TW201635446A - 密封用片材 - Google Patents

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Jun Ishii
Kosuke Morita
Goji Shiga
Chie Iino
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Abstract

本發明提供一種於形成密封用片材中嵌入有半導體晶片之密封體時能夠較佳地密封半導體晶片之密封用片材。 本發明之密封用片材其根據下述步驟A~步驟D之順序算出之比B/A滿足0.7以上且1以下。步驟A：準備長20cm、寬20cm、厚400μm之尺寸之試樣；步驟B：對所準備之試樣於垂直於面之方向施加壓力直至厚度成為300μm；步驟C：釋放步驟B中施加之壓力；及步驟D：將試樣之中央部設為X，將試樣之自施加壓力前之一邊向中央部X移動2cm之部位設為Y，此時算出步驟C後之X之厚度A與步驟C後之Y之厚度B的比B/A。

Description

密封用片材
本發明係關於一種密封用片材。
先前，業界已知有藉由於固定於基板等之一個或複數個半導體晶片上配置密封用片材之後，於加熱下進行加壓而將半導體晶片嵌入至密封用片材之半導體裝置之製造方法(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2006-19714號公報
於上述半導體裝置之製造方法中，藉由密封用片材之流動而將半導體晶片嵌入至密封用片材。然而，於採用僅沿與密封用片材之面垂直之方向施加壓力之平板加壓之情形時，構成密封用片材之樹脂於面方向上流動，而使外周附近之厚度變得薄於中央部。因此，存在半導體晶片未被較佳地密封之情形。特別是於利用一個密封用片材一次地密封複數個半導體晶片之情形時，有配置於密封用片材之外周附近之半導體晶片未被較佳地密封之虞。
本發明係鑒於上述問題而成者，其目的在於提供一種於形成密封用片材中嵌入有半導體晶片之密封體時，能夠較佳地密封半導體晶片之密封用片材。
本案發明者等發現，藉由採用下述構成可解決上述問題，從而完成本發明。
即，本發明之密封用片材之特徵在於：根據下述步驟A~步驟D之順序算出之比B/A滿足0.7以上且1以下，步驟A：準備長20cm、寬20cm、厚400μm之尺寸之試樣；步驟B：對上述步驟A中準備之上述試樣於垂直於面之方向施加壓力直至厚度成為300μm；步驟C：釋放上述步驟B中施加之壓力；及步驟D：將上述試樣之中央部設為X，將上述試樣之自施加壓力前之一邊向中央部X移動2cm之部位設為Y，此時算出上述步驟C後之上述X之厚度A與上述步驟C後之上述Y之厚度B的比B/A。
根據本發明之密封用片材，上述比B/A為0.7以上。因此，若使用該密封用片材，並藉由平板加壓而形成密封用片材中嵌入有半導體晶片之密封體，則即便於密封用片材之外周附近，由於樹脂之厚度充分，故而亦可較佳地密封半導體晶片。
於上述構成中，較佳為上述步驟B之狀態下之上述X之厚度A1與上述步驟C後之上述X之上述厚度A的比A/A1為1.2以下。
若上述比A/A1為1.2以下，則釋放壓力後之厚度之彈性恢復量得到抑制。其結果，可減小密封用片材之中央部附近與外周部附近之厚度之差。其結果，即便於密封用片材之外周附近，亦可更佳地密封半導體晶片。
於上述構成中，較佳為上述步驟B之狀態下之上述X之厚度A1與上述步驟C後之上述Y之上述厚度B的比B/A1為0.7以上。
若上述比B/A1為0.7以上，則可認為因平板加壓施加之壓力而流 向面方向外側之樹脂(構成密封用片材之樹脂)之量得到抑制。因此，即便於密封用片材之外周附近，亦可更佳地密封半導體晶片。
於上述構成中，較佳為於上述步驟C之後，自上述Y至上述試樣之外周為止之寬度為2.5cm以下。
若於上述步驟C之後，自上述Y至上述試樣之外周為止之寬度為2.5cm以下，則可認為因平板加壓施加之壓力而流向面方向外側之樹脂(構成密封用片材之樹脂)之量進一步得到抑制。
根據本發明，提供一種於形成密封用片材中嵌入有半導體晶片之密封體時可較佳地密封半導體晶片之密封用片材。
40‧‧‧密封用片材
41‧‧‧剝離襯墊
50‧‧‧積層體
53‧‧‧半導體晶片
53a‧‧‧電路形成面
53c‧‧‧半導體晶片之背面
58‧‧‧密封體
59‧‧‧半導體裝置
60‧‧‧暫時固定材
60a‧‧‧熱膨脹性黏著劑層
60b‧‧‧支持基材
62‧‧‧下側加熱板
64‧‧‧上側加熱板
67‧‧‧凸塊
69‧‧‧再配線
100‧‧‧試樣
110‧‧‧上側平板
112‧‧‧下側平板
A‧‧‧X之厚度
B‧‧‧Y之厚度
X‧‧‧試樣之中央部
Y‧‧‧試樣之自施加壓力前之一邊向中央部移動2cm之部位
Z‧‧‧寬度
圖1係本實施形態之密封用片材之剖面模式圖。
圖2(a)、(b)係用於說明比B/A之算出方法之圖。
圖3係用於說明比B/A之算出方法之圖。
圖4係用於說明比B/A之算出方法之圖。
