KR20170013386A - 필름상 접착제, 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

필름상 접착제, 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 칩의 다단 적층화에 있어서 고온 단시간에 경화를 행한 경우라도, 보이드의 발생을 저감할 수 있는 필름상 접착제, 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 페녹시 수지(C), 실리카 충전제(D)를 함유하고 있고, 상기 실리카 충전제(D)의 함유량이, 상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 페녹시 수지(C) 및 상기 실리카 충전제(D)의 합계량에 대하여 30∼70질량％이고, 또한, 실온으로부터 5℃/분의 승온 속도로 승온하였을 때, 120℃ 초과 180℃ 이하의 범위에 있어서 200∼10000㎩ㆍs의 범위의 최저 용융 점도를 나타내고, JIS K6911에 규정하는 열판법에 의한 180℃에 있어서의 겔화 시간이 1∼200초인 것을 특징으로 한다.

Description

필름상 접착제, 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법{FILM ADHESIVE, SEMICONDUCTOR PACKAGE USING FILM ADHESIVE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 필름상 접착제, 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 칩을 다단으로 적층한 스택드 MCP(Multi Chip Package)가 보급되고 있고, 휴대 전화, 휴대 오디오 기기용의 메모리 패키지로서 탑재되고 있다. 또한, 휴대 전화 등의 다기능화에 수반하여, 패키지의 고밀도화ㆍ고집적화도 추진되고 있다. 이것에 수반하여, 칩의 다단 적층화가 진행되고 있다.
이와 같은 메모리 패키지의 제조 과정에 있어서의 배선 기판과 반도체 칩, 반도체 칩간과의 접착에는, 페이스트상, 또는 필름상 접착제(다이 어태치 필름)가 사용되고 있지만, 수지 흐름이나 수지 기어오름 등에 의해 반도체 칩이나 와이어 패드 등의 타부재에의 오염을 야기하기 어려운 다이 어태치 필름이 통상 사용되고 있다.
다이 어태치 필름을 사용한 반도체 칩의 실장에 있어서, 배선 기판, 반도체 칩 표면은 반드시 평활한 면 형태인 것은 아니기 때문에, 다이 어태치 공정에 있어서 피착체와의 계면에 공기를 혼입시키는 경우가 있다. 혼입된 공기(보이드)는 가열 경화 후의 접착력을 저하시킬 뿐만 아니라, 패키지 크랙의 원인으로 된다. 보이드를 혼입시키지 않기 위해, 실장 시의 다이 어태치 필름의 점도를 저하시켜, 표면 요철의 면에 잘 추종시키고, 그 후, 경화시켜 사용하는 열경화형 다이 어태치 필름의 요구가 높아지고 있다.
열경화형 다이 어태치 필름을 사용한 패키지의 반도체 칩의 다단 적층화에 있어서, 제조 프로세스의 단축화를 위해서는, 경화 시간의 단축이 필요하다. 경화 온도를 올림으로써, 열경화형 다이 어태치 필름에 함유하는 열경화성 수지의 경화 속도도 빨라져, 경화 시간의 단축이 가능하게 되지만, 경화 공정 중에 다이 어태치 필름 내부에, 패키지 크랙 등의 원인으로 되는 보이드가 발생하기 쉬워진다. 이 문제로 되는 보이드는, 다이 어태치 시에 생긴 최대 폭 300㎛ 정도 미만의 미소한 보이드(도 8의 (A) 참조)가, 그대로의 크기로 다이 어태치 필름이 경화되면 실용상 문제가 없음에도 불구하고, 고온에서 다이 어태치 필름을 경화시킴으로써 경화 시에 최대 폭 500㎛ 정도 이상으로까지 확대화(도 8의 (B) 참조)됨으로써 발생하는 것으로 예상된다. 이때의 보이드의 확대 용이성은, (i) 경화 시의 다이 어태치 필름의 저용융 점도성, (ii) 다이 어태치 필름의 지경화성에 기인한다고 추정된다.
종래의 열경화형 다이 어태치 필름으로서는, 최저 용융 점도가 2000㎩ㆍs 이하이고, 또한 최저 용융 점도가 50∼170℃의 온도 범위 내에 있는 접착 필름이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 접착 필름은 상기 점도 특성을 가지므로, 저온에서의 접착성 및 기판 등의 표면의 미세한 요철에 대한 접착 필름의 추종성을 높게 할 수 있는 것은 가능하지만, 다이 어태치 필름의 경화 속도에는 주목하고 있지 않아, 지경화성의 개선이 이루어져 있지 않기 때문에 경화 중에 패키지 크랙 등의 원인으로 되는 보이드가 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
또한, 에폭시 수지, 경화제, 및 퓸드 실리카 입자를 포함하고, 70∼120℃의 온도 범위 내에 있어서의 최저 용융 점도가, 2500∼10000㎩ㆍs의 범위 내에 있는 접착 필름도 개시되어 있다(특허문헌 2 참조). 그러나, 다이 어태치 필름의 경화에 필요한 120℃를 초과하는 온도 영역에서의 용융 점도에는 주목하고 있지 않고, 또한, 퓸드 실리카의 함유량이 적기 때문에, 120℃를 초과하는 온도 영역에서의 용융 점도의 저하를 초래하여, 경화 중에 패키지 크랙 등의 원인으로 되는 보이드가 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
일본 특허 공개 제2007-103954호 공보 일본 특허 공개 제2010-28087호 공보
따라서, 본 발명은 반도체 칩의 다단 적층화에 있어서 고온 단시간에 경화를 행한 경우라도, 보이드의 발생을 저감할 수 있는 필름상 접착제, 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본원 발명에 따른 필름상 접착제는, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 페녹시 수지(C), 실리카 충전제(D)를 함유하고 있고, 상기 실리카 충전제(D)의 함유량이, 상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 페녹시 수지(C) 및 상기 실리카 충전제(D)의 합계량에 대하여 30∼70질량％이고, 또한, 실온으로부터 5℃/분의 승온 속도로 승온하였을 때, 120℃ 초과 180℃ 이하의 범위에 있어서 200∼10000㎩ㆍs의 범위의 최저 용융 점도를 나타내고, JIS K6911에 규정하는 열판법에 의한 180℃에서의 겔화 시간이 1∼200초인 것을 특징으로 한다.
