KR20180105660A - 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름 - Google Patents

도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR20180105660A
KR20180105660A KR1020187022055A KR20187022055A KR20180105660A KR 20180105660 A KR20180105660 A KR 20180105660A KR 1020187022055 A KR1020187022055 A KR 1020187022055A KR 20187022055 A KR20187022055 A KR 20187022055A KR 20180105660 A KR20180105660 A KR 20180105660A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal particles
group
conductive adhesive
adhesive film
resin
Prior art date
Application number
KR1020187022055A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102190151B1 (ko
Inventor
나오아키 미하라
노리유키 키리카에
지로우 수기야마
Original Assignee
후루카와 덴끼고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후루카와 덴끼고교 가부시키가이샤 filed Critical 후루카와 덴끼고교 가부시키가이샤
Publication of KR20180105660A publication Critical patent/KR20180105660A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102190151B1 publication Critical patent/KR102190151B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J9/00—Adhesives characterised by their physical nature or the effects produced, e.g. glue sticks
    • C09J9/02—Electrically-conducting adhesives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/06—Non-macromolecular additives organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J157/00—Adhesives based on unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09J157/06—Homopolymers or copolymers containing elements other than carbon and hydrogen
    • C09J157/12—Homopolymers or copolymers containing elements other than carbon and hydrogen containing nitrogen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J179/00—Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09J161/00 - C09J177/00
    • C09J179/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C09J179/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J201/00—Adhesives based on unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/10—Adhesives in the form of films or foils without carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L21/6836—Wafer tapes, e.g. grinding or dicing support tapes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/50—Phosphorus bound to carbon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/326—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bonding electronic components such as wafers, chips or semiconductors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • C09J2301/304—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier the adhesive being heat-activatable, i.e. not tacky at temperatures inferior to 30°C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • C09J2301/314—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier the adhesive layer and/or the carrier being conductive
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00—Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/408—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components additives as essential feature of the adhesive layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2461/00—Presence of condensation polymers of aldehydes or ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2463/00—Presence of epoxy resin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2479/00—Presence of polyamine or polyimide
    • C09J2479/08—Presence of polyamine or polyimide polyimide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29199—Material of the matrix
    • H01L2224/2929—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29301—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29311—Tin [Sn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83191—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L24/80 - H01L24/90
    • H01L24/92—Specific sequence of method steps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Dicing (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

예를 들면 반도체 칩(특히 파워 디바이스)을 리드 프레임의 소자 담지부 상 또는 절연 기판의 회로 전극부 상에 접합할 때의 도전 접합재로서 바람직하게 이용되며, 리드프리를 달성하면서, 특히 우수한 도전성을 가지며, 접합·소결 후의 내열성과 실장 신뢰성의 쌍방이 우수한 접합층을, 반도체 칩과 리드 프레임의 소자 담지부 상 또는 절연 기판의 회로 전극부 사이에 형성하는 것이 가능한 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름을 제공하는 것. 본 발명의 도전성 접착 필름은, 금속 입자(Q)와, 수지(M)와, 소정의 유기 인 화합물(A)을 포함하고, 상기 수지(M)는, 열경화성 수지(M1)를 포함하고, 상기 금속 입자(Q)는, 평균 입자 지름(d50)이 20㎛ 이하 이며, 또한 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이 1.1 이상인 제1 금속 입자(Q1)를 10질량% 이상 포함한다.

Description

도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름
본 발명은, 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름에 관한 것이다.
반도체 장치는, 일반적으로, 리드 프레임의 소자 담지부 상 또는 절연 기판의 회로 전극부 상에, 반도체 소자(칩)를 접합하기 위한 다이마운트재를 형성하는 공정과, 리드 프레임 상 혹은 회로 전극 상의 다이마운트재 표면에 반도체 소자를 탑재하고, 리드 프레임의 소자 담지부 혹은 절연 기판의 회로 전극부와 반도체 소자를 접합하는 공정과, 반도체 소자의 전극부와, 리드 프레임의 단자부 혹은 절연 기판의 단자부를 전기적으로 접합하는 와이어 본딩 공정과, 이와 같이 하여 조립한 반도체 장치를 수지 피복하는 몰드 공정을 거쳐 제조된다.
여기서, 리드 프레임의 소자 담지부 혹은 절연 기판의 회로 전극부와 반도체 소자를 접합할 때, 접합재가 이용된다. 예를 들면, IGBT나 MOS-FET 등 파워 반도체의 접합재로서는, 고융점에서 내열성이 있는 납을 85질량% 이상 포함하는 땜납(lead solder)이 널리 이용되어 왔다. 그러나, 최근, 납의 유해성이 문제시되고 있어, 접합재에 대해서도 리드프리(lead-free)의 요구가 높아지고 있다.
또한, SiC 파워 반도체는, Si 파워 반도체와 비교해, 저손실인 것과 동시에, 고속 및 고온에서의 동작이 가능하다는 특징이 있어, 차세대 파워 반도체로서 기대된다. 이러한 SiC 파워 반도체는, 이론상 200℃ 이상에서의 동작이 가능하지만, 인버터 등의 시스템의 고출력 고밀도화를 실용화하는데 있어서는, 접합재를 포함하는 주변 재료에 대해서도 내열성의 향상이 요구된다.
이들 배경으로부터, 최근에는, 리드프리 타입으로, 고융점의 각종 접합 재료가 평가된다. 이러한 고융점의 리드프리 타입의 접합 재료로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 개시된 Au-Sn계 합금이나 Au-Ge계 합금 등의 Au계 합금 등이 있으며, 이들은 전기 전도 및 열전도가 양호하고, 화학적으로도 안정적인 점에서 주목받고 있다. 그러나, 이러한 Au계 합금 재료는, 귀금속을 포함하기 때문에 재료 코스트가 높아지고, 또한, 보다 좋은 실장 신뢰성을 얻기 위해서는 고가의 고온 진공 리플로우 장치가 필요하기 때문에, 아직 실용화에는 이르지 않았다.
또한, 많은 리드프리 땜납은, 땜납보다도 습윤성이 나쁘다는 문제가 있다. 그 때문에, 리드프리 땜납을 접합재로서 이용한 경우에는, 다이패드 부분에 땜납이 펴 발라지지 않고, 땜납 누락 등의 접합 불량을 발생하는 리스크가 높아진다. 특히, 습윤성의 문제는, 리드프리 땜납의 융점이 높아지는 만큼, 악화되는 경향에 있어, 내열성과 실장 신뢰성을 양립하는 것이 어려웠다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 특허문헌 2나 특허문헌 3에서는, Cu계 땜납이나 Sn계 땜납 등의 확산 소결형 땜납의 연구가 진행되고 있다. 이들 확산 소결형 땜납은, 미소결 상태에서는 저융점이며 실장 온도를 저온화 할 수 있고, 더욱이, 확산 소결 반응 후 상태에서는 불가역적으로 고융점화하기 때문에, 종래의 리드프리 땜납에서는 어려웠던 내열성과 실장 신뢰성의 양립이 기대된다. 그러나, 확산 소결형 땜납도, 종래의 리드프리 땜납과 마찬가지로, 습윤성의 문제가 있고, 큰 면적을 접합할 때, 땜납 누락의 리스크는 회피할 수 없다. 또한, 확산 소결형 땜납은, 소결체 상태에서는 딱딱하고 저항력이 약하기 때문에, 응력 완화성이 부족하고, 내열 피로 특성이 낮다는 문제가 있어, 충분한 접합 신뢰성을 얻을 수 있기까지는 이르지 않았다.
또한, 땜납이나 리드프리 땜납의 대부분은, 금속의 산화 피막을 제거하는 목적으로, 카복실산이나 알코올 등의 플럭스를 첨가하는 것이 일반적이다. 그러나, 이들 플럭스 성분은, 흡습하기 쉬운 데다가, 블리드 아웃 (bleed out)하기 쉽고, 이러한 흡습 수분과 블리드 아웃의 발생이, 반도체 소자의 밀봉 패키지에 있어서의 흡습 후의 내 리플로우 (reflow resistance) 신뢰성 (MSL)에 악영향을 주는 것이 알려져 있다. 거기서, 일반적으로는, 땜납 리플로우 실장 후에, 플럭스 세정을 실시하고 있지만, 이러한 처리는, 그 시간이나 세정 폐수 처리의 문제가 있다. 한편, 이들 문제를 회피하기 위해, 흡습 및 블리드 아웃의 원인이 되는 카복실산이나 알코올 등의 플럭스 성분의 첨가량을 저감하면, 산화막의 제거 성능이 부족하여, 도전성이나 그 외의 성능이 충분히 발휘되지 않는다는 문제가 생긴다. 그 때문에, 아직 충분한 해결에는 이르지 않았다.
특허문헌 1: 특개 2006-032888호 공보 특허문헌 2: 특개 2007-152385호 공보 특허문헌 3: 특개 2002-263880호 공보
거기서 본 발명은, 예를 들면 반도체 칩(특히 파워 디바이스)을 리드 프레임의 소자 담지부 상 또는 절연 기판의 회로 전극부 상에 접합할 때의 도전 접합재로서 바람직하게 이용되며, 리드프리를 달성하면서, 특히 우수한 도전성을 가지며, 접합·소결 후의 내열성과 실장 신뢰성의 쌍방이 우수한 접합층을, 반도체 칩과 리드 프레임의 소자 담지부 상 또는 절연 기판의 회로 전극부 사이에 형성하는 것이 가능한 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 열심히 검토한 결과, 특히, 소정의 금속 입자(Q)와, 소정의 수지(M)와, 소정의 유기 인 화합물(A)을 조합함으로써, 예를 들면 반도체 칩(특히 파워 디바이스)과, 리드 프레임의 소자 담지부 상 또는 절연 기판의 회로 전극부 사이에, 리드프리로, 특히 우수한 도전성을 가지며, 접합·소결 후의 내열성과 실장 신뢰성의 쌍방이 우수한 접합층을 형성하는 것이 가능한, 도전 접합재로서 이용하는데 바람직한 도전성 접착 필름을 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 요지 구성은, 이하와 같다.
[1] 금속 입자(Q)와, 수지(M)와, 하기 일반식(1)에서 나타낸 유기 인 화합물(A)을 포함하고,
상기 수지(M)는, 열경화성 수지(M1)를 포함하고,
상기 금속 입자(Q)는, 평균 입자 지름(d50)이 20㎛ 이하 이며,
상기 금속 입자(Q)는, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이 1.1 이상인 제1 금속 입자(Q1)를 10질량% 이상 포함하는, 도전성 접착 필름.
