专利名称：热固型芯片接合薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如将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与切割薄膜层叠而 成的切割/芯片接合薄膜。
背景技术：
以往，在半导体装置的制造过程中，在切割工序中使用胶粘保持半导体晶片、并且 也提供安装工序所需要的芯片固着用胶粘剂层的切割/芯片接合薄膜(参考以下专利文献 1)。该切割/芯片接合薄膜，具有在支撑基材上依次层叠有粘合剂层和胶粘剂层的结构。 即，在胶粘剂层的保持下将半导体晶片进行切割后，拉伸支撑基材，将半导体芯片与芯片接 合薄膜一起拾取。再通过芯片接合薄膜将半导体芯片芯片接合到引线框的芯片焊盘上。但是，近年来，随着半导体晶片的大型化和薄型化，半导体芯片也开始薄型化。将 这样的半导体芯片通过芯片接合薄膜固着到衬底等被粘物上并使其热固化时(芯片接 合)，由于芯片接合薄膜的热固化而产生固化收缩。结果，出现被粘物翘曲的问题。现有技术文献专利文献1 日本特开昭60-57342号公报
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供抑制芯片接合后的固化收缩， 由此可以防止被粘物产生翘曲的热固型芯片接合薄膜以及切割/芯片接合薄膜。本发明人为了解决上述现有问题，对热固型芯片接合薄膜及切割/芯片接合薄膜 进行了研究。结果发现，通过控制热固性成分中的环氧基的摩尔数与酚羟基的摩尔数的比 例，可以减小热固化后的固化收缩，从而完成了本发明。S卩，本发明的热固型芯片接合薄膜，用于将半导体元件胶粘固定到被粘物上，其 中，至少含有作为热固性成分的环氧树脂和酚醛树脂，所述热固性成分中的环氧基摩尔数 相对于所述热固性成分中的酚羟基摩尔数的比例在1. 5 6的范围内。使用热固型芯片接合薄膜将半导体元件芯片接合到被粘物上时，从将半导体元件 与被粘物可靠地胶粘固定的观点考虑，优选使热固型芯片接合薄膜充分地热固化。在此，在 使用环氧树脂作为构成热固型芯片接合薄膜的热固性成分，并且使用酚醛树脂作为该环氧 树脂的固化剂时，优选环氧树脂中所含的环氧基与酚醛树脂中所含的酚羟基为相同的当量 比。这是因为，如果为相同的当量比，则环氧树脂的热固化反应充分地进行，可以充分地形 成三维交联结构。但是，环氧树脂的热固化反应过度进行时，有时热固型芯片接合薄膜自身 会产生固化收缩。本发明中，如前述构成所述，使热固性成分中的环氧基摩尔数相对于所述热固性 成分中的酚羟基摩尔数的比例在1. 5 6的范围内，从而使环氧基摩尔数相对于酚羟基摩 尔数的比例高于现有的热固型芯片接合薄膜。由此，使热固型芯片接合薄膜自身的拉伸弹性模量降低，从而可以减小固化收缩。其结果是，将所述构成的热固型芯片接合薄膜应用于 半导体装置的制造时，可以抑制芯片接合时被粘物产生翘曲，从而提高生产量。前述构成中，优选相对于有机成分100重量份在0. 07 3. 5重量份的范围内配合 热固化催化剂。本发明中，由于环氧基相对于酚羟基的比例高，因此即使在热固化后薄膜中 也残留有未反应的环氧基。但是，例如，在用密封树脂将被粘物上芯片接合的半导体元件密 封并进一步进行后固化工序时，优选使热固型芯片接合薄膜充分地热固化。本发明中，通过 如前述构成所述那样在薄膜中配合热固化催化剂，可以使其在半导体元件芯片接合到被粘 物上时热固化到不产生固化收缩的程度，并在所述后固化工序时使未反应的环氧基相互聚 合，从而减少环氧基。结果，可以制造半导体元件可靠地胶粘固定到被粘物上，半导体元件 不会从被粘物上剥离的半导体装置。通过将所述热固化催化剂的配合量相对于有机成分100重量份设定为0. 07重量 份以上，可以使未反应的环氧基消失，从而在所述后固化工序后使热固型芯片接合薄膜的 热固化充分地进行。另一方面，通过将所述配合量设定为3. 5重量份以下，可以防止后固化 工序后热固型芯片接合薄膜的热固化反应过度进行，从而可以防止半导体元件从被粘物上 剥离或者产生空隙。所述构成中，优选140°C、2小时的热固化后的玻璃化转变温度为80°C以下。通过 使热固型芯片接合薄膜的玻璃化转变温度为80°C以下，可以进一步减小热固化后薄膜的固 化收缩。另夕卜，所述构成中，优选热固化前的120°C下的熔融粘度在50 1000 的范围 内。通过使热固型芯片接合薄膜的热固化前的熔融粘度为50 · s以上，可以改善对被粘 物的密合性。结果，在与被粘物的胶粘面上，可以减少空隙的产生。另外，通过使所述熔融 粘度为1000 以下，可以抑制胶粘剂成分从热固型芯片接合薄膜中渗出。结果，可以防 止被粘物或被粘物上胶粘固定的半导体元件的污染。所述构成中，优选完全热固化后的^(TC下的储能弹性模量为IMI^a以上。由此，例 如，即使在耐湿回流焊接试验等中可靠性也高，可以制造耐湿回流焊接性优良的半导体装置。