圖5係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖6係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖7係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖8係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖9係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖10係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模 式圖。
圖11係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
圖12係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。
以下，對本發明之實施形態一面參照圖式一面進行說明。然而，本發明並不僅限定於以下實施形態。
(密封用片材)
圖1係本實施形態之密封用片材之剖面模式圖。本實施形態之密封用片材40係由1層構成。然而，於本發明中，密封用片材只要滿足下述比B/A為0.7以上且1以下，則不限定於此例，亦可包含2層以上。又，密封用片材40積層於聚對苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)膜等剝離襯墊41上。然而，於本發明中，密封用片材亦可不積層於剝離襯墊等而單獨存在。
密封用片材40之根據下述步驟A~步驟D之順序算出之比B/A滿足0.7以上且1以下。上述比B/A較佳為0.8以上，更佳為0.85以上。
步驟A：準備長20cm、寬20cm、厚400μm之尺寸之試樣；步驟B：對上述步驟A中準備之上述試樣於垂直於面之方向施加壓力直至試樣厚度成為300μm；步驟C：釋放上述步驟B中施加之壓力；及步驟D：將上述試樣之中央部設為X，將上述試樣之自施加壓力前之一邊向中央部X移動2cm之部位設為Y，此時算出上述步驟C後之上述X之厚度A與上述步驟C後之上述Y之厚度B的比B/A。
以下，對上述比B/A之算出方法加以說明。
圖2~圖4係用於說明比B/A之算出方法之圖。具體而言，圖2(a) 係用於算出比B/A所使用之試樣之俯視圖，圖2(b)係其前視圖。圖3係表示藉由下側平板及上側平板對試樣施加壓力之情形之前視圖。圖4係表示釋放藉由下側平板及上側平板對試樣所施加之壓力之情形之前視圖。
(步驟A)
於步驟A中，如圖2(a)及圖2(b)所示，準備長20cm、寬20cm、厚400μm之尺寸之試樣100。試樣100係使用與密封用片材40相同之材料並製成尺寸為長20cm、寬20cm、厚400μm者。試樣100例如可藉由首先製成長20cm以上、寬20cm以上、厚400μm之密封用片材40，之後，切成長20cm、寬20cm、厚400μm之尺寸而製成。再者，密封用片材40本身無需為長20cm、寬20cm、厚400μm之尺寸。
(步驟B)
於步驟B中，對上述步驟A中準備之試樣100於垂直於試樣100之面之方向施加壓力直至厚度成為300μm。於該步驟中，如圖3所示，藉由下側平板112及上側平板110僅於垂直於面之方向施加壓力。此時，下側平板112及上側平板110均設定為溫度90℃。該溫度假定將作為被密封體之半導體晶片嵌入至密封用片材40時之溫度。又，負荷設定為200kN。例如，藉由於下側平板112與上側平板110之間配置厚度300μm之隔離件，可對試樣100於垂直於面之方向施加壓力直至厚度成為300μm。
(步驟C)
於步驟C中，如圖4所示，使下側平板112及上側平板110向相互遠離之方向移動，而釋放上述步驟B中施加之壓力。
(步驟D)
如圖2(a)及圖4所示，將試樣100之中央部設為X，將試樣100之自施加壓力前之一邊向中央部X移動2cm之部位設為Y。試樣100之中央 部X係俯視(參照圖2(a))時之對角線相交之位置。
於步驟D中，測定上述步驟C後之上述X之厚度A與上述步驟C後之上述Y之厚度B。之後，算出比B/A。
以上，針對比B/A之算出方法進行了說明。
如上所述，密封用片材40其根據步驟A~步驟D之順序算出之上述比B/A為0.7以上。因此，若使用該密封用片材40，並藉由平板加壓而形成密封用片材中嵌入有半導體晶片之密封體，則即便於密封用片材40之外周附近，由於樹脂之厚度充分，故而亦可較佳地密封半導體晶片。
密封用片材40較佳為上述步驟B之狀態下之上述X之厚度A1與上述步驟C後之上述X之上述厚度A的比A/A1為1.2以下，更佳為1.1以下。再者，厚度A1為300μm。又，上述比A/A1通常為1以上。
若上述比A/A1為1.2以下，則釋放壓力後之厚度之彈性恢復量得到抑制。其結果，可減小密封用片材40之中央部附近與外周部附近之厚度之差。其結果，即便於密封用片材40之外周附近，亦可更佳地密封半導體晶片。
密封用片材40較佳為上述步驟B之狀態下之上述X之厚度A1與上述步驟C後之上述Y之上述厚度B的比B/A1為0.7以上，更佳為0.73以上。又，上述比B/A1通常為1以下。
若上述比B/A1為0.7以上，則可認為因平板加壓施加之壓力而流向面方向外側之樹脂(構成密封用片材之樹脂)之量得到抑制。因此，即便於密封用片材40之外周附近，亦可更佳地密封半導體晶片。
