TW201533214A - 導電性膜狀接著劑、半導體裝置之製造方法及半導體裝置 - Google Patents

導電性膜狀接著劑、半導體裝置之製造方法及半導體裝置 Download PDF

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Abstract

本發明之導電性膜狀接著劑係用於包括如下步驟之半導體裝置之製造方法:經由導電性膜狀接著劑將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟;及於將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟後,將導電性膜狀接著劑於100℃~260℃下加熱3分鐘~300分鐘,藉此使其熱硬化之步驟。

Description

導電性膜狀接著劑、半導體裝置之製造方法及半導體裝置
本發明係關於一種導電性膜狀接著劑、半導體裝置之製造方法及半導體裝置。
於半導體裝置之製造中,將半導體元件接著於金屬引線框架等之方法(所謂黏晶法)始於先前之利用金-矽共晶之方法,而發展為利用焊錫、樹脂膏之方法。目前係利用使用導電性樹脂膏之方法。
然而,於使用樹脂膏之方法中,存在如下問題:因孔隙導致導電性降低;或樹脂膏之厚度不均勻;或因樹脂膏之溢出導致焊墊受到污染。為了解決該等問題,有時使用含有聚醯亞胺樹脂之膜狀接著劑代替樹脂膏(例如,參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平6-145639號公報
於使用如專利文獻1中記載之導電性膜狀接著劑製造半導體裝置之情形時,多數情況下包含將接著劑熱硬化之步驟。然而,若進行熱硬化之時間較長,則每單位時間可製造之半導體裝置之數量減少,可成為成本增大之原因。
本發明係鑒於上述問題點而完成者,其目的在於提供一種可提 高製造效率之膜狀接著劑、半導體裝置之製造方法、及藉由該半導體裝置之製造方法而得之半導體裝置。
本發明之導電性膜狀接著劑係用於包括如下步驟之半導體裝置之製造方法者:經由導電性膜狀接著劑將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟;及於上述將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟後,將上述導電性膜狀接著劑於100℃~260℃下加熱3分鐘~300分鐘,藉此使其熱硬化之步驟。
根據上述構成,藉由將導電性膜狀接著劑於100℃~260℃下加熱3分鐘~300分鐘而使其熱硬化。藉由將加熱時間設為3分鐘~300分鐘之相對較短之時間,可增加每單位時間可製造之半導體裝置之數量。
於上述構成中,較佳為於200℃下加熱硬化180分鐘後之175℃下之儲存彈性模數為1MPa~3000MPa。
若於200℃下加熱硬化180分鐘後之175℃下之儲存彈性模數為1MPa以上,則可獲得良好之打線接合性。又,可防止樹脂密封時之晶片流動。另一方面,若上述儲存彈性模數為3000MPa以下,則即便於對半導體裝置施加衝擊時亦不會過硬,故而變得難以產生導電性膜狀接著劑與晶片之剝離。因此,使用該導電性膜狀接著劑所製造之半導體裝置之良率提高。
於上述構成中,較佳為包含熱硬化性樹脂、使熱硬化性樹脂硬化之硬化劑、及促進熱硬化之促進劑。若包含熱硬化性樹脂、使熱硬化性樹脂硬化之硬化劑、及促進熱硬化之促進劑,則可將熱硬化後之175℃下之儲存彈性模數設為較佳之範圍內。
藉由使導電性膜狀接著劑含有導電性粒子,可賦予導電性。導電性膜狀接著劑中之導電性粒子之含量較佳為30重量%~95重量%。 若未達30重量%,則有難以形成導電路徑之傾向。另一方面,若超過95重量%,則有膜化較難之傾向。又,有對金屬層之密接力降低之傾向。
就導電性優異之理由而言,導電性粒子較佳為選自由金粒子、銀粒子、銅粒子及被覆粒子所組成之群中之至少一種。被覆粒子具備核心粒子及被覆核心粒子之被覆膜。被覆膜較佳為含有選自由金、銀及銅所組成之群中之至少一種。
導電性粒子較佳為含有縱橫比為5以上之板狀粒子,且導電性粒子100重量%中之板狀粒子之含量為5重量%~100重量%。
於含有板狀粒子之導電性膜狀接著劑中,藉由板狀粒子彼此進行面接觸而形成導電路徑。另一方面,若僅調配球狀粒子,則藉由球狀粒子彼此之點接觸而形成導電路徑。因此,含有板狀粒子之導電性膜狀接著劑與僅含有球狀粒子之接著劑相比,可獲得優異之導電性。
導電性粒子較佳為含有球狀之球狀粒子。於球狀粒子之粒度分佈中,較佳為存在兩個以上之峰,於0.2μm~0.8μm之粒徑範圍內存在峰A,於3μm~15μm之粒徑範圍內存在峰B,且峰B之粒徑相對於峰A之粒徑之比為5~15。
於在粒度分佈中存在峰A及峰B之導電性膜狀接著劑中,係於形成峰B之球狀粒子之間(間隙)填充形成峰A之球狀粒子,故而形成大量球狀粒子彼此之接觸點。因此,可獲得優異之導電性。
又,本發明係關於一種半導體裝置之製造方法,其包括:經由導電性膜狀接著劑將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟;及於將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟後,將上述導電性膜狀接著劑於100℃~260℃下加熱3分鐘~300分鐘,藉此使其熱硬化之步驟。
根據上述構成,藉由將導電性膜狀接著劑於100℃~260℃下加熱3分鐘~300分鐘而使其熱硬化。藉由將加熱時間設為3分鐘~300分 鐘之相對較短之時間,可增加每單位時間可製造之半導體裝置之數量。
又,本發明係關於一種藉由上述半導體裝置之製造方法而得之半導體裝置。
根據本發明,可提供一種可提高製造效率之膜狀接著劑、半導體裝置之製造方法、及藉由該半導體裝置之製造方法而得之半導體裝置。
1‧‧‧切晶帶
3‧‧‧膜狀接著劑
4‧‧‧半導體晶圓
5‧‧‧半導體晶片
6‧‧‧被接著體
7‧‧‧接合線
8‧‧‧密封樹脂
10‧‧‧附膜狀接著劑之切晶帶
11‧‧‧基材
12‧‧‧黏著劑層
12a‧‧‧黏著劑層12之與工件貼附部分相對應之部分
12b‧‧‧黏著劑層12之除與工件貼附部分相對應之部分外之其他部分
61‧‧‧附有半導體晶片之被接著體
圖1係膜狀接著劑之概略剖視圖。
圖2係附膜狀接著劑之切晶帶之概略剖視圖。
圖3係變化例之附膜狀接著劑之切晶帶之概略剖視圖。
圖4係表示於附膜狀接著劑之切晶帶上配置有半導體晶圓之情況之概略的剖視圖。
圖5係表示將半導體晶圓單片化之情況之概略的剖視圖。
圖6係附有半導體晶片之被接著體之概略剖視圖。
圖7係半導體裝置之概略剖視圖。
以下,揭示實施形態,對本發明進行詳細說明,但本發明並不僅限定於該等實施形態。
[膜狀接著劑]
如圖1所示,實施形態1之膜狀接著劑3之形態為膜狀。膜狀接著劑3具有導電性及熱硬化性。
