热固型芯片接合薄膜、带切割片的芯片接合薄膜和半导体装置的制造方法

文档序号:3798430阅读:251来源:国知局
热固型芯片接合薄膜、带切割片的芯片接合薄膜和半导体装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供热固型芯片接合薄膜、带切割片的芯片接合薄膜和半导体装置的制造方法,所述热固型芯片接合薄膜的导热性高、且贴附于被粘物时能够充分地追随被粘物的凹凸。一种热固型芯片接合薄膜,其在热固化后的导热系数为1W/m?K以上,其含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m*K以上的导热性颗粒,所述热固型芯片接合薄膜在130°C下以50秒―1的剪切速率测定的熔融粘度为200Pa?s以下。
【专利说明】热固型芯片接合薄膜、带切割片的芯片接合薄膜和半导体 装置的制造方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及热固型芯片接合薄膜、带切割片的芯片接合薄膜和半导体装置的制造 方法。

【背景技术】
[0002] 近年来,随着半导体装置的数据处理的高速化的推进,来自半导体芯片的发热量 变多,具备散热性的半导体装置的设计的重要性正在增加。热不仅会对半导体装置自身造 成不良影响,对组装有半导体装置的电子仪器主体也会造成各种各样的不良影响。作为用 于散热的封装对策而考虑了各种方法,最重要的是夹着印刷基板、引线框等基板的散热。
[0003] 因此,以往,在基板与半导体芯片的粘接中,有时使用具有高导热性的粘接剂。以 往,作为该粘接剂,使用了在粘接剂之中导热系数较高的银糊剂。
[0004] 然而,近年来,由于智能手机、平板电脑的普及、高性能化,随着半导体装置的轻 薄、短小化的推进,对于银糊剂而言,出现了半导体装置的组装困难的状况。
[0005] 具体而言,在智能手机、平板电脑的用途中使用了封装体,所述封装体使用了芯片 面积小、薄的半导体芯片。然而,想要利用糊剂状的粘接剂来粘接这样的半导体芯片时,会 发生如下的各种制造方面的问题:由于半导体芯片较薄而半导体芯片破损、或者在半导体 芯片的电路面有粘接剂卷入、或者半导体芯片产生倾斜等。另外,在使糊剂状的粘接剂粘接 并固化的工艺中容易产生空隙。因此,在半导体芯片与基板之间产生的空隙会妨碍散热,从 而成为无法表现出所设计的导热性(散热性)等不良的原因。
[0006] 另一方面,以往已知有片状的芯片接合薄膜(例如参照专利文献1)。若使用这样 的芯片接合薄膜,则能够抑制芯片的破损、粘接剂的卷入、芯片的倾斜。然而,与银糊剂相 t匕,以往的芯片接合薄膜在导热性低的方面存在改良的余地。
[0007]现有技术文献[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本特开2008-218571号公报


【发明内容】

[0010] 发明要解决的问题
[0011] 作为第一课题,为了使芯片接合薄膜为高导热性,例如需要大量填充地配混高导 热性的导热性颗粒。然而,由于大量填充导热性颗粒,有时会在各种特性中产生缺点。即,半 导体芯片大多贴合于印刷电路板等在某种程度上表面凹凸大的物体而使用,在芯片接合薄 膜中大量填充了导热性颗粒的状态下,由于导热性颗粒与树脂的相互作用,芯片接合薄膜 的粘度变高,从而产生流动性降低、无法充分地追随印刷电路板等基板的凹凸之类的问题。
[0012] 含有树脂的芯片接合薄膜通常在施加剪切应力时粘度会降低。尤其在以高速(例 如剪切速率为20?100秒H左右)施加剪切应力时,粘度会大幅降低。因此,存在如下方 法:将芯片接合薄膜贴附于基板时,通过施加压力而使其产生高速剪切应力,使粘度降低, 从而使其追随基板的凹凸。然而,在芯片接合薄膜中大量填充了导热性颗粒的状态下,存在 如下问题:即使施加压力而使其产生剪切应力,有时粘度也不会充分地降低,芯片接合薄膜 无法充分地追随基板的凹凸。
[0013] 而且,在芯片接合薄膜无法追随基板的凹凸的情况下,芯片接合薄膜与基板之间 会产生空隙。芯片接合薄膜与基板之间有空隙时,存在如下问题:除了如前述那样地产生散 热性降低的问题之外,还可能产生可靠性降低、在回流焊工序中发生与被粘物的剥离等的 问题。
[0014] 第一本发明是鉴于前述问题点而作出的,其目的在于,提供导热性高且贴附于被 粘物时能够充分地追随被粘物的凹凸的热固型芯片接合薄膜、使用了该热固型芯片接合薄 膜的带切割片的芯片接合薄膜、以及使用了该带切割片的芯片接合薄膜的半导体装置的制 造方法。
[0015] 作为第二课题,为了使芯片接合薄膜为高导热性,例如需要大量填充地配混高导 热性的导热性颗粒。然而,由于大量填充导热性颗粒,有时会在各种特性中产生缺点。艮P, 半导体芯片大多贴合于印刷电路板等在某种程度上表面凹凸大的物体而使用,在芯片接合 薄膜中大量填充了导热性颗粒的状态下,由于导热性颗粒与树脂的相互作用,芯片接合薄 膜的粘度变高,从而产生流动性降低、无法充分地追随印刷电路板等基板的凹凸之类的问 题。而且,在芯片接合薄膜无法追随基板的凹凸的情况下,芯片接合薄膜与基板之间会产生 空隙。芯片接合薄膜与基板之间有空隙时,存在如下问题:除了如前述那样地产生散热性降 低的问题之外,还可能产生可靠性降低、在回流焊工序中发生与被粘物的剥离等的问题。
[0016] 第二本发明是鉴于前述问题点而作出的,其目的在于,提供导热性高且粘度低的 热固型芯片接合薄膜、使用了该热固型芯片接合薄膜的带切割片的芯片接合薄膜、以及使 用了该带切割片的芯片接合薄膜的半导体装置的制造方法。
[0017] 作为第三课题,为了使芯片接合薄膜为高导热性,例如需要大量填充地配混高导 热性的导热性颗粒。然而,由于大量填充导热性颗粒,有时会在各种特性中产生缺点。艮P, 半导体芯片大多贴合于印刷电路板等在某种程度上表面凹凸大的物体而使用,在芯片接合 薄膜中大量填充了导热性颗粒的状态下,由于导热性颗粒与树脂的相互作用,芯片接合薄 膜的粘度变高,从而产生流动性降低、无法充分地追随印刷电路板等基板的凹凸之类的问 题。而且,在芯片接合薄膜无法追随基板的凹凸的情况下,芯片接合薄膜与基板之间会产生 空隙。芯片接合薄膜与基板之间有空隙时,存在如下问题:除了如前述那样地产生散热性降 低的问题之外,还可能产生可靠性降低、在回流焊工序中发生与被粘物的剥离等的问题。
[0018] 第三本发明是鉴于前述问题点而作出的,其目的在于,提供导热性高且能够良好 地追随被粘物的凹凸的热固型芯片接合薄膜、使用了热固型芯片接合薄膜的带切割片的芯 片接合薄膜、以及半导体装置的制造方法。
[0019] 作为第四课题,为了使芯片接合薄膜为高导热性,例如需要大量填充地配混高导 热性的导热性颗粒。然而,使用相对于芯片接合薄膜的厚度的粒径小的导热性颗粒时,由于 导热性颗粒与树脂的相互作用,芯片接合薄膜的粘度变高,从而产生流动性降低、芯片接合 薄膜无法充分地追随印刷电路板等基板的凹凸的问题。而且,在芯片接合薄膜无法追随基 板的凹凸的情况下,芯片接合薄膜与基板之间会产生空隙。
[0020] 另一方面,使用相对于芯片接合薄膜的厚度的粒径大的导热性颗粒时,芯片接合 薄膜的表面的凹凸变大,在贴合于印刷电路板等基板时,芯片接合薄膜与基板之间会产生 空隙。芯片接合薄膜与基板之间有空隙时,存在如下问题:除了如前述那样地产生散热性降 低的问题之外,还可能产生可靠性降低、在回流焊工序中发生与被粘物的剥离等的问题。
[0021] 第四本发明是鉴于前述问题点而作出的,其目的在于,提供导热性高且贴合于被 粘物时能够抑制与被粘物之间产生空隙的热固型芯片接合薄膜、使用了该热固型芯片接合 薄膜的带切割片的芯片接合薄膜、以及使用了该带切割片的芯片接合薄膜的半导体装置的 制造方法。
[0022] 作为第五课题,为了使芯片接合薄膜为高导热性,例如需要大量填充地配混高导 热性的导热性颗粒。然而,由于大量填充导热性颗粒,有时会在各种特性中产生缺点。艮P, 半导体芯片大多贴合于印刷电路板等在某种程度上表面凹凸大的物体而使用,在芯片接合 薄膜中大量填充了导热性颗粒的状态下,由于导热性颗粒与树脂的相互作用,芯片接合薄 膜的粘度变高,从而产生流动性降低、无法充分地追随印刷电路板等基板的凹凸之类的问 题。而且,在芯片接合薄膜无法追随基板的凹凸的情况下,芯片接合薄膜与基板之间会产生 空隙。芯片接合薄膜与基板之间有空隙时,存在如下问题:除了如前述那样地产生散热性降 低的问题之外,还可能产生可靠性降低、在回流焊工序中发生与被粘物的剥离等的问题。
[0023] 第五本发明是鉴于前述问题点而进行的,其目的在于,提供即使在芯片接合薄膜 与被粘物之间产生空隙,也能够降低由空隙造成的影响的半导体装置的制造方法。
[0024] 用于解决问题的方案
[0025] 本申请发明人等为了解决上述第一课题而对热固型芯片接合薄膜进行了研究。其 结果发现,通过采用下述的技术方案,能够提高导热性、且在贴附于被粘物时充分地追随被 粘物的凹凸,从而完成了第一本发明。
[0026] S卩,第一本发明的热固型芯片接合薄膜的特征在于,
[0027] 其在热固化后的导热系数为lW/m·K以上,
[0028] 其含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·K 以上的导热性颗粒,
[0029] 所述热固型芯片接合薄膜在130°C下以50秒η的剪切速率测定的熔融粘度为 200Pa·s以下。
[0030] 根据前述技术方案,由于含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上 的导热系数为12W/m*K以上的导热性颗粒,该热固型芯片接合薄膜在热固化后的导热系数 为lW/m·K以上,因此使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。
[0031] 另外,由于在130°C下以50秒η的剪切速率测定的熔融粘度、S卩130°C下的高速剪 切时的熔融粘度为200Pa·s以下,因此,通过将热固型芯片接合薄膜贴附于被粘物时的压 力,热固型芯片接合薄膜的粘度降低。因此,能够充分地追随印刷电路板等被粘物的凹凸、 能够抑制空隙的发生。
[0032] 在前述技术方案中,前述导热性颗粒的平均粒径优选为1μm以上且10μm以下。
[0033] 通过使前述导热性颗粒的平均粒径为1μm以上,能够确保热固型芯片接合薄膜 对被粘物的润湿性,使其发挥良好的粘接性。另外,通过使前述导热性颗粒的平均粒径为 10μm以下,能够使添加导热性颗粒而带来的导热性提高的效果更加良好。另外,通过使前 述导热性颗粒的平均粒径为10μm以下,能够减薄热固型芯片接合薄膜的厚度,进而能够 将半导体芯片高层叠化,并且能够防止因导热性颗粒从热固型芯片接合薄膜上突出而产生 芯片裂纹。
[0034] 在前述技术方案中,优选的是,含有热塑性树脂和热固性树脂,
[0035] 将前述热固性树脂的含有重量份记为A、将前述热塑性树脂的含有重量份记为B 时,A/B为5以上。
[0036] 含有热塑性树脂和热固性树脂,将前述热固性树脂的含有重量份记为A、将前热塑 性树脂的含有重量份记为B时,若A/B为5以上,则容易降低在130°C下以50秒4的剪切 速率测定的熔融粘度。
[0037] 在前述技术方案中,优选的是,前述热固性树脂包含软化点为KKTC以下的热固性 树脂。
[0038] 前述热固性树脂若包含软化点为KKTC以下的热固性树脂,则对热固型芯片接合 薄膜施加低速剪切应力(例如5秒H的剪切速率)时在130°C下的熔融粘度、即不施加压 力的状态的热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度容易降低。其结果,即使在施加高速 剪切应力时粘度的降低量少的情况下,也能够充分地追随被粘物的凹凸、能够抑制空隙的 产生。
[0039] 在前述技术方案中,优选的是,前述热固性树脂包含在室温下呈液态的热固性树 脂。
[0040] 前述热固性树脂包含在室温下呈液态的热固性树脂时,能够更充分地追随被粘物 的凹凸、能够抑制空隙的产生。需要说明的是,在室温下呈液态是指以5秒4的剪切速率测 定的23?下的粘度为1?50万mPa·s。
[0041] 另外,第一本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:
[0042] 准备前述所述的热固型芯片接合薄膜的工序;以及
[0043] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序。
[0044] 根据前述技术方案,由于前述热固型芯片接合薄膜含有相对于热固型芯片接合薄 膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,该热固型芯片接合薄 膜在热固化后的导热系数为lW/m·K以上,因此使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体 装置的散热性优异。
[0045] 另外,由于在130°C下以50秒η的剪切速率测定的熔融粘度、S卩130°C下的高速剪 切时的熔融粘度为200Pa·s以下,因此,通过将热固型芯片接合薄膜贴附于被粘物时的压 力,热固型芯片接合薄膜的粘度降低。因此,能够充分地追随印刷电路板等被粘物的凹凸、 能够抑制空隙的产生。
[0046]另外,第一本发明的带切割片的芯片接合薄膜为了解决前述的课题,其特征在于, 在切割片上层叠有前述所述的热固型芯片接合薄膜,所述切割片在基材上层叠有粘合剂 层。
[0047] 另外,第一本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:
[0048] 准备前述所述的带切割片的芯片接合薄膜的工序;
[0049] 将前述带切割片的芯片接合薄膜的热固型芯片接合薄膜与半导体晶圆的背面进 行贴合的贴合工序;
[0050] 将前述半导体晶圆与前述热固型芯片接合薄膜一起进行切割,形成芯片状的半导 体芯片的切割工序;
[0051] 将前述半导体芯片与前述热固型芯片接合薄膜一起从前述带切割片的芯片接合 薄膜拾取的拾取工序;以及
[0052] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序。
[0053] 根据前述技术方案,由于含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上 的导热系数为12W/m*K以上的导热性颗粒,该热固型芯片接合薄膜在热固化后的导热系数 为lW/m·K以上,因此使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。
[0054] 另外,由于前述热固型芯片接合薄膜在130°C下高速剪切时的熔融粘度、即在 130°C下以50秒η的剪切速率测定的熔融粘度为200Pa·s以下,因此,通过将热固型芯片 接合薄膜贴附于被粘物时的压力,热固型芯片接合薄膜的粘度降低。因此,能够充分地追随 印刷电路板等被粘物的凹凸、能够抑制空隙的产生。
[0055] 另外,本申请发明人等为了解决上述第二课题而对热固型芯片接合薄膜进行了研 究。其结果发现,通过采用下述的技术方案,能够提高导热性、且降低粘度,从而完成了第二 本发明。
[0056] S卩,第二本发明的热固型芯片接合薄膜的特征在于,
[0057] 其在热固化后的导热系数为lW/m·K以上,
[0058] 130°C下的熔融粘度在IOPa·s?300Pa·s的范围内。
[0059] 根据前述技术方案,由于在热固化后的导热系数为lW/m·Κ以上,因此使用该热固 型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。另外,130°C下的熔融粘度在IOPa*S? 300Pa*s的范围内,维持薄膜的形状且粘度较低。因此,能够充分地追随印刷电路板等被粘 物的凹凸、能够抑制空隙的产生。
[0060] 在前述技术方案中,优选的是,含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量% 以上的导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒。
[0061] 含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·Κ以 上的导热性颗粒时,使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性更优异。
[0062] 在前述技术方案中,优选的是,前述导热性颗粒的平均粒径为Ιμ--以上且10 μ-- 以下。
[0063] 通过使前述导热性颗粒的平均粒径为1μm以上,能够确保热固型芯片接合薄膜 对被粘物的润湿性,使其发挥良好的粘接性,通过为10μm以下,能够使添加导热性颗粒而 带来的导热性提高的效果更加良好。
[0064] 另外,第二本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:
[0065] 准备前述所述的热固型芯片接合薄膜的工序;以及
[0066] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序。
