TW201702338A - 接著片、切割膠帶一體型接著片、薄膜、半導體裝置的製造方法及半導體裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於接著片、切割膠帶一體型接著片、薄膜及半導體裝置的製造方法及半導體裝置。本發明目的在於提供可在回流焊中防止自引線框的剝離,並能夠有效地使晶片處產生的熱釋放至引線框的接著片,以及包含該接著片的切割膠帶一體型接著片、薄膜等。本發明第1方式的接著片具備下列性質:通過在與銅引線框接觸的狀態下維持175℃ 5小時來使其硬化、接著在85℃、85%RH下維持24小時後使260℃的接著力在1MPa以上,其還具備下列性質:通過維持120℃ 1小時,接著維持175℃ 1小時而使其硬化後的260℃的儲存彈性模數為10MPa~100MPa。玻璃化轉變溫度為100℃以下。熱導率為1W/m.K以上。本發明中第2方式的接著片包含環氧當量400g/eq.以上的環氧樹脂和填料。

Description

接著片、切割膠帶一體型接著片、薄膜、半導體裝置的製造方法及半導體裝置
本發明係關於接著片、切割膠帶一體型接著片、薄膜、半導體裝置的製造方法及半導體裝置。
晶片的小型化、佈線的微細化正在演進,然而晶片的小型化會帶來自晶片表面(surface)到空氣層的散熱能力降低。佈線的微細化會帶來晶片的發熱量增加。即,通過減小佈線寬度,使得佈線間的絕緣層變小,絕緣性降低,洩漏電流增大,結果使晶片的發熱量增大。
如果不使自晶片產生的熱釋放至基板,則有時會無法維持半導體的功能。基於這種情況,可以使晶片的熱釋放至基板等高導熱性的黏晶材料正被尋求著。
作為高導熱性的黏晶材料,一直以來使用銀膠(例如參見專利文獻1)。然而隨著晶片不斷薄型化,銀膠蔓延至晶片表面逐漸成為問題。而且,由於銀膠的突出量大,因此會妨礙晶片的小型化。如此,銀膠存在著各種問題。
另一方面,由於薄膜狀的黏晶材料向晶片表面的蔓延、突出少,因此適合作為小且薄的封裝體的黏晶材料。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特許3209961號公報
通過提高填料的含量能夠提高熱導率。然而,如果填料的含量高,則使得接著片在吸濕回流焊(260℃)中容易自引線框剝離。這是由於接著片的硬化後的儲存彈性模數高,且由晶片的線膨脹係數與引線框的線膨脹係數之差所產生的應力難以緩解。
本發明的目的在於解決前述問題,並提供可在回流焊中防止自引線框的剝離,且能夠有效地使晶片處產生的熱釋放至引線框的接著片。
本發明的目的另在於提供包含該接著片的切割膠帶一體型接著片、薄膜。本發明的目的另在於提供使用該接著片的半導體裝置製造方法。本發明的目的另在於提供使用該接著片所得之半導體裝置。
本發明中第1方式的接著片具備下列性質。 即,通過在與銅引線框接觸的狀態下維持175℃ 5小時以使其硬化,接著在85℃、85%RH下維持24小時後的260℃的接著力在1MPa以上。第1方式的接著片還具備下列性質。即,通過維持120℃ 1小時、接著維持175℃ 1小時而使其硬化後的260℃的儲存彈性模數為10MPa~100MPa。第1方式的接著片還具備下列性質。即,通過維持120℃ 1小時,接著維持175℃ 1小時以使其硬化後的玻璃化轉變溫度在100℃以下。第1方式的接著片還具備下列性質。即,通過维持120℃ 1小時,接著维持175℃ 1小時而使其硬化後的熱導率在1W/m.K以上。
通過使260℃的接著力在1MPa以上、260℃的儲存彈性模數為10MPa~100MPa、玻璃化轉變溫度在100℃以下,能夠在回流焊中防止自引線框的剝離。通過使熱導率為1W/m.K以上,能夠有效地使晶片處產生的熱釋放至引線框。
較佳者為第1方式的接著片包含樹脂成分。較佳者為樹脂成分包含丙烯酸類聚合物。較佳者為樹脂成分100重量%中的丙烯酸類聚合物的含量為5重量%~14重量%。如果丙烯酸類聚合物的含量為14重量%以下,則可形成熱固性樹脂的連續層,能夠提高260℃的接著力。如果丙烯酸類聚合物的含量為5重量%以上,則撓性良好。
較佳者為樹脂成分包含環氧當量400g/eq.以上的環氧樹脂。環氧當量400g/eq.以上的環氧樹脂能夠降低 260℃的儲存彈性模數。樹脂成分100重量%中的環氧樹脂的含量較佳為10重量%~60重量%。
較佳者為第1方式的接著片包含填料。填料的含量較佳為75重量%以上。通過使填料的含量為75重量%以上,能夠實現熱導率1W/m.K以上。填料的平均粒徑較佳為1μm~5μm。如果填料的平均粒徑小於1μm,則存在260℃的接著力降低的傾向。另一方面,如果填料的平均粒徑超過5μm,則難以薄化。
第1方式之接著片的厚度較佳為30μm以下。
較佳者為第1方式的接著片包含具有選自由二硫基、四硫基以及硫醇基組成的群組中至少1種基團的矽烷耦合劑。由於該矽烷耦合劑可與引線框形成化學鍵,因此能夠提高260℃的接著力。
本發明中的第1方式另關於切割膠帶一體型接著片。第1方式的切割膠帶一體型接著片包含含有基材和配置在基材上之黏合劑層的切割膠帶。第1方式的切割膠帶一體型接著片還包含配置在黏合劑層上的接著片。
本發明中的第1方式另關於薄膜。第1方式的薄膜包含隔膜和配置在隔膜上的切割膠帶一體型接著片。
本發明中的第1方式另關於半導體裝置的製造方法。第1方式的半導體裝置的製造方法包括:在接著片上壓接半導體晶圓的步驟;在接著片上壓接半導體晶圓的步驟之後,通過進行晶片分割而形成晶片接合用晶片的 步驟,以及將晶片接合用晶片壓接於引線框的步驟。晶片接合用晶片包含半導體晶片和配置在半導體晶片上的接著薄膜。
本發明中的第1方式另關於半導體裝置。
本發明中的第2方式的接著片包含環氧當量400g/eq.以上的環氧樹脂和填料。填料的含量為75重量%以上。環氧當量400g/eq.以上的環氧樹脂可以降低260℃的儲存彈性模數,並可在回流焊中防止或減少自引線框的剝離。通過使填料的含量為75重量%以上,能夠實現熱導率1W/m.K以上。
本發明中的第2方式另關於切割膠帶一體型接著片。第2方式的切割膠帶一體型接著片包含包括基材和配置在基材上的黏合劑層的切割膠帶。第2方式的切割膠帶一體型接著片還包含配置在黏合劑層上的接著片。
本發明中的第2方式另關於薄膜。第2方式的薄膜包含隔膜和配置在隔膜上的切割膠帶一體型接著片。
本發明中的第2方式另關於半導體裝置的製造方法。第2方式的半導體裝置的製造方法包括:在接著片上壓接半導體晶圓的步驟;在接著片上壓接半導體晶圓的步驟之後,通過進行晶片分割而形成晶片接合用晶片的步驟;和將晶片接合用晶片壓接於引線框的步驟。晶片接合用晶片包含半導體晶片和配置在半導體晶片上的接著薄膜。
本發明中的第2方式另關於半導體裝置。
1‧‧‧薄膜
11‧‧‧接著片
12‧‧‧切割膠帶
13‧‧‧隔膜
71‧‧‧切割膠帶一體型接著片
121‧‧‧基材
122‧‧‧黏合劑層
122A‧‧‧接觸部
122B‧‧‧周邊部
4‧‧‧半導體晶圓
5‧‧‧晶片接合用晶片
41‧‧‧半導體晶片
111‧‧‧接著薄膜
6‧‧‧引線框
61‧‧‧晶片焊盤
62‧‧‧內部引線
7‧‧‧接合引線
8‧‧‧封裝樹脂
9‧‧‧薄膜
14‧‧‧隔膜
15‧‧‧隔膜
[圖1]薄膜的概略平面圖。
