KR20230158517A - 열 전도성 필름형 접착제용 조성물 및 열 전도성 필름형 접착제, 그리고 열 전도성 필름형 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법 - Google Patents

열 전도성 필름형 접착제용 조성물 및 열 전도성 필름형 접착제, 그리고 열 전도성 필름형 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230158517A
KR20230158517A KR1020237033113A KR20237033113A KR20230158517A KR 20230158517 A KR20230158517 A KR 20230158517A KR 1020237033113 A KR1020237033113 A KR 1020237033113A KR 20237033113 A KR20237033113 A KR 20237033113A KR 20230158517 A KR20230158517 A KR 20230158517A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
adhesive
film
thermally conductive
silane coupling
conductive film
Prior art date
Application number
KR1020237033113A
Other languages
English (en)
Inventor
미노루 모리타
슌야 오부치
šœ야 오부치
Original Assignee
후루카와 덴키 고교 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 덴키 고교 가부시키가이샤 filed Critical 후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20230158517A publication Critical patent/KR20230158517A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/06Non-macromolecular additives organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/08Macromolecular additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C09J5/06Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving heating of the applied adhesive
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/35Heat-activated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/52Mounting semiconductor bodies in containers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus 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
    • H01L21/683Apparatus 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
    • H01L21/6835Apparatus 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
    • H01L21/6836Wafer tapes, e.g. grinding or dicing support tapes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83Methods 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/326Applications 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099Material
    • H01L2224/2919Material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods 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
    • H01L2224/838Bonding techniques
    • H01L2224/8385Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83855Hardening the adhesive by curing, i.e. thermosetting
    • H01L2224/83862Heat curing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)를 함유하고, 상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 고분자 성분(C), 상기 다면체형 알루미나 필러(D), 및 상기 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율이 20∼70체적%이고, 실레인 커플링제 배합 배수가 1.0∼10인, 열 전도성 필름형 접착제용 조성물, 이것을 사용한 필름형 접착제, 반도체 패키지 및 그 제조 방법.

Description

열 전도성 필름형 접착제용 조성물 및 열 전도성 필름형 접착제, 그리고 열 전도성 필름형 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법
본 발명은, 열 전도성 필름형 접착제용 조성물 및 열 전도성 필름형 접착제, 그리고 열 전도성 필름형 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근년에, 반도체 칩을 다단으로 적층한 스택드 MCP(Multi Chip Package)가 보급되고 있으며, 휴대 전화, 휴대 오디오 기기용의 메모리 패키지로서 탑재되어 있다. 또, 휴대 전화 등의 다기능화에 수반하여, 패키지의 고밀도화, 고집적화도 추진되고 있다. 이것에 수반하여, 반도체 칩의 다단 적층화가 진행되고 있다.
이와 같은 메모리 패키지의 제조 과정에 있어서의 배선 기판과 반도체 칩의 접착이나 반도체 칩 간의 접착에는, 열경화성의 필름형(필름상) 접착제(다이어태치 필름, 다이본드 필름)가 사용되고 있다. 칩의 다단 적층화에 수반하여, 다이어태치 필름은 보다 박형 모양(薄型狀)으로 형성하는 것이 요구되고 있다. 또, 웨이퍼 배선 룰의 미세화에 수반하여, 반도체 소자 표면에는 열이 발생하기 쉽게 되어 있다. 그러므로, 열을 패키지 외부로 방출시키기 위해서, 다이어태치 필름에는 열 전도성의 필러가 배합되어, 고열 전도성을 실현하고 있다.
이른바 다이어태치 필름 용도를 의도한 열경화성의 필름형 접착제의 재료로서, 예를 들어 에폭시 수지, 에폭시 수지의 경화제, 고분자 화합물 및 무기 충전재(무기 필러)를 조합한 조성이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1, 2).
일본특허공개 특개2014―234482호 공보 국제공개 제2021/033368호
고열 전도성 다이어태치 필름을 실현하는 수단의 하나로서, 열 전도성의 무기 충전재를 보다 많이 배합하는 것이 생각된다. 본 발명자들이, 무기 충전재를 함유하는 접착제용 조성물에 대하여, 무기 충전재의 종류, 형상에 주목해서 더욱 검토했더니, 다면체형(多面體狀) 알루미나 필러를 사용하면, 특허문헌 1 및 2에서 사용되고 있는 진구형(眞球狀)의 알루미나 필러를 사용한 경우와 비교해서 열 전도율을 보다 높일 수 있다는 것을 알게 되었다. 한편, 다면체형 알루미나 필러의 배합은 안정된 접착력의 발현을 어렵게 하여, 피착체와의 사이에서 충분한 접착력이 얻어지지 않는 문제가 있다는 것을 알게 되었다.
본 발명은, 무기 충전재로서 다면체형 알루미나 필러를 함유하고, 우수한 열 전도성에 더하여, 피착체와의 사이에서 우수한 접착력을 나타내는 열 전도성 필름형 접착제 및, 이 필름형 접착제의 조제에 호적한 열 전도성 필름형 접착제용 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다. 또 본 발명은, 상기 열 전도성 필름형 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 감안하여 예의 검토를 거듭한 결과, 에폭시 수지, 에폭시 수지 경화제 및 고분자 성분에 대해서, 다면체형 알루미나 필러를 함유시킨 접착제용 조성물에 있어서, 실레인 커플링제를 다면체형 알루미나 필러에 대해서 특정 범위의 과잉량으로 함유시키는 것에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명은 상기 지견(知見)을 기초로 더욱 검토를 거듭하여 완성되었다.
본 발명의 상기 과제는 하기 수단에 의해 해결된다.
[1]
적어도 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)를 함유하고,
상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 고분자 성분(C), 상기 다면체형 알루미나 필러(D), 및 상기 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율이 20∼70체적%이고,
하기 (식 I)로 나타내지는 실레인 커플링제 배합 배수가 1.0∼10인, 열 전도성 필름형 접착제용 조성물.
(식 I)
실레인 커플링제 배합 배수=실레인 커플링제(E) 배합량(g)/실레인 커플링제(E) 필요량(g)
(식 Ⅱ)
실레인 커플링제(E) 필요량(g)=[다면체형 알루미나 필러(D) 배합량(g)×다면체형 알루미나 필러(D)의 비표면적(㎡/g)]/실레인 커플링제(E)의 최소 피복 면적(㎡/g)
[2]
상기 열 전도성 필름형 접착제용 조성물에 의해 얻어진 열 전도성 필름형 접착제를 25℃에서부터 5℃/분의 승온 속도로 승온시켰을 때, 120℃에 있어서의 용융 점도가 250∼10000 ㎩·s의 범위에 달하고,
상기 열 전도성 필름형 접착제의 열 전도율이 1.0 W/m·K 이상인, [1]에 기재된 열 전도성 필름형 접착제용 조성물.
[3]
상기 열 전도성 필름형 접착제의 25℃에 있어서의 다이 시어 강도(Die shear strength)가 20 ㎫ 이상인, [1] 또는 [2]에 기재된 열 전도성 필름형 접착제용 조성물.
[4]
상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 고분자 성분(C), 상기 다면체형 알루미나 필러(D), 및 상기 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율이 50∼70체적%인, [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 열 전도성 필름형 접착제용 조성물.
[5]
[1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 열 전도성 필름형 접착제용 조성물에 의해 얻어져서 이루어지는 열 전도성 필름형 접착제.
[6]
두께가 1∼80 ㎛의 범위인, [5]에 기재된 열 전도성 필름형 접착제.
[7]
표면에 반도체 회로가 형성된 반도체 웨이퍼의 이면에, [5] 또는 [6]에 기재된 열 전도성 필름형 접착제를 열압착해서 접착제층을 마련하고, 이 접착제층을 거쳐 다이싱 필름을 마련하는 제1의 공정과,
상기 반도체 웨이퍼와 상기 접착제층을 일체로 다이싱하는 것에 의해, 상기 다이싱 필름 상에, 필름형 접착제편과 반도체 칩을 구비하는 접착제층 딸린(付) 반도체 칩을 얻는 제2의 공정과,
상기 접착제층 딸린 반도체 칩을 상기 다이싱 필름으로부터 박리해서 상기 접착제층 딸린 반도체 칩과 배선 기판을 상기 접착제층을 거쳐 열압착하는 제3의 공정과,
상기 접착제층을 열경화하는 제4의 공정
을 포함하는, 반도체 패키지의 제조 방법.
[8]
[7]에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는, 반도체 패키지.
본 발명에 있어서 「∼/내지」를 사용해서 표현되는 수치 범위는, 「∼/내지」 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
본 발명의 열 전도성 필름형 접착제는, 무기 충전재로서 다면체형 알루미나 필러를 함유하고, 우수한 열 전도성에 더하여, 피착체와의 사이에서 우수한 접착력을 나타낸다. 본 발명의 열 전도성 필름형 접착제용 조성물은, 상기 열 전도성 필름형 접착제를 얻는 데 호적하다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 의하면, 열 전도성이 우수하고, 접착 신뢰성도 우수한 반도체 패키지를 얻을 수가 있다.
도 1은, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제1의 공정의 호적한 일 실시형태를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 2는, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제2의 공정의 호적한 일 실시형태를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 3은, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제3의 공정의 호적한 일 실시형태를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 4는, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 본딩 와이어를 접속하는 공정의 호적한 일 실시형태를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 5는, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 다단 적층 실시형태 예를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 6은, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 다른 다단 적층 실시형태예를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 7은, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 의해 제조되는 반도체 패키지의 호적한 일 실시형태를 나타내는 개략 종단면도이다.
[열 전도성 필름형 접착제용 조성물]
본 발명의 열 전도성 필름형 접착제용 조성물(이하, 본 발명의 접착제용 조성물이라고도 한다)은, 본 발명의 열 전도성 필름형 접착제(이하, 본 발명의 필름형 접착제라고 한다)의 형성에 호적한 조성물이다.
본 발명의 접착제용 조성물은, 적어도 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)를 함유한다. 또, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율이 20∼70체적%로 제어된다. 또한, 실레인 커플링제(E)의 함유량이, 하기 (식 I)로 나타내지는 실레인 커플링제 배합 배수가 1.0∼10으로 되도록 제어된다.
(식 I)
실레인 커플링제 배합 배수=실레인 커플링제(E) 배합량(g)/실레인 커플링제(E) 필요량(g)
(식 Ⅱ)
실레인 커플링제(E) 필요량(g)=(다면체형 알루미나 필러(D) 배합량(g)×다면체형 알루미나 필러(D)의 비표면적(㎡/g))/실레인 커플링제(E)의 최소 피복 면적(㎡/g)
다면체형 알루미나 필러(D)의 비표면적은, Brunauer-Emmett-Teller법(BET법)으로, JIS Z 8830:2013(ISO 9277:2010)의 「캐리어 가스법」에 준거해서, 질소 가스를 사용해서, 측정되는 값이다. 측정 조건은 실시예에 기재된 조건을 채용할 수 있다.
실레인 커플링제(E)의 최소 피복 면적은, 실레인 커플링제(E) 1 g이 재료 표면 상에서 반응, 흡착 등 했을 때에, 실레인 커플링제(E)가 재료 표면을 피복하는 면적을 의미한다. 구체적으로는 다음 식에 의해 산출된다.
최소 피복 면적(㎡/g)=6.02×1023×13×10-20/실레인 커플링제의 분자량
본 발명의 접착제 조성물은, 경화 전의 상태에 있다. 따라서, 상기 (식 I)로 나타내지는 실레인 커플링제 배합 배수 및 실레인 커플링제(E) 배합량은, 어느것이나 경화 전의 본 발명의 접착제 조성물에 있어서의 값이다. 「경화 전」의 의미는, 후술하는 「열 전도성 필름형 접착제」에 대한 「경화 전」의 의미와 마찬가지이다.
