TWI797910B - 切晶黏晶膜及其製造方法、以及半導體封裝及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種切晶黏晶膜(dicing die attach film),其具有切晶膜及積層於該切晶膜上之黏晶膜,
上述黏晶膜含有沸點為100℃以上且未達150℃並且蒸氣壓為50 mmHg以下之有機溶劑,上述黏晶膜中之有機溶劑量滿足下述(a)。
(a)將1.0 g黏晶膜於4℃浸漬於丙酮10.0 mL中24小時,此時萃取至該丙酮中之有機溶劑濃度為800 μg以下。
Description
本發明係關於一種切晶黏晶膜(dicing die attach film)及其製造方法、以及半導體封裝及其製造方法。
近年來,多段地積層半導體晶片而成之堆疊MCP(Multi Chip Package)已普及,作為行動電話、攜帶影音設備用之記憶體封裝而搭載。又,隨著行動電話等之多功能化,亦不斷推進封裝之高密度化、高積體化。隨之,半導體晶片之多段積層化發展。
此種記憶體封裝之製造過程中,配線基板與半導體晶片之接著或半導體晶片間之接著係使用黏晶膜(膜狀接著劑),使用不易因樹脂流動或樹脂爬升等而對半導體晶片或線墊等其他構件造成污染之黏晶膜。
關於黏晶膜,通常將黏晶膜之一面貼附於半導體晶圓,使另一面與切晶膜密接,以切晶膜為基座將半導體晶圓連同黏晶膜一起單片化(切晶)而製作半導體晶片,使用黏晶裝置上之拾取筒夾(pick up collet)將半導體晶片連同黏晶膜一起從切晶膜剝離(拾取),繼而將半導體晶片熱壓接(黏晶)至配線基板上,藉此經由黏晶膜將半導體晶片搭載於配線基板上。具有切晶膜及設置於該切晶膜上之黏晶膜之積層膜被稱為切晶黏晶膜。
作為此種切晶黏晶膜之一例,例如專利文獻1中記載有一種由黏晶膜與切晶帶積層而成之切晶黏晶膜,上述黏晶膜係由含有硬化性化合物、硬化劑及聚醯亞胺粒子之硬化性樹脂組成物構成,上述切晶帶係由UV硬化型丙烯酸系黏著劑構成。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-082480號公報
[發明所欲解決之課題]
若進行使用黏晶膜之半導體晶片之多段積層化,則半導體封裝內部構造之緻密性進一步變高,必須使黏晶膜之厚度精度變得更高。例如,若黏晶膜變得較設計值厚,則在基於設計值之既定之安裝條件下將半導體晶片安裝於配線基板上時,容易發生樹脂之溢出(滲出)。本發明人等對此種黏晶膜之厚膜化之原因進行研究後,得知其受到黏晶膜形成用清漆中使用之有機溶劑之揮發性之影響。黏晶膜通常係於脫模膜上塗敷黏晶膜形成用清漆並使塗膜乾燥而形成。於工業上,使用多功能塗佈機等塗敷機,由相同之清漆以數米~數十米之長度規模形成黏晶膜。於此情形時,清漆中使用之有機溶劑一般採用容易於不會產生黏晶膜之硬化之相對低溫區域乾燥去除者。因此,從塗敷開始至塗敷結束,有機溶劑容易經時性地揮發,清漆中之成分濃度逐漸經時變濃。結果,所形成之黏晶膜於長度方向上逐漸厚膜化。
又,本發明人等於該研究中亦得知,清漆中之成分濃度之上升引起之厚膜化有亦會破壞黏晶膜表面之平滑性之傾向。即,有越接近塗敷結束時間點,黏晶膜表面平滑性越差之傾向,該平滑性降低亦會導致黏晶步驟中產生空隙。伴隨厚膜化之表面平滑性降低之原因雖不確定,但認為原因之一在於,產生溶劑揮發之部分之成分濃度局部變濃等,清漆中之成分濃度產生不均。
為了應對上述厚膜化之問題,本發明人等嘗試使用沸點相對較高之溶劑製備清漆來形成黏晶膜。但是,於此情形時,顯然在塗佈清漆後難以將溶劑充分乾燥去除,黏晶步驟中進行熱壓接時殘留之溶劑噴出,容易產生空隙。空隙之產生不僅會使加熱硬化後之接著力降低,而且亦會成為封裝裂縫之原因。
本發明之課題在於提供一種切晶黏晶膜,其具有切晶膜及積層於該切晶膜上之黏晶膜,於其製造時可充分確保黏晶膜形成時之厚度精度,於其使用時可穩定地抑制黏晶步驟中之滲出,又,亦能夠充分抑制黏晶步驟中之空隙之產生。又,本發明之課題在於提供一種上述切晶黏晶膜之製造方法、使用上述切晶黏晶膜之半導體封裝及其製造方法。
[解決課題之技術手段]
本發明人鑒於上述課題反覆進行潛心研究,結果發現,作為用以形成黏晶膜之清漆中使用之有機溶劑,不使用如甲基乙基酮般於清漆中通用之所謂低沸點溶劑,而採用在100℃以上之特定之限定範圍內具有沸點且蒸氣壓亦處於特定範圍內之有機溶劑,進而將所獲得之黏晶膜中之有機溶劑量降低至特定水準,藉此可解決上述所有技術課題。本發明係基於該等見解進一步反覆研究而完成者。
本發明之上述課題係藉由下述手段來解決。
[1]
一種切晶黏晶膜,其具有切晶膜及積層於該切晶膜上之黏晶膜,
上述黏晶膜含有沸點為100℃以上且未達150℃並且蒸氣壓為50 mmHg以下之有機溶劑,上述黏晶膜中之有機溶劑量滿足下述(a)。
(a)將1.0 g黏晶膜於4℃浸漬於丙酮10.0 mL中24小時,此時萃取至該丙酮中之有機溶劑量為800 μg以下。
[2]
如[1]所記載之切晶黏晶膜,其中,上述有機溶劑之沸點為103~135℃,蒸氣壓為3.0~35.0 mmHg。
[3]
如[2]所記載之切晶黏晶膜,其中,於上述(a)中,萃取至上述丙酮中之有機溶劑量為400 μg以下。
[4]
如[1]至[3]中任一項所記載之切晶黏晶膜,其中,上述黏晶膜含有環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)、高分子成分(C)及無機填充材(D),當將該黏晶膜從25℃以5℃/分鐘之升溫速度進行升溫時,於120℃之熔融黏度達500~10000 Pa・s之範圍。
[5]
如[1]至[4]中任一項所記載之切晶黏晶膜,其中,上述切晶膜為能量線硬化性。
[6]
一種切晶黏晶膜之製造方法,其係[1]至[5]中任一項所記載之切晶黏晶膜之製造方法,包含:於沸點為100℃以上且未達150℃並且蒸氣壓為50 mmHg以下之有機溶劑中溶解或分散上述黏晶膜之構成成分而製成清漆,使用該清漆進行成膜,並對所得之膜進行乾燥處理而形成上述黏晶膜。
[7]
如[6]所記載之切晶黏晶膜之製造方法,其中,上述清漆中使用之有機溶劑之沸點為103~135℃,蒸氣壓為5.0~35.0 mmHg。
[8]
一種半導體封裝,其係半導體晶片與配線基板、及/或半導體晶片間藉由接著劑之熱硬化體被接著而成,該接著劑源自[1]至[5]中任一項所記載之切晶黏晶膜之黏晶膜。
[9]
一種半導體封裝之製造方法,其包含:
第1步驟,其係於表面形成有至少一個半導體電路之半導體晶圓之背面,將[1]至[5]中任一項所記載之切晶黏晶膜以上述黏晶膜與半導體晶圓之背面相接之方式進行熱壓接而設置;
第2步驟,其係藉由對上述半導體晶圓與上述黏晶膜一體地進行切割,而於切晶膜上獲得具備黏晶膜片及半導體晶片之附接著劑層之半導體晶片;
第3步驟,其係將上述附接著劑層之半導體晶片從上述切晶膜剝離,經由上述接著劑層將上述附接著劑層之半導體晶片與配線基板進行熱壓接;及
第4步驟,其係使上述接著劑層熱硬化。
本發明中使用「~」表示之數值範圍意指包含「~」前後記載之數值作為下限值及上限值之範圍。
本發明中,(甲基)丙烯酸意指丙烯酸及甲基丙烯酸之一者或兩者。(甲基)丙烯酸酯亦同樣如此。
為方便起見,本發明中針對切晶黏晶膜之「上」「下」之用語以切晶膜側為「下」、黏晶膜側為「上」來使用。
[發明之效果]
本發明之切晶黏晶膜具有切晶膜及積層於該切晶膜上之黏晶膜,於其製造時可充分確保黏晶膜形成時之厚度精度,於其使用時可穩定地抑制黏晶步驟中之滲出,又,亦可充分抑制黏晶步驟中產生空隙。本發明之切晶黏晶膜之製造方法係用以獲得上述本發明之切晶黏晶膜之較佳方法。又,本發明之半導體封裝係使用本發明之切晶黏晶膜來製造,可於黏晶步驟中穩定地抑制空隙或滲出,因此良品率優異。又,根據本發明之半導體封裝之製造方法,可於黏晶步驟中穩定地抑制空隙或滲出,從而可有效地提高半導體封裝之良率。
[切晶黏晶膜]
本發明之切晶黏晶膜具有切晶膜(黏著劑膜)及積層於該切晶膜上之黏晶膜(接著劑膜)。切晶膜與黏晶膜彼此相接地配置。本發明之切晶黏晶膜可設為於基材(亦稱為基材膜)上依序設置有切晶膜與黏晶膜之形態。又,亦可於黏晶膜上設置有剝離膜等。
本發明中,於簡稱為「切晶膜」之情形時,意指由黏著劑構成之膜本身。即,於切晶膜與基材膜或剝離膜(剝離襯墊、脫模膜)形成積層構造之情形時,該等基材膜或剝離膜視為與切晶膜不同之其他構成層。
同樣,本發明中於簡稱為「黏晶膜」之情形時,意指由接著劑構成之膜本身。即,於黏晶膜與基材膜或剝離膜形成積層構造之情形時,該等基材膜或剝離膜視為與黏晶膜不同之其他構成層。
另一方面,本發明中所謂「切晶黏晶膜」,係在包含所有可作為製品於市場上流通之形態之含義下使用。即,並不限於由切晶膜及積層於該切晶膜上之黏晶膜所構成之2層構成之積層體,如上所述於切晶膜及/或黏晶膜上積層有基材膜或剝離膜之情形時,將該等積層構造整體視為「切晶黏晶膜」。
