TW201500507A - 接著膜、切割-晶片接合膜、半導體裝置的製造方法及半導體裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供可以以良好的良率製造高品質的半導體裝置的接著膜以及使用該接著膜的半導體裝置的製造方法、以及由該製造方法得到的半導體裝置。本發明的接著膜為用於包埋固定在被黏接體上的第一半導體元件並且將與該第一半導體元件不同的第二半導體元件固定到被黏接體上的接著膜,該接著膜含有熱塑性樹脂和熱固性樹脂,以下述式表示的熱塑性樹脂存在比為10%以上且30%以下。
熱塑性樹脂存在比(%)={A/(A+B)}×100
式中,A為熱塑性樹脂的重量,B為熱固性樹脂的重量。
Description
本發明是有關於一種接著膜、切割-晶片接合膜、半導體裝置的製造方法以及半導體裝置。
以往,在製造半導體裝置時的半導體晶片往基板或電極構件上的固定中使用銀漿。所述固定處理是將漿狀黏著劑塗佈到半導體晶片或引線框上,隔著漿狀黏著劑將半導體晶片搭載到基板上,最後使漿狀黏著劑層固化來進行。
但是,漿狀黏著劑的塗佈量或塗佈形狀等產生大的偏差,難以均勻化或者塗佈需要特殊裝置或長時間。因此,提出了在切割步驟中黏著保持半導體晶圓的同時提供安裝(mount)步驟所需的晶片固定用接著膜的切割-晶片接合膜(參見專利文獻1)。
這種切割-晶片接合膜具有在切割薄膜上積層有晶片接合薄膜(接著膜)的結構。另外,切割薄膜為在支撐基材上積層有黏著劑層的結構。這種切割-晶片接合膜以如下方式使用。即,在接著膜的保持下將半導體晶圓及接著膜切割後,拉伸支撐基材
將半導體晶片與接著膜一起剝離並將其分別回收。另外,隔著接著膜將半導體晶片黏著固定到BT(Bismaleimide-Triazine)基板或引線框等被黏接體上。將半導體晶片多層積層的情況下,進一步將帶有接著膜的半導體晶片黏著固定在隔著接著膜固定的半導體晶片上。
不過,進一步要求半導體裝置及其封裝的高功能化、薄型化、小型化。作為其對策之一,開發了將半導體元件在其厚度方向上多層積層而實現半導體元件的高密度集積化的三維安裝技術。
作為一般的三維安裝方法,採用將半導體元件固定到基板等被黏接體上,在該最下層的半導體元件上依次積層半導體元件的過程。半導體元件之間以及半導體元件與被黏接體之間利用接合線(以下也稱為「線」)實現電性連接。另外,在半導體元件的固定中廣泛使用薄膜狀的黏著劑。
對於這樣的半導體裝置而言,出於控制多個半導體元件的各自的操作或者控制半導體元件間的通信等目的,在最上層的半導體元件上配置控制用的半導體元件(以下也稱為「控制器」)(參見專利文獻2)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2010-074144號公報
專利文獻2:日本專利特開2007-096071號公報
控制器也與下層的半導體元件同樣地利用線實現與被黏接體的電性連接。但是,隨著半導體元件的積層層數增多,控制器與被黏接體的距離變長,電性連接所需的線也變長。結果,有時產生半導體封裝的通信速度下降或者由外部因素(熱或衝擊等)引起的線的故障,從而半導體封裝的品質下降、或者引線接合步驟變得複雜從而製造半導體裝置的良率下降。
因此,本申請發明人開發了將控制器固定到被黏接體上並且可以在包埋該控制器的同時固定其他半導體元件的包埋用接著膜,並對其進行了專利申請(本申請的申請時尚未公開)。
藉由使用這樣的接著膜作為切割-晶片接合膜的接著膜,可以提高半導體裝置的製造效率和提高半導體裝置的品質。但是,為了包埋控制器等半導體元件而使用厚的接著膜的情況下,根據黏著片的特性,有可能在作為包埋對象的半導體元件的包埋時引入空隙,在之後的高溫處理中產生起因於空隙的裂紋,或者接著膜從作為固定對象的半導體元件的周緣部的突出增多而污染周邊構件。
本發明鑒於前述問題而創立,其目的在於提供可以以良好的良率製造高品質的半導體裝置的接著膜以及使用該接著膜的半導體裝置的製造方法、以及由該製造方法得到的半導體裝置。
本發明人為了解決前述現有問題對接著膜的特性進行了廣泛深入的研究。結果發現,藉由下述構成可以實現前述目的,並且完成了本發明。
即,本發明為一種接著膜,其為用於包埋固定在被黏接體上的第一半導體元件並且將與該第一半導體元件不同的第二半導體元件固定到被黏接體上的接著膜(以下也稱為「包埋用接著膜」),其中,含有熱塑性樹脂和熱固性樹脂,以下述式表示的熱塑性樹脂存在比為10%以上且30%以下,熱塑性樹脂存在比(%)={A/(A+B)}×100
式中,A為熱塑性樹脂的重量,B為熱固性樹脂的重量。
該接著膜中,將熱塑性樹脂存在比設定為特定範圍,因此可以得到適度的黏度,結果,該接著膜可以良好地追隨包含第一半導體元件的被黏接體上的凹凸從而抑制空隙的引入,並且可以抑制從第二半導體元件的周緣部過度突出從而防止周邊構件的污染。另外,可以包埋被黏接體上的第一半導體元件,因此可以在保持被黏接體與第一半導體元件的通信速度的同時減少外部因素的影響,可以以良好的良率製造高品質的半導體裝置。上述熱塑性樹脂存在比小於上述下限時,有時該接著膜的熔融黏度過低,從第二半導體元件的周緣部的突出增大。另一方面,上述熱
塑性樹脂存在比超過上述上限時,有時該接著膜的熔融黏度過高,有可能在包埋第一半導體元件時引入空隙,在包埋後的高溫處理時產生裂紋。
該接著膜的120℃下的熔融黏度較佳為100Pa‧s以上且3000Pa‧s以下。由此,在利用該接著膜將第二半導體元件固定到被黏接體上時,能夠在抑制從第二半導體元件的周緣部突出的同時更容易地進行第一半導體元件在該接著膜中的包埋。另外,熔融黏度的測定方法如實施例所述。
對於該接著膜而言,較佳為:所述熱塑性樹脂為丙烯酸類樹脂,所述熱固性樹脂為環氧樹脂及酚醛樹脂中的一者或兩者。藉由設定為這樣的組成,容易將接著膜的熔融黏度設定為適當的範圍,可以更有效地實現防止接著膜突出以及半導體元件的良好包埋。
熱固化前的該接著膜的25℃下的儲藏彈性模量較佳為10MPa以上且10000MPa以下。由此,可以賦予接著膜適度的硬度,可以更有效地進行切割時的半導體晶片的保持和切割後的半導體晶片的拾取。另外,儲藏彈性模量的測定方法如實施例所述。
該接著膜較佳為含有無機填充劑,該無機填充劑的含量為25重量%~80重量%。藉由該接著膜含有規定量的無機填充劑,可以賦予接著膜對於更高水準的防突出、良好的包埋有效的硬度或黏度。
本發明還包括一種切割-晶片接合膜,其具有:具有基
材以及在該基材上形成的黏著劑層的切割薄膜、和積層在所述黏著劑層上的該接著膜。
本發明的切割-晶片接合膜具有該接著膜,因此可以以良好的良率製造高品質的半導體裝置。
另外,本發明包括一種半導體的製造方法,其包括:準備固定有第一半導體元件的被黏接體的被黏接體準備步驟;將該切割-晶片接合膜的接著膜與半導體晶圓貼合的貼合步驟;將所述半導體晶圓和接著膜切割而形成第二半導體元件的切割步驟;將所述第二半導體元件與所述接著膜一起拾取的拾取步驟;和利用與所述第二半導體元件一起拾取的接著膜將固定在所述被黏接體上的所述第一半導體元件包埋的同時將所述第二半導體元件固定到該被黏接體上的固定步驟。
本發明的製造方法中,使用該切割-晶片接合膜製造半導體裝置,因此在切割後能夠良好地進行拾取,可以以良好的生產效率製造半導體裝置。另外,可以利用上述接著膜將控制器等第一半導體裝置固定到被黏接體上,因此可以縮短電性連接所需的線,由此可以防止半導體封裝的通信速度的下降,並且可以製造由外部因素造成的線的故障的產生減少的高品質的半導體裝
置。另外,該製造方法中,藉由使用上述接著膜,使得第一半導體元件的在被黏接體上的包埋成為可能,因此第一半導體元件與被黏接體的引線接合變得容易,由此可以提高半導體裝置製造的良率。
該製造方法中,較佳為所述接著膜具有比所述第一半導體元件的厚度T1厚的厚度T,所述被黏接體與所述第一半導體元件藉由引線接合法連接,並且所述厚度T與所述厚度T1之差為40μm以上且260μm以下。或者,較佳為所述接著膜具有比所述第一半導體元件的厚度T1厚的厚度T,所述被黏接體與所述第一半導體元件藉由倒裝晶片法(Flip Chip)連接,並且所述厚度T與所述厚度T1之差為10μm以上且200μm以下。根據第一半導體元件與被黏接體的連接方式,可以適當地將第一半導體元件包埋。
本發明還包括藉由該半導體裝置的製造方法得到的半導體裝置。
1‧‧‧被黏接體
2‧‧‧半導體晶圓
3‧‧‧黏著劑層
4‧‧‧基材
5‧‧‧切割薄膜
10‧‧‧切割-晶片接合膜
11‧‧‧第一半導體元件
12‧‧‧第二半導體元件
13‧‧‧第三半導體元件
21‧‧‧第一接著膜
22‧‧‧接著膜
23‧‧‧第三接著膜
31、32‧‧‧接合線
100、200‧‧‧半導體裝置
T‧‧‧接著膜的厚度
T1‧‧‧第一半導體元件的厚度
