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_2

文档序号:9402130阅读:来源:国知局
作为环氧树脂的固化剂优选酚醛树脂。
[0055] 上述环氧树脂只要是作为粘接剂组合物而通常使用的物质就没有特别限定,可使 用例如双酚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、苯酚线型酚醛型、邻甲酚线型酚醛型、三羟基苯基甲烷型、四羟苯基(Phenylol) 乙烷型等二官能环氧树脂、多官能环氧树脂、或乙内酰脲型、三缩水甘油基异氰脲酸酯型或 者缩水甘油基胺型等环氧树脂。它们可以单独或并用2种以上使用。这些环氧树脂中特别 优选线型酚醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三羟基苯基甲烷型树脂或四羟苯基乙烷型环 氧树脂。这是因为这些环氧树脂与作为固化剂的酚醛树脂的反应性充分、耐热性等优异。
[0056] 进一步,上述酚醛树脂作为上述环氧树脂的固化剂起作用,可举出例如苯酚线型 酚醛树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚线型酚醛树脂、叔丁基苯酚线型酚醛树脂、壬基苯酚线型 酚醛树脂等线型酚醛型酚醛树脂、甲阶型酚醛树脂、聚对氧苯乙烯等聚氧苯乙烯等。它们可 以单独或并用2种以上使用。这些酚醛树脂中特别优选苯酚线型酚醛树脂、苯酚芳烷基树 月旨。这是因为可以使半导体装置的连接可靠性提高。
[0057] 优选以上述环氧树脂与酚醛树脂的配合比例例如为相对于上述环氧树脂成分中 的环氧基1当量、酚醛树脂中的羟基为〇. 5~2. 0当量的方式进行配合。更优选为0. 8~ 1. 2当量。若在上述范围外,则不进行充分的固化反应,底部填充膜的特性容易劣化。
[0058] 底部填充膜中的热固性树脂的含量优选为5重量%以上,更优选为10重量%以 上。若为5重量%以上,则固化后的热特性提高,变得容易保持可靠性。另外,底部填充膜 中的热固性树脂的含量优选为80重量%以下,更优选为50重量%以下,进一步优选为30 重量%以下。若为80重量%以下,则变得容易保持可靠性。
[0059] 作为环氧树脂和酚醛树脂的热固化促进催化剂,没有特别限制,可以从公知的热 固化促进催化剂中适当选择使用。热固化促进催化剂可以单独或组合使用2种以上。作为 热固化促进催化剂,可以使用例如胺系固化促进剂、磷系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、 硼系固化促进剂、磷-硼系固化促进剂等。
[0060] 热固化促进催化剂的含量相对于环氧树脂和酚醛树脂的合计含量100重量份优 选为0. 01重量份以上,更优选为0. 1重量份以上。若为0. 01重量份以上,则基于热处理的 固化时间变短而可以使生产率提高。另外,热固化促进催化剂的含量优选为5重量份以下, 更优选为2重量份以下。若为5重量份以下,则可以使热固性树脂的保存性提高。
[0061] 为了除去焊料凸块的表面的氧化膜而使半导体元件的安装容易,可以在底部填充 膜中添加助焊剂。作为助焊剂没有特别限制,可以使用具有以往公知的助焊剂作用的化合 物,可举出例如邻茴香酸(才;卟7二只酸)、双酚酸、己二酸、乙酰水杨酸、苯甲酸、二苯基 乙醇酸、壬二酸、苄基苯甲酸、丙二酸、2,2-双(羟基甲基)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、丙二酸二酰肼、琥珀 酸二酰肼、戊二酸二酰肼、水杨酰肼、亚氨基二乙酸二酰肼、衣康酸二酰肼、柠檬酸三酰肼、 硫代碳酰肼、二苯甲酮腙、4,4'_氧双苯磺酰肼和己二酸二酰肼等。助焊剂的添加量只要为 发挥出上述助焊剂作用的程度即可,通常相对于底部填充膜中含有的树脂成分(丙烯酸系 树脂、热固性树脂等树脂成分)100重量份优选为〇. 1~20重量份左右。
[0062] 底部填充膜可以根据需要着色。在底部填充膜中,作为通过着色而呈现的颜色没 有特别限制,但例如优选黑色、蓝色、红色、绿色等。在着色时,可以从颜料、染料等公知的着 色剂中适当选择使用。
[0063] 在预先使底部填充膜以某种程度交联时,在制作时,可以预先添加与聚合物的分 子链末端的官能团等反应的多官能性化合物作为交联剂。
