TW202409243A - 接著片材 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種接著片材,其包含大量金屬粒子,並且接著於被接著體後之接著強度相對較高。
本發明提供一種接著片材,其包含金屬粒子、環氧樹脂、及於分子中具有含有腈基之結構單元之高分子化合物,且
包含80質量%以上之上述金屬粒子,
上述高分子化合物之質量平均分子量Mw為5萬以上80萬以下。
Description
本發明係關於一種例如於製造半導體裝置時使用之接著片材。
先前,例如已知有具備功率二極體或功率電晶體等功率半導體元件之半導體裝置。又,已知有用於製造此種半導體裝置之切晶黏晶膜。此種切晶黏晶膜例如具備切割帶、及積層於該切割帶且要接著於半導體晶圓之接著片材。切割帶具有基材層、及與接著片材接觸之黏著劑層。此種切晶黏晶膜於半導體裝置之製造中例如如下所述地使用。
製造半導體裝置之方法通常具備:利用高積體之電子電路於晶圓之單面側形成電路面之前步驟;及自形成有電路面之晶圓切出晶片並進行組裝之後步驟。例如,於製造包含於相對較大之電力下使用之功率半導體元件之半導體裝置之情形時,於後步驟中,可實施如以下之各步驟。
後步驟例如具有如下步驟:安裝步驟,其係將形成有電路面之半導體晶圓之與電路面為相反側之面貼附至重疊於切割帶之接著片材,從而將半導體晶圓固定;切割步驟,其係利用切割鋸等將半導體晶圓及接著片材一同切斷而進行小片化;擴展步驟,其係擴大使半導體晶圓小片化而成之半導體晶片彼此之間隔;拾取步驟,其係將貼附於切割帶之黏著劑層之接著片材之小片與半導體晶片一同自黏著劑層剝離;黏晶步驟,其係將貼附有接著片材之小片之狀態之半導體晶片(Die)經由接著片材之小片而接著於被接著體;及固化步驟,其係對接著於被接著體之接著片材之小片進行熱硬化處理。具備功率半導體元件之半導體裝置例如經過該等步驟而製造。
作為如上所述之半導體裝置之製造方法中使用之切晶黏晶膜,例如已知有如下之切晶黏晶膜,其具備含有銀被覆銅系填料及銀填料之接著片材,上述銀被覆銅系填料為薄片狀且平均長徑為0.7 μm以上,上述銀填料之一次粒徑為500 nm以下(例如專利文獻1)。
專利文獻1中記載之切晶黏晶膜之接著片材包含如上所述之特定之銀被覆銅系填料及特定之銀填料作為金屬粒子,因此導熱性提高,又,接著於被接著體後之剝離抑制性能提高。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-095642號公報
通常,接著片材之導熱性可藉由提高金屬粒子之含有比率而提高。然而,金屬粒子自身缺乏接著性,因此若金屬粒子之含有比率提高,則於將接著片材接著於被接著體後之接著強度會降低。因此,為了提高接著片材之導熱性而大量調配金屬粒子時,有將接著片材接著於被接著體後之接著強度降低之問題。
然而,對於為了提高導熱性而大量包含金屬粒子且接著於被接著體後之接著強度相對較高之接著片材,尚不能說進行了充分研究。
因此,本發明之課題在於,提供一種大量包含金屬粒子且接著於被接著體後之接著強度相對較高之接著片材。
[解決問題之技術手段]
為了解決上述課題,本發明之接著片材之特徵在於,其包含金屬粒子、環氧樹脂、及於分子中具有含有腈基之結構單元之高分子化合物,且
包含80質量%以上之上述金屬粒子,
上述高分子化合物之質量平均分子量Mw為5萬以上80萬以下。
以下,一面參照附圖一面對本發明之接著片材之一實施方式進行說明。
本實施方式之接著片材10例如為構成切晶黏晶膜1之構件。切晶黏晶膜1如圖1所示,具備本實施方式之接著片材10、及重疊於接著片材10之一面之切割帶20。再者,切割帶20具備基材層21、及重疊於該基材層21且亦重疊於接著片材10之黏著劑層22。
接著片材10例如於半導體裝置之製造中接著於電路基板或半導體晶片等被接著體。
再者,附圖中之圖為模式圖,不一定與實物中之縱橫之長度比相同。
<切晶黏晶膜之接著片材>
本實施方式中,接著片材10至少包含金屬粒子、作為熱硬化性樹脂之環氧樹脂、及於分子中具有含有腈基之結構單元之高分子化合物(以下亦稱為含腈基之高分子化合物)。
接著片材10中,金屬粒子之含有率為80質量%以上,上述高分子化合物之質量平均分子量Mw為5萬以上80萬以下。
藉由該構成,本實施方式之接著片材10能夠大量包含金屬粒子,並且於接著於被接著體後之硬化後具有相對較高之接著強度。
接著片材10之厚度可為1 μm以上、可為10 μm以上、亦可為20 μm以上。又,接著片材10之厚度可為150 μm以下、可為100 μm以下、亦可為80 μm以下。藉由使接著片材10之厚度更薄,能夠使接著片材10之導熱性更良好。再者,於接著片材10為積層體之情形時,上述厚度為積層體之總厚度。
接著片材10例如可如圖1所示地具有單層結構。本說明書中,單層係指僅具有由相同組合物形成之層。積層有複數層由相同組合物形成之層之形態亦為單層。
另一方面,接著片材10例如亦可具有積層有由2種以上之不同組合物分別形成之層之多層結構。於接著片材10具有多層結構之情形時,構成接著片材10之至少1層(較佳為要與被接著體接著之層)至少包含80質量%以上之金屬粒子、環氧樹脂、及上述含腈基之高分子化合物即可。
如上所述,接著片材10中之金屬粒子之含有率為80質量%以上。由於金屬粒子之含有率為80質量%以上,因此接著片材10之導熱性及導電性良好。接著片材10可包含85質量%以上之上述金屬粒子,亦可包含90質量%以上。藉此,能夠使接著片材10之導熱性更良好。又,可包含97質量%以下之上述金屬粒子。
上述金屬粒子至少包含金屬元素。金屬粒子為導電性。金屬粒子之形狀並無特別限定,例如為球狀、板狀、針狀等。上述金屬粒子之形狀較佳為球狀。藉由使金屬粒子之形狀為球狀,能夠於接著片材10中更高密度地填充金屬粒子。
作為上述金屬粒子,例如可例舉僅由金屬及金屬氧化物中之至少一者形成之粒子、或包含金屬及除金屬以外之材料之複合粒子等。
僅由金屬及金屬氧化物中之至少一者形成之粒子包含金屬元素即可,例如可為金屬粒子之表面之至少一部分被金屬氧化物覆蓋之狀態。僅由金屬形成之粒子可由複數種金屬形成,亦可由單一種之金屬形成。作為由複數種金屬形成之粒子,例如可例舉如下之粒子:其具有由鎳粒子、銅粒子、銀粒子或鋁粒子等形成之中核部,及覆蓋中核部表面之至少一部分之表層部。作為表層部之材質,例如採用金或銀等。
作為複合粒子,例如可例舉如下之粒子:其具有由樹脂粒子等形成之中核部、及覆蓋中核部表面之至少一部分且由鎳或金等金屬形成之表層部。中核部亦可由碳黑、碳奈米管等碳材料形成。再者,作為複合粒子,可採用利用脂肪酸對金屬粒子進行表面處理所得之粒子等。
再者,作為上述金屬粒子,可僅採用1種,亦可組合採用2種以上。
上述金屬粒子較佳為藉由燒結處理而燒結之燒結性金屬粒子。燒結性金屬粒子為各粒子之表層部之至少一部分由金屬形成且以該金屬之熔點以下之溫度加熱時彼此固著之粒子。藉由使上述金屬粒子為燒結性金屬粒子,從而能夠藉由對接著片材10實施熱硬化處理而使燒結性金屬粒子之至少一部分燒結。因此,更容易於接著片材10之內部形成熱傳導路徑。尤其是容易形成厚度方向之熱傳導路徑。藉此,能夠使接著片材10之散熱性相對較高。作為燒結性金屬粒子,較佳為至少表層部由金、銀或銅中之至少任一種金屬形成之粒子。
上述金屬粒子之平均粒徑可為1 nm以上10 μm以下。該平均粒徑可為10 nm以上。藉由使上述金屬粒子之平均粒徑更大,可進一步抑制粒子彼此之凝聚,因此有使金屬粒子更容易分散於接著片材10中之優點。又,該平均粒徑可為5 μm以下。藉由使上述金屬粒子之平均粒徑更小,可更多地形成上述熱傳導路徑。