圖1是示意性地表示本發明的一個實施方式的切割-晶片接合膜的剖視圖。
圖2是示意性地表示本發明的另一個實施方式的切割-晶片接合膜的剖視圖。
圖3A是示意性地表示本發明的一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖3B是示意性地表示本發明的一個實施方式的半導體裝置
的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖3C是示意性地表示本發明的一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖3D是示意性地表示本發明的一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖3E是示意性地表示本發明的一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖3F是示意性地表示本發明的一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖3G是示意性地表示本發明的一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖3H是示意性地表示本發明的一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖4A是示意性地表示本發明的另一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖4B是示意性地表示本發明的另一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖4C是示意性地表示本發明的另一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
圖4D是示意性地表示本發明的另一個實施方式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
以下,參照附圖對本發明的實施方式進行說明。其中,圖的一部分或者全部省略了說明中不需要的部分,並且存在為了容易說明而放大或縮小等進行圖示的部分。
[第一實施方式]
第一實施方式中,如圖1所示,以在基材4上積層有黏著劑層3而得到的切割薄膜5上積層有接著膜22的切割-晶片接合膜的方式為例進行以下的說明。本實施方式中,對於藉由引線接合法連接實現被黏接體與第一半導體元件的電性連接的方式進行說明。
<接著膜>
接著膜22含有熱塑性樹脂和熱固性樹脂(後述),熱塑性樹脂的存在比為10%以上且30%以下。作為熱塑性樹脂存在比的下限,較佳為15%以上。作為熱塑性樹脂存在比的上限,較佳為25%以下。藉由將熱塑性樹脂存在比設定為上述範圍,可以賦予接著膜22適當的黏度。結果,接著膜22對被黏接體1上的凹凸的追隨性變得良好,可以抑制空隙的引入,並且可以抑制接著膜22從第二半導體元件12的周緣部過度突出,從而防止周邊構件的污染(參照圖3F)。
(熱塑性樹脂)
作為所述熱塑性樹脂,可以列舉天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁橡膠、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱塑
性聚醯亞胺樹脂、尼龍6或尼龍66等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸類樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)或聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂或者含氟樹脂等。這些熱塑性樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。這些熱塑性樹脂中,特佳為離子性雜質少、耐熱性高、能夠確保半導體元件的可靠性的丙烯酸類樹脂。
作為所述丙烯酸類樹脂,沒有特別限制,可以列舉以一種或兩種以上具有碳原子數30以下、特別是碳原子數4~18的直鏈或支鏈烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯作為成分的聚合物等。作為所述烷基,可以列舉例如:甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基或者二十烷基等。
另外,作為形成所述聚合物的其他單體,沒有特別限制,可以列舉例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸或巴豆酸等各種含羧基單體;馬來酸酐或衣康酸酐等各種酸酐單體;(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-羥基月桂酯或丙烯酸
(4-羥基甲基環己基)甲酯等各種含羥基單體;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、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)丙烯酸磺丙酯或(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等各種含磺酸基單體;或者丙烯醯磷酸2-羥基乙酯等各種含磷酸基單體。
(熱固性樹脂)
作為所述熱固性樹脂,可以列舉酚醛樹脂、氨基樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚矽氧烷樹脂或熱固性聚醯亞胺樹脂等。這些樹脂可以單獨使用或者兩種以上組合使用。特佳為腐蝕半導體元件的離子性雜質等的含量少的環氧樹脂。另外,作為環氧樹脂的固化劑,較佳為酚醛樹脂。
所述環氧樹脂只要是通常作為黏著劑組成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者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,特佳為酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、三(羥苯基)甲烷型環氧樹脂或四(羥苯基)乙烷型環氧樹脂。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,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、甲階酚醛樹脂型酚醛樹脂、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。這些酚醛樹脂中特佳為苯酚酚醛清漆樹脂、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。
所述環氧樹脂與酚醛樹脂的調配比例,較佳為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當量~2.0當量的方式進行調配。更佳為0.8當量~1.2當量。即,這是因為:兩者的調配比例在所述範圍以外時,固化反應進行不充分,環氧樹脂固化物的特性容易變差。
另外,本實施方式中,特佳為含有環氧樹脂、酚醛樹脂以及丙烯酸類樹脂的接著膜。這些樹脂的離子性雜質少、耐熱性高,因此能夠確保半導體元件的可靠性。關於此時的調配比,相對於丙烯酸類樹脂成分100重量份,環氧樹脂與酚醛樹脂的混合量為10重量份~700重量份。
(交聯劑)
本實施方式的接著膜,為了預先進行某種程度的交聯,在製作時,可以添加與聚合物的分子鏈末端的官能團等反應的多官能化合物作為交聯劑。由此,可以提高高溫下的黏著特性,實現耐熱性的改善。
作為所述交聯劑,可以使用現有公知的交聯劑。特佳為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、多元醇與二異氰酸酯的加成產物等多異氰酸酯化合物。交聯劑的添加量相對於前述聚合物100重量份通常較佳為0.05重量份~7重量份。交聯劑的量超過7重量份時,黏著力下降,因此不佳。另一方面,低於0.05重量份時,凝聚力不足,因此不佳。另外,根據需要可以與這樣的多異氰酸酯化合物一起含有環氧樹脂等其他多官能化合物。
(無機填充劑)