膜狀接著劑3係用於包括以下步驟之半導體裝置之製造方法。
經由導電性膜狀接著劑將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟;及於上述將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟後,將上述導電 性膜狀接著劑於100℃~260℃下加熱3分鐘~300分鐘,藉此使其熱硬化之步驟。
於上述進行熱硬化之步驟中,以3分鐘~300分鐘之相對較短之時間將膜狀接著劑3熱硬化,因此可增加每單位時間可製造之半導體裝置之數量。
再者,下文對半導體裝置之製造方法之詳細內容進行說明。
膜狀接著劑3較佳為於200℃下加熱硬化180分鐘後之175℃下之儲存彈性模數為1MPa~3000MPa。若於200℃下加熱硬化180分鐘後之175℃下之儲存彈性模數為1MPa以上,則可獲得良好之打線接合性。又,可防止樹脂密封時之晶片流動。另一方面,若上述儲存彈性模數為3000MPa以下,則即便於對半導體裝置施加衝擊時亦不會過硬,因此變得難以產生導電性膜狀接著劑與晶片之剝離。
膜狀接著劑3於200℃下加熱硬化180分鐘後之175℃下之儲存彈性模數可藉由促進熱硬化之促進劑之含量、或者調配材料之官能基之種類或量進行控制。
膜狀接著劑3較佳為含有熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂,可列舉:天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、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、6-尼龍或6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸系樹脂、PET或PBT等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、或者氟樹脂等。該等熱塑性樹脂中,尤佳為離子性雜質較少、耐熱性較高、且可確保半導體元件之可靠性之丙烯酸系樹脂。
作為丙烯酸系樹脂,並無特別限定,可列舉以具有碳數30以下、尤其是碳數4~18之直鏈或支鏈之烷基之丙烯酸或甲基丙烯酸之酯的一種或兩種以上作為成分之聚合物(丙烯酸系共聚物)等。作為上 述烷基,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、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。
又,作為形成聚合物(丙烯酸系共聚物)之其他單體,並無特別限定,例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、伊康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸或丁烯酸等各種含羧基單體;順丁烯二酸酐或伊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-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯醯胺丙磺酸、(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;或丙烯醯基磷酸2-羥基乙酯等各種含磷酸基單體。
丙烯酸系樹脂中,較佳為重量平均分子量為10萬以上者,更佳為30萬~300萬者,進而較佳為50萬~200萬者。其原因在於若為上述數值範圍內,則接著性及耐熱性優異。再者,重量平均分子量係藉由GPC(凝膠滲透層析法)進行測定,並藉由聚苯乙烯換算所算出之值。
熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度較佳為-40℃以上,更佳為-35℃以上,進而較佳為-25℃以上。若未達-40℃,則有膜狀接著劑3發黏而與切晶帶過分黏合、拾取性變差之傾向。又,熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度較佳為-5℃以下,更佳為-10℃以下,進而較佳為-11℃以下。若超過-10℃,則有彈性模數變高、於40℃左右之低溫下難以將膜狀接著劑3貼附於半導體晶圓(低溫貼附性降低)之傾向。又,若熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度為-5℃以下,則可提高膜狀接著劑3於熱硬化溫度 附近之流動性,變得容易藉由壓力下之加熱而消除孔隙。
於本說明書中,熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度係指藉由Fox式所求出之理論值。
又,作為求出玻璃轉移溫度之其他方法,亦有藉由利用示差掃描熱量計(DSC,differential scanning calorimeter)所測定之最大熱吸收峰時之溫度求出熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度之方法。具體而言,使用示差掃描熱量計(TA Instruments公司製造之「Q-2000」),於較預測之試樣之玻璃轉移溫度(預測溫度)高約50℃之溫度下將欲測定之試樣加熱10分鐘後,冷卻至較預測溫度低50℃之溫度下進行預處理,其後,於氮氣環境下,以升溫速度5℃/min進行升溫並測定吸熱起始點溫度,將其作為玻璃轉移溫度。
膜狀接著劑3較佳為含有熱硬化性樹脂等硬化性樹脂、及硬化劑。藉此,可提高熱穩定性。
作為硬化性樹脂,可列舉:酚樹脂、胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚矽氧樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂等。尤佳為含有腐蝕半導體元件之離子性雜質等較少之環氧樹脂。又,作為環氧樹脂之硬化劑,較佳為酚樹脂或咪唑系化合物。
環氧樹脂並無特別限定,例如可使用: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、茀型、酚系酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三羥基苯基甲烷型、四酚基乙烷型等二官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂;或者乙內醯脲型、異氰尿酸三縮水甘油酯型或縮水甘油胺型等環氧樹脂。該等環氧樹脂中,尤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酚基乙烷型環氧樹脂。其原因在於:該等環氧樹脂富於與作為硬化劑之酚樹脂之反應性,耐熱性等優異。
