼련에 의해 용해 또는 분산시킴으로써, 조제된다. 수지 바니시는, 이형 처리를 실시한 기재 필름 상에, 예컨대 나이프 코터, 롤 코터, 애플리케이터, 다이 코터, 또는 콤마 코터를 이용하여 도포된다. 그 후, 가열에 의해 수지 바니시의 도막으로부터 유기 용매를 감소시켜, 즉 도막을 건조시켜, 기재 필름 상에 필름형의 접착제를 형성한다. 수지 바니시의 막을 반도체 웨이퍼 등의 위에 스핀 코트 등의 방법에 의해 형성하고, 그 후, 도막을 건조하는 방법으로, 반도체 웨이퍼 상에 필름형의 접착제를 형성하여도 좋다.A resin varnish is prepared by mixing a thermosetting resin hardening|curing agent and other components as needed with an organic solvent, and dissolving or dispersing these by stirring or kneading|mixing. A resin varnish is apply|coated on the base film which performed the mold release process using, for example, a knife coater, a roll coater, an applicator, a die coater, or a comma coater. Then, an organic solvent is reduced from the coating film of a resin varnish by heating, ie, a coating film is dried, and a film adhesive is formed on a base film. A film of a resin varnish may be formed on a semiconductor wafer or the like by a method such as spin coating, and then, a film adhesive may be formed on the semiconductor wafer by a method of drying the coating film.

기재 필름으로서는, 유기 용매를 휘발시킬 때의 가열 조건에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것이면 특별히 제한은 없고, 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리이미드 필름, 폴리에테르이미드 필름, 폴리에테르나프탈레이트 필름, 메틸펜텐 필름 등을 예시할 수 있다. 기재 필름은, 이들 필름을 포함하는 단층의 것에 한정되지 않고, 2종 이상의 재료를 포함하는 다층 필름이어도 좋다.The base film is not particularly limited as long as it has heat resistance capable of withstanding the heating conditions when the organic solvent is volatilized, and a polyester film, a polypropylene film, a polyethylene terephthalate film, a polyimide film, a polyetherimide film, and a polyether A naphthalate film, a methylpentene film, etc. can be illustrated. The base film is not limited to a single layer containing these films, and may be a multilayer film containing two or more types of materials.

도포 후의 수지 바니시로부터 유기 용매를 휘발시킬 때의 조건은, 구체적으로는, 50∼200℃, 0.1∼90분간의 가열이어도 좋다. 실장 후의 보이드 및 점도 조제에 실질적으로 영향을 미치지 않는 범위에서, 잔존량이 1.5 질량% 이하가 될 때까지 유기 용매를 제거하여도 좋다.The conditions at the time of volatilizing an organic solvent from the resin varnish after application|coating may be 50-200 degreeC and heating for 0.1 to 90 minutes specifically, may be sufficient. The organic solvent may be removed until the residual amount is 1.5% by mass or less in a range that does not substantially affect voids and viscosity adjustment after mounting.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

검토 1Review 1

(1-1) 필름형 접착제(1-1) Film adhesive

이하에 나타내는 재료를 이용하여, 표 1에 나타내는 조성을 갖는 필름형 접착제(두께 0.045 ㎜)를 제작하였다.The film adhesive (0.045 mm in thickness) which has a composition shown in Table 1 was produced using the material shown below.

(i) 중량 평균 분자량 10000 미만의 열경화성 수지(i) a thermosetting resin having a weight average molecular weight of less than 10000

(에폭시 수지)(epoxy resin)

·트리페놀메탄 골격 함유 다작용성 고형 에폭시 수지(미츠비시케미컬 가부시키가이샤 제조, 제품명: EP1032H60, 중량 평균 분자량: 800∼2000)- Triphenolmethane skeleton-containing polyfunctional solid epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: EP1032H60, weight average molecular weight: 800 to 2000)

·비스페놀 F형 액형 에폭시 수지(미츠비시케미컬 가부시키가이샤 제조, 제품명: YL983U, 중량 평균 분자량: 약336)・Bisphenol F-type liquid epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., product name: YL983U, weight average molecular weight: about 336)

