KR20160063985A - 도전성 필름형 접착제, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

경화전의 방열성보다 경화후의 방열성이 높은 도전성 필름형 접착제 및 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프를 제공한다.
가열에 의해 경화시켜 얻어지는 경화물의 제1 열전도율의, 가열 전의 제2 열전도율에 대한 비의 값(제1 열전도율/제2 열전도율)은 2.0 이상인 도전성 필름형 접착제에 관한 것이다.

Description

도전성 필름형 접착제, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프 및 반도체 장치의 제조 방법{CONDUCTIVE FILM-LIKE ADHESIVE, FILM-LIKE ADHESIVE ATTACHED DICING TAPE AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은, 도전성 필름형 접착제, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에 있어서 반도체 소자를 금속 리드 프레임 등의 피착체에 접착하는 방법(소위 다이 본딩법)은, 종래의 금-실리콘 공정에서 시작하여, 땜납, 수지 페이스트에 의한 방법으로 추이해 왔다. 현재는, 도전성의 수지 페이스트를 사용하는 것이 있다.
그러나, 수지 페이스트를 이용하는 방법에서는, 보이드에 의해 도전성이 저하되거나, 수지 페이스트의 두께가 불균일하거나, 수지 페이스트가 비어져 나오는 것에 의해 패드가 오염된다고 하는 문제가 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 수지 페이스트 대신에, 폴리이미드 수지를 함유하는 필름형 접착제를 이용하는 경우가 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
아크릴 수지를 포함하는 필름형 접착제도 알려져 있다. 예컨대, 특허문헌 2에는, 유리 전이 온도 -10℃∼50℃의 아크릴산 공중합체를 사용함으로써, 가요성을 높이고, 리드 프레임 등의 열손상을 저감하는 기술이 기재되어 있다.
최근, 전력의 제어나 공급을 행하는 파워 반도체 장치의 보급이 현저해지고 있다. 파워 반도체 장치에는 항상 전류가 흐르기 때문에 발열량이 크다. 그 때문에, 파워 반도체 장치에 사용되는 도전성의 접착제는, 높은 방열성과 낮은 전기 저항률을 갖는 것이 바람직하다.
필름형 접착제를 이용하는 다이 본딩법에 관해, 도 10에 나타낸 바와 같이, 필름형 접착제(503) 및 반도체 칩(505)을 구비하는 다이 본드용 칩(541)을 약 100℃∼약 150℃의 피착체(506)에 압착하는 공정을 포함하는 방법이 알려져 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평6-145639호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 제4137827호 공보
그러나, 본 발명자가 예의 검토한 바, 필름형 접착제(503)의 방열성이 높으면, 필름형 접착제(503)를 피착체(506)에 접착 가능할 정도로 연화시키는 것이 어려운 경우가 있다는 것을 알았다.
본 발명은 상기 과제를 해결하여, 경화전의 방열성보다 경화후의 방열성이 높은 도전성 필름형 접착제 및 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 제1 열전도율의 제2 열전도율에 대한 비의 값(제1 열전도율/제2 열전도율)은 2.0 이상인 도전성 필름형 접착제에 관한 것이다. 제1 열전도율은, 본 발명의 도전성 필름형 접착제를 가열에 의해 경화시켜 얻어지는 경화물의 열전도율이다. 제2 열전도율은 가열 전의 열전도율이다.
제1 열전도율은, 바람직하게는 1.7 W/mㆍK 이상이다.
본 발명의 도전성 필름형 접착제는, 바람직하게는 도전성 입자를 포함한다. 도전성 입자가, 바람직하게는 후레이크형 금속 입자 및 200℃에서 적어도 일부가 소결하는 소결성 금속 입자를 포함한다. 이 때문에, 본 발명의 필름형 접착제를 경화시킴으로써 열전도 경로를 굵게 하는 것이 가능하고, 방열성을 높일 수 있다. 도전성 입자 100 중량% 중의 소결성 금속 입자의 함유량은, 바람직하게는 5 중량%∼50 중량%이다.
본 발명의 도전성 필름형 접착제는 수지 성분을 포함한다. 수지 성분이, 바람직하게는 열가소성 수지, 열경화성 수지를 포함한다. 본 발명의 도전성 필름형 접착제는, 바람직하게는 경화제를 더 포함한다.
본 발명의 도전성 필름형 접착제의 용도는, 바람직하게는 다이 본드 용도이다.
본 발명은 또한, 다이싱 테이프와, 다이싱 테이프 상에 배치된 도전성 필름형 접착제를 구비하는 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프에 관한 것이다. 다이싱 테이프가, 기재 및 기재 상에 배치된 점착제층을 구비한다.
본 발명은 또한, 도전성 필름형 접착제 및 도전성 필름형 접착제 상에 배치된 반도체 칩을 구비하는 다이 본드용 칩을, 피착체에 압착하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 필름형 접착제의 개략 단면도이다.
도 2는 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프의 개략 단면도이다.
도 3은 변형예에 따른 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프의 개략 단면도이다.
도 4는 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프 상에 반도체 웨이퍼를 배치한 모습의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 5는 다이 본드용 칩 등의 개략 단면도이다.
도 6은 반도체 칩 부착 피착체의 개략 단면도이다.
도 7은 반도체 장치의 개략 단면도이다.
도 8은 평가 기판의 평면도이다.
도 9는 시험 기판의 평면도이다.
도 10은 다이 본딩 공정의 개략 단면도이다.
이하에 실시형태를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시형태에만 한정되는 것은 아니다.
[필름형 접착제(3)]
도 1에 나타낸 바와 같이, 필름형 접착제(3)는 필름형을 이룬다. 필름형 접착제(3)는 도전성 및 열경화성을 구비한다.
필름형 접착제(3)는 다음 성질을 더 구비한다. 즉, 가열에 의해 경화시켜 얻어지는 경화물의 제1 열전도율의, 가열 전의 제2 열전도율에 대한 비의 값(제1 열전도율/제2 열전도율)은 2.0 이상이다. 바람직하게는 2.5 이상이다. 제1 열전도율의 제2 열전도율에 대한 비의 값의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 5.0 등이다.
제1 열전도율은, 바람직하게는 1.7 W/mㆍK 이상, 보다 바람직하게는 2.0 W/mㆍK 이상, 더욱 바람직하게는 2.5 W/mㆍK 이상, 특히 바람직하게는 3.0 W/mㆍK 이상이다. 제1 열전도율의 상한은, 예컨대 20 W/mㆍK, 30 W/mㆍK 등이다.
제2 열전도율은, 바람직하게는 0.3 W/mㆍK 이상, 보다 바람직하게는 0.5 W/mㆍK 이상이다. 한편, 제2 열전도율은, 바람직하게는 15 W/mㆍK 이하, 보다 바람직하게는 10 W/mㆍK 이하이다.
제1 열전도율, 제2 열전도율은, 실시예에 기재된 방법으로 측정한다.
