底部填充片、背面研削用胶带一体型底部填充片、切割胶带一体型底部填充片及半导体装 ...的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种底部填充片、背面研削用胶带一体型底部填充片、切割胶带一体 型底部填充片及半导体装置的制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，由电子设备的小型、薄型化带来的高密度安装的要求急剧地增加。因此， 关于半导体封装，适于高密度安装的表面安装型代替先前的插件型成为主流。
[0003]在表面安装后，为了确保半导体元件表面的保护或半导体元件与基板之间的连接 可靠性，而对半导体元件与基板之间的空间进行液状的密封树脂的填充。然而，在窄间距的 半导体装置的制造中，若使用液状的密封树脂，则有时产生空隙（气泡）。因此，还提出了 使用片状的密封树脂（底部填充片）填充半导体元件与基板之间的空间的技术（专利文献 1)〇
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本专利第4438973号
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的问题
[0008] -般而言，使用底部填充片的工艺中，将设置有端子（凸块等）的半导体元件的电 路面与底部填充片贴合，因此要求底部填充片追随电路面的凹凸而密合。然而，若底部填充 片的粘度较高，则有时无法充分地将凹凸埋入而产生空隙。另外，在将半导体元件的端子与 被粘接体的端子连接时，存在这些端子间的底部填充材料未退让，底部填充材料介于中间 而发生连接不良的可能。另一方面，若底部填充片的粘度较低，则存在脱气（卜力'只） 产生（在连接时或热固化时产生的气体）时形成空隙的情形。
[0009]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种底部填充片，其可良好地 将凹凸埋入，可将半导体元件的端子与被粘接体的端子良好地连接，可减少脱气所致的空 隙的产生。另外，本发明的目的在于提供一种背面研削用胶带一体型底部填充片、切割胶带 一体型底部填充片及半导体装置的制造方法。
[0010] 用于解决问题的方法
[0011] 本申请发明人发现通过采用下述构成可解决上述课题，从而完成了本发明。
[0012] S卩，本发明涉及一种底部填充片，其在150°C、0. 05~0. 20转/分钟时的粘度为 1000~1000 OPa?s，且在100~200°C、0. 3~0? 7转/分钟时的最低粘度为IOOPa?s以 上。
[0013] 通常在使用底部填充片的半导体装置的制造工艺中，在加热条件下，借助底部填 充片而将半导体元件固定于被粘接体。本发明的底部填充片在150°c、0. 05~0. 20转/分 钟时的粘度为1000~1000 OPa?S，因此加热条件下的底部填充片的流动性成为最佳范围， 可良好地埋入半导体元件表面的凹凸。另外，端子间的底部填充材料良好地退让，因此可将 半导体元件的端子与被粘接体的端子良好地连接。
[0014] 另外，本发明的底部填充片在100~200°C、0. 3~0. 7转/分钟时的最低粘度为 IOOPa?s以上，因此可减少脱气所致的空隙的产生。
[0015] 本发明的底部填充片优选包含平均粒径为0. 01~10ym的二氧化硅填料15~70 重量％、丙烯酸系树脂2~30重量％。由此，可良好地实现上述粘度。
[0016] 本发明的底部填充片优选为，在175°C下进行1小时热固化处理后的储能模量 E' [MPa]及热膨胀系数a[ppm/K]在25°C下满足下述式（1)。
[0017] E'Xa<250000[Pa/K] ? ? ? (1)
[0018] 若底部填充片的热固化后的储能模量E' [MPa]及热膨胀系数a[ppm/K]满足上述 式（1)，则可缓和半导体元件与被粘接体的热响应行为之差，可获得接合部的断裂受到抑制 的连接可靠性高的半导体装置。在上述式（1)中，储能模量E'与热膨胀系数a成反比例 关系。若储能模量E'升高，则底部填充片自身的刚性提高而可吸收或分散应力。此时，热 膨胀系数a变低，底部填充片自身的热膨胀行为受到抑制，因此可降低对邻接的构件（即， 半导体元件或被粘接体）的机械损伤。另一方面，若储能模量E'变低，则底部填充片自身 的柔软性提高，而可吸收邻接的构件、尤其是被粘接体的热响应行为。此时，热膨胀系数a 变高，底部填充片的热响应行为与被粘接体的热响应行为同步，且由于储能模量E'的降低 故对半导体元件的影响受到抑制，整体上使应力缓和。如此，可谋求半导体元件、被粘接体、 及底部填充片相互的应力的最佳缓和，因此还可抑制连接构件（凸块）的断裂，其结果为， 可提高半导体装置的连接可靠性。需要说明的是，储能模量E'及热膨胀系数a的测定方 法如实施例的记载。
[0019] 优选为所述储能模量E'为100~10000[MPa]，且所述热膨胀系数a为10~ 200[ppm/K]。通过使储能模量E'及热膨胀系数a分别为这样的范围，可有效地缓和整个 系统的应力。
[0020] 优选为所述储能模量E' [MPa]与所述热膨胀系数a[ppm/K]满足下述式（2)。
[0021] 10000〈E，Xa<250000[Pa/K] ? ? ? (2)
[0022] 通过使储能模量E'及热膨胀系数a满足上述式（2)，可更容易地实现半导体元 件、被粘接体、及底部填充片相互的应力的最佳缓和。
[0023] 本发明的底部填充片优选包含热固化性树脂。另外，所述热固化性树脂优选包含 环氧树脂和酚醛树脂。由此，可良好地实现所述粘度，并且可容易地实现底部填充片的上述 式（1)的充分性。
[0024] 另外，本发明涉及一种背面研削用胶带一体型底部填充片，其具备背面研削用胶 带、及层叠在所述背面研削用胶带上的所述底部填充片。通过将背面研削用胶带与底部填 充片一体地使用，可提尚制造效率。
[0025]另外，本发明涉及一种切割胶带一体型底部填充片，其具备切割胶带、及层叠在所 述切割胶带上的所述底部填充片。通过将背面研削用胶带与底部填充片一体地使用，可提 尚制造效率。