另外,本實施方式的接著膜中,根據其用途可以適當調配無機填充劑。無機填充劑的調配可以賦予導電性、提高導熱性、調節彈性模量等。作為所述無機填充劑,可以列舉例如:包含二氧化矽、黏土、石膏、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁、氧化鈹、碳化矽、氮化矽等陶瓷類、鋁、銅、銀、金、鎳、鉻、錫、鋅、鈀、焊料等金屬、或者合金類、以及碳等的各種無機粉末。這些無機填充劑可以單獨使用或者兩種以上組合使用。其中,較佳為使用二氧化矽,特別是熔融二氧化矽。另外,通過添加包含鋁、銅、銀、金、鎳、鉻、錫、鋅等的導電性微粒製成導電性接著膜,可以抑制靜電的產生。另外,無機填充劑的平均粒徑較佳為在0.1μm~80μm的範圍內。
所述無機填充劑的含量相對於組成接著膜的成分(溶劑除外)的合計重量較佳為設定為25重量%~80重量%,更佳為25
重量%~70重量%。
(熱固化催化劑)
可以使用熱固化催化劑作為接著膜的構成材料。作為其含量,相對於有機樹脂成分100重量份較佳為0.01重量份~1重量份,更佳為0.05重量份~0.5重量份。藉由將含量設定為所述下限以上,可以使在晶片接合時未反應的環氧基之間在後步驟中聚合,從而使該未反應的環氧基減少或消失。結果,可以製造將半導體元件黏著固定在被黏接體上、並且不剝離的半導體裝置。另一方面,藉由將調配比例設定為所述上限以下,可以防止固化阻礙的產生。
作為所述熱固化催化劑,沒有特別限制,可以列舉例如:咪唑類化合物、三苯基膦類化合物、胺類化合物、三苯基硼烷類化合物、三鹵代硼烷類化合物等。這些物質可以單獨使用或者兩種以上組合使用。
作為所述咪唑類化合物,可以列舉:2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名:C11Z)、2-十七烷基咪唑(商品名:C17Z)、1,2-二甲基咪唑(商品名:1.2DMZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名:2E4MZ)、2-苯基咪唑(商品名:2PZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(商品名:2P4MZ)、1-苄基-2-甲基咪唑(商品名:1B2MZ)、1-苄基-2-苯基咪唑(商品名:1B2PZ)、1-氰基乙基-2-甲基咪唑(商品名:2MZ-CN)、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑(商品名:C11Z-CN)、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸鹽(商品名:2PZCNS-PW)、2,4-
二氨基-6-[2’-甲基咪唑基(1)’]乙基-均三嗪(商品名:2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基(1)’]乙基-均三嗪(商品名:C11Z-A)、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基(1)’]乙基-均三嗪(商品名:2E4MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基(1)’]乙基-均三嗪異氰脲酸加成物(商品名:2MA-OK)、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑(商品名:2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑(商品名:2P4MHZ-PW)等(均為四國化成股份有限公司製造)。
作為所述三苯基膦類化合物,沒有特別限制,可以列舉例如:三苯基膦、三丁基膦、三(對甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、二苯基甲苯基膦等三有機膦、四苯基溴化鏻(商品名:TPP-PB)、甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MB)、甲基三苯基氯化鏻(商品名:TPP-MC)、甲氧基甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MOC)、苄基三苯基氯化鏻(商品名:TPP-ZC)等(均為北興化學公司製造)。另外,作為所述三苯基膦類化合物,較佳為在環氧樹脂中實質上顯示非溶解性的化合物。在環氧樹脂中為非溶解性時,可以抑制熱固化過度進行。作為具有三苯基膦結構、並且在環氧樹脂中實質上顯示非溶解性的熱固化催化劑,可以列舉例如:甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MB)等。另外,所述「非溶解性」是指包含三苯基膦類化合物的熱固化催化劑在包含環氧樹脂的溶劑中為不溶性,更具體而言,是指在溫度10℃~40℃範圍內10重量%以上不溶解。
作為所述三苯基硼烷類化合物,沒有特別限制,可以列舉例如三(對甲基苯基)膦等。另外,作為三苯基硼烷類化合物,還
包含具有三苯基膦結構的化合物。作為該具有三苯基膦結構及三苯基硼烷結構的化合物,沒有特別限制,可以列舉例如:四苯基硼化四苯基鏻(商品名:TPP-K)、四對甲苯基硼化四苯基鏻(商品名:TPP-MK)、四苯基硼化苄基三苯基鏻(商品名:TPP-ZK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S)等(均為北興化學公司製造)。
作為所述胺類化合物,沒有特别限制,可以列舉例如:單乙醇胺三氟硼酸鹽(史黛拉加米法(Stella Chemifa)股份有限公司製造)、雙氰胺(納卡萊德斯科(nacalai tesque)股份有限公司製造)等。
作為所述三鹵代硼烷類化合物,沒有特別限制,可以列舉例如三氯硼烷等。
(其他添加劑)
另外,本實施方式的接著膜中,除了所述無機填充劑以外,根據需要可以適當調配其他添加劑。作為其他添加劑,可以列舉例如:阻燃劑、矽烷偶合劑或離子捕獲劑等。
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。
作為所述矽烷偶合劑,可以列舉例如:β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等。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。
前述接著膜的120℃下的熔融黏度只要具有第一半導體元件的包埋性,則沒有特別限制,其下限較佳為100Pa‧s以上,更佳為300Pa‧s以上,進一步更佳為500Pa‧s以上。另一方面,前述熔融黏度的上限較佳為3000Pa‧s以下,更佳為2000Pa‧s以下,進一步更佳為1500Pa‧s以下。由此,在利用前述接著膜將第二半導體元件固定到被黏接體上時,可以抑制接著膜從第二半導體元件的周緣部突出,同時可以更容易地進行第一半導體元件在前述接著膜中的包埋。
熱固化前的接著膜的25℃下的儲藏彈性模量較佳為10MPa以上且10000MPa以下,更佳為50MPa以上且7000MPa以下,進一步更佳為100MPa以上且5000MPa以下。由此,可以賦予接著膜適當的硬度,可以更有效地進行切割時半導體晶片的保持以及切割後半導體晶圓(半導體元件)的拾取。
接著膜的構成沒有特別限制,可以列舉例如:僅包含單層接著膜的接著膜、或在芯材的單面或雙面形成有接著膜的多層結構的接著膜等。在此,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)、用玻璃纖維或塑膠製不織纖維增強的樹脂基板、矽基板或玻璃基板等。另外,也可以作為將接著膜與切割片一體化而得到的一體型薄膜使用。
<切割薄膜>
作為上述切割薄膜,可以列舉例如在基材4上積層有黏著劑層3的切割薄膜。接著膜22積層在黏著劑層3上。另外,可以如圖2所示為僅在半導體晶圓黏貼部分22a(參照圖1)形成有接著膜22’的構成。
(基材)
所述基材4作為切割-晶片接合膜10、切割-晶片接合膜10’的強度母體。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。黏著劑層3為紫外線固化型的情況下,基材4較佳為對紫外線具有穿透性。
另外,作為基材4的材料,可以列舉前述樹脂的交聯物等聚合物。所述塑膠薄膜可以未拉伸而使用,也可以根據需要進行單軸或雙軸拉伸處理後使用。利用藉由拉伸處理等而賦予了熱收縮性的樹脂片,藉由在切割後使該基材4熱收縮,可以減小黏
著劑層3與接著膜22的黏著面積,從而可以實現容易回收半導體晶片。
為了提高與鄰接層的密接性、保持性等,基材4的表面可以實施慣用的表面處理,例如,鉻酸處理、暴露於臭氧、暴露於火焰、暴露於高壓電擊、電離輻射處理等化學或物理處理、利用底塗劑(例如後述的黏合物質)的塗佈處理。