바람직하게는, 필름형 접착제(3)는 다음 성질을 더 구비한다. 즉, 가열에 의해 경화시켜 얻어지는 경화물의 제1 전기 저항률의, 가열 전의 제2 전기 저항률에 대한 비의 값(제1 전기 저항률/제2 전기 저항률)은, 바람직하게는 0.01 이상, 보다 바람직하게는 0.015 이상이다. 제1 전기 저항률의 제2 전기 저항률에 대한 비의 값의 상한은, 예컨대 0.95, 0.9 등이다.
제1 전기 저항률은, 바람직하게는 5×10-5 Ωㆍm 이하, 보다 바람직하게는 3×10-5 Ωㆍm 이하이다. 제1 전기 저항률의 하한은, 예컨대 1×10-7 Ωㆍm 등이다.
제2 전기 저항률은, 바람직하게는 5×10-5 Ωㆍm 이하, 보다 바람직하게는 4×10-5 Ωㆍm 이하이다. 제2 전기 저항률의 하한은, 예컨대 3×10-7 Ωㆍm 등이다.
제1 전기 저항률, 제2 전기 저항률은, 실시예에 기재된 방법으로 측정한다.
바람직하게는, 필름형 접착제(3)는 다음 성질을 더 구비한다. 즉, 경화물의 175℃의 저장 탄성률은, 바람직하게는 50 MPa 이상이다. 한편, 경화물의 175℃의 저장 탄성률은, 바람직하게는 1500 MPa 이하이다.
바람직하게는, 필름형 접착제(3)는 다음 성질을 더 구비한다. 필름형 접착제(3)를 미러 실리콘 웨이퍼에 40℃에서 접착한 후, 25℃에서 측정한 밀착력이, 바람직하게는 1 N/10 mm 이상, 보다 바람직하게는 4 N/10 mm 이상이다. 1 N/10 mm 이상이면, 40℃ 정도의 저온에서 필름형 접착제(3)를 반도체 웨이퍼에 접착할 수 있다. 밀착력의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 10 N/10 mm이다.
본 명세서에 있어서 밀착력은, 미러 실리콘 웨이퍼로부터 필름형 접착제(3)를 박리할 때의 박리력을 의미하며, 다음 방법으로 측정할 수 있다.
2 kg 롤러를 이용하여, 필름형 접착제(3)에 40℃의 미러 실리콘 웨이퍼를 접착한 후, 2분간 40℃에서 방치한다. 그 후, 상온(25℃)에서 20분간 방치하여, 필름형 접착제(3) 및 필름형 접착제(3)에 접착된 미러 실리콘 웨이퍼를 구비하는 샘플을 얻는다. 샘플에 관해, 인장 시험기((주)시마즈제작소 제조의 AGS-J)를 이용하여, 박리각도 180도, 박리 온도 25℃, 박리 속도 300 mm/min에서, 미러 실리콘 웨이퍼로부터 필름형 접착제(3)를 박리할 때의 박리력을 측정한다.
필름형 접착제(3)는 수지 성분을 포함한다. 수지 성분으로는, 예컨대 열가소성 수지, 열경화성 수지 등을 들 수 있다.
열가소성 수지로는, 천연고무, 부틸고무, 이소프렌고무, 클로로프렌고무, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-아크릴산에스테르 공중합체, 폴리부타디엔 수지, 폴리카보네이트 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 6-나일론이나 6,6-나일론 등의 폴리아미드 수지, 페녹시 수지, 아크릴 수지, PET나 PBT 등의 포화 폴리에스테르 수지, 폴리아미드이미드 수지 또는 불소 수지 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지 중, 이온성 불순물이 적어 내열성이 높고, 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 아크릴 수지가 특히 바람직하다.
아크릴 수지로는, 특별히 한정되지 않고, 탄소수 30 이하, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르의 1종 또는 2종 이상을 성분으로 하는 중합체(아크릴 공중합체) 등을 들 수 있다. 상기 알킬기로는, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 이소부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 시클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 이소옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기, 운데실기, 라우릴기, 트리데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 옥타데실기 또는 도데실기 등을 들 수 있다.
또한, 중합체(아크릴 공중합체)를 형성하는 다른 모노머로는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸말산 또는 크로톤산 등과 같은 카르복실기 함유 모노머, 무수말레산 또는 무수이타콘산 등과 같은 산무수물 모노머, (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴 혹은 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등과 같은 히드록실기 함유 모노머, 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등과 같은 술폰산기 함유 모노머, 또는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등과 같은 인산기 함유 모노머를 들 수 있다.
아크릴 수지 중에서도, 중량 평균 분자량이 10만 이상인 것이 바람직하고, 30만∼300만인 것이 보다 바람직하고, 50만∼200만인 것이 더욱 바람직하다. 상기 수치범위 내이면, 접착성 및 내열성이 우수하기 때문이다. 또, 중량 평균 분자량은, GPC(겔ㆍ퍼미에이션ㆍ크로마토그래피)에 의해 측정하고, 폴리스티렌 환산에 의해 산출된 값이다.
아크릴 수지는, 에폭시기와 반응 가능한 관능기를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 아크릴 수지와 에폭시 수지를 가교할 수 있다.
에폭시기와 반응 가능한 관능기로는, 예컨대 카르복실기, 히드록실기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 에폭시기와의 반응성이 높다고 하는 이유에서, 카르복실기가 바람직하다.
아크릴 수지의 산가는, 바람직하게는 1 mgKOH/g 이상, 보다 바람직하게는 3 mgKOH/g 이상이다. 1 mgKOH/g 이상이면, 양호한 응집력을 얻을 수 있다. 한편, 아크릴 수지의 산가는, 바람직하게는 20 mgKOH/g 이하, 보다 바람직하게는 10 mgKOH/g 이하이다.
또, 산가는, JIS K 0070-1992에 규정되는 중화 적정법으로 측정할 수 있다.
열가소성 수지의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 -40℃ 이상, 보다 바람직하게는 -35℃ 이상, 더욱 바람직하게는 -25℃ 이상이다. -40℃ 미만이면, 필름형 접착제(3)가 끈적끈적해지고, 픽업성이 나빠지는 경향이 있다. 또한, 열가소성 수지의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 -5℃ 이하, 보다 바람직하게는 -10℃ 이하, 더욱 바람직하게는 -11℃ 이하이다.
수지 성분 100 중량% 중의 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상이다. 또한, 수지 성분 100 중량% 중의 열가소성 수지의 함유량은, 바람직하게는 70 중량% 이하, 보다 바람직하게는 50 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 25 중량% 이하이다.
열경화성 수지로는, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지 또는 열경화성 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 특히, 반도체 소자를 부식시키는 이온성 불순물 등의 함유가 적은 에폭시 수지가 바람직하다. 또한, 에폭시 수지의 경화제로는 페놀 수지가 바람직하다.
