TW201313869A - 切割／晶片接合薄膜 - Google Patents

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dicing
wafer bonding
bonding film
film
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TW101128076A
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Takeshi Matsumura
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Nitto Denko Corp
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Abstract

本發明提供一種切割/晶片接合薄膜，其可以防止回流焊接破裂的產生，而可以良好的生產率製造可靠性優良的半導體裝置的切割/晶片接合薄膜。本發明的切割/晶片接合薄膜，至少具有在支撐基材上設置有粘合劑層的切割薄膜以及設置在所述粘合劑層上的晶片接合薄膜，其特徵在於，通過下式（1）計算的吸水率為1.5重量%以下。[(M2-M1)/M1]×100=吸水率（重量%） （1），式中，所述M1表示所述切割/晶片接合薄膜的初始重量，M2表示將該切割/晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。

Description

切割-晶粒接合膜
本發明關於例如在半導體裝置的製造方法等中使用的切割/晶片接合薄膜。
在以往的半導體裝置的製造方法中，形成有電路圖案的半導體晶片根據需要通過背面研磨來調整厚度後，切割成半導體晶片(切割工序)。在該切割工序中，為了進行冷卻、防止切屑飛散，一般噴射切削水(通常，液壓為約2kg/cm2)進行該工序。
然後，利用膠粘劑將所述半導體晶片固著(安裝)到引線框等被粘物上後，轉移到晶片接合工序。在所述安裝工序時，將膠粘劑塗布到引線框、半導體晶片上。但是，該方法中難以實現膠粘劑層的均勻化，並且膠粘劑的塗布需要特殊裝置和長時間。因此，提出了在切割工序中膠粘保持半導體晶片並且還提供安裝工序所需要的晶片固著用膠粘劑層(晶片接合薄膜)的切割/晶片接合薄膜。
所述切割/晶片接合薄膜，在支撐基材上以可以剝離的方式設置有晶片接合薄膜。即，在晶片接合薄膜的保持下切割半導體晶片後，拉伸支撐基材將半導體晶片與晶片接合薄膜一起剝離，將其分別回收後通過該晶片接合薄膜固著到引線框等被粘物上。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開昭60-57642號公報
另一方面，電子設備的由於小型、薄型化而產生的高密度安裝要求，近年來急劇增加。因此，半導體封裝以適合高密度安裝的表面安裝型代替以往的銷(pin)插入型成為主流。該表面安裝是將引線直接焊接到印刷電路板等上。因此，作為加熱方法，利用紅外線回流焊接、氣相回流焊接、浸焊等將封裝整體加熱進行安裝。加熱中，將整個封裝暴露到210~260℃的高溫下，因此封裝內部存在水分時，會由於水分的爆炸性汽化而產生封裝破裂(以下也稱為回流焊接破裂)。
在此，由晶片接合薄膜引起的回流焊接破裂的發生機制如下所述。即，晶片接合薄膜中吸收有大量水分時，該水分在回流焊接的安裝時由於加熱而形成水蒸汽，通過該蒸氣壓而產生晶片接合薄膜的破壞或剝離，從而產生回流焊接破裂。
在提高密封樹脂的耐回流焊接性時，由晶片接合薄膜的吸濕引起的回流焊接破裂由於特別顯著地降低薄型半導體封裝的可靠性，因此成為嚴重的問題，而強烈要求改善晶片接合薄膜的耐回流焊接性。
本發明鑒於前述問題而創立，其目的在於提供可以防止回流焊接破裂的產生從而可以以良好的生產率製造可靠性優良的半導體裝置的切割/晶片接合薄膜。
本發明人為了實現前述目的而進行了研究，結果發現，在以下情況下產生晶片接合薄膜的吸濕：以切割/晶片接合薄膜的形式保存期間水分從切割薄膜轉移的情況、切割半導體 晶片時使用的切削水造成的情況、以及以半導體封裝形式保存的情況，並且完成了本發明。
即，本發明的切割/晶片接合薄膜，至少具有在支撐基材上設置有粘合劑層的切割薄膜以及設置在所述粘合劑層上的晶片接合薄膜，其特徵在於，通過下式(1)計算的吸水率為1.5重量%以下，[(M2-M1)/M1]×100=吸水率(重量%) (1)
式中，所述M1表示所述切割/晶片接合薄膜的初始重量，M2表示將該切割/晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
本發明中，如前述構成所示，通過使切割/晶片接合薄膜整體的吸水率為1.5重量%以下，由此例如在切割/晶片接合薄膜的保存中，可以防止晶片接合薄膜過度吸收切割薄膜中的水分，從而可以防止在其後的回流焊接工序中產生回流焊接破裂。另外，例如，在半導體晶片的切割時，可以防止由該工序中使用的切削水造成切割薄膜、晶片接合薄膜吸濕由此水侵入到兩者的界面的情況。
前述構成中，優選：所述切割薄膜的通過下式(2)計算的吸水率為1.5重量%以下，[(M4-M3)/M3]×100=吸水率(重量%) (2)
式中，所述M3表示所述切割薄膜的初始重量，M4表示將該切割薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
如前述構成所示，通過使切割薄膜的吸水率為1.5重量%以下，由此在切割/晶片接合薄膜的保存中可以減少晶片接合薄膜所會吸收的切割薄膜中的水分量。結果，可以進一步防止在回流焊接工序中產生回流焊接破裂。
前述構成中，優選：所述晶片接合薄膜的通過下式(3)計算的吸水率為1.5重量%以下，[(M6-M5)/M5]×100=吸水率(重量%) (3)
式中，所述M5表示所述晶片接合薄膜的初始重量，M6表示將該晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
如前述構成所示，通過使晶片接合薄膜的吸水率為1.5重量%以下，由此，在切割/晶片接合薄膜的保存中，可以減少晶片接合薄膜吸收切割薄膜中的水分的量。結果，可以進一步防止在回流焊接工序中產生回流焊接破裂。另外，即使是半導體晶片由晶片接合薄膜晶片接合到引線框等被粘物上，再用密封樹脂密封的半導體封裝的保存中，也可以減少晶片接合薄膜吸收的水分量。
根據本發明，通過使切割/晶片接合薄膜自身的吸水率為 1.5重量%以下，由此例如在切割/晶片接合薄膜的保存中，可以防止晶片接合薄膜過度吸收切割薄膜中的水分。另外，在半導體晶片的切割時，可以防止由該工序中使用的切削水造成切割薄膜、晶片接合薄膜吸濕由此水侵入到兩者的界面的情況。即，如果是本發明的切割/晶片接合薄膜，則與以往的切割/晶片接合薄膜相比，可以進一步防止在回流焊接工序中產生回流焊接破裂，可以製造耐濕可靠性優良的半導體裝置。
以下，參考附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1是表示本發明的實施方式的切割/晶片接合薄膜的一例的示意剖視圖。如該圖所示，切割/晶片接合薄膜10的構成為：至少具有在支撐基材1上設置有粘合劑層2的切割薄膜和設置在所述粘合劑層2上的晶片接合薄膜3。但是，本發明中，也可以如圖2所示為僅在半導體晶片粘貼部分2a形成有晶片接合薄膜3’的構成的切割/晶片接合薄膜11。
