TW202405125A - 耐熱性黏著膜 - Google Patents

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日商富士可比安股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種半導體封裝體製造步驟用耐熱性黏著膜，其於常溫下呈現低黏著力，而且對引線架之黏貼性、重工性佳，在黏貼於引線架後，即使無熱處理步驟，也只要在密封步驟之高溫環境下，與引線架之黏著力便會立刻提高而可防止樹脂滲漏。本發明之耐熱性黏著膜，係積層有基材以及於前述基材之一面上至少使加成硬化型聚矽氧組成物硬化而成的聚矽氧黏著劑層，並且將用以構成前述聚矽氧黏著劑層的聚矽氧硬化物作成具有酚性羥基之聚矽氧硬化物。

Description

耐熱性黏著膜
發明領域 本發明是有關於一種半導體封裝體製造步驟中所使用之耐熱性黏著膜。
背景技術 於LSI之安裝技術中，CSP(晶片尺寸封裝，Chip Size/Scale Package)技術備受矚目，其中，像是QFN(四方平面無引線封裝，Quad Flat Non-leaded package)般引線端子被納入封裝體內部之形態之封裝體，在小型化與高積體方面是有利的。此種QFN之製造方法是採用以下方法：將複數個QFN用半導體晶片排列於引線架之封裝體圖案區域之晶粒襯墊上，且於模穴內以密封樹脂成批密封後，分切成個別之QFN結構物，藉此提升引線架平均面積之生產性。
在如上述般將複數個半導體晶片進行成批密封的QFN之製造方法中，會發生樹脂密封時樹脂通過引線架之開口部於背面漏出而覆蓋半導體封裝體之端子的問題(所謂膠液滲透(mold flash))。因此，於QFN之製造方法中，一般的方法是將耐熱性黏著膜黏貼於引線架之背面側，而防止樹脂密封時樹脂滲漏至引線架背面側。
以往，作為QFN封裝體之製造方法中貼合於引線架之耐熱性黏著膜，例如會使用如專利文獻1般使用聚矽氧黏著劑之耐熱性黏著膜。此種耐熱性黏著膜首先會黏貼於引線架來使用，然後再供用於半導體晶片搭載步驟或銲線接合步驟。
於專利文獻2中記載有一種半導體封裝體製造步驟用耐熱性黏著帶，其於常溫下呈現微黏著性，且於高溫環境氣體下黏著力會提高。該耐熱性黏著帶也是在半導體封裝體製造中，首先會貼合於引線架，然後再供用於半導體晶片搭載步驟或銲線接合步驟。
先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本特開2002-184801號公報 專利文獻2：日本特開2012-151360號公報
發明概要 發明欲解決之課題 在半導體晶片搭載步驟及銲線接合步驟前，先將耐熱性黏著膜黏貼於引線架來使用時，此種耐熱性黏著膜就會被要求以下特性：不僅要防止密封樹脂滲漏，還要能承受半導體晶片搭載步驟或銲線接合步驟之高溫之耐熱性、於銲線接合步驟中不會對銲線連接招來障礙、抑或在歷經高溫環境之各步驟後將黏著膜剝離時，於引線端子或密封樹脂面上無殘膠等。
然而，迄今的耐熱性黏著膜，便是在半導體晶片搭載步驟及銲線接合步驟前先黏貼於引線架來使用的，這樣的耐熱性黏著膜其現況是，在半導體晶片搭載步驟或銲線接合步驟之高溫環境下，會產生下列等肇因於黏著膜的不良情況：來自耐熱性黏著膜之黏著劑的逸出氣體而導致半導體晶片或引線架表面之污染、因耐熱性黏著膜其黏著劑的彈性變形而導致半導體晶片搭載時之位移、抑或銲線接合時銲線連接不良。
另一方面，為了避免耐熱性黏著膜因為在高溫環境的半導體晶片搭載步驟或銲線接合步驟中而產生上述不良情況，採用的方法是，在銲線接合步驟後，將耐熱性黏著膜黏貼於引線架之背面。此種耐熱性黏著膜會被要求以下特性：於黏貼時呈現低黏著力且黏貼性及重工(重貼)性佳，於後續密封步驟之高溫環境下，黏著力會提高而可防止樹脂滲漏。
然而，迄今所使用之耐熱性黏著膜，其使用了聚矽氧黏著劑，在銲線接合步驟後黏貼於引線架時，於後續密封步驟之高溫環境下，黏著力並不會提高，有時會發生樹脂滲漏。
專利文獻2所記載之耐熱性黏著帶其本身即具有於高溫環境下黏著力會提高之構造，然而，為了獲得充分提高的黏著力，就必須供用於半導體晶片搭載步驟及銲線接合步驟之高溫環境。即便專利文獻2所記載之耐熱性黏著帶在銲線接合步驟後黏貼於引線架來使用，假使為供用於密封步驟之高溫環境5分鐘左右的短時間，黏著力也不會充分提高，因此，為了防止樹脂滲漏，就必須另外供用於用以提高黏著力之熱處理步驟。
本發明之目的在於提供一種耐熱性黏著膜，該耐熱性黏著膜可於半導體封裝體之製造方法中在銲線接合步驟後貼合於引線架之背面來使用，並且，於常溫下呈現低黏著力，而且只要短時間供用於高溫環境，黏著力便可充分提高。
用以解決課題之手段 本案發明人精心探討之結果發現，藉由在用以構成半導體封裝體製造用耐熱性黏著膜之黏著劑層的樹脂中含有酚性羥基，便可於常溫下呈現低黏著力，而且只要短時間供用於高溫環境，黏著力就會充分提高。本發明是根據該見解，藉由進一步反覆探討而完成。即，本發明包含下揭發明。