에폭시 수지로는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 브롬화비스페놀 A형, 수소 첨가 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 비페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형, 페놀노볼락형, 오르토크레졸노볼락형, 트리스히드록시페닐메탄형, 테트라페닐올에탄형 등의 이관능 에폭시 수지나 다관능 에폭시 수지 또는 히단토인형, 트리스글리시딜이소시아누레이트형 또는 글리시딜아민형 등의 에폭시 수지가 이용된다. 이들 에폭시 수지 중 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리스히드록시페닐메탄형 수지 또는 테트라페닐올에탄형 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 이들 에폭시 수지는, 경화제로서의 페놀 수지와의 반응성이 풍부하고, 내열성 등이 우수하기 때문이다.
에폭시 수지로서, 25℃에서 고형인 에폭시 수지, 25℃에서 액형인 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 25℃에 있어서 액형이란, 25℃에 있어서 점도가 5000 Paㆍs 미만인 것을 말한다. 한편, 25℃에 있어서 고형이란, 25℃에 있어서 점도가 5000 Paㆍs 이상인 것을 말한다. 점도는, Thermo Scientific사 제조의 모델 번호 HAAKE Roto VISCO1을 이용하여 측정할 수 있다.
에폭시 수지 100 중량% 중의 25℃에서 고형인 에폭시 수지의 함유량은, 바람직하게는 10 중량% 이상, 보다 바람직하게는 30 중량% 이상이다. 10 중량% 미만이면, 필름형 접착제(3)가 끈적끈적해지고, 픽업성이 나빠지는 경향이 있다. 에폭시 수지 100 중량% 중의 25℃에서 고형인 에폭시 수지의 함유량은, 바람직하게는 80 중량% 이하, 보다 바람직하게는 70 중량% 이하이다.
25℃에서 고형인 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 100 g/eq. 이상, 보다 바람직하게는 110 g/eq. 이상이다. 한편, 25℃에서 고형인 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 2000 g/eq. 이하, 보다 바람직하게는 1500 g/eq. 이하이다.
에폭시 수지의 에폭시 당량은, JIS K 7236-2009에 규정된 방법으로 측정할 수 있다.
25℃에서 액형인 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 100 g/eq. 이상, 보다 바람직하게는 110 g/eq. 이상이다. 한편, 25℃에서 액형인 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 2000 g/eq. 이하, 보다 바람직하게는 1500 g/eq. 이하이다.
페놀 수지는 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 것이며, 예컨대 페놀노볼락 수지, 페놀아랄킬 수지, 크레졸노볼락 수지, tert-부틸페놀노볼락 수지, 노닐페놀노볼락 수지 등의 노볼락형 페놀 수지, 레졸형 페놀 수지, 폴리퍼옥시스티렌 등의 폴리옥시스티렌 등을 들 수 있다. 이들 페놀 수지 중 페놀노볼락 수지, 페놀아랄킬 수지가 특히 바람직하다. 반도체 장치의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
페놀 수지의 수산기 당량은, 바람직하게는 80 g/eq. 이상, 보다 바람직하게는 85 g/eq. 이상이다. 한편, 페놀 수지의 수산기 당량은, 바람직하게는 1000 g/eq. 이하, 보다 바람직하게는 900 g/eq. 이하이다.
에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 예컨대 에폭시 수지 성분 중의 에폭시기 1 당량당 페놀 수지 중의 수산기가 0.5∼2.0 당량이 되도록 배합하는 것이 적합하다. 보다 적합한 것은 0.8∼1.2 당량이다. 즉, 양자의 배합 비율이 상기 범위를 벗어나면, 충분한 경화 반응이 진행되지 않고, 경화물의 특성이 열화하기 쉬워지기 때문이다.
수지 성분 100 중량% 중의 열경화성 수지의 함유량은, 바람직하게는 30 중량% 이상, 보다 바람직하게는 50 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 75 중량% 이상이다. 수지 성분 100 중량% 중의 열경화성 수지의 함유량은, 바람직하게는 95 중량% 이하, 보다 바람직하게는 90 중량% 이하이다.
필름형 접착제(3)는 도전성 입자를 포함한다.
도전성 입자로는, 소결성 금속 입자, 후레이크형 금속 입자 등을 적합하게 사용할 수 있다.
소결성 금속 입자는, 200℃에서 적어도 일부가 소결하는 성질을 갖는다. 따라서, 표준 경화 조건으로 소결성 금속 입자가 소결한다. 이 때문에, 필름형 접착제(3)를 경화시킴으로써 열전도 경로를 굵게 하는 것이 가능하고, 방열성을 높일 수 있다. 또한, 전기 저항률을 낮출 수 있다.
소결성 금속 입자로서, 금속 미립자의 응집체를 적합하게 사용할 수 있다. 금속 미립자로는, 금속으로 이루어진 미립자, 피복 미립자 등을 들 수 있다. 피복 미립자는, 코어 미립자 및 코어 미립자를 피복하는 피복막을 구비한다. 코어 미립자의 재료로는, 유리 등을 들 수 있다. 피복막의 재료로는, 금속을 들 수 있다. 금속으로는, 금, 은, 동 등을 들 수 있다.
소결성 금속 입자의 평균 입경은, 바람직하게는 0.005 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이다. 평균 입경의 하한으로서, 0.1 ㎛, 0.5 ㎛, 1 ㎛도 예시할 수 있다. 한편, 소결성 금속 입자의 평균 입경은, 바람직하게는 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 25 ㎛ 이하이다. 평균 입경의 상한으로서, 20 ㎛, 15 ㎛, 10 ㎛, 5 ㎛도 예시할 수 있다.
소결성 금속 입자의 평균 입경은, 다음 방법으로 측정한다. 즉, 입도 분포 측정 장치(니키소 제조의 마이크로트랙 HRA)를 이용하여 표준 모드로 측정함으로써 구해지는 D50 데이터를 입경으로 한다.
소결성 금속 입자의 형상은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 부정형이다.
후레이크형 금속 입자의 평균 길이 직경은, 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상이다. 0.5 ㎛ 이상이면, 전기 저항률을 효과적으로 낮출 수 있다. 한편, 후레이크형 금속 입자의 평균 길이 직경은, 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 30 ㎛ 이하이다.
후레이크형 금속 입자의 애스펙트비는, 바람직하게는 5 이상, 바람직하게는 8 이상, 보다 바람직하게는 10 이상이다. 5 이상이면, 전기 저항률을 효과적으로 낮출 수 있다. 한편, 후레이크형 금속 입자의 애스펙트비는, 바람직하게는 10000 이하, 보다 바람직하게는 100 이하, 더욱 바람직하게는 70 이하, 특히 바람직하게는 50 이하이다.
후레이크형 금속 입자의 애스펙트비는, 평균 길이 직경의 평균 두께에 대한 비의 값(평균 길이 직경/평균 두께)이다. 본 명세서에 있어서, 후레이크형 입자의 평균 길이 직경은, 필름형 접착제(3)의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 랜덤으로 선택한 100개의 후레이크형 금속 입자의 길이 직경을 측정함으로써 얻어지는 평균치이다. 후레이크형 금속 입자의 평균 두께는, 필름형 접착제(3)의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 랜덤으로 선택한 100개의 후레이크형 금속 입자의 두께를 측정함으로써 얻어지는 평균치이다.
