TWI742020B - 接著片、切割膠帶一體型接著片及半導體裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種具有高的導熱性、並且接著後的剝離被抑制的接著片。
本發明之解決手段為一種接著片,其含有銀被覆銅系填料及銀填料,銀被覆銅系填料為薄片狀,並且平均長徑為0.7μm以上,銀填料的一次粒徑為500nm以下。
Description
本發明係關於接著片、切割膠帶一體型接著片及半導體裝置的製造方法。
近年來,進行電力的控制、供給的功率半導體裝置的普及變得顯著。在功率半導體裝置中總有電流流過,發熱量大。因此,功率半導體裝置中使用的接著劑理想的是具有高的散熱性的。此外,不限於功率半導體裝置用的接著劑,一般,半導體裝置中使用的接著劑理想的是具有高的散熱性。
作為具有散熱性的接著劑,例如可列舉出含有導電性填料的接著劑(參見例如專利文獻1)。
專利文獻1:日本特開2012-142370號公報
要想賦予更高的導熱性,可考慮在接著劑中填充大量導熱性填料的方法。然而,如果增多導熱性填料的含量,則樹脂成分相對變少,因此會導致接著力降低。此外,導熱性填料的含量越增多,彈性模量越提高,應力鬆弛性越降低。因此,由於因2個接著物件物間的線膨脹差(例如半導體晶片與引線框的線膨脹差)產生的應力,會產生剝離。
本發明是鑒於前述問題而做出的,其目的在於提供具有高的導熱性、並且接著後的剝離被抑制的接著片。另在於提供具有該接著片的切割膠帶一體型接著片。另在於提供使用該切割膠帶一體型接著片的半導體裝置的製造方法。
本申請發明人等為了解決前述現有的問題,針對接著片進行了研究。結果發現,通過採用下述構成,具有高的導熱性、並且可抑制接著後的剝離,從而完成了本發明。
即,本發明的接著片的特徵在於,含有銀被覆銅系填料及銀填料,前述銀被覆銅系填料為薄片狀,並且平均長徑為0.7μm以上,前述銀填料的一次粒徑為500nm以下。
銀被覆銅系填料僅通過填料間的物理性接觸來傳導熱,因此因接觸部分的阻力而難以獲得高的導熱性。而粒徑為500nm以下的銀填料在較低溫度下燒結,與其他金屬以化學方式結合,因此與單純的填料之間的接觸相比可獲得較高的導熱性。然而,銀填料單質的徑厚比小,因此無法形成良好的導熱路徑。於是,通過組合使用徑厚比大的被覆填料及用於將其連接的銀填料,能夠獲得高的導熱性。此外,單純的銅填料與銀相比,較容易在表面形成氧化膜,因此難以很好地形成與奈米銀的化學結合,而通過用銀被覆,可獲得良好的接合。
此外,根據前述構成,含有一次粒徑為500nm以下的銀填料以及為薄片狀、並且平均長徑為0.7μm以上的銀被覆銅系填料。即,含有銀填料及尺寸大於銀填料的銀被覆銅系填料。因此,通過進行加熱,會在銀填料與銀被覆銅系填料之間進行金屬結合。結果,以少的含量即可獲得高的導熱性。
此外,由於能夠減少填料的含量(銀填料與銀被覆銅系填料的總含量),因此由樹脂帶來的化學性接著力提高。此外,銀填料與被黏物的金屬形成合金,以化學方式接著。因此,能夠維持高的接著力。此外,由於能夠減少填料的含量,因此能夠降低彈性模量。由於彈性模量低,因此應力鬆弛性優異。結果,能夠抑制由於因2個接著物件物間的線膨脹差(例如半導體晶片與引線框的線膨脹差)產生的應力而產生剝離。
此外,銀被覆銅系填料在比銀填料低成本方面優異。
在前述構成中,較佳為,熱硬化後在260℃下的儲能模量為10~700MPa。
如果熱硬化後在260℃下的儲能模量為700MPa以下,則熱硬化後的儲能模量被抑製得較低。結果,應力鬆弛性更優異。此外,如果熱硬化後在260℃下的儲能模量為10MPa以上,則接著力優異。
在前述構成中,較佳為,將接著於銅引線框、在200℃下加熱1小時後在260℃下的相對於前述銅引線框的剪切接著力定為A,將接著於鍍銀的銅引線框、在200℃下加熱1小時後在260℃下的相對於前述鍍銀的銅引線框的剪切接著力定為B時,B/A為1.1以上。
通常的環氧接著劑中,與銅相比,銀的接著力降低較多,有時會在可靠性上出現問題。然而,如果前述B/A為1.1以上,則對銀可獲得良好的接著力,相對於實施了鍍銀的引線框的可靠性提高。
在前述構成中,較佳為,在200℃下加熱1小時後的片厚度方向的導熱率為3W/m.K以上。
如果在200℃下加熱1小時後的片厚度方向的導熱率為3W/m.K以上,則散熱性更優異。
在前述構成中,較佳為,將前述銀被覆銅系填料的重量定為C、將前述銀填料的重量定為D時,比C:D在9:1~5:5的範圍內。
如果前述比C:D在9:1~5:5的範圍內,則對銀
的接著性及導熱率變良好。如果銀填料過少,則無法獲得提高接著力、導熱率的效果。反之,如果銀填料過多,則薄膜會變得過硬,因而無法進行低壓力下的黏貼。
在前述構成中,較佳為,前述銀被覆銅系填料中的銀的被覆量相對於前述銀被覆銅系填料整體的重量為5~30重量%。
如果前述被覆量為5重量%以上,則能夠良好地被覆銅填料的表面,通過防止銅的氧化可獲得良好的導熱性。而如果前述被覆量為30重量%以下,則由於成本增加而無法獲得使用被覆填料的優點。
在前述構成中,較佳為,前述銀被覆銅系填料的比表面積在0.5~1.5m2/g的範圍內。
如果前述銀被覆銅系填料的比表面積為1.5m2/g以下,則能夠使熱硬化前的接著片更具柔軟性。結果,熱硬化前的接著力更優異。此外,如果前述銀被覆銅系填料的比表面積為0.5m2/g以上,則由於可得到大量的填料之間的接觸點而可獲得良好的導熱率。
在前述構成中,較佳為,將前述被覆填料的個數換算平均粒徑定為E、將體積換算平均粒徑定為F時,F/E為10以下。
如果前述F/E為10以下,則填料的粒徑分佈變尖銳,可以通過粒徑控制使接著片薄化。在此,個數換算平均粒徑表示在累積顆粒分佈曲線中累積顆粒數的比例為50%的粒徑。體積換算平均粒徑表示在累積體積分佈曲
線中累積體積比例為50%的粒徑。此外,個數換算平均粒徑由於以顆粒數為基準,因此粒徑大的顆粒也好、小的顆粒也好都同樣算作為1個,而體積換算平均粒徑由於以體積為基準,因此粒徑大的顆粒與小的顆粒相比,體積換算平均粒徑也增大。即,F/E越小表示為細微性分佈越尖銳的顆粒,F/E越大表示為細微性分佈在粒徑大的一側寬的顆粒。
在前述構成中,較佳為,含有環氧樹脂。
如果含有環氧樹脂,則通過加熱能夠良好地將接著物件物接著。
在前述構成中,較佳為,前述環氧樹脂具有可撓性骨架。
如果前述環氧樹脂具有可撓性骨架,則能夠使熱硬化後的接著片進一步具有柔軟性。
在前述構成中,較佳為,含有分散劑。
一次粒徑為500nm以下的銀填料容易聚集。因此,如果含有分散劑,則樹脂中的填料的分散性提高,與被覆填料的接觸增多,良好地形成路徑,從而導熱率提高。
在前述構成中,較佳為,前述分散劑為具有羧酸基、酸值為20以上、重量平均分子量為1000以上的丙烯酸類共聚物。
如果是分散劑的重量平均分子量為1000以上的丙烯酸類共聚物,則熱穩定性優異。此外,如果前述分
散劑具有羧酸基、並且酸值為20以上,則能夠適宜地抑制銀填料的聚集。
此外,本發明的切割膠帶一體型接著片的特徵在於,具有切割膠帶及前述接著片,在前述切割膠帶上層疊有前述接著片。
根據前述切割膠帶一體型接著片,由於與切割膠帶為一體型,因此能夠省略與切割膠帶貼合的步驟。此外,由於具備前述接著片,因此具有高的導熱性,並且可抑制接著後的剝離。