상기 필름상 접착제는, 실리카 충전제(D)의 적어도 1개로서, JIS Z8830에 규정하는 BET법에 의한 비표면적이 10∼300㎡/g인 소수성 퓸드 실리카를 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본원 발명에 의한 반도체 패키지의 제조 방법은, 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 웨이퍼의 이면에, 상기 필름상 접착제 및 다이싱 테이프를 열압착하여, 상기 웨이퍼의 이면에 접착제층 및 다이싱 테이프를 형성하는 제1 공정과, 상기 웨이퍼와 상기 접착제층을 동시에 다이싱함으로써 상기 웨이퍼 및 상기 접착제층을 구비하는 접착제층이 부착된 반도체 칩을 얻는 제2 공정과, 상기 접착제층으로부터 상기 다이싱 테이프를 탈리하고, 상기 접착제층이 부착된 반도체 칩과 배선 기판을 상기 접착제층을 개재하여 열압착시키는 제3 공정과, 상기 접착제층을 열경화시키는 제4 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본원 발명에 따른 반도체 패키지는, 상기 반도체 패키지의 제조 방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필름상 접착제, 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법은, 반도체 칩의 다단 적층화에 있어서 고온 단시간에 경화를 행한 경우라도, 보이드의 발생을 저감할 수 있다. 이에 의해, 본 발명에 따른 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지는, 반도체 칩의 기판이나 다른 반도체 칩에 대한 접착력을 저하시키는 일이 없고, 또한, 패키지 크랙의 발생을 저감할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 필름상 접착제를 사용한 반도체 패키지의 제조 방법은, 단시간에 반도체 패키지를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서의 제1 공정을 설명하는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서의 제2 공정을 설명하는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서의 제3 공정을 설명하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서의 제5 공정을 설명하는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 필름상 접착제를 사용한 반도체 칩의 실장 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 필름상 접착제를 사용한 다른 반도체 칩의 실장 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 반도체 패키지의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 8의 (A)는 종래의 다이 어태치 필름이 부착된 유리 칩을 배선 기판에 열압착한 후의 모습을 모식적으로 도시하는 평면도이고, (B)는 종래의 다이 어태치 필름이 부착된 유리 칩을 배선 기판에 열압착한 후, 다이 어태치 필름을 가열 경화시킨 후의 모습을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 필름상 접착제는, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 페녹시 수지(C), 실리카 충전제(D)를 함유하고 있고, 상기 실리카 충전제(D)의 함유량이, 상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 페녹시 수지(C) 및 상기 실리카 충전제(D)의 합계량에 대하여 30∼70질량％이고, 또한, 실온으로부터 5℃/분의 승온 속도로 승온하였을 때, 120℃ 초과 180℃ 이하의 범위에 있어서 200∼10000㎩ㆍs의 범위의 최저 용융 점도를 나타내고, JIS K6911에 규정하는 열판법에 의한 180℃에서의 겔화 시간이 1∼200초이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 필름상 접착제는, 최저 용융 점도가, 실온으로부터 5℃/분의 승온 속도로 승온하였을 때, 120℃ 초과 180℃ 이하의 범위에 있어서 200∼10000㎩ㆍs의 범위 내에 있다. 최저 용융 점도는, 또한, 200∼3000㎩ㆍs의 범위가 바람직하고, 특히 200∼2000㎩ㆍs의 범위가 바람직하다. 최저 용융 점도가 10000㎩ㆍs보다도 크면, 본 필름상 접착제를 설치한 반도체 칩을 배선 기판 상에 열압착할 때에 배선 기판 요철간에 공극이 남기 쉬워진다. 또한, 200㎩ㆍs보다도 작으면, 본 필름상 접착제를 설치한 반도체 칩을 배선 기판 상에 탑재 후, 열경화할 때에 보이드가 발생하기 쉬워진다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 있어서, 용융 점도는, 레오미터를 사용하여, 온도 범위 30∼200℃, 승온 속도 5℃/min에서의 점성 저항의 변화를 측정하고, 얻어진 온도-점성 저항 곡선에 있어서 온도가 120℃ 초과 180℃ 이하일 때의 점성 저항이다. 또한, 본 조건에서 얻어진 용융 점도에 있어서, 최저 용융 점도에 도달하였을 때의 온도(최저 용융 점도 도달 온도)는 필름상 접착재의 경화 속도와 상관되며, 보다 저온측이면 경화 속도가 빠른 것을 나타낸다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 필름상 접착제는, JIS K6911에 규정하는 열판법에 의한 180℃에서의 겔화 시간이 50∼200초의 범위 내에 있다. 또한, 180도 겔화 시간은 100∼200초의 범위가 바람직하고, 특히 150∼200초의 범위가 보다 바람직하다. 180도 겔화 시간이 200초보다 크면, 경화 시간이 길어져, 열경화할 때에 보이드가 발생하기 쉬워진다. 50초보다 작으면, 필름상 접착제가 보다 저온에서 열경화가 진행되기 쉬워져, 필름 제작 시의 용제 건조의 열처리 시에 열경화가 진행되어 버릴 가능성이 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 있어서 겔화 시간은, 겔화 시험기를 사용하여, JIS 6911에 준거하여 스테이지 온도 180℃에서 측정한다.
(에폭시 수지(A))
본 발명에 따른 접착 필름에 포함되어 있는 에폭시 수지(A)는 에폭시기를 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
에폭시 수지(A)의 골격은, 페놀노볼락형, 오르토크레졸 노볼락형, 디시클로펜타디엔형, 비페닐형, 플루오렌 비스페놀 A형, 트리아진형, 나프톨형, 나프탈렌디올형, 트리페닐메탄형, 테트라페닐형, 비스페놀 a형, 비스페놀 F형, 비스페놀 AD형, 비스페놀 S형, 트리메틸올메탄형 등을 사용할 수 있다.
에폭시 수지(A)는 경화체의 가교 밀도를 높게 하고, 결과로서, 기계적 강도와 내열성을 향상시키기 때문에, 에폭시 당량이 500g/eq 이하인 것이 바람직하고, 150∼450g/eq인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 에폭시 당량이란, 1그램 당량의 에폭시기를 포함하는 수지의 그램수(g/eq)를 말한다.
에폭시 수지(A)로서는, 1종을 단독으로 사용해도 2종 이상을 조합하여 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하는 경우에는, 예를 들어 조성물의 점도의 조절이 쉽고, 필름상 접착제와 웨이퍼를 열압착시키는 공정(웨이퍼 라미네이트 공정)을 저온(바람직하게는 40∼80℃)에서 실시한 경우에 있어서도, 웨이퍼와 필름상 접착제의 밀착성이 충분히 발휘되는 경향이 있다고 하는 관점에서, 연화점이 50∼100℃인 에폭시 수지(a1)와 연화점이 50℃ 미만인 에폭시 수지(a2)를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
에폭시 수지(a1)로서는, 실온에서 고체 또는 반고체이며, 연화점이 50∼100℃인 것이 바람직하고, 50∼80℃인 것이 보다 바람직하다. 연화점이 50℃ 미만이면, 얻어지는 접착제의 점도가 저하되기 때문에, 상온에서 필름 형상을 유지하는 것이 곤란해지는 경향이 있고, 한편, 100℃를 초과하면, 얻어지는 필름상 접착제에 있어서, 120℃ 초과 180℃ 이하의 범위에 있어서 200∼10000㎩ㆍs의 범위의 최저 용융 점도에 도달하는 것이 곤란해지는 경향이 있다.