·가요성 반고형상 에폭시 수지(미츠비시케미컬 가부시키가이샤 제조, 제품명: YL7175-1000, 중량 평균 분자량: 1000∼5000)・Flexible semi-solid epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, product name: YL7175-1000, weight average molecular weight: 1000 to 5000)

(ii) 경화제(ii) curing agent

·2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가체(시코쿠가세이고교 가부시키가이샤 제조, 제품명: 2MAOK-PW)2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct (manufactured by Shikoku Chemical Co., Ltd., product name: 2MAOK- PW)

(iii) 중량 평균 분자량 10000 이상의 고분자 성분(iii) a polymer component having a weight average molecular weight of 10000 or more

·페녹시 수지(신닛테츠스미킨가가쿠 가부시키가이샤 제조, 제품명: ZX1356-2, Tg: 약 71℃, 중량 평균 분자량: 약 63000, 이하 「ZX1356」이라고 함)・Phenoxy resin (manufactured by Shin-Nittetsu Chemical Co., Ltd., product name: ZX1356-2, Tg: about 71°C, weight average molecular weight: about 63000, hereinafter referred to as "ZX1356")

(iv) 플럭스제(카르복실산)(iv) flux agent (carboxylic acid)

·2-메틸글루타르산(시그마-알드리치 제조, 융점 약 77℃)·2-Methylglutaric acid (manufactured by Sigma-Aldrich, melting point about 77°C)

(v) 필러(무기 필러)(v) fillers (inorganic fillers);

·실리카 필러(가부시키가이샤 아도마텍스 제조, 제품명: SE2050, 평균 입자경 0.5 ㎛)Silica filler (manufactured by Adomatex Co., Ltd., product name: SE2050, average particle diameter 0.5 μm)

·피닐 표면 처리 나노 실리카 필러[가부시키가이샤 아도마텍스 제조, 제품명: YA050C-SP(이하 「SP 나노실리카」라고 함), 평균 입자경 약 50 ㎚]・Pinyl surface treatment nano silica filler [manufactured by Adomatex, Ltd., product name: YA050C-SP (hereinafter referred to as “SP nano silica”), average particle diameter of about 50 nm]

(수지 필러)(resin filler)

·유기 필러(다우·케미컬니혼 가부시키가이샤 제조, 제품명: EXL-2655, 코어 셸 타입 유기 미립자)・Organic filler (manufactured by Dow Chemical Nippon Co., Ltd., product name: EXL-2655, core-shell type organic fine particles)

Figure 112020065691979-pct00001
Figure 112020065691979-pct00001

(1-2) 반도체 장치의 제작(1-2) Fabrication of semiconductor device

(실시예 1)(Example 1)

제1 압착 공정1st crimping process

제작한 필름형 접착제를 절취하여, 8 ㎜×8 ㎜×두께 0.045 ㎜의 사이즈를 갖는 필름형 접착제를 준비하였다. 이것을 반도체 칩(10 ㎜, 두께 0.1 ㎜, 접속부 금속: Au, 제품명: WALTS-TEG IP80, WALTS 제조)에 첩부하였다. 거기에, 땜납 범프를 갖는 반도체 칩(칩 사이즈: 7.3 ㎜×7.3 ㎜×두께 0.05 ㎜, 땜납 범프 융점: 약 220℃, 범프 높이: 구리 필러와 땜납의 합계로 약 45 ㎛, 범프수 1048 핀, 피치 80 um, 제품명: WALTS-TEG CC80, WALTS 제조)을 첩부하여, 적층체를 얻었다. 적층체를, 스테이지 및 압착 헤드를 갖는 플립 칩 본더(FCB3, 파나소닉 가부시키가이샤 제조)의 스테이지 상에 설치하고, 스테이지 및 압착 헤드로 사이에 끼우는 열프레스에 의해, 1초간, 25 N의 하중으로 적층체를 가압하면서 80℃로 가열하여, 가압착체를 얻었다.The produced film adhesive was cut out, and the film adhesive which has a size of 8 mm x 8 mm x thickness 0.045mm was prepared. This was affixed on a semiconductor chip (10 mm, thickness 0.1 mm, connection metal: Au, product name: WALTS-TEG IP80, manufactured by WALTS). There, a semiconductor chip having solder bumps (chip size: 7.3 mm × 7.3 mm × thickness 0.05 mm, solder bump melting point: about 220°C, bump height: about 45 μm in total of copper filler and solder, number of bumps 1048 pins, Pitch 80 um, product name: WALTS-TEG CC80, manufactured by WALTS) was affixed, and the laminated body was obtained. The laminate was installed on a stage of a flip chip bonder (FCB3, manufactured by Panasonic, Ltd.) having a stage and a crimping head, and by heat press sandwiched by a stage and a crimping head, for 1 second, under a load of 25 N It heated at 80 degreeC, pressurizing the laminated body, and obtained the pressure bonding body.