本實施方式之接著片材10包含環氧樹脂作為熱硬化性樹脂。由於接著片材10包含環氧樹脂,因此硬化後之接著片材10具有良好之接著強度。
作為上述環氧樹脂,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、苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型、三羥基苯基甲烷型、四酚基乙烷型、乙內醯脲型、異氰尿酸三縮水甘油酯型、或縮水甘油胺型之各環氧樹脂。作為環氧樹脂,較佳為雙酚A型或甲酚酚醛清漆型。
環氧樹脂於室溫下可為液體,亦可為固體狀。
本實施方式之接著片材10亦可包含環氧樹脂以外之熱硬化性樹脂。作為該熱硬化性樹脂,例如可例舉酚樹脂、胺基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、硬化性矽酮樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂等。作為上述熱硬化性樹脂,可採用僅1種或2種以上。
酚樹脂可作為環氧樹脂之硬化劑發揮作用。作為酚樹脂,例如可例舉酚醛清漆型酚樹脂、可溶酚醛型酚樹脂、或聚對羥基苯乙烯等聚羥基苯乙烯等。
作為酚醛清漆型酚樹脂,例如可例舉苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂(聯苯芳烷基型酚樹脂等)、甲酚酚醛清漆樹脂、第三丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂、或苯酚二甲苯樹脂等。
酚樹脂之羥基當量[g/eq]例如可為90以上220以下。
自能夠使接著片材10之彈性模數適度變低之方面而言,作為酚樹脂,較佳為羥基當量相對較大之聯苯芳烷基型酚樹脂。
作為上述酚樹脂,可採用僅1種或2種以上。
如上所述,本實施方式之接著片材10包含於分子中具有含有腈基之結構單元之高分子化合物(含腈基之高分子化合物)。由於本實施方式之接著片材10含有含腈基之高分子化合物,因此硬化後之接著片材10之接著強度提高。
上述含腈基之高分子化合物之質量平均分子量(Mw)為5萬以上80萬以下。該質量平均分子量(Mw)可為10萬以上。又,該質量平均分子量(Mw)可為70萬以下、可為60萬以下、亦可為50萬以下。
上述含腈基之高分子化合物之質量平均分子量(Mw)之分子量相對較小,為80萬以下,因此接著於被接著體後之接著片材10之接著強度能夠變得相對較高。
上述質量平均分子量(Mw)可藉由凝膠滲透層析法(GPC)來測定。具體測定條件如以下所示。
測定裝置:HLC-8120GPC(製品名,東曹公司製造)
管柱:TSKgel GMH-H(S)×2(商品號,東曹公司製造)
流量:0.5 ml/min
注入量:100 μL
管柱溫度:40℃
溶離液:四氫呋喃(THF)
注入試樣濃度:0.1重量%
檢測器:示差折射計
用於製作校準曲線之標準物質:聚苯乙烯
作為上述含腈基之高分子化合物,可採用市售之製品。市售製品中,可適當選擇並採用具有上述範圍之質量平均分子量(Mw)之含腈基之高分子化合物。
上述含腈基之高分子化合物之玻璃轉移溫度Tg可為-30℃以上30℃以下。該玻璃轉移溫度Tg可為-18℃以上、可為-15℃以上、可為-10℃以上、亦可為-5℃以上。又,該玻璃轉移溫度Tg可為15℃以下、可為10℃以下、亦可為5℃以下。
藉由使上述含腈基之高分子化合物之玻璃轉移溫度Tg為-30℃以上(較佳為-10℃以上),接著於被接著體後之接著片材10之接著強度能夠變得更高。
上述玻璃轉移溫度Tg可根據動態黏彈性測定之結果求出。具體測定條件如以下所示。
(動態黏彈性測定條件)
・裝置:動態黏彈性測定裝置
(例如,Rheometric Scientific公司製造「機器名:RSAIII」)
・測定模式:拉伸
・測定頻率:1 Hz
・測定溫度範圍:自-40℃升溫至285℃
・升溫速度:10℃/min
於上述測定條件下經時測定儲存彈性模數E'及損耗彈性模數E''。並且,將損耗正切(tanδ=E''/E')顯示峰形狀之峰頂點處之溫度作為玻璃轉移溫度Tg。
作為上述含腈基之高分子化合物,可採用市售之製品。因此,亦可自市售製品中選擇上述玻璃轉移溫度Tg相對較高之製品,又,亦可選擇上述玻璃轉移溫度Tg相對較低之製品。
再者,上述玻璃轉移溫度Tg例如可藉由進一步減小上述含腈基之高分子化合物之分子量來降低。另一方面,例如藉由進一步增大上述含腈基之高分子化合物之分子量,能夠進一步提高上述玻璃轉移溫度Tg。
作為上述含腈基之高分子化合物,例如可例舉:丙烯腈-二烯共聚橡膠、或至少為(甲基)丙烯腈與(甲基)丙烯酸烷基酯之共聚物之丙烯酸系樹脂(以下有時稱為含腈基之丙烯酸系樹脂)等。
作為丙烯腈-二烯共聚橡膠,例如可例舉:作為(甲基)丙烯腈與丁二烯之共聚物之丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)、腈-氯丁二烯橡膠、腈-異戊二烯橡膠等。
本實施方式中,上述含腈基之高分子化合物於分子中不具有縮水甘油基,因此為熱塑性樹脂之1種。
上述含腈基之高分子化合物較佳為上述含腈基之丙烯酸系樹脂。藉由使接著片材10包含上述含腈基之丙烯酸系樹脂作為含腈基之高分子化合物,從而接著片材10能夠具有適度之柔軟性。又,藉由變更使含腈基之丙烯酸系樹脂聚合時之單體之種類,能夠相對較容易地調整接著片材10之彈性模數。
上述含腈基之丙烯酸系樹脂為至少(甲基)丙烯腈單體與(甲基)丙烯酸烷基酯單體[Alkyl (meth)acrylate monomer]共聚而成之高分子化合物。
再者,本說明書中,「(甲基)丙烯酸」之表述表示甲基丙烯酸及丙烯酸中之至少一者,「(甲基)丙烯酸酯」之表述表示甲基丙烯酸酯(Methacrylate)及丙烯酸酯(Acrylate)中之至少一者。「(甲基)丙烯醯基」之用語亦相同。
上述含腈基之丙烯酸系樹脂可為於分子中具有交聯性基之交聯性丙烯酸系樹脂。上述交聯性丙烯酸系樹脂較佳為於側鏈具有交聯性基。上述交聯性丙烯酸系樹脂可於側鏈之末端具有上述交聯性基。再者,上述交聯性丙烯酸系樹脂亦可於主鏈之兩端中之至少一端具有上述交聯性基。
上述交聯性丙烯酸系樹脂於分子中具有之交聯性基只要為藉由熱硬化處理而發生交聯反應之官能基,則並無特別限定。作為交聯性基,例如可例舉縮水甘油基、或具有活性氫之交聯性基。
作為具有活性氫之交聯性基,例如可例舉羥基或羧基等。該等交聯性基能夠與環氧基發生交聯反應。例如,於分子中具有羥基或羧基中之至少一者之上述交聯性丙烯酸系樹脂與於分子中具有環氧基之化合物(例如上述環氧樹脂等)之間能夠發生交聯反應。
含交聯性基之單體之結構單元於上述交聯性丙烯酸系樹脂之總結構單元中所占之含有比率較佳為規定範圍內。藉由使含交聯性基之單體之結構單元之含有比率變高,能夠使對接著片材10進行熱硬化處理時之交聯反應更充分地進行。另一方面,藉由使上述含有比率變低,熱硬化處理後之接著片材10之彈性模數變得更低,能夠進一步抑制與熱硬化處理相伴之接著片材10之翹曲。
再者,作為含交聯性基之單體之結構單元之含有比率之指標,於交聯性基為羧基之情形時,可採用後述之酸值。
上述交聯性丙烯酸系樹脂例如可藉由使用自由基聚合起始劑之通常之聚合方法來合成。或者,作為上述交聯性丙烯酸系樹脂,可使用市售品。
上述交聯性丙烯酸系樹脂較佳為於分子中之結構單元中,以質量比率計,(甲基)丙烯酸烷基酯單體之結構單元包含得最多。作為該(甲基)丙烯酸烷基酯單體,例如可例舉烷基(烴基)之碳數為2以上18以下之(甲基)丙烯酸C2~C18烷基酯單體。