에폭시 수지(a1)로서는, 중량 평균 분자량이 500을 초과하고 2000 이하인 것이 바람직하고, 600∼1200인 것이 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량이 500 이하이면 단량체나 2량체가 증가하여 결정성이 강해지기 때문에, 필름상 접착제가 취약해지는 경향이 있고, 한편, 2000을 초과하면 필름상 접착제의 용융 점도가 높아지기 때문에, 배선 기판에 압착할 때에 기판 상의 요철을 충분히 매립할 수 없어, 배선 기판과의 밀착성이 저하되는 경향이 있다.
이와 같은 에폭시 수지(a1)의 골격으로서는, 수지의 결정성이 낮고, 양호한 외관을 갖는 필름상 접착제가 얻어진다고 하는 관점에서, 트리페닐메탄형, 비스페놀 A형, 크레졸 노볼락형, 오르토크레졸 노볼락형, 디시클로펜타디엔형인 것이 바람직하고, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지가 보다 바람직하다.
에폭시 수지(a2)로서는, 필름상 접착제와 웨이퍼를 열압착시키는 공정(웨이퍼 라미네이트 공정)을 저온(바람직하게는 40∼80℃)에서 실시한 경우에 있어서도 웨이퍼와 필름상 접착제의 밀착성이 충분히 발휘되도록, 연화점이 50℃ 미만인 것이 바람직하고, 연화점이 40℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 에폭시 수지(a2)로서는, 중량 평균 분자량이 300∼500인 것이 바람직하고, 350∼450인 것이 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량이 300 미만이면 단량체가 증가하여 결정성이 강해지기 때문에, 필름상 접착제가 취약해지는 경향이 있고, 한편, 500을 초과하면 용융 점도가 높아지기 때문에, 웨이퍼 라미네이트 공정 시에 웨이퍼와 필름상 접착제의 밀착성이 저하되는 경향이 있다.
이와 같은 에폭시 수지(a2)의 골격으로서는, 수지의 결정성이 낮고, 양호한 외관을 갖는 필름상 접착제가 얻어진다고 하는 관점에서, 올리고머 타입의 액상 에폭시 수지인 비스페놀 A형, 비스페놀 A/F 혼합형, 비스페놀 F형, 프로필렌옥시드 변성 비스페놀 A형인 것이 바람직하고, 용융 점도가 낮고 보다 결정성이 낮다고 하는 관점에서, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A/F 혼합형 에폭시 수지가 보다 바람직하다.
상기 에폭시 수지(a1) 및 상기 에폭시 수지(a2)의 비율로서는, 질량비(a1: a2)가 95:5∼30:70인 것이 바람직하고, 70:30∼40:60인 것이 보다 바람직하다. 에폭시 수지(a1)의 함유량이 상기 하한 미만이면, 필름상 접착제의 필름 점착성이 강해져 커버 필름이나 다이싱 테이프로부터 박리되기 어려워지는 경향이 있고, 한편, 상기 상한을 초과하면 조성물의 점도가 높아져, 얻어지는 필름상 접착제의 성상이 취약해지는 경향이 있다.
(에폭시 수지 경화제(B))
본 발명에 사용하는 에폭시 수지 경화제(B)로서는, 아민류, 산무수물류, 다가 페놀류 등의 공지의 경화제를 사용할 수 있지만, 바람직하게는 상온 이상의 소정의 온도, 예를 들어 에폭시 수지(A)가 필요한 점착성을 나타내는 온도 이상에서 경화성을 발휘하고, 게다가 속경화성을 발휘하는 잠재성 경화제이다. 잠재성 경화제에는, 디시안디아미드, 이미다졸류, 히드라지드류, 3불화붕소-아민 착체, 아민 이미드, 폴리아민염 및 이들의 변성물, 또한 마이크로 캡슐형의 것도 사용 가능하다. 이들은, 단독 또는 2종 이상 섞어서 사용할 수 있다. 잠재성 경화제를 사용함으로써 실온에서의 장기 보존도 가능한 보존 안정성이 높은 필름상 접착제용 조성물을 제공할 수 있다. 에폭시 수지 경화제(B)의 사용량은, 통상, 에폭시 수지(A)에 대하여 0.5∼50질량％의 범위이다. JIS K6911에 규정하는 열판법에 의한 180℃에서의 겔화 시간을 1∼200초로 하기 위해서는, 이미다졸류 등의 경화 속도가 빠른 경화제를 일정 부수량 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 경화제로서 디시안디아미드 등을 사용하는 경우에는 촉매로서 이미다졸을 사용하는 것이 바람직하다.
(페녹시 수지(C))
본 발명에 사용하는 페녹시 수지(C)로서는, 필름상 접착제에 충분한 접착성 및 조막성(필름 형성성)을 부여하기 위해 사용한다. 페녹시 수지는, 에폭시 수지와 구조가 유사하기 때문에 상용성이 좋고, 수지 용융 점도도 낮고, 접착성도 좋다. 페녹시 수지는, 비스페놀 A와 같은 비스페놀과 에피클로로히드린으로부터 얻어지는 통상, 분자량이 10000 이상인 열가소성 수지이다. 페녹시 수지를 배합함으로써, 상온에서의 점착성, 취성 등을 해소하는 데에 효과가 있다. 바람직한 페녹시 수지는, 1256(비스페놀 A형 페녹시 수지, 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제), YP-70(비스페놀 A/F형 페녹시 수지, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제), FX-316(비스페놀 F형 페녹시 수지, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 및 FX-280S(카르도 골격형 페녹시 수지, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 등의 시판되는 페녹시 수지를 페녹시 수지(C)로서 사용해도 된다.
(실리카 충전제(D))
본 발명에 사용하는 실리카 충전제(D)로서는, 필름상 접착제의 저흡수화, 선팽창 계수의 저감에 공헌한다. 선팽창률의 값이 높으면, 배선 기판 등의 피접착물과의 선팽창률의 차가 커지기 때문에, 피접착물과의 계면에 응력이 가해져, 패키지 크랙을 발생시키는 것으로 이어져, 바람직하지 않다.