[화 1]
Figure pct00001
다만, 상기 일반식(1)에 있어서 R은, 각각 독립적으로, 유기기를 나타내며, R은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, x 및 y는, 모두 0~3의 정수이며, 또한, x 및 y의 합(x＋y)은, 3이다.
[2] 상기 제1 금속 입자(Q1)는, 수지상(dendritic) 금속가루인, 상기 [1]에 기재된 도전성 접착 필름.
[3] 상기 유기 인 화합물(A)은, 알킬포스핀, 아릴포스핀 및 아인산 유기 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 도전성 접착 필름.
[4] 상기 일반식(1)에 있어서 R은, 각각 독립적으로, 그 일부에 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기, 말레산에스테르기, 말레산아미드기, 말레산이미드기, 1급 아미노기, 2급 아미노기, 티올기, 히드로실릴기, 히드로붕소기, 페놀성 수산기 및 에폭시기로부터 선택되는 어느 1종 이상을 가지는 상기 [1]~[3] 중 어느 한 항에 기재된 도전성 접착 필름.
[5] 상기 금속 입자(Q)는, 구 형상 금속가루로 이루어진 제2 금속 입자(Q2)를 더 포함하는, 상기 [1]~[4] 중 어느 한 항에 기재된 도전성 접착 필름.
[6] 상기 제2 금속 입자(Q2)는, 평균 입자 지름(d50)이 7㎛ 미만인, 상기 [5]에 기재된 도전성 접착 필름.
[7] 상기 제2 금속 입자(Q2)는, 주석 또는 주석을 함유하는 합금으로 이루어진 금속 입자를 포함하는, 상기 [5] 또는 [6]에 기재된 도전성 접착 필름.
[8] B스테이지 상태에 있어서, 60℃에서 1Hz에 있어서의 손실 탄성률(G'')과 저장 탄성률(G')의 비(G''/G')로 정의되는 손실 탄젠트(tanδ)가, 1.4 이상인, 상기 [1]~[7] 중 어느 한 항에 기재된 도전성 접착 필름.
[9] 상기 열경화성 수지(M1)는, 이미드기를 1분자 중에 2단위 이상 가지는 말레산이미드 화합물을 포함하는, 상기 [1]~[8] 중 어느 한 항에 기재된 도전성 접착 필름.
[10] 상기 말레산이미드 화합물이, 탄소수 10 이상의 지방족 아민에서 유래하는 골격을 포함하는, 상기 [9]에 기재된 도전성 접착 필름.
[11] 상기 열경화성 수지(M1)가, 페놀노볼락 수지를 더 포함하는, 상기 [9] 또는 [10]에 기재된 도전성 접착 필름.
[12] 상기 [1]~[11] 중 어느 한 항에 기재된 도전성 접착 필름과, 다이싱 테이프를 맞붙여 이루어진, 다이싱·다이본딩 필름.
본 발명에 따르면, 도전성 접착 필름이 금속 입자(Q)와, 수지(M)와, 소정의 유기 인 화합물(A)을 포함하고, 상기 수지(M)는, 열경화성 수지(M1)를 포함하고, 상기 금속 입자(Q)는, 평균 입자 지름(d50)이 20㎛ 이하 이며, 또한 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원(fractal dimension)이 1.1 이상인 제1 금속 입자(Q1)를 10질량% 이상 포함함으로써, 예를 들면 반도체 칩(특히 파워 디바이스)과, 리드 프레임의 소자 담지부 상 또는 절연 기판의 회로 전극부 사이에, 리드프리로, 특히 우수한 도전성을 가지며, 접합·소결 후의 내열성과 실장 신뢰성의 쌍방이 우수한 접합층을 형성하는 것이 가능한, 도전 접합재로서 이용하는데 바람직한 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름을 제공할 수 있다.
도 1(A)은, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이 1.1 이상인 금속 입자의 일례를 도시한 SEM 화상이며, 도 1(B)은, 이 SEM 화상을 2치화 처리한 화상이며, 도 1(C)은, 이 2치화(binarization) 처리 화상 중, 하부의 입자에 대해 윤곽선을 추출한 화상이며, 도 1(D)은, 이 윤곽선에 근거하여, 박스 픽셀 사이즈(d) 대 박스 수(N(d))에 대해서, 상용 로그 플롯한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 다이싱·다이본딩 필름의 층 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다이싱·다이본딩 필름을 반도체에 첩합한 상태를 도시한 도이다.
도 4는 다이싱 공정을 설명하기 위한 도이다.
도 5는 픽업 공정을 설명하기 위한 도이다.
도 6은 다이본딩 공정을 설명하기 위한 도이다.
도 7은 수지 몰드한 반도체 소자(장치)의 단면을 도시한 도이다.
본 발명에 따른 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름의 실시형태에 대해서, 이하에 상세하게 설명한다.
<도전성 접착 필름>
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름은, 소정의 금속 입자(Q)와, 소정의 수지(M)와, 소정의 유기 인 화합물(A)을 포함한다. 또한, 도전성 접착 필름은, 필요에 따라, 더 각종 첨가제를 함유할 수도 있다. 또한, 여기서 말하는 「금속 입자」란, 특별히 구별해서 기재하지 않는 한, 단일의 금속 성분으로 이루어진 금속 입자를 의미하는 것 만이 아니고, 2종 이상의 금속 성분으로 이루어진 합금 입자도 의미한다.
[1] 금속 입자(Q)
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름에 있어서, 금속 입자(Q)는, 평균 입자 지름(d50)이, 20㎛ 이하 이다. 상기 범위로 함으로써, 예를 들면, 반도체 칩(특히 파워 디바이스)을 리드 프레임의 소자 담지부 상 또는 절연 기판의 회로 전극부 상에 접합할 때의 도전 접합재로서 이용한 경우에, 비교적 박층(예를 들면, 30㎛ 이하)의 접착층을 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에 있어서 평균 입자 지름(d50)은, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정법에 따른 측정에 근거하여 산출된 값으로 한다. 또한, 평균 입자 지름(d50)의 측정 조건은, 후술하는 실시예의 항에서 설명한다.
또한, 금속 입자(Q)는, 일차 입자 상태(primary particle state)에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이 1.1 이상인 제1 금속 입자(Q1)를 10질량% 이상 함유한다. 이러한 제1 금속 입자(Q1)를 10질량% 이상 함유함으로써, 특히 도전성이 우수한 도전성 접착 필름을 얻을 수 있다. 금속 입자(Q)는, 제1 금속 입자(Q1)를 10질량% 이상 포함하는 것이면 괜찮고, 제1 금속 입자(Q1)만으로 이루어진 것이어도 괜찮고, 혹은, 제1 금속 입자(Q1)뿐만 아니라, 다른 입자 형상의 금속 입자를 1종 이상 포함하는 혼합물이어도 괜찮다.
여기서, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이 1.1 이상이란, 금속 입자의 형상(특히 입자의 표면 윤곽 형상)이 복잡한 것을 의미한다. 프랙탈 차원이란, 기하학적인 복잡함의 지표로, 본 실시형태에서는, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원, 즉 2차원의 프랙탈 차원을 규정한다. 또한, 2차원의 프랙탈 차원에 있어서, 예를 들면, 표면 윤곽 형상이, 진원이나, 정사각형, 직사각형 등의 심플한 형상은 프랙탈 차원이 대략 1이며, 다수의 요철을 가지는 형상 등, 형상이 복잡해 지는 만큼 프랙탈 차원은 커져, 2에 가까워진다.
여기서, 일차 입자란, 다른 입자와 응집하지 않은, 단독 입자를 의미한다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 일차 입자 상태에서의 투영도는, SEM(주사형 전자현미경)나 TEM(투과형 전자현미경) 등에 의해 얻은 일차 입자의 화상에 대해서, 화상 처리를 실시해 윤곽선을 추출한 것이다. 그 일례로서, 도 1을 나타낸다. 도 1(A)은, 수지상(dendritic) 구리가루의 SEM 화상이며, 도 1(C)은, 도 1(A)의 입자를 화상 처리하고, 일차 입자 상태에서의 투영도(윤곽선)로 한 것이다.
본 실시형태에 있어서, 프랙탈 차원의 해석 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 박스 카운트(box count)법이나 픽셀(pixel)법을 들 수 있다. 예를 들면, 박스 카운트법에 의한 프랙탈 차원의 해석은 다음과 같이 실시된다. 우선, 어느 평면 내에 존재하는 도형을, 한 변의 길이가 d인 정사각형으로 분할할 때, 그 도형이 N(d)개의 정사각형으로 덮여 있다고 하면, N(d)와 d 사이에,
N(d)=ad-D(a는 양의 정수) ···(I)
의 관계가 성립될 때, D를 그 도형의 프랙탈 차원(fractal dimension)이라고 정의한다.
또한, 상기 식(I)의 양변의 로그를 취하면,
log10N(d)=-Dlog10d+log10a(a는 양의 정수) ···(II)
가 되어, d와 N(d)의 양쪽 로그 플롯을 그리면, 그 직선의 기울기로부터 프랙탈 차원 D를 구할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하면서, 구체적인 순서를 설명한다. 또한, 이하의 순서는 일례로, 하기 순서로 한정되는 것은 아니다. 우선, 임의의 화상 소프트(본 발명에서는 미국국립위생연구소(NIH) Wayne Rasband씨가 작성한 “Image-J”)를 이용하여, SEM 이나 TEM 등에 의해 얻은 일차 입자의 화상(도 1(A): 여기에서는 SEM 화상)을 2치화 처리 등에 의해 바이너리 화상 형식의 투영도로 하고(도 1(B)), 동일한 투영도로부터 윤곽선을 추출한다(도 1(C)).
이어서, 상기 처리 화상에 있어서, 한 변의 길이를 d(여기서, d는, 2 픽셀 이상의 임의의 픽셀 수이다.)로 하는, 픽셀 사이즈가 다른 정사각형 박스를 정의하고, 각 박스(한 변의 길이 d)마다, 상기 일차 입자의 윤곽선을 덮는 경우에 필요한 박스 수N(d)를 센다.
그 후, 얻은 N(d)를, 박스의 한 변의 길이 d에 대해서 상용 로그 플롯하고(도 1(D)), 상기 식(II)에 따라 직선의 기울기를 구하여, 프랙탈 차원 D를 산출한다. 또한, 도 1에 도시한 일차 입자 상태에서의 투영도의 프랙탈 차원 D는, 상기 박스 카운트법에 의해 해석했으며, 1.25였다.