제2 압착 공정2nd crimping process

얻어진 가압착체를, 별도의 플립 칩 본더(FCB3, 파나소닉 가부시키가이샤 제조)의 스테이지 상으로 이동시켜, 스테이지와 압착 헤드로 사이에 끼움으로써, 25 N의 하중으로 가압하면서 230℃로 1초간 가열하는 열프레스에 의해, 압착체를 얻었다.The obtained press-bonding body is moved onto the stage of a separate flip-chip bonder (FCB3, manufactured by Panasonic Corporation) and sandwiched between the stage and the press-bonding head, and heated at 230° C. for 1 second while pressurized with a load of 25 N. A press-bonded body was obtained by hot pressing.

제3 압착 공정3rd crimping process

압착체를 가압 리플로우 장치(신아펙스 제조, 제품명: VSU28)의 오븐 내에 설치하였다. 오븐 내의 압력을 0.4 ㎫로 설정하고, 실온으로부터 승온 속도 20℃/분으로 175℃까지 승온하였다. 계속해서 압력 및 온도를 유지하면서 압착체를 가압 분위기 하에서 10분간 가열하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.The pressing body was installed in an oven of a pressure reflow device (manufactured by Shin-Apex, product name: VSU28). The pressure in the oven was set to 0.4 MPa, and the temperature was raised from room temperature to 175°C at a temperature increase rate of 20°C/min. Then, the pressure-bonding body was heated in a pressurized atmosphere for 10 minutes while maintaining the pressure and temperature to obtain a semiconductor device sample for evaluation.

(실시예 2)(Example 2)

압착체를 가압 리플로우 장치의 오븐 내에서 가열할 때의 가열 온도를 175℃에서 260℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.A semiconductor device sample for evaluation was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heating temperature at the time of heating the crimp body in the oven of the pressure reflow apparatus was changed from 175°C to 260°C.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1과 동일하게 하여 가압착체를 얻었다. 얻어진 가압착체를, 오븐 장치(야마토가가쿠 가부시키가이샤 제조, 제품명: DKN402) 내에서, 대기압 하에, 175℃로 10분간 가열하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.It carried out similarly to Example 1, and obtained the pressure bonding body. The obtained pressure bonding body was heated at 175 degreeC for 10 minutes under atmospheric pressure in the oven apparatus (Yamato Chemical Co., Ltd. make, product name: DKN402), and the semiconductor device sample for evaluation was obtained.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

가압착체를 대기압 하에서 가열할 때의 가열 온도를 175℃에서 260℃로 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.A semiconductor device sample for evaluation was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the heating temperature at the time of heating the pressure-bonding body under atmospheric pressure was changed from 175°C to 260°C.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

실시예 1과 동일한 조건으로 압착체를 얻었다. 얻어진 압착체를 오븐 장치(야마토가가쿠 가부시키가이샤 제조, 제품명: DKN402) 내에서, 대기압 하에, 175℃로 10분간 가열하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.A compressed body was obtained under the same conditions as in Example 1. The obtained crimp body was heated at 175 degreeC for 10 minutes under atmospheric pressure in the oven apparatus (Yamato Chemical Co., Ltd. make, product name: DKN402), and the semiconductor device sample for evaluation was obtained.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

오븐 장치를 이용하여 압착체를 가열할 때의 가열 온도를 175℃에서 260℃로 변경한 것 이외에는 비교예 3과 동일하게 하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.A semiconductor device sample for evaluation was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except that the heating temperature at the time of heating the crimp body using the oven apparatus was changed from 175°C to 260°C.

