电路构件连接用树脂片的制作方法

文档序号:14943296发布日期:2018-07-13 21:39

本发明涉及一种树脂片,例如,涉及一种用于通过所谓的倒装芯片(Flip Chip)封装方式而将半导体芯片与基板接着的电路构件连接用树脂片。



背景技术:

近年来,从半导体集成电路(IC)的高集成化、半导体装置(IC封装)的小型化等角度出发,逐渐采用倒装芯片封装方式。该倒装芯片封装方式为无引线接合(wireless bonding)方式的一种,其通过在半导体芯片表面的电极上形成由焊料等构成的凸点(bump),将该半导体芯片的表里对调并载置在印刷基板、陶瓷基板等基板上,进行了凸点与基板的电极的对准之后,使凸点加热熔融,从而将半导体芯片的电极与基板的电极接合。

在利用这样的倒装芯片封装方式的半导体装置中,为了确保电连接可靠性及机械连接强度,通常使被称为底部填充材料的树脂介于半导体芯片与基板之间。作为底部填充材料的使用方法,已知将半导体芯片与基板焊接之后,将由液状树脂组合物构成的底部填充材料注入两者的间隙,并使其固化的方法。

但是,近年来伴随着由半导体集成电路的高集成化带来的多电极化、电极的窄间距(narrow pitch)化及半导体装置的薄型化,上述凸点相互的间隔逐渐变得非常狭窄,此外,半导体芯片与基板的距离逐渐变得非常小。因此,将液状树脂组合物用作底部填充材料的上述方法,存在将底部填充材料完全地填充至半导体芯片与基板的间隙变得困难的问题。对于该问题,有人提出了一种使用被称为NCF(Non-Conductive Film)的接着膜而将半导体芯片与基板接着的方法(例如,参照专利文献1)。

然而,对于这样的底部填充材料,要求即使在温度循环试验下,半导体芯片与基板的连接电阻也无变化的高可靠性。关于这一点,作为底部填充材料,有人提出了一种含有无机质填充材料、且固化后于110~130℃的平均热膨胀系数为200ppm以下的接着剂(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-277818号公报

专利文献2:日本特开平10-287848号公报



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题

但是,专利文献2的接着剂存在线膨胀系数仍然较大,在温度循环试验中无法确保良好的结果的问题。

本发明是鉴于这样的实际情况而进行的,其目的在于提供一种连接部的连接电阻不容易产生变化,具有高可靠性的电路构件连接用树脂片。

解决技术问题的技术手段

为了达成上述目的,第一,本发明提供一种电路构件连接用树脂片,其为介于相对的电极之间,用于将所述相对的电极电连接的电路构件连接用树脂片,其特征在于,构成所述树脂片的材料,在固化前于90℃的熔体粘度(melt viscosity)为1.0×100~5.0×105Pa·s,固化物于0~130℃的平均线膨胀系数为45ppm以下(发明1)。

上述发明(发明1)涉及的电路构件连接用树脂片,由于固化前于90℃的熔体粘度为上述范围,因此使树脂片介于电极之间时,良好地追随芯片、基板等电路构件表面的凹凸。此外,由于固化物的平均线膨胀系数为45ppm以下,因此与被粘物(电路构件)的线膨胀系数的差值变小,能够降低可能在树脂片与被粘物之间产生的应力。因此,上述发明(发明1)涉及的电路构件连接用树脂片能够使电路构件彼此的连接可靠性高。

在上述发明(发明1)中,优选构成所述树脂片的材料含有选自由聚乙烯醇缩醛树脂及聚酯树脂组成的组中的1种以上的热塑性成分(发明2)。

在上述发明(发明2)中,优选构成所述树脂片的材料进一步含有苯氧基树脂作为所述热塑性成分(发明3)。

在上述发明(发明1~3)中,优选构成所述树脂片的材料含有无机填料(发明4)。

在上述发明(发明4)中,优选所述无机填料为二氧化硅填料(发明5),优选所述无机填料的平均粒径为10~200nm(发明6)。

在上述发明(发明4~6)中,优选构成所述树脂片的材料含有35~64质量%的所述无机填料(发明7)。

在上述发明(发明1~7)中,优选构成所述树脂片的材料含有具有熔剂功能(flux function)的成分(发明8)。

在上述发明(发明8)中,优选含有具有羧基的成分作为所述具有熔剂功能的成分(发明9),优选该具有羧基的成分为2-甲基戊二酸(发明10)。

发明效果

本发明的电路构件连接用树脂片,在将电路构件彼此连接时,连接部的连接电阻不容易产生变化,具有高可靠性。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。

