KR20220047981A - 적층체의 제조 방법 - Google Patents

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KR20220047981A
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이사오 이치카와
히데카즈 나카야마
요스케 사토
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린텍 가부시키가이샤
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Abstract

소결성 금속 입자 및 바인더 성분을 함유하고, 반도체 칩과 동형(同形) 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기의 필름상 소성 재료를 지지 시트 상에 마련하고, 상기 지지 시트 상의 상기 필름상 소성 재료를 기판에 첩부하고, 상기 지지 시트를, 상기 기판 및 필름상 소성 재료로부터 박리시키고, 상기 기판 상의 상기 필름상 소성 재료에, 상기 반도체 칩의 이면 측을 마주보게 첩부하고, 상기 필름상 소성 재료를 200℃ 이상으로 가열하여, 상기 반도체 칩과 상기 기판을 소결 결합시키는, 적층체의 제조 방법.

Description

적층체의 제조 방법
본 발명은 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2019년 8월 26일에 일본에 출원된 특허출원 2019-153524호에 의거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
근년, 자동차, 에어컨, PC 등의 고전압·고전류화에 수반하여, 이들에 탑재되는 전력용 반도체 소자(파워 디바이스)의 수요가 높아지고 있다. 전력용 반도체 소자에서는, 이것이 고전압·고전류 하에서 사용된다는 특징에서, 반도체 소자로부터의 열의 발생이 문제가 되기 쉽다.
종래, 반도체 소자로부터 발생한 열의 방열 때문에, 반도체 소자 주위에 히트 싱크가 장착될 경우도 있다. 그러나, 히트 싱크와 반도체 소자 사이의 접합부에서의 열전도성이 양호하지 않으면, 효율적인 방열이 방해를 받게 된다.
열전도성이 우수한 상기 접합부를 형성 가능한 접합 재료로서는, 예를 들면, 가열 소결성 금속 입자, 고분자 분산제 및 휘발성 분산매를 혼합하여 얻어진 페이스트상 금속 미립자 조성물이 알려져 있다. 이 조성물은, 그 소결에 의해 고형상(固形狀) 금속을 형성하는 소성 재료이며, 이 고형상 금속은 상기 접합부를 구성 가능하다고 여겨지고 있다.
그러나, 이러한 페이스트상의 소성 재료를 이용할 경우에는, 이것을 소결 접합의 대상물에 도공하고, 소결시킴으로써, 상기 접합부를 형성하지만, 도공물의 두께를 균일화하는 것이 어려워, 두께 안정성이 높은 상기 접합부를 형성하는 것이 어렵다.
이러한 문제점은, 필름상의 소성 재료를 이용함으로써 해결할 수 있다. 두께 안정성이 높은 필름상의 소성 재료를 미리 형성해 두고, 이것을 소결 접합의 대상물(예를 들면, 반도체 웨이퍼)에 첩부하고, 소결시킴으로써, 안정성이 높은 상기 접합부를 형성할 수 있다.
이러한 필름상 소성 재료로서는, 예를 들면, 소결성 금속 입자 및 바인더 성분을 함유한 것이 개시되어 있다. 이 필름상 소성 재료는, 그 일방의 측에 지지 시트가 박리 가능하게 가착(假着)되고, 타방의 측에 박리 필름이 마련된, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료로서 이용하는 것이다. 그리고, 지지 시트가, 기재 필름 상의 전체면 혹은 외주부(外周部)에 점착제층이 마련된 것이며, 필름상 소성 재료의 단부(端部)의 평균 두께와, 박리 필름의 면적과, 박리 필름에 있어서의 노치의 유무가, 특정 조건을 충족시키도록 구성되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 필름상 소성 재료는, 박리 필름을 벗기고 나서 사용하는 것이며, 두께 안정성 및 열전도성이 우수한 상기 접합부를 형성 가능하다. 그리고, 이 필름상 소성 재료에 있어서는, 박리 필름을 벗길 때에 통상 발생하기 쉬운, 응집 파괴 등의 파손이 억제된다.
일본국 특허공보 제6327630호
그러나, 특허문헌 1에 기재된 필름상 소성 재료는, 그 사용 시에, 반도체 웨이퍼의 이면(裏面) 전체면에 첩부하는 것을 상정한 것이다. 그 때문에 이 필름상 소성 재료는, 반도체 웨이퍼에의 첩부 후에는, 반도체 웨이퍼가 반도체 칩으로 분할될 때에, 이 반도체 칩의 형상 및 크기에 맞추어 절단되어지게 된다. 절단 후의 필름상 소성 재료는, 최종적으로 소결에 의해, 반도체 칩과 기판을 접합하는 접합부를 형성한다. 그런데, 소결성 금속 입자를 많이 포함하는 필름상 소성 재료는, 비교적 취약하기 때문에, 그 절단 시에 절단 부스러기가 생기기 쉽고, 또한 절단 방법에 따라서는 파손되기 쉽다는 문제점이 있었다. 또한, 반도체 칩에 문제가 있을 경우에는, 이 반도체 칩은 사용할 수 없기 때문에, 이 반도체 칩에 첩부되어 있는 만큼의 필름상 소성 재료가 낭비되어 버려, 필름상 소성 재료의 수율이 저하되어 버린다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 접합부를 통해 반도체 칩과 기판이 적층되어 구성된 적층체의 제조 방법으로서, 상기 접합부는, 필름상 소성 재료의 소결에 의해 형성되고, 두께 안정성 및 열전도성이 우수하며, 필름상 소성 재료의 파손을 억제할 수 있고, 필름상 소성 재료의 수율이 양호한, 적층체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 소결성 금속 입자 및 바인더 성분을 함유하고, 첩부 대상인 반도체 칩과 동형(同形) 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기의 필름상 소성 재료를 지지 시트 상에 마련하는 공정과, 상기 지지 시트 상의 상기 필름상 소성 재료를 기판에 첩부하는 공정과, 상기 지지 시트를, 상기 기판 및 상기 필름상 소성 재료로부터 박리시키는 공정과, 상기 기판 상의 상기 필름상 소성 재료에, 상기 반도체 칩의 이면 측을 마주보게 첩부하는 공정과, 상기 필름상 소성 재료를 200℃ 이상으로 가열함으로써, 상기 반도체 칩과 상기 기판을 소결 결합시키는 공정을 포함하는 적층체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 필름상 소성 재료를 200℃ 이상으로 가열함과 함께, 5㎫ 이상으로 가압함으로써, 상기 반도체 칩과 상기 기판을 소결 결합시켜도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 기판이 세라믹 기판이어도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 지지 시트는, 기재 필름과, 상기 기재 필름 상의 전체면에 마련된 점착제층을 구비하고 있으며, 상기 지지 시트의 상기 점착제층 상에, 상기 필름상 소성 재료를 마련해도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 지지 시트는, 기재 필름과, 상기 기재 필름 상의 주연부(周緣部)에 마련된 점착제층을 구비하고 있으며, 상기 지지 시트의 상기 기재 필름 상 중, 상기 점착제층이 마련되어 있지 않은 영역에, 상기 필름상 소성 재료를 마련해도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 점착제층이 에너지선 경화성을 갖고 있어도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 에너지선 경화성을 갖는 상기 점착제층에, 에너지선을 조사하고, 상기 지지 시트를 상기 필름상 소성 재료로부터 박리시켜도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 박리 필름 상에 형성된 상기 필름상 소성 재료를, 상기 지지 시트 상에 전사(轉寫)하여, 상기 지지 시트 상에, 상기 필름상 소성 재료를 마련해도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 박리 필름 상에, 상기 필름상 소성 재료를 인쇄하여 형성해도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 박리 필름 상에, 상기 필름상 소성 재료를, 첩부 대상인 상기 반도체 칩과 동형 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기의 금형(金型)을 이용하여 따내기 가공해서 형성해도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 지지 시트 상에, 상기 필름상 소성 재료를 인쇄하여 마련해도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 지지 시트가 원형이어도 된다.
본 발명의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 상기 지지 시트가 릴상(reel shape)으로 권회(捲回) 가능하며, 상기 지지 시트 상에, 상기 필름상 소성 재료를 일정 간격으로 나란히 마련해도 된다.
본 발명에 의하면, 접합부를 통해 반도체 칩과 기판이 적층되어 구성된 적층체의 제조 방법으로서, 상기 접합부는, 필름상 소성 재료의 소결에 의해 형성되고, 두께 안정성 및 열전도성이 우수하며, 필름상 소성 재료의 파손을 억제할 수 있고, 필름상 소성 재료의 수율이 양호한, 적층체의 제조 방법이 제공된다.
도 1a는 본 실시형태의 제조 방법에서 이용하는 지지 시트의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 1b는 도 1a에 나타내는 지지 시트의, 도 1a 중의 Ⅰ-Ⅰ선에 있어서의 단면도이다.
도 2a는 본 실시형태의 제조 방법에서 이용하는 지지 시트의 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2b는 도 2a에 나타내는 지지 시트의, 도 2a 중의 Ⅱ-Ⅱ선에 있어서의 단면도이다.
도 3a는 본 실시형태의 제조 방법에서 이용하는 지지 시트의 또 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 3b는 도 3a에 나타내는 지지 시트의, 도 3a 중의 Ⅲ-Ⅲ선에 있어서의 단면도이다.
