KR20200112819A - 반도체 장치의 제조 방법, 필름형 접착제 및 접착 시트 - Google Patents

반도체 장치의 제조 방법, 필름형 접착제 및 접착 시트 Download PDF

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유키 나카무라
신타로 하시모토
도모하루 야마자키
다이스케 마스노
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히타치가세이가부시끼가이샤
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Abstract

기판 상에 제1 와이어를 통해 제1 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 제1 실장 공정과, 제1 반도체 소자의 면적보다 큰 제2 반도체 소자의 편면에, 필름형 접착제를 첩부하는 라미네이트 공정과, 필름형 접착제가 첩부된 제2 반도체 소자를, 필름형 접착제가 제1 반도체 소자를 덮도록 배치하고, 필름형 접착제를 실장함으로써, 제1 와이어 및 제1 반도체 소자를 필름형 접착제에 매립하는 제2 실장 공정을 포함하고, 필름형 접착제는, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하이고, 또한, 주파수 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐ 및 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타낸 경우에, 기울기(b)가 -0.67 이하인 것인, 반도체 장치의 제조 방법.

Description

반도체 장치의 제조 방법, 필름형 접착제 및 접착 시트
본 발명은 반도체 장치의 제조 방법, 필름형 접착제 및 접착 시트에 관한 것이다.
휴대 전화 등의 다기능화에 따라, 반도체 소자를 다단으로 적층하여, 고용량화한 스택드 MCP(Multi Chip ㎩ckage)가 보급되어 있고, 반도체 소자의 실장에는, 실장 공정에 있어서 유리한 필름형 접착제가 다이 본딩용의 접착제로서 널리 이용되고 있다. 이러한 필름형 접착제를 사용한 다단 적층 패키지의 일례로서 칩 매립형의 패키지를 들 수 있다. 이것은, 다단 적층 패키지에 있어서 반도체 소자를 최하층에 실장(압착)하고, 그 위로부터 고유동의 필름형 접착제를, 반도체 소자를 매립하도록 실장(압착)하는 패키지를 말하며, 휴대 전화, 휴대 오디오 기기용의 메모리 패키지 등에 탑재되어 있다.
상기 스택드 MCP 등의 반도체 장치에 요구되는 중요한 특성의 하나로서 접속 신뢰성을 들 수 있고, 접속 신뢰성을 향상시키기 위해, 내열성, 내습성, 내리플로우성 등의 특성을 고려한 필름형 접착제의 개발이 행해지고 있다. 이러한 필름형 접착제로서, 예컨대, 특허문헌 1에는, 특정한 고분자량 성분과, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 열경화성 성분을 포함하는 수지 및 필러를 함유하는, 두께 10∼250 ㎛의 접착 시트가 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 에폭시 수지와 페놀 수지를 포함하는 혼합물 및 아크릴 공중합체를 함유하는 접착제 조성물이 제안되어 있다.
반도체 장치의 접속 신뢰성은, 접착면에 공극을 발생시키는 일없이 반도체 소자가 실장되어 있는지의 여부에 따라서도 크게 좌우된다. 이 때문에, 공극을 발생시키지 않고 반도체 소자를 실장할 수 있도록 고유동의 필름형 접착제를 사용하거나, 또는, 발생한 공극을 반도체 소자의 밀봉 공정에서 소실시킬 수 있도록 탄성률이 낮은 필름형 접착제를 사용하는 등의 고안이 이루어져 있다. 예컨대 특허문헌 3에는, 저점도 또한 저태크 강도의 접착 시트가 제안되어 있다.
특허문헌 1: 국제 공개 제2005/103180호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2002-220576호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2009-120830호 공보
상기 특허문헌 1 및 3의 접착 필름 등에서는, 실장 시에 칩(반도체 소자)을 매립하기 위해, 고유동화를 목적으로 하여 에폭시 수지 등을 많이 포함하고 있다. 이 때문에, 반도체 장치의 제조 공정 중에 발생하는 열에 의해 열경화가 진행되어, 접착 필름이 고탄성화하여 버리기 때문에, 밀봉 시의 고온·고압 조건에서도 접착 필름이 변형되지 않고, 실장 시에 형성된 공극이 최종적으로 소실되지 않는 경우가 있다. 한편, 상기 특허문헌 2의 접착 필름 등은, 탄성률이 낮기 때문에, 밀봉 공정에서 공극을 소실시킬 수 있지만, 실장 후에 칩 단부로부터의 수지의 비어져나옴(블리드)이 커져, 칩 주변의 패키지 부분을 오염시켜 버릴 염려가 있다. 이들 과제에 대해서, 이하, 보다 자세하게 설명한다.
최근, 칩 매립형의 반도체 장치의 동작의 고속화가 중요시되고 있다. 종래는 적층된 반도체 소자의 최상단에, 반도체 장치의 동작을 제어하는 컨트롤러 칩이 배치되어 있었지만, 동작의 고속화를 실현하기 위해, 최하단에 컨트롤러 칩을 배치한 반도체 장치의 패키지 기술이 개발되어 있다. 이러한 패키지의 하나의 형태로서, 다단으로 적층한 반도체 소자 중, 2단째의 반도체 소자를 실장할 때에 사용하는 필름형 접착제를 두껍게 하고, 그 필름형 접착제 내부에 컨트롤러 칩을 매립하는 패키지가 주목을 모으고 있다. 이러한 용도에 사용되는 필름형 접착제에는, 컨트롤러 칩 및 컨트롤러 칩에 접속되어 있는 와이어, 기판 표면의 요철 기인의 단차를 매립할 수 있는 높은 유동성이 필요로 되지만, 특허문헌 2의 접착 시트와 같은 고유동의 필름을 사용함으로써, 이들 과제를 해결할 수 있다.
그러나, 여기서 문제가 되는 것은, 고유동의 수지를 사용한 경우, 칩 단부로부터의 수지의 스며나옴(블리드)이 많아지는 것이다. 특히 칩 매립형의 반도체 장치에서는, 매립하기 위해 필름형 접착제를 두껍게 하는 데다가, 매립되는 칩의 체적분이 배제되기 때문에 블리드량은 더욱 현저해진다. 칩의 주위에는 와이어를 접속하기 위한 패드 및 회로가 형성되어 있고, 블리드량이 많으면 이것들을 포함하는 패키지 표면을 오염시킬 염려이 있다. 그 때문에, 필름형 접착제에는, 컨트롤러 칩 및 와이어를 매립하기 위한 고유동성이 필요로 되는 한편, 블리드를 억제하기 위해 유동성을 낮게 유지할 필요가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 양호한 칩 매립성과 저블리드성을 양립시킬 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 또한, 상기 제조 방법에 이용되는 필름형 접착제 및 그것을 이용한 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제의 해결을 위해, 반도체 장치를 제조할 때에 사용하는 필름형 접착제의 물성의 조정에 예의 연구를 거듭하였다. 그리고, 본 발명자들은 특정한 주파수에서의 전단 점도가 특정한 범위이며, 또한, 전단 점도와 주파수가 특정한 관계를 만족하는 필름형 접착제를 이용함으로써, 양호한 칩 매립성과 저블리드성의 양립을 실현할 수 있는 것을 발견하였다.
즉, 상기 과제의 해결을 위해, 본 발명은 기판 상에 제1 와이어를 통해 제1 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 제1 실장 공정과, 상기 제1 반도체 소자의 면적보다 큰 제2 반도체 소자의 편면에, 필름형 접착제를 첩부하는 라미네이트 공정과, 상기 필름형 접착제가 첩부된 제2 반도체 소자를, 상기 필름형 접착제가 상기 제1 반도체 소자를 덮도록 배치하고, 상기 필름형 접착제를 실장함으로써, 상기 제1 와이어 및 상기 제1 반도체 소자를 상기 필름형 접착제에 매립하는 제2 실장 공정을 포함하고, 상기 필름형 접착제는, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하이고, 또한, 주파수 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐ 및 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타낸 경우에, 기울기(b)가 -0.67 이하인 것인, 반도체 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 반도체 장치의 제조 방법에 따르면, 제2 반도체 소자를 제1 반도체 소자 위에 실장(압착)하기 위해 이용하는 필름형 접착제가, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하임으로써, 제1 반도체 소자와 제1 와이어를, 공극의 발생을 억제하면서 필름형 접착제에 의해 매립할 수 있다. 또한, 필름형 접착제의, 주파수와 전단 점도의 관계로부터 구해지는 상기 기울기(b)가 -0.67 이하임으로써, 제2 반도체 소자의 단부로부터의 필름형 접착제의 비어져나옴(블리드)을 억제할 수 있다. 이에 의해, 칩 매립성이 양호하며 또한 블리드가 억제된 반도체 장치를 얻을 수 있다.
