TW201506116A - 熱固型晶片接合薄膜、附切割薄片的晶片接合薄膜及半導體裝置的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供熱固型晶片接合薄膜、附切割薄片的晶片接合薄膜和半導體裝置的製造方法,所述熱固型晶片接合薄膜的導熱性高、且貼附於被黏物時能夠充分地追隨被黏物的凹凸。一種熱固型晶片接合薄膜,其在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,其含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,所述熱固型晶片接合薄膜在130℃下以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度為200Pa.s以下。
Description
本發明係有關係有關熱固型(thermosetting)晶片接合薄膜、附切割薄片的晶片接合薄膜及半導體裝置的製造方法。
近年來,隨著半導體裝置的數據處理的高速化的進展,來自半導體晶片的發熱量變多,具有散熱性的半導體裝置的設計的重要性增加。熱不僅會對半導體裝置本身造成不良影響,且對組裝有半導體裝置的電子機器本體也會造成各種各樣的不良影響。作為用於散熱的封裝對策雖考慮各種方法,最重要的是經由印刷基板或線導線架(lead fram)等基板的散熱。
因此,以往,在基板與半導體晶片的黏接中,有時使用具有高導熱性的黏接劑。以往,該黏接劑使用了在黏接劑之中導熱係數較高的銀膏。
然而,近年來,由於智慧型手機或平板電腦的普及、高性能化,隨著半導體裝置的輕薄、短小化,對於銀膏而
言,出現了半導體裝置的組裝困難的狀况。
具體而言,在智慧型手機或平板電腦的用途,使用了封裝體,所述封裝體使用了晶片面積小、薄的半導體晶片。然而,想要利用膏狀的黏接劑來黏接這樣的半導體晶片時,會發生以下的各種製造方面的問題:由於半導體晶片較薄,因而半導體晶片破損、或在半導體晶片的電路面有黏接劑捲入、或半導體晶片產產生傾斜等。另外,在使膏狀的黏接劑黏接並固化的製程中容易產生空隙。因此,在半導體晶片與基板之間產生的空隙會妨礙散熱,因而成為無法展現如設計的導熱性(散熱性)等不良的原因。
另一方面,以往已知有薄片狀的晶片接合薄膜(例如參照專利文獻1)。若使用這樣的晶片接合薄膜時,能夠抑制晶片的破損、黏接劑的捲入、晶片的傾斜。然而,與銀膏相比,以往的晶片接合薄膜在導熱性較低,這方面有改良的餘地。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2008-218571號公報
第一課題係為了使晶片接合薄膜為高導熱性,例如需要大量填充調配高導熱性的導熱性粒子。然而,由於大量
填充導熱性粒子,有時會在各種特性產生缺點。即,半導體晶片大多貼合於印刷電路板等,有某種程度表面凹凸大的物體來使用,在晶片接合薄膜中大量填充了導熱性粒子的狀態下,由於導熱性粒子與樹脂的相互作用,晶片接合薄膜的黏度變高,因而產生流動性降低、無法充分地追隨印刷電路板等基板的凹凸之類的問題。
含有樹脂的晶片接合薄膜通常在施加剪切應力時黏度會降低。尤其在以高速(例如剪切速率為20~100秒-1左右)施加剪切應力時,黏度會大幅降低。因此,有以下的方法:將晶片接合薄膜貼附於基板時,藉由施加壓力而使其產生高速剪切應力,使黏度降低,使追隨基板的凹凸。然而,在晶片接合薄膜中大量填充了導熱性粒子的狀態下,有以下問題:即使施加壓力而使其產生剪切應力,有時黏度也不會充分地降低,晶片接合薄膜無法充分地追隨基板的凹凸。
而且,在晶片接合薄膜無法追隨基板的凹凸的情况下,晶片接合薄膜與基板之間會產生空隙。晶片接合薄膜與基板之間有空隙時,存在如下問題:除了如前述產生散熱性降低的問題之外,還可能產生可靠性降低、在回焊步驟中與被黏物的產生剝離等的問題。
第一本發明有鑒於前述問題點而完成的,其目的在於提供導熱性高且貼附於被黏物時能夠充分地追隨被黏物的凹凸的熱固型晶片接合薄膜、使用了該熱固型晶片接合薄膜的附切割薄片的晶片接合薄膜、以及使用了該附切割薄
片的晶片接合薄膜的半導體裝置的製造方法。
第二課題係為了使晶片接合薄膜成為高導熱性時,例如需要大量填充調配高導熱性的導熱性粒子。然而,由於大量填充導熱性粒子,有時會在各種特性中產生缺點。即,半導體晶片大多貼合於印刷電路板等有某種程度之表面凹凸大的物體來使用,在晶片接合薄膜中大量填充了導熱性粒子的狀態下,由於導熱性粒子與樹脂的相互作用,晶片接合薄膜的黏度變高,因而產生流動性降低、無法充分地追隨印刷電路板等基板的凹凸之類的問題。而且,在晶片接合薄膜無法追隨基板的凹凸的情况下,晶片接合薄膜與基板之間會產生空隙。晶片接合薄膜與基板之間有空隙時,存在如下問題:除了如前述產生散熱性降低的問題之外,還可能產生可靠性降低、在回焊步驟中發生與被黏物的剝離等的問題。
第二本發明係有鑒於前述問題點而完成的,其目的在於提供導熱性高且黏度低的熱固型晶片接合薄膜、使用了該熱固型晶片接合薄膜的附切割薄片的晶片接合薄膜、以及使用了該附切割薄片的晶片接合薄膜的半導體裝置的製造方法。
第三課題係為了使晶片接合薄膜成為高導熱性,例如需要大量填充調配高導熱性的導熱性粒子。然而,由於大量填充導熱性粒子,有時會在各種特性中產生缺點。即,半導體晶片大多貼合於印刷電路板等有某種程度表面凹凸大的物體來使用,在晶片接合薄膜中大量填充了導熱性粒
子的狀態下,由於導熱性粒子與樹脂的相互作用,晶片接合薄膜的黏度變高,因而產生流動性降低、無法充分地追隨印刷電路板等基板的凹凸之類的問題。而且,在晶片接合薄膜無法追隨基板的凹凸的情况下,晶片接合薄膜與基板之間會產生空隙。晶片接合薄膜與基板之間有空隙時,存在如下問題:除了如前述產生散熱性降低的問題之外,還可能產生可靠性降低、在回焊步驟中發生與被黏物的剝離等的問題。
第三本發明係有鑒於前述問題點而完成的,其目的在於提供導熱性高且能夠良好地追隨被黏物的凹凸的熱固型晶片接合薄膜、使用了熱固型晶片接合薄膜的附切割薄片的晶片接合薄膜及半導體裝置的製造方法。
第四課題係為了使晶片接合薄膜成為高導熱性,例如需要大量填充調配高導熱性的導熱性粒子。然而,使用相對於晶片接合薄膜的厚度為粒徑較小的導熱性粒子時,由於導熱性粒子與樹脂的相互作用,晶片接合薄膜的黏度變高,因而產生流動性降低、晶片接合薄膜無法充分地追隨印刷電路板等基板的凹凸的問題。而且,在晶片接合薄膜無法追隨基板的凹凸的情况下,晶片接合薄膜與基板之間會產生空隙。
另一方面,使用相對於晶片接合薄膜的厚度為粒徑較大的導熱性粒子時,晶片接合薄膜的表面的凹凸變大,在貼合於印刷電路板等基板時,晶片接合薄膜與基板之間會產生空隙。晶片接合薄膜與基板之間有空隙時,存在如下
問題:除了如前述產生散熱性降低的問題之外,還可能產生可靠性降低、在回焊步驟中發生與被黏物的剝離等的問題。
第四本發明係有鑒於前述問題點而完成的,其目的在於提供導熱性高且貼合於被黏物時,能夠抑制與被黏物之間產生空隙的熱固型晶片接合薄膜、使用了該熱固型晶片接合薄膜的附切割薄片的晶片接合薄膜及使用了該附切割薄片的晶片接合薄膜的半導體裝置的製造方法。
第五課題係為了使晶片接合薄膜成為高導熱性,例如需要大量填充調配高導熱性的導熱性粒子。然而,由於大量填充導熱性粒子,有時會在各種特性中產生缺點。即,半導體晶片大多貼合於印刷電路板等有某種程度表面凹凸大的物體來使用,在晶片接合薄膜中大量填充了導熱性粒子的狀態下,由於導熱性粒子與樹脂的相互作用,晶片接合薄膜的黏度變高,因而產生流動性降低、無法充分地追隨印刷電路板等基板的凹凸之類的問題。而且,在晶片接合薄膜無法追隨基板的凹凸的情况下,晶片接合薄膜與基板之間會產生空隙。晶片接合薄膜與基板之間有空隙時,存在如下問題:除了如前述產生散熱性降低的問題之外,還可能產生可靠性降低、在回焊步驟中發生與被黏物的剝離等的問題。
第五本發明係有鑒於前述問題點而完成的,其目的在於提供即使在晶片接合薄膜與被黏物之間產生空隙,也能夠降低由空隙造成的影響的半導體裝置的製造方法。
本案發明人等為了解决上述第一課題而對熱固型晶片接合薄膜進行了研究。其結果發現,藉由採藉由採用下述的構成構成,能夠提高導熱性、且在貼附於被黏物時,可充分地追隨被黏物的凹凸,因而完成了第一本發明。
即,第一本發明的熱固型晶片接合薄膜的特徵係熱固化後的導熱係數(thermal conductivity)為1W/m.K以上,其係相對於熱固型晶片接合薄膜整體含有75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,在130℃下,以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度為200Pa.s以下。
根據前述構成構成時,由於相對於熱固型晶片接合薄膜整體含有75重量%以上之導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用該熱固型晶片接合薄膜所製造的半導體裝置的散熱性優異。
另外,由於在130℃下,以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度、即130℃下的高速剪切時的熔融黏度為200Pa.s以下,因此,藉由將熱固型晶片接合薄膜貼附於被黏物時的壓力,熱固型晶片接合薄膜的黏度降低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的發生。
在前述構成中,前述導熱性粒子的平均粒徑較佳為
1μm以上且10μm以下。
藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上,能夠確保熱固型晶片接合薄膜對被黏物的潤濕性,使其發揮良好的黏接性。另外,藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為10μm以下,能夠使添加導熱性粒子所產生之導熱性提高的效果為更佳。另外,藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為10μm以下,能夠使薄熱固型晶片接合薄膜的厚度變薄,特別是能夠將半導體晶片高層疊化,並並且能夠防止因導熱性粒子從熱固型晶片接合薄膜上突出而產生晶片龜裂。
在前述構成中,含有熱塑性樹脂和熱固性樹脂,將前述熱固性樹脂的含有重量份作為A、將前述熱塑性樹脂的含有重量份作作為B時,A/B為5以上較佳。
含有熱塑性樹脂和熱固性樹脂,將前述熱固性樹脂的含有重量份作為A、將前熱塑性樹脂的含有重量份作為B時,若A/B為5以上,則容易降低在130℃下以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度。
在前述構成中,較佳為前述熱固性樹脂包含軟化點為100℃以下的熱固性樹脂。
前述熱固性樹脂若包含軟化點為100℃以下的熱固性樹脂時,容易使對熱固型晶片接合薄膜施加低速剪切應力(例如5秒-1的剪切速率)時在130℃下的熔融黏度、即不施加壓力的狀態的熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度降低。其結果,即使在施加高速剪切應力時黏度的降
低量少的情况下,也能夠充分地追隨被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。
在前述構成中,前述熱固性樹脂包含在室溫下呈液態的熱固性樹脂較佳。
前述熱固性樹脂包含在室溫下呈液態的熱固性樹脂時,能夠更充分地追隨被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。在室溫下呈液態係指以5秒-1的剪切速率測定的23℃下的黏度為1~50萬mPa.s者。
另外,第一本發明的半導體裝置的製造方法的特徵係包括如下步驟:準備前述所述的熱固型晶片接合薄膜的步驟;以及經由前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟。
依據前述構成時,由於前述熱固型晶片接合薄膜含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。
另外,由於在130℃下以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度、即130℃下的高速剪切時的熔融黏度為200Pa.s以下,因此,藉由將熱固型晶片接合薄膜貼附於被黏物時的壓力,熱固型晶片接合薄膜的黏度降低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。
另外,第一本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜為了解决前述課題,其特徵在於,在切割片上層疊有前述所述的熱固型晶片接合薄膜被層疊於在基材上層疊有黏合劑層的切割薄片。
另外,第一本發明的半導體裝置的製造方法的特徵係包括以下步驟:準備前述所述的附切割薄片的晶片接合薄膜的步驟;將前述附切割薄片的晶片接合薄膜的熱固型晶片接合薄膜與半導體晶圓的背面進行貼合的貼合步驟;將前述半導體晶圓與前述熱固型晶片接合薄膜一起進行切割,形成晶片狀的半導體晶片的切割步驟;將前述半導體晶片與前述熱固型晶片接合薄膜一起從前述附切割薄片的晶片接合薄膜拾取的拾取步驟;以及經由前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟。
根據前述構成,由於含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。
另外,由於前述熱固型晶片接合薄膜在130℃下高速剪切時的熔融黏度、即在130℃下以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度為200Pa.s以下,因此,藉由將熱固型晶片接合薄膜貼附於被黏物時的壓力,熱固型晶片接合薄膜的
黏度降低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。
另外,本案發明人等為了解决上述第二課題而對熱固型晶片接合薄膜進行了研究。其結果發現,藉由採藉由採用下述的構成,能夠提高導熱性、且降低黏度,因而完成了第二本發明。
即,第二本發明的熱固型晶片接合薄膜的特徵係熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,130℃下的熔融黏度在10Pa.s~300Pa.s的範圍內。
根據前述構成時,由於在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。另外,130℃下的熔融黏度在10Pa.s~300Pa.s的範圍內,維持薄膜的形狀且黏度較低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。
在前述構成中,較佳為含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上之導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子。
含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子時,使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性更優異。
在前述構成中,較佳為前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上且10μm以下。
藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上,能
夠確保熱固型晶片接合薄膜對被黏物的潤濕性,使其發揮良好的黏接性,藉由為10μm以下,能夠使添加導熱性粒子所產生之導熱性提高的效果更加良好。
另外,第二本發明的半導體裝置的製造方法的特徵係包括如下步驟:準備前述所述的熱固型晶片接合薄膜的步驟;以及經由前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟。
根據前述構成,由於前述熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此,使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。另外,由於前述熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度為10Pa.s~300Pa.s的範圍內,因此維持薄膜的形狀且黏度較低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等基板的凹凸、能夠抑制空隙的產生。
另外,第二本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜為了解决前述的課題,其特徵係在切割薄片上層疊有前述所述的熱固型晶片接合薄膜,所述切割薄片在基材上層疊有黏合劑層。
另外,第二本發明的半導體裝置的製造方法的特徵係包括如下步驟:準備前述所述的附切割薄片的晶片接合薄膜的步驟;將前述附切割薄片的晶片接合薄膜的熱固型晶片接合薄膜與半導體晶圓的背面進行貼合的貼合步驟;
將前述半導體晶圓與前述熱固型晶片接合薄膜一起進行切割,形成晶片狀的半導體晶片的切割步驟;將前述半導體晶片與前述熱固型晶片接合薄膜一起從前述附切割薄片的晶片接合薄膜拾取的拾取步驟;以及經由前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟。
根據前述構成,由於前述熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。另外,由於前述熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度為10Pa.s~300Pa.s的範圍內,因此維持薄膜的形狀且黏度較低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等基板的凹凸、能夠抑制空隙的產生。
另外,本案發明人等為了解决上述第三課題,針對熱固型晶片接合薄膜進行了研究。其結果發現,藉由採用下述的構成,導熱性高、且能夠良好地追隨被黏物的凹凸,從而完成了第三本發明。
第三本發明係有關一種熱固型晶片接合薄膜:其包含導熱性粒子,上述導熱性粒子的平均粒徑為3μm~7μm,比表面積為1m2/g~3m2/g,上述導熱性粒子的含量相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上。
第三本發明中,將導熱性粒子的平均粒徑設定為較大、將比表面積設定為較小。由此,能夠提高一般的晶片接合溫度(120℃~130℃)等下的流動性。其結果,能夠得
到良好的凹凸追隨性。另外,藉由以較高的程度填充導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,能夠得到高導熱性。
上述導熱性粒子的導熱係數較佳為12W/m.K以上。由此,能夠得到高導熱性。