[0067] 根据前述技术方案,由于前述热固型芯片接合薄膜在热固化后的导热系数为IW/ m·K以上,因此,使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。另外,由于 前述热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度为IOPa·s?300Pa·s的范围内,因此维 持薄膜的形状且粘度较低。因此,能够充分地追随印刷电路板等基板的凹凸、能够抑制空隙 的产生。
[0068]另外,第二本发明的带切割片的芯片接合薄膜为了解决前述的课题,其特征在于, 在切割片上层叠有前述所述的热固型芯片接合薄膜,所述切割片在基材上层叠有粘合剂 层。
[0069] 另外,第二本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:
[0070] 准备前述所述的带切割片的芯片接合薄膜的工序;
[0071] 将前述带切割片的芯片接合薄膜的热固型芯片接合薄膜与半导体晶圆的背面进 行贴合的贴合工序;
[0072] 将前述半导体晶圆与前述热固型芯片接合薄膜一起进行切割,形成芯片状的半导 体芯片的切割工序;
[0073] 将前述半导体芯片与前述热固型芯片接合薄膜一起从前述带切割片的芯片接合 薄膜拾取的拾取工序;以及
[0074] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序。
[0075] 根据前述技术方案,由于前述热固型芯片接合薄膜在热固化后的导热系数为IW/ m·Κ以上,因此使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。另外,由于前 述热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度为IOPa·s?300Pa·s的范围内,因此维持 薄膜的形状且粘度较低。因此,能够充分地追随印刷电路板等基板的凹凸、能够抑制空隙的 产生。
[0076]另外,本申请发明人等为了解决上述第三课题,针对热固型芯片接合薄膜进行了 研究。其结果发现,通过采用下述的技术方案,导热性高、且能够良好地追随被粘物的凹凸, 从而完成了第三本发明。
[0077] 第三本发明涉及一种热固型芯片接合薄膜:其包含导热性颗粒,上述导热性颗粒 的平均粒径为3μm?7μm,比表面积为lm2/g?3m2/g,上述导热性颗粒的含量相对于热固 型芯片接合薄膜整体为75重量%以上。
[0078] 第三本发明中,将导热性颗粒的平均粒径设定得较大、将比表面积设定得较小。由 此,能够提高通常的芯片接合温度(120°C?130°C)等下的流动性。其结果,能够得到良好 的凹凸追随性。另外,通过以较高的程度填充导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,能 够得到高导热性。
[0079] 上述导热性颗粒的导热系数优选为12W/m·K以上。由此,能够得到高导热性。
[0080] 上述热固型芯片接合薄膜的热阻优选为30XKr6Hi2 ·κ/w以下。
[0081] 上述导热性颗粒优选为选自由氢氧化铝颗粒、氧化锌颗粒、氮化铝颗粒、氮化硅颗 粒、碳化硅颗粒、氧化镁颗粒以及氮化硼颗粒组成的组中的至少1种。它们容易得到导热性 高、球形度高的颗粒。
[0082] 第三本发明还涉及一种半导体装置的制造方法,其包括如下工序:准备上述热固 型芯片接合薄膜的工序;以及,夹着上述热固型芯片接合薄膜,将半导体芯片芯片接合到被 粘物上的工序。
[0083] 第三本发明还涉及一种带切割片的芯片接合薄膜,其在切割片上层叠有上述热固 型芯片接合薄膜,所述切割片在基材上层叠有粘合剂层。
[0084] 第三本发明还涉及一种半导体装置的制造方法,其包括如下工序:准备上述带切 割片的芯片接合薄膜的工序;将上述带切割片的芯片接合薄膜的上述热固型芯片接合薄膜 与半导体晶圆的背面进行贴合的工序;将上述半导体晶圆与上述热固型芯片接合薄膜一起 进行切割,形成芯片状的半导体芯片的工序;将上述半导体芯片与上述热固型芯片接合薄 膜一起从上述带切割片的芯片接合薄膜拾取的工序;以及,夹着上述热固型芯片接合薄膜, 将上述半导体芯片芯片接合到被粘物上的工序。
[0085] 另外,本申请发明人等为了解决上述第四课题,对热固型芯片接合薄膜进行了研 究。其结果发现,通过采用下述的技术方案,能够提高导热性且能够抑制贴合于被粘物时与 被粘物之间产生空隙,从而完成了第四本发明。
[0086] 即,第四本发明的热固型芯片接合薄膜的特征在于,
[0087] 其含有导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,
[0088] 该热固型芯片接合薄膜的热阻为30X1(Γ6πι2 ·K/W以下,
[0089] 将热固型芯片接合薄膜的厚度记为C、将前述导热性颗粒的平均粒径记为D时,C/ D为4?30的范围内。
[0090] 根据前述技术方案,由于含有导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,因此导热 性优异。另外,由于热阻为3〇Xi(r6m2 ·κ/w以下,因此,能够将半导体芯片所放出的热有效 地散热到被粘物侧。
[0091] 另外,将前述热固型芯片接合薄膜的厚度记为C、将前述导热性颗粒的平均粒径记 为D时,C/D为4以上,导热性颗粒的平均粒径相对于热固型芯片接合薄膜的厚度,小于一 定程度。因此,能够抑制固化型芯片接合薄膜的表面产生大的凹凸。
[0092] 另外,前述C/D为30以下,导热性颗粒的平均粒径相对于热固型芯片接合薄膜的 厚度,具有某种程度的大小。因此,粘度的上升受到抑制,能够抑制贴合于被粘物时与被粘 物之间产生空隙。
[0093] 在前述技术方案中,优选的是,前述导热性颗粒的平均粒径为Ιμ--以上且10μ-- 以下。
[0094] 通过使前述导热性颗粒的平均粒径为1μm以上,能够确保热固型芯片接合薄膜 对被粘物的润湿性,使其发挥良好的粘接性,通过为10μm以下,能够使添加导热性颗粒而 带来的导热性提高的效果更加良好。
[0095] 在前述技术方案中,优选的是,热固型芯片接合薄膜的厚度为60μm以下。
[0096] 热固型芯片接合薄膜的厚度为60μm以下时,能够将来自半导体芯片的热有效地 放出至外部。因此,能够提高使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性。[0097] 在前述技术方案中,优选的是,前述导热性颗粒的含量相对于热固型芯片接合薄 膜整体为75重量%以上。
[0098] 前述导热性颗粒的含量相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上时,使 用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性更优异。
[0099] 另外,第四本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:
[0100] 准备前述所述的热固型芯片接合薄膜的工序;以及
[0101] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序。
[0102] 根据前述技术方案,由于前述热固型芯片接合薄膜含有导热系数为12W/m·Κ以上 的导热性颗粒,因此导热性优异。因此,使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散 热性优异。另外,由于前述热固型芯片接合薄膜的热阻为30Xl(T6m2·K/W以下,因此能够 将来自半导体芯片的热有效地散热到被粘物侧。
[0103] 另外,将前述热固型芯片接合薄膜的厚度记为C、将前述导热性颗粒的平均粒径记 为D时,C/D为4以上,导热性颗粒的平均粒径相对于热固型芯片接合薄膜的厚度,小于一 定程度。因此,能够抑制固化型芯片接合薄膜的表面产生大的凹凸。
[0104] 另外,前述C/D为30以下,导热性颗粒的平均粒径相对于热固型芯片接合薄膜的 厚度,具有某种程度的大小。因此,粘度的上升受到抑制,能够抑制贴合于被粘物时与被粘 物之间产生空隙。
[0105] 另外,第四本发明的带切割片的芯片接合薄膜为了解决前述的课题,其特征在于, 在切割片上层叠有前述所述的热固型芯片接合薄膜,所述切割片在基材上层叠有粘合剂 层。
[0106] 另外,第四本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:
[0107] 准备前述所述的带切割片的芯片接合薄膜的工序;
[0108] 将前述带切割片的芯片接合薄膜的热固型芯片接合薄膜与半导体晶圆的背面进 行贴合的贴合工序;
[0109] 将前述半导体晶圆与前述热固型芯片接合薄膜一起进行切割,形成芯片状的半导 体芯片的切割工序;
[0110] 将前述半导体芯片与前述热固型芯片接合薄膜一起从前述带切割片的芯片接合 薄膜拾取的拾取工序;以及
[0111] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序。
[0112] 根据前述技术方案,由于前述热固型芯片接合薄膜含有导热系数为12W/m·Κ以上 的导热性颗粒,因此导热性优异。因此,使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散 热性优异。另外,由于前述热固型芯片接合薄膜的热阻为30Xl(T6m2 ?K/W以下,因此,能够 将来自半导体芯片的热有效地散热到被粘物侧。
[0113] 另外,将前述热固型芯片接合薄膜的厚度记为C、将前述导热性颗粒的平均粒径记 为D时,C/D为4以上,导热性颗粒的平均粒径相对于热固型芯片接合薄膜的厚度,小于一 定程度。因此,能够抑制固化型芯片接合薄膜的表面产生大的凹凸。
[0114] 另外,前述C/D为30以下,导热性颗粒的平均粒径相对于热固型芯片接合薄膜的 厚度,具有某种程度的大小。因此,粘度的上升受到抑制,能够抑制贴合于被粘物时与被粘 物之间产生空隙。
[0115] 另外,本申请发明人等为了解决上述第五课题,对半导体装置的制造方法进行了 研究。其结果发现,通过采用下述的技术方案,即使在芯片接合薄膜与基板之间产生了空 隙,也能够降低由空隙导致的影响,从而完成了第五本发明。
[0116] 即,第五本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:
[0117] 准备热固型芯片接合薄膜的工序,所述热固型芯片接合薄膜含有相对于热固型芯 片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,该热固型芯 片接合薄膜在热固化后的导热系数为lW/m·K以上;
[0118] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接合工 序;以及
[0119] 在压力为1?20kg/cm2的条件下,将前述热固型芯片接合薄膜在加热温度80? 200°C、加热时间0. 1?24小时的范围内进行加热,由此使其热固化的热固化工序。
[0120] 根据前述技术方案,由于热固型芯片接合薄膜含有相对于热固型芯片接合薄膜整 体为75重量%以上的导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,该热固型芯片接合薄膜在 热固化后的导热系数为lW/m·K以上,因此具有高导热性。
[0121] 另外,使前述热固型芯片接合薄膜热固化的热固化工序在压力为1?20kg/cm2的 条件下(加压条件下)进行。因此,假如在芯片接合工序中,即使在芯片接合薄膜与被粘物 之间产生了空隙,也会使其在树脂中分散并在外观上消失而不会膨胀。其结果,能够降低由 空隙导致的影响。
[0122] 在前述技术方案中,优选的是,前述导热性颗粒的平均粒径为Ιμ--以上且10μ-- 以下。
[0123] 通过使前述导热性颗粒的平均粒径为1μm以上,能够确保热固型芯片接合薄膜 对被粘物的润湿性,使其发挥良好的粘接性,通过为10μm以下,能够使添加导热性颗粒而 带来的导热性提高的效果更加良好。
[0124] 另外,第五本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,其包括如下工序:
[0125] 准备在切割片上层叠有热固型芯片接合薄膜的带切割片的芯片接合薄膜的工序, 所述热固型芯片接合薄膜含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系 数为12W/m·K以上的导热性颗粒,该热固型芯片接合薄膜在热固化后的导热系数为IW/ m·K以上;
[0126] 将前述带切割片的芯片接合薄膜的热固型芯片接合薄膜与半导体晶圆的背面进 行贴合的贴合工序;
[0127] 将前述半导体晶圆与前述热固型芯片接合薄膜一起进行切割,形成芯片状的半导 体芯片的切割工序;
[0128] 将前述半导体芯片与前述热固型芯片接合薄膜一起从前述带切割片的芯片接合 薄膜上拾取的拾取工序;
[0129] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序;以及
[0130] 在压力为1?20kg/cm2的条件下,将前述热固型芯片接合薄膜在加热温度80? 200°C、加热时间0. 1?24小时的范围内进行加热,由此使其热固化的热固化工序。
[0131] 根据前述技术方案,由于热固型芯片接合薄膜含有相对于热固型芯片接合薄膜整 体为75重量%以上的导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,该热固型芯片接合薄膜在 热固化后的导热系数为lW/m·K以上,因此具有高导热性。
[0132] 另外,使前述热固型芯片接合薄膜热固化的热固化工序在压力为1?20kg/cm2的 条件下(加压条件下)进行。因此,假如在芯片接合工序中,即使在芯片接合薄膜与被粘物 之间产生了空隙,也会使其在树脂中分散并在外观上消失而不会膨胀。其结果,能够降低由 空隙导致的影响。
[0133] 另外,由于在切割片上预先层叠有热固型芯片接合薄膜,因此能够省略在切割片 上贴附热固型芯片接合薄膜的工序。
[0134] 在前述技术方案中,优选的是,前述导热性颗粒的平均粒径为Ιμ--以上且10μ-- 以下。
[0135] 通过使前述导热性颗粒的平均粒径为1μm以上,能够确保热固型芯片接合薄膜 对被粘物的润湿性,使其发挥良好的粘接性,通过为10μm以下,能够使添加导热性颗粒而 带来的导热性提高的效果更加良好。

【专利附图】

【附图说明】
[0136] 图1为表示第一本发明的一个实施方式的带切割片的芯片接合薄膜的剖面示意 图。
[0137]图2为表示第一本发明的其它实施方式的带切割片的芯片接合薄膜的剖面示意 图。
[0138] 图3为用于说明本实施方式的半导体装置的一个制造方法的剖面示意图。
[0139] 附图标记说明
[0140] 1 基材
[0141] 2 粘合剂层
[0142] 3、3' 芯片接合薄膜(热固型芯片接合薄膜)
[0143] 4 半导体晶圆
[0144] 5 半导体芯片
[0145]6 被粘物
[0146] 7 接合引线
[0147] 8 封装树脂
[0148] 10、12 带切割片的芯片接合薄膜
[0149] 11 切割片

【具体实施方式】
[0150](带切割片的芯片接合薄膜)
[0151] 以下对第一本发明的一个实施方式的热固型芯片接合薄膜(以下也称为"芯片接 合薄膜")以及带切割片的芯片接合薄膜进行说明。本实施方式的芯片接合薄膜可列举出: 在以下说明的带切割片的芯片接合薄膜中未贴合切割片的状态的芯片接合薄膜。因此,以 下对带切割片的芯片接合薄膜进行说明,关于芯片接合薄膜在其中进行说明。图1为表示 第一本发明的一个实施方式的带切割片的芯片接合薄膜的剖面示意图。图2为表示第一本 发明的其它实施方式的其它带切割片的芯片接合薄膜的剖面示意图。
[0152] 如图1所示,带切割片的芯片接合薄膜10具备在切割片11上层叠有热固型芯片 接合薄膜3的构成。切割片11是在基材1上层叠粘合剂层2而构成的,芯片接合薄膜3设 置在该粘合剂层2上。另外,第一本发明可以为如图2所示的带切割片的芯片接合薄膜12 那样地、仅在工件贴附部分形成有芯片接合薄膜3'的构成。
[0153]前述基材1具有紫外线透射性,且成为带切割片的芯片接合薄膜10、12的强度 基体。例如可列举出低密度聚乙烯、直链状聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密 度聚乙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃;乙 烯-醋酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸 酯(无规、交替)共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二 醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、 聚酰胺、全芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、芳纶(纸)、玻璃、玻璃布、氟树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯 乙烯、纤维素系树脂、硅树脂、金属(箔)、纸等。
