TWI827779B - 切晶-黏晶一體型膜及半導體裝置的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本揭示的半導體裝置的製造方法包括：準備用於將半導體元件與安裝有該半導體元件的構件接著的膜狀接著劑的步驟；在所述構件的表面上積層有膜狀接著劑及半導體元件的狀態下，將半導體元件壓接於所述構件的表面的步驟，膜狀接著劑的表面自由能的值E1(mJ/m2)與所述構件的表面自由能的值E2(mJ/m2)之差的絕對值為6.0~10.0的範圍。

Description

切晶-黏晶一體型膜及半導體裝置的製造方法
本揭示是有關於一種半導體裝置的製造方法、膜狀接著劑及切晶-黏晶一體型膜。
以往，在半導體裝置的製造製程中，在半導體元件與支撐構件的接合中主要使用銀膏。但是，隨著近年來的半導體元件的小型化及積體化，由於銀膏的溢出或半導體元件的傾斜，有在打線接合(wire bonding)中容易發生不良情況的傾向。使用接著劑組成物代替銀膏時，存在難以使接著劑層的厚度充分均勻，或者在接著劑層中產生空隙(void)等問題。
近年來，在半導體元件與支撐構件的接合中使用膜狀的接著材料。例如，專利文獻1揭示了一種包含基材、導線埋入層、絕緣層的切晶-黏晶兼用片。藉由在貼合所述片的絕緣層與晶圓的狀態下實施切晶，半導體晶圓及導線埋入層被單片化。經由導線埋入層將半導體元件熱壓接於支撐構件，藉此半導體元件與支撐構件接合。
但是，作為半導體裝置的形態，積層多層半導體元件的構成的堆疊式多晶片封裝(Multi Chip Package，MCP)正在普及。作為堆疊式MCP的例子，可列舉導線埋入型的半導體封裝及晶片 埋入型的半導體封裝(參照專利文獻2)。在導線埋入型的半導體封裝的製造中使用的接著膜被稱為線上膜(Film Over Wire，FOW)。作為在晶片埋入型的半導體封裝的製造中使用的接著膜，被稱為覆晶膜(Film Over Die，FOD)。該些接著膜要求相對於導線或半導體元件具有優異的埋入性。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-53240號公報
[專利文獻2]日本專利特開2014-175459號公報
隨著半導體元件(晶片)的小尺寸化的發展，在半導體封裝的製造過程的壓接步驟中，存在每單位面積的按壓力變得過大的傾向。藉此，可能產生構成接著膜的接著劑組成物自半導體元件溢出的現象(以下稱為「滲出」)、或者接著膜過度壓扁而導致電氣不良。特別是，為了提高晶片埋入型半導體封裝的製造中使用的接著膜(FOD)的埋入性，若改變FOD組成來提高壓接步驟中的流動性，則滲出變得顯著。例如，溢出的接著劑組成物有時會上升到半導體元件的上表面，這可能成為電氣不良或打線接合不良的原因。
本揭示提供一種能夠充分抑制壓接步驟中的滲出的半導體裝置的製造方法。另外，本揭示提供一種可適用於所述製造方 法的膜狀接著劑及切晶-黏晶一體型膜。
本揭示的半導體裝置的製造方法包括：準備膜狀接著劑的步驟，所述膜狀接著劑用於將半導體元件和安裝有所述半導體元件的構件接著；以及在所述構件的表面上積層有膜狀接著劑及半導體元件的狀態下，將半導體元件壓接於所述構件的表面的步驟，且膜狀接著劑的表面自由能的值E1(mJ/m2)與構件的表面自由能的值E2(mJ/m2)之差的絕對值為6.0~10.0的範圍。
根據所述製造方法，E1與E2之差的絕對值為6.0以上，藉此在壓接步驟中，能夠抑制膜狀接著劑相對於所述構件過度潤濕擴散，由此能夠充分抑制滲出。另一方面，藉由使E1與E2之差的絕對值為10.0以下，即使所述構件具有要埋入的晶片及/或導線，亦能夠實現優異的埋入性。
藉由本揭示的方法，可製造晶片埋入型半導體封裝，亦可製造導線埋入型半導體封裝。在製造晶片埋入型半導體封裝時，作為所述構件，準備具備基板及安裝在基板的表面上的晶片的結構體，以在膜狀接著劑中埋入晶片的方式將半導體元件壓接在基板的表面即可。在製造導線埋入型半導體封裝的情況下，作為所述構件，準備具備基板、及設置在基板的表面上的導線的結構體，以在膜狀接著劑中埋入導線的方式將半導體元件壓接於基板的表面即可。
