TW202300605A - 導電性片材及切晶黏晶膜 - Google Patents

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大木場祐一
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日商日東電工股份有限公司
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Abstract

本發明之導電性片材係包含黏合劑樹脂及導電性粒子者,且70℃下之黏度為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下,70℃下之斷裂點伸長率為110%以上。

Description

導電性片材及切晶黏晶膜
本發明係關於一種導電性片材及切晶黏晶膜。
先前,作為在製造半導體裝置時將半導體元件(半導體晶片)接著於金屬引線框架等被接著體之方法(黏晶法),已知有使用導電性片材之方法(例如下述專利文獻1)。
於下述專利文獻1中,揭示有一種包含導電性粒子及熱硬化性樹脂之上述導電性片材。 又,下述專利文獻1中揭示有如下情況:於將半導體元件(半導體晶片)安裝於上述導電性片材之一面之後,使上述導電性片材之另一面抵接於金屬引線框架等被接著體,其後,使上述導電性片材於特定溫度(例如200℃)下熱硬化,使其接著於金屬引線框架等被接著體來使用。
且說,近年來對半導體裝置之高密度積體化之需求越來越高。 為了實現半導體裝置之高密度積體化,需要減小半導體元件(半導體晶片)之厚度。 而且,由於半導體元件(半導體晶片)係藉由刀片切割等對半導體晶圓進行切割而獲得,因此,為了減小半導體元件(半導體晶片)之厚度,需要減小半導體晶圓之厚度。 然而,使半導體晶片之厚度越薄,則半導體晶圓越容易產生翹曲。 如此,若半導體晶圓產生翹曲,則存在無法高精度地實施由刀片切割等進行之半導體晶圓切割之問題。
為了解決此種翹曲問題,已知有使用以殘留為環狀之方式對自外周緣至與該外周緣相距數10 mm之內側部分進行機械研磨而製作之半導體晶圓(例如TAIKO(註冊商標)晶圓)(例如下述專利文獻2)。 如上所述之半導體晶圓具備環狀部分,因此即便將較該環狀部分更靠近內側之部分研磨得較薄,亦能夠抑制該半導體晶圓產生翹曲。 再者,TAIKO(註冊商標)晶圓於上述環狀部分與較該環狀部分更靠近內側之部分之間形成有階差部,該階差部之最大高度通常為450 μm左右,藉由機械研磨所得之平板部分之厚度通常為20 μm左右。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2019-21813號公報 [專利文獻2]日本專利特開2013-12690號公報
[發明所欲解決之問題]
且說,如上所述,諸如TAIKO(註冊商標)晶圓之半導體晶圓於上述環狀部分與較該環狀部分更靠近內側之部分之間形成有階差部。 即,此種半導體晶圓成為具有階差部之半導體晶圓。 因此,於獲得半導體元件(半導體晶片)時,存在如下情況:若欲將上述導電性片材安裝於如上所述之具有階差部之半導體晶圓,上述導電性片材無法充分地追隨階差部。 於此種情形時,存在如下情況:於上述具有階差部之半導體晶圓與上述導電性片材之間,自階差部之端緣朝向上述具有階差部之半導體晶圓之中心產生相對較大之空隙(自階差之端緣至與該端緣相距超過500 μm之內側為止所形成之空隙)。 若如此,於上述具有階差部之半導體晶圓與上述導電性片材之間產生相對較大之空隙,則以該空隙為起點,於切晶時等上述導電性片材容易自上述具有階差部之半導體晶圓剝離。 又,於切晶後半導體元件(半導體晶片)與上述導電性片材之間產生空隙之情形時,此種附導電性片材之半導體元件(半導體晶片)無法表現出足夠之特性。 因此,若於上述具有階差部之半導體晶圓與上述導電性片材之間產生相對較大之空隙,則亦存在如下問題:能夠將切晶後所得之附導電性片材之半導體元件(半導體晶片)用作半導體裝置之零件之比率下降,即,良率下降。 然而,關於在安裝至具有階差部之半導體晶圓時能夠充分地追隨階差部之導電性片材,尚難說已進行了充分之研究。
因此,本發明之課題在於提供一種在安裝至具有階差部之半導體晶圓時能夠充分地追隨階差部之導電性片材、及具備該導電性片材之切晶黏晶膜。 [解決問題之技術手段]
本發明之導電性片材係 包含黏合劑樹脂及導電性粒子者,且 70℃下之黏度為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下, 70℃下之斷裂點伸長率為110%以上。
於上述導電性片材中, 上述導電性粒子之含有比率較佳為85質量%以上97質量%以下。
於上述導電性片材中, 上述導電性粒子較佳為包含選自由銀粒子、銅粒子、氧化銀粒子、及氧化銅粒子所組成之群中之至少1種。
於上述導電性片材中, 上述黏合劑樹脂較佳為包含熱硬化性樹脂。
於上述導電性片材中, 上述導電性片材較佳為進而包含揮發起始溫度為100℃以上之揮發成分。
本發明之切晶黏晶膜具備: 切晶膠帶,其係於基材層上積層黏著劑層而成;及 導電性片材,其係積層於上述切晶膠帶之上述黏著劑層上;且 上述導電性片材為上述任一之導電性片材。
以下,對本發明之一實施方式進行說明。
[導電性片材] 本實施方式之導電性片材包含黏合劑樹脂及導電性粒子。 於本說明書中,所謂導電性粒子意指根據JIS K 0130(2008)所測得之導電率為100 μS/cm以下之粒子。
又,本實施方式之導電性片材之70℃下之黏度為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下。 進而,本實施方式之導電性片材之70℃下之斷裂點伸長率為110%以上。 再者,以下,有時對70℃下之黏度賦予參照編號η,對70℃下之斷裂點伸長率賦予參照編號Bpe。
藉由使70℃下之黏度為10 kPa・s以上,可充分維持上述導電性片材之片材形狀,又,藉由使70℃下之黏度為10000 kPa・s以下,可使上述導電性片材具有適度之硬度。 進而,藉由使70℃下之斷裂點伸長率為110%以上,可使上述導電性片材具有優異之韌性,即,可使上述導電性片材具有較高之延展性,並且可使其具有優異之強度。 藉由具備上述特性,本實施方式之導電性片材於安裝於具有階差部之半導體晶圓時,可充分地追隨階差部。 再者,於本說明書中,所謂可充分地追隨階差部,意指自階差部之端緣朝向具有階差部之半導體晶圓之中心產生之空隙為500 μm以下。
再者,於70℃下之黏度未達10 kPa・s之情形時,上述導電性片材變得無法維持片材形狀,成為糊狀之導電性組合物。 由於此種糊狀之導電性組合物具有較高之變形性,因此該糊狀之導電性組合物能夠充分地追隨具有階差部之半導體晶圓之階差部,但難以以均勻之厚度安裝於具有階差部之半導體晶圓。 又,若上述導電性片材成為糊狀之導電性組合物,則於製成切晶黏晶膜之狀態下,難以將上述導電性片材轉印至具有階差部之半導體晶圓。 進而,具有階差部之半導體晶圓於安裝上述導電性片材後於階差部之內側被切斷而成為平板狀之半導體晶圓,其後,對該平板狀之半導體晶圓實施切晶而切割為複數個半導體晶片。 其後,該半導體晶片安裝於金屬引線框架等被接著體,從而作為半導體裝置之零件來使用。 然而,如上所述,於上述導電性片材成為糊狀之導電性組合物之情形時,無法高精度地實施切晶,並且於作為半導體晶片安裝於金屬引線框架等之狀態下,糊狀之導電性組合物自該半導體晶片之端緣往上爬。 如此,若產生糊狀之導電性組合物之附膠,則於用作半導體裝置之零件之情形時,會造成短路,故而欠佳。
作為黏合劑樹脂,可例舉熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂等。 本實施方式之導電性片材較佳為包含熱硬化性樹脂。 藉由包含熱硬化性樹脂,可使上述導電性片材熱硬化,因此能夠提高與被接著體(例如金屬引線框架等)之接著性。 本實施方式之導電性片材更佳為除包含熱硬化性樹脂外,亦包含熱塑性樹脂。 藉由除包含熱硬化性樹脂外亦包含熱塑性樹脂,即便於使上述導電性片材熱硬化後,亦可使上述導電性片材具有相對較低之彈性。 又,藉由包含熱塑性樹脂,能夠相對容易地將上述導電性片材之70℃下之黏度η調整為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下。