실레인 커플링제 배합 배수가 상기 범위에 있는 것에 의해, 다면체형 알루미나 필러(D)의 넓은 접촉 면적에 기인하는 우수한 열 전도성을 이끌어 내면서, 피착체에 대한 접착력도 보다 높일 수가 있다. 또, 본 발명의 필름형 접착제를 반도체 패키지에 내장(포함)시켰을 때에는, 피착체와의 사이에 보이드를 발생시키기 어려운 것으로 할 수 있다.
실레인 커플링제 배합 배수는, 1.1∼9.0이 바람직하고, 1.3∼8.0이 보다 바람직하고, 1.5∼7.0이 더욱 바람직하고, 1.5∼4.0이 특히 바람직하고, 1.6∼2.5가 가장 바람직하다.
또, 상기 실레인 커플링제(E) 필요량은, 0.20∼3.50 g이 바람직하고, 0.40∼3.20 g이 보다 바람직하고, 0.60∼3.10 g이 더욱 바람직하고, 0.60∼3.00 g이 더욱 더 바람직하고, 0.80∼2.00 g이 특히 바람직하고, 0.90∼1.55 g이 가장 바람직하다. 상기의 실레인 커플링제(E) 필요량은, 0.90∼3.20 g으로 할 수도 있고, 1.40∼3.10 g으로 할 수도 있다.
이하, 접착제용 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 설명한다.
<에폭시 수지(A)>
상기 에폭시 수지(A)는, 에폭시기를 가지는 열경화형의 수지이고, 에폭시 당량은 500 g/eq 이하인 것이 바람직하다. 에폭시 수지(A)는 액체, 고체 또는 반고체의 어느것이더라도 좋다. 본 발명에 있어서 액체란, 연화점이 25℃ 미만인 것을 말하고, 고체란, 연화점이 60℃ 이상인 것을 말하고, 반고체란, 연화점이 상기 액체의 연화점과 고체의 연화점 사이(25℃ 이상 60℃ 미만)에 있는 것을 말한다. 본 발명에서 사용하는 에폭시 수지(A)로서는, 호적한 온도 범위(예를 들면 60∼120℃)에서 저용융 점도에 도달할 수 있는 필름형 접착제를 얻는 관점에서, 연화점이 100℃ 이하인 것이 바람직하다. 부언하면, 본 발명에 있어서, 연화점이란, 연화점 시험(환구식(環球式))법(측정 조건:JIS-K7234:1986에 준거)에 의해 측정한 값이다.
본 발명에서 사용하는 에폭시 수지(A)에 있어서, 열경화체의 가교 밀도를 높이는 관점에서, 에폭시 당량은 150∼450 g/eq인 것이 바람직하다. 부언하면, 본 발명에 있어서, 에폭시 당량이란, 1그램 당량의 에폭시기를 포함하는 수지의 그램수(g/eq)를 말한다.
에폭시 수지(A)의 중량 평균 분자량은, 통상, 10000 미만이 바람직하고, 5000 이하가 보다 바람직하다. 하한값에 딱히 제한은 없지만, 300 이상이 실제적이다.
중량 평균 분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatography) 분석에 의한 값이다(이하, 딱히 지정하지 않는 경우에는 다른 수지에 대하여도 마찬가지).
에폭시 수지(A)의 골격으로서는, 페놀노볼락형, 오르토크레졸노볼락형, 크레졸노볼락형, 다이사이클로펜타다이엔형, 바이페닐형, 플루오렌비스페놀형, 트라이아진형, 나프톨형, 나프탈렌다이올형, 트라이페닐메테인형, 테트라페닐형, 비스페놀A형(BisA형), 비스페놀F형, 비스페놀AD형, 비스페놀S형, 트라이메틸올메테인형 등을 들 수 있다. 이 중, 수지의 결정성이 낮고, 양호한 외관을 가지는 필름형 접착제를 얻을 수 있다고 하는 관점에서, 트라이페닐메테인형, 비스페놀A형, 크레졸노볼락형, 오르토크레졸노볼락형이 바람직하다.
에폭시 수지(A)의 함유량은, 본 발명의 접착제용 조성물 중, 필름형 접착제를 구성하는 성분(구체적으로는 용매 이외의 성분, 즉 고형분)의 총함유량 100질량부 중, 3∼70질량부가 바람직하고, 5∼50질량부가 보다 바람직하고, 8∼30질량부가 더욱 바람직하고, 8∼20질량부로 하는 것도 바람직하다.
<에폭시 수지 경화제(B)>
상기 에폭시 수지 경화제(B)로서는, 아민류, 산무수물류, 다가 페놀류 등의 임의의 경화제를 사용할 수가 있다. 본 발명에서는, 저용융 점도이며, 또한 일정 온도를 넘는 고온에서 경화성을 발휘하고, 빠른 경화성을 가지고, 또한, 실온에서의 장기 보존이 가능한 보존 안정성이 높은 필름형 접착제로 하는 관점에서, 잠재성 경화제를 사용하는 것이 바람직하다.
잠재성 경화제로서는, 다이사이안다이아마이드 화합물, 이미다졸 화합물, 경화 촉매 복합계 다가 페놀 화합물, 하이드라지드 화합물, 삼불소화 붕소-아민 착체, 아민이미드 화합물, 폴리아민염, 및 이들의 변성물이나 마이크로캡슐형의 것을 들 수가 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용해도, 혹은 2종 이상을 조합해서 사용해도 좋다. 보다 우수한 잠재성(실온에서의 안정성이 우수하며, 또한, 가열에 의해 경화성을 발휘하는 성질)을 가지고, 경화 속도가 보다 빠르다는 관점에서, 이미다졸 화합물을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
접착제용 조성물 속의 에폭시 수지 경화제(B)의 함유량은, 경화제의 종류, 반응 형태에 따라 적절하게 설정하면 된다. 예를 들어, 에폭시 수지(A) 100질량부에 대해서 0.5∼100질량부로 할 수 있고, 1∼80질량부로 해도 좋고, 2∼50질량부로 해도 좋고, 4∼20질량부로 하는 것도 바람직하다. 또, 에폭시 수지 경화제(B)로서 이미다졸 화합물을 사용하는 경우에는, 에폭시 수지(A) 100질량부에 대해서 이미다졸 화합물을 0.5∼10질량부로 하는 것이 바람직하고, 2∼9질량부로 하는 것이 보다 바람직하다. 에폭시 수지 경화제(B)의 함유량을 상기 바람직한 하한값 이상으로 하는 것에 의해 경화 시간을 보다 짧게 할 수가 있고, 다른 한편으로, 상기 바람직한 상한값 이하로 하는 것에 의해, 과잉 경화제의 필름형 접착제 속에의 잔류를 억제할 수가 있다. 그 결과, 잔류 경화제의 수분 흡착이 억제되어, 반도체 장치의 신뢰성 향상을 도모할 수가 있다.
<고분자 성분(C)>
상기 고분자 성분(C)로서는, 필름형 접착제를 형성했을 때에, 상온(25℃)에서의 필름 택크성(tackiness)(작은 온도 변화에서도 필름 상태가 변화하기 쉬운 성질)을 억제하여, 충분한 접착성 및 조막성(造膜性)(필름 형성성)을 부여하는 성분이면 좋다. 천연 고무, 부틸 고무, 아이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산 에스터 공중합체, 폴리부타다이엔 수지, 폴리카보네이트 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 6-나일론이나 6, 6-나일론 등의 폴리아마이드 수지, 페녹시 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스터 수지, 폴리아마이드이미드 수지, 불소 수지, 폴리우레탄 수지 등을 들 수 있다. 이들 고분자 성분(C)는 단독으로 사용해도 되고, 또 2종 이상을 조합해서 사용해도 좋다. 고분자 성분(C)로서는, 페녹시 수지, (메타)아크릴 수지, 및 폴리우레탄 수지가 바람직하다.
고분자 성분(C)의 질량 평균 분자량은, 10000 이상이다. 상한값에 딱히 제한은 없지만, 5000000 이하가 실제적이다.
상기 고분자 성분(C)의 질량 평균 분자량은, GPC[젤 침투 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography)]에 의한 폴리스타이렌 환산으로 구한 값이다. 이후, 구체적인 고분자 성분(C)의 질량 평균 분자량의 값도 같은 의미이다.
또, 상기 고분자 성분(C)의 유리 전이 온도(Tg)는, 100℃ 미만이 바람직하고, 90℃ 미만이 보다 바람직하다. 하한은, 0℃ 이상이 바람직하고, 10℃ 이상이 보다 바람직하다.
상기 고분자 성분(C)의 유리 전이 온도는, 승온 속도 0.1℃/분에서 DSC에 의해 측정된 유리 전이 온도이다. 이후, 구체적인 고분자 성분(C)의 유리 전이 온도의 값도 같은 의미이다.
부언하면, 본 발명에 있어서 에폭시 수지(A)와 고분자 성분(C) 중 페녹시 수지 등의 에폭시기를 가질 수 있는 수지란, 에폭시 당량이 500 g/eq 이하인 수지가 에폭시 수지(A)로, 해당하지 않는 것이 성분(C)로, 각각 분류된다.
(페녹시 수지)
페녹시 수지는, 에폭시 수지(A)와 구조가 유사한 것에 의해 상용성이 양호한 점에서, 고분자 성분(C)로서 바람직하다. 페녹시 수지를 함유하면, 접착성도 우수한 효과를 발휘할 수가 있다.
페녹시 수지는 상법(常法)에 의해 얻을 수가 있다. 예를 들어, 페녹시 수지는, 비스페놀 혹은 바이페놀 화합물과 에피클로로하이드린과 같은 에피할로하이드린과의 반응, 액상 에폭시 수지와 비스페놀 혹은 바이페놀 화합물과의 반응으로 얻을 수가 있다.
페녹시 수지의 질량 평균 분자량은, 10000 이상이 바람직하고, 10000∼100,000이 보다 바람직하다.
또, 페녹시 수지 속에 약간 잔존하는 에폭시기의 양은, 에폭시 당량으로, 5000 g/eq 이상이 바람직하다.
페녹시 수지의 유리 전이 온도(Tg)는, 100℃ 미만이 바람직하고, 90℃ 미만이 보다 바람직하다. 하한은, 0℃ 이상이 바람직하고, 10℃ 이상이 보다 바람직하다.
((메타)아크릴 수지)
(메타)아크릴 수지로는 딱히 제한이 없고, 필름형 접착제의 필름 성분으로서 공지의 (메타)아크릴 공중합체로 이루어지는 수지를 널리 사용할 수가 있다.
상기 (메타)아크릴 수지로서는, 폴리(메타)아크릴산 에스터계 혹은 그 유도체를 들 수 있다. 예를 들어, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 2-하이드록시프로필메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 글라이시딜메타크릴레이트, 글라이시딜아크릴레이트 등을 모노머 성분으로 하는 공중합체를 들 수 있다.
또, 고리형(環狀) 골격을 가지는 (메타)아크릴산 에스터:예를 들어, (메타)아크릴산 사이클로알킬에스터, (메타)아크릴산 벤질에스터, 아이소보닐 (메타)아크릴레이트, 다이사이클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 다이사이클로펜테닐 (메타)아크릴레이트, 다이사이클로펜테닐옥시에틸 (메타)아크릴레이트, 이미드 (메타)아크릴레이트 등을 모노머로서 사용한 공중합체도 바람직하다.