基材4可以適當地選擇使用相同種類或不同種類的材料,也可以根據需要使用將數種材料共混後的材料。另外,為了賦予基材4防靜電能力,可以在上述基材1上設置包含金屬、合金、它們的氧化物等的厚度為約30Å~約500Å的導電性物質的蒸鍍層。基材4可以為單層或兩層以上的多層。
基材4的厚度沒有特別限制,可以適當確定,一般為約5μm~約200μm。
另外,在不損害本發明的效果等的範圍內,基材4中可以含有各種添加劑(例如,著色劑、填充劑、塑化劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、阻燃劑等)。
(黏著劑層)
作為黏著劑層3的形成中使用的黏著劑,只要能夠可剝離地控制接著膜3則沒有特別限制,可以使用例如:丙烯酸類黏著劑、橡膠類黏著劑等普通的感壓性黏著劑。作為所述感壓性黏著劑,從半導體晶圓或玻璃等避忌污染的電子部件的利用超純水或醇等有機溶劑的清潔洗滌性等的觀點考慮,較佳為以丙烯酸類聚合物
作為基礎聚合物(Base Polymer)的丙烯酸類黏著劑。
作為所述丙烯酸類聚合物,可以列舉使用丙烯酸酯作為主要單體成分的聚合物。作為上述丙烯酸酯,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,上述丙烯酸類聚合物根據需要可以含有與能夠與所述(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: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、巴豆酸等含羧基單體;馬來酸酐、衣康酸酐等酸酐單體;(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)甲酯等含羥基單體;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、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)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基單體;丙烯醯磷酸2-羥基乙酯等含磷酸基單體;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較佳為全部單體成分的40重量%以下。
另外,為了進行交聯,所述丙烯酸類聚合物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黏合特性等觀點考慮較佳為全部單體成分的30重量%以下。
所述丙烯酸類聚合物可以藉由將單一單體或兩種以上單體的混合物聚合而得到。聚合可以藉由溶液聚合、乳化聚合、塊狀聚合、懸浮聚合等任意方式進行。從防止對潔淨的被黏接體的污染等觀點考慮,較佳為低分子量物質的含量少。從該觀點考慮,丙烯酸類聚合物的數量平均分子量較佳為約30萬以上,更佳為約40萬~約300萬。
另外,為了提高作為基礎聚合物的丙烯酸類聚合物等的
數量平均分子量,所述黏著劑中也可以適當採用外部交聯劑。作為外部交聯方法的具體手段,可以列舉:添加多異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺類交聯劑等所謂的交聯劑並使其反應的方法。使用外部交聯劑的情況下,其使用量根據與欲交聯的基礎聚合物的平衡以及作為黏著劑的使用用途適當決定。一般而言,相對於所述基礎聚合物100重量份,較佳為調配約10重量份以下,更佳為調配0.1~10重量份。另外,根據需要,在黏著劑中除前述成分以外可以使用現有公知的各種增黏劑、抗老化劑等添加劑。
黏著劑層3可以由輻射固化型黏著劑形成。輻射固化型黏著劑可以藉由利用紫外線等輻射線的照射而增大交聯度,從而容易降低其黏合力。例如,藉由僅對圖2所示的黏著劑層3的部分3a照射輻射線,可以設置與部分3b的黏合力之差。
另外,藉由依照接著膜22’使輻射固化型黏著劑層3固化,可以容易地形成黏合力顯著下降的部分3a。由於接著膜22’黏貼在固化而黏合力下降的部分3a上,因此部分3a與接著膜22’的界面具有拾取時容易剝離的性質。另一方面,未照射輻射線的部分具有充分的黏合力,形成部分3b。
如上所述,圖1所示的切割-晶片接合膜10的黏著劑層3中,由未固化的輻射固化型黏著劑形成的所述部分3b與接著膜22黏合,可以確保切割時的保持力。這樣,輻射固化型黏著劑可以以良好的黏著-剝離平衡支撐用於將半導體晶片固定到基板等
被黏接體上的接著膜22。圖2所示的切割/晶片接合薄膜10’的黏合劑層3中,所述部分3b可以將貼片環(Wafer Ring)固定。
輻射固化型黏著劑可以沒有特別限制地使用具有碳碳雙鍵等輻射固化性官能團,並且顯示黏合性的黏著劑。作為輻射固化型黏著劑,可以例示例如:在上述丙烯酸類黏著劑、橡膠類黏著劑等普通的感壓性黏著劑中調配有輻射固化性的單體成分或低聚物成分的添加型輻射固化型黏著劑。
作為調配的輻射固化性單體成分,可以列舉例如:氨基甲酸酯低聚物、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。另外,輻射固化性低聚物成分可以列舉聚氨酯類、聚醚類、聚酯類、聚碳酸酯類、聚丁二烯類等各種低聚物,其重量平均分子量在約100~約30000的範圍內是適當的。輻射固化性單體成分或低聚物成分的調配量可以根據所述黏著劑層的種類適當地決定能夠降低黏著劑層的黏合力的量。一般而言,相對於構成黏著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,較佳為約40重量份~約150重量份。
另外,作為輻射固化型黏著劑,除了前面說明的添加型輻射固化型黏著劑以外,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固化型黏著劑。內在型輻射固化型黏著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黏著劑中遷移,可以形成穩定的層結構的黏著劑層,因此較佳。
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-碳雙鍵並且具有黏合性的聚合物。作為這樣的基礎聚合物,較佳為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,可以列舉上述例示的丙烯酸類聚合物。
在所述丙烯酸類聚合物中引入碳-碳雙鍵的方法沒有特別限制,可以採用各種方法,將碳-碳雙鍵引入聚合物側鏈在分子設計上比較容易。可以列舉例如:預先將具有官能團的單體與丙烯酸類聚合物共聚後,使具有能夠與該官能團反應的官能團和碳-碳雙鍵的化合物在保持碳-碳雙鍵的輻射固化性的情況下進行縮合或加成反應的方法。
作為這些官能團的組合例,可以列舉例如:羧基與環氧基、羧基與氮丙啶基、羥基與異氰酸酯基等。這些官能團的組合中考慮反應追蹤的容易性,較佳為羥基與異氰酸酯基的組合。另外,只要是藉由這些官能團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,則官能團可以在丙烯酸類聚合物與所述化合物的任意一方上,在所述的較佳組合中,較佳為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-二甲基苄基異氰酸酯等。另外,作為丙烯酸類聚合物,可以使用將上述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的醚類化合物等共聚後的聚合物。
所述內在型輻射固化型黏著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),也可以在不使特性劣化的程度內調配所述輻射固化性單體成分或低聚物成分。輻射固化性低聚物成分等相對於基礎聚合物100重量份通常在30重量份的範圍內,較佳為0重量份~10重量份的範圍。
所述輻射固化型黏著劑在利用紫外線等固化時較佳為含有光聚合引發劑。作為光聚合引發劑,可以列舉例如:4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)甲酮、α-羥基-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-羥基環己基苯基甲酮等α-酮醇類化合物;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-1等苯乙酮類化合物;苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、茴香偶姻甲醚等苯偶姻醚類化合物;聯苯醯二甲基縮酮等縮酮類化合物;2-萘磺醯氯等芳香族磺醯氯類化合物;1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟類化合物;二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮類化合物;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噻噸酮類化合物;樟腦醌;鹵代酮;醯基氧化膦;醯基膦酸酯等。光聚合引發劑的調配量相對於構成黏著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。