本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片介于相对的电极之间,用于将相对的电极电连接。作为电路构件,只要为在电路中形成有电极的构件就没有特别限定,例如,除了半导体芯片、半导体晶圆之外,能够列举出引线框架、陶瓷电路基板、玻璃电路基板等无机电路基板,有机刚性电路基板(rigid circuit board)、柔性电路基板等有机电路基板。

1.物性

(1)熔体粘度

在本实施方式中,构成树脂片的材料,其固化前于90℃的熔体粘度(以下,有时称为“90℃熔体粘度”)的上限值为5.0×105pa·s以下,优选为1.0×105Pa·s以下,特别优选为5.0×104Pa·s以下。若90℃熔体粘度为上述上限值以下,则使电路构件连接用树脂片介于电极之间时,能够良好地追随芯片、基板等电路构件表面的凹凸,防止在电路构件与由树脂片构成的层的界面产生空隙。此外,90℃熔体粘度的下限值为1.0×100Pa·s以上,优选为1.0×101Pa·s以上,特别优选为1.0×102Pa·s以上。若90℃熔体粘度为上述下限值以上,则构成上述树脂片的材料不会流动过度,在树脂片贴附时或电路连接时能够防止装置的污染。

因此,本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片,通过使构成材料的90℃熔体粘度为上述范围,从而具有高可靠性。

在此,构成树脂片的材料的90℃熔体粘度为使用流动试验仪而测定的值,试验方法的细节如后述的实施例所示。

(2)平均线膨胀系数

在本实施方式中,构成树脂片的材料的固化物于0~130℃的平均线膨胀系数(以下,有时仅称为“平均线膨胀系数”)的上限值为45ppm以下,优选为35ppm以下,特别优选为25ppm以下。若平均线膨胀系数为上述上限值以下,则由固化物构成的树脂片与被粘物(电路构件)的线膨胀系数的差值变小,基于该差值,能够降低可能在树脂片与被粘物之间产生的应力。由此,本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片能够使电路构件彼此的连接可靠性高,特别是在实施例所示的温度循环试验中显示高连接可靠性。

另一方面,平均线膨胀系数的下限值虽没有特别限制,但从膜形成性的角度出发,优选为5ppm以上,更优选为10ppm以上。

在此,构成树脂片的材料的平均线膨胀系数为使用热机械分析装置而测定的值,试验方法的细节如后述的实施例所示。

(3)玻璃化转变温度

在本实施方式中,构成树脂片的材料的固化物的玻璃化转变温度(Tg)的下限值优选为150℃以上,进一步优选为200℃以上,特别优选为240℃以上。若固化物的玻璃化转变温度为上述下限值以上,则在温度循环试验时固化物不产生变形,且不容易产生应力,因此优选。另一方面,固化物的玻璃化转变温度的上限值虽没有特别限制,但从抑制固化物的脆化的角度出发,优选为350℃以下,更优选为300℃以下。

在此,构成树脂片的材料的固化物的玻璃化转变温度为使用动态粘弹性测定机(TA Instruments.制造,DMA Q800),以频率11Hz、振幅10μm、升温速度3℃/分钟,使其从0℃升温至300℃,测定基于拉伸模式的粘弹性时的tanδ(损耗模量/储能模量)的最大点的温度。

2.材料

本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片满足上述的90℃熔体粘度及平均线膨胀系数,优选其由进一步满足上述的玻璃化转变温度的材料构成。

(1)热塑性成分

优选构成上述树脂片的材料含有热塑性成分。通过含有热塑性成分,该材料的90℃熔体粘度及平均线膨胀系数变得容易满足上述的数值范围。

作为热塑性成分,例如可列举出(甲基)丙烯酸类树脂、苯氧基树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、硅氧烷改性聚酰亚胺树脂、聚丁二烯树脂、聚丙烯树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、聚缩醛树脂、以聚乙烯醇缩丁醛树脂为首的聚乙烯醇缩醛树脂、丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、聚酰胺树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-丙烯酸共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙酸乙烯酯、尼龙等,能够单独使用1种或组合使用2种以上。

另外,本说明书中的“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸及甲基丙烯酸这两者。关于“(甲基)丙烯酸类树脂”等其他的类似用语也相同。

