TW201728641A - 電路元件接續用樹脂片 - Google Patents
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Abstract
一種電路元件接續用樹脂片,其係介於相向電極之間而將相向電極電性接續之薄膜狀樹脂組成物,其特徵在於:樹脂組成物的硬化物之玻璃轉移溫度為150~350℃,且在0~130℃之平均線膨脹係數為45ppm以下。使用此種電路元件接續用樹脂片時,在將電路元件彼此接續後,在接續部的接續電阻不容易產生變化,而成為具有較高的可靠性者。
Description
本發明係有關於一種樹脂片,例如,有關於一種為了藉由所謂倒裝晶片(Flip Chip)封裝方式將半導體晶片與基板接著而使用之電路元件接續用樹脂片。
近年來,從半導體積體電路(IC)的高積體化、半導體裝置(IC封裝)的小型化等的觀點而言,係逐漸採用倒裝晶片封裝方式。該倒裝晶片封裝方式係無線接合方式的一種,係將由焊料等所構成的凸塊形成在半導體晶片表面的電極上,使該半導體晶片表背相反而載置在印刷基板、陶瓷基板等基板上,進行將凸塊與基板的電極的對準之後,使凸塊加熱熔融而將半導體晶片的電極與基板的電極接合。
在藉由此種倒裝晶片封裝方式之半導體裝置,為了確保電性接續可靠性及機械接續強度,通常係使被稱為底部填充材之樹脂介於半導體晶片與基板之間。作為底部填充材的使用方法,已知將半導體晶片與基板焊料接合之後,將由液狀樹脂組成物所所構成的底部填充材注入至兩者之間隙,而使其硬化之方法。
但是,近年來伴隨半導體積體電路之高積體化的多電極化、電極的窄間距化及半導體裝置的薄型化,伴隨於
此,上述凸塊相互之間隔逐漸變成非常狹窄,又,半導體晶片與基板的距離係逐漸變成非常小。因此,使用液狀樹脂組成物作為底部填充材之上述方法,係有將底部填充材完全地填充至半導體晶片與基板之間隙變得困難之問題。對於此種問題,有提案揭示一種使用稱為NCF(Non-Conductive Film;非導電膜)之接著薄膜,使其將半導體晶片與基板接著之方法(例如,參照專利文獻1)。
然而,此種底部填充材,係在溫度循環試驗下亦被要求半導體晶片與基板的接續電阻無變化之較高的可靠性。關於此點,有提案揭示一種含有無機質填充材,而硬化後在110~130℃的平均熱膨脹係數為200ppm以下之接著劑作為底部填充材(參照專利文獻2)。
[專利文獻1]日本特開2009-277818號公報
[專利文獻2]日本特開平10-287848號公報
但是在專利文獻2的接著劑,線膨脹係數仍然較大,而有在溫度循環試驗無法確保良好的結果之問題。
本發明係鑒於此種實際情況而進行者,其目的係提供一種在接續部的接續電阻不容易產生變化,而具有較高的可靠性之電路元件接續用樹脂片。
為了達成上述目的,本發明主要係提供一種電路元件接續用樹脂片,其係介於相向電極之間,為了將前述相向電極電性接續而使用之電路元件接續用樹脂片,其特徵在於:構成前述樹脂片之材料的硬化物之玻璃轉移溫度為150~350℃,且在0~130℃之平均線膨脹係數為45ppm以下(發明1)。
在上述發明(發明1)之電路元件接續用樹脂片,因為硬化物之玻璃轉移溫度為150~350℃,且在0~130℃之平均線膨脹係數為45ppm以下,所以與被接著物(電路元件)的線膨脹係數之差變小,而能夠減低在樹脂片與被接著物之間可能產生的應力。因此,在上述發明(發明1)之電路元件接續用樹脂片係能夠使電路元件彼此的接續可靠性成為較高者。
在上述發明(發明1),構成前述樹脂片之材料,係以含有選自由聚乙烯基縮醛樹脂及聚酯樹脂所組成群組之1種以上的熱可塑性成分為佳(發明2)。
在上述發明(發明2),構成前述樹脂片之材料,係以進一步含有苯氧基樹脂作為前述熱可塑性成分為佳(發明3)。
在上述發明(發明1~3),構成前述樹脂片之材料,係以含有無機填料為佳(發明4)。
在上述發明(發明4),前述無機填料係以氧化矽填料為佳(發明5),前述無機填料的平均粒徑係以10~200nm為佳(發明6)。
在上述發明(發明4~6),構成前述樹脂片之材料,
係以含有35~64質量%前述無機填料為佳(發明7)。
在上述發明(發明1~7),構成前述樹脂片之材料,係以含有具有助焊劑功能之成分為佳(發明8)。
在上述發明(發明8),作為前述具有助焊劑功能之成分,係以含有具有羧基之成分為佳(發明9),該具有羧基之成分係以2-甲基戊二酸為佳(發明10)。
本發明之電路元件接續用樹脂片,係在將電路元件彼此接續後,在接續部的接續電阻不容易產生變化,而成為具有較高的可靠性者。