上述熱固型晶片接合薄膜的熱阻較佳為30×10-6m2.K/W以下。
上述導熱性粒子較佳為選自由氫氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氮化鋁粒子、氮化矽粒子、碳化矽粒子、氧化鎂粒子以及氮化硼粒子所成群選出之至少1種。此等容易取得導熱性高、真球度較高的粒子。
第三本發明還係有關一種半導體裝置的製造方法,其包括以下步驟:準備上述熱固型晶片接合薄膜的步驟;以及經由上述熱固型晶片接合薄膜,將半導體晶片晶片接合到被黏物上的步驟。
第三本發明還係有關一種附切割薄片的晶片接合薄膜,其在切割片上層疊有上述熱固型晶片接合薄膜,所述切割片在基材上層疊有黏合劑層。
第三本發明係有關一種半導體裝置的製造方法,其包括如下步驟:準備上述附切割薄片的晶片接合薄膜的步驟;將上述附切割薄片的晶片接合薄膜的上述熱固型晶片接合薄膜與半導體晶圓的背面進行貼合的步驟;將上述半導體晶圓與上述熱固型晶片接合薄膜一起進行切割,形成晶片狀的半導體晶片的步驟;將上述半導體晶片與上述熱
固型晶片接合薄膜一起從上述附切割薄片的晶片接合薄膜拾取的步驟;以及經由上述熱固型晶片接合薄膜,將上述半導體晶片晶片接合到被黏物上的步驟。
另外,本案發明人等為了解决上述第四課題,對熱固型晶片接合薄膜進行了研究。其結果發現,藉由採用下述的構成,能夠提高導熱性且能夠抑制貼合於被黏物時與被黏物之間產生空隙,從而完成了第四本發明。
即,第四本發明的熱固型晶片接合薄膜的特徵在於,其含有導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜的熱阻為30×10-6m2.K/W以下,將熱固型晶片接合薄膜的厚度作為C、將前述導熱性粒子的平均粒徑作為D時,C/D為4~30的範圍內。
根據前述構成,由於含有導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,因此導熱性優異。另外,由於熱阻為30×10-6m2.K/W以下,因此,能夠將半導體晶片所釋出的熱有效地散熱到被黏物側。
另外,將前述熱固型晶片接合薄膜的厚度作為C、將前述導熱性粒子的平均粒徑作為D時,C/D為4以上,導熱性粒子的平均粒徑相對於熱固型晶片接合薄膜的厚度,小於一定程度。因此,能夠抑制固化型晶片接合薄膜的表面產生大的凹凸。
另外,前述C/D為30以下,導熱性粒子的平均粒徑相對於熱固型晶片接合薄膜的厚度,具有某種程度的大
小。因此,黏度的上升受到抑制,能夠抑制貼合於被黏物時與被黏物之間產生空隙。
在前述構成中,較佳為前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上且10μm以下。
藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上,能夠確保熱固型晶片接合薄膜對被黏物的潤濕性,使其發揮良好的黏接性,藉由設定為10μm以下,能夠使添加導熱性粒子而帶來的導熱性提高的效果更加良好。
在前述構成中,較佳為熱固型晶片接合薄膜的厚度為60μm以下。
熱固型晶片接合薄膜的厚度為60μm以下時,能夠將來自半導體晶片的熱有效地釋放至外部。因此,能夠提高使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性。
在前述構成中,較佳為前述導熱性粒子的含量相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上。
前述導熱性粒子的含量相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上時,使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性更優異。
另外,第四本發明的半導體裝置的製造方法的特徵在於,其包括如下步驟:準備前述所述的熱固型晶片接合薄膜的步驟;以及夾著前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟。
根據前述構成,由於前述熱固型晶片接合薄膜含有導
熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,因此導熱性優異。因此,使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。另外,由於前述熱固型晶片接合薄膜的熱阻為30×10-6m2.K/W以下,因此能夠將來自半導體晶片的熱有效地散熱到被黏物側。
另外,將前述熱固型晶片接合薄膜的厚度作為C、將前述導熱性粒子的平均粒徑作為D時,C/D為4以上,導熱性粒子的平均粒徑相對於熱固型晶片接合薄膜的厚度,小於一定程度。因此,能夠抑制固化型晶片接合薄膜的表面產生大的凹凸。
另外,前述C/D為30以下,導熱性粒子的平均粒徑相對於熱固型晶片接合薄膜的厚度,具有某種程度的大小。因此,黏度的上升受到抑制,能夠抑制貼合於被黏物時與被黏物之間產生空隙。
另外,第四本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜為了解决前述的課題,其特徵在於,在切割片上層疊有前述所述的熱固型晶片接合薄膜,所述切割片在基材上層疊有黏合劑層。
另外,第四本發明的半導體裝置的製造方法的特徵在於,其包括如下步驟:準備前述所述的附切割薄片的晶片接合薄膜的步驟;將前述附切割薄片的晶片接合薄膜的熱固型晶片接合薄膜與半導體晶圓的背面進行貼合的貼合步驟;將前述半導體晶圓與前述熱固型晶片接合薄膜一起進
行切割,形成晶片狀的半導體晶片的切割步驟;將前述半導體晶片與前述熱固型晶片接合薄膜一起從前述附切割薄片的晶片接合薄膜拾取(Pick up)的拾取步驟;以及夾著前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟。
根據前述構成,由於前述熱固型晶片接合薄膜含有導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,因此導熱性優異。因此,使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。另外,由於前述熱固型晶片接合薄膜的熱阻為30×10-6m2.K/W以下,因此,能夠將來自半導體晶片的熱有效地散熱到被黏物側。
另外,將前述熱固型晶片接合薄膜的厚度作為C、將前述導熱性粒子的平均粒徑作為D時,C/D為4以上,導熱性粒子的平均粒徑相對於熱固型晶片接合薄膜的厚度,小於一定程度。因此,能夠抑制固化型晶片接合薄膜的表面產生大的凹凸。
另外,前述C/D為30以下,導熱性粒子的平均粒徑相對於熱固型晶片接合薄膜的厚度,具有某種程度的大小。因此,黏度的上升受到抑制,能夠抑制貼合於被黏物時與被黏物之間產生空隙。
另外,本申請發明人等為了解决上述第五課題,對半導體裝置的製造方法進行了研究。其結果發現,藉由採用下述的構成,即使在晶片接合薄膜與基板之間產生了空
隙,也能夠降低由空隙導致的影響,從而完成了第五本發明。
即,第五本發明的半導體裝置的製造方法的特徵在於,其包括如下步驟:準備熱固型晶片接合薄膜的步驟,前述熱固型晶片接合薄膜含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上;經由前述熱固型晶片接合薄膜,將半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟;以及在壓力為1~20kg/cm2的條件下,將前述熱固型晶片接合薄膜在加熱溫度80~200℃、加熱時間0.1~24小時的範圍內進行加熱,由此使其熱固化的熱固化步驟。
根據前述構成,由於熱固型晶片接合薄膜含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此具有高導熱性。
另外,使前述熱固型晶片接合薄膜熱固化的熱固化步驟在壓力為1~20kg/cm2的條件下(加壓條件下)進行。因此,假如在晶片接合步驟中,即使在晶片接合薄膜與被黏物之間產生了空隙,不會膨脹、分散於樹脂中並在外觀上消失。其結果,能夠降低由空隙導致的影響。
在前述構成中,較佳為前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上且10μm以下。
藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上,能夠確保熱固型晶片接合薄膜對被黏物的潤濕性,使其發揮良好的黏接性,藉由為10μm以下,能夠使添加導熱性粒子而帶來的導熱性提高的效果更加良好。
另外,第五本發明的半導體裝置的製造方法的特徵在於,其包括如下步驟:準備在切割片上層疊有熱固型晶片接合薄膜的附切割薄片的晶片接合薄膜的步驟,所述熱固型晶片接合薄膜含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上;將前述附切割薄片的晶片接合薄膜的熱固型晶片接合薄膜與半導體晶圓的背面進行貼合的貼合步驟;將前述半導體晶圓與前述熱固型晶片接合薄膜一起進行切割,形成晶片狀的半導體晶片的切割步驟;將前述半導體晶片與前述熱固型晶片接合薄膜一起從前述附切割薄片的晶片接合薄膜上拾取的拾取步驟;經由前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟;以及在壓力為1~20kg/cm2的條件下,將前述熱固型晶片接合薄膜在加熱溫度80~200℃、加熱時間0.1~24小時的範圍內進行加熱,由此使其熱固化的熱固化步驟。
根據前述構成時,由於熱固型晶片接合薄膜含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數
為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此具有高導熱性。
另外,使前述熱固型晶片接合薄膜熱固化的熱固化步驟在壓力為1~20kg/cm2的條件下(加壓條件下)進行。因此,假如在晶片接合步驟中,即使在晶片接合薄膜與被黏物之間產生了空隙,也不會膨脹、而分散在樹脂中並在外觀上消失。其結果,能夠降低由空隙導致的影響。
另外,由於在切割片上預先層疊有熱固型晶片接合薄膜,因此能夠省略在切割片上貼附熱固型晶片接合薄膜的步驟。
在前述構成中,較佳為前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上且10μm以下。
藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上,能夠確保熱固型晶片接合薄膜對被黏物的潤濕性,使其發揮良好的黏接性,藉由為10μm以下,能夠使添加導熱性粒子而帶來的導熱性提高的效果更加良好。
1‧‧‧基材
2‧‧‧黏合劑層
2a‧‧‧對應3a之部分
2b‧‧‧2a之其它部分
3、3’‧‧‧晶片接合薄膜(熱固型晶片接合薄膜)
3a‧‧‧工件貼附部分
3b‧‧‧3a之以外部分
4‧‧‧半導體晶圓
5‧‧‧半導體晶片
6‧‧‧被黏物
7‧‧‧接合引線
8‧‧‧封裝樹脂
10、12‧‧‧附切割薄片的晶片接合薄膜
11‧‧‧切割片
圖1為表示第一本發明的一個實施方式的附切割薄片的晶片接合薄膜的剖面示意圖。
圖2為表示第一本發明的其它實施方式的附切割薄片的晶片接合薄膜的剖面示意圖。
圖3為用於說明本實施方式的半導體裝置的一個製造
方法的剖面示意圖。
以下對第一本發明的一個實施方式的熱固型晶片接合薄膜(以下也稱為「晶片接合薄膜」)以及附切割薄片的晶片接合薄膜進行說明。本實施方式的晶片接合薄膜可列舉出:在以下說明的附切割薄片的晶片接合薄膜中未貼合切割薄片的狀態的晶片接合薄膜。因此,以下對附切割薄片的晶片接合薄膜進行說明,關於晶片接合薄膜則在其中進行說明。圖1為表示第一本發明的一個實施方式的附切割薄片的晶片接合薄膜的剖面示意圖。圖2為表示第一本發明的其它實施方式的其它附切割薄片的晶片接合薄膜的剖面示意圖。
如圖1所示,附切割薄片的晶片接合薄膜10具有在切割薄片11上層疊有熱固型晶片接合薄膜3的構成。切割薄片11係在基材1上層疊黏合劑層2而構成的,晶片接合薄膜3設置在該黏合劑層2上。另外,第一本發明可為如圖2所示的附切割薄片的晶片接合薄膜12,僅在工件貼附部分形成有晶片接合薄膜3’的構成。
前述基材1具有紫外線透射性,且成為附切割薄片的晶片接合薄膜10、12的强度基體。例如可列舉出低密度聚乙烯、直鏈狀聚乙烯、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-醋酸乙烯酯共聚物、離子聚合物樹脂、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、聚胺基甲酸酯、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、醯胺(aramid)(紙)、玻璃、玻璃布、氟樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素系樹脂、矽氧樹脂、金屬(箔)、紙等。
另外,作為基材1的材料,可列舉出前述樹脂的交聯體等聚合物。前述塑料薄膜可以無拉伸來使用,也可以根據需要使用實施了單軸或雙軸的拉伸處理的塑料薄膜。若利用藉由拉伸處理等而賦予了熱收縮性的樹脂薄片時,藉由在切割後使該基材1熱收縮而降低黏合劑層2與晶片接合薄膜3、3’的黏接面積,可使半導體晶片的回收變得容易。
為了提高與相鄰的層的密合性、保持性等,基材1的表面可以實施慣用的表面處理,例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、離子化放射線處理等化學處理或物理處理;利用底塗劑(例如後述的黏合物質)的塗布處理。前述基材1可以適當選擇使用同種或不同種的基材,可以根據需要使用摻合有數種而得到的基材。
對基材1的厚度沒有特別限定,可以適當决定,通常為5~200μm左右。
作為用於形成黏合劑層2的黏合劑,沒有特別限定,例如可以使用丙烯酸類黏合劑、橡膠類黏合劑等通常的壓敏性黏合劑。作為前述壓敏性黏合劑,從半導體晶圓、玻璃等怕污染的電子零件利用超純水、醇等有機溶劑的清潔清洗性等的觀點,較佳為以丙烯酸系聚合物為基礎聚合物的丙烯酸類黏合劑。
前述丙烯酸類聚合物,例如可列舉出:將(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、十一烷基酯、十二烷基酯、十三烷基酯、十四烷基酯、十六烷基酯、十八烷基酯、二十烷基酯等烷基的碳數1~30、尤其是碳數4~18的直鏈狀或支鏈狀的烷基酯等)以及(甲基)丙烯酸環烷基酯(例如環戊酯、環己酯等)中的1種或兩種以上作為單體成分使用的丙烯酸系聚合物等。(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯,與第一本發明的(甲基)全部為相同的意義。
出於內聚力、耐熱性等改性的目的,前述丙烯酸系聚合物可以根據需要包含對應於能夠與前述(甲基)丙烯酸烷基酯或環烷基酯共聚的其它單體成分的單元。這樣的單體成分,例如可列舉出丙烯酸、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、巴豆酸等含羧基的單體;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-羥基甲基環己基)甲酯等含羥基的單體;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基的單體;2-羥基乙基丙烯醯磷酸酯等含磷酸基的單體;丙烯醯胺、丙烯腈等。這些能夠共聚的單體成分可以使用1種或兩種以上。這些能夠共聚的單體的用量較佳為全部單體成分的40重量%以下。
進而,前述丙烯酸類聚合物為了進行交聯,也可以根據需要包含多官能性單體等作為共聚用單體成分。這樣的多官能性單體,例如可列舉出己二醇二(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、胺胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。這些多官能性單體也可以使用1種或兩種以上。從黏合特性等的觀點,多官能性單體的用量較佳為全部單體成分的30重量%以下。
前述丙烯酸系聚合物可以藉由使單一單體或兩種以上的單體混合物聚合而得到。聚合也可以溶液聚合、乳液聚合、塊狀聚合、懸浮聚合等任意方式來進行。從防止對清
潔的被黏物的污染等的觀點,較佳為低分子量物質的含量少。從此觀點,丙烯酸系聚合物的數均分子量較佳為10萬以上、更佳為20萬~300萬左右、特佳為30萬~100萬左右。
另外,在前述黏合劑中,為了提高作為基礎聚合物的丙烯酸類聚合物等的數均分子量,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,可列舉出:添加聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交聯劑等所謂的交聯劑並使其反應的方法。使用外部交聯劑時,其用量根據因與應交聯的基礎聚合物的平衡、進而根據作為黏合劑的使用用途來適當决定。通常較佳為相對於前述基體聚合物100重量份,調配5重量份左右以下、更佳為0.1~5重量份。進而,在黏合劑中,根據需要,除了前述成分之外,也可以使用以往公知的各種賦黏劑、抗老化劑等添加劑。
黏合劑層2可以利用放射線固化型黏合劑來形成。放射線固化型黏合劑可以藉由照射紫外線等放射線而使交聯度增加、使其黏合力容易地降低,藉由僅對圖2所示的黏合劑層2的與工件貼附部分相對應的部分2a照射放射線,能夠設置與其它部分2b的黏合力之差。
另外,藉由配合圖2所示的晶片接合薄膜3’來使放射線固化型的黏合劑層2進行固化,能夠容易形成黏合力顯著降低的前述部分2a。由於晶片接合薄膜3’貼附在經固化並且黏合力降低的前述部分2a處,因此黏合劑層2的
前述部分2a與晶片接合薄膜3’的界面具備在拾取時會容易地剝離的性質。另一方面,未照射放射線的部分具有充分的黏合力,形成前述部分2b。對黏合劑層照射放射線可以在切割之後且拾取之前進行。
如前所述,在圖1所示的附切割薄片的晶片接合薄膜10的黏合劑層2中,藉由未固化的放射線固化型黏合劑形成的前述部分2b與晶片接合薄膜3黏合,可以確保切割時的保持力。如此,放射線固化型黏合劑能夠黏接/剝離的平衡良好地支撑用於將晶片狀工件(半導體晶片等)固定在基板等被黏物上的晶片接合薄膜3。在圖2所示的附切割薄片的晶片接合薄膜11的黏合劑層2中,前述部分2b可以固定晶圓環。
放射線固化型黏合劑只要具有碳-碳雙鍵等放射線固化性的官能基且顯示黏合性者,即可無特別限制地使用。放射線固化型黏合劑,例如可例示出在前述丙烯酸類黏合劑、橡膠類黏合劑等通常的壓敏性黏合劑中調配放射線固化性的單體成分、低聚物成分而成的添加型放射線固化型黏合劑。
調配的放射線固化性的單體成分,例如可列舉出胺基甲酸酯低聚物、胺基甲酸酯(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,
