TW201533784A

TW201533784A - 密封片貼附方法

Info

Publication number: TW201533784A
Application number: TW103142532A
Authority: TW
Inventors: Atsushi Hashimoto; Takao Matsushita; Shinichirou Mori
Original assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2015-09-01
Also published as: JP2015115347A; WO2015087763A1

Abstract

密封片係藉由減壓室內所具備的按壓構件保持具有添設了第一及第二剝離襯墊之半導體基板形狀以上大小的密封片的該第二剝離襯墊面、且剝離第一剝離襯墊，並將半導體基板載置於埋設了加熱器的保持台，使半導體基板與密封片相對向。將減壓室內減壓形成真空狀態後，在減壓室內藉由加熱器一邊將密封片加熱一邊以按壓構件加壓，將密封片貼附於半導體基板。

Description

密封片貼附方法

本發明係關於在製造半導體裝置的過程中，將形成有由樹脂組成物所構成之密封層的密封片貼附在含有電路基板之半導體基板的電路面，密封該電路面之密封片貼附方法。

以框體圍繞1個半導體晶片的周圍後，利用由含浸有樹脂之預浸材所構成的第一密封用樹脂片和第二密封用樹脂片，分別從該半導體晶片的兩面夾住該半導體晶片，而密封半導體晶片以製造半導體裝置(參照專利文獻1)。

先行技術文獻專利文獻

專利文獻1 日本特開平5-291319號公報

然而，上述的習知方法會產生如下的問題。

亦即，近年來，因為伴隨著應用程式(application)的急速進步所需求的高密度安裝的關係，半導體裝置有小型化的傾向。因此，由於是在利用切割處理將半導體晶圓分斷成半導體元件之後，將半導體元件個別地用樹脂密封，所以會有傳輸量低落，進而造成生產效率降低之不良情況產生。

本發明係有鑒於此種情事而完成者，其主要目的在提供一種可將密封片以良好的效率、且以良好精確度貼附於半導體基板之密封片貼附方法。

於是，本發明人等為解決該不良情況，反覆實驗及模擬等努力研究的結果，獲得了以下的見解。

嘗試了於半導體基板的整面貼附形成有由樹脂組成物所構成之密封層的單片密封片並使其硬化後，分斷成該半導體裝置。

然而，相較於透過切割處理而被分斷的晶片，將和大面積的半導體基板相同形狀的密封片貼附在該半導體基板之該方法的情況，密封片本身係有厚度及剛性。其結果，在貼附過程中密封片與半導體基板的黏著界面容易包含氣泡，於密封層內發生孔隙。特別是，將密封片貼附之後，藉由加熱來促進密封層的聚合反應而完全硬化的情況時，有氣泡係膨脹而半導體裝置變成不良品之新的問題發生。

又，儘管將減壓室內形成真空狀態並一邊在半導體基板上將密封片加熱一邊貼附，但氣泡還是被包含在黏著界面。

為了查明該原因而反覆實驗的結果，釐清了在連續地重複貼附處理的情況下包含氣泡的情形頻繁發生。即，得知若在保持台上的半導體基板載置樹脂片的狀態下開始進行減壓室之減壓，則室內在達到真空狀態之前由於保持台的餘溫或是輻射熱之影響會使密封層軟化而包含氣泡。

本發明係為達成此目的，採下述之構成。

即，一種密封片貼附方法，其係在製造半導體裝置的過程中，將形成有由樹脂組成物所構成之密封層的密封片貼附於半導體基板，其特徵為：前述密封片係具有添設了剝離襯墊的半導體基板之形狀以上的大小，並具備載置過程，係藉由減壓室內所具備的加壓構件保持密封片的剝離襯墊面的同時，將半導體基板載置於埋設了加熱器的保持台，使半導體基板與密封片相對；減壓過程，係將前述減壓室內減壓且形成真空狀態；及貼附過程，係在真空狀態的前述減壓室內藉由加熱器一邊加熱密封片一邊以加壓構件加壓並貼附於半導體基板。

根據上述方法，在減壓室內達到真空狀態之前，半導體基板與密封片係相對向。即，半導體基板與密封片係保持著非接觸的狀態。因此，在達到真空狀態之前抑制密封層因保持台的熱而軟化的同時，避免密封片與半導體基板接觸。結果，空氣從密封片與半導體基板的黏著界面完全地排出，因而得以回避氣泡被包含在該黏著界面，進而能降低半導體裝置的不良率。