在本揭示的製造方法中，亦可使用包含膜狀接著劑、黏 著劑層、基材膜並將該些依次積層而成的切晶-黏晶一體型膜。即，本揭示的製造方法可包括：準備切晶-黏晶一體型膜的步驟；貼合切晶-黏晶一體型膜的膜狀接著劑和晶圓的步驟；將貼合於膜狀接著劑的狀態的晶圓單片化為多個半導體元件的步驟；自黏著劑層拾取包含藉由將膜狀接著劑單片化而形成的接著劑片、及半導體元件的積層體的步驟；將積層體壓接在所述構件的步驟；以及藉由加熱處理使接著劑片硬化的步驟。
本揭示的膜狀接著劑包含熱硬化性樹脂組成物，表面自由能的值E1為38mJ/m2~41mJ/m2。藉由E1在所述範圍，容易將E1和E2之差的絕對值設為6.0~10.0的範圍內。再者，所述構件的表面自由能的值E2例如為46mJ/m2~48mJ/m2。
為了製備具有所述範圍的表面自由能的值E1的膜狀接著劑，例如採用與構成膜狀接著劑的熱硬化性樹脂組成物的組成相關的以下多個事項中的一個或多個事項即可。
．使25℃下為液態的環氧樹脂的含有率(以熱硬化性樹脂組成物中所含的環氧樹脂的總質量為基準)為5質量%~10質量%。
．熱硬化性樹脂組成物包含具有脂環式結構的環氧樹脂、硬化劑(例如酚醛樹脂)、及彈性體(例如丙烯酸樹脂)。
．使具有脂環式結構的環氧樹脂的含有率(以熱硬化性樹脂組成物中所含的環氧樹脂的總質量為基準)為5質量%~30質量%。
．熱硬化性樹脂組成物含有無機填料。
．熱硬化性樹脂組成物含有硬化促進劑。
所述膜狀接著劑亦可與基材膜一起構成接著膜。即，本揭示的另一方面提供一種接著膜，其具備膜狀接著劑及設置在所述膜狀接著劑的一個表面上的基材膜。所述膜狀接著劑可與黏著劑層及基材膜一起構成切晶-黏晶一體型膜。即，本揭示的另一方面提供一種切晶-黏晶一體型膜，其具備膜狀接著劑、黏著劑層、及基材膜，並且將該些依序積層。所述切晶-黏晶一體型膜可更具備以覆蓋膜狀接著劑的方式設置的保護膜。
根據本揭示，提供一種能夠充分抑制壓接步驟中的滲出的半導體裝置的製造方法。另外，根據本揭示，提供可適用於所述製造方法的膜狀接著劑及切晶-黏晶一體型膜。
1:基材膜
2:黏著劑層
8:切晶-黏晶一體型膜
10:基板
10a、10b:電路圖案
11:第一導線
12:第二導線
15:接著劑
20:第一密封層(接著劑片的硬化物)
20A:接著劑層(膜狀接著劑)
20P:接著劑片
30:積層體
40:第二密封層
42:頂針
44:抽吸夾頭
50:結構體
100:半導體封裝(半導體裝置)
G:距離(第一半導體元件Wa和第二半導體元件Wb的間隔)
W:晶圓
Wa:第一半導體元件(晶片)
Wb:第二半導體元件
圖1是示意性地表示半導體封裝的一個例子的剖面圖。
圖2是示意性地表示包含接著劑片和第二半導體元件的積層體的一例的剖面圖。
圖3是示意性地表示製造圖1中示出的半導體封裝的過程的剖面圖。
圖4是示意性地表示製造圖1中示出的半導體封裝的過程的剖面圖。
圖5是示意性地表示製造圖1中示出的半導體封裝的過程的剖面圖。
圖6是示意性地表示製造圖1中示出的半導體封裝的過程的剖面圖。
圖7的(a)~圖7的(e)是示意性地表示製造包含接著劑片及第二半導體元件的積層體的過程的剖面圖。
以下，參照圖式來對本揭示的實施形態進行詳細說明。於以下的說明中，對相同或相當部分標註相同符號，並省略重覆的說明。另外，上下左右等位置關係只要無特別說明，則是指基於圖式所示的位置關係者。進而，圖式的尺寸比率並不限於圖示的比率。再者，本說明書中「(甲基)丙烯酸」的記載是指「丙烯酸」及與其相對應的「甲基丙烯酸」。
<半導體封裝>
圖1是示意性表示本實施方式的晶片埋入型半導體封裝的剖面圖。該圖所示的半導體封裝100(半導體裝置)包括：基板10、安裝在基板10的表面上的第一半導體元件Wa(晶片)、密封第一半導體元件Wa的第一密封層20、配置在第一半導體元件Wa的上方的第二半導體元件Wb、密封第二半導體元件Wb的第二密封層40。
基板10在表面具有電路圖案10a、電路圖案10b。自抑制半導體封裝100的翹曲的觀點出發，基板10的厚度例如為90μm~180μm，亦可為90μm~140μm。再者，基板10可為有機基板，亦可為引線框架等金屬基板。
在本實施方式中，第一半導體元件Wa是用於驅動半導體封裝100的控制器晶片。第一半導體元件Wa經由接著劑15而接著在電路圖案10a上，另外經由第一導線11連接在電路圖案10b上。俯視下的第一半導體元件Wa的形狀例如為矩形(正方形或長方形)。第一半導體元件Wa的一邊的長度例如為6mm以下，亦可為2mm~5mm或1mm~4mm。第一半導體元件Wa的厚度例如是10μm~150μm，亦可為20μm~100μm。