密封用片材40較佳為於上述步驟C之後，自上述Y至上述試樣之外周為止之寬度Z(參照圖4)為2.5cm以下，更佳為1.5cm以下。
若於上述步驟C之後，自上述Y至試樣100之外周為止之寬度為2.5cm以下，則可認為因平板加壓施加之壓力而流向面方向外側之樹 脂(構成密封用片材之樹脂)之量得到進一步抑制。
密封用片材40較佳為90℃下之黏度處於3500Pa‧s~5Pa‧s之範圍內，更佳為2500~20Pa‧s之範圍內，進而較佳為2000~35Pa‧s之範圍內。若密封用片材40之上述黏度處於上述數值範圍內，則容易將上述比B/A設為0.7以上且1以下。
密封用片材40之90℃下之黏度例如可藉由熱塑性樹脂之種類或者無機填充劑填料之含量等進行控制。
密封用片材40之構成材料較佳為包含環氧樹脂及作為硬化劑之酚樹脂。藉此，可獲得良好之熱硬化性。
作為上述環氧樹脂，並未特別限定。例如可使用三苯甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、改性雙酚A型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、改性雙酚F型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯氧基樹脂等各種環氧樹脂。該等環氧樹脂可單獨使用，亦可併用2種以上。
就確保環氧樹脂之硬化後之韌性及環氧樹脂之反應性之觀點而言，較佳為環氧當量150~250、軟化點或熔點為50~130℃之常溫下為固形者，其中，就可靠性之觀點而言，更佳為三苯甲烷型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂。
上述酚樹脂只要為於環氧樹脂之間發生硬化反應者，則並未特別限定。例如可使用苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、聯苯芳烷基樹脂、二環戊二烯型酚樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、可溶酚醛樹脂等。該等酚樹脂可單獨使用，亦可併用2種以上。
作為上述酚樹脂，就與環氧樹脂之反應性之觀點而言，較佳為使用羥基當量為70~250、軟化點為50~110℃者，其中，就硬化反應性較高之觀點而言，可較佳地使用苯酚酚醛清漆樹脂。又，就可靠性之觀點而言，亦可較佳地使用如苯酚芳烷基樹脂或聯苯芳烷基樹脂之 低吸濕性者。
就硬化反應性之觀點而言，環氧樹脂與酚樹脂之調配比率較佳為以相對於環氧樹脂中之環氧基1當量，酚樹脂中之羥基合計成為0.7~1.5當量之方式進行調配，更佳為0.9~1.2當量。
密封用片材40中之環氧樹脂及酚樹脂之合計含量較佳為2.5重量%以上，更佳為3.0重量%以上。若為2.5重量%以上，則可獲得對半導體晶片53之良好之接著力。密封用片材40中之環氧樹脂及酚樹脂之合計含量較佳為20重量%以下，更佳為10重量%以下。若為20重量%以下，則可降低吸濕性。
密封用片材40亦可包含熱塑性樹脂。藉此，可獲得未硬化時之處理性或硬化物之低應力性。
作為上述熱塑性樹脂，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-尼龍或者6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、PET或PBT(polybutylece terephthalate，聚對苯二甲酸丁二酯)等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、氟樹脂、苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚物等。該等熱塑性樹脂可單獨使用，或者併用2種以上。其中，就低應力性、低吸水性之觀點而言，較佳為苯乙烯-異丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
密封用片材40中之熱塑性樹脂之含量可設為1.5重量%以上且2.0重量%以上。若為1.5重量%以上，則可獲得柔軟性、可撓性。密封用片材40中之熱塑性樹脂之含量較佳為6重量%以下，更佳為4重量%以下。若為4重量%以下，則與半導體晶片53之接著性良好。
密封用片材40較佳為包含無機填充劑。
上述無機填充劑並未特別限定，可使用先前公知之各種填充 劑，例如可列舉：石英玻璃、滑石、二氧化矽(熔融二氧化矽或晶質二氧化矽等)、氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、氮化硼之粉末。該等可單獨使用，亦可併用2種以上。其中，就可良好地降低線膨脹係數之理由而言，較佳為二氧化矽、氧化鋁，更佳為二氧化矽。
作為二氧化矽，較佳為二氧化矽粉末，更佳為熔融二氧化矽粉末。作為熔融二氧化矽粉末，可列舉球狀熔融二氧化矽粉末、粉碎熔融二氧化矽粉末，但就流動性之觀點而言，較佳為球狀熔融二氧化矽粉末。其中，較佳為平均粒徑為1~30μm範圍者，更佳為3~25μm範圍者。