또한, 상기 특허문헌 1 및 3에 기재된 바와 같은 접착 필름에서는, 열경화 시에 탄성률이 급격하게 상승하기 때문에 실장 시에 칩에 가해진 응력을 충분히 해방할 수 없어, 접착 필름마다 칩이 휘어 버리는 칩 휘어짐이라고 불리는 현상도 일어나는 경우가 있다. 이에 대하여, 본 발명의 반도체 장치의 제조 방법에 따르면, 전술한 조건을 만족하는 필름형 접착제를 이용함으로써, 필름형 접착제에 응력이 잔존하기 어려워, 칩 휘어짐도 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 필름형 접착제는, 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 25000 ㎩·s 이상인 것이 바람직하다. 주파수 0.1 ㎐에서의 전단 점도가 25000 ㎩·s 이상임으로써, 제2 반도체 소자의 단부로부터의 필름형 접착제의 비어져나옴(블리드)을 한층 더 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 필름형 접착제는, 열경화성 성분으로서, 25℃에서 액형인 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 칩 매립성이 더욱 향상하기 쉽다.
본 발명에 있어서, 상기 필름형 접착제는, 열가소성 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 칩 매립성이 더욱 향상하기 쉽다.
본 발명에 있어서, 상기 필름형 접착제는, 무기 필러를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 필름형 접착제의 취급성 등이 향상하며, 제2 반도체 소자의 단부로부터의 필름형 접착제의 비어져나옴(블리드)을 한층 더 억제할 수 있다.
본 발명은 또한, 기판 상에 제1 와이어를 통해 제1 반도체 소자가 전기적으로 접속되며, 상기 제1 반도체 소자 상에, 상기 제1 반도체 소자의 면적보다 큰 제2 반도체 소자가 실장되어 이루어지는 반도체 장치에 있어서, 상기 제2 반도체 소자를 실장하며, 상기 제1 와이어 및 상기 제1 반도체 소자를 매립하기 위해 이용되는 필름형 접착제로서, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하이고, 또한, 주파수 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐ 및 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, X와 Y와의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타낸 경우에, 기울기(b)가 -0.67 이하인, 필름형 접착제를 제공한다.
본 발명의 필름형 접착제에 따르면, 칩 매립성이 양호하며 또한 블리드가 억제된 반도체 장치를 얻는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 필름형 접착제에 의하면, 칩 휘어짐이 억제된 반도체 장치를 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 필름형 접착제는, 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 25000 ㎩·s 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 필름형 접착제는, 열경화성 성분으로서, 25℃에서 액상인 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 필름형 접착제는, 열가소성 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 필름형 접착제는, 무기 필러를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명의 필름형 접착제를, 다이싱 테이프 상에 적층한, 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 제공한다.
본 발명의 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트에 의하면, 칩 매립성이 양호하며 또한 블리드가 억제된 반도체 장치를 얻는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트에 의하면, 칩 휘어짐이 억제된 반도체 장치를 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트에 있어서, 상기 필름형 접착제의 두께는 20∼200 ㎛인 것이 바람직하다. 제1 반도체 소자, 제1 와이어 및 기판의 배선 회로 등의 요철을 필름형 접착제에 의해 충분히 매립하기 위해 충분한 두께가 필요하지만, 블리드를 줄이기 위해서는 필름형 접착제는 얇은 쪽이 바람직하기 때문에, 이들을 양립하는 관점에서, 필름형 접착제의 두께는 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트는, 상기 필름형 접착제의 상기 다이싱 테이프가 마련된 면과는 반대측의 면 상에 마련된 커버 필름을 갖는 것이 바람직하다. 커버 필름을 가짐으로써, 필름형 접착제를 보호할 수 있다.
본 발명에 따르면, 양호한 칩 매립성과 저블리드성을 양립시킬 수 있는 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다. 본 발명은 또한, 상기 제조 방법에 이용되는 필름형 접착제 및 그것을 이용한 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 필름형 접착제를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 접착 시트를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 접착 시트를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 나타내는 도면이다.
도 6은 반도체 장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 후속의 공정을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 후속의 공정을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 후속의 공정을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10의 후속의 공정을 나타내는 도면이다.
도 12는 실시예 1 및 비교예 1의 필름형 접착제의 전단 점도(Y)와 주파수(X)의 관계를 나타내는 양대수 그래프이다.
도 13은 실시예 4, 비교예 1 및 5의 필름형 접착제를 이용한 평가 샘플에 있어서의 공극(보이드)의 발생 상태를 관찰한 초음파 진단 화상이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 상하좌우 등의 위치 관계는, 특별히 언급하지 않는 한, 도면에 나타내는 위치 관계에 기초하는 것으로 한다. 또한, 도면의 치수 비율은 도시된 비율에 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서의 「(메트)아크릴」이란, 「아크릴」 및 그것에 대응하는 「메타크릴」을 의미한다.
(필름형 접착제)
도 1은 본 실시형태에 따른 필름형 접착제(10)를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 필름형 접착제(10)는, 열경화성이고, 반경화(B 스테이지) 상태를 거쳐, 경화 처리 후에 완전 경화물(C 스테이지) 상태가 될 수 있는 접착제 조성물을 필름형으로 성형하여 이루어지는 것이다.
필름형 접착제(10)는, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하이다. 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도는, 컨트롤러 칩 등의 반도체 소자 및 와이어를 필름형 접착제(10)로 매립할 때의 매립성에 영향을 끼치며, 이 값이 300 ㎩·s 이하임으로써, 반도체 소자 및 와이어를 충분히 매립할 정도의 저탄성이 얻어져, 양호한 칩 매립성을 얻을 수 있다. 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 필름형 접착제(10)의 전단 점도는, 칩 매립성을 더욱 향상시키는 관점에서, 295 ㎩·s 이하인 것이 바람직하고, 290 ㎩·s 이하인 것이 보다 바람직하고, 285 ㎩·s 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 필름형 접착제(10)의 전단 점도는, 칩 단부로부터의 수지의 스며나옴(블리드)을 더욱 저감하는 관점에서, 200 ㎩·s 이상이어도 좋고, 230 ㎩·s 이상이어도 좋고, 250 ㎩·s 이상이어도 좋다.
필름형 접착제(10)는, 주파수 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐ 및 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타낸 경우에, 기울기(b)가 -0.67 이하이다. 기울기(b)는, 전단 점도의 주파수 의존성의 높이를 나타내고, 그 값이 작을수록(절대값이 클수록), 주파수 의존성이 높아, 상대적으로 높은 주파수에서의 전단 점도와 상대적으로 낮은 주파수에서의 전단 점도의 차가 커진다. 그리고, 이 기울기(b)가 -0.67 이하임으로써, 가열 가압하여 반도체 소자 및 와이어를 매립하는 순간의 필름형 접착제(10)의 전단 점도를 낮게 하면서, 매립 후부터 식기까지의 동안의 전단 점도를 상대적으로 크게 할 수 있어, 매립 후에 수지가 유동하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 칩 단부로부터의 수지의 스며나옴(블리드)을 저감할 수 있다. 기울기(b)는, 블리드를 더욱 저감하는 관점에서, -0.68 이하인 것이 바람직하고, -0.69 이하인 것이 보다 바람직하고, -0.70 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 기울기(b)는, 필름 형성성 및 취급성을 손상하지 않도록 하는 관점에서, -0.80 이상이어도 좋다.
필름형 접착제(10)는, 칩 단부로부터의 수지의 스며나옴(블리드)을 더욱 저감하는 관점에서, 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 25000 ㎩·s 이상인 것이 바람직하고, 27000 ㎩·s 이상인 것이 보다 바람직하고, 29000 ㎩·s 이상인 것이 더욱 바람직하고, 30000 ㎩·s 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도는, 필름 형성성 및 다이싱 등의 가공성의 관점에서, 50000 ㎩·s 이하인 것이 바람직하고, 40000 ㎩·s 이하인 것이 보다 바람직하고, 35000 ㎩·s 이하인 것이 더욱 바람직하다.
필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 낮게 하고자 하는 경우, 예컨대, 후술하는 (a1) 성분의 함유량을 늘리는 것, (b1) 성분의 함유량을 늘리고 (b2) 성분의 함유량을 줄이는 것 및 (c) 성분의 함유량을 줄이는 것 또는 입경을 작게 하는 것 등의 방법으로 조정할 수 있다. 또한, 필름형 접착제(10)의 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 높게 하고자 하는 경우, 예컨대, 후술하는 (a2) 성분의 양을 늘리는 것, (c) 성분의 함유량을 늘리는 것, (b2) 성분의 분자량을 늘리는 것 등의 방법으로 조정할 수 있다. 또한, 상기 방법 이외라도, 필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐ 및 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도는, 후술하는 (a)∼(e) 성분의 종류 및 양을 조정함으로써, 조정하는 것이 가능하다.
기울기(b)를 낮게 하고자 하는 경우, 전술한 주파수 79.0 ㎐ 또는 0.1 ㎐에서의 전단 점도를 조정하는 방법만으로는, 조정하기 어려운 경우도 있다. 기울기(b)를 낮게 하고자 하는 경우, 예컨대, 후술하는 (a2) 성분의 에폭시 수지의 에폭시 당량 또는 페놀 수지의 수산기 당량을 조정하는 방법을 들 수 있다. (a2) 성분의 에폭시 수지의 에폭시 당량 또는 페놀 수지의 수산기 당량을 작게 함으로써, 필름형 접착제(10)의 전단 점도의 주파수 의존성을 높여, 기울기(b)를 더욱 작게 할 수 있는 경향이 있다. 또한, 상기 방법 이외라도, 기울기(b)는, 후술하는 (a)∼(e) 성분의 종류 및 양을 조정함으로써, 조정하는 것이 가능하다.
