KR20170062386A - 접착 시트, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

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KR20170062386A
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Abstract

[과제] 높은 열전도성을 갖고, 또한 접착 후의 박리가 억제된 접착 시트를 제공하는 것.
[해결 수단] 은 피복 구리계 필러와, 은 필러를 함유하고, 은 피복 구리계 필러는 플레이크상이고, 또한 평균 장경이 0.7μm 이상이며, 은 필러는 일차 입경이 500nm 이하인 접착 시트.

Description

접착 시트, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법{ADHESIVE SHEET, DICING-TAPE-INTEGRATED ADHESIVE SHEET, AND PROCESS FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은 접착 시트, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 전력의 제어나 공급을 행하는 파워 반도체 장치의 보급이 현저해지고 있다. 파워 반도체 장치에는 항상 전류가 흐르기 때문에, 발열량이 크다. 그러므로, 파워 반도체 장치에 사용되는 접착제는, 높은 방열성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 파워 반도체 장치용의 접착제에 한정되지 않고, 일반적으로, 반도체 장치에 사용되는 접착제는, 높은 방열성을 갖는 것이 바람직하다.
방열성을 갖는 접착제로서는, 예를 들면, 도전성 필러를 함유시킨 것을 들 수 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 특허공개 2012-142370호 공보
보다 높은 열전도성을 부여하기 위해서는, 접착제에 열전도성 필러를 고충전하는 방법이 생각된다. 그렇지만, 열전도성 필러의 함유량을 많게 하면, 상대적으로 수지 성분이 적어지기 때문에, 접착력이 저하되게 된다. 또한, 열전도성 필러의 함유량이 많아질수록 탄성률이 높아져, 응력 완화성이 저하된다. 그 때문에, 2개의 접착 대상물 사이의 선팽창 차(예를 들면, 반도체칩과 리드 프레임의 선팽창 차)에 의해 생기는 응력에 의해, 박리가 발생하게 된다.
본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 높은 열전도성을 갖고, 또한 접착 후의 박리가 억제된 접착 시트를 제공하는 것에 있다. 또한, 당해 접착 시트를 갖는 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 제공하는 것에 있다. 또한, 당해 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본원 발명자들은, 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 접착 시트에 대해 검토했다. 그 결과, 하기의 구성을 채용하는 것에 의해, 높은 열전도성을 갖고, 또한 접착 후의 박리가 억제된다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 따른 접착 시트는,
은 피복 구리계 필러와,
은 필러를 함유하고,
상기 은 피복 구리계 필러는 플레이크상이고, 또한 평균 장경이 0.7μm 이상이며, 상기 은 필러는 일차 입경이 500nm 이하인 것을 특징으로 한다.
은 피복 구리계 필러는 필러 사이의 물리적인 접촉만으로 열을 전달하기 때문에, 접촉 부분의 저항에 의해 높은 열전도성을 얻는 것은 곤란하다. 한편, 입경이 500nm 이하인 은 필러는 비교적 저온에서 소결되어, 다른 금속과 화학적으로 결합하기 때문에, 단순한 필러끼리의 접촉보다도 높은 열전도성이 얻어진다. 그러나, 은 필러 단체에서는, 어스펙트비가 작기 때문에, 양호한 열전도 패스를 형성할 수 없다. 그래서 어스펙트비가 큰 피복 필러와, 그것을 잇기 위한 은 필러를 병용함으로써, 높은 열전도성을 얻을 수 있다. 또한, 단순한 구리 필러에서는, 은에 비해 표면에 산화막이 형성되기 쉽기 때문에, 나노은과의 화학 결합을 잘 취하는 것이 어렵지만, 은으로 피복함으로써 양호한 접합이 얻어진다.
또한, 상기 구성에 의하면, 일차 입경이 500nm 이하인 은 필러와, 플레이크상이고, 또한 평균 장경이 0.7μm 이상인 은 피복 구리계 필러를 함유한다. 즉, 은 필러와, 은 필러보다도 사이즈가 큰 은 피복 구리계 필러를 함유한다. 따라서, 가열하는 것에 의해, 은 필러와 은 피복 구리계 필러 사이에서 금속 결합되게 된다. 그 결과, 적은 함유량에서도 높은 열전도성이 얻어진다.
또한, 필러의 함유량(은 필러와 은 피복 구리계 필러의 합계 함유량)을 적게 할 수 있기 때문에, 수지에 의한 화학적인 접착력이 향상된다. 또한, 은 필러가 피착체의 금속과 합금을 형성하여 화학적으로 접착된다. 따라서, 접착력을 높게 유지할 수 있다. 또한, 필러의 함유량을 적게 할 수 있기 때문에, 탄성률을 낮게 할 수 있다. 탄성률이 낮기 때문에, 응력 완화성이 우수하다. 그 결과, 2개의 접착 대상물 사이의 선팽창 차(예를 들면, 반도체칩과 리드 프레임의 선팽창 차)에 의해 생기는 응력에 의해, 박리가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 은 피복 구리계 필러는, 은 필러와 비교하여 저비용인 점에서 우수하다.
상기 구성에 있어서는, 열경화 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 10∼700MPa인 것이 바람직하다.
열경화 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 700MPa 이하이면, 열경화 후의 저장 탄성률은 비교적 낮게 억제되어 있다. 그 결과, 응력 완화성이 보다 우수하다. 또한, 열경화 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 10MPa 이상이면, 접착력이 우수하다.
상기 구성에 있어서는, 구리 리드 프레임에 접착하고, 200℃에서 1시간 가열한 후의, 260℃에 있어서의 상기 구리 리드 프레임에 대한 전단 접착력을 A, 은 도금된 구리 리드 프레임에 접착하고, 200℃에서 1시간 가열한 후의, 260℃에 있어서의 상기 은 도금된 구리 리드 프레임에 대한 전단 접착력을 B로 했을 때, B/A가 1.1 이상인 것이 바람직하다.
통상의 에폭시 접착제는, 구리보다도 은 쪽이, 접착력이 저하되어, 신뢰성에서 문제가 일어나는 경우가 있다. 그렇지만, 상기 B/A가 1.1 이상이면, 은에 대해서 양호한 접착력이 얻어지는 것에 의해, 은 도금을 실시한 리드 프레임에 대한 신뢰성이 향상된다.
상기 구성에 있어서는, 200℃에서 1시간 가열한 후의 시트 두께 방향의 열전도율이 3W/m·K 이상인 것이 바람직하다.
200℃에서 1시간 가열한 후의 시트 두께 방향의 열전도율이 3W/m·K 이상이면, 보다 방열성이 우수하다.
상기 구성에 있어서는, 상기 은 피복 구리계 필러의 중량을 C, 상기 은 필러의 중량을 D로 했을 때, 비 C:D가 9:1∼5:5의 범위 내인 것이 바람직하다.
상기 비 C:D가 9:1∼5:5의 범위 내이면, 은에 대한 접착성과 열전도율이 양호해진다. 은 필러가 지나치게 적으면 접착력이나 열전도율의 향상 효과가 얻어지지 않는다. 반대로, 은 필러가 지나치게 많으면 필름이 지나치게 딱딱해져 버리기 때문에, 저압력에서의 첩부가 행해지지 않는다.
상기 구성에 있어서, 상기 은 피복 구리계 필러에 있어서의 은의 피복량은 상기 은 피복 구리계 필러 전체의 중량에 대해서 5∼30중량%인 것이 바람직하다.
상기 피복량이 5중량% 이상이면, 양호하게 구리 필러의 표면을 피복할 수 있어, 구리의 산화를 막음으로써 양호한 열전도성이 얻어진다. 한편, 상기 피복량이 30중량% 이하이면, 비용이 오르기 때문에 피복 필러를 사용하는 메리트가 얻어지지 않는다.
상기 구성에 있어서, 상기 은 피복 구리계 필러의 비표면적은 0.5∼1.5m2/g의 범위 내인 것이 바람직하다.
상기 은 피복 구리계 필러의 비표면적이 1.5m2/g 이하이면, 열경화 전의 접착 시트에 보다 유연성을 가지게 할 수 있다. 그 결과, 열경화 전의 접착력은 보다 우수하다. 또한, 상기 은 피복 구리계 필러의 비표면적이 0.5m2/g 이상이면, 필러끼리의 접점이 많이 얻어지기 때문에 양호한 열전도율이 얻어진다.
상기 구성에 있어서는, 상기 피복 필러의 개수 환산 평균 입자경을 E, 체적 환산 평균 입자경을 F로 했을 때, F/E가 10 이하인 것이 바람직하다.