放射線固化性的低聚物成分可列舉出胺基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各種低聚物,其分子量在100~30000左右的範圍內者較適當。放射線固化性的單體成分、低聚物成分的調配量可以根據前述黏合劑層的種類來適當决定能夠降低黏合劑層的黏合力的量。通常,相對於構成黏合劑的丙烯酸類聚合物等基礎聚合物100重量份,例如為5~500重量份、較佳為40~150重量份左右。
另外,放射線固化型黏合劑,除了前述說明的添加型放射線固化型黏合劑之外,還可列舉出使用了在聚合物側鏈或主鏈中或者在主鏈末端具有碳-碳雙鍵的聚合物作為基礎聚合物的內在型放射線固化型黏合劑。內在型放射線固化型黏合劑不需要含有或不大量含有低分子成分的低聚物成分等,因此,低聚物成分等不會經時地在黏合劑層中移動,能夠形成層結構穩定的黏合劑層,故較佳。
前述具有碳-碳雙鍵的基礎聚合物可以沒有特別限制地使用具有碳-碳雙鍵且具有黏合性的聚合物。這樣的基礎聚合物,較佳為以丙烯酸系聚合物作為基本骨架者。丙烯酸系聚合物的基本骨架,可列舉出前述例示出的丙烯酸系聚合物。
對向前述丙烯酸系聚合物中導入碳-碳雙鍵的方法沒有特別限定,可以採用各種方法,但是從分子設計的方面來看,將碳-碳雙鍵導入聚合物側鏈較容易。例如可列舉出如下方法:預先使丙烯酸系聚合物與具有官能基的單體
進行共聚,然後使具有能夠與該官能基反應的官能基和碳-碳雙鍵的化合物在維持碳-碳雙鍵的放射線固化性的狀態下進行縮聚或加成反應的方法。
這些官能基的組合的例子,可列舉出羧酸基與環氧基、羧酸基與氮丙啶基、羥基與異氰酸酯基等。這些官能基的組合之中,從追踪反應的容易程度,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基的組合生成具有前述碳-碳雙鍵的丙烯酸系聚合物的組合時,則官能基可以在丙烯酸系聚合物與前述化合物中的任一側,但在前述的較佳組合中,丙烯酸系聚合物具有羥基且前述化合物為具有異氰酸酯基的情况較佳。此時,具有碳-碳雙鍵的異氰酸酯化合物,例如可列舉出甲基丙烯醯基異氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯、間異丙烯基-α,α-二甲基苄基異氰酸酯等。另外,丙烯酸系聚合物,可以使用將前述例示的含羥基的單體、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系化合物等共聚而成的聚合物。
前述內在型放射線固化型黏合劑可以單獨使用前述具有碳-碳雙鍵的基礎聚合物(尤其是丙烯酸系聚合物),但是也可以在不會使特性惡化的程度下調配前述放射線固化性的單體成分、低聚物成分。放射線固化性的低聚物成分等通常相對於基礎聚合物100重量份為30重量份的範圍內,較佳為0~10重量份的範圍內。
前述放射線固化型黏合劑藉由紫外線等進行固化時含
有光聚合引發劑。光聚合引發劑例如可列舉出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、2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮等α-酮醇系化合物;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-嗎啉代丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物;苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、茴香偶姻甲基醚等苯偶姻醚系化合物;苄基二甲基縮酮等縮酮系化合物;2-萘磺醯氯等芳香族磺醯氯系化合物;1-苯酮-1,1-丙二醇-2-(O-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物;二苯甲酮、苯甲醯基苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物;噻噸酮、2-氯代噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯代噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等噻噸酮系化合物;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合劑的丙烯酸系聚合物等基礎聚合物100重量份,例如為0.05~20重量份左右。
另外,放射線固化型黏合劑,例如可列舉出日本特開昭60-196956號公報所揭示之含有具有2個以上不飽和鍵的加成聚合性化合物、具有環氧基的烷氧基矽烷等光聚合性化合物與羰基化合物、有機硫化合物、過氧化物、胺、鎓鹽系化合物等光聚合引發劑的橡膠系黏合劑、丙烯酸系黏合劑等。
前述放射線固化型的黏合劑層2中,根據需要,也可
以含有利用放射線照射而著色的化合物。藉由在黏合劑層2中包含利用放射線照射而著色的化合物,能夠僅將經放射線照射的部分著色。即,能夠將圖1所示的與工件貼附部分3a相對應的部分2a著色。因此,能夠藉由目視直接判斷是否對黏合劑層2照射了放射線,容易識別工件貼附部分3a,容易貼合工件。另外,利用光感測器等檢測半導體晶片時,其檢測精度高,在半導體晶片的拾取時不會產生誤操作。
利用放射線照射而著色的化合物是在照射放射線前呈無色或淺色,但是藉由放射線照射而變成有色的化合物。該化合物的較佳具體例,可列舉出隱色染料。隱色染料較佳使用慣用的三苯基甲烷系、熒烷(Fluoran)系、吩噻嗪系、金胺系、螺吡喃系。具體而言,可列舉出3-[N-(對甲苯基胺基)]-7-苯胺基熒烷、3-[N-(對甲苯基)-N-甲基胺基]-7-苯胺基熒烷、3-[N-(對甲苯基)-N-乙基胺基]-7-苯胺基熒烷、3-二乙基胺基-6-甲基-7-苯胺基熒烷、結晶紫內酯、4,4’,4”-三(二甲基胺基)三苯基甲醇、4,4’,4”-三(二甲基胺基)三苯基甲烷等。
與這些隱色染料共同較佳使用的顯色劑,可列舉出以往以來使用的酚醛樹脂的初期聚合物、芳香族羧酸衍生物、活性白土等電子受體,此外,在使色調變化的情况下,也可組合使用各種公知的顯色劑。
這樣的利用放射線照射而著色的化合物可一旦溶解於有機溶劑等後包含在放射線固化型黏合劑中,或者也可以
製成微粉末狀而包含在該黏合劑中。此化合物的使用比率在黏合劑層2中為10重量%以下、較佳為0.01~10重量%、又更佳為0.5~5重量%。該化合物的比率超過10重量%時,對黏合劑層2照射的放射線被此化合物過度吸收,因此黏合劑層2的前述部分2a的固化變得不充分,有時黏合力不會充分地降低。另一方面,為了使其充分地著色,較佳為使該化合物的比率為0.01重量%以上。
利用放射線固化型黏合劑形成黏合劑層2時,可以按照使黏合劑層2中的前述部分2a的黏合力<其它部分2b的黏合力的方式對黏合劑層2的一部分照射放射線。
在前述黏合劑層2形成前述部分2a的方法,可列舉出:在支撑基材1上形成放射線固化型的黏合劑層2後,對前述部分2a局部照射放射線使其固化的方法。局部的放射線照射可經由形成有與工件貼附部分3a以外之部分3b等相對應的圖案的光掩模來進行。另外,可列舉出點狀(spot)照射紫外線使其固化的方法等。放射線固化型的黏合劑層2的形成可以藉由將設置在隔離膜上的黏合劑層2轉印到支撑基材1上來進行。局部的放射線固化也可以對設置在隔離膜上的放射線固化型的黏合劑層2進行。
另外,利用放射線固化型黏合劑形成黏合劑層2時,使用對支撑基材1之至少單面之與工件貼附部分3a相對應之部分以外的部分的全部或一部分進行了遮光的支撑基材1,在此形成放射線固化型的黏合劑層2後照射放射線,使與工件貼附部分3a相對應的部分固化,從而能夠
形成黏合力降低的前述部分2a。遮光材料可以藉由在支撑薄膜上將能夠成為光掩模的材料進行印刷、蒸鍍等來製作。根據該製造方法,能夠高效地製造第一本發明之附切割薄片的晶片接合薄膜10。
照射放射線時,在發生因氧氣引起的固化阻礙的情况下,理想的是用某種方法從放射線固化型的黏合劑層2的表面隔絕氧氣(空氣)。例如可列舉出:將前述黏合劑層2的表面用隔離膜覆蓋的方法、在氮氣氣氛中進行紫外線等放射線的照射的方法等。
黏合劑層2的厚度沒有特別限定,從防止晶片切斷面的缺損、黏接層的固定保持的兼顧性等的觀點,較佳為1~50μm左右。較佳為2~30μm、又更佳為5~25μm。
晶片接合薄膜3、3’在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,較佳為1.2W/m.K以上,更佳為1.5W/m.K以上。由於熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用晶片接合薄膜3、3’製造的半導體裝置的散熱性優異。晶片接合薄膜3、3’在熱固化後的導熱係數越高越較佳,例如為20W/m.K以下。
第一本發明中,「熱固化後的導熱係數」係指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。另外,「熱固化後的晶片接合薄膜」係指將從熱固化前的狀態(製成晶片接合薄膜後的狀態)到熱固化完全結束為止所產生的反應熱量作為100%時,從「熱固化後的晶片接合薄膜」的狀態起到熱固化完全結束為止所產生的反
應熱量為5%以下的薄膜。上述反應熱量使用藉由差示掃描量熱測定(DSC)而得到的值。
另外,晶片接合薄膜3、3’在130℃下以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度為200Pa.s以下、較佳為在1~200Pa.s的範圍內、更佳為在20~185Pa.s的範圍內。由於在130℃下以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度、即130℃的高速剪切時的熔融黏度為200Pa.s以下,因此,藉由將晶片接合薄膜3、3’貼附於被黏物時的壓力,熱固型晶片接合薄膜的黏度降低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。
另外,晶片接合薄膜3、3’以剪切速率5秒-1測定的130℃下的熔融黏度為10Pa.s~300Pa.s的範圍內、較佳為20Pa.s~280Pa.s的範圍內、更佳為50Pa.s~250Pa.s的範圍內。由於以5秒-1的剪切速率測定的130℃下的熔融黏度在10Pa.s~300Pa.s的範圍內,因此維持薄膜的形狀且黏度較低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。
另外,晶片接合薄膜3、3’含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上、較佳含有80重量%以上、更佳含有85重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子。另外,前述導熱性粒子的含量越多越較佳,但從製膜性的觀點,例如為93重量%以下。由於含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,因此使用該熱固型晶片
接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性更優異。導熱性粒子的導熱係數可以由利用X射線結構分析而得到的導熱性粒子的晶體結構來推測。
前述導熱性粒子較佳為選自由氧化鋁粒子(導熱係數:36W/m.K)、氧化鋅粒子(導熱係數:54W/m.K)、氮化鋁粒子(導熱係數:150W/m.K)、氮化矽粒子(導熱係數:27W/m.K)、碳化矽粒子(導熱係數:200W/m.K)、氧化鎂粒子(導熱係數:59W/m.K)、以及氮化硼粒子(導熱係數:60W/m.K)所成群中的至少1種粒子。尤其氧化鋁為高導熱係數,從分散性、獲取容易性的觀點較佳。另外,氮化硼由於具有更高的導熱係數,因此可適宜地使用。
導熱性粒子較佳利用矽烷偶聯劑進行了處理(前處理)。由此,導熱性粒子的分散性變得良好,能夠使導熱性粒子大量填充化。
矽烷偶聯劑較佳包含矽原子、水解性基團及有機官能基的矽烷偶聯劑。
水解性基團鍵結於矽原子。
水解性基團例如可列舉出甲氧基、乙氧基等。其中,從水解速度快、容易處理之類的理由,較佳為甲氧基。
從能夠與導熱性粒子進行交聯且矽烷偶聯劑彼此交聯、並且即使導熱性粒子表面的交聯點少也能夠用矽烷偶聯劑對導熱性粒子整體進行表面處理的觀點,矽烷偶聯劑中的水解性基團的數量較佳為2~3個、更佳為3個。
有機官能基鍵結於矽原子。
有機官能基例如可列舉出包含丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧基、苯基胺基等的有機官能基。其中,由於與環氧樹脂沒有反應性、進行了處理的導熱性粒子的保存穩定性良好,因此較佳丙烯醯基。
由於具有與環氧基的反應性高的官能基時,會與環氧樹脂發生反應,因此保存穩定性、流動性降低。從抑制流動性降低的觀點,有機官能基較佳為不含伯胺基、巰基或異氰酸酯基者。
矽烷偶聯劑中的有機官能基的數量較佳為1個。由於矽原子形成四個鍵,因此有機官能基多時,水解基團的數量會不足。
矽烷偶聯劑可以進一步包含與矽原子鍵結的烷基。藉由使矽烷偶聯劑包含烷基,可以使反應性比甲基丙烯醯基更低,能夠防止由急劇的反應導致的表面處理的偏差。烷基可列舉出甲基、二甲基等。其中,較佳為甲基。
矽烷偶聯劑,具體而言,可列舉出2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基
矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等。
利用矽烷偶聯劑來處理導熱性粒子的方法,沒有特別限定,可列舉出:在溶劑中將導熱性粒子與矽烷偶聯劑進行混合的濕法、在氣相中對導熱性粒子和矽烷偶聯劑進行處理的乾法等。
矽烷偶聯劑的處理量沒有特別限定,較佳為相對於導熱性粒子100重量份,處理0.05~5重量份的矽烷偶聯劑。
前述導熱性粒子的形狀,沒有特別限定,例如可使用片狀(flake)、針狀、絲狀、球狀、鱗片狀的粒子,從提高分散性、填充率的觀點,較佳為球狀。
前述導熱性粒子的平均粒徑較佳為1μm以上且10μm以下、較佳為1.5μm以上且8μm以下。藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上,能夠確保熱固型晶片接合薄膜對被黏物的潤濕性,使其發揮良好的黏接性。另外,藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為10μm以下,能夠使藉由添加導熱性粒子之導熱性提高的效果更加良好。另外,藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑在前述數值範圍內,能夠使熱固型晶片接合薄膜的厚度變薄,特別是能夠使半導體晶片高層疊化,並且能夠防止由於導熱性粒子從熱固型晶片接合薄膜突出而導致晶片龜裂的產生。導熱性粒子的平均粒徑是利用光度式的粒度分布計(HORIBA,LTD.製、裝置名;LA-910)求出的值。
另外,前述導熱性粒子可使用平均粒徑不同的兩種以
上導熱性粒子。藉由使用平均粒徑不同的兩種以上之導熱性粒子,能夠容易地提高填充率。
晶片接合薄膜3、3’的層疊結構沒有特別限定,例如可列舉出:僅由黏接劑層單層形成的結構、在芯材料的單面或兩面形成有黏接劑層的多層結構等。前述芯材料可列舉出薄膜(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)、以玻璃纖維、塑料制無紡纖維强化的樹脂基板、矽基板或玻璃基板等。
晶片接合薄膜3、3’較佳包含熱塑性樹脂、熱固性樹脂等樹脂成分。
前述熱固性樹脂可列舉出酚醛樹脂(phenolic resin)、胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽氧樹脂或熱固性聚醯亞胺樹脂等。這些樹脂可以單獨使用或併用兩種以上使用。特較佳為包含腐蝕半導體晶片的離子性雜質等較少的環氧樹脂。另外,環氧樹脂的固化劑較佳為酚醛樹脂。
前述環氧樹脂只要是作為晶片接合用途的黏接劑通常使用的樹脂就沒有特別限定,例如可以使用雙酚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、三羥基苯基甲烷型、四(苯基羥基)乙烷(Tetraphenylolethane)型等二官能環氧樹脂、多官能環氧樹脂;或乙內醯脲型、三縮水甘油基異氰脲酸酯型或縮水
甘油基胺型等環氧樹脂。此等可以單獨使用或並用兩種以上使用。在這些環氧樹脂之中,特佳為酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、三羥基苯基甲烷型樹脂或四苯基乙烷型環氧樹脂。這是因為這些環氧樹脂富有與作為固化劑的酚樹脂的反應性,耐熱性等優異。
另外,前述環氧樹脂可以將在室溫(23℃)下呈固態的樹脂與在室溫(23℃)下呈液態的樹脂這兩種組合使用。藉由對在室溫下呈固態的環氧樹脂,添加在室溫下呈液態的環氧樹脂,能夠改善形成薄膜時的脆弱性、能夠提高操作性。
此外,前述酚醛樹脂作為前述環氧樹脂的固化劑產生作用者,例如可列舉出苯酚酚醛清漆樹脂、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;甲階酚醛型酚醛樹脂、聚對氧苯乙烯等聚氧苯乙烯等。此等可以單獨使用,或併用兩種以上使用。在這些酚醛樹脂之中,特佳為苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂。這是因為能夠提高半導體裝置的連接可靠性。
在前述熱固性樹脂(例如環氧樹脂、酚醛樹脂)之中,從能夠降低在施加低速剪切應力(例如5秒-1的剪切速率)下的熱固型晶片接合薄膜在130℃下的熔融黏度的觀點,較佳為軟化點為100℃以下的樹脂。
另外,在前述熱固性樹脂(例如環氧樹脂、酚醛樹脂)之中,較佳為包含在室溫下呈液態的樹脂。含有複數種熱
固性樹脂時,至少一種熱固性樹脂在室溫下呈液態即可。前述熱固性樹脂包含室溫下呈液態的樹脂時,能夠更加充分地追隨被黏物的凹凸,能夠抑制空隙的發生。
環氧樹脂的軟化點可以藉由JIS K 7234-1986中規定的環球法來測定。另外,酚醛樹脂的軟化點可以藉由JIS K 6910-2007中規定的環球法來測定。
前述環氧樹脂與酚醛樹脂的調配比例,例如以酚醛樹脂中的羥基相對於前述環氧樹脂成分中的環氧基1當量成為0.5~2.0當量的方式進行調配。更佳為0.8~1.2當量。
即,這是因為兩者的調配比例偏離前述範圍時,不會進行充分的固化反應,環氧樹脂固化物的特性容易劣化。
前述熱塑性樹脂可列舉出天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、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、6-尼龍、6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸類樹脂、PET、PBT等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂或氟樹脂等。這些熱塑性樹脂可以單獨使用或併用兩種以上使用。在這些熱塑性樹脂之中,特佳為離子性雜質少、耐熱性高、能夠確保半導體晶片的可靠性的丙烯酸樹脂。