[圖2]薄膜的局部概略剖面圖。
[圖3]半導體裝置的製造步驟的概略剖面圖。
[圖4]半導體裝置的製造步驟的概略剖面圖。
[圖5]半導體裝置的製造步驟的概略剖面圖。
[圖6]半導體裝置的製造步驟的概略剖面圖。
[圖7]變形例4中的薄膜的局部概略剖面圖。
[圖8]實施方式2中薄膜的概略剖面圖。
以下雖揭示實施方式來對本發明進行詳細說明,但本發明並不僅限於這些實施方式。
[實施方式1] (薄膜1)
如圖1和圖2所示,薄膜1包含隔膜13和配置在隔膜13上的接著片11。更具體而言,薄膜1包含隔膜13和配置在隔膜13上的切割膠帶一體型接著片71a、71b、71c、......、71m(以下總稱為“切割膠帶一體型接著片71”)。切割膠帶一體型接著片71a與切割膠帶一體型接 著片71b之間的距離、切割膠帶一體型接著片71b與切割膠帶一體型接著片71c之間的距離、......切割膠帶一體型接著片71l與切割膠帶一體型接著片71m之間的距離是一定的。薄膜1可形成捲曲狀。
切割膠帶一體型接著片71包含切割膠帶12和配置在切割膠帶12上的接著片11。切割膠帶12包含基材121和配置在基材121上的黏合劑層122。接著片11可以以與黏合劑層122接觸的第1主面和與第1主面相對的第2主面來定義兩面。第2主面與隔膜13接觸。
(接著片11)
接著片11具備熱硬化性。
接著片11還具備下列性質。即,通過在與銅引線框接觸的狀態下維持175℃ 5小時使其硬化,接著讓具有銅引線框和與銅引線框接觸之接著片11的硬化物之帶銅引線框的硬化物在85℃、85%RH下維持24小時後,其260℃的接著力在1MPa以上。具體而言,接著力是剪切接著力。更具體而言,是銅引線框和硬化物的剪切接著力。260℃的接著力較佳為1.2MPa以上,更佳為1.5MPa以上。260℃的接著力的上限例如為30MPa、20MPa、10MPa、5MPa等。
260℃的接著力可以通過熱固性樹脂的含量、矽烷耦合劑的官能團的種類等進行控制。例如通過增加熱固性樹脂的含量,通過使用具有二硫基的矽烷耦合劑、通 過使用具有四硫基的矽烷耦合劑、通過使用具有硫醇基的矽烷耦合劑,能夠提高260℃的接著力。
接著片11還具備下列性質。即,通過維持120℃ 1小時、接著維持175℃ 1小時而使其硬化後的260℃的儲存彈性模數為10MPa~100MPa。通過使260℃的儲存彈性模數為100MP以下,可緩解因回流焊而產生的應力。260℃的儲存彈性模數較佳為95MPa以下。260℃的儲存彈性模數的下限例如可為20MPa。
260℃的儲存彈性模數可以通過環氧樹脂的環氧當量等進行控制。例如通過使用環氧當量大的環氧樹脂,能夠降低260℃的儲存彈性模數。
接著片11還具備下列性質。即,通過維持120℃ 1小時,接著維持175℃ 1小時而使其硬化後的玻璃化轉變溫度為100℃以下。如果玻璃化轉變溫度為100℃以下,則260℃的儲存彈性模數低。玻璃化轉變溫度的下限例如為10℃、20℃、30℃、40℃、50℃等。
玻璃化轉變溫度可以通過環氧樹脂的環氧當量、酚醛樹脂的羥基當量等進行控制。
接著片11還具備下列性質。即,通過维持120℃ 1小時,接著维持175℃ 1小時而使其硬化後的熱導率在1W/m.K以上。如果熱導率為1W/m.K以上,則能夠有效地使晶片處產生的熱釋放至引線框。熱導率的上限例如為5W/m.K、10W/m.K、15W/m.K、20W/m.K、30W/m.K等。
接著片11的吸濕率較佳為0.5%以下。如果為0.5%以下,則在回流焊中不易發生由蒸氣壓引起的剝離。接著片11的吸濕率可以通過實施例中記載的方法進行測定。
接著片11包含樹脂成分。作為樹脂成分,可列舉出:丙烯酸類聚合物、熱固性樹脂等。
作為丙烯酸類聚合物並沒有特別限定,可列舉出以具有碳數30以下、特別是碳數4~18之直鏈或支鏈的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯中的1種或2種以上作為成分的聚合物(丙烯酸類共聚物)等。作為前述烷基,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。
此外,作為形成聚合物(丙烯酸類共聚物)的其他單體並無特別限定,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-羥基月桂酯或丙烯酸(4-羥甲基環己酯)-甲酯等 之類的含羥基單體,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)丙烯酸磺基丙酯或(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等之類的含磺酸基單體,或2-羥乙基丙烯醯基磷酸酯等之類的含磷酸基單體。
丙烯酸類聚合物當中以重均分子量在10萬以上者為佳,更佳為30萬~300萬,進一步較佳為50萬~200萬。此乃若在該數值範圍內,則接著性和耐熱性優異。此外,重均分子量是通過GPC(凝膠滲透色譜)測定並通過聚苯乙烯換算算出的值。
丙烯酸類聚合物以包含可與環氧基反應的官能團為佳,如此能夠使丙烯酸類聚合物與環氧樹脂交聯。
作為可與環氧基反應的官能團,例如可列舉出羥基等。
樹脂成分100重量%中的丙烯酸類聚合物的含量較佳為14重量%以下,更佳為13重量%以下,進一步較佳為11重量%以下。如果為14重量%以下,則可以形成熱固性樹脂的連續層,並能提高260℃的接著力。樹脂成分100重量%中的丙烯酸類聚合物的含量較佳為5重量%以上,更佳為6重量%以上,更進一步較佳為7重量%以上。如果為5重量%以上,則撓性良好。
作為熱固性樹脂,可列舉出:環氧樹脂、酚醛樹脂等。
作為環氧樹脂沒有特別限定,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、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、四酚基乙烷型等二官能環氧樹脂、多官能環氧樹脂、或乙內醯脲型、三縮水甘油基異三聚氰酸酯型或縮水甘油胺型等環氧樹脂。這些環氧樹脂當中,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酚基乙烷型環氧樹脂。此乃這些環氧樹脂富有與作為硬化劑的酚醛樹脂的反應性,且耐熱性等優異。
樹脂成分較佳包含環氧當量400g/eq.以上的環氧樹脂(以下稱為“第1環氧樹脂”)。第1環氧樹脂能夠降低260℃的儲存彈性模數。
第1環氧樹脂的環氧當量較佳為430g/eq.以上。第1環氧樹脂的環氧當量的上限例如為800g/eq.、600g/eq.、500g/eq.等。
需要說明的是,環氧樹脂的環氧當量可以用JIS K 7236-2009中規定的方法進行測定。
第1環氧樹脂較佳為在室溫下呈液態。
在本說明書中,在室溫下為液態是指25℃的黏度小於5000Pa.s。需要說明的是,黏度可以用Thermo Scientific公司製造的型号HAAKE Roto VISCO1進行測定。
樹脂成分100重量%中的第1環氧樹脂的含量較佳為10重量%以上,更佳為20重量%以上,進一步較 佳為40重量%以上。如果為10重量%以上,則能夠降低260℃的儲存彈性模數。樹脂成分100重量%中的第1環氧樹脂的含量較佳為60重量%以下,更佳為50重量%以下。