第二半導體元件Wb具有較第一半導體元件Wa大的面積。第二半導體元件Wb以覆蓋第一半導體元件Wa的整體和電路圖案10b的一部分的方式經由第一密封層20而搭載於基板10上。俯視下的第二半導體元件Wb的形狀例如為矩形(正方形或長方形)。第二半導體元件Wb的一邊的長度例如為20mm以下，亦可為4mm~20mm或4mm~12mm。第二半導體元件Wb的厚度例如是10μm~170μm，亦可為20μm~120μm。第二半導體元件Wb經由第二導線12連接到電路圖案10b，並被第二密封層40密封。
第一密封層20包含接著劑片20P(參照圖2)的硬化物。再者，如圖2所示，接著劑片20P與第二半導體元件Wb實質上為相同的尺寸。圖2所示的積層體30包含接著劑片20P和第二半導體元件Wb，亦被稱為帶接著劑的半導體元件。如後所述，積層體30經過切晶步驟及拾取步驟而製作(參照圖7)。
<半導體封裝的製造方法>
對半導體封裝100的製造方法進行說明。首先，如圖3所示，製作包括基板10和安裝在其上的第一半導體元件Wa的結構體50。即，經由接著劑15將第一半導體元件Wa配置在基板10的表面上。然後，藉由第一導線11將第一半導體元件Wa和電路圖案10b電連接。
繼而，如圖4所示，將另外準備的積層體30的接著劑片20P壓接於基板10。藉此，將第一半導體元件Wa及第一導線11埋入接著劑片20P中。在壓接步驟中，自抑制滲出且實現優異的埋入性的觀點出發，接著劑片20P的表面自由能的值E1(mJ/m2)與基板10的表面自由能的值E2(mJ/m2)之差的絕對值為6.0~10.0的範圍。藉由使E1與E2之差的絕對值為6.0以上，在壓接步驟中，能夠抑制接著劑片20P相對於基板10過度潤濕擴展，藉此能夠充分抑制滲出。另一方面，藉由使E1和E2之差的絕對值在10.0以下，可實現優異的埋入性。E1和E2之差的絕對值的下限值可為6.6，亦可為7.0或7.6。E1和E2之差的絕對值的上限值可為9.6，亦可為9.0或8.6。再者，E1和E2之差的絕對值只要在所述範圍內即可，E1可大於E2，亦可為E2大於E1。
接著劑片20P的表面自由能的值E1例如為37mJ/m2~41mJ/m2，亦可為38mJ/m2~40mJ/m2。藉由E1在所述範圍，容易將E1和E2之差的絕對值設為6.0~10.0的範圍內。
基板10的表面自由能的值E2例如為30mJ/m2~50mJ/m2，亦可為32mJ/m2~49mJ/m2或34mJ/m2~48mJ/m2。藉由 E2在所述範圍，容易將E1和E2之差的絕對值設為6.0~10.0的範圍內。E2的值可藉由視需要對基板10的表面、即接著劑片20P所接觸的區域及其附近實施改質處理來調整。更具體而言，能夠藉由實施電漿處理、或使用具有極性的阻焊劑(solder resist)來調整E2的值。
接著劑片20P的厚度根據第一半導體元件Wa的厚度等適當設定即可，例如只要是20μm~200μm即可，亦可為30μm~200μm或40μm~150μm。藉由使接著劑片20P的厚度為所述範圍，能夠充分確保第一半導體元件Wa和第二半導體元件Wb的間隔(圖5中的距離G)。距離G例如較佳為50μm以上，亦可為50μm~75μm或50μm~80μm。
接著劑片20P相對於基板10的壓接例如較佳在80℃~180℃、0.01MPa~0.50MPa的條件下實施0.5秒鐘~3.0秒鐘。繼而，藉由加熱使接著劑片20P硬化。所述硬化處理例如較佳在60℃~175℃、0.01MPa~1.0MPa的條件下實施5分鐘以上。藉此，用接著劑片20P的硬化物(第一密封層20)密封第一半導體元件Wa(參照圖6)。自空隙減少的觀點出發，接著劑片20P的硬化處理亦可在加壓氣氛下實施。利用第二導線12將第二半導體元件Wb與電路圖案10b電連接後，藉由第二密封層40密封第二半導體元件Wb，藉此完成半導體封裝100(參照圖1)。
<帶接著劑的半導體元件的製作方法>
參照圖7的(a)~圖7的(e)，對圖2所示的積層體30(帶 接著劑的半導體元件)的製作方法的一例進行說明。首先，將切晶-黏晶一體型膜8(以下視情況稱為「膜8」)配置於規定的裝置(未圖示)。膜8依次具備基材膜1、黏著劑層2、及接著劑層20A(膜狀接著劑)。基材膜1例如為聚對苯二甲酸乙二酯膜(polyethylene terephthalate film，PET膜)。半導體晶圓W例如為厚度10μm~100μm的薄型半導體晶圓。半導體晶圓W可為單晶矽，亦可為多晶矽、各種陶瓷、砷化鎵等化合物半導體。再者，膜8可更備以覆蓋接著劑層20A的方式設置的保護膜(未圖示)。