上述的热塑性成分之中,优选使用选自由聚乙烯醇缩醛树脂及聚酯树脂组成的组中的1种以上。构成上述树脂片的材料通过含有这些热塑性成分,使90℃熔体粘度及平均线膨胀系数均成为低值,其结果变得容易使这些值在上述的数值范围内。

在此,聚乙烯醇缩醛树脂通过下述方式而得到:将聚乙酸乙烯酯皂化从而得到聚乙烯醇,并使用醛使其缩醛化。作为在缩醛化中使用的醛,可列举出正丁醛、正己醛、正戊醛等。作为聚乙烯醇缩醛树脂,也优选使用利用正丁醛进行缩醛化而成的聚乙烯醇缩丁醛树脂。

作为聚酯树脂,例如可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚草酸乙二醇酯(polyethylene oxalate)树脂等将二元羧酸成分及二元醇成分缩聚而得到的聚酯树脂;使聚异氰酸酯化合物与它们反应而得到的氨基甲酸酯改性聚酯树脂等改性聚酯树脂;使丙烯酸树脂和/或乙烯基树脂接枝化而成的聚酯树脂等,能够单独使用1种或组合使用2种以上。

此外,当构成上述树脂片的材料含有聚乙烯醇缩醛树脂或聚酯树脂作为热塑性成分时,特别优选进一步含有苯氧基树脂。进一步含有苯氧基树脂时,构成上述树脂片的材料的90℃熔体粘度及平均线膨胀系数变得更容易满足上述的数值范围。

作为苯氧基树脂,没有特别限定,例如可例示出双酚A型、双酚F型、联苯酚型、联苯型等。

上述热塑性成分的软化点的下限值,优选为50℃以上,进一步优选为100℃以上,特别优选为120℃以上。此外,上述热塑性成分的软化点的上限值,优选为200℃以下,进一步优选为180℃以下,特别优选为150℃以下。通过含有软化点为上述下限值以上的热塑性成分,能够降低构成上述树脂片的材料的平均线膨胀系数,变得容易满足上述的数值范围。此外,若软化点为上述上限值以下,则能够抑制片的脆化。另外,将软化点设为基于ASTM D1525而测定的值。

上述热塑性成分的玻璃化转变温度的下限值,优选为50℃以上,进一步优选为60℃以上,特别优选为80℃以上。此外,上述热塑性成分的玻璃化转变温度的上限值,优选为250℃以下,进一步优选为200℃以下,特别优选为180℃以下。通过含有玻璃化转变温度为上述下限值以上的热塑性成分,能够降低构成上述树脂片的材料的平均线膨胀系数,变得容易满足上述的数值范围。此外,若玻璃化转变温度为上述上限值以下,则与其他材料的相容性优异。另外,热塑性成分的玻璃化转变温度为使用示差扫描热量分析仪而测定的值,具体的测定方法示于后述的实施例中。

上述热塑性成分的重均分子量,优选为1万以上,进一步优选为3万以上,特别优选为5万以上。此外,上限值优选为100万以下,进一步优选为70万以下,特别优选为50万以下。若重均分子量为上述下限值以上,则能够在维持膜形成性的同时,也使熔体粘度降低,因此优选。此外,若重均分子量为上述上限值以下,则与热固化性成分等的低分子量成分的相容性得到提升,因此优选。另外,本说明书中的重均分子量为使用凝胶渗透色谱(GPC)法测定的标准聚苯乙烯换算的值。

构成上述树脂片的材料中的上述热塑性成分的含量的下限值,优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,特别优选为7质量%以上。此外,上述热塑性成分的含量的上限值,优选为95质量%以下,进一步优选为90质量%以下,特别优选为80质量%以下。若上述热塑性成分的含量为上述下限值以上,则能够使构成树脂片的材料的90℃熔体粘度为更低的值,变得容易满足上述的数值范围。另一方面,若上述热塑性成分的含量为上述上限值以下,则能够使构成树脂片的材料的平均线膨胀系数进一步降低,变得容易满足上述的数值范围。

(2)无机填料

优选构成上述树脂片的材料含有无机填料。通过使构成树脂片的材料含有无机填料,可使平均线膨胀系数为低值,因此使用本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片时,能够使电路构件彼此的连接可靠性高。