利用輻射固化型黏著劑形成黏著劑層3時,較佳為對黏著劑層3的一部分進行輻射線照射使得部分3a的黏合力<部分3b的黏合力。圖2的切割-晶片接合膜中,例如,使與作為被黏接體的SUS304板(#2000研磨)的關係上,部分3a的黏合力<部分3b的黏合力。
作為在上述黏著劑層3中形成上述部分3a的方法,可以列舉在基材4上形成輻射固化型的黏著劑層3後,對上述部分3a局部地照射輻射線使其固化的方法。局部的輻射線照射可以隔著形成有與半導體晶圓黏貼部分22a對應的黏著劑層3的部分3a以外的部分3b等對應的圖案的光罩來進行。另外,可以列舉點狀照射紫外線進行固化的方法等。輻射固化型黏著劑層3的形成可以藉由將設置在隔片上的輻射固化型黏著劑層轉印到基材4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固化型黏著劑層3進行。
另外,利用輻射固化型黏著劑形成黏著劑層3的情況下,可以使用對基材4的至少單面的、與半導體晶圓黏貼部分22a對應的部分3a以外的部分的全部或局部進行遮光的基材,在該基材上形成輻射固化型黏著劑層3後進行輻射線照射,從而使與半
導體晶圓黏貼部分22a對應的部分3a固化,形成黏合力下降的所述部分3a。作為遮光材料,可以藉由在支撐薄膜上印刷或蒸鍍能夠成為光罩的材料來製作。藉由所述製造方法,可以有效地製造本發明的切割-晶片接合膜10。
另外,在輻射照射時,氧氣造成固化阻礙的情況下,理想的是利用任意方法從輻射固化型黏著劑層3的表面隔絕氧氣(空氣)。可以列舉例如:用隔片將上述黏著劑層3的表面覆蓋的方法或者在氮氣氣氛中進行紫外線等輻射的照射的方法等。
黏著劑層3的厚度沒有特別限制,從兼顧防止晶片切割面的缺損和黏著層的固定保持等觀點考慮,較佳為約1μm~約50μm。較佳為2μm~30μm、更佳為5μm~25μm。
另外,在不損害本發明的效果等的範圍內,黏著劑層3中可以含有各種添加劑(例如,著色劑、增稠劑、增量劑、填充劑、增黏劑、塑化劑、抗老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、交聯劑等)。
(接著膜的製造方法)
本實施方式的接著膜例如以下述方式製作。首先,製備接著膜形成用的黏著劑組成物。製備方法沒有特別限制,例如,可以將接著膜項中說明過的熱固性樹脂、熱塑性樹脂、其他添加劑等投入到容器中,並溶解到有機溶劑中,攪拌至均勻,由此可以得到黏著劑組成物溶液。
作為所述有機溶劑,只要是能夠將構成接著膜的成分均
勻地溶解、混煉或分散的有機溶劑則沒有特別限制,可以使用現有公知的有機溶劑。作為這樣的溶劑,可以列舉例如:二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、環己酮等酮類溶劑、甲苯、二甲苯等。從乾燥速度快、能夠便宜地得到的觀點考慮,較佳為使用甲乙酮、環己酮等。
將以上述方式製備的黏著劑組成物溶液塗佈到隔片上以達到規定的厚度從而形成塗膜,然後在規定條件下將該塗膜乾燥。作為隔片,可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯或者藉由含氟型剝離劑、長鏈烷基丙烯酸酯類剝離劑等剝離劑進行表面塗佈後的塑膠薄膜或紙等。另外,作為塗佈方法,沒有特別限制,可以列舉例如:輥塗、絲網塗佈、凹版塗佈等。另外,作為乾燥條件,例如在乾燥溫度70℃~160℃、乾燥時間1分鐘~5分鐘的範圍內進行。由此,可以得到本實施方式的接著膜。
<切割-晶片接合膜的製造方法>
切割-晶片接合膜10、切割-晶片接合膜10’例如可以藉由分別製作切割薄膜及接著膜,最後將它們貼合來製作。具體地,可以按照以下的過程來製作。
首先,基材4可以藉由現有公知的製膜方法製膜。作為該製膜方法,可以例示例如:壓延製膜法、使用有機溶劑的流延法、密閉體系中的吹塑擠出法、T形模頭擠出法、共擠出法、乾式層壓法等。
然後,製備黏著劑層形成用的黏著劑組成物。黏著劑組
成物中調配有黏著劑層項中所說明的樹脂或添加物等。在基材4上塗佈製備的黏著劑組成物溶液而形成塗膜,然後在規定條件下將該塗膜乾燥(根據需要進行加熱交聯)而形成黏著劑層3。作為塗佈方法,沒有特別限制,可以列舉例如:輥塗、絲網塗佈、凹版塗佈等。另外,作為乾燥條件,可以在例如:乾燥溫度80℃~150℃、乾燥時間0.5分鐘~5分鐘的範圍內進行。另外,也可以在隔片上塗佈黏著劑組成物而形成塗膜後,在所述乾燥條件下將塗膜乾燥而形成黏著劑層3。然後,將黏著劑層3與隔片一起貼合到基材4上。由此,製作具有基材4和黏著劑層3的切割薄膜。
接著,從切割薄膜上將隔片剝離,並以接著膜和黏著劑層為貼合面的方式將兩者貼合。貼合可以藉由例如壓接來進行。此時,層壓溫度沒有特別限制,例如較佳為30℃~50℃,更佳為35℃~45℃。另外,線壓沒有特別限制,例如較佳為0.1kgf/cm~20kgf/cm,更佳為1kgf/cm~10kgf/cm。然後,將接著膜上的隔片剝離,得到本實施方式的切割-晶片接合膜。
<半導體裝置的製造方法>
本實施方式的半導體裝置的製造方法中,預先準備經過第一固定步驟和第一引線接合步驟安裝(固定)有至少一個第一半導體元件的被黏接體(被黏接體準備步驟),將該第一半導體元件利用經過切割和拾取的接著膜在將前述第一半導體元件包埋的同時將與前述第一半導體元件不同的第二半導體元件固定到前述被黏接體上。圖3A~圖3H分別為示意性地表示本發明的一個實施方
式的半導體裝置的製造方法的一個步驟的剖視圖。
(第一固定步驟)
如圖3A所示,在第一固定步驟中,將至少一個第一半導體元件11固定到被黏接體1上。第一半導體元件11隔著第一接著膜21固定到被黏接體1上。圖3A中,第一半導體元件11僅顯示了一個,但是根據目標半導體裝置的規格,也可以將兩個、三個、四個或者五個以上的多個第一半導體元件11固定到被黏接體1上。
(第一半導體元件)
作為第一半導體元件11,只要是俯視尺寸小於第二層積層的半導體元件(第二半導體元件12;參照圖3F)的元件則沒有特別限制,可以較佳地使用例如作為半導體元件的一種的控制器、記憶晶片或邏輯晶片。控制器控制積層的各個半導體元件的運行,因此一般連接有多條線。半導體封裝的通信速度受線長的影響,本實施方式中第一半導體元件11固定到被黏接體1上,位於最下層,因此可以縮短線長,由此,即使增加半導體元件的積層數也可以抑制半導體封裝(半導體裝置)的通信速度下降。
第一半導體元件11的厚度沒有特別限制,多數情況下通常為100μm以下。另外,隨著近年來半導體封裝的薄型化,逐漸使用75μm以下,進一步為50μm以下的第一半導體元件11。
(被黏接體)
作為被黏接體1,可以列舉基板、引線框、其他半導體元件等。
作為基板,可以使用印刷佈線板等現有公知的基板。另外,作為所述引線框,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,本實施方式不限於此,也包含安裝半導體元件、與半導體元件電性連接後可以使用的電路基板。
(第一接著膜)
作為第一接著膜21,可以使用所述包埋用接著膜,也可以使用現有公知的半導體元件固定用的接著膜。其中,使用包埋用接著膜的情況下,第一接著膜21不需要包埋半導體元件,因此可以將厚度減薄至約5μm~約60μm使用。
(固定方法)
如圖3A所示,隔著第一接著膜21將第一半導體元件11晶片接合到被黏接體1上。作為將第一半導體元件11固定到被黏接體1上的方法,可以列舉例如:將第一接著膜21積層到被黏接體1上,然後在該第一接著膜21上以引線接合面為上側的方式積層第一半導體元件11的方法。另外,也可以將預先黏貼有第一接著膜21的第一半導體元件11配置並積層到被黏接體1上。
第一接著膜21為半固化狀態,因此將第一接著膜21載置到被黏接體1上後,在規定條件下進行熱處理,由此將第一接著膜21熱固化,從而使第一半導體元件11固定到被黏接體1上。進行熱處理時的溫度,較佳為100℃~200℃下進行,更佳為在120℃~180℃的範圍內進行。另外,熱處理時間較佳為進行0.25小時