如圖7的(a)及圖7的(b)所示，以接著劑層20A與半導體晶圓W的一個面接觸的方式貼附膜8。所述步驟較佳為在50℃~120℃、更佳為在60℃~100℃的溫度條件下實施。若溫度為50℃以上，則可獲得半導體晶圓W與接著劑層20A的良好的密接性，若為120℃以下，則抑制在所述步驟中接著劑層20A過度流動。
如圖7的(c)所示，切割半導體晶圓W、黏著劑層2及接著劑層20A。藉此，半導體晶圓W被單片化而成為半導體元件Wb。接著劑層20A亦被單片化而成為接著劑片20P。作為切晶方法，可以舉出使用旋轉刀或雷射的方法。再者，亦可在半導體晶圓W的切晶之前，藉由研磨半導體晶圓W使其薄膜化。
繼而，黏著劑層2為例如紫外線(ultraviolet，UV)硬化型的情況下，如圖7的(d)所示，藉由對黏著劑層2照射紫外線而使黏著劑層2硬化，使黏著劑層2與接著劑片20P之間的黏著 力下降。紫外線照射後，如圖7的(e)所示，在常溫或冷卻條件下，藉由擴展基材膜1，使半導體元件Wa相互分離，並且用頂針42頂起，藉此使積層體30的接著劑片20P自黏著劑層2剝離，並且利用抽吸夾頭44抽吸積層體30來進行拾取。如圖4所示，將如此得到的積層體30用於半導體封裝100的製造。
<切晶-黏晶一體型膜及其製造方法>
對圖7的(a)所示的切晶-黏晶一體型膜8及其製造方法進行說明。如上所述，膜8依次具備基材膜1(例如PET膜)、黏著劑層2、及接著劑層20A(接著膜)。膜8的製造方法包括：將含有環氧樹脂等的熱硬化性樹脂組成物的清漆塗佈在膜(未圖示)上的步驟；藉由將所塗佈的清漆在50℃~150℃下加熱乾燥而形成接著劑層20A的步驟；以及貼合接著劑層20A與黏著劑層2的步驟。
接著劑層20A例如經由如下步驟而形成，即，將包含環氧樹脂、硬化劑、彈性體的清漆塗佈到膜上的步驟、使在膜上形成的塗膜乾燥的步驟。清漆視需要可更含有無機填料及硬化促進劑等。清漆可藉由將環氧樹脂等材料在溶劑中混合或混煉來製備。混合或混煉使用通常的攪拌機、擂潰機、三輥磨機(three-rod roll mill)、球磨機(ball mill)等分散機，可將該些適當組合來使用。再者，清漆的詳細情況將在後面敘述。
作為供塗佈清漆的膜，沒有特別限制，例如可列舉：聚酯膜、聚丙烯膜(OPP膜等)、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚醯亞胺 膜、聚醚醯亞胺膜、聚醚萘二甲酸酯膜、甲基戊烯膜。
作為將清漆塗佈於膜的方法，可使用公知的方法，例如可列舉：刮塗法、輥塗法、噴塗法、凹版塗佈法、棒塗法、簾塗法等。加熱乾燥的條件只要為所使用的溶劑充分揮發的條件即可，例如可於50℃~150℃下加熱1分鐘~30分鐘來進行。加熱乾燥可以50℃~150℃的範圍內的溫度階段性地升溫來進行。藉由加熱乾燥而使清漆中所含的溶劑揮發，藉此可獲得膜與接著劑層20A的積層膜。
藉由將以所述方式獲得的積層膜與切晶膜(基材膜1與黏著劑層2的積層體)貼合，可獲得膜8。作為基材膜1，例如可列舉：聚四氟乙烯膜、聚對苯二甲酸乙二酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚甲基戊烯膜、聚醯亞胺膜等塑膠膜。另外，基材膜1視需要可進行底漆塗佈、UV處理、電暈放電處理、研磨處理、蝕刻處理等表面處理。黏著劑層2可為UV硬化型，亦可為感壓型。 作為構成黏著劑層2的黏著劑，使用以往切晶膜中使用的黏著劑即可。自經濟性及膜的處理性的觀點出發，黏著劑層2的厚度例如為60μm~200μm，亦可為70μm~170μm。
<接著劑層形成用清漆>
對用於形成接著劑層20A的清漆進行詳細說明。再者，接著劑片20P是將接著劑層20A單片化而成者，兩者包含相同的熱硬化性樹脂組成物。接著劑層20A及接著劑片20P由於經過了用於使溶劑揮發的加熱處理，因此為半硬化(B階段)的狀態，藉由 之後的硬化處理成為完全硬化物(C階段)狀態。