도 4a는 제1 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4b는 제1 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4c는 제1 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4d는 제1 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 4e는 제1 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 제1 실시형태의 제조 방법에 의해 얻어진, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 제1 실시형태의 제조 방법에 의해 얻어진, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 7은 제1 실시형태의 제조 방법에 의해 얻어진, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 또 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 제1 실시형태의 제조 방법에 의해 얻어진, 보호 필름을 구비한, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 9는 릴상으로부터 조출(繰出)되어 있는, 보호 필름을 구비한, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 10a는 제2 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 10b는 제2 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 10c는 제2 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 10d는 제2 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 10e는 제2 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 제2 실시형태의 제조 방법에 의해 얻어진, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
<<적층체의 제조 방법>>
본 발명의 일 실시형태에 따른 적층체의 제조 방법은, 소결성 금속 입자 및 바인더 성분을 함유하고, 첩부 대상인 반도체 칩과 동형 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기의 필름상 소성 재료를 지지 시트 상에 마련하는 공정(본 명세서에서는, 「공정 A」라고 하는 경우가 있음)과, 상기 지지 시트 상의 상기 필름상 소성 재료를 기판에 첩부하는 공정(본 명세서에서는, 「공정 B」라고 하는 경우가 있음)과, 상기 지지 시트를, 상기 기판 및 상기 필름상 소성 재료로부터 박리시키는 공정(본 명세서에서는, 「공정 C」라고 하는 경우가 있음)과, 상기 기판 상의 상기 필름상 소성 재료에, 상기 반도체 칩의 이면 측을 마주보게 첩부하는 공정(본 명세서에서는, 「공정 D」라고 하는 경우가 있음)과, 상기 필름상 소성 재료를 200℃ 이상으로 가열함으로써, 상기 반도체 칩과 상기 기판을 소결 결합시키는 공정(본 명세서에서는, 「공정 E」라고 하는 경우가 있음)을 포함한다.
본 실시형태의 적층체의 제조 방법에 있어서는, 공정 A에서, 지지 시트 상에, 첩부 대상인 반도체 칩과 동형 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기의 필름상 소성 재료를 마련하기 때문에, 필름상 소성 재료를 반도체 칩의 형상 및 크기에 맞추어 절단할 필요가 없다. 따라서, 필름상 소성 재료가 취약해도, 필름상 소성 재료 유래의 절단 부스러기가 생기지 않으며, 필름상 소성 재료의 파손이 억제된다. 또한, 공정 D에서, 필름상 소성 재료에 반도체 칩을 첩부하기 때문에, 문제가 있는 반도체 칩의 사용을 피함으로써, 필름상 소성 재료에는 확실히 문제가 없는 반도체 칩을 첩부할 수 있다. 따라서, 필름상 소성 재료가 낭비되는 일이 없이, 필름상 소성 재료의 수율이 양호해진다.
이하, 우선, 본 실시형태에서 이용하는 지지 시트, 필름상 소성 재료, 반도체 칩 및 기판에 대해서 설명한다.
<지지 시트>
상기 지지 시트는, 상기 필름상 소성 재료를 마련하는 것이 가능하며, 후술하는 공정 B ∼ C를 행하는 것이 가능하면, 특별히 한정되지 않는다.
상기 지지 시트의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 사각형, 원형 등을 들 수 있다. 사각형에는, 예를 들면, 정사각형 및 직사각형이 포함되고, 또한 직사각형에는 띠상(帶狀)(환언하면, 장척(長尺)의 사각형)의 형상이 포함된다.
본 명세서에서, 「지지 시트의 형상」이란, 특별히 언급이 없는 한, 지지 시트를 그 주면(主面)(예를 들면, 후술하는 제1면)의 상방에서 내려다보면서 평면시(平面視)했을 때의 형상(즉 평면 형상)을 의미한다.
지지 시트로서는, 예를 들면, 기재 필름과, 상기 기재 필름 상의 전체면에 마련된 점착제층을 구비한 것을 들 수 있다.
도 1a는, 이러한 지지 시트의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 1b는, 도 1a에 나타내는 지지 시트의, 도 1a 중의 Ⅰ-Ⅰ선에 있어서의 단면도이다.
여기에 나타내는 지지 시트(11)는, 그 형상이 사각형이며, 기재 필름(111)과, 기재 필름(111)의 일방의 면(본 명세서에서는, 「제1면」이라고 하는 경우가 있음)(111a)의 전체면에 마련된 점착제층(112)을 구비하여 구성되어 있다.
점착제층(112)은, 예를 들면, 후술하는 공정 C에서, 지지 시트(11)를 필름상 소성 재료로부터 박리시키는 것을 용이하게 하는데 바람직하다.
지지 시트(11)를 이용할 경우, 점착제층(112)의 기재 필름(111) 측과는 반대 측의 면(본 명세서에서는, 「제1면」이라고 하는 경우가 있음)(112a)이, 후술하는 공정 A에서는, 필름상 소성 재료에 대향하는 면이 된다. 지지 시트(11)의 일방의 면(본 명세서에서는, 「제1면」이라고 하는 경우가 있음)(11a)은, 점착제층(112)의 제1면(112a)과 같다.
도 2a는, 지지 시트의 다른 예를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 2b는, 도 2a에 나타내는 지지 시트의, 도 2a 중의 Ⅱ-Ⅱ선에 있어서의 단면도이다.
또, 도 2a 이후의 도면에서, 이미 설명이 끝난 도면에 나타내는 것과 같은 구성 요소에는, 그 설명이 끝난 도면의 경우와 같은 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
여기에 나타내는 지지 시트(31)는, 그 형상이 띠상이며, 기재 필름(311)과, 기재 필름(311)의 일방의 면(본 명세서에서는, 「제1면」이라고 하는 경우가 있음)(311a)의 전체면에 마련된 점착제층(312)을 구비하여 구성되어 있다.
기재 필름(311)은, 그 형상이 다른 점 이외에는, 도 1b에 나타내는 기재 필름(111)과 같으며, 점착제층(312)은, 그 형상이 다른 점 이외에는, 도 1a 및 도 1b에 나타내는 점착제층(112)과 같다.
점착제층(312)은, 예를 들면, 후술하는 공정 C에서, 지지 시트(31)를 필름상 소성 재료로부터 박리시키는 것을 용이하게 하는데 바람직하다.
지지 시트(31)를 이용할 경우, 점착제층(312)의 기재 필름(311) 측과는 반대 측의 면(본 명세서에서는, 「제1면」이라고 하는 경우가 있음)(312a)이, 후술하는 공정 A에서는, 필름상 소성 재료에 대향하는 면이 된다. 지지 시트(31)의 일방의 면(본 명세서에서는, 「제1면」이라고 하는 경우가 있음)(31a)은, 점착제층(312)의 제1면(312a)과 같다.
지지 시트로서는, 예를 들면, 기재 필름과, 상기 기재 필름 상의 주연부에 마련된 점착제층을 구비한 것도 들 수 있다.
도 3a는, 이러한 지지 시트의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 3b는, 도 3a에 나타내는 지지 시트의, 도 3a 중의 Ⅲ-Ⅲ선에 있어서의 단면도이다.
여기에 나타내는 지지 시트(19)는, 기재 필름(111)과, 기재 필름(111)의 일방의 면(제1면)(111a)의 주연부(1110a)에 마련된 점착제층(192)을 구비하여 구성되어 있다.
기재 필름(111)의 제1면(111a)의 주연부(1110a)는, 상기 제1면(111a) 중, 기재 필름(111)의 외주부를 따른 폭이 좁은 영역이며, 점착제층(192)은 상기 외주부를 따른 띠상의 형상을 갖는다. 그리고, 점착제층(192)은, 상기 주연부(1110a)에, 연속적으로 각형(角形) 링상으로 마련되어 있다.
지지 시트(19)의 제1면(19a)은, 기재 필름(111)의 제1면(111a)과 같다.
점착제층(192)은, 이에 따라, 예를 들면, 지지 시트(19)를 지지 프레임에 첩합하여, 지지 시트(19)를 일시적으로 고정하고, 그 후의 공정에서 지지 프레임으로부터 박리시키기 위해 이용하는데 바람직하다.
상기 지지 시트는, 상기 기재 필름 상의 전체면 혹은 주연부에 점착제층이 마련된 것이 바람직하고, 환언하면, 적어도 상기 기재 필름 상의 주연부에 점착제층이 마련된 것이 바람직하다.
[기재 필름]
상기 기재 필름의 구성 재료로서는, 수지를 들 수 있다.
상기 수지로서는, 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄상(直鎖狀) 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 등의 폴리에틸렌; 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리부타디엔, 폴리메틸펜텐 등의 폴리에틸렌 이외의 폴리올레핀; 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산에틸 공중합체 등의 에틸렌계 공중합체(에틸렌으로부터 유도된 구성 단위를 갖는 공중합체); 폴리염화비닐; 염화비닐-아세트산비닐 공중합체; 폴리우레탄; 아이오노머; 내열성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르; 이들 수지의 가교물 등을 들 수 있다.
본 명세서에서, 「(메타)아크릴산」이란, 「아크릴산」 및 「메타크릴산」 양방을 포함하는 개념으로 한다. (메타)아크릴산과 유사한 용어에 대해서도 마찬가지이며, 예를 들면, 「(메타)아크릴레이트」란, 「아크릴레이트」 및 「메타크릴레이트」 양방을 포함하는 개념이다.
기재 필름은, 점착성을 갖는 수지를 구성 재료로 하는, 약점착성인 것이어도 된다. 이러한 기재 필름은, 후술하는 공정 A에서, 이것에 필름상 소성 재료를 직접 접촉시켜 마련할 경우에 바람직하다.
기재 필름은, 방사선 처리, 방전 처리 등에 의해 개질되어 있어도 된다.
기재 필름은, 1층(단층)으로 이루어지는 것이어도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어지는 것이어도 되고, 복수층으로 이루어질 경우, 이들 복수층은, 서로 동일해도 달라도 되고, 이들 복수층의 조합은 특별히 한정되지 않는다.