[0154] 另外,作为基材1的材料,可列举出前述树脂的交联体等聚合物。前述塑料薄膜可 以无拉伸地使用,也可以根据需要使用实施了单轴或双轴的拉伸处理的塑料薄膜。若利用 通过拉伸处理等而赋予了热收缩性的树脂片,通过在切割后使该基材1热收缩而降低粘合 剂层2与芯片接合薄膜3、3'的粘接面积,能够实现半导体芯片的回收的容易化。
[0155] 为了提高与相邻的层的密合性、保持性等,基材1的表面可以实施惯用的表面处 理,例如铬酸处理、臭氧暴露、火焰暴露、高压电击暴露、离子化放射线处理等化学处理或物 理处理;利用底涂剂(例如后述的粘合物质)的涂布处理。前述基材1可以适当选择使用 同种或不同种的基材,可以根据需要使用共混有数种而得到的基材。
[0156] 对基材1的厚度没有特别限定,可以适当决定,通常为5?200μm左右。
[0157] 作为用于形成粘合剂层2的粘合剂,没有特别限定,例如可以使用丙烯酸类粘合 齐IJ、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘合剂。作为前述压敏性粘合剂,从半导体晶圆、玻璃等 怕污染的电子部件的利用超纯水、醇等有机溶剂的清洁清洗性等方面出发,优选以丙烯酸 类聚合物为基础聚合物的丙烯酸类粘合剂。
[0158] 作为前述丙烯酸类聚合物,例如可列举出:将(甲基)丙烯酸烷基酯(例如甲酯、 乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、仲丁酯、叔丁酯、戊酯、异戊酯、己酯、庚酯、辛酯、2-乙基 己酯、异辛酯、壬酯、癸酯、异癸酯、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数1?30、尤其是碳数4?18的直链状或支链 状的烷基酯等)以及(甲基)丙烯酸环烷基酯(例如环戊酯、环己酯等)中的1种或两种 以上用作单体成分的丙烯酸类聚合物等。需要说明的是,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯 和/或甲基丙烯酸酯,第一本发明的(甲基)全部为相同的意义。
[0159] 出于内聚力、耐热性等改性的目的,前述丙烯酸类聚合物可以根据需要包含对应 于能够与前述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷基酯共聚的其它单体成分的单元。作为这样的 单体成分,例如可列举出丙烯酸、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、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基的单体;马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体; (甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁 酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟 基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯、(甲基)丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等 含羟基的单体;苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2_(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙 烯酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基的单体; 2-羟基乙基丙烯酰磷酸酯等含磷酸基的单体;丙烯酰胺、丙烯腈等。这些能够共聚的单体 成分可以使用1种或两种以上。这些能够共聚的单体的用量优选为全部单体成分的40重 量%以下。
[0160]进而,前述丙烯酸类聚合物为了进行交联,也可以根据需要包含多官能性单体等 作为共聚用单体成分。作为这样的多官能性单体,例如可列举出己二醇二(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、三羟甲基丙烷三(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、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酉旨(甲 基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。这些多官能性单体也可以使用1种或两 种以上。从粘合特性等方面出发,多官能性单体的用量优选为全部单体成分的30重量%以 下。
[0161] 前述丙烯酸类聚合物可以通过使单一单体或两种以上的单体混合物聚合而得到。 聚合也可以以溶液聚合、乳液聚合、本体聚合、悬浮聚合等任意方式来进行。从防止对清洁 的被粘物的污染等的方面出发,优选低分子量物质的含量少。从这一点出发,丙烯酸类聚合 物的数均分子量优选为10万以上、进一步优选为20万?300万左右、特别优选为30万? 100万左右。
[0162] 另外,在前述粘合剂中,为了提高作为基础聚合物的丙烯酸类聚合物等的数均分 子量,也可以适当采用外部交联剂。作为外部交联方法的具体手段,可列举出:添加多异氰 酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺系交联剂等所谓的交联剂并使其反应的 方法。使用外部交联剂时,其用量根据其与要交联的基础聚合物的平衡、进而根据作为粘合 剂的使用用途来适当决定。通常优选的是,相对于前述基体聚合物100重量份,配混5重量 份左右以下、进而0. 1?5重量份。进而,在粘合剂中,根据需要,除了前述成分之外,也可 以使用以往公知的各种赋粘剂、防老剂等添加剂。
[0163] 粘合剂层2可以利用放射线固化型粘合剂来形成。放射线固化型粘合剂可以通过 照射紫外线等放射线而使交联度增加、使其粘合力容易地降低,通过仅对图2所示的粘合 剂层2的与工件贴附部分相对应的部分2a照射放射线,能够设置与其它部分2b的粘合力 之差。
[0164]另外,通过根据图2所示的芯片接合薄膜3'来使放射线固化型的粘合剂层2进行 固化,能够容易地形成粘合力显著降低的前述部分2a。由于芯片接合薄膜3'贴附在固化并 且粘合力降低的前述部分2a处,因此粘合剂层2的前述部分2a与芯片接合薄膜3'的界面 具备在拾取时会容易地剥离的性质。另一方面,未照射放射线的部分具有充分的粘合力,形 成前述部分2b。需要说明的是,对粘合剂层照射放射线可以在切割之后且拾取之前进行。
[0165] 如前所述,在图1所示的带切割片的芯片接合薄膜10的粘合剂层2中,由未固化 的放射线固化型粘合剂形成的前述部分2b与芯片接合薄膜3粘合,可以确保切割时的保持 力。这样,放射线固化型粘合剂能够粘接/剥离的平衡良好地支撑用于将芯片状工件(半 导体芯片等)固定在基板等被粘物上的芯片接合薄膜3。在图2所示的带切割片的芯片接 合薄膜11的粘合剂层2中,前述部分2b可以固定晶圆环。
[0166] 放射线固化型粘合剂只要具有碳-碳双键等放射线固化性的官能团且显示粘合 性,就可以没有特别限制地使用。作为放射线固化型粘合剂,例如可例示出在前述丙烯酸类 粘合剂、橡胶类粘合剂等通常的压敏性粘合剂中配混放射线固化性的单体成分、低聚物成 分而成的添加型放射线固化型粘合剂。
[0167] 作为所配混的放射线固化性的单体成分,例如可列举出氨基甲酸酯低聚物、氨基 甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(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、二季戊四醇单羟基五 (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。 另外,放射线固化性的低聚物成分可列举出氨基甲酸酯系、聚醚系、聚酯系、聚碳酸酯系、聚 丁二烯系等各种低聚物,其分子量在100?30000左右的范围内是适当的。放射线固化性 的单体成分、低聚物成分的配混量可以根据前述粘合剂层的种类来适当决定能够降低粘合 剂层的粘合力的量。通常,相对于构成粘合剂的丙烯酸类聚合物等基础聚合物100重量份, 例如为5?500重量份、优选为40?150重量份左右。
[0168] 另外,作为放射线固化型粘合剂,除了前述说明的添加型放射线固化型粘合剂之 夕卜,还可列举出使用了在聚合物侧链或主链中或者在主链末端具有碳-碳双键的聚合物作 为基础聚合物的内在型放射线固化型粘合剂。内在型放射线固化型粘合剂不需要含有或不 大量含有属于低分子成分的低聚物成分等,因此,低聚物成分等不会经时地在粘合剂层中 移动,能够形成层结构稳定的粘合剂层,故而优选。
[0169] 前述具有碳-碳双键的基础聚合物可以没有特别限制地使用具有碳-碳双键且具 有粘合性的聚合物。作为这样的基础聚合物,优选以丙烯酸类聚合物作为基本骨架。作为 丙烯酸类聚合物的基本骨架,可列举出前述例示出的丙烯酸类聚合物。
[0170] 对向前述丙烯酸类聚合物中导入碳-碳双键的方法没有特别限定,可以采用各种 方法,从分子设计的方面来看,将碳-碳双键导入聚合物侧链是容易的。例如可列举出如下 方法:预先使丙烯酸类聚合物与具有官能团的单体进行共聚,然后使具有能够与该官能团 反应的官能团和碳-碳双键的化合物在维持碳-碳双键的放射线固化性的状态下进行缩聚 或加成反应的方法。
[0171] 作为这些官能团的组合的例子,可列举出羧酸基与环氧基、羧酸基与氮丙啶基、羟 基与异氰酸酯基等。这些官能团的组合之中,从追踪反应的容易程度出发,羟基与异氰酸 酯基的组合是适宜的。另外,只要是通过这些官能团的组合来生成具有前述碳-碳双键的 丙烯酸类聚合物这样的组合,则官能团可以在丙烯酸类聚合物和前述化合物中的任一侧, 但在前述的优选组合中,丙烯酸类聚合物具有羟基且前述化合物具有异氰酸酯基的情况是 适宜的。此时,作为具有碳-碳双键的异氰酸酯化合物,例如可列举出甲基丙烯酰基异氰酸 酯、2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯、间异丙烯基-α,α-二甲基苄基异氰酸酯等。另外, 作为丙烯酸类聚合物,可以使用将前述例示的含羟基的单体、2-羟基乙基乙烯基醚、4-羟 基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚的醚系化合物等共聚而成的聚合物。
[0172] 前述内在型放射线固化型粘合剂可以单独使用前述具有碳-碳双键的基础聚合 物(尤其是丙烯酸类聚合物),也可以在不会使特性恶化的程度下配混前述放射线固化性 的单体成分、低聚物成分。放射线固化性的低聚物成分等通常相对于基础聚合物100重量 份为30重量份的范围内,优选为0?10重量份的范围内。
[0173] 前述放射线固化型粘合剂在利用紫外线等进行固化时含有光聚合引发剂。作 为光聚合引发剂,例如可列举出4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮、α-羟 基-α,α二甲基苯乙酮、2-甲基-2-羟基苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮等α-酮醇 系化合物;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-吗啉代丙烷-1-酮等苯乙酮系化合物;苯偶姻乙基醚、苯 偶姻异丙基醚、茴香偶姻甲基醚等苯偶姻醚系化合物;苄基二甲基缩酮等缩酮系化合物; 2_萘磺酰氯等芳香族磺酰氯系化合物;1-苯酮-1,1-丙二醇-2-(0-乙氧基羰基)肟等光 活性肟系化合物;二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、3, 3' -二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲 酮系化合物;噻吨酮、2-氯代噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2, 4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、 2, 4-二氯代噻吨酮、2, 4-二乙基噻吨酮、2, 4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮系化合物;樟脑醌; 卤代酮;酰基氧化膦;酰基膦酸酯等。光聚合引发剂的配混量相对于构成粘合剂的丙烯酸 类聚合物等基础聚合物100重量份,例如为〇. 05?20重量份左右。
[0174] 另外,作为放射线固化型粘合剂,例如可列举出日本特开昭60-196956号公报中 公开的、含有具有2个以上不饱和键的加成聚合性化合物、具有环氧基的烷氧基硅烷等光 聚合性化合物与羰基化合物、有机硫化合物、过氧化物、胺、鎗盐系化合物等光聚合引发剂 的橡胶类粘合剂、丙烯酸类粘合剂等。
[0175]前述放射线固化型的粘合剂层2中,根据需要,也可以含有利用放射线照射而着 色的化合物。通过在粘合剂层2中包含利用放射线照射而着色的化合物,能够仅将进行了 放射线照射的部分着色。即,能够将图1所示的与工件贴附部分3a相对应的部分2a着色。 因此,能够通过目视直接判断是否对粘合剂层2进行了放射线照射,容易识别工件贴附部 分3a,容易贴合工件。另外,利用光传感器等检测半导体芯片时,其检测精度提高,在半导体 芯片的拾取时不会产生误操作。
[0176] 利用放射线照射而着色的化合物是在照射放射线前呈无色或浅色,通过放射线照 射而变成有色的化合物。作为该化合物的优选具体例,可列举出隐色染料。作为隐色染料, 优选使用惯用的三苯基甲烷系、荧烷系、吩噻嗪系、金胺系、螺吡喃系。具体而言,可列举出 3-[N-(对甲苯基氨基)]-7-苯胺基荧烷、3-[N-(对甲苯基)-N-甲基氨基]-7-苯胺基荧 烧、3-[N_(对甲苯基)-N_乙基氨基]-7-苯胺基突烧、3-二乙基氨基-6-甲基-7-苯胺基 荧烷、结晶紫内酯、4,4',4"_三(二甲基氨基)三苯基甲醇、4,4',4"_三(二甲基氨基) 二苯基甲烧等。
[0177]作为优选与这些隐色染料共同使用的显色剂,可列举出以往以来使用的酚醛树脂 的初始聚合物、芳香族羧酸衍生物、活性白土等电子受体,进而,在使色调变化的情况下,也 可以组合使用各种公知的显色剂。
[0178] 这样的利用放射线照射而着色的化合物可以暂时溶于有机溶剂等后包含在放射 线固化型粘合剂中,或者也可以制成微粉末状而包含在该粘合剂中。理想的是,该化合物的 使用比率在粘合剂层2中为10重量%以下、优选为0. 01?10重量%、进一步优选为0. 5? 5重量%。该化合物的比率超过10重量%时,对粘合剂层2照射的放射线被该化合物过度 吸收,因此粘合剂层2的前述部分2a的固化变得不充分,有时粘合力不会充分地降低。另 一方面,为了使其充分地着色,优选使该化合物的比率为〇. 01重量%以上。
[0179] 利用放射线固化型粘合剂形成粘合剂层2时,可以按照使粘合剂层2中的前述部 分2a的粘合力〈其它部分2b的粘合力的方式对粘合剂层2的一部分照射放射线。
[0180] 作为在前述粘合剂层2形成前述部分2a的方法,可列举出:在支撑基材1上形成 放射线固化型的粘合剂层2后,对前述部分2a局部照射放射线而使其固化的方法。局部的 放射线照射可以隔着形成有与工件贴附部分3a以外的部分3b等相对应的图案的光掩模来 进行。另外,可列举出点状(spot)地照射紫外线而使其固化的方法等。放射线固化型的粘 合剂层2的形成可以通过将设置在隔离膜上的粘合剂层2转印到支撑基材1上来进行。局 部的放射线固化也可以对设置在隔离膜上的放射线固化型的粘合剂层2进行。
[0181]另外,利用放射线固化型粘合剂来形成粘合剂层2时,使用对支撑基材1的至少单 面的、除与工件贴附部分3a相对应的部分以外的部分的全部或一部分进行了遮光的支撑 基材1,在形成放射线固化型的粘合剂层2后对其照射放射线,使与工件贴附部分3a相对应 的部分固化,从而能够形成粘合力降低的前述部分2a。作为遮光材料,可以通过在支撑薄膜 上将能够成为光掩模的材料进行印刷、蒸镀等来制作。根据该制造方法,能够高效地制造第 一本发明的带切割片的芯片接合薄膜10。
[0182] 需要说明的是,在照射放射线时,在发生因氧气引起的固化阻碍的情况下,理想的 是,用某种方法从放射线固化型的粘合剂层2的表面隔绝氧气(空气)。例如可列举出:将 前述粘合剂层2的表面用隔离膜覆盖的方法、在氮气气氛中进行紫外线等放射线的照射的 方法等。
[0183] 对粘合剂层2的厚度没有特别限定,从防止芯片切断面的缺损、粘接层的固定保 持的兼顾性等方面来看,优选为1?50μm左右。优选为2?30μm、进一步优选为5? 25μm〇
