KR20140142675A - 열경화형 다이 본딩 필름, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름, 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

열경화형 다이 본딩 필름, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름, 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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사다히토 미스미
겐지 오니시
유키 스고
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Abstract

본 발명은, 열전도성이 높고, 또한 피착체에 부착할 때에 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있는 열경화형 다이 본딩 필름을 제공한다.
본 발명은, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이고, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도가 200Pa·s 이하인 열경화형 다이 본딩 필름에 관한 것이다.

Description

열경화형 다이 본딩 필름, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름, 및 반도체 장치의 제조 방법{THERMOSETTING DIE-BONDING FILM, DIE-BONDING FILM WITH DICING SHEET, AND PROCESS FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 열경화형 다이 본딩 필름, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름, 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 장치의 데이터 처리의 고속화가 진행됨에 따라서, 반도체 칩으로부터의 발열량이 많아져, 방열성을 가진 반도체 장치의 설계의 중요성이 증가하고 있다. 열은 반도체 장치 그 자체에 대해서는 물론, 그것을 삽입한 전자 기기 본체에도 다양한 악영향을 미친다. 방열을 위한 패키지 대책으로서는 다양한 방법이 생각되지만, 가장 중요한 것이 프린트 기판이나 리드 프레임 등의 기판을 개재했을 때의 방열이다.
그래서, 종래, 기판과 반도체 칩의 접착에는 고열전도성을 갖는 접착제가 사용되는 경우가 있다. 종래 이 접착제로서는, 접착제 중에서도 비교적 열전도율이 높은 은 페이스트가 사용되고 있다.
그러나, 최근, 스마트폰이나 태블릿 PC가 보급되고, 고성능화됨으로써, 반도체 장치의 경박(輕薄), 단소(短小)화가 진행됨에 따라서 은 페이스트로는 반도체 장치의 조립이 곤란한 상황이 나타나고 있다.
구체적으로는, 스마트폰이나 태블릿 PC의 용도에는 칩 면적이 작고, 얇은 반도체 칩을 이용한 패키지가 이용된다. 그러나, 이와 같은 반도체 칩을 페이스트상의 접착제로 접착하려고 하면, 반도체 칩이 얇기 때문에 반도체 칩이 깨져 버리거나, 반도체 칩의 회로면에 접착제가 침투하거나, 반도체 칩에 경사가 발생하는 등 다양한 제조 상의 문제가 발생한다. 또한, 페이스트상의 접착제는 접착시켜 경화시키는 프로세스 중에 보이드(void)를 발생시키기 쉽다. 그 때문에, 반도체 칩과 기판 사이에 발생한 보이드가 방열의 방해가 되어, 설계대로의 열전도성(방열성)을 발현할 수 없다는 등의 불량의 원인이 된다.
한편, 종래, 시트상의 다이 본딩 필름이 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1 참조). 이와 같은 다이 본딩 필름을 사용하면, 칩의 깨짐, 접착제의 침투, 칩의 경사는 억제할 수 있다. 그러나, 종래의 다이 본딩 필름은, 은 페이스트에 비하여 열전도성이 낮다는 점에서 개량의 여지가 있다.
일본 특허공개 2008-218571호 공보
제 1 과제로서, 다이 본딩 필름을 고열전도성으로 하기 위해서는, 예컨대 고열전도성의 열전도성 입자를 고충전으로 배합할 필요가 있다. 그러나, 열전도성 입자를 고충전으로 함으로써 각종 특성에 있어서 단점이 생기는 경우가 있다. 즉, 반도체 칩은 프린트 배선 기판 등, 어느 정도 표면 요철이 큰 것에 접합하여 사용되는 경우가 많은데, 다이 본딩 필름에 열전도성 입자를 고충전으로 한 상태에서는, 열전도성 입자와 수지의 상호 작용에 의해서 다이 본딩 필름의 점도가 높아짐으로써 유동성이 저하되어, 프린트 배선 기판 등의 기판의 요철에 충분히 추종할 수 없다는 문제가 일어난다.
수지를 함유하는 다이 본딩 필름은, 통상, 전단 응력을 가하면 점도가 저하된다. 특히, 고속(예컨대 전단 속도 20∼100(1/초) 정도)으로 전단 응력을 가하면, 크게 점도가 저하된다. 그래서, 다이 본딩 필름을 기판에 부착할 때에, 압력을 가하는 것에 의해 고속 전단 응력을 발생시켜서 점도를 저하시켜, 기판의 요철에 추종시키는 방법이 있다. 그러나, 다이 본딩 필름에 열전도성 입자를 고충전으로 한 상태에서는, 압력을 가하여 전단 응력을 발생시켜도 점도가 충분히 저하되지 않아, 다이 본딩 필름이 기판의 요철에 충분히 추종할 수 없는 경우가 있다는 문제가 있다.
그리고, 다이 본딩 필름이 기판의 요철에 추종할 수 없는 경우, 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 생긴다. 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 있으면, 전술한 바와 같이 방열성이 저하되는 문제가 일어나는 것 외에, 신뢰성이 저하되어, 리플로우 공정에서 피착체와의 박리가 생기는 등의 문제도 일어날 수 있다는 문제가 있다.
제 1 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 열전도성이 높고, 또한 피착체에 부착할 때에 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있는 열경화형 다이 본딩 필름, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용한 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름, 및 당해 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
제 2 과제로서, 다이 본딩 필름을 고열전도성으로 하기 위해서는, 예컨대 고열전도성의 열전도성 입자를 고충전으로 배합할 필요가 있다. 그러나, 열전도성 입자를 고충전으로 함으로써 각종 특성에 있어서 단점이 생기는 경우가 있다. 즉, 반도체 칩은 프린트 배선 기판 등, 어느 정도 표면 요철이 큰 것에 접합하여 사용되는 경우가 많은데, 다이 본딩 필름에 열전도성 입자를 고충전으로 한 상태에서는, 열전도성 입자와 수지의 상호 작용에 의해서 다이 본딩 필름의 점도가 높아짐으로써 유동성이 저하되어, 프린트 배선 기판 등의 기판의 요철에 충분히 추종할 수 없다는 문제가 일어난다. 그리고, 다이 본딩 필름이 기판의 요철에 추종할 수 없는 경우, 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 생긴다. 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 있으면, 전술한 바와 같이 방열성이 저하되는 문제가 일어나는 것 외에, 신뢰성이 저하되어, 리플로우 공정에서 피착체와의 박리가 생기는 등의 문제도 일어날 수 있다는 문제가 있다.
제 2 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 열전도성이 높고, 또한 점도가 낮은 열경화형 다이 본딩 필름, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용한 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름, 및 당해 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
제 3 과제로서, 다이 본딩 필름을 고열전도성으로 하기 위해서는, 예컨대 고열전도성의 열전도성 입자를 고충전으로 배합할 필요가 있다. 그러나, 열전도성 입자를 고충전으로 함으로써 각종 특성에 있어서 단점이 생기는 경우가 있다. 즉, 반도체 칩은 프린트 배선 기판 등, 어느 정도 표면 요철이 큰 것에 접합하여 사용되는 경우가 많은데, 다이 본딩 필름에 열전도성 입자를 고충전으로 한 상태에서는, 열전도성 입자와 수지의 상호 작용에 의해서 다이 본딩 필름의 점도가 높아짐으로써 유동성이 저하되어, 프린트 배선 기판 등의 기판의 요철에 충분히 추종할 수 없다는 문제가 일어난다. 그리고, 다이 본딩 필름이 기판의 요철에 추종할 수 없는 경우, 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 생긴다. 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 있으면, 전술한 바와 같이 방열성이 저하되는 문제가 일어나는 것 외에, 신뢰성이 저하되어, 리플로우 공정에서 피착체와의 박리가 생기는 등의 문제도 일어날 수 있다는 문제가 있다.
제 3 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 열전도성이 높고, 또한 피착체의 요철에 양호하게 추종할 수 있는 열경화형 다이 본딩 필름, 열경화형 다이 본딩 필름을 이용한 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
제 4 과제로서, 다이 본딩 필름을 고열전도성으로 하기 위해서는, 예컨대 고열전도성의 열전도성 입자를 고충전으로 배합할 필요가 있다. 그러나, 다이 본딩 필름의 두께에 비해 입경이 작은 열전도성 입자를 사용하면, 열전도성 입자와 수지의 상호 작용에 의해서 다이 본딩 필름의 점도가 높아짐으로써 유동성이 저하되어, 프린트 배선 기판 등의 기판의 요철에 다이 본딩 필름이 충분히 추종할 수 없다는 문제가 일어난다. 그리고, 다이 본딩 필름이 기판의 요철에 추종할 수 없는 경우, 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 생긴다.
한편, 다이 본딩 필름의 두께에 비해 입경이 큰 열전도성 입자를 사용하면, 다이 본딩 필름의 표면 요철이 커져, 프린트 배선 기판 등의 기판에 접합했을 때에, 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 생긴다. 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 있으면, 전술한 바와 같이 방열성이 저하되는 문제가 일어나는 것 외에, 신뢰성이 저하되어, 리플로우 공정에서 피착체와의 박리가 생기는 등의 문제도 일어날 수 있다는 문제가 있다.
제 4 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 열전도성이 높고, 또한 피착체에 접합했을 때에 피착체 사이에 보이드가 생기는 것을 억제하는 것이 가능한 열경화형 다이 본딩 필름, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용한 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름, 및 당해 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
제 5 과제로서, 다이 본딩 필름을 고열전도성으로 하기 위해서는, 예컨대 고열전도성의 열전도성 입자를 고충전으로 배합할 필요가 있다. 그러나, 열전도성 입자를 고충전으로 함으로써 각종 특성에 있어서 단점이 생기는 경우가 있다. 즉, 반도체 칩은 프린트 배선 기판 등, 어느 정도 표면 요철이 큰 것에 접합하여 사용되는 경우가 많은데, 다이 본딩 필름에 열전도성 입자를 고충전으로 한 상태에서는, 열전도성 입자와 수지의 상호 작용에 의해서 다이 본딩 필름의 점도가 높아짐으로써 유동성이 저하되어, 프린트 배선 기판 등의 기판의 요철에 충분히 추종할 수 없다는 문제가 일어난다. 그리고, 다이 본딩 필름이 기판의 요철에 추종할 수 없는 경우, 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 생긴다. 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 있으면, 전술한 바와 같이 방열성이 저하되는 문제가 일어나는 것 외에, 신뢰성이 저하되어, 리플로우 공정에서 피착체와의 박리가 생기는 등의 문제도 일어날 수 있다는 문제가 있다.
제 5 본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 다이 본딩 필름과 피착체 사이에 보이드가 생겼다고 해도, 보이드에 의한 영향을 저감시키는 것이 가능한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본원 발명자들은 상기 제 1 과제를 해결하기 위해서 열경화형 다이 본딩 필름에 대하여 검토했다. 그 결과, 하기의 구성을 채용하는 것에 의해, 열전도성을 높이고, 또한 피착체에 부착할 때에 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있다는 것을 발견하여, 제 1 본 발명을 완성시킴에 이르렀다.
즉, 제 1 본 발명에 따른 열경화형 다이 본딩 필름은,
열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이고,
열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고,
130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도가 200Pa·s 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다.
또한, 130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도, 즉 130℃에서의 고속 전단 시의 용융 점도가 200Pa·s 이하이기 때문에, 열경화형 다이 본딩 필름을 피착체에 부착할 때의 압력에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 점도가 저하된다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 열전도성 입자의 평균 입경은 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자의 평균 입경을 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 피착체에 대한 젖음성을 확보하여 양호한 접착성을 발휘시킬 수 있다. 또한, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 열전도성 입자의 첨가에 의한 열전도성의 향상 효과를 보다 양호한 것으로 할 수 있다. 또한, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께를 얇게 할 수 있고, 나아가서는 반도체 칩을 고적층화할 수 있음과 더불어, 열경화형 다이 본딩 필름으로부터 열전도성 입자가 돌출하는 것에 의한 칩 크랙의 발생을 방지할 수 있다.
상기 구성에 있어서는, 열가소성 수지와 열경화성 수지를 함유하며,
상기 열경화성 수지의 함유 중량부를 A로 하고, 상기 열가소성 수지의 함유 중량부를 B로 했을 때에, A/B가 5 이상인 것이 바람직하다.
열가소성 수지와 열경화성 수지를 함유하며, 상기 열경화성 수지의 함유 중량부를 A로 하고, 전열가소성 수지의 함유 중량부를 B로 했을 때에, A/B가 5 이상이면, 130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도를 저하시키기 쉽다.
상기 구성에 있어서, 상기 열경화성 수지는, 연화점이 100℃ 이하인 것을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 수지가, 연화점이 100℃ 이하인 것을 포함하면, 열경화형 다이 본딩 필름 저속 전단 응력(예컨대 전단 속도 5(1/초)) 인가 하에서의 130℃에서의 용융 점도, 즉 압력을 가하지 않은 상태에서의 열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도를 저하시키기 쉽다. 그 결과, 고속 전단 응력을 가했을 때의 점도의 저하량이 적은 경우이더라도, 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 열경화성 수지는, 실온에서 액상인 것을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 수지가, 실온에서 액상인 것을 포함하면, 피착체의 요철에 보다 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 실온에서 액상이라는 것은, 전단 속도 5(1/초)로 측정되는 23℃에서의 점도가 1∼50만mPa·s인 것을 말한다.
또한, 제 1 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상기에 기재된 열경화형 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 열경화형 다이 본딩 필름이, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다.
또한, 130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도, 즉 130℃에서의 고속 전단 시의 용융 점도가 200Pa·s 이하이기 때문에, 열경화형 다이 본딩 필름을 피착체에 부착할 때의 압력에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 점도가 저하된다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 상기에 기재된 열경화형 다이 본딩 필름이, 기재 상에 점착제층이 적층된 다이싱 시트 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상기에 기재된 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 열경화형 다이 본딩 필름과 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 다이싱하여, 칩상의 반도체 칩을 형성하는 다이싱 공정과,
상기 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름으로부터 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다.
또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 고속 전단 시의 용융 점도, 즉 130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도가 200Pa·s 이하이기 때문에, 열경화형 다이 본딩 필름을 피착체에 부착할 때의 압력에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 점도가 저하된다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본원 발명자들은 상기 제 2 과제를 해결하기 위해서 열경화형 다이 본딩 필름에 대하여 검토했다. 그 결과, 하기의 구성을 채용하는 것에 의해, 열전도성을 높게 하고, 또한 점도를 낮게 할 수 있다는 것을 발견하여, 제 2 본 발명을 완성시킴에 이르렀다.
즉, 제 2 본 발명에 따른 열경화형 다이 본딩 필름은,
열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이고,
130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 또한, 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내이어서, 필름의 형상을 유지하면서도, 비교적 저점도이다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
상기 구성에 있어서는, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하는 것이 바람직하다.
열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하면, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 보다 방열성이 우수하다.
상기 구성에 있어서, 상기 열전도성 입자의 평균 입경은 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자의 평균 입경을 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 피착체에 대한 젖음성을 확보하여 양호한 접착성을 발휘시킬 수 있고, 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 열전도성 입자의 첨가에 의한 열전도성의 향상 효과를 보다 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 제 2 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상기에 기재된 열경화형 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 열경화형 다이 본딩 필름이, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내이기 때문에, 필름의 형상을 유지하면서도, 비교적 저점도이다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 기판의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 제 2 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 상기에 기재된 열경화형 다이 본딩 필름이, 기재 상에 점착제층이 적층된 다이싱 시트 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 2 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상기에 기재된 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 열경화형 다이 본딩 필름과 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 다이싱하여, 칩상의 반도체 칩을 형성하는 다이싱 공정과,
상기 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름으로부터 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 열경화형 다이 본딩 필름이, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내이기 때문에, 필름의 형상을 유지하면서도, 비교적 저점도이다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 기판의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본원 발명자들은 상기 제 3 과제를 해결하기 위해서 열경화형 다이 본딩 필름에 대하여 검토했다. 그 결과, 하기의 구성을 채용하는 것에 의해, 열전도성이 높고, 또한 피착체의 요철에 양호하게 추종할 수 있다는 것을 발견하여, 제 3 본 발명을 완성시킴에 이르렀다.
제 3 본 발명은, 열전도성 입자를 포함하고, 상기 열전도성 입자의 평균 입경이 3㎛∼7㎛, 비표면적이 1m2/g∼3m2/g이며, 상기 열전도성 입자의 함유량이 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상인 열경화형 다이 본딩 필름에 관한 것이다.
제 3 본 발명에서는, 열전도성 입자의 평균 입경을 비교적 크게 설정하고, 비표면적을 비교적 작게 설정하고 있다. 이에 의해, 일반적인 다이 본딩 온도(120℃∼130℃) 등에서의 유동성을 높일 수 있다. 이 결과, 양호한 요철 추종성이 얻어진다. 또한, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 비교적 고충전함으로써, 높은 열전도성이 얻어진다.
상기 열전도성 입자의 열전도율이 12W/m·K 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 높은 열전도성이 얻어진다.
상기 열경화형 다이 본딩 필름의 열저항은 30×10-6m2·K/W 이하인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자가 수산화알루미늄 입자, 산화아연 입자, 질화알루미늄 입자, 질화규소 입자, 탄화규소 입자, 산화마그네슘 입자 및 질화붕소 입자로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들은, 열전도성이 높고, 진구도(眞球度)가 높은 것을 입수하기 쉽다.
제 3 본 발명은 또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과, 상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
제 3 본 발명은 또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름이, 기재 상에 점착제층이 적층된 다이싱 시트 상에 적층되어 있는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름에 관한 것이다.
제 3 본 발명은 또한, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 공정과, 상기 반도체 웨이퍼를 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 다이싱하여, 칩상의 반도체 칩을 형성하는 공정과, 상기 반도체 칩을 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름으로부터 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 픽업하는 공정과, 상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본원 발명자들은 상기 제 4 과제를 해결하기 위해서 열경화형 다이 본딩 필름에 대하여 검토했다. 그 결과, 하기의 구성을 채용하는 것에 의해, 열전도성을 높게 하고, 또한 피착체에 접합했을 때에 피착체 사이에 보이드가 생기는 것을 억제하는 것이 가능하다는 것을 발견하여, 제 4 본 발명을 완성시킴에 이르렀다.
즉, 제 4 본 발명에 따른 열경화형 다이 본딩 필름은,
열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 함유하고 있고,
열저항이 30×10-6m2·K/W 이하이며,
열경화형 다이 본딩 필름의 두께를 C로 하고, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 D로 했을 때에, C/D가 4∼30의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 함유하고 있기 때문에, 열전도성이 우수하다. 또한, 열저항이 30×10-6m2·K/W 이하이기 때문에, 반도체 칩으로부터의 발열을 효율적으로 피착체측으로 방열할 수 있다.