필름형 접착제(10)의 전단 점도는, 동적 점탄성 장치(예컨대, TA 인스트루먼트사 제조의 상품명 「ARES」 등)를 이용하여, 80℃로 유지한 필름형 접착제(10)에 5％의 변형을 부여하면서 주파수를 조정하여 측정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 동적 점탄성 장치에 예컨대 직경 8 ㎜의 페럴렐 콘-플레이트 지그를 셋트하고, 여기에 필름형 접착제(10)의 측정용 샘플을 셋트하고, 측정용 샘플에 대하여, 80℃에서 5％의 변형을 부여하면서 discrete mode에서 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐, 79.0 ㎐로 주파수를 변화시켜, 주파수마다의 전단 점도를 측정할 수 있다. 측정용 샘플로서 이용하는 필름형 접착제(10)의 두께는, 예컨대 440 ㎛로 할 수 있다. 측정용샘플로서 이용하는 필름형 접착제(10)는 경화 전의 상태(미경화 상태)이고, 예컨대 반경화(B 스테이지) 상태로 되어 있다. 또한, 페럴렐 콘-플레이트 지그의 직경 및 측정용 샘플의 두께 등의 조건은, 전술한 조건에 한정되지 않고, 다른 조건으로 하여도 좋다. 이들 조건은, 측정 파라미터로서 측정 장치에 미리 입력해 둠으로써, 그 영향을 보정한 측정 결과가 얻어지기 때문에, 조건을 바꾸어도 보정한 측정 결과로서 동일한 값이 얻어진다.
기울기(b)는, 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, 상기 방법으로 측정된 주파수마다의 전단 점도로부터, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타내었을 때의 b의 값으로서 구할 수 있다. 또한, 상기 누승 근사식에 있어서, a 및 b는 정수이고, b는 좌표(X, Y)를 양대수 그래프로 플롯한 경우의 X 및 Y의 누승 근사 곡선의 기울기를 나타낸다.
또한, 필름형 접착제(10)는, AUS308을 도포한 기판에의 경화 후의 접착력이 1.0 ㎫ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 얻어지는 반도체 장치의 접속 신뢰성이보다 양호해진다.
AUS308을 도포한 기판과 경화 후의 필름형 접착제(10)의 접착력을 1.0 ㎫ 이상으로 하기 위해서는, 예컨대, 후술하는 (a2) 성분의 양을 줄이거나, (c) 무기 필러의 함유량을 늘림으로써 조정할 수 있다. 또한, 충분한 접착성을 얻는다고 하는 관점에서, 후술하는 커플링제 등을 첨가하는 것이 바람직하다.
필름형 접착제(10)의 함유 성분은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, (a) 열경화성 성분, (b) 열가소성 성분, (c) 무기 필러, (d) 경화 촉진제, (e) 그 외의 성분 등을 포함할 수 있다. 이들 (a)∼(e) 성분의 종류 및 양을 조정함으로써, 필름형 접착제(10)의 특성을 조정할 수 있다.
(a) 열경화성 성분
열경화성 성분으로서는 열경화성 수지를 들 수 있다. 특히, 반도체 소자를 실장하는 경우에 요구되는 내열성 및 내습성의 관점에서, 열경화성 성분으로서 에폭시 수지, 페놀 수지 등이 바람직하다.
에폭시 수지 및 페놀 수지로서는, 예컨대 (a1) 연화점이 60℃ 이하 또는 상온(25℃)에서 액상인 것을 들 수 있고, 경화하여 접착 작용을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 이러한 (a1) 성분에 해당하는 에폭시 수지로서는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시 수지 등을 변성시킨 2작용 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 또한, (a1) 성분에 해당하는 페놀 수지로서는, (주)ADEKA 제조의 EP-4088, (주)다이셀 제조의 셀록사이드 2021P 등을 들 수 있다.
에폭시 수지 및 페놀 수지로서는, 예컨대 (a2) 연화점이 60℃ 초과[상온(25℃)에서 고체]이며 또한 에폭시 당량이 500 이하인 에폭시 수지 및 연화점이 60℃ 초과(상온에서 고체)이며 또한 수산기 당량이 300 이하인 페놀 수지를 들 수 있다. 이러한 (a2) 성분에 해당하는 에폭시 수지로서는, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지로서, DIC 가부시키가이샤 제조의 HP-7200L(에폭시 당량 242∼252), HP-7200(에폭시 당량 254∼264), HP-7200H(에폭시 당량 272∼284), 크레졸노볼락형 에폭시 수지로서, 신닛카에폭시세이조 가부시키가이샤 제조의 YDCN-700-10(에폭시 당량 198∼210) 등을 들 수 있다. 또한, (a2) 성분에 해당하는 페놀 수지로서는, 디시클로펜타디엔형 페놀 수지 등을 들 수 있다. 이러한 (a2) 성분에 해당하는 페놀 수지의 예로서는, 에어·워터 가부시키가이샤 제조의 HE 시리즈[예컨대, HE-100C-30(수산기 당량 174)] 등을 들 수 있다.
(a2) 성분에 해당하는 에폭시 수지의 에폭시 당량 및 페놀의 수지의 수산기 당량은, 기울기(b)의 값을 작게 하는 관점에서, 500 이하인 것이 바람직하고, 400 이하인 것이 보다 바람직하고, 300 이하인 것이 더욱 바람직하고, 200 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, (a2) 성분에 해당하는 에폭시 수지의 에폭시 당량 및 페놀의 수지의 수산기 당량은, 100 이상이어도 좋다.
(a2) 성분으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 에폭시 수지(디시클로펜타디엔형 에폭시 수지), 또는, 디시클로펜타디엔 골격을 갖는 페놀 수지(디시클로펜타디엔형 페놀 수지)를 포함하는 것이 바람직하다. 이들은 병용하여도 좋다. 이들을 이용함으로써, 필름형 접착제(10)에 있어서의 상기 기울기(b)의 값을 더욱 작게(절대값을 더욱 크게) 하기 쉽다. 또한, 이들을 이용함으로써, 미경화 상태의 필름형 접착제의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 낮게, 또한, 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 크게 하기 쉽기 때문에, 양호한 칩 매립성과 저블리드성을 양립하기 쉽다.
전술한 (a1) 성분 및 (a2) 성분 이외의 에폭시 수지를, (a) 열경화성 성분으로서 병용하여도 좋다. 예컨대, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 에폭시 수지로서, 다작용 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 복소환 함유 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 등의, 일반적으로 알려져 있는 에폭시 수지를 이용할 수도 있다.
또한, 전술한 (a1) 성분 및 (a2) 성분 이외의 페놀 수지를 (a) 열경화성 수지로서 병용하여도 좋다. 예컨대, DIC(주) 제조의 페놀라이트 KA, TD 시리즈, 미츠이가가쿠 가부시키가이샤 제조의 미렉스 XLC-시리즈와 XL 시리즈(예컨대, 미렉스 XLC-LL) 등을 들 수 있다. 또한, 내열성의 관점에서, 85℃, 85％ RH의 항온 항습조에 48시간 투입 후의 흡수율이 2 질량％ 이하이며, 열중량 분석계(TGA)로 측정한 350℃에서의 가열 질량 감소율(승온 속도: 5℃/min, 분위기: 질소)이 5 질량％ 미만인 것이 바람직하다.
(a) 열경화성 성분으로서 에폭시 수지 및 페놀 수지를 병용하는 경우, 에폭시 수지 및 페놀 수지의 배합비는, 각각 에폭시 당량과 수산기 당량의 당량비로 0.70/0.30∼0.30/0.70이 되는 것이 바람직하고, 0.65/0.35∼0.35/0.65가 되는 것이 보다 바람직하고, 0.60/0.40∼0.40/0.60이 되는 것이 더욱 바람직하고, 0.60/0.40∼0.50/0.50이 되는 것이 특히 바람직하다. 배합비가 상기 범위 내임으로써, 우수한 경화성, 유동성 등을 갖는 필름형 접착제(10)를 얻기 쉬워진다.
(a1) 성분의 함유량은, (a) 성분의 전체 질량을 기준으로 하여 5∼60 질량％인 것이 바람직하고, 10∼55 질량％인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 경화 전의 필름형 접착제의 유동성을 확보하기 쉬워진다.
(a2) 성분의 함유량은, (a) 성분의 전체 질량을 기준으로 하여 40∼95 질량％인 것이 바람직하고, 45∼90 질량％인 것이 보다 바람직하다. (a2) 성분의 함유량이 상기 범위 내이면(특히, 상기 하한값 이상이면), 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 높게 하기 쉬워, 칩 단부로부터의 수지의 스며나옴(블리드)을 저감하기 쉬워진다.