[0184] 芯片接合薄膜3、3'在热固化后的导热系数为lW/m*K以上,优选为1.2W/m*K以 上,更优选为I. 5W/m·K以上。由于热固化后的导热系数为lW/m·K以上,因此使用芯片接 合薄膜3、3'制造的半导体装置的散热性优异。需要说明的是,芯片接合薄膜3、3'在热固 化后的导热系数越高越优选,但例如为20W/m·K以下。
[0185] 第一本发明中,"热固化后的导热系数"是指以130°C加热1小时、接着以175°C加 热5小时后的导热系数。另外,"热固化后的芯片接合薄膜"是指将从热固化前的状态(制 成芯片接合薄膜后的状态)起到热固化完全结束为止所产生的反应热量记为100%时,从 "热固化后的芯片接合薄膜"的状态起到热固化完全结束为止所产生的反应热量为5%以下 的薄膜。需要说明的是,上述反应热量使用通过差示扫描量热测定(DSC)而得到的值。
[0186] 另外,芯片接合薄膜3、3'在130°C下以50秒η的剪切速率测定的熔融粘度为 200Pa·s以下、优选在1?200Pa·s的范围内、更优选在20?185Pa·s的范围内。由 于在130°C下以50秒η的剪切速率测定的熔融粘度、S卩130°C的高速剪切时的熔融粘度为 200Pa*s以下,因此,通过将芯片接合薄膜3、3'贴附于被粘物时的压力,热固型芯片接合薄 膜的粘度降低。因此,能够充分地追随印刷电路板等被粘物的凹凸、能够抑制空隙的产生。
[0187] 另外,芯片接合薄膜3、3'以剪切速率5秒η测定的130°C下的熔融粘度为 IOPa·s?300Pa·s的范围内、优选为20Pa·s?280Pa·s的范围内、更优选为50Pa·s? 250Pa·s的范围内。由于以5秒η的剪切速率测定的130°C下的熔融粘度在IOPa·s? 300Pa*s的范围内,因此维持薄膜的形状且粘度较低。因此,能够充分地追随印刷电路板等 被粘物的凹凸、能够抑制空隙的产生。
[0188] 另外,芯片接合薄膜3、3'含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上、 优选含有80重量%以上、更优选含有85重量%以上的导热系数为12W/m·Κ以上的导热性 颗粒。另外,前述导热性颗粒的含量越多越优选,但从制膜性的观点出发,例如为93重量% 以下。由于含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,因此使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性更优异。 需要说明的是,导热性颗粒的导热系数可以由利用X射线结构分析而得到的导热性颗粒的 晶体结构来推测。
[0189]前述导热性颗粒优选为选自由氧化铝颗粒(导热系数:36W/m·K)、氧化锌颗粒 (导热系数:54W/m·Κ)、氮化铝颗粒(导热系数:150W/m·Κ)、氮化硅颗粒(导热系数:27W/ m·K)、碳化硅颗粒(导热系数:200W/m·K)、氧化镁颗粒(导热系数:59W/m·K)、以及氮化 硼颗粒(导热系数:60W/m·Κ)组成的组中的至少1种颗粒。尤其氧化铝为高导热系数,从 分散性、获取容易性的方面来看是优选的。另外,氮化硼由于具有更高的导热系数,因此可 适宜地使用。
[0190] 导热性颗粒优选利用硅烷偶联剂进行了处理(前处理)。由此,导热性颗粒的分散 性变得良好、能够使导热性颗粒大量填充化。
[0191] 作为硅烷偶联剂,优选包含硅原子、水解性基团以及有机官能团的硅烷偶联剂。
[0192] 水解性基团键合于硅原子。
[0193] 作为水解性基团,例如可列举出甲氧基、乙氧基等。其中,从水解速度快、容易处理 之类的理由出发,优选为甲氧基。
[0194] 从能够与导热性颗粒进行交联且硅烷偶联剂彼此交联、并且即使导热性颗粒表面 的交联点少也能够用硅烷偶联剂对导热性颗粒整体进行表面处理的方面出发,硅烷偶联剂 中的水解性基团的数量优选为2?3个、更优选为3个。
[0195] 有机官能团键合于娃原子。
[0196] 作为有机官能团,例如可列举出包含丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基、苯基氨基 等的有机官能团。其中,由于与环氧树脂没有反应性、进行了处理的导热性颗粒的保存稳定 性良好,因此优选丙烯酰基。
[0197] 需要说明的是,由于具有与环氧基的反应性高的官能团时,会与环氧树脂发生反 应,因此保存稳定性、流动性降低。从抑制流动性降低的方面出发,作为有机官能团,优选不 含伯氣基、疏基或异氛酸醋基。
[0198] 硅烷偶联剂中的有机官能团的数量优选为1个。由于硅原子形成四个键,因此有 机官能团多时,水解基团的数量会不足。
[0199] 娃烧偶联剂可以进一步包含与娃原子键合的烧基。通过使娃烧偶联剂包含烧基, 可以使反应性比甲基丙烯酰基更低,能够防止由急剧的反应导致的表面处理的偏差。作为 烷基,可列举出甲基、二甲基等。其中,优选为甲基。
[0200] 作为硅烷偶联剂,具体而言,可列举出2_(3, 4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、 3_环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲 基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙 氧基娃烧、甲基二甲氧基娃烧、甲基二乙氧基娃烧、苯基二甲氧基娃烧、苯基二乙氧基娃烧、 N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙 烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧 基丙基二乙氧基娃烧等。
[0201] 作为利用硅烷偶联剂来处理导热性颗粒的方法,没有特别限定,可列举出:在溶剂 中将导热性颗粒与硅烷偶联剂进行混合的湿法、在气相中对导热性颗粒和硅烷偶联剂进行 处理的干法等。
[0202] 对硅烷偶联剂的处理量没有特别限定,优选的是,相对于导热性颗粒100重量份, 处理0. 05?5重量份的硅烷偶联剂。
[0203] 作为前述导热性颗粒的形状,没有特别限定,例如可以使用片状(flake)、针状、丝 状、球状、鳞片状的颗粒,从提高分散性、填充率的方面来看,优选为球状。
[0204] 前述导热性颗粒的平均粒径优选为1μm以上且10μm以下、更优选为1. 5μm以 上且8μm以下。通过使前述导热性颗粒的平均粒径为1μm以上,能够确保热固型芯片接 合薄膜对被粘物的润湿性,使其发挥良好的粘接性。另外,通过使前述导热性颗粒的平均粒 径为10μm以下,能够使通过添加导热性颗粒而导热性提高的效果更加良好。另外,通过使 前述导热性颗粒的平均粒径在前述数值范围内,能够减薄热固型芯片接合薄膜的厚度,进 而能够使半导体芯片高层叠化,并且能够防止由于导热性颗粒从热固型芯片接合薄膜突出 而导致芯片裂纹的产生。需要说明的是,导热性颗粒的平均粒径是利用光度式的粒度分布 计(H0RIBA,LTD.制、装置名;LA-910)求出的值。
[0205] 另外,作为前述导热性颗粒,可以使用平均粒径不同的两种以上导热性颗粒。这是 因为,通过使用平均粒径不同的两种以上导热性颗粒,能够容易地提高填充率。
[0206] 对芯片接合薄膜3、3'的层叠结构没有特别限定,例如可列举出:仅由粘接剂层单 层形成的结构、在芯材料的单面或两面形成有粘接剂层的多层结构等。作为前述芯材料,可 列举出薄膜(例如聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二 醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等)、用玻璃纤维、塑料制无纺纤维进行了强化的树脂基板、硅基板 或玻璃基板等。
[0207] 芯片接合薄膜3、3'优选包含热塑性树脂、热固性树脂等树脂成分。
[0208] 作为前述热固性树脂,可列举出酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、 聚氨酯树脂、硅树脂或者热固性聚酰亚胺树脂等。这些树脂可以单独使用或者组合两种以 上使用。特别优选为包含腐蚀半导体芯片的离子性杂质等较少的环氧树脂。另外,作为环 氧树脂的固化剂,优选为酚醛树脂。
[0209] 前述环氧树脂只要是作为芯片接合用途的粘接剂而通常使用的树脂就没有特别 限定,例如可以使用双酚A型、双酚F型、双酚S型、溴化双酚A型、氢化双酚A型、双酚AF 型、联苯型、萘型、芴型、苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三羟基苯基甲烷型、四(苯基 轻基)乙烧(Tetraphenylolethane)型等二官能环氧树脂、多官能环氧树脂;或者乙内酰脲 型、三缩水甘油基异氰脲酸酯型或缩水甘油胺型等环氧树脂。它们可以单独使用或组合两 种以上使用。在这些环氧树脂之中,特别优选为酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三 羟基苯基甲烷型树脂或四苯基乙烷型环氧树脂。这是因为,这些环氧树脂富有与作为固化 剂的酚醛树脂的反应性,耐热性等优异。
[0210] 另外,前述环氧树脂可以将在室温(23°C)下呈固态的树脂与在室温(23°C)下呈 液态的树脂这两种组合使用。通过对在室温下呈固态的环氧树脂添加在室温下呈液态的环 氧树脂,能够改善形成薄膜时的脆弱性、能够提高操作性。
[0211] 进而,前述酚醛树脂作为前述环氧树脂的固化剂而起作用,例如可列举出苯酚酚 醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、壬基苯酚酚 醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂;甲阶酚醛型酚醛树脂、聚对氧苯乙烯等聚氧苯乙烯等。 它们可以单独使用,或者组合两种以上使用。在这些酚醛树脂之中,特别优选苯酚酚醛清漆 树脂、苯酚芳烷基树脂。这是因为能够提高半导体装置的连接可靠性。
[0212] 在前述热固性树脂(例如环氧树脂、酚醛树脂)之中,从能够降低在施加低速剪切 应力(例如5秒4的剪切速率)下的热固型芯片接合薄膜在130°C下的熔融粘度的观点出 发,优选软化点为l〇〇°C以下的树脂。
[0213] 另外,在前述热固性树脂(例如环氧树脂、酚醛树脂)之中,优选包含在室温下呈 液态的树脂。含有多种热固性树脂时,至少一种热固性树脂在室温下呈液态即可。前述热 固性树脂包含在室温下呈液态的树脂时,能够更加充分地追随被粘物的凹凸,能够抑制空 隙的发生。
[0214] 需要说明的是,环氧树脂的软化点可以通过JISK7234-1986中规定的环球法来测 定。另外,酚醛树脂的软化点可以通过JISK6910-2007中规定的环球法来测定。
[0215] 关于前述环氧树脂与酚醛树脂的配混比例,例如,适宜的是,以酚醛树脂中的羟基 相对于前述环氧树脂成分中的环氧基1当量为〇. 5?2. 0当量的方式进行配混。更适宜为 0. 8?1. 2当量。即,这是因为,两者的配混比例偏离前述范围时,不会进行充分的固化反 应,环氧树脂固化物的特性容易劣化。
[0216] 作为前述热塑性树脂,可列举出天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡 胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯树 月旨、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、6-尼龙、6, 6-尼龙等聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙 烯酸类树脂、PET、PBT等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂或氟树脂等。这些热塑性树脂可 以单独使用,或者组合两种以上使用。在这些热塑性树脂之中,特别优选离子性杂质少、耐 热性高、能够确保半导体芯片的可靠性的丙烯酸类树脂。
[0217] 作为前述丙烯酸类树脂,没有特别限定,可列举出将具有碳数30以下、尤其是碳 数4?18的直链或支链的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯中的1种或两种以上作为成分 的聚合物(丙烯酸类共聚物)等。作为前述烷基,例如可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正 丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、 异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或者十二 烧基等。
[0218] 另外,作为形成前述聚合物的其它单体,没有特别限定,例如可列举出丙烯酸、甲 基丙烯酸、丙烯酸羧基乙酯、丙烯酸羧基戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸或巴豆酸等之类的含 羧基的单体;马来酸酐或衣康酸酐等之类的酸酐单体;(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲 基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、 (甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基 月桂酯或甲基丙烯酸(4-羟基甲基环己基)甲酯等之类的含羟基的单体;苯乙烯磺酸、烯丙 基磺酸、2_(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙磺酸、磺基丙基(甲基) 丙烯酸酯或(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等之类的含磺酸基的单体;或者,2-羟基乙基丙烯 酰磷酸酯等之类的含磷酸基的单体。
[0219] 作为前述热固性树脂与前述热塑性树脂的配混比例,将前述热固性树脂的含有重 量份记为A、将前述热塑性树脂的含有重量份记为B时,A/B优选为5以上、更优选为7以上、 进一步优选为9以上。需要说明的是,在本说明书中,热固性树脂的分子量低于5000,热塑 性树脂的分子量为5000以上。
[0220] 树脂成分的含量相对于芯片接合薄膜3、3'整体优选为7重量%以上。树脂成分 的含量相对于芯片接合薄膜3、3'整体优选为25重量%以下、更优选为20重量%以下、进 一步优选为15重量%以下。
[0221] 作为树脂成分(热固性树脂与热塑性树脂的合计量)中的热固性树脂的配混比 率,只要是在规定条件下加热时芯片接合薄膜3、3'会发挥作为热固型的功能的程度,就没 有特别限定,为了降低在130°C下的低速剪切时(5秒η的剪切速率)的熔融粘度,优选为 75?99重量%的范围内、更优选为85?98重量%的范围内。
[0222] 另外,作为树脂成分中的热塑性树脂的配混比率,为了降低在130°C下的低速剪切 时(5秒η的剪切速率)的熔融粘度,优选为1?25重量%的范围内、更优选为2?15重 量%的范围内。
[0223] 芯片接合薄膜3、3'优选包含固化催化剂。由此,能够促进环氧树脂与酚醛树脂等 固化剂的热固化。作为固化催化剂,没有特别限定,例如可列举出四苯基硼四苯基鱗(商品 名:TPP-K)、四(对甲苯基硼)四苯基鱗(商品名:TPP-MK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名: TPP-S)等磷-硼系固化催化剂(均为北兴化学工业株式会社制)。其中,从潜伏性优异因 而在室温下的保存稳定性良好的观点出发,优选为四(对甲苯基硼)四苯基鱗。
[0224] 固化催化剂的含量可以适当设定,相对于热固性树脂100重量份,优选为0. 1?3 重量份、更优选为〇. 5?2重量份。
[0225] 在预先使第一本发明的芯片接合薄膜3、3'进行某种程度的交联的情况下,在制作 时,预先添加与聚合物的分子链末端的官能团等发生反应的多官能性化合物来作为交联剂 即可。由此,能够提高在高温下的粘接特性,实现耐热性的改善。
[0226] 作为前述交联剂,可以采用以往公知的交联剂。尤其是,更优选为甲苯二异氰酸 酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、多元醇与二异氰酸酯的 加成物等多异氰酸酯化合物。作为交联剂的添加量,相对于前述聚合物100重量份,通常优 选为0.05?7重量份。交联剂的量多于7重量份时,粘接力会降低,因而不优选。另一方 面,少于0. 05重量份时,内聚力不足,因而不优选。另外,也可以与这样的多异氰酸酯化合 物一同,根据需要而一并含有环氧树脂等其它多官能性化合物。