樹脂成分較佳包含環氧當量300g/eq.以下的環氧樹脂(以下稱為“第2環氧樹脂”)。第2環氧樹脂能夠提高260℃的接著力。
第2環氧樹脂的環氧當量較佳為250g/eq.以下,更佳為220g/eq.以下。第2環氧樹脂的環氧當量的下限例如為100g/eq.、150g/eq.等。
第2環氧樹脂較佳為在室溫下呈固態。
樹脂成分100重量%中的第2環氧樹脂的含量較佳為5重量%以上,更佳為10重量%以上。樹脂成分100重量%中的第2環氧樹脂的含量較佳為60重量%以下,更佳為50重量%以下。
酚醛樹脂發揮環氧樹脂的硬化劑的作用,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。這些酚醛樹脂當中,特佳為苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂,這是因為可提高半導體裝置的連接可靠性。
酚醛樹脂以具有液晶原骨架為佳。液晶原骨架為剛性骨架。通過使酚醛樹脂具有液晶原骨架,並可提 高260℃的接著力。作為液晶原骨架,例如可列舉出聯苯結構。
酚醛樹脂的羥基當量較佳為150g/eq.以上,更佳為170g/eq.以上。如果為150g/eq.以上則羥基的可移動性高,並可提高260℃的接著力。另一方面,酚醛樹脂的羥基當量較佳為300g/eq.以下,更佳為250g/eq.以下。
酚醛樹脂較佳為在室溫下呈固態。
對於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環氧樹脂成分中的環氧基1當量為0.5~2.0當量的方式調配是適宜的。更適宜的是0.8~1.2當量。即,這是因為若兩者的調配比例不在該範圍,則不進行充分的硬化反應,硬化物的特性變得容易劣化。
樹脂成分100重量%中的環氧樹脂和酚醛樹脂的合計含量較佳為86重量%以上,更佳為87重量%以上,進一步較佳為89重量%以上。另一方面,環氧樹脂和酚醛樹脂的合計含量較佳為95重量%以下,更佳為94重量%以下,進一步較佳為93重量%以下。
接著片11較佳為包含填料。
填料的熱導率較佳為12W/m.K以上,更佳為20W/m.K以上。填料的熱導率上限例如為400W/m.K、50W/m.K等。
需要說明的是,填料的熱導率可以根據通過X射線結構分析得到的晶體結構進行推定。
填料的平均粒徑較佳為1μm以上。如果小於 1μm,則260℃的接著力趨向降低。另一方面,填料的平均粒徑較佳為5μm以下。如果超過5μm則難以薄化。
需要說明的是,填料的平均粒徑可以用以下方法進行測定。
填料的平均粒徑的測定
將接著片11放入坩堝,在大氣環境下以700℃灼燒2小時使其灰化。使所得灰分分散在純水中進行10分鐘超聲波處理,使用雷射繞射散射式細微性分佈測定裝置(Beckman Coulter,Inc.製造、“LS 13 320”;濕式法)求出平均粒徑。
較佳為在填料的細微性分佈中存在著2個以上的波峰。更具體而言,較佳為在0.2~0.8μm的粒徑範圍存在第1波峰,在3~15μm的粒徑範圍存在第2波峰。如此能夠在形成第2波峰的填料之間(間隙)填充形成第1波峰的填料,因此能夠使填料高填充。
如果第1波峰的粒徑超過0.8μm,則填料的高填充化趨於困難。
此外,如果第2波峰的粒徑小於3μm,則填料的高填充化趨於困難。如果第2波峰的粒徑超過15μm,則接著片11的薄膜化變得困難。
作為填料的形狀,例如可列舉出:片狀、針狀、長絲狀、球狀、鱗片狀等,其中以球狀為佳。
填料的球形度較佳為0.85以上。如果為0.85 以上,則能夠減小填料與樹脂成分的接觸面積,能夠提高晶片接合時的流動性。需要說明的是,球形度越接近1,表示越接近真球。
另外,填料的球形度可以用以下方法進行測定。
球形度的測定
將接著片11放入坩堝,在大氣環境下以700℃灼燒2小時使其灰化。用SEM對所得灰分拍攝照片,根據所觀察顆粒的面積和周長,用下述式算出球形度。另外,對100個顆粒使用影像處理裝置(Sysmex Corporation:FPIA-3000)測定球形度。
(球形度)={4π×(面積)÷(周長)2}
從容易獲取導熱性高、球形度高的填料的角度来看,作為填料,較佳為氧化鋁顆粒(熱導率:36W/m.K)、氧化鋅顆粒(熱導率:54W/m.K)、氮化鋁顆粒(熱導率:150W/m.K)、氮化矽顆粒(熱導率:27W/m.K)、碳化矽顆粒(熱導率:200W/m.K)、氧化鎂顆粒(熱導率:59W/m.K)、氮化硼顆粒(熱導率:60W/m.K)等。其中,出於熱導率高、分散性高、容易獲取的理由,較佳為氧化鋁顆粒。
填料係以利用前處理用矽烷耦合劑進行前處理為佳。由此,能夠提高填料的分散性,能夠使填料高填充。
前處理用矽烷耦合劑具有水解性基團。前處 理用矽烷耦合劑具有有機官能團。
作為水解性基團,例如可列舉出:甲氧基、乙氧基等。其中,出於水解速度快、處理容易的理由,較佳為甲氧基。
關於前處理用矽烷耦合劑中的水解性基團的數量,從在與填料交聯的同時可以在前處理用矽烷耦合劑之間進行交聯,即使在填料表面存在的交聯點少的情況下也能對填料整體進行處理的角度來看,較佳為2~3個,更佳為3個。
作為有機官能團,例如可列舉出:丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧基、苯基氨基(-NH-Ph)等。其中,出於不具有與環氧樹脂的反應性、表面處理填料的保存穩定性良好的理由,較佳為丙烯醯基。
前處理用矽烷耦合劑中的有機官能團數量較佳為1個。
作為矽烷耦合劑,具體可列舉出: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-氨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。
作為利用前處理用矽烷耦合劑對填料進行處理的方法並無特別限定,可列舉出:在溶劑中將填料與前處理用矽烷耦合劑混合的濕式法、在氣相中對填料和前處理用矽烷耦合劑進行處理的乾式法等。
對前處理用矽烷耦合劑的處理量沒有特別限定,相對於填料100重量份,較佳為以前處理用矽烷耦合劑0.1~1重量份進行處理。
接著片11中的填料含量較佳為75重量%以上,更佳為78重量%以上。如果為75重量%以上,則能夠實現熱導率1W/m.K以上。另一方面,填料的含量的上限例如為90重量%、85重量%等。
接著片11以包含矽烷耦合劑為佳。作為矽烷耦合劑所具有的官能團,可列舉出:二硫基、四硫基、硫醇基等。具有二硫基的矽烷耦合劑、具有四硫基的矽烷耦合劑、具有硫醇基的矽烷耦合劑能夠與引線框形成化學鍵,能夠提高260℃的接著力。因此,較佳為二硫基、四硫基、硫醇基。
接著片11中的矽烷耦合劑含量較佳為0.005重量%以上,更佳為0.01重量%以上。接著片11中的矽烷耦合劑含量較佳為0.5重量%以下,更佳為0.1重量%以下。
接著片11較佳為包含硬化促進劑。相對於樹脂成分100重量份,硬化促進劑的含量較佳為0.1~5重量 份,更佳為0.1~3重量份。如果為0.1重量份以上,則能夠以短時間使其硬化。
作為硬化促進劑並無特別限定,例如可列舉出:咪唑類化合物、三苯基膦類化合物、胺類化合物、三苯基硼烷類化合物、三鹵代硼烷類化合物等。
