专利名称：热固型芯片接合薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及将例如半导体芯片等半导体元件固着到衬底或引线框等被粘物上时使用的热固型芯片接合薄膜。另外，本发明涉及该热固型芯片接合薄膜层叠在切割薄膜上而得到的切割/芯片接合薄膜。
背景技术：
以往，在制造半导体装置时向引线框或电极构件上固着半导体芯片时采用银浆。 所述固着处理通过在引线框的芯片焊盘等上涂布浆状胶粘剂，在其上搭载半导体芯片并使浆状胶粘剂层固化来进行。但是，浆料胶粘剂由于其粘度行为或劣化等而在涂布量或涂布形状等方面产生大的偏差。结果，形成的浆状胶粘剂厚度不均勻，因此半导体芯片的固着强度缺乏可靠性。即， 浆状胶粘剂的涂布量不足时半导体芯片与电极构件之间的固着强度降低，在后续的丝焊工序中半导体芯片剥离。另一方面，浆状胶粘剂的涂布量过多时浆状胶粘剂流延到半导体芯片上而产生特性不良，成品率或可靠性下降。这样的固着处理中的问题，伴随半导体芯片的大型化变得特别显著。因此，需要频繁地进行浆状胶粘剂的涂布量的控制，从而给作业性或生产率带来问题。在该浆状胶粘剂的涂布工序中，有将浆状胶粘剂另外涂布到引线框或形成的芯片上的方法。但是，在该方法中，浆状胶粘剂层难以均勻化，另外浆状胶粘剂的涂布需要特殊装置或长时间。因此，提出了在切割工序中胶粘保持半导体芯片、并且还提供安装工序所需的芯片固着用胶粘剂层的切割/芯片接合薄膜(例如，参考下述专利文献1)。这种切割/芯片接合薄膜具有在切割薄膜上层叠有胶粘剂层(芯片接合薄膜)的结构。另外，切割薄膜具有在支撑基材上层叠有粘合剂层的结构。该切割/芯片接合薄膜以下述方式使用。即，在芯片接合薄膜的保持下对半导体晶片进行切割后，拉伸支撑基材而将半导体芯片与芯片接合薄膜一起剥离，并将其分别回收。再通过芯片接合薄膜将半导体芯片胶粘固定到BT衬底或引线框等被粘物上。在此，现有的芯片接合薄膜在进行芯片接合工序时的芯片接合温度(例如80°C 140°C)下的储能模量高，因此对所述被粘物不显示充分的润湿性，有时胶粘力变小。结果， 存在由于在工序内或各工序间的运送过程中受到的振动或被粘物的弯曲，半导体从被粘物上脱落的问题。另外，现有的芯片接合薄膜在进行丝焊工序时的丝焊温度(例如175°C )下也显示高储能模量，因此有时胶粘力不充分。结果，对胶粘固定在芯片接合薄膜上的半导体芯片进行丝焊时，也存在由于超声波振动或加热而在芯片接合薄膜与被粘物之间的胶粘面产生剪切变形，从而丝焊的成功率下降的问题。另外，进行利用密封(成形)树脂将芯片接合到被粘物上的半导体芯片密封的成形工序时，存在该半导体芯片在密封树脂的注入时被冲走，从而成品率下降的问题。现有技术文献
专利文献专利文献1 日本特开昭60-57342号公报
发明内容
本发明鉴于所述的问题而创立，其目的在于提供兼具半导体装置的制造所需的储能模量和高胶粘力的热固型芯片接合薄膜、以及具有该热固型芯片接合薄膜的切割/芯片接合薄膜。本申请发明人等为了解决所述现有问题，对热固型芯片接合薄膜进行了研究。结果发现，通过将储能模量控制在规定的数值范围内，该热固型芯片接合薄膜在用于制造半导体装置的规定的各工序中显示良好的润湿性及胶粘性，从而完成了本发明。S卩，本发明的热固型芯片接合薄膜，在半导体装置的制造时使用，其特征在于，至少含有环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸类共聚物及填料，80°C 140°C下的热固化前的储能模量在IOkPa IOMPa的范围内，175 °C下的热固化前的储能模量在0. IMPa 3MPa的范围内。根据所述构成，通过将80 140°C下的储能模量设定为IOkPa lOMPa，在通过热固型芯片接合薄膜(以下有时称为“芯片接合薄膜”)将半导体芯片芯片接合到BT衬底或引线框等被粘物上时，对该被粘物显示充分的润湿性，防止胶粘力下降。结果，可以防止由于芯片接合后的运送中受到的振动或被粘物的弯曲导致半导体芯片从被粘物上脱落。