(a) 성분의 함유량은, 필름형 접착제(10)의 전체 질량을 기준으로 하여, 30∼80 질량％인 것이 바람직하고, 40∼60 질량％인 것이 보다 바람직하다. (a) 성분의 함유량이 40 질량％ 이상이면, 미경화 상태의 필름형 접착제의, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 저감하기 쉬워져, 매립성이 더욱 양호해지며, 열경화성 접착제로서의 경화 특성이 양호해져, 필름형 접착제가 기판으로부터 벗겨지거나, 내부에 기포가 발생하여 버리거나 하는 것을 더욱 억제하기 쉬워져, 접착 신뢰성이 향상한다. 한편, (a) 성분의 함유량이 80 질량％ 이하이면, 도공 시의 안정성 및 실장 후의 신뢰성을 제어하기 쉽다.
(b) 열가소성 성분
(b) 열가소성 성분으로서는, 글리시딜기 등의 가교성 작용기를 갖는 분자량이 높은 열가소성 성분과, 글리시딜기 등 이외의 카르복실기 또는 수산기 등의 가교성 작용기를 갖는 분자량이 낮은 열가소성 성분의 병용이 바람직하다. 예컨대, (b) 성분은, (b1) 가교성 작용기로서 적어도 글리시딜기를 갖는 모노머 단위를 모노머 단위 전체량에 대하여 3∼15 질량％ 가지고, 중량 평균 분자량이 70만∼200만이며 유리 전이 온도(Tg)가 -50∼50℃인 열가소성 성분과, (b2) 가교성 작용기로서 글리시딜기를 갖지 않고 또한 글리시딜기 이외의 가교성 작용기(예컨대 카르복실기 및 수산기 등)를 갖는 모노머 단위를 모노머 단위 전체량에 대하여 비율로 1∼7 질량％ 가지고, 중량 평균 분자량이 50만∼90만이며 유리 전이 온도(Tg)가 -50∼50℃인 열가소성 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
(b) 성분으로서는, 열가소성 수지인 아크릴 수지(아크릴계 수지)가 바람직하고, 또한, 유리 전이 온도(Tg)가 -50℃∼50℃이며, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 에폭시기 또는 글리시딜기를 가교성 작용기로서 갖는 작용성 모노머를 중합하여 얻어지는, 에폭시기 함유 (메트)아크릴 공중합체 등의 아크릴 수지가 보다 바람직하다.
이러한 아크릴 수지로서, 에폭시기 함유 (메트)아크릴산에스테르 공중합체, 에폭시기 함유 아크릴 고무 등을 사용할 수 있고, 에폭시기 함유 아크릴 고무가 보다 바람직하다. 에폭시기 함유 아크릴 고무는, 아크릴산에스테르를 주성분으로 하고, 주로, 부틸아크릴레이트와 아크릴로니트릴 등의 공중합체, 에틸아크릴레이트와 아크릴로니트릴 등의 공중합체 등을 포함하는, 에폭시기를 가지고 있는 아크릴 고무이다.
또한, (b) 성분의 가교성 작용기로서는, 에폭시기 외에, 알코올성 또는 페놀성 수산기, 카르복실기 등의 가교성 작용기를 들 수 있다.
(b1) 성분에 있어서, 경화 후의 접착력을 더욱 향상시키는 관점에서, 가교성 작용기를 갖는 모노머 단위는 모노머 단위 전체량에 대하여 3∼15 질량％인 것이 바람직하고, 5∼10 질량％가 보다 바람직하다.
(b2) 성분에 있어서, 경화 후의 접착력을 더욱 향상시킨다고 하는 관점에서, 가교성 작용기를 갖는 모노머 단위는 모노머 단위 전체량에 대하여 1∼7 질량％인 것이 바람직하고, 1∼5 질량％가 보다 바람직하다.
(b1) 성분의 중량 평균 분자량은, 70만 이상 200만 이하인 것이 바람직하다. (b1) 성분의 중량 평균 분자량이 70만 이상이면, 필름 성막성이 더욱 양호해지며, 필름형 접착제(10)의 접착 강도와 내열성을 더욱 높일 수 있다. (b1) 성분의 중량 평균 분자량이 200만 이하이면, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 저감하기 쉬워지기 때문에, 매립성이 더욱 양호해진다.
(b2) 성분의 중량 평균 분자량은, 50만 이상 90만 이하인 것이 바람직하다. (b2) 성분의 중량 평균 분자량이 50만 이상이면, (b1) 성분과의 병용에 의해 성막성을 향상시키는 효과가 한층 더 양호해지며, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 높게 하기 쉽고, 칩 단부로부터의 수지의 스며나옴(블리드)을 저감하기 쉬워진다. (b2) 성분의 중량 평균 분자량이 90만 이하이면, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 저감하기 쉬워지기 때문에, 매립성이 더욱 양호해진다. 또한, (b2) 성분의 중량 평균 분자량이 90만 이하이면, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 절삭성이 개선되어, 다이싱의 품질이 더욱 양호해지는 경우가 있다.
중량 평균 분자량은, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피법(GPC)에 따라, 표준 폴리스티렌에 의한 검량선을 이용하여 얻어지는 폴리스티렌 환산값이다.
또한, (b1) 성분 및 (b2) 성분의 유리 전이 온도(Tg)는 -50∼50℃인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도(Tg)가 50℃ 이하이면, 필름형 접착제(10)의 유연성이 더욱 양호해진다. 한편, 유리 전이 온도(Tg)가 -50℃ 이상이면, 필름형 접착제(10)의 유연성이 지나치게 높아지지 않기 때문에, 반도체 웨이퍼를 다이싱할 때에 필름형 접착제(10)를 절단하기 쉽다. 이 때문에, 버어의 발생에 의해 다이싱성이 악화하는 것을 억제하기 쉽다.
(b) 성분 전체의 유리 전이 온도(Tg)는 -20℃∼40℃인 것이 바람직하고, -10℃∼30℃인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 다이싱 시에 필름형 접착제(10)를 절단하기 쉬워지기 때문에 수지 부스러기가 발생하기 어려워, 필름형 접착제(10)의 접착력과 내열성을 높게 하기 쉽고, 또한 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 높은 유동성을 발현하기 쉬워진다.
유리 전이 온도(Tg)는, 열시차 주사 열량계(예컨대, 가부시키가이샤 리가쿠 제조 「Thermo Plus 2」)를 이용하여 측정할 수 있다.
(b) 성분은, 시판품으로서 입수하는 것도 가능하다. 예컨대, (b1) 성분으로서는, 아크릴 고무 HTR-860P-3CSP(상품명, 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다. 이 화합물은, 가교성의 부위로서 글리시딜 부위를 가지고, 아크릴산 유도체를 포함하는 아크릴 고무를 베이스 수지로 하는 화합물이고, 중량 평균 분자량이 100만, 유리 전이 온도(Tg)가 15℃이다. 또한, (b2) 성분으로서는, SG-708-6(상품명, 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다. 이 화합물은, 카르복실기와 수산기를 갖는 아크릴 고무 베이스의 화합물이며, 중량 평균 분자량이 70만, 유리 전이 온도(Tg)가 4℃이다.
(b1) 성분의 함유량은, (b) 성분의 전체 질량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 55∼90 질량％인 것이 보다 바람직하다. (b1) 성분의 함유량이 50 질량％ 이상이면, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 저감하기 쉬워지기 때문에, 매립성이 더욱 양호해진다. 한편, (b1) 성분의 함유량이 90 질량％ 이하이면, 경화 후의 접착 강도가 더욱 양호해진다.
(b2) 성분의 함유량은, (b) 성분의 전체 질량을 기준으로 하여 10 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 10∼45 질량％인 것이 보다 바람직하다. (b2) 성분의 함유량이 상기 범위 내이면, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 유지한 채로 경화가 진행되기 때문에, 양호한 경화물을 얻을 수 있다.
(b) 성분의 함유량은, (a) 성분 100 질량부에 대하여, 20∼80 질량부인 것이 바람직하고, 30∼50 질량부인 것이 보다 바람직하다. (b) 성분의 함유량이 30 질량부 이상이면, 필름형 접착제의 가요성의 저하를 억제할 수 있으며, 가열 후에는 더욱 고탄성화하기 쉬워, 블리드를 억제할 수 있다. 한편, (b) 성분의 함유량이 80 질량부 이하이면, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 저감하기 쉬워져, 유동성이 더욱 향상되기 때문에, 매립성이 더욱 양호해진다.
(c) 무기 필러
(c) 성분으로서는, B 스테이지 상태에 있어서의 필름형 접착제(10)의 다이싱성의 향상, 필름형 접착제(10)의 취급성의 향상, 열전도성의 향상, 전단 점도(용융 점도)의 조정, 틱소트로픽성의 부여, 접착력의 향상 등의 관점에서, 실리카 필러 등이 바람직하다.