酚樹脂係作為環氧樹脂之硬化劑而發揮作用者,例如可列舉: 酚系酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、第三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樹脂、可溶酚醛型酚樹脂;聚對羥基苯乙烯等聚氧基苯乙烯等。該等酚樹脂中,尤佳為酚系酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂。其原因在於可提高半導體裝置之連接可靠性。
咪唑系化合物例如可列舉: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-氰乙基-2-甲基咪唑(商品名,2MZ-CN)、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑(商品名,C11Z-CN)、1-氰乙基-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-均三(商品名,2MZ-A)、2,4-二胺基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三(商品名,C11Z-A)、2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三(商品名,2E4MZ-A)、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三異三聚氰酸加成物(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有限公司製造)。
環氧樹脂與酚樹脂之調配比率較佳為例如以相對於環氧樹脂成分中之環氧基1當量,酚樹脂中之羥基成為0.5~2.0當量之方式進行調配。更佳為0.8~1.2當量。即,其原因在於:若兩者之調配比率為上述範圍外,則不會進行充分之硬化反應,硬化物之特性變得容易劣化。
膜狀接著劑3較佳為含有於25℃下為固形之硬化性樹脂及於25℃下為液狀之硬化性樹脂。藉此,可獲得良好之低溫貼附性。
於本說明書中,所謂於25℃下為液狀係指於25℃下黏度未達5000Pa.s。另一方面,所謂於25℃下為固形係指於25℃下黏度為5000Pa.s以上。
再者,黏度可使用Thermo Scientific公司製造之型號HAAKE Roto VISCO1進行測定。
於膜狀接著劑3中,硬化性樹脂100重量%中之25℃下為固形之硬化性樹脂之含量較佳為10重量%以上,更佳為12重量%以上。若未達10重量%,則有膜狀接著劑3發黏而與切晶帶過分黏合、拾取性變差之傾向。
另一方面,硬化性樹脂100重量%中之25℃下為固形之硬化性樹脂之含量較佳為60重量%以下,更佳為30重量%以下,進而較佳為20重量%以下。若超過60重量%,則有於40℃左右之低溫下變得難以將膜狀接著劑3貼附於半導體晶圓(低溫貼附性降低)之傾向。
膜狀接著劑3中之熱塑性樹脂及硬化性樹脂之合計含量較佳為5重量%以上,更佳為10重量%以上。若為5重量%以上,則易於保持作為膜之形狀。又,熱塑性樹脂及硬化性樹脂之合計含量較佳為70重量%以下,更佳為60重量%以下。若為70重量%以下,則導電性粒子較佳地表現出導電性。
於膜狀接著劑3中,熱塑性樹脂之重量/硬化性樹脂之重量較佳為50/50~10/90,更佳為40/60~15/85。若熱塑性樹脂之比率多於50/50,則有熱穩定性變差之傾向。另一方面,若熱塑性樹脂之比率少於10/90,則有膜化變難之傾向。
膜狀接著劑3較佳為含有導電性粒子。藉此可賦予導電性。作為導電性粒子,可列舉金粒子、銀粒子、銅粒子、被覆粒子等。
被覆粒子具備核心粒子及被覆核心粒子之被覆膜。核心粒子可為導電性、非導電性中之任一種,例如,可使用玻璃粒子等。作為被 覆膜,可列舉含有金之膜、含有銀之膜、含有銅之膜等。
導電性粒子之平均粒徑並無特別限定,較佳為相對於膜狀接著劑3之厚度為0.001倍以上(膜狀接著劑3之厚度×0.001以上),更佳為0.1倍以上。若未達0.001倍,則有難以形成導電路徑、導電性不穩定之傾向。又,導電性粒子之平均粒徑較佳為相對於膜狀接著劑3之厚度為1倍以下(膜狀接著劑3之厚度以下),更佳為0.8倍以下。若超過1倍,則存在引起晶片破裂之危險性。
再者,導電性粒子之平均粒徑係藉由光度式之粒度分佈計(HORIBA製造,裝置名:LA-910)所求出之值。
導電性粒子之比重較佳為0.7以上,更佳為1以上。若未達0.7,則於製作接著劑組合物溶液(清漆)時導電性粒子上浮,有導電性粒子之分散變得不均勻之虞。又,導電性粒子之比重較佳為22以下,更佳為21以下。若超過22,則導電性粒子容易下沈,有導電性粒子之分散變得不均勻之虞。
導電性粒子可含有板狀粒子、球狀粒子、針狀粒子、絲狀粒子等。其中,較佳為導電性粒子含有板狀粒子、球狀粒子。
作為板狀粒子,例如,可列舉縱橫比為5以上之板狀粒子。若為5以上,則板狀粒子彼此容易進行面接觸,而容易形成導電路徑。縱橫比較佳為8以上,更佳為10以上。另一方面,縱橫比較佳為10000以下,更佳為100以下,進而較佳為70以下,尤佳為50以下。
板狀粒子之縱橫比係平均長徑相對於平均厚度之比(平均長徑/平均厚度)。
於本說明書中,板狀粒子之平均長徑係藉由利用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察膜狀接著劑3之剖面,並對隨機選擇之100個板狀粒子之長徑進行測定而得之平均值。
又,板狀粒子之平均厚度係藉由利用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀 察膜狀接著劑3之剖面,並對隨機選擇之100個板狀粒子之厚度進行測定而得之平均值。
板狀粒子之平均長徑較佳為0.5μm以上,更佳為1.0μm以上。若為0.5μm以上,則板狀粒子之接觸機率變高而變得易於導通。
另一方面,板狀粒子之平均長徑較佳為50μm以下,更佳為30μm以下。若為50μm以下,則於塗佈清漆階段難以產生粒子沈降,而可製作穩定之塗佈清漆。
導電性粒子100重量%中之板狀粒子之含量較佳為5重量%以上,更佳為10重量%以上。導電性粒子100重量%中之板狀粒子之含量亦可為100重量%,但較佳為50重量%以下,更佳為20重量%以下。
導電性粒子較佳為含有球狀之球狀粒子。
於球狀粒子之粒度分佈中,較佳為至少存在峰A及峰B。例如,較佳為於0.2μm~0.8μm之粒徑範圍內存在峰A,於3μm~15μm之粒徑範圍內存在峰B。於膜狀接著劑3中,藉由於形成峰B之球狀粒子之間填充形成峰A之球狀粒子,可大量形成球狀粒子彼此之接觸點。因此,可獲得優異之導電性。
若峰A存在於0.2μm以上之粒徑範圍內,則難以產生球狀粒子彼此之凝聚。