본 명세서에서는, 기재 필름의 경우에 한하지 않고, 「복수층이 서로 동일해도 달라도 된다」란, 「모든 층이 동일해도 되고, 모든 층이 달라도 되고, 일부의 층만이 동일해도 된다」는 것을 의미하고, 또한 「복수층이 서로 다르다」란, 「각 층의 구성 재료 및 두께의 적어도 일방이 서로 다르다」는 것을 의미한다.
기재 필름의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 30 ∼ 300㎛여도 된다.
여기에서, 「기재 필름의 두께」란, 기재 필름 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수층으로 이루어지는 기재 필름의 두께란, 기재 필름을 구성하는 모든 층의 합계의 두께를 의미한다.
[점착제층]
상기 점착제층으로서는, 예를 들면, 에너지선 경화성의 점착제층, 비경화성이고 약점착성인 점착제층 등을 들 수 있다.
에너지선 경화성의 점착제층은, 에너지선의 조사에 의해 경화되고, 그 점착력이 저하된다.
본 명세서에서, 「에너지선」이란, 전자파 또는 하전 입자선 중에서 에너지 양자를 갖는 것을 의미하고, 그 예로서는, 자외선, 방사선, 전자선 등을 들 수 있다. 자외선은, 예를 들면, 자외선원으로서 고압 수은 램프, 퓨전 램프, 제논 램프, 블랙 라이트 또는 LED 램프 등을 이용함으로써 조사할 수 있다. 전자선은, 전자선 가속기 등에 의해 발생시킨 것을 조사할 수 있다.
또한, 「에너지선 경화성」이란, 에너지선을 조사함으로써 경화되는 성질을 의미하고, 「비경화성」이란, 가열이나 에너지선의 조사 등, 어떠한 수단에 의해서도, 경화되지 않는 성질을 의미한다.
에너지선 경화성의 상기 점착제층의 구성 재료로서는, 공지된 에너지선 경화형 점착제를 들 수 있다.
비경화성이고 약점착성인 상기 점착제층의 구성 재료로서는, 예를 들면, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐에테르계 점착제, 열팽창 성분 함유 점착제 등의 범용(汎用) 점착제를 들 수 있다.
점착면이 요철 형상으로 되어 있는 점착제층은, 약점착성인 점착제층으로서 이용할 수 있다.
비경화성이고 약점착성인 점착제층은, 예를 들면, 23℃에서 SUS판(스테인리스 강판)에 대하여, 30 ∼ 120mN／25㎜의 점착력을 나타내는 것이어도 된다.
상기 점착제층은, 1층(단층)으로 이루어지는 것이어도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어지는 것이어도 되고, 복수층으로 이루어질 경우, 이들 복수층은, 서로 동일해도 달라도 되고, 이들 복수층의 조합은 특별히 한정되지 않는다.
점착제층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 1 ∼ 100㎛여도 된다.
여기에서, 「점착제층의 두께」란, 점착제층 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수층으로 이루어지는 점착제층의 두께란, 점착제층을 구성하는 모든 층의 합계의 두께를 의미한다.
<필름상 소성 재료>
상기 필름상 소성 재료의 형상은, 첩부 대상인 반도체 칩과 동형 혹은 거의 동형이며, 예를 들면, 정사각형 또는 직사각형이어도 된다. 본 명세서에서, 「필름상 소성 재료의 형상」이란, 특별히 언급이 없는 한, 필름상 소성 재료를 그 주면(예를 들면, 후술하는 제1면)의 상방에서 내려다보면서 평면시했을 때의 형상(즉 평면 형상)을 의미한다.
필름상 소성 재료의 크기는, 첩부 대상인 반도체 칩의 크기와 같다.
필름상 소성 재료는, 소결성 금속 입자 및 바인더 성분을 함유하고, 또한, 이들 이외에 다른 성분을 함유하고 있어도 되고, 함유하고 있지 않아도 된다.
[소결성 금속 입자]
상기 소결성 금속 입자는, 필름상 소성 재료의 소성 시에, 상호 결합하여 소결체를 형성한다. 필름상 소성 재료에 접촉하여 배치되어 있던 부재끼리는, 소성에 의해, 필름상 소성 재료의 소결체를 통해 접합된다.
소결성 금속 입자는, 적어도 금속 원소를 포함하는 입자이며, 금속 원소만으로 이루어지는 입자여도 되고, 금속 원소와 비금속 원소로 이루어지는 입자여도 된다. 금속 원소와 비금속 원소로 이루어지는 입자로서는, 예를 들면, 금속 산화물의 입자를 들 수 있다.
소결성 금속 입자를 구성하는 금속종으로서는, 예를 들면, 은, 금, 구리, 철, 니켈, 알루미늄, 실리콘, 팔라듐, 백금, 티타늄 등을 들 수 있고, 단체(單體) 금속이어도 되고, 2종 이상의 금속의 합금이어도 된다.
1개의 소결성 금속 입자를 구성하는 금속종은, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되고, 2종 이상일 경우, 그들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
예를 들면, 상기 금속 산화물은, 2종 이상의 금속 원소를 포함하는 복합 산화물이어도 되고, 이러한 복합 산화물로서는, 예를 들면, 티탄산바륨 등을 들 수 있다.
소결성 금속 입자의 입자경은, 금속 입자가 소결성을 나타내는 한, 특별히 한정되지 않고, 소결성이 우수한 점에서는, 예를 들면, 100㎚ 이하, 50㎚ 이하, 및 30㎚ 이하 중 어느 것이어도 된다.
본 명세서에서, 「금속 입자의 입자경」이란, 전자 현미경을 이용하여 관측된 금속 입자의 투영 면적과 동등한 면적을 가지는 원의 직경(투영 면적 원상당경)을 의미한다.
소결성 금속 입자의 입자경은, 상기 투영 면적 원상당경이 100㎚ 이하인 입자에 대하여 구한 입자경의 수평균이, 0.1 ∼ 95㎚, 0.3 ∼ 50㎚, 및 0.5 ∼ 30㎚ 중 어느 하나가 되는 것이어도 된다. 단, 관측 대상인 금속 입자는, 1매의 필름상 소성 재료에 있어서 무작위로 선택된 100개 이상의 것으로 한다.
소결성 금속 입자는, 나노 사이즈의 입자인 것이 바람직하고, 은 입자인 것이 바람직하고, 나노 사이즈의 은 입자(은나노 입자)인 것이 보다 바람직하다.
본 명세서에서, 「나노 사이즈의 입자」란, 입자경이 100㎚ 이하인 입자를 의미한다.
[바인더 성분]
상기 바인더 성분은, 필름상 소성 재료에 성형성 및 점착성을 부여하기 위한 성분이다.
상기 바인더 성분은, 필름상 소성 재료의 소성 시에 열분해되는 열분해성이어도 된다.
바인더 성분은 특별히 한정되지 않지만, 수지인 것이 바람직하다.
상기 수지로서는, 예를 들면, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 폴리젖산, 셀룰로오스 유도체의 중합물 등을 들 수 있고, 아크릴계 수지가 바람직하다.
상기 아크릴계 수지로서는, 예를 들면, (메타)아크릴레이트 화합물의 단독 중합체, 2종 이상의 (메타)아크릴레이트 화합물의 공중합체, (메타)아크릴레이트 화합물과 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 수지에 있어서, (메타)아크릴레이트 화합물 유래의 구성 단위의 함유량은, 예를 들면, 구성 단위의 전량에 대하여, 50 ∼ 100질량％여도 된다.
상기 (메타)아크릴레이트 화합물의 구체예로서는, 알킬(메타)아크릴레이트, 히드록시알킬(메타)아크릴레이트, 페녹시알킬(메타)아크릴레이트, 알콕시알킬(메타)아크릴레이트, 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 시클로알킬(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 수지는, 메타크릴레이트인 것이 바람직하다. 바인더 성분이 메타크릴레이트 유래의 구성 단위를 함유함으로써, 필름상 소성 재료는 비교적 저온에서 소성 가능하며, 소결 후에 보다 높은 접합 강도가 얻어진다.
상기 아크릴계 수지에 있어서, 메타크릴레이트 유래의 구성 단위의 함유량은, 예를 들면, 구성 단위의 전량에 대하여, 50 ∼ 100질량％여도 된다.
상기 다른 단량체는, 상기 (메타)아크릴레이트 화합물과 공중합 가능한 화합물이면 특별히 한정되지 않는다.
상기 다른 단량체로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산, 비닐벤조산, 말레산, 비닐프탈산 등의 불포화 카르복시산; 비닐벤질메틸에테르, 비닐글리시딜에테르, 스티렌, α-메틸스티렌, 부타디엔, 이소프렌 등의, 비닐기 함유 라디칼 중합성 화합물 등을 들 수 있다.
상기 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은, 예를 들면, 1000 ∼ 1000000이어도 된다. 수지의 중량 평균 분자량이 이러한 범위 내임으로써, 필름상 소성 재료는, 보다 높은 강도와 보다 양호한 유연성을 갖는다.
또, 본 명세서에서, 「중량 평균 분자량」이란, 특별히 언급이 없는 한, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정되는 폴리스티렌 환산치이다.
상기 수지의 유리 전이 온도(Tg)는, 예를 들면, -60 ∼ 50℃여도 된다. 수지의 Tg가 상기 하한치 이상임으로써, 후술하는 필름상 소성 재료로부터의 지지 시트의 박리가 보다 용이해진다. 수지의 Tg가 상기 상한치 이하임으로써, 필름상 소성 재료와 반도체 칩 등과의 접착력이 보다 향상된다.
상기 바인더 성분이, 필름상 소성 재료의 소성 시에 열분해되는 열분해성일 경우, 바인더 성분이 열분해된 것은, 소성 시의 바인더 성분의 질량 감소에 의해 확인할 수 있다.
