专利名称：膜状粘接剂的制造方法、粘接片和半导体装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及ー种膜状粘接剂的制造方法、粘接片和半导体装置及其制造方法。
背景技术：
将多个半导体元件以多段进行叠层的堆栈封装型半导体装置被用于存储器等用途。在制造半导体装置时，为了将半导体元件彼此粘接或将半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件粘接，使用了半导体用芯片贴膜(die attach film)等膜状粘接剂(例如，參照专利文献I)。对于半导体用芯片贴膜，为了使埋线、填充基板凹凸充分进行，要求其受热时流动性优异。因此，提出了一种实现受热时流动性提高的半导体用芯片贴膜(例如，參照专利文献2)。 在倒装芯片、晶圆级CSP等中，为了保护具有突起状电极的封装中的突起部分以及对突起之间进行填充，进行了树脂密封，然而使用一般的固态环氧树脂密封材料难以成型。因此，提出了将含有环氧树脂和无机填料的树脂组合物进行成型的密封片、配合了高分子量丙烯酸聚合物的密封用膜(例如，參照专利文献3 4)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平9 — 17810号公报专利文献2 日本特开2009 — 74067号公报专利文献3 :日本特开平8 - 73621号公报专利文献4 :日本特开2005-60584号公报
发明内容
发明要解决的问题上述的膜状粘接剂，通过准备将粘接剂组合物溶解或分散在溶剂中的涂布液，将其涂布在基材上，并加热干燥使溶剂挥发而制作。但是，上述专利文献2的膜状粘接剂，为了赋予其受热时流动性而配合很多热固化成分，因此存在有加热干燥时进行了部分交联反应，受热时流动性受损的问题。上述专利文献3的膜状密封用片材，通过对含有热固性树脂和填料的组合物进行加压加工而制作。通过这种方法所得的密封用片材，在半导体封装、晶片较大时，存在有热固化后产生翘曲的问题。如果为了抑制这种缺陷而配合了大量的ニ氧化硅等无机填料，则难以进行批量涂布，此外还产生了膜的挠性受损，难以卷绕，无法长尺化为卷等的问题、片材的操作性下降，在使用中容易产生破裂的问题、密封用片材的受热时流动性受损等问题。另ー方面，在制作上述专利文献4那样厚膜化的膜状粘接剂时，存在有在进行溶剂挥发的加热干燥时，残存挥发成分增多的问题。另外，如果为了降低残存挥发成分而使用了低沸点溶剤，则先进行膜表面的干燥，残存挥发成分变得更多。因此，在上述情况下，存在有溶剂挥发需要很长时间的问题。此外，如果干燥时间变长或干燥温度高温化，还存在有加热干燥时进行部分交联反应，受热时流动性受损的问题。在通过贴合薄膜进行制作的方法中，产生了贴合界面，从而存在有可靠性下降的问题，并且也有制造成本方面的问题。本发明鉴于上述情况而进行，其目的是提供ー种能够以所希望的厚度并且在比以往短的时间内制造受热时流动性优异的膜状粘接剂的膜状粘接剂制造方法、粘接片和半导体装置及其制造方法。解决问题的方法为了解决上述问题，本发明提供ー种膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，在基材上涂布溶剂的含量为5质量％以下且在25°C下为液状的粘接剂组合物而形成粘接剂组合物层，对该粘接剂组合物层进行光照射而形成膜状粘接剂，所述粘接剂组合物含有(A)放射线聚合性化合物、(B)光引发剂和(C)热固性树脂。在本发明中，溶剂是指不具有こ烯性不饱和基团等放射线聚合性基团、肟酯基、α ー氨基苯こ酮、氧化膦等光反应性基团、环氧基、酚羟基、羧基、氨基、酸酐、异氰酸酷、过氧化物、重氮基、咪唑、烷氧基硅烷等热反应性基团，分子量为500以下并且在室温(25°C)下为液状的有机化合物。作为这种溶剂，例如，可以列举ニ甲基甲酰胺、甲苯、苯、ニ甲苯、甲こ酮、四氢呋喃、こ基溶纤剂、こ基溶纤剂こ酸酷、ニ噁烷、环己酮、こ酸こ酷、Y 一丁内酯和N —甲基ー卩比咯烧酮等。根据本发明的膜状粘接剂制造方法，能够以所希望的厚度并且在比以往短的时间内制造受热时流动性优异的膜状粘接剂。并且，由于所得的膜状粘接剂的受热时流动性优异，因此可以对被粘接物进行良好的热压接。此外，根据本发明的膜状粘接剂制造方法，通过使用上述特定的液状粘接剂组合物，不需要在涂布后进行干燥溶剂的加热，因此可以减少热能和挥发性有机化合物(V0C)，此外还可以充分抑制因热流动、挥发成分而产生的针孔。在本发明的膜状粘接剂制造方法中，上述(A)成分在25°C下优选为液状。