密封用片、以及半导体装置的制造方法_5

文档序号:9713723阅读:来源:国知局
低性等适当地设定,然而一般相对于形成热膨胀性粘合剂层的基质聚合物100重 量份,例如为1重量份~150重量份(优选为10重量份~130重量份,更优选为25重量份~100 重量份)。
[0202] 本实施方式中,作为发泡剂,可W合适地使用发泡开始溫度(热膨胀开始溫度) (To)为80°C~210°C的范围的发泡剂,优选具有90°C~200°C(更优选为95°C~200°C,特别 优选为l〇〇°C~170°C)的发泡开始溫度。如果发泡剂的发泡开始溫度低于80°C,就会有因密 封体的制造时或使用时的热而使发泡剂发泡的情况,处置性、生产率降低。另一方面,在发 泡剂的发泡开始溫度大于210°C的情况下,对于临时固定材料的支撑基材或密封树脂而言 需要有过度的耐热性,在处置性、生产率或成本方面不够理想。而且,发泡剂的发泡开始溫 度(To)相当于热膨胀性粘合剂层的发泡开始溫度(To)。
[0203] 而且,作为使发泡剂发泡的方法(即,使热膨胀性粘合剂层热膨胀的方法),可W从 公知的加热发泡方法中适当地选择采用。
[0204] 本实施方式中,对于热膨胀性粘合剂层,从加热处理前的适度的粘接力与加热处 理后的粘接力的降低性的平衡的方面考虑,不含有发泡剂的形态下的弹性模量在23°C~ 150°C优选为5 X IO4化~1 X IO6Pa,更优选为5 X IO4Pa~8 X l〇5pa,特别优选为5 X IO4化~5 X 105Pa。如果热膨胀性粘合剂层的不含有发泡剂的形态下的弹性模量(溫度:23°C~150 °C)小于SXlO 4Pa,则热膨胀性差,会有剥离性降低的情况。另外,在热膨胀性粘合剂层的不 含有发泡剂的形态下的弹性模量(溫度:23°C~150°C)大于1 X 10中a时,会有初期粘接性差 的情况。
[0205] 而且,不含有发泡剂的形态的热膨胀性粘合剂层相当于由粘合剂(不含有发泡剂) 形成的粘合剂层。因而,热膨胀性粘合剂层的不含有发泡剂的形态下的弹性模量可W使用 粘合剂(不含有发泡剂)测定。而且,热膨胀性粘合剂层可W利用含有能够形成23°C~150°C 的弹性模量为5 X IO4化~1 X 10中a的粘合剂层的粘合剂、和发泡剂的热膨胀性粘合剂形成。
[0206] 热膨胀性粘合剂层的不含有发泡剂的形态下的弹性模量采用如下的值,即,制作 没有添加发泡剂的形态的热膨胀性粘合剂层(即,借助不含有发泡剂的粘合剂的粘合剂层) (样品),使用Rheometric公司制动态粘弹性测定装置"ARES",样品厚度约为1.5mm,使用(1) 7.9mm平行板的夹具,利用剪切模式,队频率:IHz、升溫速度:5°C/分钟、应变:0.1 % (23°C)、 0.3%(150°C)进行测定,采用在23°C及150°C得到的剪切储能模量的值。
[0207] 热膨胀性粘合剂层的弹性模量可W通过调节粘合剂的基质聚合物的种类、交联 剂、添加剂等来控制。
[0208] 热膨胀性粘合剂层的厚度没有特别限制,可W根据粘接力的降低性等适当地选 择,例如为扣m~300皿(优选为20皿~150皿)左右。然而,在作为发泡剂使用热膨胀性微小 球的情况下,热膨胀性粘合剂层的厚度优选大于所含的热膨胀性微小球的最大粒子直径。 如果热膨胀性粘合剂层的厚度过薄,则会因热膨胀性微小球的凹凸而损害表面平滑性,降 低加热前(未发泡状态)的粘接性。另外,由加热处理造成的热膨胀性粘合剂层的变形度小, 粘接力难W顺杨地降低。另一方面,如果热膨胀性粘合剂层的厚度过厚,则在由加热处理造 成的膨胀或发泡后,容易在热膨胀性粘合剂层中产生凝聚破坏,会有在密封体58产生残胶 的情况。
[0209] 而且,热膨胀性粘合剂层可W是单层、多层的任意一种。