또, 알킬기의 탄소수가 1∼18인 (메타)아크릴산 알킬에스터:예를 들어, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필 및 (메타)아크릴산 뷰틸 등도 모노머 성분으로서 바람직하다.
또 아세트산 바이닐, (메타)아크릴로나이트릴, 스타이렌 등과 공중합되어 있어도 좋다.
(메타)아크릴 수지는 수산기를 가지고 있는 편이, 에폭시 수지와의 상용성의 점에서 바람직하다.
(메타)아크릴 공중합체의 질량 평균 분자량은 10,000∼2,000,000인 것이 바람직하고, 100,000∼1,500,000인 것이 보다 바람직하다. 상기 질량 평균 분자량을 상기 바람직한 범위 내로 하는 것에 의해, 택크성을 저감할 수 있고, 용융 점도의 상승도 억제할 수가 있다.
(메타)아크릴 공중합체의 유리 전이 온도는, 바람직하게는 -35℃∼50℃, 보다 바람직하게는 -10℃∼50℃, 더욱 바람직하게는 0℃∼40℃, 특히 바람직하게는 0℃∼30℃의 범위에 있다. 상기 유리 전이 온도를 상기 바람직한 범위 내로 하는 것에 의해, 택크성을 저감할 수 있고, 반도체 웨이퍼와 필름형 접착제 사이 등에 있어서의 보이드의 발생을 억제할 수가 있다.
(폴리우레탄 수지)
폴리우레탄 수지는, 주사슬(主鎖) 중에 우레탄(카르밤산 에스터) 결합을 갖는 중합체이다. 폴리우레탄 수지는, 폴리올 유래의 구성 단위와, 폴리아이소시아네이트 유래의 구성 단위를 가지고, 폴리카복실산 유래의 구성 단위를 더 가지고 있어도 좋다. 폴리우레탄 수지는, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용해도 좋다.
폴리우레탄 수지의 Tg는 통상은 100℃ 이하이고, 60℃ 이하가 바람직하고, 50℃ 이하가 보다 바람직하고, 45℃ 이하인 것도 바람직하다.
폴리우레탄 수지의 중량 평균 분자량은 딱히 제한되지 않고, 통상은 5000∼500000의 범위 내에 있는 것이 사용된다.
폴리우레탄 수지는, 상법에 의해 합성할 수 있고, 또, 시장에서 입수할 수도 있다. 폴리우레탄 수지로서 적용할 수 있는 시판품으로서, 다이나레오 VA-9320M, 다이나레오 VA-9310MF, 다이나레오 VA-9303MF(어느것이나 토요켐사(TOYOCHEM CO., LTD.)제) 등을 들 수가 있다.
에폭시 수지(A) 100질량부에 대한 고분자 성분(C)의 함유량은, 1∼40질량부가 바람직하고, 5∼35질량부가 보다 바람직하고, 10∼30질량부가 더욱 바람직하다. 함유량을 이와 같은 범위로 함으로써, 경화 전의 열 전도성 필름형 접착제의 강성과 유연성을 조정할 수가 있다. 필름 상태가 양호(필름 택크성이 저감)하게 되고, 필름 취약성(脆弱性)도 억제할 수가 있다.
<다면체형 알루미나 필러(D)>
다면체형 알루미나 필러(D)는, 알루미나(산화 알루미늄)를 포함하는 무기 분말로서, 그 형상이 다면체형이다. 본 발명에 있어서, 「다면체」란, 복수의 평면을 가지는 입체를 말한다. 다면체는 적어도 2개의 평면을 가지고 있으면 되고, 4개 이상의 평면을 가지고 있는 것이 바람직하고, 8개 이상의 평면을 가지고 있는 것이 보다 바람직하다. 다면체를 구성하는 평면의 수의 상한은 딱히 한정되지 않지만, 예를 들어 20 정도가 실제적이다. 평면의 형상은, 딱히 한정되지 않고, 다각형(삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등)을 들 수가 있다. 다면체는, 평면에 더하여 곡면을 가지고 있어도 좋다. 다면체는, 판형, 기둥형(柱狀), 각기둥(角柱), 원기둥, 정다면체 등을 들 수 있다. 다면체형 알루미나 필러(D)에는, 진구형(眞球狀) 알루미나 필러가, 상기 성분(A) 내지 (E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 진구형 알루미나 필러의 비율로서 1∼50체적% 정도라면 포함되어 있어도 좋다. 즉, 다면체형 알루미나 필러(D)에는, 다면체형의 알루미나 필러와 구형(球狀)의 알루미나 필러가 포함되어 있어도 좋고, 이와 같은 경우에는, 다면체형의 알루미나 필러와 구형의 알루미나 필러를 합쳐서, 다면체형 알루미나 필러(D)라고 한다. 다면체형 알루미나 필러(D) 속에 포함되는 진구형 알루미나 필러는, 상기 비율로서 40체적% 이하로 할 수 있고, 30체적% 이하로 할 수 있고, 10체적% 이하로 할 수 있고, 5체적% 이하로 할 수도 있다. 다면체형 알루미나 필러(D) 속에 포함되는 진구형 알루미나 필러는, 다면체형 알루미나 필러(D)의 전량(全量)의 80질량% 이하로 할 수 있고, 50질량% 이하로 할 수 있고, 30질량%로 할 수 있고, 20질량% 이하로 할 수 있고, 10질량% 이하로 할 수 있다. 또, 다면체형 알루미나 필러(D) 속에 포함되는 모든 알루미나 필러를 다면체형의 알루미나 필러로 할 수도 있다. 후술하는 다면체형 알루미나 필러(D)의 평균입경의 바람직한 범위는, 진구형 알루미나 필러의 평균입경에도 타당한 것이다.
다면체형 알루미나 필러의 형상은, 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여 관찰하는 것에 의해 확인할 수 있고, 평면을 2개 이상 확인할 수 있는 경우에 「다면체」라고 판단할 수 있다.
다면체형 알루미나 필러(D)를 사용하는 것에 의해, 필러 간의 접촉 면적의 증대 등에 기인해서, 진구형의 알루미나 필러를 사용한 경우와 비교해서, 동일한 충전량이더라도 열 전도성을 향상시키는 것이 가능해진다.
다면체형 알루미나 필러(D)의 평균입경(d50)은 딱히 한정되지 않지만, 필름형 접착제의 박형화의 관점에서, 0.01∼6.0 ㎛가 바람직하고, 0.01∼5.0 ㎛가 보다 바람직하고, 0.1∼4.0 ㎛가 더욱 바람직하고, 0.3∼3.5 ㎛가 특히 바람직하다. 평균입경(d50)이란, 이른바 메디안 지름이고, 레이저 회절·산란법에 의해 입도 분포를 측정하고, 누적 분포에 있어서 입자의 전체적을 100%로 했을 때에 50% 누적으로 될 때의 입경을 의미한다.
다면체형 알루미나 필러(D)는, 복수 종류의 상이한 평균입경(d50)의 것을 조합해서 사용하는 것이 바람직하고, 두 종류의 상이한 평균입경(d50)의 것을 조합해서 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 접착제층 속의 다면체형 알루미나 필러(D)의 함유량을 보다 높여서 열 전도성을 향상시킬 수가 있다.
다면체형 알루미나 필러(D)로서, 두 종류의 상이한 평균입경(d50)을 조합해서 사용하는 경우, 예를 들어, 평균입경(d50)이 상대적으로 큰 다면체형 알루미나 필러(D1)의 평균입경은 1.0∼8.0 ㎛가 바람직하고, 2.0∼6.0 ㎛가 보다 바람직하고, 2.5∼5.0 ㎛가 더욱 바람직하고, 2.5∼4.0 ㎛가 특히 바람직하다. 평균입경(d50)이 상대적으로 작은 다면체형 알루미나 필러(D2)의 평균입경(d50)은, 0.10∼0.80 ㎛가 바람직하고, 0.20∼0.70 ㎛가 보다 바람직하고, 0.30∼0.70 ㎛가 더욱 바람직하고, 0.35∼0.65 ㎛가 특히 바람직하다.
또한, 평균입경(d50)이 상대적으로 작은 다면체형 알루미나 필러(D2)의 함유량에 대한, 평균입경(d50)이 상대적으로 큰 다면체형 알루미나 필러(D1)의 함유량의 비의 값(D1/D2)(질량비)은, 2∼6이 바람직하고, 3∼5가 보다 바람직하다.
다면체형 알루미나 필러(D)로서, 복수 종류의 상이한 평균입경(d50)의 알루미나 필러를 조합해서 사용하는 경우, 적어도 1종을 진구형 알루미나 필러로 할 수가 있다. 예를 들어, 평균입경(d50)이 상대적으로 큰 다면체형 알루미나 필러 대신에, 평균입경(d50)이 상대적으로 큰 진구형 알루미나 필러를 사용할 수 있고, 평균입경(d50)이 상대적으로 작은 다면체형 알루미나 필러 대신에, 평균입경(d50)이 상대적으로 작은 진구형 알루미나 필러를 사용할 수가 있다.
본 발명에 있어서, 「진구형(眞球狀)」이란, 상기 「다면체」에 해당하지 않고, 진구도가 0.5∼1.0인 것(바람직하게는 0.6∼1.0, 보다 바람직하게는 0.7∼1.0, 더욱 바람직하게는 0.8∼1.0인 것)을 말한다. 진구도는, 주사 전자 현미경을 사용하여 알루미나 필러를 관찰하고, 그 면적과 주위 길이에 기초하여 구할 수가 있다. 구체적인 방법은 이하와 같다.
(알루미나 필러의 진구도)
알루미나 필러를 유리 플레이트 상에 소량 얹어놓고, 주사 전자 현미경(형번(型番):FlexSEM 1000Ⅱ, 히타치 하이테크사(Hitachi High-Tech Corporation.)제)으로 배율을 10000배로 해서 관찰한다. 관찰 화상에 기초하여, 입자 해석 소프트를 사용하여, 개개의 알루미나 필러에 대하여, 각각의 면적과 주위 길이를 측정하고, 하기 식(1) 및 식(2)에 의해 개개의 무기 충전재의 요철도(凹凸度)를 산출한다.
알루미나 필러의 요철도=(주위 길이 2×면적)×1/4π …(1)
알루미나 필러의 진구도=1/알루미나 필러의 요철도 …(2)
관찰 화상 내에 있는 알루미나 필러를 무작위로 10개 관찰하고, 10개의 알루미나 필러의 진구도의 산술 평균값을, 알루미나 필러의 진구도로 한다.
다면체형 알루미나 필러(D)는, 표면 처리나 표면 개질되어 있어도 좋고, 이와 같은 표면 처리나 표면 개질에 사용하는 표면 처리제로서는, 실레인 커플링제나 인산 혹은 인산 화합물, 계면활성제를 들 수 있고, 본 명세서에 있어서 기재하는 사항 이외는, 예를 들어, 국제 공개 제2018/203527호에 있어서의 열 전도 필러의 항 또는 국제 공개 제2017/158994호의 질화 알루미늄 충전재의 항에 있어서의, 실레인 커플링제, 인산 혹은 인산 화합물 및 계면활성제의 기재를 적용할 수가 있다.
실레인 커플링제로서는, 무기 충전재의 표면 처리에 사용되는 것을 딱히 제한없이 사용할 수가 있다.
본 발명에서는, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율이, 20∼70체적%이다. 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 함유 비율이 상기 하한값 이상이면, 필름형 접착제에 원하는(소망하는) 열 전도율 및 용융 점도를 부여할 수 있어, 반도체 패키지로부터의 방열 효과가 얻어진다. 또, 상기 상한값 이하이면, 필름형 접착제에 원하는 용융 점도를 부여할 수 있어, 피착체와의 접착력을 높일 수가 있다.