較佳為峰A存在於0.5μm以上之粒徑範圍內。
若峰A存在於0.8μm以下之粒徑範圍內,則可將形成峰A之球狀粒子填充於形成峰B之球狀粒子之間。較佳為峰A存在於0.75μm以下之粒徑範圍內。
若峰B存在於3μm以上之粒徑範圍內,則可將形成峰A之球狀粒子填充於形成峰B之球狀粒子之間。較佳為峰B存在於3.5μm以上之粒徑範圍內。
若峰B存在於15μm以下之粒徑範圍內,則可抑制製成膜狀時之 表面粗糙度,而可使其穩定地接著於被接著體。峰B較佳為存在於10μm以下之粒徑範圍內,更佳為存在於8μm以下之粒徑範圍內,進而較佳為存在於6μm以下之粒徑範圍內。
峰B之粒徑相對於峰A之粒徑之比(峰B之粒徑/峰A之粒徑)較佳為5以上,更佳為7以上。若為5以上,則可將形成峰A之球狀粒子填充於形成峰B之球狀粒子之間。
另一方面,峰B之粒徑相對於峰A之粒徑之比較佳為15以下,更佳為10以下。若為15以下,則可高度填充球狀粒子。
於球狀粒子之粒度分佈中,亦可存在峰A及峰B以外之峰。
球狀粒子之平均粒徑較佳為1μm以上,更佳為1.5μm以上。若為1μm以上,則可獲得良好之凹凸追隨性。又,球狀粒子之平均粒徑較佳為10μm以下,更佳為8μm以下,進而較佳為5μm以下。若為10μm以下,則膜成形性良好。
再者,球狀粒子之粒度分佈及平均粒徑可藉由下述方法測定。
球狀粒子之粒度分佈及平均粒徑之測定
將膜狀接著劑3裝入坩堝中,灼燒而使膜狀接著劑3灰化。將所得之灰分分散於純水中,並進行10分鐘之超音波處理,使用雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置(Beckman Coulter公司製造,「LS 13 320」;濕式法)求出粒度分佈(體積基準)及平均粒徑。
導電性粒子100重量%中之球狀粒子之含量較佳為5重量%以上,更佳為80重量%以上,進而較佳為90重量%以上,尤佳為100重量%。
膜狀接著劑3中之導電性粒子之含量較佳為30重量%以上,更佳為40重量%以上,進而較佳為60重量%以上,尤佳為70重量%以上。若未達30重量%,則有難以形成導電路徑之傾向。又,導電性粒子之含量較佳為95重量%以下,更佳為94重量%以下。若超過95重量%,則有難以膜化之傾向。又,有密接力降低之傾向。
膜狀接著劑3較佳為含有促進熱硬化之促進劑。藉此,可促進環氧樹脂與酚樹脂等硬化劑之熱硬化。
作為上述促進劑,並無特別限定,例如可列舉:四苯基硼酸四苯基鏻(商品名,TPP-K)、四苯基鏻二氰胺(商品名,TPP-DCA)、四對三硼酸四苯基鏻(商品名,TPP-MK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名,TPP-S)等磷-硼系硬化促進劑(均為北興化學工業股份有限公司製造)。
又,作為上述促進劑,例如可列舉: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-氰乙基-2-甲基咪唑(商品名,2MZ-CN)、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑(商品名,C11Z-CN)、1-氰乙基-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-均三(商品名,2MZ-A)、2,4-二胺基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三(商品名,C11Z-A)、2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三(商品名,2E4MZ-A)、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三異三聚氰酸加成物(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)等咪唑系硬化促進劑(均為四國化成工業股份有限公司製造)。
其中,就膜狀接著劑之保存性之觀點而言,較佳為潛伏性優異之四苯基硼酸四苯基鏻(商品名,TPP-K)、或四苯基鏻二氰胺(商品名,TPP-DCA)。
上述促進劑之含量可適當設定,相對於膜狀接著劑之構成材料 中除導電性粒子以外之材料之100重量份,較佳為0.05~10重量份,更佳為0.1~5重量份。
膜狀接著劑3中除上述成分以外,亦可適當含有通常用於膜製造之調配劑、例如交聯劑等。
膜狀接著劑3可藉由通常之方法製造。例如,製作含有上述各成分之接著劑組合物溶液,以成為特定厚度之方式將接著劑組合物溶液塗佈於基材隔離件上而形成塗佈膜後,將該塗佈膜乾燥,藉此可製造膜狀接著劑3。
作為用於接著劑組合物溶液之溶劑,並無特別限定,較佳為可將上述各成分均勻溶解、混練或分散之有機溶劑。例如可列舉:二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺;N-甲基吡咯啶酮、丙酮、甲基乙基酮、環己酮等酮系溶劑;甲苯、二甲苯等。塗佈方法並無特別限定。作為塗佈溶劑之方法,例如可列舉:模嘴塗佈機、凹版塗佈機、輥式塗佈機、反向塗佈機、缺角輪塗佈機、管式刮刀塗佈機、網版印刷等。其中,就塗佈厚度之均一性較高之方面而言,較佳為模嘴塗佈機。
作為基材隔離件,可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯,或者藉由氟系剝離劑、丙烯酸長鏈烷基酯系剝離劑等剝離劑進行表面塗佈之塑膠膜或紙等。作為接著劑組合物溶液之塗佈方法,例如可列舉:輥式塗佈、網版塗佈、凹版塗佈等。又,塗佈膜之乾燥條件並無特別限定,例如,可於乾燥溫度70~160℃、乾燥時間1~5分鐘下進行。
作為膜狀接著劑3之製造方法,例如亦較佳為藉由混合機將上述各成分混合,並將所得之混合物壓製成形而製造膜狀接著劑3之方法等。作為混合機,可列舉行星式混合機等。
膜狀接著劑3之厚度並無特別限定,較佳為5μm以上,更佳為15μm以上。若未達5μm,則存在產生不與產生翹曲之半導體晶圓或半 導體晶片接著之部位而接著面積變得不穩定之情形。又,膜狀接著劑3之厚度較佳為100μm以下,更佳為50μm以下。若超過100μm,則存在因晶粒黏著之荷重導致膜狀接著劑3過度溢出而污染焊墊之情形。
膜狀接著劑3之表面粗糙度(Ra)較佳為0.1~5000nm。若未達0.1nm,則於調配上較為困難。另一方面,若超過5000nm,則有於晶粒黏著時對被接著體之貼附性降低之虞。
膜狀接著劑3之電阻率越低越佳,例如為9×10-2Ω.m以下。若為9×10-2Ω.m以下,則導電性良好,可應對小型、高密度安裝。另一方面,電阻率較佳為1×10-6Ω.m以上。
膜狀接著劑3之熱導率越高越佳,例如為0.5W/m.K以上。若為0.5W/m.K以上,則散熱性良好,可應對小型、高密度安裝。另一方面,若未達0.5W/m.K,則散熱性較差,有熱積存而使導電性惡化之虞。