所述切割/晶片接合薄膜10、11的吸水率為1.5重量%以下，優選1.2重量%以下，進一步優選1.0重量%以下。通過使所述吸水率為1.5重量%以下，例如在切割/晶片接合薄膜10、11的保存中，可以防止晶片接合薄膜3、3’過度吸收切割薄膜中的水分而產生的回流焊接破裂。另外，在半導體晶片4的切割時，也可以防止由該工序中使用的切削水而造成切割薄膜、晶片接合薄膜3、3’吸濕由此水侵入到兩者的界面的情況。另外，切割/晶片接合薄膜10、11的吸水率的下限，從本發明的效果的觀點考慮越低越好，可以是實質上為0%， 優選為0%。另外，切割/晶片接合薄膜10、11整體的吸水率可以通過適當調整構成切割/晶片接合薄膜的切割薄膜的吸水率(更具體而言，支撐基材1和粘合劑層2的吸水率)、晶片接合薄膜3、3’的吸水率進行控制。關於切割薄膜或晶片接合薄膜3、3’的吸水率調整方法，如後所述。
所述切割/晶片接合薄膜10、11的吸水率，為如下所述求出的值。即，從切割/晶片接合薄膜10、11切割出20mm×20mm的樣品，將其在120℃的真空乾燥機中放置3小時進行乾燥。然後，在乾燥器(desiccator)中自然冷却，測定樣品的乾燥重量M1。然後，在處於85℃、85%RH氣氛中的恒溫恒濕槽中放置120小時，使樣品吸濕然後取出並稱量。將稱量值達到恒定時的重量設為M2。由測定的M1和M2，基於下述(1)計算吸水率。
[(M2-M1)/M1]×100=吸水率(重量%) (1)
式中，所述M1表示所述切割/晶片接合薄膜的初始重量，M2表示將該切割/晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
本實施方式的切割薄膜，具有在所述支撐基材1上至少設置有粘合劑層2的結構。另外，切割薄膜的吸水率為1.5重量%以下，優選1.2重量%以下，更優選1.0重量%以下。通過使所述吸水率為1.5重量%以下，在切割/晶片接合薄膜10、11的保存中，可以減少晶片接合薄膜3、3’會吸收的切 割薄膜(特別是粘合劑層2)中的水分量。結果，可以進一步防止在回流焊接工序中產生回流焊接破裂。另外，半導體晶片4的切割時，也可以防止由於該工序中使用的切削水而造成切割薄膜吸濕而水侵入到與晶片接合薄膜3、3’間的界面的情況。另外，切割薄膜的吸水率的下限從本發明的效果的觀點考慮越低越好，可以是實質上為0%，優選為0%。
切割薄膜的吸水率的控制可以通過調節構成切割薄膜的支撐基材1和粘合劑層2的吸水率來進行。關於支撐基材1和粘合劑層2的吸水率的調節方法，如後所述。
所述切割薄膜的吸水率，為如下所述求出的值。即，從切割薄膜切割出20mm×20mm的樣品，將其在120℃的真空乾燥機中放置3小時進行乾燥。然後，在乾燥器中自然冷卻，測定樣品的乾燥重量M3。然後，在處於85℃、85%RH氣氛中的恒溫恒濕槽中放置120小時，使樣品吸濕然後取出並稱量。將稱量值達到恒定時的重量設為M4。由測定的M3和M4，基於下述(2)計算吸水率。
[(M4-M3)/M3]×100=吸水率(重量%) (2)
式中，所述M3表示所述切割薄膜的初始重量，M4表示將該切割薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
所述支撐基材1作為切割/晶片接合薄膜10、11的強度母體，優選吸水率低的支撐基材，只要是至少可以使切割/晶片 接合薄膜10、11整體的吸水率為1.5重量%以下、優選可以使切割薄膜整體的吸水率為1.5重量%以下的支撐基材，則沒有特別限制。具體而言，所述吸水率優選為1.5重量%以下，更優選1.2重量%以下，特別優選1.0重量%以下。另外，支撐基材1的吸水率的下限從本發明的效果的觀點考慮越低越好，可以是實質上為0%，優選為0%。
支撐基材1的吸水率的控制例如可以通過製膜條件的最佳化(optimize)以及材料設計等進行。
所述支撐基材1的吸水率，為如下所述求出的值。即，從支撐基材1切割出20mm×20mm的樣品，將其在120℃的真空乾燥機中放置1小時進行乾燥。然後，在乾燥器中自然冷卻，測定樣品的乾燥重量M7。然後，在處於85℃、85%RH氣氛中的恒溫恒濕槽中放置120小時，使樣品吸濕然後取出並稱量。將稱量值達到恒定時的重量設為M8。由測定的M7和M8，基於下述(4)計算吸水率。
[(M8-M7)/M7]×100=吸水率(重量%) (4)
式中，所述M7表示所述支撐基材的初始重量，M8表示將該支撐基材在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
所述支撐基材1具體地可以列舉例如：低密度聚乙烯、線性聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、無規共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚丙烯、聚丁烯、 聚甲基戊烯等聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、離聚物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(無規、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯胺、全芳香族聚醯胺、聚苯硫醚、芳族聚醯胺(紙)、玻璃、玻璃布、含氟樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素類樹脂、聚矽氧烷樹脂、金屬(箔)、紙等。其中，聚乙烯、聚丙烯等的吸水率低，因此優選作為支撐基材1。
另外，作為支撐基材1的材料，可以列舉所述樹脂的交聯體等聚合物。所述塑膠薄膜可以不拉伸而使用，也可以根據需要進行單軸或雙軸拉伸處理後使用。利用經拉伸處理等而被賦予了熱收縮性的樹脂片，通過在切割後使其支撐基材1熱收縮而降低粘合劑層2與晶片接合薄膜3、3’的膠粘面積，可以容易地回收半導體晶片(半導體元件)。
為了提高與鄰接層的密合性和保持性等，支撐基材1的表面可以進行慣用的表面處理，例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、電離射線處理等化學或物理處理、底塗劑(例如，後述的粘合物質)塗布處理等。所述支撐基材1可以適當選擇使用同種或異種材料，根據需要也可以將多種材料共混使用。另外，為了賦予支撐基材1防靜電性能，可以在所述支撐基材1上設置包含金屬、合金、它們的氧化物等的厚度約30Å~約500Å的導電性物質的蒸鍍層。支撐基材1可以是單層或者兩種以上的多層。另外，粘合劑層2為 輻射線固化型的情況下，作為支撐基材1，優選使用至少部分地允許X射線、紫外線、電子射線等輻射線透過的支撐基材。
支撐基材1的厚度沒有特別限制，可以適當設定，一般為約5μm~約200μm。
作為所述粘合劑層2，優選吸水率小的粘合劑層，只要是可以使切割/晶片接合薄膜10、11整體的吸水率為1.5重量%以下、優選使切割薄膜整體的吸水率為1.5重量%以下的粘合劑層，則沒有特別限制。具體而言，所述吸水率優選為1.5重量%以下，更優選1.2重量%以下，特別優選1.0重量%以下。另外，粘合劑層2的吸水率的下限從本發明的效果的觀點考慮越低越好，可以是實質上為0%，優選為0%。
粘合劑層2的吸水率的控制例如可以通過製造條件的最佳化以及材料設計等進行。
所述粘合劑層2的吸水率，為如下所述求出的值。即，從粘合劑層2切割出20mm×20mm的樣品，將其在120℃的真空乾燥機中放置3小時進行乾燥。然後，在乾燥器中自然冷卻，測定樣品的乾燥重量M9。然後，在處於85℃、85%RH氣氛中的恒溫恒濕槽中放置120小時，使樣品吸濕然後取出並稱量。將稱量值達到恒定時的重量設為M10。由測定的M9和M10，基於下述(5)計算吸水率。
