底部填充膜、密封片、半导体装置的制造方法和半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及底部填充膜、密封片、半导体装置的制造方法和半导体装置。
【背景技术】
[0002] 作为提高半导体封装等的散热性的方法，有设置散热器等散热构件的方法。
[0003] 例如，专利文献1公开了在逻辑LSI安装散热构件，将逻辑LSI的热散热的技术。 专利文献2公开了使驱动芯片的发热传到至散热金属箱而进行散热的技术。
[0004] 然而，不希望在数码相机、手机等对于壳体尺寸存在限制的机器内设置散热构件。 另外，若设置散热构件，则不仅需要散热构件的构件费，而且制造工序也增加，因此也存在 导致成本升高的问题。
[0005] 另外，在倒装芯片安装的半导体封装中，为了确保半导体元件与基板之间的连接 可靠性，在半导体元件与基板之间的空间填充有底部填充材料（密封树脂）。作为这样的底 部填充材料广泛使用液状型（专利文献3)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2008-258306号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2008-275803号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开2011-176278号公报
【发明内容】
[0011] 发明要解决的课题
[0012] 作为提高倒装芯片安装的半导体封装的散热性的方法，考虑提高底部填充材料的 导热性的方法。然而，为了提高导热性，若在液状型的底部填充材料中大量配合填料，则粘 度变高，有时变得难以填充半导体元件与基板之间的空间。在小型高密度的半导体封装中， 有时也不能填充。
[0013] 专利文献3中公开了通过在底部填充组合物中配合二乙烯基芳烃二环氧化物，由 此即使配合高水准的填料也得到低粘度的底部填充组合物，但由于使用了二氧化硅，因此 导热性不充分。另外，由于为液状型，因此关于填充性存在改善的余地。
[0014] 本发明鉴于上述问题点而实施，其目的在于提供在导热性优异的同时、可以良好 地填充半导体元件与基板之间的空间的底部填充膜和密封片。
[0015] 解决课题的方法
[0016] 本发明的底部填充膜含有树脂和导热性填料，上述导热性填料的含量为50体 积％以上，相对于底部填充膜的厚度，上述导热性填料的平均粒径为30%以下的值，相对于 上述底部填充膜的厚度，上述导热性填料的最大粒径为80%以下的值。
[0017] 本发明的底部填充膜中，相对于底部填充膜的厚度，将导热性填料的平均粒径设 定为30%以下，将导热性填料的最大粒径设定为80%以下，因此可以将导热性填料的含量 设定为50体积％以上的高的值。也就是说，由于可以较密地封装导热性填料，因此能得到 优良的导热性。另外，由于将与底部填充膜的厚度相对的导热性填料的平均粒径和最大粒 径最佳化，因此可以良好地填充半导体元件与基板之间的空间。
[0018] 本发明的底部填充膜优选导热率为2W/mK以上。通过这样的导热率，可以有效地 使从半导体元件产生的热向外部释放。
[0019] 优选：上述导热性填料的含量为50~80体积％，相对于上述底部填充膜的厚度， 上述导热性填料的平均粒径为10~30%的值，相对于上述底部填充膜的厚度，上述导热性 填料的最大粒径为40~80%的值。通过将导热性填料的含量和形态具体地设置为这样的 特定的值，可以良好地提高底部填充膜的散热性。
[0020] 本发明的底部填充膜优选表面粗糙度（Ra)为300nm以下。由于采用特定的含量 和特定的形态的导热性填料，因此可以将表面粗糙度（Ra)设置为300nm以下。通过将表面 粗糙度（Ra)设置为300nm以下，可以得到与基板、芯片的良好的粘接力。
[0021] 本发明的底部填充膜优选含有平均粒径不同的导热性填料作为上述导热性填料。 由此，可以在平均粒径大的导热性填料之间填充平均粒径小的导热性填料，可以提高导热 性。