실리카 충전제(D)의 함유량은, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 페녹시 수지(C) 및 실리카 충전제(D)의 합계량에 대하여 30∼70질량％이고, 40∼60질량％인 것이 보다 바람직하다. 이것은, 최저 용융 점도값은 실리카 충전제 배합량에 의해 제어되기 때문이다. 배합량이 70질량％보다 많으면, 최저 용융 점도값은 커져, 본 필름상 접착제를 설치한 반도체 칩을 배선 기판 상에 열압착할 때에 배선 기판 요철간에 공극이 남기 쉬워지고, 또한 필름 취약성이 강해진다. 배합량이 30질량％보다 적으면, 최저 용융 점도값은 작아져, 경화 시에 보이드가 발생하기 쉬워진다.
실리카 충전제(D)는 고충전화, 유동성의 관점에서 구상인 것이 바람직하다. 또한, 평균 입경은 0.01∼5㎛인 것이 바람직하다. 입경이 0.01㎛보다 작으면 충전제가 응집하기 쉬워져, 필름 제작 시에 불균일이 발생하고, 얻어진 접착 필름의 막 두께의 균일성이 나빠지는 경우가 있다. 입경이 5㎛보다 크면 롤 나이프 코터 등의 도공기로 박형의 필름을 제작할 때에, 필러가 계기로 되어 필름 표면에 줄무늬가 발생하기 쉬워진다.
또한, 본 발명에 있어서, 평균 입경이란, 입도 분포에 있어서 입자의 전체 체적을 100％로 하였을 때에 50％ 누적으로 될 때의 입경을 말하고, 레이저 회절ㆍ산란법(측정 조건 : 분산매-헥사메타인산나트륨, 레이저 파장 : 780㎚, 측정 장치 : 마이크로트랙 MT3300EX)에 의해 측정한 입경 분포의 입경의 체적분율의 누적 커브로부터 구할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 구상이란, 진구 또는 실질적으로 각이 없는 둥그스름한 대략 진구인 것을 말한다.
실리카 충전제(D)를 수지 바인더에 배합하는 방법으로서는, 분체상의 구상 실리카 충전제와 필요에 따라서 실란 커플링제를 직접 배합하는 방법(인터그랜드법), 또는 실란 커플링제로 표면 처리된 구상 실리카 충전제를 유기 용제에 분산시킨 슬러리상 실리카 충전제를 배합하는 방법을 사용할 수 있다. 특히, 박형 필름을 제작하는 경우에는, 슬러리상 실리카 충전제를 사용한 쪽이 보다 바람직하다. 이것은, 보다 작은 유기 용매 중에 분산시킨 표면 처리 구상 실리카 충전제 분산액에, 에폭시 수지, 에폭시 수지 경화제 및 폴리머 등의 수지 성분을 혼합함으로써, 입경이 작은 구상 실리카 충전제이어도 수지 성분 중에 응집하는 일없이 균일하게 분산시킬 수 있어, 얻어지는 필름상 접착제의 표면 외관이 양호해지기 때문이다. 사용하는 실란 커플링제로서는, 아미노기, 에폭시기를 함유한 것이 바람직하다.
실리카 충전제(D)로서는, 1종을 단독으로 사용해도 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 2종 이상을 조합하여 사용하는 경우에는, 적어도 1개로서 JIS Z8830에 규정하는 BET법에 의한 비표면적 10∼300㎡/g인 소수성 퓸드 실리카를 사용하는 것이 바람직하다. 소수성 퓸드 실리카를 첨가함으로써, 최저 용융 점도를 용이하게 높게 조정할 수 있다. 비표면적이 10㎡/g보다 작으면, 소수성 퓸드 실리카가 응집하기 쉬워져, 필름 제작 시에 불균일이 발생하고, 얻어진 접착 필름의 막 두께의 균일성이 나빠지는 경우가 있다. 비표면적이 300㎡/g보다 크면, 용융 점도 상승 효과가 발현되기 어려워진다.
또한, 소수성 퓸드 실리카를 병용하는 경우의 충전량은 특별히 규정은 없지만, 바람직하게는 (A) 에폭시 수지와 (C) 페녹시 수지의 총량에 대하여 0.1∼10질량％, 보다 바람직하게는 (A) 에폭시 수지와 (C) 페녹시 수지의 총량에 대하여 1∼5질량％ 배합되는 것이 바람직하다. 배합량이 10질량％보다 많으면, 소수성 퓸드 실리카가 응집하기 쉬워져, 필름 제작 시에 불균일이 발생하고, 얻어진 접착 필름의 막 두께의 균일성이 나빠지는 경우가 있다. 배합량이 0.1질량％보다 적으면, 용융 점도 상승 효과가 발현되기 어려워져, 경화 시의 보이드가 발생하기 쉬워진다.
소수성 퓸드 실리카로서는, 예를 들어 AEROSIL RY200(비표면적 100㎡/g, 닛본 에어로질제), AEROSIL RY200S(비표면적 80㎡/g, 닛본 에어로질제), AEROSIL RY50(비표면적 30㎡/g, 닛본 에어로질제), AEROSIL NY50(비표면적 30㎡/g, 닛본 에어로질제), AEROSIL RY300(비표면적 125㎡/g, 닛본 에어로질제), AEROSIL R202(비표면적 100㎡/g, 닛본 에어로질제) 등을 들 수 있다.
본 발명의 필름상 접착제용 조성물로서는, 상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 폴리머 성분(C) 및 실리카 충전제(D) 외에, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 점도 조정제, 산화 방지제, 난연제, 착색제, 부타디엔계 고무나 실리콘 고무 등의 응력 완화제 등의 첨가제를 더 함유하고 있어도 된다.
본 발명의 필름상 접착제의 제조 방법의 적합한 일 실시 형태로서는, 필름상 접착제용 조성물을 이형 처리된 기재 필름의 한쪽의 면 상에 도공하고, 가열 건조를 실시하는 방법을 들 수 있지만, 이 방법에 특별히 제한되는 것은 아니다. 이형 처리한 기재 필름으로서는, 얻어지는 필름상 접착제의 커버 필름으로서 기능하는 것이면 되고, 공지의 것을 적절히 채용할 수 있고, 예를 들어 이형 처리된 폴리프로필렌(PP), 이형 처리된 폴리에틸렌(PE), 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 들 수 있다. 상기 도공 방법으로서는, 공지의 방법을 적절히 채용할 수 있고, 예를 들어 롤 나이프 코터, 그라비아 코터, 다이 코터, 리버스 코터 등을 사용한 방법을 들 수 있다.
이와 같이 얻어진 본 발명의 필름상 접착제로서는, 두께가 5∼200㎛인 것이 바람직하고, 배선 기판, 반도체 칩 표면의 요철을 보다 충분히 매립할 수 있다고 하는 관점에서, 5∼40㎛인 것이 보다 바람직하다. 두께가 5㎛ 미만이면 배선 기판, 반도체 칩 표면의 요철을 충분히 매립할 수 없어, 충분한 밀착성을 담보할 수 없게 되는 경향이 있고, 한편, 200㎛를 초과하면 제조 시에 있어서 유기 용매를 제거하는 것이 곤란해지기 때문에, 잔존 용매량이 많아져, 필름 점착성이 강해지는 경향이 있다.