[(M10-M9)/M9]×100=吸水率(重量%) (5)
式中，所述M9表示所述粘合劑層的初始重量，M10表示將該粘合劑層在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行 吸濕後的重量。
所述粘合劑層2的形成中使用的粘合劑沒有特別限制，較的佳是：可以在其面內按照區域設置粘合力差的輻射線固化型粘合劑。此時，粘合劑層2可以在粘貼晶片接合薄膜3、3’前預先通過照射輻射線而固化，或者可以不固化。另外，進行輻射線固化的情況下，固化的部分不必為粘合劑層2的全部區域，粘合劑層2中，只要至少將與晶片接合薄膜3的晶片粘貼部分3a對應的部分2a固化即可(參考圖1)。粘合劑層2在與晶片接合薄膜3粘貼前通過照射輻射線而固化時，在固化狀態下與晶片接合薄膜3粘貼，因此可以抑制在粘合劑層2與晶片接合薄膜3的界面處的粘附性過度增大。由此，可以減少粘合劑層2與晶片接合薄膜3之間的錨固效果，從而提高剝離性。
另外，可以根據圖2所示的晶片接合薄膜3’的形狀預先將輻射線固化型粘合劑層2固化。由此，可以抑制粘合劑層2與晶片接合薄膜3的界面處的粘附性過度增大。結果，具有在拾取時晶片接合薄膜3’容易從粘合劑層2上剝離的性質。另一方面，粘合劑層2的另一部分2b未被照射輻射線因此未固化，粘合力比所述部分2a大。由此，在另一部分2b上粘貼切割薄膜的情況下，可以將切割環(dicing ring)可靠地膠粘固定。
如前所述，圖1所示的切割/晶片接合薄膜10的粘合劑層2中，由未固化的輻射線固化型粘合劑形成的所述部分2b與晶片接合薄膜3粘合，從而可以確保切割時的保持力。這 樣，輻射線固化型粘合劑可以在膠粘-剝離平衡良好的情況下支撐用於將半導體晶片固著到基板等被粘物上的晶片接合薄膜3。圖2所示的切割/晶片接合薄膜11的粘合劑層2中，所述部分2b能夠固定切割環。切割環例如可以使用由不銹鋼等金屬製成的切割環或樹脂製成的切割環。
作為構成粘合劑層2的粘合劑沒有特別限制，本發明中較的佳是輻射線固化型粘合劑。作為輻射線固化型粘合劑，可以沒有特別限制地使用具有碳碳雙鍵等輻射線固化性官能基並且顯示粘合性的粘合劑。
作為所述輻射線固化型粘合劑，可以例示例如：在所述丙烯酸類粘合劑、橡膠類粘合劑、聚矽氧烷(silicone)類粘合劑、聚乙烯基醚類粘合劑等一般的壓敏膠粘劑中，配合有輻射線固化性的單體成分或輻射線固化性的低聚物成分的添加型輻射線固化型粘合劑。作為所述壓敏膠粘劑，從半導體晶片或玻璃等避忌污染的電子部件的利用超純水或醇類等有機溶劑的清潔洗滌性等的觀點考慮，優選以丙烯酸類聚合物為基礎聚合物的丙烯酸類粘合劑。
作為所述丙烯酸類聚合物，可以列舉例如：使用(甲基)丙烯酸烷基酯(例如，甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、異戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基己酯、異辛酯、壬酯、癸酯、異癸酯、十一烷酯、十二烷酯、十三烷酯、十四烷酯、十六烷酯、十八烷酯、二十烷酯等烷基的碳原子數1~30、特別是碳原子數4~18的直鏈或支鏈烷基酯等)及(甲基)丙烯酸環烷酯(例如，環戊 酯、環己酯等)的一種或兩種以上作為單體成分的丙烯酸類聚合物等。另外，(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，本發明的(甲基)全部表示相同的含義。
為了改善凝聚力、耐熱性等，所述丙烯酸類聚合物根據需要可以含有與能夠同所述(甲基)丙烯酸烷基酯或環烷酯共聚的其他單體成分對應的單元。作為這樣的單體成分，可以列舉例如：含羧基單體，如丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等；酸酐單體，如馬來酸酐、衣康酸酐等；含羥基單體，如(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥基己酯、(甲基)丙烯酸8-羥基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯等；含磺酸基單體，如苯乙烯磺酸、烯丙磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺基丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯醯氧萘磺酸((meth)acrylyloxynaphthalenesulfonate)等；含磷酸基單體，如丙烯醯磷酸-2-羥基乙酯等；丙烯醯胺、丙烯腈等。這些可共聚單體成分可以使用一種或兩種以上。這些可共聚單體的使用量優選為全部單體成分的40重量%以下。
另外，所述丙烯酸類聚合物為了進行交聯根據需要也可以含有多官能單體等作為共聚用單體成分。作為這樣的多官能單體，可以列舉例如：己二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸 酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。這些多官能單體也可以使用一種或兩種以上。多官能單體的使用量從粘合特性等觀點考慮優選為全部單體成分的30重量%以下。
所述丙烯酸類聚合物的製備可以通過對一種成分單體或兩種以上成分單體的混合物應用溶液聚合方式、乳液聚合方式、總體聚合(bulk polymerization)方式或懸浮聚合方式等適當的方式來進行。從防止晶片污染等觀點考慮，粘合劑層優選具有抑制低分子量物質的含有的組成，從該點考慮，優選以重均分子量為30萬以上，特別是40萬~300萬的丙烯酸類聚合物作為主要成分，因此粘合劑可以為內部交聯方式或外部交聯方式等適當的交聯型。
另外，為了控制粘合劑層2的交聯密度，可以採用例如：使用多官能異氰酸酯類化合物、多官能環氧類化合物、三聚氰胺類化合物、金屬鹽類化合物、金屬螯合劑類化合物、氨基樹脂類化合物或者過氧化物等適當的外部交聯劑進行交聯處理的方式、混合具有兩個以上碳碳雙鍵的低分子化合物後通過照射能量射線等進行交聯處理的方式等適當的方式。使用外部交聯劑的情況下，其使用量根據與應交聯的基礎聚合物的平衡以及作為粘合劑的使用用途適當確定。一般而言，相對於所述基礎聚合物100重量份配合約5重量份以下，進 一步而言優選配合0.1~5重量份。另外，根據需要，在粘合劑中除前述成分以外也可以使用各種增粘劑、抗老化劑等添加劑。
作為用於配合的輻射線固化性單體成分，可以列舉例如：氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。這些單體成分可以使用一種或者兩種以上組合使用。
另外，輻射線固化性低聚物成分可以列舉氨基甲酸酯類、聚醚類、聚酯類、聚碳酸酯類、聚丁二烯類等各種低聚物，其分子量在約100~約30000的範圍內是適當的。輻射線固化性單體成分或低聚物成分的配合量可以根據所述粘合劑層的種類適當地確定能夠降低粘合劑層的粘合力的量。一般而言，相對於構成粘合劑的丙烯酸類聚合物等基礎聚合物100重量份，例如為約5重量份~約500重量份，優選約70重量份~約150重量份。