본 실시형태에서는, 필름상 소성 재료의 소성 시에 있어서, 바인더 성분은, 거의 또는 완전히 그 전량이 열분해되어도 되고, 일부가 열분해되지 않아도 된다.
소성 후의 바인더 성분의 질량은, 소성 전의 바인더 성분의 질량에 대하여, 예를 들면, 10질량％ 이하여도 된다.
<반도체 칩>
상기 반도체 칩은, 공지된 것이어도 된다.
반도체 칩의 크기(예를 들면, 반도체 칩을 그 회로 형성면의 상방에서 내려다보면서 평면시했을 때의 면적)는, 예를 들면, 0.01 ∼ 25㎠여도 되고, 0.25 ∼ 9㎠여도 된다.
<기판>
상기 기판은, 반도체 칩의 접합 대상이 되는 것이면, 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 상기 기판으로서는, 세라믹 기판을 들 수 있다.
다음으로, 도면을 참조하면서, 본 실시형태의 적층체의 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
또, 이하의 설명에서 이용하는 도면은, 본 발명의 특징을 알기 쉽게 하기 위해, 편의상, 요부(要部)가 되는 부분을 확대해서 나타내고 있는 경우가 있어, 각 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 같다고는 할 수 없다.
우선, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 지지 시트(31)를 이용했을 경우를 예로 들어, 상기 적층체의 제조 방법(본 명세서에서는, 「제1 실시형태」라고 하는 경우가 있음)에 대해서 설명한다.
도 4a ∼ 도 4e는, 본 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
·제1 실시형태
<공정 A>
공정 A에서는, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(31) 상에 필름상 소성 재료(12)를 마련한다. 본 실시형태에서는, 이와 같이 필름상 소성 재료가 마련된 지지 시트를, 「지지 시트 부착 필름상 소성 재료」라고 하는 경우가 있다. 도 4a 중에서는, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료에 부호 3을 부여하고 있다.
상술한 바와 같이, 지지 시트(31)가 점착제층(312)을 구비하고 있기 때문에, 공정 A에서는, 보다 구체적으로는, 지지 시트(31)의 점착제층(312) 상(점착제층(312)의 제1면(312a))에, 필름상 소성 재료(12)를 마련한다.
공정 A에서는, 여기에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(31)의 제1면(31a)에, 필름상 소성 재료(12)를 직접 접촉시키는 것이 바람직하다.
공정 A에서는, 여기에 나타내는 바와 같이, 1매의 지지 시트(31)에 복수매(2매 이상)의 필름상 소성 재료(12)를 마련하는 것이 바람직하다. 그 경우, 1매의 지지 시트(31)에 마련하는 필름상 소성 재료(12)의 매수는, 10 ∼ 10000인 것이 바람직하고, 25 ∼ 1000인 것이 보다 바람직하다. 상기 매수가 상기 하한치 이상임으로써, 상기 적층체의 제조 효율이 보다 높아진다. 상기 매수가 상기 상한치 이하임으로써, 지지 시트(31)로서 보다 적절한 크기의 것을 사용할 수 있어, 공정 A의 작업 적성이 보다 향상된다.
도 5는, 본 실시형태의 제조 방법에 의해 얻어진, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
여기에 나타내는 지지 시트(31)와 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)의 형상은 띠상이며, 지지 시트(31)의 제1면(31a)에는, 지지 시트(31)의 길이 방향으로 1열로, 2매 이상의 필름상 소성 재료(12)가 마련되어 있다.
지지 시트(31) 상에서, 모든 필름상 소성 재료(12)의 방향은 일치하고 있으며, 상기 길이 방향에서는, 필름상 소성 재료(12)가 일정 간격으로 나란히 마련되어 있다. 또한, 상기 길이 방향으로 직교하는 방향에서, 모든 필름상 소성 재료(12)의 배치 위치가 서로 일치하고 있다. 이와 같이, 지지 시트(31) 상에서는, 필름상 소성 재료(12)가 정렬하여 배치되어 있다. 도 5 중, 부호 12a는, 필름상 소성 재료(12)의 지지 시트(31) 측과는 반대 측의 면(본 명세서에서는, 「제1면」이라고 하는 경우가 있음)을 나타낸다.
이와 같이, 지지 시트(31) 상에, 필름상 소성 재료(12)를 일정 간격으로 나란히 마련하는 공정 A는, 바람직한 실시형태의 일례이다. 특히, 지지 시트(31)는, 후술하는 바와 같이, 릴상으로 권회 가능하며, 이러한 지지 시트는, 필름상 소성 재료(12)를 일정 간격으로 나란히 마련하는데 적합하다.
도 5에 나타내는 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)는, 지지 시트가 띠상인 경우의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례이며, 본 실시형태에서 제작하는 띠상의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료는, 여기에 나타내는 것에 한정되지 않는다.
예를 들면, 지지 시트(31) 상에서, 1매 또는 2매 이상의 필름상 소성 재료(12)의 방향이 일치하고 있지 않아도 된다. 또한, 상기 길이 방향에서, 1매 또는 2매 이상의 필름상 소성 재료(12)는, 일정 간격으로 나란히 마련되어 있지 않아도 되고, 상기 길이 방향으로 직교하는 방향에서, 1매 또는 2매 이상의 필름상 소성 재료(12)의 배치 위치가 서로 일치하고 있지 않아도 된다.
지지 시트(31) 상의, 필름상 소성 재료(12)의 열수는, 1 이외(즉 2 이상)여도 된다. 상기 열수가 2 이상일 경우, 필름상 소성 재료(12)는, 지지 시트(31) 상에 격자상(格子狀)으로 나란히 마련되어 있어도 된다.
공정 A에서, 지지 시트(31) 상에 필름상 소성 재료(12)를 마련하는 방법으로, 바람직한 방법으로서는, 예를 들면, 지지 시트(31) 상에, 필름상 소성 재료(12)를 인쇄하여 마련하는 방법(본 명세서에서는, 「방법 (A-1)」이라고 하는 경우가 있음); 박리 필름 상에 형성된 필름상 소성 재료(12)를 지지 시트(31) 상에 전사하여, 지지 시트(31) 상에, 필름상 소성 재료(12)를 마련하는 방법(본 명세서에서는, 「방법 (A-2)」라고 하는 경우가 있음)을 들 수 있다.
종래 알려져 있는 바와 같이, 시린지를 이용하여, 필름상 소성 재료(12)의 원료가 되는 페이스트상의 조성물을 지지 시트(11) 상에 도포하고, 이것을 소결시킴으로써 접합부를 형성할 경우에는, 상기 조성물의 도포량을 제어함으로써, 도포한 조성물의 두께를 균일화하는 것이 어려워, 두께 안정성이 높은 접합부를 형성하는 것은 어렵다.
이에 대하여, 상술한 방법 (A-1) 또는 (A-2)를 채용했을 경우에는, 지지 시트(31) 상(여기에서는, 보다 구체적으로는, 지지 시트(31)의 제1면(31a))에, 두께 안정성이 높은 필름상 소성 재료(12)를 마련할 수 있고, 그 결과, 후술하는 공정 E에서, 필름상 소성 재료(12)로 형성되는 접합부도, 두께 안정성이 높은 상태가 된다. 특히, 방법 (A-2)를 채용했을 경우에는, 두께 안정성이 높은 필름상 소성 재료(12)를, 박리 필름 상에 미리 형성해 둘 수 있기 때문에, 이것을 그대로의 상태로 전사함으로써, 두께 안정성이 보다 높은 필름상 소성 재료(12)를 지지 시트(31) 상에 마련할 수 있다.
본 명세서에서, 필름상 소성 재료, 및 필름상 소성 재료로 형성되는 접합부에 대해서, 「두께 안정성이 높다」란, 이들 두께의 균일성이 높은 것을 의미한다.
방법 (A-2)에 있어서, 상기 박리 필름 상에 필름상 소성 재료(12)를 형성하는 방법으로서는, 예를 들면, 박리 필름 상에, 필름상 소성 재료(12)를 인쇄하여 형성하는 방법; 박리 필름 상에, 필름상 소성 재료(12)를, 첩부 대상인 반도체 칩과 동형 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기의 금형을 이용하여 따내기 가공해서 형성하는 방법을 들 수 있다.
방법 (A-1)에 있어서, 지지 시트(31) 상에 필름상 소성 재료(12)를 인쇄하는 방법, 및 방법 (A-2)에 있어서, 박리 필름 상에 필름상 소성 재료(12)를 인쇄하는 방법으로서는, 공지된 인쇄법을 들 수 있다. 상기 인쇄법으로서, 보다 구체적으로는, 예를 들면, 플렉소 인쇄법 등의 볼록판 인쇄법; 그라비아 인쇄법 등의 오목판 인쇄법; 오프셋 인쇄법 등의 평판 인쇄법; 실크 스크린 인쇄법, 로터리 스크린 인쇄법 등의 스크린 인쇄법; 잉크젯 인쇄법 등의 각종 프린터를 이용하는 인쇄법 등을 들 수 있다.
<공정 B>
공정 B는 공정 A 후에 행한다.
공정 B에서는, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(31) 상의 필름상 소성 재료(12)를 기판(8)에 첩부한다.
필름상 소성 재료(12)는, 그 제1면(12a)을 기판(8)에 접촉시킴으로써, 기판(8)에 첩부할 수 있다.
도 4b 중의 화살표 G는, 필름상 소성 재료(12)의 기판(8)에의 첩부 시의 이동 방향을 나타내고 있다.
또, 여기에서는, 일부의 필름상 소성 재료(12)의 기판(8)에의 첩부가, 완료되어 있지 않은 단계에서의 공정 B의 상태를 나타내고 있다.