此外,本發明的半導體裝置的製造方法的特徵在於,包括下述步驟:準備前述切割膠帶一體型接著片的步驟;在前述切割膠帶一體型接著片上黏貼半導體晶圓的步驟;將前述半導體晶圓與前述接著片一起切割而形成附接著片的半導體晶片的步驟;從前述切割膠帶拾取前述附接著片的半導體晶片的步驟;以及,將拾取的前述附接著片的半導體晶片晶片接合到被黏物上的步驟。
根據前述構成,由於使用前述接著片,因此所得半導體裝置能夠對來自半導體晶片的熱進行高效排熱。此外,由於使用前述接著片,因此所得半導體裝置抑制了半導體晶片與被黏物剝離。
10‧‧‧切割膠帶一體型接著片
20‧‧‧切割膠帶
22‧‧‧基材
24‧‧‧黏合劑層
30‧‧‧接著片
40‧‧‧半導體晶圓
50‧‧‧半導體晶片
60‧‧‧被黏物
70‧‧‧接合引線
80‧‧‧密封樹脂
圖1是本實施方式的切割膠帶一體型接著片的剖視示意圖。
圖2是用於對使用本實施方式的切割膠帶一體型接著片的半導體裝置的製造方法進行說明的剖視示意圖。
圖3是用於對使用本實施方式的切割膠帶一體型接著片的半導體裝置的製造方法進行說明的剖視示意圖。
圖4是用於對使用本實施方式的切割膠帶一體型接著片的半導體裝置的製造方法進行說明的剖視示意圖。
圖5是用於對使用本實施方式的切割膠帶一體型接著片的半導體裝置的製造方法進行說明的剖視示意圖。
以下對本實施方式的接著片及切割膠帶一體型接著片進行說明。本實施方式的接著片可列舉出在以下說明的切割膠帶一體型接著片中未貼合切割膠帶的狀態的接著片。因此,以下對切割膠帶一體型接著片進行說明,對於接著片,在其中進行說明。此外,以下對接著片為晶片接合薄膜的情況進行說明。圖1是本實施方式的切割膠帶一體型接著片的剖視示意圖。
如圖1所示,切割膠帶一體型接著片10具有在切割膠帶20上層疊有作為晶片接合薄膜的接著片30的構成。切割膠帶20在基材22上層疊黏合劑層24來構成。接著片30設置在黏合劑層24上。
需要說明的是,本實施方式中,對接著片30層疊在黏合劑層24的表面的一部分上的情況進行說明。更具體而言,對接著片30僅在黏合劑層24的與半導體晶圓的黏貼部分對應的部分26形成的構成的情況進行說明。然而,本發明不限定於該例。也可以是本發明的接著片層疊在黏合劑層的整面的構成。此外,也可以是在大於與半導體晶圓的黏貼部分對應的部分且小於黏合劑層的整面的部分層疊的構成。另外,接著片的表面(黏貼於半導體晶圓的一側的面)可以在直至黏貼於半導體晶圓為止的期間由隔離體等保護。
接著片30含有銀被覆銅系填料及銀填料,前述銀被覆銅系填料為薄片狀,並且平均長徑為0.7μm以上,前述銀填料的一次粒徑為500nm以下。
銀被覆銅系填料僅通過填料間的物理性接觸來傳導熱,因此因接觸部分的阻力而難以獲得高的導熱性。而粒徑為500nm以下的銀填料在較低溫度下燒結,與其他金屬以化學方式結合,因此與單純的填料之間的接觸相比可獲得較高的導熱性。然而,銀填料單質的徑厚比
小,因此無法形成良好的導熱路徑。根據接著片30,通過組合使用徑厚比大的被覆填料及用於將其連接的銀填料,能夠獲得高的導熱性。此外,單純的銅填料與銀相比,較容易在表面形成氧化膜,因此難以很好地形成與奈米銀的化學結合,而通過用銀被覆,可獲得良好的接合。
此外,根據接著片30,含有一次粒徑為500nm以下的銀填料以及為薄片狀、並且平均長徑為0.7μm以上的銀被覆銅系填料。即,含有銀填料及尺寸大於銀填料的銀被覆銅系填料。因此,通過進行加熱,會在銀填料與銀被覆銅系填料之間進行金屬結合。結果,以少的含量即可獲得高的導熱性。
此外,由於能夠減少填料的含量(銀填料與銀被覆銅系填料的總含量),因此由樹脂帶來的化學性接著力提高。此外,銀填料與被黏物的金屬形成合金,以化學方式接著。因此,能夠維持高的接著力。此外,由於能夠減少填料的含量,因此能夠降低彈性模量。由於彈性模量低,因此應力鬆弛性優異。結果,能夠抑制由於因2個接著物件物間的線膨脹差(例如半導體晶片與引線框的線膨脹差)產生的應力而產生剝離。
此外,銀被覆銅系填料在比銀填料低成本方面優異。
前述銀被覆銅系填料的平均長徑較佳為0.7μm以上,更佳為1μm以上。此外,前述銀被覆銅系填料的平均長徑從接著薄膜的薄型化的角度來看,較佳為10μm以下,更佳為5μm以下。
前述銀被覆銅系填料的徑厚比較佳為1.5以上,更佳為3以上。如果為2以上,則銀被覆銅系填料之間容易進行面接觸,容易形成導電路徑。前述徑厚比以大者較佳,但例如為100以下、50以下。
前述銀被覆銅系填料的徑厚比是平均長徑相對於平均厚度之比(平均長徑/平均厚度)。
在本說明書中,銀被覆銅系填料的平均長徑是通過利用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察接著片30的剖面、測定隨機選擇的100個銀被覆銅系填料的長徑而得到的平均值。
此外,銀被覆銅系填料的平均厚度是通過利用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察接著片30的剖面、測定隨機選擇的100個銀被覆銅系填料的厚度而得到的平均值。
前述銀填料的一次粒徑較佳為400nm以下,更佳為300nm以下。此外,前述銀填料的一次粒徑越小越佳,而從小的填料容易聚集的角度來看,較佳為10nm以上,更佳為100μm以下。
銀填料的一次粒徑是指未聚集的狀態的單個銀填料的粒徑,按下述方法進行測定。即,是通過利用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察接著片30的剖面、測定隨機選擇的100個銀填料的粒徑而得到的平均值。
將前述銀被覆銅系填料的重量為C、設前述銀填料的重量為D時,比C:D較佳在9:1~5:5的範圍內,更佳為8:2~6:4。如果前述比C:D在9:1~5:5的範圍內,
則可獲得良好的導熱率及對銀的接著力。
前述銀被覆銅系填料中的銀的被覆量相對於前述銀被覆銅系填料整體的重量較佳為5~30重量%,更佳為7~20重量%。如果前述被覆量為5重量%以上,則能夠均勻地被覆銅填料表面。而如果前述被覆量為30重量%以下,則能夠抑制由過度被覆導致的成本增加。
前述銀被覆銅系填料的比表面積較佳在0.5~1.5m2/g的範圍內,更佳在0.7~1.3m2/g的範圍內。如果前述銀被覆銅系填料的比表面積為1.5m2/g以下,則能夠使熱硬化前的接著片更具柔軟性。結果,熱硬化前的接著力更優異。此外,如果前述銀被覆銅系填料的比表面積為0.5m2/g以上,則填料之間的接觸面積增加,可獲得良好的導熱率。銀被覆銅系填料的比表面積通過BET法求出。
將前述被覆填料的個數換算平均粒徑定為E、將體積換算平均粒徑定為F時,F/E較佳為10以下,更佳為5以下。如果前述F/E為10以下,則填料的細微性分佈變尖銳,可以通過粒徑控制使接著片薄化。前述F/E越小越較佳,而從細微性分佈變得過於尖銳時填料的填充性降低、導熱性降低的角度來看,例如可以設定為1以上。前述銀填料的個數換算平均粒徑E及體積換算平均粒徑F通過鐳射衍射式細微性分佈測定法求出。
接著片30較佳含有分散劑。一次粒徑為500nm以下的銀填料容易聚集。因此,如果含有分散劑,
則銀填料適宜地分散,接著劑的導熱性提高。