상기 F/E가 10 이하이면, 필러의 입경 분포가 샤프해져, 입경 제어에 의한 접착 시트의 박화가 가능해진다. 여기에서 개수 환산 평균 입자경은, 누적 입자 분포 곡선에 있어서 누적 입자수의 비율이 50%가 되는 입자경을 나타낸다. 체적 환산 평균 입자경은, 누적 체적 분포 곡선에 있어서 누적 체적 비율이 50%가 되는 입자경을 나타낸다. 또한, 개수 환산 평균 입자경은 입자수를 기준으로 하고 있으므로, 입경이 큰 입자도 작은 입자도 동일한 1개로 셀 수 있지만, 체적 환산 평균 입자경은 체적을 기준으로 하고 있으므로, 입경이 큰 입자는 작은 입자에 비하여 체적 환산 평균 입자경도 커진다. 즉, F/E가 작을수록 입도 분포가 샤프한 입자인 것을 나타내고, F/E가 클수록 입도 분포가 입경이 큰 측으로 브로드한 입자인 것을 의미한다.
상기 구성에 있어서는, 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직하다.
에폭시 수지를 함유하면, 가열에 의해 접착 대상물을 양호하게 접착할 수 있다.
상기 구성에 있어서, 상기 에폭시 수지는 가요성 골격을 갖는 것이 바람직하다.
상기 에폭시 수지가 가요성 골격을 가지면, 열경화 후의 접착 시트에 추가로 유연성을 가지게 할 수 있다.
상기 구성에 있어서는, 분산제를 함유하고 있는 것이 바람직하다.
일차 입경이 500nm 이하인 은 필러는 응집하기 쉽다. 따라서, 분산제를 함유하고 있으면, 수지 중에서의 필러의 분산성이 높아져서, 피복 필러와의 접촉이 많아져, 양호하게 패스를 형성함으로써 열전도율이 향상된다.
상기 구성에 있어서, 상기 분산제는, 카복실산기를 갖고 있고, 산가는 20 이상이며, 평균 중량 분자량이 1000 이상인 아크릴 공중합체인 것이 바람직하다.
분산제의 평균 중량 분자량이 1000 이상인 아크릴 공중합체이면, 열안정성이 우수하다. 또한, 상기 분산제가 카복실산기를 갖고 있고, 또한 산가는 20 이상이면, 적합하게 은 필러의 응집을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다이싱 테이프 일체형 접착 시트는,
다이싱 테이프와,
상기 접착 시트를 갖고,
상기 다이싱 테이프 상에 상기 접착 시트가 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 다이싱 테이프 일체형 접착 시트에 의하면, 다이싱 테이프와 일체형이기 때문에, 다이싱 테이프와 첩합하는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 상기 접착 시트를 구비하기 때문에, 높은 열전도성을 갖고, 또한 접착 후의 박리가 억제된다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조 방법은,
상기 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 준비하는 공정과,
상기 다이싱 테이프 일체형 접착 시트에 반도체 웨이퍼를 첩부하는 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 접착 시트와 함께 다이싱하여, 접착 시트 부착 반도체칩을 형성하는 공정과,
상기 접착 시트 부착 반도체칩을 상기 다이싱 테이프로부터 픽업하는 공정과,
픽업한 상기 접착 시트 부착 반도체칩을 피착체에 다이 본딩하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 접착 시트를 이용하고 있기 때문에, 얻어지는 반도체 장치는, 반도체칩으로부터의 열을 효율적으로 배열(排熱)할 수 있다. 또한, 상기 접착 시트를 이용하고 있기 때문에, 얻어지는 반도체 장치는, 반도체칩과 피착체가 박리되는 것이 억제되고 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 다이싱 테이프 일체형 접착 시트의 단면 모식도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 3은 본 실시형태에 따른 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
본 실시형태에 따른 접착 시트, 및 다이싱 테이프 일체형 접착 시트에 대해, 이하에 설명한다. 본 실시형태에 따른 접착 시트는, 이하에 설명하는 다이싱 테이프 일체형 접착 시트에 있어서, 다이싱 테이프가 첩합되어 있지 않은 상태의 것을 들 수 있다. 따라서, 이하에서는, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트에 대해 설명하고, 접착 시트에 대해서는, 그 중에서 설명하는 것으로 한다. 또한, 이하에서는, 접착 시트가 다이 본드 필름인 경우에 대해 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 다이싱 테이프 일체형 접착 시트의 단면 모식도이다.
(다이싱 테이프 일체형 접착 시트)
도 1에서 나타나는 바와 같이, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트(10)는, 다이싱 테이프(20) 상에 다이 본드 필름으로서의 접착 시트(30)가 적층된 구성을 갖는다. 다이싱 테이프(20)는 기재(22) 상에 점착제층(24)을 적층하여 구성되어 있다. 접착 시트(30)는 점착제층(24) 상에 설치되어 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 접착 시트(30)가 점착제층(24)의 표면의 일부분 상에 적층되어 있는 경우에 대해 설명한다. 보다 구체적으로는, 접착 시트(30)가, 점착제층(24)의 반도체 웨이퍼의 첩부 부분에 대응하는 부분(26)에만 형성된 구성인 경우에 대해 설명한다. 그렇지만, 본 발명은 이 예로 한정되지 않는다. 본 발명의 접착 시트는, 점착제층의 전체 면에 적층된 구성이어도 된다. 또한, 반도체 웨이퍼의 첩부 부분에 대응하는 부분보다 크고 또한 점착제층의 전체 면보다도 작은 부분에 적층된 구성이어도 된다. 한편, 접착 시트의 표면(반도체 웨이퍼에 첩부되는 측의 면)은, 반도체 웨이퍼에 첩부될 때까지의 사이에, 세퍼레이터 등에 의해 보호되어 있어도 된다.
(접착 시트)
접착 시트(30)는, 은 피복 구리계 필러와 은 필러를 함유하고, 상기 은 피복 구리계 필러는 플레이크상이고, 또한 평균 장경이 0.7μm 이상이며, 상기 은 필러는 일차 입경이 500nm 이하이다.
은 피복 구리계 필러는 필러 사이의 물리적인 접촉만으로 열을 전달하기 때문에, 접촉 부분의 저항에 의해 높은 열전도성을 얻는 것은 곤란하다. 한편, 입경이 500nm 이하인 은 필러는 비교적 저온에서 소결되어, 다른 금속과 화학적으로 결합하기 때문에, 단순한 필러끼리의 접촉보다도 높은 열전도성이 얻어진다. 그러나, 은 필러 단체에서는, 어스펙트비가 작기 때문에, 양호한 열전도 패스를 형성할 수 없다. 접착 시트(30)에 의하면, 어스펙트비가 큰 피복 필러와, 그것을 잇기 위한 은 필러를 병용함으로써, 높은 열전도성을 얻을 수 있다. 또한, 단순한 구리 필러에서는, 은에 비해 표면에 산화막이 형성되기 쉽기 때문에, 나노은과의 화학 결합을 잘 취하는 것이 어렵지만, 은으로 피복함으로써 양호한 접합이 얻어진다.
또한, 접착 시트(30)에 의하면, 일차 입경이 500nm 이하인 은 필러와, 플레이크상이고, 또한 평균 장경이 0.7μm 이상인 은 피복 구리계 필러를 함유한다. 즉, 은 필러와, 은 필러보다도 사이즈가 큰 은 피복 구리계 필러를 함유한다. 따라서, 가열하는 것에 의해, 은 필러와 은 피복 구리계 필러 사이에서 금속 결합되게 된다. 그 결과, 적은 함유량에서도 높은 열전도성이 얻어진다.
또한, 필러의 함유량(은 필러와 은 피복 구리계 필러의 합계 함유량)을 적게 할 수 있기 때문에, 수지에 의한 화학적인 접착력이 향상된다. 또한, 은 필러가 피착체의 금속과 합금을 형성하여 화학적으로 접착된다. 따라서, 접착력을 높게 유지할 수 있다. 또한, 필러의 함유량을 적게 할 수 있기 때문에, 탄성률을 낮게 할 수 있다. 탄성률이 낮기 때문에, 응력 완화성이 우수하다. 그 결과, 2개의 접착 대상물 사이의 선팽창 차(예를 들면, 반도체칩과 리드 프레임의 선팽창 차)에 의해 생기는 응력에 의해, 박리가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 은 피복 구리계 필러는, 은 필러와 비교하여 저비용인 점에서 우수하다.
상기 은 피복 구리계 필러의 평균 장경은, 바람직하게는 0.7μm 이상이며, 보다 바람직하게는 1μm 이상이다. 또한, 상기 은 피복 구리계 필러의 평균 장경은, 접착 필름의 박형화의 관점에서 바람직하게는 10μm 이하이며, 보다 바람직하게는 5μm 이하이다.