또한, 본 발명의 최저 용융 점도는, 상술한 바와 같은 조성이나 배합비의 조합에 의해 달성할 수 있는 것 외에, 필름 제작 후에, 의도적으로 사전 열처리를 행함으로써, 에폭시 수지의 경화 반응을 부분적으로 행하여, 용융 점도를 상승시킴으로써 달성할 수 있고, 반도체 조립 프로세스에 있어서의 고온 열경화 시의 보이드 발생을 억제할 수 있다. 이때의 사전 열 처리 온도로서는 바람직하게는 80∼150℃이고, 보다 바람직하게는 100∼130℃이고, 사전 열처리 시간으로서는 바람직하게는 5∼300분이고, 보다 바람직하게는 30∼200분이다.
계속해서, 도면을 참조하면서 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명 및 도면 중, 동일 또는 상당하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다. 도 1∼도 7은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 각 공정의 적합한 일 실시 형태를 나타내는 개략 종단면도이다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서는, 우선, 제1 공정으로서, 도 1에 도시한 바와 같이, 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 웨이퍼(1)의 이면에, 본 발명의 필름상 접착제를 열압착하여 접착제층(2)을 형성하고, 계속해서, 웨이퍼(1)와 다이싱 테이프(3)를 접착제층(2)을 개재하여 접합한다. 이때, 접착제층(2)과 다이싱 테이프(3)를 미리 일체화한 제품을 한 번에 열압착해도 된다. 다이싱 테이프(3)로서는 특별히 제한되지 않고, 공지의 다이싱 테이프를 적절히 사용할 수 있다. 웨이퍼(1)로서는, 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 웨이퍼를 적절히 사용할 수 있고, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼, SiC 웨이퍼, GaAs 웨이퍼를 들 수 있다. 접착제층(2)으로서는, 본 발명의 필름상 접착제를 1층으로 단독으로 사용해도 2층 이상을 적층하여 사용해도 된다. 이와 같은 접착제층(2)을 웨이퍼(1)의 이면에 형성하는 방법으로서는, 필름상 접착제를 웨이퍼(1)의 이면에 적층시키는 것이 가능한 방법을 적절히 채용할 수 있고, 웨이퍼(1)의 이면에 필름상 접착제를 접합한 후, 2층 이상을 적층하는 경우에는 원하는 두께로 될 때까지 순차적으로 필름상 접착제를 적층시키는 방법이나, 필름상 접착제를 미리 목적의 두께로 적층한 후에 웨이퍼(1)의 이면에 접합하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 이와 같은 접착제층(2)을 웨이퍼(1)의 이면에 형성할 때에 사용하는 장치로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 롤 라미네이터, 매뉴얼 라미네이터와 같은 공지의 장치를 적절히 사용할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서는, 제2 공정으로서, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1)와 접착제층(2)을 동시에 다이싱함으로써 반도체 칩(4)과 접착제층(2)을 구비하는 접착제층이 부착된 반도체 칩(5)을 얻는다. 다이싱에 사용하는 장치도 특별히 제한되지 않고, 공지의 다이싱 장치를 적절히 사용할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서는, 제3 공정으로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 접착제층(2)으로부터 다이싱 테이프(3)를 탈리하고, 접착제층이 부착된 반도체 칩(5)과 배선 기판(6)을 접착제층(2)을 개재하여 열압착시켜, 배선 기판(6)에 반도체 칩(4)을 실장한다. 배선 기판(6)으로서는, 표면에 반도체 회로가 형성된 기판을 적절히 사용할 수 있고, 예를 들어, 프린트 회로 기판(PCB), 각종 리드 프레임 및 기판 표면에 저항 소자나 콘덴서 등의 전자 부품이 탑재된 기판을 들 수 있다.
이와 같이 반도체 칩(4)을 실장하는 방법으로서는, 특별히 제한되지 않고, 접착제층(2)을 이용하여 접착제층이 부착된 반도체 칩(5)을 배선 기판(6) 또는 배선 기판(6)의 표면 상에 탑재된 전자 부품에 접착시키는 것이 가능한 종래의 방법을 적절히 채용할 수 있다. 이와 같은 실장 방법으로서는, 상부로부터의 가열 기능을 갖는 플립 칩 본더를 사용한 실장 기술을 사용하는 방법, 하부로부터만의 가열 기능을 갖는 다이 본더를 사용하는 방법, 라미네이터를 사용하는 방법 등의 종래 공지의 가열, 가압 방법을 들 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 필름상 접착제를 포함하는 접착제층(2)을 개재하여 반도체 칩(4)을 배선 기판(6) 상에 실장함으로써, 전자 부품에 의해 발생하는 배선 기판(6) 상의 요철에 접착제층(2)(필름상 접착제)을 추종시킬 수 있기 때문에, 웨이퍼(1)와 배선 기판(6)을 밀착시켜 고정하는 것이 가능해진다.
계속해서, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서는, 제4 공정으로서, 접착제층(2)을 열경화시킨다. 열경화의 온도로서는, 필름상 접착제(접착제층(2))의 열경화 개시 온도 이상이면 특별히 제한이 없고, 사용하는 수지의 종류에 따라서 상이한 것이며, 일률적으로 말할 수 있는 것은 아니지만, 예를 들어 120℃ 초과 180℃ 이하인 것이 바람직하고, 보다 고온에서 경화된 쪽이 단시간에 경화 가능하다고 하는 관점에서, 140∼180℃인 것이 보다 바람직하다. 온도가 열경화 개시 온도 미만이면, 열경화가 충분히 진행되지 않아, 접착층(2)의 강도가 저하되는 경향이 있고, 한편, 180℃를 초과하면 경화 과정 중에 필름상 접착제 중의 에폭시 수지, 경화제나 첨가제 등이 휘발되어 발포하기 쉬워지는 경향이 있다. 또한, 경화 처리의 시간으로서는, 예를 들어 10∼120분간인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 고온에서 필름상 접착제를 열경화시킴으로써 단시간에 경화시킬 수 있고, 또한 고온 온도에서 경화해도 보이드가 발생하는 일없이, 배선 기판(6)과 웨이퍼(1)가 강고하게 접착된 반도체 패키지를 얻을 수 있다.
