KR20240079207A - 열경화성 필름, 복합 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

열경화성 필름, 복합 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20240079207A
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Abstract

열경화성 필름으로서, 상기 열경화성 필름의 경화물과, 상기 경화물의 한쪽 면의 전체면에 형성된 구리판과, 상기 경화물의 다른 쪽 면의 전체면에 형성된 실리콘 칩을 구비하여 구성된 제1 시험편의 전단 강도가, 100N/2㎜□ 이상이고, 상기 열경화성 필름을 5℃에서 168시간 보관하여 얻어진 제2 시험편의 온도가 90℃인 경우의 용융 점도 V0를 측정하며, 상기 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관하여 얻어진 제3 시험편의 온도가 90℃인 경우의 용융 점도 V1을 측정했을 때, 상기 V1 및 V0를 사용하여 산출되는 상기 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 600％ 이하인, 열경화성 필름.

Description

열경화성 필름, 복합 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법
본 발명은 열경화성 필름, 복합 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2021년 10월 5일에 일본에 출원된 특허출원 2021-164007호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
반도체 장치의 제조 분야에서는, 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩을 취급하는 각 공정에 있어서, 열경화성 필름을 사용하는 경우가 있다.
예를 들면, 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩의 한쪽 면(회로 형성면)에는, 회로가 형성되어 있지만, 반도체 칩의 회로 형성면과는 반대측 면(이면)에는, 필름형 접착제가 형성되고, 이 필름형 접착제에 의해, 반도체 칩이 리드 프레임이나 유기 기판 등에 접착(다이 본딩)된다. 열경화성 필름은 이 필름형 접착제로서 사용되는 경우가 있다. 필름형 접착제는 다이싱 시트에 적층되어, 다이싱 공정에서 다이싱 다이 본딩 시트로서 사용되는 경우도 있다. 이 경우, 필름형 접착제는 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부되고, 반도체 웨이퍼의 다이싱시에 동시에, 반도체 칩을 따라 절단되며, 반도체 칩과 함께 다이싱 시트로부터 분리되어 픽업된다. 그리고, 리드 프레임이나 유기 기판 등에 대한 반도체 칩의 접착에 이용된 후, 최종적으로는 열경화되어 경화물이 된다.
한편, 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩의 회로 형성면 상에는, 범프 등의 돌출형 전극이 형성되어 있는 경우가 있다. 이러한 반도체 웨이퍼는 반도체 칩으로 분할되고, 그 돌출형 전극이 회로 기판 상의 접속 패드에 접속됨으로써, 상기 회로 기판에 탑재된다. 이러한 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩에 있어서는, 크랙의 발생 등의 파손을 억제하기 위해, 회로 형성면과는 반대측 면(이면)이 보호막으로 보호되는 경우가 있다. 열경화성 필름은 이 보호막을 형성하기 위한 필름(보호막 형성 필름)으로서 사용되는 경우도 있다. 이 경우, 열경화성 필름은 최종적으로는 열경화되어 경화물인 보호막이 된다. 그리고, 이 경우도, 보호막 형성 필름은 다이싱 시트에 적층되어, 다이싱 공정에서 사용되는 경우도 있다. 보호막 형성 필름은 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부되고, 반도체 웨이퍼의 다이싱시에 동시에, 반도체 칩을 따라 절단되며, 반도체 칩과 함께 다이싱 시트로부터 분리되어 픽업된다.
열경화성 필름은 그 보관시에, 가열하지 않아도 경시에 의해 서서히 경화가 진행되는 경우가 있다. 이러한 목적 외의 경화가 진행하고, 물성이 변화하면, 반도체 장치의 제조 과정에 있어서 문제가 발생하는 경우가 있다. 예를 들면, 상기와 같이, 열경화성 필름이 다이싱 시트에 적층되어, 다이싱 공정에서 사용되는 경우, 절단 전 또는 절단 후의 열경화성 필름이 다이싱 시트로부터 박리되거나, 또는, 절단 전 또는 절단 후의 열경화성 필름으로부터 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼가 박리되어, 다이싱 적성이 불충분해지는 경우가 있다. 또한, 열경화성 필름의 목적 외의 경화가 진행하여, 물성이 변화하면, 열경화성 필름의 최종적인 열경화물의 물성이 불충분해져, 반도체 장치의 신뢰성이 저하되는 경우가 있다.
이러한 보관시의 경화가 억제된 열경화성 필름으로는, 40℃에서 168시간 보관 전후의 용융 점도의 초기 검출 온도, 겔 분율 또는 파단 신도의 변화의 정도가, 보관 전의 상기 겔 분율의 값과 함께 규정된 필름형 접착제가 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).
국제공개 제2019/182001호
신규 열경화성 필름으로서, 일정 시간 보관 후의 열경화성 필름을 사용해도, 다이싱 적성이 양호하고, 신뢰성이 높은 반도체 장치를 제조 가능한 것이 제공되면, 열경화성 필름의 적용 범위가 확대되고, 반도체 장치의 제조가 더욱 유리해지기 때문에 유용하다.
본 발명은 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩의 이면에 형성하기 위한 열경화성 필름으로서, 그 최종적인 경화시의 경화성이 손상되지 않고, 그 보관시의 목적 외의 경화가 억제되는 열경화성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태는 열경화성 필름으로서, 크기가 2㎜×2㎜이고 두께가 20㎛인 상기 열경화성 필름의 경화물과, 상기 경화물의 한쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 300㎛인 구리판과, 상기 경화물의 다른 쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 350㎛인 실리콘 칩을 구비하고 있고, 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면이 정렬되어 구성된 제1 시험편을 제작하며, 상기 구리판을 고정한 상태로, 상기 제1 시험편 중의 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면의 정렬된 부위에 대해, 동시에, 상기 경화물의 한쪽 면에 대해 평행한 방향으로, 200㎛/sec의 속도로 힘을 가했을 때, 상기 경화물이 파괴되거나, 상기 경화물이 상기 구리판으로부터 박리되거나, 또는, 상기 경화물이 상기 실리콘 칩으로부터 박리될 때까지 가해진 상기 힘의 최대값인 전단 강도가, 100N/2㎜□ 이상이고, 5℃에서 168시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제2 시험편을 제작하며, 상기 제2 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제2 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하고, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제2 시험편의 용융 점도 V0를 측정하며, 40℃에서 504시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제3 시험편을 제작하고, 상기 제3 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제3 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하며, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제3 시험편의 용융 점도 V1을 측정했을 때, 하기 식:
VR ＝(V1－V0)／V0×100
으로 산출되는 상기 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 600％ 이하인, 열경화성 필름이다.
본 발명의 제2 양태는 상기 용융 점도 상승률 VR이 90∼500％인, 제1 양태의 열경화성 필름이다.
본 발명의 제3 양태는 상기 열경화성 필름이 필름형 접착제인, 제1 또는 제2 양태의 열경화성 필름이다.
본 발명의 제4 양태는 상기 열경화성 필름이, 반도체 칩의 이면에 보호막을 형성하기 위한 보호막 형성 필름인, 제1 또는 제2 양태의 열경화성 필름이다.
본 발명의 제5 양태는 상기 열경화성 필름이 바인더(a)와, 에폭시 수지(b1)와, 열경화제(b2)와, 경화 촉진제(c)와, 층상 화합물(z)을 함유하고, 상기 경화 촉진제(c)가 상기 층상 화합물(z)에 담지되어 있는, 제1∼제4 양태 중 어느 하나의 열경화성 필름이다.
본 발명의 제6 양태는 지지 시트와, 상기 지지 시트의 한쪽 면 상에 형성된 열경화성 필름을 구비하고, 상기 열경화성 필름이 제1∼제5 양태 중 어느 하나의 열경화성 필름인, 복합 시트이다.
본 발명의 제7 양태는 상기 지지 시트가 기재 필름으로 이루어지고, 상기 열경화성 필름이 상기 기재 필름에 직접 접촉하여 형성되어 있는, 제6 양태의 복합 시트이다.
본 발명의 제8 양태는 제1∼제5 양태 중 어느 하나의 열경화성 필름의 한쪽 면, 또는 제6 또는 제7 양태의 복합 시트 중의 상기 열경화성 필름의 노출면을, 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부하는 공정과, 상기 복합 시트를 사용한 경우에는, 상기 복합 시트 중의 상기 지지 시트 상에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼를 반도체 칩으로 분할하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분할 개소를 따라, 상기 열경화성 필름을 절단하며, 상기 복합 시트를 구성하고 있지 않은 상기 열경화성 필름을 사용한 경우에는, 상기 열경화성 필름의 다른 쪽 면에 다이싱 시트를 첩부한 후, 상기 다이싱 시트 상에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼를 반도체 칩으로 분할하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분할 개소를 따라, 상기 열경화성 필름을 절단함으로써, 상기 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 이면에 형성된, 절단 후의 상기 열경화성 필름을 구비한 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을 제작하는 공정과, 상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 또는 지지 시트로부터 분리하여 픽업하는 공정과, 픽업한 상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 중의 상기 열경화성 필름을, 기판의 회로 형성면에 첩부함으로써, 상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을 상기 회로 형성면에 접착하는 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법이다.
본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩의 이면에 형성하기 위한 열경화성 필름으로서, 그 최종적인 경화시의 경화성이 손상되지 않고, 그 보관시의 목적 외의 경화가 억제되는 열경화성 필름이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도의 측정 방법을 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 열경화성 필름의 일 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합 시트의 일 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합 시트의 다른 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 일 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 일 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 일 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 5d는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 일 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 다른 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 다른 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 6c는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 다른 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 6d는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 다른 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
도 6e는 본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법의 다른 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
◇열경화성 필름
본 발명의 일 실시형태에 따른 열경화성 필름은 이하의 특성을 갖는다.
즉, 크기가 2㎜×2㎜이고 두께가 20㎛인 상기 열경화성 필름의 경화물과, 상기 경화물의 한쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 300㎛인 구리판과, 상기 경화물의 다른 쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 350㎛인 실리콘 칩을 구비하고 있고, 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면이 정렬되어 구성된 제1 시험편을 제작하며, 상기 구리판을 고정한 상태로, 상기 제1 시험편 중의 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면의 정렬된 부위에 대해, 동시에, 상기 경화물의 한쪽 면에 대해 평행한 방향으로, 200㎛/sec의 속도로 힘을 가했을 때, 상기 경화물이 파괴되거나, 상기 경화물이 상기 구리판으로부터 박리되거나, 또는, 상기 경화물이 상기 실리콘 칩으로부터 박리될 때까지 가해진 상기 힘의 최대값인 전단 강도가, 100N/2㎜□ 이상이고, 5℃에서 168시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제2 시험편을 제작하며, 상기 제2 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제2 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하고, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제2 시험편의 용융 점도 V0를 측정하며, 40℃에서 504시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제3 시험편을 제작하고, 상기 제3 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제3 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하며, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제3 시험편의 용융 점도 V1을 측정했을 때, 하기 식:
VR＝(V1－V0)／V0×100
으로 산출되는 상기 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 600％ 이하이다.
예를 들면, 바인더와, 에폭시 수지와, 열경화제와, 경화 촉진제를 함유하는 열경화성 필름 등의, 종래의 열경화성 필름에 있어서는, 그 보관시에, 가열하지 않아도, 경화 촉진제가 열경화제에 작용하여, 활성화된 열경화제가 추가로 에폭시 수지와 반응함으로써, 서서히 열경화성 필름이 경화되는 경우가 있다. 이에 대해, 본 실시형태의 열경화성 필름은 그 보관시에, 목적 외의 경화가 억제된다. 그 결과, 예를 들면, 보관 후의 본 실시형태의 열경화성 필름을 사용한 경우에도, 다이싱 적성이 양호하고, 또한 본 실시형태의 열경화성 필름은 그 최종적인 경화시에 충분히 경화하기 때문에, 신뢰성이 높은 반도체 장치를 제조할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「다이싱 적성이 양호하다」란, 열경화성 필름의 한쪽 면을 다이싱 시트 또는 후술하는 지지 시트에 첩부하고, 열경화성 필름의 다른 쪽 면을 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부하여, 다이싱을 행함으로써, 반도체 웨이퍼를 반도체 칩으로 분할하며, 열경화성 필름을 절단할 때, 절단 전 또는 절단 후의 열경화성 필름의 다이싱 시트 또는 지지 시트로부터의 박리와, 절단 전 또는 절단 후의 열경화성 필름으로부터의 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼의 박리가 억제되는 것을 의미한다.
본 실시형태의 열경화성 필름은 그 보관 후에 사용해도, 다이싱 적성이 양호하다.
본 명세서에 있어서, 「신뢰성이 높은 반도체 장치를 제조할 수 있다」란, 반도체 장치의 제조에 사용하는 반도체 패키지를, MSL1(모이스처 레벨 1)의 조건하에서 경시시켜도, 열경화성 필름의 경화물이 반도체 칩으로부터 들뜨거나 또는 박리되는 문제나, 반도체 패키지에서 크랙이 발생하는 문제가, 어느 것도 확인되지 않는(즉, 반도체 패키지의 신뢰성이 높다) 것을 의미한다.
본 실시형태의 열경화성 필름은 그 보관 후에 사용해도, 신뢰성이 높은 반도체 장치의 제조를 가능하게 한다.
본 명세서에 있어서는, 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩의 회로가 형성되어 있는 면을 「회로 형성면」이라고 칭하고, 이 회로 형성면과는 반대측 면을 「이면」이라고 칭한다. 그리고, 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 이면에 형성된 열경화성 필름을 구비한 구조체를, 「열경화성 필름이 형성된 반도체 칩」이라고 칭한다.
본 명세서에 있어서는, 기판의 회로가 형성되어 있는 면도 「회로 형성면」이라고 칭한다.
상술한 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도는 열경화성 필름의, 그 최종적인 경화시의 경화의 정도를 나타내는 지표이다. 본 실시형태에 있어서는, 상기 전단 강도가 100N/2㎜□ 이상이고, 열경화성 필름은 그 최종적인 경화시에 충분히 경화한다.
이하, 상기 전단 강도의 측정 방법에 대해 설명한다.
도 1은 상기 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도의 측정 방법을 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다.
한편, 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 본 발명의 특징을 알기 쉽게 하기 위해, 편의상, 주요부가 되는 부분을 확대하여 나타내고 있는 경우가 있으며, 각 구성요소의 치수 비율 등이 실제와 동일한 것으로 한정되지는 않는다.
상기 전단 강도의 측정시에는, 제1 시험편(5)을 제작한다.
제1 시험편(5)은 열경화성 필름의 경화물(50)과, 상기 경화물(50)의 한쪽 면(본 명세서에 있어서는, 「제2 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(50b)의 전체면에 형성된 구리판(51)과, 상기 경화물(50)의 다른 쪽 면(본 명세서에 있어서는, 「제1 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(50a)의 전체면에 형성된 실리콘 칩(52)을 구비하여 구성되어 있다.
열경화성 필름의 경화물(50)은 본 실시형태의 열경화성 필름의 경화물이다.
상기 경화물(50)의 상기 제1 면(50a) 및 제2 면(50b)의 평면 형상은 직사각형(정사각형)이다.
상기 경화물(50)의 크기(상기 제1 면(50a) 및 제2 면(50b)의 크기)는 2㎜×2㎜이고, 상기 경화물(50)의 두께는 20㎛이다.
구리판(51)의 두께는 300㎛이고, 실리콘 칩(52)의 두께는 350㎛이다.
제1 시험편(5)에 있어서, 열경화성 필름의 경화물(50)의 측면(50c)과, 실리콘 칩(52)의 측면(52c)은 정렬되어 있고, 예를 들면, 이 단면에서는, 열경화성 필름(50)의 제1 면(50a) 또는 제2 면(50b)에 대해 평행한 방향에 있어서, 열경화성 필름(50)의 측면(50c)의 위치와, 실리콘 칩(52)의 측면(52c)의 위치는 일치하고 있다.
실리콘 칩(52)의 측면(52c)에 있어서는, 적어도 열경화성 필름의 경화물(50)의 측면(50c)과 정렬되어 있는 부위가 평면인 것이 바람직하다.
실리콘 칩(52)의 상기 경화물(50)과의 접촉면의 크기는, 상기 경화물(50)의 제1 면(50a)의 크기에 대해, 동등 이상이면 되고, 동일해도 된다.
실리콘 칩(52)의 상기 경화물(50)과의 접촉면의 평면 형상은, 직사각형인 것이 바람직하고, 예를 들면, 정사각형이어도 되고, 상기 경화물(50)의 제1 면(50a)의 평면 형상과 동일한 것이 바람직하다.
실시예로 후술하는 바와 같이, 열경화성 필름(도시 생략)의 절단 및 경화에 의해 상기 경화물(50)을 형성하고, 실리콘 웨이퍼(도시 생략)의 분할에 의해 실리콘 칩(52)을 형성할 때, 이들 절단 및 분할을 연속적으로 행하는 프로세스를 채용 가능하며, 그 경우에는, 실리콘 칩(52)의 상기 경화물(50)과의 접촉면과, 상기 경화물(50)의 제1 면(50a)을, 서로 동일한 크기로, 또한 동일한 형상으로 하는 것이 가능하고, 또한, 상기 경화물(50)의 측면(50c)과, 실리콘 칩(52)의 측면(52c)의 정렬도 용이하다.
구리판(51)의 열경화성 필름의 경화물(50)과의 접촉면의 크기는, 상기 경화물(50)의 제2 면(50b)의 크기에 대해, 동등 이상이면 되고, 큰 것이 바람직하다.
구리판(51)의 상기 경화물(50)과의 접촉면의 평면 형상은, 구리판(51)이 상기 경화물(50)의 제2 면(50b)의 전체면을 덮는 것이 가능하면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 직사각형이어도 된다.
상기 전단 강도의 측정시에는, 구리판(51)을 고정한 상태로, 제1 시험편(5) 중의 열경화성 필름의 경화물(50)의 측면(50c)과, 실리콘 칩(52)의 측면(52c)의 정렬된 부위에 대해, 동시에, 상기 경화물(50)의 한쪽 면(상기 제1 면(50a) 또는 제2 면(50b))에 대해 평행한 방향으로, 200㎛/sec의 속도로 힘(P)을 가한다. 여기서는, 가압 수단(4)을 이용하여, 상술한 정렬 부위에 대해 힘(P)을 가하는 경우에 대해 나타내고 있다.
상기 전단 강도를 보다 고정밀도로 측정할 수 있는 점에서, 가압 수단(4)의 힘을 가하는 부위는 평면인 것이 바람직하고, 가압 수단(4)은 플레이트 형상인 것이 보다 바람직하다.
가압 수단(4)의 구성 재료로는 예를 들면, 금속 등을 들 수 있다.
상기와 같이, 열경화성 필름의 경화물(50) 및 실리콘 칩(52)에 대해, 동시에 힘(P)을 가할 때에는, 가압 수단(4)을 구리판(51)에 접촉시키지 않는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서는, 이와 같이, 열경화성 필름의 경화물(50)의 측면(50c)과, 실리콘 칩(52)의 측면(52c)의 정렬된 부위에 대해, 힘(P)을 가하고, 상기 경화물(50)이 파괴되거나, 상기 경화물(50)이 구리판(51)으로부터 박리되거나, 또는, 상기 경화물(50)이 실리콘 칩(52)으로부터 박리될 때까지 가해진 힘(P)의 최대값을, 상기 경화물(50)의 전단 강도로서 채용한다.
경화성 필름의 경화물의 전단 강도는 100N/2㎜□ 이상이고, 105N/2㎜□ 이상인 것이 바람직하며, 예를 들면, 112N/2㎜□ 이상이어도 된다.
상기 전단 강도의 상한값은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 전단 강도가 300N/2㎜□ 이하가 되는 열경화성 필름은, 보다 용이하게 제조할 수 있다.
상기 전단 강도는 상술한 어느 하나의 하한값과, 상한값을 임의로 조합하여 설정되는 범위 내의 어느 것이어도 된다. 예를 들면, 일 실시형태에 있어서, 상기 전단 강도는 100∼300N/2㎜□, 105∼300N/2㎜□, 및 112∼300N/2㎜□ 중 어느 것이어도 된다. 단, 이들은 상기 전단 강도의 일 예이다.