상기 은 피복 구리계 필러의 어스펙트비는, 바람직하게는 1.5 이상이며, 보다 바람직하게는 3 이상이다. 2 이상이면, 은 피복 구리계 필러끼리가 면접촉하기 쉬워, 도전 패스가 용이하게 형성된다. 상기 어스펙트비는, 큰 편이 바람직하지만, 예를 들면, 100 이하, 50 이하이다.
상기 은 피복 구리계 필러의 어스펙트비는, 평균 장경의 평균 두께에 대한 비(평균 장경/평균 두께)이다.
본 명세서에 있어서, 은 피복 구리계 필러의 평균 장경은, 접착 시트(30)의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 랜덤으로 선택한 100개의 은 피복 구리계 필러의 장경을 측정함으로써 얻어지는 평균값이다.
또한, 은 피복 구리계 필러의 평균 두께는, 접착 시트(30)의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 랜덤으로 선택한 100개의 은 피복 구리계 필러의 두께를 측정함으로써 얻어지는 평균값이다.
상기 은 필러의 일차 입경은, 바람직하게는 400nm 이하이며, 보다 바람직하게는 300nm 이하이다. 또한, 상기 은 필러의 일차 입경은, 작을수록 바람직하지만, 작은 필러는 응집하기 쉽다는 관점에서, 바람직하게는 10nm 이상이며, 보다 바람직하게는 100μm 이하이다.
은 필러의 일차 입경은, 응집되어 있지 않은 상태의 하나 하나의 은 필러의 입경을 말하고, 다음의 방법으로 측정한다. 즉, 접착 시트(30)의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 관찰하고, 랜덤으로 선택한 100개의 은 필러의 입경을 측정함으로써 얻어지는 평균값이다.
상기 은 피복 구리계 필러의 중량을 C, 상기 은 필러의 중량을 D로 했을 때, 비 C:D가, 9:1∼5:5의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8:2∼6:4이다. 상기 비 C:D가 9:1∼5:5의 범위 내이면, 양호한 열전도율과 은에 대한 접착력이 얻어진다.
상기 은 피복 구리계 필러에 있어서의 은의 피복량은 상기 은 피복 구리계 필러 전체의 중량에 대해서, 5∼30중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7∼20중량%이다. 상기 피복량이 5중량% 이상이면, 구리 필러 표면을 균일하게 피복할 수 있다. 한편, 상기 피복량이 30중량% 이하이면, 과잉된 피복에 의한 비용 증가를 억제할 수 있다.
상기 은 피복 구리계 필러의 비표면적은 0.5∼1.5m2/g의 범위 내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7∼1.3m2/g의 범위 내이다. 상기 은 피복 구리계 필러의 비표면적이 1.5m2/g 이하이면, 열경화 전의 접착 시트에 보다 유연성을 가지게 할 수 있다. 그 결과, 열경화 전의 접착력은 보다 우수하다. 또한, 상기 은 피복 구리계 필러의 비표면적이 0.5m2/g 이상이면, 필러끼리의 접촉 면적이 늘어 양호한 열전도율이 얻어진다. 은 피복 구리계 필러의 비표면적은 BET법에 의해 구한다.
상기 피복 필러의 개수 환산 평균 입자경을 E, 체적 환산 평균 입자경을 F로 했을 때, F/E가 10 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 이하이다. 상기 F/E가 10 이하이면, 필러의 입도 분포가 샤프해져 입경 제어에 의해 접착 시트의 박막화가 가능해진다. 상기 F/E는, 작을수록 바람직하지만, 입도 분포가 지나치게 샤프해지면 필러의 충전성이 낮아져, 열전도성이 저하된다는 관점에서, 예를 들면, 1 이상으로 할 수 있다. 상기 은 필러의 개수 환산 평균 입자경 E, 및 체적 환산 평균 입자경 F는, 레이저 회절식 입도 분포 측정법에 의해 구한다.
접착 시트(30)는, 분산제를 함유하는 것이 바람직하다. 일차 입경이 500nm 이하인 은 필러는 응집하기 쉽다. 따라서, 분산제를 함유하고 있으면, 은 필러가 적합하게 분산되어 접착제의 열전도성이 향상된다.
상기 분산제로서는, 예를 들면, 산가를 갖는 것과 아민가를 갖는 것, 그 양쪽을 갖는 것으로 대별된다. 산가를 갖는 분산제로서는, 대표적인 것으로서, DISPERBYK-102, DISPERBYK-110, DISPERBYK-111, DISPERBYK-170, DISPERBYK-171, DISPERBYK-174, BYK-P104, BYK-P104S, BYK-P105, BYK-220S, EFKA 5010, EFKA 5065, EFKA 5066, EFKA 5070, SOLSPERSE 3000, SOLSPERSE 16000, SOLSPERSE 17000, SOLSPERSE 18000, SOLSPERSE 21000, SOLSPERSE 27000, SOLSPERSE 28000, SOLSPERSE 36000, SOLSPERSE 36600, SOLSPERSE 38500, SOLSPERSE 39000, SOLSPERSE 41000, 아지스퍼 PN-411, 아지스퍼 PA-111, ARUFON UC-3000, UC-3080, UC-3510, UC-5080, UC-5022 등이다. 아민가를 갖는 분산제로서는, 대표적인 것으로서, DISPERBYK-108, DISPERBYK-109, DISPERBYK-112, DISPERBYK-116, DISPERBYK-161, DISPERBYK-162, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-166, DISPERBYK-167, DISPERBYK-168, DISPERBYK-182, DISPERBYK-183, DISPERBYK-184, DISPERBYK-185, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2008, DISPERBYK-2009, DISPERBYK-2050, DISPERBYK-2150, DISPERBYK-2155, DISPERBYK-2163, DISPERBYK-2164, BYK-9077, EFKA 4046, EFKA 4047, EFKA 4015, EFKA 4020, EFKA 4050, EFKA 4055, EFKA 4060, EFKA 4080, EFKA 4300, EFKA 4330, EFKA 4400, EFKA 4401, EFKA 4402, EFKA 4403, EFKA 4800, SOLSPERSE 20000 등이다. 산가와 아민가의 양쪽을 갖는 분산제로서는, 대표적인 것으로서, ANTI-TERRA-U, ANTI-TERRA-205, DISPERBYK-101, DISPERBYK-106, DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-142, DISPERBYK-145, DISPERBYK-180, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-2020, DISPERBYK-2025, DISPERBYK-2070, BYK-9076, EFKA 4008, EFKA 4009, EFKA 4010, EFKA 4406, EFKA 5044, EFKA 5244, EFKA 5054, EFKA 5055, EFKA 5063, EFKA 5064, SOLSPERSE 13240, SOLSPERSE 13940, SOLSPERSE 24000SC, SOLSPERSE 24000GR, SOLSPERSE 26000, SOLSPERSE 31845, SOLSPERSE 32000, SOLSPERSE 32500, SOLSPERSE 32550, SOLSPERSE 34750, SOLSPERSE 35100, SOLSPERSE 35200, SOLSPERSE 37500, 아지스퍼 PB821, 아지스퍼 PB822, 아지스퍼 PB881 등이다. 그 중에서도, 카복실산기를 갖고 있고, 산가는 20 이상이며, 평균 중량 분자량이 1000 이상인 아크릴 공중합체인 것이 바람직하다. 상기 분산제의 평균 중량 분자량이 1000 이상인 아크릴 공중합체이면, 열안정성이 우수하다. 또한, 상기 분산제가 카복실산기를 갖고 있고, 또한 산가는 20 이상이면, 적합하게 은 필러의 응집을 억제할 수 있다.
한편, 분산제의 중량 평균 분자량은, GPC(겔 퍼미에이션 크로마토그래피)에 의해 측정하여, 폴리스타이렌 환산에 의해 산출된 값이다.
접착 시트(30)는, 열경화성 수지 등의 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 열안정성을 향상시킬 수 있다.
경화성 수지로서는, 페놀 수지, 아미노 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 에폭시 수지, 폴리유레테인 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 경화제로서는 페놀 수지가 바람직하다. 에폭시 수지 등의 열가소성 수지를 함유하면, 가열에 의해 접착 대상물을 양호하게 접착할 수 있다.
