粘接薄膜、切割/芯片接合薄膜、半导体装置的制造方法以及半导体装置的制造方法_5

文档序号:8414037阅读:来源:国知局
MPa。
[0232] 后固化工序
[0233] 在本实施方式中,也可以在封装工序之后进行将封装树脂后固化(aftercure)的 后固化工序。在本工序中,使在前述封装工序中固化不足的封装树脂完全固化。本工序中 的加热温度因封装树脂的种类而异,例如为165~185°C的范围内,加热时间为0. 5~8小 时左右。通过经由封装工序或后固化工序,能够制作半导体封装体。
[0234]实施方式1-2
[0235] 在实施方式1-1中,通过粘接薄膜来进行向被粘物固定第1半导体元件的步骤,通 过引线键合实现两者间的电连接,而实施方式1-2中,通过使用设置于第1半导体元件的突 起电极的倒装芯片连接来实现两者间的固定和电连接。因此,实施方式1-2仅有第1固定 工序中的固定方式与实施方式1-1不同,因此以下主要对该区别进行说明。
[0236] 第1固宙工序
[0237] 在本实施方式中,在前述第1固定工序中,通过倒装芯片连接将第1半导体元件41 固定于被粘物1 (参照图4A)。在倒装芯片连接中,成为第1半导体元件41的电路面与被粘 物1相向的、所谓的面朝下安装(facedownmounting)。第1半导体元件41上设置有多个 凸块等突起电极43,突起电极43与被粘物1上的电极(未图示)连接。另外,在被粘物1 与第1半导体元件41之间,出于缓和两者间的热膨胀系数之差、保护两者间的空间的目的, 填充有底部填充材料44。
[0238] 作为连接方法,没有特别限定,可以通过以往公知的倒装芯片接合器来连接。例 如,通过使形成于第1半导体元件41的凸块等突起电极43与粘附于被粘物1的连接极板 的接合用的导电材料(焊料等)接触按压并且使导电材料熔融,能够确保第1半导体元件 41与被粘物1的电导通,并使第1半导体元件41固定于被粘物1 (倒装芯片接合)。通常, 作为倒装芯片连接时的加热条件,为240~300°C,作为加压条件,为0. 5~490N。
[0239] 作为形成凸块作为突起电极43时的材质,没有特别限定,例如可列举出锡-铅系 金属材料、锡-银系金属材料、锡-银-铜系金属材料、锡-锌系金属材料、锡-锌-铋系金 属材料等焊料类(合金)、金系金属材料、铜系金属材料等。
[0240] 作为底部填充材料44,可以使用以往公知的液态或薄膜状的底部填充材料。
[0241]第2固宙工序
[0242]在第2固定工序中,与实施方式1-1同样,利用包埋用粘接薄膜22将前述第1半 导体元件41包埋并且将与前述第1半导体元件41不同的第2半导体元件12固定于前述 被粘物1(参照图4B)。本工序中的条件与实施方式1-1中的第2固定工序同样。在本实施 方式中,由于使用了具有特定熔融粘度的包埋用粘接薄膜22,因此也能够防止从第2半导 体元件12的薄膜突出,并且能够提高包埋用粘接薄膜22对被粘物1的密合性,防止空隙的 产生。
[0243] 包埋用粘接薄膜22具有比前述第1半导体元件41的厚度更厚的厚度T。在本 实施方式中,前述被粘物1与前述第1半导体元件41被倒装芯片连接,因此前述厚度T与前 述厚度之差优选为10ym以上且200ym以下。前述厚度T与前述厚度Ti之差的下限优 选为10ym以上,但更优选为20ym以上、进一步优选为30ym以上。另外,前述厚度T与前 述厚度之差的上限优选为200ym以下,但更优选为150ym以下、进一步优选为100ym 以下。通过这种构成,能够在实现半导体装置整体的薄型化的同时,防止第1半导体元件41 与第2半导体元件12的接触并将第1半导体元件41整体包埋在包埋用粘接薄膜22的内 部,使作为控制器的第1半导体元件41在被粘物1上的固定(即通信路径长最短的最下层 上的固定)成为可能。