以下,針對本發明的實施形態進行說明。
本實施形態之電路元件接續用樹脂片,係介於相向電極之間,為了將相向電極電性接續而使用者。作為電路元件,只要在電路形成有電極之元件,就沒有特別限定,例如,除了半導體晶片、半導體晶圓之外,能夠舉出引線框、陶瓷電路基板、玻璃電路基板等的無機電路基板;及有機硬質電路基板、軟性電路基板等的有機電路基板。
1.物性
(1)硬化物的玻璃轉移溫度
在本實施形態,構成樹脂片的材料之硬化物的玻璃轉移溫
度(Tg),就下限值而言為150℃以上,較佳為200℃以上,特佳為240℃以上。硬化物的玻璃轉移溫度為上述下限值以上時,在溫度循環試驗時能夠抑制硬化物的變形,且能夠減低在樹脂片與被接著物之間可能產生的應力。藉此,本實施形態之電路元件接續用樹脂片,係能夠成為電路元件彼此的接續可靠性較高者,特別是在實施例所揭示的溫度循環試驗中,係成為顯示較高的接續可靠性者。
另一方面,硬化物的玻璃轉移溫度之上限值為350℃以下,較佳為300℃以下,特佳為280℃以下。硬化物的玻璃轉移溫度為上述上限值以下時,能夠抑制硬化物的脆化,且能夠抑制在可靠性試驗中封裝的龜裂。
在此,構成樹脂片的材料之硬化物的玻璃轉移溫度,係使用動態黏彈性測定裝置所測得的值,試驗方法的細節係如後述的實施例所揭示。
(2)硬化物的平均線膨脹係數
在本實施形態,構成樹脂片的材料,係硬化物於0~130℃之平均線膨脹係數(以下,有簡稱為「平均線膨脹係數」之情形)之上限值為45ppm以下,較佳為35ppm以下,特佳為25ppm以下。平均線膨脹係數為上述上限值以下時,由硬化物所構成的樹脂片與被接著物(電路元件)之線膨脹係數之差值變小,基於此種差值而能夠減低在樹脂片與被接著物之間可能產生的應力。藉此,本實施形態之電路元件接續用樹脂片係能夠使電路元件彼此的接續可靠性成為較高者,特別是在實施例顯示之溫度循環試驗,成為顯示較高的接續可靠性者。
另一方面,平均線膨脹係數的下限值係沒有特別限制,從薄膜形成性的觀點而言,係以5ppm以上為佳,以10ppm以上為較佳。
在此,構成樹脂片的材料之平均線膨脹係數,係使用熱機械分析裝置所測得的值,試驗方法的細節係如後述的實施例所揭示。
(3)熔融黏度
在本實施形態,構成樹脂片的材料之在硬化前於90℃的熔融黏度(以下,有稱為「90℃熔融黏度」之情形),其上限值以5.0×105pa.s以下為佳,以1.0×105Pa.s以下為較佳,以5.0×104Pa.s以下為特佳。90℃熔融黏度為上述上限值以下時,使電路元件接續用樹脂片介於電極之間時,係良好地追隨晶片、基板等的電路元件表面之凹凸且能夠防止在電路元件與由樹脂片所構成的層之界面產生空隙。又,90℃熔融黏度之下限值以1.0×100Pa.s以上為佳,以1.0×101Pa.s以上為較佳,以1.0×102Pa.s以上為特佳。90℃熔融黏度為上述下限值以上時,構成上述樹脂片的材料不會流動過度,而在樹脂片貼附時、電路接續時能夠防止裝置的污染。
在此,構成樹脂片的材料的90℃熔融黏度,係使用流動測試器(島津製作所公司製,CFT-100D),在荷重50kgf、溫度範圍50~120℃、升溫速度10℃/min的條件下所測得的值。
2.材料
本實施形態之電路元件接續用樹脂片係由滿足硬化物的玻璃轉移溫度及平均線膨脹係數,較佳是由進一步滿足前述的
90℃熔融黏度之材料所構成。
(1)熱可塑性成分
構成上述樹脂片的材料,係以含有熱可塑性成分為佳。藉由含有熱可塑性成分,該材料之硬化物的玻璃轉移溫度及平均線膨脹係數變得容易滿足前述的數值範圍。
作為熱可塑性成分,例如,可舉出(甲基)丙烯酸系樹脂、苯氧基樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、矽氧烷改性聚醯亞胺樹脂、聚丁二烯樹脂、聚丙烯樹脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、聚縮醛樹脂、聚乙烯基丁縮醛樹脂等的聚乙烯基縮醛樹脂、丁基橡膠、氯丁二烯橡膠、聚醯胺樹脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙酸乙烯酯、耐綸等,能夠單獨1種或組合2種以上而使用。
又,在本說明書之「(甲基)丙烯酸」,係意味著丙烯酸及甲基丙烯酸之雙方。針對「(甲基)丙烯酸系樹脂」等其它的類似用語亦同樣。