에폭시 수지로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 비스페놀 A형, 비스페놀 F형, 비스페놀 S형, 브로민화 비스페놀 A형, 수첨 비스페놀 A형, 비스페놀 AF형, 바이페닐형, 나프탈렌형, 플루오렌형, 페놀노볼락형, 오쏘크레졸노볼락형, 트리스하이드록시페닐메테인형, 테트라페닐올에테인형 등의 2작용 에폭시 수지나 다작용 에폭시 수지, 또는 하이단토인형, 트리스글리시딜아이소사이아누레이트형 또는 글리시딜아민형 등의 에폭시 수지가 이용된다. 이들 에폭시 수지 중 비스페놀 A형 에폭시 수지가 특히 바람직하다. 이들 에폭시 수지는, 경화제로서의 페놀 수지와의 반응성이 풍부하고, 내열성 등이 우수하기 때문이다.
또한, 상기 에폭시 수지는 가요성 골격을 갖는 것이 바람직하다. 상기 에폭시 수지가 가요성 골격을 가지면, 열경화 후의 접착 시트에 추가로 유연성을 가지게 할 수 있다. 상기 가소성 골격으로서는, 예를 들면, 비방향족 골격을 들 수 있고, 예를 들면, 장쇄 지방족, 폴리에터 골격, 폴리에스터 골격, 폴리설폰 골격 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 열적 안정성과 생산성의 관점에서 폴리에터 골격이 바람직하다. 상기 에폭시 수지 중에서도, 비스페놀 A형 에폭시 수지이며, 또한 가요성 골격을 갖는 것이 바람직하다.
페놀 수지는, 에폭시 수지의 경화제로서 작용하는 것이며, 예를 들면, 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. 이들 페놀 수지 중 페놀노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지가 특히 바람직하다. 반도체 장치의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문이다.
에폭시 수지와 페놀 수지의 배합 비율은, 예를 들면, 에폭시 수지 성분 중의 에폭시기 1당량당 페놀 수지 중의 수산기가 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, 경화물의 특성이 열화되기 쉬워지기 때문이다.
접착 시트(30)는, 25℃에서 액상인 경화성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 양호한 저온 첩부성이 얻어진다. 본 명세서에 있어서, 25℃에서 액상이란, 25℃에서 점도가 5000Pa·s 미만인 것을 말한다. 한편, 25℃에서 고형이란, 25℃에서 점도가 5000Pa·s 이상인 것을 말한다. 한편, 점도는, Thermo Scientific사제의 형식 번호 HAAKE Roto VISCO1을 이용하여 측정할 수 있다.
접착 시트(30)는, 열가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 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 수지 중, 이온성 불순물이 적고 내열성이 높아, 반도체 소자의 신뢰성을 확보할 수 있는 아크릴 수지가 특히 바람직하다.
아크릴 수지로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 탄소수 30 이하, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄 또는 분기의 알킬기를 갖는 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스터의 1종 또는 2종 이상을 성분으로 하는 중합체(아크릴 공중합체) 등을 들 수 있다. 상기 알킬기로서는, 예를 들면 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, 중합체(아크릴 공중합체)를 형성하는 다른 모노머로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 카복시에틸아크릴레이트, 카복시펜틸아크릴레이트, 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)-메틸아크릴레이트 등과 같은 하이드록실기 함유 모노머, 스타이렌설폰산, 알릴설폰산, 2-(메트)아크릴아마이드-2-메틸프로페인설폰산, (메트)아크릴아마이드프로페인설폰산, 설포프로필(메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴로일옥시나프탈렌설폰산 등과 같은 설폰산기 함유 모노머, 또는 2-하이드록시에틸아크릴로일포스페이트 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 더 바람직하다. 상기 수치 범위 내이면, 접착성 및 내열성이 우수하기 때문이다. 한편, 중량 평균 분자량은, GPC(겔 퍼미에이션 크로마토그래피)에 의해 측정하여, 폴리스타이렌 환산에 의해 산출된 값이다.
접착 시트(30) 중의 열가소성 수지 및 경화성 수지의 합계 함유량은, 바람직하게는 5중량% 이상, 보다 바람직하게는 10중량% 이상이다. 5중량% 이상이면, 필름으로서의 형상을 유지하기 쉽다. 또한, 열가소성 수지 및 경화성 수지의 합계 함유량은, 바람직하게는 70중량% 이하, 보다 바람직하게는 60중량% 이하이다. 70중량% 이하이면, 도전성을 적합하게 발휘시킬 수 있다.
접착 시트(30)에 있어서, 열가소성 수지의 중량/경화성 수지의 중량이, 50/50∼10/90인 것이 바람직하고, 40/60∼15/85인 것이 보다 바람직하다. 50/50보다 열가소성 수지의 비율이 많아지면, 열안정성이 나빠지는 경향이 있다. 한편, 10/90보다 열가소성 수지의 비율이 적어지면, 필름화가 어려워지는 경향이 있다.
접착 시트(30)는, 용도에 따라 상기 은 피복 구리계 필러 및 상기 은 필러 이외의 필러를 함유하고 있어도 된다. 상기 필러의 배합은, 탄성률의 조절 등을 가능하게 한다. 상기 필러로서는, 무기 필러, 유기 필러를 들 수 있다. 상기 무기 필러로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 규산 칼슘, 규산 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 붕산 알루미늄 위스커, 질화 붕소, 실리카 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
접착 시트(30)는 열경화 촉진제를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 에폭시 수지와 페놀 수지 등의 경화제의 열경화를 촉진할 수 있다.
상기 열경화 촉진제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 테트라페닐포스포늄 테트라페닐보레이트(상품명; TPP-K), 테트라페닐포스포늄 다이사이안아마이드(상품명; TPP-DCA), 테트라페닐포스포늄 테트라-p-트라이보레이트(상품명; TPP-MK), 트라이페닐포스핀트라이페닐보레인(상품명; TPP-S) 등의 인-붕소계 경화 촉진제를 들 수 있다(모두 홋코화학공업(주)제).
또한, 상기 촉진제로서는, 예를 들면, 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-페닐이미다졸륨트라이멜리테이트(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-트라이아진아이소사이아누르산 부가물(상품명; 2MA-OK), 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸(상품명; 2PHZ-PW), 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸(상품명; 2P4MHZ-PW) 등의 이미다졸계 경화 촉진제를 들 수 있다(모두 시코쿠화성공업(주)제).
그 중에서도, 필름상 접착제의 보존성의 관점에서, 잠재성이 우수한 테트라페닐포스포늄 테트라페닐보레이트(상품명; TPP-K)나, 테트라페닐포스포늄 다이사이안아마이드(상품명; TPP-DCA)가 바람직하다.
또한, 필름상 접착제의 보존성의 관점에서, 잠재성이 우수한 2-페닐-4,5-다이하이드록시메틸이미다졸(상품명; 2PHZ-PW)이 바람직하다.
상기 촉진제의 함유량은 적절히 설정할 수 있지만, 필름상 접착제의 구성 재료로부터 도전성 입자를 제외한 재료의 100중량부에 대해서, 0.6∼15중량부가 바람직하고, 0.8∼10중량부가 보다 바람직하다.
접착 시트(30)는, 상기 성분 이외에도, 필름 제조에 일반적으로 사용되는 배합제, 예를 들면, 가교제 등을 적절히 함유해도 된다.
접착 시트(30)는, 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 상기 각 성분을 함유하는 접착제 조성물 용액을 제작하고, 접착제 조성물 용액을 기재 세퍼레이터 상에 소정 두께가 되도록 도포하여 도포막을 형성한 후, 해당 도포막을 건조시킴으로써, 접착 시트(30)를 제조할 수 있다.
접착제 조성물 용액에 이용하는 용매로서는 특별히 한정되지 않지만, 상기 각 성분을 균일하게 용해, 혼련 또는 분산시킬 수 있는 유기 용매가 바람직하다. 예를 들면, 다이메틸폼아마이드, 다이메틸아세트아마이드, N-메틸피롤리돈, 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온 등의 케톤계 용매, 톨루엔, 자일렌 등을 들 수 있다. 도포 방법은 특별히 한정되지 않는다. 용제 도공의 방법으로서는, 예를 들면, 다이 코터, 그라비어 코터, 롤 코터, 리버스 코터, 콤마 코터, 파이프 닥터 코터, 스크린 인쇄 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도포 두께의 균일성이 높다는 점에서, 다이 코터가 바람직하다.
기재 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이나, 불소계 박리제, 장쇄 알킬아크릴레이트계 박리제 등의 박리제에 의해 표면 코팅된 플라스틱 필름이나 종이 등이 사용 가능하다. 접착제 조성물 용액의 도포 방법으로서는, 예를 들면, 롤 도공, 스크린 도공, 그라비어 도공 등을 들 수 있다. 또한, 도포막의 건조 조건은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 건조 온도 70∼160℃, 건조 시간 1∼5분간으로 행할 수 있다.