膜狀接著劑3之120℃之拉伸儲存彈性模數較佳為10MPa以下,更佳為5MPa以下。若為10MPa以下,則熱硬化溫度附近之膜狀接著劑3之流動性較高,容易藉由壓力下之加熱而消除孔隙。120℃之拉伸儲存彈性模數較佳為0.01MPa以上,更佳為0.05MPa以上。若為0.01MPa以上,則膜狀接著劑3難以溢出。
120℃之拉伸儲存彈性模數可藉由以下方法進行測定。
120℃之拉伸儲存彈性模數之測定
自膜狀接著劑3切下長30mm、寬10mm、厚400μm之短條狀之測定片。關於測定片,使用固定黏彈性測定裝置(RSA-II,Rheometric Scientific公司製造),以夾頭寬22.6mm,於頻率1Hz、升溫速度10℃/min之條件下測定0℃~200℃下之拉伸儲存彈性模數。
120℃之拉伸儲存彈性模數可藉由熱塑性樹脂之玻璃轉移溫度、 導電性粒子之調配量等進行控制。例如,藉由調配玻璃轉移溫度較低之熱塑性樹脂,可降低120℃之拉伸儲存彈性模數。
膜狀接著劑3可用於半導體裝置之製造。其中,可尤佳地用於功率半導體裝置之製造。具體而言,可用作將引線框架等被接著體與半導體晶片進行接著(晶粒黏著)之晶粒黏著膜。作為被接著體,可列舉引線框架、內插器、半導體晶片等。其中,較佳為引線框架。
膜狀接著劑3較佳為以附膜狀接著劑之切晶帶之形態使用。若以該形態使用,則可處理貼附於附膜狀接著劑之切晶帶之狀態之半導體晶圓,因此可減少單個處理半導體晶圓之機會,處理性較為良好。因此,即便為近年薄型之半導體晶圓,亦可良好地處理。
[附膜狀接著劑之切晶帶]
對附膜狀接著劑之切晶帶進行說明。
如圖2所示,附膜狀接著劑之切晶帶10具備切晶帶1、及配置於切晶帶1上之膜狀接著劑3。切晶帶1具備基材11及配置於基材11上之黏著劑層12。膜狀接著劑3係配置於黏著劑層12上。
如圖3所示,附膜狀接著劑之切晶帶10亦可採用僅於工件(半導體晶圓4等)貼附部分形成有膜狀接著劑3之構成。
基材11係成為附膜狀接著劑之切晶帶10之強度母體者,較佳為具有紫外線透過性者。作為基材11,例如可列舉: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-乙酸乙烯酯共聚物、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、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯;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、氟樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素系樹脂、聚矽氧樹脂、金屬(箔)、紙等。
為了提高與鄰接之層之密接性、保持性等,可對基材11之表面實施慣用之表面處理,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性或物理性處理、利用底塗劑(例如,下文所述之黏著物質)之塗佈處理。
基材11之厚度並無特別限制,可適當決定,通常為5~200μm左右。
作為用以形成黏著劑層12之黏著劑,並無特別限制,例如可使用丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等通常之感壓性接著劑。作為感壓性接著劑,就避免半導體晶圓或玻璃等之污染之電子零件之利用超純水或醇等有機溶劑之淨化清洗性等方面而言,較佳為以丙烯酸系聚合物作為基礎聚合物之丙烯酸系黏著劑。
作為丙烯酸系聚合物,例如可列舉將(甲基)丙烯酸烷基酯(例如,甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、第二丁酯、第三丁酯、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、二十烷基酯等烷基之碳數1~30、尤其是碳數4~18之直鏈狀或支鏈狀之烷基酯等)及(甲基)丙烯酸環烷基酯(例如,環戊酯、環己酯等)中之一種或兩種以上用作單體成分之丙烯酸系聚合物等。再者,所謂(甲基)丙烯酸酯係指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯,本發明之所謂(甲基)全部為同樣之含義。
以凝聚力、耐熱性等之改質為目的,丙烯酸系聚合物亦可視需要而含有和可與上述(甲基)丙烯酸烷基酯或環烷基酯共聚合之其他單體成分相對應之單元。作為此種單體成分,例如可列舉: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、伊康 酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、丁烯酸等含羧基單體;順丁烯二酸酐、伊康酸酐等酸酐單體;(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)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基單體;丙烯醯基磷酸2-羥基乙酯等含磷酸基單體;丙烯醯胺、丙烯腈等。該等可共聚合之單體成分可使用一種或兩種以上。該等可共聚合之單體之使用量較佳為全部單體成分之40重量%以下。
進而,為了進行交聯,丙烯酸系聚合物亦可視需要而含有多官能性單體等作為共聚合用單體成分。作為此種多官能性單體,例如可列舉: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、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯等。該等多官能性單體亦可使用一種或兩種以上。就黏著特性等方面而言,多官能性單體之使用量較佳為全部單體成分之30重量%以下。
丙烯酸系聚合物可藉由使單一單體或兩種以上之單體混合物進行聚合而得。聚合可藉由溶液聚合、乳化聚合、塊狀聚合、懸浮聚合等任意方式進行。就防止對潔淨之被接著體之污染等方面而言,較佳為低分子量物質之含量較小。就該方面而言,丙烯酸系聚合物之數量平均分子量較佳為30萬以上,進而較佳為40萬~300萬左右。
又,為了提高作為基礎聚合物之丙烯酸系聚合物等之數量平均 分子量,於上述黏著劑中亦可適當採用外部交聯劑。作為外部交聯方法之具體方法,可列舉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之交聯劑並使其反應之方法。於使用外部交聯劑之情形時,其使用量係根據與應交聯之基礎聚合物之平衡、進而根據作為黏著劑之使用用途而適當決定。通常,相對於上述基礎聚合物100重量份,較佳為調配5重量份左右以下,進而較佳為調配0.1~5重量份。進而,除上述成分以外,於黏著劑中亦可視需要而使用先前公知之各種黏著賦予劑、抗老化劑等添加劑。