前述的熱可塑性成分之中,係以使用選自由聚乙烯基縮醛樹脂及聚酯樹脂所組成群組之1種以上為佳。構成上述樹脂片的材料係藉由含有該等熱可塑性成分,硬化物的玻璃轉移溫度成為較高值之同時,平均線膨脹係數係成為較低的值,其結果能夠容易地使該等值成為前述的數值範圍內。
在此,聚乙烯基縮醛樹脂係藉由將聚乙酸乙烯酯皂化而得到的聚乙烯醇,使用醛進行縮醛化而得到。作為在縮
醛化所使用的醛,可舉出正丁基醛、正己基醛、正戊醛等。作為聚乙烯基縮醛樹脂,係使用聚乙烯基丁縮醛樹脂亦佳,該聚乙烯基丁縮醛樹脂係使用正丁基醛進行縮醛化而成。
作為聚酯樹脂,例如,可舉出聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚對苯二甲酸丁二酯樹脂、聚草酸乙二酯樹脂等將二羧酸成分及二醇成分聚縮合而得到的聚酯樹脂;使聚異氰酸酯化合物對該等反應而得到之胺甲酸酯改性聚酯樹脂等的改性聚酯樹脂;將丙烯酸樹脂及/或乙烯基樹脂接枝化而成之聚酯樹脂等,能夠單獨1種或組合2種以上而使用。
又,構成上述樹脂片的材料係含有聚乙烯基縮醛樹脂、聚乙烯基丁縮醛樹脂或聚酯樹脂作為熱可塑性成分時,係以進一步含有苯氧基樹脂為特佳。進一步含有苯氧基樹脂時,構成上述樹脂片的材料之硬化物的玻璃轉移溫度及平均線膨脹係數變得容易滿足前述的數值範圍。
作為苯氧基樹脂,係沒有特別限定,例如,可例示雙酚A型、雙酚F型、聯苯酚型、聯苯型等。
上述熱可塑性成分之軟化點的下限值,係以50℃以上為佳,以100℃以上為更佳,以120℃以上為特佳。又,上述熱可塑性成分之軟化點的上限值,係以200℃以下為佳,以180℃以下為更佳,以150℃以下為特佳。藉由使其含有軟化點為上述下限值以上之熱可塑性成分,能夠提高構成上述樹脂片的材料之硬化物的玻璃轉移溫度,同時亦能夠減低平均線膨脹係數,使這兩者的任一者皆變得容易滿足前述的數值範圍。又,軟化點為上述上限值以下時,能夠抑制薄片的脆化。
又,軟化點係設作依據ASTM D1525而測得的值。
上述熱可塑性成分之玻璃轉移溫度的下限值,係以50℃以上為佳,以60℃以上為更佳,以80℃以上為特佳。又,上述熱可塑性成分之玻璃轉移溫度的上限值,係以250℃以下為佳,以200℃以下為更佳,以180℃以下為特佳。藉由使其含有璃轉移溫度為上述下限值以上之熱可塑性成分,能夠提高構成上述樹脂片的材料之硬化物的玻璃轉移溫度,同時亦能夠減低平均線膨脹係數,使這兩者的任一者皆變得容易滿足前述的數值範圍。又,玻璃轉移溫度為上述上限值以下時,成為與其它材料的相溶性優異者。又,熱可塑性成分的玻璃轉移溫度係使用差示掃描熱量分析計而測得的值,具體的測定方法係揭示於後述的實施例。
上述熱可塑性成分之重量平均分子量,係以1萬以上為佳,以3萬以上為更佳,以5萬以上為特佳。又,上限值係以100萬以下為佳,以70萬以下為更佳,以50萬以下為特佳。重量平均分子量為上述下限值以上時,因為在維持薄膜形成性之同時,亦能夠使熔融黏度降低,乃是較佳。又,重量平均分子量為上述上限值以下時,因為與熱硬化性分等的低分子量成分之相溶性提升,乃是較佳。又,在本說明書之重量平均分子量係使用凝膠滲透層析法(GPC)法所測定之標準聚苯乙烯換算之值。
在構成上述樹脂片的材料之上述熱可塑性成分的含量,其下限值係以3質量%以上為佳,以5質量%以上為更佳,以7質%以上為特佳。又,上述熱可塑性成分的含量,其
上限值係以95質量%以下為佳,以90質量%以下為更佳,以80質量%以下為特佳。上述熱可塑性成分的含量為上述上限值以下時,能夠提高構成樹脂片的材料之硬化物的玻璃轉移溫度,同時亦能夠進一步減低平均線膨脹係數,使這兩者的任一者變得容易滿足前述的數值範圍。另一方面,上述熱可塑性成分的含量為上述下限值以上時,能夠使構成樹脂片的材料之90℃熔融黏度成為進一步較低的值,而變得容易滿足前述的數值範圍。
(2)無機填料
構成上述樹脂片的材料,係以含有無機填料為佳。藉由構成樹脂片的材料係含有無機填料,因為平均線膨脹係數成為較低值,所以使用本實施形態之電路元件接續用樹脂片時,能夠使電路元件彼此的接續可靠性成為較高。
在本實施形態能夠使用的無機填料,係沒有特別限定,能夠例示氧化矽、氧化鋁、玻璃、氧化鈦、雲母等,該等能夠單獨1種或組合2種以上而使用。該等之中,以氧化矽填料為佳。作為氧化矽填料的形狀,係以球狀為佳。
上述無機填料的平均粒徑,其下限值係以10nm以上為佳,以20nm以上為更佳,30nm以上為特佳。又,上述無機填料的平均粒徑,其上限值係以200nm以下為佳,以150nm以下為更佳,以100nm以下為特佳。無機填料的平均粒徑為上述下限值以上時,能夠兼具薄片的透明性及較低的熔融黏度。又,無機填料的平均粒徑為上述上限值以下時,能夠使構成上述樹脂片的材料之90℃熔融黏度維持在較低的值。