項1.一種半導體封裝體製造用耐熱性黏著膜，包含基材及積層於前述基材上之聚矽氧黏著劑層，並且 前述聚矽氧黏著劑層係由硬化物構成，該硬化物為加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物之硬化物，且具有酚性羥基。 項2.如項1之耐熱性黏著膜，其中前述硬化物為黏著劑組成物之加成硬化物，且該黏著劑組成物包含加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物、及含有烯基之芳基醇化合物。 項3.如項2之耐熱性黏著膜，其中前述含有烯基之芳基醇化合物選自於由下述式(1)~(3)所示化合物所構成之群組： [化學式1] (式(1)~(3)中，Ar為芳基， 式(1)中，R 1係直接鍵結、或於構成主鏈之碳原子間具有或不具雙鍵皆可之烴鏈， 式(2)中，R 2係於構成主鏈之碳原子間具有或不具雙鍵皆可之烴鏈)。 項4.如項2或3之耐熱性黏著膜，其中前述含有烯基之芳基醇化合物為烯丙基酚。 項5.如項2至4中任一項之耐熱性黏著膜，其中前述黏著劑組成物含有0.20~2.85質量%之酚性羥基，而該酚性羥基為前述含有烯基之芳基醇化合物所具有。 項6.如項2至5中任一項之耐熱性黏著膜，其中前述硬化物為黏著劑組成物之加成硬化物，且該黏著劑組成物包含具有烯基之二有機聚矽氧烷(diorganopolysiloxane)、交聯劑、及含有烯基之芳基醇化合物，並且 前述交聯劑中所含SiH基(C)，相對於前述具有烯基之二有機聚矽氧烷中的烯基(A)與前述含有烯基之芳基醇化合物中的烯基(B)之合計之莫耳比[(C)/{(A)+(B)}]為0.5~3.0。 項7.如項1至6中任一項之耐熱性黏著膜，其中前述半導體封裝體製造包含以下步驟： 銲線接合步驟，係於搭載有半導體晶片之引線架中，將前述半導體晶片與前述引線架之端子部進行電連接； 貼合步驟，係將如項1之耐熱性黏著膜貼合於前述引線架之與前述半導體晶片之搭載面為相反側的面； 密封步驟，係以密封樹脂來密封前述半導體晶片；及 剝離步驟，係將前述耐熱性黏著膜自前述引線架剝離而製得半導體封裝體。 項8.如項7之耐熱性黏著膜，其中於前述貼合步驟與前述密封步驟之間不含加熱步驟。 項9.如項7或8之耐熱性黏著膜，其中於前述密封步驟與前述剝離步驟之間包含利用加熱加壓進行之模後固化步驟(post mold curing step)。
發明效果 依據本發明之耐熱性黏著膜，即可提供下列耐熱性黏著膜：可於半導體封裝體之製造方法中在銲線接合步驟後貼合於引線架之背面來使用，並且，於常溫下呈現低黏著力，而且只要短時間供用於高溫環境，黏著力便可充分提高。
用以實施發明之形態 以下，詳細說明本發明之實施形態。
本發明之耐熱性黏著膜包含基材及積層於前述基材上之聚矽氧黏著劑層，並且前述聚矽氧黏著劑層係由硬化物構成，該硬化物為加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物之硬化物，且具有酚性羥基，而且，該耐熱性黏著膜用於半導體封裝體製造用途。
圖1中顯示本發明之耐熱性黏著膜之實施形態之截面示意圖。圖1所示耐熱性黏著膜(10)包含基材(12)及積層於前述基材(12)上之聚矽氧黏著劑層(11)。
本發明之耐熱性黏著膜之基材並無特殊限制，可使用能承受密封步驟中150~200℃之高溫環境的合成樹脂膜或金屬箔。從黏著膜之處理容易性之觀點來看，基材宜使用合成樹脂膜。
當基材使用合成樹脂膜時，合成樹脂並無特殊限制，以熔點為250℃以上之耐熱性合成樹脂為佳，可舉例如：聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醯亞胺(PI)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、聚伸苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)等。該等耐熱性合成樹脂中，又以使用高溫下尺寸穩定性優異之聚醯亞胺膜較佳。
基材厚度並無特殊限制，從獲得基材韌性之觀點、黏著劑層塗敷容易性之觀點及/或貼合黏著膜時處理容易性之觀點來看，可舉如宜為5μm以上，較佳為10μm以上，更佳為20μm以上。又，基材厚度其上限亦無特殊限制，從重工時剝離容易性之觀點來看，可舉如宜為250μm以下，較佳為150μm以下，更佳為100μm以下。
於基材之積層有黏著劑層的面上，為了提升與黏著劑層之密著性，宜施行表面處理。表面處理可舉如電暈放電處理、紫外線照射處理、電漿處理、底漆處理等。