再者,結構單元係指使交聯性丙烯酸系樹脂聚合時之單體(例如丙烯酸丁酯、丙烯腈等)聚合後之源自各單體之結構。以下相同。
作為(甲基)丙烯酸烷基酯單體,例如可例舉(甲基)丙烯酸飽和直鏈狀烷基酯單體、(甲基)丙烯酸飽和支鏈狀烷基酯單體、或(甲基)丙烯酸飽和環狀烷基酯單體等。
作為(甲基)丙烯酸飽和直鏈狀烷基酯單體,可例舉(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸棕櫚酯、或(甲基)丙烯酸硬脂酯等。再者,直鏈狀烷基部分之碳數較佳為2以上8以下。
作為(甲基)丙烯酸飽和支鏈狀烷基酯單體,可例舉(甲基)丙烯酸異庚酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、或(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等。再者,烷基部分可具有iso結構、sec結構、neo結構、或tert結構中之任一種。
上述交聯性丙烯酸系樹脂包含源自能夠與(甲基)丙烯酸烷基酯單體共聚之含交聯性基之單體之結構單元。
本實施方式中,上述交聯性丙烯酸系樹脂為至少(甲基)丙烯酸烷基酯單體、(甲基)丙烯腈單體、及含交聯性基之單體共聚而成之丙烯酸系樹脂。換言之,上述交聯性丙烯酸系樹脂具有(甲基)丙烯酸烷基酯單體之結構單元、(甲基)丙烯腈單體之結構單元、及含交聯性基之單體之結構單元以無規之順序連接之構成。
作為上述含交聯性基之單體,例如可例舉:含縮水甘油基之(甲基)丙烯酸單體、含羧基(甲基)丙烯酸單體、含羥基(氫氧基)(甲基)丙烯酸單體、含磺酸基(甲基)丙烯酸單體、或含磷酸基(甲基)丙烯酸單體等含官能基之單體等。再者,上述含交聯性基之單體可於分子中具有醚基或酯基等。
上述交聯性丙烯酸系樹脂較佳為選自含羧基(甲基)丙烯酸單體及含羥基(甲基)丙烯酸單體中之至少1種含交聯性基之單體、(甲基)丙烯酸烷基酯(尤其是烷基部分之碳數為1以上4以下之(甲基)丙烯酸烷基酯)及(甲基)丙烯腈單體之共聚物。
藉由使上述交聯性丙烯酸系樹脂於分子中具有羧基或羥基中之至少一者,從而上述交聯性丙烯酸系樹脂之交聯性基與環氧樹脂之環氧基或上述金屬粒子之表面官能基能夠彼此進行物理或化學鍵結,因此接著片材10之強度能夠提高。
上述交聯性丙烯酸系樹脂之酸值可為1[mg/KOH]以上40[mg/KOH]以下。該酸值根據JIS K0070-1992(電位差滴定方法),藉由以下測定方法求出。
(1)於將二乙醚及乙醇以體積比4:1(二乙醚之體積:乙醇之體積)混合而成之混合溶劑中,加入酚酞溶液作為指示劑。然後,使用0.1 mol/L之氫氧化鉀乙醇溶液(滴定液)對包含該指示劑之混合溶劑進行中和。藉此,求出作為滴定液之0.1 mol/L之氫氧化鉀乙醇溶液之係數f。
(2)稱量約5 g試樣(上述交聯性丙烯酸系樹脂)並放入燒杯後,向燒杯中加入上述混合溶劑,一面加溫及攪拌,一面使試樣溶解於混合溶劑。
(3)使用0.1 mol/L之氫氧化鉀乙醇溶液(滴定液),對溶解有試樣之混合溶液進行電位差滴定。並且,按照下述式(1)求出試樣(上述交聯性丙烯酸系樹脂)之酸值。
[數1]
作為(甲基)丙烯腈單體,例如可例舉丙烯腈單體、或甲基丙烯腈單體等。
作為含羧基(甲基)丙烯酸單體,例如可例舉(甲基)丙烯酸、或丁二酸單(2-(甲基)丙烯醯氧基乙基)酯單體等。再者,羧基可配置於單體結構之末端部分,亦可與末端部分以外之烴鍵結。
作為含羥基(甲基)丙烯酸單體,例如可例舉(甲基)丙烯酸羥基乙酯單體、(甲基)丙烯酸羥基丙酯單體、或(甲基)丙烯酸羥基丁酯單體等。再者,羥基可配置於單體結構之末端部分,亦可與末端部分以外之烴鍵結。
接著片材10可包含除上述成分以外之成分。例如,接著片材10可進而包含除上述含腈基之丙烯酸系樹脂以外之熱塑性樹脂。又,接著片材10根據需要亦可進而包含例如硬化觸媒、阻燃劑、矽烷偶合劑、離子捕捉劑、染料等。
作為接著片材10中可進而包含之熱塑性樹脂,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、6-聚醯胺樹脂或6,6-聚醯胺樹脂等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、PET(polyethylene terephthalate,聚對苯二甲酸乙二酯)或PBT(polybutylene terephthalate,聚對苯二甲酸丁二酯)等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、或者氟樹脂等。
於接著片材10中所含之熱硬化性樹脂及上述交聯性丙烯酸系樹脂等含腈基之高分子化合物之總量(詳細而言為除金屬粒子、矽烷偶合劑及觸媒之外之聚合物成分之總量)中,上述含腈基之高分子化合物所占之質量比率較佳為30質量%以上、更佳為35質量%以上、進而較佳為40質量%以上。又,該質量比率可為50質量%以下、亦可為45質量%以下。
接著片材10中,相對於金屬粒子100質量份,上述聚合物成分之總量(上述含腈基之高分子化合物及熱硬化性樹脂等之總量)可為5質量份以上15質量份以下。
本實施方式中,硬化前之接著片材10於120℃下之熔融黏度可為1000[kPa・s]以下、可為500[kPa・s]以下、可為300[kPa・s]以下、亦可為170[kPa・s]以下。再者,熔融黏度可為80[kPa・s]以上。
上述熔融黏度於對接著片材10實施後述硬化處理前進行測定。
上述熔融黏度可藉由以下測定法進行測定。具體測定條件如以下所示。
(硬化前之接著片材之熔融黏度之測定條件)
測定裝置:流變儀
(例如,Thermo SCIENTFIC HAAKE MARS III)
溫度:120℃
治具:平行板直徑8 mm、間隙250 μm、剪切速度1/秒)
上述熔融黏度例如可藉由提高接著片材10中所含之環氧樹脂及酚樹脂之含有率來減小。另一方面,例如藉由降低接著片材10中所含之環氧樹脂及酚樹脂之含有率,能夠增大上述熔融黏度。
本實施方式中,硬化前之接著片材10於30℃下之儲存彈性模數G'可為1.0 MPa以上2.5 MPa以下。30℃下之儲存彈性模數G'為1.0 MPa以上時,硬化前之接著片材10具有適度之剛性,例如能夠充分保持膜狀之形態。
上述儲存彈性模數G'於對接著片材10實施後述硬化處理前進行測定。上述儲存彈性模數G'可藉由按照上述動態黏彈性測定之測定條件測定儲存彈性模數而求出。
上述儲存彈性模數G'例如可藉由改變接著片材10中所含之金屬粒子之含有率、改變環氧樹脂之含有率、或改變酚樹脂之含有率等來進行調整。
本實施方式中,硬化後之接著片材10與被接著體之間之接著強度較佳為更大,例如可為15 MPa以上。再者,該接著強度例如可為100 MPa以下、亦可為50 MPa以下。
關於上述接著強度,於以150℃、荷重1 MPa、1秒之條件將接著片材10貼附於被接著體後,用30分鐘將接著片材10自室溫升溫至200℃,然後於200℃下實施1小時(正壓0.5 MPa)之硬化處理後進行測定。上述接著強度之測定中,作為被接著體,採用矽裸晶圓(矽晶片)。
上述接著強度藉由以下之測定法進行測定。具體而言,測定利用剪切試驗機將接著片材10自被接著體剪切剝離時之剝離強度。作為測定裝置,例如可使用製品名「Dage4000」(Nordson Advanced Technology公司製造)。剪切剝離之條件為測定速度200 μm/秒、測定間隙80 μm、溫度25℃。
上述接著強度例如可藉由減小接著片材10中所含之含腈基之高分子化合物(上述含腈基之丙烯酸系樹脂等)之分子量來增大。或者,例如藉由使接著片材10中所含之含腈基之高分子化合物(上述含腈基之丙烯酸系樹脂等)之玻璃轉移溫度Tg更高,上述接著強度能夠變得更大。