又,在構成樹脂片的材料之無機填料的含量,其下限值係以35質量%以上為佳,以40質量%以上為更佳,以50質量%以上為特佳。又,上述無機填料的含量,其上限值係以64質量%以下為佳,以60質量%以下為更佳,以56質量%以下為特佳。在構成樹脂片的材料,無機填料的含量為上述下限值以上時,能夠提高該材料之硬化物的玻璃轉移溫度,同時能夠進一步減低平均線膨脹係數,使這兩者的任一者滿足前述的數值範圍均變為容易。另一方面,無機填料的含量為上述上限值以下時,能夠使該材料的90℃熔融黏度維持在較低的值,而變得容易滿足前述的數值範圍。
(3)具有助焊劑功能之成分
在本實施形態,電路元件的電極係藉由焊料而被接合時,本實施形態之電路元件接續用構成樹脂片的材料,係以含有具有助焊劑功能之成分(以下有稱為「助焊劑成分」之情形)為佳。助焊劑成分,係具有將形成在電極表面之金屬氧化膜除去之作用,能夠使藉由焊料之電極間的電性接續成為更確實者,而能夠提高在焊料接合部之接續可靠性。
作為助焊劑成分,係沒有特別限定,以具有酚性羥基及/或羧基之成分為佳,以具有羧基之成分為特佳。具有羧基之成分,係具有助焊劑功能之同時,將後述的環氧樹脂使用作為熱硬化性成分時亦具有作為硬化劑之作用。因此,具有羧基之成分,焊料接合完成後,由於能夠作為硬化劑進行反應而被消耗掉,所以能夠抑制肇因於過剩的助焊劑成分之不良。
作為具體的助焊劑成分,例如,可舉出戊二酸、
2-甲基戊二酸、鄰大茴香酸、雙酚酸、己二酸、乙醯基水楊酸、苯甲酸、苄基酸、壬二酸、苄基苯甲酸、丙二酸、2,2-雙(羥甲基)丙酸、水楊酸、鄰-甲氧基苯甲酸、間-羥基苯甲酸、琥珀酸、2,6-二甲氧基甲基對甲酚、苯甲酸醯肼、卡肼(carbohydrazide)、丙二酸二醯肼、琥珀酸二醯肼、戊二酸二醯肼、水楊酸醯肼、亞胺基二乙酸二醯肼、伊康酸二醯肼、檸檬酸三醯肼、硫卡肼(thiocarbohydrazide)、二苯基酮腙(benzophenone hydrazone)、4,4’-氧雙苯磺醯肼、己二酸二醯肼、松香衍生物等,該等係能夠單獨1種或組合2種以上而使用。
作為松香衍生物,可舉出松脂膠(gum rosin)、妥爾松香(tall rosin)、木松香、聚合松香、氫化松香、甲醯基化松香、松香酯、松香改性順丁烯二酸樹脂、松香改性酚樹脂、松香改性醇酸樹脂等。
該等之中,以2-甲基戊二酸、松香衍生物為特佳。在電路元件接續用構成樹脂片的材料,因為2-甲基戊二酸之分子量比較小且在分子內具有2個羧基,所以即便少量添加亦具有優異的助焊劑功能,在本實施形態係特別能夠適合使用。因為松香衍生物之軟化點較高,能夠維持低線膨脹係數化,同時亦能夠賦予助焊劑性,所以在本實施形態係特別能夠適合使用。
在本實施形態,在構成樹脂片的材料之助焊劑成分的含量,其下限值係以1質量%以上為佳,以3質量%以上為更佳,以5質量%以上為特佳。又,上述助焊劑成分的含量,其上限值係以20質量%以下為佳,以15質量%以下為更佳,
以10質量%以下為特佳。在構成樹脂片的材料,助焊劑成分的含量為上述下限值以上時,能夠使藉由焊料之電極間的電性接續成為更確實者,而能夠進一步提高在焊料接合部之接續可靠性。另一方面,助焊劑成分的含量為上述上限值以下時,能夠防止肇因於過剩的助焊劑成分之離子遷移等的不良。
(4)熱硬化性成分
本實施形態之電路元件接續用構成樹脂片的材料,係以含有熱硬化性成分為佳。
作為熱硬化性成分,只要是在半導體晶片等電路元件的接續用通常被使用之接著劑成分,就沒有特別限定。具體而言,可舉出環氧樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、聚酯樹脂、胺甲酸酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、苯并嗪樹脂等,該等係能夠單獨1種或組合2種以上而使用。該等之中,從接著性等的觀點而言,以環氧樹脂及酚樹脂為佳,以環氧樹脂為特佳。
