TWI807135B - 半導體用膜狀接著劑、半導體裝置及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種半導體用膜狀接著劑1,包括:第一熱硬化性接著劑層2;以及第二熱硬化性接著劑層3,設置於第一熱硬化性接著劑層2上,其中,第一熱硬化性接著劑層2含有Tg小於35℃的第一熱塑性樹脂,第二熱硬化性接著劑層3含有Tg為35℃以上的第二熱塑性樹脂。
Description
本發明是有關於一種半導體用膜狀接著劑、半導體裝置及其製造方法。
以前,於將半導體晶片(chip)與基板連接時,一直廣泛地應用使用金線等金屬細線的打線接合(wire bonding)方式。另一方面,為了對應針對半導體裝置的高功能化、高積體化、高速化等要求,於半導體晶片或基板上形成稱為凸塊(bump)的導電性突起而將半導體晶片與基板直接連接的覆晶連接方式(FC(flip chip)連接方式)正在推廣。
例如,關於半導體晶片及基板間的連接,球形柵格陣列(Ball Grid Array,BGA)、晶片尺寸封裝(Chip Size Package,CSP)等中盛行使用的板上晶片(Chip On Board,COB)型的連接方式亦相當於FC連接方式。另外,FC連接方式亦廣泛用於在半導體晶片上形成連接部(例如凸塊及配線)而將半導體晶片間連接的堆疊晶片(Chip On Chip,COC)型的連接方式。
另外,於強烈要求進一步的小型化、薄型化、高功能化的封裝中,使用上述連接方式將晶片積層、多段化而成的晶片堆疊(chip stack)型封裝、封裝堆疊封裝(Package On Package,POP)、矽通孔(Through-Silicon Via,TSV)等亦開始廣泛普及。此種積層、多段化技術對半導體晶片等進行三維配置,因此與二維地配置的方法相比可縮小封裝。另外,於半導體的性能提高、雜訊減少、封裝面積的削減、省電力化等方面亦有效,因此作為下一代的半導體配線技術而受到矚目。
此外,作為所述連接部(凸塊或配線)中所使用的主要的金屬,例如可列舉焊料、錫、金、銀、銅、鎳等,亦使用包含該些中的多種的導電材料。於連接部的連接面,連接部中所使用的金屬的表面有時會氧化而生成氧化膜,且有時會附著氧化物等雜質。若此種氧化膜及雜質殘存,則有半導體晶片及基板間或兩個半導體晶片間的連接性及絕緣可靠性降低,有損採用所述連接方式的優點之虞。
作為抑制該些氧化膜及雜質的產生的方法,有作為有機可焊性保護層(Organic Solderbility Preservatives,OSP)處理等而為人所知的、利用抗氧化膜包覆(coating)連接部的方法。然而,該抗氧化膜有時會成為連接製程時的焊料濡濕性降低、連接性降低等的原因。
因此,作為將所述氧化膜及雜質去除的方法,提出了一種使用含有助熔劑的接著劑膜的方法(例如參照專利文獻1)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:國際公開2013/125086號
[發明所欲解決之課題]
此外,於使用半導體用的膜狀接著劑將半導體晶片封裝至半導體晶片搭載用基體(例如,半導體晶片、半導體晶圓、配線電路基板等)來製作半導體裝置的情況下,存在因接著劑的硬化收縮、回焊(reflow)步驟時的熱歷程等的影響而有應力施加至基體及半導體晶片,從而產生翹曲的情況。翹曲的產生會導致基體及半導體晶片的破裂、密封步驟中基體的固定不完備等,因此要求減少翹曲量。
與此相對,本發明者等人發現,藉由使包含熱硬化性接著劑的半導體用膜狀接著劑中含有玻璃轉移溫度(Tg)小於35℃的熱塑性樹脂來降低硬化後的彈性模數,從而可減少翹曲量。
然而,已明確於使用Tg小於35℃的熱塑性樹脂的情況下,當於封裝製程中拾取半導體晶片時,存在半導體用膜狀接著劑附著於拾取工具並殘留,從而污染拾取工具的情況。拾取工具的污染會導致為了清洗拾取工具而使製程停止等所造成的生產效率的降低、以及污染自拾取工具向接合工具蔓延所造成的品質異常,因此要求於減少拾取工具的污染的同時減少所述翹曲。
因此,本發明的目的在於提供一種可抑制於封裝製程中基體及半導體晶片的翹曲的產生以及拾取工具的污染的半導體用膜狀接著劑。另外,本發明的目的在於提供一種使用了所述半導體用膜狀接著劑的半導體裝置及其製造方法。
[解決課題之手段]
本發明的一方面的半導體用膜狀接著劑包括:第一熱硬化性接著劑層;以及第二熱硬化性接著劑層,設置於第一熱硬化性接著劑層上,其中,第一熱硬化性接著劑層含有Tg小於35℃的第一熱塑性樹脂,第二熱硬化性接著劑層含有Tg為35℃以上的第二熱塑性樹脂。根據所述半導體用膜狀接著劑,藉由以第二熱硬化性接著劑層與拾取工具接觸的方式來使用,可抑制拾取工具的污染,另外,第一熱硬化性接著劑層含有具有小於35℃的Tg的熱塑性樹脂(第一熱塑性樹脂),因此可減少基體及半導體晶片的翹曲。
所述半導體用膜狀接著劑尤其較佳用於藉由晶圓級封裝(wafer level package)技術來製作覆晶封裝(半導體裝置)的用途。晶圓級封裝技術是藉由將多個半導體晶片封裝至半導體晶圓上後進行成批密封,並藉由切割而單片化,從而效率良好地製作多個封裝的技術。晶圓級封裝技術可縮短覆晶封裝的組裝時間,因此可有效用作提高生產性的技術。然而,於晶圓級封裝技術中,伴隨半導體晶片的封裝數量的增加,對半導體晶圓的應力容易增加,翹曲量容易增加。另一方面,於使用所述半導體用膜狀接著劑的情況下,即便於藉由晶圓級封裝技術來製作半導體裝置時,亦可抑制半導體晶圓的翹曲的產生以及拾取工具的污染。
半導體用膜狀接著劑於硬化後的35℃下的彈性模數較佳為5 MPa以下。該情況下,可進一步減少翹曲量。
第二熱塑性樹脂的Tg較佳為60℃以上。該情況下,可進一步減少拾取工具的污染。
第二熱塑性樹脂較佳為包含苯氧基樹脂。該情況下,可進一步減少拾取工具的污染,並且可進一步減少翹曲量。
第一熱硬化性接著劑層及第二熱硬化性接著劑層中的至少一者較佳為含有助熔劑化合物。該情況下,可充分地將金屬表面的氧化膜還原去除,且使金屬可容易地熔融,獲得可達成在不阻礙熔融後的金屬濡濕擴展的情況下形成金屬接合部的狀態的性能(助熔劑活性)。因此,獲得優異的連接性。
助熔劑化合物較佳為具有羧基,更佳為具有兩個以上的羧基。該情況下,容易獲得更優異的連接可靠性(例如連接性及絕緣可靠性)。
助熔劑化合物較佳為由下述式(2)所表示的化合物。該情況下,容易獲得更優異的連接可靠性。
[化1]
[式(2)中,R1
及R2
分別獨立地表示氫原子或供電子性基,n表示0或1以上的整數]
助熔劑化合物的熔點較佳為150℃以下。該情況下,當熱壓接時,助熔劑於接著劑硬化之前熔融,焊料等的氧化膜被還原去除,因此容易獲得更優異的連接可靠性。
第一熱塑性樹脂較佳為包含(甲基)丙烯酸樹脂或胺基甲酸酯樹脂。該情況下,可進一步減少翹曲量。
第一熱硬化性接著劑層及第二熱硬化性接著劑層中的至少一者較佳為含有熱硬化性樹脂以及硬化劑,更佳為含有環氧樹脂以及咪唑系硬化劑。
本發明的另一方面的半導體用膜狀接著劑包括:第一熱硬化性接著劑層;以及第二熱硬化性接著劑層,設置於第一熱硬化性接著劑層上,其中,所述半導體用膜狀接著劑於硬化後的35℃下的彈性模數為5 MPa以下,第二熱硬化性接著劑層於探針溫度50℃、平台(stage)溫度25℃下的探針黏性(probe tack)值為60 N/cm2
以下。根據所述半導體用膜狀接著劑,第二熱硬化性接著劑層的所述探針黏性值為60 N/cm2
以下,因此藉由以第二熱硬化性接著劑層與拾取工具接觸的方式來使用,可抑制拾取工具的污染。另外,硬化後的35℃下的彈性模數為5 MPa以下,因此可減少基體及半導體晶片的翹曲。
本發明的另一方面的半導體裝置的製造方法包括:準備積層體的步驟,所述積層體包括於其中一個主面具有連接部的半導體晶圓、以及設置於半導體晶圓的主面上的所述半導體用膜狀接著劑,且所述積層體依序積層有半導體晶圓、第一熱硬化性接著劑層、以及第二熱硬化性接著劑層;將積層體單片化,獲得具有連接部的帶有膜狀接著劑的半導體晶片的步驟;將帶有膜狀接著劑的半導體晶片自膜狀接著劑側加以拾取的步驟;以及將帶有膜狀接著劑的半導體晶片自膜狀接著劑側配置於在其中一個主面具有連接部的半導體晶片搭載用基體的設置有所述連接部的所述主面上,藉由加熱,將帶有膜狀接著劑的半導體晶片的連接部與半導體晶片搭載用基體的連接部電性連接的步驟。根據所述製造方法,可抑制基體及半導體晶片的翹曲的產生以及拾取工具的污染。
本發明的另一方面的半導體裝置為半導體晶片及半導體晶片搭載用基體各自的連接部經相互電性連接的半導體裝置,其中連接部的至少一部分由所述半導體用膜狀接著劑的硬化物密封。所述半導體裝置的翹曲量得以減少。
[發明的效果]
根據本發明,可提供一種可抑制於封裝製程中基體及半導體晶片的翹曲的產生以及拾取工具的污染的半導體用膜狀接著劑。另外,根據本發明,可提供一種使用了所述半導體用膜狀接著劑的半導體裝置及其製造方法。