關於本發明之切晶黏晶膜,規定了黏晶膜中所含之(黏晶膜中殘留之)有機溶劑種類及其量。
關於有機溶劑種類,上述黏晶膜含有沸點為100℃以上且未達150℃並且蒸氣壓為50 mmHg以下之有機溶劑(以下,亦稱為「有機溶劑(I)」)。本發明中,「沸點」係於1大氣壓(0.1 MPa)之沸點,「蒸氣壓」係於25℃之蒸氣壓。此種有機溶劑(I)只要滿足上述沸點及蒸氣壓,則可無特別限制地使用。
有機溶劑(I)之沸點較佳為100~140℃,更佳為103~135℃,進而較佳為107~132℃。
又,有機溶劑(I)之蒸氣壓較佳為40.0 mmHg以下,更佳為35.0 mmHg以下,進而較佳為30.0 mmHg以下。有機溶劑(I)之蒸氣壓通常為3.0 mmHg以上,較佳為7.0 mmHg以上,亦較佳為9.0 mmHg以上。
作為有機溶劑(I)之具體例,例如可列舉:甲基異丁基酮(沸點116℃、蒸氣壓15.8 mmHg)、環戊酮(沸點130℃、蒸氣壓11.0 mmHg)、甲苯(沸點111℃、蒸氣壓28.6 mmHg)、丙二醇1-單甲醚2-乙酸酯(沸點146℃、蒸氣壓3.9 mmHg)、二乙基酮(沸點101℃、蒸氣壓38 mmHg)、乙酸丁酯(沸點126℃、蒸氣壓9.0 mmHg)、碳酸二乙酯(沸點127℃、蒸氣壓10 mmHg)等。就通常用作黏晶膜之黏合劑樹脂的環氧樹脂、苯氧基樹脂或丙烯酸樹脂易溶解性之觀點而言,上述黏晶膜較佳為含有甲基異丁基酮、環戊酮及甲苯之至少1種。黏晶膜中亦可含有除有機溶劑(I)以外之有機溶劑作為有機溶劑。就黏晶膜之形成步驟中之厚度控制或乾燥去除性之觀點而言,除有機溶劑(I)以外之有機溶劑於上述黏晶膜所含之有機溶劑中所占之比率較佳為50質量%以下,更佳為30質量%以下,進而較佳為20質量%以下,進而較佳為10質量%以下,進而較佳為5質量%以下。亦較佳為上述黏晶膜所含之有機溶劑全部為有機溶劑(I)。
於上述黏晶膜含有除有機溶劑(I)以外之有機溶劑之情形時,該有機溶劑之沸點或蒸氣壓並無特別限制。例如可適當使用自先前以來可用作清漆之介質之有機溶劑。又,亦可含有沸點超過150℃之有機溶劑。但前提為,於黏晶膜形成中,能以黏晶膜之構成成分不發生熱硬化之溫度、時間將所獲得之黏晶膜中之有機溶劑量控制為下述(a)。
上述黏晶膜中所含之有機溶劑量滿足下述(a)。
(a)將1.0 g黏晶膜於4℃浸漬於丙酮10.0 mL中24小時,此時萃取至該丙酮中之有機溶劑量為800 μg以下。
上述(a)中,於4℃浸漬24小時係於密封狀態進行以不使丙酮揮發。上述(a)中,上述黏晶膜中所含之有機溶劑實質上全部萃取至丙酮中。即,萃取出有機溶劑(I),又,於上述黏晶膜中含有除有機溶劑(I)以外之有機溶劑之情形時,有機溶劑(I)及除有機溶劑(I)以外之有機溶劑全部被萃取出,丙酮中之有機溶劑量(丙酮以外之有機溶劑量)相對於黏晶膜每1.0 g為800 μg以下。
上述(a)中,萃取至丙酮中之有機溶劑量相對於黏晶膜每1.0 g較佳為600 μg以下,更佳為400 μg以下,進而較佳為300 μg以下。該有機溶劑量通常相對於黏晶膜每1.0 g為0.1 μg以上。萃取至丙酮中之有機溶劑量可藉由下述實施例之項所記載之方法來決定。
本發明之切晶黏晶膜中,上述黏晶膜較佳為含有環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)、高分子成分(C)及無機填充材(D)。依序對各成分進行說明。
<環氧樹脂(A)>
上述環氧樹脂(A)係具有環氧基之熱硬化型樹脂,其環氧當量為500 g/eq以下。環氧樹脂(A)可為液體、固體或半固體之任一者。本發明中,所謂液體係指軟化點未達25℃,所謂固體係指軟化點為60℃以上,所謂半固體係指軟化點在上述液體之軟化點與固體之軟化點之間(25℃以上且未達60℃)。作為本發明中使用之環氧樹脂(A),就獲得能夠在適宜之溫度範圍(例如60~120℃)達到低熔融黏度之黏晶膜之觀點而言,較佳為軟化點為100℃以下。再者,本發明中,所謂軟化點係指藉由ASTM法(測定條件:依據ASTM D6090-17)所測得之值。
於本發明所使用之環氧樹脂(A)中,就硬化體之交聯密度變高,結果所摻合之無機填充材(D)彼此之接觸機率較高,接觸面積變廣,藉此可獲得較高之導熱率之觀點而言,環氧當量較佳為150~450 g/eq。再者,本發明中,環氧當量係指含有1克當量之環氧基之樹脂之克數(g/eq)。
環氧樹脂(A)之質量平均分子量通常較佳為未達10000,更佳為5000以下。下限值並無特別限制,就實際而言為300以上。
質量平均分子量係指藉由GPC(Gel Permeation Chromatography)分析所獲得之值。
作為環氧樹脂(A)之骨架,可列舉:苯酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型、二環戊二烯型、聯苯型、茀雙酚型、三型、萘酚型、萘二酚型、三苯甲烷型、四苯型、雙酚A型、雙酚F型、雙酚AD型、雙酚S型、三羥甲基甲烷型等。其中,就可獲得樹脂結晶性較低、具有良好外觀之黏晶膜之觀點而言,較佳為三苯甲烷型、雙酚A型、甲酚酚醛清漆型、鄰甲酚酚醛清漆型。
環氧樹脂(A)之含量於上述黏晶膜中較佳為3~70質量%,較佳為3~30質量%,更佳為5~30質量%。藉由將含量設為上述較佳範圍內,可抑制治具痕跡之形成,並且提高黏晶性。又,藉由設為上述較佳之上限值以下,可抑制低聚物成分之生成,於較小之溫度變化下可不易使膜狀態(膜黏性等)發生變化。
<環氧樹脂硬化劑(B)>
作為上述環氧樹脂硬化劑(B),可使用胺類、酸酐類、多元酚類等任意之硬化劑。本發明中,就製成低熔融黏度且於超出某一溫度之高溫下發揮硬化性,具有速硬化性,進而能夠於室溫長期保存之保存穩定性較高的黏晶膜之觀點而言,較佳為使用潛伏性硬化劑。
作為潛伏性硬化劑,可列舉:二氰二胺化合物、咪唑化合物、硬化觸媒複合系多元酚化合物、醯肼化合物、三氟化硼-胺錯合物、胺醯亞胺化合物、聚胺鹽、及其等之改質物或微膠囊型。其等可單獨使用1種,或亦可組合2種以上使用。就具有更優異之潛伏性(於室溫之穩定性優異,且藉由加熱會發揮硬化性之性質),且硬化速度更快之觀點而言,更佳為使用咪唑化合物。
相對於環氧樹脂(A)之含量100質量份,環氧樹脂硬化劑(B)之含量較佳為0.5~100質量份,更佳為1~80質量份,進而較佳為2~50質量份,進而較佳為4~20質量份。藉由將含量設為上述較佳之下限值以上,可進一步縮短硬化時間,另一方面,藉由設為上述較佳之上限值以下,可抑制過量之硬化劑殘留於黏晶膜中。結果,可抑制殘留硬化劑之水分之吸附,實現半導體裝置之可靠性之提高。
<高分子成分(C)>
作為上述高分子成分(C),只要為於形成黏晶膜時抑制於常溫(25℃)之膜黏性(即便為少許之溫度變化,膜狀態亦容易變化之性質),賦予充分之接著性及造膜性(膜形成性)之成分即可。可列舉: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-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)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-尼龍或6,6-尼龍等聚醯胺樹脂、苯氧基樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯及聚對苯二甲酸丁二酯等聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂或氟樹脂等。該等高分子成分(C)可單獨使用,又,亦可組合2種以上使用。
高分子成分(C)之質量平均分子量通常為10000以上。上限值並無特別限制,實際為5000000以下。
上述高分子成分(C)之質量平均分子量係藉由GPC[凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography)]求出之聚苯乙烯換算值。以下,具體之高分子成分(C)之質量平均分子量之值亦為同義。
又,上述高分子成分(C)之玻璃轉移溫度(Tg)較佳為未達100℃,更佳為未達90℃。下限較佳為-30℃以上,亦較佳為0℃以上,更佳為10℃以上。
上述高分子成分(C)之玻璃轉移溫度係藉由DSC以升溫速度0.1℃/分鐘測得之玻璃轉移溫度。以下,具體之高分子成分(C)之玻璃轉移溫度之值亦為同義。
再者,本發明中,關於環氧樹脂(A)與高分子成分(C)中之苯氧基樹脂等可具有環氧基之樹脂,將環氧當量為500 g/eq以下之樹脂分類為環氧樹脂(A),將不符合者分類為成分(C)。
作為上述高分子成分(C),較佳為使用至少1種苯氧基樹脂,亦較佳為上述高分子成分(C)為苯氧基樹脂。苯氧基樹脂由於構造與環氧樹脂(A)類似,故相容性良好,樹脂熔融黏度亦較低,可發揮接著性亦優異之效果。又,苯氧基樹脂之耐熱性較高,飽和吸水率較小,就確保半導體封裝之可靠性之觀點而言亦較佳。進而,就消除於常溫之黏性、脆性等之方面而言亦較佳。