再者，平均粒徑例如可藉由使用自母群中任意抽選之試樣，並利用雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置進行測定而推導出。
密封用片材40中之上述無機填充劑之含量較佳為相對於密封用片材40整體為75~95重量%，更佳為78~95重量%。若上述無機填充劑之含量相對於密封用片材40整體為75重量%以上，則可將熱膨脹率抑制為較低，藉此可抑制因熱衝擊導致之機械破壞。另一方面，若上述無機填充劑之含量相對於密封用片材40整體為95重量%以下，則柔軟性、流動性、接著性變得更良好。
密封用片材40較佳為包含硬化促進劑。
作為硬化促進劑，只要為使環氧樹脂及酚樹脂之硬化進行者，則並未特別限定，例如可列舉：三苯膦、四苯基鏻四苯基硼酸鹽等有機磷系化合物；2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑等咪唑系化合物等。其中，就即便混練時之溫度上升而硬化反應亦不會急遽地進行，從而可良好地製作密封用片材40之理由而言，較佳為2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑。
硬化促進劑之含量較佳為相對於環氧樹脂及酚樹脂之合計100重量份為0.1~5重量份。
密封用片材40亦可包含阻燃劑成分。藉此，可降低因零件短路或放熱等而著火時燃燒蔓延。作為阻燃劑組分，可使用例如氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鐵、氫氧化鈣、氫氧化錫、複合金屬氫氧化物等各種金屬氫氧化物、磷腈系阻燃劑等。
密封用片材40較佳為包含矽烷偶合劑。作為矽烷偶合劑，並未特別限定，可列舉3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷等。
密封用片材40中之矽烷偶合劑之含量較佳為0.1~3重量%。若為0.1重量%以上，則可充分獲得硬化物之強度，可降低吸水率。若為3重量%以下，則可降低釋氣量。
密封用片材40較佳為被著色。藉此，可發揮優異之標記性及外觀性，能夠製成具有附加價值之外觀之半導體裝置。經著色之密封用片材40由於具有優異之標記性，故而可施加標記而賦予文字資訊或圖形資訊等各種資訊。特別是藉由控制著色之顏色，可以優異之視認性視認出由標記賦予之資訊(文字資訊、圖形資訊等)。進而，密封用片材40亦可按顏色區分各製品。於使密封用片材40具有顏色之情形時(非無色、透明之情形)，作為由著色所呈現之顏色並未特別限制，較佳為例如黑色、藍色、紅色等深色，尤佳為黑色。
對密封用片材40進行著色時，可根據目標顏色使用色材(著色劑)。作為此種色材，可較佳地使用黑系色材、藍系色材、紅系色材等各種深色系色材，尤佳為黑系色材。作為色材，顏料、染料等均可使用。色材可單獨使用或組合2種以上使用。再者，作為染料，酸性染料、反應染料、直接染料、分散染料、陽離子染料等任一形態之染料均可使用。又，顏料其形態亦未特別限制，可自公知之顏料中適當選擇使用。
再者，於密封用片材40中，除上述各成分之外，可視需要適當調配其他添加劑。
密封用片材40之厚度雖並未特別限定，但就用作密封用片材之觀點、及於嵌入步驟(後述步驟D)後可較佳地嵌入半導體晶片53之觀點而言，例如可設為50μm~2000μm，可較佳地設為70μm~1200μm，可更佳地設為100μm~700μm。
密封用片材40之製造方法並未特別限定，較佳為製備用以形成密封用片材40之樹脂組合物之混練物並塗佈所得之混練物之方法；或將所得之混練物塑性加工成片狀之方法。藉此，由於可不使用溶劑而製作密封用片材40，故而可抑制半導體晶片53因所揮發之溶劑而受到影響。
具體而言，藉由利用混合輥、加壓式捏合機、擠壓機等公知之混練機將各成分進行熔融混練，而製備混練物，並將所得之混練物藉由塗佈或塑性加工製成片狀。作為混練條件，溫度較佳為上述各成分之軟化點以上，例如30~150℃，若考慮到環氧樹脂之熱硬化性，則較佳為40~140℃，進而較佳為60~120℃。時間例如為1~30分鐘，較佳為5~15分鐘。
混練較佳為於減壓條件下(減壓環境下)進行。藉此，可進行脫氣並且可防止氣體向混練物之侵入。減壓條件下之壓力較佳為0.1kg/cm2以下，更佳為0.05kg/cm2以下。減壓下之壓力之下限並未特別限定，例如為1×10-4kg/cm2以上。
於塗佈混練物形成密封用片材40之情形時，熔融混練後之混練物較佳為不冷卻而直接於高溫狀態下塗佈。作為塗佈方法，並未特別限制，可列舉棒塗法、刮塗法、狹縫式模嘴塗佈法等。作為塗佈時之溫度，較佳為上述各成分之軟化點以上，若考慮到環氧樹脂之熱硬化性及成形性，則例如為40~150℃，較佳為50~140℃，進而較佳為70~120℃。
於對混練物進行塑性加工而形成密封用片材40之情形時，熔融 混練後之混練物較佳為不冷卻而直接於高溫狀態下進行塑性加工。作為塑性加工方法，並未特別限制，可列舉：平板加壓法、T模擠壓法、螺旋模擠壓法、輥壓延法、輥混練法、吹脹擠壓法、共擠壓法、壓延成形法等。作為塑性加工溫度，較佳為上述各成分之軟化點以上，若考慮到環氧樹脂之熱硬化性及成形性，例如為40~150℃，較佳為50~140℃，進而較佳為70~120℃。