이러한 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이 1.1 이상인 제1 금속 입자(Q1)로서는, 예를 들면, 도 1에 도시한 수지상 형상의 금속가루나, 불가사리 형상, 표면에 다수의 미소(微小) 요철을 가지는 구 형상 등의 비교적 복잡한 윤곽 형상을 가지는 금속가루를 들 수 있다. 그 중에서도, 수지상 형상을 가지는 금속가루가 바람직하다. 제1 금속 입자(Q1)가 수지상 금속가루를 포함함으로써, 도전성 접착 필름에 있어서, 금속 입자끼리의 접촉 확률이 높아지기 때문에, 도전성이 향상된다.
금속 입자(Q)는, 제1 금속 입자(Q1) 외에, 더욱 구(ball) 형상 금속가루로 이루어진 제2 금속 입자(Q2)를 포함하는 것이 바람직하다. 금속 입자(Q)가, 제2 금속 입자(Q2)를 포함함으로써, 금속 입자 표면과 수지 성분의 계면 마찰에서 유래하는 점도 상승의 정도를 컨트롤 할 수 있고, 용도에 맞춰 최적인 점도로 조절할 수 있다. 또한, 도전성의 향상도 도모할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 구 형상 금속가루란, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이, 1.0 이상, 1.1 미만의 금속 입자를 의미한다. 이러한 구 형상 금속가루로서는, 예를 들면 아트마이즈법(Atomizing Method)에 의해 제작된 금속가루 등을 들 수 있다.
또한, 제2 금속 입자(Q2)는, 평균 입자 지름(d50)이 7㎛ 미만인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위로 함으로써, 제2 금속 입자(Q2)가 제1 금속 입자(Q1)의 틈새에 들어가기 쉬워져, 금속의 충전 밀도를 높일 수 있고, 도전율을 높일 수 있다.
상기 제1 금속 입자(Q1) 및 제2 금속 입자(Q2)는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 티탄(Ti), 은(Ag), 금(Au), 인듐(In), 비스무트(Bi), 갈륨(Ga) 및 팔라듐(Pd)의 군으로부터 선택되는 1종의 금속 또는 이들 군으로부터 선택되는 2종 이상을 함유하는 합금으로 이루어진 것이 바람직하고, 그 중에서도, 도전성 및 열전도성이 우수하고, 비교적 염가로, 이온 마이그레이션(ion migration)이 일어나기 어려운 점에서, 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 및 주석(Sn)의 군으로부터 선택되는 1종의 금속 또는 이들 군으로부터 선택되는 2종 이상을 함유하는 합금으로 이루어진 것이 보다 바람직하다. 또한, 제1 금속 입자(Q1) 및 제2 금속 입자(Q2) 중 적어도 한쪽이, 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 아연(Zn), 티탄(Ti), 은(Ag), 금(Au), 인듐(In), 비스무트(Bi), 갈륨(Ga) 및 팔라듐(Pd)으로부터 선택되는 적어도 2종을 함유하는 합금인 경우에는, 전체적으로의 금속 입자(Q)를 한층 더 저융점화할 수 있다.
또한, 제1 금속 입자(Q1) 및 제2 금속 입자(Q2) 중 적어도 한쪽은, 그 금속 입자의 표면이, 귀금속(예를 들면 은 또는 금 등)으로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 금속 입자의 표면이, 귀금속(바람직하게는 은 또는 금)으로 피복되어 있음으로써, 금속 입자의 표면에 산화 피막이 형성되기 어려워져, 도전성 접착 필름에 있어서, 높은 도전성이 발휘된다. 또한, 이러한 금속 입자에 의하면, 그 표면에 산화 피막이 형성되기 어렵기 때문에, 산화 피막의 제거를 목적으로 하는 플럭스 성분의 첨가량을 저감할 수 있다. 또한, 귀금속의 피막은, 제1 금속 입자(Q1) 및 제2 금속 입자(Q2)의 표면의 적어도 일부를 덮고 있으면 괜찮고, 반드시 전면을 덮지 않아도 괜찮지만, 피복 면적은 넓을수록 바람직하다. 이러한 제1 금속 입자(Q1) 및 제2 금속 입자(Q2)로서는, 예를 들면, 은으로 피복 한 수지상 구리가루나, 은으로 피복한 구 형상 구리가루 등을 들 수 있다.
또한, 제1 금속 입자(Q1) 및 제2 금속 입자(Q2)는, 각각 1종류의 금속가루(예를 들면, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원, 평균 입자 지름, 조성, 피막의 유무 등이 같은 것)로 구성되어도 괜찮고, 다른 금속가루(예를 들면, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원, 평균 입자 지름, 조성, 피막의 유무 등 중 어느 하나 이상이 서로 다른 것)를 2종 이상 혼합한 혼합물이어도 괜찮다. 특히, 제2 금속 입자(Q2)는, 혼합물인 것이 바람직하다.
또한, 제2 금속 입자(Q2)는, 제1 금속 입자(Q1)와 제2 금속 입자(Q2)로, 혹은 제2 금속 입자(Q2)와 제2 금속 입자(Q2)로, 서로, 금속간 화합물을 형성할 수 있는 금속 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 제1 금속 입자(Q1)와 제2 금속 입자(Q2)끼리, 혹은 제2 금속 입자(Q2)와 제2 금속 입자(Q2)끼리, 서로, 금속간 화합물을 형성 할 수 있음으로써, 금속 입자(Q) 전체적으로, 미소결 상태에서는 저융점의 금속 또는 합금이면서, 소결 후 상태에서는 고융점의 금속간 화합물을 형성하는 것이 가능해진다. 그 결과, 이러한 제2 금속 입자를 포함함으로써, 실장 온도의 저온화를 달성하면서, 소결 후는 실장 온도 이상의 온도에서도 성능이 열화하지 않고 우수한 내열성을 발휘하는 것이 가능해진다.
이러한 금속간 화합물을 형성할 수 있는 금속 성분의 조합으로서는, 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면, Cu-Sn계, Ni-Sn계, Ag-Sn계, Cu-Zn계, Ni-Zn계, Ag-Zn계, Ni-Ti계, Sn-Ti계, Al-Ti계, Au-In계 등의 조합을 들 수 있다. 또한, 이들 금속간 화합물을 형성할 수 있는 조합에 대응한 각 금속 성분은, 제1 금속 입자(Q1) 및 제2 금속 입자(Q2)의 각각, 혹은 2종 이상으로 이루어진 제2 금속 입자의 각각, 조합마다 각 1종씩 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 실장 온도를 가능한 한 낮게 설정할 필요가 있는 경우에는, 저융점의 Sn를 포함하는 조합이 바람직하고, 특히 Cu-Sn계 또는 Ni-Sn계의 조합이 보다 바람직하다. 또한, 구체적인 예로서는, 제1 금속 입자가 수지상 구리가루인 경우에, 제2 금속 입자(Q2)를 구 형상 주석가루로 하는 경우나, 제2 금속 입자(Q2)가 다른 금속 성분계의 2종의 금속가루의 혼합물인 경우에, 한쪽의 제2 금속 입자(Q2)를 구 형상 주석가루로 하고, 다른 한쪽의 제2 금속 입자(Q2)를 구 형상 구리가루로 하는 경우 등을 들 수 있다.
이상에 입각하여, 제1 금속 입자(Q1)는, 수지상 구리가루인 것이 바람직하다. 또한, 제2 금속 입자(Q2)는, 구 형상의 주석 또는 주석을 함유하는 합금으로 이루어진 금속 입자를 함유하는 혼합물인 것이 바람직하다.
금속 입자(Q) 100질량%에 있어서의, 제1 금속 입자(Q1)의 함유량은, 10질량% 이상이며, 바람직하게는 10~100질량%이며, 보다 바람직하게는 30~80질량%이다. 제1 금속 입자(Q1)가 10질량% 미만인 경우에는, 도전성의 향상 효과가 충분히 발휘되지 않는다.
또한, 금속 입자(Q) 100질량%에 있어서의, 제2 금속 입자(Q2)의 함유량은, 바람직하게는 0~90질량%이며, 보다 바람직하게는 20~70질량%이다. 또한, 제2 금속 입자(Q2) 100질량%에 있어서의, Sn 또는 Sn를 함유하는 합금으로 이루어진 금속 입자(Q2-1)의 함유량은, 바람직하게는 30질량% 이상이다.
또한, 금속 입자(Q)는, 제1 금속 입자(Q1) 및 제2 금속 입자(Q2)뿐만 아니라, 필요에 따라, 거기에 더욱 입자 형상이나 입자 지름이 다른 그 외의 금속 입자(Qn)를 1종 이상 포함하고 있어도 괜찮고, 그 함유량은, 금속 입자(Q) 100질량% 중에, 바람직하게는 50질량% 이하이다.
또한, 금속 입자(Q)는, 환경 부하 저감의 관점에서, Pb(납), Hg(수은), Sb(안티몬) 및 As(비소)를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 이들 성분의 함유량은, 금속 입자(Q) 100질량%중에, 합계해서 0.1질량% 미만인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름에 있어서의 금속 입자(Q)의 함유량은, 바람직하게는 70~96질량%이며, 보다 바람직하게는 80~94질량%이다. 상기 범위로 함으로써, 도전성 접착 필름을 성형할 때의 성형성이 좋아짐과 동시에, 필름으로서의 취급성도 양호하고, 게다가 접착·소결 후에는, 우수한 도전성을 발휘할 수 있다.
[2] 수지(M)
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름에 있어서, 수지(M)는, 열경화성 수지(M1)를 포함한다. 도전성 접착 필름이, 열경화성 수지(M1)를 포함함으로써, 미소결 상태에서는, 필름성(성형하기 쉬움, 취급하기 쉬움 등)에 기여하고, 소결 후 상태에서는, 열사이클에 의해, 반도체 소자와 기재(리드 프레임 등) 사이에 생기는 응력 등을 완화하는 역할을 한다.
열경화성 수지(M1)는, 특히, 내열성과 금속 입자(Q)를 혼합한 때의 필름성의 관점에서, 이미드기를 1분자 중에 2단위 이상 포함하는 말레산이미드 화합물을 포함하는 말레산이미드 수지(이하, 「말레이미드 수지」라고 한다.)를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 열경화성 수지(M1)는 응력 완화성이 우수하기 때문에, 소결 후의 도전성 접착 필름에 있어서, 내열 피로 특성을 향상할 수 있다. 그 결과, 이러한 열경화성 수지(M1)를 포함하는 도전성 접착 필름에 의하면, 종래의 금속만의 리드프리 땜납의 문제점인, 딱딱하고 저항력이 약하다는 내열 피로 특성의 결점을 극복할 수 있다.