如上所述，接著劑層形成用清漆含有環氧樹脂、硬化劑、彈性體，根據需要更含有無機填料及硬化促進劑等。用於製備清漆的溶劑只要能夠均勻地溶解、混煉或分散所述各成分即可，沒有限制，例如可使用：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶媒；二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、甲苯、二甲苯等。就乾燥速度快、且價格低的方面而言，較佳為使用甲基乙基酮、環己酮等。
(環氧樹脂)
作為環氧樹脂，對結構沒有特別限制，但自相容性的觀點出發，較佳為具有脂環式結構的環氧樹脂。自將接著劑層20A的表面自由能的值E1設為38mJ/m2~41mJ/m2的範圍的觀點出發，具有脂環式結構的環氧樹脂的含有率以接著劑層20A所含的環氧樹脂的總質量為基準，例如為5質量%~40質量%，亦可為6質量%~35質量%或7質量%~34質量%。自同樣的觀點出發，25℃下為液態的環氧樹脂的含有率以接著劑層20A所含的環氧樹脂的總質量為基準，例如為5質量%~30質量%，亦可為7質量%~25質量%或8質量%~23質量%。
作為環氧樹脂的市售品，例如可列舉：二環戊二烯型環氧樹脂HP-7200L(DIC(股)製)、HP-7200(DIC(股)製)、XD-1000(日本化藥(股)製)、賽羅西德(Celloxide)2021P(大賽璐(Daicel)(股)製)、賽羅西德(Celloxide)20281(大賽璐(股)製)、西 娜-環氧樹脂(Syna-Epoxy)28(斯亞那西(SYANASIA)公司製)、雙A型環氧樹脂YD-128(三菱化學(股)製)、雙F型環氧樹脂EXA-830-CRP(DIC(股)公司製)。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
芳香族環氧樹脂可以用作熱硬化性樹脂。作為芳香族環氧樹脂，例如可列舉：雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S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、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚F酚醛清漆型環氧樹脂、二苯乙烯型環氧樹脂、含三嗪骨架的環氧樹脂、含芴骨架的環氧樹脂、三苯酚甲烷型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、伸二甲苯基型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、多官能苯酚類、蒽等多環芳香族類的二縮水甘油醚化合物等。該些可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。
(硬化劑)
作為硬化劑，例如可列舉：酚醛樹脂、酯化合物、芳香族胺、脂肪族胺及酸酐。其中，自反應性及經時穩定性的觀點出發，酚醛樹脂是較佳的，沒有特別限制。
作為酚醛樹脂市售品，例如可列舉DIC(股)製的菲諾萊特(Phenolite)KA及TD系列、三井化學(股)製的米萊斯(Milex)XLC-系列和XL系列(例如米萊斯XLC-LL)、愛沃特(AIR WATER)(股)製的HE系列(例如HE100C-30)、明和化成(股)製的MEHC-7800系列(例如MEHC-7800-4S)。該些可單獨使用一種， 亦可併用兩種以上。自耐熱性觀點出發，較佳在85℃、85%RH的恆溫恆濕槽中投入48小時後的吸水率為2質量%以下，用熱重量分析儀(Thermo gravimetric analyzer，TGA)測定的350℃下的加熱質量減少率(升溫速度：5℃/分鐘，氣氛：氮)小於5質量%。
自硬化性的觀點出發，環氧樹脂與酚醛樹脂的調配量的環氧當量與羥基當量的當量比分別較佳為0.30/0.70~0.70/0.30、更佳為0.35/0.65~0.65/0.35、進而佳為0.40/0.60~0.60/0.40、特佳為0.45/0.55~0.55/0.45。藉由使調配比在所述範圍內，容易將硬化性及流動性雙方達到足夠高的水平。
(彈性體)
作為彈性體，例如可列舉：丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、矽酮樹脂、聚丁二烯、丙烯腈、環氧改質聚丁二烯、馬來酸酐改質聚丁二烯、酚改質聚丁二烯及羧基改質丙烯腈。