띠상인 지지 시트(31)는, 후술하는 바와 같이, 필름상 소성 재료(12)의 제1면(12a)에 보호 필름을 더 구비한 상태에서, 그 1매(1개)를 권회함으로써, 릴상으로서 보관하는데 적합하다. 이와 같이 릴상이 된 지지 시트(31)를 이용할 경우에는, 지지 시트(31)를 릴상으로부터 조출한 후, 필름상 소성 재료(12)의 제1면(12a)으로부터 보호 필름을 박리시키고, 상기 제1면(12a)을 기판(8)에 접촉시킴으로써, 지지 시트(31) 상의 필름상 소성 재료(12)를 기판(8)에 첩부하면 된다.
지지 시트의 보관 방법에 대해서는, 나중에 상세히 설명하다.
공정 B에서는, 여기에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(31) 상의 일부 또는 모든 필름상 소성 재료(12)를, 서로 시간차를 마련하여 기판(8)에 첩부하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 지지 시트(31)의 일방의 단부 측에 가장 가까이 배치되어 있는 필름상 소성 재료(12)(즉, 도 4b 중, 가장 좌측에 배치되어 있는 필름상 소성 재료(12))로부터, 지지 시트(31)의 타방의 단부 측에 가장 가까이 배치되어 있는 필름상 소성 재료(12)(즉, 도 4b 중, 가장 좌측에 배치되어 있는 필름상 소성 재료(12)로부터, 지지 시트(31) 상에서 가장 떨어져 있는 필름상 소성 재료(12))에 걸쳐, 필름상 소성 재료(12)를 순차 기판(8)에 첩부해도 된다. 공정 B에서는, 지지 시트(31) 상의 모든 필름상 소성 재료(12)를, 동시 또는 거의 동시에 기판(8)에 첩부해도 되지만, 상기와 같이 시간차를 마련하여, 필름상 소성 재료(12)를 기판(8)에 첩부하는 방법은, 띠상의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)의 취급이 보다 용이한 점에서 유리하다.
<공정 C>
공정 C는 공정 B 후에 행한다.
공정 C에서는, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(31)를 기판(8) 및 필름상 소성 재료(12)로부터 박리시킨다. 지지 시트(31)를 박리시킬 때, 필름상 소성 재료(12) 및 기판(8)은, 서로 첩합되어, 일체화된 상태이다. 본 실시형태에서는, 이와 같이, 기판과, 상기 기판의 표면(회로 형성면)에 마련된 필름상 소성 재료를 구비한 것을 「필름상 소성 재료 부착 기판」이라고 하는 경우가 있다. 도 4c 중에서는, 필름상 소성 재료 부착 기판에 부호 80을 부여하고 있다. 도 4c 중의 화살표 P는, 지지 시트(31)를 박리시키는 방향을 나타내고 있다.
또, 여기에서는, 일부의 지지 시트(31)의, 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터의 박리가, 완료되어 있지 않은 단계에서의 공정 C의 상태를 나타내고 있다.
지지 시트(31)는, 지지 시트(31)에 대하여, 필름상 소성 재료(12)로부터 멀어지는 방향으로 힘을 가함으로써, 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터 박리시킬 수 있다.
공정 C에서는, 여기에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(31)의 일부 또는 모든 영역을, 서로 시간차를 마련하여 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터 박리시키는 것이 바람직하고, 예를 들면, 지지 시트(31)의 일방의 단부(즉, 도 4c 중, 지지 시트(31)의 좌측의 단부)로부터, 지지 시트(31)의 타방의 단부(즉, 도 4c 중, 지지 시트(31)의 좌측이 아닌 쪽의 단부)에 걸쳐, 지지 시트(31)를 순차 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터 박리시켜도 된다. 공정 C에서는, 지지 시트(31)의 전체 영역을, 동시 또는 거의 동시에 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터 박리시켜도 되지만, 상기와 같이 시간차를 마련하여, 지지 시트(31)를 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터 박리시키는 방법은, 띠상의 지지 시트(31)의 취급이 보다 용이한 점에서 유리하다.
지지 시트(31)가, 앞서 설명한 바와 같이, 기재 필름(311) 및 점착제층(312)을 구비하고 있으며, 점착제층(312)이 에너지선 경화성을 가질 경우에는, 공정 C에서는, 점착제층(312)에 에너지선을 조사하고, 지지 시트(31)(여기에서는, 보다 구체적으로는, 점착제층(312)의 경화물)를 필름상 소성 재료(12)로부터 박리시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 점착제층(312)을 에너지선의 조사에 의해 경화시킴으로써, 점착제층(312)의 경화물과 필름상 소성 재료(12)와의 점착력이 작아지기 때문에, 지지 시트(31)를 보다 용이하게 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터 박리시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 공정 B에 의한, 지지 시트(31) 상의 필름상 소성 재료(12)의 기판(8)에의 첩부가, 모든 필름상 소성 재료(12)에 있어서 종료한 시점 이후에, 공정 C에 의한, 지지 시트(31)의 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터의 박리를 개시해도 되고, 공정 B에 의한, 지지 시트(31) 상의 필름상 소성 재료(12)의 기판(8)에의 첩부가, 모든 필름상 소성 재료(12)에 있어서 종료하기 이전에, 공정 C에 의한, 지지 시트(31)의 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터의 박리를 개시해도 된다. 후자의 경우, 목적물인 상기 적층체의 제조 시간을 단축하는 것이 가능하다.
<공정 D>
공정 D는 공정 C 후에 행한다.
공정 D에서는, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 기판(8) 상의 필름상 소성 재료(12)(환언하면, 필름상 소성 재료 부착 기판(80) 중의 필름상 소성 재료(12))에, 반도체 칩(9)의 이면(9b) 측을 마주보게 첩부한다. 도 4d 중의 화살표 M은, 반도체 칩(9)의, 필름상 소성 재료(12)(필름상 소성 재료 부착 기판(80))에의 첩부 시의 이동 방향을 나타내고 있다.
또, 여기에서는, 일부의 반도체 칩(9)의, 필름상 소성 재료 부착 기판(80)에의 첩부가, 완료되어 있지 않은 단계에서의 공정 D의 상태를 나타내고 있다.
도 4d 중, 부호 12b는, 필름상 소성 재료(12)의 제1면(12a)과는 반대 측의 면(본 명세서에서는, 「제2면」이라고 하는 경우가 있음)을 나타내고, 이것은 반도체 칩(9)의 첩부면이기도 하다. 여기에서는, 필름상 소성 재료(12)의 제2면(12b)과, 반도체 칩(9)의 이면(9b)을 첩합한다.
반도체 칩(9)의 필름상 소성 재료 부착 기판(80)에의 첩부는, 예를 들면, 콜렛을 이용하는 방법 등, 반도체 칩을 고정 및 이동시키는 공지된 방법을 채용할 수 있다.
공정 D에서는, 필름상 소성 재료 부착 기판(80)에 반도체 칩(9)을 첩부하기 때문에, 문제가 있는 반도체 칩의 사용을 피함으로써, 필름상 소성 재료 부착 기판(80)에는 확실히 문제가 없는 반도체 칩(9)을 첩부할 수 있다. 따라서, 필름상 소성 재료(12) 및 필름상 소성 재료 부착 기판(80)이 낭비되는 일이 없이, 필름상 소성 재료(12) 및 필름상 소성 재료 부착 기판(80)의 수율이 양호해진다.
<공정 E>
공정 E는 공정 D 후에 행한다.
공정 E에서는, 필름상 소성 재료(12)를 200℃ 이상으로 가열함으로써, 도 4e에 나타내는 바와 같이, 반도체 칩(9)과 기판(8)을 소결 결합시킨다.
공정 E를 행함으로써, 필름상 소성 재료(12)의 소성에 의해, 필름상 소성 재료(12)로 접합부(12')가 형성되고, 접합부(12')를 통해 반도체 칩(9)과 기판(8)이 적층되어 구성된 적층체(801)가 얻어진다.
공정 E에서, 필름상 소성 재료(12)의 가열 온도의 상한치는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 반도체 칩(9)의 표면에 형성되어 있는 배선의 가열에 의한 대미지를 억제하는 점에서는, 필름상 소성 재료(12)의 가열 온도는, 500℃ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 가열 온도가 상기 하한치 이상임으로써, 필름상 소성 재료(12)의 소성도가 보다 향상된다.
공정 E에서, 필름상 소성 재료(12)의 가열 시간은, 필름상 소성 재료(12)의 종류와, 상기 가열 온도를 고려하여 적절히 선택할 수 있지만, 1 ∼ 60분인 것이 바람직하다. 가열 시간이 상기 하한치 이상임으로써, 필름상 소성 재료(12)의 소성도가 보다 향상된다. 가열 시간이 상기 상한치 이하임으로써, 과잉 가열이 억제된다.
공정 E에서는, 필름상 소성 재료(12)를 가열함과 함께, 가압해도 된다. 이와 같이 함으로써, 반도체 칩(9)과 기판(8)의 접합 강도와 접합부(12') 자체의 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
이때의 필름상 소성 재료(12)의 가압은, 기판(8) 측으로부터 행해도 되고, 반도체 칩(9) 측으로부터 행해도 되고, 기판(8) 측과 반도체 칩(9) 측의 양측으로부터 행해도 된다.
필름상 소성 재료(12)의 가압 시의 압력은, 특별히 한정되지 않지만, 5㎫ 이상인 것이 바람직하다. 상기 압력이 이러한 범위임으로써, 가압에 의해 얻어지는 효과가 보다 높아진다.