[0026] 另外，本发明涉及一种半导体装置的制造方法，其包括借助所述底部填充片将半 导体元件固定于被粘接体的工序。
【附图说明】
[0027] 图1为背面研削用胶带一体型底部填充片的剖面示意图。
[0028]图2A为表示使用背面研削用胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的 一工序的图。
[0029] 图2B为表示使用背面研削用胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的 一工序的图。
[0030] 图2C为表示使用背面研削用胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的 一工序的图。
[0031] 图2D为表示使用背面研削用胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的 一工序的图。
[0032]图2E为表示使用背面研削用胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的 一工序的图。
[0033] 图2F为表示使用背面研削用胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的 一工序的图。
[0034] 图2G为表示使用背面研削用胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的 一工序的图。
[0035] 图3为切割胶带一体型底部填充片的剖面示意图。
[0036] 图4A为表示使用切割胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的一工序 的图。
[0037]图4B为表示使用切割胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的一工序 的图。
[0038]图4C为表示使用切割胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的一工序 的图。
[0039]图4D为表示使用切割胶带一体型底部填充片的半导体装置的制造方法的一工序 的图。
【具体实施方式】
[0040] [底部填充片]
[0041] 本发明的底部填充片在150°C、0. 05~0. 20转/分钟时的粘度为1000 Pa?s以上， 优选为2000Pa?s以上。由于为1000 Pa?s以上，因此可防止加压时挤出的树脂所致的加 压装置的污染。
[0042] 另外，在150 °C、0. 05~0. 20转/分钟时的粘度为1000 OPa?s以下，优选为 SOOOPa?s以下。由于为1000 OPa?s以下，因此加热条件下的底部填充片的流动性成为最 佳范围，可良好地埋入半导体元件表面的凹凸。另外，端子间的底部填充材料良好地退让， 因此可将半导体元件的端子与被粘接体的端子良好地连接。
[0043] 150 °C、0. 05~0. 20转/分钟时的粘度可通过二氧化硅填料的粒径、二氧化硅填料 的含量、丙烯酸系树脂的含量、丙烯酸系树脂的分子量、热固化性树脂的含量等进行控制。
[0044] 例如，通过减小二氧化硅填料的粒径、增大二氧化硅填料的含量、增大丙烯酸系树 脂的含量、增大丙烯酸系树脂的分子量、减少热固化性树脂的含量、可提高150°C、0. 05~ 0. 20转/分钟时的粘度。
[0045] 另外，本发明的底部填充片在100~200°C、0. 3~0. 7转/分钟时的最低粘度为 IOOPa?s以上，优选为500Pa?s以上。由于为IOOPa?s以上，因此可减少脱气所致的空隙 的产生。
[0046] 另外，100~200°C、0. 3~0. 7转/分钟时的最低粘度优选为1000 OPa*s以下，更 优选为SOOOPa?s以下。若为1000 OPa?s以下，则加热条件下的底部填充片的流动性成为 最佳范围，可良好地埋入半导体元件表面的凹凸。另外，由于端子间的底部填充材料良好地 退让，因此可将半导体元件的端子与被粘接体的端子良好地连接。
[0047] 100~200°C、0. 3~0. 7转/分钟时的最低粘度可通过二氧化硅填料的粒径、二氧 化硅填料的含量、丙烯酸系树脂的含量、丙烯酸系树脂的分子量、热固化性树脂的含量等进 行控制。
[0048] 例如，通过减小二氧化硅填料的粒径、增大二氧化硅填料的含量、增大丙烯酸系树 脂的含量、增大丙烯酸系树脂的分子量、减少热固化性树脂的含量、可提高100~200°C、 0. 3~0. 7转/分钟时的最低粘度。
[0049] 需要说明的是，150°C、0. 05~0? 20转/分钟时的粘度、及100~200°C、0. 3~0? 7 转/分钟时的最低粘度可使用流变仪进行测定。具体而言，可通过实施例中记载的方法进 行测定。
[0050] 本发明的底部填充片优选为，在175 °C下进行1小时热固化处理后的储能模量 E' [MPa]及热膨胀系数a[ppm/K]在25°C下满足下述式（1)。
[0051]E'Xa<250000[Pa/K] ? ? ? (1)。
[0052] 通过满足上述式（1)，可缓和半导体元件与被粘接体的热响应行为之差，可获得接 合部的断裂受到抑制的连接可靠性高的半导体装置。另外，可实现半导体元件、被粘接体、 及底部填充片的相互作用的应力的最佳缓和，因此还可抑制连接构件的断裂，可提高半导 体装置的连接可靠性。
[0053] 优选上述储能模量E'为100~10000[MPa]，且上述热膨胀系数a为10~ 200[ppm/K]。通过使储能模量E'及热膨胀系数a分别为这样的范围，可有效地缓和半导 体装置整体的系统应力。
[0054] 优选上述储能模量E' [MPa]与上述热膨胀系数a[ppm/K]满足下述式（2)。
[0055] 10000〈E，Xa<250000[Pa/K] ? ? ? (2)
[0056] 通过使热固化后的底部填充片的储能模量E'及热膨胀系数a满足上述式（2)，可 更容易地实现半导体元件、被粘接体、及底部填充