又，在上述方法中，壓構件係具備加熱器，貼附過程亦可藉由保持台與加壓構件加熱密封片。

根據此方法，可以良好的效率將熱傳導至由加熱構件與保持台所夾住的密封片。

又，上述方法中，密封片的保持亦可實施如下所述。

例如，密封片的密封層係與半導體元件群之輪廓形成相同形狀，以被覆形成於半導體基板的複數個該半導體元件群，剝離襯墊係具有半導體基板外形以上的大小，載置過程中，保持密封層外側區域的剝離襯墊。

根據此方法，係迴避保持密封片時的外力施加於形成在該密封片的剝離襯墊上之密封層，可以抑制密封層的變形。又，剝離襯墊在較半導體基板之外形更大的情況時可適當地保持密封片。例如，箝制密封片外周的複數個部分，藉由向外側拉扯，可以賦予密封片適度的張力。

根據本發明的密封片貼附方法，可以良好精確度將密封片貼附於半導體基板。

5‧‧‧減壓室

6‧‧‧按壓構件

10‧‧‧剝離單元

17‧‧‧保持台

22‧‧‧加熱器

26‧‧‧致動器

27‧‧‧保持構件

T‧‧‧密封片

M‧‧‧密封層

S1‧‧‧第一剝離襯墊

S2‧‧‧第二剝離襯墊

W‧‧‧半導體基板

圖1係密封片之剖面圖。

圖2係密封片之平面圖。

圖3係顯示密封片之貼附處理的流程圖。

圖4係顯示密封片的搬送圖。

圖5係顯示對按壓構件之密封片的傳遞動作的正面圖。

圖6係顯示第一剝離襯墊之剝離動作的正面圖。

圖7係顯示基板之搬送動作的正面圖。

圖8係基板與密封片的對位的正面圖。

圖9係顯示密封片之貼附動作的正面圖。

圖10係顯示密封片之貼附動作的正面圖。

圖11係顯示變形例之密封片的平面圖。

圖12係顯示變形例之密封片的貼附處理的流程圖。

圖13係顯示對按壓構件之密封片傳遞動作的正面圖。

圖14係顯示第二剝離襯墊之保持動作的正面圖。

圖15係顯示第一剝離襯墊之剝離動作的正面圖。

圖16係形成減壓室的說明圖。

圖17係顯示密封片之貼附動作的正面圖。

圖18係顯示密封片之貼附動作的正面圖。

圖19係顯示變形例之第二剝離襯墊的保持動作的正面圖。

圖20係顯示變形例之第二剝離襯墊的保持動作的平面圖。

以下，參照圖面來說明本發明之一實施例。以在表面形成有複數個半導體元件的半導體基板貼附形成有由樹脂組成物所構成之密封層的密封片的情形為例來作說明。

<密封片>

密封片T係例如圖1所示利用與半導體基板W(以下僅以「基板W」稱之)相同形狀者。又，該密封片T係在密封層M的兩面添設了保護用之第一剝離襯墊S1以及第二剝離襯墊S2。本實施例中，如圖2所示，密封層M係以可被覆形成於基板W的複數個半導體元件群之輪廓的程度呈相同形狀。又，第一剝離襯墊S1及S2乃與基板W呈相同大小，且相同形狀。再者，第一剝離襯墊S1及第二剝離襯墊S2不拘泥於半導體元件群之形狀，可利用與基板W相同形狀或為矩形，且也可利用基板W的尺寸以上者。

密封層M是從密封材料形成為片狀。以密封材料而言，可列舉例如：熱硬化性矽樹脂、環氧樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂、酚樹脂(phenol resin)、脲樹脂(urea resin)、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、酞酸二烯丙酯(diallyl phthalate)樹脂、熱硬化性胺甲酸乙酯樹脂(urethane resin)等的熱硬化性樹脂。又，以密封材料而言，也可列舉：上述熱硬化性樹脂、和以適當的比例含有添加劑的熱硬化性樹脂組成物。