말레산이미드 수지로서는, 예를 들면, 말레산 또는 그 무수물 (anhydride)과, 디아민 또는 폴리아민을 축합하는 것 등에 의해 얻을 수 있다. 또한, 말레산이미드 수지는, 탄소수 10 이상의 지방족 아민에서 유래하는 골격을 포함하는 것이, 응력 완화성의 관점에서 바람직하고, 특히, 탄소수 30 이상이며, 하기 구조식(2)과 같은 골격을 가지는 것이 보다 바람직하다. 또한, 말레산이미드 화합물은, 수 평균 분자량이 3000 이상인 것이 바람직하다.
[화 2]
Figure pct00002
말레산이미드 수지에는, 말레산 이외의 산 성분, 예를 들면, 벤젠테트라카복실산 또는 그 무수물, 히드록시프탈산비스에테르 또는 그 무수물 등에서 유래하는 골격을 포함함으로써, 분자량이나 유리 전이 온도 Tg 등을 조정할 수도 있다. 또한, 말레산이미드 수지의 경화제로서는, 페놀노볼락 수지나 라디컬 발생제 등이 바람직하다.
또한, 이러한 말레산이미드 수지로서는, 예를 들면, 하기 구조식(3)~(5)에 나타낸 비스말레이미드 수지 등이 바람직하게 이용된다.
[화 3]
Figure pct00003
단, 상기 식(4)에 있어서, n은, 1~10의 정수이다. 또한, 상기 식(3)~(5)에 있어서, 「X」 부분은, 하기 구조식(6)에서 나타낸 「C36H72」의 골격이다. 또한, 하기 식(6)에 있어서, 「*」는 N와의 결합 부위를 의미한다.
[화 4]
Figure pct00004
또한, 열경화성 수지(M1)는, 더욱, 페놀노볼락 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 말레산이미드 수지와, 페놀노볼락 수지를 조합해 이용함으로써, 페놀노볼락 수지가 경화제로서 작용하여, 도전성 접착 필름의 접착성이 더욱 향상된다.
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름에 있어서의 수지(M)의 함유량은, 바람직하게는 4~30질량%이며, 보다 바람직하게는 6~20질량%이다. 상기 범위로 함으로써, 미소결 상태에서는, 필름성(성형 하기 쉬움, 취급하기 쉬움 등)이 우수하고, 소결한 상태에서는, 열사이클에 의해, 반도체 소자와 기재(리드 프레임 등) 사이에 생기는 응력 등의 완화성이 우수하다. 또한, 수지(M)는, 1종의 수지만으로 이루어진 것이어도 괜찮고, 2종 이상의 수지를 혼합한 것이어도 괜찮다. 또한, 필요에 따라 상기 이외의 수지를 더 함유할 수도 있다.
[3] 유기 인 화합물(A)
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름에 있어서, 유기 인 화합물(A)은, 하기 일반식(1)에서 나타낸 것이다.
[화 5]
Figure pct00005
다만, 상기 일반식(1)에 있어서 R은, 각각 독립적으로, 유기기를 나타내며, R은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, x 및 y는, 모두 0~3의 정수이며, 또한, x 및 y의 합(x＋y)은, 3이다. 예를 들면, 일반식(1)에 있어서, x=3, y=0일 때는, 유기 포스핀류를, x=0, y=3일 때는, 아인산 유기 에스테르를 각각 나타낸다.
상기 일반식(1)에서 나타낸 유기 인 화합물(A)은, 본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름에 있어서, 금속 입자(Q) 표면의 산화막을 제거하는 기능을 돕는, 플럭스로서의 기능을 가지며, 특히, Cu, Sn, Ni 및 Al과 같은 산화하기 쉬운 금속 성분에 대해서, 보다 효과적으로 작용한다. 또한, 상기 유기 인 화합물(A)은, 종래 일반적으로 이용되어 온 카복실산이나 알코올 등의 플럭스에 비해, 매우 흡습하기 어렵고, 내흡습성이 우수하다.
구체적으로는, 유기 인 화합물(A)로서는, 알킬포스핀, 아릴포스핀 및 아인산 유기 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것이 바람직하다.
상기 일반식(1)에 있어서, R은, 각각 독립적으로, 알킬기, 아릴기, 관능기를 가지는 유기기, 헤테로 원자를 가지는 유기기, 및 불포화 결합을 가지는 유기기로부터 선택되는 어느 것이 바람직하다.
상기 알킬기는, 직쇄형상, 분기형상 및 환형상 중 어느 것이어도 괜찮고, 치환기를 가질 수도 있다. 알킬기는, 직쇄형상 또는 분기형상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 알킬기는, 탄소수가 3 이상인 것이 바람직하고, 탄소수가 4~18인 것이 보다 바람직하고, 탄소수가 6~15인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 알킬기로서는, 구체적으로는, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 디실기, 스테아릴기 및 이소스테아릴기 등을 들 수 있다.
상기 아릴기는, 치환기를 가질 수도 있고, 탄소수가 6~10인 것이 바람직하다. 이러한 아릴기로서는, 예를 들면, 페닐기, 톨릴기, 크시릴기, 쿠메닐기, 1-나프틸기 등을 들 수 있다.
상기 관능기를 가지는 유기기는, 탄소수가 1~10인 것이 바람직하고, 탄소수가 1~6인 것이 보다 바람직하고, 탄소수가 1~3인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 유기기가 가지는 관능기로서는, 클로로기, 브로모기, 플루오르기 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 관능기를 가지는 유기기로서는, 구체적으로는, 클로로에틸기, 플루오르에틸기, 클로로프로필기, 디클로로프로필기, 플루오르프로필기, 디플루오르프로필기, 클로로페닐기 및 플루오르페닐기 등을 들 수 있다.
상기 헤테로 원자를 가지는 유기기는, 탄소수가 3 이상인 것이 바람직하고, 탄소수가 4~18인 것이 보다 바람직하고, 탄소수가 6~15인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 유기기가 가지는 헤테로 원자로서는, 질소 원자, 산소 원자, 유황 원자 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 헤테로 원자를 가지는 유기기로서는, 구체적으로는, 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 디페닐아미노기, 메틸설폭시드기, 에틸설폭시드기 및 페닐설폭시드기 등을 들 수 있다.
상기 불포화 결합을 가지는 유기기는, 탄소수가 3 이상인 것이 바람직하고, 탄소수가 4~18인 것이 보다 바람직하고, 탄소수가 6~15인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 불포화 결합을 가지는 유기기로서는, 구체적으로는, 프로페닐기, 프로피닐기, 부테닐기, 부티닐기, 올레일기, 페닐기, 비닐페닐기 및 알킬페닐기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 비닐페닐기를 가지는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 일반식(1)에 있어서, R은, 각각 독립적으로, 그 일부에 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기, 말레산에스테르기, 말레산아미드기, 말레산이미드기, 1급 아미노기, 2급 아미노기, 티올기, 히드로실릴기, 히드로붕소기, 페놀성 수산기 및 에폭시기로부터 선택되는 어느 1종 이상을 가지는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 비닐기나, 아크릴기, 메타크릴기, 2급 아미노기를 가지는 것이 보다 바람직하다.
구체적으로는, 유기 인 화합물(A)은, 유기 포스핀류인 p-스티릴디페닐포스핀을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 화합물은, 반응성이 높은 비닐기를 가짐으로써 저 블리드 아웃인 점에서 바람직하다.
또한, 이러한 유기 인 화합물(A)은, 상술한 열경화성 수지(M1)가 말레이미드 수지를 포함하는 경우에, 말레이미드 수지와 공중합체를 형성할 수 있기 때문에, 열경화성 수지 성분으로 해도 작용한다. 또한, 상기 유기 인 화합물(A)은, 흡습하기 어렵고, 분자량이 충분히 크고, 또한 중합성이기 때문에, 플럭스 성분으로서 이용한 경우에 블리드 아웃을 유효하게 방지할 수 있다. 따라서, 흡습하기 쉬운 알코올이나 카복실산으로 바꾸고, 이러한 유기 인 화합물(A)을 이용함으로써, 플럭스 세정을 거치지 않아도, 블리드 아웃의 리스크를 저감할 수 있어, 충분한 신뢰성, 특히 흡습 후의 내리플로우성을 담보할 수 있다.
또한, 소결 시 등의 블리드 아웃을 억제하는 점에서, 유기 인 화합물(A)의 수 평균 분자량은, 260 이상인 것이 바람직하다. 또한, 유기 인 화합물(A)의 수 평균 분자량을 260 이상으로 함과 동시에, 상술한 바와 같이 말레이미드 수지와 반응시켜 경화시킴으로써, 블리드 아웃을 더욱 저감할 수 있다. 그 결과, 블리드 아웃에 의한 기판(리드 프레임 등)의 표면 오염을 방지할 수 있어, 패키지 신뢰성을 향상할 수 있다.
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름에 있어서의 유기 인 화합물(A)의 함유량은, 바람직하게는 0.5~10.0질량%이며, 보다 바람직하게는 1.0~5.0질량%이다. 상기 범위로 함으로써, 금속 산화막의 제거능이 충분히 발휘된다. 또한, 유기 인 화합물(A)은, 1종만으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합할 수도 있다.
[4] 그 외의 성분
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름은, 상기 성분 외에, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위에서, 각종 첨가제를 포함할 수도 있다. 이러한 첨가제로서는, 필요에 따라 적절하게 선택할 수 있지만, 예를 들면, 분산제, 라디컬 중합 개시제, 레벨링제(leveling agent), 가소제 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름은, 필름 형상을 가진다. 그 때문에, 예를 들면, 파워 반도체 소자를 기판에 접속할 때에, 종래의 땜납이나 도전 페이스트보다 취급이 용이해진다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름은, 파워 반도체가 형성된 웨이퍼의 이면에 붙이고, 웨이퍼를 소자마다 분할·칩화(chipping)할 때(다이싱 공정)에, 웨이퍼마다 분할하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 소자(웨이퍼)의 이면 전체에, 과부족 없이 도전성 접착 필름을 형성할 수 있다는 점에서, 종래 땜납의 습윤성이나 삐져 나옴 등의 문제를 일으키지 않고, 양호한 실장이 가능해진다. 또한, 미리 소정의 두께로 도전성 접착 필름을 형성할 수 있기 때문에, 종래의 땜납이나 도전 페이스트에 비해, 다이본드 후의 소자의 높이 제어를 정밀도 좋게, 용이하게 실시할 수 있다.