(c) 성분은, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 다이싱성을 향상시켜, 경화 후의 접착력을 충분히 발현시킬 목적으로, 평균 입경이 다른 1종류 이상의 필러를 포함하는 것이 바람직하다. (c) 성분으로서는, 예컨대 (c1) 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 다이싱성 향상을 목적으로 한 평균 입경이 0.2 ㎛ 이상인 제1 필러 및 (c2) 경화 후의 접착력을 충분히 발현시키는 것을 목적으로 한 평균 입경이 0.2 ㎛ 미만인 제2 필러를 들 수 있지만, 다이싱성과 접착력을 담보할 수 있는 것이면, 각각 단독으로 이용하여도, 조합하여 이용하여도 좋다.
평균 입경은, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치를 이용하여, 아세톤을 용매로서 분석한 경우에 얻어지는 값으로 한다. 제1 및 제2 필러의 평균 입경은, 입도 분포 측정 장치로 분석한 경우에, 각각의 필러가 포함되어 있는 것을 판별할 수 있을 정도로, 그 차가 큰 것이 더욱 바람직하다.
(c1) 성분의 함유량은, (c2) 성분과 조합하여 이용하는 경우, (c) 성분의 전체 질량을 기준으로 하여 30 질량％ 이상인 것이 바람직하다. (c1) 성분의 함유량이 30 질량％ 이상임으로써, 필름의 다이싱성의 악화, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 유동성의 악화를 억제하기 쉬워진다.
(c2) 성분의 함유량은, (c1) 성분과 조합하여 이용하는 경우, (c) 성분의 전체 질량을 기준으로 하여 50 질량％ 이상인 것이 바람직하다. (c2) 성분의 함유량이 50 질량％ 이상임으로써, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 저감하기 쉬워지기 때문에, 매립성이 더욱 양호해지며, 경화 후의 접착력을 충분히 발현시키기 쉬워진다.
(c) 성분 전체의 평균 입경은, 0.05∼0.5 ㎛인 것이 바람직하고, 0.2∼0.4 ㎛인 것이 보다 바람직하다. (c) 성분 전체의 평균 입경이 상기 범위 내이면, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 저감하기 쉬워져, 매립성이 더욱 양호해진다.
(c) 성분의 함유량은, (a) 성분 100 질량부에 대하여, 30∼70 질량부인 것이 바람직하고, 40∼65 질량부인 것이 보다 바람직하다. (c) 성분의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 다이싱성의 악화, 경화 후의 접착력의 저하를 억제하기 쉬워지며, 미경화 상태의 필름형 접착제(10)의 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 높게 하기 쉬워, 칩 단부로부터의 수지의 스며나옴(블리드)을 저감하기 쉬워진다고 하는 경향이 있다. 한편, (c) 성분의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 미경화 상태의 필름형 접착제의, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 저감하기 쉬워져, 매립성이 더욱 양호해지며, 경화 후의 탄성률의 상승을 억제하기 쉽다고 하는 경향이 있다.
(d) 경화 촉진제
양호한 경화성을 얻을 목적으로, (d) 경화 촉진제를 이용하는 것이 바람직하다. (d) 성분으로서는, 반응성의 관점에서 이미다졸계의 화합물이 바람직하다. 또한, (d) 성분의 반응성이 지나치게 높으면, 필름형 접착제(10)의 제조 공정 중의 가열에 의해 전단 점도가 상승하기 쉬워질 뿐만 아니라, 경시에 의한 열화를 야기하기 쉬운 경향이 있다. 한편, (d) 성분의 반응성이 지나치게 낮으면, 필름형 접착제(10)의 경화성이 저하하기 쉬운 경향이 있다. 필름형 접착제(10)가 충분히 경화되지 않은 채로 제품 내에 탑재되면, 충분한 접착성이 얻어지지 않아, 반도체 장치의 접속 신뢰성을 악화시킬 가능성이 있다.
또한, (d) 성분의 함유량이 지나치게 적은 경우에는, 필름형 접착제(10)의 경화성이 저하하여 쉬운 경향이 있다. 한편, (d) 성분의 함유량이 지나치게 많은 경우에는, 필름형 접착제(10)의 제조 공정 중의 가열에 의해 전단 점도가 상승하기 쉬워질 뿐만 아니라, 경시에 의한 열화를 야기하기 쉬운 경향이 있다. 이러한 관점에서, (d) 성분의 함유량은, (a) 성분 100 질량부에 대하여, 0∼0.20 질량부인 것이 바람직하고, 0.05∼0.20 질량부인 것이 보다 바람직하다.
(e) 그 외의 성분
상기 성분 이외에, 접착성 향상의 관점에서, 본 기술분야에서 사용될 수 있는 그 외의 성분을 또한 적량 이용하여도 좋다. 그와 같은 성분으로서는, 예컨대 커플링제를 들 수 있다. 커플링제로서는, γ-우레이드프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
커플링제의 함유량은, (a) 성분 100 질량부에 대하여, 0∼5 질량부인 것이 바람직하고, 0.1∼1 질량부인 것이 보다 바람직하다. 커플링제의 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 칩 표면 또는 피착체가 되는 기판에의 젖음성이 좋아져, 접착력 및 신뢰성이 향상하는 경향이 있다. 한편, 커플링제의 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 가열 시의 팽창에 따른 기포의 발생을 억제하기 쉬운 경향이 있다.
(필름형 접착제)
필름형 접착제(10)는, 예컨대 상기 성분을 포함하는 접착제 조성물의 바니시를 기재 필름 상에 도포함으로써 바니시의 층을 형성하는 공정, 가열 건조에 의해 바니시의 층으로부터 용매를 제거하는 공정, 기재 필름을 제거하는 공정에 따라 얻을 수 있다.
바니시는, 상기 성분을 포함하는 접착제 조성물을 유기 용매 중에서 혼합, 혼련 등에 의해 조제할 수 있다. 혼합 및 혼련은, 통상의 교반기, 뢰궤기, 3롤, 볼 밀 등의 분산기를 이용할 수 있다. 이들 기기는 적절하게 조합하여 이용할 수 있다. 바니시의 도포는, 예컨대 도공기에 의해 행할 수 있다. 바니시의 가열 건조 조건은, 사용한 유기 용매가 충분히 휘산하는 조건이면 특별히 제한은 없고, 예컨대 60∼200℃에서 0.1∼90분간으로 할 수 있다.
유기 용매로서는, 상기 성분을 균일하게 용해, 혼련 또는 분산할 수 있는 것이면 제한은 없고, 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 이러한 용매로서는, 예컨대, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용매, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N메틸피롤리돈, 톨루엔, 크실렌 등을 들 수 있다. 건조 속도가 빠르고, 가격이 싼 점에서 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기재 필름으로서는, 특별히 제한은 없고, 예컨대, 폴리에스테르 필름(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등), 폴리프로필렌 필름[OPP(Oriented PolyPropylene) 필름 등], 폴리이미드 필름, 폴리에테르이미드 필름, 폴리에테르나프탈레이트 필름, 메틸펜텐 필름 등을 들 수 있다.
필름형 접착제(10)의 두께는, 제1 와이어 및 제1 반도체 소자와, 기판의 배선 회로 등의 요철을 충분히 매립할 수 있도록, 20∼200 ㎛인 것이 바람직하다. 또한, 두께가 20 ㎛ 이상임으로써 충분한 접착력을 얻기 쉬워지고, 200 ㎛ 이하임으로써 반도체 장치의 소형화의 요구에 응하기 쉬워진다. 이러한 관점에서, 필름형 접착제(10)의 두께는 30∼200 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 40∼150 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.
두꺼운 필름형 접착제(10)를 얻는 방법으로서는, 필름형 접착제(10)끼리를 접합하는 방법을 들 수 있다.
(접착 시트)
접착 시트(100)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 기재 필름(20) 상에 필름형 접착제(10)를 구비하는 것이다. 접착 시트(100)는, 필름형 접착제(10)를 얻는 공정에 있어서, 기재 필름(20)을 제거하지 않음으로써 얻을 수 있다.
접착 시트(110)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 접착 시트(100)의 기재 필름(20)과는 반대측의 면에 또한 커버 필름(30)을 구비하는 것이다. 커버 필름(30)으로서는, 예컨대, PET 필름, PE 필름, OPP 필름 등을 들 수 있다.
필름형 접착제(10)는, 다이싱 테이프 상에 적층되어도 좋다. 이에 의해 얻어지는 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 이용함으로써, 반도체 웨이퍼에의 라미네이트 공정을 한번에 행할 수 있어, 작업의 효율화가 가능하다.
다이싱 테이프로서는, 예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리메틸펜텐 필름, 폴리이미드 필름 등의 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 다이싱 테이프에는, 필요에 따라, 프라이머 처리, UV 처리, 코로나 방전 처리, 연마 처리, 에칭 처리 등의 표면 처리가 행해져 있어도 좋다.
다이싱 테이프는 점착성을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 다이싱 테이프로서는, 상기 플라스틱 필름에 점착성을 부여한 것, 상기 플라스틱 필름의 편면에 점착제층을 마련한 것을 들 수 있다.