후레이크형 금속 입자의 재료로는, 금, 은, 동 등을 들 수 있다. 후레이크형 금속 입자로는, 금속으로 이루어진 후레이크형의 입자, 후레이크형의 피복 입자 등을 들 수 있다. 피복 입자는, 코어 입자 및 코어 입자를 피복하는 피복막을 구비한다. 코어 입자의 재료로는, 유리 등을 들 수 있다. 피복막의 재료로는, 금속을 들 수 있다. 금속으로는, 금, 은, 동 등을 들 수 있다.
도전성 입자 100 중량% 중의 소결성 금속 입자의 함유량은, 바람직하게는 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 15 중량% 이상이다. 도전성 입자 100 중량% 중의 소결성 금속 입자의 함유량은, 바람직하게는 50 중량% 이하, 보다 바람직하게는 40 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 35 중량% 이하이다. 50 중량%를 초과하면, 필름화가 어려운 경향이 있다.
필름형 접착제(3) 중의 도전성 입자의 함유량은, 바람직하게는 50 중량% 이상, 보다 바람직하게는 60 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 중량% 이상, 특히 바람직하게는 75 중량% 이상이다. 필름형 접착제(3) 중의 도전성 입자의 함유량은, 바람직하게는 95 중량% 이하, 보다 바람직하게는 90 중량% 이하이다. 95 중량%를 초과하면, 필름화가 어려운 경향이 있다.
필름형 접착제(3)는, 상기 성분 이외에도, 필름 제조에 일반적으로 사용되는 배합제, 예컨대 가교제 등을 적절하게 함유해도 좋다.
필름형 접착제(3)는, 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 상기 각 성분을 함유하는 접착제 조성물 용액을 제작하고, 접착제 조성물 용액을 기재 세퍼레이터 상에 소정 두께가 되도록 도포하여 도포막을 형성한 후, 그 도포막을 건조시킴으로써 필름형 접착제(3)를 제조할 수 있다.
접착제 조성물 용액에 이용하는 용매로는 특별히 한정되지 않지만, 상기 각 성분을 균일하게 용해, 혼련 또는 분산할 수 있는 유기 용매가 바람직하다. 예컨대, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매, 톨루엔, 크실렌 등을 들 수 있다. 도포 방법은 특별히 한정되지 않는다. 용제 도공의 방법으로는, 예컨대 다이 코터, 그라비아 코터, 롤 코터, 리버스 코터, 콤마 코터, 파이프닥터 코터, 스크린 인쇄 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도포 두께의 균일성이 높다고 하는 점에서, 다이 코터가 바람직하다.
기재 세퍼레이터로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코트된 플라스틱 필름이나 종이 등이 사용 가능하다. 접착제 조성물 용액의 도포 방법으로는, 예컨대 롤 도공, 스크린 도공, 그라비아 도공 등을 들 수 있다. 또한, 도포막의 건조 조건은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 건조 온도 70∼160℃, 건조 시간 1∼5분간 행할 수 있다.
필름형 접착제(3)의 제조 방법으로는, 예컨대 상기 각 성분을 믹서로 혼합하고, 얻어진 혼합물을 프레스 성형하여 필름형 접착제(3)를 제조하는 방법 등도 적합하다. 믹서로는 플레네터리 믹서 등을 들 수 있다.
필름형 접착제(3)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 5 ㎛ 이상이 바람직하고, 15 ㎛ 이상이 보다 바람직하다. 5 ㎛ 미만이면, 반도체 웨이퍼, 반도체 칩과 접촉하는 면적이 불안정해지는 경우가 있다. 또한, 필름형 접착제(3)의 두께는 100 ㎛ 이하가 바람직하고, 50 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 100 ㎛을 초과하면, 다이아터치의 하중에 의해 필름형 접착제(3)가 과도하게 비어져 나올 우려가 있다.
필름형 접착제(3)는 반도체 장치의 제조에 사용된다. 그 중에서도, 파워 반도체 장치의 제조에 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 리드 프레임 등의 피착체와 반도체 칩을 접착하는(다이아터치 하는) 다이아터치 필름으로서 사용된다. 피착체로는, 리드 프레임, 인터포저, 반도체 칩 등을 들 수 있다.
필름형 접착제(3)는, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프의 형태로 사용하는 것이 바람직하다.
[필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)]
도 2에 나타낸 바와 같이, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)는, 다이싱 테이프(1), 및 다이싱 테이프(1) 상에 배치된 필름형 접착제(3)를 구비한다. 다이싱 테이프(1)는, 기재(11) 및 기재(11) 상에 배치된 점착제층(12)을 구비한다. 필름형 접착제(3)는 점착제층(12) 상에 배치되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)는, 워크(반도체 웨이퍼(4) 등) 접착 부분에만 필름형 접착제(3)를 형성한 구성이어도 좋다.
기재(11)는, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)의 강도 모체가 되는 것이며, 자외선 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 기재(11)로는, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄형 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산에스테르(랜덤, 교호) 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 전방향족 폴리아미드, 폴리페닐술피드, 아라미드(종이), 유리, 유리 클로스, 불소 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 셀룰로오스계 수지, 실리콘 수지, 금속(박), 종이 등을 들 수 있다.
기재(11)의 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해, 관용의 표면 처리, 예컨대 크롬산 처리, 오존 폭로, 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 베이스 코팅제(예컨대 후술하는 점착 물질)에 의한 코팅 처리를 실시할 수 있다.
기재(11)의 두께는, 특별히 제한되지 않고 적절하게 결정할 수 있지만, 일반적으로는 5∼200 ㎛ 정도이다.
점착제층(12)의 형성에 이용하는 점착제로는 특별히 제한되지 않고, 예컨대 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 접착제를 이용할 수 있다. 감압성 접착제로는, 반도체 웨이퍼나 유리 등의 오염을 싫어하는 전자 부품의 초순수나 알콜 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 점에서, 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다.
아크릴계 폴리머로는, 예컨대 (메트)아크릴산알킬에스테르(예컨대, 메틸에스테르, 에틸에스테르, 프로필에스테르, 이소프로필에스테르, 부틸에스테르, 이소부틸에스테르, s-부틸에스테르, t-부틸에스테르, 펜틸에스테르, 이소펜틸에스테르, 헥실에스테르, 헵틸에스테르, 옥틸에스테르, 2-에틸헥실에스테르, 이소옥틸에스테르, 노닐에스테르, 데실에스테르, 이소데실에스테르, 운데실에스테르, 도데실에스테르, 트리데실에스테르, 테트라데실에스테르, 헥사데실에스테르, 옥타데실에스테르, 에이코실에스테르 등의 알킬기의 탄소수 1∼30, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄형 또는 분기쇄형의 알킬에스테르 등) 및 (메트)아크릴산시클로알킬에스테르(예컨대 시클로펜틸에스테르, 시클로헥실에스테르 등)의 1종 또는 2종 이상을 단량체 성분으로서 이용한 아크릴계 폴리머 등을 들 수 있다. 또, (메트)아크릴산에스테르란 아크릴산에스테르 및/또는 메타크릴산에스테르를 말하며, 본 발명의 (메트)와는 전부 동일한 의미이다.