상기 전단 강도를 규정하는 제1 시험편 중의 열경화성 필름의 경화물은, 열경화성 필름을 160℃에서 1시간 가열 처리함으로써 얻어진 열경화물이다. 상기 경화물에는, 열경화성 및 에너지선 경화성을 함께 갖는 열경화성 필름의 경화물도 포함된다. 이러한 경화물에는, 예를 들면, 열경화 전의 열경화성 필름에 대해, 에너지선을 조사함으로써 얻어진, 완전히는 경화되어 있지 않은 반경화물을, 추가로 160℃에서 1시간 가열 처리함으로써 얻어진 열경화물도 포함된다.
본 명세서에 있어서, 단위 「N/2㎜□」는 「N/(2㎜×2㎜)」와 동일한 의미이다.
본 실시형태에 있어서는, 예를 들면, 제조 직후부터 암소에서 공기 분위기하에 있어서, 5℃에서 168시간(7일간) 보관한 열경화성 필름을 사용하여 측정된 상기 전단 강도와, 제조 직후부터 암소에서 공기 분위기하에 있어서, 40℃에서 504시간(21일간) 보관한 열경화성 필름을 사용하여 측정된 상기 전단 강도 중 어느 하나가, 상술한 어느 하나의 수치 범위여도 되고, 제조 직후부터 암소에서 공기 분위기하에 있어서, 40℃에서 504시간(21일간) 보관한 열경화성 필름을 사용하여 측정된 상기 전단 강도가, 상술한 어느 하나의 수치 범위인 것이 바람직하다.
상기 전단 강도는 열경화성 필름의 함유 성분의 종류 또는 함유량 등을 조절함으로써, 조절할 수 있다. 예를 들면, 열경화성 필름이 함유하는, 후술하는 바인더(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2), 경화 촉진제(c), 충전재(d), 및 커플링제(e) 등의 종류 또는 양 등을 조절함으로써, 상기 전단 강도를 폭넓은 범위로 조절할 수 있다.
상술한 열경화성 필름에 있어서의 용융 점도 상승률 VR(본 명세서에 있어서는, 단순히 「VR」이라고 칭하는 경우가 있다)은, 열경화성 필름의, 그 보관시에 있어서의 목적 외의 경화의 억제 정도를 나타내는 지표이다. 본 실시형태에 있어서는, 상기 VR이 600％ 이하이고, 열경화성 필름은 그 보관시에 있어서, 목적 외의 경화가 충분히 억제된다.
이하, 용융 점도 상승률 VR의 측정 방법에 대해 설명한다.
용융 점도 상승률 VR의 측정시에는, 5℃에서 168시간(7일간) 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제2 시험편을 제작한다.
또한, 별도로, 40℃에서 504시간(21일간) 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 제2 시험편의 경우와 동일한 형상, 즉, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제3 시험편을 제작한다.
이어서, 캐필러리 레오미터 등의 측정 장치를 이용하여, 제2 시험편에 490N(50kgf)의 힘을 가하면서, 제2 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하고, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출되었을 때의 온도가 90℃인 제2 시험편의 용융 점도 V0를 측정한다.
또한, 이 제2 시험편의 경우와 동일한 방법으로, 제3 시험편의 용융 점도 V1을 측정한다. 즉, 캐필러리 레오미터 등의 측정 장치를 이용하여, 제3 시험편에 490N(50kgf)의 힘을 가하면서, 제3 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하고, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출되었을 때의 온도가 90℃인 제3 시험편의 용융 점도 V1을 측정한다.
이어서, 측정된 V0 및 V1을 이용하여, 하기 식:
VR＝(V1－V0)／V0×100
에 의해, 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR을 산출한다.
열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR은 600％ 이하이고, 90∼500％인 것이 바람직하며, 90∼400％인 것이 보다 바람직하고, 100∼300％인 것이 더욱 바람직하며, 100∼250％인 것이 특히 바람직하고, 예를 들면, 100∼200％ 및 100∼150％ 중 어느 것이어도 되며, 150∼250％ 및 200∼250％ 중 어느 것이어도 되고, 150∼200％여도 된다. VR이 이러한 범위인 열경화성 필름은 그 보관시에 있어서의 목적 외의 경화의 억제 효과가 높다.
제2 시험편의 용융 점도 V0는 VR이 상기의 수치 범위가 되는 한, 특별히 한정되지 않고, 500∼5000Pa·s여도 되며, 2200∼3200Pa·s인 것이 바람직하고, 2500∼3000Pa·s인 것이 보다 바람직하며, 예를 들면, 2600∼2900Pa·s여도 된다.
제3 시험편의 용융 점도 V1은 VR이 상기의 수치 범위가 되는 한, 특별히 한정되지 않고, 6000∼18000Pa·s여도 되며, 5700∼15000Pa·s인 것이 바람직하고, 5700∼12000Pa·s인 것이 보다 바람직하며, 예를 들면, 5900∼10000Pa·s 및 6100∼9500Pa·s 중 어느 것이어도 된다.
열경화성 필름은 VR, V0 및 V1이 모두 상술한 어느 하나의 수치 범위 내인 것이 바람직하다.
VR, V0 및 V1은 모두, 열경화성 필름의 함유 성분의 종류 또는 함유량 등을 조절함으로써, 조절할 수 있다. 예를 들면, 열경화성 필름이 함유하는, 후술하는 바인더(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2), 경화 촉진제(c), 충전재(d), 및 커플링제(e) 등의 종류 또는 양 등을 조절함으로써, VR, V0 및 V1을 폭넓은 범위로 조절할 수 있다.
상술한 경화물의 전단 강도와, 용융 점도 상승률 VR을 나타내는 본 실시형태의 열경화성 필름으로는 예를 들면, 바인더(a)와, 에폭시 수지(b1)와, 열경화제(b2)와, 경화 촉진제(c)와, 층상 화합물(z)을 함유하고, 상기 경화 촉진제(c)가 상기 층상 화합물(z)에 담지되어, 경화 촉진제 복합체(y)를 형성하고 있는 열경화성 필름을 들 수 있다.
상기 열경화성 필름은 예를 들면, 바인더(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2), 경화 촉진제(c), 층상 화합물(z), 및 용매(다시 말하면, 바인더(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2), 경화 촉진제 복합체(y), 및 용매) 등의, 열경화성 필름의 구성 재료를 함유하는 수지 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 열경화성 필름의 형성 대상면에 수지 조성물을 도공하고, 필요에 따라 건조시킴으로써, 목적으로 하는 부위에 열경화성 필름을 형성할 수 있다.
수지 조성물 중의, 상온에서 기화하지 않는 성분끼리의 함유량의 비율은 통상, 열경화성 필름의 상기 성분끼리의 함유량의 비율과 동일해진다. 한편, 본 명세서에 있어서, 「상온」이란, 특별히 냉각하거나 가열하지 않은 온도, 즉, 평상 온도를 의미하고, 예를 들면, 15∼25℃의 온도 등을 들 수 있다.
열경화성 필름에 있어서, 열경화성 필름의 총 질량에 대한, 열경화성 필름의 1종 또는 2종 이상의 후술하는 함유 성분의 합계 함유량의 비율은, 100질량％ 이하이다.
마찬가지로, 수지 조성물에 있어서, 수지 조성물의 총 질량에 대한, 수지 조성물의 1종 또는 2종 이상의 후술하는 함유 성분의 합계 함유량의 비율은, 100질량％ 이하이다.
수지 조성물의 도공은 공지의 방법으로 행하면 되고, 예를 들면, 에어 나이프 코터, 블레이드 코터, 바 코터, 그라비아 코터, 롤 코터, 롤 나이프 코터, 커튼 코터, 다이 코터, 나이프 코터, 스크린 코터, 메이어 바 코터, 키스 코터 등의 각종 코터를 이용하는 방법을 들 수 있다.
수지 조성물의 건조 조건은 특별히 한정되지 않지만, 수지 조성물은 후술하는 용매를 함유하고 있는 경우, 가열 건조시키는 것이 바람직하다. 용매를 함유하는 수지 조성물은 예를 들면, 70∼130℃에서 10초∼5분의 조건으로 건조시키는 것이 바람직하다.
이하, 바인더(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2), 경화 촉진제(c), 및 층상 화합물(z)을 함유하고, 상기 경화 촉진제(c)가 상기 층상 화합물(z)에 담지되어, 경화 촉진제 복합체(y)를 형성하고 있는(다시 말하면, 바인더(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2), 및 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하는) 열경화성 필름과, 이 열경화성 필름을 형성하기 위한 수지 조성물의 함유 성분에 대해, 상세하게 설명한다.
＜바인더(a)＞
바인더(a)는 열경화성 필름의 필름 형상의 유지를 가능하게 하는 성분이면, 특별히 한정되지 않는다.
바인더(a)로는, 중합체 성분을 들 수 있다.
상기 중합체 성분은 중합성 화합물이 중합 반응하여 형성되었다고 간주할 수 있는 성분이고, 열가소성을 가지며, 열경화성을 갖지 않는다. 본 명세서에 있어서 중합체 성분에는, 중축합 반응의 생성물도 포함된다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 바인더(a)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
바인더(a)로는 예를 들면, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 페녹시 수지, 실리콘 수지, 포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 바인더(a)는 아크릴 수지인 것이 바람직하다.
바인더(a)에 있어서의 상기 아크릴 수지로는, 공지의 아크릴 중합체를 들 수 있다.
아크릴 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 10000∼2000000인 것이 바람직하고, 100000∼1500000인 것이 보다 바람직하며, 예를 들면, 500000∼1000000이어도 된다. 아크릴 수지의 중량 평균 분자량이 이러한 범위 내임으로써, 열경화성 필름과 피착체 사이의 접착력을 바람직한 범위로 조절하는 것이 용이해진다.
한편, 아크릴 수지의 중량 평균 분자량이 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름의 형상 안정성(보관시의 경시 안정성)이 향상된다. 또한, 아크릴 수지의 중량 평균 분자량이 상기 상한값 이하임으로써, 피착체의 요철면에 열경화성 필름이 추종되기 쉬워져, 피착체와 열경화성 필름 사이에 보이드 등의 발생이 보다 억제된다.
본 명세서에 있어서, 「중량 평균 분자량」이란, 특별히 언급이 없는 한, 겔·퍼미에이션·크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정되는 폴리스티렌 환산값이다.
아크릴 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 -60∼70℃인 것이 바람직하고, -45∼50℃인 것이 보다 바람직하다. 아크릴 수지의 Tg가 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름과 피착체 사이의 접착력이 억제되어, 후술하는 픽업 공정에 있어서, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩의, 다이싱 시트 또는 지지 시트로부터의 분리가 보다 용이해진다. 아크릴 수지의 Tg가 상기 상한값 이하임으로써, 열경화성 필름과 반도체 칩 사이의 접착력이 향상된다.
아크릴 수지가 2종 이상의 구성 단위를 갖는 경우에는, 그 아크릴 수지의 유리 전이 온도(Tg)는, Fox의 식을 이용하여 산출할 수 있다. 이 때 사용하는, 상기 구성 단위를 유도하는 모노머의 Tg로는, 고분자 데이터·핸드북 또는 점착 핸드북에 기재되어 있는 값을 사용할 수 있다.
아크릴 수지를 구성하는 상기 (메타)아크릴산에스테르로는 예를 들면, (메타)아크릴산메틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산n-프로필, (메타)아크릴산이소프로필, (메타)아크릴산n-부틸, (메타)아크릴산이소부틸, (메타)아크릴산sec-부틸, (메타)아크릴산tert-부틸, (메타)아크릴산펜틸, (메타)아크릴산헥실, (메타)아크릴산헵틸, (메타)아크릴산2-에틸헥실, (메타)아크릴산이소옥틸, (메타)아크릴산n-옥틸, (메타)아크릴산n-노닐, (메타)아크릴산이소노닐, (메타)아크릴산데실, (메타)아크릴산운데실, (메타)아크릴산도데실((메타)아크릴산라우릴), (메타)아크릴산트리데실, (메타)아크릴산테트라데실((메타)아크릴산미리스틸), (메타)아크릴산펜타데실, (메타)아크릴산헥사데실((메타)아크릴산팔미틸), (메타)아크릴산헵타데실, (메타)아크릴산옥타데실((메타)아크릴산스테아릴) 등의, 알킬에스테르를 구성하는 알킬기가 탄소수가 1∼18인 사슬형 구조인, (메타)아크릴산알킬에스테르;
(메타)아크릴산이소보르닐, (메타)아크릴산디시클로펜타닐 등의 (메타)아크릴산시클로알킬에스테르;
(메타)아크릴산벤질 등의 (메타)아크릴산아랄킬에스테르;
(메타)아크릴산디시클로펜테닐에스테르 등의 (메타)아크릴산시클로알케닐에스테르;
(메타)아크릴산디시클로펜테닐옥시에틸에스테르 등의 (메타)아크릴산시클로알케닐옥시알킬에스테르;
(메타)아크릴산이미드;
(메타)아크릴산글리시딜 등의 글리시딜기 함유 (메타)아크릴산에스테르;
(메타)아크릴산히드록시메틸, (메타)아크릴산2-히드록시에틸, (메타)아크릴산2-히드록시프로필, (메타)아크릴산3-히드록시프로필, (메타)아크릴산2-히드록시부틸, (메타)아크릴산3-히드록시부틸, (메타)아크릴산4-히드록시부틸 등의 수산기 함유 (메타)아크릴산에스테르;
(메타)아크릴산N-메틸아미노에틸 등의 치환 아미노기 함유 (메타)아크릴산에스테르 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「치환 아미노기」란, 아미노기의 1개 또는 2개의 수소 원자가 수소 원자 이외의 기로 치환된 구조를 갖는 기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 「(메타)아크릴산」이란, 「아크릴산」 및 「메타크릴산」의 양쪽을 포함하는 개념이다. (메타)아크릴산과 유사한 용어에 대해서도 동일하다.
아크릴 수지는 예를 들면, 상기 (메타)아크릴산에스테르 이외에, (메타)아크릴산, 이타콘산, 초산비닐, 아크릴로니트릴, 스티렌 및 N-메틸올아크릴아미드 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 모노머가 공중합하여 얻어진 수지여도 된다.
아크릴 수지를 구성하는 모노머는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
아크릴 수지는 상술한 수산기 이외에, 비닐기, (메타)아크릴로일기, 아미노기, 카르복시기, 이소시아네이트기 등의 다른 화합물과 결합 가능한 관능기를 갖고 있어도 된다. 아크릴 수지의 수산기를 비롯하는 이들 관능기는, 후술하는 가교제(f)를 개재하여 다른 화합물과 결합하고 있어도 되고, 가교제(f)를 개재하지 않고 다른 화합물과 직접 결합하고 있어도 된다. 아크릴 수지가 상기 관능기에 의해 다른 화합물과 결합함으로써, 열경화성 필름의 응집력이 향상되어, 열경화성 필름의 물리적 안정성이 향상된다.
본 발명에 있어서는, 바인더(a)로서, 아크릴 수지 이외의 열가소성 수지(이하, 단순히 「열가소성 수지」라고 약기하는 경우가 있다)를, 아크릴 수지를 사용하지 않고 단독으로 사용해도 되고, 아크릴 수지와 병용해도 된다. 상기 열가소성 수지를 사용함으로써, 후술하는 픽업 공정에 있어서, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩의, 다이싱 시트 또는 지지 시트로부터의 분리가 보다 용이해지거나, 피착체의 요철면에 열경화성 필름이 추종되기 쉬워져, 피착체와 열경화성 필름 사이에 보이드 등의 발생이 보다 억제되는 경우가 있다.
상기 열가소성 수지의 중량 평균 분자량은 1000∼100000인 것이 바람직하고, 3000∼80000인 것이 보다 바람직하다.
상기 열가소성 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 -30∼150℃인 것이 바람직하고, -20∼120℃인 것이 보다 바람직하다.
상기 열가소성 수지로는 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 페녹시 수지, 폴리부텐, 폴리부타디엔, 폴리스티렌 등을 들 수 있다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 상기 열가소성 수지는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
수지 조성물에 있어서, 용매 이외의 모든 성분의 총 함유량에 대한 바인더(a)의 함유량의 비율은, 바인더(a)의 종류에 상관없이, 10∼40질량％인 것이 바람직하고, 10∼30질량％인 것이 보다 바람직하며, 10∼25질량％인 것이 더욱 바람직하다. 상기 비율이 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름의 구조가 보다 안정화된다. 상기 비율이 상기 상한값 이하임으로써, 바인더(a)를 사용함에 의한 효과와, 바인더(a) 이외의 성분을 사용함에 의한 효과의 밸런스를 폭넓게 조절할 수 있다.
이 내용은 열경화성 필름에 있어서의 열경화성 필름의 총 질량에 대한, 바인더(a)의 함유량의 비율이, 바인더(a)의 종류에 상관없이, 10∼40질량％인 것이 바람직하고, 10∼30질량％인 것이 보다 바람직하며, 10∼25질량％인 것이 더욱 바람직한 것과 동일한 의미이다.
이는 용매를 함유하는 수지 조성물로부터 용매를 제거하고, 수지막을 형성하는 과정에서는, 용매 이외의 성분의 양은 통상, 변화하지 않는 것에 기초하고 있으며, 수지 조성물과 수지막에서는 용매 이외의 성분끼리의 함유량의 비율은 동일하다. 이에, 본 명세서에 있어서는, 이후, 열경화성 필름의 경우에 한정하지 않고, 용매 이외의 성분의 함유량에 대해서는, 주로, 수지 조성물로부터 용매를 제거한 수지막에서의 함유량을 기재한다.
수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서, 바인더(a)의 총 함유량에 대한, 아크릴 수지의 함유량의 비율은 25∼100질량％인 것이 바람직하고, 예를 들면, 50∼100질량％, 70∼100질량％, 및 90∼100질량％ 중 어느 것이어도 된다. 상기 함유량의 비율이 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름의 그 보관시에 있어서의 안정성이 보다 높아진다.
＜에폭시 수지(b1)＞
에폭시 수지(b1)는 열경화제(b2)와 함께 에폭시계 열경화성 수지를 구성한다.
에폭시 수지(b1)로는 공지의 것을 들 수 있고, 예를 들면, 다관능계 에폭시 수지, 비페닐 화합물, 비스페놀A 디글리시딜에테르, 및 그 수첨물, o-크레졸노볼락형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페닐렌 골격형 에폭시 수지 등, 2관능 이상의 에폭시 화합물을 들 수 있다. 본 명세서에 있어서, 에폭시 수지(b1)란, 경화성을 갖는, 즉, 미경화 에폭시 수지를 의미한다.
에폭시 수지(b1)의 수평균 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 열경화성 필름의 경화성, 그리고 열경화성 필름의 열경화물의 강도 및 내열성의 점에서, 300∼30000인 것이 바람직하고, 400∼10000인 것이 보다 바람직하며, 500∼3000인 것이 특히 바람직하다.
에폭시 수지(b1)의 에폭시 당량은 100∼1000g/eq인 것이 바람직하고, 150∼800g/eq인 것이 보다 바람직하다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 에폭시 수지(b1)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
에폭시 수지(b1)는 상온에서 액상이어도 되고, 상온에서 고형이어도 된다.
열경화성 필름에 있어서의 열경화성 필름의 총 질량에 대한, 에폭시 수지(b1)의 함유량의 비율은 40∼70질량％인 것이 바람직하고, 45∼65질량％인 것이 보다 바람직하며, 50∼60질량％인 것이 특히 바람직하다.
열경화성 필름에 있어서의 열경화성 필름의 총 질량에 대한, 상기 상온에서 액상인 에폭시 수지(b1)의 함유량의 비율은, 2∼20질량％인 것이 바람직하고, 3∼18질량％인 것이 보다 바람직하며, 4∼16질량％인 것이 더욱 바람직하다. 상기 비율이 상기 하한값 이상임으로써, 저온에서의 열경화성 필름의 회로 형성면에 대한 접착이 보다 용이해진다. 상기 비율이 상기 상한값 이하임으로써, 열경화성 필름의 형상 안정성이 보다 높아진다.