(1-3) 접속 평가(1-3) Connection evaluation

멀티미터(ADVANTEST 제조, 제품명: R6871E)를 이용하여 샘플의 초기 도통의 가부를 측정하였다. 이하의 기준으로 접속성을 판정하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.Using a multimeter (manufactured by ADVANTEST, product name: R6871E), whether or not the initial continuity of the sample was measured. Connectivity was judged on the basis of the following criteria. The results are shown in Table 2.

A: 페리페랄 부분의 초기 접속 저항값이 30 Ω 이상 35 Ω 이하A: The initial connection resistance of the peripheral part is 30 Ω or more and 35 Ω or less

B: 초기 접속 저항값이 30 Ω 미만 또는 35 Ω 초과, 또는 미접속B: Initial connection resistance value is less than 30 Ω or greater than 35 Ω, or not connected

(1-4) 보이드 평가(1-4) Void evaluation

초음파 영상 진단 장치(제품명: Insight-300, 인사이트 제조)에 의해, 샘플의 외관 화상을 촬영하였다. 얻어진 화상으로부터, 스캐너(제품명: GT-9300UF, 세이코앱손 가부시키가이샤 제조)로 칩 상의 접착제층의 부분을 취입하였다. 화상 처리 소프트 Adobe Photoshop을 이용하여, 색조 보정, 2계조화에 의해 보이드 부분을 식별하고, 접착제층의 면적을 100%로 하여, 막대 그래프에 의해 보이드 부분이 차지하는 비율(보이드 발생률)을 산출하였다. 이하의 기준에 따라 보이드의 발생 상태를 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.An external image of the sample was taken with an ultrasound imaging device (product name: Insight-300, manufactured by Insight). From the obtained image, the part of the adhesive bond layer on a chip|tip was blown with the scanner (product name: GT-9300UF, Seiko Abson Co., Ltd. make). Using image processing software Adobe Photoshop, the void part was identified by color tone correction and two-gradation, the area of the adhesive bond layer was set to 100%, and the ratio (void occurrence rate) which the void part occupies by the bar graph was computed. The state of occurrence of voids was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.

A: 보이드 발생률이 5% 이하A: The void occurrence rate is 5% or less

B: 보이드 발생률이 5%보다 많음B: The void occurrence rate is more than 5%

Figure 112020065691979-pct00002
Figure 112020065691979-pct00002

실시예 1 및 2는 모두 보이드 억제와 접속 확보의 관점에서 양호한 결과를 나타내었다. 즉, 본 발명의 방법에 따르면, 보이드 억제와 접속 확보의 양립이 가능하다는 것이 확인되었다.Both Examples 1 and 2 showed good results in terms of void suppression and connection security. That is, according to the method of the present invention, it was confirmed that both suppression of voids and securing of connection were possible.

검토 2Review 2

(2-1) 필름형 접착제(2-1) Film adhesive

검토 1의 필름형 접착제 제작에 이용한 재료와 동일한 재료를 이용하여, 표 3에 나타내는 조성을 갖는 필름형 접착제(두께 0.040∼0.045 ㎜)를 제작하였다.The film adhesive (0.040-0.045 mm in thickness) which has a composition shown in Table 3 was produced using the same material as the material used for film adhesive preparation of examination 1.

Figure 112020065691979-pct00003
Figure 112020065691979-pct00003

(2-2) 반도체 장치의 제작과 그 평가(2-2) Fabrication of semiconductor devices and their evaluation

실시예 1과 동일한 조건으로, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다. 얻어진 샘플의 접속 및 보이드를 검토 1과 동일한 방법으로 평가하였다. 결과를 표 4에 나타내었다.Under the same conditions as in Example 1, a semiconductor device sample for evaluation was obtained. Connections and voids of the obtained sample were evaluated in the same manner as in Examination 1. The results are shown in Table 4.