这时，SP使在不含有溶剂的组合物中，也可以降低粘度，能够成膜，并且，通过配合固态或高粘度的热固性树脂，还可以进ー步提高固化后的粘接性。此外，上述(A)成分，优选包含在25°C下为液状的单官能(甲基)丙烯酸酷。此处，单官能是指在分子内具有I个碳碳双键的情况，并且也可以具有除此以外的官能团。通过含有上述的(甲基)丙烯酸酯，可以进ー步提高在进行光照射后的受热时流动性。此外，可以充分维持涂布性，同时通过配合固态或高粘度的热固性树脂，还可以进ー步提高粘接性。进ー步，上述单官能(甲基)丙烯酸酯优选为具有酰亚胺骨架或羟基的物质。由此，可以大大提高所得的膜状粘接剂在层压于被粘接物上时对被粘接物的密合性、固化后的粘接性。在本发明的膜状粘接剂制造方法中，上述(B)成分优选包含对波长为365nm的光的分子吸光系数为100ml/g · cm以上的光引发剂。由此，可以降低在通过光照射而进行膜化时的曝光量，从而能够在更短的时间内得到B阶化的膜状粘接剂。 上述的分子吸光系数，可以通过调制样品的O. 001质量％こ腈溶液，将该溶液加入到石英盒中，并在室温(25°C)、空气中使用分光光度计(日立高新技术株式会社制，“U —3310”(商品名))测定吸光度而求出。此外，对波长为365nm的光的分子吸光系数为100ml/g ·ο 以上的上述光引发剂，优选为在分子内具有肟酯骨架或吗啉骨架的化合物。通过含有这种光引发剂，即使在空气中进行光照射，也可以不进行加热而在短时间内降低粘力。在本发明的膜状粘接剂制造方法中，上述粘接剂组合物可以进一歩含有(D)固化齐 。此外，在本发明的膜状粘接剂制造方法中，上述粘接剂组合物可以进ー步含有(E)热自由基产生剂。由此，可以在热固化时使光照射后未反应的残存(A)成分进行聚合反应，因此可以进ー步抑制所得的膜状粘接剂在热固化时的发泡以及在之后的热过程中的发泡、剥离。
本发明还提供ー种粘接片，其特征在于具有切割片和通过上述本发明方法所得的膜状粘接剂进行叠层的结构。本发明的粘接片，其膜状粘接剂在受热时的流动性优异，而且具有容易制造的优点。也就是说，根据本发明的膜状粘接剂的制造方法，可以将由热性能较差的材质，例如聚烯烃、聚氯こ烯、こ烯こ酸こ烯酯(EVA)等柔软性基材所构成的切割片作为基材。这时，可以很容易地在短时间内制造兼具有切割功能和芯片接合功能的粘接片。本发明的粘接片，其上述切割片具有基材膜和设置在该基材膜上的放射线固化型粘着剂层，膜状粘接剂可以具有和放射线固化型粘着剂层叠层的结构。这种粘接片，在拾取切割出的半导体时，可以通过曝光处理而很容易地从基材膜剥离粘接剂层。此外，本发明的粘接片，其上述切割片可以仅由基材膜构成。这时，可以进一歩降低制造成本。本发明还提供一种半导体装置，其具有通过由上述本发明的方法所得的膜状粘接剂粘接有半导体元件彼此和/或半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件的结构。本发明的半导体装置，通过受热时流动性优异的本发明膜状粘接剂进行粘接，因此可靠性优异。本发明还提供一种半导体装置的制造方法，其具有在半导体晶片的一面上，粘贴上述本发明粘接片的膜状粘接剂层的エ序；将膜状粘接剂层和半导体晶片一起切断，得到带有粘接剂层的半导体元件的エ序；以及，将带有粘接剂层的半导体元件与其它半导体元件或半导体元件搭载用支撑部件，夹着带有粘接剂层的半导体元件的粘接剂层进行压接，从而粘接的エ序。根据本发明的半导体装置制造方法，由于本发明的粘接片兼具有切割功能和芯片接合功能，并且膜状粘接剂的受热时流动性优异，因此能够以高制造效率得到可靠性优异的半导体装置。发明效果根据本发明，可以提供ー种能够以所希望的厚度并且在比以往短的时间内制造受热时流动性优异的膜状粘接剂的膜状粘接剂制造方法、粘接片和半导体装置及其制造方法。
[图I]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。[图2]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。[图3]是表示本发明粘接片的ー种实施方式的模式图。[图4]是表示本发明半导体装置的制造方法的其它实施方式的模式图。[图5]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。[图6]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。[图7]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。[图8]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。