＜열경화제(b2)＞
열경화제(b2)는 에폭시 수지(b1)에 대한 경화제이다. 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 조합은, 에폭시계 열경화성 수지(본 명세서에 있어서는, 「에폭시계 열경화성 수지(b)」라고 칭하는 경우가 있다)로서 기능한다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 에폭시계 열경화성 수지(b)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
열경화제(b2)로는 예를 들면, 1분자 중에 에폭시기와 반응할 수 있는 관능기를 2개 이상 갖는 화합물을 들 수 있다. 상기 관능기로는 예를 들면, 페놀성 수산기, 알코올성 수산기, 아미노기, 카르복시기, 산기가 무수물화된 기 등을 들 수 있고, 페놀성 수산기, 아미노기, 또는 산기가 무수물화된 기인 것이 바람직하며, 페놀성 수산기 또는 아미노기인 것이 보다 바람직하다.
열경화제(b2) 중, 페놀성 수산기를 갖는 페놀계 경화제로는 예를 들면, 다관능 페놀 수지, 비페놀, 노볼락형 페놀 수지, 디시클로펜타디엔형 페놀 수지, 아랄킬형 페놀 수지 등을 들 수 있다.
열경화제(b2) 중, 아미노기를 갖는 아민계 경화제로는 예를 들면, 디시안디아미드(DICY) 등을 들 수 있다.
열경화제(b2)는 불포화 탄화수소기를 갖고 있어도 된다.
불포화 탄화수소기를 갖는 열경화제(b2)로는 예를 들면, 페놀 수지의 수산기의 일부가, 불포화 탄화수소기를 갖는 기로 치환된 구조를 갖는 화합물, 페놀 수지의 방향 고리에, 불포화 탄화수소기를 갖는 기가 직접 결합한 구조를 갖는 화합물 등을 들 수 있다.
열경화제(b2)로서 페놀계 경화제를 사용하는 경우에는, 열경화성 필름의 접착력을 조절하는 것이 용이해지는 점에서, 열경화제(b2)의 연화점 또는 유리 전이 온도가 높은 것이 바람직하다.
열경화제(b2) 중, 예를 들면, 다관능 페놀 수지, 노볼락형 페놀 수지, 디시클로펜타디엔형 페놀 수지, 아랄킬형 페놀 수지 등의 수지 성분의 수평균 분자량은, 300∼30000인 것이 바람직하고, 400∼10000인 것이 보다 바람직하며, 500∼3000인 것이 특히 바람직하다.
열경화제(b2) 중, 예를 들면, 비페놀, 디시안디아미드 등의 비수지 성분의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 60∼500인 것이 바람직하다.
열경화제(b2)는 하기 식 (1)로 나타내는 o-크레졸형 노볼락 수지인 것이 바람직하다.
Figure pct00001
식 (1) 중, n은 1 이상의 정수이고, 예를 들면, 2 이상, 4 이상, 및 6 이상 중 어느 것이어도 된다.
n의 상한값은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, n이 10 이하인 o-크레졸형 노볼락 수지는, 그 제조 또는 입수가 보다 용이하다.
식 (1) 중, o-크레졸-디일기(-C6H4(-OH)(-CH3)-)끼리를 연결하고 있는 메틸렌기(-CH2-)의, 이들 o-크레졸-디일기에 대한 결합 위치는, 특별히 한정되지 않는다.
열경화제(b2)는 식 (1)로부터 명확한 바와 같이, 페놀 수지 중, 페놀성 수산기가 결합하고 있는 탄소 원자와 이웃하는 탄소 원자(벤젠 고리 골격을 구성하고 있는 탄소 원자)에 대해, 메틸기가 결합한 구조를 갖고 있고, 상기 페놀성 수산기의 근방에 입체 장해를 갖고 있는 것이 바람직하다. 열경화제(b2)는 이러한 입체 장해를 갖고 있음으로써, 그 보관 중의 반응성이 억제된다. 그리고, 이러한 열경화제(b2)를 사용함으로써, 열경화성 필름의 보관시에, 열경화성 필름의 함유 성분(예를 들면, 경화 가능한 성분)이 열경화제(b2)와 반응하는 것이 억제되어, 보관시의 열경화성 필름의 목적 외의 경화가 억제된다. 후술하는 경화 촉진제 복합체(y)를 사용한 효과에 더해, 이러한 열경화제(b2)를 사용한 효과에 의해, 보관 후의 상기 열경화성 필름을 사용한 경우에도, 다이싱 적성이 보다 양호하고, 신뢰성이 보다 높은 반도체 장치를 제조할 수 있다.
식 (1)로 나타내는 열경화제(b2)를 사용한 열경화성 필름은, 이와 같이, 그 보관시의 안정성이 높고, 실온하에서의 보관이 가능하며, 동일한 이유로, 수지 조성물도 그 보관시의 안정성이 높고, 실온하에서의 보관이 가능하다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 열경화제(b2)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
열경화성 필름에 있어서의 열경화성 필름의 총 질량에 대한, 열경화제(b2)의 함유량의 비율은 10∼45질량％인 것이 바람직하고, 15∼40질량％인 것이 보다 바람직하며, 20∼35질량％인 것이 더욱 바람직하다. 상기 비율이 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름의 경화가 보다 진행하기 쉬워진다. 상기 비율이 상기 상한값 이하임으로써, 열경화성 필름의 흡습률이 저감되어, 열경화성 필름을 사용하여 얻어진 반도체 패키지(반도체 장치)의 신뢰성이 보다 향상된다.
수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서, 열경화제(b2)의 총 함유량에 대한, 식 (1)로 나타내는 열경화제(b2)의 함유량의 비율([열경화성 필름에 있어서의 식 (1)로 나타내는 열경화제(b2)의 함유량(질량부)]／[열경화성 필름에 있어서의 식 (1)로 나타내는 열경화제(b2)와, 식 (1)로 나타나지 않는 열경화제(b2)의 총 함유량(질량부)]×100)은, 70질량％ 이상인 것이 바람직하고, 80질량％ 이상인 것이 보다 바람직하며, 90질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 비율이 상기 하한값 이상임으로써, 식 (1)로 나타내는 열경화제(b2)를 사용함에 의해 얻어지는 효과가, 보다 높아진다.
한편, 상기 비율은 100질량％ 이하이고, 100질량％여도 된다.
열경화성 필름에 있어서의 열경화성 필름의 총 질량에 대한, 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 총 함유량(에폭시계 열경화성 수지(b)의 함유량)의 비율은, 60∼85질량％인 것이 바람직하고, 65∼85질량％인 것이 보다 바람직하며, 70∼85질량％인 것이 더욱 바람직하다. 상기 비율이 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름의 접착 특성이 보다 향상된다. 상기 비율이 상기 상한값 이하임으로써, 열경화성 필름의 그 보관시의 안정성이 보다 높아진다.
수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서, 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 총 함유량은, 바인더(a)의 함유량 100질량부에 대해, 400질량부 이상인 것이 바람직하고, 420질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 435질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름의 열경화물의 내열성 및 접착력이 향상되어, 반도체 패키지(반도체 장치)의 신뢰성이 보다 높아진다.
수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서, 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 총 함유량은, 바인더(a)의 함유량 100질량부에 대해, 700질량부 이하인 것이 바람직하고, 예를 들면, 600질량부 이하 및 500질량부 이하 중 어느 것이어도 된다.
열경화성 필름의 열경화물의 내열성 및 접착력이 향상되어, 반도체 패키지(반도체 장치)의 신뢰성이 더욱 높아지는 점에서는, 열경화제(b2)의 연화점은 예를 들면, 64∼130℃, 68∼130℃, 72∼130℃, 및 76∼130℃ 이하 중 어느 것이어도 되고, 60∼120℃, 60∼110℃, 60∼100℃, 및 60∼90℃ 중 어느 것이어도 되며, 64∼120℃, 68∼110℃, 72∼110℃, 및 76∼90℃ 중 어느 것이어도 된다.
바인더(a) 및 에폭시계 열경화성 수지(b)를 함유하는 열경화성 필름은, 열경화성을 갖고 있고, 추가로 감압 접착성을 갖는 것이 바람직하다. 열경화성 및 감압 접착성을 함께 갖는 열경화성 필름은, 미경화 상태에서는 각종 피착체에 가볍게 가압함으로써 첩부할 수 있다. 또한, 열경화성 필름은 가열하여 연화시킴으로써, 각종 피착체에 첩부 가능해도 된다. 열경화성 필름은 경화에 의해 최종적으로는 내충격성이 높은 열경화물이 되고, 이 열경화물은 엄격한 고온 및 고습도 조건하에 있어서도 충분한 접착 특성을 유지할 수 있다.
＜경화 촉진제(c)＞
경화 촉진제(c)는 수지 조성물 및 열경화성 필름의 경화 속도를 조절하기 위한 성분이다.
상기 열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제(c)는 후술하는 층상 화합물(z)에 담지되어, 경화 촉진제 복합체(y)를 형성하고 있다. 즉, 열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제(c)는 경화 촉진제 복합체(y)로서 존재하고 있다.
경화 촉진제(c)는 상온에서 액상인 것, 또는 상온에서 고체이고, 수용성을 갖는 것이 바람직하다.
바람직한 경화 촉진제(c)로는 예를 들면, 트리에틸아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸아미노에탄올, 트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3차 아민; 헥사메틸렌디아민 등의 1차 아민; 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등의 이미다졸류(1개 이상의 수소 원자가 수소 원자 이외의 기로 치환된 이미다졸); 트리부틸포스핀, 디페닐포스핀, 트리페닐포스핀 등의 유기 포스핀류(1개 이상의 수소 원자가 유기기로 치환된 포스핀) 등을 들 수 있다.
경화 촉진제(c)인 바람직한 아민으로는, 3차 아민을 들 수 있다.
경화 촉진제(c)인 바람직한 아민으로는, 1분자 중에 아미노기 또는 치환 아미노기를 합계로 2개 이상 갖는 다관능 아민도 들 수 있다. 앞서 예시한 경화 촉진제(c) 중, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 헥사메틸렌디아민은 다관능 아민이다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는(수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서 배합되어 있는) 경화 촉진제(c)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제(c)의 배합량은, 열경화성 필름의 총 질량 100g에 대해, 400μmol 이상인 것이 바람직하고, 500μmol 이상인 것이 보다 바람직하며, 예를 들면, 700μmol 이상, 1000μmol 이상, 및 1300μmol 이상 중 어느 것이어도 된다. 상기 배합량이 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름의 열경화물의 접착력이 보다 높아진다.
본 명세서에 있어서, 열경화성 필름에 있어서의 열경화성 필름의 총 질량 100g에 대한, 경화 촉진제(c)의 배합량은, 수지 조성물에 있어서의 용매 이외의 모든 성분의 총 배합량 100g에 대한, 경화 촉진제(c)의 배합량과 동일하다.
열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제(c)의 배합량은 열경화성 필름의 총 질량 100g에 대해, 3000μmol 이하인 것이 바람직하고, 2000μmol 이하인 것이 보다 바람직하며, 1600μmol 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 배합량이 상기 상한값 이하임으로써, 보관시의 열경화성 필름의 목적 외의 경화가 보다 억제된다.
열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제(c)의 배합량은 열경화성 필름의 총 질량 100g에 대해, 400∼3000μmol이어도 되고, 400∼2000μmol 및 400∼1600μmol 중 어느 것이어도 되며, 500∼3000μmol, 700∼3000μmol, 및 1000∼3000μmol 중 어느 것이어도 되고, 500∼2000μmol 및 700∼1600μmol 중 어느 것이어도 된다. 단, 이들은 경화 촉진제(c)의 상기 배합량의 일 예이다.
＜층상 화합물(z)＞
층상 화합물(z)은 층상 화합물(z)이 형성하는 층 사이에, 경화 촉진제(c)를 담지한다. 이 층상 화합물(z)이 형성하는 층 사이에서의 경화 촉진제(c)의 담지에는, 경화 촉진제(c)의 인터칼레이션도 포함된다.
상기 열경화성 필름에 있어서, 층상 화합물(z)은 경화 촉진제(c)를 담지하여, 경화 촉진제 복합체(y)를 형성하고 있다.
층상 화합물(z)로는 예를 들면, 층상의 금속 인산염, 층상의 금속 산화물, 층상의 복수 산화물, 층상의 금속 칼코겐화물 등을 들 수 있다. 이들 층상 화합물(z)은 「Solid State Ionics, Volume 22, Issue 1, December 1986, Pages 43-51」에도 예시되어 있다.
일반적인 층상 화합물로는, 스멕타이트족(몬모릴로나이트, 사포나이트 등), 카올린족 등의 층상의 점토광물·규산염류도 들 수 있지만, 이들 점토광물·규산염류는 층상 화합물(z)에 포함되지 않는다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 층상 화합물(z)은, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
층상 화합물(z)은 층상의 금속 인산염인 것이 바람직하다.
층상의 금속 인산염으로는 예를 들면, 인산지르코늄, 인산티탄 등의 4가 금속의 산성인산염; 삼인산이수소알루미늄이수화물(본 명세서에 있어서는, 단순히 「인산알루미늄」이라고 칭하는 경우가 있다) 등을 들 수 있다.
4가 금속의 산성인산염은 식 「M4(HPO4)2·nH2O(식 중, M4는 4가 금속이고, n은 0, 1 또는 2이다)」으로 나타낸다.
4가 금속의 산성인산염으로는, 일수화물(n=1)의 α형 인산염, 이수화물(n=2)의 γ형 인산염 등을 들 수 있다.
삼인산이수소알루미늄이수화물(인산알루미늄)은 식 「AlH2P3O10·2H2O」으로 나타낸다.
층상 화합물(z)은 인산지르코늄 또는 인산알루미늄인 것이 바람직하고, 인산지르코늄인 것이 보다 바람직하다.
인산지르코늄은 α형 인산지르코늄인 것이 바람직하다.
○경화 촉진제 복합체(y)
경화 촉진제 복합체(y)는 층상 화합물(z)이 경화 촉진제(c)를 담지하여 구성되어 있다.
열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제(c)는 층상 화합물(z)에 담지되어 있기 때문에, 열경화성 필름의 보관시에 있어서는, 경화 촉진제(c)의 열경화제(b2)에 대한 작용이 억제된다. 그 결과, 보관시의 열경화성 필름의 목적 외의 경화가 억제된다. 그리고, 보관 후의 열경화성 필름을 사용한 경우에도, 다이싱 적성이 양호하고, 신뢰성이 높은 반도체 장치를 제조할 수 있다.
열경화성 필름이 경화 촉진제 복합체(y)를 형성하고 있지 않은 층상 화합물(z) 및 경화 촉진제(c)를 함유하고 있어도, 본 발명의 효과는 얻어지지 않고, 본 발명의 효과를 얻기 위해서는, 열경화성 필름이 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하고 있을 필요가 있다.
경화 촉진제 복합체(y)는 예를 들면, 층상 화합물(z), 경화 촉진제(c), 및 용매 성분을 배합함으로써, 제조할 수 있다.
배합하는 용매 성분은 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
바람직한 용매 성분으로는 예를 들면, 물을 들 수 있다.
층상 화합물(z), 경화 촉진제(c), 및 용매 성분은, 모두 별도로 배합해도 되고, 층상 화합물(z) 및 용매 성분의 혼합물과, 경화 촉진제(c)를 배합해도 되며, 층상 화합물(z)과, 경화 촉진제(c), 및 용매 성분의 혼합물을 배합해도 되고, 층상 화합물(z) 및 용매 성분의 혼합물과, 경화 촉진제(c) 및 용매 성분의 혼합물을 배합해도 된다.
층상 화합물(z), 경화 촉진제(c), 및 용매 성분의 배합의 도중에서 얻어지는 중간 배합물과, 이들을 모두 배합하여 얻어진 배합물은, 공지의 방법으로 교반하는 것이 바람직하다.
상기 중간 배합물 및 배합물의 교반은 예를 들면, 15∼35℃의 온도 조건하에서 행해도 된다.
상기 배합물의 교반 시간은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 1∼168시간이어도 된다.
교반 후의 상기 배합물은 예를 들면, 15∼35℃의 온도 조건하에서 일정 시간 정치해도 된다.
상기 배합물의 교반 후, 취출된 목적물(경화 촉진제 복합체(y)의 조생성물)은 용매 성분으로 세정하는 것이 바람직하다. 얻어진 세정물을 건조시킴으로써, 고순도의 경화 촉진제 복합체(y)가 얻어진다.
세정에 사용하는 용매 성분은 예를 들면, 물이어도 되고, 유기 용매여도 되며, 물 및 유기 용매의 혼합물인 혼합 용매여도 된다.
세정에 사용하는 유기 용매는 알코올인 것이 바람직하고, 메탄올인 것이 보다 바람직하다.
세정에 사용하는 용매 성분은 경화 촉진제(c)가 용해 가능한 것이 바람직하다.
예를 들면, 상온에서 액상인 경화 촉진제(c)를 단독으로, 또는 상온에서 액상인지 고체인지에 상관없이 수용성 경화 촉진제(c)를 수용액으로서, 층상 화합물(z)의 수분산체에 첨가함으로써, 상기 배합물로서, 경화 촉진제 복합체(y)의 수분산체가 얻어지기 쉽다.
혹은, 상온에서 액상인지 고체인지에 상관없이 수용성 경화 촉진제(c)를 수용액으로서, 이 수용액에, 층상 화합물(z)을 첨가함에 의해서도, 상기 배합물로서, 경화 촉진제 복합체(y)의 수분산체가 얻어지기 쉽다.
이러한 수분산체로부터는, 고액 분리에 의해, 경화 촉진제 복합체(y)를 간단하게 취출할 수 있고, 경화 촉진제 복합체(y)를 단순한 공정으로 얻을 수 있다. 얻어진 경화 촉진제 복합체(y)는 용매 성분(예를 들면, 물, 상기 유기 용매, 또는 상기 혼합 용매)으로 세정함으로써, 보다 고순도가 된다.
경화 촉진제(c)의 배합량은 층상 화합물(z)의 배합량에 대해, 0.7∼1.3질량배인 것이 바람직하고, 0.9∼1.1질량배여도 된다.
용매 성분의 배합량은 경화 촉진제(c) 및 층상 화합물(z)의 합계 배합량에 대해, 7∼13질량배인 것이 바람직하고, 9∼11질량배여도 된다.
단, 여기에 나타내는 층상 화합물(z), 경화 촉진제(c), 및 용매 성분의 배합량은 일 예이다.
층상 화합물(z)의 층간 거리는 전형적으로는, 용매 성분 중에서는, 용매 성분과의 혼합 전보다 확장되고 있다. 이 상태로, 층상 화합물(z)과 경화 촉진제(c)가 공존하면, 수소 결합 등의 분자 사이의 상호 작용에 의해, 층상 화합물(z)의 층간에, 경화 촉진제(c)가 인입하고, 경화 촉진제(c)가 층상 화합물(z)에 의해 담지되어, 경화 촉진제 복합체(y)가 형성된다. 단리되고 건조된 경화 촉진제 복합체(y)에서는, 층상 화합물(z)의 층간 거리는 용매 성분과의 혼합 전의 경우보다 증대하고 있으며, 경화 촉진제(c)가 층상 화합물(z)에 의해 담지된 구조가 유지된다. 보관시의 열경화성 필름 중에서는, 이러한 경화 촉진제 복합체(y)가 안정적으로 존재하고, 경화 촉진제(c)의 열경화제(b2)에 대한 작용이 억제된다.
한편, 열경화성 필름의 가열시에는, 층상 화합물(z)의 분자와 경화 촉진제(c)의 분자는 각각 움직임이 활발해져, 층상 화합물(z)의 층간 거리가 더욱 확장되고, 상술한 수소 결합 등의 분자 사이의 상호 작용이 해소되거나 또는 약해진다. 그리고, 경화 촉진제(c)가 층상 화합물(z)에 의해 담지되지 않게 되고, 열경화제(b2)에 작용하거나, 또는, 거리가 확장되고 있는 층상 화합물(z)의 층간에 열경화제(b2)가 인입하며, 이 열경화제(b2)에 경화 촉진제(c)가 작용함으로써, 열경화성 필름의 목적으로 하는 경화가 진행한다고 추측된다. 단, 그 동안, 경화 촉진제 복합체(y) 중의 모든 경화 촉진제(c)가 동일한 거동을 나타낸다고는 한정할 수 없다.