[0227] 另外,在芯片接合薄膜3、3'中,根据其用途可以适当配混除了前述导热性颗粒以 外的填料。前述填料的配混能够调节弹性模量等。作为前述填料,可列举出无机填料和有 机填料。作为前述无机填料,没有特别限定,例如可列举出碳酸钙、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、 氧化钙、硼酸铝晶须、结晶二氧化硅、非晶二氧化硅等。它们可以单独使用或组合两种以上 使用。
[0228] 需要说明的是,在芯片接合薄膜3、3'中,除了前述填料以外,还可以根据需要适当 地配混其它添加剂。作为其它添加剂,例如可列举出阻燃剂、硅烷偶联剂或离子捕获剂等。 作为前述阻燃剂,例如可列举出三氧化锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。它们可以单独使用 或组合两种以上使用。作为前述硅烷偶联剂,例如可列举出β_(3, 4-环氧环己基)乙基 三甲氧基硅烷、Υ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、Υ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷 等。这些化合物可以单独使用或组合两种以上使用。作为前述离子捕获剂,例如可列举出 水滑石类、氢氧化铋等。它们可以单独使用或组合两种以上使用。
[0229] 对芯片接合薄膜3、3'的厚度(在层叠体的情况下为总厚度)没有特别限定,从兼 顾防止芯片切断面的缺损、基于粘接层的保持固定的观点出发,优选为1?200μπκ更优选 为3?100μm、进一步优选为5?80μm。
[0230] 相对于基材1、粘合剂层、芯片接合薄膜,出于防止其粘接时和剥离时等产生静电、 由此使半导体晶圆等带电而导致电路被破坏等目的,可以使前述带切割片的芯片接合薄膜 10、12具备抗静电功能。赋予抗静电功能可以通过如下的适当的方式来进行:向基材1、粘 合剂层2、芯片接合薄膜3、3'中添加抗静电剂、导电性物质的方法;向基材1附设由电荷转 移络合物、金属膜等制成的导电层等。这些方式中,优选不易产生有可能使半导体晶圆变质 的杂质离子的方式。作为出于赋予导电性、提高导电性等目的而配混的导电性物质(导电 填料),可列举出:银、铝、金、铜、镍、导电性合金等的球状、针状、片状的金属粉、无定形碳 黑、石墨等。
[0231] 前述带切割片的芯片接合薄膜10、12的芯片接合薄膜3、3'优选受到隔离膜的保 护(未图示)。隔离膜具有作为保护芯片接合薄膜3、3'直至供于实用的保护材料的功能。 另外,隔离膜进一步可以用作向粘合剂层2转印芯片接合薄膜3、3'时的支撑基材。隔离膜 在向带切割片的芯片接合薄膜的芯片接合薄膜3、3'上贴合工件时被剥离。作为隔离膜,也 可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、利用氟系剥离剂、长链烷基丙烯酸 酯系剥离剂等剥离剂进行了表面涂布的塑料薄膜、纸等。
[0232] 本实施方式的带切割片的芯片接合薄膜10、12例如可如下操作来制作。
[0233] 首先,基材1可以利用以往公知的制膜方法来制膜。作为该制膜方法,例如可例示 出压延制膜法、在有机溶剂中的流延法、在密闭体系中的吹胀挤出法、T模具挤出法、共挤出 法、干式层压法等。
[0234] 接着,在基材1上涂布粘合剂组合物溶液而形成涂布膜后,使该涂布膜在规定条 件下干燥(根据需要使其加热交联),形成粘合剂层2。作为涂布方法没有特别限定,例如 可列举出辊涂覆、丝网印刷涂覆、凹版涂覆等。另外,作为干燥条件,例如在干燥温度80? 150°C、干燥时间0. 5?5分钟的范围内进行。另外,也可以在隔离膜上涂布粘合剂组合物 而形成涂布膜后,以前述干燥条件使涂布膜干燥,形成粘合剂层2。其后,将粘合剂层2与隔 离膜一起贴合在基材1上。由此来制作切割片11。
[0235] 芯片接合薄膜3、3'例如可如下操作来制作。
[0236] 首先,制作芯片接合薄膜3、3'的形成材料即粘接剂组合物。在该粘接剂组合物 中,如上所述,根据需要而配混有热固性树脂、热塑性树脂、导热性颗粒、以及其它各种添加 剂等。通常,粘接剂组合物以溶解在溶剂中的溶液状态或分散在溶剂中的分散液状态来使 用(以下,溶液状态中也包括分散液状态)。
[0237] 接着,将粘接剂组合物溶液以成为规定厚度的方式涂布在基材隔离膜上,形成涂 布膜后,使该涂布膜在规定条件下干燥,形成粘接剂层。作为涂布方法没有特别限定,例如 可列举出辊涂覆、丝网印刷涂覆、凹版涂覆等。另外,作为干燥条件,例如在干燥温度70? 160°C、干燥时间1?5分钟的范围内进行。另外,也可以在隔离膜上涂布粘接剂组合物溶 液而形成涂布膜后,以前述干燥条件使涂布膜干燥,形成粘接剂层。其后,将粘接剂层与隔 离膜一起贴合在基材隔离膜上。
[0238] 接着,从切割片11和粘接剂层上分别剥离隔离膜,以粘接剂层和粘合剂层成为贴 合面的方式将两者进行贴合。贴合例如可以通过压接来进行。此时,对层压温度没有特别 限定,例如优选为30?50°C、更优选为35?45°C。另外,对线压没有特别限定,例如优选 为0. 1?20kgf/cm、更优选为1?10kgf/cm。接着,将粘接剂层上的基材隔离膜剥离,得到 本实施方式的带切割片的芯片接合薄膜1〇、12。
[0239](半导体装置的制造方法)
[0240] 本实施方式的半导体装置的制造方法包括如下工序:
[0241] 准备前述热固型芯片接合薄膜的工序;以及
[0242] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接合工 序(以下,也称为第一实施方式)。
[0243] 另外,本实施方式的半导体装置的制造方法包括如下工序:
[0244] 准备前述所述的带切割片的芯片接合薄膜的工序;
[0245] 将前述带切割片的芯片接合薄膜的热固型芯片接合薄膜与半导体晶圆的背面进 行贴合的贴合工序;
[0246] 将前述半导体晶圆与前述热固型芯片接合薄膜一起进行切割,形成芯片状的半导 体芯片的切割工序;
[0247] 将前述半导体芯片与前述热固型芯片接合薄膜一起从前述带切割片的芯片接合 薄膜拾取的拾取工序;以及
[0248] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序(以下,也称为第二实施方式)。
[0249] 关于第一实施方式的半导体装置的制造方法,除了第二实施方式的半导体装置的 制造方法使用了带切割片的芯片接合薄膜而第一实施方式的半导体装置的制造方法单独 使用了芯片接合薄膜这一点不同之外,其它方面是共通的。在第一实施方式的半导体装置 的制造方法中,如果准备芯片接合薄膜后进行将其与切割片贴合的工序,则其后可以与第 二实施方式的半导体装置的制造方法相同。因此,以下对第二实施方式的半导体装置的制 造方法进行说明。
[0250] 本实施方式的半导体装置的制造方法中,首先,准备带切割片的芯片接合薄膜 (准备工序)。带切割片的芯片接合薄膜1〇、12可以适宜地剥离在芯片接合薄膜3、3'上任 意设置的隔离膜,并如下地使用。以下,边参照图3边以使用了带切割片的芯片接合薄膜10 的情况为例进行说明。
[0251] 首先,在带切割片的芯片接合薄膜10中的芯片接合薄膜3的半导体晶圆贴附部分 3a上压接半导体晶圆4,使其粘接保持并固定(贴合工序)。本工序边利用压接辊等按压 手段来按压边进行。对固定时的贴附温度没有特别限定,例如优选为40?90°C的范围内、 更优选为40?80°C的范围内。另外,对固定时的贴合压力没有特别限定,从利用压力使芯 片接合薄膜3、3'的粘度降低的观点出发,优选为0. 01?IMPa的范围内、更优选为0. 1? 0. 5MPa的范围内。
[0252] 接着,进行半导体晶圆4的切割(切割工序)。由此,将半导体晶圆4切断成规定 的尺寸而单片化,制造半导体芯片5。对切割的方法没有特别限定,例如可以从半导体晶圆 4的电路面侧按照常规方法来进行。另外,在本工序中,例如可以采用进行切入直到带切割 片的芯片接合薄膜10为止的、被称为全切(fullcut)的切断方式等。作为本工序中使用 的切割装置,没有特别限定,可以使用以往公知的装置。另外,半导体晶圆被带切割片的芯 片接合薄膜10所粘接固定,因此能够抑制芯片缺损、芯片飞散,并且能够抑制半导体晶圆4 的破损。
[0253] 接着,为了将粘接固定于带切割片的芯片接合薄膜10的半导体芯片剥离而进行 半导体芯片5的拾取(拾取工序)。作为拾取的方法,没有特别限定,可以采用以往公知的 各种方法。例如可列举出:用针从带切割片的芯片接合薄膜10侧将各个半导体芯片5顶 起,并用拾取装置拾取被顶起的半导体芯片5的方法等。
[0254] 作为拾取条件,从防止破片的观点来看,针的顶起速度优选为5?IOOmm/秒、更优 选为5?IOmm/秒。
[0255] 此处,在粘合剂层2为紫外线固化型的情况下,拾取在对该粘合剂层2照射紫外线 后进行。由此,粘合剂层2对芯片接合薄膜3的粘合力降低,半导体芯片5的剥离变得容易。 其结果,能够进行拾取而不会损伤半导体芯片5。对紫外线照射时的照射强度、照射时间等 条件没有特别限定,适当根据需要进行设定即可。另外,作为用于紫外线照射的光源,可以 使用公知的光源。需要说明的是,在预先对粘合剂层照射紫外线而使其固化、并将该固化了 的粘合剂层与芯片接合薄膜贴合的情况下,此处的紫外线照射是不需要的。
[0256]接着,将所拾取的半导体芯片5夹着芯片接合薄膜3粘接固定于被粘物6(芯片接 合工序)。作为被粘物6,可列举出引线框、TAB薄膜、基板或另行制作的半导体芯片等。被 粘物6例如可以是容易变形的变形型被粘物,也可以是难以变形的非变形型被粘物(半导 体晶圆等)。
[0257] 作为前述基板,可以使用以往公知的基板。另外,作为前述引线框,可以使用Cu引 线框、42合金引线框等金属引线框、玻璃环氧树脂(glass-epoxy)、BT(双马来酰亚胺-三 嗪)、聚酰亚胺等制成的有机基板。但是,第一本发明不限定于此,还包括能够将半导体芯片 固定并与半导体芯片进行电连接而使用的电路基板。
[0258] 接着,由于芯片接合薄膜3为热固型,因此通过加热固化而将半导体芯片5粘接固 定于被粘物6,使其耐热强度提高(热固化工序)。可以在加热温度为80?200°C下进行、 优选为100?175°C、更优选为100?140°C。另外,可以在加热时间为0. 1?24小时下进 行、优选为〇. 1?3小时、更优选为0. 2?1小时。另外,加热固化可以在加压条件下进行。 作为加压条件,优选为1?20kg/cm2的范围内、更优选为3?15kg/cm2的范围内。加压下 的加热固化例如可以在填充有非活性气体的腔室内进行。需要说明的是,夹着芯片接合薄 膜3而在基板等上粘接固定了半导体芯片5而得到的产物可以供于回流焊工序。
[0259] 热固化后的芯片接合薄膜3的剪切粘接力相对于被粘物6,优选为0.2MPa以上、更 优选为0. 2?lOMPa。若芯片接合薄膜3的剪切粘接力至少为0. 2MPa以上,则在引线接合 工序时,不会因该工序中的超声波振动、加热而在芯片接合薄膜3与半导体芯片5或被粘物 6的粘接面产生剪切变形。即,半导体芯片不会因引线接合时的超声波振动而移动,由此防 止引线接合的成功率降低。
[0260] 接着,根据需要,如图3所示,将被粘物6的端子部(内部引线)的前端与半导体 芯片5上的电极极板(未图示)用接合引线7进行电连接(引线接合工序)。作为前述接 合引线7,例如可以使用金线、铝线或铜线等。关于进行引线接合时的温度,可以在为80? 250°C、优选为80?220°C的范围内进行。另外,在其加热时间为数秒?数分钟下进行。线 连接可以在加热为前述温度范围内的状态下通过将基于超声波的振动能量和基于施加加 压的压接能量组合使用来进行。本工序可以不进行芯片接合薄膜3的热固化而实施。
[0261]接着,根据需要,如图3所示,利用封装树脂8来封装半导体芯片5 (封装工序)。 本工序是为了保护搭载于被粘物6的半导体芯片5、接合引线7而进行的。本工序可以通 过利用模具将封装用树脂成型来进行。作为封装树脂8,例如使用环氧系的树脂。树脂封 装时的加热温度通常在175°C下进行60?90秒钟,但第一本发明不限定于此,例如可以在 165?185°C下固化数分钟。由此,使封装树脂固化并且夹着芯片接合薄膜3使半导体芯片 5与被粘物6固定。即,在第一本发明中,即使在不进行后述的后固化工序的情况下,也能够 在本工序中利用芯片接合薄膜3进行固定,能够有助于减少制造工序数量和缩短半导体装 置的制造周期。另外,在本封装工序中,也可以采用向片状的封装用片中包埋半导体芯片5 的方法(例如,参照日本特开2013-7028号公报)。
[0262]接着,根据需要进行加热,使前述封装工序中未充分固化的封装树脂8完全地固 化(后固化工序)。即使在封装工序中芯片接合薄膜3未完全热固化的情况下,在本工序中 芯片接合薄膜3也能够与封装树脂8 -同完全热固化。本工序中的加热温度因封装树脂的 种类而异,例如为165?185°C的范围内,加热时间为0. 5?8小时左右。
[0263]需要说明的是,本实施方式的半导体装置的制造方法也可以如下进行:在利用芯 片接合工序进行预固定后,进行引线接合而不经由基于芯片接合薄膜3的加热处理的热固 化工序,进而将半导体芯片5用封装树脂进行封装,并使该封装树脂固化(后固化)。此时, 芯片接合薄膜3的预固定时的剪切粘接力相对于被粘物6优选为0. 2MPa以上、更优选为 0. 2?lOMPa。若芯片接合薄膜3在预固定时的剪切粘接力至少为0. 2MPa以上,则即使不 经由加热工序地进行引线接合工序,也不会因该工序中的超声波振动、加热而在芯片接合 薄膜3与半导体芯片5或被粘物6的粘接面产生剪切变形。即,半导体芯片不会因引线接 合时的超声波振动而移动,由此来防止引线接合的成功率降低。需要说明的是,预固定是指 如下状态:为了不对后续的工序造成影响,使该芯片接合薄膜固化至未达到热固型芯片接 合薄膜的固化反应完全进行的状态的程度(制成半固化状态)而将半导体芯片5固定的状 态。需要说明的是,在进行引线接合而不经由基于芯片接合薄膜的加热处理的热固化工序 的情况下,上述后固化的工序相当于本说明书中的热固化工序。
[0264]需要说明的是,第一本发明的带切割片的芯片接合薄膜在将多个半导体芯片层叠 而进行三维安装的情况下也可以适宜地使用。此时,可以在半导体芯片之间层叠芯片接合 薄膜和间隔物,也可以在半导体芯片之间仅层叠芯片接合薄膜而不层叠间隔物,可以根据 制造条件、用途等进行适当变更。
[0265]〈第二本发明>
[0266]以下,关于第二本发明,说明其与第一本发明的不同点。关于第二本发明的热固型 芯片接合薄膜(以下,也称为"芯片接合薄膜")和带切割片的芯片接合薄膜,作为除了在该 第二本发明的项中特别说明之外的构成、特性,可以与第一本发明的芯片接合薄膜和带切 割片的芯片接合薄膜发挥同样的构成、特性。
[0267](带切割片的芯片接合薄膜)
[0268]作为第二本发明的带切割片的芯片接合薄膜的层叠构成,可以与第一本发明的带 切割片的芯片接合薄膜相同。
[0269](切割片)
[0270] 第二本发明的切割片的构成、特性可以与第一本发明的切割片(例如切割片11) 相同。
[0271](芯片接合薄膜)
[0272] 第二本发明的芯片接合薄膜在热固化后的导热系数为lW/m·Κ以上、优选为I. 2W/ πι·Κ以上、更优选为1.5W/m*K以上。由于热固化后的导热系数为lW/m*K以上,因此使用 前述芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。需要说明的是,前述芯片接合薄膜的 热固化后的导热系数越高越优选,但例如为20W/m·K以下。
[0273] 第二本发明中,"热固化后的导热系数"是指以130°C加热1小时、接着以175°C加 热5小时后的导热系数。另外,"热固化后的芯片接合薄膜"是指,将从热固化前的状态(制 成芯片接合薄膜后的状态)起到热固化完全结束为止所产生的反应热量记为100%时,从 "热固化后的芯片接合薄膜"的状态到热固化完全结束为止所产生的反应热量为5%以下的 薄膜。需要说明的是,上述反应热量使用通过差示扫描量热测定(DSC)而得到的值。
[0274] 另外,前述芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度为IOPa·s?300Pa·s的范围 内、优选为20Pa·s?280Pa·s的范围内、更优选为50Pa·s?250Pa·s的范围内。由于 130°C下的熔融粘度为IOPa*s?300Pa*s的范围内,因此维持薄膜的形状且粘度较低。因 此,能够充分地追随印刷电路板等被粘物的凹凸、能够抑制空隙的产生。需要说明的是,在 第二本发明中,130°C下的熔融粘度是指作为测定条件将剪切速率设为5秒4而得到的值。
[0275] 前述芯片接合薄膜优选含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的 导热系数为12W/m·Κ以上的导热性颗粒、更优选含有80重量%以上、进一步优选含有85重 量%以上。另外,前述导热性颗粒的含量越多越优选,但从制膜性的观点出发,例如为93重 量%以下。若含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·Κ 以上的导热性颗粒,则使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性更优异。需 要说明的是,导热性颗粒的导热系数可以由利用X射线结构分析得到的导热性颗粒的晶体 结构来推测。