苯氧基樹脂可藉由雙酚或聯苯酚化合物與表氯醇之類的表鹵醇(epihalohydrin)之反應、液態環氧樹脂與雙酚或聯苯酚化合物之反應而獲得。
於任一反應中,作為雙酚或聯苯酚化合物,均較佳為下述通式(A)所表示之化合物。
通式(A)中,L
a表示單鍵或2價連結基,R
a1及R
a2分別獨立地表示取代基。ma及na分別獨立地表示0~4之整數。
L
a中,2價連結基較佳為伸烷基、伸苯基、-O-、-S-、-SO-、-SO
2-、或伸烷基與伸苯基組合而成之基。
伸烷基之碳數較佳為1~10,更佳為1~6,進而較佳為1~3,尤佳為1或2,最佳為1。
伸烷基較佳為-C(R
α)(R
β)-,此處,R
α及R
β分別獨立地表示氫原子、烷基、芳基。R
α與R
β可彼此鍵結而形成環。R
α及R
β較佳為氫原子或烷基(例如甲基、乙基、異丙基、正丙基、正丁基、異丁基、己基、辛基、2-乙基己基)。伸烷基尤佳為-CH
2-、-CH(CH
3)、-C(CH
3)
2-,更佳為-CH
2-、-CH(CH
3),進而較佳為-CH
2-。
伸苯基之碳數較佳為6~12,更佳為6~8,進而較佳為6。伸苯基例如可列舉對伸苯基、間伸苯基、鄰伸苯基,較佳為對伸苯基、間伸苯基。
作為伸烷基與伸苯基組合而成之基,較佳為伸烷基-伸苯基-伸烷基,更佳為-C(R
α)(R
β)-伸苯基-C(R
α)(R
β)-。
R
α與R
β鍵結而形成之環較佳為5或6員環,更佳為環戊烷環、環己烷環,進而較佳為環己烷環。
L
a較佳為單鍵或伸烷基、-O-、-SO
2-,更佳為伸烷基。
R
a1及R
a2較佳為烷基、芳基、烷氧基、烷硫基、鹵素原子,更佳為烷基、芳基、鹵素原子,進而較佳為烷基。
ma及na較佳為0~2,更佳為0或1,進而較佳為0。
雙酚或聯苯酚化合物例如可列舉:雙酚A、雙酚AD、雙酚AP、雙酚AF、雙酚B、雙酚BP、雙酚C、雙酚E、雙酚F、雙酚G、雙酚M、雙酚S、雙酚P、雙酚PH、雙酚TMC、雙酚Z、或4,4'-聯苯酚、2,2'-二甲基-4,4'-聯苯酚、2,2',6,6'-四甲基-4,4'-聯苯酚、卡多(Cardo)骨架型雙酚等,較佳為雙酚A、雙酚AD、雙酚C、雙酚E、雙酚F、4,4'-聯苯酚,更佳為雙酚A、雙酚E、雙酚F,尤佳為雙酚A。
作為上述液態環氧樹脂,較佳為脂肪族二醇化合物之二環氧丙基醚,更佳為下述通式(B)所表示之化合物。
通式(B)中,X表示伸烷基,nb表示1~10之整數。
伸烷基之碳數較佳為2~10,更佳為2~8,進而較佳為3~8,尤佳為4~6,最佳為6。
例如可列舉:伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸辛基,較佳為伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、七亞甲基、六亞甲基、八亞甲基。
nb較佳為1~6,更佳為1~3,進而較佳為1。
此處,於nb為2~10之情形時,X較佳為伸乙基或伸丙基,進而較佳為伸乙基。
作為二環氧丙基醚中之脂肪族二醇化合物,可列舉:乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-庚二醇、1,6-己二醇、1,7-戊二醇、1,8-辛二醇。
上述反應中,可為雙酚或聯苯酚化合物、脂肪族二醇化合物各自單獨反應而獲得之苯氧基樹脂,亦可為混合2種以上進行反應而獲得之苯氧基樹脂。例如可列舉1,6-己二醇之二環氧丙基醚與雙酚A及雙酚F之混合物之反應。
苯氧基樹脂(C)於本發明中較佳為藉由液態環氧樹脂與雙酚或聯苯酚化合物之反應所獲得之苯氧基樹脂,更佳為下述通式(I)所表示之重複單元之苯氧基樹脂。
通式(I)中,L
a、R
a1、R
a2、ma及na分別與通式(A)中之L
a、R
a1、R
a2、ma及na同義,較佳範圍亦相同。X及nb分別與通式(B)中之X及nb同義,較佳範圍亦相同。
本發明中,於該等中,較佳為雙酚A與1,6-己二醇之二環氧丙基醚之聚合物。
著眼於苯氧基樹脂之骨架,本發明中可良好地使用雙酚A型苯氧基樹脂、雙酚A-F型共聚型苯氧基樹脂。又,可良好地使用低彈性高耐熱型苯氧基樹脂。
苯氧基樹脂(C)之質量平均分子量較佳為10000以上,更佳為10000~100000。
又,苯氧基樹脂(C)中殘存之少許環氧基之量以環氧當量計,較佳為超過5000 g/eq。
苯氧基樹脂(C)之玻璃轉移溫度(Tg)較佳為未達100℃,更佳為未達90℃。下限較佳為0℃以上,更佳為10℃以上。
苯氧基樹脂(C)可藉由如上所述之方法來合成,又,亦可使用市售品。作為市售品,例如可列舉:1256(雙酚A型苯氧基樹脂,三菱化學股份有限公司製造)、YP-50(雙酚A型苯氧基樹脂,NSCC Epoxy Manufacturing股份有限公司製造)、YP-70(雙酚A/F型苯氧基樹脂,NSCC Epoxy Manufacturing股份有限公司製造)、FX-316(雙酚F型苯氧基樹脂,NSCC Epoxy Manufacturing股份有限公司製造)、及FX-280S(卡多骨架型苯氧基樹脂,NSCC Epoxy Manufacturing股份有限公司製造)、4250(雙酚A型/F型苯氧基樹脂,三菱化學股份有限公司製造)、FX-310(低彈性高耐熱型苯氧基樹脂,NSCC Epoxy Manufacturing股份有限公司製造)等。
作為上述高分子成分(C),亦較佳為使用至少1種(甲基)丙烯酸樹脂,亦較佳為上述高分子成分(C)為(甲基)丙烯酸樹脂。作為(甲基)丙烯酸樹脂,可使用由適用於黏晶膜之公知之(甲基)丙烯酸共聚物所構成之樹脂。
(甲基)丙烯酸共聚物之質量平均分子量較佳為10000~2000000,更佳為100000~1500000。藉由將上述質量平均分子量設為上述較佳範圍內,可降低黏性,亦可抑制熔融黏度之上升。
(甲基)丙烯酸共聚物之玻璃轉移溫度較佳為-10℃~50℃,更佳為0℃~40℃,進而較佳為0℃~30℃之範圍。藉由將上述玻璃轉移溫度設為上述較佳之範圍內,可降低黏性,可抑制半導體晶圓與黏晶膜之間等產生空隙。
作為上述(甲基)丙烯酸樹脂,可列舉包含(甲基)丙烯酸酯成分作為聚合物之構成成分之共聚物。作為(甲基)丙烯酸樹脂之構成成分,例如可列舉:源自丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、甲基丙烯酸環氧丙酯、丙烯酸環氧丙酯等之成分。又,(甲基)丙烯酸樹脂亦可包含具有環狀骨架之(甲基)丙烯酸酯(例如(甲基)丙烯酸環烷基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯及(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯)成分作為構成成分。又,亦可具有醯亞胺(甲基)丙烯酸酯成分、烷基之碳數為1~18之(甲基)丙烯酸烷基酯(例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯及(甲基)丙烯酸丁酯等)成分。又,亦可為與乙酸乙烯酯、(甲基)丙烯腈、苯乙烯等之共聚物。又,具有羥基時與環氧樹脂之相容性更好,故較佳。
黏晶膜中,相對於環氧樹脂(A)之含量100質量份,高分子成分(C)之含量較佳為1~40質量份,更佳為5~35質量份,進而較佳為7~30質量份。藉由將含量設為此種範圍,熱硬化前之黏晶膜之剛性與柔軟性取得平衡,膜狀態變得良好(膜黏性降低),亦可抑制膜脆弱性。
<無機填充材(D)>
無機填充材(D)可無特別限制地使用通常可用於黏晶膜之無機填充材。
作為無機填充材(D),例如可列舉:二氧化矽、黏土、石膏、碳酸鈣、硫酸鋇、氧化鋁(alumina)、氧化鈹、氧化鎂、碳化矽、氮化矽、氮化鋁、氮化硼等陶瓷類;鋁、銅、銀、金、鎳、鉻、鉛、錫、鋅、鈀、焊料等金屬、或合金類;奈米碳管、石墨烯等碳類等各種無機粉末。
無機填充材(D)之平均粒徑(d50)並無特別限定,就抑制治具痕跡之形成並且提高黏晶性之觀點而言,較佳為0.01~6.0 μm,較佳為0.01~5.0 μm,更佳為0.1~3.5 μm。平均粒徑(d50)係指所謂中值粒徑,意指藉由雷射繞射散射法測定粒度分佈,於累積分佈中將粒子總體積設為100%時成為50%累積時之粒徑。於著眼於無機填充材(D)之情形時,上述黏晶膜之一態樣包含平均粒徑(d50)為0.1~3.5 μm之無機填充材。又,另一較佳態樣包含平均粒徑(d50)超過3.5 μm之無機填充材。
無機填充材之莫氏硬度並無特別限定,就抑制治具痕跡之產生並且提高黏晶性之觀點而言,較佳為2以上,更佳為2~9。莫氏硬度可藉由莫氏硬度計進行測定。
上述無機填充材(D)可為包含具有導熱性之無機填充材(導熱率為12 W/m・K以上之無機填充材)之態樣,亦可為包含不具有導熱性之無機填充材(導熱率未達12 W/m・K之無機填充材)之態樣。