作為咪唑類化合物,可列舉出:2-甲基咪唑(商品名;2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名;C11Z)、2-十七烷基咪唑(商品名;C17Z)、1,2-二甲基咪唑(商品名;1.2DMZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名;2E4MZ)、2-苯基咪唑(商品名;2PZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(商品名;2P4MZ)、1-苄基-2-甲基咪唑(商品名;1B2MZ)、1-苄基-2-苯基咪唑(商品名;1B2PZ)、1-氰基乙基-2-甲基咪唑(商品名;2MZ-CN)、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑(商品名;C11Z-CN)、偏苯三酸1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓(商品名;2PZCNS-PW)、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-S-三嗪(商品名;2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-S-三嗪(商品名;C11Z-A)、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-S-三嗪(商品名;2E4MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-S-三嗪異三聚氰酸加成物(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;2PAMHZ-PW)等(均為四國化成股份有限公司製造)。
作為三苯基膦類化合物並無特別限定,例如可列舉出:三苯基膦、三丁基膦、三(對甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、二苯基甲苯基膦等三有機膦,四苯基溴化鏻(商品名;TPP-PB)、甲基三苯基鏻(商品名;TPP-MB)、甲基三苯基鏻氯化物(商品名;TPP-MC)、甲氧基甲基三苯基鏻(商品名;TPP-MOC)、苄基三苯基鏻氯化物(商品名;TPP-ZC)等(均為北興化學工業股份有限公司製造)。
作為三苯基硼烷類化合物並無特別限定,例如可列舉出三(對甲基苯基)膦等。此外,作為三苯基硼烷類化合物,也包括另具有三苯基膦結構的物質。作為具有三苯基膦結構和三苯基硼烷結構的化合物並無特別限定,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)、四苯基硼苄基三苯基鏻(商品名;TPP-ZK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名;TPP-S)等(均為北興化學工業股份有限公司製造)。
作為氨基類化合物並無特別限定,例如可列舉出:單乙醇胺三氟硼酸鹽(STELLACHEMIFA CORPORATION製造)、雙氰胺(Nacalai Tesque,Inc.製造)等。
作為三鹵代硼烷類化合物並無特別限定,例如可列舉出三氯硼烷等。
接著片11除了前述成分以外還可以適當包含 在薄膜製造中常用的調配劑、例如交聯劑等。
接著片11可以用通常的方法製造。例如可以製作包含前述各成分的接著劑組合物溶液,以成為規定厚度的方式將接著劑組合物溶液塗佈在基材隔膜上形成塗佈膜後,乾燥塗佈膜,由此來製造接著片11。
作為接著劑組合物溶液中使用的溶劑並無特別限定,較佳為能夠將前述各成分均勻地溶解、混煉或分散的有機溶劑。例如可列舉出:二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、環己酮等酮類溶劑、甲苯、二甲苯等。對塗佈方法沒有特別限定。作為溶劑塗覆的方法,例如可列舉出:模塗機、凹版塗佈機、輥塗機、逆轉塗佈機、逗點塗佈機、管狀刮刀塗佈機(pipe doctor coater)、絲網印刷等。其中,從塗佈厚度的均勻性高的角度來看,較佳為模塗機。
作為基材隔膜,可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯,通過氟系剝離劑、長鏈丙烯酸烷基酯類剝離劑等剝離劑進行了表面塗佈的塑膠薄膜、紙等。作為接著劑組合物溶液的塗佈方法,例如可列舉出:輥塗覆、絲網塗覆、凹版塗覆等。此外,對塗佈膜的乾燥條件沒有特別限定,例如可以以乾燥溫度70~160℃、乾燥時間1~5分鐘進行。
作為接著片11的製造方法,例如用攪拌機將前述各成分混合並將所得混合物壓制成型來製造接著片11的方法等也是適宜的。作為攪拌機,可列舉出行星式 攪拌機等。
接著片11的厚度較佳為30μm以下。接著片11的厚度的下限例如為5μm等。如果小於5μm,則有時接著片11與半導體晶圓等接觸的面積會變得不穩定。
接著片11以用於製造半導體裝置為佳。接著片11以用於晶片接合用途更佳。具體而言,接著片11可作為用於將引線框與半導體晶片接著的薄膜(以下稱為“黏晶薄膜”)來使用。
(隔膜13)
作為隔膜13,可列舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等。隔膜13較佳為實施了脫模處理。隔膜13的厚度可以適當設定。
(切割膠帶一體型接著片71)
切割膠帶一體型接著片71包含切割膠帶12和配置在切割膠帶12上的接著片11。切割膠帶12包括基材121和配置在基材121上的黏合劑層122。黏合劑層122包括與接著片11接觸的接觸部122A。黏合劑層122還包括配置在接觸部122A的周邊的周邊部122B。接觸部122A通過輻射線而被硬化。另一方面,周邊部122B具有通過輻射線而硬化的性質。作為輻射線,較佳為紫外線。
基材121以具有輻射線透過性為佳。基材121以具有紫外線通透性更佳。作為基材121,例如可以使用 紙等紙類基材;布、不織布、氈、網等纖維類基材;金屬箔、金屬板等金屬類基材;塑膠的薄膜、薄片等塑膠類基材;橡膠片等橡膠類基材;發泡片等發泡體、它們的層疊體〔特別是塑膠類基材與其他基材的層疊體、塑膠薄膜(或薄片)彼此的層疊體等〕等適當的薄層體。作為基材121,可以適宜地使用塑膠的薄膜、薄片等塑膠類基材。作為這種塑膠材料的原材料,例如可列舉出:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物等烯烴類樹脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、離聚物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(無規、交替)共聚物等以乙烯作為單體成分的共聚物;聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等聚酯;丙烯酸類樹脂;聚氯乙烯(PVC);聚氨酯;聚碳酸酯;聚苯硫醚(PPS);聚醯胺(尼龍)、全芳香族聚醯胺(芳醯胺)等醯胺類樹脂;聚醚醚酮(PEEK);聚醯亞胺;聚醚醯亞胺;聚偏二氯乙烯;ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物);纖維素類樹脂;有機矽樹脂;氟樹脂等。
