粘接膜、切割膜片一体型粘接膜、背磨胶带一体型粘接膜、背磨胶带兼切割膜片一体型粘...的制作方法_3

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基)苯甲酸、4-(4-羧基苯氧基)苯甲酸、2-(9-氧代 咕吨-2-基)丙酸、咕吨-9-羧酸、3, 5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸、4, 4'-氧基双苯甲酸 等含有羧基和苯醚基的化合物;2-(4-羟基苯氧基)苯甲酸、3-(4-羟基苯氧基)苯甲酸、 4-(4-羟基苯氧基)苯甲酸、二氢荧光素、DL-甲状腺氨酸等含有酚羟基、羧基和苯醚基的化 合物,可使用其中的1种或组合使用2种以上。优选含有羧基和苯醚基的化合物,更优选含 有酚羟基、羧基和苯醚基的化合物。
[0126] 这样的具有助焊功能的化合物优选表现助焊作用、并且具有作为使固化型树脂成 分固化的固化剂的功能、即具有可与固化型树脂成分反应的官能团的化合物。
[0127] 这样的官能团可根据固化型树脂成分的种类适当选择,例如在固化型树脂成分为 环氧树脂的情况下,可以举出如羧基、羟基、氨基之类的可与环氧基反应的官能团。这样的 具有助焊功能的化合物,能够在固化型树脂组合物熔融时将在低熔点的金属组合物表面形 成的氧化膜除去,提高这些表面的湿润性,容易形成连接部81,将上述第一端子和上述第二 端子电连接。并且,通过连接部完成端子间电连接后,该化合物作为固化剂发挥作用,附加 于固化型树脂成分而发挥提高树脂的弹性模量或Tg的功能。因此,在使用这样的具有助焊 功能的化合物作为助焊剂,不需要助焊剂清洗,并且粘附可靠地抑制或防止因助焊剂残留 而引起发生离子迀移等。
[0128] 作为具备这样的作用的具有助焊(flux)功能的化合物,可以举出具有至少1个羧 基的化合物。例如在固化型树脂成分为环氧树脂的情况下,可以举出脂肪族二羧酸、以及具 有羧基和酚羟基的化合物等。
[0129] 作为上述脂肪族二羧酸,没有特别限定,可以举出在脂肪族烃基上键合有2个羧 基的化合物。上述脂肪族烃基可以为饱和或不饱和的非环式烃基,也可以为饱和或不饱和 的环式烃基。另外,在脂肪族烃基为非环式的情况下,可以为直链状,也可以为支链状。
[0130] 作为这样的脂肪族二羧酸,例如可以举出上述式(1)中n为1~20的整数的化合 物。上述式⑴中的n在上述范围内时,助焊活性、粘接时的逸出气体以及固化型树脂组合 物的固化后的弹性模量和玻璃化转变温度的平衡良好。特别是从抑制固化型树脂组合物的 固化后的弹性模量的增加、提供与内插件30等被粘接物的粘接性的观点考虑,n优选为3以 上,从抑制弹性模量的降低、且进一步提高连接可靠性的观点考虑,n优选为10以下。
[0131] 另外,作为上述式(1)所示的脂肪族二羧酸,可以举出戊二酸、己二酸、庚二酸、 辛二酸、壬二酸、癸二酸、i^一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、 十八烷二酸、十九烷二酸、二十烷二酸等。其中,优选己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸, 更优选癸二酸。
[0132] 另外,作为具有羧基和酚羟基的化合物,可以举出:2-羟基苯甲酸、3-羟基苯甲 酸、4-羟基苯甲酸、2, 3-二羟基苯甲酸、2, 4-二羟基苯甲酸、龙胆酸(2, 5-二羟基苯甲酸)、 2, 6-二羟基苯甲酸、3, 4-二羟基苯甲酸、没食子酸(3, 4, 5-三羟基苯甲酸)等苯甲酸衍生 物、1,4-二羟基-2-萘甲酸、3, 5-二羟基-2-萘甲酸等萘甲酸衍生物、还原酚酞、双酚酸等。 其中,优选还原酚酞、龙胆酸、2, 4-二羟基苯甲酸、2, 6-二羟基苯甲酸,更优选还原酚酞、龙 胆酸。