環氧樹脂具有受到加熱時成為三維網狀化,而形成堅固的硬化物之性質。作為此種環氧樹脂,能夠使用先前以來習知的各種環氧樹脂,具體而言,能夠舉出雙酚A、雙酚F、間苯二酚、苯基酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等酚類的環氧丙基醚;丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等醇類的環氧丙基醚;苯二甲酸、間苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸等羧酸的環氧丙基醚;苯胺異三聚氰酸酯等使用環氧丙基取代鍵結在氮原子之活性氫而成之環氧丙基型或烷基環氧丙基型的環氧樹脂;如乙烯基環己烷二環氧化物、3,4-環氧環己基甲基-3,4-二環己烷羧酸酯、
2-(3,4-環氧)環己基-5,5-螺(3,4-環氧)環己烷-間二烷等,藉由例如將分子內的碳-碳雙鍵氧化而導入環氧而成之所謂脂環型環氧化合物。此外,亦能夠使用具有聯苯骨架、二環己二烯骨架、萘骨架等之環氧樹脂。該等環氧樹脂係能夠單獨1種或組合2種類以上而使用。
在本實施形態,在構成樹脂片的材料之上述熱硬化性成分的含量,其下限值係以5質量%以上為佳,以10質量%以上為更佳。又,上述熱硬化性成分的含量,其上限值,係以75質量%以下為佳,以60質量%以下為更佳,以55質量%以下為特佳。藉由上述熱硬化性成分的含量為上述範圍,能夠充分地確保電路元件之間的接續強度,同時變得容易將構成樹脂片的材料之硬化物的玻璃轉移溫度及平均線膨脹係數調整成為前述的數值範圍。
(5)硬化劑.硬化觸媒
本實施形態之電路元件接續用構成樹脂片的材料係含有前述的熱硬化性成分時,該材料係以進一步含有硬化劑及硬化觸媒為佳。
作為硬化劑,係沒有特別限定,可舉出酚類、胺類、硫醇類等,能夠按照前述的熱硬化成分之種類而適當地選擇。例如,使用環氧樹脂作為硬化性成分時,從與環氧樹脂之反應性等的觀點而言,係以酚類為佳。
作為酚類,例如,可舉出雙酚A、四甲基雙酚A、二烯丙基雙酚A、聯苯酚、雙酚F、二烯丙基雙酚F、三苯基甲烷型苯酚、四苯酚、酚醛清漆型苯酚、甲酚酚醛清漆樹脂等,
該等係能夠單獨1種或組合2種以上而使用。
又,作為硬化觸媒,係沒有特別限定,可舉出咪唑系、磷系、胺系等,能夠按照前述的熱硬化成分等之種類而適當地選擇。例如,使用環氧樹脂作為硬化性成分時,從與環氧樹脂之反應性等的觀點而言,係以咪唑系硬化觸媒為佳。
在本實施形態,在構成樹脂片的材料之硬化觸媒的含量,其下限值係以0.1質量%以上為佳,以0.2質量%以上為更佳,以0.4質量%以上為特佳。又,上述硬化觸媒的含量,其上限值係以10質量%以下為佳,以5質量%以下為更佳,以3質量%以下為特佳。在構成樹脂片的材料,硬化觸媒的含量為上述下限值以上時,能夠使熱硬化性成分充分地硬化。另一方面,硬化觸媒的含量為上述上限值以下時,樹脂片的保存安定性係變為良好。
(6)其它成分
本實施形態之電路元件接續用樹脂片,亦可進一步含有可塑劑、安定劑、黏著賦予材、著色劑、偶合劑、抗靜電劑、抗氧化劑、導電性粒子等作為構成該樹脂片的材料。
例如,藉由使構成上述樹脂片的材料含有導電性粒子等,而對電路元件接續用樹脂片賦予異方導電性時,在補充焊料接合的態樣、或與焊料接合為不同的態樣,能夠將電路元件彼此進行電性接合。
3.其它構成
本實施形態之電路元件接續用樹脂片,亦可進一步積層剝離片。又,亦可設作在本實施形態之電路元件接續用樹脂片進
一步積層切割片而成之切割片一體型片(切割.晶片接合片);亦可設作進一步積層背面研磨片而成之背面研磨片一體型接著片。
在本實施形態之電路元件接續用樹脂片進一步積層剝離片時,剝離片的構成為任意,例如,可舉出聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯薄膜;及聚丙烯、聚乙烯等的聚烯烴薄膜等的塑膠薄膜。該等剝離面(與樹脂片接觸之面),係以經施行剝離處理為佳。作為在剝離處理能夠使用的剝離劑,例如,可舉出聚矽氧系、氟系、長鏈烷基系等的剝離劑。
在將剝離片積層在電路元件接續用樹脂片的兩面時,以將一方的剝離片設作剝離力較大的重剝離型剝離片,而將另一方面的剝離片設作剝離力較小的輕剝離型剝離片為佳。
針對剝離片的厚度係沒有特別限制,通常20~250μm左右。
作為切割片,係只要通常被使用者,就沒有特別限制,例如能夠例示積層黏著劑層於基材的一面之薄片。
作為切割片的基材之構成材料,係沒有特別限定,例如,可舉出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚胺酯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、乙烯.(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯.(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯、乙烯基聚異戊二烯、聚碳酸酯、聚烯烴等,該等之中,能夠使用1種或2種以上的混合物。