基材121可以不拉伸地進行使用,也可以根據需要而使用實施了單軸或雙軸的拉伸處理的基材。通過拉伸處理等對基材121賦予熱收縮性,從而使基材121進行熱收縮,由此來減小黏合劑層122與接著片11的接著面積,能夠實現半導體元件的回收的容易化。
基材121的表面可以為了提高與鄰接層的密 合性、保持性等而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、電離輻射處理等化學或物理處理,以及利用底塗劑的塗佈處理。
基材121可以適當選擇使用同種或不同種的材料,可以根據需要而使用多種混合而成的材料。此外,可以為了對基材121賦予抗靜電能力而在基材121上設置由金屬、合金、它們的氧化物等形成之厚度為30~500Å左右的導電性物質的蒸鍍層。基材121可以是單層或者2種以上的多層。
基材121的厚度(層疊體的情況下為總厚度)並無特別限制,可以根據強度、柔軟性、使用目的等而適當選擇,例如一般為1000μm以下(例如為1μm~1000μm),較佳為10μm~500μm,進一步較佳為20μm~300μm.,特別是30μm~200μm左右,但不限定於這些。
另外,在基材121中可以含有各種添加劑(著色劑、填充材料、增塑劑、防老劑、抗氧化劑、表面活性劑、阻燃劑等)。
黏合劑層122由黏合劑所形成,具有黏合性。作為這種黏合劑並無特別限制,可以從公知的黏合劑中適當選擇。具體而言,作為黏合劑,例如可以從下述當中適當選擇並使用具有所述特性的黏合劑:丙烯酸類黏合劑、橡膠類黏合劑、乙烯基烷基醚類黏合劑、有機矽類黏合劑、聚酯類黏合劑、聚醯胺類黏合劑、聚氨酯類黏合劑、氟類黏合劑、苯乙烯-二烯嵌段共聚物類黏合劑、在 這些黏合劑中調配了熔點約200℃以下的熱熔融性樹脂的蠕變特性改良型黏合劑等公知的黏合劑(例如參見日本特開昭56-61468號公報、日本特開昭61-174857號公報、日本特開昭63-17981號公報、日本特開昭56-13040號公報等)。此外,作為黏合劑,也可以使用輻射線硬化型黏合劑(或能量射線硬化型黏合劑)、熱膨脹性黏合劑。黏合劑可以單獨使用或將2種以上组合使用。
作為黏合劑,可以適宜地使用丙烯酸類黏合劑、橡膠類黏合劑,丙烯酸類黏合劑尤為適宜。作為丙烯酸類黏合劑,可列舉出以使用1種或2種以上(甲基)丙烯酸烷基酯作為單體成分的丙烯酸類聚合物(均聚物或共聚物)作為基礎聚合物的丙烯酸類黏合劑。
作為丙烯酸類黏合劑中的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十五烷基酯、(甲基)丙烯酸十 六烷基酯、(甲基)丙烯酸十七烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸十九烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯等。作為(甲基)丙烯酸烷基酯,適宜為烷基的碳數為4~18的(甲基)丙烯酸烷基酯。另外,(甲基)丙烯酸烷基酯的烷基可以是直鏈或支鏈中的任一種。
另外,為了改善內聚力、耐熱性、交聯性等,丙烯酸類聚合物可以根據需要而含有對應於可與(甲基)丙烯酸烷基酯共聚的其他單體成分(共聚性單體成分)的單元。作為這種共聚性單體成分,例如可列舉出:(甲基)丙烯酸(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、巴豆酸等含羧基單體;馬來酸酐、衣康酸酐等含酸酐基單體;(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯、(甲基)丙烯酸羥己酯、(甲基)丙烯酸羥辛酯、(甲基)丙烯酸羥癸酯、(甲基)丙烯酸羥基月桂酯、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)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基單體;2-羥乙基丙烯醯基磷酸酯等含磷酸基單體;(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N-丁基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基.(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基丙烷(甲基)丙烯醯胺等(N-取代)醯胺類單體;(甲基) 丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯類單體;(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸烷氧基烷基酯類單體;丙烯腈、甲基丙烯腈等氰基丙烯酸酯單體;(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等含環氧基丙烯酸類單體;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯類單體;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯類單體;異戊二烯、丁二烯、異丁烯等烯烴類單體;乙烯醚等乙烯醚類單體;N-乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基吡咯烷酮、乙烯基吡啶、乙烯基呱啶酮、乙烯基嘧啶、乙烯基呱嗪、乙烯基吡嗪、乙烯基吡咯、乙烯基咪唑、乙烯基噁唑、乙烯基嗎啉、N-乙烯基羧酸醯胺類、N-乙烯基己內醯胺等含氮單體;N-環己基馬來醯亞胺、N-異丙基馬來醯亞胺、N-月桂基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺等馬來醯亞胺類單體;N-甲基衣康醯亞胺、N-乙基衣康醯亞胺、N-丁基衣康醯亞胺、N-辛基衣康醯亞胺、N-2-乙基己基衣康醯亞胺、N-環己基衣康醯亞胺、N-月桂基衣康醯亞胺等衣康醯亞胺類單體;N-(甲基)丙烯醯氧基亞甲基琥珀醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-6-氧六亞甲基琥珀醯亞胺、N-(甲基)丙烯醯基-8-氧基八亞甲基琥珀醯亞胺等琥珀醯亞胺類單體;(甲基)丙烯酸聚乙二醇、(甲基)丙烯酸聚丙二醇、(甲基)丙烯酸甲氧基乙二醇、(甲基)丙烯酸甲氧基聚丙二醇等二醇類丙烯酸酯單體;(甲基)丙烯酸四氫糠酯、氟(甲基)丙烯酸酯、有機矽(甲基)丙烯 酸酯等具有雜環、鹵素原子、矽原子等的丙烯酸酯類單體;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、環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、二乙烯基苯、丁基二(甲基)丙烯酸酯、己基二(甲基)丙烯酸酯等多官能單體等。這些共聚性單體成分可以使用1種或2種以上。