再者，密封用片材40亦可使用以形成密封用片材40之樹脂等溶解、分散於適當之溶劑中而調整清漆，並塗佈該清漆而獲得。
(半導體裝置之製造方法)
以下，一面參照圖5~圖12一面對本實施形態之半導體裝置之製造方法進行說明。圖5~圖12係用於說明本實施形態之半導體裝置之製造方法之剖面模式圖。以下，首先對被稱為所謂扇出(Fan-out)型晶圓級封裝(WLP，Wafer Level Package)之半導體裝置之製造方法加以說明。
本實施形態之半導體裝置之製造方法至少包括：準備於暫時固定材上暫時固定有半導體晶片之積層體之步驟A、準備密封用片材之步驟B、於上述積層體之上述半導體晶片上配置上述密封用片材之步驟C、及將上述半導體晶片嵌入至上述密封用片材而形成上述密封用片材中嵌入有上述半導體晶片之密封體之步驟D。
[積層體準備步驟]
如圖5所示，於本實施形態之半導體裝置之製造方法中，首先準備於暫時固定材60上暫時固定有半導體晶片53之積層體50(步驟A)。積層體50例如可藉由以下之暫時固定材準備步驟及半導體晶片暫時固定步驟而獲得。
<暫時固定材準備步驟>
於暫時固定材準備步驟中，準備於支持基材60b上積層有熱膨脹性黏著劑層60a之暫時固定材60(參照圖5)。再者，亦可使用放射線硬化型黏著劑層代替熱膨脹性黏著劑層。於本實施形態中，對具備熱膨脹性黏著劑層之暫時固定材60加以說明。但是，關於在支持基材上積層有熱膨脹性黏著劑層之暫時固定材於日本專利特開2014-015490號公報等中有詳細記載，故而以下簡單地進行說明。
(熱膨脹性黏著劑層)
熱膨脹性黏著劑層60a可由包含聚合物成分及發泡劑之黏著劑組合物而形成。作為聚合物成分(特別是基質聚合物)，可較佳地使用丙烯酸系聚合物(有時稱為「丙烯酸系聚合物A」)。作為丙烯酸系聚合物A，可列舉使用(甲基)丙烯酸酯作為主要單體成分者。作為上述(甲基)丙烯酸酯，例如可列舉：(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、特別是碳數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(例如環戊基酯、環己基酯等)等。該等(甲基)丙烯酸酯可單獨使用或併用2種以上。
再者，為了改善凝聚力、耐熱性、交聯性等，上述丙烯酸系聚合物A可視需要包含與能夠與上述(甲基)丙烯酸酯共聚合之其他單體成分對應之單元。
丙烯酸系聚合物A之重量平均分子量並未特別限制，較佳為35萬~100萬，進而較佳為45萬~80萬左右。
熱膨脹性黏著劑層60a如前所述，含有用以賦予熱膨脹性之發泡 劑。因此，於暫時固定材60之熱膨脹性黏著劑層60a上形成有密封體58之狀態下(參照圖8)，於任意時刻至少部分地加熱暫時固定材60，使該加熱過之熱膨脹性黏著劑層60a之部分所含有之發泡劑發泡及/或膨脹，藉此熱膨脹性黏著劑層60a至少部分地膨脹，藉由該熱膨脹性黏著劑層60a之至少部分膨脹，對應於該膨脹部分之黏著面(與密封體58之界面)呈凹凸狀變形，該熱膨脹性黏著劑層60a與密封體58之接著面積減少，藉此，兩者之間之接著力減小，可將密封體58自暫時固定材60剝離(參照圖9)。
(發泡劑)
作為熱膨脹性黏著劑層60a所使用之發泡劑，並未特別限制，可自公知之發泡劑中適當選擇。發泡劑可單獨使用或組合2種以上使用。作為發泡劑，可較佳地使用熱膨脹性微球。
(熱膨脹性微球)
作為熱膨脹性微球，並未特別限制，可自公知之熱膨脹性微球(各種無機系熱膨脹性微球或有機系熱膨脹性微球等)中適當選擇。作為熱膨脹性微球，就混合操作容易之觀點等而言，可較佳地使用微膠囊化之發泡劑。作為此種熱膨脹性微球，例如可列舉：使異丁烷、丙烷、戊烷等藉由加熱而容易氣化膨脹之物質內包於具有彈性之殼內而成之微球等。上述殼大多由熱熔融性物質或因熱膨脹而破裂之物質所形成。作為形成上述殼之物質，例如可列舉：偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、聚碸等。
熱膨脹性黏著劑層之厚度並未特別限制，可根據接著力之降低性等適當選擇，例如為5μm~300μm(較佳為20μm~150μm)左右。
再者，熱膨脹性黏著劑層為單層、複層均可。
於本實施形態中，熱膨脹性黏著劑層中亦可包含各種添加劑(例 如著色劑、增黏劑、增量劑、填充劑、黏著賦予劑、塑化劑、防老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、交聯劑等)。
(支持基材)
支持基材60b係成為暫時固定材60之強度母體之薄板狀構件。作為支持基材60b之材料，只要考慮操作性或耐熱性等而適當選擇即可，例如可使用SUS等金屬材料、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚碸等塑性材料、玻璃或者矽晶圓等。該等之中，就耐熱性或強度、可再利用性等觀點而言，較佳為SUS板。
支持基材60b之厚度可考慮目標強度或操作性而適當選擇，較佳為100~5000μm，更佳為300~2000μm。
(暫時固定材之形成方法)