즉, 공정 E에서는, 필름상 소성 재료(12)를 200℃ 이상으로 가열함과 함께, 5㎫ 이상으로 가압함으로써, 반도체 칩(9)과 기판(8)을 소결 결합시켜도 된다.
공정 E에서, 필름상 소성 재료(12)를 가열함과 함께 가압할 경우의 압력의 상한치는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판(8), 특히 세라믹 기판인 기판(8)의 파손을 억제하는 점에서는, 상기 압력은 50㎫ 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태에서, 접합부(12')는, 필름상 소성 재료(12)로 형성되어 있기 때문에, 그 두께 안정성 및 열전도성이 우수하다. 또한, 필름상 소성 재료(12)가 반도체 칩(9)과 동형 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기였기 때문에, 필름상 소성 재료(12)를 반도체 칩(9)의 형상 및 크기에 맞추어 절단할 필요가 없이, 필름상 소성 재료(12)가 취약해도, 필름상 소성 재료(12) 유래의 절단 부스러기가 생기지 않으며, 필름상 소성 재료(12)의 파손이 억제되어, 파손이 없는 접합부(12')가 형성된다.
적층체(801)는, 전력용 반도체 소자(파워 디바이스)를 구성하는데 바람직하다.
본 실시형태의 제조 방법은, 지금까지 설명한 것에 한정되지 않으며, 본 발명의 주지(主旨)를 일탈하지 않는 범위 내에서, 일부의 구성이 변경 또는 삭제된 것이나, 지금까지 설명한 것에 또 다른 구성이 추가된 것이어도 된다. 보다 구체적으로는, 이하와 같다.
지금까지는, 지지 시트의 형상이 띠상인 경우의 적층체의 제조 방법에 대해서 설명했지만, 본 실시형태에서 이용하는 지지 시트의 형상은, 띠상 이외의 사각형이어도 된다. 도 6은, 그 경우의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
여기에 나타내는 지지 시트(11)와 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(1)의 형상은 사각형이며, 지지 시트(11)의 제1면(11a)에는, 직교하는 2방향으로 5열과 7열, 합계 35매의 필름상 소성 재료(12)가 마련되어 있다.
또한, 지지 시트(11) 상에서, 모든 필름상 소성 재료(12)의 방향이 일치하고 있으며, 상술한 직교하는 2방향에서, 이웃하는 필름상 소성 재료(12)의 배치 위치가 서로 일치하도록, 필름상 소성 재료(12)가 정렬하여 배치되어 있다. 즉, 필름상 소성 재료(12)는, 지지 시트(11) 상에 격자상으로 나란히 마련되어 있다.
이와 같이, 지지 시트(11) 상에, 필름상 소성 재료(12)를 격자상으로 나란히 마련하는 공정 A는, 바람직한 실시형태의 일례이다.
도 6에 나타내는 지지 시트(11)에서의 필름상 소성 재료(12)의 배치 형태는, 필름상 소성 재료(12)의 열수, 1열당 필름상 소성 재료(12)의 매수, 및 필름상 소성 재료(12)의 합계 매수가 다를 수 있는 점을 제외하면, 지지 시트(31)에서의 필름상 소성 재료(12)의 배치 형태와 같다.
도 6에서는, 필름상 소성 재료(12)는, 지지 시트(11) 상에 격자상으로 나란히 마련되어 있지만, 지지 시트(11) 상에서의 필름상 소성 재료(12)의 배치 형태는, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 1매 또는 2매 이상의 필름상 소성 재료(12)의 방향이 일치하고 있지 않아도 되고, 1매 또는 2매 이상의 필름상 소성 재료(12)에 대해서는, 상술한 직교하는 2방향에서, 이웃하는 필름상 소성 재료(12)의 배치 위치가 서로 일치하고 있지 않아도 된다.
도 6에서는, 지지 시트(11) 상에 마련되어 있는 필름상 소성 재료(12)의 매수는 35이지만, 상기 매수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 매수는 5 ∼ 10000이어도 된다.
지지 시트(11)를 이용할 경우의, 상기 적층체의 제조 방법은, 지지 시트(31) 대신에 지지 시트(11)를 이용하는 점을 제외하면, 상술한 적층체의 제조 방법과 같다.
본 실시형태에서 이용하는 지지 시트의 형상은 원형이어도 된다. 도 7은, 그 경우의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
여기에 나타내는 지지 시트(21)와 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(2)의 형상은 원형이며, 지지 시트(21)의 제1면(21a)에는, 직교하는 2방향으로 4 ∼ 8열과 3 ∼ 9열, 합계 56매의 필름상 소성 재료(12)가 마련되어 있다.
도 7에 나타내는 지지 시트(21)에서의 필름상 소성 재료(12)의 배치 형태는, 필름상 소성 재료(12)의 열수, 1열당 필름상 소성 재료(12)의 매수, 및 필름상 소성 재료(12)의 합계 매수가 다른 점을 제외하면, 지지 시트(11)에서의 필름상 소성 재료(12)의 배치 형태와 같다.
지지 시트(21) 중의 점착제층(212)은, 그 형상이 원형인 점을 제외하면, 지지 시트(11) 중의 점착제층(112)과 같고, 지지 시트(21) 중의 기재 필름(도시 생략)은, 그 형상이 원형인 점을 제외하면, 지지 시트(11) 중의 기재 필름(111)과 같다.
점착제층(212)의 기재 필름 측과는 반대 측의 면(본 명세서에서는, 「제1면」이라고 하는 경우가 있음)(212a)은, 지지 시트(21)의 제1면(21a)과 같다.
도 7에 나타내는 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(2)는, 지지 시트가 원형인 경우의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례이며, 본 실시형태에서 제작하는 원형의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료는, 여기에 나타내는 것에 한정되지 않는다.
예를 들면, 원형의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료에 있어서는, 지지 시트상에서의 필름상 소성 재료의 방향, 배치 위치 및 열수, 1열당 필름상 소성 재료의 매수, 그리고 필름상 소성 재료의 합계 매수 등의 배치 형태는, 목적에 따라 임의로 설정할 수 있다.
지지 시트(21)를 이용할 경우의, 상기 적층체의 제조 방법은, 지지 시트(31) 대신에 지지 시트(21)를 이용하는 점을 제외하면, 상술한 적층체의 제조 방법과 같다.
본 실시형태에서는, 지지 시트(11)를 이용할 경우, 공정 A 및 공정 B 중 어느 일방 또는 양방에 있어서, 지지 시트(11) 중의 점착제층(112)(보다 구체적으로는, 점착제층(112)의 제1면(112a)) 중, 그 주연부를 지지 프레임(도시 생략)에 첩합함으로써, 지지 시트(11)를 지지 프레임에 일시적으로 고정할 수 있다. 그 경우에는, 점착제층(112)의 지지 프레임에의 첩합을 저해하지 않도록, 점착제층(112)의 제1면(112a) 중, 주연부의 상부를 개방해 둔다. 여기에서, 점착제층(112)의 제1면(112a)의 주연부란, 앞서 설명한 기재 필름(111)의 제1면(111a)의 주연부(1110a)와 마찬가지로, 점착제층(112)의 제1면(112a) 중, 점착제층(112)의 외주부를 따른 폭이 좁은 영역이다.
지지 시트(21)를 이용할 경우도 마찬가지이다. 즉, 본 실시형태에서는, 지지 시트(21)를 이용할 경우, 공정 A 및 공정 B 중 어느 일방 또는 양방에 있어서, 지지 시트(21) 중의 점착제층(212)(보다 구체적으로는, 점착제층(212)의 제1면(212a)) 중, 그 주연부를 지지 프레임(도시 생략)에 첩합함으로써, 지지 시트(21)를 지지 프레임에 일시적으로 고정할 수 있다. 그 경우에는, 점착제층(212)의 지지 프레임에의 첩합을 저해하지 않도록, 점착제층(212)의 제1면(212a) 중, 주연부의 상부를 개방해 둔다. 여기에서, 점착제층(212)의 제1면(212a)의 주연부란, 상기의 점착제층(112)의 경우와 마찬가지이며, 점착제층(212)의 제1면(212a) 중, 점착제층(212)의 외주부를 따른 폭이 좁은 영역이다.
본 실시형태에서는, 공정 A를 행함으로써 얻어진 지지 시트 부착 필름상 소성 재료는, 보관에 적합하다.
예를 들면, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료로서, 필름상 소성 재료의 제1면에, 보호 필름을 더 구비한 것은, 특히 보관에 적합하다.
즉, 본 실시형태의 제조 방법은, 공정 A와 공정 B 사이에, 상기 필름상 소성 재료의 상기 지지 시트 측과는 반대 측의 면(제1면)에 보호 필름을 첩부하는 공정(본 명세서에서는, 「공정 F1」이라고 하는 경우가 있음)과, 상기 보호 필름을 첩부 후의 상기 지지 시트 및 필름상 소성 재료(지지 시트 부착 필름상 소성 재료)를 보관하는 공정(본 명세서에서는, 「공정 F2」라고 하는 경우가 있음)과, 상기 보호 필름이 첩부되어 있는, 보관 후의 상기 지지 시트 상의 상기 필름상 소성 재료(보관 후의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료)로부터, 상기 보호 필름을 박리시키는 공정(본 명세서에서는, 「공정 F3」이라고 하는 경우가 있음)을 포함하고 있어도 된다.
상기 보호 필름은, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료 중의 필름상 소성 재료를 보호하기 위한 것이다. 보호 필름으로서는, 앞서 든 박리 필름과 마찬가지의 것을 들 수 있다.