본 실시형태의 도전성 접착 필름의 제작 방법은, 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법에 의해 실시할 수 있다. 예를 들면, 상기 각 성분을 적당량 칭량(weighing)하고, 공지의 방법에 의해 혼합하고, 다시 얻은 혼합물을, 공지의 방법에 의해 막 형상으로 성형하는 방법 등을 들 수 있다. 이러한 혼합 방법으로서는, 예를 들면, 회전 날개에 의한 교반 혼합, 호모지나이저(homogenizer)에 의한 혼합, 플래니터리 믹서에 의한 혼합 및 니더(kneader)에 의한 혼합 등을 들 수 있다. 또한, 성형 방법으로서는, 예를 들면, 상기 혼합물을 용매에 용해·분산시킨 니스를 기재 상에 도포한 후 건조시키는 방법, 도전성 접착 필름을 고온 하에서 용해한 후 기재에 도포하는 용해 도포법, 도전성 접착 필름을 기재와 함께 고압에서 프레스하는 방법, 도전성 접착 필름을 용해한 후 압출기를 이용하여 압출한 후에 연신하는 압출법, 상기 니스를 스크린 메쉬(스크린 인쇄)나 금속판(그라비아 인쇄)에 충전해 전사하는 인쇄법 등을 들 수 있다.
도전성 접착 필름의 두께는, 5~100㎛가 바람직하고, 20~50㎛가 보다 바람직하다. 도전성 접착 필름의 두께를 상기 범위로 함으로써, 전기 저항 및 열저항을 억제하면서, 충분한 접착력을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 도전성 접착 필름의 소결 후의 저장 탄성률은, 1Hz에 있어서, 1000~30000MPa가 바람직하고, 5000~20000MPa가 보다 바람직하다. 도전성 접착 필름의 탄성률을 상기 범위로 함으로써, 강고한 접착력을 발휘하면서, 냉열 충격 시험(TCT)에서 평가되는 내열 피로성에 있어서, 우수한 성능을 발휘하는 것이 가능해진다.
또한, 도전성 접착 필름은, 질소 분위기 하, 250℃에서 2시간 가열한 때의 가열 중량 감소율이, 1% 미만인 것이 바람직하다. 가열 중량 감소율을 상기 범위로 함으로써, 도전성 접착 필름을 소결했을 때에, 주로 수지가 열분해하지 않기 때문에, 우수한 저 블리드 아웃성에 의해 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 도전성 접착 필름은, DSC(시차 주사 열량 측정)에 의한 분석을 실시한 경우에, 100~250℃의 온도 범위에 있어서의 흡열 피크가, 소결을 실시하기 전 상태(미소결 상태)에서는 적어도 1개 관측되고, 또한 소결을 실시한 후 상태(소결 상태)에서는 소실하는 것이 바람직하다.
미소결 상태에서, 상기 온도 범위에서 관측되는 적어도 1개의 흡열 피크는, 적어도 1종의 금속 성분을 포함하는 금속 또는 합금의 융점을 의미한다. 즉, 미소결의 도전성 접착 필름을, 상기 온도 범위에서 가열(소결)할 때에, 특정의 금속 성분이 용해하고, 피착체 표면에 그 성분이 젖어 퍼져서, 저온에서의 실장에 유리하게 작용하는 것을 나타낸다. 한편, 소결 상태에서는, 상기 온도 범위에서 흡열 피크는 관측되지 않지만, 이것은, 상기 온도 범위에 적어도 1종의 금속 성분을 포함하는 금속 또는 합금의 금속 성분(또는 합금)의 융점이 없는 것을 의미한다. 즉, 한 번 용해한 금속이, 금속간의 확산 반응에 의해, 소결 후에 고융점을 가지는 금속간 화합물을 형성하고, 그 결과, 우수한 내열성을 가질 수 있는 것을 나타낸다.
이러한 도전성 접착 필름은, 저온에서의 소결(실장)이 가능하면서, 소결 후(실장 후)는, 우수한 내열성을 발휘하여, 고융점 리드프리 땜납으로 와이어 본드하거나, 리플로우 처리를 실시하거나 해도 문제가 생기지 않는다. 또한, 상기 도전성 접착 필름의 내열 온도는, 바람직하게는 250℃ 이상, 더욱 바람직하게는 300℃ 이상이다. 또한, 상기 도전성 접착 필름을 이용하여 반도체 칩 등을 실장할 때의 바람직한 실장 온도는, 바람직하게는 100~250℃이며, 더욱 바람직하게는 100~200℃이다.
또한, DSC의 측정 장치로서는, 예를 들면 주식회사 히타치하이테크사이언스제 DSC7000X 등을 들 수 있다. 또한, 측정 조건으로서는, 측정 온도 범위 실온~350℃, 승온 속도 5℃/분, 질소 유량 20 mL/분, 알루미늄제 샘플팬으로 측정한다.
또한, 본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름은, B스테이지 상태에 있어서, 60℃에서 1Hz에 있어서의 손실 탄성률(G”)과 저장 탄성률(G')의 비(G”/G')로 정의되는 손실 탄젠트(loss tangent)(tanδ)가, 1.4 이상인 것이 바람직하다. 상기 조건에 있어서의 tanδ가 클수록, 도전성 접착 필름이 유연성이 우수한 것을 나타낸다. 또한, 손실 탄성률(G”), 저장 탄성률(G') 및 tanδ의 측정 및 산출 방법은, 후술하는 실시예의 항에서 설명한다. 또한, 여기서 B스테이지 상태란, DSC 측정에 있어서의 열경화성 수지분에서 유래하는 경화 전 발열량의 80% 이상을 유지하는 상태를 의미한다.
또한, 본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름은, 다이싱 테이프와 맞붙여 다이싱·다이본딩 필름으로 함으로써, 도전성 접착 필름과 다이싱 테이프를 한 번에 웨이퍼에 첩합(貼合)할 수 있어, 공정을 생략화할 수 있다.
상기한 실시형태에 대해서, 도면에 근거하여 설명한다. 도 2는, 본 발명에 관한 다이싱·다이본딩 필름(10)을 도시한 단면도이다. 다이싱·다이본딩 필름(10)은, 주로 다이싱 테이프(12), 도전성 접착 필름(13)으로 구성된다. 다이싱·다이본딩 필름(10)은, 반도체 가공용 테이프의 일례로, 사용 공정이나 장치에 맞추어 미리 소정 형상으로 절단(프리 커트)될 수도 있고, 반도체 웨이퍼 1매 분량마다 절단될 수도 있고, 길이가 긴 롤 형상을 나타낼 수도 있다.
다이싱 테이프(12)는, 지지 기재(12a)와, 그 위에 형성된 점착제층(12b)으로 구성된다. 박리 처리 PET 필름(11)은, 다이싱 테이프(12)를 덮고 있어, 점착제층(12b)이나 도전성 접착 필름(13)을 보호한다.
지지 기재(12a)로서는, 방사선 투과성인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 통상, 플라스틱, 고무 등을 이용하여 방사선을 투과하는 한에 있어서 특별히 제한되는 것은 아니다.
점착제층(12b)의 점착제의 베이스 수지 조성물은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 통상의 방사선 경화성 점착제가 이용된다. 바람직하게는 수산기 등의 이소시아네이트(isocyanate)기와 반응할 수 있는 관능기(functional group)를 가지는 아크릴계 점착제가 있다. 특별히 제한되는 것은 아니지만, 아크릴계 점착제는 요오드값이 30 이하이며, 방사선 경화성 탄소-탄소 이중 결합 구조를 가지는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 관한 도전성 접착 필름(13)의 구성으로서는, 상술한 대로, 소정의 금속 입자(Q)와, 소정의 수지(M)와, 소정의 유기 인 화합물(A)을 포함하는 도전성 접착 필름인 것이, 반도체 파워 소자를 금속 리드 프레임에 접합할 때, 도전성, 내열성 및 실장 신뢰성이 우수하고, 또한 환경에의 부하가 작은 점에서 매우 바람직하다.
(다이싱·다이본딩 필름의 사용 방법)
반도체 장치의 제조 시, 본 실시형태의 다이싱·다이본딩 필름(10)을 바람직하게 사용할 수 있다.
우선, 다이싱·다이본딩 필름(10)으로부터 박리 처리 PET 필름(11)을 제거하고, 도 3에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)에 도전성 접착 필름(13)을 붙이고 다이싱 테이프(12)의 측부를 링 프레임(20)으로 고정한다. 링 프레임(20)은 다이싱용 프레임의 일례이다. 도전성 접착 필름(13)은 다이싱 테이프(12)의 반도체 웨이퍼(1)가 첩합되는 부위에 적층된다. 다이싱 테이프(12)의 링 프레임(20)과 접하는 부위에는 도전성 접착 필름(13)은 없다.
그 후, 도 4에 도시한 바와 같이, 다이싱 테이프(12)의 아래쪽 면을 흡착 스테이지(22)로 흡착·고정하면서, 다이싱 블레이드(21)를 이용하여 반도체 웨이퍼(1)를 소정 사이즈로 다이싱하여, 복수의 반도체 칩(2)을 제조한다.
그 후, 도 5에 도시한 바와 같이, 링 프레임(20)에 의해 다이싱 테이프(12)를 고정한 상태로, 테이프 압력 링(30)을 상승시켜, 다이싱 테이프(12)의 중앙부를 위쪽으로 휘게 함과 동시에, 자외선 등의 방사선을 다이싱 테이프(12)에 조사해, 다이싱 테이프(12)를 구성하는 접착제층(12b)의 점착력을 약하게 한다. 그 후, 반도체 칩마다 이것에 대응한 위치에서 압력 핀(31)을 상승시켜, 반도체 칩(2)을 흡착 콜릿(collet)(32)에 의해 픽업한다.
그 후, 도 6에 도시한 바와 같이, 픽업한 반도체 칩(2)을, 리드 프레임(4) 등의 지지 부재나 다른 반도체 칩(2)에 접착(다이본딩 공정)해, 도전성 접착 필름을 소결시킨다.
그 후, 도 7에 도시한 바와 같이, Al 와이어의 부설이나 수지 몰드 등의 공정을 거침으로써, 반도체 장치를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 개념 및 특허청구범위에 포함되는 모든 양태를 포함하며, 본 발명의 범위 내에서 다양하게 개변할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 근거하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그들로 한정되는 것은 아니다.
<원료>
이하에, 사용한 원료의 약칭을 나타낸다.
[금속 입자(Q)]
<제1 금속 입자(Q1)>
· 수지상(dendritic) 구리가루: 미츠이금속광업주식회사제 ECY, 평균 입자 지름(D50)은 6㎛, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원은 1.23이다.
<제2 금속 입자(Q2)>
· 구 형상 구리가루: 미츠이금속광업주식회사제 MA-C05K, 평균 입자 지름(D50)은 5㎛, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원은 1.04이다.