[0244]包埋用粘接薄膜22的厚度T只要以能够包埋第1半导体元件41的方式考虑第1 半导体元件41的厚度和突起电极的高度而适当设定即可,其下限优选为50ym以上、更 优选为60ym以上、进一步优选为70ym以上。另一方面,厚度T的上限优选为250ym以 下、更优选为200ym以下、进一步优选为150ym以下。通过这样使包埋用粘接薄膜22较 厚,能够基本上覆盖通常的控制器的厚度,能够容易地进行第1半导体元件41在包埋用粘 接薄膜22中的包埋。
[0245]接着与实施方式1-1同样,通过经历在第2半导体元件12上固定与该第2半导体 元件12同种或不同种的第3半导体元件13的第3固定工序(参照图4C)、以及通过键合 引线32将前述第2半导体元件12与前述第3半导体元件13电连接的第2引线键合工序 (参照图4D),能够制作在最下层层叠控制器、在其上方多层层叠半导体元件的半导体装置 200 〇
[0246] 其灾实施方式
[0247] 在实施方式1-1,经由使用切割/芯片接合薄膜的切割工序和拾取工序制作第2半 导体元件12。进而,第1半导体元件11也可以同样地使用切割/芯片接合薄膜制作。此 时,另行准备用于切出第1半导体元件11的半导体晶圆,然后经由上述晶圆贴合工序、切割 工序、拾取工序将第1半导体元件11固定于被粘物1即可。第3半导体元件13和在其更 上层层叠的半导体元件也可以同样地制作。
[0248] 在被粘物上三维安装半导体元件时,也可以在形成有半导体元件的电路的一面侧 形成缓冲涂层膜。作为该缓冲涂层膜,例如可列举出氮化硅膜、由聚酰亚胺树脂等耐热树脂 形成的膜。
[0249] 在各实施方式中,对每当层叠第2半导体元件以后的半导体元件时进行引线键合 工序的方式进行了说明,但也可以在层叠多个半导体元件后一次性进行引线键合工序。需 要说明的是,对于第1半导体元件,由于被包埋用粘接薄膜包埋,因此不能作为一次性引线 键合的对象。
[0250] 作为倒装芯片连接的方式,并不限定于实施方式1-2中说明的利用作为突起电极 的凸块的连接,也可以采用利用导电性粘接剂组合物的连接、利用组合凸块和导电性粘接 剂组合物而成的突起结构的连接等。需要说明的是,在本发明中,只要是第1半导体元件的 电路面与被粘物相向连接的面向下安装,贝1」无论突起电极、突起结构等连接方式的不同,都 称为倒装芯片连接。作为导电性粘接剂组合物,可以使用在环氧树脂等热固性树脂中混合 金、银、铜等导电性填料而得的以往公知的导电性糊剂等。使用导电性粘接剂组合物时,向 被粘物搭载第1半导体元件后,通过进行80~150°C、0. 5~10小时左右的热固化处理,能 够将第1半导体元件固定。
[0251]第2实施方式
[0252] 本发明的第2实施方式涉及一种半导体装置的制造方法,其包括如下工序:将第1 半导体元件固定于被粘物的第1固定工序;准备第2半导体元件和配置于第2半导体元件 上的包埋用粘接薄膜的元件准备工序;利用包埋用粘接薄膜将固定于被粘物的第1半导体 元件包埋并且将第2半导体元件固定于被粘物的第2固定工序;在第2固定工序之后使包 埋用粘接薄膜在加压下热固化的热固化工序。
[0253] 以下,关于第2实施方式,以与第1实施方式不同之处为中心进行说明。对于本实 施方式的包埋用粘接片等而言,作为特别在本实施方式的项中说明之外的特性,能够发挥 与第1实施方式的粘接片等同样的通常特性。
[0254]实施方式2-1
[0255] 在说明本实施方式的半导体装置的制造方法之前,对本实施方式中使用的切割/ 芯片接合薄膜10进行说明。
[0256] 切割/芯片接合薄腊10
[0257] 如图1所示,切割/芯片接合薄膜10具备切割薄膜5、以及配置在切割薄膜5上的 包埋用粘接薄膜22。切割薄膜5具备基材4、以及配置在基材4上的粘合剂层3。包埋用粘 接薄膜22配置在粘合剂层3上。
[0258] 另外,在实施方式2-1中,如图2所示,可以使用仅在工件(半导体晶圆2等)贴 附部分22a(参照图1)具备包埋用粘接薄膜22'的切割/芯片接合薄膜10'代替切割/芯 片接合薄膜10。包埋用粘接薄膜22'与包埋用粘接薄膜22同样。因此,以下主要对切割/ 芯片接合薄膜10进行说明,切割/芯片接合薄膜10'的说明基本省略。