以下,視情況一邊參照圖式一邊對本發明的實施形態進行詳細說明。再者,圖式中,對相同或相當部分標註相同符號並省略重覆說明。另外,上下左右等位置關係只要無特別說明,則視為基於圖式所示的位置關係。進而,圖式的尺寸比率不限於圖示的比率。
<半導體用膜狀接著劑>
圖1是表示一實施形態的半導體用膜狀接著劑的示意剖面圖。一實施形態的半導體用膜狀接著劑1包括第一熱硬化性接著劑層2(以下,亦簡稱為「第一層」)、以及設置於第一層2上的第二熱硬化性接著劑層3(以下,亦簡稱為「第二層」)。第一層2為包含第一熱硬化性接著劑(以下,亦簡稱為「第一接著劑」)的層,第二層3為包含第二熱硬化性接著劑(以下,亦簡稱為「第二接著劑」)的層。
例如於半導體晶片及半導體晶片搭載用基體(例如,半導體晶片、半導體晶圓、配線電路基板等)各自的連接部經相互電性連接的半導體裝置中,半導體用膜狀接著劑1用於密封所述連接部的至少一部分。具體而言,可用於藉由後述的方法來製造半導體裝置。
(第一實施形態)
於第一實施形態中,第一層2含有Tg小於35℃的第一熱塑性樹脂(以下,亦簡稱為「第一熱塑性樹脂」),第二層3含有Tg為35℃以上的第二熱塑性樹脂(以下,亦簡稱為「第二熱塑性樹脂」)。即,第一接著劑含有第一熱塑性樹脂,第二接著劑含有第二熱塑性樹脂。根據此種半導體用膜狀接著劑1,藉由以第二層3與拾取工具接觸的方式來使用,可抑制拾取工具的污染,另外,第一層2含有具有小於35℃的Tg的熱塑性樹脂(第一熱塑性樹脂),因此可減少半導體晶片搭載用基體及半導體晶片的翹曲。
第一接著劑為例如含有作為熱硬化性成分的熱硬化性樹脂及硬化劑、以及第一熱塑性樹脂的組成物。作為熱硬化性成分,可使用自由基聚合性化合物及熱聚合起始劑。
作為熱硬化性樹脂,例如可列舉:環氧樹脂、酚樹脂(作為硬化劑而含有的情況除外)、聚醯亞胺樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂等。該些中,自容易獲得更優異的耐熱性及接著性的觀點而言,熱硬化性樹脂較佳為環氧樹脂。
作為環氧樹脂,若為分子內具有兩個以上的環氧基者,則可並無特別限制地使用。作為環氧樹脂,例如可使用:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、三苯基甲烷型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂及各種多官能環氧樹脂。該些可單獨使用或者作為兩種以上的混合物來使用。
關於環氧樹脂,就抑制於高溫下的連接時分解而產生揮發成分的觀點而言,較佳為使用連接時的溫度下的熱重量減少量率為5%以下的環氧樹脂。例如,於連接時的溫度為250℃的情況下,較佳為使用250℃下的熱重量減少量率為5%以下的環氧樹脂,於連接時的溫度為300℃的情況下,較佳為使用300℃下的熱重量減少量率為5%以下的環氧樹脂。
以第一接著劑的總質量基準計,熱硬化性樹脂的含量例如為5質量%以上,較佳為10質量%以上,更佳為15質量%以上。以第一接著劑的總質量基準計,熱硬化性樹脂的含量例如為75質量%以下,較佳為50質量%以下,更佳為45質量%以下。以第一接著劑的總質量基準計,熱硬化性樹脂含量例如可為5質量%~75質量%、10質量%~50質量%或15質量%~45質量%。於熱硬化性樹脂包含環氧樹脂的情況下,環氧樹脂的含量較佳為所述範圍。再者,於第一接著劑中包含有機溶劑的情況下,本說明書中的「第一接著劑的總質量」不包含有機溶劑的質量。
作為硬化劑,可根據所使用的熱硬化性樹脂來適宜選擇。例如,於使用環氧樹脂作為熱硬化性樹脂的情況下,作為硬化劑,可使用酚樹脂系硬化劑、酸酐系硬化劑、胺系硬化劑、咪唑系硬化劑、膦系硬化劑等。酚樹脂系硬化劑及酸酐系硬化劑顯示出助熔劑劑活性,因此藉由使用該些硬化劑作為硬化劑,可進一步提高連接可靠性。以下,對各硬化劑進行說明。
(i)酚樹脂系硬化劑
作為酚樹脂系硬化劑,若為分子內具有兩個以上的酚性羥基者,則並無特別限制,例如可使用:苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、苯酚芳烷基樹脂、甲酚萘酚甲醛縮聚物、三苯基甲烷型多官能酚樹脂及各種多官能酚樹脂。該些可單獨使用或者作為兩種以上的混合物來使用。
就良好的硬化性、接著性及保存穩定性的觀點而言,酚樹脂系硬化劑相對於環氧樹脂的當量比(酚樹脂系硬化劑所具有的酚性羥基的莫耳數/環氧樹脂所具有的環氧基的莫耳數)較佳為0.3~1.5,更佳為0.4~1.0,進而較佳為0.5~1.0。當量比若為0.3以上,則有硬化性提高、接著力提高的傾向,若為1.5以下,則不會過剩地殘存未反應的酚性羥基,吸水率被抑制為低值,有絕緣可靠性提高的傾向。
(ii)酸酐系硬化劑
作為酸酐系硬化劑,例如可使用:甲基環己烷四羧酸二酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐及乙二醇雙偏苯三甲酸酐酯。該些可單獨使用或者作為兩種以上的混合物來使用。
就良好的硬化性、接著性及保存穩定性的觀點而言,酸酐系硬化劑相對於環氧樹脂的當量比(酸酐系硬化劑所具有的酸酐基的莫耳數/環氧樹脂所具有的環氧基的莫耳數)較佳為0.3~1.5,更佳為0.4~1.0,進而較佳為0.5~1.0。當量比若為0.3以上,則有硬化性提高、接著力提高的傾向,若為1.5以下,則不會過剩地殘存未反應的酸酐,吸水率被抑制為低值,有絕緣可靠性提高的傾向。
(iii)胺系硬化劑
作為胺系硬化劑,例如可使用二氰二胺。
就良好的硬化性、接著性及保存穩定性的觀點而言,胺系硬化劑相對於環氧樹脂的當量比(胺系硬化劑所具有的活性羥基的莫耳數/環氧樹脂所具有的環氧基的莫耳數)較佳為0.3~1.5,更佳為0.4~1.0,進而較佳為0.5~1.0。當量比若為0.3以上,則有硬化性提高、接著力提高的傾向,若為1.5以下,則不會過剩地殘存未反應的胺,有絕緣可靠性提高的傾向。
(iv)咪唑系硬化劑
作為咪唑系硬化劑,例如可列舉:2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三甲酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸酯、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、及環氧樹脂與咪唑類的加成物。該些中,就優異的硬化性、保存穩定性及連接可靠性的觀點而言,較佳為1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑偏苯三甲酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸酯、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑及2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑。該些可單獨使用或將兩種以上併用來使用。另外,亦可設為將該些進行微膠囊化而成的潛在性硬化劑。
相對於環氧樹脂100質量份,咪唑系硬化劑的含量較佳為0.1質量份~20質量份,更佳為0.1質量份~10質量份。若咪唑系硬化劑的含量為0.1質量份以上,則有硬化性提高的傾向。另外,若咪唑系硬化劑的含量為20質量份以下,則可確保壓接時的第一接著劑的流動性,且可充分排除連接部間的第一接著劑。其結果,可抑制第一接著劑於介入焊料與連接部之間的狀態下硬化,因此不易產生連接不良。
(v)膦系硬化劑
作為膦系硬化劑,例如可列舉:三苯基膦、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、四苯基鏻四(4-甲基苯基)硼酸鹽及四苯基鏻(4-氟苯基)硼酸鹽。
相對於環氧樹脂100質量份,膦系硬化劑的含量較佳為0.1質量份~10質量份,更佳為0.1質量份~5質量份。膦系硬化劑的含量若為0.1質量份以上,則有硬化性提高的傾向,若為10質量份以下,則於金屬接合形成之前第一接著劑不會硬化,不易產生連接不良。
酚樹脂系硬化劑、酸酐系硬化劑及胺系硬化劑分別可單獨使用一種或者作為兩種以上的混合物來使用。咪唑系硬化劑及膦系硬化劑分別可單獨使用,但亦可與酚樹脂系硬化劑、酸酐系硬化劑或胺系硬化劑一同使用。
第一熱塑性樹脂具有降低半導體用膜狀接著劑的硬化後的彈性模數的功能,有助於翹曲量的減少。第一熱塑性樹脂的Tg(玻璃轉移溫度)小於35℃,就可進一步減少翹曲量的觀點而言,較佳為25℃以下,更佳為10℃以下,進而較佳為0℃以下。就第一層的黏性值不會變得過高的觀點而言,第一熱塑性樹脂的Tg較佳為-70℃以上,更佳為-50℃以上,進而較佳為-30℃以上。就該些觀點而言,第一熱塑性樹脂的Tg例如可為-70℃以上且小於35℃、-50℃~25℃、-30℃~10℃或-30℃~0℃。第一接著劑可包含Tg互不相同的多個熱塑性樹脂作為第一熱塑性樹脂。該情況下,較佳為主要包含的第一熱塑性樹脂的Tg為所述範圍,更佳為所有第一熱塑性樹脂的Tg為所述範圍。再者,於本說明書中,Tg是例如藉由動態熱機械分析(dynamic thermomechanical analysis,DMA)測定而獲得的值。
