具有环氧基的热塑性树脂以及热固性树脂。作为 所述热固性树脂,可以列举酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、 聚硅氧烷树脂或者热固性聚酰亚胺树脂等。这些树脂可以单独使用或者两种以上组合使 用,特别地,优选使用环氧树脂和酚醛树脂中的至少任意一种。特别地,使用环氧树脂时,可 以得到高温(例如175~260°C )下的高胶粘力。因此,通过将络合物形成性有机化合物与 环氧树脂组合使用,可以得到高温下的胶粘力高的胶粘片。
[0065] 所述环氧树脂,只要是通常作为胶粘剂组合物使用的环氧树脂则没有特别限制, 可以使用例如: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、苯酚酚醛清漆型、邻甲酚酚醛清漆型、三(羟苯基)甲烷型、四(羟苯基) 乙烷型等双官能环氧树脂或多官能环氧树脂、或者乙内酰脲型、异氰脲酸三缩水甘油酯型 或缩水甘油胺型等环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用或者两种以上组合使用。这些环 氧树脂中,特别优选酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、三(羟苯基)甲烷型环氧树脂 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 应性好,并且耐热性等优良。
[0066] 另外,所述酚醛树脂作为所述环氧树脂的固化剂起作用,可以列举例如:苯酚酚醛 清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、壬基苯酚酚醛 清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂、甲阶酚醛树脂(/一;P)型酚醛树脂、聚对羟基苯乙烯 等聚羟基苯乙烯等。这些酚醛树脂可以单独使用或者两种以上组合使用。这些酚醛树脂中 特别优选苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂。这是因为可以提高半导体装置的连接可靠 性。
[0067] 所述环氧树脂与酚醛树脂的配合比例,例如,以相对于所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是适当的。另外,更合适 的是0. 8~1. 2当量。即,这是因为:两者的配合比例在所述范围以外时,不能进行充分的 固化反应,从而环氧树脂固化物的特性容易劣化。
[0068] 作为所述热塑性树脂,只要是具有羧基并且不具有环氧基的热塑性树脂则没有特 另Ij限制,可以列举:丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙 烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、 聚酰胺树脂、苯氧基树脂、丙烯酸类树脂、PET和PBT等饱和聚酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、 或者含氟树脂等。这些热塑性树脂可以单独使用或者两种以上组合使用。这些热塑性树脂 中热别优选离子性杂质少、耐热性高且可以确保半导体元件的可靠性的丙烯酸类树脂。
[0069] 作为所述丙烯酸类树脂,只要是具有羧基并且不具有环氧基的丙烯酸类树脂则没 有特别限制,可以列举例如:具有碳原子数30以下、特别是碳原子数4~18的直链或支 链烷基的丙烯酸或甲基丙烯酸的酯与含有羧基的单体的共聚物。作为所述烷基,可以列 举例如: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、十二烷基、十三烷基、 十四烷基、硬脂基、十八烷基或二十烷基等。另外,作为含有羧基的单体,可以列举羧酸乙烯 酯、乙酸乙烯酯等。