또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름의 두께를 C로 하고, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 D로 했을 때에, C/D가 4 이상이어서, 열전도성 입자의 평균 입경은, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께에 대하여 일정보다 작다. 따라서, 경화형 다이 본딩 필름의 표면에 큰 요철이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 C/D가 30 이하이어서, 열전도성 입자의 평균 입경은, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께에 대하여 어느 정도의 크기를 갖는다. 따라서, 점도의 상승이 억제되어 있어, 피착체에 접합했을 때에 피착체 사이에 보이드가 생기는 것을 억제할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 열전도성 입자의 평균 입경은 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자의 평균 입경을 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 피착체에 대한 젖음성을 확보하여 양호한 접착성을 발휘시킬 수 있고, 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 열전도성 입자의 첨가에 의한 열전도성의 향상 효과를 보다 양호한 것으로 할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께가 60㎛ 이하인 것이 바람직하다.
열경화형 다이 본딩 필름의 두께가 60㎛ 이하이면, 반도체 칩으로부터의 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있다. 따라서, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치의 방열성을 향상시킬 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 열전도성 입자의 함유량이 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자의 함유량이 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상이면, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 보다 방열성이 우수하다.
또한, 제 4 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상기에 기재된 열경화형 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 열경화형 다이 본딩 필름이, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 함유하고 있기 때문에, 열전도성이 우수하다. 따라서, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름의 열저항이 30×10-6m2·K/W 이하이기 때문에, 반도체 칩으로부터의 발열을 효율적으로 피착체측으로 방열할 수 있다.
또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름의 두께를 C로 하고, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 D로 했을 때에, C/D가 4 이상이어서, 열전도성 입자의 평균 입경은, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께에 대하여 일정보다 작다. 따라서, 경화형 다이 본딩 필름의 표면에 큰 요철이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 C/D가 30 이하이어서, 열전도성 입자의 평균 입경은, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께에 대하여 어느 정도의 크기를 갖는다. 따라서, 점도의 상승이 억제되어 있어, 피착체에 접합했을 때에 피착체 사이에 보이드가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제 4 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 상기에 기재된 열경화형 다이 본딩 필름이, 기재 상에 점착제층이 적층된 다이싱 시트 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 4 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상기에 기재된 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 열경화형 다이 본딩 필름과 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 다이싱하여, 칩상의 반도체 칩을 형성하는 다이싱 공정과,
상기 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름으로부터 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 열경화형 다이 본딩 필름이, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 함유하고 있기 때문에, 열전도성이 우수하다. 따라서, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름의 열저항이 30×10-6m2·K/W 이하이기 때문에, 반도체 칩으로부터의 발열을 효율적으로 피착체측으로 방열할 수 있다.
또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름의 두께를 C로 하고, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 D로 했을 때에, C/D가 4 이상이어서, 열전도성 입자의 평균 입경은, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께에 대하여 일정보다 작다. 따라서, 경화형 다이 본딩 필름의 표면에 큰 요철이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 C/D가 30 이하이어서, 열전도성 입자의 평균 입경은, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께에 대하여 어느 정도의 크기를 갖는다. 따라서, 점도의 상승이 억제되어 있어, 피착체에 접합했을 때에 피착체 사이에 보이드가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본원 발명자들은 상기 제 5 과제를 해결하기 위해서 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 검토했다. 그 결과, 하기의 구성을 채용하는 것에 의해, 다이 본딩 필름과 기판 사이에 보이드가 생겼다고 해도, 보이드에 의한 영향을 저감시키는 것이 가능해진다는 것을 발견하여, 제 5 본 발명을 완성시킴에 이르렀다.
즉, 제 5 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은,
열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상인 열경화형 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을, 압력 1∼20kg/cm2의 조건 하에서, 가열 온도 80∼200℃, 가열 시간 0.1∼24시간의 범위 내에서 가열하는 것에 의해 열경화시키는 열경화 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 열경화형 다이 본딩 필름은, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 고열전도성을 갖는다.
또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름을 열경화시키는 열경화 공정은, 압력 1∼20kg/cm2의 조건 하(가압 조건 하)에서 행해진다. 따라서, 가령 다이 본딩 공정에서 다이 본딩 필름과 피착체 사이에 보이드가 생겼다고 해도, 팽창시키는 일 없이 수지 중에 분산시켜 육안상 소실시킬 수 있다. 그 결과, 보이드에 의한 영향을 저감시킬 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 열전도성 입자의 평균 입경은 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자의 평균 입경을 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 피착체에 대한 젖음성을 확보하여 양호한 접착성을 발휘시킬 수 있고, 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 열전도성 입자의 첨가에 의한 열전도성의 향상 효과를 보다 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 제 5 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은,
열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상인 열경화형 다이 본딩 필름이 다이싱 시트 상에 적층되어 있는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 열경화형 다이 본딩 필름과 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 다이싱하여, 칩상의 반도체 칩을 형성하는 다이싱 공정과,
상기 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름으로부터 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을, 압력 1∼20kg/cm2의 조건 하에서, 가열 온도 80∼200℃, 가열 시간 0.1∼24시간의 범위 내에서 가열하는 것에 의해 열경화시키는 열경화 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 열경화형 다이 본딩 필름은, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 고열전도성을 갖는다.
또한, 상기 열경화형 다이 본딩 필름을 열경화시키는 열경화 공정은, 압력 1∼20kg/cm2의 조건 하(가압 조건 하)에서 행해진다. 따라서, 가령 다이 본딩 공정에서 다이 본딩 필름과 피착체 사이에 보이드가 생겼다고 해도, 팽창시키는 일 없이 수지 중에 분산시켜 육안상 소실시킬 수 있다. 그 결과, 보이드에 의한 영향을 저감시킬 수 있다.
또한, 다이싱 시트 상에 미리 열경화형 다이 본딩 필름이 적층되어 있기 때문에, 다이싱 시트에 열경화형 다이 본딩 필름을 부착하는 공정을 생략할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 열전도성 입자의 평균 입경은 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자의 평균 입경을 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 피착체에 대한 젖음성을 확보하여 양호한 접착성을 발휘시킬 수 있고, 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 열전도성 입자의 첨가에 의한 열전도성의 향상 효과를 보다 양호한 것으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 열전도성이 높고, 또한 피착체에 부착할 때에 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있는 열경화형 다이 본딩 필름, 및 이를 이용한 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 제 1 본 발명의 일 실시형태에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 나타내는 단면 모식도이다.
도 2는 제 1 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 나타내는 단면 모식도이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 일 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
(다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름)
제 1 본 발명의 일 실시형태에 따른 열경화형 다이 본딩 필름(이하, 「다이 본딩 필름」이라고도 한다), 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름에 대하여, 이하에 설명한다. 본 실시형태에 따른 다이 본딩 필름은, 이하에 설명하는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름에 있어서, 다이싱 시트가 접합되어 있지 않은 상태인 것을 들 수 있다. 따라서, 이하에서는, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름에 대하여 설명하고, 다이 본딩 필름에 대해서는, 그 중에서 설명하는 것으로 한다. 도 1은 제 1 본 발명의 일 실시형태에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 나타내는 단면 모식도이다. 도 2는 제 1 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 나타내는 단면 모식도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)은, 다이싱 시트(11) 상에 열경화형 다이 본딩 필름(3)이 적층된 구성을 갖는다. 다이싱 시트(11)는 기재(1) 상에 점착제층(2)을 적층하여 구성되어 있고, 다이 본딩 필름(3)은 그 점착제층(2) 상에 설치되어 있다. 또한, 제 1 본 발명은, 도 2에 나타내는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(12)과 같이, 워크 부착 부분에만 다이 본딩 필름(3')을 형성한 구성이어도 좋다.
상기 기재(1)는 자외선 투과성을 갖고, 또한 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10, 12)의 강도 모체가 되는 것이다. 예컨대, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모폴리프로필렌, 폴리뷰텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산 에스터 (랜덤, 교대) 공중합체, 에틸렌-뷰텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에터에터케톤, 폴리이미드, 폴리에터이미드, 폴리아마이드, 전방향족 폴리아마이드, 폴리페닐설파이드, 아라미드(종이), 유리, 유리 클로스(cloth), 불소 수지, 폴리염화바이닐, 폴리염화바이닐리덴, 셀룰로스계 수지, 실리콘 수지, 금속(박), 종이 등을 들 수 있다.
또한, 기재(1)의 재료로서는, 상기 수지의 가교체 등의 폴리머를 들 수 있다. 상기 플라스틱 필름은 무연신으로 이용해도 좋고, 필요에 따라 일축 또는 이축의 연신 처리를 실시한 것을 이용해도 좋다. 연신 처리 등에 의해 열수축성을 부여한 수지 시트에 의하면, 다이싱 후에 그의 기재(1)를 열수축시키는 것에 의해 점착제층(2)과 다이 본딩 필름(3, 3')의 접착 면적을 저하시켜, 반도체 칩의 회수의 용이화를 도모할 수 있다.
기재(1) 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해서, 관용의 표면 처리, 예컨대 크로뮴산 처리, 오존 폭로, 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 하도제(下塗劑)(예컨대, 후술하는 점착 물질)에 의한 코팅 처리를 실시할 수 있다. 상기 기재(1)는 동종 또는 이종의 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있고, 필요에 따라 여러 종을 블렌딩한 것을 이용할 수 있다.
기재(1)의 두께는, 특별히 제한되지 않고 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 5∼200㎛ 정도이다.
점착제층(2)의 형성에 이용하는 점착제로서는, 특별히 제한되지 않고, 예컨대 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제를 이용할 수 있다. 상기 감압성 점착제로서는, 반도체 웨이퍼나 유리 등의 오염을 꺼리는 전자 부품의 초순수나 알코올 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 점에서, 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다.
상기 아크릴계 폴리머로서는, 예컨대 (메트)아크릴산 알킬 에스터(예컨대, 메틸 에스터, 에틸 에스터, 프로필 에스터, 아이소프로필 에스터, 뷰틸 에스터, 아이소뷰틸 에스터, s-뷰틸 에스터, t-뷰틸 에스터, 펜틸 에스터, 아이소펜틸 에스터, 헥실 에스터, 헵틸 에스터, 옥틸 에스터, 2-에틸헥실 에스터, 아이소옥틸 에스터, 노닐 에스터, 데실 에스터, 아이소데실 에스터, 운데실 에스터, 도데실 에스터, 트라이데실 에스터, 테트라데실 에스터, 헥사데실 에스터, 옥타데실 에스터, 에이코실 에스터 등의 알킬기의 탄소수 1∼30, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄상 또는 분기쇄상 알킬 에스터 등) 및 (메트)아크릴산 사이클로알킬 에스터(예컨대, 사이클로펜틸 에스터, 사이클로헥실 에스터 등)의 1종 또는 2종 이상을 단량체 성분으로서 이용한 아크릴계 폴리머 등을 들 수 있다. 한편, (메트)아크릴산 에스터란 아크릴산 에스터 및/또는 메타크릴산 에스터를 말하고, 제 1 본 발명의 (메트)란 모두 마찬가지의 의미이다.
상기 아크릴계 폴리머는 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로 하여, 필요에 따라, 상기 (메트)아크릴산 알킬 에스터 또는 사이클로알킬 에스터와 공중합 가능한 다른 모노머 성분에 대응하는 단위를 포함하고 있어도 좋다. 이와 같은 모노머 성분으로서, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 카복시에틸 (메트)아크릴레이트, 카복시펜틸 (메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 등의 카복실기 함유 모노머; 무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산 무수물 모노머; (메트)아크릴산 2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산 2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산 4-하이드록시뷰틸, (메트)아크릴산 6-하이드록시헥실, (메트)아크릴산 8-하이드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-하이드록시데실, (메트)아크릴산 12-하이드록시라우릴, (4-하이드록시메틸사이클로헥실)메틸 (메트)아크릴레이트 등의 하이드록실기 함유 모노머; 스타이렌설폰산, 알릴설폰산, 2-(메트)아크릴아마이드-2-메틸프로페인설폰산, (메트)아크릴아미도프로페인설폰산, 설포프로필 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌설폰산 등의 설폰산기 함유 모노머; 2-하이드록시에틸 아크릴로일 포스페이트 등의 인산기 함유 모노머; 아크릴아마이드, 아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다. 이들 공중합 가능한 모노머 성분은 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 이들 공중합 가능한 모노머의 사용량은 전체 모노머 성분의 40중량% 이하가 바람직하다.
나아가, 상기 아크릴계 폴리머는, 가교시키기 위해서 다작용성 모노머 등도 필요에 따라 공중합용 모노머 성분으로서 포함할 수 있다. 이와 같은 다작용성 모노머로서, 예컨대 헥세인다이올 다이(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시 (메트)아크릴레이트, 폴리에스터 (메트)아크릴레이트, 우레탄 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다작용성 모노머도 1종 또는 2종 이상 이용할 수 있다. 다작용성 모노머의 사용량은, 점착 특성 등의 점에서, 전체 모노머 성분의 30중량% 이하가 바람직하다.
상기 아크릴계 폴리머는, 단일 모노머 또는 2종 이상의 모노머 혼합물을 중합에 회부하는 것에 의해 얻어진다. 중합은 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등의 어떤 방식으로도 행할 수 있다. 청정한 피착체에 대한 오염 방지 등의 점에서, 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이 점에서, 아크릴계 폴리머의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 10만 이상, 더 바람직하게는 20만∼300만 정도이며, 특히 바람직하게는 30만∼100만 정도이다.
또한, 상기 점착제에는, 베이스 폴리머인 아크릴계 폴리머 등의 수 평균 분자량을 높이기 위해서, 외부 가교제를 적절히 채용할 수도 있다. 외부 가교 방법의 구체적 수단으로서는, 폴리아이소사이아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물, 멜라민계 가교제 등의 이른바 가교제를 첨가하여 반응시키는 방법을 들 수 있다. 외부 가교제를 사용하는 경우, 그의 사용량은 가교해야 할 베이스 폴리머와의 밸런스에 따라, 나아가서는 점착제로서의 사용 용도에 따라 적절히 결정된다. 일반적으로는, 상기 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 5중량부 정도 이하, 나아가서는 0.1∼5중량부 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 점착제에는 필요에 따라, 상기 성분 이외에, 종래 공지된 각종의 점착 부여제, 노화 방지제 등의 첨가제를 이용해도 좋다.
점착제층(2)은 방사선 경화형 점착제에 의해 형성할 수 있다. 방사선 경화형 점착제는, 자외선 등의 방사선 조사에 의해 가교도를 증대시켜 그의 점착력을 용이하게 저하시킬 수 있고, 도 2에 나타내는 점착제층(2)의 워크 부착 부분에 대응하는 부분(2a)만을 방사선 조사하는 것에 의해 다른 부분(2b)과의 점착력 차를 마련할 수 있다.
또한, 도 2에 나타내는 다이 본딩 필름(3')에 맞춰 방사선 경화형의 점착제층(2)을 경화시키는 것에 의해, 점착력이 현저히 저하된 상기 부분(2a)을 용이하게 형성할 수 있다. 경화되어 점착력이 저하된 상기 부분(2a)에 다이 본딩 필름(3')이 부착되기 때문에, 점착제층(2)의 상기 부분(2a)과 다이 본딩 필름(3')의 계면은, 픽업 시에 용이하게 벗겨지는 성질을 갖는다. 한편, 방사선을 조사하지 않은 부분은 충분한 점착력을 갖고 있고, 상기 부분(2b)을 형성한다. 한편, 점착제층에 대한 방사선 조사는 다이싱 후이면서 픽업 전에 행해도 좋다.
전술한 바와 같이, 도 1에 나타내는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)의 점착제층(2)에 있어서, 미(未)경화된 방사선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(2b)은 다이 본딩 필름(3)과 점착하여, 다이싱할 때의 유지력을 확보할 수 있다. 이와 같이, 방사선 경화형 점착제는, 칩상 워크(반도체 칩 등)를 기판 등의 피착체에 고착하기 위한 다이 본딩 필름(3)을, 접착·박리의 밸런스가 좋게 지지할 수 있다. 도 2에 나타내는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(11)의 점착제층(2)에 있어서는, 상기 부분(2b)이 웨이퍼 링을 고정할 수 있다.
방사선 경화형 점착제는, 탄소-탄소 이중 결합 등의 방사선 경화성의 작용기를 갖고, 또한 점착성을 나타내는 것을 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 방사선 경화형 점착제로서는, 예컨대 상기 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 점착제에, 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합한 첨가형의 방사선 경화형 점착제를 예시할 수 있다.
배합하는 방사선 경화성의 모노머 성분으로서는, 예컨대 우레탄 올리고머, 우레탄 (메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메테인 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리스리톨 모노하이드록시 펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-뷰테인다이올 다이(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 방사선 경화성의 올리고머 성분은 우레탄계, 폴리에터계, 폴리에스터계, 폴리카보네이트계, 폴리뷰타다이엔계 등 여러 가지 올리고머를 들 수 있고, 그의 분자량이 100∼30000 정도의 범위인 것이 적당하다. 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분의 배합량은, 상기 점착제층의 종류에 따라, 점착제층의 점착력을 저하시킬 수 있는 양을 적절히 결정할 수 있다. 일반적으로는, 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100중량부에 대하여, 예컨대 5∼500중량부, 바람직하게는 40∼150중량부 정도이다.
또한, 방사선 경화형 점착제로서는, 상기 설명한 첨가형의 방사선 경화형 점착제 이외에, 베이스 폴리머로서, 탄소-탄소 이중 결합을 폴리머 측쇄 또는 주쇄 중, 또는 주쇄 말단에 갖는 것을 이용한 내재형 방사선 경화형 점착제를 들 수 있다. 내재형 방사선 경화형 점착제는, 저분자 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없거나, 또는 많이는 포함하지 않기 때문에, 경시(經時)적으로 올리고머 성분 등이 점착제 중을 이동하는 일 없이, 안정된 층 구조의 점착제층을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 폴리머는, 탄소-탄소 이중 결합을 갖고, 또한 점착성을 갖는 것을 특별한 제한없이 사용할 수 있다. 이와 같은 베이스 폴리머로서는, 아크릴계 폴리머를 기본 골격으로 하는 것이 바람직하다. 아크릴계 폴리머의 기본 골격으로서는, 상기 예시한 아크릴계 폴리머를 들 수 있다.
상기 아크릴계 폴리머에 대한 탄소-탄소 이중 결합의 도입법은, 특별히 제한되지 않고 다양한 방법을 채용할 수 있지만, 탄소-탄소 이중 결합은 폴리머 측쇄에 도입하는 것이 분자 설계의 점에서 용이하다. 예컨대, 미리 아크릴계 폴리머에 작용기를 갖는 모노머를 공중합한 후, 이 작용기와 반응할 수 있는 작용기 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을, 탄소-탄소 이중 결합의 방사선 경화성을 유지한 채로 축합 또는 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다.