作為前述分散劑,例如大致分為具有酸值的分散劑及具有胺值的分散劑、具有這兩者的分散劑。對於具有酸值的分散劑,作為代表的物質,有DISPERBYK-102、DISPERBYK-110、DISPERBYK-111、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-174、BYK-P104、BYK-P104S、BYK-P105、BYK-220S、EFKA 5010、EFKA 5065、EFKA 5066、EFKA 5070、SOLSPERSE 3000、SOLSPERSE 16000、SOLSPERSE 17000、SOLSPERSE 18000、SOLSPERSE 21000、SOLSPERSE 27000、SOLSPERSE 28000、SOLSPERSE 36000、SOLSPERSE 36600、SOLSPERSE 38500、SOLSPERSE 39000、SOLSPERSE 41000、AJISPER PN-411、AJISPER PA-111、ARUFON UC-3000、UC-3080、UC-3510、UC-5080、UC-5022等。對於具有胺值的分散劑,作為代表性的物質,有DISPERBYK-108、DISPERBYK-109、DISPERBYK-112、DISPERBYK-116、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-166、DISPERBYK-167、DISPERBYK-168、DISPERBYK-182、DISPERBYK-183、DISPERBYK-184、DISPERBYK-185、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2008、DISPERBYK-2009、DISPERBYK-2050、DISPERBYK-2150、DISPERBYK-2155、DISPERBYK-2163、DISPERBYK-2164、BYK-9077、EFKA 4046、
EFKA 4047、EFKA 4015、EFKA 4020、EFKA 4050、EFKA 4055、EFKA 4060、EFKA 4080、EFKA 4300、EFKA 4330、EFKA 4400、EFKA 4401、EFKA 4402、EFKA 4403、EFKA 4800、SOLSPERSE 20000等。對於具有酸值及胺值這兩者的分散劑,作為代表性的物質,有ANTI-TERRA-U、ANTI-TERRA-205、DISPERBYK-101、DISPERBYK-106、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-142、DISPERBYK-145、DISPERBYK-180、DISPERBYK-2001、DISPERBYK-2020、DISPERBYK-2025、DISPERBYK-2070、BYK-9076、EFKA 4008、EFKA 4009、EFKA 4010、EFKA 4406、EFKA 5044、EFKA 5244、EFKA 5054、EFKA 5055、EFKA 5063、EFKA 5064、SOLSPERSE 13240、SOLSPERSE 13940、SOLSPERSE 24000SC、SOLSPERSE 24000GR、SOLSPERSE 26000、SOLSPERSE 31845、SOLSPERSE 32000、SOLSPERSE 32500、SOLSPERSE 32550、SOLSPERSE 34750、SOLSPERSE 35100、SOLSPERSE 35200、SOLSPERSE 37500、AJISPER PB821、AJISPER PB822、AJISPER PB881等。其中,較佳具有羧酸基、酸值為20以上、重量平均分子量為1000以上的丙烯酸類共聚物。如果為前述分散劑的重量平均分子量為1000以上的丙烯酸類共聚物,則熱穩定性優異。此外,如果前述分散劑具有羧酸基、並且酸值為20以上,則能夠適宜地抑制銀填料的聚集。
需要說明的是,分散劑的重量平均分子量是通過GPC(滲透凝膠色譜)測定並通過聚苯乙烯換算算出的值。
接著片30較佳含有熱硬化性樹脂等硬化性樹脂。由此,能夠提高熱穩定性。
作為硬化性樹脂,可列舉出:酚醛樹脂、氨基樹脂、不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、有機矽樹脂、或熱硬化性聚醯亞胺樹脂等。特別以會腐蝕半導體元件的離子性雜質等的含量少的環氧樹脂為佳。此外,作為環氧樹脂的硬化劑,以酚醛樹脂為佳。如果含有環氧樹脂等熱塑性樹脂,則通過加熱能夠良好地將接著物件物接著。
作為環氧樹脂,沒有特別限定,例如可使用雙酚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、芴型、苯酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、三羥基苯基甲烷型、四羥基苯基乙烷型等二官能環氧樹脂、多官能環氧樹脂,或乙內醯脲型、異三聚氰酸三縮水甘油酯型或縮水甘油胺型等環氧樹脂。這些環氧樹脂當中,特別以雙酚A型環氧樹脂為佳。這是由於,這些環氧樹脂富含與作為硬化劑的酚醛樹脂的反應性,耐熱性等優異。
此外,前述環氧樹脂具有可撓性骨架較佳。如果前述環氧樹脂具有可撓性骨架,則能夠使熱硬化後的接著片進一步具有柔軟性。作為前述塑性骨架,例如可列舉出非芳香族骨架,例如可列舉出長鏈脂肪族、聚醚骨
架、聚酯骨架、聚碸骨架等。其中,從熱穩定性及生產率的角度來看,聚醚骨架較佳。前述環氧樹脂當中,較佳為雙酚A型環氧樹脂、並且具有可撓性骨架的環氧樹脂。
酚醛樹脂發揮作為環氧樹脂的硬化劑的作用,例如可列舉出:苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、叔丁基苯酚酚醛清漆樹脂、壬基苯酚酚醛清漆樹脂等酚醛清漆型酚醛樹脂、甲階型酚醛樹脂、聚對氧苯乙烯等聚氧苯乙烯等。這些酚醛樹脂當中,特別以苯酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂為佳。這是由於,能夠提高半導體裝置的連接可靠性。
對於環氧樹脂與酚醛樹脂的配混比例,例如相對於環氧樹脂成分中的環氧基1當量,以酚醛樹脂中的羥基為0.5~2.0當量的方式配混較佳。更適宜的為0.8~1.2當量。即,這是由於,如果兩者的配混比例不在前述範圍內,則不進行充分的硬化反應,硬化物的特性變得容易劣化。
接著片30較佳含有在25℃下為液態的硬化性樹脂。由此,可獲得良好的低溫貼附性。在本說明書中,在25℃下為液態是指在25℃下黏度小於5000Pa.s。而在25℃下為固態是指在25℃下黏度為5000Pa.s以上。需要說明的是,黏度可以使用Thermo Scientific公司製造的型號HAAKE Roto VISCO1進行測定。
接著片30較佳含有熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂,可列舉出: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、熱塑性聚醯亞胺樹脂、6-尼龍、6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸類樹脂、PET、PBT等飽和聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、或氟樹脂等。這些熱塑性樹脂當中,特別以離子性雜質少且耐熱性高、能夠確保半導體元件的可靠性的丙烯酸類樹脂為佳。