[0070] 所述胶粘片中,相对于胶粘片的总量100重量份,优选含有5~95重量份(更优 选10~90重量份)所述热塑性树脂,5~55重量份(更优选10~50重量份)所述热固 性树脂,0~60重量份(更优选0~50重量份)填料,和0· 1~5重量份(更优选0· 5~ 3重量份)所述络合物形成性有机化合物。通过将所述各成分设定到所述数值范围内,可以 进一步抑制半导体晶片等的破裂或缺损,并且可以进一步提高化学稳定性,并且可以更容 易控制物性。
[0071] 关于所述胶粘片,将重量2. 5g的胶粘片浸渍到含有IOppm铜离子的50ml水溶液 中并在120°C放置20小时后,所述水溶液中的铜离子浓度优选为0~9. 9ppm,更优选0~ 9. 5ppm,进一步优选0~8ppm。关于所述胶粘片,将重量2. 5g的胶粘片浸渍到含有IOppm 铜离子的50ml水溶液中并在120°C放置20小时后,水溶液中的铜离子浓度为0~9. 9ppm 时,更容易捕捉在半导体装置的制造的各种工序中从外部混入的阳离子。结果,从外部混入 的阳离子难以到达在晶片上形成的电路形成面,可以抑制电特性下降,从而提高制品可靠 性。
[0072] 预先使所述胶粘片进行某种程度的交联时,可以添加与聚合物的分子链末端的官 能团等反应的多官能化合物作为交联剂。由此,可以提尚尚温下的胶粘特性,从而改善耐热 性。
[0073] 作为所述交联剂,可以采用现有公知的交联剂。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 物等多异氰酸酯化合物。交联剂的添加量相对于所述聚合物100重量份通常优选设定为 0.05~7重量份。交联剂的量超过7重量份时,胶粘力下降,因此不优选。另一方面,低于 0.05重量份时,凝聚力不足,因此不优选。另外,在含有这样的多异氰酸酯化合物的同时,根 据需要可以一起含有环氧树脂等其它多官能化合物。
[0074] 另外,所述胶粘片中,根据其用途可以适当配合填料。填料的配合可以对所述胶粘 片赋予导电性或提高导热性、调节弹性模量等。作为所述填料,可以列举无机填料和有机填 料,从提高操作性、提高热电导性、调节熔融粘度、赋予触变性等特性的观点考虑,优选无机 填料。作为所述无机填料,没有特别限制,可以列举例如:氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸 镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、硼酸铝晶须、氮化硼、结晶二氧化硅、 非晶二氧化硅等。这些填料可以单独使用或者两种以上组合使用。从提高热电导性的观点 考虑,优选氧化铝、氮化铝、氮化硼、结晶二氧化硅、非晶二氧化硅。另外,从上述各特性平衡 良好的观点考虑,优选结晶二氧化硅或非晶二氧化硅。另外,从赋予导电性、提高热电导性 等目的考虑,也可以使用导电性物质(导电填料)作为无机填料。作为导电填料,可以列举 将银、铝、金、铜、镍、导电合金等形成为球形、针状、薄片状而得到的金属粉、氧化铝等金属 氧化物、无定形炭黑、石墨等。
[0075] 所述填料的平均粒径可以设定为0. 001~I ym。通过将所述填料的平均粒径设定 为0. 001 μL?以上,可以改善对被粘物的润湿性以及胶粘性。另外,通过设定为1 μπι以下, 可以充分发挥为了赋予上述各特性而添加的填料的效果,同时可以确保耐热性。另外,填料 的平均粒径例如为通过光度式粒度分布计(HORIBA制,装置名:LA-910)求出的值。
[0076] 另外,所述胶粘片中,除了所述络合物形成性有机化合物以外,根据需要可以适当 配合其它添加剂。作为其它添加剂,可以列举阴离子捕捉剂、分散剂、抗氧化剂、硅烷偶联 剂、固化促进剂等。这些添加剂可以单独使用或者两种以上组合使用。