[0022] 本发明的底部填充膜优选总光线透射率为50 %以上。若为50 %以上，则在包含后 述的位置调整工序的制法中可以精度良好地检测出半导体元件的位置，因此容易确定切割 位置。另外，也可以容易地形成半导体元件与被粘物间的电连接。
[0023] 本发明还涉及具备上述底部填充膜和粘合带、上述粘合带具有基材和设置于上述 基材上的粘合剂层、上述底部填充膜设置于上述粘合剂层上的密封片。
[0024] 上述底部填充膜从上述粘合剂层的剥离力优选为0· 03~0· 10N/20mm。由此，可以 防止切割时的芯片飞散。
[0025] 上述粘合带优选为半导体晶片的背面磨削用带或切割带。
[0026] 本发明还涉及一种半导体装置的制造方法，其是具备被粘物、与上述被粘物电连 接的半导体元件和填充上述被粘物与上述半导体元件之间的空间的底部填充膜的半导体 装置的制造方法，其包括：准备工序，准备上述底部填充膜贴合于半导体元件后的带底部填 充膜的半导体元件，和连接工序，用所述带底部填充膜的半导体元件的所述底部填充膜将 所述被粘物与所述半导体元件之间的空间填充，同时将所述被粘物与所述半导体元件电连 接。
[0027] 本发明的半导体装置的制造方法优选包括对上述带底部填充膜的半导体元件的 上述底部填充膜的露出面照射斜光，使上述半导体元件与上述被粘物的相对位置调整至相 互的连接预定位置的位置调整工序。由此，可以容易地进行半导体元件与被粘物的向连接 预定位置的位置调整。
[0028] 优选相对于上述底部填充膜的露出面以5~85°的入射角照射斜光。通过以这样 的入射角照射斜光，可以防止正反射光而提高半导体元件的位置检测精度，可以进一步使 向连接预定位置的调整的精度提高。
[0029] 上述斜光优选包含400~550nm的波长。若斜光包含上述特定波长，则对由包含 无机填充剂的通常的材料形成的底部填充材料也显示出良好的透射性，因此可以更容易地 进行半导体元件与被粘物的向连接预定位置的调整。
[0030] 优选相对于上述底部填充膜的露出面从2个以上的方向或全部方向照射上述斜 光。通过从多方向或全部方向（整个圆周方向）的斜光照射，可以使从半导体元件的扩散 反射增大而提高位置检测的精度，可以进一步使与被粘物的向连接预定位置的调整的精度 提尚。
[0031] 本发明还涉及使用上述底部填充膜制作的半导体装置。
[0032] 本发明还涉及通过上述方法制作的半导体装置。
【附图说明】
[0033] 图1是本发明的密封片截面的示意图。
[0034] 图2是表示实施方式1的半导体装置的制造方法的各工序的图。
[0035] 图3是表示实施方式1的切割位置确定工序的图。
[0036] 图4是表示实施方式1的位置调整工序的图。
[0037] 图5是表示实施方式2的半导体装置的制造方法的各工序的图。
【具体实施方式】
[0038] [底部填充膜]
[0039] 本发明的底部填充膜含有树脂和导热性填料，上述导热性填料的含量为50体 积％以上，相对于底部填充膜的厚度，上述导热性填料的平均粒径为30%以下的值，相对于 上述底部填充膜的厚度，上述导热性填料的最大粒径为80%以下的值。
[0040] 本发明的底部填充膜含有导热性填料。
[0041] 作为导热性填料，没有特别限制，可举出例如氧化铝、氧化锌、氧化镁、氮化硼、氢 氧化镁、氮化铝、碳化硅等电绝缘性的物质。它们可以单独或并用2种以上而使用。其中， 优选氧化铝，因为其呈高传导率、且分散性优异、容易获得。
[0042] 只要能对底部填充膜赋予导热性，导热性填料的导热率就没有特别限定，但优选 为12W/mK以上，更优选为15W/mK以上，进一步优选为25W/mK以上。若为12W/mK以上，则 可以对底部填充膜赋予2W/mK以上的导热性。导热性填料的导热率例如为70W/mK以下。
[0043] 导热性填料的含量在底部填充膜中为50体积％以上，优选为55体积％以上。由 于为50体积％以上，因此可以提高底部填充膜的导热率，可以有效地释放在半导体封装产 生的热。另一方面，导热性填料的含量在底部填充膜中优选为80体积％以下，更优选为75 体积％以下。若为80体积％以下，则可以防止底部填充膜中的粘接成分的相对减少，可以 确保对于半导体元件等的润湿性和粘接性。