以添加劑而言，可列舉例如：充填劑、螢光體等。以充填劑而言，可列舉例如：矽石(silica)、氧化鈦(titania)、滑石(talc)、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽等的無機微粒子，例如：矽氧(silicone)粒子等的有機微粒子等。螢光體具有波長轉換機能，可列舉例如：能將藍色光轉換成黃色光的黃色螢光體、將藍色光變成紅色光的紅色螢光體等。以黃色螢光體而言，可列舉例如：Y₃Al₅O₁₂：Ce(YAG(釔．鋁．石榴石)：Ce)等的石榴石型螢光體。以紅色螢光體而言，可列舉例如：CaAlSiN₃：Eu、CaSiN₂：Eu等的氮化物螢光體等。

密封層M在密封半導體元件前，被調整成半固體狀，具體而言，於密封材料含有熱硬化性樹脂的情況，可在例如：完全硬化(C階段化)之前，亦即，在半硬化(B階段)狀態下進行調整。

密封層M的尺寸係可依半導體元件及基板的尺寸而適當設定。具體而言，在密封片被準備為長條片的情況下，密封層M的左右方向的長度、即寬度為例如100mm以上，較佳為200mm以上，例如為1500mm以下，較佳為700mm以下。又，密封層M的厚度係可因應半導體元件的尺寸而適當設定，例如為30μm以上，較佳為100μm以上，又，例如為3000μm以下，較佳為1000μm以下。

第一剝離襯墊S1及第二剝離襯墊S2可列舉：例如聚乙烯片、聚酯片(PET等)、聚苯乙烯片、聚碳酸酯片、聚醯亞胺片等的聚合物片，例如陶瓷片，例如金屬箔等。在剝離襯墊之與密封層M接觸的接觸面上，亦可實施氟處理等的脫模處理。第一剝離襯墊及第二剝離襯墊的尺寸係可依剝離條件而適當設定，厚度為例如15μm以上，較佳為25μm以上，又，例如為125μm以下，較佳為75μm以下。

<密封片貼附方法>

依照圖3的流程圖以及圖4至圖10來說明貼附密封片於基板之一連串的動作。

一旦發出貼附指令，搬送機構1以及基板搬送機構2就大致同時進行運作。

搬送機構1係使吸附板3朝片供給部4的上方移動。之後，如圖4所示，使吸附板3下降並吸附保持被積層的密封片T。

吸附保持密封片T並往上方移動的吸附板3係將密封片T搬送到貼附工程(步驟S1A)。於此搬送過程，使密封片T反轉並朝上。如圖5所示，吸附板3移動至在構成減壓室5之上殼體5B內升降的按壓構件6的下方，將密封片T傳遞到按壓構件6的吸附面(步驟S2A)。此時，按壓構件6係吸附保持密封片T之第二剝離襯墊S2的密封層M之未形成區域(非有效區)。即，以不施加多餘的外力於被覆形成在基板W之複數個半導體元件群(有效區)的密封層M的方式，吸附保持非有效區。另，按壓構件6相當於本發明的加壓構件。

如圖6所示，剝離單元10所具備的貼附輥11係往按壓構件6的下方移動。一旦貼附輥11到達密封片T的端部則上升，將比密封片T幅度更窄的剝離帶Ts貼附於第一剝離襯墊S1。之後，剝離單元10係一邊使貼附輥11移動，一邊將剝離帶Ts貼附於第一剝離襯墊S1，與該移動速度同步地捲取剝離帶Ts。此時，第一剝離襯墊S1係和剝離帶Ts形成一體並自密封片T被剝離(步驟S3A)。第一剝離襯墊S1之剝離完成時，貼附輥11則返回到減壓室5外側的待機位置。

另一方面，以既定間隔隔開且多層地收納在載置於可升降的匣盒台之匣盒C中的基板W，係藉由構成基板搬送機構2的柏努利夾盤(Bernoulli chuck)13以不接觸表面的方式被懸掛保持。如圖7所示，柏努利夾盤13係將自匣盒C取出的基板W往對準器14搬送，傳遞到自保持面中央突出的吸附墊15(步驟S1B)。

對準器14係依照形成於基板W的凹口等等進行對位(步驟S2B)。之後，基板W係再次藉由柏努利夾盤13自對準器14被搬送及載置在保持台17，保持台17係被收納於下殼體5(步驟S3B)。