另外，作為輻射線固化型粘合劑，除了前面說明過的添加型輻射線固化型粘合劑以外，還可以列舉使用在聚合物側鏈或主鏈中或者主鏈末端具有碳碳雙鍵的聚合物作為基礎聚合物的內在型輻射線固化型粘合劑。內在型輻射線固化型粘合劑無需含有或者不大量含有作為低分子量成分的低聚物成分等，因此低聚物成分等不會隨時間推移在粘合劑中移動， 可以形成穩定的層結構的粘合劑層，因此優選。
所述具有碳碳雙鍵的基礎聚合物，可以沒有特別限制地使用具有碳碳雙鍵並且具有粘合性的聚合物。作為這樣的基礎聚合物，優選以丙烯酸類聚合物作為基本骨架的聚合物。作為丙烯酸類聚合物的基本骨架，可以列舉前面例示過的丙烯酸類聚合物。
所述丙烯酸類聚合物中碳碳雙鍵的引入方法沒有特別限制，可以採用各種方法，將碳碳雙鍵引入聚合物側鏈的方法在分子設計上比較容易。可以列舉例如：預先將具有官能基的單體與丙烯酸類聚合物共聚，然後，使具有能夠與該官能基反應的官能基和碳碳雙鍵的化合物在保持碳碳雙鍵的輻射線固化性的狀況下進行縮合或加成反應的方法。
作為這些官能基的組合例，可以列舉例如：羧基與環氧基、羧基與氮丙啶(aziridine)基、羥基與異氰酸酯基等。這些官能基的組合中，考慮反應跟蹤的容易性，優選羥基與異氰酸酯基的組合。另外，只要是通過這些官能基的組合而生成所述具有碳碳雙鍵的丙烯酸類聚合物的組合，則官能基可以在丙烯酸類聚合物與所述化合物中的任意一個上，對於前述之優選組合而言，優選丙烯酸類聚合物具有羥基、所述化合物具有異氰酸酯基的情況。此時，作為具有碳碳雙鍵的異氰酸酯化合物，可以列舉例如：甲基丙烯醯異氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯、間異丙烯基-α,α-二甲基聯苯醯異氰酸酯等。另外，作為丙烯酸類聚合物，可以使用共聚有前面例示的含羥基單體或2-羥基乙基乙烯基醚、4-羥基丁基乙 烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚這樣的醚類化合物等的聚合物。
所述內在型輻射線固化型粘合劑可以單獨使用所述具有碳碳雙鍵的基礎聚合物(特別是丙烯酸類聚合物)，也可以在不損害特性的範圍內配合所述輻射線固化性單體成分或低聚物成分等光聚合性化合物。該光聚合性化合物的配合量相對於基礎聚合物100重量份通常在30重量份以下的範圍內，優選0~10重量份的範圍。
在通過紫外線等固化時，所述輻射線固化型粘合劑中優選含有光聚合引發劑。作為光聚合引發劑，可以列舉例如：α-酮醇類化合物，如4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α,α’-二甲基苯乙酮(α-hydroxy-α,α’-methylacetophenone)、2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮等；苯乙酮類化合物，如甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷(morpholinopropane)-1-酮等；苯偶姻醚(benzoin ether)類化合物，如苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、茴香偶姻甲醚等；等的α-酮(ketone)類化合物；縮酮類化合物，如聯苯醯二甲基縮酮等；芳香族磺醯氯類化合物，如2-萘磺醯氯等；光活性肟類化合物，如1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等；二苯甲酮(benzophenone)類化合物，如二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等；噻噸酮類化合物，如噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基 噻噸酮等；樟腦醌(camphorquinone)；鹵代酮；醯基氧化膦；醯基膦酸酯等。光聚合引發劑的配合量相對於構成粘合劑的丙烯酸類聚合物等基礎聚合物100重量份，例如為約0.05重量份~約20重量份。但是，以將粘合劑層2的儲能彈性模量調整到1×107Pa~5×108Pa的範圍內為目的時，相對於基礎聚合物100重量份優選為1重量份以上且8重量份以下，更優選1重量份以上且5重量份以下。
另外，作為粘合劑層2的形成中使用的輻射線固化型粘合劑，可以列舉例如：日本特開昭60-196956號公報中所公開的、含有具有2個以上不飽和鍵的加聚性化合物、具有環氧基的烷氧基矽烷等光聚合性化合物、和羰基化合物、有機硫化合物、過氧化物、胺、鎓鹽類化合物等光聚合引發劑的橡膠類粘合劑或丙烯酸類粘合劑等。作為所述具有兩個以上不飽和鍵的加聚性化合物，可以列舉例如：丙烯酸或甲基丙烯酸的多元醇酯或低聚酯，環氧類或氨基甲酸酯類化合物等。
所述光聚合性化合物或光聚合引發劑的配合量，相對於100重量份基礎聚合物一般分別為10重量份~500重量份、0.05重量份~20重量份。另外，除了這些配合成分以外，根據需要可以額外配合乙二醇二縮水甘油基醚等分子中具有一個或兩個以上環氧基的環氧基官能性交聯劑，以提高粘合劑的交聯效率。
使用所述輻射線固化型粘合劑的粘合劑層2中，根據需要也可以含有通過照射輻射線而著色的化合物。通過在粘合劑層2中含有通過照射輻射線而著色的化合物，可以僅將照 射輻射線的部分著色。即，可以將與晶片粘貼部分3a對應的粘合劑層2a著色。由此，可以通過肉眼直接判斷粘合劑層2是否被照射了輻射線，可以容易識別晶片粘貼部分3a，半導體晶片的粘貼也容易。另外，在利用光感測器等檢測半導體元件時，其檢測精度高，從而在半導體元件的拾取時不產生誤操作。
通過照射輻射線而著色的化合物，為在照射輻射線前無色或淺色、但是通過照射輻射線而有色的化合物。作為所述化合物的優選具體例，可以列舉無色(leuco)染料。作為無色染料，可以優選使用慣用的三苯基甲烷類、螢光黃母體(fluoran)類、酚噻嗪(phenothiazine)類、金胺類、螺吡喃類無色染料。具體地可以列舉：3-[N-(對甲苯基氨基)]-7-苯胺基螢光黃母體、3-[N-(對甲苯基)-N-甲基氨基]-7-苯胺基螢光黃母體、3-[N-(對甲苯基)-N-乙基氨基]-7-苯胺基螢光黃母體、3-二乙氨基-6-甲基-7-苯胺基螢光黃母體、結晶紫內酯、4,4’,4”-三(二甲氨基)三苯基甲醇、4,4’,4”-三(二甲氨基)三苯基甲烷等。
作為優選與這些無色染料一起使用的顯色劑，可以列舉一直以來使用的酚醛樹脂的預聚物、芳香族羧酸衍生物、活性白土等電子受體，另外，在使色調變化時，可以將各種發色劑組合使用。
這樣的通過照射輻射線而著色的化合物，可以先溶解於有機溶劑等中後再包含到輻射線固化型粘合劑中，另外，也可以以細粉末形式包含在該粘合劑層2中。該化合物的使用 比例優選以在粘合劑層2中為0.01重量%~10重量%，更優選0.5~5重量%的量使用。該化合物的比例超過10重量%時，照射到粘合劑層2的輻射線被該化合物過度吸收，因此粘合劑層2a的固化不充分，有時粘合力下降不充分。另一方面，以化合物的比例未滿0.01重量%的量使用時，在照射輻射線時粘合片不充分著色，在半導體元件的拾取時容易產生誤操作。
在利用輻射線固化型粘合劑形成粘合劑層2的情況下，可以列舉：在基材1上形成輻射線固化型粘合劑層2後，對與晶片粘貼部分3a對應的部分局部地照射輻射線使其固化，從而形成與晶片粘貼部分3a對應的部分2a的方法。局部的輻射線照射可以通過形成有與晶片粘貼部分3a以外的部分3b等對應的圖案的光罩(photomask)來進行。另外，可以列舉點狀照射紫外線進行固化的方法等。輻射線固化型粘合劑層2的形成可以通過將設置在隔片上的輻射線固化型粘合劑層轉印到支撐基材1上來進行。局部的輻射線固化也可以對設置在隔片上的輻射線固化型粘合劑層2進行。