作為第一熱塑性樹脂,例如可列舉:苯氧基樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳二醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚醚碸樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚乙烯縮醛樹脂及胺基甲酸酯樹脂。該些中,就耐熱性及膜形成性優異的觀點、以及彈性模數的降低效果優異的觀點而言,第一熱塑性樹脂較佳為包含選自由(甲基)丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂及聚醯亞胺樹脂所組成的群組中的至少一種,更佳為包含選自由(甲基)丙烯酸樹脂及胺基甲酸酯樹脂所組成的群組中的至少一種。就耐熱性及膜形成性優異的觀點、以及彈性模數的降低效果優異的觀點而言,(甲基)丙烯酸樹脂較佳為丙烯酸橡膠。即,第一熱塑性樹脂尤佳為包含選自由丙烯酸橡膠及胺基甲酸酯樹脂所組成的群組中的至少一種。此處,所謂(甲基)丙烯酸樹脂,是指藉由以丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的任意一者或兩者為原材料進行聚合而獲得的高分子化合物。該些熱塑性樹脂可單獨使用或者作為兩種以上的混合物或共聚物來使用。
第一熱塑性樹脂的重量平均分子量例如為10000以上,較佳為20000以上,更佳為30000以上。根據此種熱塑性樹脂,可提高第一接著劑的耐熱性及膜形成性。第一熱塑性樹脂的重量平均分子量較佳為1000000以下,更佳為500000以下。就該些觀點而言,第一熱塑性樹脂的重量平均分子量例如可為10000~1000000、20000~500000或30000~500000。根據此種熱塑性樹脂,可提高第一接著劑的耐熱性。
再者,於本說明書中,所謂重量平均分子量,是指使用高效液相層析儀(島津製作所股份有限公司製造,商品名:C-R4A)藉由聚苯乙烯換算進行測定時的重量平均分子量。測定時,例如可使用下述條件。
檢測器:LV4000紫外線(Ultraviolet,UV)檢測器(Detector)(日立製作所股份有限公司製造,商品名)
泵:L6000泵(Pump)(日立製作所股份有限公司製造,商品名)
管柱:吉爾帕(Gelpack)GL-S300MDT-5(共計2根)(日立化成股份有限公司製造,商品名)
溶離液:四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)/二甲基甲醯胺(dimethyl formamide,DMF)=1/1(體積比)+LiBr(0.03 mol/L)+H3PO4(0.06 mol/L)
流量:1 mL/分
以第一接著劑的總質量基準計,第一熱塑性樹脂的含量例如為1質量%以上,較佳為2質量%以上,更佳為5質量%以上。以第一接著劑的總質量基準計,第一熱塑性樹脂的含量例如為30質量%以下,較佳為20質量%以下,更佳為15質量%以下。以第一接著劑的總質量基準計,第一熱塑性樹脂的含量例如可為1質量%~30質量%、2質量%~20質量%或5質量%~15質量%。
第一接著劑中的熱硬化性樹脂的含量相對於第一熱塑性樹脂的含量之比(質量比)較佳為0.01~5,更佳為0.05~3,進而較佳為0.1~2。藉由將所述比設為0.01以上,可獲得更良好的硬化性及接著力,藉由將所述比設為5以下,可進一步降低彈性模數,並且可獲得更良好的膜形成性。
第一接著劑視需要可更含有助熔劑化合物。助熔劑化合物為具有助熔劑活性的化合物,作為助熔劑發揮功能。作為助熔劑化合物,若為將焊料等的表面的氧化膜還原去除而使金屬接合容易進行者,則可無特別限制地使用公知的助熔劑化合物。作為助熔劑化合物,可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。其中,於助熔劑化合物中不包含所述硬化劑。
就獲得充分的助熔劑活性、獲得更優異的連接可靠性的觀點而言,助熔劑化合物較佳為具有羧基,更佳為具有兩個以上的羧基。其中,較佳為具有兩個羧基的化合物。具有兩個羧基的化合物與具有一個羧基的化合物(單羧酸)相比,即便因連接時的高溫亦不易揮發,可進一步抑制孔隙的產生。另外,若使用具有兩個羧基的化合物,則與使用具有三個以上的羧基的化合物的情況相比,可進一步抑制保管時、連接作業時等的半導體用膜狀接著劑的黏度上升,可進一步提高半導體裝置的連接可靠性。
作為具有羧基的助熔劑化合物,可較佳地使用具有由下述式(1)所表示的基的化合物。
[化2]
式(1)中,R1
表示氫原子或供電子性基。
作為助熔劑化合物,例如可使用選自琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸及十二烷二酸中的二羧酸,以及於該些二羧酸的2位上供電子性基進行了取代的化合物。
助熔劑化合物的熔點較佳為150℃以下,更佳為140℃以下,進而較佳為130℃以下。此種助熔劑化合物於發生環氧樹脂與硬化劑的硬化反應之前容易充分地顯現出助熔劑活性。因此,根據使用了含有此種助熔劑化合物的第一接著劑的半導體用膜狀接著劑,可實現連接可靠性更優異的半導體裝置。另外,助熔劑化合物的熔點較佳為25℃以上,更佳為50℃以上。助熔劑化合物的熔點例如可為25℃~150℃、50℃~140℃或50℃~130℃。另外,助熔劑化合物較佳為於室溫(25℃)下為固體。
助熔劑化合物的熔點可使用通常的熔點測定裝置來測定。關於需要測定熔點的試樣,要求藉由粉碎成微粉末且使用微量來減少試樣內的溫度的偏差。作為試樣的容器,多使用將其中一個端部封閉的毛細管,但根據測定裝置,亦有夾入至兩片顯微鏡用蓋玻璃中來作為容器者。另外,若使溫度急劇上升,則會於試樣與溫度計之間產生溫度梯度而產生測定誤差,因此於測量熔點的時間點下的加溫理想的是以每分鐘1℃以下的上升率進行測定。
如上所述,需要測定熔點的試樣被製備成微粉末,因此熔解前的試樣因表面中的漫反射而不透明。通常將試樣的外觀開始透明化的溫度設為熔點的下限點,將完全熔解的溫度設為上限點。測定裝置存在各種形態,最經典的裝置是使用如下裝置:將裝滿有試樣的毛細管安裝於雙重管式溫度計,利用溫浴進行加溫。為了將毛細管貼附至雙重管式溫度計,作為溫浴的液體而使用黏性高的液體,多數情況下是使用濃硫酸或矽油,並以試樣移動至溫度計頂端的積存部附近的方式進行安裝。另外,熔點測定裝置亦可使用如下裝置:其使用金屬的加熱塊(heat block)進行加溫,一邊測定光的透過率一邊調整加溫,並且自動地決定熔點。
再者,本說明書中,所謂熔點為150℃以下是指熔點的上限點為150℃以下,所謂熔點為25℃以上,是指熔點的下限點為25℃以上。
以第一接著劑的總質量基準計,助熔劑化合物的含量較佳為0.5質量%以上。以第一接著劑的總質量基準計,助熔劑化合物的含量較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下。以第一接著劑的總質量基準計,助熔劑化合物的含量例如可為0.5質量%~10質量%或0.5質量%~5質量%。
第一接著劑視需要可更含有填料。填料較佳為用於控制接著劑的黏度、接著劑的硬化物的物性等。具體而言,藉由含有填料,例如可實現抑制連接時的孔隙的產生、降低接著劑的硬化物的吸濕率等。
作為填料,可列舉無機填料(無機粒子)、有機填料(有機粒子)等。作為無機填料,可列舉:玻璃、二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、雲母、氮化硼等絕緣性無機填料,其中,較佳為選自由二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦及氮化硼所組成的群組中的至少一種,更佳為選自由二氧化矽、氧化鋁及氮化硼所組成的群組中的至少一種。絕緣性無機填料亦可為晶鬚。作為晶鬚,可列舉:硼酸鋁、鈦酸鋁、氧化鋅、矽酸鈣、氮化硼等。作為有機填料,例如可列舉樹脂填料(樹脂粒子)。作為樹脂填料,可列舉聚胺基甲酸酯、聚醯亞胺等。樹脂填料與無機填料相比,可於260℃等的高溫下賦予柔軟性,故適於提高耐回焊性,並且因可賦予柔軟性,故於提高膜形成性的方面亦有效果。
就絕緣可靠性更優異的觀點而言,填料較佳為絕緣性(即絕緣性填料)。第一接著劑較佳為不含有銀填料、焊料填料等導電性的金屬填料(金屬粒子)、及碳黑等導電性的無機填料。