暫時固定材60可藉由於支持基材60b上形成熱膨脹性黏著劑層60a而獲得。熱膨脹性黏著劑層例如利用將黏著劑、發泡劑(熱膨脹性微球等)、及視需要之溶劑或其他添加劑等進行混合並形成為片狀層之慣用之方法而形成。具體而言，例如藉由將包含黏著劑、發泡劑(熱膨脹性微球等)、及視需要之溶劑或其他添加劑之混合物塗佈於支持基材60b上之方法、於適當之隔離件(剝離紙等)上塗佈上述混合物而形成熱膨脹性黏著劑層並將其轉印至(移至)支持基材60b上之方法等，可形成熱膨脹性黏著劑層。
(熱膨脹性黏著劑層之熱膨脹方法)
於本實施形態中，熱膨脹性黏著劑層可藉由加熱而熱膨脹。作為加熱處理方法，例如可利用加熱板、熱風乾燥機、近紅外線燈、空氣乾燥機等適當之加熱機構進行。加熱處理時之加熱溫度只要為熱膨脹性黏著劑層中之發泡劑(熱膨脹性微球等)之發泡開始溫度(熱膨脹開始溫度)以上即可，加熱處理之條件可根據因發泡劑(熱膨脹性微球等)之種類等導致之接著面積之減少性、包含支持基材、半導體晶片之密 封體等之耐熱性、加熱方法(熱容量、加熱機構等)等而適當設定。作為一般加熱處理條件，為溫度100℃~250℃下加熱處理1秒鐘~90秒鐘(加熱板等)或者5分鐘~15分鐘(熱風乾燥機等)。再者，加熱處理可根據使用目的而以適當階段進行。又，作為加熱處理時之熱源，亦存在可使用紅外線燈或者加熱水之情形。
<半導體晶片暫時固定步驟>
於半導體晶片暫時固定步驟中，將複數個半導體晶片53以其電路形成面53a與暫時固定材60相對向之方式配置於所準備之暫時固定材60上，進行暫時固定(參照圖5)。於半導體晶片53之暫時固定時，可使用覆晶接合機或者黏晶機等公知之裝置。
半導體晶片53之配置佈局或配置數可根據暫時固定材60之形狀或尺寸、目標封裝產量等而適當設定，例如可使其排列成複數列且複數行之矩陣狀而配置。作為積層體50(暫時固定材60)之俯視下之形狀及尺寸，並未特別限定，例如可設為各邊之長度分別為300mm以上之矩形或各邊之長度分別為500mm以上之矩形。以上表示積層體準備步驟之一例。
[準備密封用片材之步驟]
又，於本實施形態之半導體裝置之製造方法中，如圖1所示，準備密封用片材40(步驟B)。密封用片材40亦可於積層於聚對苯二甲酸乙二酯膜等剝離襯墊41上之狀態下準備。
[配置密封用片材及積層體之步驟]
於準備密封用片材之步驟之後，如圖6所示，於下側加熱板62上將暫時固定有半導體晶片53之面朝上配置積層體50，並且於積層體50之暫時固定有半導體晶片53之面上配置密封用片材40(步驟C)。於該步驟中，於下側加熱板62上首先配置積層體50，之後，可於積層體50上配置密封用片材40，亦可於積層體50上先積層密封用片材40，之 後，將積層有積層體50及密封用片材40之積層物配置於下側加熱板62上。
[形成密封體之步驟]
繼而，如圖7所示，藉由下側加熱板62及上側加熱板64進行熱壓，將半導體晶片53嵌入至密封用片材40，而形成密封用片材40中嵌入有半導體晶片53之密封體58(步驟D)。密封用片材40作為用於保護半導體晶片53及隨附其之元件遠離外部環境之密封樹脂而發揮功能。藉此，獲得密封用片材40中嵌入有暫時固定於暫時固定材60上之半導體晶片53之密封體58。
具體而言，作為將半導體晶片53嵌入至密封用片材40時之熱壓條件，溫度較佳為40~150℃，更佳為60~120℃，壓力例如為0.1~10MPa，較佳為0.5~8MPa，時間例如為0.3~10分鐘，較佳為0.5~5分鐘。又，作為熱壓方法，可列舉平行板加壓或者輥壓。其中，較佳為平行板加壓。
此處，於本實施形態中，使用上述比B/A為0.7以上之密封用片材40。因此，若使用該密封用片材40，並藉由平板加壓而形成密封用片材中嵌入有半導體晶片之密封體，則即便於密封用片材40之外周附近，由於樹脂之厚度充分，故而亦可較佳地密封半導體晶片53。
藉此，可獲得密封用片材40中嵌入有半導體晶片53之半導體裝置。又，若考慮提高密封用片材40對半導體晶片53及暫時固定材60之密接性及追隨性，則較佳為於減壓條件下進行壓製。
作為上述減壓條件，壓力例如0.1~5kPa，較佳為0.1~100Pa，減壓保持時間(自開始減壓至開始壓製為止之時間)例如為5~600秒，較佳為10~300秒。
[剝離襯墊剝離步驟]
以下，將剝離襯墊41剝離(參照圖8)。
[熱硬化步驟]
繼而，使密封用片材40熱硬化。具體而言，例如對密封用片材40中嵌入有暫時固定於暫時固定材60上之半導體晶片53之整個密封體58進行加熱。
作為熱硬化處理之條件，加熱溫度較佳為100℃以上，更佳為120℃以上。另一方面，加熱溫度之上限較佳為200℃以下，更佳為180℃以下。加熱時間較佳為10分鐘以上，更佳為30分鐘以上。另一方面，加熱時間之上限較佳為180分鐘以下，更佳為120分鐘以下。又，亦可視需要進行加壓，較佳為0.1MPa以上，更佳為0.5MPa以上。另一方面，上限較佳為10MPa以下，更佳為5MPa以下。
[熱膨脹性黏著劑層剝離步驟]