이들 작용기의 조합의 예로서는, 카복실산기와 에폭시기, 카복실산기와 아지리딜기, 하이드록실기와 아이소사이아네이트기 등을 들 수 있다. 이들 작용기의 조합 중에서도 반응 추적의 용이함으로부터, 하이드록실기와 아이소사이아네이트기의 조합이 적합하다. 또한, 이들 작용기의 조합에 의해 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아크릴계 폴리머를 생성하는 것과 같은 조합이면, 작용기는 아크릴계 폴리머와 상기 화합물 중 어느 측에 있어도 좋지만, 상기 바람직한 조합에서는, 아크릴계 폴리머가 하이드록실기를 갖고, 상기 화합물이 아이소사이아네이트기를 갖는 경우가 적합하다. 이 경우, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아이소사이아네이트 화합물로서는, 예컨대 메타크릴로일 아이소사이아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸 아이소사이아네이트, m-아이소프로펜일-α,α-다이메틸벤질 아이소사이아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴계 폴리머로서는, 상기 예시의 하이드록시기 함유 모노머나 2-하이드록시에틸 바이닐 에터, 4-하이드록시뷰틸 바이닐 에터, 다이에틸렌글리콜 모노바이닐 에터의 에터계 화합물 등을 공중합한 것이 이용된다.
상기 내재형 방사선 경화형 점착제는, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 폴리머(특히 아크릴계 폴리머)를 단독으로 사용할 수 있지만, 특성을 악화시키지 않을 정도로 상기 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합할 수도 있다. 방사선 경화성의 올리고머 성분 등은, 통상 베이스 폴리머 100중량부에 대하여 30중량부의 범위 내이며, 바람직하게는 0∼10중량부의 범위이다.
상기 방사선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시키는 경우에는 광중합 개시제를 함유시킨다. 광중합 개시제로서는, 예컨대 4-(2-하이드록시에톡시)페닐(2-하이드록시-2-프로필)케톤, α-하이드록시-α,α'-다이메틸아세토페논, 2-메틸-2-하이드록시프로피오페논, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 등의 α-케톨계 화합물; 메톡시 아세토페논, 2,2-다이메톡시-2-페닐 아세토페논, 2,2-다이에톡시 아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)-페닐]-2-모폴리노프로페인-1 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인 에틸 에터, 벤조인 아이소프로필 에터, 아니소인 메틸 에터 등의 벤조인 에터계 화합물; 벤질 다이메틸 케탈 등의 케탈계 화합물; 2-나프탈렌설폰일 클로라이드 등의 방향족 설폰일 클로라이드계 화합물; 1-페논-1,1-프로페인다이온-2-(o-에톡시카보닐)옥심 등의 광활성 옥심계 화합물; 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-다이메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물;싸이오잔톤, 2-클로로싸이오잔톤, 2-메틸싸이오잔톤, 2,4-다이메틸싸이오잔톤, 아이소프로필싸이오잔톤, 2,4-다이클로로싸이오잔톤, 2,4-다이에틸싸이오잔톤, 2,4-다이아이소프로필싸이오잔톤 등의싸이오잔톤계 화합물; 캄파퀴논; 할로젠화 케톤; 아실포스핀옥사이드; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다. 광중합 개시제의 배합량은, 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100중량부에 대하여, 예컨대 0.05∼20중량부 정도이다.
또한, 방사선 경화형 점착제로서는, 예컨대 일본 특허공개 소60-196956호 공보에 개시되어 있는, 불포화 결합을 2개 이상 갖는 부가 중합성 화합물, 에폭시기를 갖는 알콕시실레인 등의 광중합성 화합물과, 카보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과산화물, 아민, 오늄염계 화합물 등의 광중합 개시제를 함유하는 고무계 점착제나 아크릴계 점착제 등을 들 수 있다.
상기 방사선 경화형의 점착제층(2) 중에는, 필요에 따라, 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물을 함유시킬 수도 있다. 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물을 점착제층(2)에 포함시키는 것에 의해, 방사선 조사된 부분만을 착색할 수 있다. 즉, 도 1에 나타내는 워크 부착 부분(3a)에 대응하는 부분(2a)을 착색할 수 있다. 따라서, 점착제층(2)에 방사선이 조사되었는지 여부를 육안에 의해 즉시 판명할 수 있어, 워크 부착 부분(3a)을 인식하기 쉬워, 워크의 접합이 용이하다. 또한, 광 센서 등에 의해서 반도체 칩을 검출할 때에, 그의 검출 정밀도가 높아져, 반도체 칩의 픽업 시에 오작동이 생기는 일이 없다.
방사선 조사에 의해 착색되는 화합물은, 방사선 조사 전에는 무색 또는 담색이지만, 방사선 조사에 의해 유색이 되는 화합물이다. 이러한 화합물의 바람직한 구체예로서는 류코(leuco) 염료를 들 수 있다. 류코 염료로서는, 관용의 트라이페닐메테인계, 플루오레인계, 페노싸이아진계, 아우라민계, 스파이로피란계의 것이 바람직하게 이용된다. 구체적으로는, 3-[N-(p-톨릴아미노)]-7-아닐리노플루오레인, 3-[N-(p-톨릴)-N-메틸아미노]-7-아닐리노플루오레인, 3-[N-(p-톨릴)-N-에틸아미노]-7-아닐리노플루오레인, 3-다이에틸아미노-6-메틸-7-아닐리노플루오레인, 크리스탈바이올렛 락톤, 4,4',4"-트리스다이메틸아미노트라이페닐메탄올, 4,4',4"-트리스다이메틸아미노트라이페닐메테인 등을 들 수 있다.
이들 류코 염료와 함께 바람직하게 이용되는 현색(顯色)제로서는, 종래부터 이용되고 있는 페놀 포르말린 수지의 초기 중합체, 방향족 카복실산 유도체, 활성 백토 등의 전자 수용체를 들 수 있고, 추가로 색조를 변화시키는 경우는 여러 가지 공지된 발색제를 조합하여 이용할 수도 있다.
이와 같은 방사선 조사에 의해서 착색되는 화합물은, 일단 유기 용매 등에 용해된 후에 방사선 경화형 접착제 중에 포함시켜도 좋고, 또한 미(微)분말상으로 하여 당해 점착제 중에 포함시켜도 좋다. 이 화합물의 사용 비율은, 점착제층(2) 중에 10중량% 이하, 바람직하게는 0.01∼10중량%, 더 바람직하게는 0.5∼5중량%인 것이 바람직하다. 해당 화합물의 비율이 10중량%를 초과하면, 점착제층(2)에 조사되는 방사선이 이 화합물에 지나치게 흡수되어 버리기 때문에, 점착제층(2)의 상기 부분(2a)의 경화가 불충분해져, 충분히 점착력이 저하되지 않는 경우가 있다. 한편, 충분히 착색시키기 위해서는, 해당 화합물의 비율을 0.01중량% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
점착제층(2)을 방사선 경화형 점착제에 의해 형성하는 경우에는, 점착제층(2)에 있어서의 「상기 부분(2a)의 점착력 < 그 밖의 부분(2b)의 점착력」이 되도록 점착제층(2)의 일부를 방사선 조사해도 좋다.
상기 점착제층(2)에 상기 부분(2a)을 형성하는 방법으로서는, 지지 기재(1)에 방사선 경화형의 점착제층(2)을 형성한 후, 상기 부분(2a)에 부분적으로 방사선을 조사하여 경화시키는 방법을 들 수 있다. 부분적인 방사선 조사는, 워크 부착 부분(3a) 이외의 부분(3b) 등에 대응하는 패턴을 형성한 포토마스크를 개재하여 행할 수 있다. 또한, 부분적으로 자외선을 조사하여 경화시키는 방법 등을 들 수 있다. 방사선 경화형의 점착제층(2)의 형성은, 세퍼레이터 상에 설치한 것을 지지 기재(1) 상에 전사하는 것에 의해 행할 수 있다. 부분적인 방사선 경화는 세퍼레이터 상에 설치한 방사선 경화형의 점착제층(2)에 행할 수도 있다.
또한, 점착제층(2)을 방사선 경화형 점착제에 의해 형성하는 경우에는, 지지 기재(1)의 적어도 편면의, 워크 부착 부분(3a)에 대응하는 부분 이외의 부분 전부 또는 일부가 차광된 것을 이용하고, 이것에 방사선 경화형의 점착제층(2)을 형성한 후에 방사선 조사하여, 워크 부착 부분(3a)에 대응하는 부분을 경화시켜, 점착력을 저하시킨 상기 부분(2a)을 형성할 수 있다. 차광 재료로서는, 지지 필름 상에서 포토마스크가 될 수 있는 것을 인쇄나 증착 등으로 작성할 수 있다. 이러한 제조 방법에 의하면, 효율적으로 제 1 본 발명의 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)을 제조 가능하다.
한편, 방사선 조사 시에, 산소에 의한 경화 저해가 일어나는 경우는, 방사선 경화형의 점착제층(2)의 표면으로부터 어떠한 방법으로 산소(공기)를 차단하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 점착제층(2)의 표면을 세퍼레이터로 피복하는 방법이나, 질소 가스 분위기 중에서 자외선 등의 방사선 조사를 행하는 방법 등을 들 수 있다.
점착제층(2)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 깨짐 방지나 접착층 고정 유지의 양립성 등의 점에서는, 1∼50㎛ 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 2∼30㎛, 나아가서는 5∼25㎛가 바람직하다.
다이 본딩 필름(3, 3')은, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이고, 1.2W/m·K 이상인 것이 바람직하며, 1.5W/m·K 이상인 것이 보다 바람직하다. 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 다이 본딩 필름(3, 3')을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 한편, 다이 본딩 필름(3, 3')의 열경화 후의 열전도율은 클수록 바람직하지만, 예컨대 20W/m·K 이하이다.
제 1 본 발명에 있어서, 「열경화 후의 열전도율」이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율을 말한다. 또한, 「열경화 후의 다이 본딩 필름」이란, 열경화 전의 상태(다이 본딩 필름을 작성한 후의 상태)로부터 완전히 열경화가 완료될 때까지 발생하는 반응 열량을 100%로 했을 때에, 「열경화 후의 다이 본딩 필름」의 상태로부터 완전히 열경화가 완료될 때까지 발생하는 반응 열량이 5% 이하로 되어 있는 것을 말한다. 한편, 상기 반응 열량은, 시차 주사 열량 측정(DSC)에 의해 얻어지는 값을 이용한다.
또한, 다이 본딩 필름(3, 3')은, 130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도가 200Pa·s 이하이고, 바람직하게는 1∼200Pa·s의 범위 내이며, 보다 바람직하게는 20∼185Pa·s의 범위 내이다. 130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도, 즉 130℃에서의 고속 전단 시의 용융 점도가 200Pa·s 이하이기 때문에, 다이 본딩 필름(3, 3')을 피착체에 부착할 때의 압력에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 점도가 저하된다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 다이 본딩 필름(3, 3')은, 전단 속도 5(1/초)로 측정되는 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내이고, 20Pa·s∼280Pa·s의 범위 내인 것이 바람직하며, 50Pa·s∼250Pa·s의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 전단 속도 5(1/초)로 측정되는 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내이기 때문에, 필름의 형상을 유지하면서도, 비교적 저점도이다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 다이 본딩 필름(3, 3')은, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 80중량% 이상 함유하는 것이 바람직하며, 85중량% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 열전도성 입자의 함유량은, 많을수록 바람직하지만 제막성의 관점에서, 예컨대 93중량% 이하이다. 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하기 때문에, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 보다 방열성이 우수하다. 한편, 열전도성 입자의 열전도율은, X선 구조 해석에 의해서 얻어진 열전도성 입자의 결정 구조로부터 추정할 수 있다.
상기 열전도성 입자는, 알루미나 입자(열전도율: 36W/m·K), 산화아연 입자(열전도율: 54W/m·K), 질화알루미늄 입자(열전도율: 150W/m·K), 질화규소 입자(열전도율: 27W/m·K), 탄화규소 입자(열전도율: 200W/m·K), 산화마그네슘 입자(열전도율: 59W/m·K) 및 질화붕소 입자(열전도율: 60W/m·K)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자인 것이 바람직하다. 특히, 알루미나는 고열전도율이고, 분산성, 입수 용이성의 점에서 바람직하다. 또한, 질화붕소는 더 높은 열전도율이 있기 때문에, 적합하게 이용할 수 있다.
열전도성 입자는 실레인 커플링제에 의해 처리(전처리)된 것이 바람직하다. 이에 의해, 열전도성 입자의 분산성이 양호해져, 열전도성 입자의 고충전화가 가능해진다.
실레인 커플링제로서는, 규소 원자, 가수분해성기 및 유기 작용기를 포함하는 것이 바람직하다.
가수분해성기는 규소 원자에 결합되어 있다.
가수분해성기로서는, 예컨대 메톡시기, 에톡시기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 가수분해 속도가 빠르고 처리가 용이하다는 이유 때문에, 메톡시기가 바람직하다.
실레인 커플링제 중의 가수분해성기의 수는, 열전도성 입자와 가교하면서 실레인 커플링제끼리 가교하는 것이 가능하고, 열전도성 입자 표면의 가교점이 적더라도 열전도성 입자 전체를 실레인 커플링제로 표면 처리할 수 있다는 점에서, 바람직하게는 2∼3개, 보다 바람직하게는 3개이다.
유기 작용기는 규소 원자에 결합되어 있다.
유기 작용기로서는, 예컨대 아크릴기, 메타크릴기, 에폭시기, 페닐아미노기 등을 포함하는 것을 들 수 있다. 그 중에서도, 에폭시 수지와 반응성을 갖지 않고, 처리를 행한 열전도성 입자의 보존 안정성이 양호하기 때문에 아크릴기가 바람직하다.
한편, 에폭시기와 반응성이 높은 작용기를 가지면 에폭시 수지와 반응하기 때문에, 보존 안정성, 유동성이 저하된다. 유동성의 저하를 억제한다는 점에서, 유기 작용기로서는, 1급 아미노기, 머캅토기 또는 아이소사이아네이트기를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
실레인 커플링제 중의 유기 작용기의 수는, 바람직하게는 1개이다. 규소 원자는 결합을 4개 만들기 때문에, 유기 작용기가 많으면 가수분해기의 수가 부족하다.
실레인 커플링제는 규소 원자에 결합하는 알킬기를 추가로 포함해도 좋다. 실레인 커플링제가 알킬기를 포함하는 것에 의해, 메타크릴기보다도 반응성을 낮게 하는 것이 가능하고, 급격한 반응에 의한 표면 처리의 편향을 방지할 수 있다. 알킬기로서는 메틸기, 다이메틸기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 메틸기가 바람직하다.
실레인 커플링제로서, 구체적으로는, 2-(3,4-에폭시사이클로로헥실)에틸트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필트라이에톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-글리시독시프로필메틸다이에톡시실레인, 다이메틸다이메톡시실레인, 다이메틸다이에톡시실레인, 메틸트라이메톡시실레인, 메틸트라이에톡시실레인, 페닐트라이메톡시실레인, 페닐트라이에톡시실레인, N-페닐-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필다이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필다이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이에톡시실레인 등을 들 수 있다.
실레인 커플링제에 의해 열전도성 입자를 처리하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 용매 중에서 열전도성 입자와 실레인 커플링제를 혼합하는 습식법, 기상 중에서 열전도성 입자와 실레인 커플링제를 처리시키는 건식법 등을 들 수 있다.
실레인 커플링제의 처리량은, 특별히 한정되지 않지만, 열전도성 입자 100중량부에 대하여, 실레인 커플링제를 0.05∼5중량부 처리하는 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자의 형상으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 플레이크상, 침상, 필라멘트상, 구상, 인편상의 것을 사용할 수 있지만, 분산성 및 충전율 향상의 점에서 구상인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 입자의 평균 입경은 1㎛ 이상 10㎛ 이하가 바람직하고, 1.5㎛ 이상 8㎛ 이하가 보다 바람직하다. 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 피착체에 대한 젖음성을 확보하여 양호한 접착성을 발휘시킬 수 있다. 또한, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 열전도성 입자의 첨가에 따른 열전도성의 향상 효과를 보다 양호한 것으로 할 수 있다. 또한, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 상기 수치 범위 내로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께를 얇게 할 수 있고, 나아가서는 반도체 칩을 고적층화할 수 있음과 더불어, 열경화형 다이 본딩 필름으로부터 열전도성 입자가 돌출하는 것에 의한 칩 크랙의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 열전도성 입자의 평균 입경은, 광도식의 입도 분포계(HORIBA제, 장치명; LA-910)에 의해 구한 값이다.
또한, 상기 열전도성 입자로서는, 평균 입자 직경이 상이한 2종 이상의 열전도성 입자를 이용해도 좋다. 평균 입경이 상이한 2종 이상의 열전도성 입자를 이용하는 것에 의해, 충전율을 향상시키기 쉽게 할 수 있기 때문이다.
다이 본딩 필름(3, 3')의 적층 구조는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 접착제층의 단층만으로 이루어지는 것이나, 코어 재료의 편면 또는 양면에 접착제층을 형성한 다층 구조인 것 등을 들 수 있다. 상기 코어 재료로서는, 필름(예컨대 폴리이미드 필름, 폴리에스터 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름 등), 유리 섬유나 플라스틱제 부직 섬유로 강화된 수지 기판, 실리콘 기판 또는 유리 기판 등을 들 수 있다.
다이 본딩 필름(3, 3')은, 열가소성 수지, 열경화성 수지 등의 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 수지로서는, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 또는 열경화성 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 이들 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다. 특히, 반도체 칩을 부식시키는 이온성 불순물 등의 함유가 적은 에폭시 수지가 바람직하다. 또한, 에폭시 수지의 경화제로서는 페놀 수지가 바람직하다.
상기 에폭시 수지는, 다이 본딩 용도의 접착제로서 일반적으로 이용되는 것이면 특별히 한정은 없고, 예컨대 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 브롬화 비스페놀 A형, 수첨 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 바이페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형, 페놀노볼락형, 오쏘크레졸노볼락형, 트리스하이드록시페닐메테인형, 테트라페닐올에테인형 등의 2작용 에폭시 수지나 다작용 에폭시 수지, 또는 히단토인형, 트리스글리시딜 아이소사이아누레이트형 또는 글리시딜아민형 등의 에폭시 수지가 이용된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다. 이들 에폭시 수지 중 노볼락형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지, 트리스하이드록시페닐메테인형 수지 또는 테트라페닐올에테인형 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 이들 에폭시 수지는, 경화제로서의 페놀 수지와의 반응성이 풍부하고, 내열성 등이 우수하기 때문이다.
또한, 상기 에폭시 수지는, 실온(23℃)에서 고형인 것과, 실온(23℃)에서 액상인 것의 2종류를 병용하여 이용할 수 있다. 실온에서 고형인 에폭시 수지에 대하여, 실온에서 액상인 에폭시 수지를 가하는 것에 의해, 필름을 형성했을 때의 취약성을 개선할 수 있어, 작업성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 상기 페놀 수지는, 상기 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 것으로, 예컨대 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지, 크레졸노볼락 수지, tert-뷰틸페놀노볼락 수지, 노닐페놀노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지, 레졸형 페놀 수지, 폴리파라옥시스타이렌 등의 폴리옥시스타이렌 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다. 이들 페놀 수지 중 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지가 특히 바람직하다. 반도체 장치의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
상기 열경화성 수지(예컨대 에폭시 수지나 페놀 수지) 중에서도, 저속 전단 응력(예컨대 전단 속도 5(1/초)) 인가 하에서의 열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도를 저하시킬 수 있다는 관점에서, 연화점이 100℃ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 열경화성 수지(예컨대 에폭시 수지나 페놀 수지) 중에서도, 실온에서 액상인 것을 포함하는 것이 바람직하다. 복수 종류의 열경화성 수지를 함유시키는 경우, 적어도 1종의 열경화성 수지가 실온에서 액상이면 좋다. 상기 열경화성 수지가 실온에서 액상인 것을 포함하면, 피착체의 요철에 의해 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다.