又,作為切割片的黏著劑層之構成材料,係沒有特別限定,例如,能夠使用由含有丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等之樹脂組成物所構成者。作為丙烯酸系黏著劑,例如能夠使用由(甲基)丙烯酸及該等的酯所構成之樹脂、(甲基)丙烯酸及該等的酯和能夠與該等共聚合之不飽和單體(例如乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等)之共聚物等。又,亦可將該等共聚物混合2種類以上。
使用此種切割片與本實施形態的電路元件接續用樹脂片而作為切割片一體型接著片時,電路元件接續用樹脂片係被積層在上述切割片之黏著劑層側的面。在此,由黏著劑層與電路元件接續用樹脂片所構成之層,係在後述的切割步驟之後被剝離。因此,上述黏著劑層係以能夠藉由能量線照射、加熱等而降低黏著力者為佳。
作為背面研磨片,只要是通常被使用者就沒有特別限制,例如能夠例示積層黏著劑層於基材的一面之薄片。
背面研磨片的基材之構成材料,係沒有特別限定,例如能夠舉出由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯.乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等的樹脂所構成者。
又,作為背面研磨片的黏著劑層之構成材料,係沒有特別限定,例如,能夠使用由含有丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等之樹脂組成物所構成者。作為丙烯酸系黏著劑,例如能夠使用由(甲基)丙烯酸及該等的酯所構成之樹脂、(甲基)丙烯酸及該等的酯和能夠與該等共聚合之不飽和單體(例如乙
酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等)之共聚物等。又,亦可將該等共聚物混合2種類以上。
使用此種背面研磨片與本實施形態的電路元件接續用樹脂片而作為背面研磨片一體型接著片時,電路元件接續用樹脂片係被積層在上述背面研磨片之黏著劑層側的面。在此,由黏著劑層與電路元件接續用樹脂片所構成之層,係在背面磨削步驟之後被剝離。因此,上述黏著劑層係以能夠藉由能量線照射、加熱等而降低黏著力者為佳。
4.電路元件接續用樹脂片的製造方法
本實施形態之電路元件接續用樹脂片,係能夠與先前的電路元件接續用樹脂片同樣地製造。例如,製造電路元件接續用樹脂片與剝離片的積層體時,係能夠藉由調製含有電路元件接續用構成樹脂片的材料、及依照需要而進一步含有溶劑或分散介質之塗佈液,使用模塗佈機、簾流塗佈機、噴霧塗佈機、狹縫塗佈機、刮刀塗佈機等將該塗佈液塗佈在剝離片的一面上,以形成塗膜,且使該塗膜乾燥,而形成樹脂片作為與剝離片的積層體之一部分。塗佈液係只要能夠進行塗佈,其性狀就沒有特別限定,有將用以形成樹脂片之成分作為溶質而含有之情況,亦有作為分散質而含有之情況。作為在該積層體之剝離片係可以作為製程材料而剝離,亦可在至貼附在半導體晶圓、陶瓷生坯片(green sheet)積層體等的被接著物為止之期間,保護樹脂片。
又,作為在電路元件接續用樹脂片的兩面各自積層有2層剝離片之積層體的製造方法,係能夠藉由將塗佈液塗
佈在前述剝離片的剝離面上而形成塗膜,使其乾燥而形成由樹脂片與剝離片所構成之積層體,將在該積層體的樹脂片之與剝離片側的面為相反側的面,貼附在其它的剝離片之剝離面,而得到由剝離片/樹脂片/剝離片所構成之積層體。在該積層體之剝離片係可以作為製程材料而剝離,亦可在至貼附於半導體晶圓、基板等的被接著物為止之期間,保護樹脂片。
又,製造切割片一體型接著片(切割.晶片接合片)、背面研磨片一體型接著片時,係能夠藉由形成前述之電路元件接續用樹脂片與剝離片的積層體,且將在此種積層體之樹脂片側的面貼附在切割片、背面研磨片之黏著劑層側的面,以得到切割片一體型接著片、背面研磨片一體型接著片。
5.電路元件接續用樹脂片的使用方法
接著,針對本實施形態之電路元件接續用樹脂片的使用方法,以使用在倒裝晶片封裝之情況作為例子而進行說明。