성분(A) 내지 (E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율은, 40∼70체적%가 바람직하고, 45∼70체적%가 보다 바람직하고, 50∼70체적%가 더욱 바람직하고, 55∼70체적%가 특히 바람직하고, 55∼65체적%인 것이 가장 바람직하다.
상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 함유량(체적%)은, 각 성분(A) 내지 (E)의 함유 질량과 비중으로부터 산출할 수가 있다.
<실레인 커플링제(E)>
본 발명의 접착제용 조성물은, 실레인 커플링제(E)를 함유하고 있다. 본 발명에 있어서는, 다면체형 알루미나 필러(D)의 표면 처리에 사용한 실레인 커플링제(배합하는 다면체형 알루미나 필러(D)의 표면에 이미 결합 또는 흡착되어 있는 실레인 커플링제)는, 실레인 커플링제(E)에 포함시키지 않는 것으로 한다.
실레인 커플링제란, 규소 원자에 알콕시기, 아릴옥시기와 같은 가수분해성 기가 적어도 하나 결합된 것이고, 이것에 더하여, 알킬기, 알케닐기, 아릴기가 결합되어도 좋다. 알킬기는, 아미노기, 알콕시기, 에폭시기, (메타)아크릴로일옥시기를 치환기로서 가지는 것이 바람직하고, 아미노기(바람직하게는 페닐아미노기), 알콕시기(바람직하게는 글라이시딜옥시기), (메타)아크릴로일옥시기를 치환기로서 가지는 것이 보다 바람직하고, 아미노기를 치환기로서 가지는 것이 특히 바람직하다.
실레인 커플링제는, 예를 들어, 2-(3, 4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인, 3-글라이시딜옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-글라이시딜옥시프로필트라이에톡시실레인, 3-글라이시딜옥시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-글라이시딜옥시프로필메틸다이에톡시실레인, 다이메틸다이메톡시실레인, 다이메틸다이에톡시실레인, 메틸트라이메톡시실레인, 메틸트라이에톡시실레인, 페닐트라이메톡시실레인, 페닐트라이에톡시실레인, 3-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-페닐-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-메타크릴로일옥시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-메타크릴로일옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-메타크릴로일옥시프로필메틸다이에톡시실레인, 3-메타크릴로일옥시프로필트라이에톡시실레인, 바이닐트라이메톡시실레인 등을 들 수 있다.
실레인 커플링제(E)는, 상술한 (식 I)로 표현되는 실레인 커플링제 배합 배수를 충족시키도록 배합된다.
(그밖의 첨가물)
본 발명의 접착제용 조성물은, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E) 외에, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 유기 용매(메틸에틸케톤 등), 이온 트랩제(이온 포착제), 경화 촉매, 점도 조정제, 산화 방지제, 난연제, 착색제 등의, 그밖의 첨가물을 더 함유하고 있어도 좋다. 예를 들어, 국제 공개 제2017/158994호에 기재된, 「그밖의 첨가물」을 포함할 수가 있다.
본 발명의 접착제용 조성물 속에서 차지하는, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계의 비율은, 예를 들어, 60질량% 이상으로 할 수 있고, 70질량% 이상이 바람직하고, 80질량% 이상이 더욱 바람직하고, 90질량% 이상으로 할 수도 있다. 또, 상기 비율은 100질량%이라도 되고, 95질량% 이하로 할 수도 있다.
본 발명의 접착제용 조성물은, 본 발명의 필름형 접착제를 얻기 위해서 호적하게 사용할 수가 있다. 다만, 필름형 접착제에 한정되지 않고, 예를 들어, 액상 내지는 페이스트상(狀)의 접착제를 얻기 위해서도 호적하게 사용할 수가 있다.
본 발명의 접착제용 조성물은, 상기 각 성분을, 에폭시 수지(A)가 사실상, 경화되지 않는 온도에 있어서 혼합하는 것에 의해 얻을 수가 있다. 혼합 순서는 딱히 한정되지 않는다. 에폭시 수지(A), 고분자 성분(C) 등의 수지 성분을 필요에 따라 용매와 함께 혼합하고, 그 후, 다면체형 알루미나 필러(D), 에폭시 수지 경화제(B) 및 실레인 커플링제(E)를 혼합해도 된다. 이 경우, 에폭시 수지 경화제(B)의 존재 하에서의 혼합을, 에폭시 수지(A)가 사실상, 경화되지 않는 온도에서 행하면 되고, 에폭시 수지 경화제(B)의 비존재(非存在) 하에서의 수지 성분의 혼합은 보다 높은 온도에서 행해도 된다.
본 발명의 접착제용 조성물은, 에폭시 수지(A)의 경화를 억제하는 관점에서, 사용 전(필름형 접착제로 하기 전)에는 10℃ 이하의 온도 조건 하에서 보관되는 것이 바람직하다.
[열 전도성 필름형 접착제]
본 발명의 열 전도성 필름형 접착제는, 본 발명의 접착제용 조성물에서 얻어져서 이루어지는 필름형의 접착제이다. 따라서, 상술한, 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)를 함유해서 이루어진다. 그밖에, 본 발명의 접착제용 조성물에 있어서 그밖의 첨가물로서 기재하는 첨가물 중, 유기 용매 이외의 첨가물을 함유하고 있어도 좋다.
보다 구체적으로는, 본 발명의 열 전도성 필름형 접착제는 다음과 같이 특정되는 것이다.
적어도 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)를 함유하고,
상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 고분자 성분(C), 상기 다면체형 알루미나 필러(D), 및 상기 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율이 20∼70체적%이고,
하기 (식 I)로 나타내지는 실레인 커플링제 배합 배수가 1.0∼10인, 열 전도성 필름형 접착제.
(식 I)
실레인 커플링제 배합 배수=실레인 커플링제(E) 배합량(g)/실레인 커플링제(E) 필요량(g)
(식 Ⅱ)
실레인 커플링제(E) 필요량(g)=[다면체형 알루미나 필러(D) 배합량(g)×다면체형 알루미나 필러(D)의 비표면적(㎡/g)]/실레인 커플링제(E)의 최소 피복 면적(㎡/g)
유기 용매를 함유하는 접착제용 조성물을 사용하여 본 발명의 필름형 접착제를 형성하는 경우는, 용매는 통상, 건조에 의해 접착제용 조성물로부터 제거된다. 따라서, 본 발명의 필름형 접착제 속의 용매의 함유량은 1000 ppm(ppm은 질량 기준) 이하이고, 통상은 0.1∼1000 ppm이다.
여기서, 본 발명에 있어서 「필름」이란, 두께 200 ㎛ 이하의 박막을 의미한다. 형상, 크기 등은, 딱히 제한되지 않고, 사용 양태에 맞추어 적절하게 조정할 수가 있다.
본 발명의 필름형 접착제는 경화 전의 상태, 즉 B스테이지의 상태에 있다.
본 발명에 있어서, 경화 전의 필름형 접착제란, 에폭시 수지(A)가 열경화되기 전의 상태에 있는 것을 말한다. 열경화 전의 필름형 접착제란, 구체적으로는, 필름형 접착제를 조제 후, 25℃ 이상의 온도 조건에 72시간 이상 노출되어(드러나) 있지 않으며, 또한, 30℃를 넘는 온도 조건에 노출되어 있지 않은 필름형 접착제를 의미한다. 한편, 경화 후의 필름형 접착제란, 에폭시 수지(A)가 열경화된 상태에 있는 것을 말한다. 부언하면, 상기의 설명은, 본 발명의 접착제용 조성물의 특성을 명확하게 하기 위한 것이고, 본 발명의 필름형 접착제가, 25℃ 이상의 온도 조건에 72시간 이상 노출되어 있지 않으며, 또한, 30℃를 넘는 온도 조건에 노출되어 있지 않은 것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 필름형 접착제는, 반도체 제조 공정에 있어서 다이어태치 필름으로서 호적하게 사용할 수가 있다.
본 발명의 필름형 접착제는, 다이어태치성을 높이는 관점에서, 열경화 전의 필름형 접착제를 25℃로부터 5℃/분의 승온 속도로 승온시켰을 때, 120℃에 있어서의 용융 점도가 250∼10000 ㎩·s의 범위에 있는 것이 바람직하고, 500∼10000 ㎩·s의 범위에 있는 것이 보다 바람직하고, 600∼9200 ㎩·s의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하고, 700∼8000 ㎩·s의 범위에 있는 것이 특히 바람직하고, 2000∼7200 ㎩·s의 범위에 있는 것이 가장 바람직하다.
용융 점도는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 결정할 수가 있다.
용융 점도는, 다면체형 알루미나 필러(D)의 함유량, 나아가서는, 다면체형 알루미나 필러(D)의 입경에 더하여 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C) 및 실레인 커플링제(E) 등의, 공존하는 화합물 혹은 수지의 종류나 이들의 함유량에 따라 적당히 제어할 수 있다.
본 발명의 필름형 접착제는, 열 전도율이 1.0 W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 1.0∼5.0 W/m·K가 보다 바람직하고, 1.5∼4.5 W/m·K가 더욱 바람직하고, 1.7∼4.5 W/m·K가 특히 바람직하고, 2.3∼4.2 W/m·K가 가장 바람직하다.
본 발명에 있어서의 열 전도율은, 실시예에 기재된 방법에 의해 결정되는 것이다. 즉, 필름형 접착제를 거쳐 2장(枚)의 실리콘 칩을 접착해서, 실리콘 칩/필름형 접착제/실리콘 칩 구조로 한 다음에 필름형 접착제를 열경화시켜서 모의(模擬) 반도체 패키지의 형태로 한다. 모의 반도체 패키지 형태에 있어서의 필름형 접착제의 열저항을, Mentor Graphics(멘토 그래픽스)사제 DynTIM Tester(+T3Ster)를 사용하여, 측정한다. 열저항의 측정 조건은, 실시예에 기재된 측정 조건을 사용할 수가 있다.
여기서, 일반적으로 열 전도율은 샘플의 두께와 열저항의 값으로부터 하기 식(3)에 의해 산출할 수 있다.
식(3)
λ(W/m·K, 열 전도율) = L(m, 샘플 두께)/R(m2·K/W, 샘플 열저항)
본 발명에서는, 필름형 접착제의 두께를 10 ㎛, 20 ㎛ 및 50 ㎛로 해서, 각 두께에 있어서의 열저항을 측정하고, 얻어진 각 두께에 있어서의 열저항을 두께에 대해서 플롯해서, 최소 제곱법(二乘法)에 의해 근사 직선을 얻고, 그 기울기의 역수로서 열 전도율(패키지 형태 열 전도율)을 산출한다. 이와 같이 하는 것에 의해, 측정에 사용한 기기(필름형 접착제의 상하에 배치한 실리콘 칩을 포함한다)에 의한 열저항을 상쇄(cancel)할 수 있어, 필름형 접착제 그 자체의 열 전도율을 정확하게 측정할 수가 있다.
상기 측정 방법에 의하면, 실제의 사용 환경(실장 상태)에 보다 가까운 상태에서, 필름형 접착제 그 자체의 열 전도성을 평가할 수가 있다.
본 발명의 필름형 접착제는, 25℃에 있어서의 다이 시어 강도(다이 시어 강도)가 20 ㎫ 이상인 것이 바람직하다. 다이 시어 강도가 상기 범위에 있으면, 피착체에 반도체 칩을 확실하게 접착할 수 있는 점에서 바람직하다.
다이 시어 강도는, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수가 있다.