(2-3) 최저 용융 점도(2-3) lowest melt viscosity

필름형 접착제를, 롤 라미네이터[(주)라미코포레이션 제조, HOT DOG Leon 13DX]를 이용하여, 60℃로 가열하면서, 전체의 두께가 300∼450 ㎛가 되도록 복수매 적층하였다. 얻어진 적층체를 시험편으로 하여, 회전식 레오미터(TA 제조, ARES G2)를 이용하여, 승온 속도 10℃/분, 주파수: 10 ㎐, 회전 모드의 조건으로, 20℃∼300℃의 온도 범위에서의 점도(복소 점성률)의 변화를 측정하였다. 측정된 점도 변화에 있어서의 점도의 최소값을 최저 용융 점도로 하였다.Using a roll laminator (manufactured by Lamy Corporation, HOT DOG Leon 13DX), a plurality of film adhesives were laminated so that the total thickness was 300 to 450 µm, heating to 60°C. Using the obtained laminate as a test piece, using a rotary rheometer (manufactured by TA, ARES G2), a temperature increase rate of 10°C/min, a frequency: 10 Hz, and rotation mode conditions in a temperature range of 20°C to 300°C The change in viscosity (complex viscosity) was measured. The minimum value of the viscosity in the measured viscosity change was made into the minimum melt viscosity.

(2-6) 제3 압착 공정 후의 경화 반응률(2-6) Curing reaction rate after the third crimping step

제1 압착 공정에 이용되기 전의 필름형 접착제로부터 10 ㎎의 샘플을 채취하여, DSC(퍼킨엘머사 제조 DSC-7형)를 이용하여, 승온 속도 20℃/분으로, 30∼300℃의 온도 범위의 시차 주사 열량 측정을 행하였다. 얻어진 DSC 서모그램으로부터, 초기의 경화 반응에 의한 발열량[ΔH0(J/g)]을 구하였다.A 10 mg sample was collected from the film adhesive before being used in the first crimping step, and using DSC (DSC-7 type manufactured by Perkin Elmer), the temperature range was 30 to 300°C at a temperature increase rate of 20°C/min. differential scanning calorimetry was performed. From the obtained DSC thermogram, the calorific value [?H0 (J/g)] due to the initial curing reaction was determined.

필름형 접착제에, 핫 플레이트 및 오븐을 이용하여, 실시예 1과 동일한 제1, 제2 및 제3 압착 공정에 상당하는 열이력을 가하였다. 그 후, 필름형 접착제로부터 채취한 샘플을 이용한 상기와 동일한 조건의 시차 주사 열량 측정에 의해, 제3 압착 공정 후에 상당하는 접착제의 경화 반응에 의한 발열량[ΔH3(J/g)]을 구하였다. 얻어진 ΔH0 및 ΔH3으로부터, 제3 압착 공정 후의 경화 반응률을 이하의 식으로 산출하였다.The heat history corresponding to the 1st, 2nd, and 3rd crimping|compression-bonding process similar to Example 1 was added to the film adhesive using a hot plate and oven. Then, the calorific value [ΔH3 (J/g)] by the curing reaction of the corresponding adhesive after the third crimping step was determined by differential scanning calorimetry under the same conditions as above using the sample collected from the film adhesive. From the obtained ΔH0 and ΔH3, the curing reaction rate after the third crimping step was calculated by the following formula.

제3 압착 공정 후의 경화 반응률(%): (ΔH0-ΔH3)/ΔH0×100Curing reaction rate (%) after the third crimping step: (ΔH0-ΔH3)/ΔH0×100

Figure 112020065691979-pct00004
Figure 112020065691979-pct00004

실시예 3 및 4는 모두 보이드 억제와 접속 확보의 관점에서 양호한 평가 결과를 나타내었다.Both Examples 3 and 4 showed favorable evaluation results in terms of void suppression and connection security.

검토 3Review 3

(3-1) 필름형 접착제(3-1) Film adhesive

검토 1의 필름형 접착제 제작에 있어서 이용한 재료와 동일한 재료를 이용하여, 표 5에 나타내는 조성을 갖는 필름형 접착제(두께 0.045 ㎜)를 제작하였다.The film adhesive (0.045 mm in thickness) which has a composition shown in Table 5 was produced using the same material as the material used in film adhesive preparation of examination 1.