[0133] 如上所述的具有助焊功能的化合物可单独使用1种,也可以并用2种以上。
[0134] 另外,由于任一化合物均易吸湿、成为产生空隙(void)的原因,因此,在本发明 中,优选在使用前预先使其干燥。
[0135] 具有助焊功能的化合物的含量可以根据所使用的树脂组合物的形态适当设定。
[0136] 这样的具有助焊功能的化合物的含量,相对于上述树脂组合物的总重量,优选为1 重量%以上,更优选为3重量%以上,特别优选为5重量%以上。并且,优选为50重量%以 下,更优选为40重量%以下,进一步优选为30重量%以下,特别优选25重量%以下。
[0137] 具有助焊功能的化合物的含量在上述范围内时,能够将在低熔点的金属组合物等 的表面等形成的氧化膜可靠地除去,由此能够使上述电子部件和上述电路部件可靠地电接 合。并且,在具有助焊功能的化合物为能够与固化型树脂成分反应的化合物的情况下,在固 化时能够有效地附加于固化型树脂成分而提高固化型树脂组合物的弹性模量或Tg。并且, 能够抑制因未反应的具有助焊功能的化合物而引起的离子迀移的发生。由此,接合部中的 可靠性提尚,在温度循环试验等中也可实现尚可靠性,能够提尚制造半导体装置时的成品 率。
[0138] (iv)固化剂
[0139] 作为固化剂,没有特别限定,例如可以举出:酸类、胺类、硫醇类等。这样的固化剂 可根据固化型树脂成分的种类等适当选择。例如在使用环氧树脂作为固化型树脂成分的情 况下,从可得到与环氧树脂的良好的反应性、固化时的低尺寸变化以及固化后的适当的物 性(例如耐热性、耐湿性等)的方面考虑,优选使用酚类作为固化剂,从固化型树脂成分的 固化后的物性优异的观点考虑,更优选使用2官能以上的酚类。并且,这样的固化剂可以单 独使用1种,也可以并用2种以上。
[0140] 作为酚类,例如可以举出:双酚A、四甲基双酚A、二烯丙基双酚A、联苯酸、双酚F、 二烯丙基双酚F、三苯酚、四苯酚、苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂等,可以使用其中 的1种或组合使用2种以上。其中,从熔融粘度、与环氧树脂的反应性良好、固化后的物性 优异的观点考虑,优选苯酚酚醛清漆树脂和甲酚酚醛清漆树脂。
[0141] 另外,固化型树脂组合物中,上述固化剂的配合量,可以根据所使用的固化型树脂 成分和固化剂的种类、以及具有助焊功能的化合物具有作为固化剂发挥作用的官能团时其 官能团的种类和使用量,适当设定。
[0142] 例如在使用环氧树脂作为固化型树脂的情况下,固化剂的含量相对于上述树脂组 合物的总重量优选为0. 1~50重量%左右,更优选为2~40重量%左右,进一步优选为 4~40重量%左右,特别优选为8~30重量%。固化剂的含量在上述范围内时,能够充分 确保端子间形成的连接部的电连接强度和机械性粘接强度。
[0143] (V)固化促进剂
[0144] 另外,如上所述,上述树脂组合物可以进一步添加固化促进剂。由此,能够使上述 树脂组合物可靠且容易地固化。
[0145] 作为固化促进剂,没有特别限定,例如可以举出:咪挫、2-甲基咪挫、2-十一烷基 咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲 基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基 乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-i^一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、 2-苯基-4, 5-二羟基二甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑等咪唑化合物、1-氰 