作為丙烯酸類樹脂,並沒有特別限定,可列舉出以具有碳數30以下、特別是碳數4~18的直鏈或支鏈的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯的1種或2種以上作為成分的聚合物(丙烯酸類共聚物)等。作為前述烷基,例如可列舉出:甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、戊基、異戊基、己基、庚基、環己基、2-乙基己基、辛基、異辛基、壬基、異壬基、癸基、異癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或十二烷基等。
此外,作為形成聚合物(丙烯酸類共聚物)的其他單體,並沒有特別限定,例如可列舉出:諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸或巴豆酸等的含羧基單體,諸如馬來酸酐或衣康酸酐等的酸酐單體,諸如(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-羥基月桂酯或丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯等的含羥基單體,諸如苯乙烯磺酸、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、(甲基)丙烯酸磺基丙酯或(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等的含磺酸基單體,或諸如2-羥乙基丙烯醯基磷酸酯等的含磷酸基單體。
丙烯酸類樹脂當中,重量平均分子量為10萬以上的較佳,更佳為30萬~300萬的,進而佳為50萬~200萬的。這是由於,如果在上述數值範圍內,則接著性及耐熱性優異。需要說明的是,重量平均分子量是通過GPC(滲透凝膠色譜)測定並通過聚苯乙烯換算算出的值。
接著片30中的熱塑性樹脂及硬化性樹脂的總含量較佳為5重量%以上,更佳為10重量%以上。如果為5重量%以上,則容易保持作為薄膜的形狀。此外,熱塑性樹脂及硬化性樹脂的總含量較佳為70重量%以下,更佳為60重量%以下。如果為70重量%以下,則能夠適宜地發揮導電性。
在接著片30中,熱塑性樹脂的重量/硬化性樹脂的重量較佳為50/50~10/90,更佳為40/60~15/85。如果熱塑性樹脂的比率多於50/50,則存在熱穩定性變差的傾向。而如果熱塑性樹脂的比率少於10/90,則存在薄膜化變難的傾向。
接著片30根據用途可以含有除前述銀被覆銅
系填料及前述銀填料以外的填料。前述填料的配混使彈性模量的調節等成為可能。作為前述填料,可列舉出無機填料、有機填料。作為前述無機填料,沒有特別限制,例如可列舉出: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、硼酸鋁晶須、氮化硼、二氧化矽等。這些可以單獨使用或組合使用2種以上。
接著片30較佳含有熱硬化促進劑。由此,能夠促進環氧樹脂與酚醛樹脂等硬化劑的熱硬化。
作為前述熱硬化促進劑,沒有特別限定,例如可列舉出:四苯基硼酸四苯基鏻(商品名:TPP-K)、四苯基鏻二氰胺(商品名:TPP-DCA)、四對甲苯基硼酸四苯基鏻(商品名:TPP-MK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S)等磷-硼類硬化促進劑(均為北興化學工業股份有限公司製造)。
此外,作為前述促進劑,例如可列舉出:2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名:C11-Z)、2-十七烷基咪唑(商品名:C17Z)、1,2-二甲基咪唑(商品名:1.2DMZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名:2E4MZ)、2-苯基咪唑(商品名:2PZ)、2-苯基-4-甲基咪唑(商品名:2P4MZ)、1-苄基-2-甲基咪唑(商品名:1B2MZ)、1-苄基-2-苯基咪唑(商品名:1B2PZ)、1-氰基乙基-2-甲基咪唑(商品名:2MZ-CN)、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑(商品名:C11Z-CN)、偏苯三酸1-氰基乙
基-2-苯基咪唑鎓(商品名:2PZCNS-PW)、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基均三嗪(商品名:2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基均三嗪(商品名:C11Z-A)、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基均三嗪(商品名:2E4MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基均三嗪異三聚氰酸加成物(商品名:2MA-OK)、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑(商品名:2PHZ-PW)、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑(商品名:2P4MHZ-PW)等咪唑類硬化促進劑(均為四國化成工業股份有限公司製造)。
其中,從薄膜狀接著劑的保存性的角度來看,以潛伏性優異的四苯基硼酸四苯基鏻(商品名:TPP-K)、四苯基鏻二氰胺(商品名:TPP-DCA)為佳。
此外,從薄膜狀接著劑的保存性的角度來看,以潛伏性優異的2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑(商品名:2PHZ-PW)為佳。
前述促進劑的含量可以適當設定,相對於從薄膜狀接著劑的構成材料中扣除導電性顆粒後的材料的100重量份,較佳為0.6~15重量份,更佳為0.8~10重量份。
接著片30除了前述成分以外還可以適當含有薄膜製造中常規使用的配混劑、例如交聯劑等。
接著片30可以按通常的方法製造。例如通過製備含有前述各成分的接著劑組合物溶液,將接著劑組合
物溶液以達到規定厚度的方式塗布在基材隔離體上形成塗布膜後,使該塗布膜乾燥,可以製造接著片30。
作為接著劑組合物溶液中使用的溶劑,沒有特別限定,以能夠均勻溶解、混煉或分散前述各成分的有機溶劑為佳。例如可列舉出:二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、環己酮等酮類溶劑、甲苯、二甲苯等。對塗布方法沒有特別限定。作為溶劑塗覆的方法,例如可列舉出:模塗布機、照相凹版塗布機、輥塗布機、逆轉塗布機、逗點塗布機、管式刮刀(Pipe Doctor)塗布機、絲網印刷等。其中,從塗布厚度的均一性高的角度來看,以模塗布機為佳。