另外，通過輻射線固化型粘合劑形成粘合劑層2的情況下，可以使用對支撐基材1的至少單面的、與晶片粘貼部分3a對應的部分以外的部分的全部或局部進行遮光的基材，並在該基材上形成輻射線固化型粘合劑層2後進行輻射線照射，使與晶片粘貼部分3a對應的部分固化，從而形成粘合力下降的所述部分2a。作為遮光材料，可以通過印刷或蒸鍍等在支撐薄膜上製作能夠成為光罩的材料。通過所述製造方法，可以有效地製造本發明的切割/晶片接合薄膜。
另外，進行輻射線照射時因氧產生固化障礙的情況下，優選利用任意方法從輻射線固化型粘合劑層2的表面隔絕氧(空氣)。作為隔絕氧的方法，可以列舉例如：用隔片將粘合劑層2的表面覆蓋的方法或者在氮氣氛圍中進行紫外線等輻射線的照射的方法等。
所述晶片接合薄膜3、3’的吸水率優選為1.5重量%以下，更優選1.2重量%以下，特別優選1.0重量%以下。通過使晶片接合薄膜3、3’的吸水率為1.5重量%以下，可以減少晶片接合薄膜3、3’吸收切割薄膜中的水分的量。結果，可以進一步防止在回流焊接工序產生回流焊接破裂。另外，即使是在半導體晶片通過晶片接合薄膜3、3’晶片接合到引線框等被粘物上、再用密封樹脂密封而得到的半導體封裝保存中，也可以減少晶片接合薄膜3、3’吸收的水分量。另外，晶片接合薄膜3、3’的吸水率的下限從本發明的效果的觀點考慮越低越好，可以是實質上為0%，優選為0%。
所述晶片接合薄膜3、3’的吸水率的控制例如可以通過製造條件的最佳化以及材料設計等進行。
所述晶片接合薄膜3、3’的吸水率，為如下所述求出的值。即，從晶片接合薄膜3、3’切割出20mm×20mm的樣品，將其在120℃的真空乾燥機中放置3小時進行乾燥。然後，在乾燥器中自然冷卻，測定樣品的乾燥重量M5。然後，在處於85℃、85%RH氣氛中的恒溫恒濕槽中放置120小時，使樣品吸濕然後取出並稱量。將稱量值達到恒定時的重量設為M6。由測定的M5和M6，基於下述(3)計算吸水率。
[(M6-M5)/M5]×100=吸水率(重量%) (3)
式中，所述M5表示所述晶片接合薄膜的初始重量，M6表示將該晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
所述晶片接合薄膜3、3’，可以列舉例如由熱塑性樹脂和熱固性樹脂形成的晶片接合薄膜，更具體而言，可以列舉例如由環氧樹脂、酚醛樹脂以及丙烯酸類樹脂形成的晶片接合薄膜。
所述環氧樹脂，只要是通常作為膠粘劑組合物使用的環氧樹脂則沒有特別限制，可以使用例如：雙酚A型、雙酚F型、雙酚S型、溴化雙酚A型、氫化雙酚A型、雙酚AF型、聯苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三(羥苯基)甲烷型、四(羥苯基)乙烷型等雙官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂、或者乙內醯脲型、異氰脲酸三縮水甘油酯型或縮水甘油胺型等環氧樹脂。這些環氧樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些環氧樹脂中，在本發明中特別優選具有苯環、聯苯環、萘環等芳香環的環氧樹脂。具體而言，可以列舉例如：酚醛清漆型環氧樹脂、含有苯二亞甲基骨架的苯酚酚醛清漆環氧樹脂、含有聯苯骨架的酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、四甲基聯苯酚型環氧樹脂、三苯基甲烷環氧樹脂等。這是因為：這些環氧樹脂與作為固化劑的酚醛樹脂的反應性好，並且耐熱性等 優良。另外，環氧樹脂中腐蝕半導體元件的離子性雜質等的含量少。
所述環氧樹脂的重均分子量優選在300~1500的範圍內，更優選在350~1000的範圍內。重均分子量未滿300時，有時熱固化後的晶片接合薄膜3的機械強度、耐熱性、耐濕性下降。另一方面，超過1500時，有時熱固化後的晶片接合薄膜變得堅硬從而變脆。另外，本發明的重均分子量是指通過凝膠滲透色譜法(GPC)利用標準聚苯乙烯校準曲線得到的聚苯乙烯換算值。
另外，所述酚醛樹脂作為所述環氧樹脂的固化劑起作用，可以列舉例如：苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚聯苯樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、叔丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂、可溶酚醛樹脂(resol)型酚醛樹脂、聚對羥基苯乙烯等聚羥基苯乙烯等。這些酚醛樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些酚醛樹脂中特別優選苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂。這是因為可以提高半導體裝置的連接可靠性。
所述酚醛樹脂的重均分子量優選在300~1500的範圍內，更優選在350~1000的範圍內。重均分子量未滿300時，有時所述環氧樹脂的熱固化不充分，不能得到充分的韌性。另一方面，重均分子量超過1500時，有時變為高粘度，從而製作晶片接合薄膜時作業性下降。
所述環氧樹脂與酚醛樹脂的配合比例，例如，較佳的是以相對於所述環氧樹脂成分中的環氧基1當量酚醛樹脂中的 羥基為0.5~2.0當量的方式進行配合。另外，更佳的是0.8~1.2當量。即，這是因為：兩者的配合比例在所述範圍以外時，不能進行充分的固化反應，從而環氧樹脂固化物的特性容易劣化。
作為所述丙烯酸類樹脂，沒有特別限制，本發明中優選含羧基丙烯酸類共聚物、含環氧基丙烯酸類共聚物。作為所述含羧基丙烯酸類共聚物中使用的官能基單體，可以列舉丙烯酸或甲基丙烯酸。丙烯酸或甲基丙烯酸的含量以酸值為1~4的範圍內的方式進行調節。其餘可以使用丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等具有碳原子數1~8的烷基的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、苯乙烯或丙烯腈等的混合物。其中，特別優選(甲基)丙烯酸乙酯和/或(甲基)丙烯酸丁酯。混合比率優選考慮後述的所述丙烯酸類樹脂的玻璃轉化點(Tg)進行調節。另外，聚合方法沒有特別限制，可以採用例如溶液聚合法、總體聚合法、懸浮聚合法、乳液聚合法等現有公知的方法。
另外，作為可以與所述單體成分共聚的其他單體成分，沒有特別限制，可以列舉例如丙烯腈等。這些可共聚單體成分的使用量優選相對於在全部單體成分在1重量%~20重量%的範圍內。通過含有該數值範圍內的其他單體成分，可以改善凝聚力、膠粘性等。
丙烯酸類樹脂的聚合方法沒有特別限制，可以採用例如：溶液聚合法、總體聚合法、懸浮聚合法、乳液聚合法等現有公知的方法。
所述丙烯酸類樹脂的玻璃轉化點(Tg)優選為-30℃~30℃，更優選-20℃~15℃。通過將玻璃轉化點調整為-30℃以上，可以進一步確保耐熱性。另一方面，通過調整為30℃以下，防止表面狀態粗糙的晶片中切割後晶片飛散的效果提高。
所述丙烯酸類樹脂的重均分子量優選為10萬~100萬，更優選35萬~90萬。通過將重均分子量調整為10萬以上，高溫時對被粘物表面的膠粘性優良，並且可以提高耐熱性。另一方面，通過將重均分子量調整為100萬以下，可以容易溶解於有機溶劑。