就容易將彈性模數調整為所期望的範圍的觀點;以及可在抑制翹曲的同時更充分地減少孔隙的產生,從而獲得優異的連接可靠性的觀點而言,以填料的總質量為基準,絕緣性填料的含量可為50質量%以上、70質量%以上或90質量%以上。填料亦可實質上僅包含絕緣性填料。即,填料可實質上不含有導電性填料。所謂「實質上不含有」,是指以填料的總質量基準計,填料中的導電性填料的含量小於0.5質量%。
填料的物性可藉由表面處理來適宜調整。就分散性或接著力提高的觀點而言,填料較佳為實施了表面處理的填料。作為表面處理劑,可列舉:縮水甘油基系(環氧系)、胺系、苯基系、苯基胺基系、(甲基)丙烯酸系、乙烯基系的化合物等。
就表面處理的容易度而言,表面處理較佳為利用環氧矽烷系、胺基矽烷系、丙烯酸矽烷系等矽烷化合物進行的矽烷處理。就分散性、流動性及接著力優異的觀點而言,表面處理劑較佳為選自由縮水甘油基系的化合物、苯基胺基系的化合物及(甲基)丙烯酸系的化合物所組成的群組中的至少一種。就保存穩定性優異的觀點而言,表面處理劑較佳為選自由苯基系的化合物及(甲基)丙烯酸系的化合物所組成的群組中的至少一種。
關於填料的平均粒徑,就防止覆晶連接時的卡入的觀點而言,較佳為1.5 μm以下,就視認性(透明性)優異的觀點而言,更佳為1.0 μm以下。
就抑制散熱性降低的觀點;及具有容易抑制孔隙的產生、容易抑制吸濕率變大等的傾向的觀點而言,以第一接著劑的總質量為基準,填料的含量較佳為30質量%以上,更佳為40質量%以上。就容易抑制黏度變高而第一接著劑的流動性降低、及容易抑制產生填料對連接部的卡入(trapping),從而具有容易抑制連接可靠性降低的傾向的觀點而言,以第一接著劑的總質量為基準,填料的含量較佳為90質量%以下,更佳為80質量%以下。就該些觀點而言,以第一接著劑的總質量為基準,填料的含量較佳為30質量%~90質量%,更佳為40質量%~80質量%。
第一接著劑視需要可更含有抗氧化劑、矽烷偶合劑、鈦偶合劑、調平劑、離子捕捉劑等添加劑。該些可單獨使用一種或者將兩種以上組合來使用。關於該些的調配量,只要以顯現出各添加劑的效果的方式來適宜調整即可。
第一接著劑亦可含有Tg為35℃以上的熱塑性樹脂(以下,稱為「高Tg熱塑性樹脂」),但較佳為主要含有Tg小於35℃的熱塑性樹脂(以下,亦稱為「低Tg熱塑性樹脂」)(例如,以第一接著劑中含有的熱塑性樹脂的總質量為基準,含有超過50質量%),更佳為不含有高Tg熱塑性樹脂。以第一接著劑中含有的熱塑性樹脂的總質量為基準,第一接著劑中的低Tg熱塑性樹脂(第一熱塑性樹脂)的含量可為75質量%以上、85質量%以上或95質量%以上。以第一接著劑的總質量基準計,第一接著劑中的高Tg熱塑性樹脂的含量例如為5質量%以下,較佳為1質量%以下,更佳為0質量%。
第二接著劑例如含有作為熱硬化性成分的熱硬化性樹脂及硬化劑、以及第二熱塑性樹脂。作為熱硬化性成分,可使用自由基聚合性化合物及熱聚合起始劑。第二接著劑視需要可更含有助熔劑化合物、填料及其他添加劑。作為第二接著劑中的熱硬化性成分、助熔劑化合物、填料及其他添加劑,可使用作為第一接著劑中含有的成分而於上文進行了敘述的成分,各成分的種類、含量等的較佳例亦相同。
第二熱塑性樹脂有助於降低第二層的表面的黏性。第二熱塑性樹脂的Tg為35℃以上。即,第二熱塑性樹脂為高Tg熱塑性樹脂。
就可進一步降低第二層的黏性、可進一步抑制拾取工具的污染的觀點而言,第二熱塑性樹脂的Tg較佳為50℃以上,更佳為60℃以上。就可進一步減少翹曲量的觀點而言,第二熱塑性樹脂的Tg較佳為250℃以下,更佳為200℃以下,進而較佳為160℃以下。就該些觀點而言,第二熱塑性樹脂的Tg例如可為35℃~250℃、50℃~200℃或60℃~160℃。第二接著劑可包含Tg互不相同的多個熱塑性樹脂作為第二熱塑性樹脂。該情況下,較佳為主要包含的第二熱塑性樹脂的Tg為所述範圍,更佳為所有第二熱塑性樹脂的Tg為所述範圍。
作為第二熱塑性樹脂,例如可列舉:苯氧基樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳二醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚乙烯樹脂、聚醚碸樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚乙烯基縮醛樹脂及胺基甲酸酯樹脂。該些中,就耐熱性及膜形成性優異的觀點而言,第二熱塑性樹脂較佳為包含選自苯氧基樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂及聚醯亞胺樹脂所組成的群組中的至少一種,更佳為包含苯氧基樹脂。該些熱塑性樹脂可單獨使用或者作為兩種以上的混合物或共聚物來使用。
第二熱塑性樹脂的重量平均分子量例如為10000以上,較佳為20000以上,更佳為30000以上。根據此種熱塑性樹脂,可提高第二接著劑的耐熱性及膜形成性。第二熱塑性樹脂的重量平均分子量較佳為1000000以下,更佳為500000以下。根據此種熱塑性樹脂,可提高第二接著劑的耐熱性。就該些觀點而言,第二熱塑性樹脂的重量平均分子量例如可為10000~1000000、20000~500000或30000~500000。
以第二接著劑的總質量基準計,第二熱塑性樹脂的含量例如為4質量%以上,較佳為7質量%以上,更佳為10質量%以上。以第二接著劑的總質量基準計,第二熱塑性樹脂的含量例如為40質量%以下,較佳為30質量%以下,更佳為20質量%以下。以第二接著劑的總質量基準計,第二熱塑性樹脂的含量例如可為4質量%~40質量%、7質量%~30質量%或10質量%~20質量%。再者,於第二接著劑中包含有機溶劑的情況下,本說明書中的「第二接著劑的總質量」不包含有機溶劑的質量。
於本實施形態中,較佳為以第二接著劑的總質量基準計,Tg為50℃以上的熱塑性樹脂的含量為所述範圍,更佳為以第二接著劑的總質量基準計,Tg為60℃以上的熱塑性樹脂的含量為所述範圍。同樣,更佳為以第二接著劑的總質量基準計,Tg為250℃以下的熱塑性樹脂的含量為所述範圍,更佳為以第二接著劑的總質量基準計,Tg為200℃以下的熱塑性樹脂的含量為所述範圍,進而較佳為以第二接著劑的總質量基準計,Tg為160℃以下的熱塑性樹脂的含量為所述範圍。
第二接著劑中的熱硬化性樹脂的含量相對於第二熱塑性樹脂的含量之比(質量比)較佳為0.01~5,更佳為0.05~3,進而較佳為0.1~2。藉由將所述比設為0.01以上,可獲得更良好的硬化性及接著力,藉由將所述比設為5以下,可進一步降低彈性模數,並且可獲得更良好的膜形成性。
第二接著劑較佳為主要含有高Tg熱塑性樹脂(例如,以第二接著劑中含有的熱塑性樹脂的總質量為基準,含有超過50質量%),且較佳為不含有低Tg熱塑性樹脂。以第二接著劑中含有的熱塑性樹脂的總質量為基準,第二接著劑中的高Tg熱塑性樹脂(第二熱塑性樹脂)的含量可為75質量%以上、85質量%以上或95質量%以上。以第二接著劑的總質量基準計,第二接著劑中的低Tg熱塑性樹脂的含量例如為5質量%以下,較佳為1質量%以下,更佳為0質量%。
於本實施形態中,較佳為第一層2及第二層3中的至少一者含有助熔劑化合物。即,較佳為第一接著劑及第二接著劑中的至少一者含有助熔劑化合物。該情況下,可對含有助熔劑化合物的層的厚度進行適宜調整,以使得助熔劑化合物發揮功能。例如,於第一層2含有助熔劑化合物的情況下,第一層2的厚度可被調整為半導體晶片的連接部的高度以上。於以第二層3與拾取工具接觸的方式使用半導體用膜狀接著劑1的情況下,若第一層2的厚度為半導體晶片的高度以上,則連接部的連接面(與半導體晶片搭載用基體的連接部連接的表面)的至少一部分(例如包含焊料的部分)與構成第一層的第一接著劑相接,從而將該接觸面的雜質去除,連接可靠性提高。
關於半導體用膜狀接著劑的厚度,於將所述連接部的高度的和設為x,將半導體用膜狀接著劑的總厚設為y的情況下,就壓接時的連接性及接著劑的填充性的觀點而言,x與y的關係較佳為滿足0.70x≦y≦1.3x,更佳為滿足0.80x≦y≦1.2x。半導體用膜狀接著劑的總厚例如可為10 μm~100 μm,亦可為10 μm~80 μm,亦可為10 μm~50 μm。
於本實施形態中,就可進一步降低半導體用膜狀接著劑1的硬化後的彈性模數,從而更進一步獲得翹曲的減少效果的觀點而言,較佳為增厚第一層2。第一層2的厚度例如可為1 μm~50 μm,亦可為3 μm~50 μm,亦可為4 μm~30 μm,亦可為5 μm~20 μm。
第二層3的厚度例如可為7 μm~50 μm,亦可為8 μm~45 μm,亦可為10 μm~40 μm。
第二層3的厚度相對於第一層2的厚度的比(第二層3的厚度/第一層2的厚度)例如可為0.1~10.0,亦可為0.5~6.0,亦可為1.0~4.0,亦可為0.1~1.5,亦可為0.1~1.2,亦可為0.1~1.0。
於所述半導體用膜狀接著劑1中,可使第二層的探針黏性值小於第一層2的探針黏性值,從而可防止拾取工具的污染。第一層2的探針黏性值例如為70 N/cm2