作為基材隔離體,可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、通過氟類剝離劑、丙烯酸長鏈烷基酯類剝離劑等剝離劑進行了表面塗布的塑膠薄膜、紙等。作為接著劑組合物溶液的塗布方法,例如可列舉出:輥塗覆、絲網塗覆、照相凹版塗覆等。此外,對塗布膜的乾燥條件沒有特別限定,例如可以以乾燥溫度70~160℃、乾燥時間1~5分鐘進行。
作為接著片30的製造方法,例如將前述各成分在混合機中混合,對所得混合物進行壓制成型來製造接著片30的方法等也是適宜的。作為混合機,可列舉出行星式混合機等。
接著片30較佳為熱硬化後在260℃下的儲能模量為10~700MPa,更佳為50~350MPa。如果熱硬化後在
260℃下的儲能模量為700MPa以下,則熱硬化後的儲能模量被抑製得較低。結果,應力鬆弛性更優異。此外,如果熱硬化後在260℃下的儲能模量為10MPa以上,則接著力優異。
需要說明的是,在本說明書中,熱硬化後是指在120℃下1小時加熱、並且之後在175℃下加熱1小時後。
將接著片30接著於銅引線框、在200℃下加熱1小時後在260℃下的相對於前述銅引線框的剪切接著力定為A,將接著於鍍銀的銅引線框、在200℃下加熱1小時後在260℃下的相對於前述鍍銀的銅引線框的剪切接著力定為B時,B/A較佳為1.1以上,更佳為1.2以上。如果前述B/A為1.1以上,則對銀能夠具有良好的可靠性。此外,雖然前述B/A越大越佳,但例如為10以下。
前述B/A例如可以通過銀填料的添加量、粒徑來控制。
前述剪切接著力A從確保對銅的接著力的角度來看,較佳為0.1~30MPa,更佳為0.5~20MPa。
此外,前述剪切接著力B從確保對銀的接著力的角度來看,較佳為0.3~30MPa,更佳為0.7~25MPa。
接著片30較佳為在200℃下加熱1小時後的片厚度方向的導熱率為3W/m.K以上,更佳為4W/m.K以上。如果在200℃下加熱1小時後的片厚度方向的導熱率為3W/m.K以上,則散熱性更優異。
前述導熱率可以通過前述銀被覆銅系填料及前述銀填
料的總含量、含有比率來控制。
如圖1所示,切割膠帶20具備基材22及配置在基材22上的黏合劑層24。
基材22構成切割膠帶20的強度母體,具有紫外線透過性較佳。作為基材22,例如可列舉出:低密度聚乙烯、直鏈狀聚乙烯、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、均聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、離聚物樹脂、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、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、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、芳綸(紙)、玻璃、玻璃布、氟樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、纖維素類樹脂、有機矽樹脂、金屬(箔)、紙等。
基材22的表面為了提高與鄰接的層的密合性、保持性等,可以實施慣用的表面處理、例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、電離輻射處理等化學或物理處理、基於底塗劑(例如後述的黏合物質)的塗布處理。
對基材22的厚度沒有特別限制,可以適當確
定,一般為5~200μm左右。
作為黏合劑層24的形成中使用的黏合劑,沒有特別限制,例如可以使用丙烯酸類黏合劑、橡膠類黏合劑等常規壓敏性接著劑。作為壓敏性接著劑,從半導體晶圓、玻璃等忌諱污染的電子部件的利用超純水、醇等有機溶劑的清潔洗滌性等角度來看,較佳為以丙烯酸類聚合物作為基礎聚合物的丙烯酸類黏合劑。
作為丙烯酸類聚合物,例如可列舉出使用(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、乙酯、丙酯、異丙酯、丁酯、異丁酯、仲丁酯、叔丁酯、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、二十烷基酯等烷基的碳數1~30、特別是碳數4~18的直鏈狀或支鏈狀的烷基酯等)及(甲基)丙烯酸環烷基酯(例如環戊酯、環己酯等)中的1種或2種以上作為單體成分的丙烯酸類聚合物等。需要說明的是,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯,本發明的(甲基)全部同義。
丙烯酸類聚合物為了改善內聚力、耐熱性等,根據需要,可以含有與可與前述(甲基)丙烯酸烷基酯或環烷基酯共聚的其他單體成分對應的單元。作為這種單體成分,例如可列舉出:丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、馬來酸、富馬酸、巴豆酸等含羧基單體;馬來酸酐、
衣康酸酐等酸酐單體;(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-羥基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羥甲基環己基)甲酯等含羥基單體;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、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯醯氧基萘磺酸等含磺酸基單體;2-羥乙基丙烯醯基磷酸酯等含磷酸基單體;丙烯醯胺、丙烯腈等。這些可共聚的單體成分可以使用1種或2種以上。這些可共聚的單體的用量較佳為全部單體成分的40重量%以下。
進而,丙烯酸類聚合物為了進行交聯,還可以根據需要而含有多官能性單體等作為共聚用單體成分。作為這種多官能性單體,例如可列舉出: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、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。這些多官能性單體也可以使用1種或2種以上。從黏合特性等角度來看,多官能性單體的用量較佳為全部單體成分的30重量%以下。
丙烯酸類聚合物通過使單一單體或2種以上的單體混合物進行聚合來得到。聚合可以以溶液聚合、乳液聚合、本體聚合、懸浮聚合等中的任一方式進行。從防止對清潔的被黏物的污染等角度來看,以低分子量物質的含量小為佳。從該角度來看,丙烯酸類聚合物的數均分子量較佳為30萬以上,進而佳為40萬~300萬左右。
此外,在前述黏合劑中,為了提高作為基礎聚合物的丙烯酸類聚合物等的數均分子量,也可以適當採用外部交聯劑。作為外部交聯方法的具體手段,可列舉出添加聚異氰酸酯化合物、環氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺類交聯劑等所謂的交聯劑進行反應的方法。使用外部交聯劑的情況下,其用量根據與要交聯的基礎聚合物的平衡、進一步根據作為黏合劑的使用用途來適當確定。一般,相對於前述基礎聚合物100重量份,較佳為配混5重量份左右以下、進一步為0.1~5重量份。進而,在黏合劑中,根據需要,除了前述成分以外,還可以使用現有公知的各種增黏劑、抗老化劑等添加劑。