계속해서, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서는, 제5 공정으로서, 도 4에 도시한 바와 같이, 배선 기판(6)과 반도체 칩(4)을 본딩 와이어(7)를 통해 접속하는 것이 바람직하다. 이와 같은 접속 방법으로서는 특별히 제한되지 않고, 종래 공지의 방법, 예를 들어 와이어 본딩 방식의 방법, TAB(Tape Automated Bonding) 방식의 방법 등을 적절히 채용할 수 있다.
또한, 탑재된 반도체 칩(4)의 표면에, 다른 접착제층이 부착된 반도체 칩(5)을 열압착, 열경화하고, 다시 와이어 본딩 방식에 의해 배선 기판(7)과 접속함으로써, 복수개 적층할 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이 반도체 칩(4)을 어긋나게 하여 적층하는 방법, 또는 도 6에 도시한 바와 같이 2층째 이후의 접착층(2)을 두껍게 함으로써, 본딩 와이어(7)를 매립하면서 적층하는 방법 등이 있다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 밀봉 수지(8)에 의해 배선 기판(6)과 반도체 칩(4)을 밀봉하는 것이 바람직하고, 이와 같이 하여 본 발명의 반도체 패키지(9)를 얻을 수 있다. 밀봉 수지(8)로서는 특별히 제한되지 않고, 반도체 패키지의 제조에 사용할 수 있는 공지의 밀봉 수지를 적절히 사용할 수 있다. 또한, 밀봉 수지(8)에 의한 밀봉 방법으로서도 특별히 제한되지 않고, 공지의 방법을 적절히 채용하는 것이 가능하다.
이와 같은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 따르면, 고온 경화를 실시해도, 필름상 접착제를 포함하는 접착제층(2)에 보이드가 발생하는 일없이, 웨이퍼(1)를 배선 기판(6)에 고정할 수 있다. 특히, 메모리 패키지와 같이 반도체 칩(4)을 다단 적층하는 경우에 있어서는, 고온 경화에 의한 단시간 경화가 가능해지기 때문에, 패키지 조립 시간의 단축이 가능해진다.
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
우선, 슬러리상 표면 처리 구상 실리카 충전제(상품명 : SC2050-KNP, 실리카 평균 입경 0.5㎛, 표면 처리제 : 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 용매 : MIBK, 고형분 농도 : 70wt％, 가부시끼가이샤 애드마텍스제) 310질량부, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(상품명 : EOCN-1020-70, 연화점 : 70℃, 고체, 에폭시 당량 : 200, 닛본 가야꾸 가부시끼가이샤제) 56질량부, 액체 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명 : YD-128, 연화점 : 25℃ 이하, 액체, 에폭시 당량 : 190, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 49질량부, 비스페놀 A형 페녹시 수지(상품명 : YP-50S, Tg : 84℃, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 30질량부를 칭량하여 배합하고, 500㎖의 세퍼러블 플라스크 중, 온도 110℃에서 2시간 가열 교반하여 수지 혼합물을 얻었다. 계속해서, 이 수지 혼합물 445질량부를 800㎖의 플래니터리 믹서에 옮겨, 이미다졸형 경화제(상품명 : 2PHZ-PW, 시꼬꾸 가세 가부시끼가이샤 제조) 9질량부와 소수성 퓸드 실리카(상품명 : RY-200, 비표면적 100㎡/g, 닛본 에어로질 가부시끼가이샤제) 2질량부를 첨가하여, 실온에서 1시간 교반 혼합한 후, 진공 탈포하여 필름상 접착제용 조성물을 얻었다. 계속해서, 얻어진 필름상 접착제용 조성물을 두께 38㎛의 이형 처리된 PET 필름 상에 도포하여 온도 100℃에서 10분간 가열하여 건조시켜, 200㎜×300㎜, 두께가 20㎛인 필름상 접착제를 얻었다.
(실시예 2)
크레졸 노볼락형 에폭시 수지 대신에, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지(상품명 : XD-1000, 연화점 : 70℃, 고체, 에폭시 당량 : 250, 닛본 가야꾸 가부시끼가이샤제)를 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 필름상 접착제용 조성물 및 필름상 접착제를 얻었다.
(실시예 3)
우선, 슬러리상 표면 처리 구상 실리카 충전제(상품명 : SC2050-KNP, 실리카 평균 입경 0.5㎛, 표면 처리제 : 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 용매 : MIBK, 고형분 농도 : 70wt％, 가부시끼가이샤 애드마텍스제) 286질량부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명 : JER1002, 연화점 : 78℃, 고체, 에폭시 당량 : 200, 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제) 40질량부, 액체 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명 : YD-128, 연화점 : 25℃ 이하, 액체, 에폭시 당량 : 190, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 100질량부, 비스페놀 A형 페녹시 수지(상품명 : YP-50S, Tg : 84℃, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 100질량부를 칭량하여 배합하고, 500㎖의 세퍼러블 플라스크 중, 온도 110℃에서 2시간 가열 교반하여 수지 혼합물을 얻었다. 계속해서, 이 수지 혼합물 440질량부를 800㎖의 플래니터리 믹서에 옮겨, 디시안디아미드형 경화제(상품명 : DICY7, 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제) 6부, 이미다졸형 경화제(상품명 : 2PHZ-PW, 시꼬꾸 가세 가부시끼가이샤제) 1질량부와 소수성 퓸드 실리카(상품명 : RY-200, 비표면적 100㎡/g, 닛본 에어로질 가부시끼가이샤제) 7질량부를 첨가하여, 실온에서 1시간 교반 혼합한 후, 진공 탈포하여 필름상 접착제용 조성물을 얻었다. 계속해서, 얻어진 필름상 접착제용 조성물을 두께 38㎛의 이형 처리된 PET 필름 상에 도포하여 온도 100℃에서 10분간 가열하여 건조시켜, 200㎜×300㎜, 두께가 20㎛인 필름상 접착제를 얻었다.
(실시예 4)
소수성 퓸드 실리카로서(상품명 : RY-200S, 비표면적 80㎡/g, 닛본 에어로질 가부시끼가이샤제) 7질량부를 사용한 것 이외는 실시예 3과 마찬가지로 하여 필름상 접착제용 조성물 및 필름상 접착제를 얻었다.
(실시예 5)
소수성 퓸드 실리카로서(상품명 : RY-200S, 비표면적 80㎡/g, 닛본 에어로질 가부시끼가이샤제) 2질량부를 사용한 것 이외는 실시예 4와 마찬가지로 하여 필름상 접착제용 조성물 및 필름상 접착제를 얻었다.