[0064] 作为上述交联剂,特别是更优选甲苯二异氰酸酯、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聚异氰酸酯化合物。
[0065] 此外,除了上述成分以外也可以在底部填充膜中适当配合其他添加剂。作为其他 添加剂,可举出例如阻燃剂、硅烷偶联剂、离子捕获剂等。作为上述阻燃剂,可举出例如三氧 化锑、五氧化锑、溴化环氧树脂等。它们可以单独或并用2种以上而使用。作为上述硅烷偶 联剂,可举出例如β-(3,4_环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧 基硅烷、γ-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或并用2种以上 使用。作为上述离子捕获剂,可举出例如水滑石类、氢氧化铋等。它们可以单独或并用2种 以上而使用。
[0066] 例如如下制作底部填充膜。首先,配合作为底部填充膜的形成材料的上述各成分, 溶解或使其分散于溶剂(例如甲乙酮、乙酸乙酯等)而制备涂布液。接着,以成为规定厚度 的方式在基材隔片上涂布制备的涂布液而形成涂布膜后,使该涂布膜干燥,形成底部填充 膜。
[0067] 本发明的底部填充膜的导热率通常为2W/mK以上,优选为3W/mK以上,更优选为 5W/mK以上。若为2W/mK以上,则可以有效地释放在半导体封装产生的热。导热率的上限没 有特别限定,但例如为70W/mK以下。
[0068] 本发明的底部填充膜的热固化前的表面粗糙度(Ra)优选为300nm以下,更优选为 250nm以下。若为300nm以下,则获得对于基板、半导体元件的良好的润湿性。表面粗糙度 (Ra)的下限没有特别限定,但例如为IOnm以上。
[0069] 此外,表面粗糙度(Ra)可以基于JIS B 0601使用Veeco公司制的非接触三维粗 糙度测定装置(NT3300)来测定。具体而言,可以将测定条件设置为50倍,将测定数据用 Median filter处理来得到测定值。
[0070] 只要考虑半导体元件与被粘物之间的间隙、连接构件的高度来适当设定本发明的 底部填充膜的厚度即可。例如,厚度优选IOym以上,更优选15 μπι以上。另外,厚度优选 100 μ m以下,更优选50 μ m以下。
[0071] 优选通过隔片保护本发明的底部填充膜。隔片在供于实用之前具有作为保护底部 填充膜的保护材料的功能。在要往底部填充膜上贴合半导体元件时剥剥离隔片。作为隔片, 也能使用用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、或氟系剥离剂、长链烷基丙烯酸 酯系剥离剂等剥离剂进行表面涂布后的塑料膜、纸等。
[0072] 本发明的底部填充膜的总光线透射率越高越优选。具体而言,优选为50%以上,更 优选为60%以上,进一步优选为70%以上。此外,若为包括后述的位置调整工序的制法,则 即使为50%左右的总光线透射率也可以精度良好地检测半导体元件的位置,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。
[0073] 可以基于JIS K 7361使用雾度计HM-150 (村上色彩技术研究所制)来测定总光 线透射率。
[0074] 本发明的底部填充膜可以作为填充半导体元件与被粘物之间的空间的密封用膜 使用。作为被粘物,可举出布线电路基板、柔性基板、中介层(interposer)、半导体晶片、半 导体元件等。
[0075] 本发明的底部填充膜可以与粘合带一体化后使用。由此,可以有效地制造半导体 装置。
[0076] [密封片(粘合带一体型底部填充膜)]
[0077] 本发明的密封片具备底部填充膜和粘合带。
[0078] 图1为本发明的密封片10截面的示意图。如图1所示,密封片10具备底部填充 膜2和粘合带1。粘合带1具备基材Ia和粘合剂层lb,粘合剂层Ib设置于基材Ia上。底 部填充膜2设置于粘合剂层Ib上。
[0079] 此外,底部填充膜2无需如图1所示那样设置于粘合带1的整个面,只要以对于与 半导体晶片3 (参照图2A)的贴合充分的尺寸设置即可。
[0080] 粘合带1具备基材Ia和层叠于基材Ia上的粘合剂层lb。