이러한 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트로서는, 도 4에 나타내는 접착 시트(120) 및 도 5에 나타내는 접착 시트(130)를 들 수 있다. 접착 시트(120)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 인장 텐션을 가하였을 때의 신장을 확보할 수 있는 기재 필름(40) 상에 점착제층(50)이 마련된 다이싱 테이프(60)를 지지 기재로 하여, 다이싱 테이프(60)의 점착제층(50) 상에, 필름형 접착제(10)가 마련된 구조를 가지고 있다. 접착 시트(130)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 접착 시트(120)에 있어서 필름형 접착제(10)의 표면에 더욱 기재 필름(20)이 마련된 구조를 가지고 있다.
기재 필름(40)으로서는, 다이싱 테이프에 대해서 기재한 상기 플라스틱 필름을 들 수 있다. 또한, 점착제층(50)은, 예컨대, 액상 성분 및 열가소성 성분을 포함하며 적절한 태크 강도를 갖는 수지 조성물을 이용하여 형성할 수 있다. 다이싱 테이프(60)를 얻기 위해서는, 상기 수지 조성물을 기재 필름(40) 상에 도포하고 건조하여 점착제층(50)을 형성하는 방법, PET 필름 등의 다른 필름 상에 일단 형성한 점착제층(50)을 기재 필름(40)과 접합하는 방법 등을 들 수 있다.
다이싱 테이프(60) 상에 필름형 접착제(10)를 적층하는 방법으로서는, 상기 접착제 조성물의 바니시를 다이싱 테이프(60) 상에 직접 도포하여 건조하는 방법, 바니시를 다이싱 테이프(60) 상에 스크린 인쇄하는 방법, 미리 필름형 접착제(10)를 제작하고, 이것을 다이싱 테이프(60) 상에, 프레스, 핫롤 라미네이트에 의해 적층하는 방법 등을 들 수 있다. 연속적으로 제조할 수 있고, 효율이 좋은 점에서, 핫롤 라미네이트에 의한 적층이 바람직하다.
다이싱 테이프(60)의 두께는, 특별히 제한은 없고, 필름형 접착제(10)의 두께 및 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트의 용도에 따라 적절하게, 당업자의 지식에 기초하여 정할 수 있다. 또한, 다이싱 테이프(60)의 두께가 60 ㎛ 이상임으로써, 취급성의 저하, 다이싱에 의해 개편화된 반도체 소자를 다이싱 테이프(60)로부터 박리하는 공정에서의 익스팬드에 의한 찢어짐 등을 억제하기 쉬운 경향이 있다. 한편, 다이싱 테이프의 두께가 180 ㎛ 이하임으로써, 경제성과 취급성의 장점을 양립하기 쉽다. 이상으로부터, 다이싱 테이프(60)의 두께는, 180 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 60∼180 ㎛인 것이 보다 바람직하다.
(반도체 장치)
도 6은 반도체 장치를 나타내는 단면도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 반도체 장치(200)는, 제1 반도체 소자(Wa) 상에, 제2 반도체 소자(Waa)가 중첩된 반도체 장치이다. 상세하게는, 기판(14)에, 제1 와이어(88)를 통해 1단째의 제1 반도체 소자(Wa)가 전기적으로 접속되며, 제1 반도체 소자(Wa) 상에, 제1 반도체 소자(Wa)의 면적보다 큰 2단째의 제2 반도체 소자(Waa)가 필름형 접착제(10)를 통해 실장(압착)됨으로써, 제1 와이어(88) 및 제1 반도체 소자(Wa)가 필름형 접착제(10)에 매립되어 이루어지는 와이어 매립형(칩 매립형)의 반도체 장치이다. 또한, 반도체 장치(200)에서는, 기판(14)과 제2 반도체 소자(Waa)가 또한 제2 와이어(98)를 통해 전기적으로 접속되며, 제2 반도체 소자(Waa)가 밀봉재(42)에 의해 밀봉되어 있다.
제1 반도체 소자(Wa)의 두께는, 10∼170 ㎛이고, 제2 반도체 소자(Waa)의 두께는 20∼400 ㎛이다. 필름형 접착제(10) 내부에 매립되어 있는 제1 반도체 소자(Wa)는, 반도체 장치(200)를 구동하기 위한 컨트롤러 칩이다.
기판(14)은, 표면에 회로 패턴(84, 94)이 형성된 유기 기판(90)을 포함한다. 제1 반도체 소자(Wa)는, 회로 패턴(94) 상에 접착제(41)를 통해 실장(압착)되어 있고, 제2 반도체 소자(Waa)는, 제1 반도체 소자(Wa)가 실장(압착)되어 있지 않은 회로 패턴(94), 제1 반도체 소자(Wa) 및 회로 패턴(84)의 일부를 덮도록 필름형 접착제(10)를 통해 기판(14)에 실장(압착)되어 있다. 기판(14) 상의 회로 패턴(84, 94)에 기인하는 요철은, 필름형 접착제(10)에 의해 매립되어 있다. 그리고, 수지제의 밀봉재(42)에 의해, 제2 반도체 소자(Waa), 회로 패턴(84) 및 제2 와이어(98)가 밀봉되어 있다.
(반도체 장치의 제조 방법)
반도체 장치는, 기판 상에 제1 와이어를 통해 제1 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 제1 실장 공정과, 제1 반도체 소자의 면적보다 큰 제2 반도체 소자의 편면에, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하이고, 또한, 주파수 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐ 및 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타낸 경우에, 기울기(b)가 -0.67 이하인 필름형 접착제를 첩부하는 라미네이트 공정과, 필름형 접착제가 첩부된 제2 반도체 소자를, 필름형 접착제가 제1 반도체 소자를 덮도록 배치하고, 필름형 접착제를 압착함으로써, 제1 와이어 및 제1 반도체 소자를 필름형 접착제에 매립하는 제2 실장 공정을 포함하는, 반도체 장치의 제조 방법에 따라 제조된다. 이하, 반도체 장치(200)의 제조 순서를 예로 하여, 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판(14) 상의 회로 패턴(94) 상에, 접착제(41)를 갖는 제1 반도체 소자(Wa)를 실장하고, 제1 와이어(88)를 통해 기판(14) 상의 회로 패턴(84)과 제1 반도체 소자(Wa)를 전기적으로 접속한다(제1 실장 공정).
다음에, 반도체 웨이퍼(예컨대 8인치 사이즈, 두께 50 ㎛)의 편면에, 접착 시트(100)를 라미네이트하고, 기재 필름(20)을 벗김으로써, 반도체 웨이퍼의 편면에 필름형 접착제(10)를 접착한다. 그리고, 필름형 접착제(10)에 다이싱 테이프(60)를 접합한 후, 소정 사이즈(예컨대 한 변이 7.5 ㎜인 정사각형)로 다이싱하여, 다이싱 테이프(60)를 박리함으로써, 도 8에 나타내는 바와 같이, 필름형 접착제(10)가 첩부된 제2 반도체 소자(Waa)를 얻는다(라미네이트 공정).
라미네이트 공정은, 50∼100℃에서 행하는 것이 바람직하고, 60∼80℃에서 행하는 것이 보다 바람직하다. 라미네이트 공정의 온도가 50℃ 이상이면, 반도체 웨이퍼와 양호한 밀착성을 얻을 수 있다. 라미네이트 공정의 온도가 100℃ 이하이면, 라미네이트 공정 중에 필름형 접착제(10)가 과도하게 유동하는 것이 억제되기 때문에, 두께의 변화 등을 야기하는 것을 방지할 수 있다.
다이싱 방법으로서는, 회전날을 이용하여 블레이드 다이싱하는 방법, 레이저에 의해 필름형 접착제(10) 또는 웨이퍼와 필름형 접착제(10)의 양방을 절단하는 방법, 또한 상온 또는 냉각 조건 하에서의 신장 등 범용의 방법 등을 들 수 있다.
그리고, 필름형 접착제(10)가 첩부된 제2 반도체 소자(Waa)를, 제1 반도체 소자(Wa)가 와이어(88)를 통해 접속된 기판(14)에 실장(압착)한다. 구체적으로는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 필름형 접착제(10)가 첩부된 제2 반도체 소자(Waa)를, 필름형 접착제(10)가 제1 반도체 소자(Wa)를 덮도록 배치하고, 계속해서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 반도체 소자(Waa)를 기판(14)에 압착시킴으로써 기판(14)에 제2 반도체 소자(Waa)를 고정한다(제2 실장 공정). 제2 실장 공정은, 필름형 접착제(10)를 80∼180℃, 0.01∼0.50 ㎫의 조건으로 0.5∼3.0초간 압착하는 것이 바람직하다. 제2 실장 공정 후, 필름형 접착제(10)를 또한 60∼175℃, 0.3∼0.7 ㎫의 조건으로, 5분간 이상 가압 및 가열하여도 좋다.