首先,將本實施形態之電路元件接續用樹脂片貼附在形成有電路及焊料凸塊之半導體晶圓的電路面。具體而言,可舉出準備電路元件接續用樹脂片與剝離片之積層體,將在此種積層體之電路元件接續用樹脂片側的面貼附在半導體晶圓的電路面,且將剝離片剝離之方法。藉此,半導體晶圓的電路面係成為被電路元件接續用樹脂片保護的狀態。又,亦可在該狀態下,進行半導體晶圓的背面磨削、其它的背面加工等。
接著,將半導體晶圓切斷成為個別的晶片(切割步驟)。晶圓的切斷方法係沒有特別限定,能夠使用先前習知的各種切割方法來進行。例如,可舉出將通常的切割片貼附在半
導體晶圓的背面側(與貼附有電路元件接續用樹脂片之面為相反側的面側),透過此種切割片而固定在環狀框,使用切割刀片而將半導體晶圓切斷之方法。又,亦可採用雷射切割等其它的切割方法。藉由此種切割步驟,能夠在由電路元件接續用樹脂片所構成的層被固定在半導體晶片的電路面之狀態下,得到經個片化之半導體晶片。
切割步驟之後,係進行拾取而將經個片化的半導體晶片回收。亦可視需要,藉由將切割片擴展,而使半導體晶片彼此的間隔擴大後,進行拾取。
接著,將所回收的半導體晶片載置在電路基板上。半導體晶片係使用倒裝晶片接合器,以半導體晶片側的電極與電路基板上的電極為相向的方式對準,而被載置在電路基板上。
而且,使用倒裝晶片接合器,將半導體晶片與電路基板加熱.加壓後進行冷卻。藉此,半導體晶片與電路基板係透過電路元件接續用樹脂片的硬化物而被接著,而且半導體晶片的電極與晶片搭載部的電極係透過形成在半導體晶片之焊料凸塊而被電性接合。焊料接合的條件亦取決於所使用的金屬組成物,例如Sn-Ag時,係以在200~300℃加熱1~30秒鐘為佳。
如果進行焊料接合,可使介於半導體晶片與電路基板之間之由電路元件接續用樹脂片所構成的層硬化。硬化條件,係例如,能夠藉由在100~200℃加熱1~120分鐘來進行。又,此種硬化步驟亦可在加壓條件下進行。
如此進行,能夠得到藉由電路元件接續用樹脂片的硬化物將半導體晶片與電路基板接著而成之積層體。在此種積層體,因為構成電路元件接續用樹脂片的材料之硬化物的玻璃轉移溫度為150~350℃,且平均線膨脹係數為45ppm以下,所以能夠抑制在半導體晶片或電路基板等與電路元件接續用樹脂片的硬化物之間產生應力。因此,即便施行例如溫度循環試驗等的長期可靠性試驗後,在接續部之接續電阻亦不容易產生變化,而成為具有較高的可靠性者。
以上說明的實施形態,係為了容易理解本發明而記載,而不是為了限定本發明而記載。因而,在上述實施形態所揭示的各要素,其宗旨亦包含屬於本發明的技術的範圍之全部的設計變更和均等物。
例如,在上述的實施形態,作為電路元件接續用樹脂片的使用方法,係將半導體晶片與電路基板之接續作為例子而說明,但是藉由本實施形態的電路元件接續用樹脂片所接續的電路元件係不被該組合限定。例如,能夠舉出半導體晶片與半導體晶片的組合、半導體晶圓與半導體晶圓的組合、半導體晶片與半導體晶圓的組合、半導體晶片與軟性電路基板的組合等。
[實施例]
以下,藉由揭示實施例及試驗例等而更詳細地說明,但是本發明係完全不被下述的試驗限定。
(實施例1~5、比較例1)
將含有表1顯示的構成成分之組成物,使用甲基乙基酮且
以固體成分濃度成為40質量%的方式稀釋,塗佈在經聚矽氧處理的剝離薄膜(LINTEC公司製,SP-PET381031)上,將所得到的塗膜使用烘箱於100℃乾燥1分鐘,形成厚度45μm的塗膜,以得到形成在剝離薄膜上之薄膜狀樹脂組成物。隨後,藉由將薄膜狀樹脂組成物轉印至聚烯烴基材上,以得到電路元件接續用樹脂片。
在此,表1顯示之構成成分的細節係如以下。熱可塑性成分
.聚乙烯基縮醛樹脂,玻璃轉移溫度:86℃,重量平均分子量:13萬
.聚乙烯基丁縮醛樹脂,玻璃轉移溫度:71℃,重量平均分子量:11萬
.聚酯樹脂,玻璃轉移溫度:83℃,重量平均分子量:4萬
.雙酚A(BisA)型苯氧基樹脂,玻璃轉移溫度:84℃,重量平均分子量:6萬
.丙烯酸酯,玻璃轉移溫度:-28℃,重量平均分子量:80萬
熱硬化性成分
.雙酚A(BisA)型環氧樹脂,環氧當量:180-190g/eq
無機填料
.氧化矽填料,平均粒徑:100nm
在此,上述熱可塑性成分的玻璃轉移溫度(Tg),係使用Perkinelmer公司製DSC(PYRIS Diamond DSC),以升降溫速度10℃/分鐘的條件,實施從-70℃起至150℃的溫度曲線
圖的測定,確認反曲點而求取玻璃轉移溫度。又,上述構成成分的重量平均分子量(Mw),係使用凝膠滲透層析儀裝置(TOSOH公司製,製品名「HLC-8020」),在下述條件下所測定(GPC測定)之標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