본 발명의 필름형 접착제는, 두께가 1∼80 ㎛인 것이 바람직하고, 1∼50 ㎛인 것이 보다 바람직하고, 1∼20 ㎛인 것이 더욱 바람직하다.
필름형 접착제의 두께는, 접촉·리니어 게이지 방식(탁상형 접촉식 두께 계측 장치)에 의해 측정할 수가 있다.
본 발명의 필름형 접착제는, 본 발명의 접착제용 조성물(바니시)을 조제하고, 이 조성물을, 이형(離型) 처리된 기초재(基材) 필름 상에 도포하고, 필요에 따라 건조시켜서 형성할 수가 있다. 접착제용 조성물은, 통상은 유기 용매를 함유한다.
이형 처리된 기초재 필름으로서는, 얻어지는 필름형 접착제의 커버 필름으로서 기능하는 것이라면 되고, 공지의 것을 적당히 채용할 수가 있다. 예를 들어, 이형 처리된 폴리프로필렌(PP), 이형 처리된 폴리에틸렌(PE), 이형 처리된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 들 수 있다.
도공 방법으로서는, 공지의 방법을 적당히 채용할 수 있고, 예를 들어, 롤 나이프 코터, 그라비어 코터, 다이 코터, 리버스 코터 등을 사용한 방법을 들 수 있다.
건조는, 에폭시 수지(A)를 경화시키지 않고, 접착제용 조성물로부터 유기 용매를 제거해서 필름형 접착제로 할 수 있으면 되고, 예를 들어, 80∼150℃의 온도에서 1∼20분 보존유지(保持)하는 것에 의해 행할 수가 있다.
본 발명의 필름형 접착제는, 본 발명의 필름형 접착제 단독으로 구성되어 있어도 좋고, 필름형 접착제의 적어도 한쪽 면에 상술한 이형 처리된 기초재 필름이 첩합(貼合)되어 이루어지는 형태이더라도 된다. 또한, 다이싱 필름과 일체로 해서, 다이싱·다이어태치 필름의 형태로 해도 된다. 또, 본 발명의 필름형 접착제는, 필름을 적당한 크기로 잘라낸 형태이더라도 되고, 필름을 롤형으로 감아서(말아서) 이루어지는 형태이더라도 된다.
본 발명의 필름형 접착제는, 에폭시 수지(A)의 경화를 억제하는 관점에서, 사용 전(경화 전)에는 10℃ 이하의 온도 조건 하에서 보관되는 것이 바람직하다.
[반도체 패키지 및 그 제조 방법]
그 다음에, 도면을 참조하면서 본 발명의 반도체 패키지 및 그 제조 방법의 호적한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 부언하면, 이하의 설명 및 도면 중, 동일 또는 상당하는 요소에는 동일한 부호를 부가하고(붙이고), 중복되는 설명은 생략한다. 도 1 내지 도 7은, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 각 공정의 호적한 일 실시형태를 나타내는 개략 종단면도이다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서는, 우선, 제1의 공정으로서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 표면에 적어도 하나의 반도체 회로가 형성된 반도체 웨이퍼(1)의 이면(즉, 반도체 웨이퍼(1)의 반도체 회로가 형성되어 있지 않은 면)에, 본 발명의 필름형 접착제(2)(다이어태치 필름(2))를 열압착해서 접착제층(필름형 접착제(2))을 마련하고, 그 다음에, 이 접착제층(필름형 접착제(2))을 거쳐, 다이싱 필름(3)(다이싱 테이프(3))을 마련한다. 도 1에서는, 필름형 접착제(2)를 다이싱 필름(3)보다도 작게 나타내고 있지만, 양(兩) 필름의 크기(면적)는, 목적에 따라 적당히 설정된다. 열압착의 조건은, 에폭시 수지(A)가 사실상 열경화되지 않는 온도에서 행한다. 예를 들어, 70℃ 정도에서, 압력 0.3 ㎫ 정도의 조건을 들 수 있다.
반도체 웨이퍼(1)로서는, 표면에 적어도 하나의 반도체 회로가 형성된 반도체 웨이퍼를 적당히 사용할 수 있고, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼, SiC 웨이퍼, GaAs 웨이퍼, GaN 웨이퍼를 들 수 있다. 본 발명의 필름형 접착제(다이어태치 필름)를 반도체 웨이퍼(1)의 이면에 마련하려면, 예를 들어, 롤 래미네이터, 수동(Manual) 래미네이터와 같은 공지의 장치를 적당히 사용할 수가 있다.
상기에 있어서는, 다이어태치 필름과 다이싱 필름을 따로 따로 첩부(貼付)하고 있지만, 본 발명의 필름형 접착제가 다이싱·다이어태치 필름의 형태인 경우에는, 필름형 접착제와 다이싱 필름을 일체로 첩부할(붙일) 수가 있다.
그 다음에, 제2의 공정으로서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(1)와 접착제층(다이어태치 필름(2))을 일체로 다이싱하는 것에 의해, 다이싱 필름(3) 상에, 반도체 웨이퍼가 개편화(個片化)된 반도체 칩(4)과, 필름형 접착제(2)가 개편화된 필름형 접착제편(接着劑片)(2)을 구비하는 접착제층 딸린(付) 반도체 칩(5)을 얻는다. 다이싱 장치는 딱히 제한되지 않고, 통상의 다이싱 장치를 적당히 사용할 수가 있다.
그 다음에, 제3의 공정으로서, 접착제층 딸린 반도체 칩(5)을 다이싱 필름(3)으로부터 박리한다. 이 때, 필요에 따라 다이싱 필름을 에너지선으로 경화해서 점착력을 저감해도 된다. 박리는, 접착제층 딸린 반도체 칩(5)을 픽업하는 것에 의해 행할 수가 있다. 그 다음에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 접착제층 딸린 반도체 칩(5)과 배선 기판(6)을 필름형 접착제편(2)을 거쳐 열압착하고, 배선 기판(6)에 접착제층 딸린 반도체 칩(5)을 실장한다. 배선 기판(6)으로서는, 표면에 반도체 회로가 형성된 기판을 적당히 사용할 수 있고, 예를 들어, 프린트 회로 기판(PCB), 각종 리드 프레임 및 기판 표면에 저항 소자나 콘덴서 등의 전자 부품이 탑재된 기판을 들 수 있다.
이와 같은 배선 기판(6)에 접착제층 딸린 반도체 칩(5)을 실장하는 방법으로서는 딱히 제한되지 않고, 종래의 열압착에 의한 실장 방법을 적당히 채용할 수가 있다.
그 다음에, 제4의 공정으로서, 필름형 접착제편(2)을 열경화시킨다. 열경화의 온도로서는, 필름형 접착제편(2)의 열경화 개시 온도 이상이라면 딱히 제한은 없고, 사용하는 에폭시 수지(A), 고분자 성분(C) 및 에폭시 경화제(B)의 종류에 따라 적당히 조정된다. 예를 들어, 100∼180℃가 바람직하고, 보다 단시간에 경화시키는 관점에서는 140∼180℃가 보다 바람직하다. 온도가 너무 높으면, 경화 과정 중에 필름형 접착제편(2) 속의 성분이 휘발해서 발포(發泡)되기 쉬워지는 경향이 있다. 이 열경화 처리의 시간은, 가열 온도에 따라 적당히 설정하면 되고, 예를 들어, 10∼120분 간으로 할 수가 있다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 배선 기판(6)과 접착제층 딸린 반도체 칩(5)을 본딩 와이어(7)를 거쳐 접속하는 것이 바람직하다. 이와 같은 접속 방법으로서는 딱히 제한되지 않고, 종래 공지의 방법, 예를 들어, 와이어본딩 방식의 방법, TAB(Tape Automated Bonding) 방식의 방법 등을 적당히 채용할 수가 있다.
또, 탑재된 반도체 칩(4)의 표면에, 다른 반도체 칩(4)을 열압착, 열경화하여, 다시 와이어본딩 방식에 의해 배선 기판(6)과 접속하는 것에 의해, 복수개 적층할 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같이 반도체 칩을 어긋나게 해서(비켜 놓고) 적층하는 방법, 혹은 도 6에 나타내는 바와 같이 2층째 이후(以降)의 필름형 접착제편(2)을 두껍게 함으로써, 본딩 와이어(7)를 파묻으면서(매립하면서) 적층하는 방법 등이 있다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 봉지 수지(8)에 의해 배선 기판(6)과 접착제층 딸린 반도체 칩(5)을 봉지하는 것이 바람직하고, 이와 같이 해서 반도체 패키지(9)를 얻을 수가 있다. 봉지 수지(8)로서는 딱히 제한되지 않고, 반도체 패키지의 제조에 사용할 수 있는 적당히 공지된 봉지 수지를 사용할 수가 있다. 또, 봉지 수지(8)에 의한 봉지 방법으로서도 딱히 제한되지 않고, 통상 행해지고 있는 방법을 채용할 수가 있다.
본 발명의 반도체 패키지는, 상술한 반도체 패키지의 제조법에 의해 제조되고, 반도체 칩과 배선 기판, 또는 반도체 칩 간의 적어도 1개소(한 곳)가, 본 발명의 필름형 접착제의 열경화체에 의해 접착되어 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에 있어서, 실온이란 25℃를 의미하고, MEK는 메틸에틸케톤, IPA는 아이소프로필 알코올, PET는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다. 「%」, 「부」는, 딱히 언급되지 않는 한 질량 기준이다.
(실시예 1)
트라이페닐메테인형 에폭시 수지(상품명:EPPN-501H, 중량 평균 분자량:1000, 연화점:55℃, 고체, 에폭시 당량:167 g/eq, 닛폰 카야쿠(주)(Nippon Kayaku Co., Ltd.)제) 56질량부, 비스페놀A형(BisA형) 에폭시 수지(상품명:YD-128, 중량 평균 분자량:400, 연화점:25℃ 이하, 액체, 에폭시 당량:190 g/eq, 신닛카 에폭시 세이조(주)(NSCC Epoxy Manufacturing Co., Ltd.)제) 49질량부 및, 비스페놀A형 페녹시 수지(상품명:YP-50, 중량 평균 분자량:70000, Tg:84℃, 신닛카 에폭시 세이조(주)제) 30질량부, MEK 67질량부를 1000 ㎖의 분리형 플라스크(separable flask) 속에 있어서, 온도 110℃에서 2시간 가열 교반하여, 수지 바니시를 얻었다.
그 다음에, 이 수지 바니시의 전량(202질량부)을 800 ㎖의 플래너터리 믹서로 옮기고, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)(SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED)제) 205질량부, 이미다졸형 경화제(상품명:2PHZ-PW, 시코쿠 카세이(四國化成)(주)제) 8.5질량부, 실레인 커플링제(3-글라이시딜옥시트라이메톡시실레인, 상품명:KBM-403, 실레인 커플링제 최소 피복 면적:330 ㎡/g, 신에츠 카가쿠 코교(주)(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)제) 3.0질량부를 더해서 실온에 있어서 1시간 교반 혼합 후, 진공 탈포해서 혼합 바니시(접착제용 조성물)를 얻었다.