基乙基-2-i^一烷基咪唑鑰偏苯三酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鑰偏苯三酸盐、2, 4-二 氨基-6-[2'_甲基咪唑基乙基-S-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-^^一烷基咪唑基 (1')]-乙基-S-三嗪、2, 4-二氨基-6-[2'_乙基-4-甲基咪唑基(1')]-乙基-S-三嗪、 2, 4-二氨基-6-[2'_甲基咪唑基乙基-S-三嗪的三聚异氰酸加合物、2-苯基咪唑 的三聚异氰酸加合物、2-甲基咪唑的三聚异氰酸加合物、1,8-二氮杂双环(5, 4, 0)十一碳 烯等胺系固化剂、三苯基膦或四取代鱗与多官能酚化合物的盐等的磷系固化促进剂,可使 用其中的1种或组合使用2种以上。另外,其中,优选兼备膜状的树脂层的固化性、保存性、 对于半导体元件上的金属电极的耐腐蚀性的咪唑化合物、磷系固化促进剂。
[0146] 另外,树脂组合物中,上述固化促进剂的配合量可以根据所使用的固化促进剂的 种类适当设定。
[0147] 例如在使用咪唑化合物的情况下,咪唑化合物的配合量在上述树脂组合物中优选 为0. 001重量%以上,更优选为0. 003重量%以上,进一步优选为0. 005重量%以上。另外, 优选为I. 0重量%以下,更优选为0. 7重量%以下,进一步优选为0. 5重量%以下。咪唑化 合物的配合量低于上述下限时,因所使用的固化促进剂的种类,有时显示出无法充分地发 挥作为固化促进剂的作用、固化型树脂组合物无法充分固化的倾向。另外,咪唑化合物的配 合量超过上述上限时,熔融状态的低熔点的金属组合物无法在固化型树脂组合物的固化完 成前发挥充分的湿润性,电连接有可能不充分。
[0148] (vi)硅烷偶联剂
[0149] 另外,如上所述,上述树脂组合物可以进一步添加硅烷偶联剂。
[0150] 作为硅烷偶联剂,没有特别限定,例如可以举出:环氧硅烷偶联剂、含芳香族的氨 基硅烷偶联剂等。通过添加这样的硅烷偶联剂,能够提高粘接膜与被粘物的密合性,特别是 与内插件等的密合性。
[0151] 另外,这样的硅烷偶联剂可以单独使用1种,也可以并用使用2种以上。
[0152] 另外,固化型树脂组合物中,上述硅烷偶联剂的配合量可以根据上述被粘物和固 化型树脂成分等的种类适当设定。例如在上述树脂组合物中优选为〇. 01重量%以上,更优 选为0. 05重量%以上,进一步优选为0. 1重量%以上。并且,优选为2重量%以下,更优选 为L5重量%以下,进一步优选为1重量%以下。
[0153] (vii)填充材料
[0154]另外,上述树脂组合物含有填充材料。由此能够对粘接膜赋予各种物性、或实现可 靠性的提高。作为填充材料,可以举出橡胶颗粒等由有机材料得到的填充材料、或二氧化硅 等无机填充材料,从提高可靠性的观点考虑,优选无机填充材料。通过含有无机填充材料, 能够降低密封层的线膨胀系数,由此能够提高可靠性。
[0155] 无机填充材料没有特别限定,例如可以举出:银、氧化钛、二氧化娃、云母、氧化铝 等,也可以包含它们的多种。如上所述,无机填充材料可从多种中选择,从成本等观点考虑, 优选使用二氧化硅。另外,从热传导性等观点考虑,也可以使用氧化铝、氮化铝、氧化钛、氮 化硅、氮化硼等。作为二氧化硅的形状,有破碎二氧化硅和球状二氧化硅,优选球状二氧化 娃。
[0156]上述无机填充材料的平均粒径没有特别限定,优选为0. 01ym以上0. 5ixm以下, 更优选为〇.05ym以上0. 3ym以下。通过为上述范围,并进一步调节填充材料的种类、填 充材料的含量、树脂清漆的调整条件、膜的树脂组合物、成膜条件和膜的膜厚等,能够使粘 接膜的表面粗糙度处于优选的范围,能够进一步提高粘接膜的透明性。并且,能够抑制粘接 膜中的凝聚,提高外观。