另外，所述构成中，通过将175°C下的储能模量设定为0. IMI^a 3MPa，即使在对半导体芯片进行丝焊时也可以保持充分的胶粘力。结果，在对胶粘固定在芯片接合薄膜上的半导体芯片进行丝焊时，也可以防止由于超声波振动或加热导致芯片接合薄膜与被粘物的胶粘面上产生剪切变形，从而可以提高丝焊的成功率。另外，即使是利用密封(成形)树脂将芯片接合到被粘物上的半导体芯片进行密封时，也可以防止该半导体芯片在注入密封树脂时被冲走。所述构成中，设所述环氧树脂和酚醛树脂的合计重量为X重量份、丙烯酸类共聚物的重量为Y重量份时，比率χ/Υ优选为0. 11 4。通过将环氧树脂和酚醛树脂的合计重量(X重量份)与丙烯酸类共聚物的重量(Y重量份)的重量比率X/Y设定为0. 11以上，可以使在175°C热处理1小时后的260°C下的储能模量为0. IMPa以上。结果，即使是在半导体关联部件的可靠性评价中使用的耐湿回流焊接试验中，也可以防止发生芯片接合薄膜的剥离，从而提高可靠性。另一方面，通过将所述X/Y设定为4以下，可以提高芯片接合薄膜作为薄膜的机械强度，从而可以确保自支撑性。另外，所述构成中，设所述环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类共聚物的合计重量为A 重量份、填料的重量为B重量份时，B/(A+B)优选为0.8以下。通过将填料的含量相对于环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类共聚物的合计重量设定为0. 8以下，可以抑制储能模量过度变大，从而可以更良好地保持对被粘物的润湿性和胶粘性。另外，所述构成中，优选所述环氧树脂为具有芳香环的环氧树脂，所述酚醛树脂为苯酚酚醛清漆树脂、苯酚联苯树脂或苯酚芳烷基树脂中的至少任意一种，所述丙烯酸类共聚物为含羧基丙烯酸类共聚物或含环氧基丙烯酸类共聚物中的至少任意一种。 所述构成中，所述填料的平均粒径优选在0. 005 μ m 10 μ m的范围内。通过将填料的平均粒径设定为0. 005 μ m以上，可以抑制储能模量过度变大，从而可以更良好地保持对被粘物的润湿性和胶粘性。另一方面，通过将所述平均粒径设定为ΙΟμπι以下，可以对芯片接合薄膜赋予增强效果，提高耐热性。另外，所述构成中，所述环氧树脂的重均分子量优选在300 1500的范围内。通过将环氧树脂的重均分子量设定为300以上，可以防止热固化后的芯片接合薄膜的机械强度、耐热性、耐湿性下降。另一方面，通过将所述重均分子量设定为1500以下，可以防止热固化后的芯片接合薄膜变刚硬从而变脆。另外，所述构成中，所述酚醛树脂的重均分子量优选在300 1500的范围内。通过将酚醛树脂的重均分子量设定为300以上，可以对所述环氧树脂的固化物赋予充分的韧性。另一方面，通过将所述重均分子量设定为1500以下，可以抑制粘度变高，从而可以保持良好的作业性。另外，所述构成中，所述丙烯酸类共聚物的重均分子量优选在10万 100万的范围内。通过将丙烯酸类共聚物的重均分子量设定为10万以上，可以使高温时对布线衬底等被粘物表面的胶粘性优良，并且可提高耐热性。另一方面，通过将所述重均分子量设定为 100万以下，可以容易地溶解于有机溶剂。另外，所述构成中，玻璃化转变温度优选在10°C以上且50°C以下的范围内。通过将芯片接合薄膜的玻璃化转变温度设定为10°c以上，可以防止半导体芯片的芯片接合时产生构成芯片接合薄膜的胶粘剂露出的现象。另一方面，通过将所述玻璃化转变温度设定为 50°C以下，可以更良好地保持对被粘物的润湿性和胶粘性。本发明的切割/芯片接合薄膜，为了解决所述问题，其特征在于，具有在切割薄膜上层叠有所述任一项所述的热固型芯片接合薄膜的结构。发明效果本发明通过前面说明过的手段，取得下述的效果。S卩，根据本发明，由于将80°C 140°C下的储能模量设定为IOkPa IOMPa的范围内、将175°C下的储能模量设定为0. IMI^a 的范围内，因此对BT衬底或引线框等被粘物可以发挥良好的润湿性和胶粘性。结果，例如，通过本发明的热固型芯片接合薄膜将半导体芯片芯片接合到被粘物上的情况下，或对芯片接合后的半导体芯片进行丝焊的情况下， 以及将在该被粘物上芯片接合的半导体芯片进行树脂密封的情况下，都可以使半导体芯片保持在被粘物上胶粘固定。即，根据本发明的构成，可以提供能够在提高成品率的情况下制造半导体装置的热固型芯片接合薄膜。
图1是表示本发明的一个实施方式的切割/芯片接合薄膜的示意剖视图。图2是表示所述实施方式的另一个切割/芯片接合薄膜的示意剖视图。图3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示意剖视图。图4是表示通过所述切割/芯片接合薄膜中的芯片接合薄膜三维安装半导体芯片的例子的示意剖视图。图5是表示使用所述切割/芯片接合薄膜，隔着隔片利用芯片接合薄膜三维安装两个半导体芯片的例子的示意剖视图。
具体实施例方式以下以切割/芯片接合薄膜的方式为例对本发明的热固型芯片接合薄膜(以下也称为“芯片接合薄膜”)进行说明。本实施方式的切割/芯片接合薄膜10，具有在切割薄膜上层叠有芯片接合薄膜3的结构(参考图1)。所述切割薄膜具有在基材1上层叠有粘合剂层2的结构。芯片接合薄膜3层叠在切割薄膜的粘合剂层2上。本发明的芯片接合薄膜3，通过至少含有环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸类共聚物和填料而构成。所述芯片接合薄膜3的80°C 140°C下的热固化前的储能模量在IOkPa IOMPa的范围内，优选IOkPa 5MPa，更优选IOkPa 3MPa。通过将所述储能模量设定为 IOkPa以上，可以提高芯片接合薄膜作为薄膜的机械强度，从而可以确保自支撑性。另一方面，通过将所述储能模量设定为IOMPa以下，可以确保对被粘物的润湿性，保持胶粘力。结果，可以防止由于芯片接合后的运送中受到的振动或被粘物的弯曲导致半导体芯片从被粘物上脱落。另外，芯片接合薄膜3的175°C下的热固化前的储能模量在0. IMPa 3MPa的范围内，优选0. 5kPa 2. 5MPa，更优选0. 7kPa 2. 3MPa。通过将175°C下的热固化前的储能模量设定在所述数值范围内，即使在对半导体芯片进行丝焊时也可以保持充分的胶粘力。 结果，在对胶粘固定在芯片接合薄膜上的半导体芯片进行丝焊时，可以防止由于超声波振动或加热导致芯片接合薄膜与被粘物的胶粘面上产生剪切变形，从而可以提高丝焊的成功率。所述芯片接合薄膜3的玻璃化转变温度优选为10°C 50°C，更优选20°C 45°C。 通过将所述玻璃化转变温度设定为10°c以上，可以防止半导体芯片的芯片接合时产生构成芯片接合薄膜的胶粘剂露出的现象。另一方面，通过将所述玻璃化转变温度设定50°c以下， 可以更良好地保持对被粘物的润湿性和胶粘性。另外，设环氧树脂和酚醛树脂的合计重量为X重量份、丙烯酸类共聚物的重量为Y 重量份时，其配合比率X/Y(-)优选为O. 11 4，更优选0. 11 1.5，进一步优选0. 11 1.4，特别优选0. 11 1，更进一步优选0. 11 0.5。通过将配合比率Χ/Υ设定为0. 11以上，可以使在175°C热处理1小时后的260°C下的储能模量为0. IMPa以上。结果，即使是在耐湿回流焊接试验中，也可以防止发生芯片接合薄膜3的剥离，从而提高可靠性。另一方面，通过将配合比率设定为4以下，可以提高芯片接合薄膜3作为薄膜的机械强度，从而可以确保自支撑性。所述环氧树脂，只要是一般作为胶粘剂组合物使用的环氧树脂即可，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基胺型等环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用或者两种以上组合使用。在本发明中，这些环氧树脂中特别优选具有苯环、联苯环、萘环等芳香环的环氧树脂。具体地，可以列举例如酚醛清漆型环氧树脂、含有苯二亚甲基骨架的苯酚酚醛清漆型环氧树脂、含有联苯骨架的酚醛清漆型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、四甲基双酚型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂等。因为这些环氧树脂与作为固化剂的酚醛树脂的反应性高、并且耐热性等优良。另外，环氧树脂中腐蚀半导体元件的离子性杂质等的含量少。所述环氧树脂的重均分子量优选在300 1500的范围内，更优选350 1000的范围内。重均分子量低于300时，有时热固化后的芯片接合薄膜3的机械强度、耐热性、耐湿性下降。另一方面，超过1500时，有时热固化后芯片接合薄膜变得刚硬从而变脆。另外， 本发明中的重均分子量，是指通过凝胶渗透色谱法(GPC)使用聚苯乙烯校准曲线而得到的聚苯乙烯换算值。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、苯酚联苯树脂、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。这些酚醛树脂中优选以下述化学式表示的联苯型苯酚酚醛清漆树脂或者苯酚芳烷基树脂。这是因为可以提高半导体装置的连接可靠性。
权利要求
1.一种热固型芯片接合薄膜，在半导体装置的制造时使用，其中， 至少含有环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸类共聚物及填料，80°C 140°C下的热固化前的储能模量在IOkPa IOMPa的范围内， 175°C下的热固化前的储能模量在0. IMPa 3MPa的范围内。
2.如权利要求1所述的热固型芯片接合薄膜，其中，设所述环氧树脂和酚醛树脂的合计重量为X重量份、丙烯酸类共聚物的重量为Y重量份时，比率X/Y为0. 11 4。
3.如权利要求1或2所述的热固型芯片接合薄膜，其中，设所述环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类共聚物的合计重量为A重量份、填料的重量为B 重量份时，B/(A+B)为0.8以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的热固型芯片接合薄膜，其中， 所述环氧树脂为具有芳香环的环氧树脂，所述酚醛树脂为苯酚酚醛清漆树脂、苯酚联苯树脂或苯酚芳烷基树脂中的至少任意一种，所述丙烯酸类共聚物为含羧基丙烯酸类共聚物或含环氧基丙烯酸类共聚物中的至少任意一种。
5.如权利要求1至4中任一项所述的热固型芯片接合薄膜，其中， 所述填料的平均粒径在0. 005 μ m 10 μ m的范围内。
6.如权利要求1至5中任一项所述的热固型芯片接合薄膜，其中， 所述环氧树脂的重均分子量在300 1500的范围内。
7.如权利要求1至6中任一项所述的热固型芯片接合薄膜，其中， 所述酚醛树脂的重均分子量在300 1500的范围内。
8.如权利要求1至7中任一项所述的热固型芯片接合薄膜，其中， 所述丙烯酸类共聚物的重均分子量在10万 100万的范围内。
9.如权利要求1至8中任一项所述的热固型芯片接合薄膜，其中， 玻璃化转变温度在10°C以上且50°C以下的范围内。
10.一种切割/芯片接合薄膜，其具有在切割薄膜上层叠有权利要求1至9中任一项所述的热固型芯片接合薄膜的结构。
全文摘要
本发明的目的在于提供兼具半导体装置的制造所需的储能模量和高胶粘力的热固型芯片接合薄膜以及具有该热固型芯片接合薄膜的切割/芯片接合薄膜。本发明的热固型芯片接合薄膜，在半导体装置的制造时使用，其中，至少含有环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸类共聚物及填料，80℃～140℃下的热固化前的储能模量在10kPa～10MPa的范围内，175℃下的热固化前的储能模量在0.1MPa～3MPa的范围内。
文档编号H01L21/301GK102265388SQ20098015261
公开日2011年11月30日 申请日期2009年12月22日 优先权日2008年12月24日
发明者大西谦司, 林美希, 高本尚英 申请人:日东电工株式会社