使用輻射線硬化型黏合劑(或能量射線硬化型黏合劑)作為黏合劑時,作為輻射線硬化型黏合劑(組合物),例如可列舉出:使用了在聚合物側鏈或主鏈中或主鏈末端具有自由基反應性碳-碳雙鍵的聚合物作為基礎聚合物的內在型輻射線硬化型黏合劑,在黏合劑中調配有紫外線硬化性的單體成分、低聚物成分的輻射線硬化型黏合劑等。此外,使用熱膨脹性黏合劑作為黏合劑時,作為熱膨脹性黏合劑,例如可列舉出包含黏合劑和發泡劑(特別是熱膨脹性微球)的熱膨脹性黏合劑等。
黏合劑層122可以包含各種添加劑(例如賦黏樹脂、著色劑、增黏劑、增量劑、填充材料、增塑劑、防老劑、抗氧化劑、表面活性劑、交聯劑等)。
黏合劑層122例如可以利用下列的慣用方法形成:將黏合劑(壓敏接著劑)與視需要而定的溶劑、其 他添加劑等混合,並形成片狀層。具體而言,例如可以通過下述方法等形成黏合劑層122:將含有黏合劑和視需要而定的溶劑、其他添加劑的混合物塗佈在基材121上的方法,在合適的隔膜(剝離紙等)上塗佈混合物以形成黏合劑層122,並將其轉印(轉移)至基材121上的方法。
黏合劑層122的厚度較佳為1μm以上,更佳為2μm以上,進一步較佳為5μm以上。黏合劑層122的厚度較佳為100μm以下,更佳為50μm以下,進一步較佳為30μm以下。另外,黏合劑層122可以是單層、多層中的任一種。
(半導體裝置的製造方法)
如圖3所示,在切割膠帶一體型接著片71上壓接半導體晶圓4。作為半導體晶圓4,可列舉出:矽晶圓、矽碳化物晶圓、化合物半導體晶圓等。作為化合物半導體晶圓,可列舉出氮化鎵晶圓等。
作為壓接方法,例如可列舉出通過壓接輥等按壓手段進行按壓的方法等。
壓接溫度(黏貼溫度)較佳為35℃以上,更佳為37℃以上。壓接溫度的上限較低較佳,較佳為50℃以下,更佳為45℃以下。通過以低溫進行壓接,能夠防止對半導體晶圓4的熱影響,能夠抑制半導體晶圓4的翹曲。此外,壓力較佳為1×105Pa~1×107Pa,更佳為2×105Pa~8×106Pa。
如圖4所示,通過對半導體晶圓4進行切割而形成晶片接合用晶片5。晶片接合用晶片5包括半導體晶片41和配置在半導體晶片41上的接著薄膜111。半導體晶片41包括電極極板。作為電極極板的材料可列舉出鋁等。本步驟中可以採用進行切入直至切割膠帶一體型接著片71的一被稱為全切的切斷方式等。作為切割裝置並無特別限定,可以使用現有公知的裝置。此外,由於半導體晶圓4被切割膠帶一體型接著片71接著固定,因此能夠抑制晶片缺損、晶片飛濺,並且還能夠抑制半導體晶圓4的破損。
拾取晶片接合用晶片5。拾取的方法並無特別限定,可以採用現有公知的各種方法。例如可列舉出:從切割膠帶一體型接著片71側用針頂起各個半導體晶片41,接著通過拾取裝置拾取晶片接合用晶片5的方法等。
如圖5所示,通過將晶片接合用晶片5壓接於引線框6而得到附帶半導體晶片的被黏物2。具體而言,將晶片接合用晶片5壓接於引線框6的晶片焊盤61上。附帶半導體晶片的被黏物2包括引線框6、配置在引線框6上的接著薄膜111以及配置在接著接著薄膜111上的半導體晶片41。引線框6包括晶片焊盤61。引線框6還包括內部引線62。
將晶片接合用晶片5壓接於引線框6的溫度(以下稱為“黏晶溫度”)較佳為80℃以上,更佳為90℃以上。此外,黏晶溫度較佳為150℃以下,更佳為130℃ 以下。
通過在加壓下對附帶半導體晶片的被黏物2進行加熱,使接著薄膜111硬化。由此,使半導體晶片41黏著在引線框6上。通過在加壓下使接著薄膜111硬化,能夠消滅在接著薄膜111與引線框6之間存在的空隙,能夠確保接著薄膜111與引線框6接觸的面積。
作為在加壓下進行加熱的方法,例如可列舉出:對配置在填充有非活性氣體的腔室內之附半導體晶片的被黏物2進行加熱的方法等。加壓環境的壓力較佳為0.5kg/cm2(4.9×10-2MPa)以上,更佳為1kg/cm2(9.8×10-2MPa)以上,進一步較佳為5kg/cm2(4.9×10-1MPa)以上。如果為0.5kg/cm2以上,則能夠容易地消滅在接著薄膜111與引線框6之間存在的空隙。加壓環境的壓力較佳為20kg/cm2(1.96MPa)以下,更佳為18kg/cm2(1.77MPa)以下,進一步較佳為15kg/cm2(1.47MPa)以下。如果為20kg/cm2以下,則能夠抑制由過度加壓導致的接著薄膜111的突出。
加熱溫度較佳為80℃以上,更佳為120℃以上,進一步較佳為150℃以上,特佳為170℃以上。如果為80℃以上,則能夠使接著薄膜111具有適度的硬度,能夠通過加壓硬化而有效地使空隙消失。加熱溫度較佳為260℃以下,更佳為200℃以下,更佳為180℃以下。如果為260℃以下,則能夠防止接著薄膜111的分解。
加熱時間較佳為0.1小時以上,更佳為0.2小 時以上。加熱時間較佳為24小時以下,更佳為3小時以下,進一步較佳為1小時以下,特佳為30分鐘以下。
如圖6所示,進行用接合引線7將半導體晶片41的電極極板與引線框6的內部引線62電連接的引線接合步驟。作為接合引線7的材料可列舉出銅等。
引線接合步驟包括將接合引線7的一端與半導體晶片41的電極極板接合的步驟,以及將接合引線7的另一端與引線框6的內部引線62接合的步驟等。
在進行引線接合步驟後,進行利用封裝樹脂8封裝半導體晶片41的封裝步驟。本步驟是為了保護搭載於引線框6的半導體晶片41、接合引線7而進行的。本步驟係通過用模具將封裝用的樹脂成型來進行。作為封裝樹脂8,例如使用環氧類樹脂。樹脂封裝時的加熱溫度較佳為165℃以上,更佳為170℃以上,加熱溫度較佳為185℃以下,更佳為180℃以下。
根據需求可在封裝後進一步進行加熱(後硬化步驟)。由此,可以使在封裝步驟中硬化不足的封裝樹脂8完全硬化。加熱溫度可以適當設定。
通過以上方法所得的半導體裝置包含引線框6、配置在引線框6上的接著層以及配置在接著層上的半導體晶片41。接著層通過接著薄膜111硬化而形成。半導體裝置還包含覆蓋半導體晶片41的封裝樹脂8。
作為半導體裝置的具體例子,例如可列舉出Quad Flat Non-leaded Package(四側無引腳扁平封裝,以 下為為“QFN封裝”)。QFN封裝能夠將由半導體晶片41產生的熱傳導至引線框6,釋放至外部。因此散熱性高。
半導體裝置可以用於高頻設備、數位電視、移動設備、存放裝置、車用電子設備、電力設備等。
如上所述,半導體裝置的製造方法包括以下步驟:在接著片11上壓接半導體晶圓4的步驟;在接著片11上壓接半導體晶圓4的步驟之後,通過進行晶片分割而形成晶片接合用晶片5的步驟;和將晶片接合用晶片5壓接於引線框6的步驟。半導體裝置的製造方法還包括了包含以下步驟的步驟:在將晶片接合用晶片5壓接於引線框6的步驟之後,將接合引線7的一端與半導體晶片41的電極極板接合的步驟,以及將接合引線7的另一端與引線框6的內部引線62接合的步驟。半導體裝置的製造方法還包括用封裝樹脂8對半導體晶片41進行封裝的步驟。
在接著片11上壓接半導體晶圓4的步驟可以是在切割膠帶一體型接著片71的接著片11上壓接半導體晶圓4的步驟。
(變形例1)