접착 시트(30)의 제조 방법으로서는, 예를 들면, 상기 각 성분을 믹서에서 혼합하고, 얻어진 혼합물을 프레스 성형하여 접착 시트(30)를 제조하는 방법 등도 적합하다. 믹서로서는 플라네터리 믹서 등을 들 수 있다.
접착 시트(30)는, 열경화 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 10∼700MPa인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50∼350MPa이다. 열경화 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 700MPa 이하이면, 열경화 후의 저장 탄성률은 비교적 낮게 억제되어 있다. 그 결과, 응력 완화성이 보다 우수하다. 또한, 열경화 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 10MPa 이상이면, 접착력이 우수하다.
한편, 본 명세서에 있어서, 열경화 후란, 120℃에서 1시간 가열하고, 또한 그 후 175℃에서 1시간 가열한 후의 것을 말한다.
접착 시트(30)는, 구리 리드 프레임에 접착하고, 200℃에서 1시간 가열한 후의, 260℃에 있어서의 상기 구리 리드 프레임에 대한 전단 접착력을 A, 은 도금된 구리 리드 프레임에 접착하고, 200℃에서 1시간 가열한 후의, 260℃에 있어서의 상기 은 도금된 구리 리드 프레임에 대한 전단 접착력을 B로 했을 때, B/A가 1.1 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.2 이상이다. 상기 B/A가 1.1 이상이면, 은에 대해서 양호한 신뢰성을 가질 수 있다. 또한, 상기 B/A는 클수록 바람직하지만, 예를 들면, 10 이하이다.
상기 B/A는, 예를 들면, 은 필러의 첨가량이나 입경에 의해 컨트롤할 수 있다.
상기 전단 접착력 A는, 구리에 대한 접착력 확보의 관점에서, 바람직하게는 0.1∼30MPa이며, 보다 바람직하게는 0.5∼20MPa이다.
또한, 상기 전단 접착력 B는, 은에 대한 접착력 확보의 관점에서, 바람직하게는 0.3∼30MPa이며, 보다 바람직하게는 0.7∼25MPa이다.
접착 시트(30)는, 200℃에서 1시간 가열한 후의 시트 두께 방향의 열전도율이 3W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4W/m·K 이상이다. 200℃에서 1시간 가열한 후의 시트 두께 방향의 열전도율이 3W/m·K 이상이면, 보다 방열성이 우수하다.
상기 열전도율은, 상기 은 피복 구리계 필러 및 상기 은 필러의 합계 함유량이나 함유 비율에 의해 컨트롤할 수 있다.
(다이싱 테이프)
도 1에 나타내는 바와 같이, 다이싱 테이프(20)는, 기재(22) 및 기재(22) 상에 배치된 점착제층(24)을 구비한다.
기재(22)는, 다이싱 테이프(20)의 강도 모체가 되는 것이며, 자외선 투과성을 갖는 것이 바람직하다. 기재(22)로서는, 예를 들면, 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, 교호) 공중합체, 에틸렌-뷰텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 폴리유레테인, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에터에터케톤, 폴리이미드, 폴리에터이미드, 폴리아마이드, 전방향족 폴리아마이드, 폴리페닐설파이드, 아라미드(종이), 유리, 유리 클로쓰, 불소 수지, 폴리염화 바이닐, 폴리염화 바이닐리덴, 셀룰로스계 수지, 실리콘 수지, 금속(박), 종이 등을 들 수 있다.
기재(22)의 표면은, 인접하는 층과의 밀착성, 유지성 등을 높이기 위해, 관용의 표면 처리, 예를 들면, 크로뮴산 처리, 오존 폭로, 화염 폭로, 고압 전격 폭로, 이온화 방사선 처리 등의 화학적 또는 물리적 처리, 하도제(下塗劑)(예를 들면, 후술하는 점착 물질)에 의한 코팅 처리를 실시할 수 있다.
기재(22)의 두께는, 특별히 제한되지 않고 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 5∼200μm 정도이다.
점착제층(24)의 형성에 이용하는 점착제로서는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제 등의 일반적인 감압성 접착제를 이용할 수 있다. 감압성 접착제로서는, 반도체 웨이퍼나 유리 등의 오염을 싫어하는 전자 부품의 초순수나 알코올 등의 유기 용제에 의한 청정 세정성 등의 점에서, 아크릴계 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 아크릴계 점착제가 바람직하다.
아크릴계 폴리머로서는, 예를 들면, (메트)아크릴산 알킬에스터(예를 들면, 메틸에스터, 에틸에스터, 프로필에스터, 아이소프로필에스터, 뷰틸에스터, 아이소뷰틸에스터, s-뷰틸에스터, t-뷰틸에스터, 펜틸에스터, 아이소펜틸에스터, 헥실에스터, 헵틸에스터, 옥틸에스터, 2-에틸헥실에스터, 아이소옥틸에스터, 노닐에스터, 데실에스터, 아이소데실에스터, 운데실에스터, 도데실에스터, 트라이데실에스터, 테트라데실에스터, 헥사데실에스터, 옥타데실에스터, 에이코실에스터 등의 알킬기의 탄소수 1∼30, 특히 탄소수 4∼18의 직쇄상 또는 분기쇄상의 알킬에스터 등) 및 (메트)아크릴산 사이클로알킬에스터(예를 들면, 사이클로펜틸에스터, 사이클로헥실에스터 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 말하며, 본 발명의 (메트)란 모두 마찬가지의 의미이다.
아크릴계 폴리머는, 응집력, 내열성 등의 개질을 목적으로 하여, 필요에 따라, 상기 (메트)아크릴산 알킬에스터 또는 사이클로알킬에스터와 공중합 가능한 다른 모노머 성분에 대응하는 단위를 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 모노머 성분으로서 예를 들면, 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)아크릴아마이드프로페인설폰산, 설포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌설폰산 등의 설폰산기 함유 모노머; 2-하이드록시에틸아크릴로일포스페이트 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, 전모노머 성분의 40중량% 이하가 바람직하다.
추가로, 아크릴계 폴리머는, 가교시키기 위해, 다작용성 모노머 등도, 필요에 따라서 공중합용 모노머 성분으로서 포함할 수 있다. 이와 같은 다작용성 모노머로서, 예를 들면, 헥세인다이올다이(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜다이(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 폴리에스터(메트)아크릴레이트, 유레테인(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다작용성 모노머도 1종 또는 2종 이상 이용할 수 있다. 다작용성 모노머의 사용량은, 점착 특성 등의 점에서, 전모노머 성분의 30중량% 이하가 바람직하다.
아크릴계 폴리머는, 단일 모노머 또는 2종 이상의 모노머 혼합물을 중합에 부치는 것에 의해 얻어진다. 중합은, 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합, 현탁 중합 등의 어느 방식으로 행할 수도 있다. 청정한 피착체에 대한 오염 방지 등의 점에서, 저분자량 물질의 함유량이 작은 것이 바람직하다. 이 점에서, 아크릴계 폴리머의 수 평균 분자량은, 바람직하게는 30만 이상, 더 바람직하게는 40만∼300만 정도이다.
또한, 상기 점착제에는, 베이스 폴리머인 아크릴계 폴리머 등의 수 평균 분자량을 높이기 위해, 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, 그 사용량은, 가교해야 할 베이스 폴리머와의 밸런스에 따라, 더욱이는, 점착제로서의 사용 용도에 따라 적절히 결정된다. 일반적으로는, 상기 베이스 폴리머 100중량부에 대해서, 5중량부 정도 이하, 더욱이는 0.1∼5중량부 배합하는 것이 바람직하다. 추가로, 점착제에는, 필요에 따라, 상기 성분 외에, 종래 공지된 각종의 점착 부여제, 노화 방지제 등의 첨가제를 이용해도 된다.
점착제층(24)은 방사선 경화형 점착제에 의해 형성할 수 있다. 방사선 경화형 점착제는, 자외선 등의 방사선의 조사에 의해 가교도를 증대시켜 그의 점착력을 용이하게 저하시킬 수 있다.
도 1에 나타내는 점착제층(24)의 워크피스 첩부 부분에 대응하는 부분(26)만을 방사선 조사하는 것에 의해 다른 부분과의 점착력의 차를 만들 수 있다. 이 경우, 미경화의 방사선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 부분은 접착 시트(30)와 점착하여, 다이싱할 때의 유지력을 확보할 수 있다. 또한, 미경화의 방사선 경화형 점착제에 의해 형성되어 있는 부분에 웨이퍼 링을 고정시킬 수 있다.
