TWI673836B - 支持玻璃基板、積層體、半導體封裝及其製造方法、電子機器以及玻璃基板 - Google Patents

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Abstract

支持玻璃基板在20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過110×10-7/℃且為160×10-7/℃以下。

Description

支持玻璃基板、積層體、半導體封裝及其製造 方法、電子機器以及玻璃基板
本發明是有關於一種支持玻璃基板及使用其的積層體，具體而言，是有關於一種在半導體封裝(package)的製造步驟中用於加工基板的支持的支持玻璃基板及使用其的積層體。
對行動電話、筆記型個人電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistance，PDA)等攜帶型電子機器要求小型化及輕量化。伴隨於此，該些電子機器中使用的半導體晶片(chip)的安裝空間亦受到嚴格限制，從而半導體晶片的高密度安裝成為問題。因此，近年來，藉由三維安裝技術，即，將半導體晶片彼此積層而將各半導體晶片間進行配線連接，來實現半導體封裝的高密度安裝。
而且，現有的晶圓級封裝(Wafer-level packaging，WLP)中，藉由將凸塊以晶圓的狀態形成後，利用切割進行單片化而製作。然而，現有的WLP除難以增加接腳(pin)數外，是在半導體晶片的背面露出的狀態下安裝，因而存在半導體晶片容易產生缺陷等問題。
因此，作為新的WLP，提出扇出(fan out)型的WLP。扇出型的WLP中，能夠增加接腳數，且藉由對半導體晶片的端部 進行保護，而可防止半導體晶片的缺陷等。
扇出型的WLP中，具有利用樹脂的密封材對多個半導體晶片進行模製，而形成加工基板後，在加工基板的一表面進行配線的步驟，以及形成焊料凸塊的步驟等。
該些步驟伴隨著約200℃的熱處理進行，因而有密封材變形而加工基板的尺寸發生變化之虞。若加工基板尺寸變化，則難以對加工基板的一表面高密度地進行配線，且亦難以準確地形成焊料凸塊。
為了抑制加工基板的尺寸變化，有效的是使用用以對加工基板進行支持的支持基板。然而，即便在使用了支持基板的情況下，亦存在加工基板的尺寸發生變化的情況。
本發明鑒於所述情況而完成，其技術課題在於創作出不易產生加工基板的尺寸變化的支持基板及使用其的積層體，由此有助於半導體封裝的高密度安裝。
本發明者等反覆進行了各種實驗，結果發現，採用玻璃基板作為支持基板，並且嚴格規定該玻璃基板的熱膨脹係數，藉此可解決所述技術課題，從而提出本發明。即，本發明的支持玻璃基板的特徵在於：在20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過110×10-7/℃且為160×10-7/℃以下。此處，「在20℃~200℃ 的溫度範圍的平均線熱膨脹係數」可利用膨脹計(dilatometer)進行測定。
玻璃基板容易使表面平滑化且具有剛性。由此，若使用玻璃基板作為支持基板，則能夠牢固且準確地對加工基板進行支持。而且，玻璃基板容易透過紫外光、紅外光等光。由此，若使用玻璃基板作為支持基板，則可藉由利用紫外線硬化型黏著劑等設置黏著層等而容易固定加工基板與支持玻璃基板。而且，亦可藉由設置吸收紅外線的剝離層等而容易地將加工基板與支持玻璃基板分離。作為其他方式，可藉由利用紫外線硬化型膠帶等設置黏著層等而容易地將加工基板與支持玻璃基板分離。
而且，本發明的支持玻璃基板中，將20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數規定為超過110×10-7/℃且為160×10-7/℃以下。據此，在加工基板內半導體晶片的比例少而密封材的比例多的情況下，加工基板與支持玻璃基板的熱膨脹係數容易匹配。而且，若兩者的熱膨脹係數匹配，則在加工處理時容易抑制加工基板的尺寸變化(尤其是翹曲變形)。結果，能夠對加工基板的一表面高密度地進行配線，且亦能夠準確地形成焊料凸塊。
第二，本發明的支持玻璃基板的特徵在於：在30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過115×10-7/℃且為165×10-7/℃以下。此處，「在30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數」可利用膨脹計進行測定。
第三，本發明的支持玻璃基板較佳為在半導體封裝的製 造步驟中用於加工基板的支持。
第四，本發明的支持玻璃基板較佳為藉由在玻璃內部具有接合面、即利用溢流下拉法成形而成。
第五，本發明的支持玻璃基板較佳為楊氏模量為65GPa以上。此處，「楊氏模量」是指藉由彎曲共振法測定的值。另外，1GPa相當於約101.9Kgf/mm2。
第六，本發明的支持玻璃基板較佳為作為玻璃組成，以質量%計含有50%~70%的SiO2、1%~20%的Al2O3、0%~15%的B2O3、0%~10%的MgO、0%~10%的CaO、0%~7%的SrO、0%~7%的BaO、0%~7%的ZnO、10%~30%的Na2O、以及2%~25%的K2O。