在本实施方式中能够使用的无机填料,没有特别限定,能够例示出二氧化硅、氧化铝、玻璃、氧化钛、云母等,它们能够单独使用1种或组合使用2种以上。其中,优选二氧化硅填料。作为二氧化硅填料的形状,优选为球状。

上述无机填料的平均粒径的下限值,优选为10nm以上,进一步优选为20nm以上,特别优选为30nm以上。此外,上述无机填料的平均粒径的上限值,优选为200nm以下,进一步优选为150nm以下,特别优选为100nm以下。若无机填料的平均粒径为上述下限值以上,则能够兼具片的透明性与低熔体粘度。此外,若无机填料的平均粒径为上述上限值以下,则能够将构成上述树脂片的材料的90℃熔体粘度维持在低值。

此外,构成树脂片的材料中的无机填料的含量的下限值,优选为35质量%以上,进一步优选为40质量%以上,特别优选为50质量%以上。此外,上述无机填料的含量的上限值,优选为64质量%以下,进一步优选为60质量%以下,特别优选为56质量%以下。在构成树脂片的材料中,若无机填料的含量为上述下限值以上,则能够进一步降低该材料的平均线膨胀系数,变得容易满足上述的数值范围。另一方面,若无机填料的含量为上述上限值以下,则能够将该材料的90℃熔体粘度维持在低值,变得容易满足上述的数值范围。

(3)具有熔剂功能的成分

在本实施方式中,利用焊料接合电路构件的电极时,优选构成本实施方式的电路构件连接用树脂片的材料含有具有熔剂功能的成分(以下有时称为“熔剂成分”)。熔剂成分具有去除形成在电极表面的金属氧化膜的作用,能够使基于焊料的电极间的电连接更加确实,能够提高焊接部的连接可靠性。

作为熔剂成分,没有特别限定,但优选具有酚羟基和/或羧基的成分,特别优选具有羧基的成分。具有羧基的成分具有熔剂功能,同时将后述的环氧树脂用作热固化性成分时还具有固化剂的作用。因此,具有羧基的成分在完成焊接后,作为固化剂而进行反应而被消耗,因此能够抑制由过剩的熔剂成分引起的不良情况。

作为具体的熔剂成分,例如可列举出戊二酸、2-甲基戊二酸、邻大茴香酸、双酚酸、己二酸、乙酰水杨酸、苯甲酸、二苯乙醇酸、壬二酸、苄基苯甲酸、丙二酸、2,2-双(羟甲基)丙酸、水杨酸、邻甲氧基苯甲酸、间羟基苯甲酸、琥珀酸、2,6-二甲氧基甲基对甲酚、苯甲酰肼、碳酰肼(carbohydrazide)、丙二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、戊二酸二酰肼、水杨酸酰肼、亚氨基二乙酸二酰肼、衣康酸二酰肼、柠檬酸三酰肼、硫代卡巴肼(thiocarbohydrazide)、二苯甲酮腙(benzophenone hydrazone)、4,4’-氧代双苯磺酰肼、己二酸二酰肼、松香衍生物等,它们能够单独使用1种或组合使用2种以上。

作为松香衍生物,可列举出脂松香(gum rosin)、妥尔松香(tall rosin)、木松香、聚合松香、氢化松香、甲酰基化松香、松香酯、松香改性顺丁烯二酸树脂、松香改性酚树脂、松香改性醇酸树脂等。

其中,特别优选2-甲基戊二酸、松香衍生物。在构成电路构件连接用树脂片的材料中,由于2-甲基戊二酸的分子量比较小且在分子内具有2个羧基,因此即使少量添加,熔剂功能也优异,能够特别适宜地使用于本实施方式中。由于松香衍生物的软化点高,能够在维持低线膨胀系数化的同时,赋予熔剂性,因此能够特别适宜地使用于本实施方式中。

在本实施方式中,构成树脂片的材料中的熔剂成分的含量的下限值,优选为1质量%以上,进一步优选为3质量%以上,特别优选为5质量%以上。此外,上述熔剂成分的含量的上限值,优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下,特别优选为10质量%以下。在构成树脂片的材料中,若熔剂成分的含量为上述下限值以上,则能够使基于焊料的电极间的电连接更加确实,进一步提高焊接部的连接可靠性。另一方面,若熔剂成分的含量为上述上限值以下,则能够防止由过剩的熔剂成分引起的离子迁移等不良情况。