그 다음에, 얻어진 혼합 바니시를 두께 38 ㎛의 이형 처리된 PET 필름 상에 도포해서 가열 건조(130℃에서 10분간 보존유지)하고, 필름형 접착제의 두께가 10 ㎛, 20 ㎛ 또는 50 ㎛인 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 2)
다면체형 알루미나 필러의 배합량을 319질량부로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 3)
다면체형 알루미나 필러의 배합량을 478질량부로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 4)
필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 383질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 96질량부를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 5)
실레인 커플링제의 배합량을 4.5질량부로 하고, 필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 580질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 145질량부를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 6)
실레인 커플링제의 배합량을 5.5질량부로 하고, 필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 725질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 181질량부를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 7)
실레인 커플링제로서, 실레인 커플링제(바이닐트라이메톡시실레인, 상품명:KBM-1003, 실레인 커플링제 최소 피복 면적:515 ㎡/g, 신에츠 카가쿠 코교(주)제) 3.0질량부를 사용한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 8)
실레인 커플링제로서, 실레인 커플링제(3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 상품명:KBM-903, 실레인 커플링제 최소 피복 면적:353 ㎡/g, 신에츠 카가쿠 코교(주)제) 3.0질량부를 사용한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 9)
실레인 커플링제로서, 실레인 커플링제(3-글라이시딜옥시프로필메틸다이메톡시실레인, 상품명:KBM-402, 실레인 커플링제 최소 피복 면적:354 ㎡/g, 신에츠 카가쿠 코교(주)제) 3.0질량부를 사용한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 10)
페녹시 수지 대신에, 우레탄 수지 용액(상품명:다이나레오 VA-9310MF, 중량 평균 분자량:110000, Tg:27℃, 저장 탄성률:289 ㎫, 용매:MEK/IPA 혼합 용매, 토요켐(주)(TOYOCHEM CO., LTD.)제) 120질량부(중에서 우레탄 수지 30질량부)를 배합한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 11)
페녹시 수지 대신에, 아크릴 수지(상품명:SG-280EK23, 중량 평균 분자량:800000, Tg:-29℃, 저장 탄성률:6.5 ㎫, 나가세 켐텍스(주)(Nagase ChemteX Corporation)제) 30질량부를 배합하고, 사이클로헥사논 90질량부를 배합한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(실시예 12)
필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 383질량부 및 진구형 알루미나 필러(상품명:AO502, 평균입경(d50):0.2 ㎛, 비표면적:8.0 ㎡/g, 진구도 0.99, 애드마텍스사(ADMATECHS CO., LTD.)제) 96질량부를 배합하고, 실레인 커플링제의 배합량을 5.0질량부로 한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다. 실시예 12에 있어서, 에폭시 수지, 에폭시 수지 경화제, 고분자 성분, 실레인 커플링제 및 무기 충전재의 각 함유량의 합계에서 차지하는 진구형 알루미나 필러의 비율(체적%)은, 10체적%였다.
(실시예 13)
필러로서, 진구형 알루미나 필러(상품명:AZ2-75, 평균입경(d50):3.0 ㎛, 비표면적:1.3 ㎡/g, 진구도:0.99, 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼사(NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd.)제) 383질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 96질량부를 배합하고, 실레인 커플링제의 배합량을 5.0질량부로 한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다. 실시예 13에 있어서, 에폭시 수지, 에폭시 수지 경화제, 고분자 성분, 실레인 커플링제 및 무기 충전재의 각 함유량의 합계에서 차지하는 진구형 알루미나 필러의 비율(체적%)은, 40체적%였다.
(비교예 1)
다면체형 알루미나 필러의 배합량을 470질량부로 하고, 실레인 커플링제의 배합량을 0.4질량부로 한 것 이외는, 실시예 3과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(비교예 2)
필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 375질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 94질량부를 배합하고, 실레인 커플링제를 사용하지 않은 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(비교예 3)
필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 568질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 142질량부를 배합하고, 실레인 커플링제의 배합량을 1.2질량부로 한 것 이외는, 실시예 5와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(비교예 4)
필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 428질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 107질량부를 배합하고, 실레인 커플링제의 배합량을 20.0질량부로 한 것 이외는, 실시예 8과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(비교예 5)
필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 1160질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 290질량부를 배합하고, 실레인 커플링제 4.5질량부를 사용한 것 이외는, 실시예 8과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(비교예 6)
필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 377질량부 및 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-05, 평균입경(d50):0.58 ㎛, 비표면적:3.2 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 94질량부를 배합하고, 실레인 커플링제의 배합량을 0.8질량부로 한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(참고예 1)
필러로서, 진구형 알루미나 필러(상품명:AZ2-75, 평균입경(d50):3.0 ㎛, 비표면적:1.3 ㎡/g, 진구도:0.99, 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼사제) 378질량부 및 진구형 알루미나 필러(상품명:ASFP-05S, 평균입경(d50):0.6 ㎛, 비표면적:3.6 ㎡/g, 진구도:0.99, 덴카사제) 95질량부를 사용하고, 실레인 커플링제의 배합량을 1.3질량부로 한 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(참고예 2)
필러로서, 진구형 알루미나 필러(상품명:AZ2-75, 평균입경(d50):3.0 ㎛, 비표면적:1.3 ㎡/g, 진구도:0.99, 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼사제) 570질량부 및 진구형 알루미나 필러(상품명:ASFP-05S, 평균입경(d50):0.6 ㎛, 비표면적:3.6 ㎡/g, 진구도:0.99, 덴카사(Denka Company Limited)제) 143질량부를 사용하고, 실레인 커플링제의 배합량을 2.0질량부로 한 것 이외는, 실시예 5와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(참고예 3)
필러로서, 진구형 알루미나 필러(상품명:AZ2-75, 평균입경(d50):3.0 ㎛, 비표면적:1.3 ㎡/g, 진구도:0.99, 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼사제) 708질량부 및 진구형 알루미나 필러(상품명:ASFP-05S, 평균입경(d50):0.6 ㎛, 비표면적:3.6 ㎡/g, 진구도:0.99, 덴카사제) 177질량부를 사용하고, 실레인 커플링제의 배합량을 2.4질량부로 한 것 이외는, 실시예 6과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(참고예 4)
필러로서, 다면체형 알루미나 필러(상품명:AA-3, 평균입경(d50):3.5 ㎛, 비표면적:0.6 ㎡/g, 스미토모 카가쿠(주)제) 201질량부를 사용하고, 실레인 커플링제의 배합량을 0.2질량부로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
(참고예 5)
필러로서, 진구형 알루미나 필러(상품명:AZ2-75, 평균입경(d50):3.0 ㎛, 비표면적:1.3 ㎡/g, 진구도:0.99, 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼사제) 202질량부를 사용하고, 실레인 커플링제의 배합량을 0.4질량부로 한 것 이외는, 참고예 4와 마찬가지로 해서 접착제용 조성물 및 박리 필름 딸린 필름형 접착제를 얻었다.
각 실시예, 비교예 및 참고예에서 제작된 필름형 접착제의 조성을 표 1 내지 표 3에 나타낸다. 공란(빈 칸)은, 그 성분을 함유하고 있지 않다는 것을 의미한다.
표 1 내지 표 3 중에 나타내어진 「무기 충전재 함유량」은, 에폭시 수지, 에폭시 수지 경화제, 고분자 성분, 실레인 커플링제 및 무기 충전재의 각 함유량의 합계에서 차지하는 무기 충전재의 비율(체적%)을 나타낸다.
[시험예]
각 실시예, 비교예 및 참고예에 있어서, 무기 충전재의 비표면적의 측정, 필름형 접착제의 120℃에 있어서의 용융 점도의 측정, 벌크 열 전도율의 측정, 다이 시어 강도의 측정, 패키지 조립성 평가, 열 전도율(패키지 형태)의 평가는, 각각 이하와 같이 실시했다.
(무기 충전재의 비표면적의 측정)
각 실시예, 비교예 및 참고예에 사용한 무기 충전재의 비표면적은, BET법으로 JIS Z 8830:2013(ISO 9277:2010)에 입각해서, 하기 조건에 의해 측정했다.
측정 기기:4연식(連式) 비표면적·세공 분포 측정 장치 NOVA-TOUCH형(Quantachrome(퀀타크롬)사제)
사용 가스:질소 가스
냉매(온도):액체 질소(77.35K)
전처리(前處理) 조건:110℃, 6시간 이상 진공 탈기
측정 상대 압력:0.05<P/P0<0.3
(용융 점도의 측정)
각 실시예, 비교예 및 참고예에 있어서 얻어진 10 ㎛의 필름형 접착제를 세로 5.0 ㎝×가로 5.0 ㎝ 사이즈의 정방형으로 절취(切取)해서, 박리 필름을 벗기고(박리하고) 나서 필름형 접착제끼리를 적층하고, 70℃의 스테이지 상에서, 핸드 롤러로 첩합해서(붙여 맞추어), 두께가 약 1.0 ㎜인 시험편을 얻었다. 이 시험편에 대하여, 레오미터(Rheometer)(RS6000(상품명), Haake(하케)사제)를 사용하여, 온도 범위 20∼250℃, 승온 속도 5℃/분에서의 점성 저항의 변화를 측정하고, 얻어진 온도-점성 저항 곡선으로부터, 120℃에 있어서의 용융 점도(㎩·s)를 산출했다.
(벌크 열 전도율의 측정)
본 시험은, 필름형 접착제 단일체(單體)의 열 전도성을 평가하는 시험이다.
각 실시예, 비교예 및 참고예에 있어서 얻어진 두께 10 ㎛의 필름형 접착제를 한 변이 50 ㎜ 이상인 사각편(四角片)으로 절취하고, 절취한 사각편(필름형 접착제)을 두께가 5 ㎜ 이상으로 되도록 적층해서 적층체를 얻었다. 얻어진 적층체를, 직경 50 ㎜, 두께 5 ㎜의 원반형(圓盤狀) 금형 위에 두고, 압축 프레스 성형기를 사용하여 온도 150℃, 압력 2 ㎫에 있어서 10분간 가열해서 꺼낸(취출한) 후, 건조기 속에 있어서 온도 180℃에서 1시간 더 가열하는 것에 의해 필름형 접착제를 열경화시켜, 직경 50 ㎜, 두께 5 ㎜의 원반형 시험편을 얻었다.
이 시험편에 대하여, 열 전도율 측정 장치(상품명:HC-110, 에코 세이키(주)(EKO INSTRUMENTS CO., LTD.)제)를 사용하여, 열류계법(JIS A 1412:2016에 준거)에 의해 열 전도율(W/(m·K))을 측정했다.
본 시험에서는, 에폭시 수지를 완전히 경화시키기 위해, 상기 고온 조건에서 열경화시켰다.
(다이 시어(전단) 강도 평가)
각 실시예, 비교예 및 참고예에 있어서 얻어진 10 ㎛의 박리 필름 딸린 필름형 접착제를, 우선, 수동 래미네이터(상품명:FM-114, 테크노비전사(TECHNOVISION, INC.)제)를 사용하여, 온도 70℃, 압력 0.3 ㎫의 조건에서, 더미 실리콘 웨이퍼(8인치 사이즈, 두께 365 ㎛)의 한쪽 면에 접착시켰다. 그 후, 필름형 접착제로부터 박리 필름을 박리한 후, 동일한 수동 래미네이터를 사용하여, 실온, 압력 0.3 ㎫의 조건에서, 필름형 접착제의 상기 더미 실리콘 웨이퍼와는 반대측의 면 상에 다이싱 테이프(상품명:K-13, 후루카와 덴키 코교(주)(Furukawa Electric Co., Ltd.)제) 및 다이싱 프레임(상품명:DTF2-8-1H001, DISCO사제)을 접착시켰다. 그 다음에, 2축의 다이싱 블레이드(Z1:NBC-ZH2050(27HEDD), DISCO사제/Z2:NBC-ZH127F-SE(BC), DISCO사제)가 설치된 다이싱 장치(상품명:DFD-6340, DISCO사제)를 사용하여 2 ㎜×2 ㎜ 사이즈의 정방형으로 되도록 더미 실리콘 웨이퍼측으로부터 다이싱을 실시해서, 다이싱 필름 상에, 개편화된 필름형 접착제(접착제층) 딸린 더미 칩(반도체 칩)을 얻었다.