계속해서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 기판(14)과 제2 반도체 소자(Waa)를 제2 와이어(98)를 통해 전기적으로 접속한 후, 회로 패턴(84), 제2 와이어(98) 및 제2 반도체 소자(Waa) 전체를, 밀봉재(42)로 170∼180℃, 5∼8 ㎫의 조건으로 밀봉한다(밀봉 공정). 이러한 공정을 거침으로써 반도체 장치(200)를 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이, 반도체 장치(200)는, 기판 상에 제1 와이어를 통해 제1 반도체 소자가 전기적으로 접속되며, 제1 반도체 소자 상에, 제1 반도체 소자의 면적보다 큰 제2 반도체 소자가 실장되어 이루어지는 반도체 장치에 있어서, 제2 반도체 소자를 실장하며, 제1 와이어 및 제1 반도체 소자를 매립하기 위해 이용된다, 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하이고, 또한, 주파수 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐ 및 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타낸 경우에, 기울기(b)가 -0.67 이하인 필름형 접착제를 이용하여 제조된다. 상기 조건을 만족하는 필름형 접착제를 이용함으로써, 제2 실장 공정에 있어서, 제1 반도체 소자와 제1 와이어를, 공극의 발생을 억제하면서 필름형 접착제에 의해 매립할 수 있으며, 제2 반도체 소자의 단부로부터의 필름형 접착제의 비어져나옴(블리드)을 억제할 수 있다. 또한, 상기 조건을 만족하는 필름형 접착제를 이용함으로써, 제2 실장 공정에 있어서 필름형 접착제에 응력이 잔존하기 어려워, 필름형 접착제마다 제2 반도체 소자가 휘어 버리는 것을 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 반드시 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 이하와 같이 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절하게 변경을 행하여도 좋다.
반도체 장치(200)에 있어서, 기판(14)은, 표면에 회로 패턴(84, 94)이 각각 2부위씩 형성된 유기 기판(90)이지만, 기판(14)으로서는 이것에 한정되지 않고, 리드 프레임 등의 금속 기판을 이용하여도 좋다.
반도체 장치(200)는, 제1 반도체 소자(Wa) 상에 제2 반도체 소자(Waa)가 적층되어 있어, 2단으로 반도체 소자가 적층된 구성을 갖고 있었지만, 반도체 장치의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 제2 반도체 소자(Waa) 위에 제3 반도체 소자가 더욱 적층되어 있어도 상관없고, 제2 반도체 소자(Waa) 위에 복수의 반도체 소자가 더욱 적층되어 있어도 상관없다. 적층되는 반도체 소자의 수가 증가함에 따라, 얻어지는 반도체 장치의 용량을 늘릴 수 있다.
본 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법에서는, 라미네이트 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼의 편면에, 도 2에 나타내는 접착 시트(100)를 라미네이트하고, 기재 필름(20)을 벗김으로써, 필름형 접착제(10)를 접착하고 있었지만, 라미네이트 시에 이용하는 접착 시트는 이것에 한정되지 않는다. 접착 시트(100) 대신에, 도 4 및 5에 나타내는 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트(120, 130)를 이용할 수 있다. 이 경우, 반도체 웨이퍼를 다이싱할 때에 다이싱 테이프(60)를 별도 접착할 필요가 없다.
라미네이트 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼가 아니라, 반도체 웨이퍼를 개편화하여 얻어진 반도체 소자를, 접착 시트(100)에 라미네이트하여도 상관없다. 이 경우, 다이싱 공정을 생략할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것이 아니다.
(실시예 1∼4 및 비교예 1∼8)
표 1 및 표 2에 나타내는 품명 및 조성비(단위: 질량부)로, 각 성분을 하기 순서에 따라 배합하여, 바니시를 조제하였다. 먼저, 열경화성 수지로서의 에폭시 수지 및 페놀 수지와, 무기 필러를 각각 칭량하여 조성물을 얻고, 더욱 시클로헥사논을 부가하여 교반 혼합하였다. 이것에, 열가소성 수지로서의 아크릴 고무를 부가하여 교반한 후, 더욱 커플링제 및 경화 촉진제를 부가하여 각 성분이 균일해질 때까지 교반하여, 바니시를 얻었다. 또한, 표 1 및 표 2 중 각 성분의 품명은 하기의 것을 의미한다.
(에폭시 수지)
HP-7200L: 상품명, DIC 가부시키가이샤 제조, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 에폭시 당량 242∼252, 연화점 50∼60℃, 25℃에서 고형
VG3101L: 상품명, 가부시키가이샤 프린테크 제조, 다작용 에폭시 수지, 에폭시 당량 210, 연화점 39∼46℃, 25℃에서 고형
YDCN-700-10: 상품명, 신닛카에폭시세이조 가부시키가이샤 제조, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 에폭시 당량 210, 연화점 75∼85℃, 25℃에서 고형
EXA-830CRP: DIC 가부시키가이샤 제조, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 에폭시 당량 155∼163, 분자량 298.3, 25℃에서 액상
CELLOXIDE 2021P: 상품명, 가부시키가이샤 다이셀 제조, 3',4'-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 에폭시 당량 128∼145, 분자량 252.3, 25℃에서 액상
(페놀 수지)
HE-100C-30: 상품명, 에어·워터 가부시키가이샤 제조, 페놀 수지, 수산기 당량 175, 연화점 79℃, 흡수율 1 질량％, 가열 질량 감소율 4 질량％, 25℃에서 고형
(무기 필러)
SC2050-HLG: 상품명, 가부시키가이샤 애드마텍스 제조, 실리카 필러 분산액, 평균 입경 0.50 ㎛
(유기 필러)
EXL-2655: 상품명, 롬앤드하스재팬 가부시키가이샤 제조, 코어 셸 타입 유기 미립자, 평균 입경 200 ㎛
X-52-854: 상품명, 신에츠가가쿠고교 가부시키가이샤 제조, 실리콘 레진 파우더, 평균 입경 0.7 ㎛
X-52-7030: 상품명, 신에츠가가쿠고교 가부시키가이샤 제조, 실리콘 복합 파우더, 평균 입경 0.8 ㎛
(커플링제)
A-189: 상품명, 모멘티브·퍼포먼스·마테리얼즈·재팬 고도가이샤 제조, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란
A-1160: 상품명, 모멘티브·퍼포먼스·마테리얼즈·재팬 고도가이샤 제조, γ-우레이드프로필트리에톡시실란
(경화 촉진제)
2PZ-CN: 상품명, 시코쿠가세이고교 가부시키가이샤 제조, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸
(아크릴 고무)
HTR-860P-3CSP: 샘플명, 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조, 중량 평균 분자량 100만, 글리시딜 작용기 모노머 비율 3 질량％, Tg 15℃
SG-708-6: 샘플명, 나가세켐텍스 가부시키가이샤 제조, 중량 평균 분자량 70만, 산가 9 ㎎KOH/g, Tg 4℃
다음에, 얻어진 바니시를 100 메쉬의 필터로 여과하여, 진공 탈포 하였다. 진공 탈포 후의 바니시를, 기재 필름인, 이형 처리를 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(두께 38 ㎛) 상에 도포하였다. 도포는, 도공기(가부시키가이샤 테크노스마트 제조, 오더 메이드품이기 때문에 형식 번호는 불명)를 이용하여, 도공 속도 1 m/분의 조건으로 행하였다. 도포한 바니시를, 90℃에서 5분간, 계속해서 140℃에서 5분간의 2단계로 가열 건조하였다. 이렇게 하여, PET 필름 상에, B 스테이지 상태에 있는 두께 20 ㎛의 필름형 접착제(제1 필름형 접착제)를 구비한 접착 필름을 얻었다. 계속해서, 얻어진 접착 필름과, 기재 필름(두께 90 ㎛) 상에 점착제층(두께 30 ㎛)이 마련된 다이싱 테이프(히타치맥셀 가부시키가이샤 제조, 상품명: SD-3004)를, 접착 필름의 필름형 접착제측의 면과 다이싱 테이프의 점착제층측의 면이 밀착하도록 접합하여, 제1 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 얻었다. 또한, 필름형 접착제의 두께를 110 ㎛로 변경한 것 이외에는 상기와 동일하게 하여, 두께 110 ㎛의 제2 필름형 접착제를 구비한 제2 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 얻었다.
<각종 물성의 평가>
얻어진 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트에 대해서 하기와 같이 평가를 하였다. 평가 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[전단 점도 측정]
필름형 접착제의 전단 점도를 하기의 방법에 따라 평가하였다. 제1 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트로부터 기재 필름 및 다이싱 테이프를 박리하여 제1 필름형 접착제(두께 110 ㎛)만을 빼내고, 70℃로 유지한 핫 플레이트 상에 제1 필름형 접착제를 두고, 그 위에 동일한 제1 필름형 접착제를 열 라미네이트하였다. 이것을 4층분 반복하여, 두께 440 ㎛의 필름형 접착제의 라미네이트 샘플을 제작하였다. 이 라미네이트 샘플을 직경 8 ㎜의 원형상으로 펀칭함으로써, 8 ㎜
Figure pct00001
, 두께 440 ㎛의 측정용 샘플을 얻었다. 동적 점탄성 장치 ARES(TA 인스트루먼트사 제조)에 직경 8 ㎜의 페럴렐 콘-플레이트 지그를 셋트하고, 여기에 측정용 샘플을 셋트하였다. 측정은, 측정용 샘플에 대하여, 80℃에서 5％의 변형을 부여하면서 discrete mode에서 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐, 79.0 ㎐로 주파수를 변화시켜, 주파수마다의 전단 점도를 측정하였다.