(4)热固化性成分

优选构成本实施方式的电路构件连接用树脂片的材料含有热固化性成分。

作为热固化性成分,只要是通常使用于半导体芯片等电路构件的连接用的接着剂成分,就没有特别限定。具体而言,可列举出环氧树脂、酚树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、聚酯树脂、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、苯并噁嗪树脂等,它们能够单独使用1种或组合使用2种以上。其中,从接着性等角度出发,优选环氧树脂及酚树脂,特别优选环氧树脂。

环氧树脂具有受热时进行三维网状化,形成坚固的固化物的性质。作为这样的环氧树脂,能够使用以往公知的各种环氧树脂,具体而言,能够列举出双酚A、双酚F、间苯二酚、苯基酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等酚类的缩水甘油醚;丁二醇、聚乙二醇、聚丙二醇等醇类的缩水甘油醚;邻苯二甲酸、间苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸等羧酸的缩水甘油醚;以缩水甘油基取代键合在苯胺异氰脲酸酯等的氮原子上的活性氢而成的缩水甘油基型或烷基缩水甘油基型的环氧树脂;如乙烯基环己烷二环氧化物、3,4-环氧环己基甲基-3,4-二环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧)环己基-5,5-螺(3,4-环氧)环己烷-间二噁烷等这样的、例如通过氧化分子内的碳碳双键而导入环氧的所谓的脂环型环氧化合物。此外,也能够使用具有联苯骨架、二环己二烯骨架、萘骨架等的环氧树脂。这些环氧树脂能够单独使用1种或组合使用2种以上。

在本实施方式中,构成树脂片的材料中的上述热固化性成分的含量的下限值,优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上。此外,上述热固化性成分的含量的上限值,优选为75质量%以下,进一步优选为60质量%以下,特别优选为55质量%以下。通过使上述热固化性成分的含量为上述范围,能够充分地确保电路构件彼此的连接强度,同时变得容易将构成树脂片的材料的90℃熔体粘度及平均线膨胀系数调整为上述的数值范围。

(5)固化剂·固化催化剂

当构成本实施方式的电路构件连接用树脂片的材料含有上述的热固化性成分时,优选该材料进一步含有固化剂及固化催化剂。

作为固化剂,没有特别限定,可列举出酚类、胺类、硫醇类等,能够根据上述的热固化成分的种类而适当地选择。例如,将环氧树脂用作固化性成分时,从与环氧树脂的反应性等角度出发,优选酚类。

作为酚类,例如可列举出双酚A、四甲基双酚A、二烯丙基双酚A、联苯酚、双酚F、二烯丙基双酚F、三苯基甲烷型苯酚、四苯酚、酚醛清漆型苯酚、甲酚酚醛清漆树脂等,它们能够单独使用1种或组合使用2种以上。

此外,作为固化催化剂,没有特别限定,可列举出咪唑类、磷类、胺类等,能够根据上述的热固化成分等的种类而适当地选择。例如,将环氧树脂用作固化性成分时,从与环氧树脂的反应性等角度出发,优选咪唑类固化催化剂。

在本实施方式中,构成树脂片的材料中的固化催化剂的含量的下限值,优选为0.1质量%以上,进一步优选为0.2质量%以上,特别优选为0.4质量%以上。此外,上述固化催化剂的含量的上限值,优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下,特别优选为3质量%以下。在构成树脂片的材料中,若固化催化剂的含量为上述下限值以上,则能够使热固化性成分充分地固化。另一方面,若固化催化剂的含量为上述上限值以下,则树脂片的保存稳定性变得良好。

(6)其他成分

本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片也可以进一步含有增塑剂、稳定剂、增粘剂、着色剂、偶联剂、抗静电剂、抗氧化剂、导电性颗粒等作为构成该树脂片的材料。

例如,若通过使构成上述树脂片的材料含有导电性颗粒等,从而对电路构件连接用树脂片赋予各向异性导电性,则可以利用补充焊接的方式、或与焊接不同的方式,将电路构件彼此电接合。

3.其他构成

本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片也可以进一步层叠有剥离片。此外,也可以制成在本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片上进一步层叠有切割片的切割片一体型片(切割·管芯接合片(dicing/die bonding sheet)),也可以制成进一步层叠有背面研磨片(background sheet)的背面研磨片一体型接着片。