별도로, 더미 실리콘 웨이퍼(8인치 사이즈, 두께 365 ㎛)의 실장면과는 반대측의 면에, 수동 래미네이터를 사용하여, 실온, 압력 0.3 ㎫의 조건에서, 다이싱 테이프(상품명:K-8, 후루카와 덴키 코교(주)제) 및 다이싱 프레임(상품명:DTF2-8-1H001, DISCO사제)를 접착시켰다. 그 다음에, 2축의 다이싱 블레이드(Z1:NBC-ZH2050(27HEDD), DISCO사제/Z2:NBC-ZH127F-SE(BC), DISCO사제)가 설치된 다이싱 장치(상품명:DFD-6340, DISCO사제)를 사용하여 12 ㎜×12 ㎜ 사이즈의 정방형으로 되도록 실리콘 웨이퍼측으로부터 다이싱을 실시해서, 다이싱 필름 상에, 개편화된 실리콘 칩을 얻었다.
그 다음에, 다이본더(상품명:DB-800, (주)히타치 하이테크놀로지즈(Hitachi High-Technologies Corporation)제)로, 상기 필름형 접착제 딸린 더미 칩을 다이싱 테이프로부터 픽업하고, 120℃, 압력 0.5 ㎫(하중 200 gf), 시간 1.0초의 조건에 있어서, 상기 필름형 접착제 딸린 더미 칩의 필름형 접착제측과, 12 ㎜×12 ㎜ 사이즈의 실리콘 칩의 실장면측(요철이 있는 면)을 첩합하도록, 열압착했다. 이 때, 12 ㎜×12 ㎜ 사이즈의 실리콘 칩의 실장면측에, 상기 2 ㎜×2 ㎜ 사이즈의 필름형 접착제 딸린 더미 칩이 2개, 이간해서 배치되도록 했다. 이렇게 해서, 2개의 필름형 접착제 딸린 더미 칩을 1개의 12 ㎜×12 ㎜의 실리콘 칩 상에 실장한 샘플을 얻었다. 각 실시예, 비교예 및 참고예에 대하여 이 샘플을 4개 제작했다. 이들의 샘플을 건조기 속에 배치해서 온도 120℃에서 2시간 가열하는 것에 의해 필름형 접착제를 열경화시켰다. 본 시험에서는, 열경화 공정 중의 보이드 발생을 억제하는 관점에서, 벌크 열경화 시험보다도, 저온도이면서 장시간의 조건에서 열경화시켰다.
그 후, 상기 필름형 접착제 딸린 더미 칩의 대실리콘 표면에 대한 다이 시어 강도를 본드 테스터(상품명:4000만능형 본드 테스터, 데이지(주))를 사용하여 측정했다. 8개의 필름형 접착제 딸린 더미 칩에 대하여 다이 시어 강도를 측정하고, 또한 그들의 평균값을 산출하여(평균 다이 시어 강도), 하기 기준으로 평가했다.
--평가 기준--
AA:평균 다이 시어 강도가 20 ㎫ 이상이고, 8개 모든 필름형 접착제 딸린 더미 칩의 다이 시어 강도가 20 ㎫ 이상이다.
A:평균 다이 시어 강도가 20 ㎫ 이상이지만, 다이 시어 강도가 20 ㎫ 이상인 필름형 접착제 딸린 더미 칩이 5∼7개이다.
B:평균 다이 시어 강도가 20 ㎫ 미만이다.
(패키지 조립성 시험)
본 시험은, 필름형 접착제 딸린 더미 칩을, 필름형 접착제를 거쳐 실리콘 칩에 접착하는 것에 의해서, 반도체 패키지의 조립을 모의적으로 재현하고, 필름형 접착제와 실리콘 칩(기판)의 계면에 있어서의 보이드를 지표로 패키지 조립성을 평가하는 시험이다.
각 실시예, 비교예 및 참고예에 있어서 얻어진 두께 10 ㎛의 박리 필름 딸린 필름형 접착제를, 우선, 수동 래미네이터(상품명:FM-114, 테크노비전사제)를 사용하여, 온도 70℃, 압력 0.3 ㎫의 조건에서, 더미 실리콘 웨이퍼(8인치 사이즈, 두께 365 ㎛)의 한쪽 면에 접착시켰다. 그 후, 필름형 접착제로부터 박리 필름을 박리한 후, 동일한 수동 래미네이터를 사용하여 실온, 압력 0.3 ㎫의 조건에서, 필름형 접착제의 상기 더미 실리콘 웨이퍼와는 반대측의 면 상에 다이싱 테이프(상품명:K-13, 후루카와 덴키 코교(주)제) 및 다이싱 프레임(상품명:DTF2-8-1H001, DISCO사제)을 접착시켰다. 그 다음에, 2축의 다이싱 블레이드(Z1:NBC-ZH2050(27HEDD), DISCO사제/Z2:NBC-ZH127F-SE(BC), DISCO사제)가 설치된 다이싱 장치(상품명:DFD-6340, DISCO사제)를 사용하여 10 ㎜×10 ㎜ 사이즈의 정방형으로 되도록 더미 실리콘 웨이퍼측으로부터 다이싱을 실시해서, 다이싱 필름 상에, 개편화된 필름형 접착제 딸린 더미 칩을 얻었다.
별도로, 더미 실리콘 웨이퍼(8인치 사이즈, 두께 365 ㎛)의 실장면과는 반대측의 면에, 수동 래미네이터를 사용하여, 실온, 압력 0.3 ㎫의 조건에서, 다이싱 테이프(상품명:K-8, 후루카와 덴키 코교(주)제) 및 다이싱 프레임(상품명:DTF2-8-1H001, DISCO사제)을 접착시켰다. 그 다음에, 2축의 다이싱 블레이드(Z1:NBC-ZH2050(27HEDD), DISCO사제/Z2:NBC-ZH127F-SE(BC), DISCO사제)가 설치된 다이싱 장치(상품명:DFD-6340, DISCO사제)를 사용하여 12 ㎜×12 ㎜ 사이즈의 정방형으로 되도록 실리콘 웨이퍼측으로부터 다이싱을 실시해서, 다이싱 필름 상에, 개편화된 실리콘 칩을 얻었다.
그 다음에, 다이본더(상품명:DB-800, (주)히타치 하이테크놀로지즈제)로, 상기 필름형 접착제 딸린 더미 칩을 다이싱 테이프로부터 픽업하고, 120℃, 압력 1.0 ㎫(하중 1000 gf), 시간 1.5초의 조건에 있어서, 상기 필름형 접착제 딸린 더미 칩의 필름형 접착제측과, 12 ㎜×12 ㎜ 사이즈의 실리콘 칩의 실장면측을 첩합하도록, 열압착했다. 이 때, 12 ㎜×12 ㎜ 사이즈의 실리콘 칩의 실시면 내의 중앙에, 10 ㎜×10 ㎜의 필름형 접착제 딸린 더미 칩이 배치되도록 했다. 이것을 건조기 속에 배치해서 온도 120℃에서 2시간 가열하는 것에 의해 필름형 접착제를 열경화시켰다. 본 시험에서는, 열경화 공정 중의 보이드 발생을 억제하는 관점에서, 벌크 열경화 시험보다도, 저온도이면서 장시간의 조건에서 열경화시켰다. 이와 같이 해서 더미 칩과 실리콘 칩을 필름형 접착제를 거쳐 적층한 모의 반도체 패키지를 얻었다.
이와 같이 해서 얻어진 모의 반도체 패키지에 대하여, 초음파 탐상 장치(SAT)(히타치 파워 솔루션즈(Hitachi Power Solutions Co., Ltd.)제 FS300III(상품명))를 사용하여, 필름형 접착제와 실리콘 칩 실장면의 계면에 있어서의 보이드 유무를 관찰했다. 관찰은, 주파수 100 ㎒의 프로브 또는 주파수 50 ㎒의 프로브를 사용하여 행했다. 5개의 모의 반도체 패키지에 대하여 관찰을 행하고, 하기 평가 기준에 기초하여, 평가를 행했다. 주파수 100 ㎒의 프로브 쪽이, 주파수 50 ㎒의 프로브보다도 작은 보이드를 관찰할 수가 있다. 본 시험에 있어서, 평가 랭크 「A」가 합격 레벨이다.
--평가 기준--
AA:주파수 100 ㎒ 프로브를 사용하여 관찰했을 때에, 5개의 모의 반도체 패키지 모두에 있어서 보이드가 관찰되지 않는다.
A:상기 「AA」의 기준을 충족시키지 않지만, 주파수 50 ㎒ 프로브를 사용하여 관찰했을 때에, 5개의 모의 반도체 패키지 모두에 있어서 보이드가 관찰되지 않는다.
B:주파수 50 ㎒ 프로브를 사용하여 관찰했을 때에, 1∼4개의 모의 반도체 패키지에 있어서 보이드가 관찰된다.
C:주파수 50 ㎒ 프로브를 사용하여 관찰했을 때에, 5개의 모의 반도체 패키지 모두에 있어서 보이드가 관찰된다.
(패키지 형태 열 전도율 시험)
본 시험은, 필름형 접착제 딸린 더미 칩을, 필름형 접착제를 거쳐 실리콘 칩에 접착하는 것에 의해, 필름형 접착제가 2장의 실리콘 칩으로 협지(挾持)된, 모의 반도체 패키지의 형태(실리콘 칩(상술한 더미 칩)/필름형 접착제/실리콘 칩)로 하고, 이 형태에 있어서의 필름형 접착제의 열 전도율을 평가하는 시험이다.
각 실시예, 비교예 및 참고예에 있어서 제작한, 필름형 접착제의 두께를 10 ㎛, 20 ㎛,및 50 ㎛로 한 세 종류의 박리 필름 딸린 필름형 접착제에 대하여, 이들을 각각 상기 패키지 조립성 시험과 동일한 방법으로 모의 반도체 패키지의 형태로 했다. 이들 모의 반도체 패키지를 Mentor Graphics사제 DynTIM Tester(+T3Ster)를 사용하여, 각 모의 반도체 패키지에 있어서의 필름형 접착제의 열저항을 하기 조건에서 측정했다.
분위기:대기중
측정 방향:두께 방향
측정 온도:23℃(저온측 베이스 온도)
온도 상승:5∼15℃(샘플의 상하면 온도차)
본 시험에 있어서는, 얻어진 열저항의 값을 두께에 대해서 플롯해서, 그 기울기의 역수로서 패키지 형태 열 전도율을 산출했다. 이렇게 하는 것에 의해, 측정에 사용한 기기(필름형 접착제의 상하에 배치한 반도체 칩 및 실리콘 칩을 포함한다)에 의한 열저항을 상쇄(캔슬)하고, 필름형 접착제 그 자체의 열 전도율을 측정했다.
이와 같이 해서 얻어진 패키지 형태 열 전도율을, 하기 평가 기준에 기초하여, 평가했다.
--평가 기준--
AAA:패키지 형태 열 전도율이 2.5 W/m·K 이상
AA:패키지 형태 열 전도율이 1.5 W/m·K 이상 2.5 W/m·K 미만
A:패키지 형태 열 전도율이 1.0 W/m·K 이상 1.5 W/m·K 미만
B:패키지 형태 열 전도율이 0.5 W/m·K 이상 1.0 W/m·K 미만
C:패키지 형태 열 전도율이 0.5 W/m·K 미만
상기의 각 시험 결과를 아래 표에 나타낸다.
<표의 주(注)>
상기 표에 있어서, 「에폭시 수지」, 「고분자 성분」, 「무기 충전재」, 「실레인 커플링제」 및 「경화제」 란에 기재된 수치의 단위는, 어느것이나, 「질량부」이다.