방사선 경화형 점착제는, 탄소-탄소 이중 결합 등의 방사선 경화성의 작용기를 갖고, 또한 점착성을 나타내는 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 방사선 경화형 점착제로서는, 예를 들면, 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, 예를 들면, 유레테인 올리고머, 유레테인(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메테인테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨모노하이드록시펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,4-뷰테인다이올다이(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한 방사선 경화성의 올리고머 성분은 유레테인계, 폴리에터계, 폴리에스터계, 폴리카보네이트계, 폴리뷰타다이엔계 등 여러 가지의 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 대해서, 예를 들면 5∼500중량부, 바람직하게는 40∼150중량부 정도이다.
또한, 방사선 경화형 점착제로서는, 상기 설명한 첨가형의 방사선 경화형 점착제 외에, 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 많이는 포함하지 않기 때문에, 경시적으로 올리고머 성분 등이 점착제 재중을 이동함이 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 특별히 제한 없이 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, 여러 가지 방법을 채용할 수 있지만, 탄소-탄소 이중 결합은 폴리머 측쇄에 도입하는 것이 분자 설계가 용이하다. 예를 들면, 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 아지리딘일기, 하이드록실기와 아이소사이아네이트기 등을 들 수 있다. 이들 작용기의 조합 중에서도 반응 추적의 용이함 때문에, 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 화합물의 어느 측에 있어도 되지만, 상기의 바람직한 조합에서는, 아크릴계 폴리머가 하이드록실기를 갖고, 상기 화합물이 아이소사이아네이트기를 갖는 경우가 적합하다. 이 경우, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 아이소사이아네이트 화합물로서는, 예를 들면, 메타크릴로일아이소사이아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸아이소사이아네이트, m-아이소프로펜일-α,α-다이메틸벤질아이소사이아네이트 등을 들 수 있다. 또한, 아크릴계 폴리머로서는, 상기 예시의 하이드록시기 함유 모노머나 2-하이드록시에틸바이닐에터, 4-하이드록시뷰틸바이닐에터, 다이에틸렌글리콜모노바이닐에터의 에터계 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 100중량부에 대해서 30중량부의 범위 내이며, 바람직하게는 0∼10중량부의 범위이다.
상기 방사선 경화형 점착제에는, 자외선 등에 의해 경화시키는 경우에는 광중합 개시제를 함유시킨다. 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 4-(2-하이드록시에톡시)페닐(2-하이드록시-2-프로필)케톤, α-하이드록시-α,α'-다이메틸아세토페논, 2-메틸-2-하이드록시프로피오페논, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨계 화합물; 메톡시아세토페논, 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-다이에톡시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)-페닐]-2-모폴리노프로페인-1 등의 아세토페논계 화합물; 벤조인에틸에터, 벤조인아이소프로필에터, 아니소인메틸에터 등의 벤조인에터계 화합물; 벤질 다이메틸케탈 등의 케탈계 화합물; 2-나프탈렌설폰일클로라이드 등의 방향족 설폰일클로라이드계 화합물; 1-페논-1,1-프로판다이온-2-(o-에톡시카보닐)옥심 등의 광활성 옥심계 화합물; 벤조페논, 벤조일벤조산, 3,3'-다이메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 싸이옥산톤, 2-클로로싸이옥산톤, 2-메틸싸이옥산톤, 2,4-다이메틸싸이옥산톤, 아이소프로필싸이옥산톤, 2,4-다이클로로싸이옥산톤, 2,4-다이에틸싸이옥산톤, 2,4-다이아이소프로필싸이옥산톤 등의 싸이옥산톤계 화합물; 캠퍼퀴논; 할로젠화 케톤; 아실포스핀옥사이드; 아실포스포네이트 등을 들 수 있다. 광중합 개시제의 배합량은, 점착제를 구성하는 아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머 100중량부에 대해서, 예를 들면 0.05∼20중량부 정도이다.
또한 방사선 경화형 점착제로서는, 예를 들면, 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(24) 중에는, 필요에 따라서, 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물을 함유시킬 수도 있다. 방사선 조사에 의해, 착색되는 화합물을 점착제층(24)에 포함하게 하는 것에 의해, 방사선 조사된 부분만을 착색할 수 있다. 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물은, 방사선 조사 전에는 무색 또는 담색이지만, 방사선 조사에 의해 유색이 되는 화합물이며, 예를 들면, 로이코 염료 등을 들 수 있다. 방사선 조사에 의해 착색되는 화합물의 사용 비율은, 적절히 설정할 수 있다.
점착제층(24)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 칩 절단면의 깨짐 방지나 접착 시트(30)의 고정 유지의 양립성 등의 점에서는, 1∼50μm 정도인 것이 바람직하다. 바람직하게는 2∼30μm이고, 5∼25μm가 더 바람직하다.
다이싱 테이프 일체형 접착 시트(10)는, 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 다이싱 테이프(20)의 점착제층(24)과 접착 시트(30)를 첩합함으로써, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트(10)를 제조할 수 있다.
(반도체 장치의 제조 방법)
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은,
다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 준비하는 공정과,
상기 다이싱 테이프 일체형 접착 시트에 반도체 웨이퍼를 첩부하는 공정과,
상기 반도체 웨이퍼를 상기 접착 시트와 함께 다이싱하여, 접착 시트 부착 반도체칩을 형성하는 공정과,
상기 접착 시트 부착 반도체칩을 상기 다이싱 테이프로부터 픽업하는 공정과,
픽업한 상기 접착 시트 부착 반도체칩을 피착체에 다이 본딩하는 공정을 적어도 포함한다.
이하, 본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에 대해, 도 2∼도 5를 참조하면서 설명한다. 도 2∼5는, 본 실시형태에 따른 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
우선, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트(10)를 준비한다.
다음으로, 도 2에 나타내는 바와 같이, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트(10)에 반도체 웨이퍼(40)를 첩부한다. 반도체 웨이퍼(40)로서는, 실리콘 웨이퍼, 실리콘카바이드 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼 등을 들 수 있다. 화합물 반도체 웨이퍼로서는, 질화 갈륨 웨이퍼 등을 들 수 있다.
첩부 방법으로서는, 예를 들면, 압착 롤 등의 압압 수단에 의해 압압하는 방법 등을 들 수 있다. 첩부 압력으로서는, 0.05∼10MPa의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 첩부 온도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 23∼90℃의 범위 내인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(40)의 다이싱을 행한다. 즉, 반도체 웨이퍼(40)를 접착 시트(30)와 함께 소정의 사이즈로 절단하여, 접착 시트(30) 부착 반도체칩(50)을 형성한다. 다이싱은, 통상의 방법에 따라 행해진다. 또한, 본 공정에서는, 예를 들면 다이싱 테이프 일체형 접착 시트(10)까지 절입을 행하는 풀컷으로 불리는 절단 방식 등을 채용할 수 있다. 본 공정에서 이용하는 다이싱 장치로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것을 이용할 수 있다. 반도체 웨이퍼(40)는, 다이싱 테이프 일체형 접착 시트(10)에 의해 고정되고 있으므로, 칩 깨짐이나 칩 날림을 억제할 수 있음과 더불어, 반도체 웨이퍼(40)의 파손도 억제할 수 있다.
다음으로, 도 4에 나타내는 바와 같이, 접착 시트(30) 부착 반도체칩(50)을 다이싱 테이프(20)로부터 픽업한다. 픽업의 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 여러 가지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 개개의 반도체칩(50)을 다이싱 테이프(20) 측으로부터 니들에 의해 밀어 올려, 밀어 올려진 반도체칩(5)을 픽업 장치에 의해 픽업하는 방법 등을 들 수 있다.
픽업 조건으로서는, 칩핑 방지의 점에서, 니들 밀어 올림 속도를 5∼100mm/초로 하는 것이 바람직하고, 5∼10mm/초로 하는 것이 보다 바람직하다.
픽업은, 점착제층(24)이 자외선 경화형인 경우, 해당 점착제층(24)에 자외선을 조사한 후에 행해도 된다. 이에 의해, 점착제층(24)의 접착 시트(30)에 대한 점착력이 저하되어, 반도체칩(50)의 박리가 용이해진다. 그 결과, 반도체칩(50)을 손상시킴이 없이 픽업이 가능해진다. 자외선 조사 시의 조사 강도, 조사 시간 등의 조건은 특별히 한정되지 않고, 적절히 필요에 따라서 설정하면 된다.
다음으로, 도 5에 나타내는 바와 같이, 픽업한 반도체칩(50)을, 접착 시트(30)를 개재시켜 피착체(60)에 다이 본딩한다. 피착체(60)로서는, 리드 프레임, TAB 필름, 기판 또는 별도 제작한 반도체칩 등을 들 수 있다. 피착체(60)는, 예를 들면, 용이하게 변형되는 변형형 피착체여도 되고, 변형하는 것이 곤란한 비변형형 피착체(반도체 웨이퍼 등)여도 된다.