如圖8所示，保持台17係在吸附保持著基板W的背面之狀態下，沿著導軌18往按壓構件6的下方移動。一旦按壓構件6與保持台17係相對向的對位完成，則上殼體5B係朝向下殼體5A下降至既定的高度。下殼體5A之上端與上殼體5B之下端係面對面而形成減壓室5(步驟S4)。之後，逐漸減壓至減壓室5的內部達到真空為止(步驟S5)。

如圖9所示，一旦減壓室5的內部達到真空狀態，在上殼體5B內使可藉由缸體20升降的按壓構件6下降且使密封片T抵接於基板W。此時，使保持台17所具備的加熱器22運作並加熱密封片T(步驟S6)。如圖10所示，隨著密封片T因加熱而開始軟化，並且使按壓構件6下降到既定的高度以按壓密封片T，將密封片T貼附在基板W表面(步驟S7)。

一旦加熱及加壓處理達到既定時間，就會使加熱器22的運作停止。然後使按壓構件6上升、解除密封片T之加壓(步驟S8)。並且漸漸提升減壓室5內部的氣壓而回復到大氣狀態。

之後，減壓室5內部達到了大氣狀態的時點，使上殼體5B上升後，藉由機械臂等的搬送機構保持被貼附了密封片T的基板W並搬送到下一個工程或是收納到匣盒(步驟S9)。以上結束一系列的動作。之後，在達到既定的處理片數之前，重複此一系列的處理(步驟S10)。

根據上述的密封片貼附方法，在減壓室5達到真空狀態之前，由於密封片T與基板W係保持著相互分離的狀態，保持台17之熱傳導被隔斷，並且抑制了密封層M因來自保持台17之輻射熱的影響而軟化。因此，可避免將密封片T貼附在基板W上之前氣泡被包含在密封片T與基板W的黏著界面。也因此，在貼附密封片T後，即使進行使密封片T完全地硬化的完全硬化處理，也不會在密封層M產生孔隙導致製品不良。

又，本發明亦可以下述之形態實施。

(1)上述各實施例中，構成密封片T的第一、第二剝離襯墊S1、S2兩者之中，亦可以將藉由按壓構件6所吸附之側之第二剝離襯墊S2的外形設定成比基板W的外形還要大。其形狀亦可為圓形、矩形或者是長方形。於該變形例中，如圖11所示，第一、第二剝離襯墊S1、S2係以較基板W大之矩形的情況為例進行說明。又，第一、第二剝離襯墊S1、S2係只要是被覆密封層M之形狀以及大小即可，可以比基板W大，第一、第二剝離襯墊S1、S2的形狀亦可以為相異之形狀。

接著，依照圖12所示之流程圖及圖13至圖18來說明將該密封片T貼附於基板W之一連串的動作。又，關於與上述實施例相同的處理係省略說明，而針對相異之動作的處理進行說明。因此，針對從基板W的搬出至與按壓構件6的相對向的對位為止之說明係省略。

搬送機構1的吸附板3A係至少吸附保持有效區(active area)。因此，第二剝離襯墊S2的角部係未被吸附板3A吸附保持著。密封片T係以此狀態上下反轉，並移動到按壓構件6的下方(步驟S1A)。

按壓構件6的保持面係被設定成較第二剝離襯墊S2的形狀還大。如圖13所示，藉由按壓構件6與吸附板3A挾持密封片T(步驟S2A)。在此狀態，吸附保持基板W的保持台17A係往下方移動。一旦按壓構件6與保持台17A係相對向的對位完成，藉由缸體等的致動器26而可進退的保持構件27則從形成於保持台17A之保持面的外周角部的段部25的較低位置上升。即，藉由吸附板3A與保持構件27，第二剝離襯墊S2的4處之角部係被挾持(步驟S3A)。又，挾持的部分不限定於4處，只要是相當於非有效區之第二剝離襯墊S2的部分，即使是4處以上亦可。

搬送機構1係解除吸附板3A的吸附並返回到減壓室5外側的片供給部4，進行接下來的密封片T的搬送準備。

接著，如圖15所示，捲鋪有剝離單元的剝離帶Ts之較基板W的直径還短的貼附輥11係於密封片T與基板W之間移動。當貼附輥11達到密封片T的端部時，貼附輥11就上升且將剝離帶Ts貼附於第一剝離襯墊S1。之後，剝離單元係一邊使貼附輥11移動一邊將剝離帶Ts貼附於第一剝離襯墊S1，與該移動速度同步地捲取剝離帶Ts(步驟S4A)。此時，第一剝離襯墊S1係和剝離帶Ts成為一體並自密封片T被剝離。第一剝離襯墊S1的剝離完成後，貼附輥11係返回到減壓室5外側的待機位置。

