专利名称：芯片接合薄膜、切割/芯片接合薄膜及半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在通过焊线与引线框等被粘物电连接的半导体芯片等半导体元件上胶粘另一个半导体元件的芯片接合薄膜。另外，涉及所述芯片接合薄膜与切割薄膜层叠而成的切割/芯片接合薄膜。另外，涉及使用所述芯片接合薄膜或切割/芯片接合薄膜制造的半导体装置。
背景技术：
近年来，应对电子设备的高功能化等，半导体装置的高密度化、高集成化的要求增强，正在推进半导体封装的大容量高密度化。为了应对这样的要求，研究了例如通过在半导体芯片上多步骤层叠另一个半导体芯片而实现半导体封装的小型化、薄型化、大容量化的方法。通常，在这样的半导体封装中，广泛采用使用焊线的丝焊法作为将半导体芯片与衬底电连接的方式。在此，在安装于衬底上的半导体芯片上芯片接合另一个半导体芯片时，需要避开该半导体芯片上的丝焊用的电极焊盘来芯片接合其它半导体芯片。因此，例如，如图8 (a) 所示，采用的是使用面积比通过胶粘剂104等搭载于衬底101上的半导体芯片102小的另一个半导体芯片103，来确保利用焊线105将半导体芯片102与衬底101电连接的区域的方法(参考下述的专利文献1的图5)。另外，如图8(b)所示，在将面积与搭载于衬底101上的半导体芯片102相同程度的另一个半导体芯片103进行层叠的情况下，采用在半导体芯片102与另一个半导体芯片 103之间介入面积小于半导体芯片102等的垫片106的方法(参考下述的专利文献1的图 4)。由此，可以防止另一个半导体芯片103重叠在将半导体芯片102与衬底101电连接的焊线105上。但是，在为该方法的情况下，重新需要在半导体芯片102上设置垫片106的工序。另外，为了防止焊线105与另一个半导体芯片103的接触，垫片106的厚度需要充分增大。结果，在该方法中存在不适合半导体装置的薄型化的问题。为了解决这样的问题，公开了在利用焊线105与衬底101电连接的半导体芯片102 上涂布能够确保与另一个半导体芯片103之间具有充分距离的量的芯片接合树脂，来形成由该芯片接合树脂构成的固定用胶粘层，并将所述另一个半导体芯片103层叠的方法(参考专利文献1的图1)。但是，即使通过该方法，在固定用胶粘层上芯片接合另一个半导体芯片103时，也有时焊线105与该另一个半导体芯片103的背面接触，从而焊线105变形或者断裂。结果，难以保持衬底101与半导体芯片102的电连接，存在成品率下降的问题。现在技术文献专利文献专利文献1 日本特开2001-30拟62号公报
发明内容
本发明鉴于所述的问题点而创立，其目的在于提供用于在利用焊线与被粘物电连接的半导体元件上胶粘另一个半导体元件的芯片接合薄膜，其能够防止所述焊线的变形或断裂，从而可以搭载另一个半导体元件，由此可以提高半导体装置的制造成品率；还提供切割/芯片接合薄膜。另外，本发明的目的在于提供通过使用所述芯片接合薄膜或者切割/ 芯片接合薄膜而制造的、可靠性优良的半导体装置。本申请发明人等为了解决所述现有问题，对芯片接合薄膜、切割/芯片接合薄膜及半导体装置进行了研究。结果发现，通过使芯片接合薄膜形成为至少具有第一胶粘剂层和第二胶粘剂层的构成，可以实现所述目的，从而完成了本发明，所述第一胶粘剂层可以使焊线的一部分通过其内部，所述第二胶粘剂层防止搭载于半导体元件上的另一个半导体元件与焊线接触。即，本发明的芯片接合薄膜，为了解决所述课题，为用于在通过焊线与被粘物电连接的半导体元件上胶粘另一个半导体元件的芯片接合薄膜，其中，至少由第一胶粘剂层和第二胶粘剂层层叠而形成，所述第一胶粘剂层在压接时可以将所述焊线的一部分埋没而使其通过所述第一胶粘剂层的内部，所述第二胶粘剂层用于防止所述另一个半导体元件与焊线接触。根据所述构成，在将芯片接合薄膜压接在所述半导体元件上时，所述第一胶粘剂层可以将焊线的一部分埋没而使其通过所述第一胶粘剂层的内部，因此，没有必要象现有半导体装置那样在半导体元件与另一个半导体元件之间介入面积小于该半导体元件等的垫片。另外，也没有必要使所述另一个半导体元件的尺寸小于半导体元件来确保用于焊线用电极焊盘的区域。另外，在第一胶粘剂层上设置有用于防止所述另一个半导体元件与焊线接触的第二胶粘剂层，因此可以防止在芯片接合所述另一个半导体元件时焊线变形或者断裂。结果，可以良好地保持半导体元件与被粘物的电连接，可以制造可靠性优良的半导体