· 구 형상 주석가루: 미츠이금속광업주식회사제 ST-3, 평균 입자 지름(D50)은 7㎛, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원은 1.04이다.
또한, 상기 금속 입자의 평균 입자 지름(D50)은, 레이저 회절계(주식회사시마즈제작소제, SALD-3100)로 측정했다.
또한, 상기 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원은, 박스 카운트법에 의해, 하기 조건으로 산출했다. 우선, 상기 각 금속가루에 대해서, SEM 화상을 촬영하여(측정 장치: 주식회사히타치하이테크사이언스제 TM3030Plus, 배율: 1000~5000배), 일차 입자를 랜덤으로 5개 선정했다. 이어서, 그 1개의 일차 입자에 대해서, 도 1에 도시한 입자와 같이, 촬영한 SEM 화상을, 화상 처리 소프트(Image―J)를 이용하여 2치화 처리하고, 다시 이 처리 화상으로부터 일차 입자의 윤곽선을 추출했다. 그 후, 동일한 화상 처리 소프트의 박스 카운팅 툴을 이용하여, 정사각형 박스 한 변의 길이 d를, 2~36픽셀로 단계적으로 변화시키면서, 각 d의 피복수N(d)를 계측했다. 얻은 각 정사각형 박스 한 변의 길이 d와, 그것에 대응한 피복 수N(d)를, 상기 식(II)에 따라 상용 로그 플롯 하고, 그 직선의 기울기로부터, 프랙탈 차원을 산출했다. 동일한 작업을, 나머지 4개의 일차 입자에 대해서도 실시하여, 랜덤으로 선정한 5개의 입자에 대해 산출한 프랙탈 차원을 평균하여, 상기 각 금속가루의, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원의 값으로 했다.
[열경화성 수지(M1)]
· 말레이미드 수지 1
1, 6'.-비스말레이미드(2,2,4-트리메틸)헥산 및 중합 개시제로서 퍼부틸(등록상표) O를, 질량비 100:5로 혼합한 혼합물.
1, 6'.-비스말레이미드(2,2,4-트리메틸)헥산: 실험 합성품. 또한 지방족 아민에서 유래하는 골격은, 탄소수 9이다.
퍼부틸(등록상표) O: 일본유지주식회사제, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사네이트. (이하에 있어서 동일하다.)
· 말레이미드 수지 2
1, 10-비스말레이미드노말데칸 및 중합 개시제로서 퍼부틸(등록상표) O를, 질량비 100:5로 혼합한 혼합물.
1, 10-비스말레이미드노말데칸: 실험 합성품. 또한, 지방족 아민에서 유래하는 골격은, 탄소수 10이다.
· 말레이미드 수지 3
BMI-3000 및 중합 개시제로서 퍼부틸(등록상표) O를, 질량비 100:5로 혼합한 혼합물.
BMI-3000: DESIGNER MOLECULES INC제, 수 평균 분자량 3000, 하기 구조식(7)에서 나타낸 비스말레이미드 수지. 하기 식(7)에 있어서, n는 1~10의 정수이다. 또한, 지방족 아민에서 유래하는 골격은, 탄소수 36이다.
[화 6]
Figure pct00006
· 페놀노볼락 수지
H-4: 메이와화성주식회사제.
· 에폭시 수지
YD-128, YD-013, YP-50 및 2PHZ를, 질량비 15:5:10:1로 혼합한 혼합물.
YD-128: 신일철주금화학주식회사제, 비스페놀 A형 액상 에폭시 수지.
YD-013: 신일철주금화학주식회사제, 비스페놀 A형 고체 에폭시 수지. (이하에 있어서 동일하다.)
YP-50: 신일철주금화학주식회사제, 페녹시 수지. (이하에 있어서 동일하다.)
2PHZ: 시코쿠카세이공업주식회사제, 2-페닐-4, 5-디히드록시메틸이미다졸.
[플럭스]
· 유기 포스핀류
DPPST(등록상표): 홋쿄화학공업주식회사제, 디페닐포스피노스틸렌.
· 아인산 유기 에스테르
JP-351: 죠호쿠화학공업주식회사제, 트리스노닐페닐포스파이트.
· 테트라에틸렌글리콜: 도쿄카세이공업주식회사제
· 아비에틴산: 도쿄카세이공업주식회사제
[다이싱 테이프]
· 건조 후의 점착제 조성물의 두께가 5㎛가 되도록, 지지 기재 상에 점착제 조성물을 도공하고, 120℃에서 3분간 건조시켜 얻었다.
점착제 조성물: n-옥틸아크릴레이트(오사카유기화학공업주식회사제), 2-히드록시에틸아크릴레이트(오사카유기화학공업주식회사제), 메타크릴산(도쿄카세이공업주식회사제) 및 중합 개시제로서 벤조일퍼옥사이드(도쿄카세이공업주식회사제)를, 질량비 200:10:5:2로 혼합한 혼합물을, 적정량의 톨루엔에 분산하고, 반응 온도 및 반응 시간을 조정하여, 관능기를 가지는 아크릴 수지의 용액을 얻었다. 이어서, 이 아크릴 수지 용액 100질량부에 대해, 폴리이소시아네이트로서 콜로네이트 L(토소주식회사제)를 2질량부 추가하고, 다시 추가 용매로서 적정량의 톨루엔을 더해 교반하여, 점착제 조성물을 얻었다.
지지 기재: 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 수지 비즈(일본폴리에틸렌주식회사제 노바텍 LL)를 140℃에서 용해하고, 압출기를 이용하여, 두께 100㎛의 긴 필름 형상으로 성형해 얻었다.
<도전성 접착 필름의 제작>
(실시예 1)
실시예 1에서는, 상기 재료 중 표 1에 나타낸 재료를, 금속 입자(Q) 86질량%, 수지(M) 9질량% 및 플럭스 5질량%의 비율이 되도록 혼합물을 조제하고, 이것에 용제로서 톨루엔을 더해 슬러리화하고, 플래니터리 믹서에서 교반 후, 이형 처리된 PET 필름 상에 얇게 도포하고, 120℃에서 2분간 건조하여, 두께 40㎛의 도전성 접착 필름을 얻었다. 또한, 여기서 이용한 금속 입자(Q)는, 제1 금속 입자(Q1)로서의 수지상 구리가루만으로 이루어진다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 상기 재료 중 표 1에 나타낸 재료를, 금속 입자(Q) 89질량%, 수지(M) 7.5질량%, 및 플럭스 3.5질량%의 비율이 되도록 혼합물을 조제한 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 도전성 접착 필름을 얻었다.
(실시예 3)
실시예 3에서는, 수지(M)로서 말레이미드 수지 3을 이용하여, 금속 입자(Q) 100질량% 중에, 제1 금속 입자(Q1)로서 수지상 구리가루가 20질량%, 제2 금속 입자(Q2)로서 구 형상 구리가루가 40질량% 및 구 형상 주석가루가 40질량%의 비율이 되도록, 금속 입자(Q)를 조정한 이외는, 실시예 2과 동일한 방법으로, 도전성 접착 필름을 얻었다.
(실시예 4)
실시예 4에서는, 플럭스로서 아인산 유기 에스테르를 이용한 이외는, 실시예 3과 동일한 방법으로, 도전성 접착 필름을 얻었다.
(실시예 5)
실시예 5에서는, 수지(M) 100질량% 중에, 말레이미드 수지 3이 95질량% 및 페놀노볼락 수지가 5질량%의 비율이 되도록, 수지(M)를 조제한 이외는, 실시예 4와 동일한 방법으로, 도전성 접착 필름을 얻었다.
(비교예 1 및 2)
비교예 1 및 2에서는, 상기 재료 중 표 1에 나타낸 재료를, 금속 입자(Q) 85질량%, 수지(M) 8질량%, 및 플럭스 7질량%의 비율이 되도록 혼합물을 조제한 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로, 도전성 접착 필름을 얻었다.
(비교예 3)
비교예 3에서는, 금속 입자(Q)로서 수지상 구리가루를 이용하여, 수지(M)로서 말레이미드 수지 2를 이용한 이외는, 비교예 1과 동일한 방법으로, 도전성 접착 필름을 얻었다.
(비교예 4)
비교예 4에서는, 수지(M)로서 말레이미드 수지 3을 이용하여, 금속 입자(Q) 100질량% 중에, 제1 금속 입자(Q1)로서 수지상 구리가루가 20질량%, 제2 금속 입자(Q2)로서 구 형상 구리가루가 40질량% 및 구 형상 주석가루가 40질량%의 비율이 되도록, 금속 입자(Q)를 조정한 이외는, 비교예 3과 동일한 방법으로, 도전성 접착 필름을 얻었다.
<다이싱·다이본딩 필름의 제작>
상기와 같이 하여 얻은, 상기 실시예 및 비교예에 관한 도전성 접착 필름을, 다이싱 테이프와 맞붙여, 다이싱·다이본딩 필름(도전성 접착 필름/점착제 조성물/지지 기재)을 얻었다.
<평가>
상기와 같이 하여 얻은, 상기 실시예 및 비교예에 관한, 도전성 접착 필름 및 다이싱·다이본딩 필름을 이용하여, 하기에 나타낸 특성 평가를 실시했다. 각 특성의 평가 조건은 하기 대로이다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[체적 저항율(도전성)]
상기 본 실시예 및 비교예에 관한 도전성 접착 필름을 테플론(등록상표) 시트 위에 놓고, 230℃에서 3시간 소결하여, 측정용 샘플을 얻었다. 이어서, 이 측정용 샘플에 대해서, JIS-K7194―1994에 준거하여, 4탐침법에 의해 저항값을 측정하여, 체적 저항율을 산출했다. 저항값의 측정에는, 주식회사미츠비시화학아날리테크제 로레스타 GX를 이용했다. 또한, 체적 저항율은, 그 역수가 도전율이며, 체적 저항율은 작은 만큼 도전성이 우수한 것을 의미한다. 본 실시예에서는, 체적 저항율이, 1000μΩ·cm 이하를 합격 라인으로 했다.
[tanδ(유연성)]
상기 120℃, 2분간의 건조 공정에 의해, B스테이지 상태까지 반경화하는 본 실시예 및 비교예에 관한 도전성 접착 필름을, 두께 1㎜까지 열압착해 적층하여, 플레이트 지름 8㎜Φ의 측정용 샘플을 얻었다. 이어서, 이 측정용 샘플에 대해서, 동적 점탄성 측정 장치 ARES(레올로지카사제)를 이용하여, 주파수 1Hz, 변형량 0.3%의 전단 조건으로, 60℃에 있어서의 손실 탄젠트(tanδ)를 측정했다.