本發明之耐熱性黏著膜之黏著劑層係由硬化物構成，該硬化物為加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物之硬化物，且具有酚性羥基。以下，將該硬化物硬化前之形態者(亦即包含酚性羥基源的加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物)記載為「黏著劑組成物」。
加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物含有聚矽氧橡膠(意指具有由D單元[(CH 3) 2SiO 2/2]所構成之結構的聚二甲基矽氧烷之長鏈聚合物)作為基本成分，較為理想的是進一步亦含有MQ樹脂(意指具有由M單元[R 3SiO 1/2：R為甲基、苯基等一價有機基]及Q單元[SiO 4/2]所構成之結構的三維結構聚矽氧樹脂之聚合物)。當加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物含有聚矽氧橡膠及MQ樹脂時，相較於不含MQ樹脂之情形，在硬化後黏著性更優異方面是較為理想的。
具體而言，加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物宜包含：作為聚矽氧橡膠成分的1分子中具有2個以上烯基之二有機聚矽氧烷；作為交聯劑的具有SiH基之有機氫聚矽氧烷(organo hydrogen polysiloxane)；及鉑系催化劑；較為理想的是於該等中更包含MQ樹脂。
於前述1分子中具有2個以上烯基之二有機聚矽氧烷中，烯基宜為乙烯基。又，前述1分子中具有2個以上烯基之二有機聚矽氧烷可舉例如：(i)僅兩末端具有乙烯基之直鏈狀二有機聚矽氧烷；(ii)兩末端及側鏈具有乙烯基之直鏈狀二有機聚矽氧烷；(iii)僅末端具有乙烯基之分枝狀二有機聚矽氧烷；(iv)末端及側鏈具有乙烯基之分枝狀二有機聚矽氧烷。於該等之中，前述1分子中具有2個以上烯基之二有機聚矽氧烷又以上述(i)及上述(iii)之化合物之組合為佳，於該組合中，上述(i)之化合物每100質量份，可使用上述(ii)之化合物理想的是20~70質量份，較佳為25~60質量份，更佳為25~57質量份、30~57質量份、35~57質量份、40~57質量份、45~57質量份或50~57質量份。
從適度控制交聯密度、抑制對被接著體之過度黏著力之觀點來看，1分子中具有2個以上烯基之二有機聚矽氧烷之重量平均分子量可舉如宜為20,000以上，較佳為40,000以上，更佳為60,000以上，再更佳為70,000以上、75,000以上、100,000以上、200,000以上、300,000以上、400,000以上、500,000以上、600,000以上或650,000以上，從適度控制聚矽氧組成物之黏度、使製造時容易攪拌及塗敷之觀點來看，可舉如宜為700,000以下、550,000以下、450,000以下、350,000以下、250,000以下、150,000以下、100,000以下或80,000以下。另，於本發明中，重量平均分子量為利用凝膠滲透層析術(GPC)所測定之聚苯乙烯換算重量平均分子量。
1分子中具有2個以上烯基之二有機聚矽氧烷之烯基含量可舉如宜為0.3×10 -5mol/g以上，較佳為0.5×10 -5mol/g以上，更佳為0.7×10 -5mol/g以上、0.8×10 -5mol/g以上、0.9×10 -5mol/g以上、1×10 -5mol/g以上、1.3×10 -5mol/g以上、1.6×10 -5mol/g以上、1.9×10 -5mol/g以上、2.2×10 -5mol/g以上、2.4×10 -5mol/g以上，又，該烯基含量可舉如宜為3.2×10 -5mol/g以下，較佳為3×10 -5mol/g以下，更佳為2.8×10 -5mol/g以下、2.7×10 -5mol/g、2×10 -5mol/g以下、1.7×10 -5mol/g以下、1.4×10 -5mol/g以下、1.1×10 -5mol/g以下、0.85×10 -5mol/g以下、0.8×10 -5mol/g以下或0.75×10 -5mol/g以下。
前述交聯劑可舉例如有機氫聚矽氧烷。有機氫聚矽氧烷適合為1分子中具有至少3個SiH基者，分子形狀可使用直鏈狀、分枝狀及/或環狀。有機氫聚矽氧烷中所含SiH基係與前述具有烯基之二有機聚矽氧烷之烯基進行加成反應，並形成聚矽氧硬化物(交聯結構)。
交聯劑之重量平均分子量可舉如宜為1,500以上，較佳為1,800以上，更佳為2,000以上，再更佳為2,200以上、2,300以上、2,350以上或2,450以上，又，該重量平均分子量可舉如宜為3,500以下，較佳為3,300以下，更佳為3,000以下，再更佳為2,800以下、2,600以下或2,450以下。