以上,且為150 N/cm2
以下,即為70 N/cm2
~150 N/cm2
。第二層3的探針黏性值較佳為60 N/cm2
以下,更佳為50 N/cm2
以下,進而較佳為30 N/cm2
以下。第二層3的探針黏性值可為5 N/cm2
以上。第二層3的探針黏性值例如可為5 N/cm2
~60 N/cm2
、5 N/cm2
~50 N/cm2
或5 N/cm2
~30 N/cm2
。所述探針黏性值為探針溫度50℃、平台溫度25℃下的探針黏性值,具體而言,藉由實施例中記載的方法進行測定。
半導體用膜狀接著劑1的硬化後的彈性模數例如為5 MPa以下,就更進一步獲得翹曲的減少效果的觀點而言,較佳為4.5 MPa以下,進而較佳為3.5 MPa以下。半導體用膜狀接著劑1的硬化後的彈性模數可為1 MPa以上。例如,半導體用膜狀接著劑1的硬化後的彈性模數可為1 MPa~5 MPa、1 MPa~4.5 MPa或1 MPa~3.5 MPa。所述彈性模數可藉由實施例中記載的方法來測定。即,所謂半導體用膜狀接著劑1的硬化後的彈性模數,可稱之為將半導體用膜狀接著劑1於240℃下加熱1小時而獲得的半導體用膜狀接著劑1的硬化物的彈性模數。
本實施形態的半導體用膜狀接著劑可更包括除第一層及第二層以外的其他層,亦可僅包括第一層及第二層。半導體用膜狀接著劑較佳為在第二層的與第一層相反之側不包括其他層。另外,本實施形態的半導體用膜狀接著劑可於第二層中的與第一層相反之側的面上及/或第一層中的與第二層相反之側的面上包括基材膜及/或保護膜。
(第二實施形態)
於第二實施形態中,半導體用膜狀接著劑1於硬化後的35℃下的彈性模數為5 MPa以下(例如1 MPa~5 MPa),第二層3的探針黏性值(探針溫度50℃、平台溫度25℃下的探針黏性值)為60 N/cm2
以下(例如5 N/cm2
~60 N/cm2
)。根據此種半導體用膜狀接著劑,藉由以第二層3成為與拾取工具接觸之側的方式來使用,可抑制拾取工具的污染,另外可減少半導體晶片搭載用基體及半導體晶片的翹曲。
半導體用膜狀接著劑1於硬化後的35℃下的彈性模數、第一層2的探針黏性值及第二層3的探針黏性值的範圍、以及該些的測定方法的例子與第一實施形態相同。另外,第一層2及第二層3中的各成分的種類及含量以及層構成(第一層2及第二層3的層厚等)的例子與第一實施形態中所例示的各成分的種類及含量以及層厚的例子相同,較佳例亦相同。
第二實施形態的半導體用膜狀接著劑例如可藉由使第一層2含有所述第一熱塑性樹脂、使第二層3含有所述第二熱塑性樹脂而容易地獲得。即,典型而言,使接著劑中含有Tg越小的熱塑性樹脂,越可減小接著劑的硬化後的彈性模數,另一方面,接著劑的黏性值有上升的傾向,因此,可藉由使第一層2中含有第一熱塑性樹脂而容易地使硬化後的35℃下的彈性模數為5 MPa以下,可藉由使第二層3含有第二熱塑性樹脂而使第二層的探針黏性值(探針溫度50℃、平台溫度25℃下的探針黏性值)為60 N/cm2
以下。
<半導體用膜狀接著劑的製造方法>
所述實施形態的半導體用膜狀接著劑例如可藉由以下方式獲得:準備包括第一層的第一膜狀接著劑以及包括第二層的第二膜狀接著劑,並使包括第一層的第一膜狀接著劑與包括第二層的第二膜狀接著劑貼合。
於準備第一膜狀接著劑的步驟中,例如首先將作為熱硬化性成分的熱硬化性樹脂及硬化劑、第一熱塑性樹脂、以及視需要而添加的助熔劑化合物、填料等其他成分加入至有機溶媒中,藉由攪拌混合、混煉等進行溶解或分散而製備樹脂清漆(塗敷清漆)。然後,於實施了脫模處理的基材膜或保護膜上,使用刮刀塗佈機、輥塗佈機、敷料器等來塗佈樹脂清漆後,藉由加熱而使有機溶媒減少,從而可於基材膜或保護膜上形成包含第一接著劑的第一層。
作為樹脂清漆的製備中使用的有機溶媒,較佳為具有可使各成分均勻地溶解或分散的特性者。作為有機溶媒,例如可列舉:二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲基亞碸、二乙二醇二甲醚、甲苯、苯、二甲苯、甲基乙基酮、四氫呋喃、乙基溶纖劑、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基溶纖劑、二噁烷、環己酮、及乙酸乙酯。該些有機溶媒可單獨使用或者將兩種以上組合來使用。製備樹脂清漆時的攪拌混合及混煉例如可使用攪拌機、磨碎機、三輥、球磨機、珠磨機或均質機來進行。
作為基材膜及保護膜,若為具有可耐受使有機溶媒揮發時的加熱條件的耐熱性者則並無特別限制,可例示:聚丙烯膜、聚甲基戊烯膜等聚烯烴膜;聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二酯膜等聚酯膜;聚醯亞胺膜及聚醚醯亞胺膜。基材膜及保護膜並不限定於包含該些膜的單層膜,亦可為包含兩種以上的材料的多層膜。另外,所述基材膜及保護膜亦可於其一個面上包括黏著層。
使有機溶媒自塗佈於基材膜的樹脂清漆中揮發時的乾燥條件較佳設為有機溶媒充分揮發的條件,具體而言較佳為進行50℃~200℃、0.1分鐘~90分鐘的加熱。只要不對安裝後的孔隙或黏度調整造成影響,則有機溶媒較佳為被去除至相對於第一膜狀接著劑總質量而為1.5質量%以下。
於準備第二膜狀接著劑的步驟中,可藉由與第一層相同的方法於基材膜或保護膜上形成包含第二接著劑的第二層。於第一層的形成中使用基材膜的情況下,可於第二層的形成中使用保護膜,於第一層的形成中使用保護膜的情況下,可於第二層的形成中使用基材膜。
作為使第一膜狀接著劑與第二膜狀接著劑貼合的方法,例如可列舉加熱壓製、輥層壓、真空層壓等方法。層壓例如可於30℃~120℃的加熱條件下進行。
藉由以上所說明的方法,可獲得於基材上依序包括半導體用膜狀接著劑及保護膜的帶有基材及保護膜的半導體用膜狀接著劑。
本實施形態的半導體用膜狀接著劑例如亦可藉由如下方式獲得:於基材膜上形成第一層或第二層中的一者後,於所獲得的第一層或第二層上形成第一層或第二層中的另一者。第一層及第二層可藉由與所述膜狀接著劑的製造中的第一層及第二層的形成方法相同的方法來形成。
本實施形態的半導體用膜狀接著劑例如亦可藉由於基材膜上實質上同時形成第一層及第二層而獲得。作為同時塗敷製作第一接著劑與第二接著劑的方法,例如可列舉逐次塗敷方式、多層塗敷方式等塗敷方法。
<半導體裝置的製造方法>
接著,對使用所述半導體用膜狀接著劑1製造半導體裝置的方法進行說明。
圖2(a)及圖2(b)~圖6(a)及圖6(b)是用於說明半導體裝置的製造方法的一實施形態的示意剖面圖。本實施形態的半導體裝置的製造方法包括:
(a)準備積層體6的步驟,所述積層體6包括:於其中一個主面具有連接部5的半導體晶圓A;以及半導體用膜狀接著劑1,以第一層2側的面成為半導體晶圓A側的方式設置於半導體晶圓A的主面上(參照圖2(a)及圖2(b));
(b)對積層體6的設置有半導體用膜狀接著劑1之側的相反側(半導體晶圓A的設置有連接部5之側的相反側)進行研削,使半導體晶圓A薄化的步驟(參照圖3(a)及圖3(b));
(c)將步驟(b)後的積層體6單片化,獲得具有連接部5的帶有膜狀接著劑的半導體晶片8的步驟(參照圖4(a)及圖4(b));
(d)將帶有膜狀接著劑的半導體晶片8自膜狀接著劑1a側加以拾取的步驟(參照圖5);以及
(e)將帶有膜狀接著劑的半導體晶片8自膜狀接著劑1a側配置於在其中一個主面具有連接部10的半導體晶片搭載用基體9的設置有所述連接部10的所述主面上,藉由加熱,將帶有膜狀接著劑的半導體晶片8的連接部5與半導體晶片搭載用基體9的連接部10電性連接的步驟(參照圖6(a)及圖6(b))。
再者,於使用預先調整了厚度的半導體晶圓的情況下,亦可不實施步驟(b)。
以下,一面參照圖式一面對各步驟進行說明。
步驟(a)
步驟(a)可為準備預先製作的積層體6的步驟,亦可為製作積層體6的步驟。積層體6例如可藉由以下的方法來製作。
首先,準備於半導體用膜狀接著劑1的第二層3側設置有基材4的帶有基材的半導體用膜狀接著劑,並將其配置於規定的裝置(參照圖2(a))。繼而,準備於其中一個主面具有連接部5(配線、凸塊等)的半導體晶圓A,於半導體晶圓A的所述主面(設置有連接部5的面)上貼附半導體用膜狀接著劑1。藉此,獲得包括依序積層有半導體晶圓A、第一層2、第二層3的積層體6的帶有基材的積層體(參照圖2(b))。
半導體用膜狀接著劑1的貼附可藉由加熱壓製、輥層壓、真空層壓等進行。半導體用膜狀接著劑1的供給面積及厚度根據半導體晶圓及半導體晶片搭載用基體的尺寸、連接部的高度等來適宜設定。
步驟(b)
於步驟(b)中,例如使用研磨機G對積層體6的半導體晶圓A進行研削(參照圖3(a)及圖3(b))。研削後的半導體晶圓的厚度例如可為10 μm~300 μm。就半導體裝置的小型化及薄型化的觀點而言,較佳為將半導體晶圓的厚度設為20 μm~100 μm。
步驟(c)