繼而，如圖9所示，對暫時固定材60進行加熱而使熱膨脹性黏著劑層60a熱膨脹，藉此於熱膨脹性黏著劑層60a與密封體58之間進行剝離。或者亦可較佳地採用於支持基材60b與熱膨脹性黏著劑層60a之界面進行剝離後，於熱膨脹性黏著劑層60a與密封體58之界面進行由熱膨脹引起之剝離之順序。無論是何種情形，均可藉由對熱膨脹性黏著劑層60a進行加熱，使其熱膨脹而降低其黏著力，從而容易地進行熱膨脹性黏著劑層60a與密封體58之界面處之剝離。作為熱膨脹之條件，可較佳地採用上述「熱膨脹性黏著劑層之熱膨脹方法」欄之條件。特別是熱膨脹性黏著劑層較佳為如下構成：於該熱膨脹性黏著劑層剝離步驟中之加熱下剝離而並非於上述熱硬化步驟中之加熱下剝離。
[研磨密封用片材之步驟]
繼而，視需要，如圖10所示，對密封體58之密封用片材40進行研磨而使半導體晶片53之背面53c露出。作為研磨密封用片材40之方法，並未特別限定，例如可列舉使用高速旋轉之磨石之研磨法。
(再配線形成步驟)
於本實施形態中，較佳為進而包含於密封體58之半導體晶片53之電路形成面53a形成再配線69之再配線形成步驟。於再配線形成步驟中，於上述暫時固定材60之剝離後，於密封體58上形成與上述所露出之半導體晶片53連接之再配線69(參照圖11)。
作為再配線之形成方法，例如可向露出之半導體晶片53上利用真空成膜法等公知之方法形成金屬籽晶層，並利用半加成法等公知之方法形成再配線69。
其後，亦可向再配線69及密封體58上形成聚醯亞胺或PBO(poly(p-phenylenebenzobisoxazole，聚對伸苯基苯并二唑)等之絕緣層。
(凸塊形成步驟)
繼而，可於形成之再配線69上進行形成凸塊67之凸塊製作加工(參照圖11)。凸塊製作加工可藉由焊錫球或者鍍錫鉛等公知之方法進行。
(切割步驟)
最後，對包含半導體晶片53、密封用片材40及再配線69等元件之積層體進行切割(參照圖12)。藉此，可獲得將配線引出至晶片區域之外側之半導體裝置59。
於上述實施形態中，對「積層體」為「暫時固定材60上暫時固定有半導體晶片53之積層體50」之情形進行了說明。然而，本發明中之「積層體」並不限定於此例，可為具有某種程度之強度之支持體上固定有半導體晶片者。即，「積層體」只要為「支持體上固定有半導體晶片之積層體」即可。作為本發明中「積層體」之其他例，例如可列舉「於半導體晶圓之電路形成面覆晶接合有半導體晶片之積層體」(所謂晶片堆疊晶圓(chip on wafer))或者「於有機基板上搭載有半導體 晶片之積層體」。
[實施例]
以下，使用實施例對本發明詳細說明，但本發明只要不超過其主旨，則並不限定於以下實施例。又，各例中，只要份無特別記載，則均為重量基準。
對實施例1~2中使用之成分加以說明。
環氧樹脂1：新日鐵化學(股)製造之YSLV-80XY(雙酚F型環氧樹脂、環氧當量200g/ep.軟化點80℃)
酚樹脂1：明和化成公司製造之MEH-7851-SS(具有聯苯芳烷基骨架之酚樹脂、羧基當量203g/eq.軟化點67℃)
熱塑性樹脂1：三菱麗陽(Mitsubishi Rayon)股份有限公司製造之J-5800(丙烯酸系橡膠系應力緩和劑)
無機填充劑1：電氣化學公司製造之FB-9454FC(填料)
矽烷偶合劑1：信越化學公司製造之KBM-403(3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷)
顏料1(碳黑)：三菱化學公司製造之# 20(粒徑50nm)
硬化促進劑1：四國化成工業公司製造之2PHZ-PW(2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)
(實施例1)
<密封用片材之製作>
按照表1所記載之調配比，調配各成分，混練後使其片狀化，藉此製作厚度400μm之密封用片材A。
(實施例2)
<密封用片材之製作>
按照表1所記載之調配比，調配各成分，混練後使其片狀化，藉此製作厚度400μm之密封用片材B。
(實施例3)
<密封用片材之製作>
按照下述[實施例3之調配]之調配比，調配各成分，混練後使其片狀化，藉此製作厚度400μm之密封用片材C。
[實施例3之調配]
環氧樹脂1(新日鐵化學(股)製造之YSLV-80XY)：34.9份
環氧樹脂2(三菱化學公司製造之828)：33.8份
酚樹脂2(明和化成公司製造之MEH-7500-3S)：31.3份
無機填充劑2(電氣化學工業(股)製造之FB-5SDC)：542.3份
無機填充劑3(Admatechs股份有限公司製造之SO-25R(球狀二氧化矽))：144.2份
矽烷偶合劑1(信越化學公司製造之KBM-403)：0.7份
顏料1(三菱化學公司製造之# 20)：2.4份
硬化促進劑1(四國化成工業公司製造之2PHZ-PW)：1.0份
對比較例1~2中使用之成分加以說明。
環氧樹脂1：新日鐵化學(股)製造之YSLV-80XY(雙酚F型環氧樹脂、環氧當量200g/ep.軟化點80℃)
酚樹脂1：明和化成公司製造之MEH-7851-SS(具有聯苯芳烷基骨 架之酚樹脂、羧基當量203g/eq.軟化點67℃)
熱塑性樹脂1：三菱麗陽股份有限公司製造之J-5800(丙烯酸系橡膠系應力緩和劑)
無機填充劑1：電氣化學公司製造之FB-9454FC(填料)
矽烷偶合劑1：信越化學公司製造之KBM-403(3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷)