交聯劑之SiH基含量可舉如宜為0.3×10 -2mol/g以上，較佳為0.6×10 -2mol/g以上，更佳為0.7×10 -2mol/g以上、1.0×10 -2mol/g以上、1.3×10 -2mol/g或1.5×10 -2mol/g，該SiH基含量可舉如宜為2.2×10 -2mol/g以下，較佳為2.0×10 -2mol/g以下，更佳為1.8×10 -2mol/g以下，再更佳為1.7×10 -2mol/g以下、1.3×10 -2mol/g以下、1.0×10 -2mol/g以下或0.8×10 -2mol/g以下。
用於前述聚矽氧組成物之硬化反應的鉑系催化劑為公知之物即可，具體而言，可列舉：氯鉑(II)酸、氯鉑(IV)酸等氯鉑酸；氯鉑酸之醇化合物或醛化合物；氯鉑酸與各種烯烴之鏈鹽等。於該等鉑系催化劑中，又宜舉如氯鉑酸與各種烯烴之鏈鹽，較佳可舉如鉑-烯基矽氧烷錯合物。
從提升黏著力之觀點來看，於前述加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物中宜含有由M單元(R 3SiO 1/2：R為甲基等烷基、苯基等芳基等一價有機基，且宜為烷基，較佳為甲基)及Q單元(SiO 4/2)所構成的以往公知之MQ樹脂。
MQ樹脂之重量平均分子量可舉如宜為5,000以上，較佳為6,000以上，更佳為6,500以上或6,800以上，該重量平均分子量可舉如宜為8,000以下，較佳為7,500以下，更佳為7,100以下。MQ樹脂之摻合量可依照所需黏著力適當摻合。
構成本發明之聚矽氧黏著劑層的聚矽氧黏著劑組成物之硬化物亦具有酚性羥基。該硬化物中的酚性羥基在常溫下並不會大幅有助於與被接著體之引線架之密著性，但若變成高溫環境，酚性羥基就會立即於被接著體之引線架面側定向，密著性會提高。藉此，於常溫下對引線架呈現低黏著力，在貼合於引線架後變成樹脂密封時的高溫環境時，便可於短時間內提高與引線架之黏著力。又，構成本發明之聚矽氧黏著劑層的聚矽氧黏著劑組成物之硬化物具有酚性羥基，同時聚矽氧黏著劑組成物之硬化物具有交聯結構，藉此，即便與引線架之黏著力提高，亦可藉由黏著劑層之凝集力而抑制剝離時產生殘膠。
前述黏著劑組成物中酚性羥基之含量宜為0.20~2.85質量%。藉由提升於高溫環境下的黏著力提高效果而進一步提高防止樹脂滲漏之效果，從該觀點來看，前述黏著劑組成物中酚性羥基之含量較佳為0.45~2.85質量%，更佳為0.50~2.85質量%、1~2.85質量%、1.20~2.85質量%、1.50~2.85質量%、1.70~2.85質量%、1.90~2.85質量%、2.20~2.85質量%或2.50~2.85質量%。又，藉由適度抑制黏著力提高效果之提高效果而進一步提高剝離時的殘膠抑制效果，從該觀點來看，前述黏著劑組成物中酚性羥基之含量較佳為0.20~2.60質量%，更佳為0.20~2.55質量%、0.20~2.10質量%、0.20~1.80質量%、0.20~1.30質量%、0.20~1.00質量%或0.20~0.60質量%。於本發明中，黏著劑組成物中酚性羥基之含量係定為下述算式1所算出之值。 (算式1) 酚性羥基之含量(質量%)={(M1×N)÷M2)×W1}÷W2×100(M1：酚性羥基之化學式量、N：含有烯基之芳基醇化合物所具有的酚性羥基數、M2：含有烯基之芳基醇化合物之分子量、W1：黏著劑組成物中含有烯基之芳基醇化合物之質量、W2：黏著劑組成物整體之質量)
含有烯基之芳基醇化合物係分子內具有至少1個以上烯基及1個以上酚性羥基之化合物。
含有烯基之芳基醇化合物的例子可舉如下述式(1)~(3)之化合物。 [化學式1]
式(1)~(3)中，Ar為芳基，且宜為苯基或萘基，較佳為苯基。式(1)中，R 1係直接鍵結(σ鍵結)、或於構成主鏈之碳原子間具有或不具雙鍵皆可之烴鏈(碳數可舉例如1~14)，且宜為直接鍵結(σ鍵結)或碳數1~6(較佳為1~4、更佳為1~3、再更佳為1~2)之伸烷基。式(2)中，R 2係於構成主鏈之碳原子間具有或不具雙鍵皆可之烴鏈(碳數可舉例如1~14)，且宜為碳數1~8(較佳為1~6、更佳為1~4)之伸烷基。
含有烯基之芳基醇化合物之具體例可舉例如：2-乙烯基酚、3-乙烯基酚、4-乙烯基酚、2-甲氧基-4-乙烯基酚等乙烯基酚；2-烯丙基酚、4-烯丙基酚、4-甲基-2-烯丙基酚、6-甲基-2-烯丙基酚、丁香酚等烯丙基酚；2-(1-丙烯基)酚、異丁香酚等丙烯基酚；2-(3-丁烯基)酚、2-(1-乙基-3-丁烯基)酚等丁烯基酚；腰果酚等長鏈烯基酚；2-(烯丙氧基)酚、4-(烯丙氧基)酚等烯丙氧基酚；2-烯丙基-1-萘酚、3-烯丙基-1-萘酚等烯丙基萘酚等，可將該等單獨或組合2種以上來使用。於該等之中，又以烯丙基酚為佳，在工業上容易取得方面，以2-烯丙基酚較佳。
包含於前述黏著劑組成物中的交聯劑中所含SiH基(C)，相對於具有烯基之二有機聚矽氧烷中的烯基(A)與含有烯基之芳基醇化合物中的烯基(B)之合計之莫耳比[(C)/{(A)+(B)}]宜為0.5~3.0。從利用聚矽氧硬化物之交聯密度提升凝集力、提高殘膠抑制效果之觀點來看，該莫耳比可舉如較佳為0.8~3.0，更佳為1.0~3.0、1.1~3.0或1.2~3.0。又，藉由抑制硬化物中殘留有未反應之SiH基而抑制硬化物之經時物性變化及/或提升耐熱性，從該觀點來看，該莫耳比可舉如較佳為0.5~2.0，更佳為0.5~1.5，再更佳為0.5~1.28、0.5~1.26、0.5~1.24、0.5~1.22或0.5~1.20。