於步驟(c)中,例如,首先於積層體6的半導體晶圓A側貼附切割帶7,將其配置於規定的裝置並剝下基材4(參照圖4(a))。亦可於積層體6向切割帶7的貼附之前剝下基材4。繼而,利用切割鋸D對積層體6進行切割。如此,積層體6經單片化,獲得於半導體晶片A'上包括膜狀接著劑1a的帶有膜狀接著劑的半導體晶片8(參照圖4(b))。於半導體晶片A'的膜狀接著劑1a側的面設置有連接部5。膜狀接著劑1a具有包含第一接著劑的層2a以及包含第二接著劑的層3a。
步驟(d)
於步驟(d)中,例如藉由延展(擴張)切割帶7,使藉由所述切割而獲得的帶有膜狀接著劑的半導體晶片8相互分離,與此同時,對於自切割帶7側利用針N被頂起的帶有膜狀接著劑的半導體晶片8,利用拾取工具P自膜狀接著劑1a側加以拾取(參照圖5)。
步驟(e)
於步驟(e)中,例如將帶有膜狀接著劑的半導體晶片8移交至接合工具後,使用接合工具,將帶有膜狀接著劑的半導體晶片8自膜狀接著劑1a側配置於半導體晶片搭載用基體9的設置有連接部10(配線、凸塊等)的主面上並加熱(參照圖6(a)及圖6(b))。於配置時,使帶有膜狀接著劑的半導體晶片8與半導體晶片搭載用基體9對位。藉此,帶有膜狀接著劑的半導體晶片8的連接部5與半導體晶片搭載用基體9的連接部10電性連接,並且於半導體晶片A'與半導體晶片搭載用基體9之間形成包含膜狀接著劑1a的硬化物的密封部1a',連接部5及連接部10被密封而獲得半導體裝置11。密封部1a'具有包含第一接著劑的硬化物的上部分2a'、及包含第二接著劑的硬化物的下部分3a'。
另外,於連接部5或連接部10的其中一者中使用焊料凸塊的情況下(例如,於連接部5或連接部10為設置有焊料凸塊的配線的情況下),連接部5與連接部10藉由焊料接合而電性且機械地連接。
步驟(e)的加熱可於配置半導體晶片的同時進行,亦可於配置半導體晶片後進行。步驟(e)的加熱及配置可為熱壓接。於步驟(e)中,可於對位後進行暫時固定(介隔有半導體用膜狀接著劑的狀態),並利用回焊爐進行加熱處理,藉此使設置於連接部的凸塊(例如焊料凸塊)熔融,從而將半導體晶片A'與半導體晶片搭載用基體9連接。於暫時固定的階段,並非必須形成金屬接合,因此與一邊加熱一邊配置的方法相比,可進行低荷重、短時間、及低溫度下的壓接,生產性提高,並且可抑制連接部的劣化。
將半導體晶片A'與半導體晶片搭載用基體9連接後,可利用烘箱等進行加熱處理以進一步提高連接可靠性。加熱溫度較佳為膜狀接著劑的硬化進行的溫度,更佳為完全硬化的溫度。加熱溫度及加熱時間可適宜地設定。
連接荷重可考慮連接部的數量及高度的偏差、因加壓而產生的連接部的變形量等來設定。關於連接溫度,連接部的溫度較佳為連接部的熔點(例如凸塊的熔點)以上,但只要為可形成各個連接部的金屬接合的溫度即可。於連接部中使用焊料凸塊的情況下,較佳為約240℃以上。
連接時的連接時間根據連接部的構成金屬而不同,但就生產性提高的觀點而言,時間越短越佳。於連接部中使用焊料凸塊的情況下,連接時間較佳為20秒以下,更佳為10秒以下,進而較佳為5秒以下。於銅-銅或銅-金的金屬連接的情況下,連接時間較佳為60秒以下。
半導體晶圓可使用包括由矽、鍺等同一種類的元素所構成的元素半導體的晶圓;包括砷化鎵、磷化銦等化合物半導體的晶圓等。半導體晶片搭載用基體及連接部的詳情將於之後敘述。
<半導體裝置>
對於使用本實施形態的半導體用膜狀接著劑而製造的半導體裝置,使用圖7(a)及圖7(b)進行具體說明。圖7(a)及圖7(b)是表示半導體裝置的一實施形態的示意剖面圖。圖7(a)所示的半導體裝置100具有:相互相向的半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25、分別配置於半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25的相互相向的面上的配線15、將半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25的配線15相互連接的連接凸塊30、以及包含無間隙地填充於半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25間的空隙中的接著劑(第一接著劑及第二接著劑)的硬化物的密封部40。半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25藉由配線15及連接凸塊30而經覆晶連接。配線15及連接凸塊30由接著劑的硬化物密封而與外部環境阻隔。密封部40具有包含第一接著劑的硬化物的上部部分40a、以及包含第二接著劑的硬化物的下部部分40b。
圖7(b)所示的半導體裝置200具有:相互相向的半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25、分別配置於半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25的相互相向的面上的凸塊32、以及包含無間隙地填充於半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25間的空隙中的接著劑(第一接著劑及第二接著劑)的硬化物的密封部40。半導體晶片20及半導體晶片搭載用基體25藉由相向的凸塊32相互連接而經覆晶連接。凸塊32由接著劑的硬化物密封而與外部環境阻隔。密封部40具有包含第一接著劑的硬化物的上部部分40a、以及包含第二接著劑的硬化物的下部部分40b。
半導體晶片20並無特別限定,可使用包括由矽、鍺等同一種類的元素所構成的元素半導體的半導體晶片;包括砷化鎵、磷化銦等化合物半導體的半導體晶片。
作為半導體晶片搭載用基體25,只要可用於搭載半導體晶片20則並無特別限制,例如可列舉半導體晶片、半導體晶圓、配線電路基板等。
作為可用作半導體晶片搭載用基體25的半導體晶片的例子,與所述半導體晶片20的例子相同,且作為半導體晶片搭載用基體25,可使用與半導體晶片20相同的半導體晶片。
可用作半導體晶片搭載用基體25的半導體晶圓並無特別限定,可具有所述半導體晶片20中所例示的半導體晶片的多個連結而成的構成。
可用作半導體晶片搭載用基體25的配線電路基板並無特別限制,可使用:於以玻璃環氧、聚醯亞胺、聚酯、陶瓷、環氧樹脂、雙順丁烯二醯亞胺三嗪等作為主要成分的絕緣基板的表面具有將金屬膜的不需要的部位蝕刻去除而形成的配線(配線圖案)15的電路基板;於所述絕緣基板的表面藉由金屬鍍敷等而形成有配線15的電路基板;藉由於所述絕緣基板的表面印刷導電性物質而形成有配線15的電路基板等。
配線15、凸塊32等連接部含有金、銀、銅、焊料(主成分例如為錫-銀、錫-鉛、錫-鉍、錫-銅、錫-銀-銅等)、鎳、錫、鉛等作為主成分,亦可含有多種金屬。
所述金屬中,就形成連接部的電傳導性及熱傳導性優異的封裝的觀點而言,較佳為金、銀及銅,更佳為銀及銅。就形成降低了成本的封裝的觀點而言,較佳為作為廉價的材料的銀、銅及焊料,更佳為銅及焊料,進而較佳為焊料。若於室溫下於金屬的表面形成氧化膜,則有時生產性會降低且有時成本會增加,因此,就抑制氧化膜的形成的觀點而言,較佳為金、銀、銅及焊料,更佳為金、銀、焊料,進而較佳為金、銀。
於所述配線15及凸塊32的表面上,亦可藉由例如鍍敷而形成有以金、銀、銅、焊料(主成分為例如錫-銀、錫-鉛、錫-鉍、錫-銅等)、錫、鎳等作為主成分的金屬層。該金屬層可僅包含單一的成分,亦可包含多種成分。另外,所述金屬層亦可呈單層或多個金屬層積層而成的結構。
所述半導體裝置100及半導體裝置200可藉由所述半導體裝置的製造方法而獲得。
本實施形態的半導體裝置亦可為積層有多個如半導體裝置100及半導體裝置200所示的結構(封裝)的半導體裝置。該情況下,半導體裝置100及半導體裝置200亦可藉由包含金、銀、銅、焊料(主成分為例如錫-銀、錫-鉛、錫-鉍、錫-銅、錫-銀-銅等)、錫、鎳等的凸塊、配線等而經相互電性連接。
作為將多個半導體裝置積層的方法,如圖8所示,例如可列舉矽通孔(Through-Silicon Via,TSV)技術。圖8是表示本發明的半導體裝置的另一實施形態的示意剖面圖,是使用TSV技術的半導體裝置。於圖8所示的半導體裝置500中,形成於中介層(interposer)50上的配線15經由連接凸塊30而與半導體晶片20的配線15連接,藉此將半導體晶片20與中介層50覆晶連接。於半導體晶片20與中介層50之間的空隙中無間隙地填充有接著劑(第一接著劑及第二接著劑)的硬化物,從而構成了密封部40。於所述半導體晶片20中的與中介層50為相反側的表面上,經由配線15、連接凸塊30及密封部40而反覆積層有半導體晶片20。半導體晶片20的表面及背面的圖案面的配線15是藉由在貫穿半導體晶片20內部的孔內所填充的貫通電極34而經相互連接。再者,作為貫通電極34的材質,可使用銅、鋁等。