(실시예 6)
우선, 슬러리상 표면 처리 구상 실리카 충전제(상품명 : SC2050-KNP, 실리카 평균 입경 0.5㎛, 표면 처리제 : 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 용매 : MIBK, 고형분 농도 : 70wt％, 가부시끼가이샤 애드마텍스제) 286질량부, 고형 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명 : JER1002, 연화점 : 78℃, 고체, 에폭시 당량 : 200, 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제) 40질량부, 액체 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명 : YD-128, 연화점 : 25℃ 이하, 액체, 에폭시 당량 : 190, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 100질량부, 비스페놀 A형 페녹시 수지(상품명 : YP-50S, Tg : 84℃, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 100질량부를 칭량하여 배합하고, 500㎖의 세퍼러블 플라스크 중, 온도 110℃에서 2시간 가열 교반하여 수지 혼합물을 얻었다. 계속해서, 이 수지 혼합물 440질량부를 800㎖의 플래니터리 믹서에 옮겨, 디시안디아미드형 경화제(상품명 : DICY7, 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤제) 6부, 이미다졸형 경화 촉매(상품명 : 2PHZ-PW, 시꼬꾸 가세 가부시끼가이샤제) 1질량부를 첨가하여, 실온에서 1시간 교반 혼합한 후, 진공 탈포하여 필름상 접착제용 조성물을 얻었다. 계속해서, 얻어진 필름상 접착제용 조성물을 두께 38㎛의 이형 처리된 PET 필름 상에 도포하여 온도 100℃에서 10분간 가열하여 건조시켜, 200㎜×300㎜, 두께가 20㎛인 필름상 접착제를 얻었다. 이 필름을 또한 온도 120℃에서 3시간 가열함으로써, 의도적으로 부분적으로 열경화시켜 용융 점도를 상승시킨 필름을 제작하였다.
(비교예 1)
우선, 슬러리상 표면 처리 구상 실리카 충전제(상품명 : SC2050-KNP, 실리카 평균 입경 0.5㎛, 표면 처리제 : 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 용매 : MIBK, 고형분 농도 : 70wt％, 가부시끼가이샤 애드마텍스제) 154질량부, 액체 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명 : YD-128, 연화점 : 25℃ 이하, 액체, 에폭시 당량 : 190, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 49질량부, 비스페놀 A형 페녹시 수지(상품명 : YP-50S, Tg : 84℃, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 30질량부를 칭량하여 배합하고, 500㎖의 세퍼러블 플라스크 중, 온도 110℃에서 2시간 가열 교반하여 수지 혼합물을 얻었다. 계속해서, 이 수지 혼합물 233질량부를 800㎖의 플래니터리 믹서에 옮겨, 트리페닐포스핀형 경화 촉매(상품명 : TPP-K, 호꾸꼬 가가꾸 가부시끼가이샤제) 0.8부질량부를 첨가하여, 실온에서 1시간 교반 혼합한 후, 진공 탈포하여 필름상 접착제용 조성물을 얻었다. 계속해서, 얻어진 필름상 접착제용 조성물을 두께 38㎛의 이형 처리된 PET 필름 상에 도포하여 온도 100℃에서 10분간 가열하여 건조시켜, 200㎜×300㎜, 두께가 20㎛인 필름상 접착제를 얻었다.
(비교예 2)
120℃에서 3시간의 의도적 열경화를 실시하지 않은 것 이외는 실시예 6과 마찬가지로 하여 필름상 접착제용 조성물 및 필름상 접착제를 얻었다.
(비교예 3)
액체 비스페놀 A형 에폭시 수지 대신에 쇄상ㆍ지환식 에폭시 수지(상품명 : EP-4000L, 연화점 : 25℃ 이하, 액체, 에폭시 당량 : 255, 가부시끼가이샤 ADEKA제)를 사용한 것 이외는 비교예 2와 마찬가지로 하여 필름상 접착제용 조성물 및 필름상 접착제를 얻었다.
(비교예 4)
우선, 고형 크레졸 노볼락형 에폭시 수지(상품명 : EOCN-1020-70, 연화점 : 70℃, 고체, 에폭시 당량 : 200, 닛본 가야꾸 가부시끼가이샤제) 56질량부, 액체 비스페놀 A형 에폭시 수지(상품명 : YD-128, 연화점 : 25℃ 이하, 액체, 에폭시 당량 : 190, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 49질량부, 비스페놀 A형 페녹시 수지(상품명 : YP-50S, Tg : 84℃, 신닛까 에폭시 세이조 가부시끼가이샤제) 30질량부, MIBK 93질량부를 칭량하여 배합하고, 500㎖의 세퍼러블 플라스크 중, 온도 110℃에서 2시간 가열 교반하여 수지 혼합물을 얻었다. 계속해서, 이 수지 혼합물 445질량부를 800㎖의 플래니터리 믹서에 옮겨, 이미다졸형 경화제(상품명 : 2PHZ-PW, 시꼬꾸 가세 가부시끼가이샤제) 9질량부와 소수성 퓸드 실리카(상품명 : RY-200, 비표면적 100㎡/g, 닛본 에어로질 가부시끼가이샤제) 2질량부를 첨가하여, 실온에서 1시간 교반 혼합한 후, 진공 탈포하여 필름상 접착제용 조성물을 얻었다. 계속해서, 얻어진 필름상 접착제용 조성물을 두께 38㎛의 이형 처리된 PET 필름 상에 도포하여 온도 100℃에서 10분간 가열하여 건조시켜, 200㎜×300㎜, 두께가 20㎛인 필름상 접착제를 얻었다.
(비교예 5)
슬러리상 표면 처리 구상 실리카 충전제 617질량부를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 필름상 접착제용 조성물 및 필름상 접착제를 얻었다.
실시예ㆍ비교예에 따른 필름상 접착제의 최저 용융 점도, 겔화 시간, 경화 후 보이드 평가, 필름성에 대하여, 하기와 같이 평가를 행하였다. 그 결과를 표 1, 2에 나타낸다.
(최저 용융 점도의 측정)
각 실시예 및 비교예에 따른 필름상 접착제를 5.0㎝×5.0㎝의 사이즈로 잘라내어 적층하고, 스테이지 70℃의 열판 상에서, 핸드 롤러로 접합하여, 두께가 약 1.0㎜인 시험편을 얻었다. 이 시험편에 대하여, 레오미터(RS6000, Haake사제)를 사용하여, 온도 범위 20∼250℃, 승온 속도 5℃/min에서의 점성 저항의 변화를 측정하고, 얻어진 온도-점성 저항 곡선으로부터 최저 용융 점도(㎩ㆍs), 및 최저 용융 점도 도달 온도(℃)를 산출하였다.
(겔화 시간의 측정)
각 실시예 및 비교예에 따른 필름상 접착제를 약 2g의 사이즈를 측량하고, 겔화 시험기(상품명 : A0E1, 가부시끼가이샤 이모또 세이사꾸쇼제)를 사용하여, JIS K6911에 준거하여 스테이지 온도 180℃에서 겔화 시간을 측정하였다.