도 8은, 지지 시트(31)를 이용했을 경우의, 보호 필름을 구비한, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
여기에 나타내는 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)는, 필름상 소성 재료(12)의 제1면(12a) 상에, 보호 필름(7)을 구비하고 있다. 보호 필름(7)은, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3) 중의 모든 필름상 소성 재료(12)의 제1면(12a)을 피복할 수 있으면, 그 형상 및 크기는 특별히 한정되지 않는, 예를 들면, 보호 필름(7)을 구비한 상태에서의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)의 취급성이 향상되는 점에서는, 보호 필름(7)의 형상(평면 형상)은, 지지 시트(31)의 형상(평면 형상)과 같아도 된다.
지지 시트의 형상이, 지지 시트(31)의 경우와 같이 띠상이 아니고, 예를 들면, 지지 시트(11)의 경우와 같이 사각형인 경우나, 지지 시트(21)의 경우와 같이 원형인 경우도, 보호 필름을 구비한, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료는, 그 형상을 제외하면, 보호 필름을 구비한, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)와 마찬가지의 구조를 갖는다.
보호 필름을 구비하고, 지지 시트의 형상이 사각형 또는 원형인 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(예를 들면, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(1) 또는 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(2))는, 예를 들면, 그 복수매를 그 두께 방향에서 겹쳐 보관할 수 있다.
또한, 이러한 지지 시트 부착 필름상 소성 재료는, 예를 들면, 그 1매를 권회함으로써, 롤상으로서 보관할 수 있다.
예를 들면, 보호 필름을 구비하고, 지지 시트의 형상이 띠상인 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(예를 들면, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3))는, 그 1매(1개)를 권회함으로써, 릴상으로서 보관하는데, 특히 적합하다.
즉, 지지 시트의 형상이 띠상인 경우에는, 상기 공정 F2는, 상기 보호 필름을 첩부 후의 상기 지지 시트 및 필름상 소성 재료(지지 시트 부착 필름상 소성 재료)를, 릴상으로 권회하여 보관하는 공정이어도 된다. 그리고, 상기 공정 F3은, 상기 보호 필름이 첩부되어 있는, 보관 후의 상기 지지 시트 및 상기 필름상 소성 재료(보관 후의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료)를, 릴상으로부터 조출하고, 그 다음에, 상기 필름상 소성 재료로부터, 상기 보호 필름을 박리시키는 공정이어도 된다.
도 9는, 릴상으로부터 조출되어 있는, 보호 필름을 구비한, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 여기에서는, 보호 필름을 구비한, 릴상의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)가 조출되어 있는 상태를 나타내고 있다.
지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)는, 보호 필름(7)의 노출면을 릴의 직경 방향 내측을 향하고, 지지 시트(11)의 노출면(제2면(11b))을 릴의 직경 방향 외측을 향하여, 지지 시트(11)를 외권(환언하면 보호 필름(7)을 내권)으로 하여, 릴상으로 권회되어 있다.
지지 시트의 형상이 사각형 또는 원형인 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(예를 들면, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(1) 또는 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(2))가, 1개(1매)의 띠상의 보호 필름(예를 들면, 보호 필름(7))에 대하여, 그 길이 방향으로 복수매 첩합된 것(이하, 「띠상의 복합 필름」이라고 함)도, 상술한 지지 시트의 형상이 띠상인 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 경우와 마찬가지로, 그 1개를 권회함으로써, 릴상으로서 보관하는데 특히 적합하다. 이 경우에도, 이 띠상의 복합 필름은, 보호 필름의 노출면을 릴의 직경 방향 내측을 향하고, 지지 시트의 노출면(제2면)을 릴의 직경 방향 외측을 향하여, 지지 시트를 외권(환언하면 보호 필름을 내권)으로 하여, 릴상으로 권회된다.
1개의 띠상의 보호 필름에 대하여, 그 길이 방향으로 복수매 첩합된 지지 시트 부착 필름상 소성 재료는, 1개의 보호 필름의 길이 방향에서, 1열로 배치되어 있어도 되고, 2열 이상으로 배치되어 있어도 된다.
또한, 이와 같이 열상(列狀)으로 배치되어 있는 복수매의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료는, 서로 이간(離間)하여 배치되어 있는 것이 바람직하다.
띠상의 복합 필름을 이용할 경우에는, 상기 공정 F1은, 상기 필름상 소성 재료가 마련된 복수매의 지지 시트(즉 복수매의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료)를, 그 상기 필름상 소성 재료의 상기 지지 시트 측과는 반대 측의 면(제1면)에 의해, 1개의 띠상의 보호 필름에 열상으로 첩부하는 공정이어도 된다. 또한, 상기 공정 F2는, 상기 필름상 소성 재료가 마련된 복수매의 지지 시트(복수매의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료)가 첩부된 상기 띠상의 보호 필름을, 릴상으로 권회하여 보관하는 공정이어도 된다. 그리고, 상기 공정 F3은, 상기 필름상 소성 재료가 마련된 복수매의 지지 시트(복수매의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료)가 첩부된, 보관 후의 상기 띠상의 보호 필름을, 릴상으로부터 조출하고, 그 다음에, 복수매의 상기 필름상 소성 재료로부터, 상기 띠상의 보호 필름을 박리시키는 공정이어도 된다.
지지 시트의 형상에 상관없이, 공정 F1, 공정 F2 및 공정 F3은, 이 순으로 행한다.
공정 F1에서의, 필름상 소성 재료에의 보호 필름의 첩부(필름상 소성 재료의 보호 필름에의 첩부)와, 공정 F2에서의, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료의 보관과, 공정 F3에서의, 보관 후의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료로부터의 보호 필름의 박리는, 모두 공지된 방법으로 행할 수 있다.
다음으로, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 지지 시트(19)를 이용했을 경우를 예로 들어, 상기 적층체의 제조 방법(본 명세서에서는, 「제2 실시형태」라고 하는 경우가 있음)에 대해서 설명한다.
도 10a ∼ 도 10e는, 본 실시형태의 적층체의 제조 방법의 일례를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
·제2 실시형태
<공정 A>
공정 A에서는, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(19) 상에 필름상 소성 재료(12)를 마련하고, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(6)를 제작한다.
상술한 바와 같이, 지지 시트(19)에 있어서, 점착제층(192)은, 기재 필름(111)의 제1면(111a) 중, 주연부(1110a)에 마련되어 있다. 그리고, 공정 A에서는, 보다 구체적으로는, 지지 시트(19)의 기재 필름(111) 상(기재 필름(111)의 제1면(111a)) 중, 점착제층(192)이 마련되어 있지 않은 영역에, 필름상 소성 재료(12)를 마련한다.
제2 실시형태에서의 공정 A는, 상술한 바와 같이, 필름상 소성 재료(12)를 마련하는 대상이 다른 점 이외에는, 제1 실시형태에서의 공정 A와 같다.
예를 들면, 제2 실시형태의 공정 A에서는, 여기에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(19)의 제1면(19a)에, 필름상 소성 재료(12)를 직접 접촉시키는 것이 바람직하다.
도 11은, 제2 실시형태의 제조 방법에 의해 얻어진, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(6)의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
여기에 나타내는 지지 시트(19)의 형상은 사각형이며, 지지 시트(19)의 제1면(19a)에는, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(1)의 경우와 같은 배치 형태로, 필름상 소성 재료(12)가 격자상으로 배치되어 있다. 단, 모든 필름상 소성 재료(12)가, 지지 시트(19) 상에 있어서, 점착제층(192)보다 내측(환언하면, 지지 시트(19)의 무게중심 측)에 마련되어 있다.
지지 시트(19)의 제1면(19a)은, 기재 필름(111)의 제1면(111a)과 같다.
<공정 B>
공정 B는 공정 A 후에 행한다.
공정 B에서는, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(19) 상의 필름상 소성 재료(12)를 기판(8)에 첩부한다.
제2 실시형태에서의 공정 B는, 상술한 바와 같이 지지 시트 부착 필름상 소성 재료가 다른 점 이외에는, 제1 실시형태에서의 공정 B와 같다.
단, 지지 시트(19)는, 지지 시트(31)와는 달리, 릴상으로서 보관하는데 적합한 경우도 있고, 적합하지 않은 경우도 있다. 따라서, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(3)를 이용할 경우와는 달리, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(6)를 이용할 경우에는, 예를 들면, 지지 시트(19) 상의 일부 또는 모든 필름상 소성 재료(12)를, 서로 시간차를 마련하여 기판(8)에 첩부하는 것이 바람직한 경우도 있고, 지지 시트(19) 상의 모든 필름상 소성 재료(12)를, 동시 또는 거의 동시에 기판(8)에 첩부하는 것이 바람직한 경우도 있다. 필름상 소성 재료(12)의 첩부 방법은, 예를 들면, 지지 시트(19) 상에서의 필름상 소성 재료(12)의 배치 형태에 따라 선택할 수 있다.
제2 실시형태에서는, 공정 A 및 공정 B 중 어느 일방 또는 양방에 있어서, 지지 시트(19) 중의 점착제층(192)을 지지 프레임(도시 생략)에 첩합함으로써, 지지 시트(19)를 지지 프레임에 일시적으로 고정할 수 있다. 그 경우에는, 점착제층(192)의 지지 프레임에의 첩합을 저해하지 않도록, 점착제층(192)의 제1면(192a) 상을 개방해 둔다.
점착제층(192)이 에너지선 경화성을 가질 경우에는, 지지 프레임에 고정되어 있는 지지 시트(19)를 지지 프레임으로부터 박리시키기 전에, 점착제층(192)에 에너지선을 조사하는 것이 바람직하다. 이 경우, 점착제층(192)을 에너지선의 조사에 의해 경화시킴으로써, 점착제층(192)의 경화물과 지지 프레임과의 점착력이 작아지기 때문에, 지지 시트(19)를 보다 용이하게 지지 프레임으로부터 박리시킬 수 있다.