참고예 1 내지 3에 나타내지는 바와 같이, 진구형 알루미나 필러를 사용한 경우에는, 진구형 알루미나 필러의 배합량을 50체적% 이상으로 높여도, 상기 다이 시어 강도 평가에 있어서, 반수 이상의 샘플에 있어서 다이 시어 강도 20 ㎫ 이상이고, 다이 시어 강도의 평균값도 높고, 양호한 접착력을 나타내고 있다.
또한, 참고예 4 및 5에 나타내지는 바와 같이, 진구형 알루미나 필러 및 다면체형 알루미나 필러의 어느것을 사용한 경우이더라도, 배합량은 30체적% 정도라면, 접착력은 양호하다.
한편, 다면체형 알루미나 필러를 사용하여, 그 배합량을 50체적% 이상으로 높이면, 평균 다이 시어 강도는 20 ㎫ 미만으로 되어, 접착력이 뒤떨어지는 결과로 된다는 것을 알 수 있다(비교예 1 내지 6).
이에 비해, 본 발명의 규정을 충족시키는 실시예 1 내지 13의 접착제용 조성물을 사용하여 형성된 필름형 접착제는, 평균 다이 시어 강도가 20 ㎫ 이상이고, 패키지 형태 열 전도율도 1.0 W/m·K 이상이었다. 무기 충전재로서 다면체형 알루미나 필러를 50체적% 이상 함유하는 실시예 3 내지 11에 있어서도 다이 시어 강도 및 패키지 형태 열 전도율이 우수하다. 본 발명의 접착제용 조성물을 사용하면, 무기 충전재로서의 다면체형 알루미나 필러를 함유하고 있어도, 피착체와의 접착력이 높고, 열 전도성이 우수한 필름형 접착제를 형성할 수 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 13의 필름형 접착제는, 피착체와의 계면에 있어서 보이드를 형성하기 어렵고, 패키지 조립성도 우수하다는 것도 알 수 있다.
본 발명을 그 실시양태와 함께 설명했지만, 우리는 딱히 지정하지 않는 한 우리의 발명을 설명의 어느 세부에 있어서도 한정하려고 하는 것은 아니고, 첨부하는 청구범위에 나타낸 발명의 정신과 범위에 반하는 일 없이 폭넓게 해석되어야 할 것이라고 생각한다.
본원은, 2022년 3월 30일에 일본에서 특허 출원된 특원2022-055427에 기초하는 우선권을 주장하는 것이고, 이것은 여기에 참조해서 그 내용을 본 명세서의 기재의 일부로서 원용한다(포함시킨다).
1: 반도체 웨이퍼
2: 접착제층(필름형 접착제)
3: 다이싱 필름(다이싱 테이프)
4: 반도체 칩
5: 필름형 접착제편 딸린 반도체 칩
6: 배선 기판
7: 본딩 와이어
8: 봉지 수지
9: 반도체 패키지

Claims (8)

  1. 적어도 에폭시 수지(A), 에폭시 수지 경화제(B), 고분자 성분(C), 다면체형 알루미나 필러(D), 및 실레인 커플링제(E)를 함유하고,
    상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 고분자 성분(C), 상기 다면체형 알루미나 필러(D), 및 상기 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율이 20∼70체적%이고,
    하기 (식 I)로 나타내지는 실레인 커플링제 배합 배수가 1.0∼10인, 열 전도성 필름형 접착제용 조성물.
    (식 I)
    실레인 커플링제 배합 배수=실레인 커플링제(E) 배합량(g)/실레인 커플링제(E) 필요량(g)
    (식 Ⅱ)
    실레인 커플링제(E) 필요량(g)=[다면체형 알루미나 필러(D) 배합량(g)×다면체형 알루미나 필러(D)의 비표면적(㎡/g)]/실레인 커플링제(E)의 최소 피복 면적(㎡/g)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열 전도성 필름형 접착제용 조성물에 의해 얻어진 열 전도성 필름형 접착제를 25℃에서부터 5℃/분의 승온 속도로 승온시켰을 때, 120℃에 있어서의 용융 점도가 250∼10000 ㎩·s의 범위에 달하고,
    상기 열 전도성 필름형 접착제의 열 전도율이 1.0 W/m·K 이상인, 열 전도성 필름형 접착제용 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열 전도성 필름형 접착제의 25℃에 있어서의 다이 시어 강도가 20 ㎫ 이상인, 열 전도성 필름형 접착제용 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에폭시 수지(A), 상기 에폭시 수지 경화제(B), 상기 고분자 성분(C), 상기 다면체형 알루미나 필러(D), 및 상기 실레인 커플링제(E)의 각 함유량의 합계에서 차지하는 상기 다면체형 알루미나 필러(D)의 비율이 50∼70체적%인, 열 전도성 필름형 접착제용 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 열 전도성 필름형 접착제용 조성물에 의해 얻어져서 이루어지는 열 전도성 필름형 접착제.
  6. 제5항에 있어서,
    두께가 1∼80 ㎛의 범위인, 열 전도성 필름형 접착제.
  7. 표면에 반도체 회로가 형성된 반도체 웨이퍼의 이면에, 제5항 또는 제6항에 기재된 열 전도성 필름형 접착제를 열압착해서 접착제층을 마련하고, 이 접착제층을 거쳐 다이싱 필름을 마련하는 제1의 공정과,
    상기 반도체 웨이퍼와 상기 접착제층을 일체로 다이싱하는 것에 의해, 상기 다이싱 필름 상에, 필름형 접착제편과 반도체 칩을 구비하는 접착제층 딸린(付) 반도체 칩을 얻는 제2의 공정과,
    상기 접착제층 딸린 반도체 칩을 상기 다이싱 필름으로부터 박리해서 상기 접착제층 딸린 반도체 칩과 배선 기판을 상기 접착제층을 거쳐 열압착하는 제3의 공정과,
    상기 접착제층을 열경화하는 제4의 공정
    을 포함하는, 반도체 패키지의 제조 방법.
  8. 제7항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는, 반도체 패키지.
KR1020237033113A 2022-03-30 2023-03-27 열 전도성 필름형 접착제용 조성물 및 열 전도성 필름형 접착제, 그리고 열 전도성 필름형 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법 KR20230158517A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2022-055427 2022-03-30
JP2022055427 2022-03-30
PCT/JP2023/012170 WO2023190321A1 (ja) 2022-03-30 2023-03-27 熱伝導性フィルム状接着剤用組成物及び熱伝導性フィルム状接着剤、並びに、熱伝導性フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージ及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230158517A true KR20230158517A (ko) 2023-11-20

Family

ID=88202285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237033113A KR20230158517A (ko) 2022-03-30 2023-03-27 열 전도성 필름형 접착제용 조성물 및 열 전도성 필름형 접착제, 그리고 열 전도성 필름형 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240352289A1 (ko)
JP (1) JP7383206B1 (ko)
KR (1) KR20230158517A (ko)
CN (1) CN118696105A (ko)
TW (1) TWI844320B (ko)
WO (1) WO2023190321A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024162415A1 (ja) * 2023-01-31 2024-08-08 積水化学工業株式会社 硬化性熱伝導性接着剤、及びその供給形態

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014234482A (ja) 2013-06-04 2014-12-15 日東電工株式会社 接着シート、及びダイシング・ダイボンディングフィルム
WO2021033368A1 (ja) 2019-08-22 2021-02-25 古河電気工業株式会社 接着剤用組成物、フィルム状接着剤及びその製造方法、並びに、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージおよびその製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005171206A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Toyota Motor Corp 樹脂配合用粉体混合物及び樹脂組成物
CN104334604A (zh) * 2012-05-17 2015-02-04 太阳油墨制造株式会社 碱显影型的热固化性树脂组合物、印刷电路板
CN104379668B (zh) * 2012-06-12 2016-12-07 三菱瓦斯化学株式会社 树脂组合物、预浸料、覆金属箔层叠板及印刷布线板
WO2015056523A1 (ja) * 2013-10-17 2015-04-23 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂組成物、樹脂層付きキャリア材料、金属ベース回路基板および電子装置
CN108699402A (zh) * 2016-02-26 2018-10-23 日立化成株式会社 粘接膜和划片膜-芯片接合膜
WO2017191801A1 (ja) * 2016-05-06 2017-11-09 Dic株式会社 樹脂組成物、成形体、積層体及び接着剤
JP7005906B2 (ja) * 2017-02-21 2022-01-24 昭和電工マテリアルズ株式会社 多層樹脂シート、多層樹脂シートの製造方法、多層樹脂シート硬化物、多層樹脂シート積層体、及び多層樹脂シート積層体硬化物
JP6889398B2 (ja) * 2017-07-20 2021-06-18 昭和電工マテリアルズ株式会社 放熱性ダイボンディングフィルム及びダイシングダイボンディングフィルム
JP2021050305A (ja) * 2019-09-26 2021-04-01 昭和電工マテリアルズ株式会社 樹脂シート及びパワー半導体装置
JP7042986B1 (ja) * 2020-07-30 2022-03-28 古河電気工業株式会社 接着剤用組成物及びフィルム状接着剤、並びに、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージ及びその製造方法
JP7178529B1 (ja) * 2021-07-13 2022-11-25 古河電気工業株式会社 熱伝導性フィルム状接着剤、半導体パッケージ及びその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014234482A (ja) 2013-06-04 2014-12-15 日東電工株式会社 接着シート、及びダイシング・ダイボンディングフィルム
WO2021033368A1 (ja) 2019-08-22 2021-02-25 古河電気工業株式会社 接着剤用組成物、フィルム状接着剤及びその製造方法、並びに、フィルム状接着剤を用いた半導体パッケージおよびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023190321A1 (ja) 2023-10-05
US20240352289A1 (en) 2024-10-24
TW202344550A (zh) 2023-11-16
CN118696105A (zh) 2024-09-24
JP7383206B1 (ja) 2023-11-17
TWI844320B (zh) 2024-06-01
JPWO2023190321A1 (ko) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11952513B2 (en) Adhesive composition, film-like adhesive and production method thereof, and semiconductor package using film-like adhesive and production method thereof
KR102067945B1 (ko) 접착시트 및 반도체 장치의 제조 방법
KR101141493B1 (ko) 반도체소자 접착필름 형성용 수지 바니시, 반도체소자 접착필름, 및 반도체장치
US20240352289A1 (en) Thermally conductive film adhesive composition and thermally conductive film adhesive, and semiconductor package using thermally conductive film adhesive and producing method thereof
JP7178529B1 (ja) 熱伝導性フィルム状接着剤、半導体パッケージ及びその製造方法
US20240279517A1 (en) Adhesive composition and film adhesive, and semiconductor package using film adhesive and producing method thereof
US20220077101A1 (en) Dicing die attach film, and semiconductor package using the same and method of producing semiconductor package
US20230108567A1 (en) Adhesive composition and film-like adhesive, and semiconductor package using film-like adhesive and producing method thereof
WO2022202271A1 (ja) ダイシングダイアタッチフィルム及びその製造方法、並びに半導体パッケージ及びその製造方法
KR102683506B1 (ko) 접착제용 조성물 및 필름형 접착제와 필름형 접착제를 사용한 반도체 패키지 및 그 제조 방법
US20240150622A1 (en) Adhesive composition and film adhesive, and semiconductor package using film adhesive and producing method thereof
WO2023286389A1 (ja) 熱伝導性フィルム状接着剤、半導体パッケージ及びその製造方法
TW202431447A (zh) 半導體裝置之製造方法及半導體晶圓加工用接著膜

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal