TW202307063A - 熱硬化性樹脂組成物、熱硬化性片材、及半導體晶片包覆部件 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物、熱硬化性片材、及半導體晶片包覆部件 Download PDF

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Abstract

本發明之熱硬化性片材係具備半導體晶片包覆層,該半導體晶片包覆層係含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化,該半導體晶片包覆層在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,並且在熱硬化後,對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。

Description

熱硬化性樹脂組成物、熱硬化性片材、及半導體晶片包覆部件
本發明係關於熱硬化性樹脂組成物、熱硬化性片材、及半導體晶片包覆部件。 更詳細而言,係關於以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化之熱硬化性樹脂組成物、具備以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化之半導體晶片包覆層之熱硬化性片材、及具備前述半導體晶片包覆層之半導體晶片包覆部件。
近年來,對電子設備的高性能化及小型化的需求不斷增加。 其中,伴隨著如此的電子設備的高性能化及小型化的需求,對於配置於前述電子設備的半導體封裝中,亦越來越迫切地要求將該半導體封裝中所具備的複數個半導體晶片小型化、或將該複數個半導體晶片進行高密度安裝。
然而,在將複數個半導體晶片小型化而進行高密度安裝時,若對複數個半導體晶片分別個別地實施密封、或形成配線,則會導致半導體封裝的製造過程變得繁瑣、或使製造成本增高。 為了解決如此的問題,已知有為了在半導體封裝的製造中將複數個半導體晶片一次性地密封而使用具備半導體晶片包覆層(部分密封劑層)之熱硬化性片材(例如下述專利文獻1)。 再者,半導體晶片包覆層通常含有熱硬化性樹脂,且具有藉由加熱而發生硬化的性質(發生熱硬化的性質)。
根據下述專利文獻1,例如如下述地使用具備半導體晶片包覆層(部分密封劑層)之熱硬化性片材以得到半導體封裝。
(1)首先,在經由黏著劑層將熱硬化性片材之半導體晶片包覆層(部分密封劑層)配置於支撐體(例如玻璃基板)之後,將複數個半導體晶片安裝於前述半導體晶片包覆層(晶片安裝步驟)。 詳細而言,將在半導體晶片的一面具有晶片電極的複數個附電極之半導體晶片埋設於前述半導體晶片包覆層中,直到前述晶片電極的表面(不與半導體晶片抵接之側的表面)達到前述黏著劑層的表面(半導體晶片包覆層側的表面)為止。即,以面朝下(face down)方式將在一面具有晶片電極的複數個附電極之半導體晶片埋設於前述半導體晶片包覆層中。 再者,半導體晶片的厚度通常會形成為比前述半導體晶片包覆層的厚度更厚,因此,前述半導體晶片不會全部埋設於前述半導體晶片包覆層中,而係以一部分露出之狀態安裝於前述半導體晶片包覆層。 接著,藉由使前述半導體晶片包覆層進行熱硬化(例如藉由在150℃~185℃的溫度下進行熱硬化)而將複數個半導體晶片固定於前述半導體晶片包覆層。 (2)在使前述半導體晶片包覆層進行熱硬化之後,以包埋從前述半導體晶片包覆層露出之部分的方式,使用密封材料(例如,含有熱硬化性樹脂及黑色系著色劑之樹脂組成物)對前述半導體晶片實施密封(封膠(mold))後,使密封材料進行熱硬化(例如在150℃~185℃的溫度下進行熱硬化)(晶片密封步驟)。 (3)在使前述密封材料進行熱硬化之後,將前述半導體晶片包覆層從前述黏著劑層拆下(分離(detach)步驟)。 即,將以一部分被埋設於內部同時一部分被密封材料包埋之狀態具備複數個半導體晶片之半導體晶片包覆層從前述黏著劑層拆下。 (4)將前述半導體晶片包覆層拆下後,對複數個附電極之半導體晶片分別在形成有晶片電極的一側設置由再配線層(RDL)及如凸塊電極(BGA)的外部電極所構成之配線結構部(配線形成步驟)。 (5)設置前述配線結構部之後,在將前述配線結構部側固定於背磨膠帶之狀態下對經熱硬化之密封材料進行磨削,直到複數個半導體晶片中與晶片電極形成面為相反側之面露出為止(薄化步驟)。 (6)將背磨膠帶剝離後,藉由刀片切割等將複數個半導體晶片單片化(單片化步驟)。 藉由以上方法,可得到在晶片電極側具備配線結構部、且半導體晶片經密封材料進行密封之複數個半導體封裝。 再者,如上所述地得到之半導體封裝藉由在指定溫度(例如260℃)下的焊接而與母板等進行電連接,從而製成半導體裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2019-91845號公報
[發明所欲解決之技術問題]
然而,在前述晶片安裝步驟中,半導體晶片有時會從所安裝的位置發生移動(有時會發生晶片移位)而不是停留在期望的位置。
此外,在附電極之半導體晶片中,在形成有晶片電極之側,因形成該晶片電極而形成有凹凸。在前述晶片安裝步驟中,以面朝下方式將複數個半導體晶片埋設於前述半導體晶片包覆層時所產生的空隙有時會被前述凹凸部分捕捉而殘留於前述半導體晶片包覆層中。 如此,若在前述半導體晶片包覆層中殘留有空隙,則會導致大氣中的水分殘存於空隙中,在如上所述的前述半導體封裝與前述母板等的焊接中,由前述半導體封裝內的前述水分的汽化引起之體積膨脹的程度變大, 因此,會因該大的體積膨脹而導致前述半導體封裝內的壓力大幅上升。其結果係,存在發生因該大的壓力上升而導致前述半導體封裝被破壞之現象(所謂的爆米花現象)之虞。 即,前述半導體封裝的可靠性有變差之虞。
然而,對於抑制半導體晶片的晶片移位、及抑制空隙的殘留,尚不能認為已經進行充分的研究。
此外,在前述分離步驟後,有時要從與被密封材料密封之側的相反側確認固定於前述半導體晶片包覆層之前述半導體晶片是否發生不良情況(例如,要確認有無前述半導體晶片的埋設狀態的不良情況(例如,有無空隙的存在)、或有無前述半導體晶片中的晶片電極側的損傷等),而對於充分進行該確認之方法,亦尚不能認為已經進行充分的研究。 若無法充分地進行如上所述的確認,則會得到使用具備存在不良情況之半導體晶片之半導體封裝的半導體裝置,因此,在如此的半導體裝置中,存在無法獲得期望的特性之疑慮。
再者,如上所述的問題被認為對於以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化之熱硬化性樹脂組成物而言亦同樣會發生。
為此,本發明的課題在於提供一種熱硬化樹脂組成物、熱硬化性片材、以及半導體晶片包覆部件,其等係在以熱硬化性樹脂組成物及半導體晶片包覆層覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態下能夠抑制半導體晶片的晶片移位並且能夠抑制空隙的殘留,而且能夠充分地確認以熱硬化性樹脂組成物或半導體晶片包覆層固定後之半導體晶片是否發生不良情況。 [技術手段]
本發明之熱硬化性樹脂組成物係含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化, 前述熱硬化性組成物在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,並且, 在熱硬化後,在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。
在前述熱硬化性樹脂組成物中,理想係前述熱硬化性樹脂含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂。
在前述熱硬化性樹脂組成物中,理想係前述熱硬化性樹脂含有20質量%以上且40質量%以下之前述環氧樹脂,並且含有20質量%以上且40質量%以下之前述酚醛樹脂。
在前述熱硬化性樹脂組成物中,理想係含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂。
在前述熱硬化性樹脂組成物中,理想係前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量為50000以上且500000以下。
在前述熱硬化性樹脂組成物中,理想係含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。
本實施型態之半導體晶片包覆部件係具備: 支撐體、及 經由黏著劑層配置於前述支撐體上之半導體晶片包覆層; 前述半導體晶片包覆層係由前述任一熱硬化性樹脂組成物所形成。
本實施型態之熱硬化性片材係具備半導體晶片包覆層,該半導體晶片包覆層含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化, 前述半導體晶片包覆層在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,並且, 在熱硬化後,對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。
在前述熱硬化性片材中,理想係前述熱硬化性樹脂含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂。
在前述熱硬化性片材中,理想係前述熱硬化性樹脂含有20質量%以上且40質量%以下之前述環氧樹脂,並且含有20質量%以上且40質量%以下之前述酚醛樹脂。
在前述熱硬化性片材中,理想係含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂。
在前述熱硬化性片材中,理想係前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量為50000以上且500000以下。
在前述熱硬化性片材中,理想係含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。
本實施型態之半導體晶片包覆部件係具備: 支撐體、及 經由黏著劑層配置於前述支撐體上之半導體晶片包覆層; 前述半導體晶片包覆層係前述任一熱硬化性片材之半導體晶片包覆層。
以下,對本發明之一實施型態進行說明。
(熱硬化性樹脂組成物) 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物係含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在熱硬化後,在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物用於製造半導體封裝。 更詳細而言,以如下述的方式使用該熱硬化性樹脂組成物:在半導體封裝的製造方法中的晶片安裝步驟中,形成為在配置於支撐體(例如,玻璃製的基板)之黏著劑層上塗布有前述熱硬化性樹脂組成物之狀態,並在塗布狀態的前述熱硬化性樹脂組成物上安裝複數個半導體晶片。 再者,在本說明書中,所謂熱硬化後,係意指將熱硬化性樹脂組成物(或者後述的熱硬化性片材)在120℃下加熱1小時後,進一步在150℃下加熱3小時後之狀態。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數更理想為100Pa以上且1000Pa以下。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在熱硬化後,在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率更理想為70%以上且95%以下。
關於本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態下能夠抑制半導體晶片的晶片移位並且能夠抑制空隙的殘留之理由,本發明人等推測如下。
在以熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分時,為了容易覆蓋半導體晶片,前述熱硬化性樹脂組成物理想係在熱硬化前具有高的變形性(流動性)。即,理想係前述熱硬化性樹脂組成物在熱硬化前具有低的剪切彈性模數。 另一方面,前述熱硬化性樹脂組成物的變形性(流動性)過高時,換言之,當剪切彈性模數過低時,在以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分時,在前述熱硬化性樹脂組成物中,半導體晶片變得容易從期望的位置發生位置偏移(變得容易發生晶片移位),因此,過度提高前述熱硬化性樹脂組成物的變形性(流動性)並非理想。 此外可認為,在熱硬化前,前述熱硬化性樹脂組成物的變形性(流動性)過低時,換言之,前述熱硬化性樹脂組成物的剪切彈性模數過高時,前述熱硬化性樹脂組成物變得缺乏變形性(流動性),因此,前述熱硬化性樹脂組成物中所含之氣泡變得不易在前述熱硬化性樹脂組成物中移動(變得難以從前述熱硬化性樹脂組成物中排出至外部),而變得容易停留在前述熱硬化性樹脂組成物中(變得容易殘留)。可認為,其結果係在前述熱硬化性樹脂組成物中形成空隙。 尤其係可認為,在藉由前述熱硬化性樹脂組成物以面朝下方式覆蓋半導體晶片之情況下,由於會因晶片電極而在附電極之半導體晶片的表面形成凹凸,因此,前述氣泡容易停留在該凹凸部分。 因此可認為,在如此之情況下,殘留在前述熱硬化性樹脂組成物中之氣泡會變得更多(會形成更多的空隙)。
然而,可認為,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物由於在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數在100Pa以上且2000Pa以下如此之範圍,因此變形性不會變得過高且亦不會變得過低,達到可兼顧抑制半導體晶片的晶片移位及抑制空隙的殘留之適當值。 據此,本發明人等推測,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態下能夠抑制半導體晶片的晶片移位並且能夠抑制空隙的殘留。
此外,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在熱硬化後,在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下,具有著高透明性(高透光性),因此,在分離步驟後,能夠從與被密封材料密封之側的相反側確認固定於前述熱硬化性樹脂組成物的半導體晶片是否發生不良情況(例如,有無半導體晶片的埋設狀態的不良情況(例如,有無空隙的存在)或有無半導體晶片中之晶片電極側的損傷等)。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數可以使用流變儀(HAAKE公司製,商品名:MARSIII)在以下的條件下進行測定。 ・樣品尺寸:8mmφ ・溫度:140℃(恆定) ・頻率:10Hz ・測定模式:應力依賴模式(將步驟數設定為40而使剪切應力從1Pa變化至10000Pa為止,並讀取剪切應力5000Pa下的指示值)
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率可以藉由使用紫外可見近紅外線分光光度計(日本分光公司製,商品名:V-670)的膜單元對厚度50µm的樣品測定包含500nm在內的波長範圍的透射率(吸光度)光譜,並計算出直線透射率而求出。半導體晶片包覆層的直線透射率可將發生熱硬化後之半導體晶片包覆層本身作為樣品而進行測定。在一個樣品中測定值因位置而相異時,可以實施複數個測定,並基於將可認為係異常值的測定值除去後的算術平均而求出直線透射率。
在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數可以藉由調整熱硬化性樹脂的配合量,或者適當選擇熱硬化性樹脂的種類來進行調整。 此外,在前述熱硬化性樹脂組成物中除熱硬化性樹脂以外還含有熱可塑性樹脂及無機填料之情況下,可以藉由適當調整此等各成分的配合比率來進行調整。 進一步,在前述熱硬化性樹脂組成物含有熱硬化催化劑的情況下,可以藉由調整熱硬化催化劑的添加份數,或適當選擇熱硬化催化劑的種類來進行調整。 此外,在熱硬化後在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率可以藉由使用透明性高的(透光性高的)樹脂(例如,熱硬化性丙烯酸樹脂)作為熱硬化性樹脂來進行調整。 再者,在前述熱硬化性樹脂組成物中除熱硬化性樹脂以外還含有熱可塑性樹脂及無機填料之情況下,可以藉由使用透明性(透光性)高的丙烯酸樹脂作為熱可塑性樹脂,或使用能夠抑制透明性(透光性)的降低之奈米填料(平均粒徑為奈米級的無機填料)作為無機填料來進行調整。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物在150℃下的剪切黏度理想為300Pa・s以上且2000Pa・s以下,更理想為500Pa・s以上且1000Pa・s以下。 藉由使在150℃下的剪切黏度在上述數值範圍內,前述熱硬化性樹脂組成物變得具有適度的變形性(流動性),因此,不僅更容易以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且在以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態下能夠更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。
在150℃下的剪切黏度可以使用流變儀(賽默飛世爾科技(Thermo Fisher Scientific)公司製,旋轉式流變儀,HAAKE MARS)來評價。具體而言,可以藉由在樣品尺寸8mmφ、Gap250µm、應變0.1%、及升溫速度10℃/min的條件下從30℃升溫至180℃時讀取150℃的指示值而獲得。
前述熱硬化性樹脂,可列舉例如:環氧樹脂、酚醛樹脂、胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺酯樹脂、聚矽氧樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂、熱硬化性丙烯酸樹脂等。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物可以僅含有上述熱硬化性樹脂中的一種,亦可含有兩種以上。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有環氧樹脂及酚醛樹脂作為前述熱硬化性樹脂。
環氧樹脂,可列舉例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、溴化雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、芴型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三羥苯基甲烷型環氧樹脂、及四苯酚基乙烷型環氧樹脂等雙官能環氧樹脂或多官能環氧樹脂。 環氧樹脂,亦可列舉:雙環戊二烯型環氧樹脂、乙內醯脲型環氧樹脂、異氰脲酸三縮水甘油酯型環氧樹脂、及縮水甘油胺型環氧樹脂。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有三羥苯基甲烷型環氧樹脂或雙環戊二烯型環氧樹脂作為環氧樹脂。 三羥苯基甲烷型的環氧樹脂的市售品,可列舉日本化藥公司製的商品名「EPPN 501HY」;雙環戊二烯型環氧樹脂的市售品,可列舉DIC公司製的商品名「HP-7200L」。
酚醛樹脂作為環氧樹脂的硬化劑發揮作用。 酚醛樹脂,可列舉:苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、第三丁基苯酚酚醛清漆樹脂、及壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂。 此外,酚醛樹脂亦可列舉:甲階型酚醛樹脂、聯苯二亞甲基型酚醛樹脂、及聚對氧苯乙烯等聚氧苯乙烯。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有苯酚酚醛清漆樹脂或聯苯二亞甲基型酚醛樹脂作為酚醛樹脂。 此外,苯酚酚醛清漆樹脂的市售品,可列舉明和化成公司製的商品名「MEH-8000H」、群榮化學公司製的商品名「LVR8210-DL」;聯苯二亞甲基型酚醛樹脂的市售品,可列舉明和化成公司製的商品名「MEHC-7851SS」。 再者,「MEH-8000H」為烯丙基苯酚酚醛清漆(具有烯丙基的苯酚酚醛清漆)。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂作為前述熱硬化性樹脂。 藉由含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂,不僅能夠提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的直線透射率,而且能夠抑制硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物在200℃下的拉伸彈性模數的降低,其結果係,能夠提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的應力鬆弛性,從而抑制前述熱硬化性樹脂組成物發生翹曲。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有20質量%以上且40質量%以下之環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂,並且含有20質量%以上且40質量%以下之羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂。 藉由含有20質量%以上且40質量%以下之環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、並且含有20質量%以上且40質量%以下之羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂,不僅能夠更進一步提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的直線透射率,而且能夠更進一步提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的應力鬆弛性,從而更進一步抑制前述熱硬化性樹脂組成物發生翹曲。 再者,本說明書中記載的各質量比率(各配合量),係意指各配合成分相對於構成熱硬化性樹脂組成物之主要成分合計值的質量比率(配合量)。 構成熱硬化性樹脂組成物之主要成分,係指熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、無機填料,不包含熱硬化催化劑及其他成分。 此外,環氧樹脂的環氧當量更理想為150以上且200以下,酚醛樹脂的羥基當量更理想為100以上且150以下。 進一步,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,更理想係共計含有50質量份以上且60質量份以下之環氧當量為100以上且250以下的環氧樹脂及羥基當量為100以上且250以下的酚醛樹脂。 再者,環氧當量及羥基當量的單位為g/eq。
在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物中,理想係除前述熱硬化性樹脂以外還含有熱可塑性樹脂作為樹脂成分。 在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物中,熱可塑性樹脂作為黏合劑發揮功能。 熱可塑性樹脂,可列舉:丙烯酸樹脂、天然橡膠、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、氯丁橡膠、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、熱可塑性聚醯亞胺樹脂、聚醯胺6或聚醯胺6,6等聚醯胺樹脂、苯氧樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、及氟樹脂。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物可以僅含有上述熱可塑性樹脂中的一種,亦可含有兩種以上。 此等熱可塑性樹脂中,從透明性高(透光率高)、離子性雜質少、而且耐熱性高之觀點而言,理想係使用丙烯酸樹脂。
構成前述丙烯酸樹脂之丙烯酸系聚合物,理想係含有以質量比例計最大量的源自(甲基)丙烯酸酯之單體單元。 前述(甲基)丙烯酸酯,可列舉:(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。 (甲基)丙烯酸烷基酯,可列舉:(甲基)丙烯酸的甲酯、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、及二十烷基酯。 (甲基)丙烯酸環烷基酯,可列舉:(甲基)丙烯酸的環戊酯、及環己酯。 (甲基)丙烯酸芳基酯,可列舉:(甲基)丙烯酸苯酯、及(甲基)丙烯酸苄酯。 前述單體單元可以僅由上述(甲基)丙烯酸酯中的一種所構成,亦可由兩種以上所構成。 此外,前述丙烯酸系聚合物可以將用以形成該丙烯酸系聚合物的原料單體聚合而得到。聚合方法,可列舉:溶液聚合、乳化聚合、本體聚合、及懸浮聚合等。
為了改善凝集力及耐熱性,前述丙烯酸系聚合物亦可含有源自能夠與前述(甲基)丙烯酸酯共聚的一種以上其他單體之單體單元。 前述其他單體,可列舉:含羧基之單體、酸酐單體、含羥基之單體、含環氧基之單體、含磺酸基之單體、含磷酸基之單體、丙烯醯胺、及丙烯腈。 含羧基之單體,可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、及巴豆酸。 酸酐單體,可列舉:馬來酸酐、及衣康酸酐。 含羥基之單體,可列舉:(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥己酯、(甲基)丙烯酸8-羥辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥十二烷基酯、及(甲基)丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯。 含環氧基之單體,可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、及(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯。 含磺酸基之單體,可列舉: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、及(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸。 含磷酸基之單體,可列舉:2-羥乙基丙烯醯基磷酸酯。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂。 藉由含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂,不僅能夠更進一步提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的直線透射率,而且能夠更進一步提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的應力鬆弛性,更進一步抑制前述熱硬化性樹脂組成物發生翹曲。 此外,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,更理想係含有20質量%以上且30質量%以下之丙烯酸樹脂。
前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量理想為50000以上且500000以下。 藉由使質量平均分子量為50000以上且500000以下,不僅更容易以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠在以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。 前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量更理想為50000以上且300000以下。
前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量可以藉由GPC(凝膠滲透層析)法進行測定。 基於GPC法之測定,可以藉由對按照以下的順序調製的測定試樣,使用東曹公司製的HLC-8220GPC作為分析裝置,並採用以下的條件來進行。
[測定試樣的調製] 以使濃度達到1.0g/L的方式使丙烯酸樹脂溶解於四氫呋喃(THF)而調製。
[測定條件] ・管柱:東曹公司製的TSKgel quaudcolumn SuperHZ-L(以下稱為第1管柱)1根、以及東曹公司製的TSKgel SuperHZM-M(以下稱為第2管柱)2根 對於上述各管柱,以在前述第1管柱的下游側串聯地連結2根前述第2管柱,並使後述的溶離液從前述第1管柱側流入的方式配置於前述分析裝置。 ・管柱溫度:40℃ ・溶離液:四氫呋喃(THF) ・流量:樣品泵流量 0.3mL/min 參考泵流量 1.0mL/min ・注入量:10µL ・檢測器:示差折射率檢測器(RI)
此外,為了基於對前述測定試樣測定的結果而得到分子量分佈曲線(微分分子量分佈曲線),以達到以下的表1所示的配合質量的方式計量東曹公司製的各標準聚苯乙烯,使計量的各標準聚苯乙烯溶解於100mL的THF,得到標準聚苯乙烯溶液STD1及標準聚苯乙烯溶液STD2,並對此等溶液亦使用上述的測定裝置在上述的測定條件下進行GPC測定。
[表1]
STD1 STD2
標準聚苯乙烯種類 質量平均分子量Mw 配合質量 標準聚苯乙烯種類 質量平均分子量Mw 配合質量
F380 3,840,000 10mg F450 4,480,000 10mg
F128 1,110,000 10mg F288 2,110,000 10mg
F40 397,000 10mg F80 707,000 10mg
F10 98,900 10mg F20 189,000 10mg
F2 17,400 10mg F450 37,200 10mg
A5000 4,920 10mg F1 9,490 10mg
A1000 1,013 14.8mg A2500 2,500 10mg
A500 589 19.7mg
使用東曹公司製的分析軟體GPC-8020 Model II(數據管理Version 5.10),將對前述測定試樣、前述STD1、及前述STD2進行GPC測定而得到的結果進行數據分析。 在使用上述分析軟體的數據分析中,首先製作針對前述STD1及前述STD2的校準曲線(以時間(min)為橫軸、以質量平均分子量的對數為縱軸之校準曲線),基於此等校準曲線,進行與前述測定試樣的分子量相關的數據分析。 與前述測定試樣的分子量相關的數據分析在得到針對在層析圖上最早檢測到的峰P1(最高分子量側的峰)的分子量分佈曲線後進行。藉由對針對峰P1的分子量分佈曲線進行數據分析,可以得到針對峰P1的質量平均分子量Mw(即,丙烯酸樹脂的質量平均分子量Mw)。 再者,在確認到最早檢測到的峰P1的下降部分與在峰P1之後檢測到的峰P2的上升部分有重合之情況下,以峰P1的上升開始部分為基點沿著水平方向畫出基線,從前述基線朝向在峰P1的下降部分與峰P2的上升部分之間產生的谷部分(最凹的部分)垂直地畫線,對由從峰P1的上升開始部分至前述谷部分、前述基線、以及從前述基線朝向前述谷部分垂直地畫出的線所劃分出的區域進行分析,藉此可以得到針對峰P1的質量平均分子量Mw(即,丙烯酸樹脂的質量平均分子量)。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。即,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有奈米填料作為無機填料。 此外,本實施型態之熱硬化性組成物,理想係含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。 藉由含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料,前述熱硬化性樹脂組成物變得具有適度的變形性(流動性),因此,不僅更容易以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠在以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。 此外,能夠抑制硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的直線透射率降低。 前述無機填料的平均粒徑更理想為10nm以上且80nm以下。 此外,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,更理想係含有20質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。
無機填料的平均粒徑可以藉由對使用場致發射型掃描電子顯微鏡(FE-SEM。例如日立先端科技(Hitachi High-Technologies)公司製的商品名「S-4800」)拍攝的SEM圖像進行解析而求出。
具體而言,無機填料的平均粒徑可以如下述地求出。 (1)將熱硬化性樹脂組成物成型為厚度50µm的片材狀。 (2)在坩堝內將成型為片材狀之熱硬化性樹脂組成物在750℃下加熱30分鐘而使其碳化。 (3)將碳化得到的試樣固定於試樣台並實施導電處理,使用場致發射型掃描電子顯微鏡(例如日立先端科技公司製的商品名「S-4800」)拍攝導電處理後的SEM圖像,得到反射電子圖像作為圖像數據。就拍攝條件而言,將加速電壓設為5kV、將倍率設為5000倍。 (4)使用圖像分析軟體(例如ImageJ(ImagePro))對所得到的圖像數據進行二值化處理,藉此使無機填料變得能夠識別。 (5)針對在SEM圖像中出現的全部無機填料測定粒徑(等效圓直徑),對所得到的測定值進行算術平均,藉此求出無機填料的平均粒徑。
前述無機填料,可列舉:氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、矽酸鈣、矽酸鎂、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氮化鋁、硼酸鋁晶鬚、氮化硼、結晶質二氧化矽、及非晶質二氧化矽。 前述無機填料可以具有球狀、針狀、薄片狀等各種形狀。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物可以僅含有上述無機填料中的一種,亦可含有兩種以上。 在如上所述的無機填料中,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有結晶質二氧化矽及非晶質二氧化矽中的至少一者。 藉由含有結晶質二氧化矽及非晶質二氧化矽中的至少一者,能夠提高熱硬化性樹脂組成物的透明性(透光性)。
從促進前述熱硬化性樹脂的硬化反應、或提高硬化反應的速度之觀點而言,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物可以含有熱硬化催化劑(硬化促進劑)。 前述熱硬化催化劑,可列舉:咪唑系化合物、三苯基膦系化合物、胺系化合物、及三鹵硼烷系化合物。 咪唑系化合物,可列舉:2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、偏苯三甲酸1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪異氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑、及2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑。 三苯基膦系化合物,可列舉: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、四苯基溴化鏻、甲基三苯基鏻、甲基三苯基氯化鏻、甲氧基甲基三苯基鏻、及苄基三苯基氯化鏻。 再者,三苯基膦系化合物中亦包含同時含有三苯基膦結構及三苯基硼烷結構之化合物。 同時含有三苯基膦結構及三苯基硼烷結構之化合物,可列舉:四苯基鏻四苯基硼酸鹽、四苯基鏻四對甲苯基硼酸鹽、苄基三苯基鏻四苯基硼酸鹽、及三苯基膦三苯基硼烷。 胺系化合物,可列舉:單乙醇胺三氟硼酸酯、及雙氰胺。 本實施型態之熱硬化性樹脂組成物可以僅含有上述熱硬化催化劑中的一種,亦可含有兩種以上。 在上述熱硬化性催化劑中,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有咪唑系化合物。咪唑系化合物的市售品,可列舉四國化成品製的商品名「2PHZ-PW」。 相對於熱硬化性樹脂100質量份,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物,理想係含有0.1質量份以上且10質量份以下之上述熱硬化催化劑,更理想係含有0.2質量份以上且5質量份以下之上述熱硬化催化劑,進一步理想係含有0.3質量份以上且3質量份以下之上述熱硬化催化劑。
本實施型態之熱硬化性樹脂組成物亦可含有一種以上之其他成分。前述其他成分,可列舉:阻燃劑、矽烷偶聯劑、及離子捕捉劑。 阻燃劑,可列舉:三氧化銻、五氧化銻、及溴化環氧樹脂。 矽烷偶聯劑,可列舉:β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、及γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷。 離子捕捉劑,可列舉:水滑石類、氫氧化鉍、含水氧化銻(東亞合成公司製的商品名「IXE-300」等)、特定結構的磷酸鋯(東亞合成公司製的商品名「IXE-100」等)、矽酸鎂(協和化學工業公司製的商品名「KYOWAAD 600」等)、及矽酸鋁(協和化學工業公司製的商品名「KYOWAAD 700」等)。
(熱硬化性片材) 本實施型態之熱硬化性片材係具備半導體晶片包覆層,該半導體晶片包覆層含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化。 本實施型態之熱硬化性片材例如如圖1所示地構成。 具體而言,本實施型態之熱硬化性片材1係具備:積層於基材10的兩面之第1黏著劑層20a及第2黏著劑層20b、及積層於第1黏著劑層20a上之半導體晶片包覆層30。 以下,參照圖1對本實施型態之熱硬化性片材1進行說明。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,半導體晶片包覆層30在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下。 在本實施型態之熱硬化性片材1中,半導體晶片包覆層30在熱硬化後,對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。 本實施型態之熱硬化性片材1亦與上述熱硬化性樹脂組成物相同,用於製造半導體封裝。 更詳細而言,以如下述的方式使用該熱硬化性片材1:在半導體封裝的製造方法中的晶片安裝步驟中,形成為在支撐體(例如,玻璃製的基板)上經由第2黏著劑層20b配置有半導體晶片包覆層30之狀態後,在半導體晶片包覆層30安裝複數個半導體晶片。
再者,在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數、以及在熱硬化後對於波長500nm的光之直線透射率可以如本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中所說明地進行調整。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,半導體晶片包覆層30在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數更理想為100Pa以上且1000Pa以下。 在本實施型態之熱硬化性片材1中,半導體晶片包覆層30在熱硬化後對於波長500nm的光之直線透射率更理想為70%以上且95%以下。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,由於半導體晶片包覆層30在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數達到上述數值範圍,因此,能夠在以半導體晶片包覆層30覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下抑制半導體晶片的晶片移位,並且能夠抑制空隙的殘留。 此外,由於半導體晶片包覆層30在熱硬化後對於波長500nm的光之直線透射率達到上述數值範圍,因此,能夠充分地確認以半導體晶片包覆層30固定之半導體晶片是否發生不良情況。
半導體晶片包覆層30在熱硬化前的剪切彈性模數、及半導體晶片包覆層30在熱硬化後對於波長500nm的光之直線透射率可以按照與本實施型態之熱硬化性樹脂一項中的說明相同地進行測定。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,半導體晶片包覆層30在150℃下的剪切黏度理想為300Pa・s以上且2000Pa・s以下,更理想為500Pa・s以上且1000Pa・s以下。 藉由使150℃下的剪切黏度在上述數值範圍內,半導體晶片包覆層30變得具有適度的變形性(流動性),因此,不僅更容易以半導體晶片包覆層30覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。
對於半導體晶片包覆層30在150℃下的剪切黏度,可以按照與在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中的說明相同地進行測定。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,半導體晶片包覆層30在熱硬化後在200℃下的拉伸儲存彈性模數理想為50MPa以上且300MPa以下,更理想為70MPa以上且200MPa以下。 藉由使熱硬化後在200℃下的拉伸儲存彈性模數為上述數值範圍內,不僅能夠更進一步提高硬化後之半導體晶片包覆層30的應力鬆弛性,從而更進一步抑制半導體晶片包覆層30發生翹曲,而且能夠在形成為半導體晶片包覆層30組入半導體封裝內之狀態時抑制封裝強度的不足。
熱硬化後之半導體晶片包覆層30在200℃下的拉伸儲存彈性模數可以如下述地進行測定。 詳細而言,將長40mm(測定長度)、寬10mm的半導體晶片包覆層30在120℃下加熱1小時後,進一步在150℃下加熱3小時而發生熱硬化之材料作為試驗片,使用固體黏彈性測定裝置(例如,型號RSAIII,Rheometric Scientific公司製)在頻率1Hz、應變量0.1%、升溫速度10℃/min、夾頭間距離22.5mm的條件下、在-10℃~285℃的溫度範圍內測定前述試驗片的拉伸儲存彈性模數。 此時,讀取200℃的值,藉此能夠測定在200℃下的拉伸儲存彈性模數。 再者,前述測定係藉由將前述試驗片沿樹脂流動方向(MD)拉伸而進行。
熱硬化性樹脂,可以使用與在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中說明者相同的熱硬化性樹脂。 在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30與本實施型態之熱硬化性樹脂組成物相同,含有環氧樹脂及酚醛樹脂。 此外,半導體晶片包覆層30理想係含有三羥苯基甲烷型環氧樹脂或雙環戊二烯型環氧樹脂作為環氧樹脂,理想係含有苯酚酚醛清漆樹脂或聯苯二亞甲基型酚醛樹脂作為酚醛樹脂。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30與本實施型態之熱硬化性樹脂組成物相同,含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂作為前述熱硬化性樹脂。 藉由含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂,不僅能夠提高硬化後之半導體晶片包覆層30的直線透射率,而且能夠抑制硬化後之半導體晶片包覆層30在200℃下的拉伸彈性模數降低,其結果係,能夠提高硬化後之半導體晶片包覆層30的應力鬆弛性,從而抑制半導體晶片包覆層30發生翹曲。 在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30含有20質量%以上且40質量%以下之環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂,並且含有20質量%以上且40質量%以下之羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂。 藉由含有20質量%以上且40質量%以下之環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、並且含有20質量%以上且40質量%以下之羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂,不僅能夠更進一步提高硬化後之半導體晶片包覆層30的直線透射率,而且能夠更進一步提高硬化後之半導體晶片包覆層30的應力鬆弛性,從而更進一步抑制半導體晶片包覆層30發生翹曲。 此外,環氧樹脂的環氧當量更理想為150以上且200以下,酚醛樹脂的羥基當量更理想為100以上且150以下。 進一步地,本實施型態之熱硬化性片材1,更理想係共計含有50質量份以上且60質量份以下之環氧當量為100以上且250以下的環氧樹脂及羥基當量為100以上且250以下的酚醛樹脂。 再者,環氧當量及羥基當量的單位為g/eq。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30中除前述熱硬化性樹脂以外還含有熱可塑性樹脂作為樹脂成分。 熱可塑性樹脂,可以使用與在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中說明者相同的熱可塑性樹脂。 在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30含有丙烯酸樹脂作為熱可塑性樹脂。 丙烯酸樹脂,可以使用與在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中說明者相同的丙烯酸樹脂。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂。 藉由含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂,不僅能夠更進一步提高硬化後之半導體晶片包覆層30的直線透射率,而且能夠更進一步提高硬化後之半導體晶片包覆層30的應力鬆弛性,從而更進一步抑制半導體晶片包覆層30發生翹曲。 此外,在本實施型態之熱硬化性片材1中,更理想係半導體晶片包覆層30含有20質量%以上且30質量%以下之丙烯酸樹脂。
前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量理想為50000以上且500000以下。 藉由使質量平均分子量為50000以上且500000以下,不僅更容易以前述半導體晶片包覆層覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠在以前述半導體晶片包覆層覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下進一步抑制半導體晶片的晶片移位。 前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量更理想為50000以上且300000以下。
前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量可以藉由與在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中說明者相同的方法進行測定。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30含有平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。即,理想係前述半導體晶片包覆層含有奈米填料作為無機填料。 無機填料,可以使用與在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中說明者相同的無機填料。 在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係在如上所述的無機填料中,半導體晶片包覆層30含有結晶質二氧化矽及非晶質二氧化矽中的至少一者。 藉由含有結晶質二氧化矽及非晶質二氧化矽中的至少一者,能夠提高前述半導體晶片包覆層的透明性(透光性)。
在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。 藉由含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料,半導體晶片包覆層30變得具有適度的變形性(流動性),因此不僅更容易以半導體晶片包覆層30覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠在以半導體晶片包覆層30覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。 此外,能夠抑制硬化後之半導體晶片包覆層30的直線透射率降低。 前述無機填料的平均粒徑更理想為10nm以上且80nm以下。 此外,在本實施型態之熱硬化性片材1中,更理想係半導體晶片包覆層30含有20質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。
無機填料的平均粒徑可以藉由與在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中說明者相同的方法進行測定。
從促進前述熱硬化性樹脂的硬化反應、或提高硬化反應的速度之觀點而言,在本實施型態之熱硬化性片材1中,半導體晶片包覆層30可以含有熱硬化催化劑(硬化促進劑)。 前述熱硬化催化劑,可以使用與在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物一項中說明者相同的熱硬化催化劑。 在本實施型態之熱硬化性片材1中,理想係半導體晶片包覆層30含有咪唑系化合物作為前述熱硬化性催化劑。 在本實施型態之熱硬化性片材1中,相對於熱硬化性樹脂100質量份,半導體晶片包覆層30理想係含有0.2質量份以上且10質量份以下之上述的熱硬化催化劑,更理想係含有0.5質量份以上且5質量份以下之上述的熱硬化催化劑,進一步理想係含有1質量份以上且3質量份以下之上述的熱硬化催化劑。
半導體晶片包覆層30的厚度理想為1µm以上且300µm以下,更理想為5µm以上且250µm以下,進一步理想為10µm以上且200µm以下。 此外,半導體晶片包覆層30的厚度T相對於附電極之半導體晶片中的晶片電極的高度H之比值(T/H)理想為0.1以上且10以下,更理想為0.2以上且9以下。
基材10支撐第1黏著劑層20a及第2黏著劑層20b。 基材10例如由塑膠膜構成。 前述塑膠膜的構成材料,可列舉例如:聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚烯烴、聚酯、聚胺酯、聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚醯胺、全芳香族聚醯胺、聚苯硫醚(polyphenyl sulfide)、氟樹脂、纖維素系樹脂、及聚矽氧樹脂。 前述聚烯烴,可列舉例如:低密度聚乙烯(包含直鏈狀低密度聚乙烯)、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、無規共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、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)丙烯酸酯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、及乙烯-己烯共聚物。 前述聚酯,可列舉例如:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、及聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。 在基材10由塑膠膜構成之情況下,可以由一種構成材料構成,亦可由兩種以上構成材料構成。 此外,基材10可以為單層結構,亦可為多層結構。 在基材10由塑膠膜構成之情況下,該塑膠膜可以為未延伸膜,亦可為單軸延伸膜,亦可為雙軸延伸膜。
為了提高與第1黏著劑層20a及第2黏著劑層20b的密著性,可以對基材10的兩面(第1黏著劑層20a側的面及第2黏著劑層20b側的面)實施例如物理性處理、化學性處理、或底塗處理。 物理性處理,可列舉例如:電暈處理、電漿處理、噴砂消光(sand matte)加工處理、臭氧暴露處理、火焰暴露處理、高壓電擊暴露處理、及離子化放射線處理。 化學性處理,可列舉例如:鉻酸處理。
從充分地確保作為支撐體的強度之觀點而言,基材10的厚度理想為5µm以上,理想為10µm以上。 此外,從確保適度的可撓性之觀點而言,基材10的厚度理想為300µm以下,更理想為200µm以下。
如上所述,在第1黏著劑層20a上積層有半導體晶片包覆層30。即,第1黏著劑層20a支撐著半導體晶片包覆層30。 第1黏著劑層20a含有黏著劑。 前述黏著劑,可列舉例如:壓敏性黏著劑、放射線硬化性黏著劑。 第1黏著劑層20a可以僅含有一種黏著劑,亦可含有兩種以上黏著劑。
前述壓敏性黏著劑,可列舉例如:作為丙烯酸系黏著劑的丙烯酸系聚合物、橡膠系黏著劑、及聚矽氧系黏著劑。 作為丙烯酸系黏著劑的丙烯酸系聚合物含有源自(甲基)丙烯酸酯之單體單元作為以質量比率計最多之單體單元。 再者,「(甲基)丙烯酸」係意指「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」中的至少一者。
前述(甲基)丙烯酸酯,可列舉例如:(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸環烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯等含烴基之(甲基)丙烯酸酯。 (甲基)丙烯酸烷基酯,可列舉例如:(甲基)丙烯酸之甲酯、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、及二十烷基酯。 (甲基)丙烯酸環烷基酯,可列舉例如:(甲基)丙烯酸之環戊酯、及環己酯。 (甲基)丙烯酸芳基酯,可列舉例如:(甲基)丙烯酸苯酯、及(甲基)丙烯酸苄酯。 前述單體單元可以僅由上述之(甲基)丙烯酸酯中的一種構成,亦可由兩種以上構成。 在使前述丙烯酸系黏著劑適當地表現出由前述(甲基)丙烯酸酯帶來的黏著性等基本特性之方面,構成前述丙烯酸系聚合物之全部單體成分中的前述(甲基)丙烯酸酯的質量比率理想為40質量%以上,更理想為60質量%以上。
為了改善凝集力及耐熱性,前述丙烯酸系聚合物亦可含有源自能夠與前述(甲基)丙烯酸酯共聚的一種以上其他單體之單體單元。 前述其他單體,可列舉:含羧基之單體、酸酐單體、含羥基之單體、含環氧基之單體、含磺酸基之單體、含磷酸基之單體、丙烯醯胺、及丙烯腈。 含羧基之單體,可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、及巴豆酸。 酸酐單體,可列舉:馬來酸酐、及衣康酸酐。 含羥基之單體,可列舉:(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥己酯、(甲基)丙烯酸8-羥辛酯、(甲基)丙烯酸10-羥癸酯、(甲基)丙烯酸12-羥十二烷基酯、及(甲基)丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯。 含環氧基之單體,可列舉:(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、及(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯。 含磺酸基之單體,可列舉: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、及(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸。 含磷酸基之單體,可列舉:2-羥乙基丙烯醯基磷酸酯。
為了在聚合物骨架中形成交聯結構,前述丙烯酸系聚合物亦可含有源自能夠與(甲基)丙烯酸酯等單體共聚的多官能性單體之單體單元。 前述多官能性單體,可列舉例如: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、新戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、及胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。 前述多官能性單體可以僅使用一種,亦可使用兩種以上。 在使前述丙烯酸系黏著劑適當地表現出由前述(甲基)丙烯酸酯帶來的黏著性等基本特性之方面,構成前述丙烯酸系聚合物之全部單體成分中的前述多官能性單體的質量比率理想為40質量%以下,更理想為30質量%以下。
前述丙烯酸系聚合物可以將用以形成該丙烯酸系聚合物的原料單體聚合而得到。聚合方法,可列舉:溶液聚合、乳化聚合、本體聚合、及懸浮聚合等。
前述放射線硬化性黏著劑雖然具有黏著力因放射線照射而降低的性質,但顯示出能夠在半導體封裝的製造過程中使用的程度之黏著力。 前述放射線硬化性黏著劑,可使用例如:含有作為丙烯酸系黏著劑之丙烯酸系聚合物等基礎聚合物、及具有放射線聚合性之碳-碳雙鍵等官能基的放射線聚合性的單體成分或低聚物成分之添加型的放射線硬化性黏著劑。 前述丙烯酸系聚合物,可以使用與上述相同的丙烯酸系聚合物。 前述放射線聚合性的單體成分,可列舉例如:三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、及1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯。 前述放射線聚合性的低聚物成分,可列舉: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,且以分子量100~30000左右者為適宜。 相對於丙烯酸系聚合物等基礎聚合物100質量份,放射線硬化性黏著劑層中的前述放射線聚合性的單體成分或低聚物成分的含量例如為5質量份以上且500質量份以下,理想為40質量份以上且150質量份以下。 添加型的放射線硬化性黏著劑,可使用例如:日本特開昭60-196956號公報中所記載者。
關於添加型的放射線硬化性黏著劑由放射線照射引起的黏著力降低的程度,例如可以藉由調整放射聚合性之碳-碳雙鍵等官能基的含量、及光聚合引發劑的種類及配合量來進行控制。
前述放射線硬化性黏著劑,亦可列舉例如:含有在聚合物側鏈、或聚合物主鏈中、聚合物主鏈末端具有放射線聚合性之碳-碳雙鍵等官能基之基礎聚合物之內在型的放射線硬化性黏著劑。 內在型的放射線硬化性黏著劑中所含之基礎聚合物,理想係以丙烯酸系聚合物為基本骨架之聚合物。 如此之丙烯酸系聚合物,可使用與上述相同者。 關於內在型的放射線硬化性黏著劑由放射線照射引起的黏著力降低的程度,亦例如可藉由調整放射聚合性之碳-碳雙鍵等官能基的含量、及光聚合引發劑的種類及配合量來進行控制。
前述放射線硬化性黏著劑,理想係含有光聚合引發劑。 前述光聚合引發劑,可列舉例如:α-酮醇系化合物、苯乙酮系化合物、苯偶姻醚系化合物、縮酮系化合物、芳香族磺醯氯系化合物、樟腦醌、鹵化酮、醯基膦氧化物、及醯基磷酸酯。 前述光聚合引發劑的種類及含量以適當地控制由放射線照射引起的黏著力降低的程度的方式選擇。
前述放射線硬化性黏著劑,可使用藉由例如電子束、α射線、β射線、γ射線、或X射線的照射而硬化的類型之黏著劑。 前述放射線硬化性黏著劑特別理想為亦會因紫外線照射而硬化的類型之黏著劑(紫外線硬化性黏著劑)。
第1黏著劑層20a的厚度理想為1µm以上且50µm以下。
第1黏著劑層20a除上述各成分以外,亦可含有賦黏劑、抗老化劑、著色劑等。
第2黏著劑層20b用於在半導體封裝的製造過程中的晶片安裝步驟中將本實施型態之熱硬化性片材1配置於支撐體(例如,玻璃製的支撐體)。 第2黏著劑層20b含有黏著力減小型的黏著劑。 前述黏著力減小型的黏著劑,可列舉例如:加熱發泡型黏著劑及放射線硬化性黏著劑。
前述加熱發泡型黏著劑含有黏著主劑、及會藉由加熱而發生發泡或膨脹之成分(以下,亦稱為發泡性成分或膨脹性成分)。 對於含有前述加熱發泡型黏著劑之黏著劑層而言,在發泡性成分或膨脹性成分受到充分的加熱時,前述黏著劑層會發生發泡或膨脹,從而在前述黏著劑層的表面產生凹凸。藉此,對黏附體的接著面積會減少,因此對前述黏附體之黏著力降低。
前述黏著主劑,可列舉作為丙烯酸系黏著劑之丙烯酸系聚合物、橡膠系黏著劑、及聚矽氧系黏著劑。 前述丙烯酸系聚合物,可使用與上述相同者。
前述發泡性成分,可列舉發泡劑;前述膨脹性成分,可列舉熱膨脹性微球。
前述發泡劑,可使用各種習知的無機系發泡劑及有機系發泡劑。 前述無機系發泡劑,可列舉例如:碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸氫鈉等;前述有機系發泡劑,可列舉例如:三氯單氟甲烷及二氯單氟甲烷等氯氟化烷烴,偶氮二異丁腈及偶氮二甲醯胺、偶氮二甲酸鋇等偶氮化合物等。
前述熱膨脹性微球,可列舉例如:在殼內封入有容易因加熱而氣化進而膨脹的物質之構成的微球。 容易因加熱而氣化進而膨脹的物質,可列舉例如:異丁烷、丙烷、及戊烷。 藉由利用凝聚(coacervation)法或界面聚合法等將容易因加熱而氣化進而膨脹的物質封入殼形成物質內,可以得到前述熱膨脹性微球。 前述殼形成物質,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。
第2黏著劑層20b中所含之前述放射線硬化性黏著劑係黏著力會因放射線照射而降低至無法在半導體封裝的製造過程中利用的程度的類型之放射線硬化性黏著劑。 如此之放射線硬化性黏著劑,可以使用上述之添加型的放射線硬化性黏著劑。 再者,如上所述,關於添加型的放射線硬化性黏著劑由放射線照射引起的黏著力降低的程度,例如可以藉由調整放射聚合性之碳-碳雙鍵等官能基的含量、及光聚合引發劑的種類及配合量來控制。
前述放射線硬化性黏著劑,理想係含有光聚合引發劑。前述光聚合引發劑,可使用與上述相同的光聚合引發劑。前述光聚合引發劑的種類及含量以適當地控制由放射線照射引起的黏著力降低的程度的方式選擇。
再者,第1黏著劑層20a及第2黏著劑層20b,可以使用雙面黏著帶。
第2黏著劑層20b的厚度理想為2µm以上且100µm以下。
第2黏著劑層20b除上述各成分以外,亦可含有賦黏劑、抗老化劑、著色劑等。
[半導體晶片包覆部件] 本實施型態之半導體晶片包覆部件係具備:支撐體、及經由黏著劑層配置於前述支撐體之半導體晶片包覆層。 在本實施型態之半導體晶片包覆部件中,前述半導體晶片包覆層由上述之本實施型態之熱硬化性樹脂組成物所形成,或者為上述之本實施型態之熱硬化性片材1的半導體晶片包覆層30。 根據如此的構成,能夠在以半導體晶片包覆層覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態下抑制半導體晶片的晶片移位,並且能夠抑制空隙的殘留。 此外,能夠充分地確認以半導體晶片包覆層進行固定之半導體晶片是否發生不良情況。
本實施型態之半導體晶片包覆部件例如可如圖2A所示地,藉由將本實施型態之熱硬化性片材1藉由第2黏著劑層20b配置於支撐體40上而構成。 即,在圖2A所示之例子中,本實施型態之半導體晶片包覆部件2係藉由經由積層於基材10之兩面之第1黏著劑層20a及第2黏著劑層20b(經由兩層的黏著劑層)將半導體晶片包覆層30配置於支撐體40上所構成。 以下,參照圖2A及2B對本實施型態之半導體晶片包覆部件2之一例進行說明。
本實施型態之半導體晶片包覆部件2用於製造半導體封裝。 更詳細而言,在半導體封裝的製造過程中的晶片安裝步驟中,如圖2B所示地,以使複數個半導體晶片50安裝於半導體晶片包覆層30的方式使用。 再者,在圖2B中,係示出以覆蓋晶片電極50a側的方式將複數個半導體晶片50安裝於半導體晶片包覆層30之例,即,係示出將複數個半導體晶片50以面朝下方式安裝於半導體晶片包覆層30之例。 此外,在圖2B中,係示出以覆蓋複數個半導體晶片50的一部分的方式(以從與晶片電極50a相接之側覆蓋複數個半導體晶片50的方式)將複數個半導體晶片50安裝於半導體晶片包覆層30之例。
支撐體40係經由第1黏著劑層20a及第2黏著劑層20b而支撐半導體晶片包覆層30。 支撐體40例如為金屬製的基板、玻璃製的基板、及樹脂製的基板。從在分離步驟後從與被密封材料密封之側的相反側對固定於半導體晶片包覆層30之複數個半導體晶片50是否發生不良情況加以確認之觀點而言(例如,從對有無複數個半導體晶片50的埋設狀態的不良情況(例如,有無空隙的存在)或有無複數個半導體晶片50中之晶片電極50a側的損傷等加以確認之觀點而言),理想係支撐體40具有高透明性(高透光性)。 從如此之觀點而言,支撐體40理想為玻璃製的基板、或由丙烯酸樹脂等透明性高的(透光性高的)樹脂所製作之樹脂製的基板。 支撐體40對於波長500nm的光之直線透射率理想為60%以上且95%以下,更理想為70%以上且95%以下。
如上所述,本實施型態之熱硬化性樹脂組成物及熱硬化性片材係在作為半導體晶片包覆部件2的一構成部件而配置後,用於半導體封裝的製造過程。 因此,以下,針對使用半導體晶片包覆部件2之半導體封裝的製造過程進行說明。 以下,舉半導體晶片包覆部件2具備本實施型態之熱硬化性片材1的半導體晶片包覆層30作為半導體晶片包覆層30之構成(即,圖2A及2B所示之構成)為例,對半導體封裝的製造過程進行說明。
在製造半導體晶片的製程中,使用在半導體晶片的一面側配置有晶片電極之附電極之半導體晶片。在製造半導體晶片的製程中,具有如下步驟:晶片安裝步驟,使複數個該附電極之半導體晶片從晶片電極側抵接於半導體晶片包覆部件,進一步以使附電極之半導體晶片進入半導體晶片包覆部件而埋設半導體晶片的至少一部分的方式,將半導體晶片安裝於半導體晶片包覆部件的半導體晶片包覆部;晶片密封步驟,藉由密封材料將安裝於半導體晶片包覆部之複數個半導體晶片密封(封膠(mold));分離步驟,將半導體晶片包覆層從半導體晶片包覆部件之黏著劑層(第1黏著劑層)拆下;配線形成步驟,對於複數個附電極之半導體晶片,分別在形成有晶片電極之側設置由再配線層(RDL)及如凸塊電極(BGA)的外部電極所構成之配線結構部;薄化步驟,對密封材料進行磨削,直到複數個附電極之半導體晶片中之與晶片電極形成面為相反側之面露出為止;以及,單片化步驟,對於在半導體晶片包覆部件設有間隔而埋設著之複數個半導體晶片,藉由在相鄰之半導體晶片之間進行切割而進行單片化。 實施此等步驟時,使用本實施型態之半導體晶片包覆部件2。
在晶片安裝步驟中,如圖3A所示,在半導體晶片包覆部件2的半導體晶片包覆層30安裝複數個半導體晶片50。 詳細而言,將在半導體晶片50的一面設置有晶片電極50a之複數個附電極之半導體晶片埋設於半導體晶片包覆層30,直到晶片電極50a的表面(不與半導體晶片50抵接之側的表面)達到第1黏著劑層20a的表面(半導體晶片包覆層30側的表面)為止。 即,以面朝下方式將半導體晶片50埋設於半導體晶片包覆層30中。 如圖3A所示,在本實施型態中,複數個半導體晶片50在其一部分(與配置有晶片電極50a之側的相反側)露出之狀態下被埋設於半導體晶片包覆層30中。
在晶片密封步驟中,如圖3B所示,以覆蓋著從半導體晶片包覆層30露出之複數個半導體晶片50的方式(以將所露出之部分包埋的方式)供給密封材料。 接著,使前述密封材料及半導體晶片包覆層30熱硬化,形成密封部60,得到封裝體P。 前述密封材料,可使用例如:含有環氧樹脂、酚醛樹脂(硬化劑)、無機填料、硬化促進劑、及黑色系著色劑之樹脂組成物。 在前述晶片密封步驟中,前述密封材料可以以液態組成物或粉末狀的形式供給而覆蓋複數個半導體晶片50之露出部分,亦可在成型為片材狀之狀態下覆蓋複數個半導體晶片50之露出部分。 前述密封材料的構成材料,可使用例如與上述中作為半導體晶片包覆層30的構成材料相同者。 用於形成密封部60的加熱溫度例如為150~185℃,加熱時間例如為60秒鐘~數小時。
在本實施型態中,對使半導體晶片包覆層30及前述密封材料同時熱硬化之例進行說明,但亦可分別實施半導體晶片包覆層30之熱硬化及前述密封材料之熱硬化。 即,亦可在藉由前述密封材料將複數個半導體晶片50之露出部分包埋之前,預先使半導體晶片包覆層30熱硬化,在藉由前述密封材料將複數個半導體晶片50之露出部分包埋之後,使前述密封材料熱硬化。 如此一來,能夠在以經熱硬化之半導體晶片包覆層30將複數個半導體晶片50充分地固定後,再實施藉由前述密封材料對露出部分的包埋,因此,能夠抑制半導體晶片50因使前述密封材料熱硬化時所發生之熱收縮而從期望的位置偏移。
在分離步驟中,如圖3C所示,由支撐體40對封裝體P的支撐狀態被解除。 在分離步驟中,例如,首先將熱硬化性片材1從支撐體40拆下後,將封裝體P從第1黏著劑層20a拆下。 或者,在將封裝體P從第1黏著劑層20a拆下後,將第1黏著劑層20a、基材10、及第2黏著劑層20b的積層體從支撐體40拆下。 在第1黏著劑層20a中所含之黏著劑為放射線硬化性黏著劑之情況下,可以照射紫外線或放射線,使第1黏著劑層20a與半導體晶片包覆層30之界面之黏著力降低,從而將封裝體P從第1黏著劑層20a拆下。 在第2黏著劑層20b中所含之黏著劑為放射線硬化性黏著劑之情況下,可以照射紫外線或放射線,使第2黏著劑層20b與支撐體40之界面之黏著力降低,從而將支撐體40從第2黏著劑層20b拆下。 在照射的係紫外線之情況下,其照射量例如為50mJ/cm 2以上且500mJ/cm 2以下。 此外,在第2黏著劑層20b中所含之黏著劑為加熱發泡型黏著劑之情況下,可以藉由加熱使第2黏著劑層20b與支撐體40之界面之黏著力降低,從而將支撐體40從第2黏著劑層20b拆下。 加熱溫度例如為170℃以上且200℃以下。
再者,在晶片安裝步驟中,在複數個附電極之半導體晶片的晶片電極50a未達到第1黏著劑層20a的表面之情況下,在分離步驟之後,對半導體晶片包覆層30實施用於使晶片電極50a向外部露出之磨削加工。
在配線形成步驟中,如圖3D所示,對於附電極之半導體晶片,分別在形成有晶片電極50a之側設置有由再配線層RDL及如凸塊電極(BGA)的外部電極E所構成之配線結構部WS。
在薄化步驟中,如圖3E所示,在配線結構部WS側貼合背磨膠帶70後,對密封部60實施磨削加工,從而薄化封裝體P。 背磨膠帶70具有能夠包埋配線結構部WS的厚度之黏著劑層70a。即,背磨膠帶70係以用黏著劑層70a包埋配線結構部WS之狀態被貼合。 在薄化步驟中,例如,以使複數個半導體晶片50中與晶片電極50a之配置面為相反側之面露出的方式對密封部60實施磨削加工。
在薄化步驟之後,如圖3F所示,在封裝體P之施有磨削加之側貼合切割晶片接合膜80。 切割晶片接合膜80係具備具黏著劑層之切晶帶80a、及積層於前述黏著劑層上之晶片接合層80b(具有熱硬化性之層),晶片接合層80b貼附於封裝體P之施有磨削加工之側。 在配置切割晶片接合膜80後,如圖3G所示,將背磨膠帶70剝離,使切割晶片接合膜80的晶片接合層80b熱硬化,從而使封裝體P固定於晶片接合層80b。
在單片化步驟中,如圖3H所示,例如藉由刀片切割將密封部60及配線結構部WS按各半導體晶片50進行分割。 再者,在圖3H中,用粗線示意性地示出分割部位。 接著,從切晶帶80a拾取如上述地進行單片化後之各半導體封裝。
如上述地製造半導體封裝。
由本說明書揭示的事項中包含以下技術手段。
(1)一種熱硬化性樹脂組成物,其係含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化, 前述熱硬化性組成物在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,並且, 在熱硬化後,在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。
根據如此的構成,前述熱硬化性樹脂組成物在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,因此,能夠在以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下抑制半導體晶片的晶片移位,並且能夠抑制空隙的殘留。 此外,前述熱硬化性樹脂組成物在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下,因此,能夠充分地確認以前述熱硬化性樹脂組成物固定之半導體晶片是否發生不良情況。
(2)如上述(1)所述之熱硬化性樹脂組成物,其中, 前述熱硬化性樹脂含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂。
根據如此的構成,由於含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂,因此,不僅能夠提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的直線透射率,而且能夠抑制硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物在200℃下的拉伸彈性模數的降低,其結果係,能夠提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的應力鬆弛性,從而抑制前述熱硬化性樹脂組成物發生翹曲。
(3)如上述(2)所述之熱硬化性樹脂組成物,其中, 前述熱硬化性樹脂含有20質量%以上且40質量%以下之前述環氧樹脂,並且含有20質量%以上且40質量%以下之前述酚醛樹脂; 該熱硬化性樹脂組成物進一步含有導電性粒子。
根據如此的構成,不僅能夠更進一步提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的直線透射率,而且能夠更進一步提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的應力鬆弛性,從而更進一步抑制前述熱硬化性樹脂組成物發生翹曲。
(4)如上述(1)至(3)中任一項所述之熱硬化性樹脂組成物,其中,含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂。
根據如此的構成,由於含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂,因此,不僅能夠更進一步提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的直線透射率,而且能夠更進一步提高硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的應力鬆弛性,從而更進一步抑制前述熱硬化性樹脂組成物發生翹曲。
(5)如上述(4)所述之熱硬化性樹脂組成物,其中, 前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量為50000以上且500000以下。
根據如此的構成,前述熱硬化性樹脂組成物變得具有適度的變形性(流動性),因此,不僅更容易以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠在以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。
(6)如上述(1)至(5)中任一項所述之熱硬化性樹脂組成物,其中,含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。
根據如此的構成,前述熱構成樹脂組成物變得具有適度的變形性(流動性),因此,不僅更容易以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠在以前述熱硬化性樹脂組成物覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。 此外,能夠抑制硬化後之前述熱硬化性樹脂組成物的直線透射率降低。
(7)一種半導體晶片包覆部件,其係具備: 支撐體、及 經由黏著劑層配置於前述支撐體上之半導體晶片包覆層; 前述半導體晶片包覆層係由如上述(1)至(6)中任一項所述之熱硬化性樹脂組成物所形成。
根據如此的構成,能夠在以前述半導體晶片包覆層覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下抑制半導體晶片的晶片移位,並且能夠抑制空隙的殘留。 此外,能夠充分地確認以前述半導體晶片包覆層固定之半導體晶片是否發生不良情況。
(8)一種熱硬化性片材,其係具備半導體晶片包覆層,該半導體晶片包覆層含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化, 前述半導體晶片包覆層在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,並且, 在熱硬化後,對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。
根據如此的構成,前述半導體晶片包覆層在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,因此,能夠在以半導體晶片包覆層覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下抑制半導體晶片的晶片移位,並且能夠抑制空隙的殘留。 此外,由於前述半導體晶片包覆層在熱硬化後對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下,因此,能夠充分地確認以前述半導體晶片包覆層固定之半導體晶片是否發生不良情況。
(9)如上述(8)所述之熱硬化性片材,其中, 前述熱硬化性樹脂含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂。
根據如此的構成,由於含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂,因此,不僅能夠提高硬化後之前述半導體晶片包覆層的直線透射率,而且能夠抑制硬化後之前述半導體晶片包覆層在200℃下的拉伸彈性模數降低,其結果係,能夠提高硬化後之前述半導體晶片包覆層的應力鬆弛性,從而抑制前述半導體晶片包覆層發生翹曲。
(10)如上述(9)所述之熱硬化性片材,其中, 前述熱硬化性樹脂含有20質量%以上且40質量%以下之前述環氧樹脂,並且含有20質量%以上且40質量%以下之前述酚醛樹脂。
根據如此的構成,不僅能夠更進一步提高硬化後之前述半導體晶片包覆層的直線透射率,而且能夠更進一步提高硬化後之前述半導體晶片包覆層的應力鬆弛性,從而更進一步抑制前述半導體晶片包覆層發生翹曲。
(11)如上述(8)至(10)中任一項所述之熱硬化性片材,其中,含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂。
根據如此的構成,由於含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂,因此,不僅能夠更進一步提高硬化後之前述半導體晶片包覆法的直線透射率,而且能夠更進一步提高硬化後之前述半導體晶片包覆層的應力鬆弛性,從而更進一步抑制前述半導體晶片包覆層發生翹曲。
(12)如上述(11)所述之熱硬化性片材,其中, 前述丙烯酸樹脂的質量平均分子量為50000以上且500000以下。
根據如此的構成,前述半導體晶片包覆層變得具有適度的變形性(流動性),因此,不僅更容易以前述半導體晶片包覆層覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠在以前述半導體晶片包覆層覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。
(13)如上述(8)至(12)中任一項所述之熱硬化性片材,其中,含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。
根據如此的構成,前述半導體晶片包覆層變得具有適度的變形性(流動性),因此,不僅更容易以前述半導體晶片包覆層覆蓋半導體晶片的至少一部分,而且能夠在以前述半導體晶片包覆層覆蓋半導體晶片的至少一部分之狀態下更進一步抑制半導體晶片的晶片移位。
(14)一種半導體晶片包覆部件,其係具備: 支撐體、及 經由黏著劑層配置於前述支撐體上之半導體晶片包覆層; 前述半導體晶片包覆層係如上述(8)至(13)中任一項所述之熱硬化性片材的半導體晶片包覆層。
再者,本發明之熱硬化性樹脂組成物、熱硬化性片材、及半導體晶片包覆部件並不限定於前述實施型態。此外,本發明之熱硬化性樹脂組成物、熱硬化性片材、及半導體晶片包覆部件並不限定於前述之作用效果。本發明之熱硬化性樹脂組成物、熱硬化性片材、及半導體晶片包覆部件能夠在不脫離本發明的主旨的範圍內進行各種變更。
例如,在上述實施型態中,針對熱硬化性片材1以在基材10的兩面具備第1黏著劑層20a及第2黏著劑層20b,且在第1黏著劑層20a上具備半導體晶片包覆層30的方式構成之例進行說明,但熱硬化性片材1的構成並不限定於此。 熱硬化性片材1亦可以係如下構成:如圖4所示,在基材10的一面具備黏著劑層20,並在該黏著劑層20上具備半導體晶片包覆層30。 再者,在熱硬化性片材1為如圖4所示的構成之情況下,在將熱硬化性片材1配置於支撐體40而構成半導體晶片包覆部件2時,在熱硬化性片材1之基材10與支撐體40之間另行配置黏著劑層。
此外,在上述實施型態中,針對半導體晶片包覆部件2以經由積層於基材10的兩面之第1黏著劑層20a及第2黏著劑層20b(經由兩個黏著劑層)將半導體晶片包覆層30配置於支撐體40的方式構成之例進行說明,但半導體晶片包覆部件2的構成並不限定於此。 半導體晶片包覆部件2亦可以係如下構成:如圖5所示,經由一層的黏著劑層20將半導體晶片包覆層30配置於支撐體40。
此外,在上述實施型態中,示出藉由半導體晶片包覆層30覆蓋半導體晶片50的一部分之例,但藉由半導體晶片包覆層30覆蓋半導體晶片50之態樣並不限定於此。 即,亦可藉由半導體晶片包覆層30覆蓋半導體晶片50的全部。 此外,在本實施型態之熱硬化性樹脂組成物之情況下,亦不僅可以以覆蓋半導體晶片50的一部分的方式使用,亦可以覆蓋半導體晶片50的全部的方式使用。
此外,在上述實施型態中,雖針對在使用半導體晶片包覆部件2製造半導體封裝的製程中在薄化步驟前實施再配線步驟之例進行說明,但薄化步驟亦可在配線形成步驟前實施。 藉由在配線形成步驟前實施薄化步驟,可以在設置配線結構部WS(由再配線層RDL及如凸塊電極(BGA)的外部電極E構成)前對密封部60進行磨削,因此,能夠以更佳的精度實施薄化步驟。 進一步,在實施薄化步驟時,能夠節省在配線結構部WS側貼合背磨膠帶70的勞力及時間。 此外,在上述實施型態中,針對在使用半導體晶片包覆部件2製造半導體封裝的製程中實施薄化步驟之例進行說明,但薄化步驟並非必須實施,亦可省略。 例如,在對最終產品的封裝體P的厚度的限制不嚴格之情況下,或由於半導體晶片的厚度足夠薄而使得封裝體P的厚度足夠薄因而不需對密封部60進行磨削之情況下,薄化步驟亦可省略。 藉由省略薄化步驟,能夠縮短製造半導體封裝的製程所需的時間。 [實施例]
接著,列舉實施例對本發明進一步具體地進行說明。以下的實施例係用於對本發明進一步詳細地進行說明,並不限定本發明的範圍。
[實施例1] 以達到下述表2的配合比率的方式,將丙烯酸樹脂A、環氧樹脂(三羥苯基甲烷型環氧樹脂,日本化藥公司製的商品名「EPPN 501HY」)、酚醛樹脂(烯丙基苯酚酚醛清漆樹脂,明和化成公司製的商品名「MEH-8000H」)、及無機填料(有機矽溶膠(使奈米二氧化矽粒子分散於甲乙酮(MEK)而成者),日產化學公司製的商品名「MEK-EC-2430Z」)添加於甲乙酮,然後,相對於熱硬化性樹脂(環氧樹脂及酚醛樹脂)100質量份,以下述表2的配合量添加熱硬化催化劑(咪唑系化合物,四國化成公司製的商品名「2PHZ-PW」),得到實施例1之塗布用組成物。 再者,在下述表2中,無機填料的配合量並非作為有機矽溶膠的配合量,而係無機填料本身的配合量。 接著,使用塗布器以使乾燥後的厚度達到25µm的方式在具有施有聚矽氧脫模處理之面之PET隔膜(三菱樹脂公司製的商品名「DIAFOIL MRF38」,厚度50µm)之施有聚矽氧脫模處理之面塗布實施例1之塗布用組成物而形成塗膜後,藉由在120℃下加熱2分鐘而進行脫溶劑,得到形成有塗膜之PET隔膜(以下亦稱為附塗膜之PET隔膜)。 將兩片如上所述地得到之附塗膜之PET隔膜以塗膜側彼此間抵接的方式疊合,藉此得到在兩面側配置有PET隔膜之實施例1之附半導體晶片包覆層之膜。再者,半導體晶片包覆層的厚度為50µm。 再者,丙烯酸樹脂A係藉由使丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸乙酯(EA)、及甲基丙烯酸甲酯(MMA)在甲乙酮中進行共聚而得到。 此外,丙烯酸樹脂A的質量平均分子量為270000(27萬),原料單體在配合時的質量比率為AA:BA:EA:MMA=0.6質量%:38.5質量%:27.9質量%:33質量%。 丙烯酸樹脂A的質量平均分子量係按照在上述實施型態一節中說明的方法測得的值。 此外,下述表2所示之環氧樹脂的環氧當量、酚醛樹脂的羥基當量、及無機填料的平均粒徑係按照在上述實施型態一節中說明的方法測得的值。
[實施例2] 將各材料的配合量如下述表2所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到實施例2之附半導體晶片包覆層之膜。
[實施例3] 將各材料的配合量如下述表2所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到實施例3之附半導體晶片包覆層之膜。
[實施例4] 將無機填料變更為日產化學公司製的商品名「MEK-EC-5430Z」,並且將各材料的配合量如下述表2所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到實施例4之附半導體晶片包覆層之膜。 再者,「MEK-EC-5430Z」亦係有機矽溶膠,下述表2中記載的無機填料的配合量亦非作為有機矽溶膠的配合量,而係無機填料本身的配合量。
[實施例5] 將環氧樹脂變更為雙環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製的商品名「HP-7200L」),並且將各材料的配合量如下述表2所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到實施例5之附半導體晶片包覆層之膜。
[比較例1] 將丙烯酸樹脂變更為丙烯酸樹脂B,將酚醛樹脂變更為群榮化學公司製的商品名「LVR8210-DL」(苯酚酚醛清漆樹脂),並且將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到比較例1之附半導體晶片包覆層之膜。 再者,丙烯酸樹脂B係藉由使丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯腈(AN)、及丙烯酸2-羥乙酯(HEA)在甲乙酮中進行共聚而得到。 此外,丙烯酸樹脂B的質量平均分子量為900000(90萬),原料單體在配合時的質量比率為AA:BA:EA:AN:HEA=0.4質量%:24.4質量%:65.6質量%:9.4質量%:0.2質量%。 丙烯酸樹脂B的質量平均分子量係按照在上述實施型態之一節中說明的方法測得的值。
[比較例2] 將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與比較例1相同地得到比較例2之附半導體晶片包覆層之膜。
[比較例3] 將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與比較例1相同地得到比較例3之附半導體晶片包覆層之膜。
[比較例4] 將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與比較例1相同地得到比較例4之附半導體晶片包覆層之膜。
[比較例5] 不含有無機填料,且將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與比較例1相同地得到比較例5之附半導體晶片包覆層之膜。
[比較例6] 將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到比較例6之附半導體晶片包覆層之膜。
[比較例7] 將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到比較例7之附半導體晶片包覆層之膜。
[比較例8] 將酚醛樹脂變更為聯苯二亞甲基型酚醛樹脂(明和化成公司製的商品名「MEHC-7851SS」),並且將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到比較例8之附半導體晶片包覆層之膜。
[比較例9] 將各材料的配合量如下述表3所示地進行變更,除此以外,與實施例1相同地得到比較例9之附半導體晶片包覆層之膜。
<熱硬化前的剪切黏度> 從各例之附半導體晶片包覆層之膜將半導體晶片包覆層拆下後,對該半導體晶片包覆層測定熱硬化前的剪切黏度。 熱硬化前之半導體晶片包覆層的剪切黏度係按照在上述實施型態一節中說明的方法進行測定。 關於其結果,示於下述表2及3。
<熱硬化前的剪切彈性模數> 從各例之附半導體晶片包覆層之膜將半導體晶片包覆層拆下後,對該半導體晶片包覆層測定熱硬化前的剪切彈性模數。 熱硬化前之半導體晶片包覆層的剪切彈性模數係按照在上述實施型態一節中說明的方法進行測定。 關於其結果,示於下述表2及3。
<熱硬化後的拉伸儲存彈性模數> 從各例之附半導體晶片包覆層之膜將半導體晶片包覆層拆下後,對該半導體晶片包覆層測定熱硬化後的拉伸儲存彈性模數。 熱硬化後之半導體晶片包覆層的拉伸儲存彈性模數係按照在上述實施型態一節中說明的方法進行測定。 關於其結果,示於下述表2及3。
<熱硬化後的直線透射率> 從各例之附半導體晶片包覆層之膜將半導體晶片包覆層拆下後,對該半導體晶片包覆層測定熱硬化後的直線透射率。 熱硬化後之半導體晶片包覆層的直線透射率係按照在上述實施型態一節中說明的方法進行測定。 關於其結果,示於下述表2及3。
<晶片移位的評價> 使用從各例之附半導體晶片包覆層之膜拆下之半導體晶片包覆層對晶片移位進行評價。 晶片移位係藉由如下方法進行評價:對於使用倒裝晶片接合裝置(東麗工程(Toray Engineering)公司製的商品名「FC3000W」)所製作之試樣,使用顯微鏡(基恩士(KEYENCE)公司製的商品名「VHZ-6000」)對前述半導體晶片包覆層在熱硬化前後之狀態進行拍攝,並對拍攝之圖像進行比較而進行評價。 具體而言,如下述地進行評價。 (1)在前述倒裝晶片接合裝置的臺上載置外徑8英寸(20cmφ)、厚度725µm的矽裸晶圓後,從各例之附半導體晶片包覆層之膜的一面側將PET隔膜剝離而使半導體晶片包覆層露出,並使各例之半導體晶片包覆層的露出面貼合於前述矽裸晶圓的一表面。 接著,從各例之附半導體晶片包覆層之膜的另一面側將PET隔膜剝離。 (2)使用倒裝晶片接合裝置的筒夾(collet),將165個一邊的長度為7mm、厚度500µm的正方形狀的矽裸晶片以部分露出的方式以5mm間隔埋入前述半導體晶片包覆層中,得到試樣。 再者,矽裸晶片向前述半導體晶片包覆層中之埋入係如下進行:將筒夾溫度設為140℃,在以0.2MPa施加1秒鐘荷重的條件下進行利用筒夾之推壓(擠壓)。 (3)使用前述顯微鏡,以倍率20倍拍攝對前述試樣(熱硬化前)進行觀察時的圖像(從俯視觀察的圖像)。 在拍攝之圖像中,選擇於上下方向及左右方向上存在鄰接之矽裸晶片的任意5個矽裸晶片,對5個矽裸晶片測定與位於上方向之矽裸晶片之間隔(以下亦簡稱為上方向之晶片間隔)、以及與位於右方向之矽裸晶片之間隔(以下亦簡稱為右方向之晶片間隔)。 (4)對5個矽裸晶片測定與位於上方向之矽裸晶片之間隔、以及與位於右方向之矽裸晶片之間隔之後,在前述倒裝晶片裝置的臺上再次載置前述試樣,使前述試樣中之前述半導體晶片包覆層發生熱硬化。 前述半導體晶片包覆層之熱硬化係藉由在將臺的溫度升溫至120℃並保持1小時後,進一步升溫至150℃並保持3小時來實施。 (5)使前述半導體晶片包覆層熱硬化之後,使用前述顯微鏡以倍率20倍拍攝對熱硬化後之前述試樣進行觀察時的圖像。 對於在上述(3)中選擇之矽裸晶片,測量上方向之晶片間隔、及右方向之晶片間隔。 (6)藉由對在熱硬化前後對5個矽裸晶片進行測量而得到之上方向之晶片間隔的值彼此間進行比較,並且對右方向之晶片間隔的值彼此間進行比較,從而對在前述半導體包覆層是否發生晶片移位(晶片移位的有無)進行評價。 晶片移位的有無係按照以下的基準進行評價。 有:在熱硬化前後,在5個矽裸晶片中只要有1個矽裸晶片確認到上方向之晶片間隔及右方向之晶片間隔中至少一者達到50µm以上。 無:在熱硬化前後,5個矽裸晶片全部皆係上方向之晶片間隔及右方向之晶片間隔小於50µm。 將對晶片移位的評價結果示於下述表2及3。
<空隙的評價> 使用從各例之附半導體晶片包覆層之膜拆下之半導體晶片包覆層,對空隙進行評價。 空隙係藉由如下方法進行評價:對於使用倒裝晶片接合裝置(東麗工程(Toray Engineering)公司製的商品名「FC3000W」)所製作之試樣,使用顯微鏡(基恩士(KEYENCE)公司製的商品名「VHZ-6000」)對前述半導體晶片包覆層在熱硬化後之狀態進行拍攝,並對拍攝之圖像進行解析而進行評價。 具體而言,如下述地進行評價。 (1)在前述倒裝晶片接合裝置的臺上載置載玻片(平面尺寸26cm×76cm、厚度1mm)後,從各例之附半導體晶片包覆層之膜的一面側將PET隔膜剝離而使半導體晶片包覆層露出,並使各例之半導體晶片包覆層的露出面貼合於前述載玻片的一表面。 接著,從各例之附半導體晶片包覆層之膜的另一面側將PET隔膜剝離。 (2)使用倒裝晶片接合裝置的筒夾,將4個一邊的長度為10mm、厚度500µm的矽裸晶片以部分露出的方式以20mm間隔埋入前述半導體晶片包覆層中,得到試樣。 再者,矽裸晶片向前述半導體晶片包覆層中的埋入係如下進行:將筒夾溫度設為140℃,在以0.2MPa施加1秒鐘荷重的條件下進行利用筒夾的推壓(擠壓)。 (3)藉由對前述倒裝晶片裝置的臺進行加熱,使前述試樣中之前述半導體晶片包覆層發生熱硬化。 前述半導體晶片包覆層之熱硬化係藉由在將臺的溫度升溫至120℃並保持1小時後,進一步升溫至150℃並保持3小時來實施。 (4)使前述半導體晶片包覆層發生熱硬化之後,使用前述顯微鏡拍攝前述試樣在熱硬化後的圖像。 (5)藉由對前述試樣之熱硬化後的圖像進行解析來評價空隙的有無。 空隙的有無係按照以下的基準進行評價。 有:在拍攝之圖像中,在前述半導體晶片包覆層中只要有確認到1個100µm以上的大小之空隙。 無:在拍攝之圖像中,在前述半導體晶片包覆層中完全未確認到100µm以上的大小之空隙。 再者,空隙的大小,係意指在所確認到的空隙中距離最遠的2點間通過之外接圓的直徑。 將對空隙的評價結果示於下述表2及3。
[表2]
實施例1 實施例2 實施例3
丙烯酸樹脂 丙烯酸樹脂種類 丙烯酸樹脂A 丙烯酸樹脂A 丙烯酸樹脂A
配合量 [質量%] 19質量% 20質量% 15質量%
環氧樹脂 環氧樹脂種類 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY)
環氧當量 168 168 168
配合量 [質量%] 30質量% 33質量% 33質量%
酚醛樹脂 酚醛樹脂種類 烯丙基苯酚酚醛清漆(MEH-8000H) 烯丙基苯酚酚醛清漆(MEH-8000H) 烯丙基苯酚酚醛清漆(MEH-8000H)
羥基當量 141 141 141
配合量 [質量%] 26質量% 27質量% 27質量%
無機填料 無機填料種類 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z) 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z) 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z)
平均粒徑[nm] 12nm 12nm 12nm
配合量 [質量%] 25質量% 20質量% 25質量%
熱硬化催化劑 熱硬化催化劑種類 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW)
添加份數 [質量份] 0.5質量份 0.5質量份 0.5質量份
熱硬化前的剪切黏度[Pa・s] 785 521 702
熱硬化前的剪切彈性模數[Pa] 354 320 320
熱硬化後的拉伸儲存彈性模數[MPa] 77 70 96
熱硬化後的直線透射率[%] 81.1 66.6 74
晶片移位的有無
空隙的有無
實施例4 實施例5  
丙烯酸樹脂 丙烯酸樹脂種類 丙烯酸樹脂A 丙烯酸樹脂A  
配合量 [質量%] 26質量% 19質量%  
環氧樹脂 環氧樹脂種類 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 雙環戊二烯型(HP-7200L)  
環氧當量 168 258  
配合量 [質量%] 26質量% 36質量%  
酚醛樹脂 酚醛樹脂種類 烯丙基苯酚酚醛清漆(MEH-8000H) 烯丙基苯酚酚醛清漆(MEH-8000H)  
羥基當量 141 141  
配合量 [質量%] 23質量% 20質量%  
無機填料 無機填料種類 奈米二氧化矽(MEK-EC-5430Z) 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z)  
平均粒徑[nm] 80nm 12nm  
配合量 [質量%] 25質量% 25質量%  
熱硬化催化劑 熱硬化催化劑種類 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW)  
添加份數 [質量份] 0.5質量份 0.5質量份  
熱硬化前的剪切黏度[Pa・s] 1941 603  
熱硬化前的剪切彈性模數[Pa] 293 342  
熱硬化後的拉伸儲存彈性模數[MPa] 51 6  
熱硬化後的直線透射率[%] 62.5 60.4  
晶片移位的有無  
空隙的有無  
[表3]
比較例1 比較例2 比較例3
丙烯酸樹脂 丙烯酸樹脂種類 丙烯酸樹脂B 丙烯酸樹脂B 丙烯酸樹脂B
配合量 [質量%] 22質量% 19質量% 15質量%
環氧樹脂 環氧樹脂種類 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY)
環氧當量 168 168 168
配合量 [質量%] 33質量% 35質量% 37質量%
酚醛樹脂 酚醛樹脂種類 苯酚酚醛清漆(LVR8210-DL) 苯酚酚醛清漆(LVR8210-DL) 苯酚酚醛清漆(LVR8210-DL)
羥基當量 104 104 104
配合量 [質量%] 20質量% 21質量% 23質量%
無機填料 無機填料種類 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z) 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z) 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z)
平均粒徑[nm] 12nm 12nm 12nm
配合量 [質量%] 25質量% 25質量% 25質量%
熱硬化催化劑 熱硬化催化劑種類 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW)
添加份數 [質量份] 0.2質量份 0.2質量份 0.2質量份
熱硬化前的剪切黏度[Pa・s] 4060 1134 475
熱硬化前的剪切彈性模數[Pa] 27910 18470 2644
熱硬化後的拉伸儲存彈性模數[MPa] 40 53 68
熱硬化後的直線透射率[%] 77.4 68.8 54.6
晶片移位的有無
空隙的有無
比較例4 比較例5 比較例6
丙烯酸樹脂 丙烯酸樹脂種類 丙烯酸樹脂B 丙烯酸樹脂B 丙烯酸樹脂A
配合量 [質量%] 22質量% 25質量% 26質量%
環氧樹脂 環氧樹脂種類 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY)
環氧當量 168 168 168
配合量 [質量%] 42質量% 46質量% 26質量%
酚醛樹脂 酚醛樹脂種類 苯酚酚醛清漆(LVR8210-DL) 苯酚酚醛清漆(LVR8210-DL) 烯丙基苯酚酚醛清漆(MEH-8000H)
羥基當量 141 104 141
配合量 [質量%] 26質量% 29質量% 23質量%
無機填料 無機填料種類 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z) - 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z)
平均粒徑[nm] 80nm - 12nm
配合量 [質量%] 10質量% - 25質量%
熱硬化催化劑 熱硬化催化劑種類 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW)
添加份數 [質量份] 0.2質量份 0.2質量份 0.5質量份
熱硬化前的剪切黏度[Pa・s] 430 249 1941
熱硬化前的剪切彈性模數[Pa] 3811 3696 1496
熱硬化後的拉伸儲存彈性模數[MPa] 29 23 57
熱硬化後的直線透射率[%] 46.4 3.2 85.9
晶片移位的有無
空隙的有無
比較例7 比較例8 比較例9
丙烯酸樹脂 丙烯酸樹脂種類 丙烯酸樹脂A 丙烯酸樹脂A 丙烯酸樹脂A
配合量 [質量%] 16質量% 19質量% 12質量%
環氧樹脂 環氧樹脂種類 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY) 三羥苯基甲烷型(EPPN 501HY)
環氧當量 168 168 168
配合量 [質量%] 34質量% 31質量% 44質量%
酚醛樹脂 酚醛樹脂種類 烯丙基苯酚酚醛清漆(MEH-8000H) 聯苯二亞甲基型 (MEHC-7851SS) 烯丙基苯酚酚醛清漆(MEH-8000H)
羥基當量 141 203 141
配合量 [質量%] 30質量% 25質量% 24質量%
無機填料 無機填料種類 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z) 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z) 奈米二氧化矽(MEK-EC-2430Z)
平均粒徑[nm] 12nm 12nm 80nm
配合量 [質量%] 20質量% 25質量% 20質量%
硬化促進劑 硬化促進劑種類 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW) 咪唑系(2PHZ-PW)
添加份數 [質量份] 0.5質量份 0.5質量份 0.5質量份
熱硬化前的剪切黏度[Pa・s] 350 1085 197
熱硬化前的剪切彈性模數[Pa] 164 2140 71
熱硬化後的拉伸儲存彈性模數[MPa] 80 26 180
熱硬化後的直線透射率[%] 43.4 41.1 32.5
晶片移位的有無
空隙的有無
根據表1可知,在實施例1至5中,矽裸晶片的晶片移位的評價、及空隙的評價均為「無」,得到良好的結果。 此外,在實施例1至5中,熱硬化後的直線透射率均達到60%以上的值,因此可以認為,即使在用含有黑色系著色劑之密封材料進行密封之情況下,亦能夠充分地確認半導體晶片是否發生不良情況。
與此相對,在比較例1至6及8中,矽裸晶片的晶片移位的評價為「無」,得到良好的結果,但是空隙的評價為「有」。 此外,在比較例3、4、5及8中,熱硬化後的直線透射率均為小於60%的值,因此可以認為,在用含有黑色系著色劑之密封材料進行密封之情況下,無法充分地確認半導體晶片是否發生不良情況。 進一步地,在比較例7中,雖然矽裸晶片的晶片移位的評價、及空隙的評價均為「無」,得到良好的結果,但是熱硬化後的直線透射率的值得到43.4%的低值。因此可以認為,在用含有黑色系著色劑之密封材料進行密封之情況下,無法充分地確認半導體晶片是否發生不良情況。 此外,在比較例9中,空隙的評價為「無」,得到良好的結果,但是矽裸晶片的晶片移位的評價為「有」,並且熱硬化後的直線透射率得到32.5%的低值。因此可以認為,在用含有黑色系著色劑之密封材料進行密封之情況下,無法充分地確認半導體晶片是否發生不良情況。
1:熱硬化性片材 2:半導體晶片包覆部件 10:基材 20:黏著劑層 20a:第1黏著劑層 20b:第2黏著劑層 30:半導體晶片包覆層 40:支撐體 50:半導體晶片 50a:晶片電極 60:密封部 70:背磨膠帶 70a:黏著劑層 80:切割晶片接合膜 80a:切晶帶 80b:晶片接合層 E:外部電極 P:封裝體 RDL:再配線層 WS:配線結構部
〔圖1〕是示出本發明之一實施型態之熱硬化性片材之構成的剖面圖。 [圖2A]是示出藉由本發明之一實施型態之半導體晶片包覆部件之半導體晶片包覆層包覆複數個半導體晶片前的狀態的剖面圖。 [圖2B]是示出藉由本發明之一實施型態之半導體晶片包覆部件之半導體晶片包覆層以面朝下方式包覆複數個半導體晶片後的狀態的剖面圖。 [圖3A]是示意性地示出半導體封裝的製造過程中的晶片安裝步驟的情況的剖面圖。 [圖3B]是示意性地示出半導體封裝的製造過程中的晶片密封步驟的情況的剖面圖。 [圖3C]是示意性地示出半導體封裝的製造過程中的分離步驟的情況的剖面圖。 [圖3D]是示意性地示出半導體封裝的製造過程中的配線形成步驟的情況的剖面圖。 [圖3E]是示意性地示出半導體封裝的製造過程中的薄化步驟的情況的剖面圖。 [圖3F]是示意性地示出將切割晶片接合膜貼合於經薄化處理後之密封部上的情況的剖面圖。 [圖3G]是示意性地示出使切割晶片接合膜的晶片接合層硬化的情況的剖面圖。 [圖3H]是示意性地示出半導體封裝的製造製程中的單片化步驟的情況的剖面圖。 [圖4]是示出本發明之另一實施型態之熱硬化性片材之構成的剖面圖。 [圖5]是示出本發明之另一實施型態之半導體晶片包覆部件之構成的剖面圖。
1:熱硬化性片材
10:基材
20a:第1黏著劑層
20b:第2黏著劑層
30:半導體晶片包覆層

Claims (14)

  1. 一種熱硬化性樹脂組成物,其係含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化,其特徵係 該熱硬化性組成物在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,並且, 在熱硬化後,在厚度50µm下對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。
  2. 如請求項1所述之熱硬化性樹脂組成物,其中, 該熱硬化性樹脂含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂。
  3. 如請求項2所述之熱硬化性樹脂組成物,其中, 該熱硬化性樹脂含有20質量%以上且40質量%以下之該環氧樹脂,並且含有20質量%以上且40質量%以下之該酚醛樹脂。
  4. 如請求項1或2所述之熱硬化性樹脂組成物,其中,含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂。
  5. 如請求項4所述之熱硬化性樹脂組成物,其中, 該丙烯酸樹脂的質量平均分子量為50000以上且500000以下。
  6. 如請求項1或2所述之熱硬化性樹脂組成物,其中,含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。
  7. 一種半導體晶片包覆部件,其特徵係具備: 支撐體、及 經由黏著劑層配置於該支撐體上之半導體晶片包覆層; 該半導體晶片包覆層係由如請求項1至6中任一項所述之熱硬化性樹脂組成物所形成。
  8. 一種熱硬化性片材,其係具備半導體晶片包覆層,該半導體晶片包覆層含有熱硬化性樹脂,並且以覆蓋著半導體晶片的至少一部分之狀態發生熱硬化,其特徵係 該半導體晶片包覆層在溫度140℃、頻率10Hz及剪切應力5000Pa的條件下所測定之在熱硬化前的剪切彈性模數為100Pa以上且2000Pa以下,並且, 在熱硬化後,對於波長500nm的光之直線透射率為60%以上且95%以下。
  9. 如請求項8所述之熱硬化性片材,其中, 該熱硬化性樹脂含有環氧當量為100以上且250以下之環氧樹脂、及羥基當量為100以上且250以下之酚醛樹脂。
  10. 如請求項9所述之熱硬化性片材,其中, 該熱硬化性樹脂含有20質量%以上且40質量%以下之該環氧樹脂,並且含有20質量%以上且40質量%以下之該酚醛樹脂。
  11. 如請求項8或9所述之熱硬化性片材,其中,含有20質量%以上且40質量%以下之丙烯酸樹脂。
  12. 如請求項11所述之熱硬化性片材,其中, 該丙烯酸樹脂的質量平均分子量為50000以上且500000以下。
  13. 如請求項8或9所述之熱硬化性片材,其中,含有10質量%以上且30質量%以下之平均粒徑為10nm以上且100nm以下之無機填料。
  14. 一種半導體晶片包覆部件,其特徵係具備: 支撐體、及 經由黏著劑層配置於該支撐體上之半導體晶片包覆層; 該半導體晶片包覆層係由如請求項8至13中任一項所述之熱硬化性片材之半導體晶片包覆層所構成。
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