[0081] 上述基材Ia成为密封片10的强度母体。可举出例如低密度聚乙烯、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 聚聚丙稀、聚丁稀、聚甲基戊烯等聚烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、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、芳族聚酰 胺(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、硅酮树脂、金属 (箱)、纸等。粘合剂层Ib为紫外线固化型时,优选基材Ia对紫外线具有透射性。
[0082] 可以对基材Ia的表面实施惯用的表面处理。
[0083] 上述基材Ia可以适当选择使用同种或不同种类的基材,可以根据需要使用将数 种共混而成的基材。另外,为了对基材Ia赋予防静电能力,可以在上述的基材Ia上设置包 含金属、合金、它们的氧化物等的厚度为30~500埃左右的导电性物质的蒸镀层。基材Ia 可以为单层或2种以上的多层。
[0084] 可以适当确定基材Ia的厚度,通常为5 μπι以上且200 μπι以下左右,优选为35 μπι 以上且120 μπι以下。
[0085] 此外,在不损害本发明的效果等的范围内,在基材Ia中可以包含各种添加剂(例 如着色剂、填充剂、增塑剂、防老化剂、抗氧化剂、表面活性剂、阻燃剂等)。
[0086] 作为粘合剂层Ib的形成中使用的粘合剂没有特别限制,例如可以使用丙烯酸系 粘合剂、橡胶系粘合剂等通常的压敏性粘接剂。作为上述压敏性粘接剂,在利用超纯水、醇 等有机溶剂的清洁洗涤性良好的方面,优选以丙烯酸系聚合物为基础聚合物的丙烯酸系粘 合剂。
[0087] 作为上述丙烯酸系聚合物,可举出将丙烯酸酯作为主单体成分使用的聚合物。作 为上述丙烯酸酯,可举出例如将(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、十一烷酯、十二烷酯、十三烷酯、十四烷酯、十六烷酯、十八烷酯、二十烷酯等烷 基的碳数1~30、特别是碳数4~18的直链状或支链状的烷基酯等)和(甲基)丙烯酸环 烷基酯(例如环戊基酯、环己基酯等)的1种或2种以上作为单体成分使用的丙烯酸系聚 合物等。此外,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯,本发明的(甲基)都 为同样的意思。
[0088] 上述丙烯酸系聚合物以凝集力、耐热性等的改质为目的,根据需要,可以含有与能 与上述(甲基)丙烯酸烷基酯或环烷基酯共聚的其他单体成分对应的单元。作为这样的单 体成分,可列举例如丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧乙酯、(甲基)丙烯酸羧戊酯、 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-羟基月桂酯、(4-羟基甲基环己基)甲基(甲基)丙烯酸酯等含羟基的单体;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)丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等的含磺酸基的单体;2-羟基乙基丙烯酰基 磷酸酯等含磷酸基的单体;丙烯酰胺、丙烯腈等。这些能共聚的单体成分可以使用1种或2 种以上。这些能共聚的单体的使用量优选总单体成分的40重量%以下。
[0089] 进一步,为了使上述丙烯酸系聚合物交联,也可以根据需要含有作为共聚用单体 成分的多官能性单体等。作为这样的多官能性单体,可举出例如己二醇二(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、聚酯(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2 种以上。在粘合特性等方面,多官能性单体的使用量优选总单体成分的30重
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