아크릴계 폴리머는, 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로, 필요에 따라, 상기 (메트)아크릴산알킬에스테르 또는 시클로알킬에스테르와 공중합 가능한 다른 모노머 성분에 대응하는 단위를 포함하고 있어도 좋다. 이와 같은 모노머 성분으로서, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 카르복시에틸(메트)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메트)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸말산, 크로톤산 등의 카르복실기 함유 모노머; 무수말레산, 무수이타콘산 등의 산무수물 모노머; (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메트)아크릴레이트 등의 히드록실기 함유 모노머; 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미드프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 모노머; 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트 등의 인산기 함유 모노머; 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 이들 공중합 가능한 모노머 성분은, 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 이들 공중합 가능한 모노머의 사용량은, 전모노머 성분의 40 중량% 이하가 바람직하다.
또한, 아크릴계 폴리머는, 가교시키기 위해, 다관능성 모노머 등도 필요에 따라서 공중합용 모노머 성분으로서 포함할 수 있다. 이와 같은 다관능성 모노머로서, 예컨대 헥산디올디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다관능성 모노머도 1종 또는 2종 이상 이용할 수 있다. 다관능성 모노머의 사용량은, 점착 특성 등의 점에서, 전모노머 성분의 30 중량% 이하가 바람직하다.
아크릴계 폴리머는, 단일 모노머 또는 2종 이상의 모노머 혼합물을 중합함으로써 얻어진다. 중합은, 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등의 어느 방식으로도 행할 수 있다. 청정한 피착체에 대한 오염 방지 등의 점에서, 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이 점에서, 아크릴계 폴리머의 수평균 분자량은, 바람직하게는 30만 이상, 더욱 바람직하게는 40만∼300만 정도이다.
또한, 상기 점착제에는, 베이스 폴리머인 아크릴계 폴리머 등의 수평균 분자량을 높이기 위해 외부 가교제를 적절하게 채용할 수도 있다. 외부 가교 방법의 구체적 수단으로는, 폴리이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물, 멜라민계 가교제 등의 소위 가교제를 첨가하여 반응시키는 방법을 들 수 있다. 외부 가교제를 사용하는 경우, 그 사용량은, 가교해야 할 베이스 폴리머와의 밸런스에 따라서, 나아가 점착제로서의 사용 용도에 따라서 적절하게 결정된다. 일반적으로는, 상기 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여, 5 중량부 정도 이하, 나아가 0.1∼5 중량부 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 점착제에는 필요에 따라서, 상기 성분 이외에 종래 공지의 각종 점착 부여제, 노화 방지제 등의 첨가제를 이용해도 좋다.
점착제층(12)은 방사선 경화형 점착제에 의해 형성할 수 있다. 방사선 경화형 점착제는, 자외선 등의 방사선의 조사에 의해 가교도를 증대시켜 그 점착력을 용이하게 저하시킬 수 있다.
도 2에 나타내는 점착제층(12)의 워크 접착 부분에 대응하는 부분(12a)만을 방사선 조사함으로써 다른 부분(12b)과의 점착력의 차를 설정할 수 있다. 이 경우, 미경화의 방사선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(12b)은 필름형 접착제(3)와 점착하여, 다이싱할 때의 유지력을 확보할 수 있다.
또한, 도 3에 나타내는 필름형 접착제(3)에 맞춰 방사선 경화형의 점착제층(12)을 경화시킴으로써, 점착력이 현저하게 저하된 상기 부분(12a)을 형성할 수 있다. 이 경우, 미경화의 방사선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 상기 부분(12b)에 웨이퍼 링을 고정할 수 있다.
즉, 점착제층(12)을 방사선 경화형 점착제에 의해 형성하는 경우에는, 점착제층(12)에서의 상기 부분(12a)의 점착력<그 밖의 부분(12b)의 점착력, 이 되도록 상기 부분(12a)을 방사선 조사하는 것이 바람직하다.
방사선 경화형 점착제는, 탄소-탄소 이중 결합 등의 방사선 경화성의 관능기를 가지며, 또한 점착성을 나타내는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 방사선 경화형 점착제로는, 예컨대 상기 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성점착제에, 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분을 배합한 첨가형의 방사선 경화형 점착제를 예시할 수 있다.
배합하는 방사선 경화성의 모노머 성분으로는, 예컨대 우레탄올리고머, 우레탄(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한 방사선 경화성의 올리고머 성분은 우레탄계, 폴리에테르계, 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리부타디엔계 등 여러가지 올리고머를 들 수 있고, 그 분자량이 100∼30000 정도의 범위인 것이 적당하다. 방사선 경화성의 모노머 성분이나 올리고머 성분의 배합량은, 상기 점착제층의 종류에 따라서, 점착제층의 점착력을 저하할 수 있는 양을 적절하게 결정할 수 있다. 일반적으로는, 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여, 예컨대 5∼500 중량부, 바람직하게는 40∼150 중량부 정도이다.
또한, 방사선 경화형 점착제로는, 상기 설명한 첨가형의 방사선 경화형 점착제 이외에, 베이스 폴리머로서, 탄소-탄소 이중 결합을 폴리머 측쇄 또는 주쇄 중 또는 주쇄 말단에 갖는 것을 이용한 내재형의 방사선 경화형 점착제를 들 수 있다. 내재형의 방사선 경화형 점착제는, 저분자 성분인 올리고머 성분 등을 함유할 필요가 없거나, 또는 많이 포함하지는 않기 때문에, 시간의 경과에 따라 올리고머 성분 등이 점착제 재중을 이동하지 않고, 안정된 층구조의 점착제층을 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 베이스 폴리머는, 탄소-탄소 이중 결합을 가지며, 또한 점착성을 갖는 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이와 같은 베이스 폴리머로는, 아크릴계 폴리머를 기본 골격으로 하는 것이 바람직하다. 아크릴계 폴리머의 기본 골격으로는, 상기 예시한 아크릴계 폴리머를 들 수 있다.
상기 아크릴계 폴리머에 대한 탄소-탄소 이중 결합의 도입법은 특별히 제한되지 않고, 여러가지 방법을 채용할 수 있지만, 탄소-탄소 이중 결합은 폴리머 측쇄에 도입하는 것이 분자 설계가 용이하다. 예컨대, 미리 아크릴계 폴리머에 관능기를 갖는 모노머를 공중합한 후, 이 관능기와 반응할 수 있는 관능기 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을, 탄소-탄소 이중 결합의 방사선 경화성을 유지한 채로 축합 또는 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다.