<GPC測定條件>
.管柱:將「TSK guard column HXL-L」、「TSK gel G2500HXL」、「TSK gel G2000HXL」、「TSK gel G1000HXL」(任一者均是TOSOH公司製)依次連結而成者
.管柱溫度:40℃
.展開溶劑:四氫呋喃
.流速:1.0mL/min
.檢測器:差示折射計
.標準試料:聚苯乙烯
[試驗例1]硬化物的玻璃轉移溫度之測定
將實施例及比較例所製成的電路元件接續用樹脂片切斷成為5×20mm,而作為測定用試樣。使所得到的試樣在160℃處理1小時,藉此使其硬化。針對所得到的硬化物,使用動態黏彈性測定機器(TA Instruments公司製,DMA Q800),測定在頻率11Hz、振幅10μm、升溫速度3℃/分鐘,使其從0℃升溫至300℃為止之依照拉伸模式的黏彈性,將在該測定所得到之tan δ(損失彈性模數/儲存彈性模數)的最大點之溫度設作玻璃轉移溫度(Tg)。將測定結果顯示在第1表。
[試驗例2]平均線膨脹係數的測定
將實施例及比較例所製成的電路元件接續用樹脂片切斷
成為15×4.5mm,作為測定用試樣。將所得到的試樣在160℃處理1小時,藉此使其硬化。針對所得到的硬化物,使用熱機械分析裝置(Bruker AXS公司製,TMA4030SA),在荷重2g、溫度範圍0~300℃、升溫速度5℃/min的條件下測定線膨脹係數。依照所得到的結果算出在0~130℃的平均線膨脹係數。將結果顯示在表1。
[試驗例3]溫度循環試驗
將在實施例及比較例所製成的電路元件接續用樹脂片,貼合在切割完畢之100μm晶片(WALTS公司製TEG晶圓:CC80-0101JYModel I),而得到附樹脂片的TEG晶片。將所得到之附樹脂片的TEG晶片使用FC接合器(TORAY Engineering公司製,FC3000W)而倒裝晶片接合在基板,以製造半導體裝置。在將-55℃ 10分鐘及125℃ 10分鐘設作1循環之環境下,對所得到的半導體裝置施行1000循環,針對試驗後的半導體裝置,使用數位萬用電表(digital multimeter)測定半導體晶片及電路基板的接續電阻值,依照以下的評價基準而進行評價接續可靠性。將結果顯示在表1。
○:接續電阻值的變化率為20%以下
×:接續電阻值的變化率為大於20%
[表1]
從表1能夠得知,在實施例所得到的電路元件接續用樹脂片,其溫度循環試驗結果為良好,且具有較高的接續可靠性。
本發明之電路元件接續用樹脂片,因為將電路元件彼此接續後,具有較高的接續可靠性,所以能夠適合利用在接合各種電路元件。
Claims (10)
- 一種電路元件接續用樹脂片,其係介於相向電極之間,為了將前述相向電極電性接續而使用之電路元件接續用樹脂片,其特徵在於:構成前述樹脂片之材料的硬化物之玻璃轉移溫度為150~350℃,且在0~130℃之平均線膨脹係數為45ppm以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之電路元件接續用樹脂片,其中構成前述樹脂片之材料,係含有選自由聚乙烯基縮醛樹脂及聚酯樹脂所組成群組之1種以上的熱可塑性成分。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路元件接續用樹脂片,其中構成前述樹脂片之材料,係進一步含有苯氧基樹脂作為前述熱可塑性成分。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之電路元件接續用樹脂片,其中構成前述樹脂片之材料係含有無機填料。
- 如申請專利範圍第4項所述之電路元件接續用樹脂片,其中前述無機填料為氧化矽填料。
- 如申請專利範圍第4項所述之電路元件接續用樹脂片,其中前述無機填料的平均粒徑為10~200nm。
- 如申請專利範圍第4項所述之電路元件接續用樹脂片,其中構成前述樹脂片之材料,係含有35~64質量%前述無機填料。
- 如申請專利範圍第1項所述之電路元件接續用樹脂片,其中構成前述樹脂片之材料,係含有具有助焊劑功能之成分。
- 如申請專利範圍第8項所述之電路元件接續用樹脂片,其 中作為前述具有助焊劑功能之成分,係含有具有羧基之成分
- 如申請專利範圍第9項所述之電路元件接續用樹脂片,其中前述具有羧基之成分為2-甲基戊二酸。
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