Figure 112020065691979-pct00005
Figure 112020065691979-pct00005

(3-2) 반도체 장치의 제작(3-2) Fabrication of semiconductor device

(실시예 5)(Example 5)

제1 압착 공정에 있어서 적층체를 가열 및 가압하는 시간을 3초로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.The semiconductor device sample for evaluation was obtained like Example 1 except having changed the time for heating and pressurizing a laminated body to 3 second in the 1st crimping|compression-bonding process.

(실시예 6)(Example 6)

제1 압착 공정에 있어서 적층체를 가열 및 가압하는 시간을 3초간으로 변경하고, 제3 압착 공정에 있어서 오븐 내의 압력을 0.8 ㎫로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.Semiconductor for evaluation in the same manner as in Example 1 except that the time for heating and pressurizing the laminate in the first crimping step was changed to 3 seconds, and in the third crimping step, the pressure in the oven was changed to 0.8 MPa. A device sample was obtained.

(비교예 5)(Comparative Example 5)

필름형 접착제를 절취하여, 8 ㎜×8 ㎜×두께 0.045 ㎜의 사이즈를 갖는 필름형 접착제를 준비하였다. 이것을 반도체 칩(10 ㎜, 두께 0.1 ㎜, 접속부 금속: Au, 제품명: WALTS-TEG IP80, WALTS 제조) 상에 첩부하였다. 거기에, 땜납 범프를 갖는 반도체 칩(칩 사이즈: 7.3 ㎜×7.3 ㎜×두께 0.05 ㎜, 범프 융점: 약 220℃, 범프 높이: 구리 필러와 땜납의 합계로 약 45 ㎛, 범프수 1048 핀, 피치 80 um, 제품명: WALTS-TEG CC80, WALTS 제조)을 첩부하여, 적층체를 얻었다. 적층체를, 스테이지 및 압착 헤드를 갖는 플립 칩 본더(FCB3, 파나소닉 가부시키가이샤 제조)의 스테이지 상에 설치하였다. 스테이지와 압착 헤드로 사이에 끼움으로써, 3초간, 25 N의 하중으로 가압하면서 온도 80℃로 가열하는 열프레스에 의해, 가압착체를 얻었다. 얻어진 가압착체를 별도의 플립 칩 본더(FCB3, 파나소닉 가부시키가이샤 제조)의 스테이지 상으로 이동하였다. 가압착체를 스테이지와 압착 헤드로 사이에 끼움으로써, 5초간, 25 N의 하중으로 가압하면서 온도 260℃로 가열하여, 평가용의 반도체 장치 샘플을 얻었다.The film adhesive was cut out and the film adhesive which has the size of 8 mm x 8 mm x thickness 0.045mm was prepared. This was affixed on a semiconductor chip (10 mm, thickness 0.1 mm, connection part metal: Au, product name: WALTS-TEG IP80, WALTS make). There, a semiconductor chip having solder bumps (chip size: 7.3 mm × 7.3 mm × thickness 0.05 mm, bump melting point: about 220°C, bump height: about 45 μm in total of copper filler and solder, number of bumps 1048 pins, pitch 80 um, product name: WALTS-TEG CC80, manufactured by WALTS) was affixed to obtain a laminate. The laminate was set on the stage of a flip chip bonder (FCB3, manufactured by Panasonic Corporation) having a stage and a crimping head. The press-bonded body was obtained by hot pressing heated to a temperature of 80° C. while being pressurized with a load of 25 N for 3 seconds by sandwiching the stage and the crimping head. The obtained pressure bonding body was moved on the stage of another flip-chip bonder (FCB3, Panasonic Corporation make). By sandwiching the press-bonding body with the stage and the crimping head, it was heated to a temperature of 260° C. while pressurized under a load of 25 N for 5 seconds to obtain a semiconductor device sample for evaluation.

(3-3) 평가(3-3) evaluation

검토 1과 동일한 방법에 따라, 얻어진 반도체 장치 샘플의 접속 및 보이드를 평가하였다. 결과를 표 6에 나타내었다.In accordance with the same method as in Examination 1, the connection and voids of the obtained semiconductor device sample were evaluated. The results are shown in Table 6.