自在溶劑中的溶解性以及流動性的觀點出發，作為彈性體較佳為丙烯酸系樹脂，進而佳為使丙烯酸縮水甘油酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯等具有環氧基或縮水甘油基作為交聯性官能基的官能性單體聚合而得到的含環氧基的(甲基)丙烯酸共聚物等丙烯酸系樹脂。在丙烯酸系樹脂中，較佳為含環氧基的(甲基)丙烯酸酯共聚物以及含環氧基的丙烯酸橡膠，更佳含環氧基的丙烯酸橡膠。含環氧基的丙烯酸橡膠是以丙烯酸酯為主要成分，主要包含丙烯酸丁酯和丙烯腈等共聚物、丙烯酸乙酯和丙烯腈等共聚物等 的，具有環氧基的橡膠。再者，丙烯酸系樹脂不僅可具有環氧基，還可具有醇性或酚性羥基、羧基等交聯性官能基。
作為丙烯酸樹脂的市售品，可列舉：長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製的SG-70L、SG-708-6、WS-023 EK30、SG-280 EK23、SG-P3溶劑變更品(商品名，丙烯酸橡膠，重量平均分子量：80萬，Tg：12℃，溶劑為環己酮)等。
丙烯酸樹脂的玻璃轉移溫度(Tg)較佳為-50℃~50℃，更佳為-30℃~30℃。丙烯酸樹脂的重量平均分子量(Mw)較佳為10萬~300萬，更佳為50萬~200萬。藉由在熱硬化性樹脂組成物中調配Mw為所述範圍的丙烯酸樹脂，容易將熱硬化性樹脂組成物形成為膜狀，容易適當地控制膜狀的強度、可撓性、黏性。此外，回流性和埋入性都有提高的傾向。此處，Mw是指藉由凝膠滲透層析法(gel permeation chromatography，GPC)進行測定，並使用基於標準聚苯乙烯的校準曲線進行換算而得的值。再者，藉由使用分子量分佈窄的丙烯酸樹脂，有能夠形成埋入性優異且高彈性的接著劑層的傾向。
相對於環氧樹脂及環氧樹脂硬化劑的合計100質量份而言，接著劑層20A中含有的丙烯酸樹脂的量較佳為20質量份~200質量份，更佳為30質量份~100質量份。若在所述範圍內，則可使成形時的流動性控制、高溫下的處理性及埋入性進一步良好。
(無機填料)
作為無機填料，例如可列舉：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、氮化硼及結晶性二氧化矽、非晶性二氧化矽。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。自提高接著劑層20A的熱傳導性的觀點出發，作為無機填料，較佳為含有氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、結晶性二氧化矽或非晶性二氧化矽。自接著劑層20A的熔融黏度的調整以及對接著劑組成物賦予觸變性的觀點出發，較佳為使用：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、結晶性二氧化矽或非晶性二氧化矽。
自提高接著性的觀點出發，無機填料的平均粒徑較佳為0.005μm~0.5μm，更佳為0.05μm~0.3μm。自溶劑和樹脂成分的相容性以及接著強度的觀點出發，無機填料的表面較佳被化學修飾。適合作為化學修飾表面的材料可列舉：矽烷偶合劑。作為矽烷偶合劑的官能基的種類，例如可列舉：乙烯基、丙烯醯基、環氧基、巰基、胺基、二胺基、烷氧基、乙氧基。
自控制接著劑層20A的流動性及斷裂性、以及硬化後的拉伸彈性模數和接著力的觀點出發，相對於接著劑層20A的樹脂成分100質量份，無機填料的含量較佳為10質量份~90質量份，更佳為10質量份~50質量份。藉由使無機填料的含量為10質量份以上，接著劑層20A的切割性容易提高，在硬化後容易發揮充分的接著力。另一方面，藉由使無機填料的含量為90質量份以下，容易充分確保接著劑層20A的流動性，能夠抑制硬化後彈性模數 過度升高。
(硬化促進劑)
作為硬化促進劑，例如可列舉出：咪唑類及其衍生物、有機磷系化合物、二級胺類、三級胺類、及四級銨鹽。自適度反應性的觀點出發，較佳為咪唑類化合物。作為咪唑類，可列舉：2-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑等。該些可單獨使用一種，亦可併用兩種以上。