具有導熱性之無機填充材(D)係由導熱性材料所構成之粒子或表面經導熱性材料被覆而成之粒子,該等導熱性材料之導熱率較佳為12 W/m・K以上,更佳為30 W/m・K以上。
若上述導熱性材料之導熱率為上述較佳之下限值以上,則可減少為獲得目標導熱率所摻合之無機填充材(D)之量,可抑制黏晶膜之熔融黏度之上升,進一步提昇壓接至基板時對基板之凹凸部之埋入性。結果,可更確實地抑制空隙之產生。
本發明中,上述導熱性材料之導熱率意指於25℃之導熱率,可使用各材料之文獻值。於文獻中無記載之情形時,例如若為陶瓷,則使用依據JIS R 1611所測定之值,若為金屬,則使用依據JIS H 7801所測定之值。
作為具有導熱性之無機填充材(D),例如可列舉導熱性陶瓷,較佳可列舉:氧化鋁粒子(導熱率:36 W/m・K)、氮化鋁粒子(導熱率:150~290 W/m・K)、氮化硼粒子(導熱率:60 W/m・K)、氧化鋅粒子(導熱率:54 W/m・K)、氮化矽填料(導熱率:27 W/m・K)、碳化矽粒子(導熱率:200 W/m・K)及氧化鎂粒子(導熱率:59 W/m・K)。
尤其是氧化鋁粒子具有高導熱率,於分散性、獲取容易性方面較佳。又,氮化鋁粒子或氮化硼粒子就具有較氧化鋁粒子更高之導熱率之觀點而言較佳。本發明中,尤佳為氧化鋁粒子與氮化鋁粒子。
又,亦可列舉具有高於陶瓷之導熱性之金屬粒子、或表面經金屬被覆之粒子。例如較佳可列舉:銀(導熱率:429 W/m・K)、鎳(導熱率:91 W/m・K)及金(導熱率:329 W/m・K)等單一金屬填料、或表面經該等金屬被覆之丙烯酸樹脂或聚矽氧樹脂等高分子粒子等。
本發明中,尤其就高導熱率及耐氧化劣化之觀點而言,更佳為金或銀粒子。
無機填充材(D)可進行表面處理或表面改質,作為此種表面處理或表面改質,可列舉矽烷偶合劑或磷酸或磷酸化合物、界面活性劑,除本說明書中記載之事項以外,例如可應用國際公開第2018/203527號中之導熱填料之項或國際公開第2017/158994號之氮化鋁填充材之項中的矽烷偶合劑、磷酸或磷酸化合物及界面活性劑之記載。
作為將無機填充材(D)摻合至環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)及高分子成分(C)等樹脂成分中之方法,可使用:直接摻合粉體狀之無機填充材及視需要之矽烷偶合劑、磷酸或磷酸化合物或界面活性劑之方法(整體摻合法);或者摻合使利用矽烷偶合劑、磷酸或磷酸化合物或界面活性劑等表面處理劑進行了處理之無機填充材分散於有機溶劑中而成之漿料狀無機填充材的方法。
又,作為藉由矽烷偶合劑對無機填充材(D)進行處理之方法,並無特別限定,可列舉:於溶劑中混合無機填充材(D)及矽烷偶合劑之濕式法、於氣相中混合無機填充材(D)及矽烷偶合劑之乾式法、上述整體摻合法等。
尤其,氮化鋁粒子雖然有助於高導熱化,但容易因水解而生成銨離子,因此較佳為與吸濕率較小之酚樹脂倂用或藉由表面改質來抑制水解。作為氮化鋁之表面改質方法,尤佳為於表面層設置氧化鋁之氧化物層而提高耐水性,利用磷酸或磷氧化合物進行表面處理而提高與樹脂之親和性的方法。
矽烷偶合劑係於矽原子上鍵結有至少1個烷氧基、芳氧基之類的水解性基者,除此以外,亦可鍵結有烷基、烯基、芳基。烷基較佳為經胺基、烷氧基、環氧基、(甲基)丙烯醯氧基取代者,更佳為經胺基(較佳為苯基胺基)、烷氧基(較佳為環氧丙氧基)、(甲基)丙烯醯氧基取代者。
矽烷偶合劑例如可列舉:2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等。
矽烷偶合劑或界面活性劑相對於無機填充材(D)100質量份,較佳為含有0.1~25.0質量份,更佳為含有0.1~10質量份,進而較佳為含有0.1~2.0質量份。
藉由將矽烷偶合劑或界面活性劑之含量設為上述較佳範圍,可抑制無機填充材(D)之凝聚,並且可抑制過量之矽烷偶合劑或界面活性劑於半導體組裝加熱步驟(例如回焊步驟)中揮發導致之於接著界面處之剝離,可抑制空隙之產生,提昇黏晶性。
無機填充材(D)之形狀可列舉薄片狀、針狀、絲狀、球狀、鱗片狀,就高填充化及流動性之觀點而言,較佳為球狀粒子。
上述黏晶膜中,無機填充材(D)於環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)、高分子成分(C)及無機填充材(D)之各含量之合計中所占之比率較佳為5~70體積%。若上述無機填充材(D)之含有比率為上述下限值以上,則可抑制黏晶膜中產生治具痕跡,並且提昇黏晶性。進而,存在可賦予所期望之熔融黏度之情形。又,若為上述上限值以下,則可對黏晶膜賦予所期望之熔融黏度,可進一步抑制空隙之產生。又,存在亦可緩和熱變化時半導體封裝中產生之內部應力,亦可提昇接著力之情形。
無機填充材(D)於環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)、高分子成分(C)及無機填充材(D)之各含量之合計中所占之比率較佳為10~70體積%,更佳為20~60體積%,進而較佳為20~55體積%。
上述無機填充材(D)之含量(體積%)可根據環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)、高分子成分(C)及無機填充材(D)之含有質量及比重而算出。
上述黏晶膜之較佳形態係無機填充材(D)之平均粒徑(d50)為0.01~5.0 μm,無機填充材(D)於環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)、高分子成分(C)及無機填充材(D)之各含量之合計中所占之比率為5~70體積%的形態。
<其他成分>
上述黏晶膜亦可進而含有有機溶劑(甲基乙基酮等)、離子捕集劑(離子捕捉劑)、硬化觸媒、黏度調整劑、抗氧化劑、難燃劑、著色劑等。例如可含有國際公開第2017/158994號之其他添加物。
環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)、苯氧基樹脂(C)及無機填充材(D)之各含量之合計於上述黏晶膜中所占之比率例如可設為60質量%以上,較佳為70質量%以上,進而較佳為80質量%以上,亦可設為90質量%以上。又,上述比率可為100質量%,亦可設為95質量%以下。
關於構成本發明之切晶黏晶膜之黏晶膜,就提高黏晶性之觀點而言,當將熱硬化前之黏晶膜從25℃以5℃/分鐘之升溫速度升溫時,於120℃之範圍內之熔融黏度較佳為處於500~10000 Pa・s之範圍,更佳為處於1000~10000 Pa・s之範圍,進而較佳為處於1500~9200 Pa・s之範圍。
熔融黏度可藉由下述實施例所記載之方法來決定。
繼而,對黏晶膜之形成方法進行說明。
<黏晶膜之形成>
上述黏晶膜例如可製備含有黏晶膜之構成成分之黏晶膜形成用組成物(清漆),將該組成物塗佈於例如經脫模處理之剝離膜(脫模膜)上並加以乾燥而形成。該黏晶膜形成用組成物中,使用上述有機溶劑(I)作為液體介質。液體介質亦可如上所述包含除上述有機溶劑(I)以外之有機溶劑。黏晶膜形成用組成物中之固形物成分含量(除溶劑以外之各成分之含量之合計)較佳為設為50~95質量%,更佳為設為60~90質量%,進而較佳為設為70~88質量%。
上述中製備之黏晶膜形成用組成物可設置於多功能塗佈機等塗敷機,塗敷於剝離膜上。藉此,可於在數米~數十米之剝離膜上連續地形成黏晶膜形成用組成物之塗膜的同時,亦藉由加熱乾燥進行溶劑之去除。
此處,對加熱乾燥進行詳細說明。先前一直使用之低沸點溶劑(例如甲基乙基酮)雖然亦會對塗膜厚度產生少許影響,但若於構成黏晶膜之硬化性成分不發生硬化之程度之相對溫和之加熱溫度(例如110~130℃左右)進行短時間處理,則可將有機溶劑從塗膜充分去除。但是,若考慮上述厚度精度而使用沸點高至某種程度(例如沸點160℃左右)之有機溶劑,則藉由上述溫和之加熱進行短時間乾燥時,所獲得之黏晶膜中會殘留大量有機溶劑,產生黏晶步驟中之空隙之問題。另一方面,若將乾燥時間設為長時間,則製造效率降低,又,亦有構成黏晶膜之硬化性成分發生硬化反應之虞。又,若為了提高有機溶劑之去除效率而提昇乾燥溫度,則構成黏晶膜之硬化性成分發生硬化反應,有無法發揮作為黏晶膜之功能之虞。
於上述狀況下,本發明人等發現,藉由使用有機溶劑(I)作為用於黏晶膜形成用組成物之液體介質,可充分提高所獲得之黏晶膜之厚度精度,能以溫和之加熱溫度且短時間之乾燥達成上述(a),又,如上述(a)所規定,萃取至丙酮中之有機溶劑量相對於黏晶膜每1.0 g至多為800 μg時,該殘留有機溶劑實質上不會對黏晶步驟中之空隙之產生造成影響,從而完成了本發明。
例如若使用甲基乙基酮作為有機溶劑,則於黏晶膜之厚度為5 μm左右時,上述(a)中之萃取至丙酮中之有機溶劑量成為1 μg左右之乾燥條件(設為乾燥條件-1)下,即便使黏晶膜之厚度為80 μm左右,亦可將上述(a)中之萃取至丙酮中之有機溶劑量抑制為6 μg左右。與此相對,若使用作為有機溶劑(I)之甲基異丁基酮作為有機溶劑,則於黏晶膜之厚度為5 μm左右時,於乾燥條件-1下,上述(a)中之萃取至丙酮中之有機溶劑量止於3 μg左右,但若黏晶膜之厚度為80 μm左右,則於乾燥條件-1下,上述(a)中之萃取至丙酮中之有機溶劑量上升至100 μg左右。乍看之下,殘留溶劑量的量似乎多至導致空隙產生之程度,但本發明人等研究後,發現該程度之殘留有機溶劑量實際上對空隙之產生毫無影響。另一方面,若使用沸點超過150℃之環己酮,則即便黏晶膜之厚度為5 μm左右,於乾燥條件-1下,上述(a)中之萃取至丙酮中之有機溶劑量亦為超過800 μg之多量,結果黏晶步驟中產生空隙之頻率大幅變高。即,就提昇黏晶膜之厚度精度,並且能以黏晶步驟中不產生空隙之程度將塗膜中之有機溶劑於溫和之條件下快速地乾燥去除的方面而言,有機溶劑(I)之沸點或蒸氣壓之範圍之上下限值具有特別之技術意義。
本發明之切晶黏晶膜之製造方法較佳為包含:於沸點為100℃以上且未達150℃並且蒸氣壓為50 mmHg以下之有機溶劑中溶解或分散上述黏晶膜之構成成分而製成清漆(黏晶膜形成用組成物),使用該清漆進行成膜,並對所獲得之膜進行乾燥處理而形成上述黏晶膜。
上述成膜例如可藉由在剝離膜上塗敷清漆而進行。又,該膜之乾燥處理條件視目的適當設定即可。若使用上述有機溶劑,則例如即便以100~150℃(較佳為110~140℃,更佳為120~135℃)進行5分鐘以下(較佳為4分鐘以下,進而較佳為3分鐘以下)之乾燥,亦可將所獲得之黏晶膜中之殘留有機溶劑量降低至所期望之水準。
黏晶膜之厚度較佳為200 μm以下,更佳為100 μm以下,進而較佳為80 μm以下。又,該厚度亦較佳為30 μm以下,亦較佳為20 μm以下。接著劑層之厚度通常為1 μm以上,亦較佳為2 μm以上,亦可設為4 μm以上。
黏晶膜之厚度可藉由接觸線規方式(桌上型接觸式厚度計測裝置)進行測定。
作為剝離膜,只要發揮作為所獲得之黏晶膜之覆蓋膜之功能即可,可適當採用公知者。例如可列舉經脫模處理之聚丙烯(PP)、經脫模處理之聚乙烯(PE)、經脫模處理之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。作為塗敷方法,可適當採用公知方法,例如可列舉使用輥式刮刀塗佈機、凹版塗佈機、模嘴塗佈機、反向塗佈機等之方法。
<切晶膜>
構成本發明之切晶黏晶膜之切晶膜可適當應用用作切晶膜(切晶帶)之一般構成。又,切晶膜之形成方法亦可適當應用通常之方法。作為構成切晶膜之黏著劑,可適當應用用於切晶膜用途之一般之黏著劑、例如丙烯酸系黏著劑、橡膠系黏著劑等。其中,切晶膜較佳為能量線硬化性。
作為上述丙烯酸系黏著劑,例如可列舉由(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸酯之共聚物所構成之樹脂。又,由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、及能夠與其等共聚之不飽和單體(例如乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等)之共聚物所構成之樹脂亦作為上述丙烯酸系黏著劑較佳。又,亦可混合2種以上之該等樹脂。該等中,較佳為選自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯及(甲基)丙烯酸丁酯中之1種以上與選自(甲基)丙烯酸羥基乙酯及乙酸乙烯酯中之1種以上的共聚物。藉此,容易控制與被黏著體之密接性或黏著性。
為了使本發明中使用之切晶膜為能量線硬化性,可於構成切晶膜之聚合物中導入聚合性基(例如碳-碳不飽和鍵),或於切晶膜中摻合聚合性單體。該聚合性單體較佳為具有2個以上(較佳為3個以上)聚合性基。
作為能量線,例如可列舉紫外線、電子束等。
作為本發明中使用之切晶膜之構成,例如可參照日本特開2010-232422號公報、日本專利第2661950號公報、日本特開2002-226796號公報、日本特開2005-303275號公報等。
切晶膜之厚度較佳為1~200 μm,更佳為2~100 μm,進而較佳為3~50 μm,亦較佳為設為5~30 μm。
關於本發明之切晶黏晶膜,切晶膜與黏晶膜之間之於25~80℃之範圍內之剝離力較佳為0.40 N/25 mm以下。於切晶膜為能量線硬化性之情形時,該剝離力係能量線照射後之切晶膜與黏晶膜之間的剝離力。
上述剝離力係藉由如下條件來決定。
測定條件:依據JISZ0237、180°剝離試驗
測定裝置:拉伸試驗機(島津製作所製造,型號:TCR1L型)
<切晶黏晶膜之製作>
本發明之切晶黏晶膜之製作方法只要能製成積層切晶膜與黏晶膜之構造,則無特別限制。
例如藉由在經脫模處理之剝離襯墊上塗佈含有黏著劑之塗佈液並加以乾燥而形成切晶膜,再將切晶膜與基材膜貼合,藉此獲得依序積層基材膜、切晶膜、剝離襯墊而成之積層體。另外,於剝離膜(與剝離襯墊同義,但為方便起見,此處變更表達)上塗佈黏晶膜形成用組成物,並進行乾燥,而於剝離膜上形成黏晶膜。繼而,以將剝離襯墊剝離而露出之切晶膜與黏晶膜相接之方式,將切晶膜與黏晶膜貼合,藉此可獲得依序積層基材膜、切晶膜、黏晶膜、剝離膜而成之切晶黏晶膜。
上述切晶膜與黏晶膜之貼合較佳為於加壓條件下進行。
上述切晶膜與黏晶膜之貼合中,切晶膜之形狀只要能覆蓋環狀框之開口部,則無特別限制,較佳為圓形狀,黏晶膜之形狀只要能覆蓋晶圓之背面,則無特別限制,較佳為圓形狀。切晶膜較佳為大於黏晶膜且具有於接著劑層之周圍露出有黏著劑層之部分的形狀。較佳為將如此裁斷為所期望之形狀之切晶膜及黏晶膜貼合。
以上述方式製作之切晶黏晶膜於使用時將剝離膜剝離後使用。
[半導體封裝及其製造方法]
繼而,參照圖式對本發明之半導體封裝及其製造方法之較佳實施形態進行詳細說明。再者,以下說明及圖式中,對相同或相當之要素標註相同符號,省略重複之說明。圖1~圖7係表示本發明之半導體封裝之製造方法之各步驟之較佳之一實施形態的概略縱截面圖。
本發明之半導體封裝之製造方法中,首先,作為第1步驟,如圖1所示,於表面形成有至少一個半導體電路之半導體晶圓1之背面(即,半導體晶圓1之未形成半導體電路之面),熱壓接本發明之切晶黏晶膜之黏晶膜2之側,於半導體晶圓1設置黏晶膜2及切晶膜3。圖1中,示出之黏晶膜2較切晶膜3小,但兩膜之大小(面積)可根據目的適當設定。關於熱壓接之條件,於環氧樹脂(A)實際上未發生熱硬化之溫度進行。例如可列舉70℃左右、壓力0.3 MPa左右之條件。
作為半導體晶圓1,可適當使用表面形成有至少一個半導體電路之半導體晶圓,例如可列舉矽晶圓、SiC晶圓、GaAs晶圓、GaN晶圓。為了將本發明之切晶黏晶膜設置於半導體晶圓1之背面,例如可適當使用滾筒貼合機、手動貼合機之類的公知裝置。
繼而,作為第2步驟,如圖2所示,藉由對半導體晶圓1與黏晶膜2一體地切割,而於切晶膜3上獲得具備半導體晶圓經單片化之半導體晶片4及黏晶膜2經單片化之黏晶膜片2(接著劑層2)的附接著劑層之半導體晶片5。切晶裝置並無特別限制,可適當使用通常之切晶裝置。
繼而,作為第3步驟,視需要利用能量線使切晶膜硬化而降低黏著力,藉由拾取將接著劑層2從切晶膜3剝離。繼而,如圖3所示,經由接著劑層2將附接著劑層之半導體晶片5與配線基板6進行熱壓接,而於配線基板6安裝附接著劑層之半導體晶片5。作為配線基板6,可適當使用表面形成有半導體電路之基板,例如可列舉印刷電路基板(PCB)、各種引線框架、及基板表面搭載有電阻元件或電容器等電子零件之基板。
作為於此種配線基板6安裝附接著劑層之半導體晶片5之方法,並無特別限制,可適當採用以往之熱壓接之安裝方法。
繼而,作為第4步驟,使接著劑層2熱硬化。作為熱硬化之溫度,只要為接著劑層2之熱硬化起始溫度以上,則無特別限制,根據所使用之環氧樹脂(A)、高分子成分(C)及環氧硬化劑(B)之種類適當調整。例如較佳為100~180℃,就以更短時間使其硬化之觀點而言,更佳為140~180℃。若溫度過高,則有於硬化過程中接著劑層2中之成分揮發而容易發泡之傾向。該熱硬化處理之時間只要根據加熱溫度適當設定即可,例如可設為10~120分鐘。
本發明之半導體封裝之製造方法中,較佳為如圖4所示,經由接合線7將配線基板6與附接著劑層之半導體晶片5連接。作為此種連接方法,並無特別限制,可適當採用先前公知之方法,例如打線接合方式之方法、TAB(Tape Automated Bonding)方式之方法等。
又,於所搭載之半導體晶片4之表面熱壓接其他半導體晶片4並進行熱硬化,再次藉由打線接合方式與配線基板6連接,藉此亦可積層複數個。例如有:如圖5所示將半導體晶片錯開積層之方法;或藉由如圖6所示使第2層之後之接著劑層2變厚,一面埋入接合線7一面進行積層之方法等。