수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제 복합체(y)의 함유량은 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 총 함유량(에폭시계 열경화성 수지(b)의 함유량) 100질량부에 대해, 0.25질량부 이상인 것이 바람직하고, 예를 들면, 0.35질량부 이상 및 0.45질량부 이상 중 어느 것이어도 된다. 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름은 그 최종적인 경화시에, 보다 높은 경화도를 나타내고, 열경화성 필름을 사용하여 얻어진 반도체 장치의 신뢰성이 보다 높아진다. 또한, 열경화성 필름의 다이싱 적성이 보다 양호해진다.
수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제 복합체(y)의 함유량은, 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 총 함유량 100질량부에 대해, 1.7질량부 이하인 것이 바람직하고, 1.2질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 예를 들면, 0.7질량부 이하여도 된다. 상기 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 열경화성 필름은, 그 보관시에 목적 외의 경화가 보다 억제된다. 또한, 열경화성 필름의 다이싱 적성이 보다 양호해진다.
수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제 복합체(y)의 함유량은, 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 총 함유량 100질량부에 대해, 0.25∼1.7질량부, 0.25∼1.2질량부, 및 0.25∼0.7질량부 중 어느 것이어도 되고, 0.35∼1.7질량부, 0.35∼1.2질량부, 및 0.35∼0.7질량부 중 어느 것이어도 되며, 0.45∼1.7질량부, 0.45∼1.2질량부, 및 0.45∼0.7질량부 중 어느 것이어도 된다. 단, 이들은 경화 촉진제 복합체(y)의 상기 함유량의 일 예이다.
수지 조성물 및 열경화성 필름은 열경화성 필름의 각종 물성을 개량하기 위해, 바인더(a), 에폭시 수지(b1), 열경화제(b2), 및 경화 촉진제 복합체(y) 이외에, 추가로 필요에 따라, 이들 중 어느 것에도 해당하지 않는 다른 성분을 함유하고 있어도 된다.
열경화성 필름이 함유하는 상기 다른 성분으로는 예를 들면, 경화 촉진제(c), 층상 화합물(z), 충전재(d), 커플링제(e), 가교제(f), 에너지선 경화성 수지(g), 광중합 개시제(h), 범용 첨가제(i) 등을 들 수 있다.
열경화성 필름은 경화 촉진제 복합체(y)와는 별도로, 경화 촉진제 복합체(y)를 형성하고 있지 않은 경화 촉진제(c) 및 층상 화합물(z) 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하고 있어도 되고, 함유하고 있지 않아도 된다.
이들 중에서도, 바람직한 상기 다른 성분으로는 커플링제(e), 가교제(f)를 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「에너지선」이란, 전자파 또는 하전 입자선 중에서 에너지 양자를 갖는 것을 의미하고, 그 예로는, 자외선, 방사선, 전자선 등을 들 수 있다.
자외선은 예를 들면, 자외선원으로서 고압 수은 램프, 퓨전 램프, 크세논 램프, 블랙 라이트, 또는 LED 램프 등을 사용함으로써 조사할 수 있다. 전자선은 전자선 가속기 등에 의해 발생시킨 것을 조사할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「에너지선 경화성」이란, 에너지선을 조사함으로써 경화하는 성질을 의미하고, 「비에너지선 경화성」이란, 에너지선을 조사해도 경화하지 않는 성질을 의미한다.
＜충전재(d)＞
열경화성 필름은 충전재(d)를 함유함으로써, 그 열팽창 계수의 조정이 용이해지고, 이 열팽창 계수를 열경화성 필름의 첩부 대상물에 대해 최적화함으로써, 열경화성 필름을 사용하여 얻어진 패키지의 신뢰성이 보다 향상된다. 또한, 열경화성 필름이 충전재(d)를 함유함으로써, 경화 후의 열경화성 필름의 흡습률을 저감하거나, 방열성을 향상시킬 수도 있다.
충전재(d)는 유기 충전재 및 무기 충전재 중 어느 것이어도 되지만, 무기 충전재인 것이 바람직하다.
바람직한 무기 충전재로는 예를 들면, 실리카, 알루미나, 탤크, 탄산칼슘, 티탄 화이트, 벵갈라, 탄화규소, 질화붕소 등의 분말; 이들 무기 충전재를 구형화한 비즈; 이들 무기 충전재의 표면 개질품; 이들 무기 충전재의 단결정 섬유; 유리 섬유 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 무기 충전재는 실리카 또는 알루미나인 것이 바람직하다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 충전재(d)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
＜커플링제(e)＞
열경화성 필름은 커플링제(e)를 함유함으로써, 그 피착체에 대한 접착성 및 밀착성이 향상된다. 또한, 열경화성 필름이 커플링제(e)를 함유함으로써, 그 경화물은 내열성을 저해하지 않고, 내수성이 향상된다. 커플링제(e)는 무기 화합물 또는 유기 화합물과 반응 가능한 관능기를 갖는다.
커플링제(e)는 바인더(a), 에폭시계 열경화성 수지(b) 등이 갖는 관능기와 반응 가능한 관능기를 갖는 화합물인 것이 바람직하고, 실란 커플링제인 것이 보다 바람직하다.
바람직한 상기 실란 커플링제로는 예를 들면, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시메틸디에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸아미노)프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸아미노)프로필메틸디에톡시실란, 3-(페닐아미노)프로필트리메톡시실란, 3-아닐리노프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설판, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 이미다졸실란, 올리고머형 또는 폴리머형 오르가노실록산 등을 들 수 있다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 커플링제(e)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
커플링제(e)를 사용하는 경우, 수지 조성물 및 열경화성 필름에 있어서, 커플링제(e)의 함유량은, 바인더(a) 및 에폭시계 열경화성 수지(b)의 총 함유량(바인더(a), 에폭시 수지(b1), 및 열경화제(b2)의 총 함유량) 100질량부에 대해, 0.03∼20질량부인 것이 바람직하고, 0.05∼10질량부인 것이 보다 바람직하며, 0.1∼5질량부인 것이 더욱 바람직하다. 커플링제(e)의 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 충전재(d)의 수지에 대한 분산성의 향상이나, 열경화성 필름의 피착체와의 접착성의 향상 등, 커플링제(e)를 사용함에 의한 효과가 보다 현저히 얻어진다. 커플링제(e)의 상기 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 아웃 가스의 발생이 보다 억제된다.
＜가교제(f)＞
바인더(a)로서, 상술한 아크릴 수지 등의, 다른 화합물과 결합 가능한 비닐기, (메타)아크릴로일기, 아미노기, 수산기, 카르복시기, 이소시아네이트기 등의 관능기를 갖는 것을 사용하는 경우, 수지 조성물 및 열경화성 필름은 가교제(f)를 함유하고 있어도 된다. 가교제(f)는 바인더(a) 중의 상기 관능기를 다른 화합물과 결합시켜 가교하기 위한 성분이고, 이와 같이 가교함으로써, 열경화성 필름의 초기 접착력 및 응집력을 조절할 수 있다.
가교제(f)로는 예를 들면, 유기 다가 이소시아네이트 화합물, 유기 다가 이민 화합물, 금속 킬레이트계 가교제(금속 킬레이트 구조를 갖는 가교제), 아지리딘계 가교제(아지리디닐기를 갖는 가교제) 등을 들 수 있다.
상기 유기 다가 이소시아네이트 화합물로는, 예를 들면, 방향족 다가 이소시아네이트 화합물, 지방족 다가 이소시아네이트 화합물, 및 지환족 다가 이소시아네이트 화합물(이하, 이들 화합물을 포괄하여 「방향족 다가 이소시아네이트 화합물 등」으로 약기하는 경우가 있다); 상기 방향족 다가 이소시아네이트 화합물 등의 삼량체, 이소시아누레이트체, 및 어덕트체; 상기 방향족 다가 이소시아네이트 화합물 등과 폴리올 화합물을 반응시켜 얻어지는 말단 이소시아네이트 우레탄 프리폴리머 등을 들 수 있다. 상기 「어덕트체」는 상기 방향족 다가 이소시아네이트 화합물, 지방족 다가 이소시아네이트 화합물, 또는 지환족 다가 이소시아네이트 화합물과, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 또는 피마자유 등의 저분자 활성 수소 함유 화합물의 반응물을 의미한다. 상기 어덕트체의 예로는, 트리메틸올프로판의 톨릴렌디이소시아네이트 부가물, 트리메틸올프로판의 자일릴렌디이소시아네이트 부가물 등을 들 수 있다. 또한, 「말단 이소시아네이트 우레탄 프리폴리머」란, 우레탄 결합을 가짐과 함께, 분자의 말단부에 이소시아네이트기를 갖는 프리폴리머를 의미한다.
상기 유기 다가 이소시아네이트 화합물로서, 보다 구체적으로는, 예를 들면, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트; 2,6-톨릴렌디이소시아네이트; 1,3-자일릴렌디이소시아네이트; 1,4-자일렌디이소시아네이트; 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트; 디페닐메탄-2,4'-디이소시아네이트; 3-메틸디페닐메탄디이소시아네이트; 헥사메틸렌디이소시아네이트; 이소포론디이소시아네이트; 디시클로헥실메탄-4,4'-디이소시아네이트; 디시클로헥실메탄-2,4'-디이소시아네이트; 트리메틸올프로판 등의 폴리올의 전부 또는 일부의 수산기에, 톨릴렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 및 자일릴렌디이소시아네이트 중 어느 1종 또는 2종 이상이 부가된 화합물; 리신디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 유기 다가 이민 화합물로는 예를 들면, N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복시아미드), 트리메틸올프로판-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, 테트라메틸올메탄-트리-β-아지리디닐프로피오네이트, N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복시아미드)트리에틸렌멜라민 등을 들 수 있다.
가교제(f)로서 유기 다가 이소시아네이트 화합물을 사용하는 경우, 바인더(a)로는, 수산기 함유 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 가교제(f)가 이소시아네이트기를 갖고, 바인더(a)가 수산기를 갖는 경우, 가교제(f)와 바인더(a)의 반응에 의해, 열경화성 필름에 가교 구조를 간편하게 도입할 수 있다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 가교제(f)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
가교제(f)를 사용하는 경우, 수지 조성물에 있어서, 가교제(f)의 함유량은, 바인더(a)의 함유량 100질량부에 대해, 0.01∼20질량부인 것이 바람직하고, 0.1∼10질량부인 것이 보다 바람직하며, 0.3∼5질량부인 것이 더욱 바람직하다. 가교제(f)의 상기 함유량이 상기 하한값 이상임으로써, 가교제(f)를 사용함에 의한 효과가 보다 현저히 얻어진다. 가교제(f)의 상기 함유량이 상기 상한값 이하임으로써, 가교제(f)의 과잉 사용이 억제된다.
＜에너지선 경화성 수지(g)＞
수지 조성물 및 열경화성 필름이, 에너지선 경화성 수지(g)를 함유하고 있음으로써, 열경화성 필름은 에너지선의 조사에 의해, 그 특성을 변화시킬 수 있다.
에너지선 경화성 수지(g)는 에너지선 경화성 화합물로부터 얻어진 것이다.
상기 에너지선 경화성 화합물로는 예를 들면, 분자 내에 적어도 1개의 중합성 이중 결합을 갖는 화합물을 들 수 있고, (메타)아크릴로일기를 갖는 아크릴레이트계 화합물이 바람직하다.
수지 조성물이 함유하는 에너지선 경화성 수지(g)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
에너지선 경화성 수지(g)를 사용하는 경우, 수지 조성물에 있어서, 수지 조성물의 총 질량에 대한, 에너지선 경화성 수지(g)의 함유량의 비율은 1∼95질량％인 것이 바람직하고, 예를 들면, 5∼90질량％ 및 10∼85질량％ 중 어느 것이어도 된다.
＜광중합 개시제(h)＞
수지 조성물 및 열경화성 필름은 에너지선 경화성 수지(g)를 함유하는 경우, 에너지선 경화성 수지(g)의 중합 반응을 효율적으로 진행하기 위해, 광중합 개시제(h)를 함유하고 있어도 된다.
광중합 개시제(h)로는 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조인벤조산, 벤조인벤조산메틸, 벤조인디메틸케탈 등의 벤조인 화합물; 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온 등의 아세토페논 화합물; 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드 화합물; 벤질페닐설피드, 테트라메틸티우람모노설피드 등의 설피드 화합물; 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 α-케톨 화합물; 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조 화합물; 티타노센 등의 티타노센 화합물; 티옥산톤 등의 티옥산톤 화합물; 퍼옥사이드 화합물; 디아세틸 등의 디케톤 화합물; 벤질; 디벤질; 벤조페논; 2,4-디에틸티옥산톤; 1,2-디페닐메탄; 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로파논; 1-클로로안트라퀴논, 2-클로로안트라퀴논 등의 퀴논 화합물 등을 들 수 있다.
광중합 개시제(h)로는 예를 들면, 아민 등의 광증감제 등도 들 수 있다.
수지 조성물이 함유하는 광중합 개시제(h)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
광중합 개시제(h)를 사용하는 경우, 수지 조성물에 있어서, 광중합 개시제(h)의 함유량은 에너지선 경화성 수지(g)의 함유량 100질량부에 대해, 0.1∼20질량부인 것이 바람직하고, 1∼10질량부인 것이 보다 바람직하며, 2∼5질량부인 것이 더욱 바람직하다.
＜범용 첨가제(i)＞
범용 첨가제(i)는 공지의 것이어도 되고, 목적에 따라 임의로 선택할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 범용 첨가제(i)로는 예를 들면, 가소제, 대전 방지제, 산화 방지제, 착색제(염료, 안료), 게터링제 등을 들 수 있다.
수지 조성물 및 열경화성 필름이 함유하는 범용 첨가제(i)는, 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
수지 조성물 및 열경화성 필름의 범용 첨가제(i)의 함유량은, 특별히 한정되지 않고, 목적에 따라 적절히 선택하면 된다.
＜용매＞
수지 조성물은 추가로 용매를 함유하는 것이 바람직하다. 용매를 함유하는 수지 조성물은 취급성이 양호해진다.
상기 용매는 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 것으로는 예를 들면, 톨루엔, 자일렌 등의 탄화수소; 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 이소부틸알코올(2-메틸프로판-1-올), 1-부탄올 등의 알코올; 초산에틸 등의 에스테르; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤; 테트라히드로푸란 등의 에테르; 디메틸포름아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드(아미드 결합을 갖는 화합물) 등을 들 수 있다.
수지 조성물이 함유하는 용매는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
수지 조성물이 함유하는 용매는 수지 조성물 중의 함유 성분을 보다 균일하게 혼합할 수 있는 점에서, 메틸에틸케톤 등인 것이 바람직하다.
수지 조성물의 용매의 함유량은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 용매 이외의 성분의 종류에 따라 적절히 선택하면 된다.
＜수지 조성물의 제조 방법＞
수지 조성물은 이를 구성하기 위한 각 성분을 배합함으로써 얻어진다.
각 성분의 배합시에 있어서의 첨가 순서는 특별히 한정되지 않고, 2종 이상의 성분을 동시에 첨가해도 된다.
용매를 사용하는 경우에는, 용매를 용매 이외의 어느 배합 성분과 혼합하여 이 배합 성분을 미리 희석해 둠으로써 사용해도 되고, 용매 이외의 어느 배합 성분을 미리 희석해 두지 않고, 용매를 이들 배합 성분과 혼합함으로써 사용해도 된다.
배합시에 각 성분을 혼합하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 교반자 또는 교반 날개 등을 회전시켜 혼합하는 방법; 믹서를 이용하여 혼합하는 방법; 초음파를 가하여 혼합하는 방법 등, 공지의 방법으로부터 적절히 선택하면 된다.
각 성분의 첨가 및 혼합시의 온도와 시간은 각 배합 성분이 열화되지 않는 한 특별히 한정되지 않으며, 적절히 조절하면 되지만, 온도는 15∼30℃인 것이 바람직하다.
도 2는 본 실시형태의 열경화성 필름의 일 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 이후의 도면에 있어서, 이미 설명된 도면에 나타내는 것과 동일한 구성요소에는, 그 설명된 도면의 경우와 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2에 나타내는 열경화성 필름(13)은 그 한쪽 면(본 명세서에 있어서는, 「제1 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(13a) 상에 제1 박리 필름(151)을 구비하고, 상기 제1 면(13a)과는 반대측의 다른 쪽 면(본 명세서에 있어서는, 「제2 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(13b) 상에 제2 박리 필름(152)을 구비하고 있다.
이러한 열경화성 필름(13)은 예를 들면, 롤 형상으로 보관하는데 바람직하다.
제1 박리 필름(151) 및 제2 박리 필름(152)은 모두 공지의 것이어도 된다.
제1 박리 필름(151) 및 제2 박리 필름(152)은 서로 동일한 것이어도 되고, 예를 들면, 열경화성 필름(13)으로부터 박리시킬 때 필요한 박리력이 서로 상이한 등, 서로 상이한 것이어도 된다.
도 2에 나타내는 열경화성 필름(13)에 있어서는, 제1 박리 필름(151) 및 제2 박리 필름(152)이 모두 제거되어 생긴 노출면의 한쪽이 반도체 웨이퍼에 대한 첩부면이 되고, 다른 쪽은 예를 들면, 기판에 대한 첩부면이어도 된다. 예를 들면, 상기 제1 면(13a)이 반도체 웨이퍼에 대한 첩부면인 경우에는, 상기 제2 면(13b)이 기판에 대한 첩부면이어도 된다.
도 2에 있어서는, 박리 필름이 열경화성 필름(13)의 양면(제1 면(13a), 제2 면(13b))에 형성되어 있는 예를 나타내고 있지만, 박리 필름은 열경화성 필름(13) 중 어느 한쪽 면만, 즉, 제1 면(13a)에만, 또는 제2 면(13b)에만 형성되어 있어도 된다.
열경화성 필름은 1층(단층)으로 이루어지는 것이어도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어지는 것이어도 되며, 복수층으로 이루어지는 경우, 이들 복수층은 서로 동일해도 상이해도 되고, 이들 복수층의 조합은 특별히 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서는, 열경화성 필름의 경우에 한정하지 않고, 「복수층이 서로 동일해도 상이해도 된다」란, 「모든 층이 동일해도 되고, 모든 층이 상이해도 되며, 일부의 층만이 동일해도 된다」는 것을 의미하며, 또한 「복수층이 서로 상이하다」란, 「각 층의 구성 재료 및 두께 중 적어도 한쪽이 서로 상이하다」는 것을 의미한다.
열경화성 필름의 두께는 목적에 따라 임의로 설정할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 열경화성 필름의 두께는 예를 들면, 2∼100㎛, 2∼70㎛, 2∼40㎛, 및 3∼25㎛ 중 어느 것이어도 된다. 열경화성 필름의 두께가 상기 하한값 이상임으로써, 열경화성 필름은 피착체에 대해 보다 높은 접착력을 나타냄과 함께, 보다 높은 두께의 정밀도로 제조할 수 있다. 열경화성 필름의 두께가 상기 상한값 이하인 경우에는, 예를 들면, 후술하는 상기 수지 조성물을 필요로 되는 두께로 도공했을 때, 용매의 휘발량을 저감할 수 있다. 또한, 이러한 두께의 열경화성 필름은 근래의 박형 반도체 장치에 대한 적성이 높다.
여기서, 「열경화성 필름의 두께」란, 열경화성 필름 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수층으로 이루어지는 열경화성 필름의 두께란, 열경화성 필름을 구성하는 모든 층의 합계 두께를 의미한다.
본 명세서에 있어서는, 열경화성 필름의 경우에 한정하지 않고, 「두께」란, 특별히 언급이 없는 한, 대상물에 있어서 무작위로 선출된 5개소에서 측정한 두께의 평균으로 나타내는 값이며, JIS K7130에 준거하여, 정압 두께 측정기를 이용하여 취득할 수 있다.