한편, 에폭시 수지의 연화점은 JIS K 7234-1986에 규정되는 환구법(環球法)으로 측정할 수 있다. 또한, 페놀 수지의 연화점은 JIS K 6910-2007에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
상기 에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 예컨대 상기 에폭시 수지 성분 중의 에폭시기 1당량당 페놀 수지 중의 하이드록실기가 0.5∼2.0당량이 되도록 배합하는 것이 적합하다. 보다 적합한 것은 0.8∼1.2당량이다. 즉, 양자의 배합 비율이 상기 범위를 벗어나면, 충분한 경화 반응이 진행되지 않아, 에폭시 수지 경화물의 특성이 열화되기 쉬워지기 때문이다.
상기 열가소성 수지로서는, 천연 고무, 뷰틸 고무, 아이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에스터 공중합체, 폴리뷰타다이엔 수지, 폴리카보네이트 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 6-나일론이나 6,6-나일론 등의 폴리아마이드 수지, 페녹시 수지, 아크릴 수지, PET나 PBT 등의 포화 폴리에스터 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 또는 불소 수지 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는 단독으로, 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다. 이들 열가소성 수지 중, 이온성 불순물이 적고 내열성이 높아, 반도체 칩의 신뢰성을 확보할 수 있는 아크릴 수지가 특히 바람직하다.
상기 아크릴 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 탄소수 30 이하, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄 또는 분기 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스터의 1종 또는 2종 이상을 성분으로 하는 중합체(아크릴 공중합체) 등을 들 수 있다. 상기 알킬기로서는, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 아이소프로필기, n-뷰틸기, t-뷰틸기, 아이소뷰틸기, 아밀기, 아이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 사이클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 아이소옥틸기, 노닐기, 아이소노닐기, 데실기, 아이소데실기, 운데실기, 라우릴기, 트라이데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 옥타데실기 또는 도데실기 등을 들 수 있다.
또한, 상기 중합체를 형성하는 다른 모노머로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 카복시에틸 아크릴레이트, 카복시펜틸 아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 또는 크로톤산 등과 같은 카복실기 함유 모노머, 무수 말레산 또는 무수 이타콘산 등과 같은 산 무수물 모노머, (메트)아크릴산 2-하이드록시에틸, (메트)아크릴산 2-하이드록시프로필, (메트)아크릴산 4-하이드록시뷰틸, (메트)아크릴산 6-하이드록시헥실, (메트)아크릴산 8-하이드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-하이드록시데실, (메트)아크릴산 12-하이드록시라우릴 또는 (4-하이드록시메틸사이클로헥실)-메틸 아크릴레이트 등과 같은 하이드록실기 함유 모노머, 스타이렌설폰산, 알릴설폰산, 2-(메트)아크릴아마이드-2-메틸프로페인설폰산, (메트)아크릴아미도프로페인설폰산, 설포프로필 (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌설폰산 등과 같은 설폰산기 함유 모노머, 또는 2-하이드록시에틸 아크릴로일 포스페이트 등과 같은 인산기 함유 모노머를 들 수 있다.
상기 열경화성 수지와 상기 열가소성 수지의 배합 비율로서는, 상기 열경화성 수지의 함유 중량부를 A로 하고, 상기 열가소성 수지의 함유 중량부를 B로 했을 때에, A/B가 5 이상인 것이 바람직하고, 7 이상인 것이 보다 바람직하며, 9 이상인 것이 더 바람직하다. 한편, 본 명세서에서는, 열경화성 수지의 분자량은 5000 미만이고, 열가소성 수지의 분자량은 5000 이상이다.
수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름(3, 3') 전체에 대하여, 바람직하게는 7중량% 이상이다. 수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름(3, 3') 전체에 대하여, 바람직하게는 25중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 더 바람직하게는 15중량% 이하이다.
수지 성분(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량) 중의 열경화성 수지의 배합 비율로서는, 소정 조건 하에서 가열했을 때에 다이 본딩 필름(3, 3')이 열경화형으로서의 기능을 발휘하는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 130℃에서의 저속 전단 시(전단 속도 5(1/초))의 용융 점도를 낮게 하기 위해서, 75∼99중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 85∼98중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
또한, 수지 성분 중의 열가소성 수지의 배합 비율로서는, 130℃에서의 저속 전단 시(전단 속도 5(1/초))의 용융 점도를 낮게 하기 위해서, 1∼25중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 2∼15중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
다이 본딩 필름(3, 3')은 경화 촉매를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 에폭시 수지와 페놀 수지 등의 경화제의 열경화를 촉진할 수 있다. 경화 촉매로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 테트라페닐포스포늄 테트라페닐보레이트(상품명; TPP-K), 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트(상품명; TPP-MK), 트라이페닐포스핀 트라이페닐보레인(상품명; TPP-S) 등의 인-붕소계 경화 촉매를 들 수 있다(모두 홋코화학공업(주)제). 그 중에서도, 잠재성이 우수하기 때문에 실온에서의 보존 안정성이 양호하다는 점에서, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트가 바람직하다.
경화 촉매의 함유량은 적절히 설정할 수 있지만, 열경화성 수지 100중량부에 대하여 0.1∼3중량부가 바람직하고, 0.5∼2중량부가 보다 바람직하다.
제 1 본 발명의 다이 본딩 필름(3, 3')을 미리 어느 정도 가교시켜 놓는 경우에는, 제작에 있어서, 중합체의 분자쇄 말단의 작용기 등과 반응하는 다작용성 화합물을 가교제로서 첨가시켜 놓는 것이 좋다. 이에 의해, 고온 하에서의 접착 특성을 향상시켜, 내열성의 개선을 도모할 수 있다.
상기 가교제로서는, 종래 공지된 것을 채용할 수 있다. 특히, 톨릴렌 다이아이소사이아네이트, 다이페닐메테인 다이아이소사이아네이트, p-페닐렌 다이아이소사이아네이트, 1,5-나프탈렌 다이아이소사이아네이트, 다가 알코올과 다이아이소사이아네이트의 부가물 등의 폴리아이소사이아네이트 화합물이 보다 바람직하다. 가교제의 첨가량으로서는, 상기 중합체 100중량부에 대하여, 통상 0.05∼7중량부로 하는 것이 바람직하다. 가교제의 양이 7중량부보다 많으면, 접착력이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 0.05중량부보다 적으면, 응집력이 부족하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 이와 같은 폴리아이소사이아네이트 화합물과 함께, 필요에 따라, 에폭시 수지 등의 다른 다작용성 화합물을 같이 포함하도록 해도 좋다.
또한, 다이 본딩 필름(3, 3')에는, 그의 용도에 따라 상기 열전도성 입자 이외의 충전재를 적절히 배합할 수 있다. 상기 충전재의 배합은, 탄성률의 조절 등을 가능하게 한다. 상기 충전재로서는, 무기 충전재 및 유기 충전재를 들 수 있다. 상기 무기 충전재로서는, 특별히 제한은 없고, 예컨대 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규산칼슘, 규산마그네슘, 산화칼슘, 붕산알루미늄 위스커, 결정질 실리카, 비정질 실리카 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
한편, 다이 본딩 필름(3, 3')에는, 상기 충전재 이외에, 필요에 따라 다른 첨가제를 적절히 배합할 수 있다. 다른 첨가제로서는, 예컨대 난연제, 실레인 커플링제 또는 이온 트랩제 등을 들 수 있다. 상기 난연제로서는, 예컨대 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 브롬화 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다. 상기 실레인 커플링제로서는, 예컨대 β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인, γ-글리시독시프로필트라이메톡시실레인, γ-글리시독시프로필메틸다이에톡시실레인 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다. 상기 이온 트랩제로서는, 예컨대 하이드로탈사이트류, 수산화비스무트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
다이 본딩 필름(3, 3')의 두께(적층체의 경우는 총 두께)는, 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 깨짐 방지나 접착층에 의한 고정 유지의 양립성의 관점에서 1∼200㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3∼100㎛, 더 바람직하게는 5∼80㎛이다.
상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10, 12)은, 기재(1)나 점착제층, 다이 본딩 필름에 대하여, 그의 접착 시 및 박리 시 등에 있어서의 정전기의 발생이나 그것에 의한 반도체 웨이퍼 등의 대전으로 회로가 파괴되는 것 등을 방지할 목적으로 대전 방지 기능을 갖게 할 수 있다. 대전 방지 기능의 부여는, 기재(1)나 점착제층(2), 다이 본딩 필름(3, 3')에 대전 방지제나 도전성 물질을 첨가하는 방법, 기재(1)에 대한 전하 이동 착체나 금속막 등으로 이루어지는 도전층의 부설 등, 적당한 방식으로 행할 수 있다. 이들 방식은 반도체 웨이퍼를 변질시킬 우려가 있는 불순물 이온이 발생하기 어려운 방식이 바람직하다. 도전성의 부여, 도전성의 향상 등을 목적으로 하여 배합되는 도전성 물질(도전 충전재)로서는, 은, 알루미늄, 금, 구리, 니켈, 도전성 합금 등의 구상, 침상, 플레이크상의 금속 분말, 비정질 카본 블랙, 흑연 등을 들 수 있다.
상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10, 12)의 다이 본딩 필름(3, 3')은, 세퍼레이터에 의해 보호되어 있는 것이 바람직하다(도시하지 않음). 세퍼레이터는, 실용에 제공할 때까지 다이 본딩 필름(3, 3')을 보호하는 보호재로서의 기능을 갖고 있다. 또한, 세퍼레이터는, 나아가 점착제층(2)에 다이 본딩 필름(3, 3')을 전사할 때의 지지 기재로서 이용할 수 있다. 세퍼레이터는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 다이 본딩 필름(3, 3') 상에 워크를 접착할 때에 벗겨진다. 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬 아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코팅된 플라스틱 필름이나 종이 등도 사용 가능하다.
본 실시형태에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10, 12)은, 예컨대 다음과 같이 하여 제작된다.
우선, 기재(1)는, 종래 공지된 제막 방법에 의해 제막할 수 있다. 당해 제막 방법으로서는, 예컨대 캘린더 제막법, 유기 용매 중에서의 캐스팅법, 밀폐계에서의 인플레이션 압출법, T 다이 압출법, 공압출법, 드라이 라미네이트법 등을 예시할 수 있다.
다음으로, 기재(1) 상에 점착제 조성물 용액을 도포하여 도포막을 형성한 후, 해당 도포막을 소정 조건 하에서 건조시켜(필요에 따라 가열 가교시켜), 점착제층(2)을 형성한다. 도포 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 롤 도공, 스크린 도공, 그라비어 도공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 예컨대 건조 온도 80∼150℃, 건조 시간 0.5∼5분간의 범위 내에서 행해진다. 또한, 세퍼레이터 상에 점착제 조성물을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 건조 조건으로 도포막을 건조시켜 점착제층(2)을 형성해도 좋다. 그 후, 기재(1) 상에 점착제층(2)을 세퍼레이터와 함께 접합한다. 이에 의해, 다이싱 시트(11)가 제작된다.
다이 본딩 필름(3, 3')은, 예컨대 다음과 같이 하여 제작된다.
우선, 다이 본딩 필름(3, 3')의 형성 재료인 접착제 조성물을 제작한다. 당해 접착제 조성물에는, 전술한 바와 같이, 필요에 따라 열가소성 수지와, 열경화성 수지와, 열전도성 입자와, 그 밖의 각종 첨가제 등이 배합되어 있다. 통상, 접착제 조성물은 용매에 용해시킨 용액 상태 또는 용매에 분산시킨 분산액 상태로 이용된다(이하, 용액 상태에는 분산액 상태도 포함하는 것으로 한다).
다음으로, 접착제 조성물 용액을 기재 세퍼레이터 상에 소정 두께가 되도록 도포하여 도포막을 형성한 후, 해당 도포막을 소정 조건 하에서 건조시켜, 접착제층을 형성한다. 도포 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 롤 도공, 스크린 도공, 그라비어 도공 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 예컨대 건조 온도 70∼160℃, 건조 시간 1∼5분간의 범위 내에서 행해진다. 또한, 세퍼레이터 상에 점착제 조성물 용액을 도포하여 도포막을 형성한 후, 상기 건조 조건으로 도포막을 건조시켜 접착제층을 형성해도 좋다. 그 후, 기재 세퍼레이터 상에 접착제층을 세퍼레이터와 함께 접합한다.
계속해서, 다이싱 시트(11) 및 접착제층으로부터 각각 세퍼레이터를 박리하고, 접착제층과 점착제층이 접합면이 되도록 하여 양자를 접합한다. 접합은, 예컨대 압착에 의해 행할 수 있다. 이 때, 라미네이트 온도는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 30∼50℃가 바람직하며, 35∼45℃가 보다 바람직하다. 또한, 선압은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 0.1∼20kgf/cm가 바람직하고, 1∼10kgf/cm가 보다 바람직하다. 다음으로, 접착제층 상의 기재 세퍼레이터를 박리하여, 본 실시형태에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10, 12)이 얻어진다.
(반도체 장치의 제조 방법)
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상기 열경화형 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함한다(이하, 제 1 실시형태라고도 한다).
또한, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상기에 기재된 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 열경화형 다이 본딩 필름과 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 다이싱하여, 칩상의 반도체 칩을 형성하는 다이싱 공정과,
상기 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름으로부터 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것이기도 하다(이하, 제 2 실시형태라고도 한다).
제 1 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 제 2 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법이 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 이용하고 있는 데 대하여, 제 1 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에서는 다이 본딩 필름을 단체(單體)로 이용하고 있다는 점에서 상이하며 그 밖의 점에서 공통된다. 제 1 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 있어서는, 다이 본딩 필름을 준비한 후, 이것을 다이싱 시트와 접합하는 공정을 행하면, 그 후는 제 2 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법과 마찬가지로 할 수 있다. 그래서, 이하에서는, 제 2 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 설명하는 것으로 한다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 있어서는, 우선 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비한다(준비하는 공정). 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10, 12)은, 다이 본딩 필름(3, 3') 상에 임의로 설치된 세퍼레이터를 적절히 박리하여, 다음과 같이 사용된다. 이하에서는, 도 3을 참조하면서 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)을 이용한 경우를 예로 하여 설명한다.
우선, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)에 있어서의 다이 본딩 필름(3)의 반도체 웨이퍼 부착 부분(3a) 상에 반도체 웨이퍼(4)를 압착하고, 이것을 접착 유지시켜 고정한다(접합 공정). 본 공정은, 압착 롤 등의 가압 수단에 의해 가압 하면서 행한다. 마운팅 시의 부착 온도는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 40∼90℃의 범위 내인 것이 바람직하고, 40∼80℃의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 마운팅 시의 접합 압력은 특별히 한정되지 않지만, 압력에 의해 다이 본딩 필름(3, 3')의 점도를 저하시키는 관점에서, 0.01∼1MPa의 범위 내인 것이 바람직하고, 0.1∼0.5MPa의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
다음으로, 반도체 웨이퍼(4)의 다이싱을 행한다(다이싱 공정). 이에 의해, 반도체 웨이퍼(4)를 소정의 사이즈로 절단해서 개편화하여, 반도체 칩(5)을 제조한다. 다이싱의 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 반도체 웨이퍼(4)의 회로면측으로부터 통상적 방법에 따라서 행해진다. 또한, 본 공정에서는, 예컨대 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)까지 절결을 행하는 풀 컷트라 불리는 절단 방식 등을 채용할 수 있다. 본 공정에서 이용하는 다이싱 장치로서는, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것을 이용할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼는, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)에 의해 접착 고정되어 있기 때문에, 칩 깨짐이나 칩의 비산을 억제할 수 있음과 더불어, 반도체 웨이퍼(4)의 파손도 억제할 수 있다.
다음으로, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)에 접착 고정된 반도체 칩을 박리하기 위해서, 반도체 칩(5)의 픽업을 행한다(픽업 공정). 픽업의 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 여러 가지 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 개개의 반도체 칩(5)을 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름(10)측으로부터 니들(needle)에 의해서 밀어 올리고, 밀어 올려진 반도체 칩(5)을 픽업 장치에 의해서 픽업하는 방법 등을 들 수 있다.
픽업 조건으로서는, 치핑 방지의 점에서, 니들 밀어 올림 속도를 5∼100mm/초로 하는 것이 바람직하고, 5∼10mm/초로 하는 것이 보다 바람직하다.
여기서, 픽업은 점착제층(2)이 자외선 경화형인 경우, 해당 점착제층(2)에 자외선을 조사한 후에 행한다. 이에 의해, 점착제층(2)의 다이 본딩 필름(3)에 대한 점착력이 저하되어, 반도체 칩(5)의 박리가 용이해진다. 그 결과, 반도체 칩(5)을 손상시키는 일 없이 픽업이 가능해진다. 자외선 조사 시의 조사 강도, 조사 시간 등의 조건은, 특별히 한정되지 않고, 적절히 필요에 따라 설정하면 된다. 또한, 자외선 조사에 사용하는 광원으로서는, 공지된 것을 사용할 수 있다. 한편, 점착제층에 미리 자외선 조사하여 경화시켜 놓고, 이 경화한 점착제층과 다이 본딩 필름을 접합하고 있는 경우는, 여기서의 자외선 조사는 불필요하다.
다음으로, 픽업한 반도체 칩(5)을, 다이 본딩 필름(3)을 개재하여 피착체(6)에 접착 고정한다(다이 본딩 공정). 피착체(6)로서는, 리드 프레임, TAB 필름, 기판 또는 별도 제작한 반도체 칩 등을 들 수 있다. 피착체(6)는, 예컨대 용이하게 변형되는 것과 같은 변형형 피착체여도 좋고, 변형되기 곤란한 비변형형 피착체(반도체 웨이퍼 등)여도 좋다.
상기 기판으로서는, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임으로서는, Cu 리드 프레임, 42 Alloy 리드 프레임 등의 금속 리드 프레임이나 유리 에폭시, BT(비스말레이미드-트라이아진), 폴리이미드 등으로 이루어지는 유기 기판을 사용할 수 있다. 그러나, 제 1 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 반도체 칩을 마운팅하고, 반도체 칩과 전기적으로 접속하여 사용 가능한 회로 기판도 포함된다.