前述丙烯酸類樹脂沒有特別限定,可列舉出將具有碳數30以下、尤其是碳數4~18的直鏈或支鏈的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸酯中的1種或兩種以上作為成分的聚合物(丙烯酸共聚物)等。前述烷基例如可列舉出甲基、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、或十二烷基等。
另外,形成前述聚合物的其它單體,沒有特別限定,例如可列舉出丙烯酸、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、富馬酸或巴豆酸等之類的含羧基的單體;馬來酸酐或衣康酸酐等之類的酸酐單體;(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-羥基月桂酯或甲基丙烯酸(4-羥基甲基環己基)甲酯等之類的含羥基的單體;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、磺基丙基(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等之類的含磺酸基的單體;或2-羥基乙基丙烯醯磷酸酯等之類的含磷酸基的單體。
前述熱固性樹脂與前述熱塑性樹脂的調配比例,將前述熱固性樹脂的含有重量份作為A、將前述熱塑性樹脂的含有重量份作為B時,A/B較佳為5以上、更佳為7以上、又更佳為9以上。在本說明書中,熱固性樹脂的分子量未達5000,熱塑性樹脂的分子量為5000以上。
樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜3、3’整體,較佳為7重量%以上。樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜
3、3’整體,較佳為25重量%以下、更佳為20重量%以下、又更佳為15重量%以下。
樹脂成分(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量)中的熱固性樹脂的調配比率,只要是在規定條件下加熱時,晶片接合薄膜3、3’會發揮作為熱固型的功能的程度時,就沒有特別限定,為了降低在130℃下的低速剪切時(5秒-1的剪切速率)的熔融黏度,較佳為75~99重量%的範圍內、更佳為85~98重量%的範圍內。
另外,樹脂成分中的熱塑性樹脂的調配比率,為了降低在130℃下的低速剪切時(5秒-1的剪切速率)的熔融黏度,較佳為1~25重量%的範圍內、更佳為2~15重量%的範圍內。
晶片接合薄膜3、3’較佳為包含固化催化劑。由此,能夠促進環氧樹脂與酚醛樹脂等固化劑的熱固化。固化催化劑沒有特別限定,例如可列舉出四苯基硼四苯基鏻(商品名:TPP-K)、四(對甲苯基硼)四苯基鏻(商品名:TPP-MK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S)等磷-硼系固化催化劑(均為北興化學工業股份公司製)。其中,從潜伏性優異因而在室溫下的保存穩定性良好的觀點,較佳為四(對甲苯基硼)四苯基鏻。
固化催化劑的含量可以適當設定,相對於熱固性樹脂100重量份,較佳為0.1~3重量份、更佳為0.5~2重量份。
在預先使第一本發明的晶片接合薄膜3、3’進行某種
程度的交聯的情况下,在製作時,預先添加與聚合物的分子鏈末端的官能基等發生反應的多官能性化合物來作為交聯劑即可。由此,能夠提高在高溫下的黏接特性,實現耐熱性的改善。
前述交聯劑可以採用以往公知的交聯劑。尤其是更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物等聚異氰酸酯化合物。交聯劑的添加量,相對於前述聚合物100重量份,通常較佳為0.05~7重量份。交聯劑的量多於7重量份時,黏接力會降低,因而不佳。另一方面,少於0.05重量份時,內聚力不足,因而不佳。另外,也可以與這樣的聚異氰酸酯化合物一同,根據需要而一並含有環氧樹脂等其它多官能性化合物。
另外,在晶片接合薄膜3、3’中,根據其用途可以適當調配除了前述導熱性粒子以外的填料。前述填料的調配能夠調節彈性模量等。作為前述填料,可列舉出無機填料和有機填料。前述無機填料,沒有特別限定,例如可列舉出碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、硼酸鋁晶須、結晶二氧化矽、非晶二氧化矽等。此等可單獨使用或併用兩種以上使用。
在晶片接合薄膜3、3’中,除了前述填料以外,還可以根據需要適當地調配其它添加劑。其它添加劑,例如可列舉出阻燃劑、矽烷偶聯劑或離子捕獲劑等。前述阻燃劑,例如可列舉出三氧化銻、五氧化銻、溴化環氧樹脂
等。此等可單獨使用或併用兩種以上使用。前述矽烷偶聯劑,例如可列舉出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併用兩種以上使用。前述離子捕獲劑,例如可列舉出水滑石類、氫氧化鉍等。它們可以單獨使用或併用兩種以上使用。
對晶片接合薄膜3、3’的厚度(在層疊體的情况下為總厚度)沒有特別限定,從兼顧防止晶片切斷面的缺損、基於黏接層的保持固定的觀點,較佳為1~200μm、更佳為3~100μm、又更佳為5~80μm。
相對於基材1、黏合劑層、晶片接合薄膜,為了防止其黏接時和剝離時等產生靜電、由此使半導體晶圓等帶電而導致電路被破壞等目的,可以使前述附切割薄片的晶片接合薄膜10、12具備抗靜電功能。賦予抗靜電功能可以藉由如下的適當的方式來進行:向基材1、黏合劑層2、晶片接合薄膜3、3’中添加抗靜電劑、導電性物質的方法;向基材1附設由電荷轉移錯合物、金屬膜等製成的導電層等。這些方式中,較佳為不易產生有可能使半導體晶圓變質的雜質離子的方式。賦予導電性、提高導電性等目的而調配的導電性物質(導電填料),可列舉出:銀、鋁、金、銅、鎳、導電性合金等的球狀、針狀、片狀的金屬粉、無定形碳黑、石墨等。
前述附切割薄片的晶片接合薄膜10、12的晶片接合薄膜3、3’較佳為受到隔離膜的保護(未圖示)。隔離膜具
有提供實用作為保護晶片接合薄膜3、3’的保護材料的功能。另外,隔離膜進一步可作為向黏合劑層2轉印晶片接合薄膜3、3’時的支撑基材使用。隔離膜在向附切割薄片的晶片接合薄膜的晶片接合薄膜3、3’上貼合工件時被剝離。隔離膜也可使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、或利用氟系剝離劑、長鏈烷基丙烯酸酯系剝離劑等剝離劑進行表面塗布的塑料薄膜、紙等。
本實施形態的附切割薄片的晶片接合薄膜10、12例如可如下述來製作。
首先,基材1可以利用以往公知的制膜方法來製膜。該製膜方法,例如可例示出壓延製膜法、在有機溶劑中的流延法、在密閉體系中的吹脹擠出法、T模具擠出法、共擠出法、乾式層壓法等。
接著,在基材1上塗布黏合劑組合物溶液而形成塗布膜後,使該塗布膜在規定條件下乾燥(根據需要使其加熱交聯),形成黏合劑層2。塗布方法沒有特別限定,例如可列舉出輥塗覆、絲網印刷塗覆、凹版塗覆等。另外,乾燥條件例如在乾燥溫度80~150℃、乾燥時間0.5~5分鐘的範圍內進行。另外,也可以在隔離膜上塗布黏合劑組合物而形成塗布膜後,以前述乾燥條件使塗布膜乾燥,形成黏合劑層2。其後,將黏合劑層2與隔離膜一起貼合在基材1上。由此來製作切割薄片11。
晶片接合薄膜3、3’例如可如下述來製作。
首先,製作晶片接合薄膜3、3’的形成材料即黏接劑
組合物。在該黏接劑組合物中,如上所述,根據需要而調配有熱固性樹脂、熱塑性樹脂、導熱性粒子及其它各種添加劑等。通常,黏接劑組合物以溶解在溶劑中的溶液狀態或分散在溶劑中的分散液狀態來使用(以下,溶液狀態中也包括分散液狀態)。
接著,將黏接劑組合物溶液以成為規定厚度的方式塗布在基材隔離膜上,形成塗布膜後,使該塗布膜在規定條件下乾燥,形成黏接劑層。塗布方法沒有特別限定,例如可列舉出輥塗覆、絲網印刷塗覆、凹版塗覆等。另外,乾燥條件例如在乾燥溫度70~160℃、乾燥時間1~5分鐘的範圍內進行。另外,也可以在隔離膜上塗布黏接劑組合物溶液而形成塗布膜後,以前述乾燥條件使塗布膜乾燥,形成黏接劑層。其後,將黏接劑層與隔離膜一起貼合在基材隔離膜上。
接著,從切割薄片11和黏接劑層上分別剝離隔離膜,以黏接劑層和黏合劑層成為貼合面的方式將兩者進行貼合。貼合例如可以藉由壓接來進行。此時,對層壓溫度沒有特別限定,例如較佳為30~50℃、更佳為35~45℃。另外,對線壓沒有特別限定,例如較佳為0.1~20kgf/cm、更佳為1~10kgf/cm。接著,將黏接劑層上的基材隔離膜剝離,可得到本實施方式的附切割薄片的晶片接合薄膜10、12。
本實施形態的半導體裝置的製造方法包括如下步驟:準備前述熱固型晶片接合薄膜的步驟;以及經由前述熱固型晶片接合薄膜,將半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟(以下,也稱為第一實施方式)。
另外,本實施形態的半導體裝置的製造方法包括如下步驟:準備前述所述的附切割薄片的晶片接合薄膜的步驟;將前述附切割薄片的晶片接合薄膜的熱固型晶片接合薄膜與半導體晶圓的背面進行貼合的貼合步驟;將前述半導體晶圓與前述熱固型晶片接合薄膜一起進行切割,形成晶片狀的半導體晶片的切割步驟;將前述半導體晶片與前述熱固型晶片接合薄膜一起從前述附切割薄片的晶片接合薄膜拾取的拾取步驟;以及經由前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟(以下,也稱為第二實施方式)。
關於第一實施形態的半導體裝置的製造方法,除了第二實施形態的半導體裝置的製造方法使用了附切割薄片的晶片接合薄膜,而第一實施形態的半導體裝置的製造方法以單體使用了晶片接合薄膜這一點不同之外,其它方面是共通的。在第一實施形態的半導體裝置的製造方法中,如果準備晶片接合薄膜後進行將其與貼合的步驟,則其後可以與第二實施形態的半導體裝置的製造方法相同。因此,
以下對第二實施形態的半導體裝置的製造方法進行說明。
本實施形態的半導體裝置的製造方法中,首先,準備附切割薄片的晶片接合薄膜(準備步驟)。附切割薄片的晶片接合薄膜10、12可以適宜地剝離任意設置在晶片接合薄膜3、3’上的隔離膜,並如下地使用。以下,邊參照圖3邊以使用了附切割薄片的晶片接合薄膜10的情况為例進行說明。
首先,在附切割薄片的晶片接合薄膜10中的晶片接合薄膜3的半導體晶圓貼附部分3a上壓接半導體晶圓4,使其保持黏接並固定(貼合步驟)。本步驟邊利用壓接輥等按壓手段來按壓邊進行。對固定時的貼附溫度沒有特別限定,例如較佳為40~90℃的範圍內、更佳為40~80℃的範圍內。另外,對固定時的貼合壓力沒有特別限定,從利用壓力使晶片接合薄膜3、3’的黏度降低的觀點,較佳為0.01~1MPa的範圍內、更佳為0.1~0.5MPa的範圍內。
接著,進行半導體晶圓4的切割(切割步驟)。由此,將半導體晶圓4切斷成規定的尺寸而單片化,製造半導體晶片5。對切割的方法沒有特別限定,例如可以從半導體晶圓4的電路面側按照常規方法來進行。另外,在本步驟中,例如可以採用進行切入直到附切割薄片的晶片接合薄膜10為止被稱為全切(full cut)的切斷方式等。本步驟中使用的切割裝置,沒有特別限定,可以使用以往公知的裝置。另外,半導體晶圓被附切割薄片的晶片接合薄膜10所黏接固定,因此能夠抑制晶片缺損或晶片飛散,並且能
夠抑制半導體晶圓4的破損。
接著,為了將黏接固定於附切割薄片的晶片接合薄膜10的半導體晶片剝離,而進行半導體晶片5的拾取(拾取步驟)。拾取的方法沒有特別限定,可以採用以往公知的各種方法。例如可列舉出:從附切割薄片的晶片接合薄膜10側將各個半導體晶片5用針頂起,並用拾取裝置拾取被頂起的半導體晶片5的方法等。
拾取條件從防止破片的觀點,針的頂起速度較佳為5~100mm/秒、更佳為5~10mm/秒。
此處,在黏合劑層2為紫外線固化型的情况下,拾取係在對該黏合劑層2照射紫外線後進行。由此,黏合劑層2對晶片接合薄膜3的黏合力降低,半導體晶片5的剝離變得容易。其結果,能夠進行拾取而不會損傷半導體晶片5。對紫外線照射時的照射强度、照射時間等條件沒有特別限定,適當根據需要進行設定即可。另外,用於紫外線照射的光源,可以使用公知的光源。在預先對黏合劑層照射紫外線而使其固化、並將該固化的黏合劑層與晶片接合薄膜貼合的情况下,此處的紫外線照射是不需要的。
接著,將所拾取的半導體晶片5經由晶片接合薄膜3黏接固定於被黏物6(晶片接合步驟)。作為被黏物6,可列舉出導線架、TAB薄膜、基板或另行製作的半導體晶片等。被黏物6例如可以是容易變形的變形型被黏物,也可以是難以變形的非變形型被黏物(半導體晶圓等)。
前述基板可使用以往公知的基板。另外,前述導線架
可使用Cu導線架、42合金導線架等金屬導線架、玻璃環氧樹脂(glass-epoxy)、BT(雙馬來醯亞胺-三嗪)、聚醯亞胺等製成的有機基板。但是,第一本發明不限定於此,還包括能夠將半導體晶片固定並與半導體晶片進行電連接、可使用的電路基板。
接著,由於晶片接合薄膜3為熱固型,因此藉由加熱固化而將半導體晶片5黏接固定於被黏物6,使其耐熱强度提高(熱固化步驟)。可在加熱溫度為80~200℃、較佳為100~175℃、更佳為100~140℃下進行。另外,可以在加熱時間為0.1~24小時、較佳為0.1~3小時、更佳為0.2~1小時進行。另外,加熱固化可以在加壓條件下進行。加壓條件較佳為1~20kg/cm2的範圍內、更佳為3~15kg/cm2的範圍內。加壓下的加熱固化例如可以在填充有非活性氣體的腔室(chamber)內進行。經由晶片接合薄膜3,而半導體晶片5被黏接固定於基板等上,此可以供於回焊步驟。
熱固化後的晶片接合薄膜3的剪切黏接力相對於被黏物6,較佳為0.2MPa以上、更佳為0.2~10MPa。若晶片接合薄膜3的剪切黏接力至少為0.2MPa以上,則在引線接合步驟時,不會因該步驟中的超聲波振動、加熱而在晶片接合薄膜3與半導體晶片5或被黏物6的黏接面產生剪切變形。即,半導體晶片不會因引線接合時的超聲波振動而移動,由此防止引線接合的成功率降低。
接著,根據需要,如圖3所示,將被黏物6的端子部(內部引線)的前端與半導體晶片5上的電極極板(electrode
pad)(未圖示)用接合引線7進行電連接(引線接合步驟)。前述接合引線7例如可以使用金線、鋁線或銅線等。關於進行引線接合時的溫度,可以在為80~250℃、較佳為80~220℃的範圍內進行。另外,在其加熱時間為數秒~數分鐘下進行。線連接可以在加熱為前述溫度範圍內的狀態下藉由將基於超聲波的振動能量和基於施加加壓的壓接能量併用來進行。本步驟可以不進行晶片接合薄膜3的熱固化而實施。
接著,根據需要,如圖3所示,利用封裝樹脂8來封裝半導體晶片5(封裝步驟)。本步驟是為了保護搭載於被黏物6的半導體晶片5、接合引線7而進行的。本步驟可以藉由利用模具將封裝用樹脂成型來進行。封裝樹脂8,例如使用環氧系的樹脂。樹脂封裝時的加熱溫度通常在175℃下進行60~90秒鐘,但第一本發明不限定於此,例如可以在165~185℃下固化數分鐘。由此,使封裝樹脂固化並且經由晶片接合薄膜3使半導體晶片5與被黏物6固定。即,在第一本發明中,即使在不進行後述的後固化步驟的情况下,也能夠在本步驟中利用晶片接合薄膜3進行固定,能夠有助於减少製造步驟數量和縮短半導體裝置的製造周期。另外,在本封裝步驟中,也可以採用向片狀的封裝用片中包埋半導體晶片5的方法(例如,參照日本特開2013-7028號公報)。
接著,根據需要進行加熱,使前述封裝步驟中未充分固化的封裝樹脂8完全地固化(後固化步驟)。即使在封裝
步驟中晶片接合薄膜3未完全熱固化的情况下,在本步驟中晶片接合薄膜3也能夠與封裝樹脂8一同完全熱固化。本步驟中的加熱溫度因封裝樹脂的種類而異,例如為165~185℃的範圍內,加熱時間為0.5~8小時左右。
本實施形態的半導體裝置的製造方法也可以如下進行:在利用晶片接合步驟進行預固定後,進行引線接合而不經由基於晶片接合薄膜3的加熱處理的熱固化步驟,再將半導體晶片5用封裝樹脂進行封裝,並使該封裝樹脂固化(後固化)。此時,晶片接合薄膜3的預固定時的剪切黏接力,相對於被黏物6較佳為0.2MPa以上、更佳為0.2~10MPa。若晶片接合薄膜3在預固定時的剪切黏接力至少為0.2MPa以上,則即使不經由加熱步驟而進行引線接合步驟,也不會因該步驟中的超聲波振動、加熱而在晶片接合薄膜3與半導體晶片5或被黏物6的黏接面產生剪切變形。即,半導體晶片不會因引線接合時的超聲波振動而移動,由此來防止引線接合的成功率降低。預固定是指如下狀態:為了不對後續的步驟造成影響,使該晶片接合薄膜固化至未達到熱固型晶片接合薄膜的固化反應完全進行的狀態的程度(製成半固化狀態)而將半導體晶片5固定的狀態。在進行引線接合而不經由基於晶片接合薄膜的加熱處理的熱固化步驟的情况下,上述後固化的步驟相當於本說明書中的熱固化步驟。
第一本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜也可適宜地使用在將複數半導體晶片層疊而進行三維安裝的情况。此
時,可以在半導體晶片之間層疊晶片接合薄膜和間隔物(spacer),也可以在半導體晶片之間僅層疊晶片接合薄膜而不層疊間隔物,可以根據製造條件、用途等進行適當變更。
以下,關於第二本發明,說明其與第一本發明的不同點。關於第二本發明的熱固型晶片接合薄膜(以下,也稱為“晶片接合薄膜”)和附切割薄片的晶片接合薄膜,可發揮作為除了在該第二本發明的項中特別說明之外的構成、特性,即與第一本發明的晶片接合薄膜和附切割薄片的晶片接合薄膜同樣的構成、特性。
第二本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜的層疊構成,可與第一本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜相同。
第二本發明的切割薄片的構成、特性可與第一本發明的切割薄片(例如切割薄片11)相同。
第二本發明的晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上、較佳為1.2W/m.K以上、更佳為1.5W/m.K
以上。由於熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用前述晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。前述晶片接合薄膜的熱固化後的導熱係數越高越較佳,例如為20W/m.K以下。
第二本發明中,「熱固化後的導熱係數」是指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。另外,「熱固化後的晶片接合薄膜」是指將從熱固化前的狀態(製成晶片接合薄膜後的狀態)起到熱固化完全結束為止所產生的反應熱量作為100%時,從「熱固化後的晶片接合薄膜」的狀態到熱固化完全結束為止所產生的反應熱量為5%以下的薄膜。上述反應熱量使用藉由差示掃描量熱測定(DSC)而得到的值。