黏合劑層122的接觸部122A具有通過輻射線而硬化的性質。黏合劑層122的周邊部122B也具有通過輻射線而硬化的性質。在半導體裝置的製造方法中,形成晶片接合用晶片5,對黏合劑層122照射紫外線,拾取晶片接合 用晶片5。由此,由於黏合劑層122對晶片接合用晶片5的黏合力降低,因此能夠容易地拾取晶片接合用晶片5。
(變形例2)
黏合劑層122的接觸部122A通過輻射線而被硬化。黏合劑層122的周邊部122B也通過輻射線而被硬化。
(變形例3)
接著片11為包括第1層和配置在第1層上之第2層的多層形狀。
(變形例4)
如圖7所示,切割膠帶12的黏合面整體與接著片11接觸。黏合劑層122較佳為具有通過輻射線而硬化的性質。在半導體裝置的製造方法中,形成晶片接合用晶片5,對黏合劑層122照射紫外線,拾取晶片接合用晶片5。由此,由於黏合劑層122對晶片接合用晶片5的黏合力降低,因此能夠容易地拾取晶片接合用晶片5。
(變形例5)
形成晶片接合用晶片5的步驟包括通過以雷射照射配置在切割膠帶一體型接著片71上的半導體晶圓4,使其在半導體晶圓4的內部形成脆弱層的步驟。形成晶片接合用晶片5的步驟還包括在形成脆弱層的步驟之後進行擴展 的步驟。藉由擴展同時對接著片11和半導體晶圓4進行分割。
(其他變形例)
變形例1~變形例5等可以任意組合。
[實施方式2] (薄膜9)
如圖8所示,薄膜9包括隔膜14、配置在隔膜14上的接著片11以及配置在接著片11上的隔膜15。接著片11可以用與隔膜14接觸的第1面和與第1面相向的第2面來定義兩面。第2面與隔膜15接觸。
作為隔膜14,可列舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等。隔膜14以實施了脫模處理者為佳。隔膜14的厚度可以適當設定。
作為隔膜15,可列舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等。隔膜15以實施了脫模處理者為佳。隔膜15的厚度可以適當設定。
(半導體裝置的製造方法)
半導體裝置的製造方法包括以下步驟:在接著片11上壓接半導體晶圓4的步驟;在接著片11上壓接半導體晶圓4的步驟之後,通過進行晶片分割而形成晶片接合用晶片5的步驟;和將晶片接合用晶片5壓接於引線框6的 步驟。
半導體裝置的製造方法還包括了包含以下步驟的步驟:剝離隔膜14的步驟;和在剝離隔膜14的步驟之後將接著片11與切割膠帶12黏貼的步驟。在接著片11上壓接半導體晶圓4的步驟包含以下步驟:剝離隔膜15的步驟,在剝離隔膜15的步驟之後將半導體晶圓4壓接於接著片11上的步驟。
半導體裝置的製造方法還包括了包含以下步驟的步驟:在將晶片接合用晶片5壓接於引線框6的步驟之後,將接合引線7的一端與半導體晶片41的電極極板接合的步驟,以及將接合引線7的另一端與引線框6的內部引線62接合的步驟。半導體裝置的製造方法還包括用封裝樹脂8對半導體晶片41進行封裝的步驟。
(變形例1)
接著片11為包括第1層和配置在第1層上之第2層的多層形狀。
實施例
以下對本發明使用實施例進行詳細說明,但本發明在不超出其要旨的情況下,並不限於以下實施例。
對實施例中使用的成分進行說明。
丙烯酸類橡膠:Nagase ChemteX Corporation製造的Teisan Resin SG-600TEA(具有羥基的丙烯酸酯共聚物、 Mw:120萬、玻璃化轉變溫度:-36℃)
液態環氧樹脂1:三菱化學股份有限公司製造的jER828(液態環氧樹脂、環氧當量180g/eq.)
液態環氧樹脂2:DIC股份有限公司製造的EPICLON EXA-4850-1000(液態環氧樹脂、環氧當量350g/eq.)
液態環氧樹脂3:DIC股份有限公司製造的EPICLON EXA-4850-150(液態環氧樹脂、環氧當量450g/eq.)
液態環氧樹脂4:DIC股份有限公司製造的EPICLON EXA-4816(環氧當量403g/eq.、液態環氧樹脂)
固態環氧樹脂:日本化藥股份有限公司製造的EOCN1020(環氧當量198g/eq.的固態環氧樹脂)
固態酚醛樹脂:明和化成股份有限公司製造的MEH-7851H(固態酚醛樹脂、Mw:1580、羥基當量218g/eq.)
氧化鋁填料1:通過用信越化學工業股份有限公司製造的KBM-503(3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)對電氣化學工業股份有限公司製造的DAM-03(平均粒徑3.7μm的球狀氧化鋁填料)進行前處理所得的表面處理填料
氧化鋁填料2:通過用信越化學工業股份有限公司製造的KBM-503(3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)對Admatechs Co.,Ltd.製造的AO-802(平均粒徑0.7μm的球狀氧化鋁填料)進行前處理所得的表面處理填料
催化劑:北興化學工業股份有限公司製造的TPP-K(四苯基硼四苯基鏻)
矽烷耦合劑:信越化學工業股份有限公司製造的KBE-846(雙(三乙氧基甲矽烷基丙基)四硫化物)
[氧化鋁填料1的製作]
通過用KBM-503處理DAM-03,得到氧化鋁填料1。表面處理以乾式法進行,用下述式所示的量的矽烷耦合劑進行處理。
矽烷耦合劑處理量=(填料的重量(g)×填料的比表面積(m2/g))/矽烷耦合劑的最小被覆面積(m2/g)
矽烷耦合劑的最小被覆面積(m2/g)=6.02×1023×13×10-20/矽烷耦合劑的分子量
[氧化鋁填料2的製作]
通過用KBM-503處理AO-802得到氧化鋁填料2。表面處理以乾式法進行,用上述式所示的量的矽烷耦合劑進行處理。
[接著片的製作]
按照表1記載的調配比將各成分和甲乙酮(MEK)調配,並進行攪拌,由此得到清漆。在厚度38μm的隔膜(進行了有機矽脫模處理的PET薄膜)上塗佈清漆,用130℃的烘箱乾燥2分鐘,得到厚度25μm的接著片。
[切割膠帶一體型接著片的製作]
自接著片切出直徑230mm的圓盤狀的接著片。在25℃下將圓盤狀的接著片黏貼於切割膠帶(日東電工股份有限公司製造的P2130G)的黏合劑層,由此得到切割膠帶一體型接著片。
[評價]
對所得接著片進行以下評價。結果示於表1。
(儲存彈性模數E’和Tg的測定)
在60℃下黏貼接著片得到厚度400μm的層疊片。將層疊片加工成寬10mm×長30mm×厚400μm的尺寸,在120℃下加熱1小時,在175℃下加熱1小時,由此得到硬化物。使用黏彈性測定裝置(TA Instruments公司製造的RSA 2)測定硬化物的黏彈性。測定條件為氮氣環境下、升溫速度10℃/min、頻率1Hz、卡盤間距22.5mm。將tanδ的波峰的溫度作為Tg。
(吸濕後的剪切接著力)
準備3mm×3mm×500μm的裸矽晶片,在60℃~150℃、速度10mm/sec、壓力0.15MPa下在接著片上黏貼矽晶片。用切割器將接著片切成與矽晶片相同的尺寸,由此得到附接著片的矽晶片。將附帶接著片的矽晶片以0.1MPa、150℃、1sec接合於銅引線框(Exposed QFN型、材質:MF202-H、針腳數:64根、引線框厚度: 0.200mm)。通過在氮氣環境下將175℃維持5小時而使接著片硬化。將由此而得到的樣品配置在恆溫恆濕器的室內,將85℃、相對濕度85%維持24小時。將樣品從恆溫恆濕器中取出。在自將樣品從恆溫恆濕器中取出起1小時以內測定剪切接著力。具體而言,使用DAGE4000(Nordson DAGE Company製造)以260℃、試驗速度0.5mm/秒測定剪切接著力。需要說明的是,在自將樣品置於加熱板起20秒以內開始測定。