[0276] 作为前述导热性颗粒,可以使用第一本发明的项中说明的颗粒。
[0277] 作为前述芯片接合薄膜的层叠结构,与第一本发明同样地,例如可列举出仅由粘 接剂层单层形成的结构、在芯材料的单面或两面形成有粘接剂层的多层结构等。
[0278] 前述芯片接合薄膜优选包含热塑性树脂、热固性树脂等树脂成分。
[0279] 作为前述热固性树脂,可以使用第一本发明的项中说明的树脂(例如,环氧树脂、 酚醛树脂)。
[0280] 从能够降低热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度的观点出发,在前述环氧 树脂之中,优选软化点为l〇〇°C以下的树脂。
[0281] 需要说明的是,环氧树脂的软化点可以通过JISK7234-1986中规定的环球法来测 定。
[0282] 另外,从能够降低热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度的观点出发,在前述 酚醛树脂之中,优选软化点为KKTC以下的树脂。
[0283] 需要说明的是,酚醛树脂的软化点可以通过JISK6910-2007中规定的环球法来测 定。
[0284] 前述环氧树脂与酚醛树脂的配混比例可以如第一本发明的项中说明的那样来设 置。
[0285] 作为前述热塑性树脂,可以使用第一本发明的项中说明的树脂。
[0286]树脂成分的含量相对于芯片接合薄膜整体优选为7重量%以上。树脂成分的含量 相对于芯片接合薄膜整体优选为25重量%以下、更优选为20重量%以下、进一步优选为15 重量%以下。
[0287] 作为树脂成分(热固性树脂与热塑性树脂的合计量)中的热固性树脂的配混比 率,只要是在规定条件下加热时芯片接合薄膜会发挥作为热固型的功能的程度,就没有特 别限定,为了降低在130°C下的熔融粘度,优选为75?99重量%的范围内、更优选为85? 98重量%的范围内。
[0288] 另外,作为树脂成分中的热塑性树脂的配混比率,为了降低在130°C下的熔融粘 度,优选为1?25重量%的范围内、更优选为2?15重量%的范围内。
[0289] 另外,前述芯片接合薄膜与前述第一本发明的芯片接合薄膜同样地可以根据需要 适当配混固化催化剂、交联剂、前述导热性颗粒以外的填料、前述填料以外的其它添加剂。 固化催化剂、交联剂、前述导热性颗粒以外的填料、以及前述填料以外的其它添加剂的详情 如第一本发明的项中的说明。
[0290] 需要说明的是,前述芯片接合薄膜和带切割片的芯片接合薄膜的制作方法如第一 本发明的项中的说明。
[0291]另外,使用了前述芯片接合薄膜或前述带切割片的芯片接合薄膜的半导体装置的 制造方法如第一本发明的项中的说明。
[0292]〈第三本发明>
[0293] 以下,关于第三本发明,说明其与第一本发明的不同点。关于第三本发明的热固型 芯片接合薄膜(以下,也称为"芯片接合薄膜")和带切割片的芯片接合薄膜,作为除了在该 第三本发明的项中特别说明之外的构成、特性,可以与第一本发明的芯片接合薄膜和带切 割片的芯片接合薄膜发挥同样的构成、特性。
[0294](带切割片的芯片接合薄膜)
[0295] 作为第三本发明的带切割片的芯片接合薄膜的层叠构成,可以与第一本发明的带 切割片的芯片接合薄膜相同。
[0296](切割片)
[0297] 第三本发明的切割片的构成、特性可以与第一本发明的切割片(例如切割片11) 相同。
[0298](芯片接合薄膜)
[0299]第三本发明的芯片接合薄膜在热固化后的导热系数为lW/m·Κ以上、优选为I. 2W/πι·Κ以上、更优选为1.5W/m*K以上。由于热固化后的导热系数为lW/m*K以上,因此使用 前述芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。需要说明的是,前述芯片接合薄膜的 热固化后的导热系数越高越优选,但例如为20W/m·K以下。
[0300]第三本发明中,"热固化后的导热系数"是指以130°C加热1小时、接着以175°C加 热5小时后的导热系数。
[0301] 前述芯片接合薄膜的热阻优选为30X10_6m2 ·K/W以下、更优选为IOX10_6m2 ·K/W 以下。对前述芯片接合薄膜的热阻的下限没有特别限定,例如为2Xl(T6m2 ·K/W以上。
[0302] 需要说明的是,热阻可利用下式求出。
[0303](热阻(m2 ?K/W))=(芯片接合薄膜的厚度(m))八芯片接合薄膜的导热系数〇¥/m·K))
[0304] 前述芯片接合薄膜包含导热性颗粒。
[0305] 导热性颗粒的导热系数优选为12W/m·K以上、更优选为20W/m·K以上。对导热 性颗粒的导热系数的上限没有特别限定,例如为400W/m·K以下、优选为50W/m·K以下。
[0306] 需要说明的是,导热性颗粒的导热系数可以由利用X射线结构分析而得到的导热 性颗粒的晶体结构来推测。
[0307] 导热性颗粒的平均粒径为3μπι以上、优选为3. 5μπι以上。由于为3μπι以上,因 此能够提高120°C?130°C下的流动性。另外,导热性颗粒的平均粒径为7μm以下、优选为 6μm以下。由于为7μm以下,因此能够得到良好的薄膜成形性。
[0308] 需要说明的是,导热性颗粒的平均粒径可以利用实施例中记载的方法来测定。
[0309] 在导热性颗粒的粒度分布中,优选存在两个以上的峰。具体而言,优选在0. 2? 0. 8μm的粒径范围存在第一峰、且在3?15μm的粒径范围存在第二峰。由此,能够在形成 第二峰的导热性颗粒之间(间隙中)填充形成第一峰的导热性颗粒,因此能够大量填充导 热性颗粒。
[0310] 第一峰的粒径不足0. 2μm时,存在芯片接合薄膜的粘度变高、无法追随被粘物的 凹凸的倾向。第一峰的粒径超过〇. 8μm时,有导热性颗粒的大量填充化变困难的倾向。
[0311] 另外,第二峰的粒径不足3μπ?时,有导热性颗粒的大量填充化变困难的倾向。另 夕卜,有芯片接合薄膜的粘度变得过高、无法追随被粘物的凹凸的倾向。第二峰的粒径超过 15μm时,芯片接合薄膜的薄膜化变得困难。
[0312] 第二峰更优选存在于4?10μm的粒径范围。
[0313] 需要说明的是,在导热性颗粒的粒度分布中,要想存在两个以上的峰,配混平均粒 径不同的两种以上的导热性颗粒即可。
[0314] 导热性颗粒的比表面积为lm2/g以上、优选为I. 3m2/g以上。由于为lm2/g以上, 因此固化后的弹性模量变高、耐回流焊性优异。另外,导热性颗粒的比表面积为3m2/g以下, 优选为2. 5m2/g以下。由于为3m2/g以下,因此可提高120°C?130°C下的流动性。
[0315] 需要说明的是,导热性颗粒的比表面积可以利用实施例中记载的方法来测定。
[0316] 作为导热性颗粒的形状,没有特别限定,例如可以使用片状、针状、丝状、球状、鳞 片状的颗粒,优选球形度为〇. 9?I. 1的颗粒。由此,能够减小导热性颗粒与树脂的接触面 积、可提高120°C?130°C下的流动性。需要说明的是,球形度越接近1,则表示越接近正球 形。
[0317] 需要说明的是,导热性颗粒的球形度可以利用下述方法来测定。
[0318] 球形度的测定
[0319] 将芯片接合薄膜放入坩埚中,在大气气氛下以700°C进行2小时的强热而使其灰 化。利用SEM(电子扫描显微镜)对所得灰分拍摄照片,利用下式由所观察的颗粒的面积和 周长算出球形度。
[0320] (球形度)={4πX(面积)+ (周长)2}
[0321] 从容易获取导热性高、球形度高的颗粒的方面来看,作为导热性颗粒,优选为氧化 铝颗粒(导热系数:36W/m·K)、氧化锌颗粒(导热系数:54W/m·K)、氮化铝颗粒(导热系 数:150W/m·K)、氮化硅颗粒(导热系数:27W/m·K)、碳化硅颗粒(导热系数:200W/m·K)、 氧化镁颗粒(导热系数:59W/m·K)、氮化硼颗粒(导热系数:60W/m·K)等。尤其氧化铝颗 粒为高导热系数,从分散性、获取容易性的方面来看是优选的。另外,氮化硼颗粒具有更高 的导热系数,因此能够适宜地使用。
[0322] 导热性颗粒优选利用硅烷偶联剂进行了处理(前处理)。由此,导热性颗粒的分散 性变得良好、能够进行导热性颗粒的大量填充化。
[0323] 作为硅烷偶联剂,可以使用第一本发明的项中说明的硅烷偶联剂。
[0324] 导热性颗粒的含量相对于芯片接合薄膜整体为75重量%以上、优选为80重量% 以上、更优选为85重量%以上。由于为75重量%以上,因此使用前述芯片接合薄膜制造的 半导体装置的散热性优异。另外,导热性颗粒的含量越多越优选,但从制膜性的观点出发, 例如为93重量%以下。
[0325] 前述芯片接合薄膜优选包含热固性树脂、热塑性树脂等树脂成分。
[0326] 作为前述热固性树脂,可以使用第一本发明的项中说明的树脂(例如,环氧树脂、 酚醛树脂)。
[0327] 从可提高120°C?130°C下的流动性的方面出发,在前述环氧树脂之中,优选在室 温下为液态的环氧树脂。
[0328] 本说明书中,液态是指25°C下的粘度不足5000Pa*s。需要说明的是,粘度可以使 用ThermoFisherScientificΚ·Κ·制造的型号HAAKERotoVISCOl进行测定。
[0329] 从可提高120°C?130°C下的流动性的方面出发,环氧树脂的软化点优选为KKTC 以下、更优选为50°C以下、进一步优选30°C以下。
[0330] 需要说明的是,环氧树脂的软化点可通过JISK7234-1986中规定的环球法来测 定。
[0331] 另外,从可提高120°C?130°C下的流动性的方面出发,酚醛树脂的软化点优选为 100°C以下、更优选为80°C以下。
[0332] 需要说明的是,酚醛树脂的软化点可以通过JISK6910-2007中规定的环球法来测 定。
[0333] 前述环氧树脂与酚醛树脂的配混比例可以如第一本发明的项中说明的那样来设 置。
[0334] 作为前述热塑性树脂,可以使用第一本发明的项中说明的树脂。
[0335] 树脂成分的含量相对于芯片接合薄膜整体优选为7重量%以上。树脂成分的含量 相对于芯片接合薄膜整体优选为25重量%以下、更优选为20重量%以下、进一步优选为15 重量%以下。
[0336] 作为树脂成分(热固性树脂与热塑性树脂的合计量)中的热固性树脂的配混比 率,只要是在规定条件下加热时芯片接合薄膜会发挥作为热固型的功能的程度,就没有特 别限定,从可提高120°C?130°C下的流动性的方面出发,优选为75?99重量%的范围内、 更优选为85?98重量%的范围内。
[0337] 作为树脂成分中的热塑性树脂的配混比率,从可提高120°C?130°C下的流动性 的方面出发,优选为1?25重量%的范围内、更优选为2?15重量%的范围内。
[0338] 另外,前述芯片接合薄膜与前述第一本发明的芯片接合薄膜同样地,可以根据需 要适当配混固化催化剂、交联剂、前述导热性颗粒以外的填料、前述填料以外的其它添加 齐IJ。固化催化剂、交联剂、前述导热性颗粒以外的填料、以及前述填料以外的其它添加剂的 详情如第一本发明的项中的说明。
[0339] 需要说明的是,作为前述固化催化剂,其中,从可溶于甲乙酮等有机溶剂、且室温 下的潜伏性优异从而树脂在室温下的保存稳定性良好的观点出发,优选为四(对甲苯基 硼)四苯基鱗。
[0340] 对前述芯片接合薄膜的厚度(层叠体的情况下为总厚度)没有特别限定,优选为 1μm以上、更优选为5μm以上、进一步优选为10μm以上。另外,芯片接合薄膜的厚度优 选为200μm以下、更优选为150μm以下、进一步优选为100μm以下、特别优选为50μm以 下。
[0341] 需要说明的是,前述芯片接合薄膜和带切割片的芯片接合薄膜的制作方法如第一 本发明的项中的说明。
[0342] 另外,使用了前述芯片接合薄膜或前述带切割片的芯片接合薄膜的半导体装置的 制造方法如第一本发明的项中的说明。
[0343] 〈第四本发明>
[0344] 以下,关于第四本发明,说明其与第一本发明的不同点。关于第四本发明的热固型 芯片接合薄膜(以下,也称为"芯片接合薄膜")和带切割片的芯片接合薄膜,作为除了在该 第四本发明的项中特别说明之外的构成、特性,可以与第一本发明的芯片接合薄膜和带切 割片的芯片接合薄膜发挥同样的构成、特性。
[0345] (带切割片的芯片接合薄膜)
[0346] 作为第四本发明的带切割片的芯片接合薄膜的层叠构成,可以与第一本发明的带 切割片的芯片接合薄膜相同。
[0347] (切割片)
[0348] 第四本发明的切割片的构成、特性可以与第一本发明的切割片(例如切割片11) 相同。
[0349] (芯片接合薄膜)
[0350] 第四本发明的芯片接合薄膜含有导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒。对导 热性颗粒的导热系数的上限没有特别限定,例如为400W/m·K以下。由于含有导热系数为 12W/m*K以上的导热性颗粒,因此前述芯片接合薄膜的导热性优异。需要说明的是,导热性 颗粒的导热系数可以由利用X射线结构分析而得到的导热性颗粒的晶体结构来推测。
[0351] 前述芯片接合薄膜的热阻为30Xl(r6m2 ·K/W以下、优选为27Xl(r6m2 ·K/W以下。 由于热阻为30X10_6m2 ·K/W以下,因此能够将来自半导体芯片的热有效地散热到被粘物 侦L作为使前述芯片接合薄膜的热阻为30Xl(T6m2 ·Κ,以下的方法,例如可列举出薄膜的 薄化、薄膜的高导热化等。
[0352] 关于前述芯片接合薄膜,将前述芯片接合薄膜的厚度记为C、将前述导热性颗粒的 平均粒径记为D时,C/D为4?30的范围内,优选为4?14的范围内、更优选为4?10的 范围内。前述芯片接合薄膜的前述C/D为4以上,导热性颗粒的平均粒径相对于前述芯片接 合薄膜的厚度,小于一定程度。因此,能够抑制在前述芯片接合薄膜的表面产生大的凹凸。
[0353] 另外,前述C/D为30以下,导热性颗粒的平均粒径相对于前述芯片接合薄膜的厚 度具有某种程度的大小。因此,粘度的上升受到抑制,能够抑制贴合于被粘物时与被粘物之 间产生空隙。
[0354] 对前述芯片接合薄膜的厚度(层叠体的情况下为总厚度)没有特别限定,优选为 60 μ m以下。另夕卜,可以使前述芯片接合薄膜的厚度为Ιμπι以上、5μηι以上、ΙΟμπι以上 等。前述芯片接合薄膜的厚度为60 μ m以下时,能够将来自半导体芯片的热有效地放出至 外部。因此,能够提高使用该芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性。
[0355] 前述导热性颗粒的含量相对于热固型芯片接合薄膜整体优选为75重量%以上、 更优选为80重量%以上、进一步优选85重量%以上。另外,前述导热性颗粒的含量越多越 优选,但从制膜性的观点出发,例如为93重量%以下。含有相对于热固型芯片接合薄膜整 体为75重量%以上的导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒时,使用该热固型芯片接合 薄膜制造的半导体装置的散热性更优异。
[0356] 作为前述导热性颗粒,可以使用第一本发明的项中说明的颗粒。
[0357] 前述导热性颗粒的比表面积优选为LOmVg以上、更优选为2.OmVg以上。为 I. OmVg以上时,在固化后可得到高弹性模量、在耐吸湿回流焊性试验中可得到良好的可靠 性。另外,导热性颗粒的比表面积优选为5. 3m2/g以下、更优选为3. 9m2/g以下。为5. 3m2/ g以下时,可得到良好的凹凸追随性。
[0358] 需要说明的是,导热性颗粒的比表面积是通过BET吸附法(多点法)测定得到的 值。具体而言,是如下数值:使用QuantachromeCorporation制造的4连式比表面积?细 孔分布测定装置"N0VA-4200e型",将芯片接合薄膜放入坩埚中,在大气气氛下以700°C进 行2小时的强热而使其灰化,将所得灰分以IKTC进行6小时以上的真空脱气,然后在氮气 中、77. 35K的温度下测定而得到的值。作为芯片接合薄膜的组成,除了导热性颗粒以外均为 有机成分时,由于通过上述的强热处理,实质上所有的有机成分均被烧失,因此,将所得灰 分视为导热性颗粒来进行测定。
[0359] 前述芯片接合薄膜在热固化后的导热系数优选为lW/m·K以上、更优选为I. 2W/ m·Κ以上、进一步优选I. 5W/m·Κ以上。热固化后的导热系数为lW/m·Κ以上时,使用前述 芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。需要说明的是,前述芯片接合薄膜在热固 化后的导热系数越高越优选,但例如为20W/m·K以下。
[0360] 第四本发明中,"热固化后的导热系数"是指以130°C加热1小时、接着以175°C加 热5小时后的导热系数。
[0361] 另外,前述芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度优选为IOPa·s?300Pa·s的范 围内、更优选为20Pa·s?280Pa·s的范围内、进一步优选为50Pa·s?250Pa·s的范围 内。130°C下的熔融粘度为IOPa·s?300Pa·s的范围内时,维持薄膜的形状且粘度较低。 因此,能够充分地追随印刷电路板等被粘物的凹凸、能够抑制空隙的产生。需要说明的是, 在第四本发明中,130°C下的熔融粘度是指作为测定条件而将剪切速率设为5秒η而得到的 值。