本實施方式中,回焊後之接著片材10之與被接著體之接著強度相對於硬化後之接著片材10之與被接著體之接著強度之維持率可為70%以上。再者,該維持率可為99%以下。
再者,對接著片材10進行如上所述之硬化處理後,進一步對接著片材10實施90秒之120~180℃下之預加熱處理,進而於260℃下實施10秒之加熱處理後,測定回焊後之接著片材10之接著強度。該接著強度之具體測定方法與上述方法相同。
回焊後之接著片材10之接著強度例如可藉由減小接著片材10中所含之含腈基之高分子化合物(上述含腈基之丙烯酸系樹脂等)之分子量來增大。或者,例如藉由使接著片材10中所含之含腈基之高分子化合物(上述含腈基之丙烯酸系樹脂等)之玻璃轉移溫度Tg更高,回焊後之接著片材10之接著強度能夠變得更大。
本實施方式中,硬化後之接著片材10之熱導率例如可為1[W/m・K]以上。該熱導率為接著片材10之厚度方向上之熱導率。
繼而,對貼合於上述接著片材10之切割帶20進行詳細說明。
於本實施方式之切晶黏晶膜1之使用前或使用中,藉由照射活性能量線(例如紫外線),使切割帶20之黏著劑層22硬化。例如,將接著片材10與黏著劑層22積層前,至少對黏著劑層22照射紫外線等。藉由紫外線等之照射使黏著劑層22發生硬化,藉此能夠適度降低黏著劑層22之黏著力。藉此,於後述拾取步驟中,能夠相對較容易地自黏著劑層22將接著片材10(接著有半導體晶圓之狀態)剝離。
<切晶黏晶膜之切割帶>
上述切割帶20通常為長條片材,以捲繞之狀態保管至使用為止。本實施方式之切晶黏晶膜1貼於具有較要割斷處理之矽晶圓大一圈之內徑之圓環狀之框並切割而使用。
上述切割帶20具備基材層21、及重疊於該基材層21之黏著劑層22。
[切割帶之基材層]
基材層21可為單層結構,亦可具有積層結構(例如3層結構)。基材層21之厚度(總厚度)可為80 μm以上150 μm以下。
基材層21之各層例如為金屬箔、紙或布等纖維片材、橡膠片材、樹脂膜等。
作為構成基材層21之纖維片材,可例舉紙、織布、不織布等。
作為樹脂膜之材質,例如可例舉:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烴;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)共聚物等乙烯之共聚物;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;聚丙烯酸酯;聚氯乙烯(PVC);聚胺基甲酸酯;聚碳酸酯;聚苯硫醚(PPS);脂肪族聚醯胺、全芳香族聚醯胺(芳綸)等聚醯胺;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);纖維素或纖維素衍生物;含矽酮高分子;或者含氟高分子等。該等可單獨使用1種或組合使用2種以上。
基材層21較佳為由樹脂膜等高分子材料構成。
於基材層21具有樹脂膜之情形時,可對樹脂膜實施延伸處理等而控制伸長率等變形性。
為了提高與黏著劑層22之密接性,可對基材層21之表面實施表面處理。作為表面處理,例如可採用基於鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、或電離輻射處理等化學方法、或者物理方法之氧化處理等。又,亦可實施基於錨固塗佈劑、底塗劑、或接著劑等塗佈劑之塗佈處理。
對於基材層21之背面側(未重疊黏著劑層22之側),為了賦予剝離性,例如可利用矽酮系樹脂或氟系樹脂等脫模劑(剝離劑)等實施脫模處理。
自能夠自背面側對黏著劑層22賦予紫外線等活性能量線之方面而言,基材層21較佳為透光性(紫外線透過性)之樹脂膜等。
[切割帶之黏著劑層]
本實施方式中,黏著劑層22例如包含:於分子中至少含有(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元之丙烯酸聚合物、異氰酸酯化合物及聚合起始劑。
黏著劑層22可具有5 μm以上40 μm以下之厚度。黏著劑層22之形狀及大小通常與基材層21之形狀及大小相同。
本實施方式中,黏著劑層22中所含之上述丙烯酸聚合物於分子中至少具有(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元、含羥基(甲基)丙烯酸酯之結構單元及含聚合性基之(甲基)丙烯酸酯之結構單元。結構單元係構成丙烯酸聚合物之主鏈之單元。上述丙烯酸聚合物中之各側鏈包含於構成主鏈之各結構單元中。
於黏著劑層22中所含之丙烯酸聚合物中,上述結構單元可藉由
1H-NMR(Nuclear Magnetic Resonance,核磁共振)、
13C-NMR等NMR分析、熱分解GC/MS(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,氣相層析-質譜)分析、及紅外光譜法等來確認。再者,丙烯酸聚合物中之上述結構單元之莫耳比率通常可根據使丙烯酸聚合物聚合時之調配量(投料量)算出。
上述(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元源自(甲基)丙烯酸烷基酯單體。換言之,(甲基)丙烯酸烷基酯單體進行聚合反應後之分子結構為(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元。「烷基」這一表述表示與(甲基)丙烯酸進行了酯鍵結之烴部分。
(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元中之烷基部分之烴可為飽和烴亦可為不飽和烴。烴部分之碳數可為6以上、亦可為8以上。又,烴部分之碳數可為10以下。
上述丙烯酸聚合物之結構單元中,較佳為烷基部分之碳數為8以上之(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元之比率於分子中以莫耳換算計最高,更佳為支鏈狀之烷基部分之碳數為8以上之(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元之比率於分子中以莫耳換算計最高。藉此,認為能夠保持後述拾取步驟中之拾取性能(能夠相對較容易地自黏著劑層22將接著片材10及半導體晶片剝離之性能),並且更充分地抑制切割步驟中之所謂晶片飛濺現象(後文詳細說明)。晶片飛濺現象係將半導體晶圓及接著片材10切斷而小片化時,經小片化之接著片材10及半導體晶片自黏著劑層22無意地剝離之現象。換言之,藉由使黏著劑層22包含烷基部分之碳數為8以上之(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元之比率於分子中最高之上述丙烯酸聚合物,從而能夠進一步抑制接著片材10於面方向之任一方向上自黏著劑層22剝離,並且使接著片材10於與面垂直之方向上相對較容易自黏著劑層22剝離。
作為(甲基)丙烯酸烷基酯之結構單元,例如可例舉(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正壬酯或異壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯等各結構單元。
黏著劑層22中所含之上述丙烯酸聚合物較佳為於分子中進而具有包含雜環(Heterocycle)結構之(甲基)丙烯酸酯之結構單元。藉由使上述丙烯酸聚合物於分子中具有氮(N)或氧(O)等極化部位,上述丙烯酸聚合物之凝聚性進一步提高。因此,能夠進一步提高包含上述丙烯酸聚合物之黏著劑層22與接著片材10之間之剝離力。又,將黏著劑層22自接著片材10剝離時,能夠進一步抑制黏著劑層22之一部分脫離並附著於接著片材10之剝離面之現象(糊劑殘留)。作為上述雜環(Heterocycle)結構,較佳為含有氮(N)或氧(O)中之至少一者之結構。作為於分子中含有雜環(Heterocycle)結構之(甲基)丙烯酸酯之結構單元,例如可例舉(甲基)丙烯醯基𠰌啉等。
上述丙烯酸聚合物具有含羥基(甲基)丙烯酸酯之結構單元,該結構單元之羥基會與異氰酸酯基容易地反應。
藉由使具有含羥基(甲基)丙烯酸酯之結構單元之丙烯酸聚合物與異氰酸酯化合物於黏著劑層22中共存,能夠使黏著劑層22適度地硬化。因此,丙烯酸聚合物能夠充分凝膠化。因此,黏著劑層22能夠維持形狀,並且發揮黏著性能。
含羥基(甲基)丙烯酸酯之結構單元較佳為含羥基(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯之結構單元。「C2~C4烷基」這一表述表示與(甲基)丙烯酸進行了酯鍵結之烴部分之碳數。換言之,含羥基(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯單體表示(甲基)丙烯酸與碳數2以上4以下之醇(通常為二元醇)進行酯鍵結而成之單體。
C2~C4烷基之烴部分通常為飽和烴。例如,C2~C4烷基之烴部分為直鏈狀飽和烴或支鏈狀飽和烴。C2~C4烷基之烴部分較佳為不包含含有氧(O)或氮(N)等之極性基。
作為含羥基(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯之結構單元,例如可例舉(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、或者(甲基)丙烯酸羥基正丁酯或(甲基)丙烯酸羥基異丁酯等(甲基)丙烯酸羥基丁酯之各結構單元。再者,於(甲基)丙烯酸羥基丁酯之結構單元中,羥基(-OH基)可與烴部分之末端之碳(C)鍵結,亦可與烴部分之末端以外之碳(C)鍵結。
上述丙烯酸聚合物包含於側鏈中具有聚合性不飽和雙鍵之含聚合性基之(甲基)丙烯酸酯之結構單元。
上述丙烯酸聚合物藉由含有含聚合性基之(甲基)丙烯酸酯之結構單元,從而於拾取步驟之前能夠藉由活性能量線(紫外線等)之照射而使黏著劑層22硬化。詳細而言,藉由紫外線等活性能量線之照射,由光聚合起始劑產生自由基,藉由該自由基之作用,能夠使丙烯酸聚合物彼此進行交聯反應。藉此,能夠使照射前之黏著劑層22之黏著力藉由照射而降低。並且,能夠使接著片材10自黏著劑層22良好地剝離。
再者,作為活性能量線,可採用紫外線、放射線、電子束。
關於含聚合性基之(甲基)丙烯酸酯之結構單元,具體而言,可具有上述含羥基(甲基)丙烯酸酯之結構單元中之羥基與含異氰酸酯基之(甲基)丙烯酸單體之異氰酸酯基進行胺基甲酸酯鍵結而成之分子結構。
具有聚合性基之含聚合性基之(甲基)丙烯酸酯之結構單元可於聚合處理後製備。例如,於(甲基)丙烯酸烷基酯單體與含羥基(甲基)丙烯酸單體之共聚之後,藉由使含羥基(甲基)丙烯酸酯之結構單元之一部分中之羥基與含異氰酸酯基之聚合性單體之異氰酸酯基進行胺基甲酸酯化反應,能夠獲得上述含聚合性基之(甲基)丙烯酸酯之結構單元。
上述含異氰酸酯基之(甲基)丙烯酸單體較佳為於分子中具有1個異氰酸酯基且具有1個(甲基)丙烯醯基。作為該單體,例如可例舉異氰酸2-甲基丙烯醯氧基乙酯。
本實施方式中之切割帶20之黏著劑層22進而包含異氰酸酯化合物。異氰酸酯化合物之一部分可為藉由胺基甲酸酯化反應等進行反應後之狀態。
異氰酸酯化合物於分子中具有複數個異氰酸酯基。藉由使異氰酸酯化合物於分子中具有複數個異氰酸酯基,能夠推進黏著劑層22中之丙烯酸聚合物間之交聯反應。詳細而言,藉由使異氰酸酯化合物之一個異氰酸酯基與丙烯酸聚合物之羥基反應,另一個異氰酸酯基與其他丙烯酸聚合物之羥基反應,能夠推進經由異氰酸酯化合物之交聯反應。
作為異氰酸酯化合物,例如可例舉脂肪族二異氰酸酯、脂環族二異氰酸酯、或芳香脂肪族二異氰酸酯等二異氰酸酯。
進而,作為異氰酸酯化合物,例如可例舉二異氰酸酯之二聚物或三聚物等聚合多異氰酸酯、多亞甲基多伸苯基多異氰酸酯。
此外,作為異氰酸酯化合物,例如可例舉使過量之上述異氰酸酯化合物與含活性氫之化合物進行反應而成之多異氰酸酯。作為含活性氫之化合物,可例舉含活性氫之低分子量化合物、含活性氫之高分子量化合物等。
再者,作為異氰酸酯化合物,亦可使用脲基甲酸酯化多異氰酸酯、縮二脲化多異氰酸酯等。
上述異氰酸酯化合物可單獨使用1種或組合使用2種以上。
作為上述異氰酸酯化合物,較佳為芳香族二異氰酸酯與含活性氫之低分子量化合物之反應物。芳香族二異氰酸酯之反應物由於異氰酸酯基之反應速度相對較慢,因此包含該反應物之黏著劑層22可抑制過度硬化。作為上述異氰酸酯化合物,較佳為於分子中具有3個以上異氰酸酯基之化合物。
黏著劑層22中所含之聚合起始劑係能夠藉由所施加之熱或光之能量而引發聚合反應之化合物。藉由使黏著劑層22包含聚合起始劑,從而於對黏著劑層22賦予熱能或光能時,能夠推進丙烯酸聚合物間之交聯反應。詳細而言,於具有含聚合性基之(甲基)丙烯酸酯之結構單元之丙烯酸聚合物間,能夠引發聚合性基彼此之聚合反應,使黏著劑層22硬化。藉此,使黏著劑層22之黏著力降低,於拾取步驟中,能夠自硬化之黏著劑層22將接著片材10容易地剝離。
作為聚合起始劑,例如採用光聚合起始劑或熱聚合起始劑等。作為聚合起始劑,可使用通常之市售製品。
黏著劑層22可進而包含除上述成分以外之其他成分。作為其他成分,例如可例舉黏著賦予劑、塑化劑、填充劑、抗老化劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、耐熱穩定劑、抗靜電劑、界面活性劑、或輕剝離化劑等。其他成分之種類及使用量可根據目的而適當選擇。
本實施方式之切晶黏晶膜1於使用前之狀態下可具備覆蓋接著片材10之一面(接著片材10未與黏著劑層22重疊之面)之剝離襯墊。剝離襯墊用於保護接著片材10,於即將對接著片材10貼附被接著體(例如半導體晶圓W)之前剝離。
作為剝離襯墊,例如可使用利用矽酮系之剝離劑、長鏈烷基系之剝離劑、氟系之剝離劑、硫化鉬等剝離劑進行了表面處理之塑膠膜或紙等。
該剝離襯墊可作為用於支持接著片材10之支持材料而利用。剝離襯墊於對黏著劑層22重疊接著片材10時適宜地使用。詳細而言,以剝離襯墊與接著片材10積層之狀態將接著片材10重疊於黏著劑層22,於重疊後將剝離襯墊剝去(轉印),藉此能夠於黏著劑層22重疊接著片材10。
繼而,對本實施方式之接著片材10及切晶黏晶膜1之製造方法進行說明。
<切晶黏晶膜之製造方法>
本實施方式之切晶黏晶膜1之製造方法包括:
製作接著片材10之步驟;
製作切割帶20之步驟;及
將所製造之接著片材10與切割帶20重疊之步驟。
[製作接著片材之步驟]
製作接著片材10之步驟具有:
製備用於形成接著片材10之樹脂組合物之樹脂組合物製備步驟;及
由樹脂組合物形成接著片材10之接著片材形成步驟。
樹脂組合物製備步驟中,例如藉由將金屬粒子、環氧樹脂、上述含腈基之丙烯酸系樹脂、環氧樹脂之硬化觸媒及溶劑等混合並使各樹脂溶解於溶劑而製備樹脂組合物。藉由改變溶劑之量,能夠調整組合物之黏度。再者,作為調配之樹脂,可使用市售之製品。
接著片材形成步驟中,例如將如上所述地製備之樹脂組合物塗佈於剝離襯墊。作為塗佈方法,並無特別限定,例如可採用輥塗敷、網版塗敷、凹版塗敷等通常之塗佈方法。繼而,根據需要,藉由脫溶劑處理或硬化處理等使塗佈之組合物固化,從而形成接著片材10。
[製作切割帶之步驟]
製作切割帶20之步驟包括:
合成步驟,其係合成丙烯酸聚合物;
黏著劑層製作步驟,其係自包含上述丙烯酸聚合物、異氰酸酯化合物、聚合起始劑、溶劑、及根據目的而適當追加之其他成分之黏著劑組合物中使溶劑揮發而製作黏著劑層22;
基材層製作步驟,其係製作基材層21;及
積層步驟,其係藉由將黏著劑層22與基材層21貼合而使基材層21與黏著劑層22積層。
合成步驟中,例如藉由使烴部分之碳數為7以上9以下之(甲基)丙烯酸C7~C9烷基酯單體與含羥基(甲基)丙烯酸單體進行自由基聚合,從而合成丙烯酸聚合物中間物。
自由基聚合可藉由通常之方法進行。例如,使上述各單體溶解於溶劑中,一面加熱一面攪拌並添加聚合起始劑,藉此能夠合成丙烯酸聚合物中間物。為了調整丙烯酸聚合物之分子量,亦可於鏈轉移劑之存在下進行聚合。
繼而,使丙烯酸聚合物中間物中所含之含羥基(甲基)丙烯酸酯之結構單元之一部分羥基與含異氰酸酯基之聚合性單體之異氰酸酯基藉由胺基甲酸酯化反應而鍵結。藉此,含羥基(甲基)丙烯酸酯之結構單元之一部分成為含聚合性基之(甲基)丙烯酸酯之結構單元。
胺基甲酸酯化反應可藉由通常之方法來進行。例如,於溶劑及胺基甲酸酯化觸媒之存在下一面加熱一面攪拌丙烯酸聚合物中間物及含異氰酸酯基之聚合性單體。藉此,能夠使丙烯酸聚合物中間物之羥基之一部分與含異氰酸酯基之聚合性單體之異氰酸酯基進行胺基甲酸酯鍵結。
黏著劑層製作步驟中,例如使丙烯酸聚合物、異氰酸酯化合物及聚合起始劑溶解於溶劑中,從而製備黏著劑組合物。藉由改變溶劑之量,能夠調整組合物之黏度。繼而,將黏著劑組合物塗佈於剝離襯墊。作為塗佈方法,例如可採用輥塗敷、網版塗敷、或凹版塗敷等通常之塗佈方法。藉由對塗佈之組合物實施脫溶劑處理或固化處理等而使塗佈之黏著劑組合物固化,從而製作黏著劑層22。
基材層製作步驟中,可藉由通常之方法製膜而製作基材層21。作為製膜之方法,例如可例舉壓延製膜法、有機溶劑中之澆鑄法、密閉系統中之吹脹擠出法、T模擠出法、或乾式層壓法等。亦可採用共擠出成形法。再者,作為基材層21,可使用市售之膜等。
積層步驟中,將重疊於剝離襯墊之狀態之黏著劑層22與基材層21重疊而積層。再者,剝離襯墊直至使用前可為重疊於黏著劑層22之狀態。
再者,為了促進交聯劑與丙烯酸聚合物之反應,又,為了促進交聯劑與基材層21之表面部分之反應,於積層步驟之後,可於50℃環境下實施48小時之老化處理步驟。
藉由該等步驟,能夠製造切割帶20。
[將接著片材10與切割帶20重疊之步驟]
將接著片材10與切割帶20重疊之步驟中,將接著片材10貼附於如上所述地製造之切割帶20之黏著劑層22。
該貼附中,自切割帶20之黏著劑層22及接著片材10分別將剝離襯墊剝離,以接著片材10與黏著劑層22直接接觸之方式將兩者貼合。例如,可藉由壓接來進行貼合。貼合時之溫度並無特別限定,例如為30℃以上50℃以下。貼合時之線壓並無特別限定,較佳為0.1 kgf/cm以上20 kgf/cm以下。
再者,於上述貼附之前或之後,可藉由對切割帶20之黏著劑層22照射紫外線等而使黏著劑層22硬化。藉此,能夠使黏著劑層22之黏著力適度地降低、提高黏著劑層22之保存穩定性,因此,能夠使拾取半導體晶片時之拾取性更良好。再者,於上述貼附之後藉由紫外線等之照射而使黏著劑層22硬化之情形時,可於使用切晶黏晶膜1製造半導體裝置等之過程中、例如於拾取步驟(後述)之前,藉由紫外線等之照射而使黏著劑層22硬化。
例如如上所述地製造之半導體裝置可於例如整流二極體、功率電晶體等電力控制用之用途中使用。於此種用途中使用之半導體裝置具有例如10 μm以上500 μm以下之厚度之半導體晶片及例如1 μm以上100 μm以下之厚度之接著片材10。
經過上述步驟而如上所述地製造之切晶黏晶膜1例如可作為用於製造半導體裝置(半導體積體電路)之輔助用具使用。以下對使用切晶黏晶膜1之具體例進行說明。
<製造半導體裝置時之切晶黏晶膜之使用方法>
製造半導體裝置之方法通常具備自形成有電路面之半導體晶圓切出晶片並進行組裝之步驟。
該步驟例如具有如下步驟:安裝步驟,其係將半導體晶圓之一面(例如與電路面為相反側之面)貼附於接著片材10,從而於切割帶20固定半導體晶圓;切割步驟,其係將半導體晶圓及接著片材10分割而進行小片化;擴展步驟,其係藉由拉伸切割帶20而將使半導體晶圓小片化而成之相鄰晶片之間隔擴大(根據需要實施);拾取步驟,其係將接著片材10與黏著劑層22之間剝離,以貼附有接著片材10之狀態將半導體晶片(Die)取出;黏晶步驟,其係將貼附於半導體晶片(Die)之接著片材10接著於被接著體;固化步驟,其係使接著於被接著體之接著片材10硬化;打線接合步驟,其係將半導體晶片(Die)中之電子電路之電極與被接著體藉由線而電性連接;及密封步驟,其係將被接著體上之半導體晶片(Die)及線利用熱硬化性樹脂密封。實施該等步驟時,本實施方式之切割帶20(切晶黏晶膜1)作為製造輔助用具而使用。
安裝步驟中,如圖2所示,將半導體晶圓W固定於切割帶20。詳細而言,對切割帶20之黏著劑層22安裝切割環R,並且於露出之接著片材10之面貼附半導體晶圓W。
切割步驟中,例如如圖3所示,利用切割鋸S等將接著片材10及半導體晶圓W切斷而小片化,於切割帶20上製作小片化之接著片材10'及半導體晶片X。
於根據需要而實施之擴展步驟中,如圖4所示,將半導體晶圓W小片化而成之相鄰之半導體晶片(Die)X之間隔擴大。詳細而言,藉由使擴展裝置所具備之頂起構件U自切晶黏晶膜1之下側頂起,從而以沿著面方向擴展之方式拉伸切晶黏晶膜1。藉此,將相鄰之半導體晶片X沿著膜面之面方向拉開,使切口(間隔)擴大。
拾取步驟中,如圖5所示,將貼附有接著片材之小片10'之狀態之半導體晶片X自切割帶20之黏著劑層22剝離。詳細而言,使銷構件P上升,從而將拾取對象之半導體晶片X及接著片材之小片10'隔著切割帶20頂起。利用吸附治具J保持被頂起之半導體晶片X及接著片材之小片10'。
黏晶步驟中,如圖6所示,使貼附有接著片材之小片10'之狀態之半導體晶片X接著於被接著體Z。被接著體Z例如可為引線框架、TAB(Tape Automated Bonding,捲帶式自動接合)膜、基板或半導體晶片等。作為基板,例如可例舉安裝半導體晶片並與半導體晶片電性連接而使用之電路基板。
固化步驟中,為了提高接著片材之小片10'中所含之熱硬化性樹脂中之交聯性基(例如環氧基)之反應活性而推進接著片材10之硬化,於例如80℃以上225℃以下之溫度下進行加熱處理(硬化處理)。
打線接合步驟中,一面對半導體晶片X(Die)及被接著體Z進行加熱,一面用線進行連接。
密封步驟中,利用環氧樹脂等熱硬化性樹脂對半導體晶片X(Die)及接著片材之小片10'進行密封。密封步驟中,為了推進熱硬化性樹脂M之硬化反應,例如於150℃以上200℃以下之溫度下進行加熱處理。
再者,於製造之半導體裝置包含焊膏之情形時,於密封步驟後可實施回焊處理。通常,藉由回焊處理,接著片材對被接著體之接著強度可能會降低。與此相對,本實施方式之接著片材即便實施回焊處理,亦能夠將接著強度維持得相對較高。
回焊處理後之接著片材之接著強度之維持率由即將進行回焊處理之前之接著片材對矽基板之接著強度及剛進行回焊處理之後之接著片材對矽基板之接著強度而算出。
直至即將進行回焊處理之前,對接著片材實施接著處理及硬化處理。接著處理中之接著條件為150℃、荷重1 MPa、1秒。其後之硬化處理中之硬化條件為:自室溫至200℃之升溫時間為30分鐘、進而於200℃下1小時(正壓0.5 MPa)。接下來之回焊處理中,實施90秒之120~180℃下之預加熱處理,然後以260℃實施10秒之加熱處理。
本實施方式之接著片材10可如上所述地作為切晶黏晶膜1之構成構件(黏晶片材)使用,但本實施方式之接著片材10之用途不限定於上述例。
本實施方式之接著片材10例如可於覆晶型半導體背面用片材之用途、半導體裝置與散熱器之間之接著用片材之用途、PoP(Package on Package,封裝體疊層式封裝)封裝體之封裝體間接著用片材之用途、或LED(Light Emitting Diode,發光二極體)晶片用之接著用片材之用途等中使用。再者,覆晶型半導體背面用片材貼附於覆晶連接之半導體晶片之背面(與覆晶連接面為相反側之面)而使用。
本實施方式之接著片材如上述例示所示,但本發明不限定於上述例示之接著片材。
即,於不損害本發明之效果之範圍內,可採用通常之接著片材中使用之各種方式。
由本說明書揭示之事項包括以下內容。
(1)
一種接著片材,其包含金屬粒子、環氧樹脂、及於分子中具有含有腈基之結構單元之高分子化合物,且
包含80質量%以上之上述金屬粒子,
上述高分子化合物之質量平均分子量Mw為5萬以上80萬以下。
(2)
如上述(1)所記載之接著片材,其中上述高分子化合物為於分子中具有上述含有腈基之結構單元之丙烯酸系樹脂。
(3)
如上述(2)所記載之接著片材,其中上述丙烯酸系樹脂於分子中進而具有含有選自由羥基、羧基及縮水甘油基所組成之群中之至少1種之結構單元。
(4)
如上述(1)至(3)中任一項所記載之接著片材,其中上述高分子化合物之玻璃轉移溫度Tg為-18℃以上30℃以下。
(5)
如上述(1)至(4)中任一項所記載之接著片材,其中上述高分子化合物於聚合物成分之總量中所占之質量比率為30質量%以上50質量%以下。
(6)
如上述(1)至(5)中任一項所記載之接著片材,其於120℃下之熔融黏度為1000[kPa・s]以下。
(7)
如上述(1)至(6)中任一項所記載之接著片材,其於30℃下之儲存彈性模數G'於以1 Hz之測定頻率進行測定時為1.0[MPa]以上2.5[MPa]以下。
(8)
如上述(1)至(7)中任一項所記載之接著片材,其硬化後之接著強度為15 MPa以上。
(9)
如上述(1)至(8)中任一項所記載之接著片材,其回焊後之接著強度相對於硬化後之接著強度之維持率為70%以上。
[實施例]
繼而,藉由實驗例對本發明進一步進行詳細說明,以下之實施例用於對本發明進一步進行詳細說明,並非限定本發明之範圍。
如以下所述地製造接著片材。
<接著片材之原材料>
使用之各材料之詳情及調配量如以下所示。
(A)金屬粒子
(A-1):用銀(Ag)被覆之銅(Cu)粒子
製品名「AOP-TCY-2」,DOWA ELECTRONICS公司製造
(A-2):銀(Ag)粒子
製品名「AG-2-8F」,DOWA ELECTRONICS公司製造
(B)環氧樹脂
(B-1):固體環氧樹脂
(甲酚酚醛清漆型多官能環氧樹脂,環氧當量200 g/eq)
製品名「EPICLON N-665-EXP-S」,DIC公司製造
(B-2):液體環氧樹脂
(脂肪族改性雙酚型環氧樹脂,環氧當量180 g/eq)
製品名「jER YL980」,三菱化學公司製造
(C)含腈基之丙烯酸系樹脂之溶液
(C-1):
至少(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯/(甲基)丙烯腈/(甲基)丙烯酸之共聚物
製品名「1HM-2045」,大成精細化學公司製造
(固形物成分:30質量%、玻璃轉移溫度:-9℃、質量平均分子量:13萬、酸值:1.7[mg/KOH])
(C-2):
至少(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯/(甲基)丙烯腈/(甲基)丙烯酸之共聚物
製品名「Teisan Resin SG-N50」,Nagase ChemteX公司製造
(固形物成分:25質量%、玻璃轉移溫度:0℃、質量平均分子量:40萬、酸值:35[mg/KOH])
(C-3):
至少(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯/(甲基)丙烯腈/(甲基)丙烯酸之共聚物
製品名「1HM-2156」,大成精細化學公司製造
(固形物成分:33.2質量%、玻璃轉移溫度:-9℃、質量平均分子量:25萬、酸值:2.1[mg/KOH])
(C-4):
至少(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯/(甲基)丙烯腈/(甲基)丙烯酸之共聚物
製品名「1HM-2053」,大成精細化學公司製造
(固形物成分:53.5質量%、玻璃轉移溫度:-9℃、質量平均分子量:5.5萬、酸值:2.7[mg/KOH])
(C'-1):
至少(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯/(甲基)丙烯腈/(甲基)丙烯酸之共聚物
製品名「Teisan Resin SG-70LN」,Nagase ChemteX公司製造
(固形物成分:12.5質量%、玻璃轉移溫度:-13℃、質量平均分子量:90萬、酸值:5[mg/KOH])
(C'-2):
至少(甲基)丙烯酸C2~C4烷基酯/(甲基)丙烯腈之共聚物(不具有羧基)
製品名「AC-019」,根上工業公司製造
(固形物成分:20質量%、玻璃轉移溫度:-15℃、質量平均分子量:100萬、酸值:0[mg/KOH])
・酚樹脂
(聯苯型酚樹脂,酚性羥基當量202 g/eq)
製品名「MEHC-7851SS」,明和化成公司製造
・矽烷偶合劑(烷氧基矽烷化合物)
雙(三乙氧基矽烷基丙基)四硫化物
製品名「XIAMETER OFS-6920」,Dow Corning Toray公司製造
・觸媒
四甲基苯基硼酸四苯基鏻
製品名「TPP-MK」,北興化學工業公司製造
・溶劑:甲基乙基酮(MEK)
<接著片材之製造>
(實施例1~4)
根據表1所示之調配組成,如以下所述地製作接著片材。具體而言,使用混合攪拌機(製品名「HM-500」,基恩士公司製造),將包含各材料之混合物攪拌3分鐘而製備清漆。將該清漆塗佈於剝離襯墊(製品名「MRA38」,三菱化學公司製造)之單面。然後,於溫度100℃下實施2分鐘乾燥處理,製造厚度30 μm之接著片材。
(比較例1、2)
按照表1所示之調配組成,與上述同樣地製造各接著片材。
將製造各實施例及各比較例時之接著片材之調配組成示於表1。又,將所製造之接著片材中之各構成成分之含有率[質量%]示於表2。
[表1]
單位:質量份 | ||||||
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 比較例1 | 比較例2 | |
酚樹脂 | 1.39 | 1.40 | 1.18 | 1.24 | 1.24 | 1.44 |
(B-1) | - | - | - | 0.81 | 0.81 | 0.94 |
(B-2) | 1.00 | 0.99 | 0.87 | 0.35 | 0.35 | 0.40 |
(A-1) | 13.22 | 13.22 | 11.31 | 13.22 | 13.22 | 15.38 |
(A-2) | 30.84 | 30.84 | 26.39 | 30.84 | 30.84 | 35.88 |
(C-1)溶液 | 6.26 | - | - | - | - | - |
(C-2)溶液 | - | 7.52 | - | - | - | - |
(C-3)溶液 | - | - | 4.82 | - | - | - |