藉由此種TSV技術,自通常不會使用的半導體晶片的背面亦可獲取訊號。進而,因於半導體晶片20內垂直地插通貫通電極34,故可縮短相向的半導體晶片20間、以及半導體晶片20及中介層50間的距離而進行靈活的連接。於此種TSV技術中,本實施形態的半導體用膜狀接著劑可適用作相向的半導體晶片20間、以及半導體晶片20及中介層50間的半導體用膜狀接著劑。
另外,於區域凸塊晶片(area bump chip)技術等自由度高的凸塊形成方法中,可不經由中介層而將半導體晶片直接封裝於母板(mother board)。本實施形態的半導體用膜狀接著劑亦可適用於此種將半導體晶片直接封裝於母板的情況。再者,於將兩個配線電路基板積層的情況下,於將基板間的空隙密封時亦可適用本實施形態的半導體用膜狀接著劑。
以上,對本發明的實施形態進行了說明,但本發明並不限定於所述實施形態。
[實施例]
以下,使用實施例及比較例來更詳細地說明本發明的內容,但本發明並不限定於以下的實施例。
<單層膜A的製作>
將單層膜A的製作中使用的化合物示於以下。
[環氧樹脂]
・EP1032(含三苯酚甲烷骨架的多官能固體環氧樹脂,三菱化學股份有限公司製造,商品名「jER1032H60」,「jER」為註冊商標(以下相同))
・YL983U(雙酚F型液狀環氧樹脂,三菱化學股份有限公司製造,商品名「jERYL983U」)
[硬化劑]
・2MAOK-PW(2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均三嗪異三聚氰酸加成物,四國化成工業股份有限公司製造,商品名)
[助熔劑化合物]
・戊二酸(富士軟片和光純藥股份有限公司製造,熔點約98℃)
[熱塑性樹脂]
・LA2140(丙烯酸樹脂,可樂麗(Kuraray)股份有限公司製造,商品名「可樂麗蒂(Clarity)LA2140」,「可樂麗蒂(Clarity)」為註冊商標,Tg:約-24℃,Mw:約60000)
・D-21(丙烯酸樹脂,日立化成股份有限公司製造,商品名「CT-D21」,Tg:約-11℃,Mw:約550000)
・T-8175N(胺基甲酸酯樹脂,迪愛生科思創聚合物(DIC Covestro Polymer)股份有限公司製造,商品名「潘德斯(Pandex)T-8175N」、「潘德斯(Pandex)」為註冊商標,Tg:-23℃,Mw:120000)
[填料]
・SE2050(二氧化矽填料,雅都瑪(Admatechs)股份有限公司製造,商品名,平均粒徑:0.5 μm)
・SE2050-SEJ(環氧矽烷表面處理填料,雅都瑪(Admatechs)股份有限公司製造,商品名,平均粒徑:0.5 μm)
・YA050C-HGF(甲基丙烯酸表面處理奈米二氧化矽填料,雅都瑪(Admatechs)股份有限公司,商品名,平均粒徑:約50 nm)
・EXL-2655(有機填料,日本羅門哈斯(Rohm and Haas Japan)股份有限公司製造,商品名「帕拉洛伊德(Paraloid)EXL-2655」,「帕拉洛伊德(Paraloid)」為註冊商標,核殼型有機微粒子)
將表1所示的調配量(單位:質量份)的環氧樹脂、硬化劑、助熔劑化合物、熱塑性樹脂及填料以NV值([乾燥後的塗料成分質量]/[乾燥前的塗料成分質量]×100)成為50%的方式添加至有機溶媒(環己酮)中。然後,加入與固體成分(環氧樹脂、硬化劑、助熔劑化合物、熱塑性樹脂及填料)相同質量的Φ 1.0 mm的珠粒及Φ 2.0 mm的珠粒,利用珠磨機(日本弗里茨(Fritsch Japan)股份有限公司製造,行星式微粉碎機P-7)攪拌30分鐘。於攪拌後藉由過濾而去除珠粒,從而製作包含第一接著劑的塗敷清漆a1~塗敷清漆a3。
[表1]
塗敷清漆的種類 | a1 | a2 | a3 | |
環氧樹脂 | EP1032H60 | 60 | 60 | 60 |
YL983U | 20 | 20 | 20 | |
硬化劑 | 2MAOK-PW | 2 | 2 | 2 |
助熔劑化合物 | 戊二酸 | 4 | 4 | 4 |
熱塑性樹脂 | LA2140 | 15 | - | - |
D-21 | - | 15 | - | |
T-8175N | - | - | 15 | |
填料 | SE2050 | 15 | 15 | 15 |
SE2050-SEJ | 15 | 15 | 15 | |
YA050C-HGF | 45 | 45 | 45 | |
EXL-2655 | 10 | 10 | 10 |
利用小型精密塗敷裝置(廉井精機股份有限公司製造)將所獲得的塗敷清漆a1~塗敷清漆a3塗敷於基材膜(帝人杜邦膜股份有限公司製造,商品名「普雷克斯(Purex)A54」)上,利用潔淨烘箱(愛斯佩克(ESPEC)股份有限公司製造)進行乾燥(100℃/5 min),從而獲得包括表2所示的厚度的層(熱硬化性接著劑層)的單層膜A。
[表2]
單層膜 的種類 | A1 (20) | A2 (20) | A3 (20) | A3 (35) |
塗敷清漆 的種類 | a1 | a2 | a3 | a3 |
層的厚度 (μm) | 20 | 20 | 20 | 35 |
<單層膜B的製作>
將單層膜B的製作中使用的化合物中的、除單層膜A的製作中使用的化合物以外的化合物示於以下。
[熱塑性樹脂]
・ZX1356-2(苯氧基樹脂,新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名,Tg:約71℃,重量平均分子量Mw:約63000)
・FX-293(苯氧基樹脂,新日鐵住金化學股份有限公司製造,商品名,Tg:約160℃,重量平均分子量Mw:約40000)
將表3所示的調配量(單位:質量份)的環氧樹脂、硬化劑、助熔劑化合物、熱塑性樹脂及填料以NV值([乾燥後的塗料成分質量]/[乾燥前的塗料成分質量]×100)成為50%的方式添加至有機溶媒(環己酮)中。然後,加入與固體成分(環氧樹脂、硬化劑、助熔劑化合物、熱塑性樹脂及填料)相同質量的Φ 1.0 mm的珠粒及Φ 2.0 mm的珠粒,利用珠磨機(日本弗里茨(Fritsch Japan)股份有限公司製造,行星式微粉碎機P-7)攪拌30分鐘。於攪拌後藉由過濾而去除珠粒,從而製作包含第二接著劑的塗敷清漆b1及塗敷清漆b2。
[表3]
塗敷清漆的種類 | b1 | b2 | |
環氧樹脂 | EP1032H60 | 45 | 45 |
YL983U | 20 | 20 | |
硬化劑 | 2MAOK-PW | 2 | 4 |
助熔劑化合物 | 戊二酸 | 4 | 4 |
熱塑性樹脂 | ZX-1356-2 | 30 | - |
FX-293 | - | 20 | |
填料 | SE2050 | 15 | 15 |
SE2050-SEJ | 15 | 15 | |
YA050C-HGF | 45 | 45 | |
EXL-2655 | 10 | 10 |
利用小型精密塗敷裝置(廉井精機股份有限公司製造)將所獲得的塗敷清漆b1及塗敷清漆b2塗敷於基材膜(帝人杜邦膜股份有限公司製造,商品名「普雷克斯(Purex)A54」)上,利用潔淨烘箱(愛斯佩克(ESPEC)股份有限公司製造)進行乾燥(100℃/5 min),從而獲得包括表4所示的厚度的層(熱硬化性接著劑層)的單層膜B。
[表4]
單層膜 的種類 | B1 (20) | B2 (20) | B2 (5) |
塗敷清漆 的種類 | b1 | b2 | b2 |
層的厚度 (μm) | 20 | 20 | 5 |
<雙層膜的製作>
(實施例1~實施例7、以及比較例1~比較例8)
準備兩個上述中所製作的單層膜來作為第一膜及第二膜,對第一膜與第二膜於50℃下進行層壓,製作總厚40 μm的膜狀接著劑。單層膜的組合設為如表5及表6所示。以下,將形成於第一膜的層(熱硬化性接著劑層)稱為第一層,將形成於第二膜的層(熱硬化性接著劑層)稱為第二層。
<評價>
藉由以下所示的方法,對實施例及比較例中所獲得的膜狀接著劑(第一層與第二層的積層體)進行彈性模數評價、黏性評價及晶片翹曲量評價。將結果示於表5及表6。
(彈性模數評價)
準備兩個膜狀接著劑,藉由使用台式層壓機(拉米股份有限公司(Lami corporation)製造,浩特道格(Hotdog)GK-13DX)進行的50℃下的層壓,將膜狀接著劑彼此積層,獲得總厚80 μm的膜狀接著劑(依序積層有第一層、第二層、第一層及第二層的積層體)。將所獲得的膜狀接著劑(積層體)切成規定的尺寸(縱40 mm×橫4.0 mm×厚0.08 mm),於潔淨烘箱(愛斯佩克(ESPEC)股份有限公司製造)中進行固化(240℃,1 h),藉此獲得試驗樣品。
對於所述試驗樣品,使用動態黏彈性測定裝置,測定35℃下的彈性模數。彈性模數的測定方法的詳情如下。
裝置名:動態黏彈性測定裝置(UBM股份有限公司製造,羅傑爾(Rheogel)-E4000)
測定溫度區域:30℃~270℃
升溫速度:5℃/min
頻率:10 Hz
應變:0.05%
(黏性評價)