전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, 측정한 주파수마다의 전단 점도로부터, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타내고, b의 값을 구하였다. 여기서, a 및 b는 정수이고, b는 좌표(X, Y)를 양대수 그래프로 플롯한 경우의 X 및 Y의 누승 근사 곡선의 기울기를 나타낸다. 이들 결과를 표 1 및 2에 나타낸다. 또한, 도 12에, 실시예 1 및 비교예 1의 필름형 접착제의 전단 점도와 주파수의 관계를 나타내는 양대수 그래프를 나타낸다.
[평가 샘플의 제작]
필름형 접착제의 매립성 및 블리드량은 하기의 방법에 따라 평가하였다. 제1 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트의 제1 필름형 접착제측의 기재 필름을 박리하고, 제1 필름형 접착제에 두께 50 ㎛의 반도체 웨이퍼(실리콘 웨이퍼) 및 웨이퍼 링을 스테이지 온도 70℃에서 첩부하여 다이싱 샘플을 제작하였다. 다음에, 풀오토 다이서 DFD-6361(상품명, 가부시키가이샤 디스코 제조)을 이용하여, 다이싱 샘플을 절단하였다. 절단 조건은 블레이드 회전수 40000 rpm, 절단 속도 50 ㎜/sec, 칩 사이즈 3.2 ㎜×5.5 ㎜로 행하고, 절단한 다이싱 샘플로부터 소편을 픽업함으로써, 제1 필름형 접착제(두께 20 ㎛)를 갖는 제1 반도체 소자를 얻었다.
제2 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트를 이용하고, 또한, 두께 100 ㎛의 반도체 웨이퍼를 이용하여, 칩 사이즈 5.7 ㎜×12 ㎜의 조건으로 절단을 행한 것 이외에는, 제1 필름형 접착제를 갖는 제1 반도체 소자를 제작하는 방법과 동일한 방법으로, 제2 필름형 접착제(두께 110 ㎛)를 갖는 제2 반도체 소자를 얻었다.
얻어진 제1 필름형 접착제를 갖는 제1 반도체 소자 및 제2 필름형 접착제를 갖는 제2 반도체 소자를, 압착기(Besi사 제조의 다이 본더, 상품명: Esec 2100sD PPPplus)에 의해, AUS308(다이요홀딩스 가부시키가이샤 제조, 두께 260 ㎛)을 도포한 평가 기판 상에 실장하였다. 실장 조건은, 먼저, 제1 필름형 접착제를 갖는 제1 반도체 소자를 120℃, 1초간, 0.3 ㎫의 조건으로 압착하고, 그 위로부터 제1 반도체 소자를 매립하도록 120℃, 1.5초간, 0.2 ㎫의 조건으로 제2 필름형 접착제를 갖는 제2 반도체 소자를 압착하였다. 이때, 제1 반도체 소자가, 제2 반도체 소자의 한가운데에 오도록 위치 맞춤을 하였다. 이에 의해, 평가 샘플을 얻었다.
[블리드량의 평가]
상기 방법으로 얻은 평가 샘플에 대해서, 제2 반도체 소자의 상면을 현미경(가부시키가이샤 기엔스 제조, 상품명: VHX-5000)을 이용하여 관찰하였다. 제2 반도체 소자의 단부를 기점으로 하여, 단부로부터의 제2 필름형 접착제의 비어져나옴폭을 측정함으로써 블리드량(㎛)을 구하였다. 이때, 비어져나옴 폭의 최대값을 블리드량으로 하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[매립성의 평가]
(경화 전 매립성)
상기 방법으로 얻은 평가 샘플에 대해서, 샘플 전체를 초음파 디지털 화상 진단 장치(인사이트 가부시키가이샤 제조, 상품명: IS-350)를 이용하여 75 ㎒, 반사 모드로 관찰하였다. 제2 필름형 접착제의 층 내부에 공극이 확인되는지의 여부로 경화 전의 매립성을 평가하였다. 매립성은 이하의 기준에 따라 평가하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다. 또한, 도 13에, 실시예 4, 비교예 1 및 5의 필름형 접착제를 이용한 평가 샘플에 있어서의 공극(보이드)의 발생 상태를 관찰한 초음파 진단 화상을 나타낸다.
◎: 공극(보이드)이 확인되지 않았다.
○: 실장 후의 제2 필름형 접착제의 면적으로부터 제1 반도체 칩의 면적을 제외한 면적에 대하여, 공극(보이드)의 면적 비율이 5％ 미만.
△: 실장 후의 제2 필름형 접착제의 면적으로부터 제1 반도체 칩의 면적을 제외한 면적에 대하여, 공극(보이드)의 면적 비율이 5％ 이상 10％ 미만.
×: 실장 후의 제2 필름형 접착제의 면적으로부터 제1 반도체 칩의 면적을 제외한 면적에 대하여, 공극(보이드)의 면적 비율이 10％ 이상.
(경화 후 매립성)
경화 전 매립성의 평가 후, 평가 샘플을 가압 오븐에 투입하여, 140℃, 0.6 ㎫로 45분간 가열 처리하여, 제2 필름형 접착제를 경화시켰다. 경화 후, 상기 경화 전 매립성과 동일한 방법으로 경화 후 매립성을 평가하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
Figure pct00003
표 1 및 표 2에 나타낸 결과로부터 알 수 있듯이, 실시예 1∼4는 모두, 경화 전 매립성의 평가에 있어서 보이드의 비율이 5％ 이하이고, 가압 오븐 경화 후의 매립성의 평가에 있어서 보이드가 확인되지 않고, 또한, 블리드량이 70 ㎛ 이하였다. 한편, 비교예 1은, 경화 전 매립성의 평가에 있어서 보이드의 비율이 5％ 이상 10％ 미만이고, 블리드량은 실시예와 비교하여 대략 2배량 컸다. 또한, 비교예 2∼4는, 블리드량이 모두 80 ㎛ 이상이었다. 또한, 비교예 5∼8은, 경화 전 매립성의 평가에 있어서 보이드의 비율이 10％ 이상이며, 가압 오븐 경화 후에도 보이드를 소실시킬 수 없었다.
10…필름형 접착제, 14…기판, 42…수지(밀봉재), 88…제1 와이어, 98…제2 와이어, 200…반도체 장치, Wa…제1 반도체 소자, Waa…제2 반도체 소자.

Claims (13)

  1. 기판 상에 제1 와이어를 통해 제1 반도체 소자를 전기적으로 접속하는 제1 실장 공정과,
    상기 제1 반도체 소자의 면적보다 큰 제2 반도체 소자의 편면에 필름형 접착제를 첩부하는 라미네이트 공정과,
    상기 필름형 접착제가 첩부된 제2 반도체 소자를 상기 필름형 접착제가 상기 제1 반도체 소자를 덮도록 배치하고, 상기 필름형 접착제를 실장함으로써, 상기 제1 와이어 및 상기 제1 반도체 소자를 상기 필름형 접착제에 매립하는 제2 실장 공정을 포함하고,
    상기 필름형 접착제는 주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하이고, 또한, 주파수 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐ 및 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타낸 경우에, 기울기(b)가 -0.67 이하인 것인 반도체 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름형 접착제는 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 25000 ㎩·s 이상인 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름형 접착제가 열경화성 성분으로서 25℃에서 액상인 에폭시 수지를 포함하는 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름형 접착제가 열가소성 성분을 포함하는 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름형 접착제가 무기 필러를 포함하는 제조 방법.
  6. 기판 상에 제1 와이어를 통해 제1 반도체 소자가 전기적으로 접속되며, 상기 제1 반도체 소자 상에 상기 제1 반도체 소자의 면적보다 큰 제2 반도체 소자가 실장되어 이루어지는 반도체 장치에 있어서, 상기 제2 반도체 소자를 실장하며, 상기 제1 와이어 및 상기 제1 반도체 소자를 매립하기 위해 이용되는 필름형 접착제로서,
    주파수 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 300 ㎩·s 이하이고, 또한, 주파수 0.1 ㎐, 1.0 ㎐, 10.0 ㎐ 및 79.0 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도를 Y(㎩·s), 주파수를 X(㎐)로 하여, X와 Y의 관계를 누승 근사하여 Y=aXb로 나타낸 경우에, 기울기(b)가 -0.67 이하인 필름형 접착제.
  7. 제6항에 있어서, 주파수 0.1 ㎐의 조건으로 측정되는 80℃에서의 전단 점도가 25000 ㎩·s 이상인 필름형 접착제.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 열경화성 성분으로서 25℃에서 액상인 에폭시 수지를 포함하는 필름형 접착제.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 성분을 포함하는 필름형 접착제.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 본 발명의 필름형 접착제는 무기 필러를 포함하는 필름형 접착제.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 필름형 접착제를 다이싱 테이프 상에 적층한 다이싱·다이 본딩 일체형 접착 시트.
  12. 제11항에 있어서, 상기 필름형 접착제의 두께가 20∼200 ㎛인 접착 시트.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 필름형 접착제의 상기 다이싱 테이프가 마련된 면과는 반대측의 면 상에 마련된 커버 필름을 갖는 접착 시트.
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