第七，本發明的支持玻璃基板較佳為作為玻璃組成，以質量%計含有53%~65%的SiO2、3%~13%的Al2O3、0%~10%的B2O3、0%~6%的MgO、0%~10%的CaO、0%~5%的SrO、0%~5%的BaO、0%~5%的ZnO、20%~40%的Na2O+K2O、12%~21%的Na2O、以及5%~21%的K2O。此處，「Na2O+K2O」為Na2O與K2O的合計量。
第八，本發明的支持玻璃基板較佳為板厚小於2.0mm，板厚偏差為30μm以下，且翹曲量為60μm以下。此處，「翹曲量」是指支持玻璃基板整體中的最高位點與最小平方焦點面之間的最大距離的絕對值、和最低位點與最小平方焦點面之間的最大距離的絕對值的合計，例如可藉由神鋼(KOBELCO)科研公司製造的 SBW-331ML/d進行測定。
第九，本發明的積層體至少包括加工基板、及用以對加工基板進行支持的支持玻璃基板，其特徵在於支持玻璃基板為所述支持玻璃基板。
第十，本發明的積層體較佳為加工基板至少包括以密封材模製的半導體晶片。
第十一，本發明的半導體封裝的製造方法的特徵在於包括下述步驟：準備至少包括加工基板及用以對加工基板進行支持的支持玻璃基板的積層體；以及對加工基板進行加工處理，並且支持玻璃基板為所述支持玻璃基板。
第十二，本發明的半導體封裝的製造方法較佳為加工處理包括在加工基板的一表面進行配線的步驟。
第十三，本發明的半導體封裝的製造方法較佳為加工處理包括在加工基板的一表面形成焊料凸塊的步驟。
第十四，本發明的半導體封裝的製造方法的特徵在於利用所述半導體封裝的製造方法製作。
第十五，本發明的電子機器包括半導體封裝，其特徵在於半導體封裝為所述半導體封裝。
第十六，本發明的玻璃基板的特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~70%的SiO2、1%~20%的Al2O3、0%~15%的B2O3、0%~10%的MgO、0%~10%的CaO、0%~7%的SrO、0%~7%的BaO、0%~7%的ZnO、10%~30%的Na2O、以及2% ~25%的K2O，並且在20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過110×10-7/℃且為160×10-7/℃以下。
第十七，本發明的玻璃基板的特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~70%的SiO2、1%~20%的Al2O3、0%~15%的B2O3、0%~10%的MgO、0%~10%的CaO、0%~7%的SrO、0%~7%的BaO、0%~7%的ZnO、10%~30%的Na2O、以及2%~25%的K2O，並且在30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過115×10-7/℃且為165×10-7/℃以下。
1、27‧‧‧積層體
10、26‧‧‧支持玻璃基板
11、24‧‧‧加工基板
12‧‧‧剝離層
13、21、25‧‧‧黏著層
20‧‧‧支持構件
22‧‧‧半導體晶片
23‧‧‧密封材
28‧‧‧配線
29‧‧‧焊料凸塊
圖1是表示本發明的積層體的一例的概念立體圖。
圖2a是表示扇出型的WLP的製造步驟的概念剖面圖。
圖2b是表示扇出型的WLP的製造步驟的概念剖面圖。
圖2c是表示扇出型的WLP的製造步驟的概念剖面圖。
圖2d是表示扇出型的WLP的製造步驟的概念剖面圖。
圖2e是表示扇出型的WLP的製造步驟的概念剖面圖。
圖2f是表示扇出型的WLP的製造步驟的概念剖面圖。
圖2g是表示扇出型的WLP的製造步驟的概念剖面圖
本發明的支持玻璃基板中，20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過110×10-7/℃且為160×10-7/℃以下，較佳為115×10-7/℃以上且155×10-7/℃以下，尤佳為120×10-7/℃以上且 150×10-7/℃以下。若20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數為所述範圍外，則加工基板與支持玻璃基板的熱膨脹係數難以匹配。而且，若兩者的熱膨脹係數不匹配，則加工處理時容易產生加工基板的尺寸變化(尤其是翹曲變形)。
30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過115×10-7/℃且為165×10-7/℃以下，較佳為120×10-7/℃以上且160×10-7/℃以下，尤佳為125×10-7/℃以上且155×10-7/℃以下。若30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數為所述範圍外，則加工基板與支持玻璃基板的熱膨脹係數難以匹配。而且，若兩者的熱膨脹係數不匹配，則加工處理時容易產生加工基板的尺寸變化(尤其是翹曲變形)。
本發明的支持玻璃基板較佳為作為玻璃組成，以質量%計含有50%~70%的SiO2、1%~20%的Al2O3、0%~15%的B2O3、0%~10%的MgO、0%~10%的CaO、0%~7%的SrO、0%~7%的BaO、0%~7%的ZnO、10%~30%的Na2O以及2%~25%的K2O。以下表示如所述般限定各成分的含量的理由。另外，各成分的含量的說明中，%表達除進行特別說明的情況外，是表示質量%。
SiO2是形成玻璃的骨架的主成分。SiO2的含量較佳為50%~70%，53%~67%，55%~65%，56%~63%，尤佳為57%~62%。若SiO2的含量過少，則楊氏模量、耐酸性容易降低。另一方面，若SiO2的含量過多，則高溫黏度增高，熔融性容易降低，除此之外白矽石(cristobalite)等的失透結晶容易析出，液相溫度 容易上升。
Al2O3為提高楊氏模量的成分，並且為抑制分相、失透的成分。Al2O3的含量較佳為1%~20%，2%~16%，2.5%~14%，3%~12%，3.5%~10%，尤佳為4%~8%。若Al2O3的含量過少，則楊氏模量容易降低，且玻璃容易分相、失透。另一方面，若Al2O3的含量過多，則高溫黏度增高，熔融性、成形性容易降低。
B2O3為提高熔融性、耐失透性的成分，且為改善容易劃傷性並提高強度的成分。B2O3的含量較佳為0%~15%，0%~10%，0%~8%，0%~5%，0%~3%，尤佳為0%~1%。若B2O3的含量過多，則楊氏模量、耐酸性容易降低。
自提高楊氏模量的觀點考慮，Al2O3-B2O3較佳為超過0%，1%以上，3%以上，5%以上，尤佳為7%以上。另外，「Al2O3-B2O3」是指從Al2O3的含量減去B2O3的含量所得的值。
MgO為降低高溫黏性而提高熔融性的成分，且為鹼土類金屬氧化物中顯著提高楊氏模量的成分。MgO的含量較佳為0%~10%，0%~8%，0%~7%，0.1%~6%，0.5%~5%，尤佳為1%~4%。若MgO的含量過多，則耐失透性容易降低。
CaO為降低高溫黏性而顯著提高熔融性的成分。而且為鹼土類金屬氧化物中因導入原料相對廉價故使配料成本低廉化的成分。CaO的含量較佳為0%~10%，0.5%~6%，1%~5%，尤佳為2%~4%。若CaO的含量過多，則玻璃容易失透。另外，若CaO的含量過少，則難以享有所述效果。
SrO為抑制分相的成分，且為提高耐失透性的成分。SrO的含量較佳為0%~7%，0%~5%，0%~3%，尤佳為0%~小於1%。若SrO的含量過多，則配料成本容易上升。
BaO為提高耐失透性的成分。BaO的含量較佳為0%~7%，0%~5%，0~3%，0%~小於1%。若BaO的含量過多，則配料成本容易上升。
質量比CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)較佳為0.5以上，0.6以上，0.7以上，0.8以上，尤佳為0.9以上。若質量比CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)過小，則原料成本容易高漲。另外，「CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)」是指將CaO的含量除以MgO、CaO、SrO及BaO的合計量所得的值。
ZnO為降低高溫黏性而顯著提高熔融性的成分。ZnO的含量較佳為0%~7%，0%~5%，0%~3%，0.1%~小於1%。若ZnO的含量過少，則難以享有所述效果。另外，若ZnO的含量過多，則玻璃容易失透。
Na2O與K2O為對於將20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數規定為超過110×10-7/℃~160×10-7/℃而言重要的成分，且為降低高溫黏性並顯著提高熔融性，並且有助於玻璃原料的初期的熔融的成分。Na2O+K2O的含量較佳為20%~40%，23%~38%，25%~36%，26%~34%，尤佳為27%~33%。若Na2O+K2O的含量過少，則有熔融性容易降低，除此之外熱膨脹係數不合理地降低之虞。另一方面，若Na2O+K2O的含量過多，則有熱膨脹 係數不合理地增高之虞。
Na2O為對於將20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數規定為超過110×10-7/℃~160×10-7/℃而言重要的成分，且為降低高溫黏性並顯著提高熔融性，並且有助於玻璃原料的初期的熔融的成分。Na2O的含量較佳為10%~30%，12%~25%，13%~22%，14%~21%，尤佳為15%~20%。若Na2O的含量過少，則有熔融性容易降低，除此之外熱膨脹係數不合理地降低之虞。另一方面，若Na2O的含量過多，則有熱膨脹係數不合理地增高之虞。
K2O為對於將20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數規定為超過110×10-7/℃~160×10-7/℃而言重要的成分，且為降低高溫黏性並提高熔融性，並且有助於玻璃原料的初期的熔融的成分。K2O的含量較佳為2%~25%，5%~25%，7%~22%，8%~20%，9%~19%，尤佳為10%~18%。若K2O的含量過少，則有熔融性容易降低，除此之外熱膨脹係數不合理地降低之虞。另一方面，若K2O的含量過多，則有熱膨脹係數不合理地增高之虞。
自將20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數規定為超過110×10-7/℃~160×10-7/℃的觀點考慮，質量比Al2O3/(Na2O+K2O)較佳為0.05~0.7，0.08~0.6，0.1~0.5，0.12~0.4，尤佳為0.14~0.3。另外，「Al2O3/(Na2O+K2O)」是指將Al2O3的含量除以Na2O與K2O的合計量所得的值。
除所述成分以外，亦可導入其他成分作為任意成分。另外，自的確享有本發明的效果的觀點考慮，所述成分以外的其他 成分的含量較佳為以合計量計為10%以下，尤佳為5%以下。
Fe2O3為可作為雜質成分或澄清劑成分導入的成分。然而，若Fe2O3的含量過多，則有紫外線透過率降低之虞。即，若Fe2O3的含量過多，則難以經由黏著層、剝離層而適當進行加工基板與支持玻璃基板的黏著與脫落。由此，Fe2O3的含量較佳為0.05%以下，0.03%以下，尤佳為0.02%以下。另外，本發明中提及的「Fe2O3」包含2價氧化鐵與3價氧化鐵，2價氧化鐵換算為Fe2O3，而進行處理。關於其他氧化物，同樣地以表述的氧化物為基準而進行處理。
作為澄清劑，As2O3有效地發揮作用，就環境的觀點而言，較佳為極力減少該成分。As2O3的含量較佳為1%以下，0.5%以下，尤佳為0.1%以下，理想的是實質不含有。此處，「實質不含有As2O3」是指玻璃組成中的As2O3的含量小於0.05%的情況。
Sb2O3為低溫區域具有良好的澄清作用的成分。Sb2O3的含量較佳為0%~1%，0.01%~0.7%，尤佳為0.05%~0.5%。若Sb2O3的含量過多，則玻璃容易著色。另外，若Sb2O3的含量過少，則難以享有所述效果。
SnO2為高溫區域具有良好的澄清作用的成分，且為使高溫黏性降低的成分。SnO2的含量較佳為0%~1%，0.001%~1%，0.01%~0.9%，尤佳為0.05%~0.7%。若SnO2的含量過多，則SnO2的失透結晶容易析出。另外，若SnO2的含量過少，則難以享有所述效果。
進而，只要不破壞玻璃特性，亦可分別導入F、Cl、SO3、C、或Al、Si等金屬粉末至3%左右作為澄清劑。而且，CeO2等亦可導入3%左右，但需要留意紫外線透過率的降低。
Cl為促進玻璃的熔融的成分。若向玻璃組成中導入Cl，則可實現熔融溫度的低溫化、澄清作用的促進，結果，容易達成熔融成本的低廉化、玻璃製造爐的長壽命化。然而，若Cl的含量過多，則有使玻璃製造爐周圍的金屬零件腐蝕之虞。由此，Cl的含量較佳為3%以下，1%以下，0.5%以下，尤佳為0.1%以下。
P2O5為可抑制失透結晶的析出的成分。然而，若大量導入P2O5，則玻璃容易分相。由此，P2O5的含量較佳為0%~2.5%，0%~1.5%，0%~0.5%，尤佳為0%~0.3%。
TiO2為降低高溫黏性並提高熔融性的成分，並且為抑制曝曬作用(solarization)的成分。然而，若大量導入TiO2，則玻璃著色，透過率容易降低。由此，TiO2的含量較佳為0%~5%，0%~3%，0%~1%，尤佳為0%~0.02%。
ZrO2為改善耐藥品性、楊氏模量的成分。然而，若大量導入ZrO2，則玻璃容易失透，而且導入原料為難熔解性，因而有未熔解的結晶性異物混入至製品基板之虞。由此，ZrO2的含量較佳為0%~5%，0%~3%，0%~1%，尤佳為0%~0.5%。
Y2O3、Nb2O5、La2O3中具有提高應變點、楊氏模量等的作用。然而，當該些成分的含量分別為5%，尤其大於1%時，則有配料成本、製品成本高漲之虞。
本發明的支持玻璃基板較佳為具有以下的特性。
液相溫度較佳為小於1150℃，1120℃以下，1100℃以下，1080℃以下，1050℃以下，1010℃以下，980℃以下，960℃以下，940℃以下，920℃以下，900℃以下，尤佳為880℃以下。據此，容易利用下拉法、尤其溢流下拉法成形玻璃基板，因而容易製作板厚小的玻璃基板，並且即便不對表面進行研磨，或藉由少量的研磨便可減小板厚偏差，結果，亦可使玻璃基板的製造成本低廉化。進而，在玻璃基板的製造步驟時，容易防止產生失透結晶且玻璃基板的生產性降低的事態。此處，「液相溫度」可藉由如下而算出，即，將通過標準篩30目(500μm)而殘留於50目(300μm)的玻璃粉末放入至鉑舟後，在溫度梯度爐中保持24小時，測定結晶析出的溫度。
液相溫度下的黏度較佳為104.3dPa．s以上，104.6dPa．s以上，105.0dPa．s以上，105.2dPa．s以上，尤佳為105.3dPa．s以上。據此，因利用下拉法、尤其溢流下拉法容易成形玻璃基板，故容易製作板厚小的玻璃基板，並且即便不對表面進行研磨，或藉由少量的研磨便可提高板厚偏差，結果，可使玻璃基板的製造成本低廉化。進而，在玻璃基板的製造步驟時，容易防止產生失透結晶而玻璃基板的生產性降低的事態。此處，「液相溫度下的黏度」可利用鉑球提拉法進行測定。另外，液相溫度下的黏度為成形性的指標，液相溫度下的黏度越高，成形性越高。
102.5dPa．s下的溫度較佳為1480℃以下，1400℃以下， 1350℃以下，1300℃以下，尤佳為1100℃~1250℃。若102.5dPa．s下的溫度增高，則熔融性降低，玻璃基板的製造成本高漲。此處，「102.5dPa．s下的溫度」可利用鉑球提拉法進行測定。另外，102.5dPa．s下的溫度相當於熔融溫度，該溫度越低，熔融性越高。
本發明的支持玻璃基板中，楊氏模量較佳為65GPa以上，67GPa以上，68GPa以上，69GPa以上，尤佳為70GPa以上。若楊氏模量過低，則難以維持積層體的剛性，加工基板容易產生變形、翹曲、破損。
本發明的支持玻璃基板較佳為利用下拉法、尤佳為利用溢流下拉法成形而成。溢流下拉法為如下方法，即，使熔融玻璃從耐熱性的流槽狀構造物的兩側溢出，使溢出的熔融玻璃一邊在流槽狀構造物的下頂端合流，一邊向下方延伸成形而製造玻璃基板。溢流下拉法中，應成為玻璃基板的表面的面不與流槽狀耐火物接觸，而以自由表面的狀態成形。因此，容易製作板厚小的玻璃基板，並且即便不對表面進行研磨，亦可減小板厚偏差。或，可利用少量的研磨，將整體板厚偏差減小至小於2.0μm，尤其可減小至小於1.0μm。結果，可使玻璃基板的製造成本低廉化。另外，流槽狀構造物的構造或材質只要可實現所期望的尺寸或表面精度，則並無特別限定。而且，在進行向下方的延伸成形時，施加力的方法亦無特別限定。例如，可採用使具有充分大的寬度的耐熱性輥在與玻璃接觸的狀態下旋轉而進行延伸的方法，亦可採用使多個成對的耐熱性輥僅接觸玻璃的端面附近而進行延伸的方 法。
作為玻璃基板的成形方法，除溢流下拉法以外，例如可採用流孔下引法、再拉法、浮式法等。
本發明的玻璃基板較佳為大致圓板狀或晶圓狀，其直徑較佳為100mm以上且500mm以下，尤佳為150mm以上且450mm以下。據此，容易適用於半導體封裝的製造步驟。亦可視需要，加工成除此以外的形狀，例如矩形等形狀。
本發明的玻璃基板中，正圓度較佳為1mm以下，0.1mm以下，0.05mm以下，尤佳為0.03mm以下。正圓度越小，越容易適用於半導體封裝的製造步驟。另外，正圓度的定義為從晶圓的外形的最大值減去最小值所得的值。
本發明的支持玻璃基板中，板厚較佳為小於2.0mm，1.5mm以下，1.2mm以下，1.1mm以下，1.0mm以下，尤佳為0.9mm以下。板厚越薄，則積層體的質量越輕，因而操作性提高。另一方面，若板厚過薄，則支持玻璃基板自身的強度降低，難以發揮作為支持基板的功能。由此，板厚較佳為0.1mm以上，0.2mm以上，0.3mm以上，0.4mm以上，0.5mm以上，0.6mm以上，尤佳為超過0.7mm。
本發明的支持玻璃基板中，板厚偏差較佳為30μm以下，20μm以下，10μm以下，5μm以下，4μm以下，3μm以下，2μm以下，1μm以下，尤佳為0.1μm~小於1μm。而且算術平均粗糙度Ra較佳為100nm以下，50nm以下，20nm以下，10nm以下， 5nm以下，2nm以下，1nm以下，尤佳為0.5nm以下。表面精度越高，越可容易提高加工處理的精度。因尤其可提高配線精度，故可進行高密度的配線。而且，支持玻璃基板的強度提高，支持玻璃基板及積層體不易破損。進而，可增加支持玻璃基板的再利用次數。另外，「算術平均粗糙度Ra」可藉由觸針式表面粗糙度計或原子力顯微鏡(atomic force microscope，AFM)進行測定。
本發明的支持玻璃基板較佳為在利用溢流下拉法成形後，對表面進行研磨。據此，板厚偏差容易規定為2μm以下，1μm以下，尤其容易規定為小於1μm。
本發明的支持玻璃基板中，翹曲量較佳為60μm以下，55μm以下，50μm以下，1μm~45μm，尤佳為5μm~40μm。翹曲量越小，越容易提高加工處理的精度。因尤其可提高配線精度，故可進行高密度的配線。
本發明的支持玻璃基板中，板厚方向上、波長300nm下的紫外線透過率較佳為40%以上，50%以上，60%以上，70%以上，尤佳為80%以上。若紫外線透過率過低，則因紫外光的照射而難以利用黏著層將加工基板與支持基板黏著。而且，在利用紫外線硬化型膠帶等設置黏著層等的情況下，難以將加工基板與支持玻璃基板容易地分離。
另外，「板厚方向上、波長300nm下的紫外線透過率」可藉由如下來評價，即，例如使用雙光束型分光光度計，測定波長300nm的分光透過率。
自減少翹曲量的觀點考慮，本發明的支持玻璃基板較佳為不實施化學強化處理，自機械強度的觀點而言，較佳為實施化學強化處理。即，自減少翹曲量的觀點考慮，較佳為表面不具有壓縮應力層，自機械強度的觀點而言，較佳為表面具有壓縮應力層。
本發明的積層體至少包括加工基板及用以對加工基板進行支持的支持玻璃基板，其特徵在於：支持玻璃基板為所述支持玻璃基板。此處，本發明的積層體的技術特徵(較佳的構成、效果)與本發明的支持玻璃基板的技術特徵重複。由此，本說明書中，關於該重複部分省略詳細的記載。
本發明的積層體較佳為在加工基板與支持玻璃基板之間具有黏著層。黏著層較佳為樹脂，例如，較佳為熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂(尤佳為紫外線硬化樹脂)等。而且，較佳為具有耐受半導體封裝的製造步驟的熱處理的耐熱性者。由此，半導體封裝的製造步驟中黏著層不易熔解，可提高加工處理的精度。另外，因容易將加工基板與支持玻璃基板固定，故亦可將紫外線硬化型膠帶用作黏著層。