＜열경화성 필름의 용도＞
본 실시형태의 열경화성 필름은 예를 들면, 필름형 접착제, 또는 반도체 웨이퍼의 이면에 보호막을 형성하기 위한 보호막 형성 필름으로서 바람직하다.
상기 필름형 접착제는 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩의 회로 형성면과는 반대측 면(이면)에 형성된다. 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 이면에 형성된 필름형 접착제를 구비한 필름형 접착제가 형성된 반도체 칩은, 필름형 접착제에 의해, 리드 프레임이나 유기 기판 등에 접착(다이 본딩)된다. 필름형 접착제는 다이싱 시트에 적층되어, 다이싱 공정에서 다이싱 다이 본딩 시트로서 사용되는 경우도 있다. 이 경우, 필름형 접착제는 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부되고, 반도체 웨이퍼의 다이싱시에 동시에, 반도체 칩을 따라 절단되며, 반도체 칩과 함께 다이싱 시트로부터 분리되어 픽업된다. 필름형 접착제는 리드 프레임이나 유기 기판 등에 대한 반도체 칩의 접착에 이용된 후, 최종적으로는 열경화되어 경화물이 된다.
상기 보호막 형성 필름도, 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩의 회로 형성면과는 반대측 면(이면)에 형성된다. 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩의 회로 형성면 상에, 범프 등의 돌출형 전극이 형성된 반도체 웨이퍼는, 반도체 칩으로 분할되고, 그 돌출형 전극이 회로 기판 상의 접속 패드에 접속됨으로써, 상기 회로 기판에 탑재된다. 이러한 반도체 웨이퍼 또는 반도체 칩에 있어서는, 크랙의 발생 등의 파손을 억제하기 위해, 회로 형성면과는 반대측 면(이면)이, 보호막으로 보호되는 경우가 있다. 열경화성 필름은 이 보호막을 형성하기 위한 보호막 형성 필름으로서도 바람직하다. 이 경우, 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 이면에 형성된 보호막 형성 필름을 구비한 보호막 형성 필름이 형성된 반도체 칩이 사용된다. 보호막 형성 필름도, 다이싱 시트에 적층되어, 다이싱 공정에서 사용되는 경우가 있다. 보호막 형성 필름은 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부되고, 반도체 웨이퍼의 다이싱시에 동시에, 반도체 칩을 따라 절단되며, 반도체 칩과 함께(보호막 형성 필름이 형성된 반도체 칩으로서) 다이싱 시트로부터 분리되어 픽업된다. 열경화성 필름은 최종적으로는 열경화되어 경화물인 보호막이 된다.
본 실시형태의 바람직한 열경화성 필름의 일 예로는, 크기가 2㎜×2㎜이고 두께가 20㎛인 상기 열경화성 필름의 경화물과, 상기 경화물의 한쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 300㎛인 구리판과, 상기 경화물의 다른 쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 350㎛인 실리콘 칩을 구비하고 있으며, 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면이 정렬되어 구성된 제1 시험편을 제작하고, 상기 구리판을 고정한 상태로, 상기 제1 시험편 중의 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면의 정렬된 부위에 대해, 동시에, 상기 경화물의 한쪽 면에 대해 평행한 방향으로, 200㎛/sec의 속도로 힘을 가했을 때, 상기 경화물이 파괴되거나, 상기 경화물이 상기 구리판으로부터 박리되거나, 또는, 상기 경화물이 상기 실리콘 칩으로부터 박리될 때까지 가해진 상기 힘의 최대값인 전단 강도가, 100N/2㎜□ 이상이며,
상기 열경화성 필름의 경화물이, 상기 열경화성 필름을 160℃에서 1시간 가열 처리함으로써 얻어진 열경화물이고,
5℃에서 168시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제2 시험편을 제작하며, 상기 제2 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제2 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하고, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제2 시험편의 용융 점도 V0를 측정하며, 40℃에서 504시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제3 시험편을 제작하고, 상기 제3 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제3 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하며, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제3 시험편의 용융 점도 V1을 측정했을 때, 하기 식:
VR＝(V1－V0)／V0×100
으로 산출되는 상기 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 600％ 이하인, 열경화성 필름을 들 수 있다.
이러한 열경화성 필름은 경화 촉진제(c)와, 층상 화합물(z)을 함유하고, 상기 경화 촉진제(c)가 상기 층상 화합물(z)에 담지되어 있는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 바람직한 열경화성 필름의 다른 예로는, 크기가 2㎜×2㎜이고 두께가 20㎛인 상기 열경화성 필름의 경화물과, 상기 경화물의 한쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 300㎛인 구리판과, 상기 경화물의 다른 쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 350㎛인 실리콘 칩을 구비하고 있으며, 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면이 정렬되어 구성된 제1 시험편을 제작하고, 상기 구리판을 고정한 상태로, 상기 제1 시험편 중의 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면의 정렬된 부위에 대해, 동시에, 상기 경화물의 한쪽 면에 대해 평행한 방향으로, 200㎛/sec의 속도로 힘을 가했을 때, 상기 경화물이 파괴되거나, 상기 경화물이 상기 구리판으로부터 박리되거나, 또는, 상기 경화물이 상기 실리콘 칩으로부터 박리될 때까지 가해진 상기 힘의 최대값인 전단 강도가, 100N/2㎜□ 이상이며,
5℃에서 168시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제2 시험편을 제작하고, 상기 제2 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제2 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하며, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제2 시험편의 용융 점도 V0를 측정하고, 40℃에서 504시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제3 시험편을 제작하며, 상기 제3 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제3 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하고, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제3 시험편의 용융 점도 V1을 측정했을 때, 하기 식:
VR＝(V1－V0)／V0×100
으로 산출되는 상기 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 600％ 이하이며,
상기 V1이 5700∼15000Pa·s인, 열경화성 필름을 들 수 있다.
이러한 열경화성 필름은 경화 촉진제(c)와, 층상 화합물(z)을 함유하고, 상기 경화 촉진제(c)가 상기 층상 화합물(z)에 담지되어 있는 것이 바람직하다.
◇복합 시트
본 발명의 일 실시형태에 따른 복합 시트는, 지지 시트와, 상기 지지 시트의 한쪽 면 상에 형성된 열경화성 필름을 구비하고, 상기 열경화성 필름이 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 열경화성 필름이다.
본 실시형태의 복합 시트는 반도체 웨이퍼의 다이싱시에, 반도체 웨이퍼의 이면에 열경화성 필름에 의해 첩부함으로써 사용 가능하고, 즉, 상기 복합 시트 중의 상기 지지 시트는 다이싱 시트로서 사용 가능하다. 이 때, 상기 복합 시트가 상기 열경화성 필름을 구비하고 있음으로써, 절단 전 또는 절단 후의 열경화성 필름의 지지 시트로부터의 박리와, 절단 전 또는 절단 후의 열경화성 필름으로부터의 반도체 칩 또는 반도체 웨이퍼의 박리가 억제되어, 다이싱 적성이 양호하다.
＜＜지지 시트＞＞
상기 지지 시트는 1층(단층)으로 이루어지는 것이어도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어지는 것이어도 된다. 지지 시트가 복수층으로 이루어지는 경우, 이들 복수층의 구성 재료 및 두께는 서로 동일해도 상이해도 되고, 이들 복수층의 조합은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 특별히 한정되지 않는다.
지지 시트는 투명 및 비투명 중 어느 것이어도 되고, 목적에 따라 착색되어 있어도 된다.
지지 시트로는 예를 들면, 기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽 면 상에 형성된 점착제층을 구비한 것; 기재 필름만으로 이루어지는 것; 등을 들 수 있다. 지지 시트가 점착제층을 구비하고 있는 경우, 점착제층은 복합 시트에 있어서는, 기재 필름과 열경화성 필름 사이에 배치된다.
기재 필름 및 점착제층을 구비한 지지 시트를 사용한 경우에는, 복합 시트에 있어서, 지지 시트와 열경화성 필름 사이의 밀착성 및 박리성을 용이하게 조절할 수 있다.
기재 필름만으로 이루어지는 지지 시트를 사용한 경우에는, 저비용으로 복합 시트를 제조할 수 있다.
◎복합 시트의 일 예
도 3은 본 실시형태의 복합 시트의 일 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
여기에 나타내는 복합 시트(101)는 지지 시트(10)와, 지지 시트(10)의 한쪽 면(본 명세서에 있어서는, 「제1 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(10a) 상에 형성된 열경화성 필름(13)을 구비하여 구성되어 있다.
지지 시트(10)는 기재 필름(11)과, 기재 필름(11)의 한쪽 면(제1 면)(11a) 상에 형성된 점착제층(12)을 구비하여 구성되어 있다. 복합 시트(101) 중, 점착제층(12)은 기재 필름(11)과 열경화성 필름(13) 사이에 배치되어 있다.
즉, 복합 시트(101)는 기재 필름(11), 점착제층(12), 및 열경화성 필름(13)이 이 순서로, 이들의 두께 방향에 있어서 적층되어 구성되어 있다.
지지 시트(10)의 제1 면(10a)은 점착제층(12)의 기재 필름(11)측과는 반대측 면(본 명세서에 있어서는, 「제1 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(12a)과 동일하다.
복합 시트(101)는 추가로 열경화성 필름(13) 상에, 지그용 접착제층(16) 및 박리 필름(15)을 구비하고 있다.
복합 시트(101)에 있어서는, 점착제층(12)의 제1 면(12a)의 전체면 또는 거의 전체면에 열경화성 필름(13)이 적층되고, 열경화성 필름(13)의 점착제층(12)측과는 반대측 면(본 명세서에 있어서는, 「제1 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(13a)의 일부, 즉, 주연부 근방의 영역에, 지그용 접착제층(16)이 적층되어 있다. 또한, 열경화성 필름(13)의 제1 면(13a) 중, 지그용 접착제층(16)이 적층되어 있지 않은 영역과, 지그용 접착제층(16)의 열경화성 필름(13)측과는 반대측 면(본 명세서에 있어서는, 「제1 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(16a)에, 박리 필름(15)이 적층되어 있다. 열경화성 필름(13)의 제1 면(13a)과는 반대측 면(본 명세서에 있어서는, 「제2 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(13b)에는, 지지 시트(10)가 형성되어 있다.
복합 시트(101)의 경우에 한정하지 않고, 본 실시형태의 복합 시트에 있어서는, 박리 필름(예를 들면, 도 3에 나타내는 박리 필름(15))은 임의의 구성이며, 본 실시형태의 복합 시트는 박리 필름을 구비하고 있어도 되고, 구비하지 않아도 된다.
지그용 접착제층(16)은 링 프레임 등의 지그에 복합 시트(101)를 고정하기 위해 사용한다.
지그용 접착제층(16)은 예를 들면, 접착제 성분 또는 점착제 성분을 함유하는 단층 구조를 갖고 있어도 되고, 심재가 되는 시트와, 상기 시트의 양면에 형성된 접착제 성분 또는 점착제 성분을 함유하는 층을 구비한 복수층 구조를 갖고 있어도 된다.
복합 시트(101)는 박리 필름(15)이 제거된 상태로, 열경화성 필름(13)의 제1 면(13a)에 반도체 웨이퍼의 이면이 첩부되고, 또한, 지그용 접착제층(16)의 제1 면(16a)이 링 프레임 등의 지그에 첩부되어 사용된다.
도 4는 본 실시형태의 복합 시트의 다른 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
여기에 나타내는 복합 시트(102)는 지지 시트(10) 대신에 지지 시트(20)를 구비하여 구성되어 있는 점 이외에는, 도 3에 나타내는 복합 시트(101)와 동일하다.
지지 시트(20)는 기재 필름(11)만으로 이루어진다.
즉, 복합 시트(102)는 기재 필름(11) 및 열경화성 필름(13)이, 이들의 두께 방향에 있어서 적층되어 구성되어 있고, 복합 시트(102)에 있어서는, 열경화성 필름(13)이 기재 필름(11)에 직접 접촉하여 형성되어 있다.
지지 시트(20)의 열경화성 필름(13)측 면(한쪽 면)(20a)은, 기재 필름(11)의 제1 면(11a)과 동일하다.
본 실시형태의 복합 시트는 도 3∼도 4에 나타내는 것에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에 있어서, 도 3∼도 4에 나타내는 것의 일부의 구성이 변경 또는 삭제된 것이나, 지금까지 설명한 것에 또 다른 구성이 추가된 것이어도 된다.
예를 들면, 복합 시트에 있어서는, 각 층의 크기나 형상은 목적에 따라 임의로 조절할 수 있다.
○기재 필름
상기 기재 필름은 시트형 또는 필름형이고, 그 구성 재료로는 예를 들면, 각종 수지를 들 수 있다.
상기 수지로는 예를 들면, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 직쇄 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등의 폴리에틸렌; 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리부타디엔, 폴리메틸펜텐, 노르보르넨 수지 등의 폴리에틸렌 이외의 폴리올레핀; 에틸렌-초산비닐 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메타)아크릴산에스테르 공중합체, 에틸렌-노르보르넨 공중합체 등의 에틸렌계 공중합체(모노머로서 에틸렌을 사용하여 얻어진 공중합체); 폴리염화비닐, 염화비닐 공중합체 등의 염화비닐계 수지(모노머로서 염화비닐을 사용하여 얻어진 수지); 폴리스티렌; 폴리시클로올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복시레이트, 모든 구성 단위가 방향족 고리형기를 갖는 전방향족 폴리에스테르 등의 폴리에스테르; 2종 이상의 상기 폴리에스테르의 공중합체; 폴리(메타)아크릴산에스테르; 폴리우레탄; 폴리우레탄아크릴레이트; 폴리이미드; 폴리아미드; 폴리카보네이트; 불소 수지; 폴리아세탈; 변성 폴리페닐렌옥시드; 폴리페닐렌설피드; 폴리설폰; 폴리에테르케톤 등을 들 수 있다.
또한, 상기 수지로는 예를 들면, 상기 폴리에스테르와 그 이외의 수지의 혼합물 등의 폴리머 알로이도 들 수 있다. 상기 폴리에스테르와 그 이외의 수지의 폴리머 알로이는 폴리에스테르 이외의 수지의 양이 비교적 소량인 것이 바람직하다.
또한, 상기 수지로는 예를 들면, 지금까지 예시한 상기 수지의 1종 또는 2종 이상이 가교된 가교 수지; 지금까지 예시한 상기 수지의 1종 또는 2종 이상을 사용한 아이오노머 등의 변성 수지도 들 수 있다.
상기 수지는 내열성이 우수한 점에서는, 폴리프로필렌 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트인 것이 바람직하다.
기재 필름을 구성하는 수지는 1종만이어도 되고, 2종 이상이어도 되며, 2종 이상인 경우, 이들의 조합 및 비율은 임의로 선택할 수 있다.
기재 필름은 1층(단층)으로 이루어지는 것이어도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어지는 것이어도 되며, 복수층으로 이루어지는 경우, 이들 복수층은 서로 동일해도 상이해도 되고, 이들 복수층의 조합은 특별히 한정되지 않는다.
기재 필름의 두께는 50∼300㎛인 것이 바람직하고, 60∼140㎛인 것이 보다 바람직하다. 기재 필름의 두께가 이러한 범위임으로써, 복합 시트의 가요성과, 반도체 웨이퍼에 대한 첩부 적성이 보다 향상된다.
여기서, 「기재 필름의 두께」란, 기재 필름 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수층으로 이루어지는 기재 필름의 두께란, 기재 필름을 구성하는 모든 층의 합계 두께를 의미한다.
기재 필름은 상기 수지 등의 주된 구성 재료 이외에, 충전재, 착색제, 산화 방지제, 유기 윤활제, 촉매, 연화제(가소제) 등의 공지의 각종 첨가제를 함유하고 있어도 된다.
기재 필름은 투명 및 비투명 중 어느 것이어도 되고, 목적에 따라 착색되어 있어도 되며, 다른 층이 증착되어 있어도 된다.
기재 필름은 그 위에 형성되는 층(예를 들면, 점착제층, 열경화성 필름, 또는 상기 다른 층)과의 밀착성을 조절하기 위해, 샌드 블라스트 처리, 용제 처리 등에 의한 요철화 처리; 코로나 방전 처리, 전자선 조사 처리, 플라즈마 처리, 오존·자외선 조사 처리, 화염 처리, 크롬산 처리, 열풍 처리 등의 산화 처리; 친유 처리; 친수 처리 등이 표면에 실시되어 있어도 된다. 또한, 기재 필름은 표면이 프라이머 처리되어 있어도 된다.
기재 필름은 특정 범위의 성분(예를 들면, 수지 등)을 함유함으로써, 적어도 한쪽 면에 있어서 점착성을 갖는 것이어도 된다.
기재 필름은 공지의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 수지를 함유하는 기재 필름은 상기 수지를 함유하는 수지 조성물을 성형함으로써 제조할 수 있다.
○점착제층
상기 점착제층은 시트형 또는 필름형이고, 점착제를 함유한다.
상기 점착제로는 예를 들면, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 고무계 수지, 실리콘 수지, 에폭시계 수지, 폴리비닐에테르, 폴리카보네이트, 에스테르계 수지 등의 점착성 수지를 들 수 있다.
점착제층은 1층(단층)으로 이루어지는 것이어도 되고, 2층 이상의 복수층으로 이루어지는 것이어도 되며, 복수층으로 이루어지는 경우, 이들 복수층은 서로 동일해도 상이해도 되고, 이들 복수층의 조합은 특별히 한정되지 않는다.
점착제층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 1∼100㎛, 1∼60㎛, 및 1∼30㎛ 중 어느 것이어도 된다.
여기서, 「점착제층의 두께」란, 점착제층 전체의 두께를 의미하고, 예를 들면, 복수층으로 이루어지는 점착제층의 두께란, 점착제층을 구성하는 모든 층의 합계 두께를 의미한다.
점착제층은 투명 및 비투명 중 어느 것이어도 되고, 목적에 따라 착색되어 있어도 된다.
점착제층은 에너지선 경화성 및 비에너지선 경화성 중 어느 것이어도 된다. 에너지선 경화성 점착제층은 그 경화 전 및 경화 후의 물성을 조절할 수 있다. 예를 들면, 후술하는 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩의 픽업 전에, 에너지선 경화성 점착제층을 경화시킴으로써, 이 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을 보다 용이하게 픽업할 수 있다.
본 명세서에 있어서는, 에너지선 경화성 점착제층이 에너지선 경화한 후에도, 기재 필름과, 에너지선 경화성 점착제층의 경화물의 적층 구조가 유지되고 있는 한, 이 적층 구조체를 「지지 시트」라고 칭한다.
점착제층은 점착제를 함유하는 점착제 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 점착제층의 형성 대상면에 점착제 조성물을 도공하고, 필요에 따라 건조시킴으로써, 목적으로 하는 부위에 점착제층을 형성할 수 있다. 점착제 조성물에 있어서의 상온에서 기화하지 않는 성분끼리의 함유량의 비율은, 통상, 점착제층에 있어서의 상기 성분끼리의 함유량의 비율과 동일해진다.
점착제 조성물의 도공 및 건조는 예를 들면, 상술한 수지 조성물의 도공 및 건조의 경우와 동일한 방법으로 행할 수 있다.
점착제 조성물은 예를 들면, 배합 성분의 종류가 상이한 점 이외에는, 앞서 설명한 수지 조성물의 경우와 동일한 방법으로 제조할 수 있다.
◇복합 시트의 제조 방법
상기 복합 시트는 상술한 각 층을 대응하는 위치 관계가 되도록 적층하고, 필요에 따라, 일부 또는 모든 층의 형상을 조절함으로써, 제조할 수 있다. 각 층의 형성 방법은 앞서 설명한 바와 같다.
예를 들면, 지지 시트를 제조할 때, 기재 필름 상에 점착제층을 적층하는 경우에는, 기재 필름 상에 상술한 점착제 조성물을 도공하고, 필요에 따라 건조시키면 된다.
박리 필름 상에 점착제 조성물을 도공하고, 필요에 따라 건조시킴으로써, 박리 필름 상에 점착제층을 형성해 두며, 이 점착제층의 노출면을, 기재 필름의 한쪽 표면과 첩합하는 방법으로도, 기재 필름 상에 점착제층을 적층할 수 있다. 이 때, 점착제 조성물은 박리 필름의 박리 처리면에 도공하는 것이 바람직하다. 이 경우의 박리 필름은 복합 시트의 제조 과정 또는 사용 과정 중 어느 하나의 타이밍에서 제거하면 된다.