이들 관능기의 조합의 예로는, 카르복실산기와 에폭시기, 카르복실산기와 아지리딜기, 히드록실기와 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 이들 관능기의 조합 중에서도 반응 추적이 용이하다는 점에서, 히드록실기와 이소시아네이트기의 조합이 적합하다. 또한, 이들 관능기의 조합에 의해, 상기 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아크릴계 폴리머를 생성하는 조합이라면, 관능기는 아크릴계 폴리머와 상기 화합물의 어느 측에 있어도 좋지만, 상기 바람직한 조합에서는, 아크릴계 폴리머가 히드록실기를 가지며, 상기 화합물이 이소시아네이트기를 갖는 경우가 적합하다. 이 경우, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 이소시아네이트 화합물로는, 예컨대 메타크릴로일이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트, m-이소프로페닐-α,α-디메틸벤질이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴계 폴리머로는, 상기 예시한 히드록시기 함유 모노머나 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르의 에테르계 화합물 등을 공중합한 것이 이용된다.
상기 내재형의 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 100 중량부에 대하여 30 중량부의 범위 내이고, 바람직하게는 0∼10 중량부의 범위이다.
상기 방사선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시키는 경우에는 광중합 개시제를 함유시킨다. 광중합 개시제로는, 예컨대 4-(2-히드록시에톡시)페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, α-히드록시-α,α'-디메틸아세토페논, 2-메틸-2-히드록시프로피오페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨계 화합물; 메톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)-페닐]-2-모르폴리노프로판-1 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 아니소인메틸에테르 등의 벤조인에테르계 화합물; 벤질디메틸케탈 등의 케탈계 화합물; 2-나프탈렌술포닐클로라이드 등의 방향족 술포닐클로라이드계 화합물; 1-페논-1,1-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심 등의 광활성 옥심계 화합물; 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤계 화합물; 캄파퀴논; 할로겐화케톤; 아실포스피녹시드; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다. 광중합 개시제의 배합량은, 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100 중량부에 대하여, 예컨대 0.05∼20 중량부 정도이다.
또한 방사선 경화형 점착제로는, 예컨대 일본 특허 공개 소60-196956호 공보에 개시되어 있는, 불포화 결합을 2개 이상 갖는 부가 중합성 화합물, 에폭시기를 갖는 알콕시실란 등의 광중합성 화합물과, 카르보닐 화합물, 유기 황 화합물, 과산화물, 아민, 오늄염계 화합물 등의 광중합 개시제를 함유하는 고무계 점착제나 아크릴계 점착제 등을 들 수 있다.
상기 방사선 경화형의 점착제층(12) 중에는, 필요에 따라서, 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물을 함유시킬 수도 있다. 방사선 조사에 의해, 착색되는 화합물을 점착제층(12)에 포함시킴으로써, 방사선 조사된 부분만을 착색시킬 수 있다. 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물은, 방사선 조사전에는 무색 또는 담색이지만, 방사선 조사에 의해 유색이 되는 화합물이며, 예컨대 류코 염료 등을 들 수 있다. 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물의 사용 비율은 적절하게 설정할 수 있다.
점착제층(12)의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 이지러짐 방지나 필름형 접착제(3)의 고정 유지의 양립성 등의 점에서는, 1∼50 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 2∼30 ㎛, 나아가 5∼25 ㎛이 바람직하다.
필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)의 필름형 접착제(3)는, 세퍼레이터에 의해 보호되어 있는 것이 바람직하다(도시하지 않음). 세퍼레이터는, 실제 사용할 때까지 필름형 접착제(3)를 보호하는 보호재로서의 기능을 갖고 있다. 세퍼레이터는 필름형 접착제(3) 상에 워크를 접착할 때에 박리된다. 세퍼레이터로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코트된 플라스틱 필름이나 종이 등도 사용 가능하다.
필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)는, 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 다이싱 테이프(1)의 점착제층(12)과 필름형 접착제(3)를 접합함으로써, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)를 제조할 수 있다.
박리 온도 25℃, 박리 속도 300 mm/min의 조건하에서, 필름형 접착제(3)를 다이싱 테이프(1)로부터 박리했을 때의 박리력이 0.01∼3.00 N/20 mm인 것이 바람직하다. 0.01 N/20 mm 미만이면, 다이싱시에 칩이 비산될 우려가 있다. 한편, 3.00 N/20 mm을 초과하면, 픽업이 어려워지는 경향이 있다.
[반도체 장치의 제조 방법]
반도체 장치의 제조 방법에 관해 설명한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼(4)에 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)를 압착한다. 반도체 웨이퍼(4)로는, 실리콘 웨이퍼, 실리콘 카바이드 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼 등을 들 수 있다. 화합물 반도체 웨이퍼로는, 질화갈륨 웨이퍼 등을 들 수 있다.
압착 방법으로는, 예컨대 압착 롤 등의 압박 수단에 의해 압박하는 방법 등을 들 수 있다.
압착 온도(접착 온도)는, 35℃ 이상이 바람직하고, 37℃ 이상이 보다 바람직하다. 압착 온도의 상한은 낮은 편이 바람직하고, 바람직하게는 50℃ 이하, 보다 바람직하게는 45℃ 이하이다. 저온에서 압착함으로써, 반도체 웨이퍼(4)의 휘어짐을 억제할 수 있다.
또한, 압력은 1×105 Pa∼1×107 Pa인 것이 바람직하고, 2×105 Pa∼8×106 Pa인 것이 보다 바람직하다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 반도체 웨이퍼(4)를 다이싱함으로써, 다이 본드용 칩(41)을 형성한다. 다이 본드용 칩(41)은, 필름형 접착제(3) 및 필름형 접착제(3) 상에 배치된 반도체 칩(5)을 구비한다. 본 공정에서는, 예컨대 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)까지 커팅을 행하는 풀컷이라고 불리는 절단 방식 등을 채용할 수 있다. 본 공정에서 이용하는 다이싱 장치로는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 것을 이용할 수 있다. 또한, 반도체 웨이퍼(4)는, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)에 의해 접착 고정되어 있기 때문에, 칩 이지러짐이나 칩 비산을 억제할 수 있는 동시에, 반도체 웨이퍼(4)의 파손도 억제할 수 있다.
다이 본드용 칩(41)을 픽업한다. 픽업의 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 여러가지 방법을 채용할 수 있다. 예컨대, 다이 본드용 칩(41)을 다이싱 테이프(1)측으로부터 니들에 의해 들어 올리고, 들어 올려진 다이 본드용 칩(41)을 픽업 장치에 의해 픽업하는 방법 등을 들 수 있다.
점착제층(12)이 자외선 경화형인 경우, 점착제층(12)에 자외선을 조사한 후에 픽업한다. 이에 따라, 점착제층(12)의 다이 본드용 칩(41)에 대한 점착력이 저하되기 때문에, 다이 본드용 칩(41)을 용이하게 픽업할 수 있다. 자외선 조사시의 조사 강도, 조사 시간 등의 조건은 특별히 한정되지 않고, 적절하게 필요에 따라서 설정하면 된다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 다이 본드용 칩(41)을 피착체(6)에 압착함으로써 반도체 칩 부착 피착체(61)를 얻는다. 반도체 칩 부착 피착체(61)는, 피착체(6), 피착체(6) 상에 배치된 필름형 접착제(3), 및 필름형 접착제(3) 상에 배치된 반도체 칩(5)을 구비한다.