当在本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片中进一步层叠有剥离片时,剥离片的构成为任意,例如可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯膜,聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃膜等的塑料膜。优选已在它们的剥离面(与树脂片接触的面)上实施了剥离处理。作为使用于剥离处理的剥离剂,例如可列举出有机硅类、氟类、长链烷基类等的剥离剂。

在将剥离片层叠在电路构件连接用树脂片的两面上时,优选将一个剥离片设作剥离力大的重剥离型剥离片,将另一个剥离片设作剥离力小的轻剥离型剥离片。

关于剥离片的厚度没有特别限制,通常为20~250μm左右。

作为切割片,只要为通常所使用的切割片就没有特别限制,例如能够例示出在基材的一个面上层叠有粘着剂层的片。

作为切割片的基材的构成材料没有特别限定,例如可列举出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁二烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、离聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚苯乙烯、乙烯基聚异戊二烯、聚碳酸酯、聚烯烃等,能够使用其中的1种或2种以上的混合物。

此外,作为切割片的粘着剂层的构成材料没有特别限定,例如能够使用由含有丙烯酸类粘着剂、橡胶类粘着剂等的树脂组合物构成的构成材料。作为丙烯酸类粘着剂,例如能够使用由(甲基)丙烯酸及其酯构成的树脂,(甲基)丙烯酸及其酯和能够与它们共聚的不饱和单体(例如乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等)的共聚物等。此外,也可以将2种以上的这些共聚物混合。

使用该切割片与本实施方式的电路构件连接用树脂片而制成切割片一体型接着片时,电路构件连接用树脂片被层叠在上述切割片的粘着剂层侧的面上。在此,粘着剂层与由电路构件连接用树脂片构成的层,在后述的切割工序之后被剥离。因此,优选上述粘着剂层的粘着力通过能量射线照射或加热等而降低。

作为背面研磨片,只要是通常所使用的背面研磨片就没有特别限制,例如能够例示出在基材的一个面上层叠有粘着剂层的片。

背面研磨片的基材的构成材料没有特别限定,例如可列举出由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等树脂构成的构成材料。

此外,作为背面研磨片的粘着剂层的构成材料没有特别限定,例如能够使用由含有丙烯酸类粘着剂、橡胶类粘着剂等的树脂组合物构成的构成材料。作为丙烯酸类粘着剂,例如能够使用由(甲基)丙烯酸及其酯构成的树脂、(甲基)丙烯酸及其酯和能够与它们共聚的不饱和单体(例如乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯腈等)的共聚物等。此外,也可以将2种以上的这些共聚物混合。

使用该背面研磨片与本实施方式的电路构件连接用树脂片而制成背面研磨片一体型接着片时,电路构件连接用树脂片被层叠在上述背面研磨片的粘着剂层侧的面上。在此,粘着剂层与由电路构件连接用树脂片构成的层,在背面磨削工序之后被剥离。因此,优选上述粘着剂层的粘着力通过能量射线照射或加热等而降低。

4.电路构件连接用树脂片的制造方法

本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片,能够以与以往的电路构件连接用树脂片相同的方式进行制造。例如,制造电路构件连接用树脂片与剥离片的层叠体时,能够通过制备含有构成电路构件连接用树脂片的材料、及根据所需而进一步含有溶剂或分散介质的涂布液,使用模具涂布机、淋涂机(curtain coater)、喷涂机(spray coater)、狭缝式涂布机(slit coater)、刮刀涂布机等将该涂布液涂布在剥离片的一个面上,以形成涂膜,且使该涂膜干燥,以其与剥离片的层叠体的一部分的形式形成树脂片。涂布液只要能够进行涂布,则其性状没有特别限定,有将用于形成树脂片的成分作为溶质而含有的情况,也有作为分散质而含有的情况。该层叠体中的剥离片可以作为工序材料而进行剥离,也可以在至贴附于半导体晶圆、陶瓷生片层叠体等被粘物为止的期间,保护树脂片。

此外,作为将2层剥离片分别层叠在电路构件连接用树脂片的两面上而成的层叠体的制造方法,能够通过将涂布液涂布在上述剥离片的剥离面上而形成涂膜,使其干燥而形成由树脂片与剥离片构成的层叠体,将该层叠体的树脂片的与剥离片侧的面相反侧的面贴附在其他的剥离片的剥离面上,从而得到由剥离片/树脂片/剥离片构成的层叠体。该层叠体中的剥离片可以作为工序材料而进行剥离,也可以在至贴附于半导体晶圆、基板等被粘物为止的期间,保护树脂片。