顏料1(碳黑)：三菱化學公司製造之# 20(粒徑50nm)
硬化促進劑1：四國化成工業公司製造之2PHZ-PW(2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑)
(比較例1)
<密封用片材之製作>
按照表2所記載之調配比，調配各成分，混練後使其片狀化，藉此製作厚度400μm之密封用片材D。
(比較例2)
<密封用片材之製作>
按照表2所記載之調配比，調配各成分，混練後使其片狀化，藉此製作厚度400μm之密封用片材E。
<比B/A、比A/A1、及比B/A1之算出、寬度Z之測定>
就實施例及比較例之密封用片材根據步驟A~步驟D之順序算出比B/A、比A/A1及比B/A1。
(步驟A)
將實施例及比較例之密封用片材切成長20cm×寬20cm之尺寸，設為試樣。厚度為400μm。
(步驟B)
對上述步驟A中準備之試樣於垂直於面之方向施加壓力直至厚度成為300μm。於該步驟中，藉由下側平板及上側平板於垂直於面之方向施加壓力。此時，下側平板及上側平板溫度設定為90℃。又，負荷設定為200kN。又，加壓頂板(上側平板)之下降速度藉由加壓裝置所附帶之刻度進行調整。具體而言，將刻度設為5。加壓裝置使用MIKADO TECHNOS公司製造之產品名VACUUM ACE VA76-5050。於下側平板與上側平板之間配置厚度為300μm之間隔件，藉此對試樣於垂直於面之方向施加壓力直至樹脂部分之厚度成為300μm。
(步驟C)
於步驟B之後，使下側平板與上側平板向相互遠離之方向移動，而釋放上述步驟B中施加之壓力。
(步驟D)
測定上述步驟C後之試樣之中央部X之厚度A及上述步驟C後之Y(試樣之自施加壓力前之一邊向中央部X移動2cm之部位)之厚度B。之後，算出比B/A。將結果示於表1。
此處，厚度A1為300μm。因此，亦算出比A/A1及比B/A1。將結果示於表1。
再者，比較例1儘管後述之90℃下之黏度相對較高，但比B/A為0.69。
認為其原因如下所述： 認為樹脂之流動性被分為塑性變形(將自外部所受之力變為使樹脂流動之力而使樹脂向外流動之類型之變形)與彈性變形(將自外部所受之力(壓製時所受之壓力)向z方向(垂直於面之方向)彈回之類型之變形)兩者。
有黏度越低，則施加壓力時越強烈產生塑性變形之影響之傾向。因此，絕大部分樹脂向外側流動，導致片材損壞。
另一方面，有黏度越高，則施加壓力時越強烈產生彈性變形之影響之傾向。特別是難以將壓製壓力以樹脂流動之形式轉換為塑性變形之片材中央部，其片材厚度如彈簧彈性恢復。
比較例1黏度較高且彈性變形之影響較強。因此，密封用片材端部之樹脂流動雖諸多發生，但發生於密封用片材中央部之彈性變形之影響強烈產生。因而，中央部之片材厚度發生彈性恢復(彈回)，厚度變厚。由上所述，認為B雖亦稍微變小，但由於A之值亦因樹脂之彈性恢復而變大，故而比B/A變小，成為0.69。
又，於上述步驟C之後，測定自上述Y至上述試樣之外周為止之寬度Z。將結果示於表1。
(黏度之測定)
使用黏彈性測定裝置ARES(Rheometric Scientific公司製造)測定實施例及比較例之密封用片材之90℃下之黏度。測定條件如下所述。將結果示於表3。
<測定條件>
平行板：8mm
頻率：1Hz
應變：5%
90℃恆溫測定
測定時間：5分鐘
(外觀評價)
成型後(進行步驟A~步驟D之後)，藉由目視觀察試樣之外觀。將不存在晶片未填充部分且無空隙之情形設為○、存在晶片未填充部分或者有空隙之情形設為×而進行評價。將結果示於表3。
實施例1~3之密封用片材不存在晶片未填充部分，且無空隙，晶片被較佳地密封。
比較例1之密封用片材成為晶片上僅載置有密封用片材之狀態。其結果，晶片周圍未填充有樹脂(存在晶片未填充部分)。
關於比較例2之密封用片材，晶片嵌入至密封用片材。然而，進入有一部分空氣，而產生空隙。其結果，無法利用樹脂完全填充晶片周圍。
40‧‧‧密封用片材
41‧‧‧剝離襯墊

Claims (4)

  1. 一種密封用片材，其特徵在於：根據下述步驟A~步驟D之順序算出之比B/A滿足0.7以上且1以下，步驟A：準備長20cm、寬20cm、厚400μm之尺寸之試樣；步驟B：對上述步驟A中準備之上述試樣於垂直於面之方向施加壓力直至厚度成為300μm；步驟C：釋放上述步驟B中施加之壓力；及步驟D：將上述試樣之中央部設為X，將上述試樣之自施加壓力前之一邊向中央部X移動2cm之部位設為Y，此時算出上述步驟C後之上述X之厚度A與上述步驟C後之上述Y之厚度B的比B/A。
  2. 如請求項1之密封用片材，其中上述步驟B之狀態下之上述X之厚度A1與上述步驟C後之上述X之上述厚度A的比A/A1為1.2以下。
  3. 如請求項1之密封用片材，其中上述步驟B之狀態下之上述X之厚度A1與上述步驟C後之上述Y之上述厚度B的比B/A1為0.7以上。
  4. 如請求項1至3中任一項之密封用片材，其中於上述步驟C之後，自上述Y至上述試樣之外周為止之寬度為2.5cm以下。
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