如圖16所示，上殼體5B係朝向下殼體5A下降至既定的高度。此時，保持構件27係與上殼體5B的下降同步，且一邊賦予第二剝離襯墊S2適度的按壓一邊下降。上下殼體5A、5B之上端與下端係面對面而形成減壓室5(步驟S5)。之後，逐漸減壓至減壓室5內部係達到真空(步驟S6)。

如圖17所示，一旦減壓室5內部達到真空狀態，在上殼體5B內使可藉由缸體20升降的按壓構件6下降並使密封片T抵接於基板W。藉由加熱器22加熱密封片T(步驟S7)，如圖18所示，隨著密封片T開始軟化，再使按壓構件6下降到既定的高度且按壓密封片T，將密封片T貼附於基板W的表面(步驟S8)。

一旦加熱及加壓處理達到既定時間，就會使加熱器22停止運作。然後使按壓構件6上升、解除密封片T之加壓以及解除第二剝離襯墊S2的挾持(步驟S9)。此時，保持構件27係被收納在保持帶17A的段部25。逐漸提升減壓室5內部的氣壓並回復到大氣狀態。

之後，和上述實施例同樣地，在減壓室5的內部達到大氣狀態的時點，使上殼體5B上升後，藉由機械臂等的搬送機構保持貼附有密封片T的基板W且搬送到下一個工程或者是收納到匣盒(步驟S10)。之後，在達到既定的處理片數之前，重複此一系列的處理(步驟S12)。

再者，於該變形例中，亦可將第二剝離襯墊S2的角部，如圖19及圖20所示，以把持部30把持來取代保持構件27。即，在能進退的支持部31的前端，具備可動片32與固定片33，使該可動片32升降並把持或者是解除第二剝離襯墊S2之角部。又，支持部31係於保持台17A的段部進行進退。

另外，亦可為使把持部30或者支持部31水平移動且以賦予第二剝離襯墊S2適度的張力的方式之構成。

(2)於上述各實施例中，亦可構成為在按壓構件6具備加熱器。惟，較佳為在關閉該加熱器後，按壓構件6係藉由帕耳帖(Peltier)元件或散熱器等進行冷卻以即時地降低至室溫。

(3)上述實施例中，雖以圓形的基板W為例進行了說明，但基板形狀亦可為正方形、長方形或者是多角形。

(4)在上述實施例，搬送基板W的搬送機構亦可利用前端為馬蹄形且具有吸附功能的機械臂。在利用機械臂的情況，以機械臂吸附保持基板W的背面而搬送即可。又，保持台17係與對準器14同樣地具備自保持面的中央進退的吸附墊，以該吸附墊傳遞基板W的方式構成即可。

(5)在上述各實施例中，透過按壓構件6保持密封片T係不限定於上述方法，亦可利用靜電夾盤保持。

[產業上的利用可能性]

誠如上述，本發明適於將密封片以良好的效率、且以良好的精確度貼附在半導體基板上。

Claims

一種密封片貼附方法，其係在製造半導體裝置的過程中，將形成有由樹脂組成物所構成之密封層的密封片貼附於半導體基板，其特徵為：前述密封片係具有添設了剝離襯墊的半導體基板之形狀以上的大小，並具備載置過程，係藉由減壓室內所具備的加壓構件保持密封片的剝離襯墊面的同時，將半導體基板載置於埋設了加熱器的保持台，使半導體基板與密封片相對；減壓過程，係將前述減壓室內減壓且形成真空狀態；及貼附過程，係在真空狀態的前述減壓室內藉由加熱器一邊加熱密封片一邊以加壓構件加壓並貼附於半導體基板。
如請求項1之密封片貼附方法，其中前述加壓構件係具備加熱器，前述貼附過程係藉由保持台與加壓構件加熱密封片。
如請求項1或2之密封片貼附方法，其中前述密封片的密封層係與半導體元件群之輪廓形成相同形狀，以被覆形成於半導體基板的複數個該半導體元件群，前述剝離襯墊係具有半導體基板外形以上的大小，前述載置過程中，保持密封層外側區域的剝離襯墊。