상기 기판으로서는, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 리드 프레임으로서는, Cu 리드 프레임, 42 Alloy 리드 프레임 등의 금속 리드 프레임이나 유리 에폭시, BT(비스말레이미드-트라이아진), 폴리이미드 등으로 이루어지는 유기 기판을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 반도체칩을 마운팅하여, 반도체칩과 전기적으로 접속되어 사용 가능한 회로 기판도 포함된다.
다이 본드 조건으로서는, 압력 0.01MPa∼5MPa가 바람직하다. 또한, 다이 본드 시의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 23∼200℃의 범위 내인 것이 바람직하다.
계속하여, 반도체칩(50) 부착 피착체(60)를 가열하는 것에 의해 접착 시트(30)를 열경화시켜, 반도체칩(50)과 피착체(60)를 고착시킨다. 이때, 접착 시트(30) 중의 은 필러를 소결시키는 것이 바람직하다. 가열 온도는, 80∼200℃, 바람직하게는 100∼175℃, 보다 바람직하게는 100∼140℃에서 행할 수 있다. 또한, 가열 시간은, 0.1∼24시간, 바람직하게는 0.1∼3시간, 보다 바람직하게는 0.2∼1시간에 행할 수 있다. 또한, 가열 경화는, 가압 조건하에서 행해도 된다. 가압 조건으로서는, 1∼20kg/cm2의 범위 내가 바람직하고, 3∼15kg/cm2의 범위 내가 보다 바람직하다. 가압하에서의 가열 경화는, 예를 들면, 불활성 가스를 충전한 챔버 내에서 행할 수 있다. 상기 조건에서 가열하면 접착 시트(30)는 충분히 열경화된다. 그 결과, 그 후의 와이어 본딩 공정에서 문제가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
다음으로, 피착체(60)의 단자부(이너 리드)의 선단과 반도체칩(50) 상의 전극 패드(도시하지 않음)를 본딩 와이어(70)로 전기적으로 접속하는 와이어 본딩 공정을 행한다. 본딩 와이어(70)로서는, 예를 들면 금선, 알루미늄선 또는 구리선 등이 이용된다. 와이어 본딩을 행할 때의 온도는, 23∼300℃, 바람직하게는 23∼250℃의 범위 내에서 행해진다. 또한, 그 가열 시간은 수 초∼수 분간(예를 들면, 1초∼1분간) 행해진다. 결선(結線)은, 상기 온도 범위 내가 되도록 가열된 상태에서, 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착 에너지의 병용에 의해 행해진다.
다음으로, 필요에 따라서, 봉지 수지(80)에 의해 반도체칩(50)을 봉지하는 봉지 공정을 행한다. 본 공정은, 피착체(60)에 탑재된 반도체칩(50)이나 본딩 와이어(70)를 보호하기 위해 행해진다. 본 공정은, 봉지용의 수지를 금형으로 성형하는 것에 의해 행한다. 봉지 수지(80)로서는, 예를 들면 에폭시계의 수지를 사용한다. 수지 봉지 시의 가열 온도는, 바람직하게는 165℃ 이상, 보다 바람직하게는 170℃ 이상이며, 해당 가열 온도는, 바람직하게는 185℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하이다. 이에 의해, 봉지 수지(80)를 경화시킨다. 한편, 본 봉지 공정에서는, 시트상의 봉지용 시트에 반도체칩(50)을 매설하는 방법(예를 들면, 일본 특허공개 2013-7028호 공보 참조)을 채용할 수도 있다. 또한, 금형에 의한 봉지 수지의 성형 이외에도, 케이스형 용기에 실리콘 겔을 유입하는 겔 봉지형이어도 된다.
다음으로, 필요에 따라서, 봉지물을 추가로 가열을 해도 된다(후경화 공정). 이에 의해, 봉지 공정으로 경화 부족의 봉지 수지(80)를 완전히 경화시킬 수 있다. 본 공정에 있어서의 가열 온도는, 봉지 수지의 종류에 따라 다르지만, 예를 들면 165∼185℃의 범위 내이며, 가열 시간은 0.5∼8시간 정도이다.
전술한 실시형태에서는, 본 발명의 접착 시트가, 다이 본드 필름으로서의 접착 시트(30)인 경우에 대해 설명했지만, 본 발명의 접착 시트는, 이 예에 한정되지 않는다. 본 발명의 접착 시트로서는, 예를 들면, 플립칩형 반도체 이면용 필름, 반도체 장치와 히트 싱크 사이의 접착 시트, PoP 패키지(Package on Package 패키지)의 패키지간 접착 시트, LED칩용의 접착 시트 등을 들 수 있다.
플립칩형 반도체 이면용 필름이란, 플립칩 접속된 반도체칩의 이면(플립칩 접속면과는 반대측의 면)에 첩부되는 필름이다.
본 발명의 접착 시트 플립칩형 반도체 이면용 필름인 경우, 플립칩형 반도체 이면용 필름으로서의 기능을 가질 정도로 조성이나 함유량을 변경시킨 후에, 다이 본드 필름으로서의 접착 시트(30)와 마찬가지의 구성을 채용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 관하여 실시예를 이용해서 상세히 설명하지만, 본 발명은 그의 요지를 넘지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 사용한 성분에 대해 설명한다.
은 피복 구리계 필러: 미쓰이금속공업사제의 1200YP(플레이크상, 평균 장경: 2.3μm, 은의 피복량 20중량%, 비표면적: 0.58m2/g, 개수 환산 평균 입자경: 3.4μm, 체적 환산 평균 입자경: 1.4μm)
은 필러: DOWA 엘렉트로닉스(주)제의 Ag nano powder-2(일차 입경: 60nm)
아크릴 수지: 네가미공업사제의 W-116.3(산가: 7.8)
페놀 수지: 메이와화성사제의 MEH-7800H
에폭시 수지: DIC사제의 EXA-4850(가요성 골격으로서 비방향족 골격을 포함한다)
경화 촉진제: 시코쿠화성사제의 2PHZ-PW
분산제: 도아합성사제의 UC-3000(카복실산기를 갖는 아크릴 공중합체, 산가: 74, 평균 중량 분자량: 10000)
[접착 시트의 제작]
표 1에 기재된 배합비에 따라, 표 1에 기재된 각 성분을 메틸에틸케톤에 용해시켜 농도 40∼50중량%의 접착제 조성물 용액을 조제했다.
조제한 접착제 조성물 용액을, 실리콘 이형 처리한 두께 50μm의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 도포한 후, 130℃에서 2분간 건조시키는 것에 의해, 두께 20μm의 접착 시트를 제작했다.
[260℃에 있어서의 구리판에 대한 전단 접착력 A의 측정]
실시예 및 비교예의 접착 시트를 두께 500μm, 3mm×3mm의 실리콘 칩에 첩합했다. 첩합 조건은, 접착 시트에 실리콘 칩이 달라붙는 온도(60∼150℃), 속도 10mm/sec, 압력 0.15MPa로 했다. 그 후, 커터 나이프로 접착 시트를 실리콘 칩과 동일한 사이즈로 잘라냈다. 다음으로, 질소 분위기하에서, 120℃에서 1시간 가열하고, 추가로 200℃에서 1시간 가열하여, 접착 시트를 경화시켰다. 이상에 의해, 전단 접착력 측정용 칩을 제작했다.
이 측정용 칩의 접착제면을 두께 0.2μm의 구리 리드 프레임(모재: MF202)에 150℃에서 1초간, 1MPa 유지하여 첩합했다.
전단 시험기(Dage사제, Dage4000)를 이용하여, 접착 시트와 구리 리드 프레임의 전단 접착력을 측정했다. 전단 시험의 조건은, 측정 속도 500μm/s, 측정 갭 100μm, 스테이지 온도 260℃로 했다. 측정은, 측정 스테이지에 샘플을 두고 나서 약 20초 후에 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[260℃에 있어서의 은판에 대한 전단 접착력 B의 측정]
구리 리드 프레임에 대한 전단 접착력의 측정과 마찬가지로 하여, 전단 접착력 측정용 칩을 제작했다.
이 측정용 칩의 접착제면을 두께 0.2μm의 은 도금된 구리 리드 프레임(모재: MF202, 은 도금의 두께: 1∼5μm)에 150℃에서 1초간, 1MPa 유지하여 첩합했다.