여기까지는, 기재 필름 상에 점착제층을 적층하는 경우를 예로 들었지만, 상술한 방법은 예를 들면, 기재 필름 상에 점착제층 이외의 다른 층을 적층하는 경우에도 적용할 수 있다.
한편, 예를 들면, 기재 필름 상에 적층된 점착제층 상에, 추가로 열경화성 필름을 적층하는 경우에는, 점착제층 상에 수지 조성물을 도공하여, 열경화성 필름을 직접 형성하는 것이 가능하다. 열경화성 필름 이외의 층도, 이 층을 형성하기 위한 조성물을 사용하여, 동일한 방법으로, 점착제층 상에 이 층을 적층할 수 있다. 이와 같이, 기재 필름 상에 적층된 어느 하나의 층(이하, 「제1 층」이라고 약기한다) 상에, 새로운 층(이하, 「제2 층」이라고 약기한다)을 형성하여, 연속하는 2층의 적층 구조(다시 말하면, 제1 층 및 제2 층의 적층 구조)를 형성하는 경우에는, 상기 제1 층 상에, 상기 제2 층을 형성하기 위한 조성물을 도공하며, 필요에 따라 건조시키는 방법을 적용할 수 있다.
단, 제2 층은 이를 형성하기 위한 조성물을 사용하여, 박리 필름 상에 미리 형성해 두고, 이 형성된 제2 층의 상기 박리 필름과 접촉하고 있는 측과는 반대측의 노출면을, 제1 층의 노출면과 첩합함으로써, 연속하는 2층의 적층 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 조성물은 박리 필름의 박리 처리면에 도공하는 것이 바람직하다. 박리 필름은 적층 구조의 형성 후, 필요에 따라 제거하면 된다.
여기서는, 점착제층 상에 열경화성 필름을 적층하는 경우를 예로 들었지만, 예를 들면, 점착제층 상에 열경화성 필름 이외의 층(필름)을 적층하는 경우 등, 대상이 되는 적층 구조는 임의로 선택할 수 있다.
이와 같이, 복합 시트를 구성하는 기재 필름 이외의 층은 모두, 박리 필름 상에 미리 형성해 두고, 목적으로 하는 층의 표면에 첩합하는 방법으로 적층할 수 있기 때문에, 필요에 따라 이러한 공정을 채용하는 층을 적절히 선택하여, 보호막 형성용 복합 시트를 제조하면 된다.
복합 시트는 통상, 그 지지 시트와는 반대측의 최표층(예를 들면, 열경화성 필름)의 표면에 박리 필름이 첩합된 상태로 보관된다. 따라서, 이 박리 필름(바람직하게는, 그 박리 처리면) 상에, 수지 조성물 등의 최표층을 구성하는 층을 형성하기 위한 조성물을 도공하고, 필요에 따라 건조시킴으로써, 박리 필름 상에 최표층을 구성하는 층을 형성해 두며, 이 층의 박리 필름과 접촉하고 있는 측과는 반대측의 노출면 상에 나머지 각 층을 적층하여, 박리 필름을 제거하지 않고 첩합한 상태인 채로 함으로써, 박리 필름이 형성된 복합 시트가 얻어진다.
◇반도체 장치의 제조 방법
본 발명의 일 실시형태에 따른 반도체 장치의 제조 방법은, 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 열경화성 필름의 한쪽 면, 또는 상술한 본 발명의 일 실시형태에 따른 복합 시트 중의 상기 열경화성 필름의 노출면을, 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부하는 공정(본 명세서에 있어서는, 「첩부 공정」이라고 칭하는 경우가 있다)과,
상기 복합 시트를 사용한 경우에는, 상기 복합 시트 중의 상기 지지 시트 상에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼를 반도체 칩으로 분할하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분할 개소를 따라, 상기 열경화성 필름을 절단하며, 상기 복합 시트를 구성하고 있지 않은 상기 열경화성 필름을 사용한 경우에는, 상기 열경화성 필름의 다른 쪽 면에 다이싱 시트를 첩부한 후, 상기 다이싱 시트 상에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼를 반도체 칩으로 분할하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분할 개소를 따라, 상기 열경화성 필름을 절단함으로써, 상기 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 이면에 형성된, 절단 후의 상기 열경화성 필름을 구비한 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을 제작하는 공정(본 명세서에 있어서는, 「다이싱 공정」이라고 칭하는 경우가 있다)과,
상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 또는 지지 시트로부터 분리하여 픽업하는 공정(본 명세서에 있어서는, 「픽업 공정」이라고 칭하는 경우가 있다)과,
픽업한 상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 중의 상기 열경화성 필름을, 기판의 회로 형성면에 첩부함으로써, 상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을 상기 회로 형성면에 접착하는 공정(본 명세서에 있어서는, 「접착 공정」이라고 칭하는 경우가 있다)을 갖는다.
본 실시형태의 제조 방법에서는, 상기 복합 시트를 구성하고 있는 열경화성 필름 또는 상기 복합 시트를 구성하고 있지 않은 열경화성 필름을 사용함에 따라, 열경화성 필름이 보관 후의 것이라도, 상기 다이싱 공정에 있어서, 반도체 웨이퍼의 반도체 칩으로의 분할과, 열경화성 필름의 칩 사이즈로의 절단을 양호하게 행할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 제조 방법은 양호한 다이싱 적성을 갖는다. 또한, 열경화성 필름은 그 최종적인 경화시에 충분히 경화하기 때문에, 본 실시형태의 제조 방법으로 얻어진 반도체 장치는 높은 신뢰성을 갖는다.
이하, 도면을 참조하면서, 상기 제조 방법에 대해 설명한다.
＜＜제조 방법 (1)＞＞
우선, 상기 복합 시트를 구성하고 있는 열경화성 필름을 사용한 경우의 제조 방법(본 명세서에 있어서는, 「제조 방법 (1)」이라고 칭하는 경우가 있다)에 대해 설명한다.
도 5a∼도 5d는 상기 제조 방법 (1)의 일 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다. 여기서는, 도 4에 나타내는 복합 시트(102)를 사용하여, 열경화성 필름(13)을 필름형 접착제로서 사용하는 경우의 제조 방법 (1)에 대해 설명한다.
＜첩부 공정＞
제조 방법 (1)의 상기 첩부 공정에 있어서는, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 박리 필름(15)을 제거한 복합 시트(102) 중의 열경화성 필름(13)의 노출면(제1 면)(13a)을, 반도체 웨이퍼(9)의 이면(9b)에 첩부한다.
열경화성 필름(13)의 웨이퍼(9)에 대한 첩부는, 롤을 이용하는 방법 등, 공지의 방법으로 행할 수 있다.
열경화성 필름(13)의 웨이퍼(9)에 대한 첩부 조건은, 특별히 한정되지 않는다. 통상, 첩부시의 열경화성 필름(13)의 온도(첩부 온도)는 20∼100℃인 것이 바람직하다.
＜다이싱 공정＞
제조 방법 (1)의 상기 첩부 공정 후, 상기 다이싱 공정에 있어서는, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 복합 시트(102) 중의 지지 시트(20)(다시 말하면, 기재 필름(11)) 상에 있어서, 반도체 웨이퍼(9)를 반도체 칩(90)으로 분할하고, 반도체 웨이퍼(9)의 분할 개소를 따라, 열경화성 필름(13)을 절단한다. 이에 의해, 반도체 칩(90)과, 반도체 칩(90)의 이면(90b)에 형성된, 절단 후의 열경화성 필름(130)을 구비한 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을 제작함과 함께, 지지 시트(20) 상에서, 복수개의 이들 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)이 정렬된 상태로 유지되어 구성된, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 군(901)을 제작한다.
도 5b 중, 부호 130a는 절단 후의 열경화성 필름(130)의 제1 면을 나타내고 있고, 열경화성 필름(13)의 제1 면(13a)에 대응하고 있다. 또한, 부호 130b는 절단 후의 열경화성 필름(130)의 제2 면을 나타내고 있고, 열경화성 필름(13)의 제2 면(13b)에 대응하고 있다.
제조 방법 (1)의 상기 다이싱 공정에 있어서는, 반도체 웨이퍼(9)의 분할과, 열경화성 필름(13)의 절단을 동시에 행하거나, 또는, 반도체 웨이퍼(9)를 분할한 후 열경화성 필름(13)을 절단하는 것이 바람직하다.
제조 방법 (1)에 있어서는, 반도체 웨이퍼(9)의 분할과, 열경화성 필름(13)의 절단을, 그 순서에 상관없이, 중단하지 않고 동일한 조작에 의해 연속적으로 행한 경우에는, 반도체 웨이퍼(9)의 분할과, 열경화성 필름(13)의 절단을 동시에 행한 것으로 간주한다.
반도체 웨이퍼(9)의 분할과, 열경화성 필름(13)의 절단은 모두, 이들을 행하는 순서에 따라, 공지의 방법으로 행할 수 있다.
예를 들면, 반도체 웨이퍼(9)의 분할과, 열경화성 필름(13)의 절단을 동시에 행하는 경우에는, 블레이드를 사용하는 블레이드 다이싱, 레이저 조사에 의한 레이저 다이싱, 또는 연마제를 포함하는 물의 분사에 의한 워터 다이싱 등의 각종 다이싱에 의해, 반도체 웨이퍼(9)의 분할과, 열경화성 필름(13)의 절단을 동시에 행할 수 있다.
제조 방법 (1)의 상기 다이싱 공정에 있어서는, 열경화성 필름(13)을 사용하고 있음으로써, 열경화성 필름(13)이 보관 후의 것이라도, 다이싱 적성이 양호하고, 반도체 웨이퍼(9)의 반도체 칩(90)으로의 분할과, 열경화성 필름(13)의 칩 사이즈로의 절단을 양호하게 행할 수 있다.
＜픽업 공정＞
제조 방법 (1)의 상기 다이싱 공정 후, 상기 픽업 공정에 있어서는, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을, 지지 시트(20)로부터 분리하여 픽업한다.
제조 방법 (1)의 상기 픽업 공정에 있어서는, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913) 중의 열경화성 필름(130)의 제2 면(130b)과, 지지 시트(20)의 제1 면(20a)(다시 말하면, 기재 필름(11)의 제1 면(11a)) 사이에 박리가 발생한다.
열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)은 공지의 방법으로 픽업할 수 있다.
여기서는, 진공 콜릿 등의 분리 수단(7)을 이용하여, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을 화살표 U 방향으로 분리하는 경우를 나타내고 있다. 한편, 도 5c에 있어서는, 분리 수단(7)만, 단면 표시를 생략하고 있다.
＜접착 공정＞
제조 방법 (1)의 상기 픽업 공정 후, 상기 접착 공정에 있어서는, 도 5d에 나타내는 바와 같이, 픽업한 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913) 중의 열경화성 필름(130)을, 기판(6)의 회로 형성면(6a)에 첩부함으로써, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을 회로 형성면(6a)에 접착한다. 한편, 도 5d 중의 기판(6)에 있어서는, 회로의 표시를 생략하고 있다.
열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)의 기판(6)에 대한 첩부 조건은, 특별히 한정되지 않는다. 통상, 첩부시의 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)의 온도(첩부 온도)는 60∼140℃인 것이 바람직하고, 첩부시에 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)에 가하는 압력(첩부 압력)은 1∼3N인 것이 바람직하며, 첩부시에 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)에 압력을 가하는 시간(가압 시간)은 1∼10초인 것이 바람직하다.
제조 방법 (1)에 있어서는, 상기 접착 공정 후, 공지의 조작을 행함으로써, 목적으로 하는 반도체 장치를 제조할 수 있다. 예를 들면, 필요에 따라, 이 접착 후의 반도체 칩(90)에, 추가로 반도체 칩을 1개 이상 적층한 후, 와이어 본딩을 행한다. 이어서, 얻어진 것 전체를 몰드 수지에 의해 봉지하고, 이 몰드 수지와 열경화성 필름(130)을 열경화시켜, 필요에 따라, 얻어진 것을 추가로 다이싱함으로써, 반도체 패키지를 제조할 수 있다. 그리고, 이 반도체 패키지를 사용하여, 목적으로 하는 반도체 장치를 제조할 수 있다.
제조 방법 (1)에 따라 제조된 반도체 장치는 열경화성 필름(13)을 사용하고 있음으로써, 열경화성 필름(13)이 충분히 경화되어 있고, 높은 신뢰성을 갖는다.
여기까지는, 제조 방법 (1)로서, 도 4에 나타내는 복합 시트(102)를 사용한 경우의 제조 방법에 대해 설명했지만, 도 3에 나타내는 복합 시트(101) 등, 본 실시형태의 다른 복합 시트를 사용한 경우도, 상기와 동일한 방법으로 제조할 수 있다.
＜＜제조 방법 (2)＞＞
이어서, 상기 복합 시트를 구성하고 있지 않은 열경화성 필름을 사용한 경우의 제조 방법(본 명세서에 있어서는, 「제조 방법 (2)」라고 칭하는 경우가 있다)에 대해 설명한다.
도 6a∼도 6e는 상기 제조 방법 (2)의 일 예를 모식적으로 설명하기 위한 단면도이다. 여기서는, 도 1에 나타내는 열경화성 필름(13)을 사용하여, 열경화성 필름(13)을 필름형 접착제로서 사용하는 경우의 제조 방법 (2)에 대해 설명한다.
＜첩부 공정＞
제조 방법 (2)의 상기 첩부 공정에 있어서는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 상기 복합 시트를 구성하고 있지 않은 열경화성 필름(13)의 한쪽 면, 보다 구체적으로는, 제1 박리 필름(151)을 제거한 열경화성 필름(13)의 제1 면(13a)을, 반도체 웨이퍼(9)의 이면(9b)에 첩부한다.
본 공정은 복합 시트(102)를 구성하고 있는, 다시 말하면, 지지 시트(20)를 구비하고 있는 열경화성 필름(13) 대신에, 제2 박리 필름(152)을 구비하고 있는 열경화성 필름(13)을 사용하는 점을 제외하면, 제조 방법 (1)의 상기 첩부 공정과 동일하다.
＜다이싱 공정＞
제조 방법 (2)의 상기 첩부 공정 후, 상기 다이싱 공정에 있어서는, 열경화성 필름(13)으로부터 제2 박리 필름(152)을 제거하고, 이에 의해 새롭게 생긴 노출면, 다시 말하면, 열경화성 필름(13)의 다른 쪽 면(제2 면)(13b)에, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 다이싱 시트(80)를 첩부한다.
다이싱 시트(80)는 기재 필름(81)과, 기재 필름(81)의 한쪽 면(81a) 상에 형성된 점착제층(82)을 구비하여 구성되어 있다. 본 공정에 있어서는, 점착제층(82)의 기재 필름(81)측과는 반대측 면(본 명세서에 있어서는, 「제1 면」이라고 칭하는 경우가 있다)(82a)을, 열경화성 필름(13)의 제2 면(13b)에 첩부한다. 점착제층(82)의 제1 면(82a)은 다이싱 시트(80)의 제1 면(80a)과 동일하다.
다이싱 시트(80)는 복합 시트 중의 지지 시트와, 동일한 구성을 갖는 것이어도 된다.
여기서는, 점착제층(82)을 구비한 다이싱 시트(80)를 사용한 경우에 대해 나타내고 있지만, 제조 방법 (2)에 있어서는, 예를 들면, 기재 필름만으로 이루어지는 다이싱 시트 등, 다이싱 시트(80) 이외의 공지의 다이싱 시트를 사용해도 된다.
다이싱 시트(80)의 열경화성 필름(13)에 대한 첩부는, 공지의 방법으로 행할 수 있고, 예를 들면, 제조 방법 (1)의 상기 첩부 공정에 있어서의 복합 시트(102)의 웨이퍼(9)에 대한 첩부의 경우와 동일한 방법으로 행할 수 있다.
제조 방법 (2)의 상기 다이싱 공정에 있어서는, 그 후, 또한 도 6c에 나타내는 바와 같이, 다이싱 시트(80) 상에 있어서, 반도체 웨이퍼(9)를 반도체 칩(90)으로 분할하고, 반도체 웨이퍼(9)의 분할 개소를 따라, 열경화성 필름(13)을 절단함으로써, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을 제작함과 함께, 다이싱 시트(80) 상에서, 복수개의 이들 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)이 정렬된 상태로 유지되어 구성된, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 군(902)을 제작한다.
제조 방법 (2)의 상기 다이싱 공정에서 얻어지는 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 군(902)은, 지지 시트(20) 대신에 다이싱 시트(80)를 구비하고 있는 점을 제외하면, 제조 방법 (1)의 상기 다이싱 공정에서 얻어지는 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 군(901)과 동일해도 된다.
제조 방법 (2)의 상기 다이싱 공정에 있어서는, 열경화성 필름(13)을 사용하고 있음으로써, 열경화성 필름(13)이 보관 후의 것이라도, 다이싱 적성이 양호하고, 반도체 웨이퍼(9)의 반도체 칩(90)으로의 분할과, 열경화성 필름(13)의 칩 사이즈로의 절단을 양호하게 행할 수 있다.
＜픽업 공정＞
제조 방법 (2)의 상기 다이싱 공정 후, 상기 픽업 공정에 있어서는, 도 6d에 나타내는 바와 같이, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을, 다이싱 시트(80)로부터 분리하여 픽업한다.
제조 방법 (2)의 상기 픽업 공정에 있어서는, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913) 중의 열경화성 필름(130)의 제2 면(130b)과, 다이싱 시트(80)의 제1 면(80a)(다시 말하면, 점착제층(82)의 제1 면(82a)) 사이에 박리가 발생한다.
열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)은 공지의 방법으로 픽업할 수 있다.
예를 들면, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)은, 지지 시트(20)를 구비하고 있는 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 군(901) 대신에, 다이싱 시트(80)를 구비하고 있는 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 군(902)을 사용하는 점을 제외하면, 제조 방법 (1)의 경우와 동일한 방법으로 행할 수 있다.
다이싱 시트(80) 중의 점착제층(82)이, 에너지선 경화성인 경우에는, 점착제층(82)에 에너지선을 조사하여, 점착제층(82)을 경화시킨 후, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을 픽업하는 것이 바람직하다. 점착제층(82)의 경화물은 점착제층(82)보다 점착력이 작기 때문에, 점착제층(82)을 경화시킨 후, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을 픽업함으로써, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을 보다 용이하게 픽업할 수 있다.
에너지선 경화성의 점착제층(82)에 에너지선을 조사하여, 점착제층(82)을 경화시킬 때의 경화 조건은, 목적에 따라 임의로 설정할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면, 에너지선 경화성의 점착제층(82)의 에너지선 경화시에 있어서의 에너지선의 조도는, 60∼320mW/㎠인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 경화시에 있어서의 에너지선의 광량은 100∼1000mJ/㎠인 것이 바람직하다.
＜접착 공정＞
제조 방법 (2)의 상기 픽업 공정 후, 상기 접착 공정에 있어서는, 도 6e에 나타내는 바와 같이, 픽업한 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913) 중의 열경화성 필름(130)을, 기판(6)의 회로 형성면(6a)에 첩부함으로써, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(913)을 회로 형성면(6a)에 접착한다. 한편, 도 6e 중의 기판(6)에 있어서는, 회로의 표시를 생략하고 있다.
제조 방법 (2)의 상기 접착 공정은 제조 방법 (1)의 상기 접착 공정과 동일하다.
제조 방법 (2)에 있어서는, 상기 접착 공정 후, 제조 방법 (1)의 경우와 동일한 방법으로, 반도체 패키지를 제조할 수 있고, 목적으로 하는 반도체 장치를 제조할 수 있다.
제조 방법 (2)에 따라 제조된 반도체 장치도, 열경화성 필름(13)을 사용하고 있음으로써, 열경화성 필름(13)이 충분히 경화되어 있고, 높은 신뢰성을 갖는다.