黏著劑層12可藉由放射線硬化型黏著劑而形成。放射線硬化型黏著劑可藉由照射紫外線等放射線,增大交聯度,而容易地降低其黏著力。
藉由僅對如圖2所示之黏著劑層12之與工件貼附部分相對應之部分12a照射放射線,可設置與其他部分12b之黏著力之差。於該情形時,由未硬化之放射線硬化型黏著劑所形成之上述部分12b與膜狀接著劑3黏著,可確保切晶時之保持力。
又,藉由將如圖3所示之膜狀接著劑3與放射線硬化型黏著劑層12一併硬化,可形成黏著力顯著降低之上述部分12a。於該情形時,可將晶圓環固定於由未硬化之放射線硬化型黏著劑所形成之上述部分12b。
即,於藉由放射線硬化型黏著劑形成黏著劑層12之情形時,較佳為以成為黏著劑層12中之上述部分12a之黏著力<其他部分12b之黏著力之方式對上述部分12a照射放射線。
放射線硬化型黏著劑可無特別限制地使用具有碳-碳雙鍵等放射線硬化性之官能基、且呈現黏著性者。作為放射線硬化型黏著劑,例如,可例示於上述丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等通常之感壓性黏著劑中調配放射線硬化性之單體成分或低聚物成分而成之添加型之放 射線硬化型黏著劑。
作為所調配之放射線硬化性之單體成分,例如可列舉:胺基甲酸酯低聚物、(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯、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。又,放射線硬化性之低聚物成分可列舉胺基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚丁二烯系等各種低聚物,其分子量為100~30000左右之範圍者較為合適。放射線硬化性之單體成分或低聚物成分之調配量可根據上述黏著劑層之種類,適當決定可降低黏著劑層之黏著力之量。通常,相對於構成黏著劑之丙烯酸系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。
又,作為放射線硬化型黏著劑,除上述所說明之添加型放射線硬化型黏著劑以外,亦可列舉使用聚合物側鏈或主鏈中或者主鏈末端具有碳-碳雙鍵者作為基礎聚合物之內在型放射線硬化型黏著劑。由於內在型放射線硬化型黏著劑無需含有、或並未大量含有作為低分子成分之低聚物成分等,因此不存在低聚物成分等於黏著劑中經時性移動之情況,而可形成穩定之層結構之黏著劑層,故而較佳。
上述具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物可無特別限制地使用具有碳-碳雙鍵、且具有黏著性者。作為此種基礎聚合物,較佳為以丙烯酸系聚合物作為基本骨架者。作為丙烯酸系聚合物之基本骨架,可列舉上述例示之丙烯酸系聚合物。
對上述丙烯酸系聚合物導入碳-碳雙鍵之方法並無特別限制,可採用各種方法,分子設計容易的是將碳-碳雙鍵導入聚合物側鏈。例如,可列舉如下方法:預先使丙烯酸系聚合物與具有官能基之單體共聚合後,與具有可與該官能基反應之官能基及碳-碳雙鍵之化合物於 維持碳-碳雙鍵之放射線硬化性之狀態下進行縮合或加成反應。
作為該等官能基之組合之例,可列舉:羧酸基與環氧基、羧酸基與氮丙啶基、羥基與異氰酸酯基等。該等官能基之組合中,就追蹤反應之容易性而言,較佳為羥基與異氰酸酯基之組合。又,只要為藉由該等官能基之組合而產生上述具有碳-碳雙鍵之丙烯酸系聚合物之組合,則官能基可位於丙烯酸系聚合物與上述化合物中之任一側,於上述較佳之組合中,較佳為丙烯酸系聚合物具有羥基,且上述化合物具有異氰酸酯基之情形。於該情形時,作為具有碳-碳雙鍵之異氰酸酯化合物,例如可列舉:甲基丙烯醯基異氰酸酯、異氰酸2-甲基丙烯醯氧基乙酯、異氰酸間異丙烯基-α,α-二甲基苄酯等。又,作為丙烯酸系聚合物,可使用使上述例示之含羥基單體或2-羥基乙基乙烯醚、4-羥基丁基乙烯醚、二乙二醇單乙烯醚之醚系化合物等共聚合而成者。
上述內在型放射線硬化型黏著劑可單獨使用上述具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物(尤其是丙烯酸系聚合物),但亦可以不會使特性惡化之程度調配上述放射線硬化性之單體成分或低聚物成分。放射線硬化性之低聚物成分等通常相對於基礎聚合物100重量份,為30重量份之範圍內,較佳為0~10重量份之範圍。
於藉由紫外線等進行硬化之情形時,於上述放射線硬化型黏著劑中含有光聚合起始劑。作為光聚合起始劑,例如可列舉: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-啉基丙烷-1等苯乙酮系化合物;安息香乙醚、安息香異丙醚、茴香偶姻甲醚等安息香醚系化合物;苯偶醯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-丙二酮-2-(o-乙氧基羰基)肟等光活性肟系化合物;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系化合物;9-氧硫、2-氯-9-氧硫、2-甲基-9-氧硫、2,4-二甲基-9-氧硫、異丙基-9-氧硫、2,4-二氯-9-氧硫、2,4-二乙基-9-氧硫、2,4-二異丙基-9-氧硫等9-氧硫系化合物;樟腦醌;鹵化酮;醯基氧化膦;醯基膦酸酯等。光聚合起始劑之調配量相對於構成黏著劑之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。
又,作為放射線硬化型黏著劑,例如可列舉於日本專利特開昭60-196956號公報中所揭示之含有具有兩個以上不飽和鍵之加成聚合性化合物、具有環氧基之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起始劑之橡膠系黏著劑或丙烯酸系黏著劑等。
於上述放射線硬化型之黏著劑層12中亦可視需要而含有藉由照射放射線而著色之化合物。藉由使黏著劑層12含有藉由照射放射線而著色之化合物,可僅對被放射線照射之部分進行著色。藉由照射放射線而著色之化合物係於照射放射線前為無色或淡色,但藉由照射放射線而成為有色之化合物,例如可列舉隱色染料等。藉由照射放射線而著色之化合物之使用比率可適當設定。
黏著劑層12之厚度並無特別限定,就同時實現晶片切斷面之缺損防止及膜狀接著劑3之固定保持等方面而言,較佳為1~50μm左右。較佳為2~30μm,進而較佳為5~25μm。
附膜狀接著劑之切晶帶10之膜狀接著劑3較佳為由隔離件保護(未圖示)。隔離件具有作為供於實用前保護膜狀接著劑3之保護材之功能。於將工件貼合於膜狀接著劑3上時將隔離件剝離。作為隔離件,亦可使用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯,或者藉由氟系剝離劑、丙烯酸長鏈烷基酯系剝離劑等剝離劑進行表面塗佈之塑膠 膜或紙等。