다이 본드용 칩(41)을 피착체(6)에 압착하는 온도(이하, 「다이아터치 온도」라고 함)는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 90℃ 이상이다. 또한, 다이아터치 온도는, 바람직하게는 150℃ 이하, 보다 바람직하게는 130℃ 이하이다.
반도체 칩 부착 피착체(61)를 가압하에 가열함으로써 필름형 접착제(3)를 경화시킨다. 가압하에 필름형 접착제(3)를 열경화시킴으로써, 필름형 접착제(3)와 피착체(6) 사이에 존재하는 보이드를 소멸시키는 것이 가능하고, 필름형 접착제(3)가 피착체(6)와 접촉하는 면적을 확보할 수 있다.
가압하에 가열하는 방법으로는, 예컨대 불활성 가스가 충전된 챔버 내에 배치된 반도체 칩 부착 피착체(61)를 가열하는 방법 등을 들 수 있다. 가압 분위기의 압력은, 바람직하게는 0.5 ㎏/㎠(4.9×10-2 MPa) 이상, 보다 바람직하게는 1 ㎏/㎠(9.8×10-2 MPa) 이상, 더욱 바람직하게는 5 ㎏/㎠(4.9×10-1 MPa) 이상이다. 0.5 ㎏/㎠ 이상이면, 필름형 접착제(3)와 피착체(6) 사이에 존재하는 보이드를 용이하게 소멸시킬 수 있다. 가압 분위기의 압력은, 바람직하게는 20 ㎏/㎠(1.96 MPa) 이하, 보다 바람직하게는 18 ㎏/㎠(1.77 MPa) 이하, 더욱 바람직하게는 15 ㎏/㎠(1.47 MPa) 이하이다. 20 ㎏/㎠ 이하이면, 과도한 가압에 의해 필름형 접착제(3)가 비어져 나오는 것을 억제할 수 있다.
가열 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 170℃ 이상이다. 80℃ 이상이면, 필름형 접착제(3)를 적당한 경도로 하는 것이 가능하고, 가압 경화에 의해 보이드를 효과적으로 소실시킬 수 있다. 가열 온도는, 바람직하게는 260℃ 이하, 보다 바람직하게는 220℃ 이하, 보다 더욱 바람직하게는 200℃ 이하, 특히 바람직하게는 180℃ 이하이다. 260℃ 이하이면, 경화전의 필름형 접착제(3)의 분해를 막을 수 있다.
가열 시간은, 바람직하게는 0.1시간 이상, 보다 바람직하게는 0.2시간 이상, 더욱 바람직하게는 0.5시간 이상이다. 0.1시간 이상이면, 가압의 효과를 충분히 얻을 수 있다. 가열 시간은, 바람직하게는 24시간 이하, 보다 바람직하게는 3시간 이하, 더욱 바람직하게는 1시간 이하이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 피착체(6)의 단자부(내측 리드)의 선단과 반도체 칩(5) 상의 전극 패드(도시하지 않음)를 본딩 와이어(7)로 전기적으로 접속하는 와이어 본딩 공정을 행한다. 본딩 와이어(7)로는, 예컨대 금선, 알루미늄선 또는 구리선 등이 이용된다. 와이어 본딩을 행할 때의 온도는, 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 바람직하게는 120℃ 이상이며, 그 온도는, 바람직하게는 250℃ 이하, 보다 바람직하게는 175℃ 이하이다. 또한, 그 가열 시간은 수초∼수분간(예컨대 1초∼1분간) 행해진다. 결선은, 상기 온도 범위 내가 되도록 가열된 상태로, 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착에너지의 병용에 의해 행해진다.
계속해서, 밀봉 수지(8)에 의해 반도체 칩(5)을 밀봉하는 밀봉 공정을 행한다. 본 공정은, 피착체(6)에 탑재된 반도체 칩(5)이나 본딩 와이어(7)를 보호하기 위해 행해진다. 본 공정은, 밀봉용의 수지를 금형으로 성형함으로써 행한다. 밀봉 수지(8)로는, 예컨대 에폭시계의 수지를 사용한다. 수지 밀봉시의 가열 온도는, 바람직하게는 165℃ 이상, 보다 바람직하게는 170℃ 이상이며, 가열 온도는, 바람직하게는 185℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하이다.
필요에 따라서, 밀봉물을 더 가열을 해도 좋다(후경화 공정). 이에 따라, 밀봉 공정에서 경화가 부족한 밀봉 수지(8)를 완전히 경화할 수 있다. 가열 온도는 적절하게 설정할 수 있다.
이상과 같이, 필름형 접착제(3) 및 필름형 접착제(3) 상에 배치된 반도체 칩(5)을 구비하는 다이 본드용 칩(41)을, 피착체(6)에 압착하는 공정을 포함하는 방법에 의해 반도체 장치를 제조할 수 있다. 이러한 방법은, 다이 본드용 칩(41)을 피착체(6)에 압착하는 공정에 의해 얻어진 반도체 칩 부착 피착체(61)를 가열함으로써 필름형 접착제(3)를 경화시키는 공정을 더 포함한다.
보다 상세하게는, 실시형태 1의 방법은, 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프(10)를 준비하는 공정과, 필름형 접착제(3)에 반도체 웨이퍼(4)를 압착하는 공정과, 필름형 접착제(3) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(4)를 다이싱함으로써 다이 본드용 칩(41)을 형성하는 공정과, 다이 본드용 칩(41)을 피착체(6)에 압착하는 공정과, 다이 본드용 칩(41)을 피착체(6)에 압착하는 공정에 의해 얻어진 반도체 칩 부착 피착체(61)를 가열함으로써 필름형 접착제(3)를 경화시키는 공정을 포함한다.
실시예
이하, 본 발명에 관해 실시예를 이용하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
실시예에서 사용한 성분에 관해 설명한다.
열가소성 수지 : 나가세켐텍스(주) 제조의 테이산레진 SG-70L(카르복실기 및 히드록실기를 구비하는 아크릴 공중합체, Mw : 90만, 산가 : 5 mgKOH/g, 유리 전이 온도 : -13℃)
에폭시 수지 1 : 니혼카야쿠(주) 제조의 EOCN-1020-4(에폭시 당량 198 g/eq., 25℃에서 고형인 에폭시 수지)
에폭시 수지 2 : 미쓰비시화학(주) 제조의 JER828(비스페놀형 골격을 갖는 25℃에서 액형인 에폭시 수지, 에폭시 당량 184 g/eq.∼194 g/eq.)