黏合劑層24可以由輻射線硬化型黏合劑形成。輻射線硬化型黏合劑能夠通過紫外線等輻射線的照射而使交聯度增大而容易地使其黏合力降低。
通過僅對圖1所示的黏合劑層24的與工件黏貼部分對應的部分26進行輻射線照射,能夠形成與其他部分的黏合力的差。該情況下,由未硬化的輻射線硬化型黏合劑形成的部分與接著片30黏合,能夠確保進行切割
時的保持力。此外,可以在由未硬化的輻射線硬化型黏合劑形成的部分固定晶圓環。
輻射線硬化型黏合劑可以沒有特別限制地使用具有碳-碳雙鍵等輻射線硬化性的官能團且顯示黏合性的物質。作為輻射線硬化型黏合劑,例如可例示出:在前述丙烯酸類黏合劑、橡膠類黏合劑等常規壓敏性黏合劑中配混有輻射線硬化性的單體成分、低聚物成分的添加型的輻射線硬化型黏合劑。
作為進行配混的輻射線硬化性的單體成分,例如可列舉出:氨基甲酸酯低聚物、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯等。此外,輻射線硬化性的低聚物成分可列舉出氨酯類、聚醚類、聚酯類、聚碳酸酯類、聚丁二烯類等各種低聚物,其分子量為100~30000左右的範圍的是適合的。輻射線硬化性的單體成分、低聚物成分的配混量可以根據前述黏合劑層的種類來適當確定能夠降低黏合劑層的黏合力的量。一般,相對於構成黏合劑的丙烯酸類聚合物等基礎聚合物100重量份,例如為5~500重量份,較佳為40~150重量份左右。
此外,作為輻射線硬化型黏合劑,除了前述說明的添加型的輻射線硬化型黏合劑以外,還可列舉出使
用在聚合物側鏈或主鏈中或主鏈末端具有碳-碳雙鍵的聚合物作為基礎聚合物的內在型的輻射線硬化型黏合劑。內在型的輻射線硬化型黏合劑不需要含有或不大量含有屬於低分子成分的低聚物成分等,因此能夠形成穩定的層結構的黏合劑層而低聚物成分等不會隨著時間經過在黏合劑中移動,故較佳。
前述具有碳-碳雙鍵的基礎聚合物可以沒有特別限制地使用具有碳-碳雙鍵且具有黏合性的聚合物。作為這種基礎聚合物,較佳為以丙烯酸類聚合物作為基本骨架的聚合物。作為丙烯酸類聚合物的基本骨架,可列舉出前述例示的丙烯酸類聚合物。
對在前述丙烯酸類聚合物中導入碳-碳雙鍵的方法沒有特別限制,可以採用各種方法,而在聚合物側鏈導入碳-碳雙鍵在分子設計上是容易的。例如可列舉出下述方法:預先使丙烯酸類聚合物與具有官能團的單體共聚後,在維持碳-碳雙鍵的輻射線硬化性的狀態下使具有可與該官能團反應的官能團及碳-碳雙鍵的化合物進行縮合或加成反應。
作為這些官能團的組合的例子,可列舉出:羧酸基與環氧基、羧酸基與氮丙啶基、羥基與異氰酸酯基等。這些官能團的組合當中,從反應追蹤的容易性來看,以羥基與異氰酸酯基的組合為佳。此外,為利用這些官能團的組合來生成前述具有碳-碳雙鍵的丙烯酸類聚合物的這種組合時,官能團可以位於丙烯酸類聚合物及前述化合
物中的任意側,前述較佳的組合中,以丙烯酸類聚合物具有羥基、前述化合物具有異氰酸酯基的情況為佳。該情況下,作為具有碳-碳雙鍵的異氰酸酯化合物,例如可列舉出:甲基丙烯醯基異氰酸酯、2-甲基丙烯醯氧基乙基異氰酸酯、間異丙烯基-α,α-二甲基苄基異氰酸酯等。此外,作為丙烯酸類聚合物,可使用共聚前述例示的含羥基單體、2-羥乙基乙烯基醚、4-羥丁基乙烯基醚、二乙二醇單乙烯基醚的醚類化合物等得到的聚合物。
前述內在型的輻射線硬化型黏合劑可以單獨使用前述具有碳-碳雙鍵的基礎聚合物(特別是丙烯酸類聚合物),也可以以不使特性變差的程度配混前述輻射線硬化性的單體成分、低聚物成分。相對於基礎聚合物100重量份,輻射線硬化性的低聚物成分等通常在30重量份的範圍內,較佳為0~10重量份的範圍。
前述輻射線硬化型黏合劑在通過紫外線等進行硬化的情況下含有光聚合引發劑。作為光聚合引發劑,例如可列舉出:4-(2-羥基乙氧基)苯基(2-羥基-2-丙基)酮、α-羥基-α,α’-二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羥基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮等α-酮醇類化合物;甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)-苯基]-2-嗎啉基丙烷-1等苯乙酮類化合物;苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、茴香偶姻甲醚等苯偶姻醚類化合物;苯偶醯二甲基縮酮等縮酮類化合物;2-萘磺醯氯等芳香族磺醯氯類化合物;1-苯基-1,1-丙二酮-2-(鄰
乙氧基羰基)肟等光活性肟類化合物;二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮類化合物;噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮等噻噸酮類化合物;樟腦醌;鹵代酮;醯基氧化膦;醯基膦酸酯等。相對於構成黏合劑的丙烯酸類聚合物等基礎聚合物100重量份,光聚合引發劑的配混量例如為0.05~20重量份左右。
此外,作為輻射線硬化型黏合劑,例如可列舉出日本特開昭60-196956號公報中公開的、含有具有2個以上不飽和鍵的加成聚合性化合物、具有環氧基的烷氧基矽烷等光聚合性化合物以及羰基化合物、有機硫化合物、過氧化物、胺、鎓鹽類化合物等光聚合引發劑的橡膠類黏合劑、丙烯酸類黏合劑等。
在前述輻射線硬化型的黏合劑層24中,根據需要,也可以含有通過輻射線照射而著色的化合物。通過使黏合劑層24含有通過輻射線照射而著色的化合物,能夠僅使被輻射線照射的部分著色。通過輻射線照射而著色的化合物是在輻射線照射前為無色或淺色、通過輻射線照射而變有色的化合物,例如可列舉出隱色染料等。通過輻射線照射而著色的化合物的使用比例可以適當設定。
對黏合劑層24的厚度沒有特別限定,從晶片切斷面的缺損防止、接著片30的固定保持的兼顧性等角度來看,較佳為1~50μm左右。較佳為2~30μm,進而佳
為5~25μm。
切割膠帶一體型接著片10可以按通常的方法製造。例如通過將切割膠帶20的黏合劑層24與接著片30貼合,可以製造切割膠帶一體型接著片10。
本實施方式的半導體裝置的製造方法至少包括下述步驟:準備切割膠帶一體型接著片的步驟;在前述切割膠帶一體型接著片上黏貼半導體晶圓的步驟;將前述半導體晶圓與前述接著片一起切割而形成附接著片的半導體晶片的步驟;從前述切割膠帶拾取前述附接著片的半導體晶片的步驟;以及,將拾取的前述附接著片的半導體晶片晶片接合到被黏物上的步驟。
以下邊參照圖2~圖5邊對本實施方式的半導體裝置的製造方法進行說明。圖2~5是用於對使用本實施方式的切割膠帶一體型接著片的半導體裝置的製造方法進行說明的剖視示意圖。
首先,準備切割膠帶一體型接著片10。
接著,如圖2所示,在切割膠帶一體型接著片10上黏貼半導體晶圓40。作為半導體晶圓40,可列舉
出:矽晶圓、矽碳化物晶圓、化合物半導體晶圓等。作為化合物半導體晶圓,可列舉出:氮化鎵晶圓等。