於前述黏著劑組成物中，亦可以提升其他特性為目的而適當添加添加劑，亦可不添加。添加劑可列舉：有機/無機粒子、著色劑、聚矽氧油、聚矽氧樹脂、矽烷耦合劑、抗氧化劑等。
前述具有酚性羥基之聚矽氧硬化物可藉由利用加成反應使前述黏著劑組成物(包含加成硬化型聚矽氧黏著劑之聚矽氧組成物成分、成為酚性羥基源之含有烯基之芳基醇化合物及交聯劑之黏著劑組成物)硬化而得。前述交聯劑中所含SiH基係與前述具有烯基之二有機聚矽氧烷中的烯基進行加成反應，同時亦與前述含有烯基之芳基醇化合物中的烯基進行加成反應，因此可獲得具有酚性羥基之聚矽氧硬化物。用以獲得該硬化物之反應條件可舉例如160~200℃，且宜為170~190℃，較佳為175~185℃，並且例如0.5~5分鐘，且宜為1~3分鐘。
本發明之耐熱性黏著膜之黏著劑層的黏著力宜如下：於常溫下黏貼於引線架時呈現低黏著力，且於樹脂密封時的高溫環境下，在直到完成密封為止的短時間(例如2.5分鐘~5.5分鐘，且宜為4.5~5.5分鐘)內黏著力會提高至防止樹脂滲漏之區域，再者，即使於密封後進行數小時(例如1.2~3.5小時，且宜為1.2~2.5小時)之高溫處理作為模後固化(post mold cure)時，黏著力也不會大幅提高而可輕易剝離。
作為本發明之耐熱性黏著膜之黏著劑層於常溫下的黏著力，從黏貼於引線架時容易藉由潤濕性佳的聚矽氧黏著劑層之自黏著力來貼合而不用施加壓力且重工性亦優異方面來看，在將耐熱性黏著膜黏貼於銅箔後以剝離角度180°、剝離速度300mm/分使耐熱性黏著膜剝離時，其對銅箔之剝離力宜為50~500mN/25mm之範圍，較佳為90~350mN/25mm之範圍。
又，作為本發明之耐熱性黏著膜之黏著劑層短時間加熱時的黏著力，從提高密封步驟中樹脂滲漏抑制性之觀點來看，在將耐熱性黏著膜黏貼於銅箔後以175℃、3分鐘進行加熱處理，且於3分鐘後於175℃之加熱下以剝離角度90°、剝離速度300mm/分使前述耐熱性黏著膜剝離時，其對銅箔之剝離力可舉如宜為900mN/25mm以上，較佳為1000mN/25mm以上。另，此時的剝離角度，係假想為密封時施加於耐熱性黏著膜之樹脂壓力(剝落力)相對於貼合面呈垂直方向，並且以剝離角度90°進行測定。又，175℃、3分鐘，係半導體密封之轉注成型中代表性步驟溫度、及引線架搭載於模具後直到開始樹脂密封為止的代表性時間。
再者，作為本發明之耐熱性黏著膜之黏著劑層加熱加壓後的黏著力，從樹脂密封後耐熱性黏著膜之剝落容易度及/或提高黏著劑層之殘膠抑制性之觀點來看，在將耐熱性黏著膜黏貼於銅箔後以175℃、5分鐘進行加熱處理，接著對耐熱性黏著膜施加670kgf/m 2之壓力，並以175℃、90分鐘進行加熱處理後，冷卻至常溫，以剝離角度180°、剝離速度300mm/分使前述耐熱性黏著膜剝離時，其對銅箔之剝離力可舉如宜為3500mN/25mm以下，較佳為2600mN/25mm以下。此時的加壓及熱處理條件，係密封後的模後固化之代表性處理條件。
另，本發明之耐熱性黏著膜之黏著劑層的各種黏著力，可藉由改變用於黏著劑層的黏著劑組成物中聚矽氧橡膠之分子量及交聯密度以及MQ樹脂之比率中至少任一者之條件來控制。
本發明之聚矽氧黏著劑層之膜厚並無特殊限制，可舉例如2~50μm。藉由提升被接著體之引線架表面之凹凸順應性而提升對引線架表面之密著性，從該觀點來看，該膜厚範圍(2~50μm)之下限值亦可宜為5μm以上，較佳為10μm以上、15μm以上、20μm以上或25μm以上，又，從抑制樹脂密封時固定引線架的夾具壓力等所致變形應變之觀點來看，該膜厚範圍(2~50μm)之上限值可舉如宜為40μm以下，較佳為35μm以下，更佳為32μm以下、15μm以下、10μm以下或7μm以下。
針對本發明之聚矽氧黏著劑層之形成方法，可將黏著劑組成物以直接或用溶劑等調整過黏度之塗敷液之形態於基材上均勻塗敷成預定厚度，並且將溶劑進行乾燥後進一步加熱使黏著劑組成物硬化，藉此形成聚矽氧黏著劑層。
黏著劑組成物之塗敷法可舉例如：凹版塗佈機、棒式塗佈機、缺角輪刀式塗佈機、模具塗佈機等。
於本發明中，以防止直到將黏著膜貼合於引線架為止聚矽氧黏著劑層表面附著髒污或異物、抑或提升黏著膜之處理性為目的，適合將由塑膠膜構成的分隔件貼合於聚矽氧黏著劑層面來使用。前述分隔件是由高剝離性之塑膠膜構成，可依照期望適當使用於前述塑膠膜之表面形成有剝離劑者。