相對於環氧樹脂及環氧樹脂硬化劑合計100質量份，接著劑層20A中的硬化促進劑的含量較佳為0.04質量份~3質量份，更佳為0.04質量份~0.2質量份。硬化促進劑的添加量在所述範圍內時，可兼顧硬化性與可靠性。
以上，詳細地說明了本揭示的實施方式，但本發明並不限定於所述實施方式。例如，儘管在上述實施方式中例示了晶片埋入型半導體封裝，但是本揭示亦可應用於導線埋入型半導體封裝及其他半導體裝置的製造。
[實施例]
以下，藉由實施例更詳細地說明本揭示，但該些實施例並不限制本發明。
(實施例1~7及比較例1~2)
以表1~3所示的調配比例(質量份)混合以下材料，調製清漆。使用環己酮作為溶媒，清漆的固體成分比例為40質量%。用100目(mesh)的過濾器過濾清漆，並進行真空脫泡。作為塗佈 清漆的膜，準備了實施了脫模處理的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜(厚度38μm)。將真空脫泡後的清漆塗佈在PET膜的實施了脫模處理的面上。以90℃下5分鐘、繼而140℃下5分鐘的兩階段對所塗佈的清漆進行加熱乾燥。如此，作為實施例及比較例的接著膜，分別製作具備PET膜和在其表面上形成的B階段狀態(半硬化狀態)的膜狀接著劑(厚度110μm)的積層膜。
[材料]
<環氧樹脂>
．(A1)．．．XD-1000：(商品名，日本化藥(股)製，環戊二烯型環氧樹脂，脂環式結構，25℃下為固體)
．(A2)．．．賽羅西德(Celloxide)2021P：(商品名，大賽璐(股)製，脂環式結構，25℃下為固體)
．(A3)．．．HP-7200L：(商品名，DIC(股)製，環戊二烯型環氧樹脂，脂環式結構，25℃下為固體)
．(A4)．．．EHPE3150(商品名，大賽璐(股)製，脂環式結構，25℃下為固體)
．(A5)．．．VG3101L(商品名，(股)普林泰科(Printec)製、多官能環氧樹脂、25℃下為固體)
．(A6)．．．YDCN-700-10：(商品名，新日鐵住金化學(股)製，甲酚酚醛清漆型環氧樹脂，25℃下為固體)
．(A7)．．．EXA-830CRP：(商品名，DIC(股)製，液態雙酚F型環氧樹脂，25℃下為液態)
<硬化劑>
．(B1)．．．XLC-LL：(商品名，三井化學(股)製，苯基芳烷基型酚醛樹脂)
．(B2)．．．LF-4871：(商品名，DIC(股)製，BPA酚醛清漆型酚醛樹脂)
．(B3)．．．HE-100C-30：(商品名，愛沃特(AIR WATER)(股)製，苯基芳烷基型酚醛樹脂)
<彈性體>
．(C1)．．．SG-P3溶劑變更品(商品名，長瀨化成(Nagase ChemteX)(股)製，丙烯酸橡膠，重量平均分子量：80萬，Tg：12℃，溶劑為環己酮)
．(C2)．．．SG-70L：(商品名，長瀨化成(股)製，丙烯酸橡膠，重量平均分子量90萬，酸值5mgKOH/g，Tg：-13℃)
<無機填料>
．SC2050-HLG：(商品名，(股)亞都瑪科技(Admatechs)製，二氧化矽填料分散液，平均粒徑0.50μm)
<硬化促進劑>
．固唑(Curezol)2PZ-CN：(商品名，四國化成工業(股)製，1-氰基乙基-2-苯基咪唑)
[膜狀接著劑評價]
對於實施例及比較例的膜狀接著劑，進行了表面自由能及滲出的評價。
<表面自由能的測定>
使用接觸角計(協和界面科學(股)製：商品名DM-701)測定實施例及比較例的膜狀接著劑的表面自由能。使用水、二碘甲烷和α-溴萘作為溶媒，測定各溶媒與膜狀接著劑的接觸角。液滴量為0.5μL，接觸角藉由θ/2法求出。使用得到的接觸角的值，藉由表面自由能解析軟體FAMAS(商品名，協和界面科學(股)製)計算出表面自由能。表面自由能由北崎畑式算出。另外，以下滲出評價中使用的基材的表面自由能亦同樣地進行測定。將結果示於表1~3。
<滲出評價>
首先，以如下方式準備用於滲出評價的結構體，即具備基板及安裝在其表面的晶片的結構體。即，在70℃下將膜狀接著劑HR9004-10(商品名，日立化成(股)製，厚度10μm)貼付在半導體晶圓(直徑：8英吋，厚度：50μm)上。藉由將半導體晶圓及膜狀接著劑切割成2.1mm×4.8mm見方，得到帶接著劑的晶片。將該帶接著劑的晶片在120℃、0.20MPa、2秒鐘的條件下壓接在評價用基板上。再者，作為評價用基板，使用表面塗佈有阻焊劑AUS308(商品名，大陽日酸(股)製)的基板(總厚度：260μm)。