[0157]上述填充材料的含量相对于上述树脂组合物为10重量%以上70重量%以下,优 选为20重量%以上65重量%以下,更优选为30重量%以上60重量%以下,进一步优选为 30重量%以上50重量%以下。通过为上述范围,并进一步调节填充材料的种类、填充材料 的平均粒径、树脂清漆的调整条件、膜的树脂组合物、成膜条件和膜的膜厚等,可能够使粘 接膜的表面粗糙度处于优选的范围,能够进一步提高粘接膜的透明性。并且,能够抑制粘接 膜中的凝聚,提高外观。另外,通过为上述范围,固化后的密封层与被粘物之间的线膨胀系 数差减小,能够降低热冲击时产生的应力,进一步提高与被粘物的密合。并且,能够抑制固 化后的密封层的弹性模量变得过高,并防止填充材料被卷入接合部,因此,能够进一步提高 半导体装置的可靠性。
[0158]另外,上述树脂组合物中,除了上述各成分以外,还可以进一步配合增塑剂、稳定 剂、粘接赋予剂、润滑剂、抗氧化剂、防静电剂、低应力剂、流平剂和颜料等。另外,也可以与 热固化成分一起配合潜在性固化剂。作为潜在性固化剂,可以举出双氰胺型潜在性固化剂、 胺加合物型潜在性固化剂、有机酸酰肼型潜在性固化剂、芳香族锍盐型潜在性固化剂、微胶 囊型潜在性固化剂、光固化型潜在性固化剂,其中,通过含有胺加合物型潜在性固化剂等, 能够取得上述粘接膜的保存稳定性和快固化性的平衡。
[0159]上述粘接膜例如可以通过如下所述的制造方法制造。
[0160] 将构成上述粘接膜的树脂组合物溶解于有机溶剂中,将所得到的清漆涂布在基材 等上,之后,以规定温度使其干燥,由此能够得到基材层和粘接膜的叠层体。上述基材只要 能够支承粘接膜并且在使用粘接膜时能够剥离就没有特别限定,例如可以使用聚酯片或聚 乙烯片、聚丙烯片、聚酰亚胺片、聚苯乙烯片、聚碳酸酯片等。另外,为了适当地将粘接膜从 基材剥离,也可以对表面进行剥离处理。剥离处理可以举出在表面形成硅脱模剂的方法、或 形成醇酸树脂脱模剂的方法等,但并不限于这些方法。
[0161] 在此,基材的断裂强度没有特别限定,优选160MPa以上300MPa以下,更优选 180MPa以上280MPa以下。通过在上述下限值以上,能够防止粘接膜的制造中或使用时意外 地断裂,通过在上述下限值以下,在制造中或使用时可适当地供料,易操作、生产率提高。
[0162]上述粘接膜的表面粗糙度Ra为0. 03ym以上I. 0ym以下,更优选为0. 05ym以 上0. 8ym以下,进一步优选为0.Iym以上0. 5ym以下。通过在上述上限值以下,上述粘 接剂具有充分的透明性,通过在上述下限值以上,在辨识电子部件的表面时,能够防止漫反 射,因而,电子部件的第一端子的形状、排列等的可见性提尚。并且,滑动性提尚,上述粘接 膜的操作性提高。
[0163]这样的粘接膜的表面粗糙度Ra为算术平均粗糙度,没有特别限定,可依据 JISB0601测定。即,对于测定距离1,设定X轴为测定方向,设定Y轴为高度方向,通过由市 售的表面粗糙度计测得的表面粗糙度曲线y=f(X),使用以下的数学式1进行测定。
[0165]市售的表面粗糙度计可以使用东京精密制、表面粗糙度计SURFC0M1400D。
[0166] 上述粘接膜的700nm时的透光率优选为15%以上100%以下,更优选为20%以上 100%以下,进一步优选为25%以上100%以下。通过在上述下限值以上,上述粘接剂具有 充分的透明性,通过在上述上限值以下,在辨识电子部件的表面时,能够防止漫反射,由此, 电子部件的第一端子的形状、排列等的可见性提高。
[0167] 这样的粘接膜的透光率没有特别限定,例如可依据JISK7375等中记载的透过率 测定,使用市售的分光透光率测定机测定。作为市售的分光透光率测定机,可使用例如岛津 制作所制分光光度计UV-160等。在此,在波长400nm~900nm下使入射光入射到测定的粘 接膜,由透过的平行光线的比例测定透射率,将其中在700nm时的测定值作为透光率。