本發明之半導體封裝之製造方法中,較佳為如圖7所示,藉由密封樹脂8將配線基板6與附接著劑層之半導體晶片5進行密封,以此方式可獲得半導體封裝9。作為密封樹脂8,並無特別限制,可使用能夠用於製造半導體封裝之適當公知之密封樹脂。又,作為藉由密封樹脂8進行密封之方法,亦無特別限制,可採用通常進行之方法。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例更具體地說明本發明,但本發明並不限定於以下實施例。又,室溫意指25℃,MEK表示甲基乙基酮,MIBK表示甲基異丁基酮。
[實施例1]
<切晶膜(黏著劑膜)之製作>
(1)基材膜之製作
將低密度聚乙烯(LDPE、密度0.92 g/cm
3、熔點110℃)之樹脂顆粒於230℃熔融,使用擠出機將其成形為厚度70 μm之長條膜狀。對所獲得之膜照射100 kGy之電子束,製作基材膜。
(2)切晶膜之形成
使用丙烯酸丁酯50莫耳%、丙烯酸2-羥基乙酯45莫耳%及甲基丙烯酸5莫耳%,製備質量平均分子量80萬之共聚物。以碘值成為20之方式添加甲基丙烯酸2-異氰酸基乙酯,製備玻璃轉移溫度-40℃、羥值30 mgKOH/g、酸值5 mgKOH/g之丙烯酸系共聚物。
其次,相對於上述中所製備之丙烯酸系共聚物100質量份,添加作為聚異氰酸酯之Coronate L(商品名,Nippon Polyurethane製造)5質量份,添加作為光聚合起始劑之Esacure KIP 150(商品名,Lamberti公司製造)3質量份,使所獲得之混合物溶解於乙酸乙酯中,並加以攪拌而製備黏著劑組成物。
其次,於經脫模處理之由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜構成之剝離襯墊上,以乾燥後之厚度成為20 μm之方式塗敷該黏著劑組成物,於110℃進行3分鐘乾燥而形成切晶膜後,將上述所製備之基材膜與切晶膜貼合,獲得由剝離襯墊、切晶膜及基材膜構成之3層積層膜。
<黏晶膜(接著劑膜)之製作>
將三苯甲烷型環氧樹脂(商品名:EPPN-501H,質量平均分子量:1000,軟化點:55℃,半固體,環氧當量:167 g/eq,日本化藥公司製造)56質量份、雙酚A型環氧樹脂(商品名:YD-128,質量平均分子量:400,軟化點:未達25℃,液體,環氧當量:190 g/eq,NSCC Epoxy Manufacturing公司製造)49質量份、雙酚A型苯氧基樹脂(商品名:YP-50,質量平均分子量:70000,Tg:84℃,常溫(25℃)彈性模數:1700 MPa,NSCC Epoxy Manufacturing公司製造)30質量份及MIBK90質量份於1000 ml之可分離式燒瓶中在溫度110℃加熱攪拌2小時,獲得樹脂清漆。
繼而,將該樹脂清漆轉移至800 ml之行星式混合機中,添加氧化鋁填料(商品名:AO-502,Admatechs公司製造,平均粒徑(d50):0.6 μm)205質量份,加入咪唑系硬化劑(商品名:2PHZ-PW,四國化成公司製造)8.5質量份、矽烷偶合劑(商品名:Sila-Ace S-510,JNC公司製造)3.0質量份,於室溫攪拌混合1小時後,進行真空消泡,獲得混合清漆(黏晶膜形成用組成物)。
繼而,利用多功能塗佈機(頭部:刮刀塗佈機,型號:MPC-400L,松岡機械製作所股份有限公司製造),於處理溫度130℃(乾燥爐1.5 m)、線速1.0 m/min(滯留時間1.5 min)之條件下,將所獲得之混合清漆以乾燥後之膜厚度成為5 μm之方式設定於厚度38 μm之經脫模處理之PET膜(剝離膜)上(使所獲得之黏晶膜之厚度成為5.0 μm),獲得剝離膜上形成有寬度220 mm、長度10 m之黏晶膜之2層積層膜。
<切晶黏晶膜之製作>
繼而,將包含切晶膜之上述3層積層體裁斷為能夠以覆蓋環狀框之開口部之方式貼合之圓形狀。又,將包含黏晶膜之上述2層積層體裁斷為能夠覆蓋晶圓背面之圓形狀。
將剝離襯墊從以上述方式裁斷之3層積層體剝離而露出切晶膜,使用輥壓機,將該切晶膜與以上述方式裁斷之2層積層體之黏晶膜於荷重0.4 MPa、速度1.0 m/min之條件下貼合,製作依序積層基材膜、切晶膜、黏晶膜及剝離膜而成之切晶黏晶膜。該切晶黏晶膜中,切晶膜大於黏晶膜,具有於黏晶膜之周圍露出有切晶膜之部分。
[實施例2]
於實施例1中,使所獲得之黏晶膜之厚度成為20.0 μm,除此以外,以與實施例1相同之方式製作切晶黏晶膜。
[實施例3]
於實施例1中,使所獲得之黏晶膜之厚度成為80.0 μm,除此以外,以與實施例1相同之方式製作切晶黏晶膜。
[實施例4]
於實施例3之黏晶膜形成用清漆之製備中,使用環戊酮90質量份代替MIBK90質量份,除此以外,以與實施例3相同之方式製作切晶黏晶膜。
[實施例5]
於實施例3之黏晶膜形成用清漆之製備中,使用甲苯90質量份代替MIBK90質量份,除此以外,以與實施例3相同之方式製作切晶黏晶膜。
[實施例6]
於實施例3之黏晶膜形成用清漆之製備中,使用銀填料(商品名:AG-4-8F,DOWA Electronics公司製造,平均粒徑(d50):2.0 μm)360質量份代替氧化鋁填料,且將MIBK之摻合量設為130質量份,除此以外,以與實施例3相同之方式製作切晶黏晶膜。
[實施例7]
於實施例3之黏晶膜形成用清漆之製備中,使用二氧化矽填料(商品名:FB-3SDX,Denka股份有限公司製造,平均粒徑(d50):3.0 μm)400質量份代替氧化鋁填料,且將環戊酮之摻合量設為135質量份,除此以外,以與實施例3相同之方式製作切晶黏晶膜。
[實施例8]
於實施例5中,使用丙烯酸樹脂溶液(商品名:S-2060,質量平均分子量:500000,Tg:-23℃,常溫(25℃)彈性模數:50 MPa,固形物成分25%(有機溶劑:甲苯),東亞合成公司製造)120質量份(其中丙烯酸樹脂30質量份)代替作為黏晶膜之成分之雙酚A型苯氧基樹脂,除此以外,以與實施例5相同之方式製作切晶黏晶膜。再者,清漆中之有機溶劑為丙烯酸樹脂溶液中所含之甲苯90質量份。
[比較例1]
於實施例1之黏晶膜形成用清漆之製備中,使用MEK90質量份代替MIBK90質量份,除此以外,以與實施例1相同之方式製作切晶黏晶膜。
[比較例2]
於比較例1中,使所獲得之黏晶膜之厚度成為80.0 μm,除此以外,以與比較例1相同之方式製作切晶黏晶膜。
[比較例3]
於實施例1之黏晶膜形成用清漆之製備中,使用環己酮90質量份代替MIBK90質量份,除此以外,以與實施例1相同之方式製作切晶黏晶膜。
[比較例4]
於比較例3中,使所獲得之黏晶膜之厚度成為80.0 μm,除此以外,以與比較例3相同之方式製作切晶黏晶膜。
[比較例5]
於比較例4之黏晶膜之形成中,將多功能塗佈機之處理溫度130℃(乾燥爐1.5 m)變更為處理溫度160℃(乾燥爐1.5 m),除此以外,以與比較例4相同之方式製作切晶黏晶膜。
[比較例6]
於實施例3之黏晶膜之形成中,將多功能塗佈機之線速1.0 m/min(滯留時間1.5 min)變更為線速5.0 m/min(滯留時間0.3 min),除此以外,以與實施例3相同之方式製作切晶黏晶膜。
[測定、試驗、評價]
針對上述各實施例及比較例中所獲得之各切晶黏晶膜,進行下述項目之測定、試驗或評價。
將結果彙總示於下表。
<黏晶膜之厚度精度之評價>
關於上述各實施例及比較例中所形成之各黏晶膜(寬度220 mm、長度10 m),將塗佈起始部(從塗敷起始點朝向塗敷結束點至長度30 mm為止之間的寬度220 mm×長度30 mm之範圍)之厚度作為與剝離膜之積層狀態之整體厚度,使用高精度數位測長機(型號:LITEMATIC VL-50S,Mitutoyo公司製造),於寬度方向上以等間隔(30 mm間隔)測定6點,求出其平均值。同樣地,將塗佈終止部(從塗敷結束點朝向塗敷起始點至長度30 mm為止之間的寬度200 mm×長度30 mm之範圍)之厚度亦作為與剝離膜之積層狀態之整體厚度,於寬度方向上以等間隔(30 mm間隔)測定6點,求出其平均值。其次,關於上述塗佈起始部與塗佈終止部各者,於寬度方向上以等間隔(30 mm間隔)測定6點之剝離膜單獨之厚度,求出其平均值。從塗佈起始部之積層狀態之整體之厚度平均值減去塗佈起始部之剝離膜單獨之厚度平均值,得到塗佈起始部之黏晶膜之厚度(T1)。同樣地,亦算出塗佈終止部之黏晶膜之厚度(T2)。
<從黏晶膜1.0 g萃取至丙酮10.0 mL中之有機溶劑量>
關於上述各實施例及比較例中所形成之各黏晶膜(寬度200 mm、長度10 m),從塗佈中間部(以從塗敷起始點朝向塗敷結束點前進5 m之地點為中心)切出縱5.0 cm×橫5.0 cm之尺寸之正方形,將剝離膜從切出之樣品剝離。從剩餘之黏晶膜部分準確稱量1.0 g,投入玻璃容器中。於該玻璃容器中加入丙酮10 mL,將1.0 g黏晶膜片浸漬於丙酮中,密閉,於冰箱內靜置24小時。其後,使用GC/MS裝置(型號:JMS-Q1050GC,日本電子公司製造),於下述條件下對上清液進行分析,對黏晶膜每1 g之有機溶劑量μg進行定量。
管柱:J&W DB-1(30 mx0.25 mmIDx1.0 μm)
GC溫度:40℃(4 min)→20℃/min→200℃
載氣:He,1.0 ml/min
注入口溫度:200℃
注入量:1 μL
<黏晶膜之熔融黏度>
關於上述各實施例及比較例中所形成之各黏晶膜,從塗佈中間部(以從塗敷起始點朝向塗敷結束點前進5 m之地點為中心)切出縱5.0 cm×橫5.0 cm之尺寸之正方形,將剝離膜從切出之樣品剝離,將剩餘之黏晶膜部分作為試樣。針對各黏晶膜,製備複數個試樣,將其等積層,於載台70℃之熱板上用手壓輥貼合,獲得厚度約1.0 mm之接著劑層之試片。
關於該試片,使用流變儀(RS6000,Haake公司製造),測定於溫度範圍20~250℃、升溫速度5℃/min之黏性阻力之變化。根據所獲得之溫度-黏性阻力曲線,算出於120℃之熔融黏度(Pa・s)。
<黏晶性評價>
-空隙評價-
關於上述各實施例及比較例中形成之黏晶膜,使用其等之塗佈終止部(以塗敷結束點為0 cm,朝向塗敷起始點至長度80 cm~120 cm之間)製作切晶黏晶膜。使用所獲得之切晶黏晶膜,如下所述對產生空隙之頻率進行評價。
剝下剝離膜,使用手動貼合機(商品名:FM-114,TECHNOVISION公司製造),於溫度70℃以壓力0.3 MPa將露出之黏晶膜表面貼合於虛設矽晶圓(8 inch尺寸,厚度100 μm)之一面。
繼而,使用設置有雙軸切晶刀(Z1:NBC-ZH2050(27HEDD),DISCO公司製造/Z2:NBC-ZH127F-SE(BC),DISCO公司製造)之切晶裝置(商品名:DFD-6340,DISCO公司製造),以成為10 mm×10 mm之正方形尺寸之方式從虛設矽晶圓側實施切晶,於切晶膜上獲得經單片化之附黏晶膜片(接著劑層)之虛設晶片。
繼而,使用紫外線照射裝置(商品名:RAD-2000F/8,LINTEC股份有限公司製造,照射量200 mJ/cm
2)從晶圓背面側照射紫外線,利用黏晶機(商品名:DB-800,日立高新技術公司製造)於下述黏晶條件下進行熱壓接,使得在下述拾取條件下上述附接著劑層之虛設晶片與引線框架基板(42Arroy系,凸版印刷公司製造)之安裝面側貼合。其後,使用烘箱於150℃進行1小時處理,使其熱硬化。
關於上述中熱壓接至引線框架基板上、繼而進行熱硬化之附接著劑層之虛設晶片,使用超音波探傷裝置(SAT)(Hitachi Power Solutions製造之FS300III),觀察接著劑層與引線框架基板安裝面之界面處有無空隙產生,基於下述評價基準進行黏晶性評價。
-拾取條件-
針根數5根(350R)、針高度200 μm、拾取計時器100 msec
-黏晶條件-
120℃、壓力0.1 MPa(荷重400 gf)、時間1.0秒或0.5秒
-評價基準-
AA:以安裝時間0.5秒安裝之24個虛設晶片中均未觀察到空隙。
A:雖然不符合上述AA,但以安裝時間1.0秒安裝之24個虛設晶片中均未觀察到空隙。
B:不符合上述AA,且以安裝時間1.0秒安裝之24個虛設晶片中產生空隙之晶片為1或2個。
C:不符合上述AA,且以安裝時間1.0秒安裝之24個虛設晶片中產生空隙之晶片為3~5個。
D:不符合上述AA,且以安裝時間1.0秒安裝之24個虛設晶片中產生空隙之晶片為6個以上。
-滲出評價-
與上述<黏晶性評價>所記載之方式同樣地,獲得熱壓接至引線框架基板上、繼而進行熱硬化之附接著劑層之虛設晶片。針對該附接著劑層之虛設晶片,利用測定顯微鏡(型號:MF-A4020D,Mitutoyo公司製造),於設置有物鏡(×3倍)之觀察條件下,對虛設晶片與引線框架基板之交界從垂直方向(積層方向)觀察晶片之4個側面。於至少1面觀察到10 μm以上之溢出時,判定為有滲出,基於下述評價基準評價滲出之產生。
-拾取條件-
針根數5根(350R)、針高度200 μm、拾取計時器100 msec
-黏晶條件-
120℃、壓力0.1 MPa(荷重400 gf)、時間1.0秒或0.5秒
-評價基準-
AA:以安裝時間1.0秒安裝之24個虛設晶片中均未觀察到滲出。
A:不符合上述AA,但以安裝時間0.5秒安裝之24個虛設晶片中均未觀察到滲出。
B:不符合上述AA,且以安裝時間0.5秒安裝之24個虛設晶片中產生滲出之晶片為1或2個。
C:不符合上述AA,且以安裝時間0.5秒安裝之24個虛設晶片中產生滲出之晶片為3~5個。
D:不符合上述AA,且以安裝時間0.5秒安裝之24個虛設晶片中產生滲出之晶片為6個以上。
[表1]
實施例 | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||
黏晶膜組成(質量份) | 環氧樹脂 | EPPN-501H(三苯甲烷型環氧樹脂) | 56 | 56 | 56 | 56 | 56 | 56 | 56 | 56 |
YD-128(液態BisA型環氧樹脂) | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | ||
高分子成分 | YP-50(BisA型苯氧基樹脂) | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 50 | 30 | ||
S-2060(丙烯酸樹脂) | 30 | |||||||||
無機填充材 | A0502(氧化鋁) | 205 | 205 | 205 | 205 | 205 | 205 | |||
AG-4-8F(銀) | 360 | |||||||||
FB-3SDX(二氧化矽) | 400 | |||||||||
S-510(環氧矽烷型矽烷偶合劑) | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | ||
2PHZ-PW(咪唑系硬化劑) | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | ||
總固形物成分 | 351 | 351 | 351 | 351 | 351 | 526 | 546 | 351 | ||
無機填充材填充量(體積%) | 30% | 30% | 30% | 30% | 30% | 20% | 60% | 30% | ||
黏晶膜形成用清漆之有機溶劑 | 有機溶劑種類 | MIBK | MIBK | MIBK | 環戊酮 | 甲苯 | MIBK | 環戊酮 | 甲苯 | |
有機溶劑量(質量份) | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 130 | 135 | 90 | ||
清漆中之有機溶劑含量(質量%) | 20% | 20% | 20% | 20% | 20% | 20% | 20% | 20% | ||
黏晶膜之乾燥條件 | 乾燥溫度 | 130℃ | 130℃ | 130℃ | 130℃ | 130℃ | 130℃ | 130℃ | 130℃ | |
滯留時間(分鐘) | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | ||
目標之膜厚度(μm) | 5.0 | 20.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | ||
塗佈起始部之膜厚度T1(μm) | 4.8 | 19.9 | 80.0 | 80.1 | 80.2 | 79.0 | 79.5 | 80.1 | ||
塗佈終止部之膜厚度T2(μm) | 5.5 | 20.1 | 81.8 | 80.4 | 80.9 | 81.2 | 81.1 | 80.5 | ||
黏晶膜每1.0 g之有機溶劑量(μg) | 3.0 | 6.0 | 100.0 | 255.0 | 80.0 | 120.0 | 115.0 | 95 | ||
黏晶膜於120℃之熔融黏度(Pa・s) | 6900 | 6900 | 6900 | 7100 | 2040 | 2040 | 770 | 10000 | ||
黏晶性評價 | 空隙 | A | AA | AA | A | AA | AA | AA | AA | |
滲出 | AA | AA | A | A | A | A | A | AA |
[表2]
比較例 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
黏晶膜組成(質量份) | 環氧樹脂 | EPPN-501H(三苯甲烷型環氧樹脂) | 56 | 56 | 56 | 56 | 56 | 56 |
YD-128(液態BisA型環氧樹脂) | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | 49 | ||