直ο在所述构成中，优选所述第一胶粘剂层和第二胶粘剂层各自至少由环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类树脂形成，并且设所述环氧树脂和酚醛树脂的合计重量为X重量份、丙烯酸类树脂的重量为Y重量份时，所述第一胶粘剂层的X/(X+Y)在0.5以上且0. 95以下的范围内，所述第二胶粘剂层的X/(X+Y)在0.15以上且小于0.5的范围内。关于所述第一胶粘剂层中的环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂的配合量，通过将所述X/(X+Y)设定为0. 5 以上，使环氧树脂和酚醛树脂的合计重量大于丙烯酸类树脂的重量，因此压接时可以使焊线的一部分埋没。由此，可以在使焊线通过第一胶粘剂层内部的状态下将芯片接合薄膜粘贴到半导体元件上。另一方面，通过将X/(X+Y)设定为0.95以下，可以防止压接时第一胶粘剂层露出，可以防止被粘物一侧的丝焊用的电气端子被堵塞。另外，关于所述第二胶粘剂层中的环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂的配合量，通过将所述X/(X+Y)设定为小于 0.5，使丙烯酸类树脂的重量比环氧树脂和酚醛树脂的合计重量大，因此可以防止在半导体元件上芯片接合另一个半导体元件时焊线接触另一个半导体元件。另一方面，通过将所述 ΧΛΧ+Υ)设定为0. 15以上，可以使与半导体晶片的胶粘性处于良好的状态。在所述构成中，优选所述芯片接合薄膜的总厚度在40 μ m 120 μ m的范围内，并且设所述第一胶粘剂层的厚度为Cl1(Pm)、第二胶粘剂层的厚度时，(!/(屯+屯)在 0. 6以上且0. 95以下的范围内。对于总厚度在40 μ m 120 μ m的范围内的芯片接合薄膜， 通过将所述Ciy(C^d2)设定为0.6以上，可以防止将半导体元件与被粘物电连接的焊线伸出到第二胶粘剂层一侧，可以将该焊线的埋入停留在第一胶粘剂层的内部。另外，通过将所述Ciy(C^d2)设定为0.95以下，可以确保第二胶剂层防止半导体元件与焊线接触。在所述构成中，优选所述第一胶粘剂层的热固化前的120°C下的剪切损耗模量G” 在5X IO2Pa以上且1. 5X IO4Pa以下的范围内，并且所述第二胶粘剂层的热固化前的120°C 下的剪切损耗模量G”在2 X IO4Pa以上且IXlO6Pa以下的范围内。通过将第一胶粘剂层的热固化前的120°C下的剪切损耗模量G”设定为5X IO2Pa以上且1.5X10Va以下，在将芯片接合薄膜压接到半导体元件上时可以在不产生空隙(气泡)的情况下将焊线埋没，并且也可以防止第一胶粘剂层露出。另一方面，通过将第二胶粘剂层的热固化前的120°C下的剪切损耗模量G”设定为2 X IO4Pa以上且IXlOf5Pa以下，在将另一个半导体元件芯片接合到半导体元件上时可以防止埋没在第一胶粘剂层中的焊线的一部分与另一个半导体元件的背面接触。在所述构成中，优选所述第一胶粘剂层中的金属离子含量为IOOppm以下。由此， 即使在通过第一胶粘剂层内部的焊线有多根的情况下，也可以防止在这些焊线间产生电气干扰，可以制造高可靠性的半导体装置。另外，在所述构成中，优选所述第二胶粘剂层、或者在该第二胶粘剂层上设置其它胶粘剂层时，该其它胶粘剂层中的至少任意一个中，含有染料和颜料中的至少任意一种。由此，可以容易地识别芯片接合薄膜的表面和背面，并且也可以容易与其它种类的芯片接合薄膜进行区别。结果，在半导体装置的制造工艺中可以缩短停机时间，可以提高成品率。在所述构成中，优选所述第一胶粘剂层的玻璃化转变温度为20°C 60°C，并且所述第二胶粘剂层的玻璃化转变温度为60°C以下。