[0077] 作为用于形成所述胶粘片的胶粘剂组合物的制造方法,没有特别限制,例如,将所 述热固性树脂、所述热塑性树脂、以及所述络合物形成性有机化合物和根据需要的其它添 加剂投入到容器中,使其溶解于有机溶剂中,并搅拌至均匀,由此可以以胶粘剂组合物溶液 的形式得到。
[0078] 作为所述有机溶剂,只要是可以将构成胶粘片的成分均匀地溶解、捏合或分散的 有机溶剂则没有特别限制,可以使用现有公知的有机溶剂。作为这样的溶剂,可以列举例 如:二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、甲乙酮、环己酮等酮类溶剂、甲 苯、二甲苯等。从干燥速度快、可以便宜地获得的观点考虑,优选使用甲乙酮、环己酮等。其 中,更优选可以溶解所述络合物形成性有机化合物的甲乙酮。
[0079] 本实施方式的胶粘片,例如可以通过如下方式制作。首先,制作所述胶粘剂组合物 溶液。然后,将胶粘剂组合物溶液涂布到基材隔片上达到预定厚度而形成涂膜,然后在预定 条件下将该涂膜干燥。作为基材隔片,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙 烯或者通过含氟剥离剂、长链烷基丙烯酸酯类剥离剂等剥离剂进行表面涂布后的塑料薄膜 或纸等。另外,作为涂布方法,没有特别限制,可以列举例如:辊涂、丝网涂布、凹版涂布等。 另外,作为干燥条件,例如可以在干燥温度70~160°C、干燥时间1~5分钟的范围内进行。 由此,可以得到本实施方式的胶粘片。
[0080] (半导体装置的制造方法)
[0081] 以下,对使用所述胶粘片作为芯片接合薄膜时半导体装置的制造方法的一个实施 方式进行说明。以下,对使用在现有公知的切割薄膜上层叠有本实施方式的胶粘片3 (以下 也称为芯片接合薄膜3)的切割/芯片接合薄膜10的半导体装置的制造方法进行说明。本 实施方式的切割薄膜具有在基材1上层叠有粘合剂层2的结构。图1是表示本实施方式的 切割/芯片接合薄膜的剖视示意图。图2是表示通过所述切割/芯片接合薄膜中的芯片接 合薄膜安装半导体芯片的例子的剖视示意图。
[0082] 首先,如图1所示,将半导体晶片4压接在切割/芯片接合薄膜10中的芯片接合 薄膜3的半导体晶片粘贴部分3a上,并将其胶粘保持而固定(安装工序)。本工序利用压 接辊等挤压手段挤压来进行。
[0083] 然后,进行半导体晶片4的切割。由此,将半导体晶片4切割为预定尺寸而小片 化,制作半导体芯片5。切割例如按照常规方法从半导体晶片4的电路面一侧进行。另外, 本工序中,例如,可以采用切入到切割/芯片接合薄膜10的、称为全切割的切割方式等。本 工序中使用的切割装置没有特别限制,可以采用现有公知的切割装置。另外,半导体晶片由 切割/芯片接合薄膜10胶粘固定,因此可以抑制芯片缺损或芯片飞散,并且可以抑制半导 体晶片4的破损。
[0084] 为了剥离由切割/芯片接合薄膜10胶粘固定的半导体芯片,进行半导体芯片5的 拾取。拾取方法没有特别限制,可以采用现有公知的各种方法。可以列举例如:用针将每个 半导体芯片5从切割/芯片接合薄膜10 -侧上推,利用拾取装置拾取上推的半导体芯片5 的方法等。
[0085] 在此,在粘合剂层2为紫外线固化型的情况下,在对该粘合剂层2照射紫外线后进 行拾取。由此,粘合剂层2对芯片接合薄膜3的粘合力下降,使半导体芯片5容易剥离。结 果,可以在不损伤半导体芯片5的情况下进行拾取。
[0086] 然后,如图2所示,通过芯片接合薄膜3将通过切割形成的半导体芯片5芯片接合 到被粘物6上。芯片接合通过压接来进行。作为芯片接合的条件,没有特别限制,可以根据 需要适当设定。具体而言,例如可以在芯片接合温度80~160°C、芯片接合压力5N~15N、 芯片接合时间1~10秒的范围内进行。