[PKG 박리의 유무(내흡습성)]
상기 본 실시예 및 비교예에 관한 다이싱·다이본딩 필름을, 이면이 Au 도금된 Si 웨이퍼의 표면에 100℃에서 첩합한 후, 5㎜ x 5㎜으로 다이싱하고, 개편화한 칩(Au 도금/Si 웨이퍼/도전성 접착 필름)을 얻었다. 이 칩을, Ag 도금된 금속 리드 프레임 상에, 140℃에서 다이본딩한 후, 230℃에서 3시간 소결하고, 칩을 덮도록 에폭시계 몰드 수지(쿄세라케미컬주식회사제, KE-G300)에서 밀봉하고, 측정용 샘플을 얻었다. 얻은 측정용 샘플에 대해서, JEDEC J-STD-020D1으로 정하는 흡습 후 리플로우 시험(리드프리 땜납 준거)의 MSL-Lv1 및 2를 하기 조건에서, 각각 실시했다. 그 후, 초음파 화상 장치(주식회사히타치파워솔루션제, FineSAT)에서 내부에 박리가 생기지 않는지를 관찰했다. 본 실시예에서는, 적어도 MSL-Lv2로 PKG 박리가 없는 경우를 합격으로 했다.
(흡습 조건)
· MSL-Lv1은, 85℃, 85%RH에서 168시간이다.
· MSL-Lv2는, 85℃, 60%RH에서 168시간이다.
(리플로우 등급 온도)
· MSL-Lv1 및 2는, 모두 260℃이다.
[전단 접착력(접착성·내열성)]
상기 본 실시예 및 비교예에 관한 다이싱·다이본딩 필름을, 이면이 Au 도금된 Si 웨이퍼의 표면에 100℃에서 첩합한 후, 5㎜ x 5㎜으로 다이싱하고, 개편화한 칩(Au 도금/Si 웨이퍼/도전성 접착 필름)을 얻었다. 이 칩을, Ag 도금된 금속 리드 프레임 상에, 140℃에서 다이본딩한 후, 230℃에서 3시간 소결하고, 측정용 샘플을 얻었다. 얻은 측정용 샘플에 대해서, 냉열 충격 시험(이하, 「TCT」라고 한다.)의 전후에 있어서의, 도전성 접착 필름의 전단 접착력을 측정했다.
(TCT 전의 접착력)
얻은 측정 샘플에 대해서, 다이셰어 측정기(노드슨·어드밴스트·테크놀로지주식회사제 만능형 본드테스터 시리즈 4000)를 이용하여, 본드 테스터의 스크래치(scratching) 도구를 상기 측정 샘플의 반도체 칩의 측면에 100㎛/s로 충돌시키고, 칩/리드 프레임 접합이 파괴한 때의 응력을, 260℃에 있어서의 전단 접착력으로서 측정했다. 본 실시예에서는, TCT 전의 전단 접착력은, 3MPa 이상을 합격 레벨로 했다.
(TCT 후의 접착력)
이어서, 냉열 충격시험(TCT)으로서, 얻은 측정용 샘플을, -40~+150℃의 온도 범위에서 200사이클 처리하고, 이 처리 후의 샘플에 대해서, 상기 TCT 전의 접착력과 동일한 방법으로 전단 접착력을 측정했다. 본 실시예에서는, TCT 후의 전단 접착력은, 1MPa 이상을 합격 레벨로 했다.
Figure pct00007
상기 결과로부터, 실시예 1~5에 관한 도전성 접착 필름은, 금속 입자(Q)와, 수지(M)와, 소정의 유기 인 화합물(A)을 포함하고, 수지(M)가 열경화성 수지(M1)를 포함하고, 금속 입자(Q)가, 평균 입자 지름(d50)이 20㎛ 이하 이며, 또한 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이 1.1 이상인 제1 금속 입자(Q1)를 10질량% 이상 포함하기 때문에, 특히 도전성이 우수하고, 접합·소결 후의 내열성과 실장 신뢰성을 겸비하는, 종래 기술에 없는 현저한 효과가 있는 것이 확인되었다.
한편, 비교예 1 및 2에 관한 도전성 접착 필름은, 특히, 본 발명에서 특정하는 소정의 유기 인 화합물(A)을 포함하지 않고, 또한 금속 입자(Q)가, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원이 1.1 이상인 제1 금속 입자(Q1)를 포함하지 않기 때문에, 본 발명에 관한 실시예 1~5와 비교해, 도전성, 내열성 및 실장 신뢰성 모두가 떨어졌다. 구체적으로는, 비교예 1 및 2에서는, 체적 저항율이 현저하게 높고, 내흡습 시험에서는, MSL-Lv2에서도 PKG 박리가 생겨, 내흡습성이 떨어지는 것이 확인되었다. 또한, 접착력은, TCT 전도 별로 높지는 않지만, TCT 후의 전단 접착력은 0이며, 내열 충격성에도 떨어지는 것이 확인되었다.
또한, 비교예 3 및 4에 관한 도전성 접착 필름은, 특히, 본 발명에서 특정하는 소정의 유기 인 화합물(A)을 포함하지 않기 때문에, 본 발명에 관한 실시예 1~5와 비교해, 내열성 및 실장 신뢰성이 떨어졌다. 구체적으로는, 비교예 3 및 4에서는, 내흡습 시험에서는, MSL-Lv2에서도 PKG 박리가 생겨, 내흡습성이 떨어지는 것이 확인되었다. 또한, 접착력은, TCT 전도 별로 높지는 않지만, TCT 후는 한층 더 악화되어, 내열 충격성에도 떨어지는 것이 확인되었다.
1: 반도체 웨이퍼
1a: 이면 Au 도금층
2: 반도체 칩
4: 금속 리드 프레임
4a: Ag 도금층
5: 몰드 수지
6: Al 와이어
10: 다이싱·다이본딩 필름
11: 박리 처리 PET 필름
12: 다이싱 테이프
12a: 지지 기재
12b: 점착제층
13: 도전성 접착 필름
20: 링 프레임
21: 다이싱 블레이드
22: 흡착 스테이지
30: 테이프 압력 링
31: 압력 핀
32: 흡착 콜릿(collet)

Claims (12)

  1. 금속 입자(Q)와, 수지(M)와, 하기 일반식(1)에서 나타낸 유기 인 화합물(A)을 포함하고,
    상기 수지(M)는, 열경화성 수지(M1)를 포함하고,
    상기 금속 입자(Q)는, 평균 입자 지름(d50)이 20㎛ 이하 이며,
    상기 금속 입자(Q)는, 일차 입자 상태에서 투영도로 보았을 때의 프랙탈 차원(fractal dimension)이 1.1 이상인 제1 금속 입자(Q1)를 10질량% 이상 포함하는, 도전성 접착 필름.
    [화 1]
    Figure pct00008


    다만, 상기 일반식(1)에 있어서 R은, 각각 독립적으로, 유기기를 나타내며, R은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, x 및 y는, 모두 0~3의 정수이며, 또한, x 및 y의 합(x＋y)은, 3이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 금속 입자(Q1)는, 수지상(dendritic) 금속가루인, 도전성 접착 필름.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 유기 인 화합물(A)은, 알킬포스핀, 아릴포스핀 및 아인산 유기 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인, 도전성 접착 필름.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일반식(1)에 있어서 R은, 각각 독립적으로, 그 일부에 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기, 말레산에스테르기, 말레산아미드기, 말레산이미드기, 1급 아미노기, 2급 아미노기, 티올기, 히드로실릴기, 히드로붕소기, 페놀성 수산기 및 에폭시기로부터 선택되는 어느 1종 이상을 가지는, 도전성 접착 필름.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 입자(Q)는, 구 형상 금속가루로 이루어진 제2 금속 입자(Q2)를 더 포함하는, 도전성 접착 필름.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 제2 금속 입자(Q2)는, 평균 입자 지름(d50)이 7㎛ 미만인, 도전성 접착 필름.
  7. 청구항 5 또는 6에 있어서, 상기 제2 금속 입자(Q2)는, 주석 또는 주석을 함유하는 합금으로 이루어진 금속 입자를 포함하는, 도전성 접착 필름.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, B스테이지 상태에 있어서, 60℃에서 1Hz에 있어서의 손실 탄성률(G'')과 저장 탄성률(G')의 비(G''/G')로 정의되는 손실 탄젠트(loss tangent)(tanδ)가, 1.4 이상인, 도전성 접착 필름.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열경화성 수지(M1)는, 이미드기를 1분자 중에 2단위 이상 가지는 말레산이미드 화합물을 포함하는, 도전성 접착 필름.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 말레산이미드 화합물이, 탄소수 10 이상의 지방족 아민에서 유래하는 골격을 포함하는, 도전성 접착 필름.
  11. 청구항 9 또는 10에 있어서, 상기 열경화성 수지(M1)가, 페놀노볼락 수지를 더 포함하는, 도전성 접착 필름.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 도전성 접착 필름과, 다이싱 테이프를 맞붙여 이루어진, 다이싱·다이본딩 필름.