本發明的積層體較佳為進而在加工基板與支持玻璃基板之間，更具體而言在加工基板與黏著層之間具有剝離層，或在支持玻璃基板與黏著層之間具有剝離層。據此，在對加工基板進行特定的加工處理後，使加工基板容易自支持玻璃基板剝離。自生產性的觀點考慮，加工基板的剝離較佳為藉由雷射光等照射光而 進行。作為雷射光源，可使用釔-鋁-石榴石(Yttrium Aluminium Garnet，YAG)雷射(波長1064nm)、半導體雷射(波長780nm~1300nm)等紅外光雷射光源。而且，剝離層中可使用藉由照射紅外線雷射而分解的樹脂。而且，亦可將效率優良地吸收紅外線並轉換為熱的物質添加到樹脂中。例如，可將碳黑、石墨粉、微粒子金屬粉末、染料、顏料等添加到樹脂中。
剝離層包含因雷射光等照射光而產生「層內剝離」或「界面剝離」的材料。即，包含下述材料，即，若照射固定強度的光，則原子或分子的原子間或分子間的結合力消失或減少，而產生剝蝕(ablation)等，從而產生剝離。另外，存在因照射光的照射而剝離層中所含的成分成為氣體並釋放而導致分離的情況，及剝離層吸收光而成為氣體，且其蒸汽釋放而導致分離的情況。
本發明的積層體中，支持玻璃基板較佳為大於加工基板。由此，在對加工基板與支持玻璃基板進行支持時，即便在兩者的中心位置稍微隔開的情況下，加工基板的緣部亦不易從支持玻璃基板突出。
本發明的半導體封裝的製造方法的特徵在於包括下述步驟：準備至少包括加工基板及用以對加工基板進行支持的支持玻璃基板的積層體；以及對加工基板進行加工處理，並且支持玻璃基板為所述支持玻璃基板。此處，本發明的半導體封裝的製造方法的技術特徵(較佳的構成、效果)與本發明的支持玻璃基板及積層體的技術特徵重複。由此，本說明書中，關於該重複部分省 略詳細記載。
本發明的半導體封裝的製造方法包括下述步驟：準備至少包括加工基板及用以對加工基板進行支持的支持玻璃基板的積層體。至少包括加工基板及用以對加工基板進行支持的支持玻璃基板的積層體具有所述材料構成。
本發明的半導體封裝的製造方法較佳為進而包括搬送積層體的步驟。由此，可提高加工處理的處理效率。另外，「搬送積層體的步驟」與「對加工基板進行加工處理的步驟」無須分開進行，亦可同時進行。
本發明的半導體封裝的製造方法中，加工處理較佳為在加工基板的一表面進行配線的處理或在加工基板的一表面形成焊料凸塊的處理。本發明的半導體封裝的製造方法中，在該些處理時加工基板尺寸不易變化，因而可適當地進行該些步驟。
作為加工處理，除所述以外，亦可為對加工基板的一表面(通常為與支持玻璃基板為相反側的表面)進行機械研磨的處理，對加工基板的一表面(通常為與支持玻璃基板為相反側的表面)進行乾式蝕刻的處理，對加工基板的一表面(通常為與支持玻璃基板為相反側的表面)進行濕式蝕刻的處理中的任一者。另外，本發明的半導體封裝的製造方法中，在加工基板上不易產生翹曲，並且可維持積層體的剛性。結果，可適當進行所述加工處理。
本發明的半導體封裝的特徵在於藉由所述半導體封裝的 製造方法製作。此處，本發明的半導體封裝的技術特徵(較佳的構成、效果)與本發明的支持玻璃基板，積層體及半導體封裝的製造方法的技術特徵重複。由此，本說明書中關於該重複部分省略詳細記載。
本發明的電子機器包括半導體封裝，其特徵在於：半導體封裝為所述半導體封裝。此處，本發明的電子機器的技術特徵(較佳的構成、效果)與本發明的支持玻璃基板、積層體、半導體封裝的製造方法、半導體封裝的技術特徵重複。由此，本說明書中關於該重複部分省略詳細記載。
一邊參考圖式一邊對本發明進行進一步說明。
圖1是表示本發明的積層體1的一例的概念立體圖。圖1中，積層體1包括支持玻璃基板10及加工基板11。支持玻璃基板10為了防止加工基板11的尺寸變化，而貼附於加工基板11。支持玻璃基板10與加工基板11之間配置著剝離層12與黏著層13。剝離層12與支持玻璃基板10接觸，黏著層13與加工基板11接觸。
根據圖1可知，積層體1按照支持玻璃基板10、剝離層12、黏著層13、加工基板11的順序積層配置。支持玻璃基板10的形狀根據加工基板11而決定，圖1中，支持玻璃基板10及加工基板11的形狀均為大致圓板形狀。剝離層12例如可使用藉由照射雷射而分解的樹脂。而且，亦可將效率優良地吸收雷射光並轉換為熱的物質添加到樹脂中。例如，亦可將碳黑、石墨粉、微 粒子金屬粉末、染料、顏料等添加到樹脂中。剝離層12藉由電漿化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)、或溶膠-凝膠法(sol-gel method)的旋塗等而形成。黏著層13包含樹脂，例如藉由各種印刷法、噴墨法、旋塗法、輥式塗佈法等塗佈形成。而且，亦可使用紫外線硬化型膠帶。黏著層13在藉由剝離層12從加工基板11剝離支持玻璃基板10後，藉由溶劑等加以溶解去除。紫外線硬化型膠帶在照射紫外線後，可藉由剝離用膠帶而去除。
圖2a~圖2f是表示扇出型的WLP的製造步驟的概念剖面圖。圖2a表示在支持構件20的一表面上形成黏著層21的狀態。亦可視需要在支持構件20與黏著層21之間形成剝離層。接下來，如圖2b所示，在黏著層21上貼附多個半導體晶片22。此時，使半導體晶片22的主動側的面與黏著層21接觸。接下來，如圖2c所示，利用樹脂的密封材23對半導體晶片22進行模製。密封材23使用壓縮成形後的尺寸變化、成形配線時的尺寸變化少的材料。繼而，如圖2d、圖2e所示，在將半導體晶片22經模製的加工基板24從支持構件20分離後，經由黏著層25，而與支持玻璃基板26黏著固定。此時，加工基板24的表面內的與埋入半導體晶片22側的表面為相反側的表面配置於支持玻璃基板26側。如此，可獲得積層體27。另外，亦可視需要在黏著層25與支持玻璃基板26之間形成剝離層。進而，在搬送所獲得的積層體27後，如圖2f所示，在加工基板24的埋入半導體晶片22側的表面形成配線28後，形成多個焊料凸塊29。最後，在加工基板24從支持 玻璃基板26分離後，將加工基板24切斷為每個半導體晶片22，並用於之後的封裝步驟(圖2g)。
[實施例1]
以下，基於實施例對本發明進行說明。另外，以下的實施例僅為例示。本發明不受以下的實施例任何限定。
表1~表5表示本發明的實施例(試樣No.1~試樣No.75)。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
首先，將以成為表中的玻璃組成的方式調合玻璃原料所得的玻璃配料放入至鉑坩堝中，以1500℃熔融4小時。當玻璃配 料熔解時，使用鉑攪拌器進行攪拌，而進行均質化。然後，使熔融玻璃向碳板上流出，而成形為板狀後，從比緩冷點高20℃左右的溫度開始，以3℃/min緩冷至常溫為止。對所獲得的各試樣，評價20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數α20~200，30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數α30~380，密度ρ，應變點Ps，緩冷點Ta，軟化點Ts，高溫黏度104.0dPa．s下的溫度，高溫黏度103.0dPa．s下的溫度，高溫黏度102.5dPa．s下的溫度，高溫黏度102.0dPa．s下的溫度，液相溫度TL，液相溫度TL下的黏度η及楊氏模量E。
20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數α20~200、30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數α30~380為利用膨脹計測定的值。
密度ρ為利用周知的阿基米德法測定的值。
應變點Ps、緩冷點Ta、軟化點Ts為基於美國試驗材料協會(American Society for Testing and Materials，ASTM)C336的方法測定的值。
高溫黏度104.0dPa．s、103.0dPa．s、102.5dPa．s下的溫度為利用鉑球提拉法測定的值。
液相溫度TL是如下的值，即，將通過標準篩30目(500μm)而殘留於50目(300μm)的玻璃粉末放入至鉑舟中，在溫度梯度爐中保持24小時後，藉由顯微鏡觀察測定結晶析出的溫度所得。液相溫度下的黏度η為利用鉑球提拉法測定液相溫度TL下的 玻璃的黏度所得的值。
楊氏模量E是指藉由共振法測定的值。
如根據表1~表5可知，試樣No.1~試樣No.75中，20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數α20~200為110×10-7/℃~145×10-7/℃，30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數α30~380為116×10-7/℃~157×10-7/℃。由此，認為試樣No.1~試樣No.75適合作為半導體封裝的製造步驟中用於加工基板的支持的支持玻璃基板。
[實施例2]
如以下般製作[實施例2]的各試樣。首先，以成為表中記載的試樣No.1~試樣No.75的玻璃組成的方式調合玻璃原料後，供給至玻璃熔融爐中以1450℃~1550℃熔融，然後將熔融玻璃供給至溢流下拉成形裝置，分別成形為板厚0.7mm。在將所獲得的玻璃基板(整體板厚偏差約4.0μm)加工為Φ300mm×0.7mm厚後，藉由研磨裝置將其兩表面進行研磨處理。具體而言，由外徑不同的一對研磨墊夾著玻璃基板的兩表面，一邊使玻璃基板與一對研磨墊一併旋轉，一邊對玻璃基板的兩表面進行研磨處理。在研磨處理時，有時進行控制，以使玻璃基板的一部分從研磨墊突出。另外，研磨墊為胺基甲酸酯(urethane)製，研磨處理時使用的研磨漿料的平均粒徑為2.5μm，研磨速度為15m/min。對所獲得的各研磨處理完畢的玻璃基板，藉由神鋼(KOBELCO)科研公司製造的SBW-331ML/d測定整體板厚偏差與翹曲量。結果，整體 板厚偏差分別小於1.0μm，翹曲量分別為35μm以下。
[產業上之可利用性]
本發明的支持玻璃基板較佳為在半導體封裝的製造步驟中用於加工基板的支持，於該用途以外亦可應用。例如，可充分利用高膨脹的優點，而用作鋁合金基板等高膨脹金屬基板的替代基板，而且，亦可用作鋯基板、肥粒鐵(ferrite)基板等高膨脹陶瓷基板的替代基板。

Claims (16)

  1. 一種支持玻璃基板，其特徵在於：在20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過110×10-7/℃且為160×10-7/℃以下，並且板厚小於2.0mm，板厚偏差為30μm以下，且翹曲量為60μm以下。
  2. 一種支持玻璃基板，其特徵在於：在30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過115×10-7/℃且為165×10-7/℃以下，並且板厚小於2.0mm，板厚偏差為30μm以下，且翹曲量為60μm以下。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的支持玻璃基板，其在半導體封裝的製造步驟中用於加工基板的支持。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的支持玻璃基板，其在玻璃內部具有接合面。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的支持玻璃基板，其楊氏模量為65GPa以上。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的支持玻璃基板，其中作為玻璃組成，以質量%計含有50%~70%的SiO2、1%~20%的Al2O3、0%~15%的B2O3、0%~10%的MgO、0%~10%的CaO、0%~7%的SrO、0%~7%的BaO、0%~7%的ZnO、10%~30%的Na2O、以及2%~25%的K2O。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的支持玻璃基板，其中作為玻璃組成，以質量%計含有53%~65%的SiO2、3%~13%的Al2O3、0%~10%的B2O3、0%~6%的MgO、0%~10%的CaO、0%~5%的SrO、0%~5%的BaO、0%~5%的ZnO、20%~40%的Na2O+K2O、12%~21%的Na2O、以及5%~21%的K2O。
  8. 一種積層體，至少包括加工基板及用以對加工基板進行支持的支持玻璃基板，其特徵在於：支持玻璃基板為如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的支持玻璃基板。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的積層體，其中加工基板至少包括以密封材模製的半導體晶片。
  10. 一種半導體封裝的製造方法，其特徵在於包括下述步驟：準備至少包括加工基板及用以對加工基板進行支持的支持玻璃基板的積層體；以及對加工基板進行加工處理，並且支持玻璃基板為如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的支持玻璃基板。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的半導體封裝的製造方法，其中加工處理包括在加工基板的一表面進行配線的步驟。
  12. 如申請專利範圍第10項或第11項所述的半導體封裝的製造方法，其中加工處理包括在加工基板的一表面形成焊料凸塊的步驟。
  13. 一種半導體封裝，其特徵在於利用如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的半導體封裝的製造方法製作。
  14. 一種電子機器，包括半導體封裝，其特徵在於：半導體封裝為如申請專利範圍第13項所述的半導體封裝。
  15. 一種玻璃基板，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~70%的SiO2、1%~20%的Al2O3、0%~15%的B2O3、0%~10%的MgO、0%~10%的CaO、0%~7%的SrO、0%~7%的BaO、0%~7%的ZnO、10%~30%的Na2O、以及2%~25%的K2O，並且在20℃~200℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過110×10-7/℃且為160×10-7/℃以下，並且板厚小於2.0mm，板厚偏差為30μm以下，且翹曲量為60μm以下。
  16. 一種玻璃基板，其特徵在於：作為玻璃組成，以質量%計含有50%~70%的SiO2、1%~20%的Al2O3、0%~15%的B2O3、0%~10%的MgO、0%~10%的CaO、0%~7%的SrO、0%~7%的BaO、0%~7%的ZnO、10%~30%的Na2O、以及2%~25%的K2O，並且在30℃~380℃的溫度範圍的平均線熱膨脹係數超過115×10-7/℃且為165×10-7/℃以下，並且板厚小於2.0mm，板厚偏差為30μm以下，且翹曲量為60μm以下。
TW104140014A 2014-12-16 2015-12-01 支持玻璃基板、積層體、半導體封裝及其製造方法、電子機器以及玻璃基板 TWI673836B (zh)

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