另外,前述晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度為10Pa.s~300Pa.s的範圍內、較佳為20Pa.s~280Pa.s的範圍內、更佳為50Pa.s~250Pa.s的範圍內。由於130℃下的熔融黏度為10Pa.s~300Pa.s的範圍內,因此維持薄膜的形狀且黏度較低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。在第二本發明中,130℃下的熔融黏度是指作為測定條件將剪切速率設為5秒-1而得到的值。
前述晶片接合薄膜較佳為相對於熱固型晶片接合薄膜整體含有75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子、更佳為含有80重量%以上、又更佳含有85重量%以上。另外,前述導熱性粒子的含量越多越較佳,但
從製膜性的觀點,例如為93重量%以下。若相對於熱固型晶片接合薄膜整體含有75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,則使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性更優異。導熱性粒子的導熱係數可以由利用X射線結構分析得到的導熱性粒子的晶體結構來推測。
前述導熱性粒子,可以使用第一本發明的項中說明的粒子。
前述晶片接合薄膜的層疊結構,與第一本發明同樣地,例如可列舉出僅由黏接劑層單層形成的結構、在芯材料的單面或兩面形成有黏接劑層的多層結構等。
前述晶片接合薄膜較佳包含熱塑性樹脂、熱固性樹脂等樹脂成分。
前述熱固性樹脂,可以使用第一本發明的項中說明的樹脂(例如,環氧樹脂、酚醛樹脂)。
從能夠降低熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度的觀點,在前述環氧樹脂之中,軟化點為100℃以下的樹脂較佳。
環氧樹脂的軟化點可以藉由JIS K 7234-1986中規定的環球法來測定。
另外,從能夠降低熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度的觀點,在前述酚醛樹脂之中,軟化點為100℃以下的樹脂較佳。
酚醛樹脂的軟化點可以藉由JIS K 6910-2007中規定
的環球法來測定。
前述環氧樹脂與酚醛樹脂的調配比例可以如第一本發明的項中說明的那樣來設置。
前述熱塑性樹脂,可以使用第一本發明的項中說明的樹脂。
樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜整體較佳為7重量%以上。樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜整體較佳為25重量%以下、更佳為20重量%以下、又更佳為15重量%以下。
樹脂成分(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量)中的熱固性樹脂的調配比率,只要是在規定條件下加熱時晶片接合薄膜會發揮作為熱固型的功能的程度,就沒有特別限定,為了降低在130℃下的熔融黏度,較佳為75~99重量%的範圍內、更佳為85~98重量%的範圍內。
另外,樹脂成分中的熱塑性樹脂的調配比率,為了降低在130℃下的熔融黏度,較佳為1~25重量%的範圍內、更佳為2~15重量%的範圍內。
另外,前述晶片接合薄膜與前述第一本發明的晶片接合薄膜同樣地可以根據需要適當調配固化催化劑、交聯劑、前述導熱性粒子以外的填料、前述填料以外的其它添加劑。固化催化劑、交聯劑、前述導熱性粒子以外的填料以及前述填料以外的其它添加劑的詳情如第一本發明的項中的說明。
前述晶片接合薄膜和附切割薄片的晶片接合薄膜的製
作方法如第一本發明的項中的說明。
另外,使用了前述晶片接合薄膜或前述附切割薄片的晶片接合薄膜的半導體裝置的製造方法如第一本發明的項中的說明。
以下,關於第三本發明,說明其與第一本發明的不同點。關於第三本發明的熱固型晶片接合薄膜(以下,也稱為“晶片接合薄膜”)和附切割薄片的晶片接合薄膜,可發揮除了在該第三本發明的項中特別說明之外的構成、特性,即與第一本發明的晶片接合薄膜和附切割薄片的晶片接合薄膜同樣的構成、特性。
第三本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜的層疊構成,可以與第一本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜相同。
第三本發明的切割薄片的構成、特性可與第一本發明的切割薄片(例如切割薄片11)相同。
第三本發明的晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為
1W/m.K以上、較佳為1.2W/m.K以上、更佳為1.5W/m.K以上。由於熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用前述晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。前述晶片接合薄膜的熱固化後的導熱係數越高越較佳,但例如為20W/m.K以下。
第三本發明中,「熱固化後的導熱係數」是指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。
前述晶片接合薄膜的熱阻較佳為30×10-6m2.K/W以下、更佳為10×10-6m2.K/W以下。前述晶片接合薄膜的熱阻的下限沒有特別限定,例如為2×10-6m2.K/W以上。
熱阻可利用下式求出。
(熱阻(m2.K/W))=(晶片接合薄膜的厚度(m))/(晶片接合薄膜的導熱係數(W/m.K))
前述晶片接合薄膜包含導熱性粒子。
導熱性粒子的導熱係數較佳為12W/m.K以上、更佳為20W/m.K以上。對導熱性粒子的導熱係數的上限沒有特別限定,例如為400W/m.K以下、較佳為50W/m.K以下。
導熱性粒子的導熱係數可以由利用X射線結構分析而得到的導熱性粒子的晶體結構來推測。
導熱性粒子的平均粒徑為3μm以上、較佳為3.5μm以上。由於為3μm以上,因此能夠提高120℃~130℃下的流動性。另外,導熱性粒子的平均粒徑為7μm以下、較
佳為6μm以下。由於為7μm以下,因此能夠得到良好的薄膜成形性。
導熱性粒子的平均粒徑可以利用實施例中記載的方法來測定。
在導熱性粒子的粒度分布中,較佳存在兩個以上的峰。具體而言,較佳在0.2~0.8μm的粒徑範圍存在第一峰、且在3~15μm的粒徑範圍存在第二峰。由此,能夠在形成第二峰的導熱性粒子之間(間隙中)填充形成第一峰的導熱性粒子,因此能夠大量填充導熱性粒子。
第一峰的粒徑不足0.2μm時,存在晶片接合薄膜的黏度變高、無法追隨被黏物的凹凸的傾向。第一峰的粒徑超過0.8μm時,有導熱性粒子的大量填充化變困難的傾向。
另外,第二峰的粒徑未達3μm時,有導熱性粒子的大量填充化變困難的傾向。另外,有晶片接合薄膜的黏度變得過高、無法追隨被黏物的凹凸的傾向。第二峰的粒徑超過15μm時,晶片接合薄膜的薄膜化變得困難。
第二峰更佳存在於4~10μm的粒徑範圍。
在導熱性粒子的粒度分布中,欲存在兩個以上的峰時,調配平均粒徑不同的兩種以上的導熱性粒子即可。
導熱性粒子的比表面積為1m2/g以上、較佳為1.3m2/g以上。由於為1m2/g以上,因此固化後的彈性模量變高、耐回焊性優異。另外,導熱性粒子的比表面積為3m2/g以下,較佳為2.5m2/g以下。由於為3m2/g以下,因此可提高120℃~130℃下的流動性。
導熱性粒子的比表面積可以利用實施例中記載的方法來測定。
導熱性粒子的形狀,沒有特別限定,例如可以使用片狀、針狀、絲狀、球狀、鱗片狀的粒子,較佳為球形度為0.9~1.1的粒子。由此,能夠减小導熱性粒子與樹脂的接觸面積、可提高120℃~130℃下的流動性。球形度越接近1,則表示越接近正球形。
導熱性粒子的球形度可以利用下述方法來測定。
將晶片接合薄膜放入坩堝中,在大氣氣氛下以700℃進行2小時的强熱而使其灰化。利用SEM(電子掃描顯微鏡)對所得灰分拍攝照片,利用下式由所觀察的粒子的面積和周長算出球形度。
(球形度)={4π×(面積)÷(周長)2}
從容易獲取導熱性高、球形度高的粒子的方面來看,導熱性粒子,較佳為氧化鋁粒子(導熱係數:36W/m.K)、氧化鋅粒子(導熱係數:54W/m.K)、氮化鋁粒子(導熱係數:150W/m.K)、氮化矽粒子(導熱係數:27W/m.K)、碳化矽粒子(導熱係數:200W/m.K)、氧化鎂粒子(導熱係數:59W/m.K)、氮化硼粒子(導熱係數:60W/m.K)等。尤其氧化鋁粒子為高導熱係數,從分散性、獲取容易性的方面來看是較佳的。另外,氮化硼粒子具有更高的導熱係數,因此能夠適宜地使用。
導熱性粒子較佳利用矽烷偶聯劑進行處理(前處理)者。由此,導熱性粒子的分散性變得良好、能夠進行導熱性粒子的大量填充化。
矽烷偶聯劑,可以使用第一本發明的項中說明的矽烷偶聯劑。
導熱性粒子的含量相對於晶片接合薄膜整體為75重量%以上、較佳為80重量%以上、更佳為85重量%以上。由於為75重量%以上,因此使用前述晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。另外,導熱性粒子的含量越多越較佳,但從製膜性的觀點,例如為93重量%以下。
前述晶片接合薄膜較佳包含熱固性樹脂、熱塑性樹脂等樹脂成分。
前述熱固性樹脂,可以使用第一本發明的項中說明的樹脂(例如,環氧樹脂、酚醛樹脂)。
從可提高120℃~130℃下的流動性的方面,在前述環氧樹脂之中,較佳在室溫下為液態的環氧樹脂。
本說明書中,液態是指25℃下的黏度未達5000Pa.s。黏度可以使用Thermo Fisher Scientific K.K.製造的型號HAAKE Roto VISCO1進行測定。
從可提高120℃~130℃下的流動性的方面,環氧樹脂的軟化點較佳為100℃以下、更佳為50℃以下、又更佳30℃以下。
環氧樹脂的軟化點可藉由JIS K 7234-1986中規定的
環球法來測定。
另外,從可提高120℃~130℃下的流動性的方面,酚醛樹脂的軟化點較佳為100℃以下、更佳為80℃以下。
酚醛樹脂的軟化點可以藉由JIS K 6910-2007中規定的環球法來測定。
前述環氧樹脂與酚醛樹脂的調配比例可以如第一本發明的項中說明的那樣來設置。
前述熱塑性樹脂,可以使用第一本發明的項中說明的樹脂。
樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜整體較佳為7重量%以上。樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜整體較佳為25重量%以下、更佳為20重量%以下、又更佳為15重量%以下。
樹脂成分(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量)中的熱固性樹脂的調配比率,只要是在規定條件下加熱時晶片接合薄膜會發揮作為熱固型的功能的程度,就沒有特別限定,從可提高120℃~130℃下的流動性的方面,較佳為75~99重量%的範圍內、更佳為85~98重量%的範圍內。
樹脂成分中的熱塑性樹脂的調配比率,從可提高120℃~130℃下的流動性的方面,較佳為1~25重量%的範圍內、更佳為2~15重量%的範圍內。
另外,前述晶片接合薄膜與前述第一本發明的晶片接合薄膜同樣地,可以根據需要適當調配固化催化劑、交聯劑、前述導熱性粒子以外的填料、前述填料以外的其它添
加劑。固化催化劑、交聯劑、前述導熱性粒子以外的填料、以及前述填料以外的其它添加劑的詳情如第一本發明的項中的說明。
前述固化催化劑,其中,從可溶於甲乙酮等有機溶劑、且室溫下的潜伏性優異從而樹脂在室溫下的保存穩定性良好的觀點,較佳為四(對甲苯基硼)四苯基鏻。
對前述晶片接合薄膜的厚度(層疊體的情况下為總厚度)沒有特別限定,較佳為1μm以上、更佳為5μm以上、又更佳為10μm以上。另外,晶片接合薄膜的厚度較佳為200μm以下、更佳為150μm以下、又更佳為100μm以下、特別較佳為50μm以下。
前述晶片接合薄膜和附切割薄片的晶片接合薄膜的製作方法如第一本發明的項中的說明。
另外,使用了前述晶片接合薄膜或前述附切割薄片的晶片接合薄膜的半導體裝置的製造方法如第一本發明的項中的說明。
以下,關於第四本發明,說明其與第一本發明的不同點。關於第四本發明的熱固型晶片接合薄膜(以下,也稱為「晶片接合薄膜」)和附切割薄片的晶片接合薄膜可發揮除了在該第四本發明的項中特別說明之外的構成、特性,即與第一本發明的晶片接合薄膜和附切割薄片的晶片接合薄膜同樣的構成、特性。
第四本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜的層疊構成,可以與第一本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜相同。
第四本發明的切割薄片的構成、特性可以與第一本發明的切割薄片(例如切割薄片11)相同。
第四本發明的晶片接合薄膜含有導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子。對導熱性粒子的導熱係數的上限沒有特別限定,例如為400W/m.K以下。由於含有導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,因此前述晶片接合薄膜的導熱性優異。導熱性粒子的導熱係數可以由利用X射線結構分析而得到的導熱性粒子的晶體結構來推測。
前述晶片接合薄膜的熱阻為30×10-6m2.K/W以下、較佳為27×10-6m2.K/W以下。由於熱阻為30×10-6m2.K/W以下,因此能夠將來自半導體晶片的熱有效地散熱到被黏物側。使前述晶片接合薄膜的熱阻為30×10-6m2.K/W以下的方法,例如可列舉出薄膜的薄化、薄膜的高導熱化等。
前述晶片接合薄膜係將前述晶片接合薄膜的厚度作為C、將前述導熱性粒子的平均粒徑作為D時,C/D為4~30的範圍內,較佳為4~14的範圍內、更佳為4~10的範圍
內。前述晶片接合薄膜的前述C/D為4以上,導熱性粒子的平均粒徑相對於前述晶片接合薄膜的厚度,小於一定程度。因此,能夠抑制在前述晶片接合薄膜的表面產生大的凹凸。
另外,前述C/D為30以下,導熱性粒子的平均粒徑相對於前述晶片接合薄膜的厚度具有某種程度的大小。因此,黏度的上升受到抑制,能夠抑制貼合於被黏物時與被黏物之間產生空隙。
對前述晶片接合薄膜的厚度(層疊體的情况下為總厚度)沒有特別限定,較佳為60μm以下。另外,可以使前述晶片接合薄膜的厚度為1μm以上、5μm以上、10μm以上等。前述晶片接合薄膜的厚度為60μm以下時,能夠將來自半導體晶片的熱有效地放出至外部。因此,能夠提高使用該晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性。
前述導熱性粒子的含量相對於熱固型晶片接合薄膜整體較佳為75重量%以上、更佳為80重量%以上、又更佳85重量%以上。另外,前述導熱性粒子的含量越多越較佳,但從製膜性的觀點,例如為93重量%以下。含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子時,使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性更優異。
前述導熱性粒子,可以使用第一本發明的項中說明的粒子。
前述導熱性粒子的比表面積較佳為1.0m2/g以上、更
佳為2.0m2/g以上。1.0m2/g以上時,在固化後可得到高彈性模量、在耐吸濕回焊性試驗中可得到良好的可靠性。另外,導熱性粒子的比表面積較佳為5.3m2/g以下、更佳為3.9m2/g以下。5.3m2/g以下時,可得到良好的凹凸追隨性。
導熱性粒子的比表面積是藉由BET吸附法(多點法)測定得到的值。具體而言,使用Quantachrome Corporation製造的4連式比表面積.細孔分布測定裝置「NOVA-4200e型」,將晶片接合薄膜放入坩堝中,在大氣氣氛下以700℃進行强熱2小時而使其灰化,將所得灰分以110℃進行6小時以上的真空脫氣,然後在氮氣中、77.35K的溫度下測定而得到的值。晶片接合薄膜的組成,除了導熱性粒子以外為有機成分時,於藉由上述的强熱處理,實質上所有的有機成分均被燒失,因此,將所得灰分視為導熱性粒子來進行測定。
前述晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數較佳為1W/m.K以上、更佳為1.2W/m.K以上、又更佳1.5W/m.K以上。熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上時,使用前述晶片接合薄膜所製造的半導體裝置的散熱性優異。前述晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數越高越較佳,但例如為20W/m.K以下。
第四本發明中,「熱固化後的導熱係數」係指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。
另外,前述晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度較佳
為10Pa.s~300Pa.s的範圍內、更佳為20Pa.s~280Pa.s的範圍內、又更佳為50Pa.s~250Pa.s的範圍內。130℃下的熔融黏度為10Pa.s~300Pa.s的範圍內時,維持薄膜的形狀且黏度較低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。需要說明的是,在第四本發明中,130℃下的熔融黏度是指作為測定條件而將剪切速率設為5秒-1而得到的值。
前述晶片接合薄膜的層疊結構,與第一本發明同樣地,例如可列舉出僅由黏接劑層單層形成的結構、或在芯材料的單面或兩面形成有黏接劑層的多層結構等。
前述晶片接合薄膜較佳包含熱塑性樹脂、熱固性樹脂等樹脂成分。
前述熱固性樹脂,可以使用第一本發明的項中說明的樹脂(例如,環氧樹脂、酚醛樹脂)。
從能夠降低熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度的觀點,在前述環氧樹脂之中,較佳為軟化點為100℃以下的樹脂。
環氧樹脂的軟化點可以藉由JIS K 7234-1986中規定的環球法來測定。
另外,從能夠降低熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度的觀點,在前述酚醛樹脂之中,較佳為軟化點為100℃以下的樹脂。
酚醛樹脂的軟化點可以藉由JIS K 6910-2007中規定的環球法來測定。
樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜整體較佳為7重量%以上。樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜整體較佳為25重量%以下、更佳為20重量%以下、又更佳為15重量%以下。