另一方面，將實施例及比較例的膜狀接著劑(厚度110μm)在70℃下分別貼付在半導體晶圓(直徑：8英吋、厚度100μm)上。藉由將半導體晶圓及膜狀接著劑切割成6mm×12.7mm見方，得到帶接著劑片的半導體元件。
在所述結構體的安裝有晶片的位置壓接有帶接著劑片的半導體元件。壓接條件設定為120℃、0.20MPa、1.5秒鐘。再者，以使晶片埋入膜狀接著劑的中央位置的方式進行定位。用顯微鏡觀察如此製作的評價用試樣，測定自半導體元件的端部溢出的樹脂組成物的最大距離(滲出量)。將結果示於表1~表3。
Figure 108147928-A0305-02-0024-8
Figure 108147928-A0305-02-0024-9
Figure 108147928-A0305-02-0025-10
Figure 108147928-A0305-02-0025-11
[產業上之可利用性]
根據本揭示，提供一種能夠充分抑制壓接步驟中的滲出的半導體裝置的製造方法。另外，根據本揭示，提供可適用於所 述製造方法的膜狀接著劑及切晶-黏晶一體型膜。
10:基板
10a、10b:電路圖案
11:第一導線
12:第二導線
15:接著劑
20:第一密封層
40:第二密封層
100:半導體封裝
Wa:第一半導體元件(晶片)
Wb:第二半導體元件

Claims (12)

  1. 一種切晶-黏晶一體型膜，具備膜狀接著劑、黏著劑層、及基材膜，且所述膜狀接著劑、所述黏著劑層、及所述基材膜依序積層，所述膜狀接著劑包含熱硬化性樹脂組成物，所述熱硬化性樹脂組成物含有具有脂環式結構的環氧樹脂、硬化劑、及彈性體，所述膜狀接著劑的表面自由能的值E1為38mJ/m2~41mJ/m2。
  2. 如請求項1所述的切晶-黏晶一體型膜，其更包括以覆蓋所述膜狀接著劑的方式設置的保護膜。
  3. 如請求項1或請求項2所述的切晶-黏晶一體型膜，其中，所述熱硬化性樹脂組成物包含25℃下為液狀的環氧樹脂，以所述熱硬化性樹脂組成物中所含的環氧樹脂的總質量為基準，所述熱硬化性樹脂組成物中的所述25℃下為液狀的環氧樹脂的含有率為5質量%~40質量%。
  4. 如請求項1或請求項2所述的切晶-黏晶一體型膜，其中，以所述熱硬化性樹脂組成物中所含的環氧樹脂的總質量為基準，所述熱硬化性樹脂組成物中的所述具有脂環式結構的環氧樹脂的含有率為5質量%~30質量%。
  5. 如請求項1或請求項2所述的切晶-黏晶一體型膜，其中，所述硬化劑為酚樹脂。
  6. 如請求項1或請求項2所述的切晶-黏晶一體型膜， 其中，所述彈性體為丙烯酸樹脂。
  7. 如請求項1或請求項2所述的切晶-黏晶一體型膜，其中，所述熱硬化性樹脂組成物含有無機填料。
  8. 如請求項1或請求項2所述的切晶-黏晶一體型膜，其中，所述熱硬化性樹脂組成物含有硬化促進劑。
  9. 一種半導體裝置的製造方法，包括將半導體元件和安裝所述半導體元件的構件接著的步驟，且包括：準備如請求項1至請求項8中任一項所述的切晶-黏晶一體型膜的步驟；貼合所述切晶-黏晶一體型膜的所述膜狀接著劑和晶圓的步驟；將貼合於所述膜狀接著劑的狀態的所述晶圓單片化為多個半導體元件的步驟；自所述黏著劑層拾取積層體的步驟，所述積層體包含因所述膜狀接著劑單片化而形成的接著劑片、及所述半導體元件；將所述積層體壓接在所述構件的步驟；以及藉由加熱處理使所述接著劑片硬化的步驟。
  10. 如請求項9所述的半導體裝置的製造方法，其中，所述膜狀接著劑的表面自由能的值E1(mJ/m2)與所述構件的表面自由能的值E2(mJ/m2)之差的絕對值為6.0~10.0。
  11. 如請求項9或請求項10所述的半導體裝置的製造方法，其中，所述半導體裝置是晶片埋入型半導體封裝， 所述構件是具備基板和安裝在所述基板的表面上的晶片的結構體，且以所述晶片埋入所述接著劑片的方式，將所述積層體壓接於所述基板的表面。
  12. 如請求項9或請求項10所述的半導體裝置的製造方法，其中，所述半導體裝置是導線埋入型半導體封裝，所述構件是具備基板和設置在所述基板的表面上的導線的結構體，以所述導線埋入所述接著劑片的方式，將所述積層體壓接於所述基板的表面。
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