[0259] 需要说明的是,本实施方式的切割薄膜、包埋用粘接薄膜以及切割/芯片接合薄 膜的构成、成分、组成以及配混量和它们的制造方法等可以适宜地采用第1实施方式中记 载的构成、成分、组成以及配混量和制造方法。以下对本实施方式特有的事项进行说明。
[0260] 包埋用粘接薄腊22
[0261] 关于包埋用粘接薄膜22在120°C下的熔融粘度,只要具有第1半导体元件的包埋 性,就没有特别限定,但其下限优选为lOOPa?s以上、更优选为200Pa?s以上、进一步优选 为500Pa*s以上。若为lOOPa*s以上,则能够减少包埋用粘接薄膜22的突出。另一方面, 120°C下的熔融粘度的上限优选为3000Pa?s以下、更优选为1500Pa?s以下、进一步优选 为lOOOPa?s以下。若为3000Pa?s以下,则可以提高包埋用粘接薄膜22对被粘物的表面 结构的追随性,能够提高包埋用粘接薄膜22与被粘物的密合性。其结果,可以减少空隙的 产生,能够制造高可靠性的半导体装置。
[0262] 120 °C下的熔融粘度可以通过实施例记载的方法来测定。
[0263] 对于包埋用粘接薄膜22,在150°C且剪切速度5s4下的熔融粘度优选为50Pa?s 以上、更优选为lOOPa?s以上、进一步优选为200Pa?s以上。通过使恪融粘度的下限为 这样的范围,可以防止层叠第2半导体元件后由于加压加热导致热固化时的包埋用粘接薄 膜22的变形,能够防止第2半导体元件的固定位置的位移。上述熔融粘度的上限优选为 2000Pa?s以下、更优选为lOOOPa?s以下。通过采用如上所述的上限,可以对包埋用粘接 薄膜22赋予适度的流动性,能够通过热固化时的加压减少或消灭空隙。
[0264] 在150°C且剪切速度5s4下的熔融粘度可以用实施例记载的方法来测定。
[0265] 半导体装詈的制诰方法
[0266] 本实施方式的半导体装置的制造方法等可以适宜地采用第1实施方式中记载的 方法等。以下对本实施方式特有的事项进行说明。
[0267] 在实施方式2-1中,如图3B所示,通过键合引线31将第1半导体元件11与被粘 物1电连接。连接后,如图3F所示,利用包埋用粘接薄膜22,将第1半导体元件11包埋并 且将第2半导体元件12固定于被粘物1。接着,通过使包埋用粘接薄膜22在加压气氛下热 固化,能够减少空隙并且使第2半导体元件12粘着于被粘物1。
[0268] 热固化工序
[0269] 包埋用粘接薄膜22为半固化状态,因此在将第2半导体元件12固定于被粘物1之 后,在加压气氛下使包埋用粘接薄膜22热固化,使第2半导体元件12粘着于被粘物1。例 如,可以准备具备腔室的加压烘箱,在提高了腔室内的压力的状态下加热包埋用粘接薄膜 22,使包埋用粘接薄膜22热固化。腔室内的压力可以通过向腔室内填充非活性气体的方式 等来提高。作为加压烘箱,可以使用以往公知的加压烘箱。
[0270] 加压烘箱的压力优选为lkg/cm2(9. 8X l(T2MPa)以上、更优选为3kg/ ci^agXlO-iMPa)以上、进一步优选为Akg/cmW.gXlO-iMPa)以上。为lkg/cm2以上时,能 够有效地减少包埋用粘接薄膜22与第1半导体元件11等之间存在的空隙。加压烘箱的压 力优选为20kg/cm2(l. 96MPa)以下、更优选为15kg/cm2(l. 47MPa)以下、进一步优选为10kg/ cm2(0.98MPa)以下。为20kg/cm2以下时,能够缩短在加压烘箱中加压所需的时间。
[0271] 对在加压烘箱中加热时的温度没有特别限定,优选为100°C以上、更优选为120°C 以上、进一步优选为130°C以上、特别优选为140°C以上。在加压烘箱中加热时的温度优选 为200°C以下、更优选为180°C以下、更优选为170°C以下、进一步优选为160°C以下。
[0272] 对在加压烘箱中加热时的加热时间没有特别限定,优选为0. 1小时以上、更优选 为0. 25小时以上、进一步优选为0. 5小时以上。加热时间优选为10小时以下、更优选为8 小时以下、进一步优选为2小时以下。
[0273]实施方式2-2
[0274] 在实施方式2-1中,通过第1粘接薄膜21进行第1半导体元件11向被粘物1的 固定,通过引线键合31实现两者间的电连接,而在实施方式2-2中,通过使用设置于第1半 导体元件41的突起电极43的倒装芯片连接实现两者间的固定和电连接。因此,实施方式 2-2仅有第1固定工序中的固定方式与实施方式2-1不同。实施方式2-2的详细方式可以 适宜地采用上述实施方式1-2中的方式。以下对与实施方式1-2的区别进行说明。
[0275] 将第2半导体元件12固定于被粘物1之后,在加压气氛下使包埋用粘接薄膜22 热固化,使第2半导体元件12粘着于被粘物1。使包埋用粘接薄膜22热固化时的条件可以 采用与实施方式2-1同样的条件。
[0276](其它实施方式)
[0277] 第2实施方式中的其它实施方式可以适宜地采用第1实施方式中的其它实施方 式。
[0278] 第3实施方式
[0279] 本发明的第3实施方式为一种粘接薄膜,其用于将固定于被粘物上的第1半导体 元件包埋、且将与该第1半导体元件不同的第2半导体元件固定于被粘物,其中,
[0280] 所述粘接薄膜在100°C且剪切速度50s4下的熔融粘度为800Pa?s以下,
[0281] 在150°C且剪切速度5s_i下的熔融粘度为50Pa?s以上。
[0282] 以下,关于第3实施方式,以与第1实施方式不同之处为中心进行说明。对于本 实施方式的粘接片等而言,作为特别在本实施方式的项中说明之外的特性,能够发挥与第 1实施方式的粘接片等同样的通常特性。另外,本实施方式的切割薄膜、粘接薄膜以及切割 /芯片接合薄膜的构成、成分、组成以及配混量和它们的制造方法等可以适宜地采用第1实 施方式中记载的构成、成分、组成以及配混量和制造方法。以下对本实施方式特有的事项进 行说明。
[0283] 实施方式3-1
[0284] 粘接薄腊
[0285] 在粘接薄膜22中,将在100°C且剪切速度50s4下的熔融粘度设为800Pa*s以下。 上述熔融粘度的上限优选为600Pa?s以下、更优选为400Pa?s以下。通过采用熔融粘度 的上述上限,利用该粘接薄膜向被粘物固定第2半导体元件时,能够提高该粘接薄膜对被 粘物的表面结构的追随性,提高包埋用粘接薄膜与被粘物的密合性。其结果,可以防止半 导体装置中的空隙的产生,能够制造高可靠性的半导体装置。上述熔融粘度的下限优选为 lOOPa?s以上、更优选为200Pa?s以上。通过采用这样的下限,利用该粘接薄膜向被粘物 固定第2半导体元件时,能够减少俯视下的粘接薄膜从第2半导体元件的区域的突出。
[0286] 在粘接薄膜22中,将在150°C且剪切速度5s4的熔融粘度设为50Pa*s以上。上述 熔融粘度的下限优选为lOOPa*s以上、更优选为200Pa*s以上。通过使熔融粘度的下限为 这样的范围,可以防止第2半导体元件在层叠后由于加压加热导致热固化时的粘接薄膜的 变形、能够防止第2半导体元件的固定位置的位移。上述熔融粘度的上限优选为2000Pa*s 以下、更优选为l〇〇〇Pa*s以下。通过采用如上所述的上限,能够对粘接薄膜赋予适度的柔 软性,能够减少热固化期间加压造成的粘接薄膜与被粘物之间的空隙的尺寸,其结果,能够 实现两者间的密合性的提高。
[0287] 半导体装詈的制诰方法
[0288] 在本实施方式的半导体装置的制造方法中,经由第1固定工序和第1引线键合工 序,预先准备安装(固定)有至少1个第1半导体元件的被粘物(被粘物准备工序),利用 经历了对该第1半导体元件的切割和拾取的粘接薄膜将前述第1半导体元件包埋并且将与 前述第1半导体元件不同的第2半导体元件固定于前述被粘物。图3A~图3H分别示意性 示出本发明的一个实施方式的半导体装置的制造方法的一个工序的截面图。
[0289] 需要说明的是,本实施方式的半导体装置的制造方法等可以适宜
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1