여기까지는, 반도체 장치의 제조 방법으로서, 열경화성 필름을 필름형 접착제로서 사용하는 경우의 제조 방법에 대해 설명했지만, 보호막 형성 필름 등의, 필름형 접착제 이외의 것으로서, 열경화성 필름을 사용하는 경우도, 동일한 제조 방법으로 반도체 장치를 제조할 수 있다. 이는 이들 열경화성 필름(필름형 접착제, 보호막 형성 필름 등)은 용도는 상이해도, 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부하고, 이 상태로 다이싱을 행한다는 점에 있어서는, 사용 방법에 공통점을 갖기 때문이다.
실시예
이하, 구체적인 실시예에 의해, 본 발명에 대해 보다 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시예로 한정되는 것은 전혀 아니다.
＜모노머＞
본 실시예 및 비교예에 있어서, 약기하고 있는 모노머의 정식 명칭을, 이하에 나타낸다.
BA: 아크릴산n-부틸
MMA: 메타크릴산메틸
AA: 아크릴산
HEA: 아크릴산2-히드록시에틸
＜수지 조성물의 제조 원료＞
본 실시예 및 비교예에 있어서, 수지 조성물의 제조에 사용한 원료를 이하에 나타낸다.
[바인더(a)]
(a)-1: BA(84질량부), MMA(8질량부), AA(3질량부), 및 HEA(5질량부)를 공중합하여 얻어진 아크릴 수지(중량 평균 분자량 800000, 유리 전이 온도 -42℃)
[에폭시 수지(b1)]
(b1)-1: 액상 비스페놀 F형 에폭시 수지(미츠비시 케미컬사 제조 「YL983U」, 에폭시 당량 165∼175g/eq)
(b1)-2: o-크레졸노볼락형 에폭시 수지(닛폰 카야쿠사 제조 「EOCN-102S」, 에폭시 당량 205∼217g/eq, 연화점 55∼77℃)
(b1)-3: 트리스히드록시페닐메탄형 에폭시 수지(닛폰 카야쿠사 제조 「EPPN-502H」, 에폭시 당량 167g/eq, 연화점 54℃, 분자량 1200)
[열경화제(b2)]
(b2)-1: o-크레졸형 노볼락 수지(DIC사 제조 「페놀라이트(등록상표) KA-1160」, 수산기 당량 117g/eq, 연화점 80℃, 식 (1) 중의 n: 6∼7)
[경화 촉진제 복합체(y)]
(y)-1: 2-에틸-4-메틸이미다졸이 인산지르코늄에 담지되어 있는 복합체.
[경화 촉진제(c)]
(c)-1: 2-에틸-4-메틸이미다졸(시코쿠 카세이 코교사 제조 「2E4MZ」)
[층상 화합물(z)]
(z)-1: α형 인산지르코늄(다이이치키겐소 카가쿠 코교사 제조 「CZP-100」)
[커플링제(e)]
(e)-1: 에폭시기, 메틸기, 및 메톡시기를 갖는 올리고머형 실란 커플링제(신에츠 실리콘사 제조 「X-41-1056」, 에폭시 당량 280g/eq)
[가교제(f)]
(f)-1: 트리메틸올프로판의 톨릴렌디이소시아네이트 삼량체 부가물(도요켐사 제조 「BHS8515」)
[실시예 1]
＜＜열경화성 필름의 제조＞＞
＜경화 촉진제 복합체(y)-1의 제조＞
실온하에서, 경화 촉진제(c)-1(5질량부)을 물(100질량부)에 용해시켜, 수용액을 얻었다. 이 수용액의 전체량에 층상 화합물(z)-1(5질량부)을 첨가하고, 3일간 교반함으로써, 분산액을 얻었다.
이 분산액으로부터, 불용물을 취출하고, 순수로 세정한 후, 50℃에서 건조시킴으로써, 경화 촉진제 복합체(y)-1을 얻었다.
이 경화 촉진제 복합체(y)-1을 X선 회절(X-ray Diffraction: XRD)법과, 열분해 가스 크로마토그래피법으로 분석함으로써, 목적물인 것을 확인했다. 보다 구체적으로는, XRD법에 의해, 층상 화합물(z)-1 단독에서의 층간 거리가 7.6Å인 것에 대해, 경화 촉진제 복합체(y)-1 중의 층상 화합물(z)-1의 층간 거리가 13Å로 증대한 것, 및, 경화 촉진제 복합체(y)-1 중의 층상 화합물(z)-1의 메인 피크의 검출 위치가, 층상 화합물(z)-1 단독에서의 메인 피크의 검출 위치에서 변화하고 있는 것을 확인했다. 그리고, 열분해 가스 크로마토그래피법에 의해, 경화 촉진제 복합체(y)-1에 있어서의 경화 촉진제 복합체(y)-1의 총 질량에 대한, 경화 촉진제(c)-1의 함유량의 비율이, 23질량％인 것을 확인했다. 이들 결과로부터, 목적으로 하는 경화 촉진제 복합체(y)-1이 얻어진 것을 확인했다.
＜수지 조성물의 제조＞
바인더(a)-1(17.95질량부), 에폭시 수지(b1)-1(6질량부), 에폭시 수지(b1)-2(40질량부), 에폭시 수지(b1)-3(10질량부), 열경화제(b2)-1(24질량부), 경화 촉진제 복합체(y)-1(0.35질량부), 커플링제(e)-1(1질량부), 및 가교제(f)-1(0.7질량부)을 메틸에틸케톤에 용해 또는 분산시키고, 23℃에서 교반함으로써, 상술한 모든 성분의 합계 농도가 50질량％인 수지 조성물을 얻었다. 한편, 여기에 나타내는 메틸에틸케톤 이외의 성분의 배합량은 모두, 용매 성분을 포함하지 않는 목적물의 양이다.
＜열경화성 필름의 제조＞
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)제 필름의 한쪽 면이 실리콘 처리에 의해 박리 처리되어 있는 박리 필름(린텍사 제조 「SP-PET381031」, 두께 38㎛)을 준비했다. 이 박리 필름의 박리 처리면에, 상기에서 얻어진 수지 조성물을 도공하고, 100℃에서 1분 가열 건조시킴으로써, 두께 20㎛의 열경화성 필름을 형성했다. 또한, 이 열경화성 필름의 노출면에, 별도로 상기 박리 필름의 박리 처리면을 첩부함으로써, 열경화성 필름의 양면에 박리 필름이 적층되어 구성된 적층 시트를 얻었다.
후술하는 열경화성 필름의 평가용으로서, 이러한 적층 시트를 다수 제조했다.
상기에서 얻어진 제조 직후의 적층 시트를, 암소에서 공기 분위기하에 있어서, 5℃에서 168시간(7일간) 보관함으로써, 적층 시트(1)로 했다.
별도로, 상기에서 얻어진 제조 직후의 적층 시트를, 암소에서 공기 분위기하에 있어서, 40℃에서 504시간(21일간) 보관함으로써, 적층 시트(2)로 했다.
적층 시트(1) 및 적층 시트(2)는 모두, 보관 종료 후, 실온하에서 정치함으로써, 그 온도를 상온으로 되돌렸다.
＜＜복합 시트의 제조 1＞＞
상기에서 얻어진 보관 후의 상온의 적층 시트(1)로부터 한쪽의 박리 필름을 제거하고, 이에 의해 생긴 열경화성 필름의 노출면에 폴리올레핀제 필름(군제사 제조 「펑크레어(등록상표) LLD＃80」, 두께 80㎛)을 첩합했다. 이에 의해, 폴리올레핀제 필름(지지 시트), 열경화성 필름 및 박리 필름이 이 순서로, 이들의 두께 방향에 있어서 적층되어 구성된 복합 시트(11)를 얻었다.
또한, 상기에서 얻어진 보관 후의 상온의 적층 시트(2)를 사용하여, 상기의 적층 시트(1)를 사용한 경우와 동일하게, 복합 시트(12)를 얻었다.
＜＜복합 시트의 제조 2＞＞
다이싱 테이프(린텍사 제조 「Adwill(등록상표) D-510T」)를 준비했다. 이 다이싱 테이프는 폴리프로필렌제의 기재 필름(두께 110㎛)과, 상기 기재 필름의 한쪽 면 상에 형성된 에너지선 경화성 점착제층(두께 30㎛)을 구비하여 구성되어 있다.
상기에서 얻어진 보관 후의 상온의 적층 시트(1)로부터 한쪽의 박리 필름을 제거하고, 이에 의해 생긴 열경화성 필름의 노출면에, 상기 다이싱 시트 중의 에너지선 경화성 점착제층의 노출면을 첩합했다. 이에 의해, 다이싱 시트, 열경화성 필름 및 박리 필름이 이 순서로, 이들의 두께 방향에 있어서 적층되어 구성된 복합 시트(21)를 얻었다.
또한, 상기에서 얻어진 보관 후의 상온의 적층 시트(2)를 사용하여, 상기의 적층 시트(1)를 사용한 경우와 동일한 방법으로, 복합 시트(22)를 얻었다.
＜＜열경화성 필름의 평가＞＞
＜용융 점도 상승률 VR의 산출＞
상기에서 얻어진 보관 후의 상온의 복수장의 적층 시트(1)를 사용하여, 박리 필름을 제거하면서, 열경화성 필름을 그 두께 방향에 있어서 적층함으로써, 두께가 1㎜인 열경화성 필름의 적층물을 제작했다. 또한, 이 적층물로부터, 직경 10㎜의 절편을 10개 잘라내고, 이 10개의 절편을 적층함으로써, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제2 시험편을 제작했다.
캐필러리 레오미터(시마즈 세이사쿠쇼사 제조 「CFT-100D」)의 측정 개소에, 이 제작 직후의 제2 시험편을 세팅하고, 제2 시험편에 490N(50kgf)의 힘을 가하면서, 제2 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온했다. 그리고, 다이에 형성된, 직경 0.5㎜, 높이 1.0㎜의 구멍으로부터 압출된, 온도가 90℃인 제2 시험편의 용융 점도 V0를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
별도로, 상기에서 얻어진 보관 후의 상온의 적층 시트(2)를 사용하여, 상기의 적층 시트(1)를 사용한 경우와 동일한 방법으로, 제3 시험편을 제작했다.
이 제3 시험편에 대해, 상기의 제2 시험편의 경우와 동일한 방법으로, 용융 점도 V1(제3 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 제3 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하고, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 제3 시험편의 용융 점도)을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 상기 식에 의해, 이들 V0 및 V1로부터, 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR을 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜열경화성 필름의 다이싱 적성의 평가 1＞
(열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩의 제작)
상기에서 얻어진 복합 시트(11)에 있어서, 박리 필름을 제거했다. 이면이 ＃2000 연마면이 되어 있는 실리콘 웨이퍼(직경 200㎜, 두께 350㎛)의 이면(연마면)에, 테이프 첩합 장치(린텍사 제조 「Adwill(등록상표) RAD2500」)를 이용하여, 복합 시트(11)를, 60℃로 가열하면서, 그 열경화성 필름에 의해 첩부했다. 이 때 동시에, 실리콘 웨이퍼의 외주부에, 다이싱용 지그인 링 프레임을, 상기 링 프레임의 사이즈로 펀칭 가공한 지그용 접착제층을 개재하여 첩부했다. 이상에 의해, 지지 시트, 열경화성 필름, 및 실리콘 웨이퍼가 이 순서로, 이들의 두께 방향에 있어서 적층되어 구성된 적층체(11)를 제작했다.
이어서, 다이싱 장치(디스코사 제조 「DFD6361」)를 이용하여, 상기에서 얻어진 적층체(11)를 다이싱함으로써, 실리콘 웨이퍼의 분할과, 열경화성 필름의 절단을 연속적으로 행하고, 크기가 2㎜×2㎜인 실리콘 칩을 제작했다. 이 때의 다이싱은 다이싱 블레이드의 이동 속도를 30㎜/sec로 하고, 다이싱 블레이드의 회전 속도를 30000rpm로 하며, 복합 시트(11)에 대해, 그 지지 시트의 열경화성 필름측의 면으로부터 20㎛의 깊이의 영역까지(즉, 열경화성 필름의 두께 방향의 전체 영역과, 지지 시트의 열경화성 필름측의 면으로부터 20㎛의 깊이의 영역까지) 다이싱 블레이드로 절입함으로써 행했다.
이상에 의해, 복합 시트(11)를 사용하여, 실리콘 칩과, 상기 실리콘 칩의 이면에 형성된, 절단 후의 열경화성 필름을 구비하여 구성된, 복수개의 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(11)을 제조하고, 동시에, 이들 복수개의 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(11)이, 상기 열경화성 필름에 의해, 지지 시트 상에 정렬된 상태로 고정되어 있는, 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩 군(11)을 제조했다.
또한, 복합 시트(11) 대신에 복합 시트(12)를 사용한 점 이외에는, 상기와 동일한 방법으로, 적층체(12)를 경유하여, 복수개의 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(12)을 제조하고, 이들 복수개의 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(12)이, 상기 열경화성 필름에 의해, 지지 시트 상에 정렬된 상태로 고정되어 있는, 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩 군(12)을 제조했다.
(열경화성 필름의 다이싱 적성의 평가)
상기에서 얻어진 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩 군(11)을 육안으로 관찰하여, 지지 시트 상으로부터 열경화성 필름째 박리되어 있는 실리콘 칩의 수(다시 말하면, 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(11)의 지지 시트 상으로부터의 비산수)와, 지지 시트 상의 열경화성 필름으로부터 박리되어 있는 실리콘 칩의 수(다시 말하면, 실리콘 칩의 지지 시트 상으로부터의 비산수)의 합계값을 구했다. 단, 이 때, 실리콘 웨이퍼의 외주부였던 부위의 실리콘 칩은, 평가 대상 외로 했다. 그리고, 하기 기준에 따라, 열경화성 필름의 다이싱 적성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[평가 기준]
A: 상기 합계값이 0개이다.
B: 상기 합계값이 1∼10개이다.
C: 상기 합계값이 11개 이상이다.
＜열경화성 필름의 다이싱 적성의 평가 2＞
추가로, 상기에서 얻어진 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩 군(12)을 사용하여, 동일하게 열경화성 필름의 다이싱 적성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜열경화성 필름의 경화물의 전단 강도의 측정 1＞
(제1 시험편의 제작)
열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩 군(11)을 사용한, 상기의 열경화성 필름의 다이싱 적성의 평가시에, 지지 시트 상에 정상적으로 고정되어 있던 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(11)을, 지지 시트로부터 분리하여 픽업했다.
이어서, 매뉴얼 다이 본더(CAMMAX Precima사 제조 「EDB65」)를 이용하여, 이 픽업한 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(11) 중의 열경화성 필름의 노출면(실리콘 칩측과는 반대측 면) 전체면을, 구리판(크기 30㎜×30㎜, 두께 300㎛)의 표면에 압착함으로써, 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(11)을 상기 구리판 상에 다이 본딩했다. 이 때의 다이 본딩은 125℃로 가열한 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(11)에 대해, 그 상기 구리판에 대한 접촉면에 대해 직교하는 방향으로, 2.45 N(250gf)의 힘을 3초 가함으로써 행했다.
이어서, 다이 본딩 후의 구리판을 160℃에서 1시간 가열함으로써, 이 구리판 상의 열경화성 필름을 열경화시켰다.
이상에 의해, 열경화성 필름의 경화물과, 상기 경화물의 한쪽 면의 전체면에 형성된 상기 구리판과, 상기 경화물의 다른 쪽 면의 전체면에 형성된 상기 실리콘 칩을 구비하고 있고, 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면이 정렬되어 구성된 제1 시험편을 제작했다.
(열경화성 필름의 경화물의 전단 강도의 측정)
본드 테스터(Dage사 제조 「Series 4000」)를 이용하여, 상기에서 얻어진 제1 시험편 중의, 열경화성 필름의 경화물의 측면과 실리콘 칩의 측면의 정렬된 부위에 대해, 동시에, 상기 경화물의 한쪽 면에 대해 평행한 방향으로, 200㎛/s의 속도로 힘을 가했다. 이 때, 힘을 가하기 위한 가압 수단으로는, 스테인레스강제의 플레이트 형상인 것을 사용하고, 가압 수단의 구리판측의 선단의 위치를, 구리판의 실리콘 칩을 탑재하고 있는 측의 표면으로부터 7㎛의 높이가 되도록 조절함으로써, 가압 수단을 구리판에 접촉시키지 않도록 했다. 그리고, 상기 경화물이 파괴되거나, 상기 경화물이 상기 구리판으로부터 박리되거나, 또는, 상기 경화물이 상기 실리콘 칩으로부터 박리될 때까지 가해진 힘의 최대값을 측정하고, 그 측정값을 상기 경화물의 전단 강도(N/2㎜□)로서 채용했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜열경화성 필름의 경화물의 전단 강도의 측정 2＞
추가로, 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩 군(12)을 사용한, 상기의 열경화성 필름의 다이싱 적성의 평가시에, 지지 시트 상에 정상적으로 고정되어 있던 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(12)을, 지지 시트로부터 분리하여 픽업했다.
그리고, 이 픽업한 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(12)을 사용하여, 상기의 열경화성 필름이 형성된 실리콘 칩(11)의 경우와 동일한 방법으로, 제1 시험편을 제작하고, 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도(N/2㎜□)를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜반도체 패키지의 신뢰성 평가 1-1＞
(반도체 패키지의 제작)
상기에서 얻어진 복합 시트(21)에 있어서, 박리 필름을 제거했다. 반도체 웨이퍼(8인치 사이즈, 드라이 폴리시 마무리, 두께 75㎛)의 이면에, 테이프 첩합 장치(린텍사 제조 「Adwill(등록상표) RAD2500」)를 이용하여, 복합 시트(21)를 60℃로 가열하면서, 그 열경화성 필름에 의해 첩부했다. 이 때 동시에, 반도체 웨이퍼의 외주부에, 다이싱용 지그인 링 프레임을, 상기 링 프레임의 사이즈로 펀칭 가공한 지그용 접착제층을 개재하여 첩부했다. 이상에 의해, 다이싱 시트, 열경화성 필름 및 반도체 웨이퍼가 이 순서로, 이들의 두께 방향에 있어서 적층되어 구성된 적층체(21)를 제작했다.
이어서, 다이싱 장치(디스코사 제조 「DFD6361」)를 이용하여, 상기에서 얻어진 적층체(21)를 다이싱함으로써, 반도체 웨이퍼의 분할과, 열경화성 필름의 절단을 연속적으로 행하여, 크기가 8㎜×8㎜인 반도체 칩을 제작했다. 이 때의 다이싱은 다이싱 블레이드(디스코사 제조 「Z05-SD2000-D1-90 CC」)의 이동 속도를 30㎜/sec로 하고, 다이싱 블레이드의 회전 속도를 30000rpm로 하며, 복합 시트(21)에 대해, 그 다이싱 시트의 열경화성 필름측의 면으로부터 20㎛의 깊이의 영역까지(즉, 열경화성 필름의 두께 방향의 전체 영역과, 다이싱 시트의 열경화성 필름측의 면으로부터 20㎛의 깊이의 영역까지) 다이싱 블레이드로 절입함으로써 행했다.
이상에 의해, 복합 시트(21)를 사용하여, 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 이면에 형성된, 절단 후의 열경화성 필름을 구비하여 구성된, 복수개의 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(21)을 제조하고, 동시에, 이들 복수개의 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(21)이, 상기 열경화성 필름에 의해, 다이싱 시트 상에 정렬된 상태로 고정되어 있는, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 군(21)을 제조했다.
평가용 기판으로서, 구리박이 부착된 적층판(미츠비시 가스 카가쿠사 제조 「CCL-HL830」)의 구리박(두께 18㎛)에 회로 패턴이 형성되고, 상기 회로 패턴 상에 솔더 레지스트(타이요 잉크사 제조 「PSR-4000 AUS303」)를 갖고 있는 기판(치노 기켄사 제조 「LN001E-001 PCB(Au) AUS303」)을 준비했다.
이어서, 상기 다이싱 시트의 점착제층의 점착성을 저감하기 위해, 조도 230mW/㎠, 광량 190mJ/㎠의 조건으로 자외선을 조사했다. 자외선 조사 장치로는, 린텍사 제조 「RAD-2000」을 이용했다.