樹脂成分(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量)中的熱固性樹脂的調配比率,只要是在規定條件下加熱時晶片接合薄膜會發揮作為熱固型的功能的程度,就沒有特別限定,為了降低在130℃下的熔融黏度,較佳為75~99重量%的範圍內、更佳為85~98重量%的範圍內。
另外,樹脂成分中的熱塑性樹脂的調配比率,為了降低130℃下的熔融黏度,較佳為1~25重量%的範圍內、更佳為2~15重量%的範圍內。
前述晶片接合薄膜較佳包含固化促進催化劑。由此,能夠促進環氧樹脂與酚醛樹脂等固化劑的熱固化。固化促進催化劑,沒有特別限定,例如,磷-硼系固化催化劑,可列舉出四苯基硼四苯基鏻(商品名:TPP-K)、四(對甲苯基硼)四苯基鏻(商品名:TPP-MK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S)等(均為北興化學工業股份公司製)。咪唑系固化促進催化劑,可列舉出2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名:C11-Z)、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)、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪(商品名:2MZ-A)、2,4-二胺基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪(商品名:C11Z-A)、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪(商品名:2E4MZ-A)、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-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-羥基甲基咪唑(商品名:2P4MHZ-PW)等(均為四國化成工業股份公司製)。其中,從反應性高、固化反應在短時間內進行的方面,較佳為2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑。
固化催化劑的含量可以適當設定,相對於熱固性樹脂100重量份,較佳為0.1~3重量份、更佳為0.5~2重量份。
另外,前述晶片接合薄膜與前述第一本發明的晶片接合薄膜同樣地,可以根據需要適當調配交聯劑、前述導熱性粒子以外的填料、前述填料以外的其它添加劑。交聯劑、前述導熱性粒子以外的填料、以及前述填料以外的其它添加劑的詳情如第一本發明的項中的說明。
前述晶片接合薄膜和附切割薄片的晶片接合薄膜的製作方法如第一本發明的項中的說明。
另外,使用了前述晶片接合薄膜或前述附切割薄片的
晶片接合薄膜的半導體裝置的製造方法如第一本發明的項中的說明。
以下,關於第五本發明,說明其與第一本發明的不同點。關於第五本發明的熱固型晶片接合薄膜(以下,也稱為“晶片接合薄膜”)和附切割薄片的晶片接合薄膜,可發揮除了在該第五本發明的項中特別說明之外的構成、特性,即與第一本發明的晶片接合薄膜和附切割薄片的晶片接合薄膜同樣的構成、特性。
第五本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜的層疊構成,可與第一本發明的附切割薄片的晶片接合薄膜相同。
第五本發明的切割薄片的構成、特性可與第一本發明的切割薄片(例如切割薄片11)相同。
第五本發明的晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上、較佳為1.2W/m.K以上、更佳為1.5W/m.K以上。由於熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,因此使用前述晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性優異。前
述晶片接合薄膜的導熱係數越高越較佳,但例如為20W/m.K以下。
第五本發明中,「熱固化後的導熱系數」係指以130℃加熱1小时、接著以175℃加熱5小时後的導熱系數。另外,「熱固化後的晶片接合薄膜」係指將從熱固化前的狀態(製成晶片接合薄膜後的狀態)起到熱固化完全結束為止所產生的反應熱量作為100%時,從「熱固化後的晶片接合薄膜」的狀態到熱固化完全結束為止所產生的反應熱量為5%以下的薄膜。上述反應熱量使用藉由差示掃描量熱測定(DSC)而得到的值。
另外,前述晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度較佳為10Pa.s~600Pa.s的範圍內、較佳為25Pa.s~600Pa.s的範圍內、又更佳為50Pa.s~300Pa.s的範圍內。若130℃下的熔融黏度在10Pa.s~600Pa.s的範圍內,則維持薄膜的形狀且黏度較低。因此,能夠充分地追隨印刷電路板等被黏物的凹凸、能夠抑制空隙的產生。在第五本發明中,130℃下的熔融黏度是指作為測定條件而將剪切速率設為5秒-1而得到的值。
前述晶片接合薄膜含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,較佳為含有80重量%以上,更佳為含有85重量%以上。另外,前述導熱性粒子的含量越多越較佳,但從製膜性的觀點,例如為93重量%以下。含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為
12W/m.K以上的導熱性粒子時,使用該熱固型晶片接合薄膜製造的半導體裝置的散熱性更優異。導熱性粒子的導熱係數可以由利用X射線結構分析而得到的導熱性粒子的晶體結構來推測。
前述導熱性粒子,可以使用第一本發明的項中說明的粒子。
前述導熱性粒子的平均粒徑較佳為1μm以上且10μm以下、更佳為2μm以上且7μm以下。這是因為藉由使前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上,能夠確保熱固型晶片接合薄膜對被黏物的潤濕性,使其發揮良好的黏接性,藉由為10μm以下,能夠使添加導熱性粒子所產生之導熱性提高的效果更加良好。另外,藉由前述範圍的平均粒徑,能夠减低熱固型晶片接合薄膜的厚度、進而能夠將半導體晶片高層疊化,並且能夠防止因導熱性粒子從熱固型晶片接合薄膜上突出而導致產生晶片龜裂。導熱性粒子的平均粒徑為利用光度式的粒度分布計(HORIBA,LTD.製、裝置名;LA-910)而求出的值。
前述晶片接合薄膜的層疊結構,與第一本發明同樣地,例如可列舉出僅由黏接劑層單層形成的結構、在芯材料的單面或兩面形成有黏接劑層的多層結構等。
前述晶片接合薄膜較佳包含熱塑性樹脂、熱固性樹脂等樹脂成分。
前述熱固性樹脂,可使用第一本發明的項中說明的樹脂(例如,環氧樹脂、酚醛樹脂)。
從能夠降低熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度的觀點,在前述環氧樹脂之中,較佳為軟化點為100℃以下的樹脂。
環氧樹脂的軟化點可以藉由JIS K 7234-1986中規定的環球法來測定。
另外,從能夠降低熱固型晶片接合薄膜的130℃下的熔融黏度的觀點,在前述酚醛樹脂之中,較佳為軟化點為100℃以下的樹脂。
酚醛樹脂的軟化點可以藉由JIS K 6910-2007中規定的環球法來測定。
樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜整體較佳為7重量%以上。樹脂成分的含量相對於晶片接合薄膜整體較佳為25重量%以下、更佳為20重量%以下、又更佳為15重量%以下。
樹脂成分(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量)中的熱固性樹脂的調配比率,只要是在規定條件下加熱時晶片接合薄膜會發揮作為熱固型的功能的程度,就沒有特別限定,為了降低130℃下的熔融黏度,較佳為75~99重量%的範圍內、更佳為85~98重量%的範圍內。
另外,樹脂成分中的熱塑性樹脂的調配比率,為了降低130℃下的熔融黏度,較佳為1~25重量%的範圍內、更佳為2~15重量%的範圍內。
另外,前述晶片接合薄膜與前述第一本發明的晶片接合薄膜同樣地,可以根據需要適當調配固化催化劑、交聯
劑、前述導熱性粒子以外的填料、前述填料以外的其它添加劑。固化催化劑、交聯劑、前述導熱性粒子以外的填料、以及前述填料以外的其它添加劑的詳情如第一本發明的項中的說明。
前述晶片接合薄膜和附切割薄片的晶片接合薄膜的製作方法如第一本發明的項中的說明。
本實施形態的半導體裝置的製造方法包括如下步驟:
準備熱固型晶片接合薄膜的步驟,所述熱固型晶片接合薄膜含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上;經由前述熱固型晶片接合薄膜,將半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟;以及在壓力為1~20kg/cm2的條件下,將前述熱固型晶片接合薄膜在加熱溫度80~200℃、加熱時間0.1~24小時的範圍內進行加熱,從而使其熱固化的熱固化步驟(以下,也稱為第一實施形態)。
另外,本實施形態的半導體裝置的製造方法也包括如下步驟:準備在切割薄片上層疊有熱固型晶片接合薄膜的附切割薄片的晶片接合薄膜的步驟,所述熱固型晶片接合薄膜含有相對於熱固型晶片接合薄膜整體為75重量%以上的
導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,該熱固型晶片接合薄膜在熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上;將前述附切割薄片的晶片接合薄膜的熱固型晶片接合薄膜與半導體晶圓的背面進行貼合的貼合步驟;將前述半導體晶圓與前述熱固型晶片接合薄膜一起進行切割,形成晶片狀的半導體晶片的切割步驟;將前述半導體晶片與前述熱固型晶片接合薄膜一起從前述附切割薄片的晶片接合薄膜拾取的拾取步驟;經由前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟;以及在壓力為1~20kg/cm2的條件下,將前述熱固型晶片接合薄膜在加熱溫度80~200℃、加熱時間0.1~24小時的範圍內進行加熱,從而使其熱固化的熱固化步驟(以下,也稱為第二實施形態)。
關於第一實施方式的半導體裝置的製造方法,除了第二實施方式的半導體裝置的製造方法使用了附切割薄片的晶片接合薄膜而第一實施方式的半導體裝置的製造方法單獨使用了晶片接合薄膜這一點不同之外,其它方面是共通的。在第一實施方式的半導體裝置的製造方法中,如果準備晶片接合薄膜後進行將其與切割薄片貼合的步驟,則其後可以與第二實施形態的半導體裝置的製造方法相同。因此,以下對第二實施形態的半導體裝置的製造方法進行說明。
本實施形態的半導體裝置的製造方法中,首先,準備
附切割薄片的晶片接合薄膜(準備步驟)。該準備步驟可以與第一本發明的項中說明的準備步驟相同。
首先,在附切割薄片的晶片接合薄膜中的晶片接合薄膜的半導體晶圓貼附部分上壓接半導體晶圓,使其黏接保持並固定(貼合步驟)。該貼合步驟可以與第一本發明的項中說明的貼合步驟相同。
接著,進行半導體晶圓的切割(切割步驟)。該切割步驟可以與第一本發明的項中說明的切割步驟相同。
接著,為了將黏接固定於附切割薄片的晶片接合薄膜的半導體晶片剝離而進行半導體晶片的拾取(拾取步驟)。該拾取步驟可以與第一本發明的項中說明的拾取步驟相同。
接著,將所拾取的半導體晶片經由晶片接合薄膜黏接固定於被黏物上(晶片接合步驟)。該晶片接合步驟可以與第一本發明的項中說明的晶片接合步驟相同。
接著,由於晶片接合薄膜為熱固型,因此藉由加熱固化將半導體晶片黏接固定於被黏物,使其耐熱强度提高(熱固化步驟)。可以在加熱溫度為80~200℃下進行、較佳為100~175℃、更佳為100~140℃。另外,可以在加熱時間為0.1~24小時下進行、較佳為0.1~3小時、更佳為0.2~1小時。另外,加熱固化可以在壓力1~20kg/cm2的條件下(加壓條件下)進行。前述壓力條件較佳為2~18kg/cm2的範圍內、更佳為5~15kg/cm2的範圍內。加壓下的加熱固化例如可以在填充有非活性氣體的腔室內進行。由於熱
固化步驟在壓力為1~20kg/cm2的條件下(加壓條件下)進行,假如在晶片接合步驟中,即使晶片接合薄膜與被黏物之間產生了空隙,也會使其在樹脂中分散並在外觀上消失而不會膨脹。其結果,能夠降低由空隙導致的影響。經由晶片接合薄膜而在基板上黏接固定了半導體晶片的產物可以供於回焊步驟。
熱固化後的晶片接合薄膜的剪切黏接力相對於被黏物較佳為0.2MPa以上、更佳為0.2~10MPa。若晶片接合薄膜的剪切黏接力至少為0.2MPa以上,則在進行引線接合步驟時,不會因該步驟中的超聲波振動或加熱而在晶片接合薄膜與半導體晶片或被黏物的黏接面產生剪切變形。即,半導體晶片不會因引線接合時的超聲波振動而移動,由此來防止引線接合的成功率降低。
接著,根據需要,將被黏物的端子部(內部引線)的前端與半導體晶片上的電極極板用接合引線進行電連接(引線接合步驟)。該引線接合步驟可以與第一本發明的項中說明的引線接合步驟相同。
接著,根據需要,利用封裝樹脂來封裝半導體晶片(封裝步驟)。該封裝步驟可以與第一本發明的項中說明的封裝步驟相同。
接著,根據需要進行加熱,使前述封裝步驟中固化不充分的封裝樹脂完全固化(後固化步驟)。
該後固化步驟可以與第一本發明的項中說明的後固化步驟相同。
以下,例示性地詳細說明本發明的適宜的實施例。但是對於該實施例中記載的材料、調配量等,在沒有特別限定記載的情况下,該發明的主旨並不限定於此。此外,「份」是指「重量份」。
以下的各實施例等對應於第一本發明。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在室溫下為液態(軟化點為25℃以下))9.5份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)9.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)
1份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.2份
(e)球狀氧化鋁填料A(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5.1μm、比表面積:0.5m2/g)60份
(f)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)20份
球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜A1。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在室溫下為液態(軟化點為25℃以下))6.5份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)7份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)1.5份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:TPP-MK、四(對甲基硼)四苯基鏻)0.15份
(e)球狀氧化鋁填料A(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5.1μm、比表面積:0.5m2/g)60份
(f)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)25份
球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜B1。
使下述(a)~(e)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在室溫下為液態(軟化點為25℃以下))8份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)
8份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)4份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.2份
(e)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)80份
球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜C1。
實施例、比較例的晶片接合薄膜中的填料整體(球狀
氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B)的平均粒徑以及填料整體的比表面積如表1所示。另外,A/B的值、填料相對於晶片接合薄膜整體的填充量、樹脂成分中(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量中)的熱固性樹脂的比率、樹脂成分中(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量中)的熱塑性樹脂的比率也一並示於表1。
測定了晶片接合薄膜A1~C1在熱固化前的130℃下的高速剪切時的熔融黏度。測定使用流變儀(HAAKE公司製、RS-1),利用平行板法來進行。即,從各晶片接合薄膜A1~C1採取0.1g作為試樣,將該試樣向預先加熱至130℃的板進行投料。熔融黏度設為從測定開始起300秒後的值。另外,將剪切速率設為50秒-1、將板間的間隙設為0.1mm。結果示於下述表1。
測定了晶片接合薄膜A1~C1在熱固化前的130℃下的低速剪切時的熔融黏度。測定使用流變儀(HAAKE公司製、RS-1),利用平行板法來進行。即,從各晶片接合薄膜A1~C1採取0.1g作為試樣,將該試樣向預先加熱至130℃的板進行投料。熔融黏度設為從測定開始起300秒後的值。另外,將剪切速率設為5秒-1、將板間的間隙設
為0.1mm。結果示於下述表1。
進行了晶片接合薄膜A1~C1的熱固化後的導熱係數的測定。導熱係數由下式求出。結果示於表1。熱固化後的導熱係數是指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。
(導熱係數)=(熱擴散係數)×(比熱)×(比重)
將晶片接合薄膜層疊為厚度1mm後,沖切成直徑1cm的圓形形狀。接著,以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。使用該樣品,使用雷射閃光法熱測定裝置(ULVAC,Inc.製、TC-9000),測定熱擴散係數。
使用DSC(TA instrument製、Q-2000),利用依照JIS-7123的規定的測定方法來求出。
使用電子天平(股份公司島津製作所製、AEL-200),利用阿基米德法來測定。
使用熱層壓,將厚度25μm的晶片接合薄膜A1~C1以10mm×10mm的面積貼附在厚度100μm的玻璃晶片上,製作樣品晶片。貼附時的溫度為60℃、壓力為0.15MPa。