~10小時,更佳為進行0.5小時~8小時。
(第一引線接合步驟)
第一引線接合步驟為用接合線31將被黏接體1的端子部(例如內部引線)的前端與第一半導體元件11上的電極銲墊(未圖示)電性連接的步驟(參考圖3B)。作為接合線31,可以使用例如金線、鋁線或銅線等。進行引線接合時的溫度,在80℃~250℃、較佳為80℃~220℃的範圍內進行。另外,其加熱時間進行數秒~數分鐘。線連接藉由在加熱到所述溫度範圍內的狀態下將超音波產生的振動能與加壓產生的壓接能組合使用來進行。
(晶片貼合步驟)
另外,如圖3C所示,將半導體晶圓2壓接到切割-晶片接合膜10的包埋用接著膜22上,將其黏著保持而固定(黏貼步驟)。本步驟在利用壓接輥等按壓手段進行按壓的同時進行。
(切割步驟)
然後,如圖3D所示,進行半導體晶圓2的切割。由此,將半導體晶圓2切割為預定尺寸而形成單片(個片化),製作半導體晶片12(切割步驟)。切割例如按照常規方法從半導體晶圓2的電路面一側進行。另外,本步驟中,例如,可以採用進行切入到切割薄膜5的稱為全切割的切割方式等。本步驟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,半導體晶圓由切割-晶片接合膜10黏著固定,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圓2的破損。
(拾取步驟)
如圖3E所示,為了剝離由切割-晶片接合膜10黏著固定的半導體晶片12,進行與包埋用接著膜22一起的半導體晶片12的拾取(拾取步驟)。拾取方法沒有特別限制,可以採用現有公知的各種方法。可以列舉例如:用針將各個半導體晶片12從基材4一側上推,並利用拾取裝置拾取上推的半導體晶片12的方法等。
在此,黏著劑層3為紫外線固化型的情況下,在對該黏著劑層3照射紫外線後進行拾取。由此,黏著劑層3對接著膜22的黏合力下降,半導體晶片12的剝離變得容易。結果,可以進行拾取而不損傷半導體晶片。紫外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。另外,作為紫外線照射時使用的光源,可以使用高壓汞燈、微波激發型燈、化學燈等。
(第二固定步驟)。
第二固定步驟中,藉由與第二半導體元件12一起拾取的包埋用接著膜22將另外固定在被黏接體1上的第一半導體元件11包埋的同時將與所述第一半導體元件11不同的第二半導體元件12固定到所述被黏接體1上(參照圖3F)。包埋用接著膜22具有比所述第一半導體元件11的厚度T1更厚的厚度T。本實施方式中,所述被黏接體1與所述第一半導體元件11的電性連接藉由引線接合連接來實現,因此較佳為將所述厚度T與所述厚度T1之差為40μm以上且260μm以下。所述厚度T與所述厚度T1之差的下限
較佳為40μm以上,更佳為50μm以上,進一步更佳為60μm以上。另外,所述厚度T與所述厚度T1之差的上限較佳為260μm以下,更佳為200μm以下,進一步更佳為150μm以下。由此,可以實現半導體裝置整體的薄型化,並且可以在防止第一半導體元件11與第二半導體元件12接觸的同時將第一半導體元件11整體包埋到包埋用接著膜22的內部,可以將作為控制器的第一半導體元件11固定(即,線上長最短的最下層固定)到被黏接體1上。
包埋用接著膜22的厚度T可以考慮第一半導體元件11的厚度T1以及線突出量適當設定以使得可以包埋第一半導體元件11,其下限較佳為80μm以上,更佳為100μm以上,進一步更佳為120μm以上。另一方面,厚度T的上限較佳為300μm以下,更佳為200μm以下,進一步更佳為150μm以下。藉由這樣使接著膜較厚,可以基本覆蓋一般的控制器的厚度,並且可以容易地進行第一半導體元件11在包埋用接著膜22中的包埋。
(第二半導體元件)
作為第二半導體元件12,沒有特別限制,例如可以使用受作為控制器的第一半導體元件11的運行控制的記憶晶片。
(固定方法)
作為將第二半導體元件12固定到被黏接體1上的方法,與第一固定步驟同樣地可以列舉例如:將包埋用接著膜22積層到被黏接體1上後,在該包埋用接著膜22上以引線接合面為上側積層第二半導體元件12的方法。另外,也可以將預先黏貼有包埋用接著
膜22的第二半導體元件12配置並積層到被黏接體1上。
為了使第一半導體元件11容易進入並包埋在包埋用接著膜22中,在晶片接合時可以對包埋用接著膜22進行加熱處理。作為加熱溫度,只要是包埋用接著膜22軟化並且未完全熱固化的溫度即可,較佳為80℃以上且150℃以下,更佳為100℃以上且130℃以下。此時,可以以0.1MPa以上且1.0MPa以下進行加壓。
包埋用接著膜22為半固化狀態,因此將包埋用接著膜22載置到被黏接體1上後,在規定條件下進行熱處理,由此將包埋用接著膜22熱固化,從而將第二半導體元件12固定到被黏接體1上。進行熱處理時的溫度,較佳為在100℃~200℃下進行,更佳為在120℃~180℃的範圍內進行。另外,熱處理時間較佳為進行0.25小時~10小時,更佳為進行0.5小時~8小時。
此時,熱固化後的包埋用接著膜22對被黏接體1的剪切黏著力在25℃~250℃下較佳為0.1MPa以上,更佳為0.2~10MPa。藉由將包埋用接著膜22的剪切黏著力調節為0.1MPa以上,可以抑制由於對第二半導體元件12的引線接合步驟中的超音波振動或加熱而造成包埋用接著膜22與第二半導體元件12或被黏接體1的黏著面上產生剪切變形。即,可以抑制由於引線接合時的超音波振動而造成的第二半導體元件12的活動,由此可以防止引線接合成功率的下降。
(第三固定步驟)
第三固定步驟中,在所述第二半導體元件12上固定與該第二
半導體元件相同種類或不同種類的第三半導體元件13(參照圖3G)。第三半導體元件13隔著第三接著膜23固定到第二半導體元件12上。
(第三半導體元件)
第三半導體元件13可以為與第二半導體元件12相同種類的記憶晶片或與第二半導體元件12不同種類的記憶晶片。第三半導體元件13的厚度也可以根據目標半導體裝置的規格適當設定。
(第三接著膜)
作為第三接著膜23,可以較佳地使用與第一固定步驟中的第一接著膜21同樣的接著膜。使用包埋用接著膜22作為第三接著膜23時,不需要包埋其他半導體元件,因此可以將厚度減薄至約5μm~約60μm使用。
(固定方法)
如圖3G所示,隔著第三接著膜23將第三半導體元件13晶片接合到第二半導體元件12上。作為將第三半導體元件13固定到第二半導體元件12上的方法,可以列舉例如:將第三接著膜23積層到第二半導體元件12上後,在該第三接著膜23上以引線接合面為上側的方式積層第三半導體元件13的方法。另外,也可以將預先黏貼有第三接著膜23的第三半導體元件13配置和積層到第二半導體元件12上。但是,為了後述的第二半導體元件12與第三半導體元件13之間的引線接合,有時將第三半導體元件13相對於第二半導體元件12偏移進行固定,以避開第二半導體元件
12的引線接合面(上表面)的電極銲墊。此時,先將第三接著膜13黏貼到第二半導體元件12的上表面時,有可能第三接著膜23從第二半導體元件12的上表面突出的部分(所謂的突出部)彎曲而附著到第二半導體元件12的側面或包埋用接著膜22的側面,從而產生預料不到的故障。因此,在第三固定步驟中,較佳為預先將第三接著膜23黏貼到第三半導體元件13上,並將其配置和積層到第二半導體元件12上。
第三接著膜23也是半固化狀態,因此在將第三接著膜23載置到第二半導體元件12上後,在規定條件下進行熱處理,由此使第三接著膜23熱固化,從而將第三半導體元件13固定到第二半導體元件12上。另外,考慮第三接著膜23的彈性模量和製程效率,也可以在不進行熱處理的情況下固定第三半導體元件13。進行熱處理時的溫度,較佳為在100℃~200℃下進行,更佳為在120℃~180℃的範圍內進行。另外,熱處理時間較佳為進行0.25小時~10小時,更佳為進行0.5小時~8小時。
(第二引線接合步驟)
第二引線接合步驟是用接合線32將第二半導體元件12上的電極銲墊(未圖示)與第三半導體元件13上的電極銲墊(未圖示)電性連接的步驟(參照圖3H)。線的材料和引線接合條件可以較佳地採用與第一引線接合步驟同樣的材料和條件。
(半導體裝置)
藉由以上的步驟,可以製造三個半導體元件隔著規定的接著
膜多層積層而成的半導體裝置100。另外,藉由重複與第三固定步驟和第二引線接合步驟同樣的過程,可以製造四個以上的半導體元件積層而成的半導體裝置。
(密封步驟)
在將所需數目的半導體元件積層後,可以進行將半導體裝置100整體樹脂密封的密封步驟。密封步驟是利用密封樹脂將半導體裝置100密封的步驟(未圖示)。本步驟為了保護搭載在被黏接體1上的半導體元件或接合線而進行。本步驟例如可以藉由用模具將密封用的樹脂成型來進行。作為密封樹脂,可以使用例如環氧樹脂。樹脂密封時的加熱溫度通常在175℃下進行60秒~90秒,但是本實施方式不限於此,例如也可以在165℃~185℃下進行數分鐘固化。另外,本步驟中,樹脂密封時可以加壓。此時,加壓的壓力較佳為1MPa~15MPa,更佳為3MPa~10MPa。