另外，本发明的切割/芯片接合薄膜，为了解决前述问题，其特征在于，具有在切 割薄膜上层叠有所述热固型芯片接合薄膜的结构。另外，本发明的半导体装置，为了解决前述问题，其特征在于，通过使用所述切割/ 芯片接合薄膜而制造。本发明通过前述说明过的手段，实现下述的效果。S卩，根据本发明，由于至少含有作为热固性成分的环氧树脂和酚醛树脂，并且将所 述热固性成分中的环氧基摩尔数相对于所述热固性成分中的酚羟基摩尔数的比例设定在 1. 5 6的范围内，使热固化后仍残留有未反应的环氧基，因此，使热固型芯片接合薄膜自 身的拉伸弹性模量降低，从而可以减少固化收缩。结果，将所述构成的热固型芯片接合薄膜 应用于半导体装置的制造时，可以抑制芯片接合时被粘物产生翘曲，可以提高生产量。
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面图。
图2是表示本发明的另一实施方式的切割/芯片接合薄膜的示意剖面图。图3是表示通过本发明的一个实施方式的芯片接合薄膜安装半导体芯片的例子 的示意剖面图。图4是表示通过所述芯片接合薄膜三维安装半导体芯片的例子的示意剖面图。图5是表示使用所述芯片接合薄膜，通过垫片三维安装两个半导体芯片的例子的 示意剖面图。图6是用于说明通过热固型芯片接合薄膜芯片接合在带阻焊剂的树脂衬底上的 半导体芯片的翘曲量测定方法的说明图。标号说明
1基材
2粘合剂层
3、13、21芯片接合薄膜
3a芯片接合薄膜
3a部分
3b部分
5半导体芯片
6被粘物
7焊线
8密封树脂
9垫片
10,11切割/芯片接合碧
15半导体芯片
具体实施例方式对于本实施方式的热固型芯片接合薄膜(以下，称为“芯片接合薄膜”)，以图1所 示的通过在基材1上层叠有粘合剂层2的切割薄膜上层叠芯片接合薄膜而得到的切割/芯 片接合薄膜的方式为例如下进行说明。作为所述芯片接合薄膜3的构成材料，只要至少使用环氧树脂及酚醛树脂作为热 固性成分则没有特别限制。所述环氧树脂，只要是作为胶粘剂组合物通常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、四苯酚基乙烷型 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苯酚基 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。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。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(> y-^)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， 优选下述化学式所示的联苯型苯酚酚醛清漆树脂或苯酚芳烷基树脂。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，用于将半导体元件胶粘固定到被粘物上，其中，至少含有作为热固性成分的环氧树脂和酚醛树脂，所述热固性成分中的环氧基摩尔数 相对于所述热固性成分中的酚羟基摩尔数的比例在1. 5 6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，相对于有机成分100重量份，在0. 07 3. 5重量份的范围内配合有热固化催化剂。
3.如权利要求1或2所述的热固型芯片接合薄膜，其中， 140°C、2小时的热固化后的玻璃化转变温度为80°C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， 热固化前的120°C下的熔融粘度在50 1000 · s的范围内。
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， 完全热固化后的260°C下的储能弹性模量为IMPa以上。
6.一种切割/芯片接合薄膜，其中，具有在切割薄膜上层叠有权利要求1至5中任一项 所述的热固型芯片接合薄膜的结构。
7.一种半导体装置，通过使用权利要求6所述的切割/芯片接合薄膜而制造。
全文摘要
本发明提供抑制芯片接合后的固化收缩，由此可以防止被粘物产生翘曲的热固型芯片接合薄膜以及切割/芯片接合薄膜以及使用它们制造的半导体装置。本发明的热固型芯片接合薄膜，用于将半导体元件胶粘固定到被粘物上，其中，至少含有作为热固性成分的环氧树脂和酚醛树脂，所述热固性成分中的环氧基摩尔数相对于所述热固性成分中的酚羟基摩尔数的比例在1.5～6的范围内。
文档编号H01L21/58GK102074494SQ20101051034
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者宍户雄一郎, 高本尚英 申请人:日东电工株式会社