本發明之耐熱性黏著膜係於將半導體零件進行樹脂密封時用以保護端子部而貼合使用。具體而言，使用了本發明之耐熱性黏著膜的半導體封裝體之製造方法包含以下步驟。 銲線接合步驟，係於搭載有半導體晶片之引線架中，將前述半導體晶片與前述引線架之端子部進行電連接； 貼合步驟，係將上述本發明之耐熱性黏著膜貼合於前述引線架之與前述半導體晶片之搭載面為相反側的面； 密封步驟，係以密封樹脂來密封前述半導體晶片；及 剝離步驟，係將前述耐熱性黏著膜自前述引線架剝離而製得半導體封裝體。
本發明之耐熱性黏著膜可於密封步驟之短時間內將黏著性提高至可抑制樹脂滲漏之程度，因此，上述半導體封裝體之製造方法宜為於前述貼合步驟與前述密封步驟之間不含其他加熱步驟。
本發明之耐熱性黏著膜具有如上述可於短時間內提高黏著性之優異特性，另一方面剝離性亦優異。因此，上述半導體封裝體之製造方法可於前述密封步驟與前述剝離步驟之間包含利用加熱加壓進行之模後固化步驟。模後固化步驟中的溫度條件可舉例如170~180℃，加熱時間可舉例如1.2~3.5小時，且宜為1.2~2.5小時。模後固化步驟中的加壓條件可舉例如600~750kgf/m 2，且宜為630~720kgf/m 2，較佳為650~700kgf/m 2。
圖2為步驟圖，其係使用了本發明之耐熱性黏著膜的半導體封裝體之製造方法之一例。
本實施形態之半導體封裝體之製造方法至少包含以下步驟：半導體晶片30於引線架20上之搭載步驟(b)；銲線接合步驟(c)，係將半導體晶片30與引線架20之端子部22進行電連接；貼合步驟(d)，係將耐熱性黏著膜10貼合於引線架20；密封步驟(e)，係以密封樹脂50來密封半導體晶片30；剝離步驟(f)，係將耐熱性黏著膜自引線架20剝離而製得QFN單元60；及切割步驟(g)，係分割QFN單元60而製得個別的QFN封裝體70。
首先，如圖2(a)所示，準備引線架20，該引線架20至少具有半導體晶片搭載部21、端子部22、開口部23。引線架20係例如以銅等金屬作為素材而刻有複數個QFN之端子圖案者，且於其電接點部分有時也會以銀、鎳、鈀、金等等素材來覆蓋(鍍敷)。引線架20之厚度一般為100~300μm。又，引線架20係各個QFN之配置圖案規律排列成格子狀，以使切割步驟中容易分切。
如圖2(b)所示，半導體晶片搭載步驟係將半導體晶片30固定於引線架20之半導體晶片搭載部21之步驟。對該半導體晶片搭載部21之固定可使用導電性糊、熱硬化性接著劑、接著膠帶等黏晶材料。當使用導電性糊或熱硬化性接著劑等時，一般會以150~200℃左右之溫度進行加熱硬化而將半導體晶片30固定、搭載於半導體晶片搭載部21。通常在搭載半導體晶片後，為了去除附著於引線架20或半導體晶片30之黏晶材料等髒污，宜從搭載有半導體晶片30之引線架20表面施行電漿處理。
接著，如圖2(c)所示，進行銲線接合步驟，其係以接合線40將半導體晶片30與引線架20之端子部23進行電連接。接合線40例如可使用金線或鋁線等。一般會在加熱為120~250℃之狀態下，藉由併用利用超音波之振動能與利用施加加壓之壓接能來進行接線。
於銲線接合步驟後，作為貼合步驟，如圖2(d)所示，於引線架20之未搭載有半導體晶片30的面(下面)上，以黏著劑層相接於引線架20之方式貼合耐熱性黏著膜10。將耐熱性黏著膜貼合引線架20之方法適合為積層法等。
密封步驟中，如圖2(e)所示，為了保護搭載於引線架20之半導體晶片30或接合線40，使用密封樹脂50進行轉注成型藉以密封。密封樹脂50可使用以往公知之物，可舉例如環氧樹脂及無機填料等之混合物。樹脂密封時的加熱溫度可舉例如170~180℃，加熱時間可舉如數分鐘(例如2.5分鐘~5.5分鐘，且宜為4.5~5.5分鐘)。
然後，為求密封樹脂之物性穩定化而進行熱處理(模後固化步驟)。模後固化步驟中的溫度條件可舉例如170~180℃，加熱時間可舉例如1.2~3.5小時，且宜為1.2~2.5小時。
接著，作為剝離步驟，如圖2(f)所示，將貼合於引線架20之耐熱性黏著膜10剝離，製得排列有複數個QFN封裝體的QFN單元60。
如圖2(g)所示，切割步驟係沿著各QFN封裝體50之外周將QFN單元60進行切割，藉此切成個別的QFN封裝體70之步驟。
實施例 以下顯示實施例及比較例，詳細說明本發明之耐熱性黏著膜，惟本發明並不限於該等實施例。
＜調製黏著劑層用塗敷液＞ 使用下述材料，以表1所記載之摻合量將各材料進行混合，製作出黏著劑層用塗敷液1~13。 (黏著劑層用塗敷液材料) [聚矽氧橡膠1]；僅兩末端具有乙烯基之直鏈狀二甲基聚矽氧烷(重量平均分子量77,000、烯基含量2.60×10 -5mol/g) [聚矽氧橡膠2]；僅末端具有乙烯基之分枝狀二甲基聚矽氧烷(重量平均分子量680,000、烯基含量7.35×10 -6mol/g) [聚矽氧橡膠3]；僅末端具有乙烯基之分枝狀二甲基聚矽氧烷(重量平均分子量430,000、烯基含量9.30×10 -6mol/g) [交聯劑1]；甲基氫聚矽氧烷-二甲基矽氧烷共聚物(重量平均分子量2,500、SiH基含量7.14×10 -3mol/g) [交聯劑2]；甲基氫聚矽氧烷(重量平均分子量2,400、SiH基含量1.67×10 -2mol/g) [MQ樹脂]；由(CH 3) 3SiO 1/2單元及SiO 2單元所構成的MQ樹脂(重量平均分子量6,900) [硬化催化劑]；鉑系催化劑(鉑-烯基矽氧烷錯合物) [含有烯基之芳基醇化合物] [含有烯基之酚化合物1]；2-烯丙基酚(分子量134.18、烯基含量7.45×10 -3mol/g、化合物(1)之一例) [含有烯基之酚化合物2]；4-(烯丙氧基)酚(分子量150.17、烯基含量6.66×10 -3mol/g、化合物(2)之一例) [含有烯基之酚化合物3]；4-(5-己烯氧基)酚(分子量192.12、烯基含量5.21×10 -3mol/g、化合物(2)之一例) [含有烯基之酚化合物4]；3-乙烯基酚(分子量120.15、烯基含量8.32×10 -3mol/g、化合物(3)之一例)
[表1]
＜製作黏著膜＞ 以經單面電暈處理且厚度25μm之聚醯亞胺膜為基材，將黏著劑層用塗敷液1~13以塗抹器塗敷於前述聚醯亞胺膜之電暈處理面上，以使溶劑乾燥後的黏著劑層厚度會成為表2所示厚度，接著，於180℃之吉爾烘箱(Geer oven)中加熱硬化2分鐘，藉此分別製作出實施例1~12、比較例1~3之黏著膜。
＜準備黏貼有銅箔之試樣1＞ 從實施例1~12、比較例1~3之黏著膜切出寬度25mm×長度250mm之尺寸之試樣，將所切出之試樣之黏著劑層面黏貼於寬度50mm×長度120mm×厚度50μm之輥軋銅箔上，並以2kg之輥子自其上方壓接，作成黏貼有銅箔之試樣1。為了熱處理前、熱處理後的黏著力測定及殘膠評價，黏貼有銅箔之試樣1是用各個黏著膜準備各4片。 ＜準備黏貼有銅箔之試樣2＞ 從實施例1~12、比較例1~3之黏著膜切出寬度50mm×長度70mm之尺寸之試樣，將所切出之試樣之黏著劑層面黏貼於寬度70mm×長度100mm×厚度50μm之輥軋銅箔上，並以2kg之輥子自其上方壓接，作成黏貼有銅箔之試樣2。
＜熱處理前的黏著力測定＞ 將黏貼有銅箔之試樣1於23℃、50%RH環境下放置30分鐘後，於23℃、50%RH環境下，遵行JIS Z0237：2009，使用拉伸試驗機以剝離角度180°、剝離速度300mm/分將前述黏貼有銅箔之試樣1之黏著膜自輥軋銅箔剝離，測定此時的剝離力，並將該測定值定為熱處理前的黏著力(mN/25mm)。於表2中顯示實施例1~12、比較例1~3之各測定結果。
＜高溫短時間之熱處理時的黏著力測定＞ 將黏貼有銅箔之試樣2於23℃、50%RH環境下放置30分鐘，接著，於175℃之熱板上，以預先經175℃加熱的SUS板夾入前述黏貼有銅箔之試樣2，進行3分鐘(相當於搭載引線架後直到開始密封為止的高溫短時間之條件)熱處理，且在3分鐘後卸下SUS板後立即於175℃加熱下，遵行JIS Z0237：2009，使用拉伸試驗機以剝離角度90°、300mm/分之剝離速度將前述黏貼有銅箔之試樣2之黏著膜自輥軋銅箔剝離，測定此時的剝離力，並將該測定值已換算成25mm寬之值定為黏著力(mN/25mm)。於表2中顯示實施例1~12、比較例1~3之各測定結果。
＜相當於模後固化之熱處理後的黏著力測定＞ 將黏貼有銅箔之試樣1於23℃、50%RH環境下放置30分鐘，接著，於175℃之熱板上，以預先經175℃加熱的SUS板夾入前述黏貼有銅箔之試樣1，進行5分鐘熱處理，且在5分鐘後卸下SUS板，將前述黏貼有銅箔之試樣1於23℃、50%RH環境下放置5分鐘後，再以SUS板夾入前述黏貼有銅箔之試樣1，自該SUS板上對前述黏貼有銅箔之試樣1施加負載，且使壓力成為670kgf/m 2，並於175℃之吉爾烘箱中進行加壓加熱處理90分鐘(相當於圖2中(e)步驟與(f)步驟之間之模後固化步驟之條件)。然後，自吉爾烘箱取出，於23℃、50%RH環境下放置5分鐘後，於23℃、50%RH環境下，遵行JIS Z0237：2009，使用拉伸試驗機以剝離角度180°、剝離速度300mm/分將前述黏貼有銅箔之試樣1之黏著膜自輥軋銅箔剝離，測定此時的剝離力，並將該測定值定為熱處理後的黏著力(mN/25mm)。於表2中顯示實施例1~12、比較例1~3之各測定結果。
＜準備引線架＞ 引線架是使用於銅板上依序設置有鍍鎳層、鍍鈀層及鍍金層之下述規格者[32QFN(CD194、鍍敷；PD2L+Au)32LQFNPADSIZE3.0SQMM、新光電氣工業股份有限公司製]。 (引線架規格) [尺寸]55mm×58mm、[排列]QFN圖案8個×8個(計64個)之矩陣排列、[封裝體尺寸]5mm×5mm、[接腳數]32