附膜狀接著劑之切晶帶10可藉由通常之方法製造。例如,藉由將切晶帶1之黏著劑層12與膜狀接著劑3貼合而可製造附膜狀接著劑之切晶帶10。
於剝離溫度25℃、剝離速度300mm/min之條件下將膜狀接著劑3自切晶帶1剝離時之剝離力較佳為0.01~3.00N/20mm。若未達0.01N/20mm,則於切晶時有產生晶片飛揚之虞。另一方面,若超過3.00N/20mm,則有拾取變得困難之傾向。
[半導體裝置之製造方法]
對半導體裝置之製造方法進行說明。
如圖4所示,將附膜狀接著劑之切晶帶10壓接於半導體晶圓4。作為半導體晶圓4,可列舉矽晶圓、碳化矽晶圓、化合物半導體晶圓等。作為化合物半導體晶圓,可列舉氮化鎵晶圓等。
作為壓接方法,例如可列舉藉由壓接輥等按壓設備進行按壓之方法等。
壓接溫度(貼附溫度)較佳為35℃以上,更佳為37℃以上。壓接溫度之上限較低者為佳,較佳為50℃以下,更佳為45℃以下。藉由於低溫下進行壓接,可防止對半導體晶圓4之熱影響,而可抑制半導體晶圓4之翹曲。
又,壓力較佳為1×105Pa~1×107Pa,更佳為2×105Pa~8×106Pa。
繼而,如圖5所示,進行半導體晶圓4之切晶。即,將半導體晶圓4切斷為特定尺寸使其單片化,而切割成半導體晶片5。切晶係按照常規方法進行。又,於本步驟中,例如可採用切至附膜狀接著劑之切晶帶10之被稱為全切之切斷方式等。作為本步驟所使用之切晶裝置,並無特別限定,可使用先前公知者。又,由於半導體晶圓4係藉由附 膜狀接著劑之切晶帶10而接著固定,因此可抑制晶片缺損或晶片飛揚,並且亦可抑制半導體晶圓4之破損。
為了將接著固定於附膜狀接著劑之切晶帶10之半導體晶片5剝離,而進行半導體晶片5之拾取。作為拾取之方法,並無特別限定,可採用先前公知之各種方法。例如,可列舉藉由針將各個半導體晶片5自附膜狀接著劑之切晶帶10側頂起,並藉由拾取裝置拾取被頂起之半導體晶片5之方法等。
此處,於黏著劑層12為紫外線硬化型之情形時,拾取係於對該黏著劑層12照射紫外線後進行。藉此,黏著劑層12對膜狀接著劑3之黏著力降低,半導體晶片5之剝離變得容易。其結果為,可於不損傷半導體晶片5之情況下實現拾取。照射紫外線時之照射強度、照射時間等條件並無特別限定,可視需要而適當設定。
如圖6所示,將所拾取之半導體晶片5經由膜狀接著劑3而接著固定於被接著體6,從而獲得附有半導體晶片之被接著體61。附有半導體晶片之被接著體61具備被接著體6、配置於被接著體6上之膜狀接著劑3、及配置於膜狀接著劑3上之半導體晶片5。
晶粒黏著溫度較佳為80℃以上,更佳為90℃以上。又,晶粒黏著溫度較佳為150℃以下,更佳為130℃以下。藉由設為150℃以下,可防止產生晶粒黏著後之翹曲。
繼而,藉由對附有半導體晶片之被接著體61進行加熱,將膜狀接著劑3熱硬化,而將半導體晶片5與被接著體6黏牢。熱硬化時之溫度條件為100℃~260℃之範圍內,較佳為110℃~230℃之範圍內,更佳為120℃~200℃之範圍內。又,在熱硬化時維持於上述溫度下之時間條件為3分鐘~300分鐘之範圍內,較佳為10分鐘~240分鐘之範圍內,更佳為30分鐘~180分鐘之範圍內。由於加熱時間為3分鐘~300分鐘之相對較短之時間,因此可增加每單位時間可製造之半導體裝置 之數量。
熱硬化較佳為於加壓下進行。若於加壓下將膜狀接著劑3熱硬化,則可消除存在於膜狀接著劑3與被接著體6之間之孔隙,而可確保膜狀接著劑3與被接著體6接觸之面積。
作為於加壓下進行加熱之方法,例如,可列舉對配置於填充有惰性氣體之腔室內之附有半導體晶片之被接著體61進行加熱之方法等。
加壓環境之壓力較佳為0.5kg/cm2(4.9×10-2MPa)以上,更佳為1kg/cm2(9.8×10-2MPa)以上,進而較佳為5kg/cm2(4.9×10-1MPa)以上。若為0.5kg/cm2以上,則可容易地消除存在於膜狀接著劑3與被接著體6之間之孔隙。加壓環境之壓力較佳為20kg/cm2(1.96MPa)以下,更佳為18kg/cm2(1.77MPa)以下,進而較佳為15kg/cm2(1.47MPa)以下。若為20kg/cm2以下,則可抑制因過度加壓引起之膜狀接著劑3之溢出。
於加壓下進行加熱時之加熱溫度較佳為100℃以上,更佳為110℃以上,進而較佳為120℃以上,尤佳為170℃以上。若為100℃以上,則可將膜狀接著劑3製成適當之硬度,且藉由加壓固化可使孔隙有效地消失。
加熱溫度較佳為260℃以下,更佳為200℃以下,更佳為180℃以下。若為260℃以下,則可防止硬化前膜狀接著劑3之分解。
於加壓下進行加熱時之加熱時間較佳為3分鐘以上,更佳為15分鐘以上,進而較佳為30分鐘以上。若為3分鐘以上,則可充分獲得加壓之效果。加熱時間較佳為300分鐘以下,更佳為180分鐘以下,進而較佳為120分鐘以下,進而更佳為60分鐘以下。
繼而,進行藉由接合線7將被接著體6之端子部(內引線)之前端與半導體晶片5上之電極墊(未圖示)電性連接之打線接合步驟。作為接 合線7,例如可使用金線、鋁線或銅線等。進行打線接合時之溫度較佳為80℃以上,更佳為120℃以上,且該溫度較佳為250℃以下,更佳為175℃以下。又,其加熱時間係進行數秒~數分鐘(例如,1秒~1分鐘)。接線係於以成為上述溫度範圍內之方式而被加熱之狀態下,藉由併用超音波之振動能與外加加壓之壓接能而進行。
繼而,進行藉由密封樹脂8將半導體晶片5進行密封之密封步驟。本步驟係為了保護搭載於被接著體6之半導體晶片5或接合線7而進行。本步驟係藉由利用模具將密封用樹脂成型而進行。作為密封樹脂8,例如使用環氧系之樹脂。進行樹脂密封時之加熱溫度較佳為165℃以上,更佳為170℃以上,且該加熱溫度較佳為185℃以下,更佳為180℃以下。
亦可視需要而進一步對密封物進行加熱(後硬化步驟)。藉此,可將密封步驟中硬化不足之密封樹脂8完全硬化。加熱溫度可適當設定。
如以上所述,於實施形態1中,藉由包括如下步驟之方法製造半導體裝置:經由膜狀接著劑3將半導體晶片5黏晶於被接著體6上之步驟;及於將半導體晶片5黏晶於被接著體6上之步驟後,於加壓下對膜狀接著劑3進行加熱,藉此使其熱硬化之步驟。
更具體而言,實施形態1之方法包括:將半導體晶圓4配置於附膜狀接著劑之切晶帶10之膜狀接著劑3上之步驟;對配置於膜狀接著劑3上之半導體晶圓4進行切晶而形成半導體晶片5之步驟;將半導體晶片5與膜狀接著劑3一併拾取之步驟;經由膜狀接著劑3將半導體晶片5黏晶於被接著體6上之步驟;及於將半導體晶片5黏晶於被接著體6上之步驟後,於加壓下對膜狀接著劑3進行加熱,藉此使其熱硬化之步驟。
[實施例]
以下,使用實施例對本發明進行詳細說明,但本發明只要不超過其主旨,則並不限定於以下之實施例。