此外,制造切割片一体型接着片(切割·管芯接合片)或背面研磨片一体型接着片时,能够通过形成上述的电路构件连接用树脂片与剥离片的层叠体,将该层叠体的树脂片侧的面贴附在切割片或背面研磨片的粘着剂层侧的面上,从而得到切割片一体型接着片或背面研磨片一体型接着片。

5.电路构件连接用树脂片的使用方法

接着,关于本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片的使用方法,以使用倒装芯片封装的情况为例进行说明。

首先,将本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片贴附在形成有电路及焊料凸点的半导体晶圆的电路面上。具体而言,可列举出准备电路构件连接用树脂片与剥离片的层叠体,将该层叠体的电路构件连接用树脂片侧的面贴附在半导体晶圆的电路面上,并将剥离片剥离的方法。由此,半导体晶圆的电路面成为被电路构件连接用树脂片保护的状态。在此,由于构成本实施方式涉及的电路构件连接用树脂片的材料在固化前的90℃熔体粘度为1.0×100~5.0×105Pa·s,因此能够良好地追随电路面的凹凸,抑制在由树脂片构成的层与电路面的界面产生空隙。另外,也可以在该状态下,进行半导体晶圆的背面磨削及其他的背面加工。

接着,将半导体晶圆切断成个别的芯片(切割工序)。晶圆的切断方法没有特别限定,能够使用以往公知的各种切割方法来进行。例如可列举出将通常的切割片贴附在半导体晶圆的背面侧(与贴附有电路构件连接用树脂片的面相反侧的面侧),经由该切割片而固定于环状框架(ring frame),使用切割刀片而将半导体晶圆切断的方法。此外,也可以采用激光切割等其他的切割方法。通过该切割工序,能够在由电路构件连接用树脂片构成的层被固定在半导体芯片的电路面上的状态下,得到被切片的半导体芯片。

切割工序之后进行拾取,从而回收被切片的半导体芯片。也可以根据需要,通过将切割片扩展而将半导体芯片彼此的间隔扩大后,进行拾取。

接着,将所回收的半导体芯片载置在电路基板上。使用倒装芯片接合器(flip clip bonder),以半导体芯片侧的电极与电路基板上的电极相对的方式对准半导体芯片,将其载置在电路基板上。

进一步,使用倒装芯片接合器,将半导体芯片与电路基板加热加压后进行冷却。由此,半导体芯片与电路基板经由电路构件连接用树脂片的固化物而接着,半导体芯片的电极与芯片搭载部的电极经由形成在半导体芯片上的焊料凸点而进行电接合。焊接的条件也取决于所使用的金属组合物,例如为Sn-Ag时,优选以200~300℃加热1~30秒钟。

进行焊接后,将介于半导体芯片与电路基板之间的由电路构件连接用树脂片构成的层固化。关于固化条件,例如能够通过以100~200℃加热1~120分钟来进行。此外,该固化工序也可以在加压条件下进行。

由此,能够得到利用电路构件连接用树脂片的固化物将半导体芯片与电路基板接着而成的层叠体。在该层叠体中,由于构成电路构件连接用树脂片的材料的90℃熔体粘度为1.0×100~5.0×105Pa·s,平均线膨胀系数为45ppm以下,因此能够防止空隙的产生,且能够抑制在半导体芯片或电路基板与电路构件连接用树脂片的固化物之间产生应力。因此,即使在实施了例如温度循环试验等的长期可靠性试验后,连接部的连接电阻也不容易产生变化,具有高可靠性。

以上所说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的,而不是为了限定本发明而记载。因此,在上述实施方式中所公开的各要素为也包含属于本发明的技术范围的所有的设计变更和均等物的宗旨。

例如,在上述的实施方式中,作为电路构件连接用树脂片的使用方法,虽然将半导体芯片与电路基板的连接作为例子而进行了说明,但是通过本实施方式的电路构件连接用树脂片而连接的电路构件并不受该组合的限定。例如能够列举出半导体芯片与半导体芯片的组合、半导体晶圆与半导体晶圆的组合、半导体芯片与半导体晶圆的组合、半导体芯片与柔性电路基板的组合等。

实施例

以下,通过示出实施例及试验例等而对本发明进行更详细的说明,但是本发明完全不受下述的试验例等的限制。

[实施例1~5、比较例1]