[0044] 导热性填料的平均粒径相对于底部填充膜的厚度为30%以下，优选为25%以下， 进一步优选为5%以下，特别优选为4%以下。若超过30%，则对于基板、半导体元件的凹凸 的填埋性变得不充分而有时成为空隙的原因。另一方面，平均粒径的下限没有特别限定，但 相对于底部填充膜的厚度，优选为〇. 5%以上，更优选为1 %以上。
[0045] 导热性填料的最大粒径相对于底部填充膜的厚度为80%以下，优选为70%以下， 更优选为40%以下，进一步优选为15%以下。若超过80%，则有时对于半导体元件、基板的 填埋性降低的同时，发生咬入连接端子间、引起接合不良。另一方面，最大粒径的下限没有 特别限定，但相对于底部填充膜的厚度，优选为1%以上，更优选为5%以上。此外，导热性 填料的最大粒径是指底部填充膜中含有的导热性填料整体之中最大的粒径。
[0046] 导热性填料的平均粒径和最大粒径是通过激光衍射式的粒度分布计（H0RIBA制， 装置名；LA-910)求出的值。
[0047] 本发明的底部填充膜优选含有平均粒径不同的导热性填料。由此，可以在平均粒 径大的导热性填料之间填充平均粒径小的导热性填料，可以提高导热性。
[0048] 平均粒径小的导热性填料的平均粒径相对于平均粒径大的导热性填料的平均粒 径优选1~50%。若为上述范围，则可以进一步提高导热性。
[0049] 导热性填料的粒子形状没有特别限制，可举出例如球状、椭圆球体状、扁平形状、 针状、纤维状、薄片状、钉状、线圈状等。这些形状中，在分散性优异、可以提高填充率方面优 选球状。
[0050] 本发明的底部填充膜含有树脂。作为树脂没有特别限制，可举出例如丙烯酸系树 月旨、热固性树脂等。其中，优选并用丙烯酸系树脂、热固性树脂。
[0051] 作为上述丙烯酸系树脂，没有特别限制，可举出以具有碳数30以下、特别是碳数 4~18的直链或者支链的烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯的1种或2种以上为成分的聚合 物等。作为上述烷基，可举出例如甲基、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、^^一烷 基、月桂基、十三烷、十四烷基、硬脂基、十八烷基、或十二烷基等。
[0052] 另外，作为形成上述聚合物的其他单体，没有特别限制，可举出例如丙烯腈这样的 含氰基的单体、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸 或者巴豆酸等这样的含羧基的单体、马来酸酐或者衣康酸酐等这样的酸酐单体、（甲基）丙 烯酸-2-羟乙酯、（甲基）丙烯酸-2-羟丙酯、（甲基）丙烯酸-4-羟丁酯、（甲基）丙烯 酸-6-羟己酯、（甲基）丙烯酸-8-羟辛酯、（甲基）丙烯酸-10-羟癸酯、（甲基）丙烯 酸-12-羟基月桂基酯或者丙烯酸（4-羟基甲基环己基）-甲基酯等这样的含羟基的单体、 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、 (甲基）丙烯酸磺丙酯或者（甲基）丙烯酰氧基萘磺酸等这样的含磺酸基的单体、或2-羟 基乙基丙烯酰基磷酸酯等这样的含磷酸基的单体。
[0053] 底部填充膜中的丙烯酸系树脂的含量优选为2重量％以上，更优选为5重量％以 上。若为2重量％以上，则片具有挠性且可使操作性提高。另外，底部填充膜中的丙烯酸系 树脂的含量优选为30重量％以下，更优选为25重量％以下。若为30重量％以下，则可得 到对于基板、半导体元件的凹凸充分的填埋性。
[0054] 作为上述热固性树脂，可举出酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚 氨酯树脂、硅酮树脂、或热固性聚酰亚胺树脂等。这些树脂可以单独或并用2种以上使用。 特别是在使半导体元件腐蚀的离子性杂质等的含有少的方面、可以抑制在切割的切割面中 底部填充膜的糊露出、可以抑制切割面彼此的再附着（粘连）方面，优选环氧树脂。另外，