그 후, 다이싱 시트에 익스팬드를 행하고, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(21)을 다이싱 시트로부터 픽업했다. 이 픽업한 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(21) 중의 열경화성 필름의 노출면(반도체 칩측과는 반대측 면) 전체면을, 상기의 기판의 표면에 압착함으로써, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(21)을 상기 기판 상에 다이 본딩했다. 이 때의 다이 본딩은 120℃로 가열한 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(21)에 대해, 그 상기 기판에 대한 접촉면에 대해 직교하는 방향으로, 2.45N(250gf)의 힘을 0.5초 가함으로써 행했다.
이렇게 하여 얻은 적층물을, 몰드 수지(쿄세라 케미컬사 제조 「KE-1100AS3」)에 의해, 봉지 두께가 400㎛가 되도록 봉지하고(봉지 장치: 아픽 야마다사 제조 「MPC-06M TriAl Press」), 7MPa, 175℃의 조건으로 2분간 유지한 후, 175℃에서 5시간 유지함으로써, 봉지 수지를 경화시킴과 함께, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(21) 중의 열경화성 필름도 경화시켰다. 이렇게 하여 얻어진, 상기 경화물 및 반도체 칩이 봉지되어 이루어지는 부재에, 다이싱 테이프(린텍사 제조 Adwill 「D-510T」)를 첩부하고, 이 다이싱 테이프를 추가로 링 프레임에 첩부하며, 다이싱 장치(디스코사 제조 「DFD6361」)를 사용하여, 15㎜×15㎜의 크기로 다이싱함으로써, 신뢰성 평가용 반도체 패키지(21)를 얻었다. 이 때의 다이싱은 다이싱 블레이드(디스코사 제조 「ZHDB-SD400-N1-60」)의 이동 속도를 50㎜/sec로 하고, 다이싱 블레이드의 회전 속도를 30000rpm으로서 행했다.
(반도체 패키지의 신뢰성 평가)
상기에서 얻어진 반도체 패키지(21)를, 온도 85℃, 상대 습도 85％의 조건하에서 168시간 정치하여 흡습시키고(MSL1), 반도체 패키지(211)로 했다. 이어서, 최고 온도 260℃, 가열 시간 1분간의 IR 리플로우(리플로우로: 사가미 리코사 제조 「WL-15-20DNX형」)를 3회 행하고, 반도체 패키지(211)에 있어서, 상기 열경화성 필름의 경화물의 반도체 칩으로부터의 들뜸 또는 박리의 유무를 육안으로 확인했다. 또한, 주사형 초음파 탐상 장치(히타치 켄키 파인테크사 제조 「Hye-Focus」)를 이용하여, 반도체 패키지(211)의 단면을 관찰함으로써, 반도체 패키지(211)에서의 크랙의 유무를 확인했다. 이러한 시험을 9개의 반도체 패키지(211)에 대해 행하고, 하기 기준에 따라, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(21)을 사용하여, 온도 변화의 이력을 거친 경우의, 반도체 패키지(반도체 패키지(211))의 신뢰성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[평가 기준]
A: 열경화성 필름의 경화물의 반도체 칩으로부터의 들뜸 또는 박리, 혹은 반도체 패키지에서의 크랙이, 9개의 반도체 패키지 모두에서 관찰되지 않았다.
B: 열경화성 필름의 경화물의 반도체 칩으로부터의 들뜸 또는 박리, 혹은 반도체 패키지에서의 크랙이, 9개의 반도체 패키지 중, 1∼3개에서 관찰되었다.
C: 열경화성 필름의 경화물의 반도체 칩으로부터의 들뜸 또는 박리, 혹은 반도체 패키지에서의 크랙이, 9개의 반도체 패키지 중, 4개 이상에서 관찰되었다.
＜반도체 패키지의 신뢰성 평가 1-2＞
상기에서 얻어진 반도체 패키지(21)를, 온도 85℃, 상대 습도 85％의 조건하에서 168시간 정치하는 대신에, 온도 30℃, 상대 습도 70％의 조건하에서 168시간 정치하여 흡습시키고(MSL3), 반도체 패키지(212)로 한 점 이외에는, 상기의 반도체 패키지(211)의 경우와 동일한 방법으로, 반도체 패키지(반도체 패키지(212))의 신뢰성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜반도체 패키지의 신뢰성 평가 2-1＞
복합 시트(21) 대신에, 복합 시트(22)를 사용한 점 이외에는, 상기의 반도체 패키지(211)의 경우와 동일한 방법으로, 반도체 패키지(221)를 제작했다. 즉, 상기에서 얻어진 복합 시트(22)를 사용하여, 다이싱 시트, 열경화성 필름 및 반도체 웨이퍼가 이 순서로, 이들의 두께 방향에 있어서 적층되어 구성된 적층체(22)를 제작하고, 적층체(22)를 사용하여, 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 이면에 형성된, 절단 후의 열경화성 필름을 구비하여 구성된, 복수개의 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(22)을 제조하며, 동시에, 이들 복수개의 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(22)이, 상기 열경화성 필름에 의해, 다이싱 시트 상에 정렬된 상태로 고정되어 있는, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 군(22)을 제조했다. 이어서, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(22)을 다이싱 시트로부터 픽업한 후, 상기 기판 상에 다이 본딩하여 얻어진 적층물을, 상기 몰드 수지에 의해 봉지하고, 7MPa, 175℃의 조건에서 2분간 유지한 후, 175℃에서 5시간 유지함으로써, 봉지 수지를 경화시킴과 함께, 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩(22) 중의 열경화성 필름도 경화시키고, 15㎜×15㎜의 크기로 다이싱함으로써, 신뢰성 평가용 반도체 패키지(22)를 제작했다. 이 반도체 패키지(22)를 온도 85℃, 상대 습도 85％의 조건하에서 168시간 정치하여 흡습시키고(MSL1), 반도체 패키지(221)로 하여, 이 반도체 패키지(221)의 신뢰성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜반도체 패키지의 신뢰성 평가 2-2＞
상기에서 얻어진 반도체 패키지(22)를, 온도 85℃, 상대 습도 85％의 조건하에서 168시간 정치하는 대신에, 온도 30℃, 상대 습도 70％의 조건하에서 168시간 정치하여 흡습시키고(MSL3), 반도체 패키지(222)로 한 점 이외에는, 상기의 반도체 패키지(221)의 경우와 동일한 방법으로, 반도체 패키지(반도체 패키지(222))의 신뢰성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
＜＜열경화성 필름의 제조, 복합 시트의 제조, 및 열경화성 필름의 평가＞＞
[실시예 2∼3, 비교예 1∼5]
수지 조성물의 함유 성분의 종류 및 함유량이, 표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이 되도록, 수지 조성물의 제조시에 있어서의 배합 성분의 종류 및 배합량 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 변경한 점 이외에는, 실시예 1의 경우와 동일한 방법으로, 수지 조성물, 열경화성 필름, 및 복합 시트를 제조하고, 열경화성 필름을 평가했다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
한편, 표 1 및 표 2 중의 함유 성분란의 「-」라는 기재는, 수지 조성물이 그 성분을 함유하고 있지 않은 것을 의미한다.
실시예 2∼3 및 비교예 1∼2에서는, 실시예 1의 경우와 동일하게, 수지 조성물로서, 경화 촉진제 복합체(y)-1을 함유하는 것을 사용했다.
이에 대해, 비교예 3∼4에서는, 수지 조성물로서, 경화 촉진제 복합체(y)-1을 함유하지 않고, 경화 촉진제(c)-1을 함유하는 것을 사용했다.
비교예 5에서는, 수지 조성물로서, 경화 촉진제 복합체(y)-1을 함유하지 않고, 경화 촉진제 복합체(y)-1을 형성하고 있지 않은 경화 촉진제(c)-1과 층상 화합물(z)-1을 함유하는 것을 사용했다. 보다 구체적으로는, 수지 조성물의 제조시에, 경화 촉진제 복합체(y)-1의 제조는 행하지 않고, 경화 촉진제(c)-1과 층상 화합물(z)-1을 다른 성분과 동일하게 배합했다.
수지 조성물의 제조시에, 경화 촉진제 복합체(y)를 배합하고, 경화 촉진제(c) 및 층상 화합물(z)을 배합하지 않은 경우에는, 표 1 및 표 2 중의 「경화 촉진제(c)」 및 「층상 화합물(z)」의 란에는, 「-」로 기재했다.
Figure pct00002
Figure pct00003
상기 결과로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1∼3에 있어서는, 보관시의 열경화성 필름의 목적 외의 경화가 억제되어 있고, 이들 열경화성 필름은 5℃에서 168시간 보관한 경우와, 40℃에서 504시간 보관한 경우 중 어느 것에 있어서도, 다이싱 적성이 양호했다. 또한, 이들 열경화성 필름을 5℃에서 168시간 보관한 경우와, 40℃에서 504시간 보관한 경우 중 어느 것에 있어서도, 반도체 패키지를 온도 85℃, 상대 습도 85％의 조건하에서 흡습시켰을(MSL1) 때의 신뢰성과, 온도 30℃, 상대 습도 70％의 조건하에서 흡습시켰을(MSL3) 때의 신뢰성이 모두 양호하고, 이들 열경화성 필름은 반도체 장치의 신뢰성의 저하를 억제 가능했다. 열경화성 필름은 그 최종적인 경화시에(반도체 패키지 중에서) 충분히 경화되어 있었다.
실시예 1∼3의 열경화성 필름은 바인더(a)와, 에폭시 수지(b1)와, 열경화제(b2)와, 경화 촉진제(c)와, 층상 화합물(z)을 함유하고, 이들 열경화성 필름에 있어서는, 경화 촉진제(c)가 층상 화합물(z)에 담지되어, 경화 촉진제 복합체(y)를 형성하고 있었다(이들 열경화성 필름은 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하고 있었다).
실시예 1∼3에 있어서는, 열경화성 필름을 5℃에서 168시간 보관한 경우에는, 제1 시험편에서의 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도가 110N/2㎜□ 이상(110∼128N/2㎜□)이고, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우에는, 제1 시험편에서의 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도가 108N/2㎜□ 이상(108∼115N/2㎜)□이었다.
실시예 1∼3에 있어서는, 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 217％ 이하(124∼217％)였다.
실시예 1∼3에 있어서는, 열경화성 필름에 있어서, 경화 촉진제 복합체(y)의 함유량은 에폭시 수지(b1) 및 열경화제(b2)의 총 함유량 100질량부에 대해, 0.3∼0.9질량부였다.
이에 대해, 비교예 1에 있어서는, 보관시의 열경화성 필름의 목적 외의 경화가 억제되어 있었지만, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우, 반도체 패키지를 온도 85℃, 상대 습도 85％의 조건하에서 흡습시켰을 때의 신뢰성이 불량이고, 이 열경화성 필름은 반도체 장치의 신뢰성의 저하를 억제할 수 없는 것이었다.
비교예 1에 있어서는, 열경화성 필름을 5℃에서 168시간 보관한 경우의, 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도가, 82N/2㎜□이고, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우의, 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도가 71N/2㎜□였다.
비교예 1의 열경화성 필름은 바인더(a)와, 에폭시 수지(b1)와, 열경화제(b2)와, 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하고 있었지만, 경화 촉진제 복합체(y)의 함유량이 적고, 경화 촉진제(c)의 배합량이 적었다. 그 결과, 열경화성 필름은 그 최종적인 경화시에(반도체 패키지 중에서) 충분히 경화되지 않았다.
비교예 2에 있어서는, 보관시의 열경화성 필름의 목적 외의 경화가 억제되지 않고, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우, 반도체 패키지를 온도 85℃, 상대 습도 85％의 조건하에서 흡습시켰을 때와, 반도체 패키지를 온도 30℃, 상대 습도 70％의 조건하에서 흡습시켰을 때의 신뢰성이 모두 불량이며, 이 열경화성 필름은 반도체 장치의 신뢰성의 저하를 억제할 수 없는 것이었다.
비교예 2에 있어서는, 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 613％이고, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우의, 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도가 80N/2㎜□였다.
비교예 2의 열경화성 필름은 바인더(a)와, 에폭시 수지(b1)와, 열경화제(b2)와, 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하고 있었지만, 경화 촉진제 복합체(y)의 함유량이 많고, 경화 촉진제(c)의 배합량이 많았다. 그 결과, 열경화성 필름은 그 보관시에 목적 외의 경화가 진행하여, 그 최종적인 경화시에(반도체 패키지 중에서) 충분히 경화되지 않았다.
비교예 3∼5에 있어서는, 보관시의 열경화성 필름의 목적 외의 경화가 억제되지 않고, 비교예 3에 있어서는, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우, 반도체 패키지를 온도 85℃, 상대 습도 85％의 조건하에서 흡습시켰을 때와, 반도체 패키지를 온도 30℃, 상대 습도 70％의 조건하에서 흡습시켰을 때의 신뢰성이 모두 불량이며, 비교예 4∼5에 있어서는, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우, 반도체 패키지의 신뢰성은 평가 불능이었다. 이들 열경화성 필름은 반도체 장치의 신뢰성의 저하를 억제할 수 없는 것이었다.
비교예 3∼5에 있어서는, 제3 시험편의 용융 점도 V1이 측정 불능이고, 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 산출 불능이었다. 그리고, 비교예 3에 있어서는, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우의 다이싱 적성이 불량이고, 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도가 55N/2㎜□였다. 비교예 4∼5에 있어서도, 열경화성 필름을 40℃에서 504시간 보관한 경우의 다이싱 적성이 불량이고, 열경화성 필름의 경화물의 전단 강도는 측정 불능이었다.
비교예 3∼5의 열경화성 필름은 바인더(a)와, 에폭시 수지(b1)와, 열경화제(b2)와, 경화 촉진제(c)를 함유하고 있었지만, 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하지 않았다.
비교예 3∼4의 열경화성 필름은 경화 촉진제(c)를 함유하고 있었지만, 층상 화합물(z)을 함유하고 있지 않고, 이들 열경화성 필름은 당연히 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하지 않았다.
한편, 비교예 5의 열경화성 필름은 경화 촉진제(c)와 층상 화합물(z)을 함께 함유하고 있었지만, 경화 촉진제(c)가 층상 화합물(z)에 담지되어 있지는 않고, 경화 촉진제 복합체(y)를 형성하고 있지 않았다(이 열경화성 필름은 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하고 있지 않았다).
즉, 실시예 1∼3과, 비교예 5의 비교로부터, 실시예 1∼3의 열경화성 필름에 있어서는, 경화 촉진제 복합체(y)가 형성되어 있고(이들 열경화성 필름은 경화 촉진제 복합체(y)를 함유하고 있고), 이에 의해, 이들 열경화성 필름은 그 보관시에 있어서의 경화가 억제되어 있으며, 다이싱 적성이 양호하고, 그 최종적인 경화시에 충분히 경화되어 있으며, 반도체 장치의 신뢰성의 저하를 억제 가능한 것이 명확했다.
본 발명은 반도체 장치의 제조에 이용 가능하다.
10, 20…지지 시트, 10a, 20a…지지 시트의 한쪽 면(제1 면)
11…기재 필름
13…열경화성 필름, 13a…열경화성 필름의 한쪽 면(제1 면), 13b…열경화성 필름의 다른 쪽 면(제2 면), 130…절단 후의 열경화성 필름
101, 102…복합 시트
5…제1 시험편
50…열경화성 필름의 경화물, 50a…열경화성 필름의 경화물의 다른 쪽 면(제1 면), 50b…열경화성 필름의 경화물의 한쪽 면(제2 면), 50c…열경화성 필름의 경화물의 측면
51…구리판
52…실리콘 칩, 52c…실리콘 칩의 측면
6…기판, 6a…기판의 회로 형성면
80…다이싱 시트
9…반도체 웨이퍼, 9b…반도체 웨이퍼의 이면
90…반도체 칩
913…열경화성 필름이 형성된 반도체 칩

Claims (8)

  1. 열경화성 필름으로서,
    크기가 2㎜×2㎜이고 두께가 20㎛인 상기 열경화성 필름의 경화물과, 상기 경화물의 한쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 300㎛인 구리판과, 상기 경화물의 다른 쪽 면의 전체면에 형성된, 두께가 350㎛인 실리콘 칩을 구비하고 있고, 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면이 정렬되어 구성된 제1 시험편을 제작하며, 상기 구리판을 고정한 상태로, 상기 제1 시험편 중의 상기 경화물의 측면과 상기 실리콘 칩의 측면의 정렬된 부위에 대해, 동시에, 상기 경화물의 한쪽 면에 대해 평행한 방향으로, 200㎛/sec의 속도로 힘을 가했을 때, 상기 경화물이 파괴되거나, 상기 경화물이 상기 구리판으로부터 박리되거나, 또는, 상기 경화물이 상기 실리콘 칩으로부터 박리될 때까지 가해진 상기 힘의 최대값인 전단 강도가, 100N/2㎜□ 이상이고,
    5℃에서 168시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제2 시험편을 제작하며, 상기 제2 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제2 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하고, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제2 시험편의 용융 점도 V0를 측정하며, 40℃에서 504시간 보관한 상기 열경화성 필름을 사용하여, 직경이 10㎜이고 높이가 10㎜인 원주상의 제3 시험편을 제작하고, 상기 제3 시험편에 490N의 힘을 가하면서, 상기 제3 시험편을 승온 속도 10℃/min으로 50℃부터 승온하며, 직경 0.5㎜의 모세관으로부터 압출된, 온도가 90℃인 상기 제3 시험편의 용융 점도 V1을 측정했을 때, 하기 식:
    VR＝(V1－V0)／V0×100
    으로 산출되는 상기 열경화성 필름의 용융 점도 상승률 VR이 600％ 이하인, 열경화성 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용융 점도 상승률 VR이 90∼500％인, 열경화성 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열경화성 필름이 필름형 접착제인, 열경화성 필름.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열경화성 필름이, 반도체 웨이퍼의 이면에 보호막을 형성하기 위한 보호막 형성 필름인, 열경화성 필름.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열경화성 필름이 바인더(a)와, 에폭시 수지(b1)와, 열경화제(b2)와, 경화 촉진제(c)와, 층상 화합물(z)을 함유하고,
    상기 경화 촉진제(c)가 상기 층상 화합물(z)에 담지되어 있는, 열경화성 필름.
  6. 지지 시트와, 상기 지지 시트의 한쪽 면 상에 형성된 열경화성 필름을 구비하고,
    상기 열경화성 필름이, 제 1 항 또는 제 2 항의 열경화성 필름인, 복합 시트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지지 시트가 기재 필름으로 이루어지고,
    상기 열경화성 필름이 상기 기재 필름에 직접 접촉하여 형성되어 있는, 복합 시트.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항의 열경화성 필름의 한쪽 면, 또는 제 6 항의 복합 시트 중의 상기 열경화성 필름의 노출면을, 반도체 웨이퍼의 이면에 첩부하는 공정과,
    상기 복합 시트를 사용한 경우에는, 상기 복합 시트 중의 상기 지지 시트 상에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼를 반도체 칩으로 분할하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분할 개소를 따라, 상기 열경화성 필름을 절단하며, 상기 복합 시트를 구성하고 있지 않은 상기 열경화성 필름을 사용한 경우에는, 상기 열경화성 필름의 다른 쪽 면에 다이싱 시트를 첩부한 후, 상기 다이싱 시트 상에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼를 반도체 칩으로 분할하고, 상기 반도체 웨이퍼의 분할 개소를 따라, 상기 열경화성 필름을 절단함으로써, 상기 반도체 칩과, 상기 반도체 칩의 이면에 형성된, 절단 후의 상기 열경화성 필름을 구비한 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을 제작하는 공정과,
    상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을, 상기 다이싱 시트 또는 지지 시트로부터 분리하여 픽업하는 공정과,
    픽업한 상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩 중의 상기 열경화성 필름을, 기판의 회로 형성면에 첩부함으로써, 상기 열경화성 필름이 형성된 반도체 칩을 상기 회로 형성면에 접착하는 공정을 갖는 반도체 장치의 제조 방법.
KR1020247005807A 2021-10-05 2022-07-27 열경화성 필름, 복합 시트, 및 반도체 장치의 제조 방법 KR20240079207A (ko)

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