<공정 C>
공정 C는 공정 B 후에 행한다.
공정 C에서는, 도 10c에 나타내는 바와 같이, 지지 시트(19)를, 기판(8) 및 필름상 소성 재료(12)(즉 필름상 소성 재료 부착 기판(80))로부터 박리시킨다. 지지 시트(19)를 박리시킬 때, 필름상 소성 재료(12) 및 기판(8)은 서로 첩합되어, 일체화된 상태를 유지한다.
또, 여기에서는, 지지 시트(19)의 일부의 영역의, 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터의 박리가, 완료되어 있지 않은 단계에서의 공정 C의 상태를 나타내고 있다.
제2 실시형태에서의 공정 C는, 상술한 바와 같이 지지 시트 부착 필름상 소성 재료가 다른 점 이외에는, 제1 실시형태에서의 공정 C와 같다.
단, 제2 실시형태에서는, 필름상 소성 재료(12)가 점착제층(192)이 아닌 기재 필름(111)에 접촉해 있기 때문에, 점착제층(192)이 에너지선 경화성을 갖고 있어도, 점착제층(192)을 에너지선의 조사에 의해 경화시킴으로써, 지지 시트(19)를 보다 용이하게 필름상 소성 재료 부착 기판(80)으로부터 박리시킬 수는 없다.
<공정 D, 공정 E>
공정 D는 공정 C 후에 행하고, 공정 E는 공정 D 후에 행한다.
공정 D에서는, 도 10d에 나타내는 바와 같이, 기판(8) 상의 필름상 소성 재료(12)(환언하면, 필름상 소성 재료 부착 기판(80) 중의 필름상 소성 재료(12))에, 반도체 칩(9)의 이면(9b) 측을 마주보게 첩부한다. 이때, 필름상 소성 재료(12)의 제2면(12b)과, 반도체 칩(9)의 이면(9b)을 첩합한다. 여기에서도, 도 4d의 경우와 마찬가지로, 일부의 반도체 칩(9)의, 필름상 소성 재료 부착 기판(80)에의 첩부가, 완료되어 있지 않은 단계에서의 공정 D의 상태를 나타내고 있다.
그리고, 공정 E에서는, 필름상 소성 재료(12)를 200℃ 이상으로 가열함으로써, 도 10e에 나타내는 바와 같이, 반도체 칩(9)과 기판(8)을 소결 결합시킨다.
공정 E를 행함으로써, 필름상 소성 재료(12)의 소성에 의해, 필름상 소성 재료(12)로 접합부(12')가 형성되고, 접합부(12')를 통해 반도체 칩(9)과 기판(8)이 적층되어 구성된 적층체(801)가 얻어진다.
제2 실시형태에서는, 상기의 공정 C에 의해, 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 필름상 소성 재료 부착 기판(80)이 얻어진다. 따라서, 제2 실시형태의 공정 D는, 제1 실시형태의 공정 D와 같고, 제2 실시형태의 공정 E는, 제1 실시형태의 공정 E와 같다.
제2 실시형태에서도, 접합부(12')는, 필름상 소성 재료(12)로 형성되어 있기 때문에, 그 두께 안정성 및 열전도성이 우수하다. 또한, 필름상 소성 재료(12)가반도체 칩(9)과 동형 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기였기 때문에, 필름상 소성 재료(12)를 반도체 칩(9)의 형상 및 크기에 맞추어 절단할 필요가 없이, 필름상 소성 재료(12)가 취약해도, 필름상 소성 재료(12) 유래의 절단 부스러기가 생기지 않으며, 필름상 소성 재료(12)의 파손이 억제되어, 파손이 없는 접합부(12')가 형성된다.
제2 실시형태의 제조 방법은, 지금까지 설명한 것에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 일부의 구성이 변경 또는 삭제된 것이나, 지금까지 설명한 것에 또 다른 구성이 추가된 것이어도 된다. 보다 구체적으로는, 이하와 같다.
제2 실시형태에서도, 제1 실시형태의 경우와 마찬가지로, 지지 시트의 형상은 사각형 이외에, 예를 들면, 원형 또는 띠상이어도 된다. 단, 어느 경우도, 상기와 같이, 모든 필름상 소성 재료는, 지지 시트 상에 있어서, 점착제층보다 내측(환언하면, 지지 시트의 무게중심 측)에 마련되어 있다.
제2 실시형태에서도, 공정 A를 행함으로써 얻어진 지지 시트 부착 필름상 소성 재료는, 보관에 적합하다.
예를 들면, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료로서, 필름상 소성 재료의 제1면에, 보호 필름을 더 구비한 것은, 특히 보관에 적합하다.
즉, 제2 실시형태의 제조 방법은, 공정 A와 공정 B 사이에, 상기 필름상 소성 재료의 상기 지지 시트 측과는 반대 측의 면(제1면) 상에, 보호 필름을 첩부하는 공정(공정 F1)과, 상기 보호 필름을 첩부 후의 상기 지지 시트 및 필름상 소성 재료(지지 시트 부착 필름상 소성 재료)를 보관하는 공정(공정 F2)과, 상기 보호 필름이 첩부되어 있는, 보관 후의 상기 지지 시트 상의 상기 필름상 소성 재료(보관 후의 지지 시트 부착 필름상 소성 재료)로부터, 상기 보호 필름을 박리시키는 공정(공정 F3)을 포함하고 있어도 된다.
제2 실시형태에서의 공정 F1, 공정 F2 및 공정 F3은, 이용하는 지지 시트가 다른 점 이외에는, 제1 실시형태에서의 공정 F1, 공정 F2 및 공정 F3과 같다.
제2 실시형태에서의 공정 F1에서는, 상기 필름상 소성 재료의 제1면뿐만 아니라, 점착제층의 제1면(예를 들면, 점착제층(192)의 제1면(192a))에도, 보호 필름을 첩부해도 되고, 첩부하지 않아도 된다.
제2 실시형태에서의, 보호 필름을 구비한 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(예를 들면, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(6))는, 제1 실시형태에서의, 보호 필름을 구비한 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(예를 들면, 지지 시트 부착 필름상 소성 재료(1 ∼ 3))의 경우와 같은 방법으로 보관할 수 있다.
본 발명은 전력용 반도체 소자(파워 디바이스)의 제조에 이용 가능하다.
1, 2, 3, 6: 지지 시트 부착 필름상 소성 재료
11, 19, 21, 31: 지지 시트
11a, 19a, 21a, 31a: 지지 시트의 제1면
111, 311: 기재 필름
111a, 311a: 기재 필름의 제1면
112, 212, 192, 312: 점착제층
112a, 212a, 192a, 312a: 점착제층의 제1면
12: 필름상 소성 재료
12a: 필름상 소성 재료의 제1면
12b: 필름상 소성 재료(12)의 제2면
12': 접합부
8: 기판
9: 반도체 칩
9b: 반도체 칩(9)의 이면
80: 필름상 소성 재료 부착 기판
801: 적층체

Claims (13)

  1. 소결성 금속 입자 및 바인더 성분을 함유하고, 첩부 대상인 반도체 칩과 동형(同形) 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기의 필름상 소성 재료를 지지 시트 상에 마련하는 공정과,
    상기 지지 시트 상의 상기 필름상 소성 재료를 기판에 첩부하는 공정과,
    상기 지지 시트를, 상기 기판 및 상기 필름상 소성 재료로부터 박리시키는 공정과,
    상기 기판 상의 상기 필름상 소성 재료에, 상기 반도체 칩의 이면 측을 마주보게 첩부하는 공정과,
    상기 필름상 소성 재료를 200℃ 이상으로 가열함으로써, 상기 반도체 칩과 상기 기판을 소결 결합시키는 공정을 포함하는, 적층체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필름상 소성 재료를 200℃ 이상으로 가열함과 함께, 5㎫ 이상으로 가압함으로써, 상기 반도체 칩과 상기 기판을 소결 결합시키는, 적층체의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판은 세라믹 기판인, 적층체의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 시트는, 기재 필름과, 상기 기재 필름 상의 전체면에 마련된 점착제층을 구비하여 있으며, 상기 지지 시트의 상기 점착제층 상에, 상기 필름상 소성 재료를 마련하는, 적층체의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 시트는, 기재 필름과, 상기 기재 필름 상의 주연부(周緣部)에 마련된 점착제층을 구비하여 있으며, 상기 지지 시트의 상기 기재 필름 상 중, 상기 점착제층이 마련되어 있지 않은 영역에, 상기 필름상 소성 재료를 마련하는, 적층체의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 점착제층은, 에너지선 경화성을 갖는, 적층체의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 점착제층에, 에너지선을 조사하고, 상기 지지 시트를 상기 필름상 소성 재료로부터 박리시키는, 적층체의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    박리 필름 상에 형성된 상기 필름상 소성 재료를, 상기 지지 시트 상에 전사(轉寫)하여, 상기 지지 시트 상에, 상기 필름상 소성 재료를 마련하는, 적층체의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 박리 필름 상에, 상기 필름상 소성 재료를 인쇄하여 형성하는, 적층체의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 박리 필름 상에, 상기 필름상 소성 재료를, 첩부 대상인 상기 반도체 칩과 동형 혹은 거의 동형이며 또한 같은 크기의 금형(金型)을 이용하여 따내기 가공해서 형성하는, 적층체의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 시트 상에, 상기 필름상 소성 재료를 인쇄하여 마련하는, 적층체의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 시트는 원형인, 적층체의 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 시트는 릴상(reel shape)으로 권회(捲回) 가능하며, 상기 지지 시트 상에, 상기 필름상 소성 재료를 일정 간격으로 나란히 마련하는, 적층체의 제조 방법.
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