作為黏貼方法,例如可列舉出通過壓接輥等按壓手段進行按壓的方法等。作為黏貼壓力,較佳在0.05~10MPa的範圍內。此外,對黏貼溫度沒有特別限定,例如較佳在23~90℃的範圍內。
接著,如圖3所示,進行半導體晶圓40的切割。即,將半導體晶圓40與接著片30一起切斷成規定尺寸,形成附接著片30的半導體晶片50。切割按常法進行。此外,本步驟例如可以採用進行切入至切割膠帶一體型接著片10的被稱為全切的切斷方式等。作為本步驟中使用的切割裝置,沒有特別限定,可以使用現有公知的裝置。半導體晶圓40由於通過切割膠帶一體型接著片10固定,因此能夠抑制晶片缺損、晶片飛濺,並且還能夠抑制半導體晶圓40的破損。
接著,如圖4所示,從切割膠帶20拾取附接著片30的半導體晶片50。作為拾取的方法,沒有特別限定,可以採用現有公知的各種方法。例如可列舉出從切割膠帶20側通過針形件將單個的半導體晶片50頂起、通過拾取裝置拾取被頂起的半導體晶片5的方法等。
作為拾取條件,在防止碎裂方面,較佳為將針形件頂起速度設定為5~100mm/秒,更佳設定為5~10mm/秒。
在黏合劑層24為紫外線硬化型的情況下,拾
取可以在對該黏合劑層24照射紫外線後進行。由此,黏合劑層24對接著片30的黏合力降低,半導體晶片50的剝離變容易。結果,可以不損傷半導體晶片50地進行拾取。對紫外線照射時的照射強度、照射時間等條件沒有特別限定,適當根據需要而設定即可。
接著,如圖5所示,通過接著片30將所拾取的半導體晶片50晶片接合至被黏物60。作為被黏物60,可列舉出引線框、TAB薄膜、基板或另行製作的半導體晶片等。被黏物60例如可以是可容易變形的變形型被黏物,也可以是難以變形的非變形型被黏物(半導體晶圓等)。
作為前述基板,可以使用現有公知的基板。此外,作為前述引線框,可以使用Cu引線框、42合金引線框等金屬引線框,由玻璃環氧、BT(雙馬來醯亞胺-三嗪)、聚醯亞胺等形成的有機基板。然而,本發明並不限定於這些,還包括可安裝半導體晶片、與半導體晶片電連接來使用的電路基板。
作為晶片接合條件,較佳壓力為0.01MPa~5MPa。此外,對晶片接合時的溫度沒有特別限定,例如較佳在23~200℃的範圍內。
接著,通過加熱帶半導體晶片50的被黏物60使接著片30熱硬化,使半導體晶片50與被黏物60粘著。此時,使接著片30中的銀填料燒結較佳。對於加熱溫度,可以在80~200℃、較佳在100~175℃、更佳在
100~140℃下進行。此外,對於加熱時間,可以以0.1~24小時、以0.1~3小時、更佳以0.2~1小時進行較佳。此外,加熱硬化可以在加壓條件下進行。作為加壓條件,較佳在1~20kg/cm2的範圍內,更佳在3~15kg/cm2的範圍內。加壓下的加熱硬化例如可以在填充有非活性氣體的室內進行。在上述條件下加熱時,接著片30充分熱硬化。結果,能夠在之後的引線接合步驟中抑制不利情況發生。
接著,進行用接合引線70將被黏物60的端子部(內部引線)的前端及半導體晶片50上的電極極板(未圖示)電連接的引線接合步驟。作為接合引線70,例如可使用金線、鋁線或銅線等。對於進行引線接合時的溫度,在23~300℃、較佳在23~250℃的範圍內進行。此外,對於其加熱時間,進行數秒~數分鐘(例如為1秒~1分鐘)。接線在加熱至前述溫度範圍內的狀態下通過組合使用基於超聲波的振動能量及基於施加加壓的壓接能量來進行。
接著,根據需要而進行通過密封樹脂80對半導體晶片50進行密封的密封步驟。本步驟為了保護搭載於被黏物60的半導體晶片50、接合引線70而進行。本步驟通過用模具將密封用的樹脂成型來進行。作為密封樹脂80,例如使用環氧類的樹脂。樹脂密封時的加熱溫度較佳為165℃以上,更佳為170℃以上,該加熱溫度較佳為185℃以下,更佳為180℃以下。由此使密封樹脂80硬化。需要說明的是,本密封步驟也可以採用將半導體晶片
50埋入片狀的密封用片的方法(參見例如日本特開2013-7028號公報)。此外,除了利用模具的密封樹脂的成型以外,還可以是向箱型容器中注入矽膠的凝膠密封型。
接著,可以根據需要而對密封物進一步加熱(後硬化步驟)。由此,可以使在密封步驟中硬化不充分的密封樹脂80完全硬化。本步驟中的加熱溫度根據密封樹脂的種類而不同,例如在165~185℃的範圍內,加熱時間為0.5~8小時左右。
上述實施方式中,對本發明的接著片為作為晶片接合薄膜的接著片30的情況進行了說明,但本發明的接著片不限定於該例。作為本發明的接著片,例如可列舉出倒裝晶片型半導體背面用薄膜、半導體裝置與散熱片間的接著片、PoP封裝體(Package on Package封裝體,疊層封裝體)的封裝體間接著片、LED晶片用的接著片等。
倒裝晶片型半導體背面用薄膜是指黏貼在倒裝晶片連接的半導體晶片的背面(與倒裝晶片連接面處於相反側的面)的薄膜。
本發明的接著片為倒裝晶片型半導體背面用薄膜的情況下,在將組成、含量變更為具有作為倒裝晶片型半導體背面用薄膜的功能的程度的基礎上,可以採用與作為晶片接合薄膜的接著片30同樣的構成。
以下使用實施例對本發明進行詳細說明,但本發明在不超出其主旨的情況下並不限於以下實施例。
對實施例中使用的成分進行說明。
銀被覆銅系填料:三井金屬工業股份有限公司製造的1200YP(薄片狀、平均長徑:2.3μm、銀的被覆量20重量%、比表面積:0.58m2/g、個數換算平均粒徑:3.4μm、體積換算平均粒徑:1.4μm)
銀填料:DOWA Electronics Materials Co.,Ltd.製造的Ag nano powder-2(一次粒徑:60nm)
丙烯酸類樹脂:根上工業股份有限公司製造的W-116.3(酸值:7.8)
酚醛樹脂:明和化成股份有限公司製造的MEH-7800H
環氧樹脂:DIC股份有限公司製造的EXA-4850(含有非芳香族骨架作為可撓性骨架)
硬化促進劑:四國化成股份有限公司製造的2PHZ-PW
分散劑:東亞合成股份有限公司製造的UC-3000(具有羧酸基的丙烯酸類共聚物、酸值:74、重量平均分子量:10000)
按照表1中記載的配混比,將表1中記載的各成分溶解於甲乙酮,製得濃度40~50重量%的接著劑組合物溶
液。
將製得的接著劑組合物溶液塗布於進行了有機矽脫模處理的厚度50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜後,在130℃下乾燥2分鐘,由此製得厚度20μm的接著片。
將實施例及比較例的接著片貼合於厚度500μm、3mm×3mm的矽晶片。貼合條件採用矽晶片貼附於接著片的溫度(60~150℃)、速度10mm/sec、壓力0.15MPa。然後,用切刀將接著片切成與矽晶片相同的尺寸。接著,在氮氣氣氛下,在120℃下加熱1小時,進一步在200℃下加熱1小時,使接著片硬化。由此製得剪切接著力測定用晶片。
在150℃下保持1MPa 1秒鐘將該測定用晶片的接著劑面貼合於厚度0.2μm的銅引線框(母材:MF202)。
使用剪切試驗機(Dage公司製造、Dage4000)測定接著片與銅引線框的剪切接著力。剪切試驗的條件採用測定速度500μm/s、測定間距100μm、工作台溫度260℃。測定在自將樣品置於測定工作台後約20秒後進行。結果示於表1。
與相對於銅引線框的剪切接著力的測定同樣進行,製
得剪切接著力測定用晶片。