다음으로, 다이 본딩 필름(3)은 열경화형이기 때문에, 가열 경화에 의해 반도체 칩(5)을 피착체(6)에 접착 고정하여, 내열 강도를 향상시킨다(열경화 공정). 가열 온도는 80∼200℃, 바람직하게는 100∼175℃, 보다 바람직하게는 100∼140℃로 행할 수 있다. 또한, 가열 시간은 0.1∼24시간, 바람직하게는 0.1∼3시간, 보다 바람직하게는 0.2∼1시간으로 행할 수 있다. 또한, 가열 경화는 가압 조건 하에서 행해도 좋다. 가압 조건으로서는, 1∼20kg/cm2의 범위 내가 바람직하고, 3∼15kg/cm2의 범위 내가 보다 바람직하다. 가압 하에서의 가열 경화는, 예컨대 불활성 가스를 충전한 챔버 내에서 행할 수 있다. 한편, 다이 본딩 필름(3)을 개재하여 반도체 칩(5)이 기판 등에 접착 고정된 것은, 리플로우 공정에 제공할 수 있다.
열경화 후의 다이 본딩 필름(3)의 전단 접착력은, 피착체(6)에 대하여 0.2MPa 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2∼10MPa이다. 다이 본딩 필름(3)의 전단 접착력이 적어도 0.2MPa 이상이면, 와이어 본딩 공정 시에, 당해 공정에서의 초음파 진동이나 가열에 의해, 다이 본딩 필름(3)과 반도체 칩(5) 또는 피착체(6)의 접착면에서 전단 변형이 생기는 일이 없다. 즉, 와이어 본딩 시의 초음파 진동에 의해 반도체 칩이 움직이는 일이 없고, 이에 의해 와이어 본딩의 성공률이 저하되는 것을 방지한다.
다음으로, 필요에 따라, 도 3에 나타내는 바와 같이, 피착체(6)의 단자부(이너 리드)의 선단과 반도체 칩(5) 상의 전극 패드(도시하지 않음)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속한다(와이어 본딩 공정). 상기 본딩 와이어(7)로서는, 예컨대 금선, 알루미늄선 또는 구리선 등이 이용된다. 와이어 본딩을 행할 때의 온도는 80∼250℃, 바람직하게는 80∼220℃의 범위 내에서 행해진다. 또한, 그의 가열 시간은 수 초∼수 분간 행해진다. 결선(結線)은, 상기 온도 범위 내가 되도록 가열된 상태에서 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착 에너지의 병용에 의해 행해진다. 본 공정은, 다이 본딩 필름(3)의 열경화를 행하는 일 없이 실행할 수 있다.
다음으로, 필요에 따라, 도 3에 나타내는 바와 같이, 봉지 수지(8)에 의해 반도체 칩(5)을 봉지한다(봉지 공정). 본 공정은, 피착체(6)에 탑재된 반도체 칩(5)이나 본딩 와이어(7)를 보호하기 위해서 행해진다. 본 공정은, 봉지용의 수지를 금형으로 성형하는 것에 의해 행할 수 있다. 봉지 수지(8)로서는, 예컨대 에폭시계의 수지를 사용한다. 수지 봉지 시의 가열 온도는, 통상 175℃에서 60∼90초간 행해지지만, 제 1 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 165∼185℃에서 수분간 큐어링할 수 있다. 이에 의해, 봉지 수지를 경화시킴과 더불어, 다이 본딩 필름(3)을 개재하여 반도체 칩(5)과 피착체(6)를 고착시킨다. 즉, 제 1 본 발명에 있어서는, 후술하는 후경화 공정이 행해지지 않는 경우에 있어서도, 본 공정에서 다이 본딩 필름(3)에 의한 고착이 가능하여, 제조 공정수의 감소 및 반도체 장치의 제조 기간의 단축에 기여할 수 있다. 또한, 본 봉지 공정에서는, 시트상의 봉지용 시트에 반도체 칩(5)을 매설하는 방법(예컨대 일본 특허공개 2013-7028호 공보 참조)을 채용할 수도 있다.
다음으로, 필요에 따라 가열을 행하여, 상기 봉지 공정에서 경화 부족의 봉지 수지(8)를 완전히 경화시킨다(후경화 공정). 봉지 공정에서 다이 본딩 필름(3)이 완전히 열경화되어 있지 않은 경우여도, 본 공정에서 봉지 수지(8)와 함께 다이 본딩 필름(3)의 완전한 열경화가 가능해진다. 본 공정에서의 가열 온도는, 봉지 수지의 종류에 따라 상이하지만, 예컨대 165∼185℃의 범위 내이고, 가열 시간은 0.5∼8시간 정도이다.
한편, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 다이 본딩 공정에 의한 가고착 후, 다이 본딩 필름(3)의 가열 처리에 의한 열경화 공정을 거치는 일 없이 와이어 본딩을 행하고, 추가로 반도체 칩(5)을 봉지 수지로 봉지하여, 당해 봉지 수지를 경화(후경화)시켜도 좋다. 이 경우, 다이 본딩 필름(3)의 가고착 시의 전단 접착력은, 피착체(6)에 대하여 0.2MPa 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2∼10MPa이다. 다이 본딩 필름(3)의 가고착 시에서의 전단 접착력이 적어도 0.2MPa 이상이면, 가열 공정을 거치는 일 없이 와이어 본딩 공정을 행해도, 당해 공정에서의 초음파 진동이나 가열에 의해 다이 본딩 필름(3)과 반도체 칩(5) 또는 피착체(6)의 접착면에서 전단 변형이 생기는 일이 없다. 즉, 와이어 본딩 시의 초음파 진동에 의해 반도체 칩이 움직이는 일이 없고, 이에 의해 와이어 본딩의 성공률이 저하되는 것을 방지한다. 한편, 가고착이란, 이후의 공정에서 지장이 없도록, 열경화형 다이 본딩 필름의 경화 반응을 완전히 진행시킨 상태에 이르지 않을 정도로 해당 다이 본딩 필름을 경화시켜(반경화 상태로 하여) 반도체 칩(5)을 고정한 상태를 말한다. 한편, 다이 본딩 필름의 가열 처리에 의한 열경화 공정을 거치는 일 없이 와이어 본딩을 행하는 경우, 상기 후경화시키는 공정은, 본 명세서에 있어서의 열경화 공정에 상당한다.
한편, 제 1 본 발명의 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름은, 복수의 반도체 칩을 적층하여 3차원 실장을 하는 경우에도 적합하게 이용할 수 있다. 이 때, 반도체 칩 사이에 다이 본딩 필름과 스페이서를 적층시켜도 되고, 스페이서를 적층하는 일 없이 다이 본딩 필름만을 반도체 칩 사이에 적층시켜도 되며, 제조 조건이나 용도 등에 따라 적절히 변경 가능하다.
<제 2 본 발명>
이하, 제 2 본 발명에 관하여, 제 1 본 발명과 상이한 점을 설명한다. 제 2 본 발명의 열경화형 다이 본딩 필름(이하, 「다이 본딩 필름」이라고도 한다) 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름은, 특히 본 제 2 본 발명의 항에서 설명한 것 이외의 구성 및 특성으로서, 제 1 본 발명의 다이 본딩 필름, 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름과 마찬가지의 구성 및 특성을 발휘할 수 있다.
(다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름)
제 2 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 적층 구성으로서는, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름과 마찬가지로 할 수 있다.
(다이싱 시트)
제 2 본 발명에 따른 다이싱 시트의 구성 및 특성은, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트(예컨대 다이싱 시트(11))와 마찬가지로 할 수 있다.
(다이 본딩 필름)
제 2 본 발명에 따른 다이 본딩 필름은, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이고, 1.2W/m·K 이상인 것이 바람직하며, 1.5W/m·K 이상인 것이 보다 바람직하다. 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 상기 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 한편, 상기 다이 본딩 필름의 열경화 후의 열전도율은 높을수록 바람직하지만, 예컨대 20W/m·K 이하이다.
제 2 본 발명에 있어서, 「열경화 후의 열전도율」이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율을 말한다. 또한, 「열경화 후의 다이 본딩 필름」이란, 열경화 전의 상태(다이 본딩 필름을 작성한 후의 상태)로부터 완전히 열경화가 완료될 때까지 발생하는 반응 열량을 100%로 했을 때에, 「열경화 후의 다이 본딩 필름」의 상태로부터 완전히 열경화가 완료될 때까지 발생하는 반응 열량이 5% 이하로 되어 있는 것을 말한다. 한편, 상기 반응 열량은, 시차 주사 열량 측정(DSC)에 의해 얻어지는 값을 이용한다.
또한, 상기 다이 본딩 필름은, 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내이고, 20Pa·s∼280Pa·s의 범위 내인 것이 바람직하며, 50Pa·s∼250Pa·s의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내이기 때문에, 필름의 형상을 유지하면서도, 비교적 저점도이다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 제 2 본 발명에 있어서, 130℃에서의 용융 점도는, 측정 조건으로서 전단 속도를 5(1/초)로 한 값을 말한다.
상기 다이 본딩 필름은, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 80중량% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하며, 85중량% 이상 함유하는 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 열전도성 입자의 함유량은, 많을수록 바람직하지만 제막성의 관점에서, 예컨대 93중량% 이하이다. 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하면, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 보다 방열성이 우수하다. 한편, 열전도성 입자의 열전도율은, X선 구조 해석에 의해서 얻어진 열전도성 입자의 결정 구조로부터 추정할 수 있다.
상기 열전도성 입자로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것을 이용할 수 있다.
상기 다이 본딩 필름의 적층 구조로서는, 제 1 본 발명과 마찬가지로, 예컨대 접착제층의 단층만으로 이루어지는 것이나, 코어 재료의 편면 또는 양면에 접착제층을 형성한 다층 구조인 것 등을 들 수 있다.
상기 다이 본딩 필름은 열가소성 수지, 열경화성 수지 등의 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 수지로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것(예컨대 에폭시 수지나 페놀 수지)을 이용할 수 있다.
열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도를 저하시킬 수 있다는 관점에서, 상기 에폭시 수지 중에서도 연화점이 100℃ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 에폭시 수지의 연화점은 JIS K 7234-1986에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
또한, 열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도를 저하시킬 수 있다는 관점에서, 상기 페놀 수지 중에서도 연화점이 100℃ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 페놀 수지의 연화점은 JIS K 6910-2007에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
상기 에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같이 할 수 있다.
상기 열가소성 수지로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것을 이용할 수 있다.
수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름 전체에 대하여, 바람직하게는 7중량% 이상이다. 수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름 전체에 대하여, 바람직하게는 25중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 더 바람직하게는 15중량% 이하이다.
수지 성분(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량)에 있어서의 열경화성 수지의 배합 비율로서는, 소정 조건 하에서 가열했을 때에 다이 본딩 필름이 열경화형으로서의 기능을 발휘하는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 130℃에서의 용융 점도를 낮게 하기 위해서, 75∼99중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 85∼98중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
또한, 수지 성분 중의 열가소성 수지의 배합 비율로서는, 130℃에서의 용융 점도를 낮게 하기 위해서, 1∼25중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 2∼15중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
그 밖에, 상기 다이 본딩 필름은, 상기 제 1 본 발명에 따른 다이 본딩 필름과 마찬가지로, 경화 촉매, 가교제, 상기 열전도성 입자 이외의 충전재, 상기 충전재 이외의 다른 첨가제를 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다. 경화 촉매, 가교제, 상기 열전도성 입자 이외의 충전재, 및 상기 충전재 이외의 다른 첨가제의 상세는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
한편, 상기 다이 본딩 필름, 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 제작 방법은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
또한, 상기 다이 본딩 필름, 또는 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
<제 3 본 발명>
이하, 제 3 본 발명에 관하여, 제 1 본 발명과 상이한 점을 설명한다. 제 3 본 발명의 열경화형 다이 본딩 필름(이하, 「다이 본딩 필름」이라고도 한다), 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름은, 특히 본 제 3 본 발명의 항에서 설명한 것 이외의 구성 및 특성으로서, 제 1 본 발명의 다이 본딩 필름, 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름과 마찬가지의 구성 및 특성을 발휘할 수 있다.
(다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름)
제 3 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 적층 구성으로서는, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름과 마찬가지로 할 수 있다.
(다이싱 시트)
제 3 본 발명에 따른 다이싱 시트의 구성 및 특성은, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트(예컨대 다이싱 시트(11))와 마찬가지로 할 수 있다.
(다이 본딩 필름)
제 3 본 발명에 따른 다이 본딩 필름은, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이고, 1.2W/m·K 이상인 것이 바람직하며, 1.5W/m·K 이상인 것이 보다 바람직하다. 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 상기 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 한편, 상기 다이 본딩 필름의 열경화 후의 열전도율은 클수록 바람직하지만, 예컨대 20W/m·K 이하이다.
제 3 본 발명에 있어서, 「열경화 후의 열전도율」이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율을 말한다.
상기 다이 본딩 필름의 열저항은, 바람직하게는 30×10-6m2·K/W 이하, 보다 바람직하게는 10×10-6m2·K/W 이하이다. 상기 다이 본딩 필름의 열저항의 하한은, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 2×10-6m2·K/W 이상이다.
한편, 열저항은 하기 식으로 구해진다.
(열저항(m2·K/W)) = (다이 본딩 필름의 두께(m))/(다이 본딩 필름의 열전도율(W/m·K))
상기 다이 본딩 필름은 열전도성 입자를 포함한다.
열전도성 입자의 열전도율은, 바람직하게는 12W/m·K 이상, 보다 바람직하게는 20W/m·K 이상이다. 열전도성 입자의 열전도율의 상한은, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 400W/m·K 이하, 바람직하게는 50W/m·K 이하이다.
한편, 열전도성 입자의 열전도율은, X선 구조 해석에 의해서 얻어진 열전도성 입자의 결정 구조로부터 추정할 수 있다.
열전도성 입자의 평균 입경은 3㎛ 이상이고, 바람직하게는 3.5㎛ 이상이다. 3㎛ 이상이기 때문에, 120℃∼130℃에서의 유동성을 높일 수 있다. 또한, 열전도성 입자의 평균 입경은 7㎛ 이하이고, 바람직하게는 6㎛ 이하이다. 7㎛ 이하이기 때문에, 양호한 필름 성형성을 얻을 수 있다.
한편, 열전도성 입자의 평균 입경은 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
열전도성 입자의 입도 분포에 있어서, 피크가 2개 이상 존재하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 0.2∼0.8㎛의 입경 범위에 제 1 피크가 존재하고, 3∼15㎛의 입경 범위에 제 2 피크가 존재하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제 2 피크를 형성하는 열전도성 입자 사이(간극)에 제 1 피크를 형성하는 열전도성 입자를 충전할 수 있기 때문에, 열전도성 입자를 고충전할 수 있다.
제 1 피크의 입경이 0.2㎛ 미만이면, 다이 본딩 필름의 점도가 높아져, 피착체의 요철에 추종할 수 없는 경향이 있다. 제 1 피크의 입경이 0.8㎛를 초과하면, 열전도성 입자의 고충전화가 곤란해지는 경향이 있다.
또한, 제 2 피크의 입경이 3㎛ 미만이면, 열전도성 입자의 고충전화가 곤란해지는 경향이 있다. 또한, 다이 본딩 필름의 점도가 지나치게 높아져, 피착체의 요철에 추종할 수 없는 경향이 있다. 제 2 피크의 입경이 15㎛를 초과하면, 다이 본딩 필름의 박막화가 곤란해진다.
제 2 피크는 4∼10㎛의 입경 범위에 존재하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 열전도성 입자의 입도 분포에 있어서, 피크를 2개 이상 존재시키기 위해서는, 평균 입경이 상이한 2종 이상의 열전도성 입자를 배합하면 좋다.
열전도성 입자의 비표면적은 1m2/g 이상이고, 바람직하게는 1.3m2/g 이상이다. 1m2/g 이상이기 때문에, 경화 후의 탄성률이 높아져, 내(耐)리플로우성이 우수하다. 또한, 열전도성 입자의 비표면적은 3m2/g 이하이고, 바람직하게는 2.5m2/g 이하이다. 3m2/g 이하이기 때문에, 120℃∼130℃에서의 유동성을 높일 수 있다.
한편, 열전도성 입자의 비표면적은 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
열전도성 입자의 형상으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 플레이크상, 침상, 필라멘트상, 구상, 인편상의 것을 사용할 수 있지만, 진구도가 0.9∼1.1인 것 것이 바람직하다. 이에 의해, 열전도성 입자와 수지의 접촉 면적을 작게 할 수 있어, 120℃∼130℃에서의 유동성을 높일 수 있다. 한편, 진구도는 1에 가까이 갈수록 진구에 가까운 것을 나타내고 있다.
한편, 열전도성 입자의 진구도는 하기 방법으로 측정할 수 있다.
진구도의 측정
다이 본딩 필름을 도가니에 넣고, 대기 분위기 하에 700℃에서 2시간 강열(强熱)하여 회화(灰化)시킨다. 얻어진 회분을 SEM으로 사진을 찍고, 그의 관찰되는 입자의 면적과 주위 길이로부터, 하기 식으로 진구도를 산출한다.
(진구도) = {4π×(면적)÷(주위 길이)2}
열전도성이 높고, 진구도가 높은 것을 입수하기 쉽다는 점에서, 열전도성 입자로서, 알루미나 입자(열전도율: 36W/m·K), 산화아연 입자(열전도율: 54W/m·K), 질화알루미늄 입자(열전도율: 150W/m·K), 질화규소 입자(열전도율: 27W/m·K), 탄화규소 입자(열전도율: 200W/m·K), 산화마그네슘 입자(열전도율: 59W/m·K), 질화붕소 입자(열전도율: 60W/m·K) 등이 바람직하다. 특히, 알루미나 입자는 고열전도율이고, 분산성, 입수 용이성의 점에서 바람직하다. 또한, 질화붕소 입자는 더 높은 열전도율이 있기 때문에, 적합하게 이용할 수 있다.
열전도성 입자는 실레인 커플링제에 의해 처리(전처리)된 것이 바람직하다. 이에 의해, 열전도성 입자의 분산성이 양호해져, 열전도성 입자의 고충전화가 가능해진다.
실레인 커플링제로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것을 이용할 수 있다.
열전도성 입자의 함유량은 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상이고, 바람직하게는 80중량% 이상, 보다 바람직하게는 85중량% 이상이다. 75중량% 이상이기 때문에, 상기 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 또한, 열전도성 입자의 함유량은, 많을수록 바람직하지만 제막성의 관점에서, 예컨대 93중량% 이하이다.
상기 다이 본딩 필름은 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 수지로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것(예컨대 에폭시 수지나 페놀 수지)을 이용할 수 있다.
120℃∼130℃에서의 유동성을 높일 수 있다는 점에서, 상기 에폭시 수지 중에서도, 실온에서 액상인 에폭시 수지가 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 액상이란, 25℃에서 점도가 5000Pa·s 미만인 것을 말한다. 한편, 점도는 Thermo Scientific사제의 형식 번호 HAAKE Roto VISCO1을 이용하여 측정할 수 있다.
120℃∼130℃에서의 유동성을 높일 수 있다는 점에서, 에폭시 수지의 연화점은 100℃ 이하가 바람직하고, 50℃ 이하가 보다 바람직하며, 30℃ 이하가 더 바람직하다.
한편, 에폭시 수지의 연화점은 JIS K 7234-1986에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
또한, 120℃∼130℃에서의 유동성을 높일 수 있다는 점에서, 페놀 수지의 연화점은 100℃ 이하가 바람직하고, 80℃ 이하가 보다 바람직하다.