(熱導率)
自接著片切出厚度10μm~40μm的樣品。在氮氣環境下、120℃下加熱1小時,在氮氣環境下、175℃下加熱1小時,由此使樣品硬化。自硬化後的樣品切出20mm平方的試驗片。測定試驗片的熱擴散率、比熱、比重,通過下述式求出試驗片的熱導率。
(熱導率)=(熱擴散率)×(比熱)×(比重)
使用ai-Phase Co.,Ltd.製造的ai-Phase Model測定熱擴散率。使用SII NanoTechnology Inc.製造的DSC6220在升溫速度10℃/min、溫度20℃~300℃的條件下進行DSC測定,按JIS手冊(比熱容量測定方法K-7123 1987)中記載的方法求出比熱。通過阿基米德法測定比重。
(吸濕率)
自接著片切出20mm×20mm×25μm的樣品。將樣品在120℃的真空乾燥機中放置3小時,接著在乾燥器中放置樣品,由此將其冷卻。然後,測定樣品的乾燥重量M1。測定後,將樣品在85℃、85%RH的恆溫恆濕槽中放置120小時。自恆溫恆濕槽取出樣品,進行秤量。秤量值達到恆定時的重量為M2。根據M1和M2,基於下述式算出吸濕率。
吸濕率=[(M2-M1)/M1]×100
(吸濕回流焊可靠性)
將切割膠帶一體型接著片安裝於半導體晶圓。作為半導體晶圓,使用尺寸為8英吋,並進行背面磨削至厚度100μm的晶圓。磨削條件和黏貼條件如下所述。
晶圓磨削條件
磨削裝置:DISCO Corporation製造、DGP-8760
半導體晶圓:8英吋直徑(從厚度750μm進行背面磨削至100μm)
黏貼條件
黏貼裝置:日東精機股份有限公司製造、DR-3000II
黏貼速度計:100mm/min
黏貼壓力:0.3MPa
黏貼時的工作臺溫度:100℃
接著,切割半導體晶圓形成半導體晶片。切割以成為2mm平方的晶片尺寸的方式進行切割。切割條件如下所述。
切割條件
切割裝置:DISCO Corporation製造、DFD-6361
切割速度:30mm/秒
切割刀片:DISCO Corporation製造
Z1:205O-HEDD
Z2:205O-HCBB
轉速:4萬rpm
Z2對切割膠帶的切入量:20μm
切割方式:分步切割.A模式
晶片尺寸:2mm平方
接著,從切割膠帶一體型接著片的基材側以利用針頂起的方式拾取附接著片的半導體晶片。拾取條件如下所述。
拾取條件
晶片接合裝置:股份有限公司新川製造、裝置名:SPA-300
針的根數:1根
針的頂起量:400μm
針的頂起速度:5mm/秒
吸附保持時間:80ms
對半導體晶片進行晶片接合至銅引線框(Exposed QFN型、材質:MF202-H、針腳數:64根、引線框厚度:0.200mm)。晶片接合條件為:工作臺溫度130℃、荷重0.1MPa、荷重時間1秒。接著,對晶片接合有半導體晶片的銅引線框在乾燥機中進行130℃、1小時的熱處理,用封裝樹脂(日立化成股份有限公司製造的GE-7470LA)進行封裝。封裝條件為:成型溫度175℃、成型時間90秒。對所得半導體封裝體進一步進行後硬化步驟。後硬化步驟的條件為加熱溫度175℃、加熱時間1小時。由此,製得10個QFN型的半導體封裝體(長8.25mm×寬8.25mm×厚900μm)。
接著,在85℃、60%RH、168小時的條件下進行半導體封裝體的吸濕。然後,將半導體封裝體放置在設定為預加熱下的溫度150±30℃、預加熱時間90秒、波峰溫度260℃以上、波峰溫度下加熱時間10秒的IR回流焊爐中。然後,將半導體封裝體以玻璃切刀切斷,並以超聲波顯微鏡觀察其截面,確認接著片與銅引線框的邊界處有無剝離。在各例中觀察10個半導體封裝體的截面。將在10個半導體封裝體中全部未確認到剝離的情況判定為○。將在10個半導體封裝體當中有1個以上中確認到剝離的情況判定為×。
1‧‧‧薄膜
13‧‧‧隔膜
71a、71b、71c、71m‧‧‧切割膠帶一體型接著片

Claims (17)

  1. 一種接著片,藉由在與銅引線框接觸的狀態下維持175℃ 5小時使其硬化、接著在85℃、85%RH下維持24小時後的260℃的接著力為1MPa以上,藉由維持120℃ 1小時、接著維持175℃ 1小時而使其硬化後的260℃的儲存彈性模數為10MPa~100MPa,藉由維持120℃ 1小時、接著維持175℃ 1小時而使其硬化後的玻璃化轉變溫度為100℃以下,藉由維持120℃ 1小時、接著維持175℃ 1小時而使其硬化後的熱導率為1W/m.K以上。
  2. 如請求項1的接著片,其包含樹脂成分,前述樹脂成分包含丙烯酸類聚合物,前述樹脂成分100重量%中的前述丙烯酸類聚合物的含量為5重量%~14重量%。
  3. 如請求項1的接著片,其包含樹脂成分,前述樹脂成分包含環氧當量400g/eq.以上的環氧樹脂。
  4. 如請求項3的接著片,其中,前述樹脂成分100重量%中的前述環氧樹脂的含量為10重量%~60重量%。
  5. 如請求項1的接著片,其包含填料,前述填料的含量為75重量%以上。
  6. 如請求項5的接著片,其中,前述填料的平均粒徑為1μm~5μm。
  7. 如請求項1的接著片,其厚度為30μm以下。
  8. 如請求項1的接著片,其包含具有選自由二硫基、四硫基以及硫醇基組成的群組中的至少1種基團的矽烷耦合劑。
  9. 一種切割膠帶一體型接著片,其包含:含有基材及配置在前述基材上之黏合劑層的切割膠帶,及配置在前述黏合劑層上的如請求項1~8中任一項前述的接著片。
  10. 一種薄膜,其包含:隔膜,及配置在前述隔膜上的如請求項9的切割膠帶一體型接著片。
  11. 一種半導體裝置的製造方法,其包含下列步驟:在如請求項1~8中任一項的接著片上壓接半導體晶圓的步驟;在前述接著片上壓接前述半導體晶圓的步驟之後,藉由進行晶片分割而形成包含半導體晶片及配置在前述半導體晶片上的接著薄膜之晶片接合用晶片的步驟;及將前述晶片接合用晶片壓接於引線框的步驟。
  12. 一種半導體裝置,其是藉由如請求項11的製造方法而得到的。
  13. 一種接著片,其包含環氧當量400g/eq.以上的環氧樹脂及填料,前述填料的含量為75重量%以上。
  14. 一種切割膠帶一體型接著片,其包含:含有基材及配置在前述基材上之黏合劑層的切割膠帶,及配置在前述黏合劑層上的如請求項13的接著片。
  15. 一種薄膜,其包含:隔膜,及配置在前述隔膜上的如請求項14的切割膠帶一體型接著片。
  16. 一種半導體裝置的製造方法,其包含下列步驟:在如請求項13的接著片上壓接半導體晶圓的步驟;在前述接著片上壓接前述半導體晶圓的步驟之後,藉由進行晶片分割而形成包含半導體晶片及配置在前述半導體晶片上的接著薄膜的晶片接合用晶片的步驟;及將前述晶片接合用晶片壓接於引線框的步驟。
  17. 一種半導體裝置,其是藉由如請求項16的製造方法而得到的。
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