另外，晶片接合薄膜3、3’中可以添加填料。作為所述填料，可以列舉無機填料或有機填料。從提高操作性和熱導性、調整熔融粘度以及賦予觸變性等觀點考慮，優選無機填料。
作為所述無機填料，沒有特別限制，可以列舉例如：二氧化矽、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、三氧化二銻、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、硼酸鋁、氮化硼、結晶二氧化矽、非晶二氧化矽等。這些填料可以單獨使用或者兩種以上組合使用。從提高熱導性的觀點考慮，優選氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、結晶二氧化矽、非晶二氧化矽等。另外，從與晶片接合薄膜3的膠粘性的平衡的觀點考慮，優選二氧化矽。另外，作為所述有機填料，可以列舉聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚酯醯亞胺、尼龍、聚矽氧烷等。這些有機填料可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
所述填料的平均粒徑優選為0.005μm~10μm，更優選0.05μm~1μm。填料的平均粒徑為0.005μm以上時，可以改善對被粘物的潤濕性，可以抑制膠粘性的下降。另一方面，通過將所述平均粒徑設定為10μm以下，填料的添加對晶片接合薄膜3、3’的增強效果提高，提高耐熱性。另外，可以將平均粒徑相互不同的填料組合使用。另外，填料的平均粒徑例如為通過光度式粒度分佈計(HORIBA制，裝置名：LA-910)求出的值。
所述填料的形狀沒有特別限制，可以使用例如球狀、橢球狀的填料。
另外，設環氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸類樹脂的合計重量為A重量份，填料的重量為B重量份時，比率B/(A+B)優選為0.1以上，更優選0.2~0.8，特別優選0.2~0.6。通過將填料的配合量相對於環氧樹脂、酚醛樹脂和丙烯酸類樹脂的合計重量調整為0.1以上，可以將晶片接合薄膜3的23℃下的儲能彈性模量調整為5MPa以上。
另外，晶片接合薄膜3、3’中，根據需要可以適當配合其他添加劑。作為其他添加劑，可以列舉例如：阻燃劑、矽烷偶聯劑或離子捕獲劑等。
作為所述阻燃劑，可以列舉例如：三氧化二銻、五氧化二銻、溴化環氧樹脂等。這些阻燃劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
作為所述矽烷偶聯劑，可以列舉例如：β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基矽烷 (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane)、γ-縮水甘油基氧基丙基甲基二乙氧基矽烷(γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane)等。這些化合物可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
作為所述離子捕獲劑，可以列舉例如：水滑石(hydrotalcite)類、氫氧化鉍等。這些離子捕獲劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
作為所述環氧樹脂與酚醛樹脂的熱固化促進催化劑，沒有特別限制，例如優選包含三苯基膦骨架、胺骨架、三苯基硼烷骨架、三鹵代硼烷骨架等中的任意一種的鹽。
另外，從減小從晶片接合薄膜3、3’上剝離切割薄膜時切割面附近剝離力的最大值的觀點考慮，例如，優選以填料的含量為30重量%以上而形成的晶片接合薄膜3、3’。為使所述填料含量為30重量%以上而形成的晶片接合薄膜3時，可以減少在通過切割而產生的切割面上晶片接合薄膜3的一部分成為毛刺(burr)，從而附著到粘合劑層2與晶片接合薄膜3的邊界處的情況。
晶片接合薄膜3、3’的厚度(層疊體的情況下為總厚度)沒有特別限制，例如，為約5μm~約100μm，優選約5μm~約50μm。
另外，晶片接合薄膜3、3’例如可以形成為僅包含膠粘劑層單層的構成。另外，也可以將玻璃轉化溫度不同的熱塑性樹脂、熱固化溫度不同的熱固性樹脂適當地組合而製成兩層以上的多層結構。另外，在半導體晶片的切割工序中使用切 削水，因此有時晶片接合薄膜吸濕從而含水率達到常態以上。如果以這樣高的含水率膠粘到基板等上，則在後固化階段水蒸汽積存在膠粘界面，有時產生翹起。因此，作為晶片接合薄膜，通過採用以膠粘劑層夾住透濕性高的芯材的結構，由此在後固化階段水蒸汽透過薄膜擴散，可以避免所述問題。從這樣的觀點考慮，晶片接合薄膜3、3’可以採用在芯材的單面或雙面形成有膠粘劑層的多層結構。
作為所述芯材，可以列舉：薄膜(例如，聚醯亞胺薄膜、聚酯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等)、用玻璃纖維或塑膠制無紡纖維增強的樹脂基板、矽基板或玻璃基板等。
另外，晶片接合薄膜3、3’優選由隔片保護(未圖示)。隔片具有在供給實際應用之前作為保護晶片接合薄膜的保護材料的功能。另外，隔片還可以作為向切割薄膜上轉印晶片接合薄膜3、3’時的支撐基材使用。隔片在向晶片接合膜3、3’上粘貼半導體晶片時剝離。作為隔片，可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯，也可以使用由含氟剝離劑、長鏈烷基丙烯酸酯類剝離劑等剝離劑進行了表面塗敷的塑膠薄膜或紙等。
(半導體裝置的製造方法)
以下，對使用圖1所示的切割/晶片接合薄膜10的半導體裝置的製造方法進行說明。
首先，將半導體晶片4壓接在切割/晶片接合薄膜10中的晶片接合薄膜3的晶片粘貼部分3a上，將其膠粘保持而固 定(粘貼工序)。本工序在利用壓接輥等擠壓手段擠壓的同時進行。安裝時的粘貼溫度沒有特別限制，例如優選在20℃~80℃的範圍內。
然後，進行半導體晶片4的切割。此時，在晶片接合薄膜3中晶片粘貼部分3a以外的部分3b上，粘貼切割環。通過該切割，將半導體晶片4切割為預定尺寸而小片化，製作半導體晶片5。切割例如按照常規方法從半導體晶片4的電路面側進行。此時，切割刀刃(切割刀片)在切割/晶片接合薄膜10中的切入，以將晶片接合薄膜3完全切斷、並且切斷到粘合劑層2的至少一部分來進行。但是，將粘合劑層2完全切斷從而切入到達支撐基材1的情況下有時產生絲狀碎屑，因此不優選。
切割工序中使用的切割裝置沒有特別限制，可以採用現有公知的切割裝置。另外，半導體晶片4由切割/晶片接合薄膜10膠粘固定，因此可以抑制晶片缺損或晶片飛散，並且可以抑制半導體晶片4的破損。
為了剝離由切割/晶片接合薄膜10膠粘固定的半導體晶片，進行半導體晶片的拾取。拾取方法沒有特別限制，可以列舉例如：用針將各個半導體晶片從切割/晶片接合薄膜10側上推，利用拾取裝置拾取上推的半導體晶片的方法等。
在此，在粘合劑層2為輻射線固化型並且未固化的情況下，優選在對該粘合劑層2照射輻射線後進行拾取。另外，在粘合劑層2為輻射線固化型並且預先完全固化的情況下，在不照射輻射線的情況下進行拾取。任意一種情況下，粘合 劑層2對晶片接合薄膜3的粘合力都下降，因此容易進行半導體晶片的剝離。結果，可以在不損傷半導體晶片的情況下進行拾取。輻射線照射時的照射強度、照射時間等條件沒有特別限制，可以根據需要適當設定。