[0362] 作为前述芯片接合薄膜的层叠结构,与第一本发明同样地,例如可列举出仅由粘 接剂层单层形成的结构、在芯材料的单面或两面形成有粘接剂层的多层结构等。
[0363] 前述芯片接合薄膜优选包含热塑性树脂、热固性树脂等树脂成分。
[0364] 作为前述热固性树脂,可以使用第一本发明的项中说明的树脂(例如,环氧树脂、 酚醛树脂)。
[0365] 从能够降低热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度的观点出发,在前述环氧 树脂之中,优选软化点为KKTC以下的树脂。
[0366] 需要说明的是,环氧树脂的软化点可以通过JISK7234-1986中规定的环球法来测 定。
[0367] 另外,从能够降低热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度的观点出发,在前述 酚醛树脂之中,优选软化点为KKTC以下的树脂。
[0368] 需要说明的是,酚醛树脂的软化点可以通过JISK6910-2007中规定的环球法来测 定。
[0369] 树脂成分的含量相对于芯片接合薄膜整体优选为7重量%以上。树脂成分的含量 相对于芯片接合薄膜整体优选为25重量%以下、更优选为20重量%以下、进一步优选为15 重量%以下。
[0370] 作为树脂成分(热固性树脂与热塑性树脂的合计量)中的热固性树脂的配混比 率,只要是在规定条件下加热时芯片接合薄膜会发挥作为热固型的功能的程度,就没有特 别限定,为了降低在130°C下的熔融粘度,优选为75?99重量%的范围内、更优选为85? 98重量%的范围内。
[0371] 另外,作为树脂成分中的热塑性树脂的配混比率,为了降低130°C下的熔融粘度, 优选为1?25重量%的范围内、更优选为2?15重量%的范围内。
[0372] 前述芯片接合薄膜优选包含固化促进催化剂。由此,能够促进环氧树脂与酚醛树 脂等固化剂的热固化。作为固化促进催化剂,没有特别限定,例如,作为磷-硼系固化催化 齐U,可列举出四苯基硼四苯基鱗(商品名:TPP-K)、四(对甲苯基硼)四苯基鱗(商品名: TPP-MK)、三苯基膦三苯基硼烷(商品名:TPP-S)等(均为北兴化学工业株式会社制)。作 为咪唑系固化促进催化剂,可列举出2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2-i烷基咪唑(商品 名:Cll-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-i烷基咪唑(商 品名:C11Z-CN)、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎗偏苯三酸盐(商品名:2PZCNS-PW)、2,4-二氨 基-6-[2'_甲基咪唑基-(Γ)]-乙基均三嗪(商品名:2MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2'-i^一烷 基咪唑基-(Γ)]-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-(Γ)]-乙基均三嗪(商品名:2E4MZ-A)、2,4-二氨基-6-[2'_甲基咪唑基-(Γ)]-乙 基均三嗪异氰脲酸加成物(商品名:2嫩-〇1〇、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑(商品名 : 2PHZ-PW)、2_苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑(商品名:2P4MHZ-PW)等(均为四国化成工 业株式会社制)。其中,从反应性高、固化反应在短时间内进行的方面出发,优选为2-苯 基-4, 5-二羟基甲基咪唑。
[0373] 固化催化剂的含量可以适当设定,相对于热固性树脂100重量份,优选为0. 1?3 重量份、更优选为0. 5?2重量份。
[0374] 另外,前述芯片接合薄膜与前述第一本发明的芯片接合薄膜同样地,可以根据需 要适当配混交联剂、前述导热性颗粒以外的填料、前述填料以外的其它添加剂。交联剂、前 述导热性颗粒以外的填料、以及前述填料以外的其它添加剂的详情如第一本发明的项中的 说明。
[0375] 需要说明的是,前述芯片接合薄膜和带切割片的芯片接合薄膜的制作方法如第一 本发明的项中的说明。
[0376] 另外,使用了前述芯片接合薄膜或前述带切割片的芯片接合薄膜的半导体装置的 制造方法如第一本发明的项中的说明。
[0377] 〈第五本发明>
[0378] 以下,关于第五本发明,说明其与第一本发明的不同点。关于第五本发明的热固型 芯片接合薄膜(以下,也称为"芯片接合薄膜")和带切割片的芯片接合薄膜,作为除了在该 第五本发明的项中特别说明之外的构成、特性,可以与第一本发明的芯片接合薄膜和带切 割片的芯片接合薄膜发挥同样的构成、特性。
[0379] (带切割片的芯片接合薄膜)
[0380] 作为第五本发明的带切割片的芯片接合薄膜的层叠构成,可以与第一本发明的带 切割片的芯片接合薄膜相同。
[0381] (切割片)
[0382] 第五本发明的切割片的构成、特性可以与第一本发明的切割片(例如切割片11) 相同。
[0383] (芯片接合薄膜)
[0384] 第五本发明的芯片接合薄膜在热固化后的导热系数为lW/m·Κ以上、优选为I. 2W/πι·Κ以上、更优选为1.5W/m*K以上。由于热固化后的导热系数为lW/m*K以上,因此使用 前述芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性优异。需要说明的是,前述芯片接合薄膜的 导热系数越高越优选,但例如为20W/m·K以下。
[0385] 第五本发明中,"热固化后的导热系数"是指以130°C加热1小时、接着以175°C加 热5小时后的导热系数。另外,"热固化后的芯片接合薄膜"是指将从热固化前的状态(制 成芯片接合薄膜后的状态)起到热固化完全结束为止所产生的反应热量记为100%时,从 "热固化后的芯片接合薄膜"的状态到热固化完全结束为止所产生的反应热量为5%以下的 薄膜。需要说明的是,上述反应热量使用通过差示扫描量热测定(DSC)而得到的值。
[0386] 另外,前述芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度优选为IOPa·s?600Pa·s的范 围内、优选为25Pa·s?600Pa·s的范围内、更优选为50Pa·s?300Pa·s的范围内。若 130°C下的熔融粘度在IOPa·s?600Pa·s的范围内,则维持薄膜的形状且粘度较低。因 此,能够充分地追随印刷电路板等被粘物的凹凸、能够抑制空隙的产生。需要说明的是,在 第五本发明中,130°C下的熔融粘度是指作为测定条件而将剪切速率设为5秒η而得到的 值。
[0387] 前述芯片接合薄膜含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热 系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,优选含有80重量%以上,更优选含有85重量%以上。 另外,前述导热性颗粒的含量越多越优选,但从制膜性的观点出发,例如为93重量%以下。 含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·Κ以上的导热 性颗粒时,使用该热固型芯片接合薄膜制造的半导体装置的散热性更优异。需要说明的是, 导热性颗粒的导热系数可以由利用X射线结构分析而得到的导热性颗粒的晶体结构来推 测。
[0388] 作为前述导热性颗粒,可以使用第一本发明的项中说明的颗粒。
[0389] 前述导热性颗粒的平均粒径优选为1μm以上且10μm以下、更优选为2μm以上 且7μm以下。这是因为,通过使前述导热性颗粒的平均粒径为1μm以上,能够确保热固型 芯片接合薄膜对被粘物的润湿性,使其发挥良好的粘接性,通过为10μm以下,能够使添加 导热性颗粒而带来的导热性提高的效果更加良好。另外,通过前述范围的平均粒径,能够减 薄热固型芯片接合薄膜的厚度、进而能够将半导体芯片高层叠化,并且能够防止因导热性 颗粒从热固型芯片接合薄膜上突出而导致产生芯片裂纹。需要说明的是,导热性颗粒的平 均粒径为利用光度式的粒度分布计(H0RIBA,LTD.制、装置名;LA-910)而求出的值。
[0390] 作为前述芯片接合薄膜的层叠结构,与第一本发明同样地,例如可列举出仅由粘 接剂层单层形成的结构、在芯材料的单面或两面形成有粘接剂层的多层结构等。
[0391] 前述芯片接合薄膜优选包含热塑性树脂、热固性树脂等树脂成分。
[0392] 作为前述热固性树脂,可以使用第一本发明的项中说明的树脂(例如,环氧树脂、 酚醛树脂)。
[0393] 从能够降低热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度的观点出发,在前述环氧 树脂之中,优选软化点为KKTC以下的树脂。
[0394] 需要说明的是,环氧树脂的软化点可以通过JISK7234-1986中规定的环球法来测 定。
[0395] 另外,从能够降低热固型芯片接合薄膜的130°C下的熔融粘度的观点出发,在前述 酚醛树脂之中,优选软化点为KKTC以下的树脂。
[0396] 需要说明的是,酚醛树脂的软化点可以通过JISK6910-2007中规定的环球法来测 定。
[0397]树脂成分的含量相对于芯片接合薄膜整体优选为7重量%以上。树脂成分的含量 相对于芯片接合薄膜整体优选为25重量%以下、更优选为20重量%以下、进一步优选为15 重量%以下。
[0398] 作为树脂成分(热固性树脂与热塑性树脂的合计量)中的热固性树脂的配混比 率,只要是在规定条件下加热时芯片接合薄膜会发挥作为热固型的功能的程度,就没有特 别限定,为了降低130°C下的熔融粘度,优选为75?99重量%的范围内、更优选为85?98 重量%的范围内。
[0399] 另外,作为树脂成分中的热塑性树脂的配混比率,为了降低130°C下的熔融粘度, 优选为1?25重量%的范围内、更优选为2?15重量%的范围内。
[0400]另外,前述芯片接合薄膜与前述第一本发明的芯片接合薄膜同样地,可以根据需 要适当配混固化催化剂、交联剂、前述导热性颗粒以外的填料、前述填料以外的其它添加 齐IJ。固化催化剂、交联剂、前述导热性颗粒以外的填料、以及前述填料以外的其它添加剂的 详情如第一本发明的项中的说明。
[0401] 需要说明的是,前述芯片接合薄膜和带切割片的芯片接合薄膜的制作方法如第一 本发明的项中的说明。
[0402](半导体装置的制造方法)
[0403] 本实施方式的半导体装置的制造方法包括如下工序:
[0404] 准备热固型芯片接合薄膜的工序,所述热固型芯片接合薄膜含有相对于热固型芯 片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·K以上的导热性颗粒,该热固型芯 片接合薄膜在热固化后的导热系数为lW/m·K以上;
[0405] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接合工 序;以及
[0406] 在压力为1?20kg/cm2的条件下,将前述热固型芯片接合薄膜在加热温度80? 200°C、加热时间0. 1?24小时的范围内进行加热,从而使其热固化的热固化工序(以下, 也称为第一实施方式)。
[0407] 另外,本实施方式的半导体装置的制造方法也包括如下工序:
[0408] 准备在切割片上层叠有热固型芯片接合薄膜的带切割片的芯片接合薄膜的工序, 所述热固型芯片接合薄膜含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系 数为12W/m·K以上的导热性颗粒,该热固型芯片接合薄膜在热固化后的导热系数为IW/ m·K以上;
[0409] 将前述带切割片的芯片接合薄膜的热固型芯片接合薄膜与半导体晶圆的背面进 行贴合的贴合工序;
[0410] 将前述半导体晶圆与前述热固型芯片接合薄膜一起进行切割,形成芯片状的半导 体芯片的切割工序;
[0411] 将前述半导体芯片与前述热固型芯片接合薄膜一起从前述带切割片的芯片接合 薄膜拾取的拾取工序;
[0412] 夹着前述热固型芯片接合薄膜,将前述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接 合工序;以及
[0413] 在压力为1?20kg/cm2的条件下,将前述热固型芯片接合薄膜在加热温度80? 200°C、加热时间0. 1?24小时的范围内进行加热,从而使其热固化的热固化工序(以下, 也称为第二实施方式)。
[0414] 关于第一实施方式的半导体装置的制造方法,除了第二实施方式的半导体装置的 制造方法使用了带切割片的芯片接合薄膜而第一实施方式的半导体装置的制造方法单独 使用了芯片接合薄膜这一点不同之外,其它方面是共通的。在第一实施方式的半导体装置 的制造方法中,如果准备芯片接合薄膜后进行将其与切割片贴合的工序,则其后可以与第 二实施方式的半导体装置的制造方法相同。因此,以下对第二实施方式的半导体装置的制 造方法进行说明。
[0415] 本实施方式的半导体装置的制造方法中,首先,准备带切割片的芯片接合薄膜 (准备工序)。该准备工序可以与第一本发明的项中说明的准备工序相同。
[0416] 首先,在带切割片的芯片接合薄膜中的芯片接合薄膜的半导体晶圆贴附部分上压 接半导体晶圆,使其粘接保持并固定(贴合工序)。该贴合工序可以与第一本发明的项中说 明的贴合工序相同。
[0417] 接着,进行半导体晶圆的切割(切割工序)。该切割工序可以与第一本发明的项中 说明的切割工序相同。
[0418] 接着,为了将粘接固定于带切割片的芯片接合薄膜的半导体芯片剥离而进行半导 体芯片的拾取(拾取工序)。该拾取工序可以与第一本发明的项中说明的拾取工序相同。
[0419]接着,将所拾取的半导体芯片夹着芯片接合薄膜粘接固定于被粘物上(芯片接合 工序)。该芯片接合工序可以与第一本发明的项中说明的芯片接合工序相同。
[0420] 接着,由于芯片接合薄膜为热固型,因此通过加热固化将半导体芯片粘接固定于 被粘物,使其耐热强度提高(热固化工序)。可以在加热温度为80?200°C下进行、优选为 100?175°C、更优选为100?140°C。另外,可以在加热时间为0. 1?24小时下进行、优 选为0. 1?3小时、更优选为0. 2?1小时。另外,加热固化可以在压力1?20kg/cm2的 条件下(加压条件下)进行。前述压力条件优选为2?18kg/cm2的范围内、更优选为5? 15kg/cm2的范围内。加压下的加热固化例如可以在填充有非活性气体的腔室内进行。由于 热固化工序在压力为1?20kg/cm2的条件下(加压条件下)进行,假如在芯片接合工序中, 即使芯片接合薄膜与被粘物之间产生了空隙,也会使其在树脂中分散并在外观上消失而不 会膨胀。其结果,能够降低由空隙导致的影响。需要说明的是,夹着芯片接合薄膜而在基板 上粘接固定了半导体芯片的产物可以供于回流焊工序。
[0421] 热固化后的芯片接合薄膜的剪切粘接力相对于被粘物优选为0. 2MPa以上、更优 选为0. 2?lOMPa。若芯片接合薄膜的剪切粘接力至少为0. 2MPa以上,则在进行引线接合 工序时,不会因该工序中的超声波振动或加热而在芯片接合薄膜与半导体芯片或被粘物的 粘接面产生剪切变形。即,半导体芯片不会因引线接合时的超声波振动而移动,由此来防止 引线接合的成功率降低。
[0422] 接着,根据需要,将被粘物的端子部(内部引线)的前端与半导体芯片上的电极极 板用接合引线进行电连接(引线接合工序)。该引线接合工序可以与第一本发明的项中说 明的引线接合工序相同。
[0423] 接着,根据需要,利用封装树脂来封装半导体芯片(封装工序)。该封装工序可以 与第一本发明的项中说明的封装工序相同。
[0424] 接着,根据需要进行加热,使前述封装工序中固化不充分的封装树脂完全固化 (后固化工序)。
[0425] 该后固化工序可以与第一本发明的项中说明的后固化工序相同。
[0426] 实施例
[0427] 以下,例示性地详细说明本发明的适宜的实施例。但是,对于该实施例中记载的材 料、配混量等,在没有特别限定记载的情况下,该发明的主旨并不限定于此。需要说明的是, "份"是指"重量份"。
[0428][第一本发明]
[0429] 以下的各实施例等对应于第一本发明。
[0430](实施例1)
[0431]〈热固型芯片接合薄膜的制作>
[0432] 使下述(a)?(f)溶解于MEK(甲乙酮),调整浓度使得粘度在室温下为150mPa*s, 得到粘接剂组合物溶液。
[0433] (a)环氧树脂(三菱化学株式会社制、制品名:JER827(双酚A型环氧树脂)、在室 温下为液态(软化点为25°C以下))
[0434] 9. 5 份
[0435] (b)酚醛树脂(具有联苯芳烷基骨架的酚醛树脂、明和化成株式会社制、制品名: MEH-7851SS、软化点 67°C、羟基当量 203g/eq.)