通过将第一胶粘剂层的玻璃化转变温度设定在20°C 60°C的范围内，例如，可以控制与切割薄膜的剥离力，从而确保良好的拾取性。 另外，通过将第二胶粘剂层的玻璃化转变温度设定为60°C以下，可以确保对硅晶片的胶粘力。在所述构成中，优选热固化后的175°C下的拉伸储能模量在0. 5MPa以上且IOOMPa 以下的范围内。由此，可以确保吸湿可靠性。另外，本发明的切割/芯片接合薄膜，为了解决所述课题，其特征在于，具有在基材上至少设置有粘合剂层的切割薄膜，和设置在所述粘合剂层上的所述芯片接合薄膜。另外，本发明的半导体装置，为了解决所述课题，其特征在于，通过所述的芯片接合薄膜或者所述的切割/芯片接合薄膜制造。由此，可以提供不使用垫片，而是将焊线的一部分埋入到第一胶粘剂层的内部，并且通过第二胶粘剂层防止焊线与另一个半导体元件接触从而进行三维安装的高可靠性的半导体装置。发明效果根据本发明，在将芯片接合薄膜压接到半导体元件上时，第一胶粘剂层将焊线的一部分埋没而使其可以通过所述第一胶粘剂层的内部，因此，没有必要象现有的半导体装置那样在半导体元件与另一个半导体元件之间介入面积比该半导体元件等小的垫片。另外，也没有必要使所述另一个半导体元件的尺寸小于半导体元件来确保用于焊线用电极焊盘的区域。另外，第二胶粘剂层防止焊线与另一个半导体元件接触，因此可以防止焊线变形或断裂。结果，可以保持半导体元件与被粘物的电连接，可以制造可靠性优良的半导体装置。
图1为表示本发明的一实施方式的芯片接合薄膜的示意剖面图。图2为表示具有所述芯片接合薄膜的切割/芯片接合薄膜的示意剖面图。图3为表示在所述切割/芯片接合薄膜上安装有半导体晶片的状态的示意剖面图。图4为表示切割所述半导体晶片的状态的示意剖面图。图5为表示芯片接合到被粘物上的半导体元件的示意剖面图。图6为表示隔着所述芯片接合薄膜将另一个半导体元件芯片接合到所述半导体元件上的状态的示意剖面图。图7为表示将所述半导体元件和另一个半导体元件树脂密封的状态的示意剖面图。图8为表示使用现有的芯片接合薄膜将另一个半导体芯片三维安装到半导体芯片上的例子的示意剖面图。标号说明1 第一胶粘剂层2 第二胶粘剂层4 半导体晶片5 另一个半导体芯片6 被粘物7 焊线9 密封树脂10 芯片接合薄膜11 切割/芯片接合薄膜12 切割薄膜13 基材14 粘合剂层15 半导体芯片17 切割环101 衬底102 半导体芯片103另一个半导体芯片104胶粘剂105 焊线106 垫片
具体实施例方式以下对本实施方式的芯片接合薄膜进行说明。图1是概略表示本实施方式的芯片接合薄膜的示意剖面图。
如图1所示，芯片接合薄膜10至少为第一胶粘剂层1和第二胶粘剂层2层叠而成的结构。但是，也可以是根据需要层叠其它胶粘剂层的构成。此时，其它胶粘剂层优选设置在第二胶粘剂层2上。所述第一胶粘剂层1和第二胶粘剂层2各自优选至少由环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类树脂形成。其中，设所述环氧树脂和酚醛树脂的合计重量为X重量份、丙烯酸类树脂的重量为Y重量份时，所述第一胶粘剂层的X/(X+Y)优选在0. 5以上且0. 95以下的范围内， 更优选在0. 51以上且0. 94以下的范围内，进一步优选在0. 52以上且0. 93以下的范围内。 通过将所述ΧΛΧ+Υ)设定为0.5以上，在将芯片接合薄膜10压接到通过焊线与被粘物电连接的半导体元件上时，可以将该焊线埋没在第一胶粘剂层中。另一方面，通过将X/(X+Y)设定为0. 95以下，可以防止所述压接时第一胶粘剂层露出，可以防止被粘物一侧的丝焊用的电气端子被堵塞。另外，所述第二胶粘剂层的X/(X+Y)优选在0. 15以上且小于0.5的范围内，更优选0. 16以上且小于0.49的范围内，进一步优选0. 17以上且小于0.48的范围内。通过将所述ΧΛΧ+Υ)设定为0. 15以上，可以使与半导体晶片的胶粘性良好。另一方面，通过将所述ΧΛΧ+Υ)设定为小于0.5，在将另一个半导体元件芯片接合到半导体元件上时，可以防止埋入第一胶粘剂层1的内部的焊线的一部分与另一个半导体元件的背面接触。