[图9]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。[图10]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。[图11]是表示本发明半导体装置的制造方法的一种实施方式的模式图。
具体实施例方式以下，对本发明的优选实施方式进行详细说明。但本发明并不限定于以下的实施方式。以下，根据需要參照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式。另外，在附图中，对相同要素赋予相同符号，并省略重复的说明。此夕卜，上下左右等位置关系只要没有特别说明，则基于附图所示的位置关系，并且附图的尺寸比例并不限于图示比例。本发明的膜状粘接剂制造方法，其特征在于，在基材上涂布溶剂的含量为5质量％以下且在25°C下为液状的粘接剂组合物而形成粘接剂组合物层，对该粘接剂组合物层进行光照射而形成膜状粘接剂，所述粘接剂组合物含有(A)放射线聚合性化合物、(B)光引发剂和(C)热固性树脂。图3是表示本发明粘接片的ー种实施方式的模式图。图3所示的粘接片50，具有在基材6上叠层通过本发明的膜状粘接剂制造方法所形成的膜状粘接剂5的结构。作为制作粘接剂组合物的方法，可以列举在添加(A)放射线聚合性化合物、(B)光引发剂、(C)热固性树脂以及其它配合成分之后，进行搅拌、脱泡的方法。在本实施方式中，
(A)成分在室温(25°C)下优选为液状。这时，当(B)光引发剂、(C)热固性树脂以及其它配合成分对(A)成分的溶解性不足时，优选ー边在100°C以下进行加热ー边搅拌。通过该手段，可以降低残存的固体成分。在搅拌粘接剂组合物时，优选在遮光或黄色室中进行。此外，在配合咪唑、热自由基引发剂等热固化剂时，优选在40°C以下进行搅拌。此外，当咪唑类等固化促进剂对其它成分的溶解性不足时，可以使用分散机预先将其分散或溶解在(A)成分中。所得的粘接剂组合物优选进行遮光，此外，优选在0°C以下保管，并更优选在ー20°C以下保管。并且，为了提高保存稳定性，还可以吹入或封入氧、空气。作为基材，例如，可以列举聚酯膜、聚丙烯膜、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯膜、聚酰亚胺膜、聚醚酰亚胺膜、聚醚萘ニ甲酸酯膜、甲基戊烯膜等。作为这些基材的膜，可以将2种以上组合起来形成多层膜，并且也可以是表面用有机硅系、ニ氧化硅系等脱模剂等进行了处理的材料。作为将粘接剂组合物涂布在基材上的方法，没有特别限定，可以使用喷涂、帘涂、棒涂、刮刀涂布等。此外，在可以降低粘接剂组合物的粘度这一点上，还可以在100°c以下进行加热。涂膜的厚度，可以根据膜状粘接剂的用途而适当设定。根据本发明，和通过溶剂挥发的制造情况不同，可以进行厚膜化。在密封膜、应カ缓和膜的用途中，涂膜的厚度优选设定为使膜状粘接剂的厚度成为50 200 μ m。膜状粘接剂的膜厚可以使用表面粗糙度測定器(小坂研究所制)进行測定。 在本发明的膜状粘接剂制造方法中，通过对该粘接剂组合物层进行光照射，使(A)放射线聚合性化合物反应，形成膜状粘接剂。作为此处的反应，例如，可以列举加成反应、聚合反应、重排反应、环化反应、ニ聚反应等，而在能够以低能量形成膜这一点上，优选交联反应、聚合反应，在能够以更低曝光量降低粘性这一点上，更优选为聚合反应。对涂布的粘接剂组合物的光照射，例如，可以列举电离性放射线、非电离性放射线的照射，具体来说，可以列举ArF、KrF等准分子激光、电子束极端紫外线、真空紫外线、X射线、离子束、i线、g线等紫外线。在照射紫外线时，可以在空气中、氮气中或真空中进行光照射。 为了防止针孔等，光照射优选在粘接剂涂布后立即进行。此外，光照射可以在空气中、氮气中、真空中并且在层压了其它基材(覆盖膜)之后进行。此外，还可以在空气中进行光照射后层压覆盖膜，并且还可以再进行光照射。通过再次进行光照射，可以进一歩降低曝光后的粘性。在光照射后还可以进行加热。由此，光照射的反应进ー步进行，并且有粘性降低的倾向。加热可以在热板上、在炉内进行。从通过进行固化反应而降低流动性、粘接性的观点考虑，加热温度优选为120°C以下，更优选为100°C以下，并最优选为80°C以下。以下，对本发明中所用的粘接剂组合物进行更详细地说明。粘接剂组合物是溶剂含量为5质量％以下的无溶剂型，但溶剂的含量优选为I质量％以下。作为本发明中所用的(A)成分，例如，可以列举具有こ烯性不饱和基团的化合物。作为こ稀性不饱和基团，可以列举こ稀基、稀丙基、块丙基、丁稀基、こ块基、苯基こ块基、马来酰亚胺基、纳迪克酰亚胺基、(甲基)丙烯((メタ)ァクリル)基等。从反应性观点考虑，优选(甲基)丙烯基。为了不使用溶剂而涂布粘接剂组合物，(A)成分在室温(25°C)下优选为液状。此夕卜，在室温下的粘度优选为30000mPa · s以下，更优选为20000mPa · s以下，并且最优选为IOOOOmPa · s以下。如果粘度超过30000mPa · s，则有粘接剂组合物的粘度上升，难以制作清漆，并且难以薄膜化、吐出的倾向。本说明书中的室温下的粘度，是指25°C下用E型粘时计所得的測定值。在本发明的粘接剂组合物中，(A)成分优选包含(Al)单官能(甲基)丙烯酸酯(以下，有时称为Al化合物)。此处所谓的单官能是指分子内具有I个碳碳双键，并且也可以具有除此以外的官能团。通过添加单官能(甲基)丙烯酸酯，特别是在为了成膜化而曝光时，可以降低交联密度，并且可以使曝光后的热压接性、低应カ性和粘接性呈良好状态。作为单官能(甲基)丙烯酸酯，优选5%失重温度为100°C以上，更优选为120°C以上，进ー步优选为150°C以上，并最优选为180°C以上。此外，从粘接剂组合物的低粘度化、涂布后表面凹凸的抑制、成膜化后受热时的流动性的观点考虑，优选为以有机化合物为主体的材料设计，因此单官能(甲基)丙烯酸酯的5%失重温度优选为500°C以下。单官能(甲基)丙烯酸酯的5%失重温度是使用差示热热重量同时測定装置(SII纳米科技公司制TG/DTA 6300)，在升温速度为10°C /min、氮气流(400ml/min)下测定时的5%失重温度。通过配合5%失重温度为上述温度范围的单官能(甲基)丙烯酸酯，可以抑制通过曝光进行成膜化后残存的未反应单官能(甲基)丙烯酸酯在热压接或热固化时挥发。在配合了分子内具有2个以上碳碳双键的化合物的感光性组合物的情况下，在光照射时产生了形成交联结构的状态，在之后的受热时难以熔融，并且也难以表现出粘性，因此存在有热压接困难的倾向。相反，在配合了上述单官能(甲基)丙烯酸酯等分子内具有I个碳碳双键的化合物的情况下，能够提高受热时流动性。另外，(Al)单官能(甲基)丙烯酸酷光照射后的分子量为几十万以上，因此在高度要求受热时流动性时，优选単独使用(Al)单官能(甲基)丙烯酸酷。而为了耐热性、降低曝光后粘性強度，还可以相对于(Al)单官能 (甲基)丙烯酸酷，并用O. I 50质量％在分子内具有2个以上碳碳双键的化合物。作为单官能(甲基)丙烯酸酯，可以列举例如，在可以使固化物坚韧化这一点上，优选含缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酷、4 一羟基苯基甲基丙烯酸酷、3，5 一二甲基一 4 ー羟基苄基丙烯酰胺等含酚羟基的(甲基)丙烯酸酷、2 —甲基丙烯酰氧基こ基邻苯ニ甲酸、2 —甲基丙烯酰氧基丙基六氢化邻苯ニ甲酸、2-甲基丙烯酰氧基甲基六氢化邻苯ニ甲酸等含羧基的(甲基)丙烯酸酯，在可以提高耐热性这一点上，优选苯酚EO改性(甲基)丙烯酸酯、苯酚PO改性(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚EO改性(甲基)丙烯酸酯、壬基苯酚PO改性(甲基)丙烯酸酷、苯氧基こ基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基こニ醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基ニこニ醇(甲基)丙烯酸酯、羟こ基化苯基苯酚丙烯酸酷、苯氧基聚こニ醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基こニ醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚こニ醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚丙ニ醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄酷、2 —甲基丙烯酰氧基こ基2 —羟基丙基邻苯ニ甲酸酷、苯基苯酚缩水甘油醚丙烯酸酯等含有芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯，在可以赋予成膜化后的密合性、热固化后的粘接性这一点上，优选2 —羟基ー 3 —苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酷、O ー苯基苯酚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酷、2 —(甲基)丙烯酰氧基一 2 —羟基丙基邻苯ニ甲酸酷、2 一(甲基)丙烯酰氧基こ基一 2 —羟基こ基一邻苯ニ甲酸、2 —羟基ー 3 —苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯等、下述通式(A — I)或(A — 2)所表示的含有羟基的(甲基)丙烯酸酷、2 —(I, 2 一环六羧基酰亚胺基)こ基丙烯酸酯等、下述通式(A — 3)或(A — 4)所表示的含有酰亚胺基的(甲基)丙烯酸酯，而在可以使粘接剂组合物低粘度化这一点上，优选含有异冰片基的(甲基)丙烯酸酯、含有ニ环戊ニ烯基的(甲基)丙烯酸酷、异冰片基(甲基)丙烯酸酯等。[化I]
权利要求
1.ー种膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，在基材上涂布溶剂的含量为5质量％以下且在25°C下为液状的粘接剂组合物而形成粘接剂组合物层，对该粘接剂组合物层进行光照射而形成膜状粘接剂，所述粘接剂组合物含有(A)放射线聚合性化合物、(B)光引发剂和(C)热固性树脂。
2.如权利要求I所述的膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，所述(A)成分在25°C下为液状。
3.如权利要求I或2所述的膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，所述(A)成分包含在25°C下为液状的单官能(甲基)丙烯酸酷。
4.如权利要求3所述的膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，所述单官能(甲基)丙烯酸酷具有酰亚胺骨架或羟基。
5.如权利要求I 4中任一项所述的膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，所述(B)成分包含对波长365nm的光的分子吸光系数为100ml/g · cm以上的光引发剂。
6.如权利要求5所述的膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，对波长365nm的光的分子吸光系数为100ml/g*cm以上的所述光引发剂为分子内具有肟酯骨架或吗啉骨架的化合物。
7.如权利要求I 6中任一项所述的膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，所述粘接剂组合物进ー步含有(D)固化剂。
8.如权利要求I 7中任一项所述的膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，所述粘接剂组合物进ー步含有(E)热自由基产生剂。
9.ー种粘接片，其特征在于，具有切割片与由权利要求I 8中任一项所述的方法所得的膜状粘接剂叠层的结构。
10.如权利要求9所述的粘接片，其特征在于，所述切割片具有基材膜和设置在该基材膜上的放射线固化型粘着剂层，所述膜状粘接剂具有与所述放射线固化型粘着剂层叠层的结构。
11.如权利要求9所述的粘接片，其特征在于，所述切割片仅由基材膜构成。
12.—种半导体装置，其具有通过由权利要求I 8中任一项所述的方法所得的膜状粘接剂粘接有半导体元件彼此和/或半导体元件与半导体元件搭载用支撑部件的结构。
13.一种半导体装置的制造方法，其具有在半导体晶片的一面上粘贴权利要求9 11中任一项所述的粘接片的所述膜状粘接剂层的エ序；将所述膜状粘接剂层和所述半导体晶片一起切断，而得到带有粘接剂层的半导体元件的エ序；以及，将所述带有粘接剂层的半导体元件与其它半导体元件或半导体元件搭载用支撑部件，夹着所述带有粘接剂层的半导体元件的粘接剂层进行压接，从而粘接的エ序。
全文摘要
本发明的膜状粘接剂的制造方法，其特征在于，在基材上涂布溶剂的含量为5质量%以下且在25℃下为液状的粘接剂组合物而形成粘接剂组合物层，对该粘接剂组合物层进行光照射而形成膜状粘接剂，所述粘接剂组合物含有(A)放射线聚合性化合物、(B)光引发剂和(C)热固性树脂。
文档编号H01L21/52GK102687256SQ20108005037
公开日2012年9月19日 申请日期2010年11月10日 优先权日2009年11月13日
发明者加藤木茂树, 增子崇, 川守崇司, 满仓一行, 藤井真二郎 申请人:日立化成工业株式会社