(열경화 후 보이드 평가)
각 실시예 및 비교예에 따른 필름상 접착제를, 우선, 매뉴얼 라미네이터(상품명 : FM-114, 테크노비전사제)를 사용하여 온도 70℃, 압력 0.3㎫에 있어서 더미 실리콘 웨이퍼(알루미늄 증착 실리콘 웨이퍼, 8inch 사이즈, 두께 100㎛)의 한쪽의 면에 접착시킨 후, 그 매뉴얼 라미네이터를 사용하여 실온, 압력 0.3㎫에 있어서 필름상 접착제의 상기 더미 실리콘 웨이퍼와는 반대측의 면 상에 다이싱 테이프(상품명 : K-13, 후루까와 덴끼 고교 가부시끼가이샤 제조) 및 다이싱 프레임(상품명 : DTF2-8-1H001, DISCO사제)을 접착시켰다. 계속해서, 2축의 다이싱 블레이드(Z1 : NBC-ZH2050(27HEDD), DISCO사제/Z2 : NBC-ZH127F-SE(BC), DISCO사제)가 설치된 다이싱 장치(상품명 : DFD-6340, DISCO사제)를 사용하여 10㎜×10㎜의 사이즈로 되도록 다이싱을 실시하여 반도체 칩을 얻었다.
계속해서, 다이 본더(상품명 : DB-800, 가부시끼가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제)로 온도 120℃, 압력 0.1㎫(하중 1000gf), 시간 1.0초의 조건에 있어서 반도체 칩을 유리 기판(10㎝×10㎝ 사이즈, 두께 700㎛) 상에 열압착하였다. 열압착 후의 필름상 접착제 중의 초기 상태를 유리 기판 이면으로부터 관찰하였다. 그 후, 이것을 건조기 중에 배치하여 온도 180℃에서 10분 가열함으로써 필름상 접착제를 열경화시키고, 열경화 후의 필름상 접착제 중의 상태를 유리 기판 이면으로부터 관찰하였다. 열압착 후 및 열경화 후에 있어서, 보이드가 육안으로는 확인되지 않거나, 확인되었다고 해도 최대 폭이 300㎛ 미만이며 개수가 10개 미만으로, 실질적으로 보이드가 확대화되지 않아, 패키지 크랙의 원인으로 되는 보이드로 진전하지 않은 것을 양품으로서 「○」로 평가하였다. 한편, 열압착 후에 있어서는, 보이드가 육안으로는 확인되지 않거나, 확인되었다고 해도 최대 폭이 300㎛ 미만이며 개수가 10개 미만이지만, 열경화 후에 있어서는, 보이드가 확대화되어, 최대 폭이 500㎛ 이상이며 개수가 10개 이상으로, 패키지 크랙의 원인으로 되는 보이드로 진전한 것을 불량품으로서 「×」로 평가하였다.
Figure pct00001
Figure pct00002
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1∼6은 실리카 충전제(D)의 함유량이, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 페녹시 수지(C) 및 실리카 충전제(D)의 합계량에 대하여 44.1∼59.8질량％로, 청구항 1에 규정된 30∼70질량％의 범위이며, 또한, 실온으로부터 5℃/분의 승온 속도로 승온하였을 때, 120℃ 초과 180℃ 이하의 범위에 있어서 230∼2100㎩ㆍs로, 청구항 1에 규정된 200∼10000㎩ㆍs의 범위의 최저 용융 점도를 나타내고, JIS K6911에 규정하는 열판법에 의한 180℃에서의 겔화 시간이 165∼195초로, 청구항 1에 규정된 1∼200초의 범위이기 때문에, 필름성이 우수하고, 또한, 180℃에서 10분이라고 하는 고온 단시간에 필름상 접착제를 경화시켰음에도 불구하고, 보이드가 확대화되는 일없이, 양호하게 경화시킬 수 있었다.
한편, 표 2에 나타내는 바와 같이, 비교예 1은 겔화 시간이 265초로 200초보다도 길기 때문에, 보이드가 확대되어 버렸다. 비교예 2는 최저 용융 점도가 107㎩ㆍs로 200㎩ㆍs보다도 낮기 때문에, 역시 보이드가 확대되어 버렸다. 비교예 3은 실리카 충전제가 포함되어 있지 않아, 최저 용융 점도가 30㎩ㆍs로 200㎩ㆍs보다도 낮기 때문에, 역시 보이드가 확대되어 버렸다. 비교예 4는 실리카 충전제의 함유량이 75질량％로 70질량％보다 높아, 최저 용융 점도가 10000㎩ㆍs보다 높기 때문에, 필름성이 떨어지는 결과로 되었다.
1 : 웨이퍼
2 : 접착제층
3 : 다이싱 테이프
4 : 반도체 칩
5 : 접착제층이 부착된 반도체 칩
6 : 배선 기판
7 : 본딩 와이어
8 : 밀봉 수지
9 : 반도체 패키지

Claims (4)

  1. 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 페녹시 수지(C), 실리카 충전제(D)를 함유하고 있고,
    상기 실리카 충전제(D)의 함유량이, 상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 페녹시 수지(C) 및 상기 실리카 충전제(D)의 합계량에 대하여 30∼70질량％이고,
    또한, 실온으로부터 5℃/분의 승온 속도로 승온하였을 때, 120℃ 초과 180℃ 이하의 범위에 있어서 200∼10000㎩ㆍs의 범위의 최저 용융 점도를 나타내고, JIS K6911에 규정하는 열판법에 의한 180℃에 있어서의 겔화 시간이 1∼200초인 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  2. 제1항에 있어서,
    실리카 충전제(D)의 적어도 1개로서, JIS Z8830에 규정하는 BET법에 의한 비표면적이 10∼300㎡/g인 소수성 퓸드 실리카를 첨가하는 것을 특징으로 하는 필름상 접착제.
  3. 표면에 적어도 1개의 반도체 회로가 형성된 웨이퍼의 이면에, 제1항 또는 제2항에 기재된 필름상 접착제 및 다이싱 테이프를 열압착하여, 상기 웨이퍼의 이면에 접착제층 및 다이싱 테이프를 형성하는 제1 공정과,
    상기 웨이퍼와 상기 접착제층을 동시에 다이싱함으로써 상기 웨이퍼 및 상기 접착제층을 구비하는 접착제층이 부착된 반도체 칩을 얻는 제2 공정과,
    상기 접착제층으로부터 상기 다이싱 테이프를 탈리하고, 상기 접착제층이 부착된 반도체 칩과 배선 기판을 상기 접착제층을 개재하여 열압착시키는 제3 공정과,
    상기 접착제층을 열경화시키는 제4 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
  4. 제3항에 기재된 반도체 패키지의 제조 방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
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