＜利用高溫短時間之熱處理之樹脂滲漏評價＞ 從實施例1~12、比較例1~3之黏著膜切出50mm×60mm之尺寸之試樣，各自在無負載下貼合於引線架，並且用手墨輥輕輕使其密著。接著，使用轉注成型壓製機(TEP12-16、藤和精機股份有限公司製)，以密封樹脂(EME-G631BQ、住友電木(SUMITOMO BAKELITE)股份有限公司製)來密封貼合有黏著膜之引線架。密封時的加熱溫度設為175℃，搭載引線架後直到開始密封為止的時間則設為3分鐘或5分鐘2種水準。完成密封後，取出經樹脂密封之引線架，且於常溫下放置5分鐘後，將黏著膜自引線架剝離，並且用顯微鏡(100倍)來觀察已剝離黏著膜的引線架面，按以下基準進行評價。於表2中顯示評價結果。(若為○以上，在實際使用上即不成問題) ◎：直到開始密封為止的時間為3分鐘而完全無樹脂滲漏。 ○：直到開始密封為止的時間為3分鐘而有發生樹脂滲漏之處，但若為5分鐘則完全無樹脂滲漏。 ×：直到開始密封為止的時間為5分鐘而有發生樹脂滲漏之處。
＜相當於模後固化之熱處理後的殘膠評價＞ 將黏貼有銅箔之試樣1於23℃、50%RH環境下放置30分鐘，接著，於175℃之熱板上，以預先經175℃加熱的SUS板夾入前述黏貼有銅箔之試樣1，進行5分鐘熱處理，且在5分鐘後卸下SUS板，將前述黏貼有銅箔之試樣1於23℃、50%RH環境下放置5分鐘後，再以SUS板夾入前述黏貼有銅箔之試樣1，自該SUS板上對前述黏貼有銅箔之試樣1施加負載，且使壓力成為670kgf/m 2，並於175℃之吉爾烘箱中進行加壓加熱處理。加壓加熱處理時間設為90分鐘或180分鐘(相當於圖2中(e)步驟與(f)步驟之間之模後固化步驟之條件)2種水準。在經過各處理時間後，自吉爾烘箱取出黏貼有銅箔之試樣1，並於23℃、50%RH環境下放置5分鐘後，於23℃、50%RH環境下，使用拉伸試驗機以剝離角度180°、剝離速度500mm/分將前述黏貼有銅箔之試樣1之黏著膜從輥軋銅箔剝離，並且用目視來確認已剝離黏著膜的輥軋銅箔表面，按以下基準進行評價。於表2中顯示實施例1~12、比較例1~3之各評價結果。(若為○以上，在實際使用上即不成問題) ◎：加壓加熱處理時間為180分鐘而無殘膠。 ○：加壓加熱處理時間為180分鐘而產生殘膠，但若為90分鐘則無殘膠。 ×：加壓加熱處理時間為90分鐘而產生殘膠。
[表2]
10:耐熱性黏著膜 11:聚矽氧黏著劑層(黏著劑層) 12:基材 20:引線架 21:半導體晶片搭載部 22:端子部 23:開口部 30:半導體晶片 40:接合線 50:密封樹脂 60:QFN單元 70:QFN封裝體
圖1為顯示本發明之耐熱性黏著膜之截面示意圖。 圖2為步驟圖，其顯示使用了本發明之耐熱性黏著膜的半導體封裝體之製造方法之一例。
(無)

Claims (9)

  1. 一種半導體封裝體製造用耐熱性黏著膜，包含基材及積層於前述基材上之聚矽氧黏著劑層，並且 前述聚矽氧黏著劑層係由硬化物構成，該硬化物為加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物之硬化物，且具有酚性羥基。
  2. 如請求項1之耐熱性黏著膜，其中前述硬化物為黏著劑組成物之加成硬化物，且該黏著劑組成物包含加成硬化型聚矽氧黏著劑組成物、及含有烯基之芳基醇化合物。
  3. 如請求項2之耐熱性黏著膜，其中前述含有烯基之芳基醇化合物選自於由下述式(1)~(3)所示化合物所構成之群組： [化學式1] (式(1)~(3)中，Ar為芳基， 式(1)中，R 1係直接鍵結、或於構成主鏈之碳原子間具有或不具雙鍵皆可之烴鏈， 式(2)中，R 2係於構成主鏈之碳原子間具有或不具雙鍵皆可之烴鏈)。
  4. 如請求項2之耐熱性黏著膜，其中前述含有烯基之芳基醇化合物為烯丙基酚。
  5. 如請求項2之耐熱性黏著膜，其中前述黏著劑組成物含有0.20~2.85質量%之酚性羥基，而該酚性羥基為前述含有烯基之芳基醇化合物所具有。
  6. 如請求項2之耐熱性黏著膜，其中前述硬化物為黏著劑組成物之加成硬化物，且該黏著劑組成物包含具有烯基之二有機聚矽氧烷(diorganopolysiloxane)、交聯劑、及含有烯基之芳基醇化合物，並且 前述交聯劑中所含SiH基(C)，相對於前述具有烯基之二有機聚矽氧烷中的烯基(A)與前述含有烯基之芳基醇化合物中的烯基(B)之合計之莫耳比[(C)/{(A)+(B)}]為0.5~3.0。
  7. 如請求項1之耐熱性黏著膜，其中前述半導體封裝體製造包含以下步驟： 銲線接合步驟，係於搭載有半導體晶片之引線架中，將前述半導體晶片與前述引線架之端子部進行電連接； 貼合步驟，係將如請求項1之耐熱性黏著膜貼合於前述引線架之與前述半導體晶片之搭載面為相反側的面； 密封步驟，係以密封樹脂來密封前述半導體晶片；及 剝離步驟，係將前述耐熱性黏著膜自前述引線架剝離而製得半導體封裝體。
  8. 如請求項7之耐熱性黏著膜，其中於前述貼合步驟與前述密封步驟之間不含加熱步驟。
  9. 如請求項7之耐熱性黏著膜，其中於前述密封步驟與前述剝離步驟之間包含利用加熱加壓進行之模後固化步驟。
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