(3-4) 제2 압착 공정 후의 경화 반응률(3-4) Hardening reaction rate after the 2nd crimping|compression-bonding process

제1 압착 공정에 이용되기 전의 필름형 접착제로부터 10 ㎎의 샘플을 채취하여, DSC(퍼킨엘머사 제조 DSC-7형)를 이용하여, 승온 속도 20℃/분으로, 30∼300℃의 온도 범위의 시차 주사 열량 측정을 행하였다. 얻어진 DSC 서모그램으로부터, 초기의 경화 반응에 의한 발열량[ΔH0(J/g)]을 구하였다.A 10 mg sample was collected from the film adhesive before being used in the first crimping step, and using DSC (DSC-7 type manufactured by Perkin Elmer), the temperature range was 30 to 300°C at a temperature increase rate of 20°C/min. differential scanning calorimetry was performed. From the obtained DSC thermogram, the calorific value [?H0 (J/g)] due to the initial curing reaction was determined.

필름형 접착제에, 핫 플레이트 및 오븐을 이용하여, 실시예 5 및 6과 동일한 제1 및 제2 압착 공정에 상당하는 열이력을 가하였다. 그 후, 필름형 접착제로부터 채취한 샘플을 이용한 상기와 동일한 조건의 시차 주사 열량 측정에 의해, 제2 압착 공정 후에 상당하는 접착제의 경화 반응에 의한 발열량[ΔH2(J/g)]을 구하였다. 얻어진 ΔH0 및 ΔH2로부터, 제2 압착 공정 후의 경화 반응률을 이하의 식으로 산출하였다.The heat history corresponding to the 1st and 2nd crimping|compression-bonding process similar to Examples 5 and 6 was applied to the film adhesive using a hot plate and oven. Then, the calorific value [ΔH2 (J/g)] by the curing reaction of the corresponding adhesive after the second crimping step was determined by differential scanning calorimetry under the same conditions as above using the sample collected from the film adhesive. From the obtained ΔH0 and ΔH2, the curing reaction rate after the second crimping step was calculated by the following formula.

제2 압착 공정 후의 경화 반응률(%):(ΔH0-ΔH2)/ΔH0×100Curing reaction rate (%) after the second crimping step: (ΔH0-ΔH2)/ΔH0×100

(3-5) 필릿 평가(3-5) Fillet evaluation

반도체 장치 샘플의 외관 화상을, 디지털 현미경(KEYENCE 제조, VHX-5000)에 의해 촬영하였다. 얻어진 화상으로부터, 반도체 칩의 주위 4변 각각으로부터 비어져 나온 접착제층의 길이(반도체 칩의 주면에 평행한 방향에 있어서의 길이)를 계측하고, 계측값의 평균값을 필릿 값으로서 기록하였다.The external appearance image of the semiconductor device sample was image|photographed with the digital microscope (made by KEYENCE, VHX-5000). From the obtained image, the length of the adhesive layer protruding from each of the four peripheral sides of the semiconductor chip (length in the direction parallel to the main surface of the semiconductor chip) was measured, and the average value of the measured values was recorded as a fillet value.

Figure 112020065691979-pct00006
Figure 112020065691979-pct00006

실시예 1 및 2는 모두 보이드 억제와 접속 확보의 관점에서 양호한 평가 결과를 나타내었다.Both Examples 1 and 2 showed favorable evaluation results from the viewpoint of suppression of voids and securing of connections.

1…반도체 칩
2…배선 회로 기판
3…적층체
4…가압착체
5…인터포저
6…압착체
10…반도체 칩 본체
15, 16…배선
20…기판 본체
30, 32, 33…범프
34…관통 전극
40…접착제층
41, 44…압착 헤드
42, 45…스테이지
43, 46…압박 장치
50…인터포저 본체
60…가열로
100, 200, 300, 400, 500…반도체 장치.
One… semiconductor chip
2… wiring circuit board
3… laminate
4… pressurized body
5… interposer
6… press
10… semiconductor chip body
15, 16… Wiring
20… board body
30, 32, 33... bump
34… through electrode
40… adhesive layer
41, 44... crimping head
42, 45… stage
43, 46... compression device
50… Interposer body
60… heating furnace
100, 200, 300, 400, 500… semiconductor device.