[0436] 9. 5 份
[0437] (c)丙烯酸类共聚物(NagaseChemteXCorporation制、制品名:TEISANRESIN SG-P3、重均分子量:85万、玻璃化转变温度:12°C)
[0438] 1 份
[0439] (d)固化促进催化剂(北兴化学株式会社制、制品名:TPP-MK、四(对甲苯基硼)四 苯基鱗)
[0440] 0· 2 份
[0441] (e)球状氧化铝填料A(电气化学工业株式会社制、制品名:DAW-05、平均粒径: 5. 1μm、比表面积:0· 5m2/g)
[0442] 60 份
[0443](f)球状氧化错填料B(AdmatechsCo.,Ltd.制、制品名:A0802、平均粒径: 0· 7μm、比表面积:7. 5m2/g)
[0444]2〇 份
[0445] 需要说明的是,球状氧化铝填料A和球状氧化铝填料B预先进行了表面处理。表 面处理利用干法来进行,用下式所示的量(硅烷偶联剂处理量)的硅烷偶联剂来处理。硅 烷偶联剂使用了信越化学株式会社的KBM503。
[0446](硅烷偶联剂处理量)=(氧化铝填料的重量(g)X氧化铝填料的比表面积(m2/ g)) /硅烷偶联剂的最小覆盖面积(m2/g)
[0447] 硅烷偶联剂的最小覆盖面积(m2/g) = 6. 02XIO23X13X1(Γ27硅烷偶联剂的分子 量
[0448] 将该粘接剂组合物溶液涂布在进行了聚硅氧烷脱模处理的、厚度为50μm的由聚 对苯二甲酸乙二醇酯薄膜制成的脱模处理薄膜(剥离衬垫)上,然后以130°C干燥2分钟。 由此制作了厚度25μm的芯片接合薄膜Al。
[0449](实施例2)
[0450]〈热固型芯片接合薄膜的制作>
[0451] 使下述(a)?(f)溶解于MEK(甲乙酮),调整浓度使得粘度在室温下为150mPa*s, 得到粘接剂组合物溶液。
[0452] (a)环氧树脂(三菱化学株式会社制、制品名:JER827(双酚A型环氧树脂)、在室 温下为液态(软化点为25°C以下))
[0453]6· 5 份
[0454] (b)酚醛树脂(具有联苯芳烷基骨架的酚醛树脂、明和化成株式会社制、制品名: MEH-7851SS、软化点 67°C、羟基当量 203g/eq.)
[0455] 7 份
[0456] (c)丙烯酸类共聚物(NagaseChemteXCorporation制、制品名:TEISANRESIN SG-P3、重均分子量:85万、玻璃化转变温度:12°C)
[0457]I. 5 份
[0458] (d)固化促进催化剂(北兴化学株式会社制、制品名:TPP-MK、四(对甲基硼)四 苯基鱗)
[0459] 0·I5 份
[0460] (e)球状氧化铝填料A(电气化学工业株式会社制、制品名:DAW-05、平均粒径: 5. 1μm、比表面积:0· 5m2/g)
[0461] 60 份
[0462](f)球状氧化错填料B(AdmatechsCo.,Ltd.制、制品名:A0802、平均粒径: 0· 7μm、比表面积:7. 5m2/g)
[0463]25 份
[0464] 需要说明的是,球状氧化铝填料A和球状氧化铝填料B预先进行了表面处理。表 面处理利用干法来进行,用下式所示的量(硅烷偶联剂处理量)的硅烷偶联剂来处理。硅 烷偶联剂使用了信越化学株式会社的KBM503。
[0465](硅烷偶联剂处理量)=(氧化铝填料的重量(g)X氧化铝填料的比表面积(m2/ g)) /硅烷偶联剂的最小覆盖面积(m2/g)
[0466] 硅烷偶联剂的最小覆盖面积(m2/g) = 6. 02XIO23X13X1(Γ27硅烷偶联剂的分子 量
[0467] 将该粘接剂组合物溶液涂布在进行了聚硅氧烷脱模处理的、厚度为50μm的由聚 对苯二甲酸乙二醇酯薄膜制成的脱模处理薄膜(剥离衬垫)上,然后以130°C干燥2分钟。 由此制作了厚度25μm的芯片接合薄膜Bl。
[0468](比较例1)
[0469]〈热固型芯片接合薄膜的制作>
[0470]使下述(a)?(e)溶解于MEK(甲乙酮),调整浓度使得粘度在室温下为150mPa*s, 得到粘接剂组合物溶液。
[0471] (a)环氧树脂(三菱化学株式会社制、制品名:JER827(双酚A型环氧树脂)、在室 温下为液态(软化点为25°C以下))
[0472] 8 份
[0473] (b)酚醛树脂(具有联苯芳烷基骨架的酚醛树脂、明和化成株式会社制、制品名: MEH-7851SS、软化点 67°C、羟基当量 203g/eq.)
[0474] 8 份
[0475] (c)丙烯酸类共聚物(NagaseChemteXCorporation制、制品名:TEISANRESIN SG-P3、重均分子量:85万、玻璃化转变温度:12°C)
[0476] 4 份
[0477] (d)固化促进催化剂(北兴化学株式会社制、制品名:TPP-MK、四(对甲苯基硼)四 苯基鱗)
[0478] 0· 2 份
[0479] (e)球状氧化错填料B(AdmatechsCo. ,Ltd.制、制品名:A0802、平均粒径: 0· 7μm、比表面积:7. 5m2/g)
[0480]8〇 份
[0481] 需要说明的是,球状氧化铝填料B预先进行了表面处理。表面处理利用干法来进 行,用下式所示的量(硅烷偶联剂处理量)的硅烷偶联剂来处理。硅烷偶联剂使用了信越 化学株式会社的KBM503。
[0482](硅烷偶联剂处理量)=(氧化铝填料的重量(g)X氧化铝填料的比表面积(m2/ g)) /硅烷偶联剂的最小覆盖面积(m2/g)
[0483] 硅烷偶联剂的最小覆盖面积(m2/g) = 6. 02XIO23X13X1(Γ27硅烷偶联剂的分子 量
[0484] 将该粘接剂组合物溶液涂布在进行了聚硅氧烷脱模处理的、厚度为50μm的由聚 对苯二甲酸乙二醇酯薄膜制成的脱模处理薄膜(剥离衬垫)上,然后以130°C干燥2分钟。 由此制作了厚度25μm的芯片接合薄膜Cl。
[0485] 需要说明的是,实施例、比较例的芯片接合薄膜中的填料整体(球状氧化铝填料A 和球状氧化铝填料B)的平均粒径以及填料整体的比表面积如表1所示。另外,A/B的值、 填料相对于芯片接合薄膜整体的填充量、树脂成分中(热固性树脂与热塑性树脂的合计量 中)的热固性树脂的比率、树脂成分中(热固性树脂与热塑性树脂的合计量中)的热塑性 树脂的比率也一并示于表1。
[0486] (130°C下的高速剪切时(50秒η的剪切速率)的熔融粘度测定)
[0487] 测定了芯片接合薄膜Al?Cl在热固化前的130°C下的高速剪切时的熔融粘度。 测定使用流变仪(HAAKE公司制、RS-1),利用平行板法来进行。即,从各芯片接合薄膜Al? Cl采取0.Ig作为试样,将该试样向预先加热至130°C的板进行投料。熔融粘度设为从测定 开始起300秒后的值。另外,将剪切速率设为50秒'将板间的间隙设为0.1_。结果示于 下述表1。
[0488] (130°C下的低速剪切时(剪切速率5秒,的熔融粘度测定)
[0489] 测定了芯片接合薄膜Al?Cl在热固化前的130°C下的低速剪切时的熔融粘度。 测定使用流变仪(HAAKE公司制、RS-1),利用平行板法来进行。即,从各芯片接合薄膜Al? Cl采取0.Ig作为试样,将该试样向预先加热至130°C的板进行投料。熔融粘度设为从测定 开始起300秒后的值。另外,将剪切速率设为5秒'将板间的间隙设为0.1_。结果示于 下述表1。
[0490](导热系数的测定)
[0491] 进行了芯片接合薄膜Al?Cl的热固化后的导热系数的测定。导热系数由下式求 出。结果示于表1。需要说明的是,热固化后的导热系数是指以130°C加热1小时、接着以 175 °C加热5小时后的导热系数。
[0492](导热系数)=(热扩散系数)X(比热)X(比重)
[0493]〈热扩散系数> ·
[0494] 将芯片接合薄膜层叠为厚度Imm后,冲切成直径Icm的圆形形状。接着,以130°C加 热1小时,然后以175°C加热5小时。使用该样品,使用激光闪光法热测定装置(ULVAC,Inc. 制、TC-9000),测定热扩散系数。
[0495]〈比热 >
[0496]使用DSC(TAinstrument制、Q-2000),利用依照JIS-7123的规定的测定方法来求 出。
[0497]〈比重 >
[0498] 使用电子天平(株式会社岛津制作所制、AEL-200),利用阿基米德法来测定。
[0499](空隙评价)
[0500] 使用热层压,将厚度25μm的芯片接合薄膜Al?Cl以IOmmX IOmm的面积贴附在 厚度IOOym的玻璃芯片上,制作了样品芯片。贴附时的温度为60°C、压力为0. 15MPa。
[0501] 接着,将样品芯片以130°C、2kg、2秒钟的条件接合于BGA基板(JapanCircuit IndustrialCO. ,LTD制、制品名:CA-BGA(2)、表面十点平均粗糙度(Rz) = 11?13μm)。 其后,在加压条件下以130°C加热1小时,然后以175°C加热5小时。加热固化时的加压具 体而言通过在烘箱内以5kg/cm2填充氮气来进行。使用光学显微镜从进行了接合的样品芯 片的玻璃面侧进行观察。使用二值化软件(WinRoofver. 5. 6)计算空隙在观察图像中所占 的面积。将空隙所占的面积相对于芯片接合薄膜的表面积不足20%的情况评价为"〇"、为 20%以上的情况评价为"X"。结果示于表1。
[0502] [表1]

【权利要求】
1. 一种热固型芯片接合薄膜,其特征在于,其在热固化后的导热系数为lw/m·K以上, 其含有相对于热固型芯片接合薄膜整体为75重量%以上的导热系数为12W/m·Κ以上 的导热性颗粒, 所述热固型芯片接合薄膜在130°C下以50秒η的剪切速率测定的熔融粘度为200Pa*s以下。
2. 根据权利要求1所述的热固型芯片接合薄膜,其特征在于,所述导热性颗粒的平均 粒径为1μm以上且10μm以下。
3. 根据权利要求1所述的热固型芯片接合薄膜,其特征在于,其含有热塑性树脂和热 固性树脂, 将所述热固性树脂的含有重量份记为A、将所述热塑性树脂的含有重量份记为B时,A/B为5以上。
4. 根据权利要求3所述的热固型芯片接合薄膜,其特征在于,所述热固性树脂包含软 化点为KKTC以下的热固性树脂。
5. 根据权利要求3所述的热固型芯片接合薄膜,其特征在于,所述热固性树脂包含在 室温下呈液态的热固性树脂。
6. -种半导体装置的制造方法,其特征在于,其包括如下工序: 准备权利要求1?5中任一项所述的热固型芯片接合薄膜的工序;以及 夹着所述热固型芯片接合薄膜,将半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接合工序。
7. -种带切割片的芯片接合薄膜,其特征在于,其在切割片上层叠有权利要求1?5中 任一项所述的热固型芯片接合薄膜,所述切割片在基材上层叠有粘合剂层。
8. -种半导体装置的制造方法,其特征在于,其包括如下工序: 准备权利要求7所述的带切割片的芯片接合薄膜的工序; 将所述带切割片的芯片接合薄膜的热固型芯片接合薄膜与半导体晶圆的背面进行贴 合的贴合工序; 将所述半导体晶圆与所述热固型芯片接合薄膜一起进行切割,形成芯片状的半导体芯 片的切割工序; 将所述半导体芯片与所述热固型芯片接合薄膜一起从所述带切割片的芯片接合薄膜 拾取的拾取工序;以及 夹着所述热固型芯片接合薄膜,将所述半导体芯片芯片接合到被粘物上的芯片接合工 序。
【文档编号】C09J7/02GK104212369SQ201410245350
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】木村雄大, 三隅贞仁, 大西谦司, 菅生悠树, 宍户雄一郎 申请人:日东电工株式会社
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