한편, 페놀 수지의 연화점은 JIS K 6910-2007에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
상기 에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같이 할 수 있다.
상기 열가소성 수지로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것을 이용할 수 있다.
수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름 전체에 대하여, 바람직하게는 7중량% 이상이다. 수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름 전체에 대하여, 바람직하게는 25중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 더 바람직하게는 15중량% 이하이다.
수지 성분(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량) 중의 열경화성 수지의 배합 비율로서는, 소정 조건 하에서 가열했을 때에 다이 본딩 필름이 열경화형으로서의 기능을 발휘하는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 120℃∼130℃에서의 유동성을 높일 수 있다는 점에서, 75∼99중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 85∼98중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
수지 성분 중의 열가소성 수지의 배합 비율로서는, 120℃∼130℃에서의 유동성을 높일 수 있다는 점에서, 1∼25중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 2∼15중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
그 밖에, 상기 다이 본딩 필름은, 상기 제 1 본 발명에 따른 다이 본딩 필름과 마찬가지로, 경화 촉매, 가교제, 상기 열전도성 입자 이외의 충전재, 상기 충전재 이외의 다른 첨가제를 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다. 경화 촉매, 가교제, 상기 열전도성 입자 이외의 충전재, 및 상기 충전재 이외의 다른 첨가제의 상세는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
한편, 상기 경화 촉매로서는, 그 중에서도, 메틸에틸케톤 등의 유기 용제에 가용(可溶)이고, 실온에서의 잠재성이 우수하기 때문에 수지의 실온에서의 보존 안정성이 양호하다는 점에서, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트가 바람직하다.
상기 다이 본딩 필름의 두께(적층체의 경우는 총 두께)는, 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상, 더 바람직하게는 10㎛ 이상이다. 또한, 다이 본딩 필름의 두께는, 바람직하게는 200㎛ 이하, 보다 바람직하게는 150㎛ 이하, 더 바람직하게는 100㎛ 이하, 특히 바람직하게는 50㎛ 이하이다.
한편, 상기 다이 본딩 필름, 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 제작 방법은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
또한, 상기 다이 본딩 필름, 또는 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
<제 4 본 발명>
이하, 제 4 본 발명에 관하여, 제 1 본 발명과 상이한 점을 설명한다. 제 4 본 발명의 열경화형 다이 본딩 필름(이하, 「다이 본딩 필름」이라고도 한다), 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름은, 특히 본 제 4 본 발명의 항에서 설명한 것 이외의 구성 및 특성으로서, 제 1 본 발명의 다이 본딩 필름, 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름과 마찬가지의 구성 및 특성을 발휘할 수 있다.
(다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름)
제 4 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 적층 구성으로서는, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름과 마찬가지로 할 수 있다.
(다이싱 시트)
제 4 본 발명에 따른 다이싱 시트의 구성 및 특성은, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트(예컨대 다이싱 시트(11))와 마찬가지로 할 수 있다.
(다이 본딩 필름)
제 4 본 발명에 따른 다이 본딩 필름은 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 함유하고 있다. 열전도성 입자의 열전도율의 상한은, 특별히 한정되지 않고, 예컨대 400W/m·K 이하이다. 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 함유하고 있기 때문에, 상기 다이 본딩 필름은 열전도성이 우수하다. 한편, 열전도성 입자의 열전도율은, X선 구조 해석에 의해서 얻어진 열전도성 입자의 결정 구조로부터 추정할 수 있다.
상기 다이 본딩 필름은 열저항이 30×10-6m2·K/W 이하이고, 바람직하게는 27×10-6m2·K/W 이하이다. 열저항이 30×10-6m2·K/W 이하이기 때문에, 반도체 칩으로부터의 발열을 효율적으로 피착체측으로 방열할 수 있다. 상기 다이 본딩 필름의 열저항을 30×10-6m2·K/W 이하로 하는 방법으로서는, 예컨대 필름의 박화(薄化), 필름의 고열전도화 등을 들 수 있다.
상기 다이 본딩 필름은, 상기 다이 본딩 필름의 두께를 C로 하고, 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 D로 했을 때에, C/D가 4∼30의 범위 내이고, 4∼14의 범위 내인 것이 바람직하며, 4∼10의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 상기 다이 본딩 필름은 상기 C/D가 4 이상이어서, 열전도성 입자의 평균 입경은 상기 다이 본딩 필름의 두께에 대하여 일정보다 작다. 따라서, 상기 다이 본딩 필름의 표면에 큰 요철이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 C/D가 30 이하이어서, 열전도성 입자의 평균 입경은 상기 다이 본딩 필름의 두께에 대하여 어느 정도의 크기를 갖는다. 따라서, 점도의 상승이 억제되어 있어, 피착체에 접합했을 때에 피착체와의 사이에 보이드가 생기는 것을 억제할 수 있다.
상기 다이 본딩 필름의 두께(적층체의 경우는 총 두께)는, 특별히 한정되지 않지만, 60㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 다이 본딩 필름의 두께는 1㎛ 이상, 5㎛ 이상, 10㎛ 이상 등으로 할 수 있다. 상기 다이 본딩 필름의 두께가 60㎛ 이하이면, 반도체 칩으로부터의 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있다. 따라서, 당해 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치의 방열성을 향상시킬 수 있다.
상기 열전도성 입자의 함유량은, 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상인 것이 바람직하고, 80중량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 85중량% 이상인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 열전도성 입자의 함유량은, 많을수록 바람직하지만 제막성의 관점에서, 예컨대 93중량% 이하이다. 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하면, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 보다 방열성이 우수하다.
상기 열전도성 입자로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것을 이용할 수 있다.
상기 열전도성 입자의 비표면적은, 바람직하게는 1.0m2/g 이상, 보다 바람직하게는 2.0m2/g 이상이다. 1.0m2/g 이상이면, 경화 후에 높은 탄성률이 얻어져, 내흡습 리플로우성 시험에 있어서 양호한 신뢰성이 얻어진다. 또한, 열전도성 입자의 비표면적은, 바람직하게는 5.3m2/g 이하, 보다 바람직하게는 3.9m2/g 이하이다. 5.3m2/g 이하이면, 양호한 요철 추종성이 얻어진다.
한편, 열전도성 입자의 비표면적은, BET 흡착법(다점법)에 의해 측정한 값이다. 구체적으로는, Quantachrome제 4연식 비표면적·세공 분포 측정 장치 「NOVA-4200e형」을 이용하여, 다이 본딩 필름을 도가니에 넣고, 대기 분위기 하에 700℃에서 2시간 강열하여 회화시켜 얻어지는 회분을 110℃에서 6시간 이상 진공 탈기한 후에, 질소 가스 중 77.35K의 온도 하에서 측정한 값이다. 다이 본딩 필름의 조성으로서 열전도성 입자 이외가 유기 성분인 경우, 상기의 강열 처리에 의해 실질적으로 모든 유기 성분이 소실되기 때문에, 얻어지는 회분을 열전도성 입자로 간주하여 측정한다.
상기 다이 본딩 필름은, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 1.2W/m·K 이상인 것이 보다 바람직하며, 1.5W/m·K 이상인 것이 더 바람직하다. 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이면, 상기 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 한편, 상기 다이 본딩 필름의 열경화 후의 열전도율은 클수록 바람직하지만, 예컨대 20W/m·K 이하이다.
제 4 본 발명에 있어서, 「열경화 후의 열전도율」이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율을 말한다.
또한, 상기 다이 본딩 필름은, 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내인 것이 바람직하고, 20Pa·s∼280Pa·s의 범위 내인 것이 보다 바람직하며, 50Pa·s∼250Pa·s의 범위 내인 것이 더 바람직하다. 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼300Pa·s의 범위 내이면, 필름의 형상을 유지하면서도, 비교적 저점도이다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 제 4 본 발명에 있어서, 130℃에서의 용융 점도는, 측정 조건으로서 전단 속도를 5(1/초)로 한 값을 말한다.
상기 다이 본딩 필름의 적층 구조로서는, 제 1 본 발명과 마찬가지로, 예컨대 접착제층의 단층만으로 이루어지는 것이나, 코어 재료의 편면 또는 양면에 접착제층을 형성한 다층 구조인 것 등을 들 수 있다.
상기 다이 본딩 필름은 열가소성 수지, 열경화성 수지 등의 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 수지로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것(예컨대 에폭시 수지나 페놀 수지)을 이용할 수 있다.
열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도를 저하시킬 수 있다는 관점에서, 상기 에폭시 수지 중에서도 연화점이 100℃ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 에폭시 수지의 연화점은 JIS K 7234-1986에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
또한, 열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도를 저하시킬 수 있다는 관점에서, 상기 페놀 수지 중에서도 연화점이 100℃ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 페놀 수지의 연화점은 JIS K 6910-2007에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름 전체에 대하여, 바람직하게는 7중량% 이상이다. 수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름 전체에 대하여, 바람직하게는 25중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 더 바람직하게는 15중량% 이하이다.
수지 성분(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량) 중의 열경화성 수지의 배합 비율로서는, 소정 조건 하에서 가열했을 때에 다이 본딩 필름이 열경화형으로서의 기능을 발휘하는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 130℃에서의 용융 점도를 낮게 하기 위해서, 75∼99중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 85∼98중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
또한, 수지 성분 중의 열가소성 수지의 배합 비율로서는, 130℃에서의 용융 점도를 낮게 하기 위해서, 1∼25중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 2∼15중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
상기 다이 본딩 필름은 경화 촉진 촉매를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 에폭시 수지와 페놀 수지 등의 경화제의 열경화를 촉진할 수 있다. 경화 촉진 촉매로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 인-붕소계 경화 촉매로서는, 테트라페닐포스포늄 테트라페닐보레이트(상품명; TPP-K), 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트(상품명; TPP-MK), 트라이페닐포스핀 트라이페닐보레인(상품명; TPP-S) 등을 들 수 있다(모두 홋코화학공업(주)제). 이미다졸계 경화 촉진 촉매로서는, 2-메틸이미다졸(상품명; 2MZ), 2-운데실이미다졸(상품명; C11-Z), 2-헵타데실이미다졸(상품명; C17Z), 1,2-다이메틸이미다졸(상품명; 1.2DMZ), 2-에틸-4-메틸이미다졸(상품명; 2E4MZ), 2-페닐이미다졸(상품명; 2PZ), 2-페닐-4-메틸이미다졸(상품명; 2P4MZ), 1-벤질-2-메틸이미다졸(상품명; 1B2MZ), 1-벤질-2-페닐이미다졸(상품명; 1B2PZ), 1-사이아노에틸-2-메틸이미다졸(상품명; 2MZ-CN), 1-사이아노에틸-2-운데실이미다졸(상품명; C11Z-CN), 1-사이아노에틸-2-페닐이미다졸륨 트라이멜리테이트(상품명; 2PZCNS-PW), 2,4-다이아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트라이아진(상품명; 2MZ-A), 2,4-다이아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트라이아진(상품명; C11Z-A), 2,4-다이아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트라이아진(상품명; 2E4MZ-A), 2,4-다이아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트라이아진 아이소사이아누르산 부가물(상품명; 2MA-OK), 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸(상품명; 2PHZ-PW), 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸(상품명; 2P4MHZ-PW) 등을 들 수 있다(모두 시코쿠화성공업(주)제). 그 중에서도, 반응성이 높아, 단시간에 경화 반응이 진행된다는 점에서, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸이 바람직하다.
경화 촉매의 함유량은 적절히 설정할 수 있지만, 열경화성 수지 100중량부에 대하여 0.1∼3중량부가 바람직하고, 0.5∼2중량부가 보다 바람직하다.
그 밖에, 상기 다이 본딩 필름은, 상기 제 1 본 발명에 따른 다이 본딩 필름과 마찬가지로, 가교제, 상기 열전도성 입자 이외의 충전재, 상기 충전재 이외의 다른 첨가제를 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다. 가교제, 상기 열전도성 입자 이외의 충전재, 및 상기 충전재 이외의 다른 첨가제의 상세는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
한편, 상기 다이 본딩 필름, 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 제작 방법은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
또한, 상기 다이 본딩 필름, 또는 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 이용한 반도체 장치의 제조 방법은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
<제 5 본 발명>
이하, 제 5 본 발명에 관하여, 제 1 본 발명과 상이한 점을 설명한다. 제 5 본 발명의 열경화형 다이 본딩 필름(이하, 「다이 본딩 필름」이라고도 한다), 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름은, 특히 본 제 5 본 발명의 항에서 설명한 것 이외의 구성 및 특성으로서, 제 1 본 발명의 다이 본딩 필름, 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름과 마찬가지의 구성 및 특성을 발휘할 수 있다.
(다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름)
제 5 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 적층 구성으로서는, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름과 마찬가지로 할 수 있다.
(다이싱 시트)
제 5 본 발명에 따른 다이싱 시트의 구성 및 특성은, 제 1 본 발명에 따른 다이싱 시트(예컨대 다이싱 시트(11))와 마찬가지로 할 수 있다.
(다이 본딩 필름)
제 5 본 발명에 따른 다이 본딩 필름은, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이고, 1.2W/m·K 이상인 것이 바람직하며, 1.5W/m·K 이상인 것이 보다 바람직하다. 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이기 때문에, 상기 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 방열성이 우수하다. 한편, 상기 다이 본딩 필름의 열전도율은 클수록 바람직하지만, 예컨대 20W/m·K 이하이다.
제 5 본 발명에 있어서, 「열경화 후의 열전도율」이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율을 말한다. 또한, 「열경화 후의 다이 본딩 필름」이란, 열경화 전의 상태(다이 본딩 필름을 작성한 후의 상태)로부터 완전히 열경화가 완료될 때까지 발생하는 반응 열량을 100%로 했을 때에, 「열경화 후의 다이 본딩 필름」의 상태로부터 완전히 열경화가 완료될 때까지 발생하는 반응 열량이 5% 이하로 되어 있는 것을 말한다. 한편, 상기 반응 열량은, 시차 주사 열량 측정(DSC)에 의해 얻어지는 값을 이용한다.
또한, 상기 다이 본딩 필름은, 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼600Pa·s의 범위 내인 것이 바람직하고, 25Pa·s∼600Pa·s의 범위 내인 것이 보다 바람직하며, 50Pa·s∼300Pa·s의 범위 내인 것이 더 바람직하다. 130℃에서의 용융 점도가 10Pa·s∼600Pa·s의 범위 내에 있으면, 필름의 형상을 유지하면서도, 비교적 저점도이다. 따라서, 프린트 배선 기판 등의 피착체의 요철에 충분히 추종할 수 있어, 보이드의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 제 5 본 발명에 있어서, 130℃에서의 용융 점도는, 측정 조건으로서 전단 속도를 5(1/초)로 한 값을 말한다.
상기 다이 본딩 필름은, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고, 80중량% 이상 함유하는 것이 바람직하며, 85중량% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 열전도성 입자의 함유량은, 많을수록 바람직하지만 제막성의 관점에서, 예컨대 93중량% 이하이다. 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하면, 당해 열경화형 다이 본딩 필름을 이용하여 제조되는 반도체 장치는 보다 방열성이 우수하다. 한편, 열전도성 입자의 열전도율은, X선 구조 해석에 의해서 얻어진 열전도성 입자의 결정 구조로부터 추정할 수 있다.
상기 열전도성 입자로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것을 이용할 수 있다.
상기 열전도성 입자의 평균 입경은 1㎛ 이상 10㎛ 이하가 바람직하고, 2㎛ 이상 7㎛ 이하가 보다 바람직하다. 상기 열전도성 입자의 평균 입경을 1㎛ 이상으로 하는 것에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 피착체에 대한 젖음성을 확보하여 양호한 접착성을 발휘시킬 수 있고, 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 열전도성 입자의 첨가에 의한 열전도성의 향상 효과를 보다 양호한 것으로 할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 범위의 평균 입경에 의해, 열경화형 다이 본딩 필름의 두께를 얇게 할 수 있고, 나아가서는 반도체 칩을 고적층화할 수 있음과 더불어, 열경화형 다이 본딩 필름으로부터 열전도성 입자가 돌출하는 것에 의한 칩 크랙의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 열전도성 입자의 평균 입경은, 광도식의 입도 분포계(HORIBA제, 장치명; LA-910)에 의해 구한 값이다.
상기 다이 본딩 필름의 적층 구조로서는, 제 1 본 발명과 마찬가지로, 예컨대 접착제층의 단층만으로 이루어지는 것이나, 코어 재료의 편면 또는 양면에 접착제층을 형성한 다층 구조인 것 등을 들 수 있다.
상기 다이 본딩 필름은 열가소성 수지, 열경화성 수지 등의 수지 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 수지로서는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 것(예컨대 에폭시 수지나 페놀 수지)을 이용할 수 있다.
열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도를 저하시킬 수 있다는 관점에서, 상기 에폭시 수지 중에서도 연화점이 100℃ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 에폭시 수지의 연화점은 JIS K 7234-1986에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
또한, 열경화형 다이 본딩 필름의 130℃에서의 용융 점도를 저하시킬 수 있다는 관점에서, 상기 페놀 수지 중에서도 연화점이 100℃ 이하인 것이 바람직하다.
한편, 페놀 수지의 연화점은 JIS K 6910-2007에 규정되는 환구법으로 측정할 수 있다.
수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름 전체에 대하여, 바람직하게는 7중량% 이상이다. 수지 성분의 함유량은, 다이 본딩 필름 전체에 대하여, 바람직하게는 25중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 더 바람직하게는 15중량% 이하이다.
수지 성분(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량)에 있어서의 열경화성 수지의 배합 비율로서는, 소정 조건 하에서 가열했을 때에 다이 본딩 필름이 열경화형으로서의 기능을 발휘하는 정도이면 특별히 한정되지 않지만, 130℃에서의 용융 점도를 낮게 하기 위해서, 75∼99중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 85∼98중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
또한, 수지 성분 중의 열가소성 수지의 배합 비율로서는, 130℃에서의 용융 점도를 낮게 하기 위해서, 1∼25중량%의 범위 내인 것이 바람직하고, 2∼15중량%의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.
그 밖에, 상기 다이 본딩 필름은, 상기 제 1 본 발명에 따른 다이 본딩 필름과 마찬가지로, 경화 촉매, 가교제, 상기 열전도성 입자 이외의 충전재, 상기 충전재 이외의 다른 첨가제를 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다. 경화 촉매, 가교제, 상기 열전도성 입자 이외의 충전재, 및 상기 충전재 이외의 다른 첨가제의 상세는, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
한편, 상기 다이 본딩 필름, 및 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 제작 방법은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 바와 같다.
(반도체 장치의 제조 방법)
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상인 열경화형 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을, 압력 1∼20kg/cm2의 조건 하에서, 가열 온도 80∼200℃, 가열 시간 0.1∼24시간의 범위 내에서 가열하는 것에 의해 열경화시키는 열경화 공정을 포함한다(이하, 제 1 실시형태라고도 한다).
또한, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고, 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상인 열경화형 다이 본딩 필름이 다이싱 시트 상에 적층되어 있는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 열경화형 다이 본딩 필름과 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 다이싱하여, 칩상의 반도체 칩을 형성하는 다이싱 공정과,
상기 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름으로부터 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정과,
상기 열경화형 다이 본딩 필름을, 압력 1∼20kg/cm2의 조건 하에서, 가열 온도 80∼200℃, 가열 시간 0.1∼24시간의 범위 내에서 가열하는 것에 의해 열경화시키는 열경화 공정을 포함하는 것이기도 하다(이하, 제 2 실시형태라고도 한다).
제 1 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 제 2 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법이 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 이용하고 있는 데 대하여, 제 1 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에서는 다이 본딩 필름을 단체로 이용하고 있다는 점에서 상이하고 그 밖의 점에서 공통된다. 제 1 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 있어서는, 다이 본딩 필름을 준비한 후, 이것을 다이싱 시트와 접합하는 공정을 행하면, 그 후는 제 2 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법과 마찬가지로 할 수 있다. 그래서, 이하에서는, 제 2 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대하여 설명하는 것으로 한다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 있어서는, 우선 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비한다(준비하는 공정). 이 준비하는 공정은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 준비하는 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
우선, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름에 있어서의 다이 본딩 필름의 반도체 웨이퍼 부착 부분 상에 반도체 웨이퍼를 압착하고, 이것을 접착 유지시켜 고정한다(접합 공정). 이 접합 공정은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 접합 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
다음으로, 반도체 웨이퍼의 다이싱을 행한다(다이싱 공정). 이 접합 공정은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 다이싱 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
다음으로, 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름에 접착 고정된 반도체 칩을 박리하기 위해서, 반도체 칩의 픽업을 행한다(픽업 공정). 이 픽업 공정은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 픽업 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
다음으로, 픽업한 반도체 칩을, 피착체 상에 다이 본딩 필름을 개재하여 접착 고정한다(다이 본딩 공정). 이 다이 본딩 공정은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 다이 본딩 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
다음으로, 다이 본딩 필름은 열경화형이기 때문에, 가열 경화에 의해 반도체 칩을 피착체에 접착 고정하여, 내열 강도를 향상시킨다(열경화 공정). 가열 온도는 80∼200℃, 바람직하게는 100∼175℃, 보다 바람직하게는 100∼140℃로 행할 수 있다. 또한, 가열 시간은 0.1∼24시간, 바람직하게는 0.1∼3시간, 보다 바람직하게는 0.2∼1시간으로 행할 수 있다. 또한, 가열 경화는 압력 1∼20kg/cm2의 조건 하(가압 조건 하)에서 행한다. 상기 압력 조건은, 2∼18kg/cm2의 범위 내가 바람직하고, 5∼15kg/cm2의 범위 내가 보다 바람직하다. 가압 하에서의 가열 경화는, 예컨대 불활성 가스를 충전한 챔버 내에서 행할 수 있다. 열경화 공정이 압력 1∼20kg/cm2의 조건 하(가압 조건 하)에서 행해지기 때문에, 가령 다이 본딩 공정에서, 다이 본딩 필름과 피착체 사이에 보이드가 생겼다고 해도, 팽창시키는 일 없이 수지 중에 분산시켜 육안상 소실시킬 수 있다. 그 결과, 보이드에 의한 영향을 저감시킬 수 있다. 한편, 다이 본딩 필름을 개재하여 반도체 칩이 기판 등에 접착 고정된 것은, 리플로우 공정에 제공할 수 있다.
열경화 후의 다이 본딩 필름의 전단 접착력은, 피착체에 대하여 0.2MPa 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2∼10MPa이다. 다이 본딩 필름의 전단 접착력이 적어도 0.2MPa 이상이면, 와이어 본딩 공정 시에, 당해 공정에서의 초음파 진동이나 가열에 의해, 다이 본딩 필름과 반도체 칩 또는 피착체의 접착면에서 전단 변형이 생기는 일이 없다. 즉, 와이어 본딩 시의 초음파 진동에 의해 반도체 칩이 움직이는 일이 없고, 이에 의해 와이어 본딩의 성공률이 저하되는 것을 방지한다.
다음으로, 필요에 따라 피착체의 단자부(이너 리드)의 선단과 반도체 칩 상의 전극 패드를 본딩 와이어로 전기적으로 접속한다(와이어 본딩 공정). 이 와이어 본딩 공정은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 와이어 본딩 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
다음으로, 필요에 따라 봉지 수지에 의해 반도체 칩을 봉지한다(봉지 공정). 이 봉지 공정은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 봉지 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
다음으로, 필요에 따라 가열을 행하여, 상기 봉지 공정에서 경화 부족인 봉지 수지를 완전히 경화시킨다(후경화 공정).
이 후, 경화 공정은, 제 1 본 발명의 항에서 설명한 후경화 공정과 마찬가지로 할 수 있다.
실시예
이하에, 이 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 상세히 설명한다. 단, 이 실시예에 기재되어 있는 재료나 배합량 등은, 특별히 한정적인 기재가 없는 한은, 이 발명의 요지를 그들에만 한정하는 취지의 것은 아니다. 한편, 「부」라고 되어 있는 것은 「중량부」를 의미한다.
[제 1 본 발명]
이하의 각 실시예들은 제 1 본 발명에 대응한다.
(실시예 1)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 실온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
9.5부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
9.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
1부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.2부
(e) 구상 알루미나 충전재 A(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5.1㎛, 비표면적: 0.5m2/g)
60부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
20부
한편, 구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 A1을 제작했다.
(실시예 2)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 실온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
6.5부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
7부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
1.5부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.15부
(e) 구상 알루미나 충전재 A(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5.1㎛, 비표면적: 0.5m2/g)
60부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
25부
한편, 구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 B1을 제작했다.
(비교예 1)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(e)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 실온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
8부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
8부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
4부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.2부
(e) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
80부
한편, 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 C1을 제작했다.
한편, 실시예, 비교예에 따른 다이 본딩 필름에 있어서의 충전재 전체(구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B)의 평균 입경 및 충전재 전체의 비표면적은, 표 1에 나타내는 바와 같다. 또한, A/B의 값, 다이 본딩 필름 전체에 대한 충전재의 충전량, 수지 성분 중(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량 중)의 열경화성 수지의 비율, 수지 성분 중(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량 중)의 열가소성 수지의 비율도 아울러 표 1에 나타내었다.
(130℃에서의 고속 전단 시(전단 속도 50(1/초))의 용융 점도 측정)
다이 본딩 필름 A1∼C1의 열경화 전의 130℃에서의 고속 전단 시의 용융 점도를 측정했다. 측정에는 레오미터(HAAKE사제, RS-1)를 이용하여, 패럴렐 플레이트법에 의해 행했다. 즉, 각 다이 본딩 필름 A1∼C1로부터 0.1g을 채취하여 시료로 하고, 이 시료를 미리 130℃로 달구어 놓은 플레이트에 투입했다. 용융 점도는 측정 개시로부터 300초 후의 값으로 했다. 또한, 전단 속도를 50(1/초), 플레이트 사이의 갭은 0.1mm로 했다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(130℃에서의 저속 전단 시(전단 속도 5(1/초))의 용융 점도 측정)
다이 본딩 필름 A1∼C1의 열경화 전의 130℃에서의 저속 전단 시의 용융 점도를 측정했다. 측정에는 레오미터(HAAKE사제, RS-1)를 이용하여, 패럴렐 플레이트법에 의해 행했다. 즉, 각 다이 본딩 필름 A1∼C1로부터 0.1g을 채취하여 시료로 하고, 이 시료를 미리 130℃로 달구어 놓은 플레이트에 투입했다. 용융 점도는 측정 개시로부터 300초 후의 값으로 했다. 또한, 전단 속도를 5(1/초), 플레이트 사이의 갭은 0.1mm로 했다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
(열전도율의 측정)
다이 본딩 필름 A1∼C1의 열경화 후의 열전도율의 측정을 행했다. 열전도율은 하기의 식으로부터 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 한편, 열경화 후의 열전도율이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율이다.
(열전도율) = (열확산 계수)×(비열)×(비중)
<열확산 계수>
다이 본딩 필름을 1mm 두께로 적층한 후, 직경 1cm의 원형 형상으로 펀칭했다. 다음으로, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 이 샘플을 이용하고, 레이저 플래시법 열 측정 장치(알박사제, TC-9000)를 이용하여 열확산 계수를 측정했다.
<비열>
DSC(TA Instrument제, Q-2000)를 이용하여 JIS-7123의 규격에 따른 측정 방법에 의해서 구했다.
<비중>
전자 천칭((주)시마즈제작소제, AEL-200)을 이용하여 아르키메데스법에 의해서 측정했다.
(보이드 평가)
열 라미네이트를 이용하여, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 A1∼C1을 두께 100㎛의 유리 칩에 10mm×10mm의 면적으로 부착해서, 샘플 칩을 작성했다. 부착 시의 온도는 60℃, 압력은 0.15MPa로 했다.
다음으로, 샘플 칩을 BGA 기판(니혼서킷공업(주)사제, 제품명: CA-BGA(2), 표면 십점 평균 거칠기(Rz)=11∼13㎛)에 130℃, 2kg, 2초간의 조건으로 본딩을 행했다. 그 후, 가압 조건 하에 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 가열 경화 시의 가압은, 구체적으로는, 오븐 내에 질소 가스를 5kg/cm2로 충전함으로써 행했다. 본딩한 샘플 칩의 유리면측으로부터 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 관찰 화상에 있어서 보이드가 차지하는 면적을 이치화 소프트(WinRoof ver. 5.6)를 이용하여 산출했다. 보이드가 차지하는 면적이 다이 본딩 필름의 표면적에 대하여 20% 미만이었던 경우를 「○」, 20% 이상이었던 경우를 「×」로서 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pat00001
[제 2 본 발명]
이하의 각 실시예들은 제 2 본 발명에 대응한다.
(실시예 3)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 실온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
9.5부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
9.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
1부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.2부
(e) 구상 알루미나 충전재 A(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5.1㎛, 비표면적: 0.5m2/g)
60부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
20부
한편, 구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 A2를 제작했다.
(실시예 4)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 실온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
6.5부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
7부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
1.5부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.15부
(e) 구상 알루미나 충전재 A(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5.1㎛, 비표면적: 0.5m2/g)
60부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
25부
한편, 구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 B2를 제작했다.
(비교예 2)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(e)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 실온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
8부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
8부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
4부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.2부
(e) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
80부
한편, 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 C2를 제작했다.
한편, 실시예, 비교예에 따른 다이 본딩 필름에 있어서의 충전재 전체(구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B)의 평균 입경 및 충전재 전체의 비표면적은, 표 2에 나타내는 바와 같다. 또한, 다이 본딩 필름 전체에 대한 충전재의 충전량, 수지 성분 중(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량 중)의 열경화성 수지의 비율, 수지 성분 중(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량 중)의 열가소성 수지의 비율도 아울러 표 2에 나타내었다.
(130℃에서의 용융 점도의 측정)
다이 본딩 필름 A2∼C2의 열경화 전의 130℃에서의 용융 점도를 측정했다. 측정에는 레오미터(HAAKE사제, RS-1)를 이용하여, 패럴렐 플레이트법에 의해 행했다. 즉, 각 다이 본딩 필름 A2∼C2로부터 0.1g을 채취하여 시료로 하고, 이 시료를 미리 130℃로 달구어 놓은 플레이트에 투입했다. 용융 점도는 측정 개시로부터 300초 후의 값으로 했다. 또한, 전단 속도를 5(1/초), 플레이트 사이의 갭은 0.1mm로 했다. 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
(열전도율의 측정)
다이 본딩 필름 A2∼C2의 열경화 후의 열전도율의 측정을 행했다. 열전도율은 하기의 식으로부터 구했다. 결과를 표 2에 나타낸다. 한편, 열경화 후의 열전도율이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율이다.
(열전도율) = (열확산 계수)×(비열)×(비중)
<열확산 계수>
다이 본딩 필름을 1mm 두께로 적층한 후, 직경 1cm의 원형 형상으로 펀칭했다. 다음으로, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 이 샘플을 이용하고, 레이저 플래시법 열 측정 장치(알박사제, TC-9000)를 이용하여 열확산 계수를 측정했다.
<비열>
DSC(TA Instrument제, Q-2000)를 이용하여 JIS-7123의 규격에 따른 측정 방법에 의해서 구했다.
<비중>
전자 천칭((주)시마즈제작소제, AEL-200)을 이용하여 아르키메데스법에 의해서 측정했다.
(보이드 평가)
열 라미네이트를 이용하여, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 A2∼C2를 두께 100㎛의 유리 칩에 10mm×10mm의 면적으로 부착해서, 샘플 칩을 작성했다.
다음으로, 샘플 칩을 BGA 기판(니혼서킷공업(주)사제, 제품명: CA-BGA(2), 표면 십점 평균 거칠기(Rz)=11∼13㎛)에 130℃, 2kg, 2초간의 조건으로 본딩을 행했다. 그 후, 가압 조건 하에 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 가열 경화 시의 가압은, 구체적으로는, 오븐 내에 질소 가스를 5kg/cm2로 충전함으로써 행했다. 본딩한 샘플 칩의 유리면측으로부터 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 관찰 화상에 있어서 보이드가 차지하는 면적을 이치화 소프트(WinRoof ver. 5.6)를 이용하여 산출했다. 보이드가 차지하는 면적이 다이 본딩 필름의 표면적에 대하여 20% 미만이었던 경우를 「○」, 20% 이상이었던 경우를 「×」로서 평가했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pat00002
[제 3 본 발명]
이하의 각 실시예들은 제 3 본 발명에 대응한다.
실시예에서 사용한 성분에 대하여 설명한다.
에폭시 수지: 미쓰비시화학(주)제의 JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지, Mw: 370, 25℃에서 액상, 연화점: 25℃ 미만)
페놀 수지: 메이와화성사제의 MEH-7851-SS(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 하이드록실기 당량: 203g/eq., 연화점: 67℃)
아크릴 고무: 나가세켐텍스(주)제의 테이산레진 SG-70L(아크릴 공중합체, Mw: 90만, 유리 전이 온도: -13℃)
촉매: 홋코화학공업(주)제의 TPP-MK(테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
충전재 1: 덴키화학공업(주)제의 DAW-07(구상 알루미나 충전재, 평균 입경: 9㎛, 비표면적: 0.3m2/g, 열전도율: 36W/m·K, 진구도: 0.91)
충전재 2: 덴키화학공업(주)제의 DAW-05(구상 알루미나 충전재, 평균 입경: 5㎛, 비표면적: 0.4m2/g, 열전도율: 36W/m·K, 진구도: 0.91)
충전재 3: (주)애드마테크스제의 AO802(구상 알루미나 충전재, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 6.0m2/g, 열전도율: 36W/m·K, 진구도: 0.95)
실레인 커플링제: 신에츠화학공업사제의 KBM-503(3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인)
충전재의 표면 처리 방법에 대하여 설명한다.
충전재 1∼3을 실레인 커플링제로 표면 처리하여, 표면 처리 충전재 1∼3을 얻었다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양의 실레인 커플링제로 처리했다.
실레인 커플링제 처리량 = (충전재의 중량(g)×충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
[실시예 및 비교예]
다이 본딩 필름의 제작
표 3에 기재된 배합비에 따라서, 에폭시 수지, 페놀 수지, 아크릴 고무, 촉매 및 표면 처리 충전재를 메틸에틸케톤(MEK)에 용해, 분산시켜 도공에 적합한 점도의 접착제 조성물 용액을 얻었다. 그 후, 접착제 조성물 용액을 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켜, 다이 본딩 필름을 얻었다. 다이 본딩 필름의 두께를 표 3에 나타낸다.
[평가]
얻어진 다이 본딩 필름을 이용하여 이하의 평가를 행했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
(충전재의 평균 입경의 측정)
다이 본딩 필름을 도가니에 넣고, 대기 분위기 하에 700℃에서 2시간 강열하여 회화시켰다. 얻어진 회분을 순수 중에 분산시켜 10분간 초음파 처리하고, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치(베크만쿨터사제, 「LS 13 320」; 습식법)를 이용하여 평균 입경을 구했다. 한편, 다이 본딩 필름의 조성으로서 충전재 이외는 유기 성분이고, 상기의 강열 처리에 의해 실질적으로 모든 유기 성분이 소실되기 때문에, 얻어지는 회분을 충전재로 간주하고 측정을 행했다.
(충전재의 BET 비표면적의 측정)
BET 비표면적은 BET 흡착법(다점법)에 의해 측정했다. 구체적으로는, Quantachrome제 4연식 비표면적·세공 분포 측정 장치 「NOVA-4200e형」을 이용하여, 상기 「충전재의 평균 입경의 측정」의 항에 따라서 얻어지는 회분을 110℃에서 6시간 이상 진공 탈기한 후에, 질소 가스 중 77.35K의 온도 하에서 측정했다.
(열전도율의 측정)
다이 본딩 필름의 열경화 후의 열전도율의 측정을 행했다. 열전도율은 하기의 식으로부터 구했다. 한편, 열경화 후의 열전도율이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율이다.
(열전도율) = (열확산 계수)×(비열)×(비중)
열확산 계수
다이 본딩 필름을 1mm 두께로 적층한 후, 직경 1cm의 원형 형상으로 펀칭했다. 다음으로, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 이 샘플을 이용하고, 레이저 플래시법 열 측정 장치(알박사제, TC-9000)를 이용하여 열확산 계수를 측정했다.
비열
DSC(TA Instrument제, Q-2000)를 이용하여 JIS-7123의 규격에 따른 측정 방법에 의해서 구했다.
비중
전자 천칭((주)시마즈제작소제, AEL-200)을 이용하여 아르키메데스법에 의해서 측정했다.
(열저항)
열저항이 30×10-6m2·K/W 이하인 경우를 ○로 판정하고, 30×10-6m2·K/W를 초과하는 경우를 ×로 판정했다.
(웨이퍼 마운팅성(실리콘 웨이퍼에 대한 부착성))
다이 본딩 필름을 이형 처리 필름으로부터 벗기고, 이형 처리 필름에 접하고 있던 다이 본딩 필름면에 점착 테이프(BT-315, 닛토덴코(주)제)를 실온에서 핸드 롤러를 이용하여 접합했다. 접합에 의해 얻어진 적층체로부터, 10mm×120mm의 절편을 커터 나이프로 잘라냈다. 65℃의 열판 상에서, 절편의 다이 본딩 필름면을 6인치의 웨이퍼에 2kg의 핸드 롤러를 이용하여 접합했다. 접합 완료로부터 30분 경과 후, 10mm 폭으로 절편을 웨이퍼로부터 박리할 때의 박리 점착력을 JIS Z 0237에 준하여 측정했다. 한편, 박리 각도는 180도, 박리 속도는 300mm/min으로 했다. 또한, 인장 시험기로서는 시마즈주식회사제 AGS-J(상품명), 50N 로드셀(형식 번호: SM-50N-168, 용량 50N, Interface사제)을 이용했다. 박리 점착력이 1N/10mm 이상인 경우를 ○(양호)로 판정하고, 1N/10mm 미만인 경우를 ×(불량)로 판정했다.
(보이드 평가)
열 라미네이트를 이용하여, 다이 본딩 필름을 두께 100㎛의 유리 칩에 10mm×10mm의 면적으로 부착해서, 샘플 칩을 작성했다. 다음으로, 샘플 칩을 BGA 기판(니혼서킷공업(주)사제, 제품명: CA-BGA(2), 표면 십점 평균 거칠기(Rz)=11∼13㎛)에 130℃, 2kg, 2초간의 조건으로 본딩을 행했다. 그 후, 가압 조건 하에 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 가열 경화 시의 가압은, 구체적으로는, 오븐 내에 질소 가스를 5kg/cm2로 충전함으로써 행했다. 본딩한 샘플 칩의 유리면측으로부터 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 관찰 화상에 있어서 보이드가 차지하는 면적을 이치화 소프트(WinRoof ver. 5.6)를 이용하여 산출했다. 보이드가 차지하는 면적이 다이 본딩 필름의 표면적에 대하여 20% 미만이었던 경우를 「○」, 20% 이상이었던 경우를 「×」로서 평가했다.
Figure pat00003
충전재의 평균 입경이 작고, 비표면적이 큰 비교예 3의 다이 본딩 필름은, BGA 기판 상의 요철에 충분히 추종할 수 없어, 보이드가 생겼다. 또한, 충전재의 평균 입경이 크고, 비표면적이 작은 비교예 4의 다이 본딩 필름은, 박리 점착력이 작아 웨이퍼 마운팅성이 뒤떨어져 있었다. 한편, 비교예 4의 다이 본딩 필름은, BGA 기판에 부착되지 않았기 때문에, 보이드에 대하여 평가할 수 없었다.
한편, 충전재의 평균 입경이 3㎛∼7㎛, 비표면적이 1m2/g∼3m2/g인 실시예 5∼9에서는, 보이드가 거의 생기지 않았다. 또한, 열전도율도 우수했다.
[제 4 본 발명]
이하의 각 실시예들은 제 4 본 발명에 대응한다.
(실시예 10)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
9.5부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
10.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-70L)
5부
(d) 경화 촉진 촉매(시코쿠화성제, 제품명: 2PHZ-PW, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸)
0.1부
(e) 구상 알루미나 충전재 A((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.6㎛, 비표면적: 7.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
5부
(f) 구상 알루미나 충전재 C(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5㎛, 비표면적: 0.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
70부
한편, 구상 알루미나 충전재는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 20㎛의 다이 본딩 필름 A4를 제작했다.
(실시예 11)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
8.6부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
9.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-70L)
2부
(d) 경화 촉진 촉매(시코쿠화성제, 제품명: 2PHZ-PW, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸)
0.1부
(e) 구상 알루미나 충전재 A((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.6㎛, 비표면적: 7.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
56부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-07, 평균 입경: 9㎛, 비표면적: 0.3m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
24부
한편, 구상 알루미나 충전재는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 20㎛의 다이 본딩 필름 B4를 제작했다.
(실시예 12)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
6.8부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
7.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-70L)
0.75부
(d) 경화 촉진 촉매(시코쿠화성제, 제품명: 2PHZ-PW, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸)
0.1부
(e) 구상 알루미나 충전재 A((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.6㎛, 비표면적: 7.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
58부
(f) 구상 알루미나 충전재 C(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5㎛, 비표면적: 0.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
27부
한편, 구상 알루미나 충전재는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 60㎛의 다이 본딩 필름 C4를 제작했다.
(실시예 13)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
8.6부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
9.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-70L)
2부
(d) 경화 촉진 촉매(시코쿠화성제, 제품명: 2PHZ-PW, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸)
0.1부
(e) 구상 알루미나 충전재 A((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.6㎛, 비표면적: 7.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
40부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-07, 평균 입경: 9㎛, 비표면적: 0.3m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
40부
한편, 구상 알루미나 충전재는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 40㎛의 다이 본딩 필름 D4를 제작했다.
(비교예 6)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(e)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
8.6부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
9.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-70L)
2부
(d) 경화 촉진 촉매(시코쿠화성제, 제품명: 2PHZ-PW, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸)
0.1부
(e) 구상 알루미나 충전재 A((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.6㎛, 비표면적: 7.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
80부
한편, 구상 알루미나 충전재는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-2/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 20㎛의 다이 본딩 필름 E4를 제작했다.
(비교예 7)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
8.6부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
9.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-70L)
2부
(d) 경화 촉진 촉매(시코쿠화성제, 제품명: 2PHZ-PW, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸)
0.1부
(e) 구상 알루미나 충전재 A((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.6㎛, 비표면적: 7.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
40부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-07, 평균 입경: 9㎛, 비표면적: 0.3m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
40부
한편, 구상 알루미나 충전재는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-2/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 10㎛의 다이 본딩 필름 F4를 제작했다.
(비교예 8)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
19부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
21부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-70L)
2.1부
(d) 경화 촉진 촉매(시코쿠화성제, 제품명: 2PHZ-PW, 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸)
0.2부
(e) 구상 알루미나 충전재 A((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.6㎛, 비표면적: 7.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
58부
(f) 구상 알루미나 충전재 C(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5㎛, 비표면적: 0.5m2/g, 열전도율: 36W/m·K)
27부
한편, 구상 알루미나 충전재는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-2/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 80㎛의 다이 본딩 필름 G4를 제작했다.
한편, 실시예, 비교예에 따른 다이 본딩 필름에 있어서의 충전재 전체(구상 알루미나 충전재 A, 구상 알루미나 충전재 B 및 구상 알루미나 충전재 C)의 평균 입경 및 충전재 전체의 비표면적은, 표 4에 나타내는 바와 같다.
또한, C/D의 값, 다이 본딩 필름 전체에 대한 충전재의 충전량, 수지 성분 중(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량 중)의 열경화성 수지의 비율, 수지 성분 중(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량 중)의 열가소성 수지의 비율도 아울러 표 4에 나타내었다.
(열전도율의 측정)
다이 본딩 필름 A4∼G4의 열경화 후의 열전도율의 측정을 행했다. 열전도율은 하기의 식으로부터 구했다. 결과를 표 4에 나타낸다. 한편, 열경화 후의 열전도율이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율이다.
(열전도율) = (열확산 계수)×(비열)×(비중)
<열확산 계수>
다이 본딩 필름을 1mm 두께로 적층한 후, 직경 1cm의 원형 형상으로 펀칭했다. 다음으로, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 이 샘플을 이용하고, 레이저 플래시법 열 측정 장치(알박사제, TC-9000)를 이용하여 열확산 계수를 측정했다.
<비열>
DSC(TA Instrument제, Q-2000)를 이용하여 JIS-7123의 규격에 따른 측정 방법에 의해서 구했다.
<비중>
전자 천칭(주식회사 시마즈제작소제, AEL-200)을 이용하여 아르키메데스법에 의해서 측정했다.
(열저항 및 평가)
(두께)/(열전도율)을 열저항으로서 구했다. 30×10-6m2·K/W 이하인 경우를 ○, 그것보다 큰 경우를 ×로서 평가했다. 한편, 이것은 두께 30㎛에서 1W가 되는지 여부를 판단 기준으로 하고 있다. 결과를 표 4에 나타낸다.
(성형성)
실시예, 비교예에 따른 다이 본딩 필름의 성형성을 평가했다. 구체적으로, 줄무늬나 핀 홀 없이 도공할 수 있었던 경우를 「○」, 줄무늬나 핀 홀이 발생했던 경우를 「×」로서 평가했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
(보이드 평가)
열 라미네이트를 이용하여, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 A4∼G4를 두께 100㎛의 유리 칩에 10mm×10mm의 면적으로 부착해서, 샘플 칩을 작성했다.
다음으로, 샘플 칩을 BGA 기판(니혼서킷공업(주)사제, 제품명: CA-BGA(2), 표면 십점 평균 거칠기(Rz)=11∼13㎛)에 130℃, 2kg, 2초간의 조건으로 본딩을 행했다. 그 후, 가압 조건 하에 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 가열 경화 시의 가압은, 구체적으로는, 오븐 내에 질소 가스를 5kg/cm2로 충전함으로써 행했다. 본딩한 샘플 칩의 유리면측으로부터 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 관찰 화상에 있어서 보이드가 차지하는 면적을 이치화 소프트(WinRoof ver. 5.6)를 이용하여 산출했다. 보이드가 차지하는 면적이 다이 본딩 필름의 표면적에 대하여 20% 미만이었던 경우를 「○」, 20% 이상이었던 경우를 「×」로서 평가했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pat00004
[제 5 본 발명]
이하의 각 실시예들은 제 5 본 발명에 대응한다.
(실시예 14)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
9.5부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
9.5부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
1부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.2부
(e) 구상 알루미나 충전재 A(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5.1㎛, 비표면적: 0.5m2/g)
60부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
20부
한편, 구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 A5를 제작했다.
(실시예 15)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
6.8부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
6.9부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
2.3부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.15부
(e) 구상 알루미나 충전재 A(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5.1㎛, 비표면적: 0.5m2/g)
60부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
25부
한편, 구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 B5를 제작했다.
(실시예 16)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
6부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
6부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
3부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.15부
(e) 구상 알루미나 충전재 A(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5.1㎛, 비표면적: 0.5m2/g)
60부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
25부
한편, 구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 C5를 제작했다.
(실시예 17)
<열경화형 다이 본딩 필름의 제작>
하기 (a)∼(f)를 MEK(메틸에틸케톤)에 용해시키고, 점도가 실온에서 150mPa·s가 되도록 농도를 조정하여, 접착제 조성물 용액을 얻었다.
(a) 에폭시 수지(미쓰비시화학(주)제, 제품명: JER827(비스페놀 A형 에폭시 수지), 상온에서 액상(연화점은 25℃ 이하))
7.3부
(b) 페놀 수지(바이페닐아르알킬 골격을 갖는 페놀 수지, 메이와화성사제, 제품명: MEH-7851SS, 연화점 67℃, 하이드록실기 당량 203g/eq.)
7.3부
(c) 아크릴 공중합체(나가세켐텍스(주)제, 제품명: 테이산레진 SG-P3, 중량 평균 분자량: 85만, 유리 전이 온도: 12℃)
0.4부
(d) 경화 촉진 촉매(홋코화학(주)제, 제품명: TPP-MK, 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트)
0.15부
(e) 구상 알루미나 충전재 A(덴키화학공업(주)제, 제품명: DAW-05, 평균 입경: 5.1㎛, 비표면적: 0.5m2/g)
60부
(f) 구상 알루미나 충전재 B((주)애드마테크스제, 제품명: AO802, 평균 입경: 0.7㎛, 비표면적: 7.5m2/g)
25부
한편, 구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B는, 미리 표면 처리를 행했다. 표면 처리는 건식법으로 행하고, 하기 식으로 표시되는 양(실레인 커플링제 처리량)의 실레인 커플링제로 처리했다. 실레인 커플링제는 신에츠화학의 KBM503을 이용했다.
(실레인 커플링제 처리량) = (알루미나 충전재의 중량(g)×알루미나 충전재의 비표면적(m2/g))/실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g)
실레인 커플링제의 최소 피복 면적(m2/g) = 6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
이 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름으로 이루어지는 이형 처리 필름(박리 라이너) 상에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시켰다. 이에 의해, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 D5를 제작했다.
(비교예 9)
실시예 15와 동일한 다이 본딩 필름을 비교예 9에 따른 다이 본딩 필름 E5로서 작성했다.
한편, 실시예, 비교예에 따른 다이 본딩 필름에 있어서의 충전재 전체(구상 알루미나 충전재 A 및 구상 알루미나 충전재 B)의 평균 입경 및 충전재 전체의 비표면적은, 표 5에 나타내는 바와 같다. 또한, 다이 본딩 필름 전체에 대한 충전재의 충전량, 수지 성분 중(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량 중)의 열경화성 수지의 비율, 수지 성분 중(열경화성 수지와 열가소성 수지의 합계량 중)의 열가소성 수지의 비율도 아울러 표 5에 나타내었다.
(130℃에서의 용융 점도의 측정)
다이 본딩 필름 A5∼E5의 열경화 전의 130℃에서의 용융 점도를 측정했다. 측정에는 레오미터(HAAKE사제, RS-1)를 이용하여, 패럴렐 플레이트법에 의해 행했다. 즉, 각 다이 본딩 필름 A5∼E5로부터 0.1g을 채취하여 시료로 하고, 이 시료를 미리 130℃로 달구어 놓은 플레이트에 투입했다. 용융 점도는 측정 개시로부터 300초 후의 값으로 했다. 또한, 전단 속도를 5(1/초), 플레이트 사이의 갭은 0.1mm로 했다. 결과를 하기 표 5에 나타낸다.
(열전도율의 측정)
다이 본딩 필름 A5∼E5의 열경화 후의 열전도율의 측정을 행했다. 열전도율은 하기의 식으로부터 구했다. 결과를 표 5에 나타낸다. 한편, 열경화 후의 열전도율이란, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열한 후의 열전도율이다.
(열전도율) = (열확산 계수)×(비열)×(비중)
<열확산 계수>
다이 본딩 필름을 1mm 두께로 적층한 후, 직경 1cm의 원형 형상으로 펀칭했다. 다음으로, 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 이 샘플을 이용하고, 레이저 플래시법 열 측정 장치(알박사제, TC-9000)를 이용하여 열확산 계수를 측정했다.
<비열>
DSC(TA Instrument제, Q-2000)를 이용하여 JIS-7123의 규격에 따른 측정 방법에 의해서 구했다.
<비중>
전자 천칭(주식회사 시마즈제작소제, AEL-200)을 이용하여 아르키메데스법에 의해서 측정했다.
(보이드 평가)
열 라미네이트를 이용하여, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 A5∼E5를 두께 100㎛의 유리 칩에 10mm×10mm의 면적으로 부착해서, 샘플 칩을 작성했다.
다음으로, 샘플 칩을 BGA 기판(니혼서킷공업(주)사제, 제품명: CA-BGA(2), 표면 십점 평균 거칠기(Rz)=11∼13㎛)에 130℃, 2kg, 2초간의 조건으로 본딩을 행했다. 그 후, 실시예 14∼17에 있어서는, 가압 조건 하에 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 가열 경화 시의 가압은, 구체적으로는, 오븐 내에 질소 가스를 5kg/cm2로 충전함으로써 행했다. 또한, 비교예 9에 있어서는, 대기압 하에서 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 본딩한 샘플 칩의 유리면측으로부터 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 관찰 화상에 있어서 보이드가 차지하는 면적을 이치화 소프트(WinRoof ver. 5.6)를 이용하여 산출했다. 보이드가 차지하는 면적이 다이 본딩 필름의 표면적에 대하여 20% 미만이었던 경우를 「○」, 20% 이상이었던 경우를 「×」로서 평가했다. 결과를 표 5에 나타낸다.
(흡습 리플로우 시험)
열 라미네이트를 이용하여, 두께 25㎛의 다이 본딩 필름 A5∼E5를 두께 50㎛, 10mm×10mm의 실리콘 칩에 부착해서, 다이 본딩 필름 부착 샘플 칩을 작성했다. 다음으로, 다이 본딩 필름 부착 샘플 칩을, 다이 본더 장치(주식회사 신카와제, SPA-300)를 이용하여, BGA 기판(니혼서킷공업(주)사제, 제품명: CA-BGA(2), 표면 십점 평균 거칠기(Rz)=11∼13㎛)에 130℃, 2kg, 2초간의 조건으로 본딩을 행했다. 그 후, 실시예 14∼17에 있어서는, 가압 조건 하에 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다. 가열 경화 시의 가압은, 구체적으로는, 오븐 내에 질소 가스를 5kg/cm2로 충전함으로써 행했다. 또한, 비교예 9에 있어서는, 대기압 하에서 130℃에서 1시간 가열하고, 계속해서 175℃에서 5시간 가열했다.
다음으로, 봉지 수지(히타치화성주식회사제, GE-100)를 이용하여 175℃에서 90초의 조건으로 몰딩을 행하고, 그 후 175℃에서 5시간의 가열을 행하여 봉지 수지를 경화시켰다.
다음으로, 실리콘 칩이 중심이 되도록, 두께 0.7mm, 16mm×16mm의 사이즈로 개편화하고, 85℃, 또한 습도 60%RH의 조건으로 168시간 흡습시켰다.
흡습시킨 샘플을 JEDEC 규격에 따라서, 260℃에서 30초간 IR 리플로우를 행했다. 리플로우 후의 샘플을 초음파 측정 장치(주식회사히타치파워솔루션즈제, Fine SAT)로 관찰하여, 디라미네이션(delamination; 다이 본딩 필름과 BGA 기판의 박리)의 유무를 관찰했다. 각 실시예, 비교예에 대하여 9개씩 평가를 행하여, 하나라도 디라미네이션이 보인 경우를 「×」, 1개도 디라미네이션이 보이지 않은 경우를 「○」로서 평가했다. 결과를 표 5에 나타낸다.
Figure pat00005
1: 기재
2: 점착제층
3, 3': 다이 본딩 필름(열경화형 다이 본딩 필름)
4: 반도체 웨이퍼
5: 반도체 칩
6: 피착체
7: 본딩 와이어
8: 봉지 수지
10, 12: 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름
11: 다이싱 시트

Claims (8)

  1. 열경화 후의 열전도율이 1W/m·K 이상이고,
    열전도율이 12W/m·K 이상인 열전도성 입자를 열경화형 다이 본딩 필름 전체에 대하여 75중량% 이상 함유하고 있고,
    130℃에서, 전단 속도 50(1/초)로 측정되는 용융 점도가 200Pa·s 이하인 것을 특징으로 하는 열경화형 다이 본딩 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 입자의 평균 입경이 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 열경화형 다이 본딩 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    열가소성 수지와 열경화성 수지를 함유하며,
    상기 열경화성 수지의 함유 중량부를 A로 하고, 상기 열가소성 수지의 함유 중량부를 B로 했을 때에, A/B가 5 이상인 것을 특징으로 하는 열경화형 다이 본딩 필름.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는, 연화점이 100℃ 이하인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화형 다이 본딩 필름.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는, 실온에서 액상인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화형 다이 본딩 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 열경화형 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
    상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 열경화형 다이 본딩 필름이, 기재 상에 점착제층이 적층된 다이싱 시트 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름.
  8. 제 7 항에 기재된 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름을 준비하는 공정과,
    상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름의 열경화형 다이 본딩 필름과 반도체 웨이퍼의 이면을 접합하는 접합 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼를 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 다이싱하여, 칩상의 반도체 칩을 형성하는 다이싱 공정과,
    상기 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 부착 다이 본딩 필름으로부터 상기 열경화형 다이 본딩 필름과 함께 픽업하는 픽업 공정과,
    상기 열경화형 다이 본딩 필름을 개재하여, 상기 반도체 칩을 피착체 상에 다이 본딩하는 다이 본딩 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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