對實施例所使用之成分進行說明。
Teisan Resin SG-280 EK23:Nagase chemteX股份有限公司製造之Teisan Resin SG-280 EK23(熱塑性樹脂,Mw:90萬,酸值:30mgKOH/g)
Teisan Resin SG-70L:Nagase chemteX股份有限公司製造之Teisan Resin SG-70L(含有羧基之丙烯酸系共聚物,Mw:90萬,酸值:5mgKOH/g,玻璃轉移溫度:-13℃)
Arufon UC-3510:東亞合成股份有限公司製造之Arufon UC-3510(熱塑性樹脂,Mw:2000,酸值:70mgKOH/g)
JER 828:三菱化學股份有限公司製造之JER 828(熱硬化性樹脂,環氧當量184~194)
EPICLON EXA-4850-150:DIC股份有限公司製造之EPICLON EXA-4850-150(熱硬化性樹脂,環氧當量450)
EPICLON HP-4700:DIC股份有限公司製造之EPICLON HP-4700D(熱硬化性樹脂,環氧當量160)
EPICLON HP-4032D:DIC股份有限公司製造之EPICLON HP-4032D(熱硬化性樹脂,環氧當量136~148)
EPPN-501HY:日本化藥股份有限公司之EPPN-501HY(熱硬化性樹脂,環氧當量163~175)
MEH-8400:明和化成股份有限公司製造之MEH-8400(硬化劑,羥基當量111)
MEH-8000H:明和化成股份有限公司製造之MEH-8000(硬化劑,羥基當量139~143)
2PHZ-PW:四國化成工業股份有限公司製造之2PHZ-PW(硬化劑)
TPP-K:北興化學股份有限公司之TPP-K(硬化促進劑)
TPP-DCA:北興化學股份有限公司之TPP-DCA(硬化促進劑)
1200YP:三井金屬礦業股份有限公司製造之1200YP(片狀銅粉,平均粒徑3.5μm,縱橫比:10,比重8.9)
EHD:三井金屬礦業股份有限公司製造之EHD(銀粉,球狀,平均粒徑0.7μm,比重10.5)
[膜狀接著劑及附膜狀接著劑之切晶帶之製作] (實施例1~3及比較例1)
按照表1所記載之調配比,將表1所記載之各成分及溶劑(甲基乙基酮)裝入混合攪拌機(KEYENCE製造之HM-500)之攪拌釜中,於攪拌模式下攪拌、混合3分鐘。藉由模嘴塗佈機將所得之清漆塗佈於脫模處理膜(三菱樹脂股份有限公司製造之MRA50)後,於130℃下乾燥2分鐘,從而製作厚度30μm之膜狀接著劑。
再者,關於實施例1,亦將導電性粒子之0.2μm~0.8μm之粒徑範圍之峰A與3μm~15μm之粒徑範圍之峰B之比一併示於表1。
於實施例1中,作為熱塑性樹脂,係使用Teisan Resin SG-280 EK23、及Arufon UC-3510。Arufon UC-3510由於分子量較小(Mw(分子量)為2000),進行反應之官能基(羧基)較多(表示羧基之量之酸值為70),因此與環氧樹脂交聯。又,Teisan Resin SG-280 EK23亦由於進行反應之官能基較多,因此與環氧樹脂交聯。
即,實施例1係與實施例2、3相比較多地引起熱塑性樹脂與熱硬化性樹脂之交聯之情形之例。
再者,於實施例1中,將2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑(商品名,2PHZ-PW)劃分為硬化劑。咪唑系之材料具有兩種功能,即作為使環氧樹脂硬化之硬化劑之功能、及作為促進環氧樹脂與硬化劑之反應之硬化促進劑之功能。於實施例1中,由於不含酚樹脂,因此於記載上 劃分為硬化劑。
[評價]
對所得之膜狀接著劑進行以下評價。將結果示於表1。
[熱硬化後之175℃下之儲存彈性模數]
將膜狀接著劑重疊直至厚度成為300μm,從而製作包含膜狀接著劑之積層體。使該積層體於表1記載之硬化溫度、硬化時間下進行熱硬化。自該經熱硬化之積層體切下寬10mm之短條狀樣品。
關於該樣品,使用動態黏彈性測定裝置(Rheometric Scientific公司製造之RSAIII),於夾頭間距離20mm、升溫速度10℃/min、拉伸測定模式、0~200℃下進行測定,求出175℃時之儲存彈性模數。
3‧‧‧膜狀接著劑

Claims (9)

  1. 一種導電性膜狀接著劑,其係用於包括如下步驟之半導體裝置之製造方法:經由導電性膜狀接著劑將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟;及於上述將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟後,將上述導電性膜狀接著劑於100℃~260℃下加熱3分鐘~300分鐘,藉此使其熱硬化之步驟。
  2. 如請求項1之導電性膜狀接著劑,其中於200℃下加熱硬化180分鐘後之175℃下之儲存彈性模數為1MPa~3000MPa。
  3. 如請求項1之導電性膜狀接著劑,其包含熱硬化性樹脂、使熱硬化性樹脂硬化之硬化劑、及促進熱硬化之促進劑。
  4. 如請求項1之導電性膜狀接著劑,其含有導電性粒子,且上述導電性粒子係選自由金粒子、銀粒子、銅粒子及被覆粒子所組成之群中之至少一種,上述被覆粒子具備核心粒子及被覆上述核心粒子之被覆膜,上述被覆膜含有選自由金、銀及銅所組成之群中之至少一種,上述導電性粒子含有縱橫比為5以上之板狀粒子,上述導電性粒子100重量%中之上述板狀粒子之含量為5重量%~100重量%。
  5. 如請求項4之導電性膜狀接著劑,其中上述導電性膜狀接著劑中之上述導電性粒子之含量為30重量%~95重量%。
  6. 如請求項1之導電性膜狀接著劑,其含有導電性粒子,且上述導電性粒子係選自由金粒子、銀粒子、銅粒子及被覆粒子所組成之群中之至少一種,上述被覆粒子具備核心粒子及被覆上述核心粒子之被覆膜, 上述被覆膜含有選自由金、銀及銅所組成之群中之至少一種,上述導電性粒子含有球狀之球狀粒子,於上述球狀粒子之粒度分佈中存在兩個以上峰,於0.2μm~0.8μm之粒徑範圍內存在峰A,於3μm~15μm之粒徑範圍內存在峰B,上述峰B之粒徑相對於上述峰A之粒徑之比為5~15。
  7. 如請求項6之導電性膜狀接著劑,其中上述導電性膜狀接著劑中之上述導電性粒子之含量為30重量%~95重量%。
  8. 一種半導體裝置之製造方法,其包括:經由導電性膜狀接著劑將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟;及於上述將半導體晶片黏晶於被接著體上之步驟後,將上述導電性膜狀接著劑於100℃~260℃下加熱3分鐘~300分鐘,藉此使其熱硬化之步驟。
  9. 一種半導體裝置,其係藉由如請求項8之製造方法而得。
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