Claims (11)

접속부를 갖는 제1 부재와 접속부를 갖는 제2 부재를, 대향 배치된 한쌍의 제1 압박 부재 사이에 끼워, 열경화성의 접착제를 통해, 상기 제1 부재의 접속부의 융점 및 상기 제2 부재의 접속부의 융점보다 낮은 온도에서 압착함으로써, 상기 제1 부재의 접속부와 상기 제2 부재의 접속부가 대향 배치되어 있는 가압착체를 얻는 공정과,
상기 가압착체를 대향 배치된 한쌍의 제2 압박 부재 사이에 끼움으로써, 상기 제1 부재의 접속부 또는 상기 제2 부재의 접속부 중 적어도 한쪽의 융점 이상의 온도로 가열하면서 가압함으로써, 압착체를 얻는 공정과,
상기 압착체를 가압 분위기 하에서 더욱 가열하는 공정
을 포함하고,
상기 제1 부재가 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼이며, 상기 제2 부재가 배선 회로 기판, 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼이고,
상기 가압착체를 가열하면서 가압함으로써 상기 압착체를 얻는 상기 공정에 있어서, 상기 열경화성의 접착제를 경화 반응률이 30% 이하가 될 때까지 부분적으로 경화시키고,
상기 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 상기 공정에 있어서, 상기 열경화성의 접착제를 더욱 경화시키는,
반도체 장치를 제조하는 방법.
A first member having a connecting portion and a second member having a connecting portion are sandwiched between a pair of opposingly arranged first pressing members, through a thermosetting adhesive, the melting point of the connecting portion of the first member and the connecting portion of the second member a step of obtaining a press-bonded body in which the connecting portion of the first member and the connecting portion of the second member are opposed to each other by crimping at a temperature lower than the melting point;
obtaining a press-bonded body by sandwiching the press-bonding body between a pair of opposingly arranged second press members, and pressing while heating to a temperature equal to or higher than the melting point of at least one of the connecting portion of the first member or the connecting portion of the second member; ,
A step of further heating the pressurized body in a pressurized atmosphere
including,
the first member is a semiconductor chip or a semiconductor wafer, the second member is a wiring circuit board, a semiconductor chip, or a semiconductor wafer;
In the above step of obtaining the press-bonded body by pressing while heating the press-adhesive body, the thermosetting adhesive is partially cured until the curing reaction rate is 30% or less,
In the step of heating the pressurized body in a pressurized atmosphere, further curing the thermosetting adhesive,
A method of manufacturing a semiconductor device.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 상기 공정에 있어서, 상기 열경화성의 접착제를 경화 반응률이 85% 이상이 될 때까지 더욱 경화시키는 방법.The method according to claim 1, wherein in the step of heating the compressed body under a pressurized atmosphere, the thermosetting adhesive is further cured until the curing reaction rate is 85% or more. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 상기 공정에 있어서, 복수의 상기 압착체를 일괄하여 가열하는 방법.5. The method according to claim 1 or 4, wherein in the step of heating the crimped body in a pressurized atmosphere, a plurality of the crimped bodies are collectively heated. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 압착체를 가압 분위기 하에서 가열하는 상기 공정에 있어서의 가열 온도가 130℃ 이상 300℃ 이하인 방법.The method according to claim 1 or 4, wherein the heating temperature in the step of heating the compressed body in a pressurized atmosphere is 130°C or more and 300°C or less. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 열경화성의 접착제가 중량 평균 분자량 10000 미만의 열경화성 수지와, 상기 열경화성 수지의 경화제와, 중량 평균 분자량 10000 이상의 고분자 성분을 함유하는 방법.The method according to claim 1 or 4, wherein the thermosetting adhesive contains a thermosetting resin having a weight average molecular weight of less than 10000, a curing agent for the thermosetting resin, and a polymer component having a weight average molecular weight of 10000 or more. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 열경화성의 접착제의 최저 용융 점도가 3000 ㎩·s 이하인 방법.5. The method according to claim 1 or 4, wherein the minimum melt viscosity of the thermosetting adhesive is 3000 Pa·s or less. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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