[0087] 然后,进行利用焊线7将被粘物6的端子部(内部引线)的前端与半导体芯片5 上的电极焊盘(未图示)电连接的丝焊工序。作为所述焊线7,可以使用例如:金线、铝线 或铜线等。进行丝焊时的温度在80~250°C、优选80~220°C的范围内进行。另外,其加 热时间可以进行几秒~几分钟。接线是在加热到所述温度范围内的状态下,通过组合使用 超声波振动能和施加压力而产生的压接能来进行。
[0088] 另外,丝焊工序可以在不通过加热处理使芯片接合薄膜3热固化的情况下进行。 此时,芯片接合薄膜3在25°C下对被粘物的剪切胶粘力优选为0. 2MPa以上,更优选0. 2~ lOMPa。通过将所述剪切胶粘力调节为0. 2MPa以上,即使在不使芯片接合薄膜3热固化的 情况下进行丝焊工序,也不会由于该工序中的超声波振动或加热而在芯片接合薄膜3与半 导体芯片5或被粘物6的胶粘面上产生剪切变形。即,半导体元件不会由于丝焊时的超声 波振动而活动,由此,可以防止丝焊成功率下降。
[0089] 芯片接合薄膜3含有:具有羧基并且不具有环氧基的热塑性树脂、热固性树脂以 及含有具有两个以上酚羟基的苯环的化合物并且能够与阳离子形成络合物的络合物形成 性有机化合物。因此,即使受到丝焊工序的热历史,不具有环氧基的所述热塑性树脂也几乎 不与所述络合物形成性有机化合物反应。结果,可以抑制芯片接合薄膜3剧烈地进行固化 反应。
[0090] 接着,进行用密封树脂8将半导体芯片5密封的密封工序。本工序是为了保护搭 载在被粘物6上的半导体芯片5或焊线7而进行的。本工序通过用模具将密封用的树脂 成形来进行。作为密封树脂8,例如可以使用环氧类树脂。树脂密封时的加热温度通常为 175°C,并进行60~90秒,但是,本实施方式不限于此,例如,也可以在165~185°C下固化 几分钟。即使不在之后的后固化工序中使芯片接合薄膜3热固化的情况下,也可以在本工 序中在密封树脂8固化的同时使芯片接合薄膜3热固化而胶粘固定。
[0091] 所述安装工序中,一般而言在半导体晶片4上存在微细的凹凸,因此气泡混入到 半导体晶片4与芯片接合薄膜3的界面等中。本密封工序中,该气泡受到树脂密封时的压 力而扩散到密封树脂8等中,从而其影响减弱。另外,如前所述,芯片接合薄膜3的受到丝 焊工序中的热历史而造成的剧烈的固化反应被抑制。结果,在密封工序中可以使气泡容易 地扩散,从而可以防止由于气泡而造成的胶粘界面处的剥离。
[0092] 然后,在后固化工序中,使在前述密封工序中固化不足的密封树脂8完全固化。即 使未在密封工序中使芯片接合薄膜3热固化的情况下,也可以在本工序中在密封树脂8固 化的同时使芯片接合薄膜3热固化而胶粘固定。本工序中的加热温度因密封树脂的种类而 异,例如,在165~185°C的范围内,加热时间为约0. 5小时~约8小时。
[0093] 另外,胶粘片(芯片接合薄膜),也可以适当用于如图3所示的将多个半导体芯片 层叠进行三维安装的情况。图3是表示通过芯片接合薄膜三维安装半导体芯片的例子的剖 视示意图。图3所示的三维安装的情况下,首先,将切割为与半导体芯片相同尺寸的至少一 个芯片接合薄膜3芯片粘贴在被粘物6上,然后,通过芯片接合薄膜3将半导体芯片5以其 丝焊面为上侧的方式进行粘贴。然后,避开半导体芯片5的电极焊盘部分将芯片接合薄膜 13进行粘贴。进而,将另一个半导体芯片15以其丝焊面为上侧的方式芯片接合到芯片接合 薄膜13上。
[0094] 然后,进行丝焊工序。由此,用焊线7将半导体芯片5及另一半导体芯片15中各 自的电极焊盘与被粘物6电连接。另外,本工序可以在不经过芯片接合薄膜3、13的加热工 序的情况下实施。
[0095] 接着,利用密封树脂8进行将半导体芯片5等密封的密封工序,并使密封树脂固 化。然后,在后固化工序中,使在所述密封工序中固化不充分的密封树脂8完全固化。