전단 시험기(Dage사제, Dage4000)를 이용하여, 접착 시트와 은 도금된 구리 리드 프레임의 전단 접착력을 측정했다. 전단 시험의 조건은, 구리 리드 프레임에 대한 전단 접착력의 측정과 마찬가지로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
한편, 표 1에는, B/A에 대해서도 아울러 기재했다.
[열경화 후의 260℃에서의 저장 탄성률의 측정]
실시예 및 비교예의 접착 시트를, 폭 10mm×길이 30mm×두께 400μmm로 적층했다. 다음으로, 질소 분위기하에서, 120℃에서 1시간 가열하고, 추가로 175℃에서 1시간 가열하여, 접착 시트를 경화시켰다.
다음으로, 점탄성 측정 장치 RSA2(TA인스트루먼츠사제)를 이용하여, 질소 분위기하에서, 측정 조건: 승온 속도 10℃/분, 주파수 1Hz, 척간 거리 22.5mm에서, 저장 탄성률을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(200℃에서 1시간 가열한 후의 열전도율의 측정)
우선, 실시예 및 비교예의 접착 시트를 200℃에서 1시간 가열하여 열경화시켰다. 열경화는 질소 분위기하에서 행했다.
다음으로, 열경화 후의 이들 접착 시트의 열전도율의 측정을 행했다. 열전도율은 하기의 식으로부터 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(열전도율) = (열확산 계수)×(비열)×(비중)
<열확산 계수>.
우선, 실시예 및 비교예의 접착 시트를, 질소 분위기하에서, 200℃에서 1시간 가열했다. 다음으로, 20mm각으로 잘라내어, 아이페이즈·모바일(아이페이즈사제)을 이용하여 열확산 계수 측정했다.
<비열>
DSC(TA instrument제, Q-2000)를 이용하여 JIS-7123의 규격에 따른 측정 방법에 의해 구했다.
<비중>
전자 천칭(주식회사 시마즈 제작소제, AEL-200)을 이용하여 아르키메데스법에 의해 측정했다.
(흡습 리플로우 신뢰성 시험)
실시예 및 비교예의 접착 시트의 각각을 반도체 웨이퍼에 마운팅했다. 반도체 웨이퍼로서는, 사이즈가 8인치이며, 두께가 100μm가 될 때까지 이면 연삭한 것을 이용했다. 연삭 조건 및 첩합 조건은 하기 대로이다.
<웨이퍼 연삭 조건>
연삭 장치: 디스코사제, DGP-8760
반도체 웨이퍼: 8인치 직경(두께 750μm로부터 100μm로 이면 연삭)
<첩합 조건>
첩부 장치: 닛토세이키제, DR-3000II
첩부 속도계: 100mm/min
첩부 압력: 0.3MPa
첩부 시의 스테이지 온도: 100℃
다음으로, 반도체 웨이퍼를 다이싱하여 반도체칩을 형성했다. 다이싱은 2mm각의 칩 사이즈가 되도록 다이싱을 행했다. 다이싱 조건은 하기 대로이다. 한편, 다이싱에 있어서는, 다이싱 테이프로서 P2130G(닛토덴코(주)제)를 이용했다.
<다이싱 조건>
다이싱 장치: 디스코사제, DFD-6361
다이싱 속도: 30mm/초
다이싱 블레이드: 디스코사제
Z1: 205O-HEDD
Z2: 205O-HCBB
회전수: 4만rpm
Z2의 다이싱 테이프로의 절입량: 20μm
컷 방식: 스텝 컷·A 모드
칩 사이즈: 2mm각
또, 다이싱 테이프의 기재측으로부터 니들에 의한 밀어 올림 방식으로, 접착 시트 부착의 반도체칩을 픽업했다. 픽업 조건은 하기 대로이다.
<픽업 조건>
다이 본드 장치: (주)신카와제, 장치명: SPA-300
니들 개수: 1개
니들 밀어 올림량: 400μm
니들 밀어 올림 속도: 5mm/초
흡착 유지 시간: 80ms
픽업한 반도체칩을 구리 리드 프레임에 다이 본딩했다. 다이 본드 조건은, 스테이지 온도 130℃, 하중 0.1MPa, 하중 시간 1초로 했다. 구리 리드 프레임(두께 0.2μm, 모재: MF202)을 이용했다.
다음으로, 반도체칩이 다이 본딩된 Cu 리드 프레임을, 건조기로 130℃, 1시간 열처리하고, 그 후 봉지 수지(닛토덴코(주)제, 상품명; GE-7470LA)로 패키징했다. 봉지 조건은 성형 온도 175℃, 성형 시간 90초로 했다. 얻어진 반도체 패키지에 대해, 추가로 후경화 공정을 행했다. 구체적으로는, 가열 온도 175℃, 가열 시간 1시간으로 했다. 이에 의해, 반도체 패키지(길이 5mm×폭 5mm×두께 0.7mm)를 10개 제작했다.
계속하여, MSL1, MSL2 각각의 조건에서 패키지를 흡습시켰다. MSL1은 85℃×85%RH×168시간의 조건하에서, MSL2는 85℃×60%RH×168시간의 조건하에서 반도체 패키지의 흡습을 행했다. 그 후, 예비 가열에서의 온도 150±30℃, 예비 가열 시간 90초, 피크 온도 260℃ 이상, 피크 온도에서의 가열 시간 10초로 설정한 IR 리플로우노(爐)에, 상기 반도체 패키지를 재치했다. 그 후, 반도체 패키지를 유리 커터로 절단하고, 그 단면을 초음파 현미경으로 관찰하여, 각 접착 시트와 기판의 경계에 있어서의 박리의 유무를 확인했다. 확인은 반도체칩 9개에 대해 행하여, MSL1의 조건에서 박리 발생률이 50% 이하인 경우를 ◎, MSL2의 조건에서 박리 발생률이 50% 이하인 경우를 ○, 양쪽의 경우에 있어서 박리 발생률이 50% 이상인 경우를 ×로서 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pat00001
10: 다이싱 테이프 일체형 접착 시트
20: 다이싱 테이프
22: 기재
24: 점착제층
30: 접착 시트
40: 반도체 웨이퍼
50: 반도체칩
60: 피착체
70: 본딩 와이어
80: 봉지 수지

Claims (14)

  1. 은 피복 구리계 필러와,
    은 필러를 함유하고,
    상기 은 피복 구리계 필러는 플레이크상이고, 또한 평균 장경이 0.7μm 이상이며,
    상기 은 필러는 일차 입경이 500nm 이하인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    열경화 후의 260℃에서의 저장 탄성률이 10∼700MPa인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    구리 리드 프레임에 접착하고, 200℃에서 1시간 가열한 후의, 260℃에 있어서의 상기 구리 리드 프레임에 대한 전단 접착력을 A, 은 도금된 구리 리드 프레임에 접착하고, 200℃에서 1시간 가열한 후의, 260℃에 있어서의 상기 은 도금된 구리 리드 프레임에 대한 전단 접착력을 B로 했을 때, B/A가 1.1 이상인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    200℃에서 1시간 가열한 후의 시트 두께 방향의 열전도율이 3W/m·K 이상인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 은 피복 구리계 필러의 중량을 C, 상기 은 필러의 중량을 D로 했을 때, 비 C:D가 9:1∼5:5의 범위 내인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 은 피복 구리계 필러에 있어서의 은의 피복량은 상기 은 피복 구리계 필러 전체의 중량에 대해서 5∼30중량%인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 은 피복 구리계 필러의 비표면적은 0.5∼1.5m2/g의 범위 내인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 은 피복 구리계 필러의 개수 환산 평균 입자경을 E, 체적 환산 평균 입자경을 F로 했을 때, F/E가 10 이하인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    에폭시 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 에폭시 수지는 가요성 골격을 갖는 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    분산제를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 분산제는, 카복실산기를 갖고 있고, 산가는 20 이상이며, 평균 중량 분자량이 1000 이상인 아크릴 공중합체인 것을 특징으로 하는 접착 시트.
  13. 다이싱 테이프와,
    제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 접착 시트를 갖고,
    상기 다이싱 테이프 상에 상기 접착 시트가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 다이싱 테이프 일체형 접착 시트.
  14. 제 13 항에 기재된 다이싱 테이프 일체형 접착 시트를 준비하는 공정과,
    상기 다이싱 테이프 일체형 접착 시트에 반도체 웨이퍼를 첩부하는 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼를 상기 접착 시트와 함께 다이싱하여, 접착 시트 부착 반도체칩을 형성하는 공정과,
    상기 접착 시트 부착 반도체칩을 상기 다이싱 테이프로부터 픽업하는 공정과,
    픽업한 상기 접착 시트 부착 반도체칩을 피착체에 다이 본딩하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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