以規定尺寸(縱76 mm×橫26 mm)切取膜狀接著劑,並將第二層側的基材膜剝離,於剝離了基材膜的面貼附玻璃板(尺寸:縱76 mm×橫26 mm×厚度1.2 mm~1.5 mm)。繼而,將第一層側的基材膜剝離,於第一層的表面朝上的狀態下,使用黏著試驗機進行第一層的黏性值(探針黏性值)的測定。
以規定尺寸(縱76 mm×橫26 mm)切取膜狀接著劑,並將第一層側的基材膜剝離,於剝離了基材膜的面貼附玻璃板(尺寸:縱76 mm×橫26 mm×厚度1.2 mm~1.5 mm)。繼而,將第二層側的基材膜剝離,於第二層的表面朝上的狀態下,使用黏著試驗機進行第二層的黏性值(探針黏性值)的測定。
黏性值的測定方法的詳情如下。
裝置名:黏著試驗機(力世科(Rhesca)股份有限公司製造,商品名:TAC-1000)
按壓速度2.0 mm/s
按壓荷重200 gf
按壓時間1.00 s
提升速度10.0 mm/s
平台溫度25℃
探針溫度50℃
(晶片翹曲量評價)
使用真空層壓機(NPC股份有限公司製造,LM-50X50-S),將膜狀接著劑自第一層側層壓於表面由氧化膜被覆的矽晶片(縱10 mm×橫10 mm×厚0.05 mm)的所述氧化膜上。接著,對層壓有膜狀接著劑的矽晶片於潔淨烘箱(愛斯佩克(ESPEC)公司製造)中進行固化(240℃,1 h)。藉此,獲得試驗樣品。
使用表面形狀測定裝置(阿克美特利克斯(Akrometrix)公司製造),對所述試驗樣品的晶片翹曲量進行測定。具體而言,於將所述試驗樣品配置成矽晶片為下側(膜狀接著劑的硬化物為上側)的狀態下,使用表面形狀測定裝置測定膜狀接著劑的硬化物側的表面的高低差的最大值,將其作為翹曲量。
[表5]
實施例 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
第一膜 | A1 (20) | A1 (20) | A2 (20) | A2 (20) | A3 (20) | A3 (20) | A3 (35) | |
第二膜 | B1 (20) | B2 (20) | B1 (20) | B2 (20) | B1 (20) | B2 (20) | B2 (5) | |
彈性模數評價(MPa) | 4.6 | 4.3 | 4.2 | 4.1 | 4.4 | 4.2 | 3.5 | |
黏性評價 | 第一層 (N/cm2 ) | 83 | 80 | 92 | 89 | 89 | 86 | 88 |
第二層(N/cm2 ) | 25 | 17 | 31 | 20 | 27 | 16 | 41 | |
晶片翹曲評價(μm) | 98 | 88 | 88 | 85 | 91 | 88 | 72 |
[表6]
比較例 | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
第一膜 | A1 (20) | A1 (20) | A1 (20) | A2 (20) | A2 (20) | A3 (20) | B1 (20) | B2 (20) | |
第二膜 | A1 (20) | A2 (20) | A3 (20) | A2 (20) | A3 (20) | A3 (20) | B1 (20) | B2 (20) | |
彈性模數評價(MPa) | 3.3 | 3.1 | 3.2 | 2.9 | 3.1 | 3.2 | 5.5 | 5.2 | |
黏性評價 | 第一層 (N/cm2 ) | 79 | 82 | 83 | 94 | 92 | 86 | 20 | 13 |
第二層(N/cm2 ) | 84 | 90 | 88 | 93 | 89 | 94 | 18 | 11 | |
晶片翹曲評價(μm) | 70 | 60 | 67 | 60 | 67 | 67 | 140 | 125 |
1:半導體用膜狀接著劑
1a:膜狀接著劑
1a':密封部
2:第一熱硬化性接著劑層/第一層
2a:包含第一接著劑的層
2a':上部分
3:第二熱硬化性接著劑層/第二層
3a:包含第二接著劑的層
3a':下部分
4:基材
5、10:連接部
6:積層體
7:切割帶
8:帶有膜狀接著劑的半導體晶片
9、25:半導體晶片搭載用基體
11、100、200、500:半導體裝置
15:配線
20:半導體晶片
30:連接凸塊
32:凸塊
34:貫通電極
40:密封部
40a:上部部分
40b:下部部分
50:中介層
A:半導體晶圓
A':半導體晶片
D:切割鋸
G:研磨機
N:針
P:拾取工具
圖1是表示本發明的半導體用膜狀接著劑的一實施形態的示意剖面圖。
圖2(a)及圖2(b)是示意性表示本發明的半導體裝置的製造方法的一實施形態的步驟剖面圖。
圖3(a)及圖3(b)是示意性表示本發明的半導體裝置的製造方法的一實施形態的步驟剖面圖。
圖4(a)及圖4(b)是示意性表示本發明的半導體裝置的製造方法的一實施形態的步驟剖面圖。
圖5是示意性表示本發明的半導體裝置的製造方法的一實施形態的步驟剖面圖。
圖6(a)及圖6(b)是示意性表示本發明的半導體裝置的製造方法的一實施形態的步驟剖面圖。
圖7(a)及圖7(b)是表示本發明的半導體裝置的一實施形態的示意剖面圖。
圖8是表示本發明的半導體裝置的另一實施形態的示意剖面圖。
1:半導體用膜狀接著劑
2:第一熱硬化性接著劑層/第一層
3:第二熱硬化性接著劑層/第二層
Claims (9)
- 一種半導體用膜狀接著劑,包括:第一熱硬化性接著劑層;以及第二熱硬化性接著劑層,設置於所述第一熱硬化性接著劑層上,其中,所述第一熱硬化性接著劑層含有環氧樹脂、硬化劑、以及玻璃轉移溫度為-70℃以上且小於35℃的第一熱塑性樹脂,所述第二熱硬化性接著劑層含有環氧樹脂、硬化劑、以及玻璃轉移溫度為35℃以上且250℃以下的第二熱塑性樹脂,所述第一熱硬化性接著劑層中的超過50質量%的熱塑性樹脂為所述第一熱塑性樹脂,所述第二熱硬化性接著劑層中的超過50質量%的熱塑性樹脂為所述第二熱塑性樹脂。
- 如申請專利範圍第1項所述的半導體用膜狀接著劑,硬化後的35℃下的彈性模數為5MPa以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體用膜狀接著劑,其中所述第二熱塑性樹脂的玻璃轉移溫度為60℃以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體用膜狀接著劑,其中所述第二熱塑性樹脂包含苯氧基樹脂。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體用膜狀接著劑,其中所述第一熱塑性樹脂包含(甲基)丙烯酸樹脂或胺基甲酸酯樹脂。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的半導體用膜狀接 著劑,其中所述第一熱硬化性接著劑層及所述第二熱硬化性接著劑層中的至少一者含有咪唑系硬化劑。
- 一種半導體用膜狀接著劑,包括:第一熱硬化性接著劑層;以及第二熱硬化性接著劑層,設置於所述第一熱硬化性接著劑層上,其中,所述半導體用膜狀接著劑於硬化後的35℃下的彈性模數為5MPa以下,所述第二熱硬化性接著劑層於探針溫度50℃、平台溫度25℃下的探針黏性值為60N/cm2以下,所述第一熱硬化性接著劑層含有環氧樹脂、硬化劑、以及玻璃轉移溫度為-70℃以上且小於35℃的第一熱塑性樹脂,所述第二熱硬化性接著劑層含有環氧樹脂、硬化劑、以及玻璃轉移溫度為35℃以上且250℃以下的第二熱塑性樹脂,所述第一熱硬化性接著劑層中的超過50質量%的熱塑性樹脂為所述第一熱塑性樹脂,所述第二熱硬化性接著劑層中的超過50質量%的熱塑性樹脂為所述第二熱塑性樹脂。
- 一種半導體裝置的製造方法,包括:準備積層體的步驟,所述積層體包括半導體晶圓以及如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的半導體用膜狀接著劑,所述半導體晶圓於其中一個主面具有連接部,所述半導體用膜狀接著劑以所述第一熱硬化性接著劑層側的面成為所述半導體晶圓 側的方式設置於所述半導體晶圓的所述主面上;將所述積層體單片化,獲得具有所述連接部的帶有膜狀接著劑的半導體晶片的步驟;將所述帶有膜狀接著劑的半導體晶片自膜狀接著劑側加以拾取的步驟;以及將所述帶有膜狀接著劑的半導體晶片自膜狀接著劑側配置於在其中一個主面具有連接部的半導體晶片搭載用基體的設置有所述連接部的所述主面上,藉由加熱,將所述帶有膜狀接著劑的半導體晶片的所述連接部與所述半導體晶片搭載用基體的所述連接部電性連接的步驟。
- 一種半導體裝置,其中半導體晶片及半導體晶片搭載用基體各自的連接部經相互電性連接,且所述連接部的至少一部分由如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的半導體用膜狀接著劑的硬化物密封。
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