(後固化步驟)
本實施方式中,在密封步驟後,可以進行將密封樹脂後固化的後固化步驟。本步驟中,將在所述密封步驟中固化不充分的密封樹脂完全固化。本步驟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小時~約8小時。藉由經由密封步驟或後固化步驟,可以製作半導體封裝。
[第二實施方式]
第一實施方式中,第一半導體元件在被黏接體上的固定藉由接著膜進行,兩者間的電性連接藉由引線接合實現,但是,在第
二實施方式中,藉由使用設置在第一半導體元件上的突起電極的倒裝晶片連接實現兩者間的固定及電性連接。因此,第二實施方式僅第一固定步驟中的固定方式與第一實施方式不同,以下主要對該不同點進行說明。
(第一固定步驟)
本實施方式中,在所述第一固定步驟中,藉由倒裝晶片連接將第一半導體元件41固定到被黏接體1上(參照圖4A)。倒裝晶片連接為第一半導體元件41的電路面與被黏接體1對向的所謂的面朝下(face down)安裝。第一半導體元件41上設置有多個凸塊等突起電極43,突起電極43與被黏接體1上的電極(未圖示)連接。另外,在被黏接體1與第一半導體元件41之間,為了緩和兩者間的熱膨脹率之差和保護兩者間的空間,填充有底部填充材料44。
作為連接方法,沒有特別限制,可以利用現有公知的倒裝晶片接合機連接。例如,使在第一半導體元件41上形成的凸塊等突起電極43接觸並擠壓被黏接體1的連接銲墊上沉積的接合用的導電材料(焊料等)的同時使導電材料熔融,由此可以確保第一半導體元件41與被黏接體1的電導通,可以將第一半導體元件41固定到被黏接體1上(倒裝晶片接合)。一般而言,倒裝連接時的加熱條件為240℃~300℃,加壓條件為0.5N~490N。
形成凸塊作為突起電極43時的材質沒有特別限制,可以列舉例如:錫-鉛基金屬材料、錫-銀基金屬材料、錫-銀-銅基金
屬材料、錫-鋅基金屬材料、錫-鋅-鉍基金屬材料等焊料類(合金)、金基金屬材料、銅基金屬材料等。
作為底部填充材料44,可以使用現有公知的液態或薄膜狀的底部填充材料。
(第二固定步驟)
在第二固定步驟中,與第一實施方式同樣地,利用包埋用接著膜22將所述第一半導體元件41包埋的同時將與所述第一半導體元件41不同的第二半導體元件12固定到所述被黏接體1上(參照圖4B)。本步驟中的條件與第一實施方式中的第二固定步驟同樣。
包埋用接著膜22具有比所述第一半導體元件41的厚度T1厚的厚度T。本實施方式中,所述被黏接體1與所述第一半導體元件41進行倒裝晶片連接,因此所述厚度T與所述厚度T1之差較佳為10μm以上且200μm以下。所述厚度T與所述厚度T1之差的下限較佳為10μm以上,更佳為20μm以上,進一步更佳為30μm以上。另外,所述厚度T與所述厚度T1之差的上限較佳為200μm以下,更佳為150μm以下,進一步更佳為100μm以下。藉由這樣的構成,可以實現半導體裝置整體的薄型化,同時可以在防止第一半導體元件41與第二半導體元件12接觸的同時將第一半導體元件41整體包埋到包埋用接著膜22的內部,可以將作為控制器的第一半導體元件41固定(即,在通信路徑長度最短的最下層固定)到被黏接體1上。
包埋用接著膜22的厚度T可以考慮第一半導體元件41的厚度T1以及突起電極的高度進行適當設定以使得可以包埋第一半導體元件41,其下限較佳為50μm以上,更佳為60μm以上,進一步更佳為70μm以上。另一方面,厚度T的上限較佳為250μm以下,更佳為200μm以下,進一步更佳為150μm以下。藉由這樣使包埋用接著膜22較厚,可以基本覆蓋一般的控制器的厚度,可以容易地進行第一半導體元件41在包埋用接著膜22中的包埋。
接著,與第一實施方式同樣地經由在第二半導體元件12上固定與該第二半導體元件12相同種類或不同種類的第三半導體元件13的第三固定步驟(參照圖4C)、以及利用接合線32將所述第二半導體元件12與所述第三半導體元件13電性連接的第二引線接合步驟(參照圖4D),由此可以製作控制器積層在最下層、在其上方積層有多層半導體元件的半導體裝置200。
(其他實施方式)
在第一實施方式中,經過使用切割-晶片接合膜的切割步驟和拾取步驟製作第二半導體元件12。另外,第一半導體元件11同樣地也可以使用切割-晶片接合膜製作。此時,只要另外準備用於切出第一半導體元件11的半導體晶圓,然後經過上述晶圓貼合步驟、切割步驟、拾取步驟,將第一半導體元件11固定到被黏接體1上即可。第三半導體元件13以及其更上層積層的半導體元件也可以同樣地製作。
將半導體元件在被黏接體上三維安裝時,可以在半導體
元件的形成電路的面側形成緩衝塗膜。作為該緩衝塗膜,可以列舉例如氮化矽膜或包含聚醯亞胺樹脂等耐熱樹脂的緩衝塗膜。
各實施方式中,對於每當積層第二半導體元件以後的半導體元件時都進行引線接合步驟的方式進行了說明,但是,也可以在將多個半導體元件積層後,統一進行引線接合步驟。另外,關於第一半導體元件,由於利用包埋用接著膜進行了包埋,因此不能作為統一引線接合的對象。
作為倒裝晶片連接的方式,不限於利用第二實施方式中說明的作為突起電極的凸塊進行的連接,也可以採用利用導電性黏著劑組成物的連接、利用凸塊與導電性黏著劑組成物組合而成的突起結構的連接等。另外,本發明中,只要是第一半導體元件的電路面與被黏接體對向進行連接的面朝下安裝,則即使突起電極或突起結構等連接方式的不同,也可以稱為倒裝晶片連接。作為導電性黏著劑組成物,可以使用環氧樹脂等熱固性樹脂中混合有金、銀、銅等導電性填料的現有公知的導電漿等。使用導電性黏著劑組成物的情況下,在將第一半導體元件搭載到被黏接體上後,在80℃~150℃下進行約0.5小時~約10小時熱固化處理,由此可以將第一半導體元件固定。
[實施例]
以下,對本發明的較佳實施例進行例示性的詳細說明,但是,該實施例中記載的材料或調配量等,除非另有特別限定,則並無意將本發明的範圍僅限定於此,只不過是單純的說明例。
[實施例1~實施例8和比較例1~比較例4]
(接著膜的製作)
以表1所示的比例將丙烯酸類樹脂A、丙烯酸類樹脂B、環氧樹脂A、環氧樹脂B、酚醛樹脂、二氧化矽以及熱固性催化劑溶解到甲乙酮中,從而製備濃度40重量%~50重量%的黏著劑組成物溶液。
將該黏著劑組成物塗佈到作為剝離襯墊的經過矽酮脫模處理後的厚度50μm的包含聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜的脫模處理薄膜上,然後在130℃乾燥2分鐘,由此分別製作具有下述表1所示的厚度的接著膜。
另外,下述表1中的縮略符號和成分的詳細說明如下所述。
丙烯酸類樹脂A:長瀨化學(Nagase ChemteX)公司製造的SG-700AS
丙烯酸類樹脂B:長瀨化學公司製造的SG-70L
環氧樹脂A:東都化成股份有限公司製造的KI-3000
環氧樹脂B:三菱化學股份有限公司製造的JER 828
酚醛樹脂:明和化成股份有限公司製造的MEH-7851SS
二氧化矽:阿德馬科技(ADMATECHS)股份有限公司製造的SE-2050MC
熱固化催化劑:北興化學股份有限公司製造的TPP-K
(熔融黏度的測定)
對於各實施例和比較例中製作的熱固化前的各接著膜,分別測定120℃下的熔融黏度。即,使用流變儀(哈科(HAAKE)公司製,RS-1)藉由平行板法測定熔融黏度。從各實施例或比較例中製作的接著膜中取0.1g試樣,投入到預先在120℃加熱的板上。然後,將測定開始300秒後的值作為熔融黏度。板間的間隙設定為0.1mm。結果如下述表1所示。
(儲藏彈性模量的測定)
對於各實施例和比較例中製作的熱固化前的各接著膜,使用黏彈性測定裝置(雷歐梅特力克斯(Rheometrics)公司製造,型號:RSA-II)測定25℃下的儲藏彈性模量。更具體地,將製作的接著膜切斷而將試樣尺寸設定為長30mm×寬10mm,將測定試樣安置到薄膜拉伸測定用夾具上,在-30℃~280℃的溫度範圍內,在頻率10.0Hz、應變0.025%、升溫速度10℃/分鐘的條件下進行測定。結果如下述表1所示。
(切割薄膜的製作)
作為基材,準備厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET薄膜)。
在具有冷凝管、氮氣引入管、溫度計和攪拌裝置的反應容器中投入86.4份丙烯酸2-乙基己酯(以下也稱為「2EHA」)、13.6份丙烯酸2-羥基乙酯(以下也稱為「HEA」)、0.2份過氧化苯甲醯以及65份甲苯,在氮氣氣流中在61℃進行6小時聚合處理,得到丙烯酸類聚合物A。