[0168] 将上述粘接膜的表面粗糙度Ra设为C、上述粘接膜的700nm时的透光率设为D 时,上述表面粗糙度Ra与上述透光率之比[C/D]优选为1.8X10 2ym/%以下,更优选为 I.IX10 2ym/%以下,进一步优选为5.OX10 4ym/%以上LOX10 2ym/%以下。通过在上 述上限值以下、或上述下限值以上,在辨识电子部件的表面时,防止膜表面的漫反射和膜中 的散射,由此电子部件的第一端子的形状、排列等的可见性提高。并且,滑动性提高,上述粘 接膜的操作性提高。
[0169] 上述粘接膜的最低熔融粘度优选50,OOOPa?s以下,更优选20,OOOPa?s以下,进 一步优选10,OOOPa?s以下。并且,优选为0.OlPa?s以上,更优选0. 05Pa?s以上,进一 步优选〇.IPa?s以上。通过在上述上限值以下,粘接膜的湿润性提高,能够防止在密封材 内部残留空隙。另外,通过在上述下限值以上,能够防止由于上述粘接膜过于流动、粘接膜 从电子部件渗出而造成污染工具等的不良情况。
[0170] 这样的最低熔融粘度没有特别限定,可使用市售的粘弹性测定装置、流变仪等测 定。其中,优选使用将粘接膜夹持于平行设置的圆形板之间、以一定条件施加转矩来测定 的旋转式流变仪进行测定。通过采用这样的测定方法,能够测定基于实际将电子部件和电 路部件粘接的工序的条件下的恪融粘度。本发明中,使用粘弹性测定装置(ThermoFisher Scientific公司制"MARS"),在平行板间隙0. 05mm、频率0. 1Hz、升温速度10°C/ 分钟的条件下进行测定,将测得的熔融粘度达到最小的值作为测定值。
[0171] 上述树脂组合物的Tg优选80°C以上,更优选KKTC以上。通过在上述优选的范围 内,本发明的半导体装置的可靠性进一步提高。另外,作为上述粘接膜的平均线膨胀系数, a1优选IOOppm以下,更优选75ppm以下,进一步优选50ppm以下。通过在上述优选的范围 内,本发明的半导体装置的可靠性进一步提高。
[0172] 这样的Tg、a 1可通过在假定的固化条件下,例如180°C、2小时等固化条件下对粘 接膜进行处理,使用常用的TM等进行测定。
[0173] 粘接膜的厚度可根据所使用的电子部件的种类、电路部件的种类适当设定。特别 优选通过上述电子部件所具有的第一端子和连接部的设计而适当设定。例如粘接膜的厚度 优选为100ym以下,更优选为80ym以下。并且,优选为3ym以上,更优选为5ym以上。
[0174] <半导体装置的制造方法〉
[0175] 接着,对使用本发明的粘接膜10的半导体装置100的制造方法进行说明。
[0176] [1]置层工序
[0177] [1-1]贴附工序
[0178] 如图3(a)所示,使粘接膜10与半导体晶片40密合,同时将粘接膜10和半导体晶 片40 (多个电子部件20的集合体)叠层。在此,粘接膜10预先制成与半导体晶片40大致 相同的尺寸。另外,半导体晶片40中,与粘接膜10粘接的面具有凸状的多个第一端子(未 图示)。以覆盖半导体晶片40的第一端子的方式将粘接膜10贴附于半导体晶片40 (图 3(a)) 〇
[0179] 作为将粘接膜10贴附于半导体晶片40的方法,例如可以举出:利用辊层压机、平 板压制机、晶片层压机、弹性体压制机等将粘接膜10层压于半导体晶片40的方法。其中, 为了层压时不卷入空气,优选在真空下进行层压的方法(真空层压机)。
[0180] 另外,作为层压的条件,没有特别限定,只要能够无空隙地层压即可,具体而言,优 选以50~150°C加热1秒~120秒的条件,特别优选以60~120°C加热5~60秒的条件。 层
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