接著,將樣品晶片以130℃、2kg、2秒鐘的條件接合於BGA基板(Japan Circuit Industrial CO.,LTD製、製品名:CA-BGA(2)、表面十點平均粗糙度(Rz)=11~13μm)。其後,在加壓條件下以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。加熱固化時的加壓,具體而言藉由在烘箱內以5kg/cm2填充氮氣來進行。使用光學顯微鏡,從經接合的樣品晶片的玻璃面側進行觀察。使用二值化軟體(WinRoof ver.5.6)計算空隙在觀察圖像中所占的面積。將空隙所占的面積相對於晶片接合薄膜的表面積未達20%的情况評價為「○」、20%以上的情况評價為「×」。結果示於表1。
以下的各實施例等對應於第二本發明。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在室溫下為液態(軟化點為25℃以下))9.5份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)9.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)1份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.2份
(e)球狀氧化鋁填料A(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5.1μm、比表面積:0.5m2/g)
60份
(f)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)20份
球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜A2。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在室溫下為液態(軟化點為25℃以下))
6.5份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)7份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)1.5份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.15份
(e)球狀氧化鋁填料A(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5.1μm、比表面積:0.5m2/g)60份
(f)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)25份
球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的、厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜B2。
使下述(a)~(e)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在室溫下為液態(軟化點為25℃以下))8份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)8份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)4份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:
TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.2份
(e)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)80份
球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的、厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜C2。
需要說明的是,實施例、比較例的晶片接合薄膜中的填料整體(球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B)的平均粒徑以及填料整體的比表面積如表2所示。另外,填料相對於晶片接合薄膜整體的填充量、樹脂成分中(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量中)的熱固性樹脂的比率、樹脂成分中(熱固性樹脂與熱塑性樹脂的合計量中)的熱塑性樹脂的比率也一並示於表2。
測定了晶片接合薄膜A2~C2在熱固化前的130℃下的熔融黏度。測定使用流變儀(HAAKE公司製、RS-1),利用平行板法來進行。即,從各晶片接合薄膜A2~C2採取0.1g作為試樣,將該試樣向預先加熱至130℃的板進行投料。熔融黏度設為從測定開始起300秒後的值。另外,將剪切速率設為5秒-1、將板間的間隙設為0.1mm。結果示於下述表2。
進行了晶片接合薄膜A2~C2的熱固化後的導熱係數的測定。導熱係數由下式求出。結果示於表2。熱固化後的導熱係數是指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。
(導熱係數)=(熱擴散係數)×(比熱)×(比重)
將晶片接合薄膜層疊為厚度1mm後,沖切成直徑1cm的圓形形狀。接著,以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。使用該樣品,使用雷射閃光法熱測定裝置(ULVAC,Inc.製、TC-9000),測定熱擴散係數。
使用DSC(TA instrument製、Q-2000),利用依照JIS-
7123的規定的測定方法求出。
使用電子天平(股份公司島津製作所製、AEL-200),利用阿基米德法來測定。
使用熱層壓,將厚度25μm的晶片接合薄膜A2~C2以10mm×10mm的面積貼附在厚度100μm的玻璃晶片上,製作了樣品晶片。
接著,將樣品晶片以130℃、2kg、2秒鐘的條件接合於BGA基板(Japan Circuit Industrial CO.,LTD製、製品名:CA-BGA(2)、表面十點平均粗糙度(Rz)=11~13μm)。其後,在加壓條件下以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。加熱固化時的加壓具體而言藉由在烘箱內以5kg/cm2填充氮氣來進行。使用光學顯微鏡從進行了接合的樣品晶片的玻璃面側進行觀察。使用二值化軟件(WinRoof ver.5.6)計算空隙在觀察圖像中所占的面積。將空隙所占的面積相對於晶片接合薄膜的表面積未達20%的情况評價為「○」、20%以上的情况評價為「×」。結果示於表2。
以下的各實施例等對應於第三本發明。
對實施例中使用的成分進行說明。
環氧樹脂:三菱化學股份公司製的JER827(雙酚A型環氧樹脂、Mw:370、在25℃下為液態、軟化點:25℃以下)
酚醛樹脂:明和化成股份公司製的MEH-7851-SS(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、羥基當量:203g/eq.、軟化點:67℃)
丙烯酸類橡膠:Nagase ChemteX Corporation製的TEISANRESIN SG-70L(丙烯酸共聚物、Mw:90萬、玻璃化轉移溫度:-13℃)
催化劑:北興化學工業股份公司製的TPP-MK(四(對甲苯基硼)四苯基鏻)
填料1:電氣化學工業股份公司製的DAW-07(球狀氧
化鋁填料、平均粒徑:9μm、比表面積:0.3m2/g、導熱係數:36W/m.K、球形度:0.91)
填料2:電氣化學工業股份公司製的DAW-05(球狀氧化鋁填料、平均粒徑:5μm、比表面積:0.4m2/g、導熱係數:36W/m.K、球形度:0.91)
填料3:Admatechs Co.,Ltd.製的AO802(球狀氧化鋁填料、平均粒徑:0.7μm、比表面積:6.0m2/g、導熱係數:36W/m.K、球形度:0.95)
矽烷偶聯劑:信越化學工業股份公司製的KBM-503(3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)
對填料的表面處理方法進行說明。
將填料1~3用矽烷偶聯劑進行表面處理,得到表面處理填料1~3。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量的矽烷偶聯劑來處理。
矽烷偶聯劑處理量=(填料的重量(g)×填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
按照表3中記載的調配比,使環氧樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸類橡膠、催化劑以及表面處理填料在甲乙酮(MEK)中溶解、分散,得到黏度適合於塗覆的黏接劑組合物溶
液。其後,將黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的、厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘,得到晶片接合薄膜。晶片接合薄膜的厚度示於表3。
使用所得晶片接合薄膜進行以下的評價。結果示於表3。
將晶片接合薄膜放入坩堝中,在大氣氣氛下以700℃進行2小時的强熱而使其灰化。使所得灰分分散在純水中,進行10分鐘的超聲波處理,使用雷射衍射散射式粒度分布測定裝置(Beckman Coulter,Inc.製、“LS 13 320”;濕法)來求出平均粒徑。需要說明的是,作為晶片接合薄膜的組成,除了填料以外均為有機成分,由於藉由上述的强熱處理,實質上所有的有機成分均燒失,因此將所得灰分視為填料來進行測定。
BET比表面積利用BET吸附法(多點法)來測定。具體而言,使用Quantachrome Corporation製造的4連式比表面積/細孔分布測定裝置「NOVA-4200e型」,將按照上述
「填料的平均粒徑的測定」項所得到的灰分以110℃進行6小時以上的真空脫氣,然後在氮氣中在77.35K的溫度下進行測定。
進行晶片接合薄膜的熱固化後的導熱係數的測定。導熱係數由下式求出。需要說明的是,熱固化後的導熱係數是指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。
(導熱係數)=(熱擴散係數)×(比熱)×(比重)
將晶片接合薄膜層疊為厚度1mm後,沖切成直徑1cm的圓形形狀。接著,以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。使用該樣品,使用激光閃光法熱測定裝置(ULVAC,Inc.製、TC-9000),測定熱擴散係數。
使用DSC(TA instrument製、Q-2000),利用依照JIS-7123的規定的測定方法來求出。
使用電子天平(股份公司島津製作所製、AEL-200),利用阿基米德法來測定。
將熱阻為30×10-6m2.K/W以下的情况判定為○、超過30×10-6m2.K/W的情况判定為×。
將晶片接合薄膜從脫模處理薄膜上剝離,在室溫下使用手壓輥將黏合帶(BT-315、日東電工股份公司製)貼合到與脫模處理薄膜接觸的晶片接合薄膜面上。從藉由貼合而得到的層疊體上用切刀切下10mm×120mm的切片。在65。℃的熱板上,使用2kg的手壓輥將切片的晶片接合薄膜面貼合在6英寸的晶圓上。從貼合結束起經過30分鐘後,按照JIS Z0237測定以10mm的寬度將切片從晶圓剝離時的剝離黏合力。剝離角度為180度、剝離速度為300mm/分鐘。另外,拉伸試驗器使用了島津股份公司製造的AGS-J(商品名)、50N負荷荷重元(load cell)(型號:SM-50N-168、容量50N、Interface Corporation製)。將剝離黏合力為1N/10mm以上的情况判定為○(良好)、低於1N/10mm的情况判定為×(不良)。
利用熱層壓將晶片接合薄膜以10mm×10mm的面積貼附在厚度100μm的玻璃晶片上,製作了樣品晶片。接著,將樣品晶片以130℃、2kg、2秒鐘的條件接合於BGA基板(Japan Circuit Industrial CO.,LTD製、製品名:
CA-BGA(2)、表面十點平均粗糙度(Rz)=11~13μm)。其後,在加壓條件下以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。加熱固化時的加壓具體而言藉由在烘箱內以5kg/cm2填充氮氣來進行。使用光學顯微鏡,從進行了接合的樣品晶片的玻璃面側進行觀察。使用二值化軟體(WinRoof ver.5.6)計算空隙在觀察圖像中所占的面積。將空隙所占的面積相對於晶片接合薄膜的表面積未達20%的情况評價為「○」、為20%以上的情况評價為「×」。
填料的平均粒徑小而比表面積大的比較例3的晶片接合薄膜無法充分地追隨BGA基板上的凹凸、產生了空隙。另外,填料的平均粒徑大而比表面積小的比較例4的晶片接合薄膜的剝離黏合力小、晶圓固定性差。比較例4
的晶片接合薄膜由於未貼附於BGA基板,因此無法評價空隙。
另一方面,填料的平均粒徑為3μm~7μm且比表面積為1m2/g~3m2/g的實施例5~9幾乎未產生空隙。另外,導熱係數也優異。
以下的各實施例等對應於第四本發明。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))9.5份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)10.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-70L)5份
(d)固化促進催化劑(四國化成股份公司製、製品名:2PHZ-PW、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)0.1份
(e)球狀氧化鋁填料A(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.6μm、比表面積:7.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)5份
(f)球狀氧化鋁填料C(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5μm、比表面積:0.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)70份
球狀氧化鋁填料預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度20μm的晶片接合薄膜A4。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))8.6份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)9.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-70L)2份
(d)固化促進催化劑(四國化成股份公司製、製品名:2PHZ-PW、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)0.1份
(e)球狀氧化鋁填料A(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.6μm、比表面積:7.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)56份
(f)球狀氧化鋁填料B((電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-07、平均粒徑:9μm、比表面積:0.3m2/g、
導熱係數:36W/m.K)24份
需要說明的是,球狀氧化鋁填料預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度20μm的晶片接合薄膜B4。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))6.8份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和
化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)7.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-70L)0.75份
(d)固化促進催化劑(四國化成股份公司製、製品名:2PHZ-PW、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)0.1份
(e)球狀氧化鋁填料A(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.6μm、比表面積:7.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)58份
(f)球狀氧化鋁填料C(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5μm、比表面積:0.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)27份
需要說明的是,球狀氧化鋁填料預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/
矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度60μm的晶片接合薄膜C4。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))8.6份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)9.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-70L)2份
(d)固化促進催化劑(四國化成股份公司製、製品名:2PHZ-PW、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)0.1份
(e)球狀氧化鋁填料A(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.6μm、比表面積:7.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)40份
(f)球狀氧化鋁填料B((電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-07、平均粒徑:9μm、比表面積:0.3m2/g、導熱係數:36W/m.K)40份