KR1020187022055A 2016-02-10 2016-12-16 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름 KR102190151B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016023612A JP5972489B1 (ja) 2016-02-10 2016-02-10 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JPJP-P-2016-023612 2016-02-10
PCT/JP2016/087660 WO2017138254A1 (ja) 2016-02-10 2016-12-16 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180105660A true KR20180105660A (ko) 2018-09-28
KR102190151B1 KR102190151B1 (ko) 2020-12-11

Family

ID=56701616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187022055A KR102190151B1 (ko) 2016-02-10 2016-12-16 도전성 접착 필름 및 이를 이용한 다이싱·다이본딩 필름

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11193047B2 (ko)
EP (1) EP3415578B1 (ko)
JP (1) JP5972489B1 (ko)
KR (1) KR102190151B1 (ko)
CN (1) CN108431159B (ko)
HU (1) HUE060012T2 (ko)
MY (1) MY197274A (ko)
PH (1) PH12018501617A1 (ko)
SG (1) SG11201806325YA (ko)
WO (1) WO2017138254A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5972490B1 (ja) * 2016-02-10 2016-08-17 古河電気工業株式会社 導電性接着剤組成物ならびにこれを用いた導電性接着フィルムおよびダイシング・ダイボンディングフィルム
JP6005313B1 (ja) 2016-02-10 2016-10-12 古河電気工業株式会社 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP5989928B1 (ja) 2016-02-10 2016-09-07 古河電気工業株式会社 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP5972489B1 (ja) 2016-02-10 2016-08-17 古河電気工業株式会社 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP6005312B1 (ja) 2016-02-10 2016-10-12 古河電気工業株式会社 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP6815133B2 (ja) * 2016-08-31 2021-01-20 日東電工株式会社 加熱接合用シート、及び、ダイシングテープ付き加熱接合用シート
CN112210321A (zh) * 2019-07-12 2021-01-12 臻鼎科技股份有限公司 导电粘着剂以及使用其的电磁波屏蔽膜和电路板

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0788687A (ja) * 1993-09-27 1995-04-04 Tamura Kaken Kk はんだ付用フラックス
JP2002263880A (ja) 2001-03-06 2002-09-17 Hitachi Cable Ltd Ｐｂフリー半田、およびこれを使用した接続用リード線ならびに電気部品
JP2003045229A (ja) * 2001-07-27 2003-02-14 Toppan Forms Co Ltd 導電性接着剤およびそれを用いたｉｃチップの実装方法
JP2005276925A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 導電性接着フィルムおよびこれを用いた半導体装置
JP2006032888A (ja) 2004-06-17 2006-02-02 Renesas Technology Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2007152385A (ja) 2005-12-05 2007-06-21 Hitachi Ltd 高温半田及び高温半田ペースト材、及びそれを用いたパワー半導体装置
KR20140031325A (ko) * 2011-05-31 2014-03-12 토요잉크Sc홀딩스주식회사 도전성 시트 및 그 제조 방법, 및 전자 부품
KR20150013703A (ko) * 2012-05-04 2015-02-05 테사 소시에타스 유로파에아 3차원 전기 전도성 접착 필름

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3055861A (en) * 1958-02-19 1962-09-25 Union Carbide Corp Stabilized acrylonitrile vinyl or vinylidene copolymer solutions
US3152104A (en) 1961-03-09 1964-10-06 American Cyanamid Co Novel phosphine and process of preparation
US3244662A (en) 1963-09-10 1966-04-05 Nat Polychemicals Inc Polymers stabilized by a combination of organic phosphites and organic borates
DE2623985A1 (de) * 1976-05-28 1977-12-08 Hoechst Ag Neue organische phosphite und ihre verwendung als stabilisatoren
JPS60115622A (ja) 1983-11-29 1985-06-22 Toshiba Corp エポキシ樹脂系組成物
KR950005318B1 (ko) 1989-09-11 1995-05-23 신에쓰 가가꾸 고오교 가부시끼가이샤 열경화성 수지 조성물
JP3061449B2 (ja) * 1991-06-19 2000-07-10 勝田化工株式会社 はんだ付け用フラックス
JPH05179211A (ja) * 1991-12-30 1993-07-20 Nitto Denko Corp ダイシング・ダイボンドフイルム
JPH10261319A (ja) 1997-03-18 1998-09-29 Sumitomo Bakelite Co Ltd 導電性銅ペースト組成物
DE69826476T2 (de) 1997-07-04 2005-01-20 Nippon Zeon Co., Ltd. Klebstoff für halbleiterbauteile
TWI245034B (en) 2000-07-24 2005-12-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Capacitor
JP2003211289A (ja) * 2002-01-21 2003-07-29 Fujitsu Ltd 導電性接合材料、それを用いた接合方法及び電子機器
US20030221748A1 (en) 2002-05-30 2003-12-04 Fry's Metals, Inc. Solder paste flux system
JP2004124160A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Yukio Kodama 不定形な形状の銀粒子からなる銀粉、該銀粉を選択的に製造する方法及び該銀粉を用いた機能材料
JP3730209B2 (ja) 2002-11-14 2005-12-21 株式会社東郷製作所 通電接着剤
US7108806B2 (en) 2003-02-28 2006-09-19 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Conductive materials with electrical stability and good impact resistance for use in electronics devices
JP5328006B2 (ja) 2003-05-05 2013-10-30 デジグナー モレキュールズ インコーポレイテッド イミド−リンクしたマレインイミドおよびポリマレインイミド化合物
US7384900B2 (en) 2003-08-27 2008-06-10 Lg Display Co., Ltd. Composition and method for removing copper-compatible resist
MY138566A (en) 2004-03-15 2009-06-30 Hitachi Chemical Co Ltd Dicing/die bonding sheet
JP2005350647A (ja) 2004-05-11 2005-12-22 Nitto Denko Corp 液状エポキシ樹脂組成物
US20060147683A1 (en) 2004-12-30 2006-07-06 Harima Chemicals, Inc. Flux for soldering and circuit board
EP1918341A4 (en) 2005-08-05 2012-08-15 Hitachi Chemical Co Ltd ADHESIVE FOIL AND MACHINE SEMI-FINISHING DEVICE
JP4425246B2 (ja) 2005-08-31 2010-03-03 三洋電機株式会社 光起電力装置および光起電力装置の製造方法
JP2008144141A (ja) 2006-11-15 2008-06-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 接着シート
JP5266719B2 (ja) 2007-10-29 2013-08-21 住友ベークライト株式会社 樹脂組成物及び樹脂組成物を使用して作製した半導体装置
JP5098851B2 (ja) 2007-12-25 2012-12-12 日立化成工業株式会社 積層型封止用フィルム
JP2010221260A (ja) 2009-03-24 2010-10-07 Mitsubishi Materials Corp はんだ粉末及び該粉末を用いたはんだペースト
KR101276147B1 (ko) 2009-09-03 2013-06-18 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 솔더 페이스트, 그것을 사용한 접합 방법, 및 접합 구조
JP5397944B2 (ja) 2009-11-11 2014-01-22 日東電工株式会社 蛍光体含有複合シート
EP2431438B1 (en) 2010-09-20 2012-11-28 Henkel AG & Co. KGaA Electrically conductive adhesives
WO2013015439A1 (en) * 2011-07-27 2013-01-31 Canon Kabushiki Kaisha Magenta toner and method for producing the same
CN109911886A (zh) 2011-09-29 2019-06-21 独立行政法人产业技术综合研究所 碳纳米管分散液
JP2013152867A (ja) 2012-01-25 2013-08-08 Sekisui Chem Co Ltd 導電性粒子、異方性導電材料及び接続構造体
US9200184B2 (en) 2012-05-17 2015-12-01 Henkel IP & Holding GmbH Chain extended epoxy to improve adhesion of conductive die attach film
US9583453B2 (en) 2012-05-30 2017-02-28 Ormet Circuits, Inc. Semiconductor packaging containing sintering die-attach material
US20140120356A1 (en) 2012-06-18 2014-05-01 Ormet Circuits, Inc. Conductive film adhesive
JP2014152198A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Soken Chem & Eng Co Ltd 粘着シート
KR101552527B1 (ko) 2013-12-18 2015-09-14 한화첨단소재 주식회사 전도성 접착제 필름 제조방법
JP6293554B2 (ja) * 2014-03-31 2018-03-14 株式会社タムラ製作所 異方性導電性ペーストおよびそれを用いたプリント配線基板の製造方法
JP6322026B2 (ja) 2014-03-31 2018-05-09 日東電工株式会社 ダイボンドフィルム、ダイシングシート付きダイボンドフィルム、半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
JP6360157B2 (ja) 2014-04-04 2018-07-18 京セラ株式会社 熱硬化性樹脂組成物、半導体装置及び電気・電子部品
JP6542526B2 (ja) * 2014-11-12 2019-07-10 デクセリアルズ株式会社 熱硬化性接着組成物、及び熱硬化性接着シート
SG11201706655VA (en) 2015-08-03 2017-09-28 Furukawa Electric Co Ltd Electrically conductive composition
JP2018531317A (ja) 2015-08-08 2018-10-25 デジグナー モレキュールズ インク． 陰イオン性硬化可能な組成物
JP5989928B1 (ja) 2016-02-10 2016-09-07 古河電気工業株式会社 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP6005312B1 (ja) 2016-02-10 2016-10-12 古河電気工業株式会社 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP5972489B1 (ja) 2016-02-10 2016-08-17 古河電気工業株式会社 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP5972490B1 (ja) 2016-02-10 2016-08-17 古河電気工業株式会社 導電性接着剤組成物ならびにこれを用いた導電性接着フィルムおよびダイシング・ダイボンディングフィルム
JP6005313B1 (ja) 2016-02-10 2016-10-12 古河電気工業株式会社 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
CN109562493B (zh) 2016-08-03 2021-10-26 古河电气工业株式会社 含金属粒子的组合物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0788687A (ja) * 1993-09-27 1995-04-04 Tamura Kaken Kk はんだ付用フラックス
JP2002263880A (ja) 2001-03-06 2002-09-17 Hitachi Cable Ltd Ｐｂフリー半田、およびこれを使用した接続用リード線ならびに電気部品
JP2003045229A (ja) * 2001-07-27 2003-02-14 Toppan Forms Co Ltd 導電性接着剤およびそれを用いたｉｃチップの実装方法
JP2005276925A (ja) * 2004-03-23 2005-10-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 導電性接着フィルムおよびこれを用いた半導体装置
JP2006032888A (ja) 2004-06-17 2006-02-02 Renesas Technology Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2007152385A (ja) 2005-12-05 2007-06-21 Hitachi Ltd 高温半田及び高温半田ペースト材、及びそれを用いたパワー半導体装置
KR20140031325A (ko) * 2011-05-31 2014-03-12 토요잉크Sc홀딩스주식회사 도전성 시트 및 그 제조 방법, 및 전자 부품
KR20150013703A (ko) * 2012-05-04 2015-02-05 테사 소시에타스 유로파에아 3차원 전기 전도성 접착 필름

Also Published As

Publication number Publication date
US20190016929A1 (en) 2019-01-17
PH12018501617A1 (en) 2019-04-08
EP3415578B1 (en) 2022-07-27
JP2017141365A (ja) 2017-08-17
CN108431159B (zh) 2020-11-20
JP5972489B1 (ja) 2016-08-17
WO2017138254A1 (ja) 2017-08-17
HUE060012T2 (hu) 2023-01-28
KR102190151B1 (ko) 2020-12-11
MY197274A (en) 2023-06-08
EP3415578A4 (en) 2019-09-25
CN108431159A (zh) 2018-08-21
US11193047B2 (en) 2021-12-07
EP3415578A1 (en) 2018-12-19
SG11201806325YA (en) 2018-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5989928B1 (ja) 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP6005312B1 (ja) 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP6005313B1 (ja) 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
JP5972489B1 (ja) 導電性接着フィルムおよびこれを用いたダイシング・ダイボンディングフィルム
US11306225B2 (en) Electrically conductive adhesive agent composition, and electrically conductive adhesive film and dicing-die-bonding film using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant