TWI701223B - 積層體、半導體封裝體及其製造方法、以及電子設備 - Google Patents
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Abstract
本發明的支持玻璃基板為用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板，所述支持結晶化玻璃基板的特徵在於：30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數超過70×10-7/℃且為195×10-7/℃以下。
Description
本發明是有關於一種支持結晶化玻璃基板及使用其的積層體，具體而言是有關於一種於半導體封裝體的製造步驟中用於加工基板的支持的支持結晶化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)等可攜式電子設備要求小型化及輕量化。隨之該些電子設備中所使用的半導體晶片的安裝空間亦受到嚴格限制，半導體晶片的高密度的安裝成為課題。因此，近年來藉由三維安裝技術，即，將半導體晶片彼此積層，將各半導體晶片間配線連接，從而實現半導體封裝體的高密度安裝。
而且，現有的晶圓級封裝體(Wafer Level Package，WLP)是藉由以晶圓狀態形成凸塊後，利用切割加以單片化而製作。然而，現有的WLP中難以增加接腳數，且是以半導體晶片的背面露出的狀態安裝，故有半導體晶片容易產生缺損等問題。
因此，作為新穎的WLP，提出一種扇出(fan out)型WLP。扇出型WLP能夠增加接腳數，且藉由保護半導體晶片的端部，可防止半導體晶片的缺損等。
扇出型WLP中具有：利用樹脂的密封材使多個半導體
晶片成型而形成加工基板後，對加工基板的一個表面進行配線的步驟；以及形成焊料凸塊的步驟等。
該些步驟伴有約200℃的熱處理，故有密封材變形、加工基板的尺寸發生變化之虞。若加工基板的尺寸發生變化，則難以對加工基板的一個表面進行高密度配線，且亦難以準確地形成焊料凸塊。
根據所述情況，為了抑制加工基板的尺寸變化，研究有使用玻璃基板對加工基板進行支持(參照專利文獻1)。
玻璃基板容易使表面平滑化，且具有剛性。因而，若使用玻璃基板作為支持基板，則能夠牢固且準確地支持加工基板。而且，玻璃基板容易透過紫外光、紅外光等光。因而，使用玻璃基板作為支持基板後，若藉由紫外線硬化型接著劑等而設置接著層等，則可容易地將加工基板與玻璃基板固定。進而，若設置吸收紅外線的剝離層等，則亦可容易地將加工基板與玻璃基板分離。作為其他方式，若藉由紫外線硬化型膠帶等而設置接著層等，則可容易地將加工基板與玻璃基板固定、分離。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-78113號公報
且說，若加工基板與玻璃基板的熱膨脹係數不匹配，則於加
工處理時容易產生加工基板的尺寸變化(特別是翹曲變形)。結果難以對加工基板的一個表面進行高密度配線，且亦難以準確地形成焊料凸塊。
於在加工基板內半導體晶片的比例少、密封材的比例多時，加工基板的熱膨脹係數變高，該情況下，需要於玻璃基板的玻璃組成中導入30質量%左右的鹼金屬氧化物而使玻璃基板的熱膨脹係數上升。
然而，若於玻璃基板的玻璃組成中過剩地導入鹼金屬氧化物，則自玻璃基板的鹼溶出量變多。結果於半導體封裝體製程中，難以通過使用藥液的步驟(例如，於再利用支持玻璃基板時，對附著於支持玻璃基板的表面的樹脂等進行藥液去除的步驟)。
本發明鑒於所述情況而完成，其技術性課題在於創造一種支持基板及使用其的積層體，藉此有助於半導體封裝體的高密度安裝，所述支持基板於在加工基板內半導體晶片的比例少、密封材的比例多時，難以產生加工基板的尺寸變化，且鹼溶出量少。
本發明者反覆進行各種實驗，結果發現，藉由將於玻璃矩陣中使高膨脹的結晶析出的結晶化玻璃基板用作支持基板，可解決所述技術性課題，從而提出本發明。即，本發明的支持結晶化玻璃基板為用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板，所述支持結晶化玻璃基板的特徵在於：30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數超過70×10-7/℃且為195×10-7/℃以下。此處，「30℃
~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數」能夠利用膨脹計(dilatometer)進行測定。
本發明中，使用使高膨脹的結晶析出的結晶化玻璃基板作為支持基板。若於玻璃矩陣中使高膨脹的結晶析出，則提高熱膨脹係數，故無須於組成中過剩地導入鹼金屬氧化物。其結果，能夠減小支持結晶化玻璃基板的鹼溶出量。另外，結晶化玻璃基板與玻璃基板同樣地容易使表面平滑化，且具有剛性，進而亦能夠賦予透光性。
進而，本發明的支持結晶化玻璃基板中，將30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數規定為超過70×10-7/℃且195×10-7/℃以下。如此，於在加工基板內半導體晶片的比例少、密封材的比例多時，加工基板與支持結晶化玻璃基板的熱膨脹係數容易匹配。並且，若兩者的熱膨脹係數相匹配，則於加工處理時容易抑制加工基板的尺寸變化(特別是翹曲變形)。結果能夠對加工基板的一個表面進行高密度配線，且亦能夠準確地形成焊料凸塊。
第二，本發明的支持結晶化玻璃基板為用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板，所述支持結晶化玻璃基板的特徵在於：30℃~500℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數超過70×10-7/℃且為195×10-7/℃以下。此處，「30℃~500℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數」能夠利用膨脹計進行測定。
第三，本發明的支持結晶化玻璃基板較佳為用於半導體
封裝體的製造步驟。
第四，本發明的支持結晶化玻璃基板較佳為楊氏模量為70GPa以上。此處，「楊氏模量」是指藉由彎曲共振法進行測定而得的值。另外，1GPa相當於約101.9Kgf/mm2。
如第1發明至第4發明中任一項所述的支持結晶化玻璃基板，其特徵在於：作為組成，以質量%計而含有30%~80%的SiO2、1%~25%的Al2O3、0%~10%的B2O3、0%~20%的P2O5、0%~15%的Li2O、0%~25%的Na2O、0%~7%的K2O、0%~15%的MgO、0%~5%的CaO、0%~5%的SrO、0%~5%的BaO、0%~30%的ZnO、0%~10%的ZrO2、0%~20%的MnO、0%~20%的TiO2、0%~20%的Y2O3。
第六，本發明的支持結晶化玻璃基板較佳為析出有α-白矽石(α-cristobalite)、二矽酸鋰、α-石英、三斜霞石(carnegieite)、尖晶石(spinel)、鋅尖晶石(gahnite)、錳尖晶石(galaxite)、頑火輝石(enstatite)及該些的固溶體的一種或兩種以上。若使該些的結晶析出，則可提高支持結晶化玻璃基板的熱膨脹係數。
第七，本發明的支持結晶化玻璃基板較佳為作為主結晶未析出β-鋰霞石(β-eucryptite)、β-鋰輝石(β-spodumene)、β-白矽石(β-cristobalite)、β-石英及該些的固溶體。如此，可避免支持結晶化玻璃基板的熱膨脹係數不適當地降低的事態。此處，「主結晶」是指析出結晶量最多的結晶。
第八，本發明的支持結晶化玻璃基板較佳為板厚未滿2.0mm，整體板厚偏差為30μm以下，且翹曲量為60μm以下。此處，「整體板厚偏差」為支持玻璃基板整體的最大板厚與最小板厚的差，例如能夠藉由神鋼(Kobelco)科研公司製造的SBW-331ML/d而進行測定。「翹曲量」是指支持結晶化玻璃基板整體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值，例如能夠藉由神鋼(Kobelco)科研公司製造的SBW-331ML/d而進行測定。
第九，本發明的積層體為至少具備加工基板及用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板的積層體，且較佳為支持結晶化玻璃基板為所述支持結晶化玻璃基板。
第十，本發明的積層體較佳為加工基板至少具備利用密封材而成型的半導體晶片。
第十一，本發明的半導體封裝體的製造方法較佳為包括：準備至少具備加工基板及用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板的積層體的步驟；以及對加工基板進行加工處理的步驟，並且使用所述支持結晶化玻璃基板作為支持結晶化玻璃基板。
第十二，本發明的半導體封裝體的製造方法較佳為加工處理包括對加工基板的一個表面進行配線的步驟。
第十三，本發明的半導體封裝體的製造方法較佳為加工處理包括在加工基板的一個表面形成焊料凸塊的步驟。
第十四，本發明的半導體封裝體較佳為藉由所述半導體封裝體的製造方法而製作。
第十五，本發明的電子設備為具備半導體封裝體的電子設備，且較佳為半導體封裝體為所述半導體封裝體。
1、27:積層體
10、26:支持結晶化玻璃基板
11、24:加工基板
12:剝離層
13、21、25:接著層
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2(a)~圖2(g)是表示扇出型WLP的製造步驟的概念剖面圖。
本發明的支持結晶化玻璃基板中，30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數超過70×10-7/℃且為195×10-7/℃以下，較佳為超過90×10-7/℃且為195×10-7/℃以下，更佳為100×10-7/℃以上且160×10-7/℃以下，特佳為110×10-7/℃以上且150×10-7/℃以下。若30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數為所述範圍外，則加工基板與支持結晶化玻璃基板的熱膨脹係數難以匹配。並且，若兩者的熱膨脹係數不匹配，則於加工處理時容易產生加工基板的尺寸變化(特別是翹曲變形)。
本發明的支持結晶化玻璃基板中，30℃~500℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數超過70×10-7/℃且為195×10-7/℃以下，較佳為超過90×10-7/℃且為195×10-7/℃以下，更佳為100×10-7/℃以上且160×10-7/℃以下，特佳為110×10-7/℃以上且
150×10-7/℃以下。若30℃~500℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數為所述範圍外，則加工基板與支持結晶化玻璃基板的熱膨脹係數難以匹配。並且，若兩者的熱膨脹係數不匹配，則於加工處理時容易產生加工基板的尺寸變化(特別是翹曲變形)。
楊氏模量較佳為70GPa以上、75GPa以上、80GPa以上、83GPa以上、特別是85GPa以上。若楊氏模量過低，則難以維持積層體的剛性，且容易產生加工基板的變形、翹曲、破損。
較佳為作為組成，以質量%計而含有30%~80%的SiO2、1%~25%的Al2O3、0%~10%的B2O3、0%~20%的P2O5、0%~15%的Li2O、0%~25%的Na2O、0%~7%的K2O、0%~15%的MgO、0%~5%的CaO、0%~5%的SrO、0%~5%的BaO、0%~30%的ZnO、0%~10%的ZrO2，更佳為作為組成，以質量%計而含有30%~80%的SiO2、1%~25%的Al2O3、0%~10%的B2O3、0%~20%的P2O5、0%~15%的Li2O、0%~25%的Na2O、0%~7%的K2O、0%~15%的MgO、0%~5%的CaO、0%~5%的SrO、0%~5%的BaO、0%~30%的ZnO、0%~10%的ZrO2、0%~20%的MnO、0%~20%的TiO2、0%~20%的Y2O3。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，%表示除進行特別說明的情況外，是表示質量%。
SiO2為形成玻璃的骨架的主成分，且為用於使α-白矽石、α-石英等析出的成分。然而，若SiO2的含量過少，則楊氏模量、耐酸性容易降低。因而，SiO2的含量較佳為30%~80%、33%
~77%、35%~76%、37%~75%、特別是39%~74%。
Al2O3為提高楊氏模量的成分，並且為抑制分相、失透的成分。然而，若Al2O3的含量過多，則藉由相轉移β-鋰輝石等低膨脹結晶容易析出，且高溫黏度變高，熔融性、成形性容易降低。因而，Al2O3的含量較佳為1%~25%、2%~23%、2.5%~21%、3%~19%、特別是3.5%~17%。
B2O3為提高熔融性、耐失透性的成分。然而，若B2O3的含量過多，則楊氏模量、耐酸性容易降低。因而，B2O3的含量較佳為0%~10%、0%~8%、0%~5%、0%~3%、特別是0%~1%。
P2O5為用於生成結晶核的成分。然而，若大量導入P2O5，則玻璃容易分相。因而，P2O5的含量較佳為0%~20%、1.2%~19%、1.4%~18%、特別是1.5%~17%。
Li2O為提高楊氏模量或熱膨脹係數的成分，且為用於降低高溫黏性並顯著提高熔融性，並且使二矽酸鋰等析出的成分。然而，若Li2O的含量過多，則鹼溶出量容易變多。因而，Li2O的含量較佳為0%~15%、6%~14%、7%~13%、特別是9%~12%。
Na2O為提高熱膨脹係數的成分，且為用於降低高溫黏性並顯著提高熔融性，並且使三斜霞石等析出的成分。而且為有助於玻璃原料的初期的熔融的成分。然而，若Na2O的含量過多，則鹼溶出量容易變多。因而，Na2O的含量較佳為0%~25%、0.1%~24%、0.5%~23%、特別是1%~23%。
K2O為提高熱膨脹係數的成分，且為降低高溫黏性並顯
著提高熔融性，並且抑制析出結晶的粗大化的成分。然而，若K2O的含量過多，則鹼溶出量容易變多。因而，K2O的含量較佳為0%~7%、0.1%~6%、0.5%~5%、1%~4%、特別是2%~3%。另外，若析出結晶粗大化，則難以藉由研磨處理而減小整體板厚偏差。
MgO為降低高溫黏性並提高熔融性的成分，並且為用於使尖晶石等析出的成分。而且為鹼土類金屬氧化物中顯著提高楊氏模量的成分。然而，若MgO的含量過多，則於成形時玻璃容易失透。因而，MgO的含量較佳為0%~15%、0.5%~14%、0.5%~13%、特別為0.8%~12%。
CaO為降低高溫黏性並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批料成本低廉化的成分，若其含量過多，則於成形時玻璃容易失透。因而，CaO的含量較佳為0%~5%、0%~3%、0%~1%、特別是0%~0.5%。
SrO為抑制分相的成分，且為抑制析出結晶的粗大化的成分，若其含量過多，則難以藉由熱處理而使結晶析出。因而，SrO的含量較佳為0%~5%、0%~3%、0%~1.5%、特別是0%~未滿1%。
BaO為抑制析出結晶的粗大化的成分，若其含量過多，則難以藉由熱處理而使結晶析出。因而，BaO的含量較佳為0%~5%、0%~4%、特別是0%~未滿3%。
ZnO為降低高溫黏性並顯著提高熔融性的成分，並且為用於使鋅尖晶石等析出的成分。進而為抑制析出結晶的粗大化的
成分。然而，若ZnO的含量過多，則於成形時玻璃容易失透。因而，ZnO的含量較佳為0%~30%、0%~28%、0%~26%、特別是0.1%~24%。
ZrO2為用於生成結晶核的成分，且為改善耐藥品性、楊氏模量的成分。然而，若大量導入ZrO2，則玻璃容易失透，且導入原料為難熔解性，故有未熔解的異物混入至結晶化玻璃基板內之虞。因而，ZrO2的含量較佳為0%~10%、0.1%~8%、0.5%~7%、特別是1%~5%。
除所述成分以外，亦可導入其他成分作為任意成分。另外，就確切地享有本發明的效果的觀點而言，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、特別是5%以下。
TiO2為用於生成結晶核的成分，且為改善耐藥品性、楊氏模量的成分。然而，若大量導入TiO2，則玻璃著色，透過率容易降低。因而，TiO2的含量較佳為0%~20%、1%~19%、1%~18%、特別是1%~17%。
Y2O3為提高玻璃的楊氏模量的成分。然而，Y2O3亦有抑制結晶成長的效果。因而，Y2O3的含量較佳為0%~10%、0.5%~8%、特別是2%~6%。
MnO為用於使錳尖晶石析出的成分。若MnO的含量過多，則液相黏度急遽上升。因而，MnO的含量較佳為5%~30%、5%~25%、特別是5%~15%。
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，則難以經由接著層、剝離層而適當進行加工基板與支持結晶化玻璃基板的接著與脫落。因而，Fe2O3的含量較佳為0.05%以下、0.03%以下、特別是0.02%以下。另外，本發明中所述的「Fe2O3」包含二價氧化鐵與三價氧化鐵，二價氧化鐵換算為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。
Nb2O5、La2O3中具有提高應變點、楊氏模量等的作用。然而，若該些成分的含量分別為5%、特別是大於1%，則有批料成本上漲之虞。
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、特別是0.1%以下，理想的是實質不含有。此處，「實質不含有~」是指組成中的明示的成分的含量未滿0.05%的情況。
Sb2O3為在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%、特別是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為在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%、特別是0.05%~0.7%。若SnO2的含量過多，則Sn系的異種結晶容易析出。另外，若SnO2的含量過少，則難以享有
所述效果。
Cl為促進玻璃的熔融的成分。若向組成中導入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。因而，Cl的含量較佳為3%以下、1%以下、0.5%以下、特別是0.1%以下。
只要不損及玻璃特性，亦可分別導入3%左右的F、SO3、C或Al、Si等金屬粉末作為澄清劑。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。
本發明的結晶化玻璃基板中，較佳為析出有α-白矽石、二矽酸鋰、α-石英、三斜霞石、尖晶石、鋅尖晶石、錳尖晶石、頑火輝石及該些的固溶體的一種以上，尤佳為析出有兩種以上。如此，可提高結晶化玻璃基板的熱膨脹係數。進而，該些結晶於容易微細化、藉由研磨處理而減小整體板厚偏差的方面有利。另外，特佳為所述結晶中的二矽酸鋰、三斜霞石，最佳為二矽酸鋰。二矽酸鋰由於容易藉由熱處理條件的變更而使熱膨脹係數發生變動，故具有容易調整為所期望的熱膨脹係數的優點。另一方面，較佳為作為主結晶未析出β-鋰霞石、β-鋰輝石、β-白矽石、β-石英及該些的固溶體。如此，可避免支持結晶化玻璃基板的熱膨脹係數不適當地降低的事態。
本發明的支持結晶化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、特別是150mm
以上且450mm以下。如此，容易適用於半導體封裝體的製造步驟。亦可視需要加工成除此以外的形狀，例如矩形等形狀。
本發明的支持結晶化玻璃基板中，正圓度(其中，除凹口部以外)較佳為1mm以下、0.1mm以下、0.05mm以下、特別是0.03mm以下。正圓度越小，越容易適用於半導體封裝體的製造步驟。另外，正圓度的定義為白晶圓的外形的最大值減去最小值所得的值。
本發明的支持結晶化玻璃基板中，板厚較佳為未滿2.0mm、1.5mm以下、1.2mm以下、1.1mm以下、1.0mm以下、特別是0.9mm以下。板厚越薄，積層體的質量越輕，故操作性提高。另一方面，若板厚過薄，則支持結晶化玻璃基板自身的強度降低，難以發揮作為支持基板的功能。因而，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、特別是超過0.7mm。
整體板厚偏差較佳為30μm以下、20μm以下、10μm以下、5μm以下、4μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、特別是0.1μm~未滿1μm。整體板厚偏差越小，越容易提高加工處理的精度。特別是可提高配線精度，故能夠進行高密度的配線。
翹曲量較佳為60μm以下、55μm以下、50μm以下、1μm~45μm、特別是5μm~40μm。翹曲量越小，越容易提高加工處理的精度。特別是可提高配線精度，故能夠進行高密度的配線。
對本發明的支持結晶化玻璃基板的製造方法進行說
明。首先，以成為既定的組成的方式調配玻璃原料，將所獲得的玻璃批料於1550℃~1750℃的溫度下熔融後，成形為板狀，從而獲得結晶性玻璃基板。另外，成形方法可選定各種方法。例如可選定流孔下引法(slot down draw method)、再拉法、浮式法、鑄錠成型法等。
接著，於700℃~1000℃下熱處理0.5小時~3小時，於結晶性玻璃基板中生成結晶核並使結晶成長，藉此可製作結晶化玻璃基板。另外，亦可視需要，於使結晶成長的步驟之前設置使結晶核形成於結晶性玻璃基板的結晶核形成步驟。
本發明的積層體為至少具備加工基板及用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板的積層體，所述積層體的特徵在於：支持結晶化玻璃基板為所述支持結晶化玻璃基板。此處，本發明的積層體的技術性特徵(較佳的構成、效果)與本發明的支持結晶化玻璃基板的技術性特徵重複。因而，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於加工基板與支持結晶化玻璃基板之間具有接著層。接著層較佳為樹脂，例如，較佳為熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂(特別是紫外線硬化樹脂)等。而且，較佳為具有耐受半導體封裝體的製造步驟的熱處理的耐熱性者。藉此，半導體封裝體的製造步驟中接著層難以熔解，可提高加工處理的精度。另外，由於容易將加工基板與支持結晶化玻璃基板固定，故亦可將紫外線硬化型膠帶用作接著層。
本發明的積層體較佳為進而於加工基板與支持結晶化玻璃基板之間，更具體而言於加工基板與接著層之間具有剝離層，或者於支持結晶化玻璃基板與接著層之間具有剝離層。如此，於對加工基板進行既定的加工處理後，容易將加工基板自支持結晶化玻璃基板剝離。就生產性的觀點而言，加工基板的剝離較佳為藉由雷射光等照射光而進行。雷射光源可使用釔鋁石榴石(Yttrium Aluminum 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，亦可將高效地吸收紅外線並轉換為熱的物質添加於樹脂中。例如，可將碳黑、石墨粉、微粒子金屬粉末、染料、顏料等添加於樹脂中。
剝離層包含藉由雷射光等照射光而產生「層內剝離」或「界面剝離」的材料。即，包含以下材料：若照射一定強度的光，則原子或分子中的原子間或分子間的結合力消失或減少，發生剝蝕(ablation)等，從而產生剝離的材料。另外，有藉由照射光的照射而剝離層中所含有的成分成為氣體被放出而導致分離的情況、與剝離層吸收光成為氣體並放出其蒸氣而導致分離的情況。
本發明的積層體中，支持結晶化玻璃基板較佳為大於加工基板。藉此，於對加工基板與支持結晶化玻璃基板進行支持時，即便於兩者的中心位置稍有分離的情況下，加工基板的邊緣部亦難以超出支持結晶化玻璃基板。
本發明的半導體封裝體的製造方法的特徵在於包括：準
備至少具備加工基板及用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板的積層體的步驟；以及對加工基板進行加工處理的步驟，並且支持結晶化玻璃基板為所述支持結晶化玻璃基板。此處，本發明的半導體封裝體的製造方法的技術性特徵(較佳的構成、效果)與本發明的支持結晶化玻璃基板及積層體的技術性特徵重複。因而，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體的製造方法包括準備至少具備加工基板及用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板的積層體的步驟。具備加工基板及用於支持加工基板的支持結晶化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體的製造方法較佳為進而包括搬送積層體的步驟。藉此，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」，無須分別進行，可同時進行。
本發明的半導體封裝體的製造方法中，加工處理較佳為對加工基板的一個表面進行配線的處理、或在加工基板的一個表面形成焊料凸塊的處理。本發明的半導體封裝體的製造方法中，於該些處理時加工基板尺寸難以變化，故可適當地進行該些步驟。
除所述以外，作為加工處理亦可為以下處理的任一個：對加工基板的一個表面(通常與支持結晶化玻璃基板為相反側的表面)以機械方式進行研磨的處理、對加工基板的一個表面(通常與支持結晶化玻璃基板為相反側的表面)進行乾式蝕刻的處
理、對加工基板的一個表面(通常與支持結晶化玻璃基板為相反側的表面)進行濕式蝕刻的處理。另外，本發明的半導體封裝體的製造方法中，加工基板難以產生翹曲，並且可維持積層體的剛性。結果可適當地進行所述加工處理。
本發明的半導體封裝體的特徵在於藉由所述半導體封裝體的製造方法而製作。此處，本發明的半導體封裝體的技術性特徵(較佳的構成、效果)與本發明的支持結晶化玻璃基板、積層體及半導體封裝體的製造方法的技術性特徵重複。因而，本說明書中，關於該重複部分省略詳細記載。
本發明的電子設備為具備半導體封裝體的電子設備，所述電子設備的特徵在於：半導體封裝體為所述半導體封裝體。此處，本發明的電子設備的技術性特徵(較佳的構成、效果)與本發明的支持結晶化玻璃基板、積層體、半導體封裝體的製造方法、半導體封裝體的技術性特徵重複。因而，本說明書中，關於該重複部分省略詳細記載。
一面參照圖式一面對本發明進一步說明。
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具備支持結晶化玻璃基板10與加工基板11。為了防止加工基板11的尺寸變化，將支持結晶化玻璃基板10貼附於加工基板11。於支持結晶化玻璃基板10與加工基板11之間配置有剝離層12與接著層13。剝離層12與支持結晶化玻璃基板10接觸，接著層13與加工基板11接觸。
根據圖1可知，積層體1以支持結晶化玻璃基板10、剝離層12、接著層13、加工基板11的順序積層配置。支持結晶化玻璃基板10的形狀根據加工基板11而決定，但圖1中支持結晶化玻璃基板10及加工基板11的形狀均為大致圓板狀。剝離層12例如可使用藉由照射雷射而分解的樹脂。而且，亦可將高效地吸收雷射光並轉換為熱的物質添加於樹脂中。例如，亦可將碳黑、石墨粉、微粒子金屬粉末、染料、顏料等添加於樹脂中。剝離層12是藉由電漿化學氣相沈積法(Chemical Vapor Deposition，CVD)、或溶膠-凝膠法的旋塗等而形成。接著層13包括樹脂，例如藉由各種印刷法、噴墨法、旋塗法、輥塗法等塗佈形成。而且，亦能夠使用紫外線硬化型膠帶。接著層13藉由剝離層12將支持結晶化玻璃基板10自加工基板11剝離後，利用溶劑等加以溶解去除。紫外線硬化型膠帶於照射紫外線後，能夠藉由剝離用膠帶來去除。
圖2(a)~圖2(g)是表示扇出型WLP的製造步驟的概念剖面圖。圖2(a)表示在支持構件20的一個表面上形成接著層21的狀態。亦可視需要於支持構件20與接著層21之間形成剝離層。繼而，如圖2(b)所示，於接著層21上貼附多個半導體晶片22。此時，使半導體晶片22的主動側的面與接著層21接觸。繼而，如圖2(c)所示，利用樹脂的密封材23將半導體晶片22成型(密封)。密封材23使用壓縮成形後的尺寸變化、將配線成形時的尺寸變化少的材料。接著，如圖2(d)、圖2(e)所示，
將半導體晶片22經成型的加工基板24白支持構件20分離後，經由接著層25而與支持結晶化玻璃基板26接著固定。此時，將加工基板24的表面內的與埋入有半導體晶片22側的表面為相反側的表面配置於支持結晶化玻璃基板26側。如此，可獲得積層體27。另外，亦可視需要於接著層25與支持結晶化玻璃基板26之間形成剝離層。進而，於搬送所獲得的積層體27後，如圖2(f)所示，於加工基板24的埋入有半導體晶片22側的表面形成配線28後，形成多個焊料凸塊29。最後自支持結晶化玻璃基板26分離加工基板24後，針對每個半導體晶片22將加工基板24切斷，供於之後的封裝步驟(圖2(g))。
[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。本發明並不受以下實施例的任何限定。
表1~表3表示本發明的實施例(試樣No.1~試樣No.26)。
[表1]
[表2]
首先，將以成為表中的組成的方式調配玻璃原料而得的玻璃批料放入至鉑坩堝中，於1600℃下熔融4小時。於玻璃批料熔解時，使用鉑攪拌器進行攪拌，而進行均質化。繼而，使熔融玻璃流出至碳板上，成形為板狀後，自較徐冷點高20℃左右的溫度開始，以3℃/min徐冷至常溫。將所獲得的各結晶性玻璃試樣投入至電爐中，並於500℃~800℃下保持0.5小時~5小時，生成結晶核後，於850℃~1000℃下保持1小時~5小時，而使結晶於玻璃中成長。使結晶成長後，以1℃/min的降溫速度冷卻至常溫。
對於所獲得的各結晶性玻璃試樣，評價30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數α30~380、30℃~500℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數α30~500、密度ρ、降伏點(yield point)Tf、楊氏模量E及析出結晶。
30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數α30~380與30℃~500℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數α30~500為利用膨脹計進行測定而得的值。
密度ρ為藉由周知的阿基米德(Archimedes)法進行測定而得的值。
降伏點Tf是指利用推桿式熱膨脹係數測定裝置進行測定而得的值。
楊氏模量E是指藉由共振法進行測定而得的值。
析出結晶是利用X射線繞射裝置(理學(Rigaku)製造的RINT-2100)進行評價而得者。另外，將測定範圍設為2θ=10°~60°。而且，表中，「Li2O．2SiO2」是指二矽酸鋰，「α-Quartz」是指α-石英，「Carnegieite」是指三斜霞石，「Spinel」是指尖晶石，「Gahnite」是指鋅尖晶石，「Galaxite」是指錳尖晶石，「Enstatite」是指頑火輝石。
根據表1~表3明確：試樣No.1~試樣No.26中，鹼金屬氧化物的含量少，30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數α30~380為72×10-7/℃~185×10-7/℃，30℃~500℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數α30~500為74×10-7/℃~175×10-7/℃。因而認
為：試樣No.1~試樣No.26適合作為半導體封裝體的製造步驟中用於加工基板的支持的支持基板。
[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.26的組成的方式調配玻璃原料後，供給至玻璃熔融爐並於1550℃~1650℃下進行熔融，繼而將熔融玻璃分別流入至陶瓷製的模框，而成型為板狀。將所獲得的各試樣投入至電爐中，並於500℃下保持30分鐘，生成結晶核後，於850℃下保持60分鐘，而使結晶於玻璃矩陣中成長。使結晶成長後，以1℃/min的降溫速度冷卻至常溫。於將所獲得的結晶化玻璃基板(整體板厚偏差約4.0μm)加工為Φ300mm×0.7mm厚後，藉由研磨裝置對其兩表面進行研磨處理。具體而言，利用外徑不同的一對研磨墊來夾持結晶化玻璃基板的兩表面，一面使結晶化玻璃基板與一對研磨墊一同旋轉，一面對結晶化玻璃基板的兩表面進行研磨處理。研磨處理時，有時以結晶化玻璃基板的一部分超出研磨墊的方式進行控制。另外，研磨墊為胺基甲酸酯製，將研磨處理時所使用的研磨漿料的平均粒徑設為2.5μm，將研磨速度設為15m/min。對於所獲得的各研磨處理完畢的各結晶化玻璃基板，藉由神鋼(Kobelco)科研公司製造的SBW-331ML/d來測定整體板厚偏差與翹曲量。其結果，整體板厚偏差分別未滿1.0μm，翹曲量分別為35μm以下。