[0096] 在将半导体芯片多层层叠的情况下,丝焊工序等的热历史多,芯片接合薄膜与半 导体芯片的界面处存在的气泡对剥离的影响大。但是,不具有环氧基的所述热塑性树脂几 乎不与所述络合物形成性有机化合物进行反应。结果,可以抑制芯片接合薄膜3、13剧烈地 进行固化反应。因此,在密封工序中可以容易地使气泡扩散,从而可以防止由气泡引起的胶 粘界面处的剥离。
[0097] 在上述实施方式中,对所述胶粘片为芯片接合薄膜的情况进行了说明,但是,所述 胶粘片只要是可以用于半导体装置的制造的胶粘片则没有特别限制。也可以是用于保护倒 装芯片型半导体装置的半导体芯片的背面的保护薄膜、用于将倒装芯片型半导体装置的半 导体芯片的正面与被粘物间密封的密封片。所述胶粘片可以用于包括通过所述胶粘片将半 导体芯片粘贴到被粘物上的工序的半导体装置的制造方法。通过所述胶粘片将半导体芯片 粘贴到被粘物上的工序可以采用现有公知的粘贴工序。另外,通过所述半导体装置的制造 方法制造的半导体装置,为具有所述胶粘片的半导体装置。
[0098] 〈第二实施方式〉
[0099] 以下,关于本实施方式,对与第一实施方式的不同点进行说明。本实施方式的胶粘 片,作为除了特别地在本实施方式的项目中说明的以外的特性,可以发挥与第一实施方式 的胶粘片同样的特性。
[0100][薄膜状胶粘剂]
[0101] 所述薄膜状胶粘剂含有:从树脂骨架游离的离子捕捉性有机化合物、平均粒径 500nm以下的无机填料和胶粘性树脂。
[0102] 所述薄膜状胶粘剂中,无机填料的平均粒径为500nm以下,因此可以减小无机填 料的尺寸相对于薄膜状胶粘剂的厚度的比例。结果,即使为了应对半导体装置的高容量化 而进行所述薄膜状胶粘剂的薄型化,也可以防止对半导体芯片等的机械损伤。另外,离子捕 捉性有机化合物处于从所述胶粘薄膜中含有的全部树脂骨架游离的状态,因此自由度高, 与金属离子的接触频率也高,从而可以提高离子捕捉性。另外,由于使用作为有机物的离子 捕捉性有机化合物,因此可以发挥与树脂成分良好的相容性或亲合性,并且可以在所述薄 膜状胶粘剂整体中均衡地存在,因此即使进行薄型化也可以提高离子捕捉效率。
[0103] 所述胶粘片的厚度没有特别限制,由于所述胶粘片中所含的无机填料的平均粒径 为500nm以下,因此为了应对半导体装置的高容量化,可以容易地实现薄型化。胶粘片的厚 度优选可以薄型化至3~15 μ m,更优选3. 5~13 μ m,进一步优选进行薄型化至3~10 μ m。
[0104] 所述薄膜状胶粘剂在85°C、85% RH的气氛中放置120小时时的吸水率优选为3 重量%以下,更优选2重量%以下,进一步优选1重量%以下。所述吸水率为3重量%以下 时,在半导体封装中,薄膜状胶粘剂中金属离子的运动受到抑制,从而可以更适当地捕捉阳 离子。
[0105] 所述薄膜状胶粘剂在175°c下热固化1小时后对硅晶片的剪切胶粘力在175°C的 条件下优选为〇. OlMPa以上且50MPa以下,更优选0. 02MPa以上且30MPa以下,进一步优选 0. 05MPa以上且25MPa以下。所述剪切胶粘力在175°C的条件下为0.0 lMPa以上时,在半导 体封装中,金属离子容易从支撑构件(例如晶片等)向薄膜状胶粘剂扩散,从而可以更适当 地捕捉金属离子。另外,可以防止由于丝焊时的超声波振动引起的剪切变形,从而可以提高 丝焊的成功率。
[0106] 对于所述薄膜状胶粘剂而言,将重量2. 5g的薄膜状胶粘剂浸渍到含有IOppm铜 离子的水溶液50mL中并在120°C放置20小时后,所述水溶液中的铜离子浓度优选为0~ 9. 9ppm,更优选0~9. 5ppm,进一步优选0~9. Oppm。通过薄膜状胶粘剂具有这样的铜离 子捕集性,可以捕捉在半导体装置的制造工序中混入半导体芯片等的金属离子。结果,从外 部混入的金属离子难以到达在晶片上形成的电路形成面,可以抑制电特性的下降,从而可 以提高制品可靠性。本发明中
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