在丙烯酸類聚合物A中添加14.6份2-甲基丙烯醯氧乙基異氰酸酯(以下也稱為「MOI」),在空氣氣流中在50℃進行48小時加成反應處理,得到丙烯酸類聚合物A’。
然後,相對於丙烯酸類聚合物A’100份,添加8份多異氰酸酯化合物(商品名「優柯奈特L」,日本聚氨酯股份有限公司製造)和5份光聚合引發劑(商品名「伊魯卡(Irgacure)651」,汽巴特殊化學品公司製造),從而得到黏合劑組成物溶液。
在準備的上述基材上塗佈所得到的黏著劑組成物並乾燥,從而形成厚度30μm的黏著劑層,由此得到切割薄膜。
(切割-晶片接合膜的製作)
將各實施例和比較例中製作的接著膜轉印到上述的切割薄膜的黏著劑層上,從而得到切割-晶片接合膜。另外,層壓的條件如下所述。
<層壓條件>
層壓機裝置:輥層壓機
層壓速度:1mm/分鐘
層壓壓力:0.5MPa
層壓機溫度:室溫(23℃)
(控制器安裝基板的製作)
以厚度10μm製作實施例1的組成的接著膜,將其作為控制器晶片用的接著膜。將其在溫度40℃的條件下,黏貼到2mm見方、厚度50μm的控制器晶片上。再藉由接著膜將半導體晶片黏著到球
柵陣列封裝(Ball Grid Array,BGA)基板上。此時的條件為,溫度120℃、壓力0.1MPa、1秒。另外,將黏著有控制器晶片的BGA基板在乾燥機中在130℃熱處理4小時,使接著膜熱固化。
然後,使用引線接合機(股份有限公司新川製造,商品名「UTC-1000」),在以下的條件下對控制器晶片進行引線接合。由此,得到在BGA基板上安裝有控制器晶片的控制器安裝基板。
<引線接合條件>
溫度:175℃
金線:23μm
S-水準(S-LEVEL):50μm
S-速度(S-SPEED):10mm/s
時間:15毫秒
超音波功率(US-POWER):100
壓力(FORCE):20gf
S-壓力(S-FORCE):15gf
線距:100μm
線圈高度:30μm
(半導體裝置的製作)
另外,使用上述切割-晶片接合膜,以下述的要點實際進行半導體晶圓的切割後,經過半導體晶片的拾取製作半導體裝置,並且評價此時的有無突出以及包埋/固定性能。
在單面帶有凸塊的矽晶圓的與電路面相反側的面上,以
接著膜作為貼合面貼合實施例和比較例的切割-晶片接合膜。作為單面帶有凸塊的矽晶圓,使用以下的矽晶片。另外,貼合條件如下所述。
<單面帶有凸塊的矽晶圓>
矽晶圓厚度:100μm
低介電常數材料層的材質:SiN膜
低介電常數材料層的厚度:0.3μm
凸塊的高度:60μm
凸塊的間距:150μm
凸塊的材質:焊料
<貼合條件>
貼合裝置:DR-3000II(日東精機股份有限公司製造)
層壓速度:0.1mm/分鐘
層壓壓力:0.5MPa
層壓機溫度:75℃
貼合後,在下述條件下進行切割。另外,切割以得到10mm見方的晶片尺寸的方式進行全切割。
<切割條件>
切割裝置:商品名「DFD-6361」,迪斯科(Disco)公司製造
切割環:「2-8-1」(迪斯科公司製造)
切割速度:30mm/秒
切割刀片:
Z1:迪斯科公司製造的「203O-SE 27HCDD」
Z2:迪斯科公司製造的「203O-SE 27HCBB」
切割刀片轉速:
Z1:40,000rpm
Z2:45,000rpm
切割方式:分段切割
晶圓晶片尺寸:10.0mm見方
然後,從基材側照射紫外線,使黏著劑層固化。紫外線照射中使用紫外線照射裝置(製品名:UM810,製造商:日東精機股份有限公司製),紫外線照射量為400mJ/cm2。
然後,藉由從各切割薄膜的基材側用針上推的方式,拾取接著膜與半導體晶片的積層體。拾取條件如下所述。
<拾取條件>
晶片接合裝置:股份有限公司新川製造,裝置名:SPA-300
針根數: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
然後,利用拾取的積層體的接著膜包埋控制器安裝基板的控制器晶片的同時將半導體晶片黏著到BGA基板上。此時的黏著條件為120℃、壓力0.1MPa、2秒。另外,將黏著有半導體晶片的BGA基板在乾燥機中在130℃熱處理4小時,使接著膜熱固
化,從而製作半導體裝置。
(突出評價)
使用光學顯微鏡(100倍)從製作的半導體裝置的上方觀察接著膜從半導體晶片的周緣部的突出,從半導體元件的周緣部的突出量在200μm以內時評價為「○」,超過200μm時評價為「×」。
(包埋/固定性評價)
接著膜的厚度T(μm)與控制器晶片的厚度T1(μm)之差如下述表1所示。另外,將製作的半導體裝置在通過控制器晶片固定位置的中心的位置處切斷,使用光學顯微鏡(200倍)觀察切斷面,將半導體晶片固定在控制器晶片上而未產生問題的情況評價為「○」,將不能包埋控制器晶片,接著膜與基板的界面處確認10%以上的空隙的情況、或者接著膜的厚度不均勻的情況均評價為「×」。另外,關於空隙,使用圖像處理裝置(股份有限公司日立工程服務公司製造,商品名「FineSAT FS300III」),作為所觀察到的空隙在將半導體晶片包埋的同時接著膜與基板完全貼合時的接著膜與基板的接觸面積(半導體晶片面積除外)中所占的面積比例(%)求出。結果如下述表1所示。
從表1的結果可以看出,根據實施例的接著膜,可以抑制半導體裝置製造時的接著膜的突出,未確認到周邊構件的污染。另外,對於使用實施例的接著膜製作的半導體裝置而言,可以良好地進行控制器晶片的包埋以及半導體晶片的固定。另一方面,對於使用比較例1和比較例3的接著膜製作的半導體裝置而言,包埋/固定性良好,但是確認到從半導體晶片的周緣部的突出。這認為是起因於接著膜的熔融黏度過低,在半導體晶片的包埋中接著膜流出。另外,對於使用比較例2和比較例4的接著膜製作的半導體裝置而言,接著膜的突出評價良好,但是不能包埋控制器晶片,確認到空隙。這認為是起因於接著膜的熔融黏度過高,半導體晶片的包埋不充分。另外,本實施例中,藉由引線接合法實現了控制器晶片與BGA基板的電性連接,但是推測藉由倒裝晶片連接進行固定也會得到同樣的結果。
1‧‧‧被黏接體
11‧‧‧第一半導體元件
12‧‧‧第二半導體元件
21‧‧‧第一接著膜
22‧‧‧接著膜
31‧‧‧接合線
T‧‧‧接著膜的厚度
T1‧‧‧第一半導體元件的厚度
Claims (10)
- 一種接著膜,其為用於包埋固定在被黏接體上的第一半導體元件並且將與該第一半導體元件不同的第二半導體元件固定到被黏接體上的接著膜,其中,含有熱塑性樹脂和熱固性樹脂,以下述式表示的熱塑性樹脂存在比為10%以上且30%以下,熱塑性樹脂存在比(%)={A/(A+B)}×100式中,A為熱塑性樹脂的重量,B為熱固性樹脂的重量。
- 如申請專利範圍第1項所述的接著膜,其中,120℃下的熔融黏度為100Pa‧s以上且3000Pa‧s以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的接著膜,其中,所述熱塑性樹脂為丙烯酸類樹脂,所述熱固性樹脂為環氧樹脂及酚醛樹脂中的一者或兩者。
- 如申請專利範圍第1項所述的接著膜,其中,熱固化前的25℃下的儲藏彈性模量為10MPa以上且10000MPa以下。
- 如申請專利範圍第1項所述的接著膜,其中,含有無機填充劑,該無機填充劑的含量為25重量%~80重量%。
- 一種切割-晶片接合膜,其具有: 切割薄膜,所述切割薄膜具有基材和形成在該基材上的黏著劑層,和積層在所述黏著劑層上的如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的接著膜。
- 一種半導體裝置的製造方法,其包括:準備固定有第一半導體元件的被黏接體的被黏接體準備步驟;將如申請專利範圍第6項所述的切割-晶片接合膜的接著膜與半導體晶圓貼合的貼合步驟;將所述半導體晶圓和接著膜切割而形成第二半導體元件的切割步驟;將所述第二半導體元件與所述接著膜一起拾取的拾取步驟;和利用與所述第二半導體元件一起拾取的接著膜將固定在所述被黏接體上的所述第一半導體元件包埋的同時將所述第二半導體元件固定到該被黏接體上的固定步驟。
- 如申請專利範圍第7項所述的半導體裝置的製造方法,其中,所述接著膜具有比所述第一半導體元件的厚度T1厚的厚度T,所述被黏接體與所述第一半導體元件藉由引線接合法連接,並且所述厚度T與所述厚度T1之差為40μm以上且260μm以下。
- 如申請專利範圍第7項所述的半導體裝置的製造方法,其中,所述接著膜具有比所述第一半導體元件的厚度T1厚的厚度T,所述被黏接體與所述第一半導體元件藉由倒裝晶片法連接,並且所述厚度T與所述厚度T1之差為10μm以上且200μm以下。
- 一種半導體裝置,其是藉由如申請專利範圍第7項至第9項中任一項所述的半導體裝置的製造方法而得到。
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