然後，通過晶片接合薄膜3a將通過切割而形成的半導體晶片晶片接合(die bond)到被粘物上。晶片接合通過壓接進行。晶片接合的條件沒有特別限制，可以根據需要適當設定。具體而言，例如，可以在晶片接合溫度80~160℃、晶片接合壓力5N~15N、晶片接合時間1~10秒的範圍內進行。
作為所述被粘物，可以列舉引線框、TAB薄膜、基板或者獨立製作的半導體晶片等。被粘物例如可以是容易變形的變形型被粘物，也可以是難以變形的非變形型被粘物(半導體晶片等)。作為所述基板，可以使用現有公知的基板。另外，所述引線框可以使用Cu引線框、42合金引線框等金屬引線框或包含玻璃環氧、BT(雙馬來醯亞胺-三嗪)、聚醯亞胺等的有機基板。但是，本發明不限於此，也包括安裝半導體元件並與半導體元件電連接而可以使用的電路板。
接著，通過進行加熱處理將晶片接合薄膜3a熱固化，使半導體晶片與被粘物膠粘。作為加熱處理條件，優選溫度在80~180℃的範圍內、並且加熱時間為0.1小時~24小時、優選0.1小時~4小時、更優選0.1小時~1小時的範圍內。
然後，進行利用焊線將被粘物6的端子部(內部引線)的前端與半導體晶片上的電極焊盤(未圖示)電連接的絲焊(wire bonding)工序。作為所述焊線，可以使用例如：金線、 鋁線或銅線等。進行絲焊時的溫度在80~250℃、優選80~220℃的範圍內進行。另外，其加熱時間進行幾秒~幾分鐘。接線是在加熱到所述溫度範圍內的狀態下，通過組合使用超聲波振動能和施加壓力而產生的壓接能來進行。
接著，進行用密封樹脂將半導體晶片密封的密封工序。本工序是為了保護搭載在被粘物上的半導體晶片或焊線而進行的。本工序通過用模具將密封用的樹脂成形來進行。作為密封樹脂，例如可以使用環氧類樹脂。樹脂密封時的加熱溫度通常在175℃下進行60~90秒，但是，本發明不限於此，例如，也可以在165~185℃下固化幾分鐘。由此，使密封樹脂固化。本發明中，即使在晶片接合工序中為了使晶片接合薄膜3熱固化而進行熱處理的情況下，在密封樹脂工序後也可以使晶片接合薄膜3與被粘物之間的空隙消失。
所述後固化工序中，使在所述密封工序中固化不充分的密封樹脂完全固化。本工序中的加熱溫度根據密封樹脂的種類而不同，例如在165℃~185℃的範圍內，加熱時間為約0.5~約8小時。由此，得到半導體封裝。
通過以上方式得到的半導體封裝，例如在進行耐濕回流焊接試驗的情況下也可以得到能夠耐受該試驗的高可靠性。耐濕回流焊接試驗通過現有公知的方法進行。
然後，在印刷佈線板上表面安裝所述半導體封裝。表面安裝的方法可以列舉例如：在印刷佈線板上預先供給焊料後，利用溫風等進行加熱熔融而進行焊接的回流焊接。作為加熱方法，可以列舉熱風回流、紅外線回流等。另外，可以 為整體加熱、局部加熱中的任意一種方式。加熱溫度優選為240~265℃，加熱時間優選在1~20秒的範圍內。
實施例1
以下例示地詳細說明本發明的優選實施例。另外，本發明不限於這些實施例。
(實施例1) [晶片接合薄膜的製作]
將100重量份以丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯為主要成分的丙烯酸酯類聚合物(根上工業有限公司製造，PARAKURON W-197CM)、3重量份多官能異氰酸酯類交聯劑、23重量份環氧樹脂(日本環氧樹脂有限公司製造，EPIKOTE 1004)和6重量份酚醛樹脂(三井化學有限公司製造，MILEX XLC-CC)溶解於甲乙酮中，製備濃度20重量%的膠粘劑組合物的溶液。
然後，將所述膠粘劑組合物的溶液塗布到作為剝離襯墊的、經聚矽氧烷脫模處理後的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度50μm)構成的脫模處理薄膜上。然後在120℃乾燥3分鐘。由此，在脫模處理薄膜上製作厚度25μm的晶片接合薄膜A。
[切割薄膜的製作]
首先，製備輻射線固化型丙烯酸類粘合劑。即，將70重量份丙烯酸丁酯、30重量份丙烯酸乙酯和5重量份丙烯酸在乙酸乙酯中通過常規方法共聚，得到重均分子量80萬、濃度30重量%的丙烯酸類聚合物的溶液。
然後，在丙烯酸類聚合物的溶液中，配合作為光聚合性化合物的二季戊四醇單羥基五丙烯酸酯(dipentaerythritol monohydroxy pentaacrylate)20重量份以及作為光聚合引發劑的α-羥基環己基苯基酮1重量份。將所得溶液再均勻地溶解到甲苯中，製作濃度25重量%的輻射線固化型丙烯酸類粘合劑的溶液。
接著，將所述輻射線固化型丙烯酸類粘合劑的溶液塗布到厚度60μm的聚乙烯薄膜(吸水率0.06%)構成的支撐基材上，然後乾燥，在聚乙烯薄膜上形成厚度20μm的粘合劑層。
另外，僅對所述粘合劑層上的與晶片粘貼部分對應的部分照射500mJ/cm2(紫外線照射累積光量)的紫外線，使該對應部分紫外線固化，製作切割薄膜A。
[切割/晶片接合薄膜的製作]
將所述晶片接合薄膜A轉印到所述切割薄膜A的粘合劑層上，製作本實施例的切割/晶片接合薄膜A。
(實施例2) [晶片接合薄膜的製作]
在本實施例2中，除了使用以丙烯酸丁酯為主要成分的聚合物(根上工業有限公司製造，PARAKURON SN-710)代替前述實施例1中使用的丙烯酸酯類聚合物以外，與前述實施例1同樣操作，製作本實施例2的晶片接合薄膜B(厚度50μm)。
[切割薄膜的製作]
首先，製備輻射線固化型丙烯酸類粘合劑。即，將50重量份丙烯酸乙酯、50重量份丙烯酸丁酯和16重量份丙烯酸-2-羥基乙酯配合而成的配合組合物在甲苯溶液中共聚，得到重
均分子量50萬、濃度35重量%的丙烯酸類聚合物的溶液。 然後，使20重量份的2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯與該丙烯酸類聚合物的溶液進行加成反應，從而在聚合物分子內側鏈中引入碳碳雙鍵。相對於由此得到的聚合物100重量份(固體成分)進一步配合1重量份多異氰酸酯類交聯劑和3重量份苯乙酮類光聚合引發劑後，再均勻地溶解到甲苯中，製作濃度23重量%的輻射線固化型丙烯酸類粘合劑的溶液。
接著，將所述輻射線固化型丙烯酸類粘合劑的溶液塗布到厚度80μm的聚乙烯薄膜(吸水率0.07%)構成的支撐基材上，然後乾燥，在聚乙烯薄膜上形成厚度5μm的粘合劑層。
另外，僅對所述粘合劑層上的與晶片粘貼部分對應的部分照射500mJ/cm2(紫外線照射累積光量)的紫外線，使該對應部分紫外線固化，製作切割薄膜B。
[切割/晶片接合薄膜的製作]
將所述晶片接合薄膜B轉印到所述切割薄膜B的粘合劑層上，製作本實施例的切割/晶片接合薄膜B。
(比較例1)
在本比較例中，將光聚合性化合物變為乙二醇二丙烯酸酯，並且將其配合量設定為40重量份，除此以外，與前述實施例1同樣操作，製作本比較例的切割/晶片接合薄膜C。
(比較例2)
在本比較例中，將光聚合性化合物變為乙二醇二苯基丙烯酸酯，並且將其配合量設定為30重量份，除此以外，與前述實施例1同樣操作，製作本比較例的切割/晶片接合薄膜D。
(吸水率)
實施例和比較例中得到的切割/晶片接合薄膜A~D的吸水率通過下述的方法測定。結果如表1所示。即，從切割/晶片接合薄膜A~D切割出20mm×20mm的樣品，將其在120℃的真空乾燥機中放置3小時進行乾燥。然後，在乾燥器中自然冷卻，測定樣品的乾燥重量M1。然後，在處於85℃、85%RH氣氛中的恒溫恒濕槽中放置120小時，使樣品吸濕然後取出並稱量。將稱量值達到恒定時的重量設為M2。由測定的M1和M2，基於下述(1)計算吸水率。