作為上述熱硬化性樹脂,例如可例舉:環氧樹脂、酚樹脂、胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、矽酮樹脂、及熱硬化性聚醯亞胺樹脂等。該等之中,較佳為使用環氧樹脂。
作為環氧樹脂,例如可例舉: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、甲酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三羥基苯基甲烷型、四酚基乙烷、乙內醯脲型、三縮水甘油基異氰尿酸酯型、及縮水甘油胺型之環氧樹脂。該等之中,較佳為使用雙酚A型環氧樹脂及甲酚酚醛清漆型環氧樹脂之至少一者,更佳為將雙酚A型環氧樹脂及甲酚酚醛清漆型環氧樹脂加以組合使用。 作為雙酚A型環氧樹脂,可例舉脂肪族改性雙酚A型環氧樹脂。
關於作為環氧樹脂之硬化劑之酚樹脂,例如可例舉:酚醛清漆型酚樹脂、可溶酚醛型酚樹脂、聯苯型酚樹脂、及聚對羥基苯乙烯等聚羥基苯乙烯。上述酚樹脂中,較佳為使用聯苯型酚樹脂。
又,作為熱硬化性樹脂,亦可使用具有熱硬化性官能基之熱塑性樹脂。作為具有熱硬化性官能基之熱塑性樹脂,例如可例舉含熱硬化性官能基之丙烯酸系樹脂。作為含熱硬化性官能基之丙烯酸系樹脂中之丙烯酸系樹脂,可例舉包含源自(甲基)丙烯酸酯之單體單元者。 在具有熱硬化性官能基之熱塑性樹脂中,根據熱硬化性官能基之種類選擇硬化劑。
作為上述熱塑性樹脂,例如可例舉: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、聚醯胺6或聚醯胺6,6等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、PET或PBT等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、氟樹脂等。上述熱塑性樹脂可僅使用一種,亦可組合兩種以上使用。作為上述熱塑性樹脂,就離子性雜質少且耐熱性高,因而容易確保由上述導電性片材帶來之連接可靠性之觀點而言,較佳為丙烯酸樹脂。
上述丙烯酸樹脂較佳為包含源自(甲基)丙烯酸酯之單體單元作為質量比率最多之單體單元的聚合物。作為(甲基)丙烯酸酯,例如可例舉:(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸環烷基酯、及(甲基)丙烯酸芳基酯等。上述丙烯酸樹脂亦可包含源自可與(甲基)丙烯酸酯共聚之其他成分之單體單元。作為上述其他成分,例如可例舉:含羧基單體、酸酐單體、含羥基單體、含縮水甘油基單體、含磺酸基單體、含磷酸基單體、丙烯醯胺、丙烯腈等含官能基單體、或各種多官能性單體等。 上述丙烯酸樹脂較佳為含羧基之丙烯酸聚合物。
於本實施方式之導電性片材中,上述導電性片材之100質量%(質量份)中,上述黏合劑樹脂所占之質量%較佳為1.5質量%以上40質量%以下,更佳為4質量%以上25質量%以下。 於本實施方式之導電性片材包含上述熱硬化性樹脂及上述熱塑性樹脂作為上述黏合劑樹脂之情形時,上述導電性片材之100質量%中,上述熱硬化性樹脂所占之質量%較佳為1質量%以上30質量%以下,更佳為2質量%以上18質量%以下。 又,上述導電性片材之100質量%中,上述熱塑性樹脂所占之質量%較佳為0.5質量%以上10質量%以下,更佳為1質量%以上7質量%以下。 進而,於上述黏合劑樹脂包含上述熱硬化性樹脂及上述熱塑性樹脂之情形時,上述黏合劑樹脂之100質量%中,上述熱硬化性樹脂所占之質量比率較佳為30質量%以上90質量%以下,更佳為40質量%以上70質量%以下。
作為上述導電性粒子,可例舉:銀粒子、氧化銀粒子、鎳粒子、銅粒子、氧化銅粒子、鋁粒子、碳黑、奈米碳管、作為芯(核)之金屬粒子之表面經金或銀等金屬鍍覆所得之粒子(以下,亦稱為鍍覆金屬粒子)、及作為芯(核)之樹脂粒子之表面被金屬被覆之粒子(以下,亦稱為金屬被覆樹脂粒子)等。該等導電性粒子可僅使用一種,亦可將兩種以上組合使用。 本實施方式之導電性片材較佳為於如上所述之導電性粒子之中包含選自由銀粒子、銅粒、氧化銀粒子、及氧化銅粒子所組成之群中之至少1種。 藉由包含如上所述者作為上述導電性粒子,上述導電性片材會表現出充分之導電性及導熱性。
作為銀粒子、氧化銀粒子、鎳粒子、銅粒子、氧化銅粒子、鋁粒子、碳黑、及奈米碳管等粒子之形狀,例如可使用薄片狀、針狀、長絲狀、球狀、扁平狀(包括鱗片狀)者,該等之中,較佳為使用球狀之粒子。 藉由使用球狀之粒子,可提高上述導電性片材中之該等粒子之分散性。 又,本實施方式之導電性片材特佳為於該等粒子之中包含銀粒子。
上述銀粒子可為包含銀元素及作為不可避免之雜質元素而包含之其他元素(金屬元素等)之銀粒子,亦可為經表面處理(例如矽烷偶合處理)之銀粒子。作為銀粒子之表面處理劑,可例舉脂肪酸系、或胺系、環氧系等之被覆劑。 再者,以下,有時將利用肪酸系、或胺系、環氧系等之被覆劑進行了表面處理之銀粒子稱為被覆劑處理銀粒子。 於本實施方式之導電性片材中,較佳為使用被覆劑處理銀粒子作為上述銀粒子。藉由使用被覆劑處理銀粒子作為上述銀粒子,可提高與上述導電性片材中所包含之黏合劑樹脂(熱硬化性樹脂或熱塑性樹脂等)之親和性,故而上述銀粒子容易分散在上述導電性片材中。
作為鍍覆金屬粒子,例如可使用以鎳粒子或銅粒子作為核並利用金或銀等貴金屬鍍覆該核之表面而成之粒子。 作為金屬被覆樹脂粒子,例如可使用以樹脂粒子作為核並利用鎳或金等金屬被覆該核之表面而成之粒子。 作為鍍覆金屬粒子或金屬被覆樹脂粒子之形狀,例如可使用薄片狀、針狀、長絲狀、球狀、扁平狀(包括鱗片狀)者,該等之中,較佳為使用球狀之粒子。 作為鍍覆金屬粒子或金屬被覆樹脂粒子之形狀,藉由使用球狀之粒子,可提高導電性片材中之鍍覆金屬粒子或金屬被覆樹脂粒子之分散性。
於本實施方式之導電性片材包含鍍覆金屬粒子之情形時,較佳為使用以銅粒子作為核並利用銀鍍覆該核之表面而成之粒子(銀被覆銅粒子)作為鍍覆金屬粒子。 作為銀被覆銅粒子,可例舉於扁平狀銅粒子塗佈有10質量%之銀層者、或於球狀之銅粒子塗佈有20質量%之銀層者等。
於本實施方式之導電性片材中,上述導電性片材之100質量%(質量份)中,上述導電性粒子所占之質量%(即上述導電性粒子之含有比率)較佳為60質量%以上98質量%以下,更佳為80質量%以上97質量%以下,進而較佳為85質量%以上97質量%以下。
本實施方式之導電性片材較佳為包含銀粒子及銀被覆銅粒子作為上述導電性粒子。 於此種情形時,上述導電性粒子之100質量份中,上述銀粒子所占之質量份較佳為10質量份以上95質量份以下,更佳為20質量份以上90質量份以下。
70℃下之黏度η較佳為50 kPa・s以上,更佳為70 kPa・s以上,進而較佳為100 kPa・s以上。 又,70℃下之黏度η較佳為7000 kPa・s以下,更佳為5000 kPa・s以下,進而較佳為3500 kPa・s以下。 藉由使70℃下之黏度η處於如上所述之數值範圍內,能夠進一步充分地維持上述導電性片材之片材形狀,並且可使上述導電性片材具有更適度之硬度。
70℃下之黏度η可使用流變儀(Thermo Fisher Scientific Inc.製造,旋轉式流變儀HAAKE MARS)進行評估。 具體而言,可藉由採用Gap值250 μm、頻率1 Hz、應變量0.1%,然後以升溫速度10℃/min自30℃升溫至180℃時讀取70℃之指示值而獲得。
70℃下之斷裂點伸長率Bpe較佳為112%以上,更佳為113%以上,進而較佳為114%以上。 藉由使70℃下之斷裂點伸長率Bpe處於如上所述之數值範圍內,可使上述導電性片材之韌性更優異。 即,可使上述導電性片材具有更高之延展性,並且可使上述導電性片材之強度更優異。 再者,70℃下之斷裂點伸長率Bpe之上限通常為200%。
70℃下之斷裂點伸長率Bpe可使用拉伸試驗機(例如島津製作所公司製造之型號「AGS-X」)進行評估。 具體而言,可以如下方式進行評估。 (1)準備寬度10 mm、長度30 mm、及厚度200 μm之導電性片材。 (2)於上述導電性片材之長度方向之兩端側貼附聚醯亞胺膠帶而獲得試樣。具體而言,對於上述導電性片材,於自長度方向之上端緣沿著長度方向至與該上端緣相距10 mm為止之區域貼附聚醯亞胺膠帶,並且於自長度方向之下端緣沿著長度方向至與該下端緣相距10 mm為止之區域貼附聚醯亞胺膠帶而獲得試樣。 (3)將上述試樣之長度方向之上端側安裝於上述拉伸試驗機之一夾頭,將上述試樣之長度方向之下端側安裝於上述拉伸試驗機之另一個夾頭。 (4)將安裝有上述試樣之上述拉伸試驗機載置於恆溫槽之內後,使恆溫槽內之溫度上升至70℃。 (5)於恆溫槽內之溫度達到70℃後經過3 min之後,以夾頭間距離10 mm、拉伸速度50 mm/min之條件,將上述試片於長度方向上拉伸,將進行拉伸試驗時所得之資料繪製於將行程(單位為mm)作為橫軸且將試驗力(拉伸強度;單位為N)作為縱軸之圖表上。 (6)於上述圖表中,將上述試驗力達到最大之時視為上述導電性片材發生斷裂之時,讀取上述試驗力達到最大時之行程值,該行程值除以上述導電性片材之有效長度(10 mm;未貼附聚醯亞胺膠帶部分之長度)後,乘以100,藉此計算出70℃下之斷裂點伸長率。
本實施方式之導電性片材可藉由如下方式獲得:藉由在上述導電性片材中,適當調整上述黏合劑樹脂之含有比率及上述導電性粒子之含有比率,而適當調整70℃下之黏度η及70℃下之斷裂點伸長率Bpe。 例如,關於70℃下之黏度η,可於上述導電性片材中,藉由提高上述導電性粒子之含有比率而其調整為較高之值,或藉由降低上述導電性粒子之含有比率而將其調整為較低之值。 又,關於70℃下之斷裂點伸長率,可於上述導電性片材中,藉由降低上述導電性粒子之含有比率而將其調整為較高之值,或藉由提高上述導電性粒子之含有比率而將其調整為較低之值。 進而,於本實施方式之導電性片材包含熱硬化性樹脂及熱塑性樹脂作為上述基質樹脂之情形時,可適當調整上述熱硬化性樹脂之含有比率及上述熱塑性樹脂之含有比率,而適當調整70℃下之黏度η及70℃下之斷裂點伸長率Bpe來獲得。
本實施方式之導電性片材較佳為進而包含揮發起始溫度為100℃以上之揮發成分。 上述揮發成分更佳為於200℃以上揮發之成分,更佳為於250℃以上揮發之成分。 作為此種揮發成分,可例舉包含1個以上之羥基且揮發起始溫度為100℃以上之有機化合物。該有機化合物之沸點較佳為200℃以上,更佳為250℃以上。又,上述有機化合物之沸點較佳為350℃以下。作為此種有機化合物,可例舉萜烯化合物。作為揮發成分,萜烯化合物之中,較佳為下述式(1)所表示之異𦯉基環己醇。再者,異𦯉基環己醇係沸點為308~318℃之有機化合物,其具有如下性質:於200 mL/min之氮氣氣流下以10℃/min之升溫條件自室溫(23±2℃)升溫至600℃時,自100℃以上起質量大幅減少,並於245℃下揮發結束(未再觀察到進一步之質量減少),並且具有如下性質:於25℃下顯示出高達1000000 mPa·s之極高之黏度,但於60℃下顯示出1000 mPa·s以下之相對較低之黏度。再者,質量減少係將測定起始溫度(室溫)下之質量減少率設為0%時之值。 如此,異𦯉基環己醇於25℃下如上所述會顯示出極高之黏度,因此於室溫下能夠維持片形狀,但於60℃下,由於如上所述會顯示出相對較低之黏度,因此具有黏性(tackiness)。即,包含異𦯉基環己醇之導電性片材於室溫下片形狀之維持性優異,且於60℃以上之溫度下具有黏性。 因此,於將貼附於導電性片材之一面之半導體元件安裝於金屬引線框架等時,通常於60~80℃之溫度下經由導電性片材使半導體元件暫時接著(暫時固定)於金屬引線框架等被接著體,但由於如上所述異𦯉基環己醇於60℃以上之溫度下具有黏性,因此於本實施方式之導電性片材包含異𦯉基環己醇作為揮發成分之情形時,導電性片材對金屬引線框架等被接著體之暫時接著性更加提昇。即,於暫時接著之狀態下,能夠抑制半導體元件之安裝位置發生偏移、或導電性片材自被接著體隆起。 又,於導電性片材包含熱硬化性樹脂,使該導電性片材熱硬化而使半導體元件接著於被接著體之情形時,能夠高可靠性地進行接著。
[化1]
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本實施方式之導電性片材較佳為相對於上述黏合劑樹脂之100質量份包含10質量份以上之上述揮發成分。 又,本實施方式之導電性片材相對於上述黏合劑樹脂之100質量份,較佳為包含200質量份以下之上述揮發成分,更佳為包含150質量份以下之上述揮發成分,進而較佳為包含100質量份以下之上述揮發成分。
又,若包含於200℃以上揮發之揮發成分,則藉由於200℃以上對上述導電性片材進行加熱而使上述揮發成分揮發,可減小上述導電性片材之體積。 如此,若上述導電性片材之體積減小,則於上述導電性片材中上述導電性粒子彼此具有對應體積減小程度之接近之位置關係,容易藉由上述導電性粒子彼此而形成導熱通道。 藉此,能夠相對提高上述導電性片材之導熱性。
又,亦認為,於本實施方式之導電性片材如上所述包含銀粒子及銀被覆銅粒子之情形時,若使用球狀粒子作為銀被覆銅粒子,則由於球狀粒子之比表面積小於扁平狀粒子之比表面積,因此,與使用球狀粒子作為銀粒子並使用扁平狀粒子作為銀被覆銅粒子之情形相比,銀被覆銅粒子與銀粒子之接觸面積變小,就導電性及導熱性之觀點而言不利。 然而,於本實施方式之導電性片材如上所述包含揮發起始溫度為100℃以上之揮發成分之情形時,於以150~200℃之溫度對上述導電性片材進行加熱而使其熱硬化等時,可使上述揮發成分相對充分地揮發。 藉此,可使上述導電性片材之體積相對充分地減小,換言之,可使上述導電性片材之體積相對充分地收縮,可使銀被覆銅粒子與銀粒子變為接近之位置關係。 因此,即便於使用球狀粒子作為銀被覆銅粒子之情形時,亦能夠充分地確保銀被覆銅粒子與銀粒子之接觸面積,藉此,能夠充分地確保導電性及導熱性。
於本實施方式之導電性片材包含熱硬化性樹脂之情形時,就使上述熱硬化性樹脂之硬化反應充分進行,或提高硬化反應速度之觀點而言,本實施方式之導電性片材可含有熱硬化觸媒。作為熱硬化觸媒,例如可例舉:唑系化合物、三苯基膦系化合物、胺系化合物、及三鹵代硼烷系化合物。
本實施方式之導電性片材之厚度較佳為5 μm以上,更佳為10 μm以上,進而較佳為20 μm以上。又,導電性片材之厚度較佳為150 μm以下,更佳為100 μm以下,進而較佳為80 μm以下。 藉由使導電性片材之厚度為150 μm以下,可進一步提昇導熱性。 導電性片材之厚度例如可藉由使用度盤規(PEACOCK公司製造、型號R-205)測定隨機選擇之任意5處之厚度並對該等厚度進行算術平均而求出。
於本實施方式之導電性片材包含熱硬化性樹脂之情形時,熱硬化後之熱導率較佳為1 W/m・K以上,更佳為3 W/m・K以上,進而較佳為10 W/m・K以上。 藉由使熱硬化後之熱導率滿足上述數值範圍,能夠進一步提高上述導電性片材之導電性。 再者,於本實施方式之導電性片材中,熱硬化後之熱導率之上限值最大為420 W/m・K。 於本實施方式之導電性片材中,熱硬化後之熱導率之上限值可為200 W/m・K。 利用壓力鍋裝置一面對於本實施方式之導電性片材施加0.5 MPa之壓力一面於200℃下處理1小時而使其熱硬化,對於經熱硬化之導電性片材,可藉由下述式計算出熱硬化後之熱導率。
[數1] 熱導率(W/m·K)=熱擴散率(m 2/s)×比熱(J/g·℃)×比重(g/cm 3)
上述式中之熱擴散率(m 2/s)可藉由TWA法(溫度波熱分析法、測定裝置:ai-Phase Mobile、ai-Phase公司製造)進行測定。 又,上述式中之比熱(J/g・℃)可藉由DSC(Differential scanning calorimetry,示差掃描熱量測定)法進行測定。比熱測定可使用SII Nanotechnology公司製造之DSC6220於升溫速度10℃/min、溫度範圍20~300℃之條件下進行,基於所得之資料,利用JIS手冊(比熱容量測定方法K-7123)中記載之方法計算出比熱。 進而,上述式中之比重可利用阿基米德法進行測定。
本實施方式之導電性片材可視需要含有1種或2種以上之其他成分。作為其他成分,例如可例舉:填料分散劑、阻燃劑、矽烷偶合劑、及離子捕捉劑。
本實施方式之導電性片材之至少一面為與被接著體接著之接著面。 換言之,本實施方式之導電性片材可用於對表面之至少一部分成為與該導電性片材接著之接著區域之被接著體的接著。 即便於諸如上述接著區域中形成有凹凸之情形時,本實施方式之導電性片材對該凹凸部分亦會發揮出良好之追隨性。 本實施方式之導電性片材具備與於單面側設有圓形凹部且設有包圍該圓形凹部之環狀凸部之半導體晶圓的與上述圓形凹部及上述環狀凸部兩者接著之接著面,藉此能夠顯著地發揮該效果。 由於半導體晶圓之上述環狀凸部以自上述圓形凹部之表面突出之狀態形成,因此於兩者之交界處形成階差部,但是,本實施方式之導電性片材對形成有此種階差部位置亦會發揮出良好之追隨性。
本實施方式之導電性片材可具有能夠覆蓋上述整個圓形凹部之大小之接著面,亦可具有能夠覆蓋上述整個圓形凹部,進而覆蓋上述環狀凸部之一部分或者全部之接著面。
上述階差部之高度可為50 μm以上500 μm以下。
[切晶黏晶膜] 繼而,參照圖1對切晶黏晶膜20進行說明。再者,以下說明中,關於與導電性片材重複之部分,不再重複其說明。
如圖1所示,本實施方式之切晶黏晶膜20具備:於基材層1上積層黏著劑層2而成之切晶膠帶10、及積層於切晶膠帶10之黏著劑層2上之導電性片材3。 切晶黏晶膜20中,於導電性片材3上貼附有半導體元件。半導體元件可為裸晶圓。 貼附於本實施方式之切晶黏晶膜20上之裸晶圓藉由刀片切割、DBG(Dicing Before Grinding,磨削前切割)、或SDBG(Stealth Dicing Before Grinding,磨削前隱形切割)等被割斷為複數個裸晶片。並且,於進行如上所述之割斷時,與裸晶圓一起,導電性片材3亦被割斷。導電性片材3被割斷為與進行了單片化之複數個裸晶片之尺寸相當之大小。藉此,可獲得複數個附導電性片材3之裸晶片。
切晶黏晶膜20之導電性片材3如上所述包含黏合劑樹脂及導電性粒子。 又,切晶黏晶膜20之導電性片材3之70℃下之黏度如上所述為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下。 進而,切晶黏晶膜20之導電性片材3之70℃下之斷裂點伸長率如上所述為110%以上。
基材層1支持黏著劑層2及積層於黏著劑層2上之導電性片材3。基材層1包含樹脂。作為樹脂,可例舉:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物等烯烴系樹脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、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)共聚物等以乙烯作為單體成分之共聚物;聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)等聚酯;丙烯酸樹脂;聚氯乙烯(PVC);聚胺基甲酸酯;聚碳酸酯;聚苯硫醚(PPS);聚醯胺、全芳香族聚醯胺(芳香族聚醯胺)等醯胺系樹脂;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);纖維素系樹脂;矽酮樹脂;氟樹脂等。 就提高伸縮性之觀點而言,基材層1較佳為包含選自由聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、及乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)所組成之群中之至少1種作為上述樹脂。 又,基材層1可為以包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)之第1樹脂層作為中心層,包含聚丙烯(PP)之第2樹脂層及包含聚氯乙烯(PVC)之第3樹脂層分別積層於該第1樹脂層之兩表面之積層體。
基材層1可包含1種上述樹脂,亦可包含2種以上之上述樹脂。
作為基材層1之材料,可例舉上述樹脂之交聯體等聚合物(例如塑料膜)。上述塑膠膜可於未延伸狀態下使用,亦可使用視需要經單軸或雙軸延伸處理者。根據藉由延伸處理等而被賦予了熱收縮性之樹脂片材,藉由於切晶後使上述基材層1熱收縮,能夠減小黏著劑層2與導電性片材3之接著面積,容易地將半導體晶片(半導體元件)回收。
對於基材層1之表面,為了提高與相鄰層之密接性、保持性等,可實施常規之表面處理。作為此種表面處理,可例舉:鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、離子化輻射處理等化學或物理處理、利用底塗劑之塗佈處理等。
基材層1之厚度較佳為1 μm以上1000 μm以下,更佳為10 μm以上500 μm以下,進而較佳為20 μm以上300 μm以下,特佳為30 μm以上200 μm以下。 基材層1之厚度可與上述導電性片材3之厚度同樣地使用度盤規(PEACOCK公司製造、型號R-205)求出。
基材層1可包含各種添加劑。作為各種添加劑,例如可例舉:著色劑、填充劑、塑化劑、防老化劑、抗氧化劑、界面活性劑、阻燃劑等。
作為用於形成黏著劑層2之黏著劑,並無特別限定,例如可使用丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等一般之感壓性黏著劑。作為上述感壓性黏著劑,就利用超純水或醇等有機溶劑對半導體晶圓或玻璃等怕被污染之電子零件進行清洗之洗淨性等方面而言,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。
作為上述丙烯酸系聚合物,例如可例舉使用(甲基)丙烯酸烷基酯及(甲基)丙烯酸環烷基酯之1種或2種以上作為單體成分之丙烯酸系聚合物等。作為(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可使用甲酯、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為1~30、尤其是碳數為4~18之直鏈狀或支鏈狀烷基酯等。作為(甲基)丙烯酸環烷基酯,例如可使用環戊酯、環己酯等。 再者,(甲基)丙烯酸酯意指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中之至少一者,本發明之(甲基)均意指與上述內容相同之內容。
為了進行凝集力、耐熱性等之改質,上述丙烯酸系聚合物可視需要包含與可與上述(甲基)丙烯酸烷基酯或(甲基)丙烯酸環烷基酯共聚之其他單體成分對應的單元。作為此種單體成分,例如可例舉: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、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等含羧基單體;馬來酸酐、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)丙烯醯氧基萘磺酸、(甲基)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸單體;2-羥乙基丙烯醯基磷酸酯等含磷酸基單體;丙烯醯胺、丙烯腈等。該等可共聚之單體成分可使用1種或2種以上。該等可共聚之單體之使用量較佳為全部單體成分之40質量%以下。
進而,上述丙烯酸系聚合物為了進行交聯,亦可視需要包含多官能性單體等作為共聚用單體成分。作為此種多官能性單體,例如可例舉: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1種或2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質量%以下。
上述丙烯酸系聚合物可藉由使單一單體或2種以上之單體混合物聚合而獲得。聚合可利用溶液聚合、乳化聚合、塊狀聚合、懸浮聚合等任一種方法進行。就防止污染清潔之被接著體等方面而言,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,更佳為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,上述黏著劑中可適當添加外部交聯劑。作為外部交聯方法之具體方法,可例舉如下方法:添加聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺類交聯劑等交聯劑進行反應。於使用外部交聯劑之情形時,其使用量係考慮與要交聯之基礎聚合物之平衡及作為黏著劑之使用用途來適當確定。一般而言,相對於上述基礎聚合物100質量份,外部交聯劑較佳為調配約5質量份以下,更佳為調配0.1~5質量份。
除上述成分以外,黏著劑亦可視需要包含各種公知之黏著賦予劑、防老化劑等添加劑。
黏著劑層2可由放射線固化型黏著劑形成。放射線固化型黏著劑能夠藉由紫外線等放射線之照射而增大交聯度、容易地降低其黏著力。即,藉由利用放射線固化型黏著劑形成黏著劑層2,能夠於切晶前在不對黏著劑層2照射放射線的情況下使導電性片材3充分接著於黏著劑層2,於切晶後,藉由對黏著劑層2照射放射線來降低黏著劑層2之黏著力,藉此能夠容易地拾取(回收)半導體晶片(半導體元件)。
放射線固化型黏著劑只要具有碳-碳雙鍵等放射線固化性官能基且顯示出黏著性,則可無特別限制地使用。作為放射線固化型黏著劑,例如可例舉:丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等常規之感壓性黏著劑中調配放射線固化性單體成分或低聚物成分而得到之添加型之放射線固化型黏著劑。
作為上述放射線固化性單體成分,例如可例舉:(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,作為上述放射線固化性低聚物成分,可例舉: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,其分子量處於100~30000左右之範圍為宜。上述放射線固化性單體成分及上述放射線固化性低聚物成分之調配量較佳為設為在照射放射線後可適宜地降低黏著劑層2之黏著力之量。一般而言,相對於構成黏著劑之丙烯酸系聚合物等基礎聚合物100質量份,上述放射線固化性單體成分及上述放射線固化性低聚物成分之調配量例如較佳為5~500質量份,更佳為40~150質量份。
又,作為放射線固化型黏著劑,除上述添加型之放射線固化型黏著劑以外,亦可例舉內在型之放射線固化型黏著劑,其使用聚合物側鏈或者主鏈中或主鏈末端具有碳-碳雙鍵者作為基礎聚合物。上述內在型之放射線固化型黏著劑無需含有作為低分子成分之低聚物成分等,或者上述低聚物成分等之含量較少。因此,於使用上述內在型之放射線固化型黏著劑之情形時,可抑制上述低聚物成分等隨時間經過而於黏著劑層2中移動。其結果為,能夠使黏著劑層2具有相對穩定之層構造。
上述具有碳-碳雙鍵之基礎聚合物只要具有碳-碳雙鍵且具有黏著性,則可無特別限制地使用。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,可例舉上述丙烯酸系聚合物。
向上述丙烯酸系聚合物中導入碳-碳雙鍵之方法並無特別限制,可採用各種方法,而如果採用將碳-碳雙鍵導入聚合物側鏈之方法,則容易進行分子設計。例如可例舉如下方法:預先使具有官能基之單體與丙烯酸系聚合物進行共聚後,使具有可與該官能基反應之官能基及碳-碳雙鍵之化合物在維持碳-碳雙鍵之放射線固化性之狀態下進行縮合反應或加成反應。
作為該等官能基之組合之例,可例舉:羧酸基與環氧基、羧酸基與氮丙啶基、羥基與異氰酸基等。該等官能基之組合之中,就反應追蹤之容易度方面而言,較佳為羥基與異氰酸基之組合。又,該等官能基之組合只要為生成上述具有碳-碳雙鍵之丙烯酸系聚合物之組合,則任一官能基可位於丙烯酸系聚合物側或上述具有碳-碳雙鍵之化合物側,但於上述較佳之組合之情形時,較佳為丙烯酸系聚合物具有羥基,上述具有碳-碳雙鍵之化合物具有異氰酸基。於此情形時,作為具有碳-碳鍵之異氰酸酯化合物,例如可例舉:甲基丙烯醯異氰酸酯、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,可使用使上述含羥基單體、或2-羥乙基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚之醚類化合物等共聚而獲得者。
上述內在型之放射線固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),亦可以特性不會變差之程度調配上述放射線固化性單體成分或上述放射線固化性低聚物成分。通常,相對於基礎聚合物100質量份,以30質量份以下之範圍包含上述放射線固化性低聚物成分等,較佳為以1~10質量份之範圍包含上述放射線固化性低聚物成分等。
於藉由紫外線等進行硬化之情形時,使上述放射線固化型黏著劑含有光聚合起始劑。作為光聚合起始劑,例如可例舉: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-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-嗎啉基丙烷-1等苯乙酮系化合物;苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、茴香偶姻甲醚等苯偶姻醚系化合物;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;噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等噻噸酮類化合物;樟腦醌;鹵化酮;醯基膦氧化物;醯基膦酸酯等。相對於構成黏著劑之丙烯酸系聚合物等基礎聚合物100質量份,光聚合起始劑之調配量例如為0.05~20質量份。
又,作為放射線固化型黏著劑,例如可例舉日本專利特開昭60-196956號公報中揭示之橡膠系黏著劑及丙烯酸系黏著劑等,其含有具有2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、以及羰基化合物、有機硫化合物、過氧化物、胺、鎓鹽系化合物等光聚合起始劑。
在照射放射線時,於硬化受到氧之抑制之情形時,理想為用某種方法對放射線固化型黏著劑層2之表面進行氧(空氣)阻斷。例如可例舉:用分隔件被覆上述黏著劑層2之表面之方法;在氮氣氛圍中照射紫外線等放射線之方法等。
黏著劑層2之厚度並無特別限定,就兼顧防止晶片切斷面缺損與導電性片材3之固定保持性之方面而言,較佳為1~50 μm,更佳為2~30 μm。
本實施方式之切晶黏晶膜20例如係使用膜貼附裝置等安裝於TAIKO(註冊商標)晶圓等具有階差部之半導體晶圓。 以下,參照圖2A~圖2F,對使用膜貼附裝置於具有階差部之半導體晶圓安裝本實施方式之切晶黏晶膜20之例進行說明。
如圖2A~圖2E所示,膜安裝裝置100具備:收容室101,其於形成為俯視圓形狀,具有由收容室底壁部101a及自該收容室底壁部101a端緣向垂直上方延伸之收容室側壁部101b所形成之收容空間S,並且上方側開放;載台102,其配置於收容室101之收容空間S內,形成為俯視圓形狀,且構成為能夠於上表面側載置膜之被接著體;升降裝置103,其以貫通收容室101之收容室底壁部101a之一部分之狀態,可升降地安裝於載台102之下表面側;以及蓋體104,其配置於收容室101之上方側,形成為俯視圓形狀,並且具備蓋體底壁部104a及自該蓋體底壁部104a之端緣向垂直下方延伸之蓋體側壁部104b,且構成為藉由使蓋體側壁部104b之下表面側抵接於收容室側壁部101b之上表面側而將收容室101閉合。
如上所述,由於收容室101及蓋體104形成為俯視圓形狀,因此於圖2A~圖2E所示之例中,收容室側壁部101b以環繞收容室底壁部101a之端緣之方式向垂直上方延伸,蓋體側壁部104b以環繞蓋體底壁部104a之端緣之方式向垂直下方延伸。 又,收容室101具備收容室墊圈P1,該收容室墊圈P1以環繞收容室側壁部101b之方式設置於收容室側壁部101b上,蓋體104具備蓋體墊圈P2,該蓋體墊圈P2以環繞蓋體側壁部104b之方式設置於蓋體側壁部104b上。 作為收容室墊圈P1及蓋體墊圈P2,較佳為使用橡膠製之墊圈。 再者,膜安裝裝置100並非必須具備收容室墊圈P1及蓋體墊圈P2兩者,只要至少具備其中任一者即可。 進而,於圖2A~圖2E所示之例中,載台102具備:載台底壁部102a;及載台側壁部102b,其以自該載台底壁部102a之端緣向垂直上方突出之方式設置。 如上所述,由於載台102形成為俯視圓形狀,因此於圖2A~圖2E所示之例中,載台側壁部102b以如下方式設置,即,以環繞載台底壁部102a之端緣之方式向垂直上方突出。
膜安裝裝置100具備用以於利用蓋體104將收容室101閉合之狀態下使收容空間S處於減壓狀態之減壓泵(未圖示)。 膜安裝裝置100具備用以解除收容空間S之減壓狀態之開放閥(未圖示)。
將切晶黏晶膜安裝於具有階差部之半導體晶圓之安裝方法包括如下步驟:晶圓載置步驟,其係將具有階差部之半導體晶圓SW載置於載台102之上表面側;切晶黏晶膜配置步驟,其係以覆蓋上方側之開放部之一部分之方式,將切晶黏晶膜20配置於收容室101中之收容室側壁部101b之上端緣;密閉步驟,其係自切晶黏晶膜20之上方側用蓋體104將收容室101閉合;減壓步驟,其係對收容室101之收容空間S進行減壓以使切晶黏晶膜20之一部分向下方側彎曲;切晶黏晶膜接觸步驟,其係使載台102上升,而使具有階差部之半導體晶圓SW與處於彎曲狀態之切晶黏晶膜20接觸;及切晶黏晶膜密接步驟,其係藉由解除收容室101之收容空間S之減壓狀態,而使具有階差部之半導體晶圓SW與處於彎曲狀態之切晶黏晶膜20密接。
於晶圓載置步驟中,如圖2A所示,以具有階差部SW1之側成為上側之方式,將具有階差部之半導體晶圓SW載置於載台102之上表面側。 詳細而言,於晶圓載置步驟中,藉由將階差部SW1載置於載台側壁部102b而將具有階差部之半導體晶圓SW載置於載台102之上表面側。 此處,不具有階差部SW1之側之面成為形成有電路之面(即電路形成面),但是,如上所述,藉由將階差部SW1載置於載台側壁部102b,可防止電路形成面直接與載台102中之載台底壁部102a接觸,因此可抑制上述電路形成面受損。
於切晶黏晶膜配置步驟中,如圖2B所示,以導電性片材3側與具有階差部之半導體晶圓SW對向之方式,將切晶黏晶膜20配置於設在收容室101中之收容室側壁部101b上之收容室墊圈P1上。 又,於切晶黏晶膜配置步驟中,以切晶黏晶膜20覆蓋具有階差部之半導體晶圓SW之方式(以切晶黏晶膜20與具有階差部之半導體晶圓SW重疊之方式),將切晶黏晶膜20配置於設在收容室101中之收容室側壁部101b上之收容室墊圈P1上。 再者,由於切晶黏晶膜20通常以卷取為卷狀之狀態保管,因此自卷取為卷狀之狀態卷出之切晶黏晶膜配置於收容室墊圈P1上,但於圖2B等中,省略了關於自切晶黏晶膜20卷取為卷狀之狀態卷出之情況之圖示。
於密閉步驟中,如圖2C所示,藉由自上方側使蓋體104抵接於切晶黏晶膜20之基材層1側而閉合收容室101將其密閉。 詳細而言,於密閉步驟中,如圖2C所示,藉由使配置於蓋體104中之蓋體側壁部104b上之蓋體墊圈P2抵接於切晶黏晶膜20之基材層1側而閉合收容室101將其密閉。
於減壓步驟中,如圖2D所示,使用上述減壓泵(未圖示)將收容室101之收容空間S進行減壓而使切晶黏晶膜20之一部分向下方側彎曲。 詳細而言,使用上述減壓泵將收容空間S而非形成於切晶黏晶膜20與蓋體104之間之空間S'進行減壓,藉此於空間S'與收容空間S之間產生差壓,以藉由該差壓將切晶黏晶膜20向收容空間S拉拽之方式,使切晶黏晶膜20向下方側彎曲。 於減壓步驟中,較佳為將收容室101之收容空間S減壓至100 Pa以下。
於切晶黏晶膜接觸步驟中,如圖2E所示,藉由升降裝置103使載台102上升而使具有階差部之半導體晶圓SW與處於彎曲狀態之切晶黏晶膜20接觸。 於切晶黏晶膜接觸步驟中,較佳為以0.1 cm/min~10 cm/min之速度使載台102上升。 此處,如圖2E所示,切晶黏晶膜20之一部分變為彎曲狀態。 因此,切晶黏晶膜20變為與具有階差部之半導體晶圓SW之階差部SW1接觸之狀態,但並不處於充分地追隨階差部SW1之狀態,而變為自階差部SW1之端緣朝向具有階差部之半導體晶圓SW之中心產生相對較大之空隙(在自階差部SW1之端緣至與該端緣相距超過500 μm之內側形成之空隙)之狀態。
於切晶黏晶膜密接步驟中,如圖2F所示,使開閥(未圖示)處於打開狀態,藉由解除收容室101之收容空間S之減壓狀態而使與具有階差部之半導體晶圓SW之階差部SW1接觸之切晶黏晶膜20進一步變形,從而使切晶黏晶膜20追隨階差部SW1。 如上所述,於本實施方式之切晶黏晶膜20中,由於導電性片材3之70℃下之黏度變為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下且70℃下之斷裂點伸長率為110%以上,因此可充分地追隨階差部SW1。 再者,切晶黏晶膜密接步驟可於解除減壓狀態而於大氣壓下實施,亦可於加壓條件下實施。 於在加壓條件下實施上述切晶黏晶膜密接步驟之情形時,可藉由使膜安裝裝置100具備加壓機構並利用該加壓機構進行加壓來實施上述切晶黏晶膜密接步驟。 或者,亦可藉由如下方式來實施上述切晶黏晶膜密接步驟,即,自膜安裝裝置100取出具有階差部之半導體晶圓SW及與階差部SW1接觸之切晶黏晶膜20,將其配置於與膜安裝裝置100分開之加壓裝置內,然後於該加壓裝置內進行加壓。 於在加壓條件下實施上述切晶黏晶膜密接步驟之情形時,作為加壓條件,可例舉於0.2 MPa~0.7 MPa之條件之壓力下加壓10秒~3分鐘。 又,於在加壓條件下實施上述切晶黏晶膜密接步驟之情形時,上述加壓可於加熱條件下實施。作為加熱條件,可例舉於40℃以上90℃以下之溫度下進行加熱。
再者,於切晶黏晶膜密接步驟後,具有階差部之半導體晶圓SW在階差部SW1之位置被截斷,於安裝有切晶黏晶膜20之狀態下成為平板狀之半導體晶圓(以下,稱為平板狀之附切晶黏晶膜之半導體晶圓)。 然後,平板狀之附切晶黏晶膜之半導體晶圓藉由刀片切割等被切割為安裝有切晶黏晶膜20之複數個半導體晶片(以下,稱為附切晶黏晶膜之半導體晶片)。 其後,於附切晶黏晶膜之半導體晶片中,藉由自黏著劑層2將導電性片材3分離而獲得安裝有導電性片材3之半導體晶片(以下,稱為附導電性片材之半導體晶片)。 如此獲得之附導電性片材之半導體晶片安裝於金屬引線框架等被接著體而作為半導體裝置之零件來使用。
本實施方式之導電性片材如上所述適於安裝於TAIKO(註冊商標)晶圓之類的具有階差部之半導體晶圓之形成有階差部之側之面來使用,尤其適於安裝於階差部為複數段之半導體晶圓的形成有階差部之側之面來使用。 又,本實施方式之導電性片材適於在功率半導體裝置中將功率半導體用晶片安裝於基板。
本實施方式之導電性片材及切晶黏晶膜由於以如上之方式構成,因此具有以下優點。
(1) 一種導電性片材,其係包含黏合劑樹脂及導電性粒子者,且 70℃下之黏度為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下, 70℃下之斷裂點伸長率為110%以上。
根據該構成,上述導電性片材於安裝於具有階差部之半導體晶圓時,能夠充分地追隨階差部。
(2) 如上述(1)所記載之導電性片材,其中 上述導電性粒子之含有比率為85質量%以上97質量%以下。
根據該構成,上述導電性片材於安裝於具有階差部之半導體晶圓時,能夠充分地追隨階差部,並且顯示出充分之導電性。
(3) 如上述(1)或(2)所記載之導電性片材,其中 上述導電性粒子包含選自由銀粒子、銅粒子、氧化銀粒子、及氧化銅粒子所組成之群中之至少1種。
根據該構成,上述導電性片材於安裝於具有階差部之半導體晶圓時,能夠充分地追隨階差部,並且顯示出充分之導電性及導熱性。
(4) 如上述(1)至(3)中任一項所記載之導電性片材,其中 上述黏合劑樹脂包含熱硬化性樹脂。
根據該構成,由於能夠使上述導電性片材熱硬化,因此能夠提高與被接著體(例如金屬引線框架等)之接著性。
(5) 如上述(1)至(4)中任一項所記載之導電性片材,其 進而包含揮發起始溫度為100℃以上之揮發成分。
根據該構成,由於進而包含揮發起始溫度為100℃以上之揮發成分,因此於以150~200℃之溫度對上述導電性片材進行加熱而使其熱硬化等之情形時,可使上述揮發成分相對充分地揮發。 藉此,能夠相對充分地減小上述導電性片材之體積。 並且,於上述導電性片材中,上述導電性粒子彼此成為對應上述導電性片材之體積減小程度之接近之位置關係,容易藉由上述導電性粒子彼此而於上述導電性片材中形成導熱通道。 藉此,能夠相對提高上述導電性片材之導熱性。
(6) 一種切晶黏晶膜,其具備: 切晶膠帶,其係於基材層上積層黏著劑層而成;及 導電性片材,其係積層於上述切晶膠帶之上述黏著劑層上;且 上述導電性片材為上述(1)至(5)中任一項所記載之導電性片材。
根據該構成,上述切晶黏晶膜於經由上述導電性片材安裝於具有階差部之半導體晶圓時,能夠充分地追隨階差部。
再者,本發明之導電性片材及切晶黏晶膜並不限定於上述實施方式。又,本發明之導電性片材及切晶黏晶膜亦不限定於上述作用效果。可於不脫離本發明之主旨之範圍內對本發明之導電性片材及切晶黏晶膜進行各種變更。 [實施例]
繼而,舉出實施例對本發明更具體地進行說明。以下之實施例用於更詳細地說明本發明,並不限定本發明之範圍。
[實施例1] 使用混合攪拌機(基恩士股份有限公司製造,商品名:HM-500),將按以下之表1之實施例1項中所示之質量比率包含各材料之混合物攪拌混合3分鐘,而製備清漆。 將該清漆塗佈在離型處理膜(三菱化學股份有限公司製造,商品名:MRA38,厚度38 μm)之一面後,於溫度100℃下乾燥2分鐘,而獲得厚度30 μm之導電性片材。 再者,使用以下者作為以下之表1所示之各材料。 ・酚樹脂 明和化成公司製造之MEHC-7851S(聯苯型酚樹脂,苯酚當量209 g/eq) ・固體環氧樹脂 新日鐵住金化學公司製造之KI-3000-4(甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂,環氧當量200 g/eq) ・液態環氧樹脂 DIC公司製造之EXA-4816(脂肪族改性雙酚A型環氧樹脂(2官能型),環氧當量403 g/eq) ・銀(Ag)被覆銅(Cu)粒子 於扁平狀銅粒子上塗佈有10質量%之銀層者(平均粒子徑3.5 μm,無定形;以下稱為10%塗佈銀被覆銅粒子) ・銀(Ag)粒子 凝集奈米粒子(無定形,凝集體之平均粒子徑1.8 μm;以下稱為凝集銀粒子) ・揮發材料(異𦯉基環己醇(MTPH)) Nippon Terpene Chemicals公司製造之MTPH ・丙烯酸樹脂溶液 Nagase ChemteX公司製造之Teisan Resin SG-70L(作為溶劑,含有MEK及甲苯,固形物成分12.5%,玻璃轉移溫度-13℃,質量平均分子量90萬,酸值5 mg/KOH,含羧基之丙烯酸系共聚物) ・偶合劑 越化學工業公司製造之KBE-846(雙(三乙氧基矽烷基丙基)四硫化物) ・觸媒 北興化學工業公司製造之TPP-K(四苯基硼酸四苯基鏻) ・溶劑 甲基乙基酮(MEK) 又,將熱塑性樹脂(丙烯酸樹脂)相對於熱硬化性樹脂(環氧樹脂(固體及液狀)及酚樹脂)之100質量份之質量比率(質量份)、揮發材料(異𦯉基環己醇(MTPH))相對於熱硬化性樹脂之100質量份之質量比率(質量份)、及導電性粒子相對於熱硬化性樹脂之100質量份之質量比率(質量份)示於以下之表2中。 進而,將導電性粒子(銀被覆銅粒子及銀粒子)之100質量份中銀被覆銅粒子及銀粒子所占之質量比率示於以下之表3中。
[實施例2] 將液狀環氧樹脂設為三菱化學公司製造之YL980,將銀粒子設為利用脂肪酸系被覆劑進行了表面處理之銀粒子(脂肪酸處理銀粒子;粒子形狀為球狀;以下稱為脂肪酸處理銀粒子),將銀被覆銅粒子設為於球狀之銅粒子塗佈有20質量%之銀層者(粒子形狀為球狀;以下稱為20%塗佈銀被覆銅粒子)而獲得按以下之表1之實施例2這一項所示之質量比率包含各材料之混合物,除此之外,與實施例1同樣地獲得實施例2之導電性片材。
[實施例3] 將液狀環氧樹脂設為三菱化學公司製造之YL980,將銀粒子設為脂肪酸處理銀粒子,將銀被覆銅粒子設為20%塗佈銀被覆銅粒子而獲得按以下之表1之實施例3這一項所示之質量比率包含各材料之混合物,除此之外,與實施例1同樣地獲得實施例3之導電性片材。
[實施例4] 將液狀環氧樹脂設為三菱化學公司製造之YL980,將銀粒子設為利用環氧系被覆劑進行了表面處理之銀粒子(環氧處理銀粒子;粒子形狀為球狀;以下稱為環氧處理銀粒子)而獲得按以下之表1之實施例4這一項所示之質量比率包含各材料之混合物,除此之外,與實施例1同樣地獲得實施例4之導電性片材。
[比較例1] 將液狀環氧樹脂設為三菱化學公司製造之YL980,將銀粒子設為脂肪酸處理銀粒子,將銀被覆銅粒子設為20%塗佈銀被覆銅粒子而獲得按以下之表1之比較例1這一項所示之質量比率包含各材料之混合物,除此之外,與實施例1同樣地獲得比較例1之導電性片材。
[表1]
單位 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較例1
酚樹脂 質量份 2.03 1.05 0.65 1.05 0.58
固體環氧樹脂 質量份 1.64 0.68 0.42 0.67 0.47
液狀環氧樹脂 質量份 0.7 0.29 0.18 0.29 0.08
Ag被覆Cu粒子 質量份 15 12.6 14.14 20.66 15.95
Ag粒子 質量份 6.31 29.4 33 48.21 37.22
揮發材料(MTPH) 質量份 - - 0.62 1.73 0.56
丙烯酸樹脂溶液 質量份 15 16.17 10.01 16.13 9.04
偶合劑 質量份 0.164 0.123 0.095 0.176 0.086
觸媒 質量份 0.019 0.012 0.007 0.003 0.007
MEK 質量份 9 4.5 12 10.5 18.5
[表2]
熱硬化性樹脂 實施例1 實施例2 實施例3
固體環氧樹脂 37.5 33.7 33.6
液狀環氧樹脂 16.0 14.4 14.4
酚樹脂 46.5 52.0 52.0
合計 100.0 100.0 100.0
熱塑性樹脂(丙烯酸樹脂) 42.9 100.1 100.1
揮發材料(MTPH) - - 49.6
導電性粒子 359.3 638.1 1145.6
熱硬化性樹脂 實施例4 比較例1
固體環氧樹脂 33.3 41.6
液狀環氧樹脂 14.4 7.1
酚樹脂 52.2 51.3
合計 100.0 100.0
熱塑性樹脂(丙烯酸樹脂) 100.1 100.3
揮發材料(MTPH) 86.1 49.6
導電性粒子 3426.4 4705.3
<導電性片材之熱導率> 利用壓力鍋裝置一面對各例之導電性片材施加0.5 MPa之壓力一面於200℃下處理1小時而使其熱硬化。對於經熱硬化之各例之導電性片材,可藉由下述式計算出熱導率。
[數2] 熱導率(W/m·K)=熱擴散率(m 2/s)×比熱(J/g·℃)×比重(g/cm 3)
熱擴散率α(m 2/s)係藉由TWA法(溫度波熱分析法、測定裝置:ai-Phase Mobile、ai-Phase公司製造)所測得。 比熱C p(J/g・℃)係藉由DSC法所測得。比熱測定係使用SII Nanotechnology公司製造之DSC6220於升溫速度10℃/min、溫度範圍20~300℃之條件下進行,基於所得之資料,利用JIS手冊(比熱容量測定方法K-7123)中記載之方法計算出比熱。 比重係利用阿基米德法所測得。 對於各例之對於熱硬化後之導電性片材,將計算熱導率所得之結果示於以下之表3中。
<70℃下之黏度η> 對於各例之導電性片材,使用流變儀(Thermo Fisher Scientific Inc.製造,旋轉式流變儀HAAKE MARS測定70℃下之黏度η。 具體而言,藉由採用Gap值250 μm、頻率1 Hz、應變量0.1%,然後以升溫速度10℃/min自30℃升溫至180℃時讀取70℃之指示值而進行測定。 將其結果示於以下之表3中。
<70℃下之斷裂點伸長率Bpe> 對於各例之導電性片材,使用拉伸試驗機(島津製作所公司製造之型號「AGS-X」)測定70℃下之斷裂點伸長率Bpe。 具體而言,以如下方式進行測定。 (1)準備寬度10 mm、長度30 mm、及厚度200 μm之導電性片材。 (2)於上述導電性片材之長度方向之兩端側貼附聚醯亞胺膠帶而獲得試樣。具體而言,對於上述導電性片材,於自長度方向之上端緣沿著長度方向至與該上端緣相距10 mm為止之區域貼附聚醯亞胺膠帶,並且於自長度方向之下端緣沿著長度方向至與該下端緣相距10 mm為止之區域貼附聚醯亞胺膠帶而獲得試樣。 (3)將上述試樣之長度方向之上端側安裝於上述拉伸試驗機之一個夾頭,並將上述試樣之長度方向之下端側安裝於上述拉伸試驗機之另一個夾頭。 (4)將安裝有上述試樣之上述拉伸試驗機載置於恆溫槽內之後,使恆溫槽內之溫度上升至70℃。 (5)於恆溫槽內之溫度達到70℃後經過3 min之後,以夾頭間距離10 mm、拉伸速度50 mm/min之條件,將上述試片於長度方向上拉伸,將進行拉伸試驗時所得之資料繪製於將行程(單位為mm)作為橫軸且將試驗力(拉伸強度;單位為N)作為縱軸之圖表上。 (6)於上述圖表中,將上述試驗力達到最大之時視為上述導電性片材發生斷裂之時,讀取上述試驗力達到最大之時之行程值,該行程值除以上述導電性片材之有效長度(10 mm;未貼附聚醯亞胺膠帶之部分之長度)後,乘以100,藉此計算出70℃下之斷裂點伸長率。 將其結果示於以下表3中。
<對階差部之追隨性> 對於各例之導電性片材,使用真空晶圓貼片機(日東精機公司製造,真空貼片機MSA840VIII)評估對階差部之追隨性。 具體而言,以如下方式進行評估。 (1)使用第1黏晶膜(日東電工公司製造,商品名「EM-310V」,厚度7 μm)將平面尺寸10 mm×10 mm、厚度100 μm之第1裸晶片固定於載玻片之一面之後,使用第2黏晶膜(日東電工公司製造,商品名「EM-310V」,厚度7 μm)將平面尺寸9 mm×9 mm、厚度300 μm之第2裸晶片固定於上述第1裸晶片之露出面,而獲得裸晶片積層體。 再者,上述第2裸晶片係以該第2裸晶片之中心部與上述第1裸晶片之中心部一致之方式固定於上述第1裸晶片之露出面。 又,裸晶片積層體於載玻片上形成1組。 (2)與晶圓環一同將上述裸晶片積層體固定於切晶膠帶(日東電工公司製造,商品名「ELP V-12SR」)之黏著劑層上而獲得樣品。 再者,將上述裸晶片積層體之載玻片側固定於上述切晶膠帶之黏著劑層。 (3)以切晶膠帶側成為下側之方式,將上述樣品載置於設置在真空晶圓貼片機之收容室內之載台上。再者,將上述載台加熱至70℃。 (4)以覆蓋上述樣品中之上述裸晶片積層體且導電性片材側與上述裸晶片積層體對向之方式,將切晶黏晶膜配置於收容室之側壁部之上端緣。 再者,上述切晶黏晶膜係將各例之導電性片材貼合至切晶膠帶(日東電工公司製造,商品名「ELP V-12SR」)之黏著劑層上而得到者作為黏晶膜。 (5)於閉合真空晶圓貼片機之蓋體後,將上述收容室之收容空間減壓至0 MPa。 (6)解除上述收容室之收容空間之減壓狀態,將上述真空晶圓貼片機放入至高壓釜內後,於該高壓釜內,在溫度70℃下以0.5 MPa對上述真空晶圓貼片機加壓1分鐘。 (7)自上述真空晶圓貼片機內取出上述裸晶片積層體,利用顯微鏡自載玻片側觀察上述裸晶片積層體,確認自上述第1裸晶片之端緣至何種程度之距離形成有空隙。 根據以下基準判斷對階差部之追隨性。 優:自第1裸晶片之端緣至距離該端緣500 μm以下之距離形成有空隙。 不佳:自第1裸晶片之端緣至距離該端緣超過500 μm之距離形成有空隙。 將評估對階差部之追隨性所得之結果示於以下之表3中。
[表3]
單位 實施例1 實施例2 實施例3
導電性粒子 銀粒子種類 - 凝集銀粒子 脂肪酸處理銀粒子 脂肪酸處理銀粒子
導電性粒子100質量份中銀粒子所占之質量份 質量份 30 70 70
銀被覆銅粒子種類 - 10%塗佈銀被覆銅粒子 20%塗佈銀被覆銅粒子 20%塗佈銀被覆銅粒子
導電性粒子100質量份中銀被覆銅粒子所占之質量份 質量份 70 30 30
熱硬化後之導電性片材之熱導率 W/m・K 1.3 6.4 25.7
70℃下之黏度 kPa・s 134.36 318.04 593.94
70℃下之斷裂點伸長率 % 157.4 143.1 125.3
對階差部之追隨性 -
單位 實施例4 比較例1
導電性粒子 銀粒子種類 - 環氧處理銀粒子 脂肪酸處理銀粒子
導電性粒子100質量份中銀粒子所占之質量份 質量份 70 70
銀被覆銅粒子種類 - 10%塗佈銀被覆銅粒子 20%塗佈銀被覆銅粒子
導電性粒子100質量份中銀被覆銅粒子所占之質量份 質量份 30 30
熱硬化後之導電性片材之熱導率 W/m・K 22.4 31.94
70℃中之黏度 kPa・s 3053.6 12300
70℃下之斷裂點伸長率 % 113.6 101
對階差部之追隨性 - 不佳
由表3可知,各實施例之導電性片材之70℃下之黏度η之值處於10 kPa・s以上10000 kPa・s以下之範圍內且70℃下之斷裂點伸長率Bpe之值為110%以上,對階差部之追隨性之評估均為優,能夠充分地追隨階差部。 與此相對,可知,比較例1之導電性片材之70℃下之黏度η之值超過10000 kPa・s且70℃下之斷裂點伸長率Bpe之值低於110%,對階差部之追隨性之評估為不佳,無法充分地追隨階差部。 由該結果可掌握,藉由在使導電性片材包含黏合劑樹脂及導電性粒子之基礎上,進而使70℃下之黏度η成為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下並且使70℃下之斷裂點伸長率成為110%以上,該導電性片材能夠於具有階差部之半導體晶圓中充分地追隨階差部。
又,由表3可知,各實施例之導電性片材之熱硬化後之熱導率成為超過1 W/m・K之理想之值,實施例2~5之導電性片材之熱硬化後之熱導率成為超過5 W/m・K之更理想之值,尤其是實施例3~5之導電性片材之熱硬化後之熱導率成為超過20 W/m・K之進而更理想之值。
1:基材層 2:黏著劑層 3:導電性片材 10:切晶膠帶 20:切晶黏晶膜 100:膜安裝裝置 101:收容室 101a:收容室底壁部 101b:收容室側壁部 102:載台 102a:置台側壁部 102b:置台側壁部 103:升降裝置 104:蓋體 104a:蓋體底壁部 104b:蓋體側壁部 P1:收容室墊圈 P2:蓋體墊圈 S:收容空間 S':空間 SW:具有階差之半導體晶圓 SW1:階差部
圖1係表示本發明之一實施方式之切晶黏晶膜之構成的剖視圖。 圖2A係說明晶圓載置步驟之情況之模式剖視圖。 圖2B係說明切晶黏晶膜配置步驟之情況之模式剖視圖。 圖2C係說明密閉步驟之情況之模式剖視圖。 圖2D係說明減壓步驟之情況之模式剖視圖。 圖2E係說明切晶黏晶膜接觸步驟之情況之模式剖視圖。 圖2F係說明切晶黏晶膜密接步驟之情況之模式剖視圖。

Claims (6)

  1. 一種導電性片材,其係包含黏合劑樹脂及導電性粒子者,且 70℃下之黏度為10 kPa・s以上10000 kPa・s以下, 70℃下之斷裂點伸長率為110%以上。
  2. 如請求項1之導電性片材,其中 上述導電性粒子之含有比率為85質量%以上97質量%以下。
  3. 如請求項1或2之導電性片材,其中 上述導電性粒子包含選自由銀粒子、銅粒子、氧化銀粒子、及氧化銅粒子所組成之群中之至少1種。
  4. 如請求項1或2之導電性片材,其中 上述黏合劑樹脂包含熱硬化性樹脂。
  5. 如請求項1或2之導電性片材,其 進而包含揮發起始溫度為100℃以上之揮發成分。
  6. 一種切晶黏晶膜,其具備: 切晶膠帶,其係於基材層上積層黏著劑層而成;及 導電性片材,其係積層於上述切晶膠帶之黏著劑層上;且 上述導電性片材為如請求項1至5中任一項之導電性片材。
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