在150℃下保持1MPa 1秒鐘將該測定用晶片的接著劑面貼合於厚度0.2μm的鍍銀的銅引線框(母材:MF202、鍍銀的厚度:1~5μm)。
使用剪切試驗機(Dage公司製造、Dage4000)測定接著片與鍍銀的銅引線框的剪切接著力。剪切試驗的條件設定為與相對於銅引線框的剪切接著力的測定同樣。結果示於表1。
另外,表1中還一併記載了B/A。
將實施例及比較例的接著片層疊成寬度10mm×長度30mm×厚度400μmm。接著,在氮氣氣氛下下,在120℃下加熱1小時,進一步在175℃下加熱1小時,使接著片硬化。
接著,使用黏彈性測定裝置RSA2(TA Instruments公司製造),在氮氣氣氛下,以測定條件:升溫速度10℃/分鐘、頻率1Hz、卡盤間距22.5mm測定儲能模量。結果示於表1。
首先,將實施例及比較例的接著片在200℃下加熱1小時使其熱硬化。熱硬化在氮氣氣氛下進行。
接著,進行熱硬化後的這些接著片的導熱率的測定。
導熱率由下述式求出。結果示於表1。
(導熱率)=(熱擴散係數)×(比熱)×(比重)
首先,將實施例及比較例的接著片在氮氣氣氛下、在200℃下加熱1小時。接著,切出20mm見方,使用ai-Phase-Mobile(ai-Phase Co.,Ltd.製造)測定熱擴散係數。
使用DSC(TA Instrument公司製造、Q-2000)通過根據JIS-7123標準的的測定方法求出。
使用電子天秤(股份有限公司島津製作所製造、AEL-200)通過阿基米德法進行測定。
將實施例及比較例的接著片分別安裝於半導體晶圓。作為半導體晶圓,使用尺寸為8英寸、背面磨削至厚度為100μm的晶圓。磨削條件及貼合條件如下。
磨削裝置:DISCO Corporation製造、DGP-8760
半導體晶圓:8英寸直徑(從厚度750μm背面磨削至100μm)
黏貼裝置:日東精機股份有限公司製造、DR-3000II
黏貼速度計:100mm/min
黏貼壓力:0.3MPa
黏貼時的工作台溫度:100℃
接著,切割半導體晶圓,形成半導體晶片。切割以形成2mm見方的晶片尺寸的方式進行了切割。切割條件如下。需要說明的是,在切割時,使用P2130G(日東電工股份有限公司製造)作為切割膠帶。
切割裝置:DISCO Corporation製造、DFD-6361
切割速度:30mm/秒
切割刀片:DISCO Corporation製造
Z1:205O-HEDD
Z2:205O-HCBB
轉速:4萬rpm
Z2對切割膠帶的切入量:20μm
切割方式:分步切割.A模式
晶片尺寸:2mm見方
進而,以從切割膠帶的基材側利用針形件的頂起方式拾取附接著片的半導體晶片。拾取條件如下。
晶片接合裝置:股份有限公司新川製造、裝置名:SPA-300
針形件根數:1根
針形件頂起量:400μm
針形件頂起速度:5mm/秒
吸附保持時間:80ms
將拾取的半導體晶片晶片接合至銅引線框。晶片接合條件採用工作台溫度130℃、負荷0.1MPa、負荷時間1秒。使用銅引線框(厚度0.2μm、母材:MF202)。
接著,將晶片接合有半導體晶片的Cu引線框在乾燥機中以130℃熱處理1小時,然後用密封樹脂(日東電工股份有限公司製造、商品名:GE-7470LA)進行封裝。密封條件採用成型溫度175℃、成型時間90秒。進一步對所得半導體封裝體進行後硬化步驟。具體而言,採用加熱溫度175℃、加熱時間1小時。由此,製得10個半導體封裝體(長度5mm×寬度5mm×厚度0.7mm)。
接著,分別在MSL1、MSL2的條件下使封裝體吸濕。MSL1在85℃×85%RH×168小時的條件下、MSL2在85℃×60%RH×168小時的條件下進行了半導體封裝體的吸
濕。然後,在設定為預加熱的溫度150±30℃、預加熱時間90秒、波峰溫度260℃以上、波峰溫度下的加熱時間10秒的IR回流爐中載置前述半導體封裝體。然後,用玻璃切刀將半導體封裝體切斷,用超聲波顯微鏡觀察其剖面,確認在各接著片與基板的邊界處有無剝離。確認對9個半導體晶片進行,將在MSL1的條件下剝離產生率為50%以下的情況評價為◎,將在MSL2的條件下剝離產生率為50%以下的情況評價為○,將在雙方的情況下剝離產生率為50%以上的情況評價為×。結果示於表1。
10‧‧‧切割膠帶一體型接著片
20‧‧‧切割膠帶
22‧‧‧基材
24‧‧‧黏合劑層
30‧‧‧接著片
Claims (14)
- 一種接著片,其特徵在於,含有銀被覆銅系填料及銀填料,前述銀被覆銅系填料為薄片狀,並且平均長徑為0.7μm以上,前述銀填料的一次粒徑為500nm以下。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,熱硬化後在260℃下的儲能模量為10~700MPa。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,將接著於銅引線框、在200℃下加熱1小時後在260℃下的相對於前述銅引線框的剪切接著力定為A,將接著於鍍銀的銅引線框、在200℃下加熱1小時後在260℃下的相對於前述鍍銀的銅引線框的剪切接著力定為B時,B/A為1.1以上。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,在200℃下加熱1小時後的片厚度方向的導熱率為3W/m.K以上。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,將前述銀被覆銅系填料的重量定為C、將前述銀填料的重量定為D時,比C:D在9:1~5:5的範圍內。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,前述銀被覆銅系填料中的銀的被覆量相對於前述銀被覆銅系填料整體的重量為5~30重量%。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,前述銀被覆銅系填料的比表面積在0.5~1.5m2/g的範圍內。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,將前述銀被 覆銅系填料的個數換算平均粒徑定為E、將體積換算平均粒徑定為F時,F/E為10以下。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,含有環氧樹脂。
- 如請求項9的接著片,其特徵在於,前述環氧樹脂具有可撓性骨架。
- 如請求項1的接著片,其特徵在於,含有分散劑。
- 如請求項11的接著片,其特徵在於,前述分散劑為具有羧酸基、酸值為20以上、重量平均分子量為1000以上的丙烯酸類共聚物。
- 一種切割膠帶一體型接著片,其特徵在於,具有切割膠帶及如請求項1~12中的任一項的接著片,在前述切割膠帶上層疊有前述接著片。
- 一種半導體裝置的製造方法,其特徵在於,包括下述步驟:準備如請求項13的切割膠帶一體型接著片的步驟;在前述切割膠帶一體型接著片上黏貼半導體晶圓的步驟;將前述半導體晶圓與前述接著片一起切割而形成附接著片的半導體晶片的步驟;從前述切割膠帶拾取前述附接著片的半導體晶片的步驟;以及,將拾取的前述附接著片的半導體晶片晶片接合到被黏 物上的步驟。
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