[(M2-M1)/M1]×100=吸水率(重量%) (1)
式中，所述M1表示所述切割/晶片接合薄膜的初始重量，M2表示將該切割/晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
另外，實施例和比較例中得到的切割薄膜A~D的吸水率通過下述的方法測定。結果如表1所示。即，從切割薄膜A~D切割出20mm×20mm的樣品，將其在120℃的真空乾燥機中放置3小時進行乾燥。然後，在乾燥器中自然冷卻，測定樣品的乾燥重量M3。然後，在處於85℃、85%RH氣氛中的恒溫恒濕槽中放置120小時，使樣品吸濕然後取出並稱量。將稱量值達到恒定時的重量設為M4。由測定的M3和M4，基於下述(2)計算吸水率。
[(M4-M3)/M3]×100=吸水率(重量%) (2)
式中，所述M3表示所述切割薄膜的初始重量，M4表示將該切割薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸 濕後的重量。
另外，實施例中得到的晶片接合薄膜A和B的吸水率通過下述的方法測定。結果如表1所示。即，從晶片接合薄膜A和B切割出20mm×20mm的樣品，將其在120℃的真空乾燥機中放置3小時進行乾燥。然後，在乾燥器中自然冷卻，測定樣品的乾燥重量M5。然後，在處於85℃、85%RH氣氛中的恒溫恒濕槽中放置120小時，使樣品吸濕然後取出並稱量。將稱量值達到恒定時的重量設為M6。由測定的M5和M6，基於下述(3)計算吸水率。
[(M6-M5)/M5]×100=吸水率(重量%) (3)
式中，所述M5表示所述晶片接合薄膜的初始重量，M6表示將該晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
(耐濕回流焊接性)
將各實施例和比較例中得到的切割/晶片接合薄膜A~D各自安裝到半導體晶片上。作為半導體晶片，使用尺寸為8英寸、並且背面磨削至厚度為75μm的晶片。磨削條件和粘貼條件如下所述。另外，在評價(耐濕回流焊接性)的程式中間，也評價(切割薄膜-晶片接合薄膜間界面處水的侵入情況)。
<晶片磨削條件>
磨削裝置：DISCO公司製造，DGP-8760
半導體晶片：8英寸直徑(從厚度750μm背面磨削至75μm)
<粘貼條件>
粘貼裝置：日東精機製造，DR-3000II
粘貼速度：100mm/分鐘
粘貼壓力：0.3MPa
粘貼時的平臺溫度：23℃
然後，將半導體晶片切割，形成半導體晶片。切割以得到10mm見方的晶片尺寸的方式進行。切割條件如下所述。
<切割條件>
切割裝置：DISCO公司製造，DFD-6361
切割速度：30mm/秒
切割刀片：DISCO公司製造
Z1：2050-HEDD
Z2：2050-HCBB
轉速：4萬rpm
Z2在切割帶中的切入量：20μm
切割方式：階梯切割(step cut)A模式
晶片尺寸：10.0mm見方
然後，拉伸各切割/晶片接合薄膜，進行使各晶片間為預定間隔的擴張工序。擴張條件如下所述。
<擴張條件>
晶片接合機：新川有限公司製，裝置名：SPA-300
外環相對於內環的下拉量：3mm
切割環：2-8-1
(切割薄膜-晶片接合薄膜間界面處水的侵入情況)
切割後，通過光學顯微鏡(50倍)確認水是否侵入到切割薄膜與晶片接合薄膜的界面處。另外，在剛切割後，難以從切割面側確認切割薄膜與晶片接合薄膜的界面，因此在擴張後確認有無水的侵入。
另外，從各切割/晶片接合薄膜的基材側通過用針上推的方式拾取帶有晶片接合薄膜的半導體晶片。拾取條件如下所述。
<拾取條件>
晶片接合裝置：新川有限公司製，裝置名：SPA-300
針數：9根
針上推量：350μm(0.35mm)
針上推速度：5mm/秒
吸附保持時間：80毫秒
將拾取的半導體晶片晶片接合到基板上。晶片接合條件是：平臺溫度150℃、負荷15N、負荷時間1秒。另外，基板的構成如表1所示。
然後，將晶片接合有半導體晶片的基板用乾燥機在150℃熱處理1小時，然後用密封樹脂(日東電工有限公司製造，GE-100)進行封裝。密封條件是成形溫度175℃、成形時間90秒。對所得到的半導體封裝進一步進行後固化工序。具體而言，加熱溫度175℃、加熱時間1小時。由此，製作10個晶片陣列型球柵陣列的半導體封裝(長12mm×寬12mm×厚0.6mm)。
接著，在60℃、60%RH、120小時的條件下進行半導體 封裝的吸濕。然後，將所述半導體封裝載置到設定為預加熱溫度150±30℃、預加熱時間90秒、峰值溫度260℃以上、峰值溫度下的加熱時間10秒的IR回流焊接爐中。然後，用玻璃刀將半導體封裝切斷，用超聲波顯微鏡觀察其斷面，確認各晶片接合薄膜A~D與基板的邊界有無剝離。確認對10個半導體晶片進行，並計數產生剝離的半導體晶片。
(結果)
從下表2的結果明顯可以看出，比較例1和2的切割/晶片接合薄膜C、D雖然晶片接合薄膜的吸水率均抑制到1.5重量%以下，但是確認到回流焊接工序後的晶片接合薄膜從半導體晶片上剝離。認為這可能是由於切割薄膜的吸水率高引起的。另外，比較例1的切割/晶片接合薄膜C中，確認到水侵入到切割工序後的切割薄膜與晶片接合薄膜的界面處。
與此相對，實施例1和2的切割/晶片接合薄膜A、B中，切割薄膜的吸水率減少，結果在回流焊接工序後未確認到晶片接合薄膜從半導體晶片上剝離，耐濕回流焊接性提高。另外，確認到防止了水侵入到切割工序後的切割薄膜與晶片接合薄膜的界面處。
1‧‧‧支撐基材
2‧‧‧粘合劑層
2a‧‧‧粘合劑層的半導體晶片粘貼部分
2b‧‧‧粘合劑層的另一部分
3、3’‧‧‧晶片接合薄膜
3a‧‧‧晶片粘貼部分
3b‧‧‧晶片粘貼部分以外的部分
4‧‧‧半導體晶片
5‧‧‧半導體晶片
6‧‧‧被粘物
8‧‧‧密封樹脂
10、11‧‧‧切割/晶片接合薄膜
13‧‧‧切割薄膜
圖1是表示本發明的一個實施方式的切割/晶片接合薄膜的示意剖視圖。
圖2是表示本發明的另一個實施方式的切割/晶片接合薄膜的示意剖視圖。
1‧‧‧支撐基材
2‧‧‧粘合劑層
2a‧‧‧粘合劑層的半導體晶片粘貼部分
2b‧‧‧粘合劑層的另一部分
3‧‧‧晶片接合薄膜
3a‧‧‧晶片粘貼部分
3b‧‧‧晶片粘貼部分以外的部分
4‧‧‧半導體晶片
10‧‧‧切割/晶片接合薄膜

Claims (3)

  1. 一種切割/晶片接合薄膜，其特徵在於：至少具有在支撐基材上設置有粘合劑層的切割薄膜以及設置在所述粘合劑層上的晶片接合薄膜，其中通過下式(1)計算的吸水率為1.5重量%以下，[(M2-M1)/M1]×100=吸水率(重量%) (1)式中，所述M1表示所述切割/晶片接合薄膜的初始重量，M2表示將該切割/晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切割/晶片接合薄膜，其中所述切割薄膜的通過下式(2)計算的吸水率為1.5重量%以下：[(M4-M3)/M3]×100=吸水率(重量%) (2)式中，所述M3表示所述切割薄膜的初始重量，M4表示將該切割薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之切割/晶片接合薄膜，其中所述晶片接合薄膜的通過下式(3)計算的吸水率為1.5重量%以下：[(M6-M5)/M5]×100=吸水率(重量%) (3)式中，所述M5表示所述晶片接合薄膜的初始重量，M6表示將該晶片接合薄膜在85℃、85%RH的氣氛中放置120小時進行吸濕後的重量。
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