球狀氧化鋁填料預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度40μm的晶片接合薄膜D4。
使下述(a)~(e)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏
度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))8.6份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)9.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-70L)2份
(d)固化促進催化劑(四國化成股份公司製、製品名:2PHZ-PW、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)0.1份
(e)球狀氧化鋁填料A(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.6μm、比表面積:7.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)80份
球狀氧化鋁填料預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁
填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度20μm的晶片接合薄膜E4。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))8.6份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)9.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-70L)2份
(d)固化促進催化劑(四國化成股份公司製、製品名:
2PHZ-PW、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)0.1份
(e)球狀氧化鋁填料A(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.6μm、比表面積:7.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)40份
(f)球狀氧化鋁填料B((電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-07、平均粒徑:9μm、比表面積:0.3m2/g、導熱係數:36W/m.K)40份
球狀氧化鋁填料預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度10μm的晶片接合薄膜F4。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))19份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)21份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-70L)2.1份
(d)固化促進催化劑(四國化成股份公司製、製品名:2PHZ-PW、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)0.2份
(e)球狀氧化鋁填料A(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.6μm、比表面積:7.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)58份
(f)球狀氧化鋁填料C(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5μm、比表面積:0.5m2/g、導熱係數:36W/m.K)
27份
球狀氧化鋁填料預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度80μm的晶片接合薄膜G4。
實施例、比較例的晶片接合薄膜中的填料整體(球狀氧化鋁填料A、球狀氧化鋁填料B以及球狀氧化鋁填料C)的平均粒徑、以及填料整體的比表面積如表4所示。
另外,C/D的值、填料相對於晶片接合薄膜整體的填充量、樹脂成分中(熱固性樹脂和熱塑性樹脂的合計量中)的熱固性樹脂的比率、樹脂成分中(熱固性樹脂和熱塑性樹脂的合計量中)的熱塑性樹脂的比率也一並示於表4。
進行了晶片接合薄膜A4~G4的熱固化後的導熱係數的測定。導熱係數由下式求出。結果示於表4。熱固化後
的導熱係數是指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。
(導熱係數)=(熱擴散係數)×(比熱)×(比重)
將晶片接合薄膜層疊為厚度1mm後,沖切成直徑1cm的圓形形狀。接著,以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。使用該樣品,使用雷射閃光法熱測定裝置(ULVAC,Inc.製、TC-9000)測定熱擴散係數。
使用DSC(TA instrument製、Q-2000),利用依照JIS-7123的規定的測定方法求出。
使用電子天平(股份公司島津製作所製、AEL-200),利用阿基米德法來測定。
將(厚度)/(導熱係數)作為熱阻來求出。將30×10-6m2.K/W以下的情况評價為○、大於該數值的情况評價為×。將厚度30μm時是否為1W作為判定基準。結果示於表4。
評價了實施例、比較例的晶片接合薄膜的成形性。具
體而言,將能夠沒有條紋、針孔地進行塗布的情况評價為「○」,將產生了條紋、針孔的情况評價為「×」。結果示於表4。
利用熱層壓,將厚度25μm的晶片接合薄膜A4~G4以10mm×10mm的面積貼附在厚度100μm的玻璃晶片上,製作了樣品晶片。
接著,將樣品晶片以130℃、2kg、2秒鐘的條件接合於BGA基板(Japan Circuit Industrial CO.,LTD製、製品名:CA-BGA(2)、表面十點平均粗糙度(Rz)=11~13μm)。其後,在加壓條件下以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。加熱固化時的加壓具體而言藉由在烘箱內以5kg/cm2填充氮氣來進行。使用光學顯微鏡從進行了接合的樣品晶片的玻璃面側進行觀察。使用二值化軟體(WinRoof ver.5.6)計算空隙在觀察圖像中所占的面積。將空隙所占的面積相對於晶片接合薄膜的表面積未達20%的情况評價為「○」、20%以上的情况評價為「×」。結果示於表4。
以下的各實施例等對應於第五本發明。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))
9.5份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)9.5份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)1份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.2份
(e)球狀氧化鋁填料A(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5.1μm、比表面積:0.5m2/g)60份
(f)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)20份
球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜A5。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))6.8份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)6.9份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)2.3份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:
TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.15份
(e)球狀氧化鋁填料A(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5.1μm、比表面積:0.5m2/g)60份
(f)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)25份
球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜B5。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),調整濃度使得黏
度在室溫下為150mPa.s,得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))6份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)6份
(c)丙烯酸共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)3份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.15份
(e)球狀氧化鋁填料A(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5.1μm、比表面積:0.5m2/g)60份
(f)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)25份
球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量
(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜C5。
使下述(a)~(f)溶解於MEK(甲乙酮),以黏度在室溫下達到150mPa.s的方式調整濃度,從而得到黏接劑組合物溶液。
(a)環氧樹脂(三菱化學股份公司製、製品名:JER827(雙酚A型環氧樹脂)、在常溫下為液態(軟化點為25℃以下))7.3份
(b)酚醛樹脂(具有聯苯芳烷基骨架的酚醛樹脂、明和化成股份公司製、製品名:MEH-7851SS、軟化點67℃、羥基當量203g/eq.)7.3份
(c)丙烯酸類共聚物(Nagase ChemteX Corporation製、製品名:TEISANRESIN SG-P3、重量平均分子量:85萬、玻璃化轉移溫度:12℃)0.4份
(d)固化促進催化劑(北興化學股份公司製、製品名:TPP-MK、四(對甲苯基硼)四苯基鏻)0.15份
(e)球狀氧化鋁填料A(電氣化學工業股份公司製、製品名:DAW-05、平均粒徑:5.1μm、比表面積:0.5m2/g)60份
(f)球狀氧化鋁填料B(Admatechs Co.,Ltd.製、製品名:AO802、平均粒徑:0.7μm、比表面積:7.5m2/g)25份
球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B預先進行了表面處理。表面處理利用乾法來進行,用下式所示的量(矽烷偶聯劑處理量)的矽烷偶聯劑來處理。矽烷偶聯劑使用了信越化學股份公司的KBM503。
(矽烷偶聯劑處理量)=(氧化鋁填料的重量(g)×氧化鋁填料的比表面積(m2/g))/矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)
矽烷偶聯劑的最小覆蓋面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷偶聯劑的分子量
將該黏接劑組合物溶液塗布在進行了聚矽氧烷脫模處理的厚度為50μm的由聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜製成的脫模處理薄膜(剝離襯墊)上,然後以130℃乾燥2分鐘。
由此製作了厚度25μm的晶片接合薄膜D5。
將與實施例15相同的晶片接合薄膜作為比較例9的晶片接合薄膜E5而進行製作。
需要說明的是,實施例、比較例的晶片接合薄膜中的填料整體(球狀氧化鋁填料A和球狀氧化鋁填料B)的平均粒徑、以及填料整體的比表面積如表5所示。另外,填料相對於晶片接合薄膜整體的填充量、樹脂成分中(熱固性樹脂和熱塑性樹脂的合計量中)的熱固性樹脂的比率、樹脂成分中(熱固性樹脂和熱塑性樹脂的合計量中)的熱塑性樹脂的比率也一並示於表5。
測定了晶片接合薄膜A5~E5在熱固化前的130℃下的熔融黏度。測定使用流變儀(HAAKE公司製、RS-1),利用平行板法來進行。即,從各晶片接合薄膜A5~E5採取0.1g作為試樣,將該試樣向預先加熱至130℃的板進行投料。熔融黏度設為從測定開始起300秒後的值。另外,將剪切速率設為5秒-1、將板間的間隙設為0.1mm。結果示於下述表5。
進行了晶片接合薄膜A5~E5的熱固化後的導熱係數
的測定。導熱係數由下式求出。結果示於表5。需要說明的是,熱固化後的導熱係數是指以130℃加熱1小時、接著以175℃加熱5小時後的導熱係數。
(導熱係數)=(熱擴散係數)×(比熱)×(比重)
將晶片接合薄膜層疊為厚度1mm後,沖切成直徑1cm的圓形形狀。接著,以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。使用該樣品,使用雷射閃光法熱測定裝置(ULVAC,Inc.製、TC-9000),測定熱擴散係數。
使用DSC(TA instrument製、Q-2000),利用依照JIS-7123的規定的測定方法求出。
使用電子天平(股份公司島津製作所製、AEL-200),利用阿基米德法來測定。
利用熱層壓,將厚度25μm的晶片接合薄膜A5~E5以10mm×10mm的面積貼附在厚度100μm的玻璃晶片上,製作了樣品晶片。
接著,將樣品晶片以130℃、2kg、2秒鐘的條件接合
於BGA基板(Japan Circuit Industrial CO.,LTD製、製品名:CA-BGA(2)、表面十點平均粗糙度(Rz)=11~13μm)。其後,在實施例14~17中,在加壓條件下以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。加熱固化時的加壓具體而言藉由在烘箱內以5kg/cm2填充氮氣來進行。另外,在比較例9中,在大氣壓下以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。使用光學顯微鏡從進行了接合的樣品晶片的玻璃面側進行觀察。使用二值化軟件(WinRoof ver.5.6)計算空隙在觀察圖像中所占的面積。將空隙所占的面積相對於晶片接合薄膜的表面積未達20%的情况評價為「○」、為20%以上的情况評價為「×」。結果示於表5。
使用熱層壓,將厚度25μm的晶片接合薄膜A5~E5貼附於厚度50μm、10mm×10mm的矽晶片,製作了帶晶片接合薄膜的樣品晶片。接著,使用晶片接合裝置(股份公司新川製、SPA-300)將帶晶片接合薄膜的樣品晶片以130℃、2kg、2秒鐘的條件接合於BGA基板(Japan Circuit Industrial CO.,LTD製、製品名:CA-BGA(2)、表面十點平均粗糙度(Rz)=11~13μm)。其後,在實施例14~17中,在加壓條件下以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。加熱固化時的加壓具體而言藉由在烘箱內以5kg/cm2填充氮氣來進行。另外,在比較例9中,在大氣
壓下以130℃加熱1小時,然後以175℃加熱5小時。
接著,使用封裝樹脂(日立化成股份公司製、GE-100),以在175℃下進行90秒的條件進行模塑,其後,以175℃進行5小時的加熱,使封裝樹脂固化。
接著,以矽晶片為中心,單片化成厚度0.7mm、16mm×16mm的尺寸,以85℃且濕度60%RH的條件吸濕168小時。
按照JEDEC規格對經吸濕的樣品以260℃進行30秒鐘的IR回焊。用超聲波測定裝置(Hitachi Power Solutions Co.,Ltd.製、FineSAT)觀察回焊後的樣品,觀察是否有脫層(晶片接合薄膜與BGA基板的剝離)。對各實施例、比較例各進行9個評價,即使觀察到1個脫層時也評價為「×」、1個脫層也未觀察到時評價為「○」。結果示於表5。
1‧‧‧基材
2‧‧‧黏合劑層
3‧‧‧晶片接合薄膜(熱固型晶片接合薄膜)
4‧‧‧半導體晶圓
10‧‧‧附切割薄片的晶片接合薄膜
11‧‧‧切割片
2a‧‧‧對應3a之部分
2b‧‧‧2a之其它部分
3a‧‧‧工件貼附部分
3b‧‧‧3a之以外部分
Claims (8)
- 一種熱固型晶片接合薄膜,其特徵係熱固化後的導熱係數為1W/m.K以上,其係相對於熱固型晶片接合薄膜整體含有75重量%以上的導熱係數為12W/m.K以上的導熱性粒子,在130℃下,以50秒-1的剪切速率測定的熔融黏度為200Pa.s以下。
- 如請求項1的熱固型晶片接合薄膜,其中前述導熱性粒子的平均粒徑為1μm以上且10μm以下。
- 如請求項1的熱固型晶片接合薄膜,其係含有熱塑性樹脂與熱固性樹脂,將前述熱固性樹脂的含有重量份作為A、將前述熱塑性樹脂的含有重量份作為B時,A/B為5以上。
- 如請求項3的熱固型晶片接合薄膜,其中於前述熱固性樹脂包含軟化點為100℃以下的熱固性樹脂。
- 如請求項3的熱固型晶片接合薄膜,其中前述熱固性樹脂包含在室溫下為液態的熱固性樹脂。
- 一種半導體裝置的製造方法,其特徵係包括以下的步驟:準備請求項1~5中任一項的熱固型晶片接合薄膜的步驟;以及經由前述熱固型晶片接合薄膜,將半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟。
- 一種附切割薄片的晶片接合薄膜,其特徵係請求 項1~5中任一項的熱固型晶片接合薄膜,被層疊於在基材上層疊有黏合劑層的切割薄片上。
- 一種半導體裝置的製造方法,其特徵係包括以下步驟:準備請求項7的附切割薄片的晶片接合薄膜的步驟;將前述附切割薄片的晶片接合薄膜的熱固型晶片接合薄膜與半導體晶圓的背面進行貼合的貼合步驟;將前述半導體晶圓與前述熱固型晶片接合薄膜一起進行切割,形成晶片狀的半導體晶片的切割步驟;將前述半導體晶片與前述熱固型晶片接合薄膜一起從前述附切割薄片的晶片接合薄膜拾取的拾取步驟;以及經由前述熱固型晶片接合薄膜,將前述半導體晶片晶片接合到被黏物上的晶片接合步驟。
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