由此，可以防止焊线的变形或断裂，可以制造高可靠性的半导体装置。所述环氧树脂，如果是一般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者缩水甘油胺型等环氧树脂。这些物质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。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、甲阶酚醛树脂型酚醛树脂、聚对羟基苯乙烯等聚羟基苯乙烯等。这些物质可以单独使用或者两种以上组合使用。这些酚醛树脂中，优选下述化学式表示的联苯型苯酚酚醛清漆树脂或苯酚芳烷基树脂。这是因为可以改善半导体装置的连接可靠性。
权利要求
1.一种芯片接合薄膜，用于在通过焊线与被粘物电连接的半导体元件上胶粘另一个半导体元件，其中，至少由第一胶粘剂层和第二胶粘剂层层叠而形成，所述第一胶粘剂层在压接时可以将所述焊线的一部分埋没而使其通过所述第一胶粘剂层的内部，所述第二胶粘剂层用于防止所述另一个半导体元件与焊线接触。
2.如权利要求1所述的芯片接合薄膜，其中，所述第一胶粘剂层和第二胶粘剂层各自至少由环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类树脂形成，设所述环氧树脂和酚醛树脂的合计重量为X重量份、丙烯酸类树脂的重量为Y重量份时，所述第一胶粘剂层的X/(X+Y)在0.5以上且0. 95以下的范围内，所述第二胶粘剂层的 X/ (X+Y)在0. 15以上且小于0. 5的范围内。
3.如权利要求1所述的芯片接合薄膜，其中，所述芯片接合薄膜的总厚度在40 μ m 120 μ m的范围内，设所述第一胶粘剂层的厚度为Cl1 (μ m)、第二胶粘剂层的厚度为d2(ym)时，(^/(屯+屯) 在0.6以上且0. 95以下的范围内。
4.如权利要求1所述的芯片接合薄膜，其中，所述第一胶粘剂层的热固化前的120°C下的剪切损耗模量G”在5X102Pa以上且 1.5 X IO4Pa以下的范围内，所述第二胶粘剂层的热固化前的120°C下的剪切损耗模量G”在2X104Pa以上且 IXlO6Pa以下的范围内。
5.如权利要求1所述的芯片接合薄膜，其中，所述第一胶粘剂层中的金属离子含量为IOOppm以下。
6.如权利要求1所述的芯片接合薄膜，其中，所述第二胶粘剂层、或者在该第二胶粘剂层上设置其它胶粘剂层时，该其它胶粘剂层中的至少任意一个中，含有染料或颜料中的至少任意一种。
7.如权利要求1所述的芯片接合薄膜，其中，所述第一胶粘剂层的玻璃化转变温度为20°C 60°C，所述第二胶粘剂层的玻璃化转变温度为60°C以下。
8.如权利要求1所述的芯片接合薄膜，其中，热固化后的175°C下的拉伸储能模量在0. 5MPa以上且IOOMPa以下的范围内。
9.一种切割/芯片接合薄膜，其具有在基材上至少设置有粘合剂层的切割薄膜，和设置在所述粘合剂层上的权利要求1所述的芯片接合薄膜。
10.由权利要求1所述的芯片接合薄膜制造的半导体装置。
11.由权利要求9所述的切割/芯片接合薄膜制造的半导体装置。
全文摘要
本发明提供用于在通过焊线与被粘物电连接的半导体元件上胶粘另一个半导体元件的芯片接合薄膜，其可以防止所述焊线的变形或断裂，可以搭载另一个半导体元件，由此可以提高半导体装置的制造成品率，本发明还提供切割/芯片接合薄膜。本发明芯片接合薄膜，用于在通过焊线与被粘物电连接的半导体元件上胶粘另一个半导体元件，其中，至少由第一胶粘剂层和第二胶粘剂层层叠而形成，所述第一胶粘剂层在压接时可以将所述焊线的一部分埋没而使其通过所述第一胶粘剂层的内部，所述第二胶粘剂层用于防止所述另一个半导体元件与焊线接触。
文档编号H01L21/68GK102190975SQ20111005158
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月1日 优先权日2010年3月1日
发明者井上刚一, 大西谦司, 宍户雄一郎, 林美希 申请人:日东电工株式会社