使用甲基乙基酮,以固体成分浓度成为40质量%的方式稀释含有表1所示的构成成分的组合物,将其涂布在经有机硅处理的剥离膜(Lintec Corporation制造,SP-PET381031)上,使用烘箱将所得到的涂膜于100℃干燥1分钟,形成厚度为45μm的涂膜,得到了形成在剥离膜上的膜状树脂组合物。随后,通过将膜状树脂组合物转印至聚烯烃基材上,从而得到了电路构件连接用树脂片。

在此,表1所示的构成成分的详细情况如下。

热塑性成分

■聚乙烯醇缩醛树脂,玻璃化转变温度:86℃,重均分子量:13万

■聚乙烯醇缩丁醛树脂,玻璃化转变温度:71℃,重均分子量:11万

■聚酯树脂,玻璃化转变温度:83℃,重均分子量:4万

■双酚A(BisA)型苯氧基树脂,玻璃化转变温度:84℃,重均分子量:6万

■丙烯酸酯,玻璃化转变温度:-28℃,重均分子量:80万

热固化性成分

■双酚A(BisA)型环氧树脂,环氧当量:180-190g/eq

无机填料

■二氧化硅填料,平均粒径:100nm

在此,上述热塑性成分的玻璃化转变温度(Tg)为使用珀金埃尔默公司制造的DSC(PYRIS Diamond DSC),以10℃/分钟的升降温速度,实施在-70℃至150℃的温度廓线(temperature profile)内的测定,确认拐点而求出的玻璃化转变温度。此外,上述构成成分的重均分子量(Mw)为使用凝胶渗透色谱装置(TOSOH CORPORATION制造,产品名称“HLC-8020”),在下述条件下测定(GPC测定)的标准聚苯乙烯换算的重均分子量。

<GPC测定条件>

■色谱柱:将“TSK guard column HXL-L”、“TSK gel G2500HXL”、“TSK gel G2000HXL”、“TSK gel G1000HXL”(均为TOSOH CORPORATION制造)依次连接而成的色谱柱

■色谱柱温度:40℃

■洗脱液:四氢呋喃

■流速:1.0mL/分钟

■检测器:差示折光计

■标准样品:聚苯乙烯

[试验例1]90℃熔体粘度的测定

通过层叠在实施例及比较例中制造的电路构件连接用树脂片,制造了厚度为15mm的测定用样品。对于所得到的测定用样品,使用流动试验仪(Shimadzu Corporation制造,CFT-100D),在荷重为50kgf、温度范围为50~120℃、升温速度为10℃/分钟的条件下测定了熔体粘度。将于90℃的熔体粘度的值示于表1中。

[试验例2]平均线膨胀系数的测定

将在实施例及比较例中制造的电路构件连接用树脂片切断为15×4.5mm,作为了测定用样品。将所得到的样品在160℃下处理1小时,从而使其固化。对于所得到的固化物,使用热机械分析装置(布鲁克AXS公司制造,TMA4030SA),在荷重为2g、温度范围为0~300℃、升温速度为5℃/分钟的条件下测定了线膨胀系数。根据所得到的结果,计算出了于0~130℃的平均线膨胀系数。将结果示于表1中。

[试验例3]温度循环试验

将在实施例及比较例中制造的电路构件连接用树脂片层压在已进行了切割的100μm芯片(WALTS CO.,LTD.制造的TEG晶圆:CC80-0101JY Model I)上,得到了附有树脂片的TEG芯片。使用FC接合器(T ORAY ENGINEERING CO.,LTD制造,FC3000W),将所得到的附有树脂片的TEG芯片在基板上进行倒装芯片接合,制造了半导体装置。在以-55℃10分钟及125℃10分钟为1个循环的环境下,对所得到的半导体装置实施1000个循环,对于试验后的半导体装置,使用数字多用表(digit al multimeter)测定半导体芯片与电路基板的连接电阻值,按照以下的评价标准评价了连接可靠性。将结果示于表1中。

○:连接电阻值的变化率为20%以下

×:连接电阻值的变化率超过20%

[表1]

由表1可知,实施例中所得到的电路构件连接用树脂片的温度循环试验结果良好,具有高连接可靠性。

工业实用性

由于本发明涉及的电路构件连接用树脂片在将电路构件彼此连接时,具有高连接可靠性,因此能够适用于接合各种电路构件。

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