[產業上之可利用性]
本發明的支持結晶化玻璃基板較佳為於半導體封裝體的製造步驟中用於加工基板的支持，但亦能夠應用於該用途以外。例如，發揮高膨脹的優點而能夠用作鋁合金基板等高膨脹金屬基板的代替基板，且亦能夠用作氧化鋯基板、鐵氧體基板等高膨脹陶瓷基板的代替基板。
1:積層體
10:支持結晶化玻璃基板
11:加工基板
12:剝離層
13:接著層
Claims (14)
- 一種積層體，其為至少具備加工基板及用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板的積層體，所述積層體的特徵在於：支持結晶化玻璃基板的30℃~380℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數超過90×10-7/℃且為195×10-7/℃以下。
- 一種積層體，其為至少具備加工基板及用於支持加工基板的支持結晶化玻璃基板的積層體，所述積層體的特徵在於：支持結晶化玻璃基板的30℃~500℃的溫度範圍下的平均線熱膨脹係數超過90×10-7/℃且為195×10-7/℃以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的積層體，其用於半導體封裝體的製造步驟。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的積層體，其中支持結晶化玻璃基板的楊氏模量為70GPa以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的積層體，其中作為組成，支持結晶化玻璃基板以質量%計而含有30%~80%的SiO2、1%~25%的Al2O3、0%~10%的B2O3、0%~20%的P2O5、0%~15%的Li2O、0%~25%的Na2O、0%~7%的K2O、0%~15%的MgO、0%~5%的CaO、0%~5%的SrO、0%~5%的BaO、0%~30%的ZnO、0%~10%的ZrO2、0%~20%的MnO、0%~20%的TiO2、及0%~20%的Y2O3。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的積層體，其中支持結晶化玻璃基板中析出有α-白矽石、二矽酸鋰、α-石英、三斜 霞石、尖晶石、鋅尖晶石、錳尖晶石、頑火輝石及該些的固溶體的一種或兩種以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的積層體，其中支持結晶化玻璃基板作為主結晶未析出β-鋰霞石、β-鋰輝石、β-白矽石、β-石英及該些的固溶體。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的積層體，其中支持結晶化玻璃基板的板厚未滿2.0mm，支持結晶化玻璃基板的整體板厚偏差為30μm以下，且支持結晶化玻璃基板的翹曲量為60μm以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的積層體，其中加工基板至少具備利用密封材而成型的半導體晶片。
- 一種半導體封裝體的製造方法，其特徵在於包括：準備如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的積層體的步驟；以及對加工基板進行加工處理的步驟。
- 如申請專利範圍第10項所述的半導體封裝體的製造方法，其中加工處理包括對加工基板的一個表面進行配線的步驟。
- 如申請專利範圍第10項或第11項所述的半導體封裝體的製造方法，其中加工處理包括在加工基板的一個表面形成焊料凸塊的步驟。
- 一種半導體封裝體，其特徵在於：藉由如申請專利範圍第10項至第12項中任一項所述的半導體封裝體的製造方法而 製作。
- 一種電子設備，其為具備半導體封裝體的電子設備，所述電子設備的特徵在於：所述半導體封裝體為如申請專利範圍第13項所述的半導體封裝體。
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