(C-4)溶液 | - | - | - | 3.51 | - | - |
(C'-1)溶液 | - | - | - | - | 15.03 | - |
(C'-2)溶液 | - | - | - | - | - | 10.84 |
偶合劑 | 0.11 | 0.11 | 0.10 | 0.11 | 0.11 | 0.13 |
觸媒 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.02 |
溶劑 | 10.00 | 24.30 | 9.30 | 28.60 | 17.18 | 13.50 |
[表2]
單位:質量% | ||||||
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 比較例1 | 比較例2 | |
酚樹脂 | 2.9 | 2.9 | 2.8 | 2.6 | 2.6 | 2.6 |
(B-1) | - | - | - | 1.7 | 1.7 | 1.7 |
(B-2) | 2.1 | 2.0 | 2.1 | 0.7 | 0.7 | 0.7 |
(A-1) | 27.3 | 27.3 | 27.3 | 27.3 | 27.3 | 27.3 |
(A-2) | 63.6 | 63.6 | 63.7 | 63.6 | 63.6 | 63.6 |
(C-1)固形物成分 | 3.9 | - | - | - | - | - |
(C-2)固形物成分 | - | 3.9 | - | - | - | - |
(C-3)固形物成分 | - | - | 3.9 | - | - | - |
(C-4)固形物成分 | - | - | - | 3.9 | - | - |
(C'-1)固形物成分 | - | - | - | - | 3.9 | - |
(C'-2)固形物成分 | - | - | - | - | - | 3.9 |
偶合劑 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
觸媒 | 微量 | 微量 | 微量 | 微量 | 微量 | 微量 |
接著片材之物性 | ||||||
熔融黏度[kPa・s]120℃ | 108 | 252 | 108 | 166 | 359 | 189 |
儲存彈性模數[MPa]30℃ | 1.8 | 1.6 | 1.9 | 1.7 | 2.7 | 0.8 |
接著片材之性能 | ||||||
接著強度(硬化後) | 39.2 | 21.7 | 26.4 | 21.0 | 11.5 | 無法測定 |
接著強度(回焊後) | 37.2 | 19.6 | 21.7 | 16.4 | 5.0 | 無法測定 |
接著強度之維持率% | 95 | 90 | 82 | 78 | 43 | - |
又,如以下所述地分別評價如上所述地製造之各接著片材之物性及性能。將該等之結果示於表2。
[物性:接著片材之熔融黏度]
藉由上述方法測定接著片材之熔融黏度。再者,測定實施硬化處理前之熔融黏度。
[物性:接著片材之彈性模數]
藉由上述方法測定接著片材之儲存彈性模數G'。再者,測定實施硬化處理前之儲存彈性模數G'。
<被接著體與接著片材之間之接著強度>
分別測定硬化處理後之接著片材之接著強度及回焊處理後之接著片材之接著強度。
硬化處理如以下所述地實施。詳細而言,以於矽晶片(3 mm×3 mm之矩形狀、500 μm厚度)貼附有25 μm厚度之接著片材之狀態,將接著片材接著於銅基板。接著條件為150℃、荷重1 MPa、1秒。然後,以200℃、正壓0.5 MPa、1小時(升溫時間1小時)之硬化處理條件使接著片材硬化。
硬化處理後,使用剪切試驗機(製品名「Dage4000」,Nordson Advanced Technology公司製造),測定接著片材與矽晶片之間之剪切接著強度。剪切之條件設為測定速度200 μm/秒、測定間隙80 μm、工作台溫度25℃。
進而,於85℃×85%RH×168小時之吸濕處理後,實施120~180℃下之預加熱處理90秒,然後於260℃下實施10秒之加熱處理(回焊處理)。繼而,利用與上述同樣之方法測定接著片材與矽晶片之間之剪切接著強度。
再者,算出回焊處理後之接著片材之接著強度相對於硬化處理後之接著片材之接著強度之值。將該算出值作為接著強度維持率(%)。
根據上述評價結果可掌握,將實施例之接著片材接著於被接著體後之硬化後之接著強度雖金屬粒子之含有率為80質量%以上仍然相對較高。又,實施例之接著片材與比較例之接著片材相比,回焊後之接著強度之降低率較小(於回焊後,接著強度之維持率較高)。
又,硬化前之實施例之接著片材於120℃下之熔融黏度均為300[kPa・s]以下,適度地低。
[產業上之可利用性]
本發明之接著片材例如可作為切晶黏晶膜之構成構件而使用。本發明之接著片材例如可作為製造半導體裝置時之輔助用具而適宜地使用。
[相關申請案之相互參照]
本申請案主張日本專利特願2022-098307號及日本專利特願2023-081706號之優先權,且將該等申請案藉由引用而併入本申請案說明書之記載。
1:切晶黏晶膜
10:接著片材
10':接著片材之小片
20:切割帶
21:基材層
22:黏著劑層
J:吸附治具
P:銷構件
R:切割環
S:切割鋸
U:頂起構件
W:半導體晶圓
X:半導體晶片
Z:被接著體
圖1為將本實施方式之切晶黏晶膜沿厚度方向切斷之模式剖視圖。
圖2為模式性地表示半導體裝置之製造方法中之安裝步驟之情況之剖視圖。
圖3為模式性地表示半導體裝置之製造方法中之切割步驟之情況之剖視圖。
圖4為模式性地表示半導體裝置之製造方法中之擴展步驟之情況之剖視圖。
圖5為模式性地表示半導體裝置之製造方法中之拾取步驟之情況之剖視圖。
圖6為模式性地表示半導體裝置之製造方法中之黏晶步驟之情況之剖視圖。
1:切晶黏晶膜
10:接著片材
20:切割帶
21:基材層
22:黏著劑層
Claims (7)
- 一種接著片材,其包含金屬粒子、環氧樹脂、及於分子中具有含有腈基之結構單元之高分子化合物,且 包含80質量%以上之上述金屬粒子, 上述高分子化合物之質量平均分子量Mw為5萬以上80萬以下。
- 如請求項1之接著片材,其中上述高分子化合物為於分子中具有上述含有腈基之結構單元之丙烯酸系樹脂。
- 如請求項2之接著片材,其中上述丙烯酸系樹脂於分子中進而具有含有選自由羥基、羧基及縮水甘油基所組成之群中之至少1種之結構單元。
- 如請求項1至3中任一項之接著片材,其中上述高分子化合物之玻璃轉移溫度Tg為-18℃以上30℃以下。
- 如請求項1至3中任一項之接著片材,其於120℃下之熔融黏度為1000 kPa・s以下。
- 如請求項1至3中任一項之接著片材,其硬化後之接著強度為15 MPa以上。
- 如請求項1至3中任一項之接著片材,其回焊後之接著強度相對於硬化後之接著強度之維持率為70%以上。
Applications Claiming Priority (4)
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JP2022098307 | 2022-06-17 | ||
JP2022-098307 | 2022-06-17 | ||
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-
2023
- 2023-06-15 TW TW112122391A patent/TW202409243A/zh unknown
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