에폭시 수지 3 : DIC(주) 제조의 EPICLON EXA-4816(에폭시 당량 403 g/eq., 25℃에서 액형인 에폭시 수지)
페놀 수지 1 : 메이와화성(주) 제조의 MEH-8000 H(수산기 당량 139 g/eq.∼143 g/eq.의 페놀 수지)
페놀 수지 2 : 메이와화성(주) 제조의 MEH-8005(수산기 당량 133 g/eq.∼138 g/eq.의 페놀 수지)
도전성 입자 1 : 미쓰이금속광업(주) 제조의 1200YP(후레이크형 구리 가루, 평균 입경 3.5 ㎛, 애스펙트비 : 10)
도전성 입자 2 : 미쓰이금속광업(주) 제조의 1400YP(후레이크형 구리 가루, 평균 입경 7.0 ㎛, 애스펙트비 : 25)
도전성 입자 3 : 미쓰이금속광업(주) 제조의 SPH02J(은미립자의 응집체, 응집체의 평균 입경 1.8 ㎛, 부정형)
촉매 : 호코화학(주) 제조의 TPP-K(테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트)
[필름형 접착제의 제작]
표 1에 기재된 배합비에 따라서, 표 1에 기재된 각 성분 및 용매(메틸에틸케톤)를, 하이브리드 믹서(키엔스 제조 HM-500)의 교반 포트에 넣고, 교반 모드, 3분간 교반ㆍ혼합했다. 얻어진 와니스를, 이형 처리 필름(미쓰비시수지(주) 제조의 MRA50)에 다이 코터로 도포한 후 건조시켜, 두께 30 ㎛의 필름형 접착제를 제작했다.
[경화물의 제작]
건조기를 이용하여, 필름형 접착제를 140℃에서 1시간 가열하고, 이어서 200℃에서 2시간 가열함으로써 경화물을 얻었다.
[평가 1]
얻어진 필름형 접착제, 경화물에 관해, 이하의 평가를 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(열전도율)
(주)아이페이즈 제조의 아이페이즈모바빌을 이용한 온도 파열 분석법(TWA법)에 의해 열확산률 α(m2/s)을 측정했다. 에스아이아이 나노테크놀로지(주) 제조의 DSC6220을 이용하여, 승온 속도 10℃/min, 온도 20℃∼300℃의 조건으로 DSC 측정하고, JIS 핸드북(비열용량 측정 방법 K-7123 1987)에 기재된 방법으로 비열 용량 Cp(J/gㆍ℃)을 구했다. 비중을 측정했다. 그리고, 하기 식에 의해 열전도율을 구했다.
[수 1]
Figure pat00001
λ : 열전도율
Figure pat00002
α : 열확산률α
Figure pat00003
ρ : 밀도
Figure pat00004
Cp : 비열 용량
Figure pat00005
(전기 저항률)
도 8에 나타낸 바와 같이, 기판(101) 및 기판(101) 상에 배치된 배선폭 2 mm, 배선 두께 10 ㎛의 구리 배선(102a, 102b, 102c, 102d)을 갖는 평가 기판(100)을 준비했다. 구리 배선(102a)과 구리 배선(102b)의 간격, 구리 배선(102b)과 구리 배선(102c)의 간격, 구리 배선(102c)과 구리 배선(102d)의 간격은 15 mm였다. 필름형 접착제로부터 10 mm×50 mm×30 ㎛의 시험 필름(200)을 잘라냈다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 70℃, 0.5 MPa, 10 mm/s로 시험 필름(200)을 구리 배선(102a, 102b, 102c, 102d)에 압착하여, 시험 기판(300)을 제작했다. 시험 기판(300)을 질소 분위기 중에서 140℃에서 1시간 가열하고, 이어서 200℃에서 2시간 가열함으로써 시험 필름(200)을 경화시켰다. 밀리옴미터를 이용하여, 구리 배선(102a)과 구리 배선(102b) 사이의 저항치, 구리 배선(102a)과 구리 배선(102c) 사이의 저항치, 구리 배선(102a)과 구리 배선(102d) 사이의 저항치를 측정했다. 각 저항치로부터, 구리 배선(102a)과 구리 배선(102b) 사이의 벌크 저항치, 구리 배선(102b)과 구리 배선(102c) 사이의 벌크 저항치, 구리 배선(102c)과 구리 배선(102d) 사이의 벌크 저항치를 산출했다. 또한, 3개의 벌크 저항치의 평균치를 산출했다. 그리고, 하기 식에 의해 전기 저항률을 산출했다.
[수 2]
Figure pat00006
ρ : 전기 저항률
R : 전기 저항
A : 단면적
L : 도체의 길이
[평가 2]
도전성 입자 1∼3에 관해, 이하의 평가를 했다.
(소결)
유리판 상에 배치된 도전성 입자 1∼3을 140℃에서 1시간 가열하고, 이어서 200℃에서 2시간 가열했다. 가열 전후에 있어서, 도전성 입자 1∼3을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰했다. 도전성 입자 3에 관해, 가열 전에 소결(융착 현상)을 확인하지 않았지만, 가열후에 소결을 확인했다. 한편, 도전성 입자 1∼2에 관해, 가열 전후에 소결을 확인하지 않았다.
Figure pat00007
10 : 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프
1 : 다이싱 테이프
11 : 기재
12 : 점착제층
3 : 필름형 접착제
4 : 반도체 웨이퍼
5 : 반도체 칩
41 : 다이 본드용 칩
6 : 피착체
61 : 반도체 칩 부착 피착체
7 : 본딩 와이어
8 : 밀봉 수지
100 : 평가 기판
101 : 기판
102a, 102b, 102c, 102d : 구리 배선
200 : 시험 필름
300 : 시험 기판
503 : 필름형 접착제
505 : 반도체 칩
541 : 다이 본드용 칩
506 : 피착체

Claims (10)

  1. 가열에 의해 경화시켜 얻어지는 경화물의 제1 열전도율의, 상기 가열 전의 제2 열전도율에 대한 비의 값(상기 제1 열전도율/상기 제2 열전도율)은 2.0 이상인 것인 도전성 필름형 접착제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열전도율은 1.7 W/mㆍK 이상인 것인 도전성 필름형 접착제.
  3. 제1항에 있어서,
    도전성 입자를 포함하며,
    상기 도전성 입자가, 후레이크형 금속 입자 및 200℃에서 적어도 일부가 소결하는 소결성 금속 입자를 포함하는 것인 도전성 필름형 접착제.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 도전성 입자 100 중량% 중의 상기 소결성 금속 입자의 함유량은 5 중량%∼50 중량%인 것인 도전성 필름형 접착제.
  5. 제1항에 있어서,
    수지 성분을 포함하며,
    상기 수지 성분이 열가소성 수지, 열경화성 수지를 포함하는 것인 도전성 필름형 접착제.
  6. 제5항에 있어서,
    경화제를 더 포함하는 도전성 필름형 접착제.
  7. 제1항에 있어서,
    다이 본드용의 도전성 필름형 접착제.
  8. 다이싱 테이프와,
    상기 다이싱 테이프 상에 배치된 제1항에 기재된 도전성 필름형 접착제를 포함하는 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다이싱 테이프가, 기재(base) 및 상기 기재 상에 배치된 점착제층을 구비하는 것인 필름형 접착제 부착 다이싱 테이프.
  10. 제1항에 기재된 도전성 필름형 접착제 및 상기 도전성 필름형 접착제 상에 배치된 반도체 칩을 구비하는 다이 본드용 칩을, 피착체에 압착하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
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