高分子成分 | YP-50(BisA型苯氧基樹脂) | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
S-2060(丙烯酸樹脂) | ||||||||
無機填充材 | A0502(氧化鋁) | 205 | 205 | 205 | 205 | 205 | 205 | |
S-510(環氧矽烷型矽烷偶合劑) | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | ||
2PHZ-PW(咪唑系硬化劑) | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | 8.5 | ||
總固形物成分 | 351 | 351 | 351 | 351 | 351 | 351 | ||
無機填充材填充量(體積%) | 30% | 30% | 30% | 30% | 30% | 30% | ||
黏晶膜形成用清漆之有機溶劑 | 有機溶劑種類 | MEK | MEK | 環己酮 | 環己酮 | 環己酮 | MIBK | |
有機溶劑量 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | 90 | ||
清漆中之有機溶劑含量(質量%) | 20% | 20% | 20% | 20% | 20% | 20% | ||
乾燥條件 | 乾燥溫度 | 130℃ | 130℃ | 130℃ | 130℃ | 160℃ | 130℃ | |
滯留時間(分鐘) | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 0.3 | ||
目標之膜厚度(μm) | 5.0 | 80.0 | 5.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | ||
塗佈起始部之膜厚度T1(μm) | 5.0 | 80.1 | 5.0 | 80.0 | 80.0 | 80.0 | ||
塗佈終止部之膜厚度T2(μm) | 7.2 | 88.6 | 5.0 | 80.1 | 80.3 | 82.1 | ||
黏晶膜每1.0 g之有機溶劑量(μg) | 1.0 | 6.0 | 810.0 | 3210.0 | 1150.0 | 950.0 | ||
黏晶膜於120℃之熔融黏度(Pa・s) | 6900 | 6900 | 7100 | 7000 | 6900 | 7050 | ||
黏晶性評價 | 空隙 | C | B | C | D | C | C | |
滲出 | AA | D | AA | AA | AA | B |
以下表示上述各表所記載之有機溶劑種類之沸點(1大氣壓)及蒸氣壓(25℃)。
MIBK:沸點116℃、蒸氣壓15.8 mmHg
環戊酮:沸點130℃、蒸氣壓11.0 mmHg
甲苯:沸點111℃、蒸氣壓28.6 mmHg
MEK:沸點80℃、蒸氣壓78.0 mmHg
環己酮:沸點156℃、蒸氣壓4.3 mmHg
根據上述結果可知如下內容。
若使用沸點低於本發明之規定且蒸氣壓高於本發明之規定的有機溶劑作為黏晶膜形成用清漆之介質,則所獲得之膜中,相對於塗佈起始部而言,塗佈終止部明顯厚膜化(比較例1)。該比較例1之切晶黏晶膜之黏晶膜中之殘留溶劑量雖較少,但於使用塗佈終止部之黏晶膜作為黏晶膜之情形時,黏晶步驟中容易產生空隙。認為其原因之一在於,塗佈終止部中,隨著MEK之蒸發,清漆中之成分濃度變得不均勻,結果破壞了黏晶膜之表面平滑性。
又,於以與比較例1相同之清漆組成(使用MEK)將膜厚度設定為80 μm之情形時,亦觀察到相對於塗佈起始部而言,塗佈終止部明顯厚膜化之現象(比較例2)。該比較例2之切晶黏晶膜之黏晶膜中之殘留溶劑量雖較少,但於使用塗佈終止部之黏晶膜作為黏晶膜之情形時,由於厚膜化而高頻率地觀察到滲出。又,關於空隙,由於厚度較厚,故相較比較例1而言得到了抑制,但即便如此,仍以一定之頻率觀察到空隙。
又,若使用沸點高於本發明之規定且蒸氣壓亦高於本發明之規定的有機溶劑作為黏晶膜形成用清漆之介質,則黏晶膜之厚度精度顯著提高(比較例3~5)。但是,即便將黏晶膜之厚度設定得較薄,亦難以藉由乾燥來去除黏晶膜中之有機溶劑,結果於熱壓接時因殘留溶劑而產生空隙(比較例3)。黏晶膜之厚度越厚,該傾向越顯著(比較例4)。比較例5將乾燥溫度上升至160℃,但無法將殘留有機溶劑量降低至所期望之水準。再者,於進行160℃之乾燥之情形時,有黏晶膜發生一定程度之硬化反應之可能性,就該觀點而言,比較例5之乾燥方法並不實用。
又,於使用本發明所規定之有機溶劑作為黏晶膜形成用清漆之介質之情形時,若乾燥不充分,則殘留於膜中之有機溶劑量仍會變多,熱壓接時仍會因殘留溶劑而產生空隙(比較例6)。
相對於上述各比較例,滿足本發明之規定之實施例1~8之切晶黏晶膜可於黏晶膜之形成中提高黏晶膜之厚度精度,並且以溫和之加熱便可在短時間內充分去除溶劑。其結果為,可防止黏晶步驟中因殘留溶劑產生之空隙、及由於表面平滑性降低而產生之空隙兩者,且亦可有效地防止滲出。
對本發明基於其實施態樣進行了說明,但本案只要未特別指定,則並不意欲將本案發明限定於說明之任何細節,應於不違反隨附之申請專利範圍所示之發明之精神及範圍的情況下廣泛地進行解釋。
本案主張基於2021年3月26日於日本提出專利申請之特願2021-052762之優先權,以此作為參照將其內容作為本說明書之記載之一部分引入本文中。
1:半導體晶圓
2:黏晶膜(接著劑層)
3:切晶膜
4:半導體晶片
5:附接著劑層之半導體晶片
6:配線基板
7:接合線
8:密封樹脂
9:半導體封裝
[圖1]係表示本發明之半導體封裝之製造方法之第1步驟之較佳之一實施形態的概略縱截面圖。
[圖2]係表示本發明之半導體封裝之製造方法之第2步驟之較佳之一實施形態的概略縱截面圖。
[圖3]係表示本發明之半導體封裝之製造方法之第3步驟之較佳之一實施形態的概略縱截面圖。
[圖4]係表示本發明之半導體封裝之製造方法之連接接合線之步驟之較佳之一實施形態的概略縱截面圖。
[圖5]係表示本發明之半導體封裝之製造方法之多段積層實施形態例的概略縱截面圖。
[圖6]係表示本發明之半導體封裝之製造方法之另一多段積層實施形態例的概略縱截面圖。
[圖7]係表示藉由本發明之半導體封裝之製造方法所製造之半導體封裝之較佳之一實施形態的概略縱截面圖。
Claims (9)
- 一種切晶黏晶膜(dicing die attach film),其具有切晶膜及積層於該切晶膜上之黏晶膜, 上述黏晶膜含有沸點為100℃以上且未達150℃並且蒸氣壓為50 mmHg以下之有機溶劑,上述黏晶膜中之有機溶劑量滿足下述(a), (a)將1.0 g黏晶膜於4℃浸漬於丙酮10.0 mL中24小時,此時萃取至該丙酮中之有機溶劑量為800 μg以下。
- 如請求項1之切晶黏晶膜,其中,上述有機溶劑之沸點為103~135℃,蒸氣壓為3.0~35.0 mmHg。
- 如請求項2之切晶黏晶膜,其中,於上述(a)中,萃取至上述丙酮中之有機溶劑量為400 μg以下。
- 如請求項1至3中任一項之切晶黏晶膜,其中,上述黏晶膜含有環氧樹脂(A)、環氧樹脂硬化劑(B)、高分子成分(C)及無機填充材(D),當將該黏晶膜從25℃以5℃/分鐘之升溫速度進行升溫時,於120℃之熔融黏度達500~10000 Pa・s之範圍。
- 如請求項1至3中任一項之切晶黏晶膜,其中,上述切晶膜為能量線硬化性。
- 一種切晶黏晶膜之製造方法,其係請求項1至5中任一項之切晶黏晶膜之製造方法,包含:於沸點為100℃以上且未達150℃並且蒸氣壓為50 mmHg以下之有機溶劑中溶解或分散上述黏晶膜之構成成分而製成清漆,使用該清漆進行成膜,並對所得之膜進行乾燥處理而形成上述黏晶膜。
- 如請求項6之切晶黏晶膜之製造方法,其中,上述清漆中使用之有機溶劑之沸點為103~135℃,蒸氣壓為5.0~35.0 mmHg。
- 一種半導體封裝,其係半導體晶片與配線基板、及/或半導體晶片間藉由接著劑之熱硬化體被接著而成,該接著劑源自請求項1至5中任一項之切晶黏晶膜之黏晶膜。
- 一種半導體封裝之製造方法,其包含: 第1步驟,其係於表面形成有至少一個半導體電路之半導體晶圓之背面,將請求項1至5中任一項之切晶黏晶膜以上述黏晶膜與半導體晶圓之背面相接之方式進行熱壓接而設置; 第2步驟,其係藉由對上述半導體晶圓與上述黏晶膜一體地進行切割,而於切晶膜上獲得具備黏晶膜片及半導體晶片之附接著劑層之半導體晶片; 第3步驟,其係將上述附接著劑層之半導體晶片從上述切晶膜剝離,經由上述接著劑層將上述附接著劑層之半導體晶片與配線基板進行熱壓接;及 第4步驟,其係使上述接著劑層熱硬化。
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