[0210] 本实施方式中,也可W在热膨胀性粘合剂层中,含有各种添加剂(例如着色剂、增 稠剂、增添剂、填充剂、增粘剂、增塑剂、抗老化剂、抗氧剂、表面活性剂、交联剂等)。
[0211] (支撑基材)
[0212] 支撑基材60b是成为临时固定材料60的强度母体的薄板状构件。作为支撑基材60b 的材料,只要考虑处置性、耐热性等适当地选择即可,例如可W使用SUS等金属材料、聚酷亚 胺、聚酷胺酷亚胺、聚酸酸酬、聚酸讽等塑料材料、玻璃或娃晶片等。它们当中,从耐热性或 强度、可再利用性等观点考虑,优选SUS板。
[0213] 支撑基材60b的厚度可W考虑所需的强度、处置性适当地选择,优选为100~5000y m,更优选为300~2000皿。
[0214] (临时固定材料的形成方法)
[021引临时固定材料60可W通过在支撑基材60b上形成热膨胀性粘合剂层60a而得到。热 膨胀性粘合剂层例如可W利用将粘合剂、发泡剂(热膨胀性微小球等)、和根据需要使用的 溶剂或其他添加剂等混合、并制成片状的层的惯用的方法来形成。具体而言,例如可W利用 将含有粘合剂、发泡剂(热膨胀性微小球等)、W及根据需要使用的溶剂或其他添加剂的混 合物涂布在支撑基材60b上的方法;在适当的隔膜(剥离紙等)上涂布所述混合物而形成热 膨胀性粘合剂层、并将其转印(移送)到支撑基材60b上的方法等,来形成热膨胀性粘合剂 层。
[0216] (热膨胀性粘合剂层的热膨胀方法)
[0217] 本实施方式中,可W利用加热使热膨胀性粘合剂层热膨胀。作为加热处理方法,例 如可W利用加热平板、热风干燥机、近红外线灯、空气干燥器等恰当的加热工具来进行。加 热处理时的加热溫度只要是热膨胀性粘合剂层中的发泡剂(热膨胀性微小球等)的发泡开 始溫度(热膨胀开始溫度)W上即可,然而加热处理的条件可W根据由发泡剂(热膨胀性微 小球等)的种类等造成的粘接面积的减少性、包含支撑基材、半导体忍片的密封体等的耐热 性、加热方法(热容量、加热工具等)等适当地设定。作为一般的加热处理条件,是溫度l〇〇°C ~250°C、1秒~90秒(加热平板等)或5分钟~15分钟(热风干燥机等)。而且,加热处理可W 根据使用目的在恰当的阶段进行。另外,作为加热处理时的热源,有时也使用红外线灯、加 热水。
[0引引(中间层)
[0219] 本实施方式中,也可W在热膨胀性粘合剂层60a与支撑基材60b之间,设置W提高 密合力、提高加热后的剥离性等为目的的中间层(未图示)。其中,作为中间层优选设置橡胶 状有机弹性中间层。通过像运样设置橡胶状有机弹性中间层,就可W在将半导体忍片53与 临时固定材料60粘接时(参照图13),使热膨胀性粘合剂层60a的表面良好地追随半导体忍 片53的表面形状,增大粘接面积,并且在从临时固定材料60将密封体58加热剥离时,可W高 度地(精度良好地)控制热膨胀性粘合剂层60a的加热膨胀,使热膨胀性粘合剂层60a在厚度 方向上优先地并且均匀地膨胀。
[0220] 而且,可W使橡胶状有机弹性中间层夹设于支撑基材60b的一面或两面。
[0221] 橡胶状有机弹性中间层例如优选利用基于ASTM D-2240的D型肖氏D型硬度为50 W下、特别是40W下的天然橡胶、合成橡胶或具有橡胶弹性的合成树脂形成。而且,即使像 聚氯乙締等那样在本质上为硬质系聚合物,也可W利用与增塑剂或柔软剂等配合剂的组合 来体现出橡胶弹性。此种组合物也可W作为所述橡胶状有机弹性中间层的构成材料使用。
[0222] 橡胶状有机弹性中间层例如可W利用将含有所述天然橡胶、合成橡胶或具有橡胶 弹性的合成树脂等橡胶状有机弹性层形成材料的涂布液涂布在基材上的方式(涂布法);将 由所述橡胶状有机弹性层形成材料构成的膜、或预先在1层W上的热膨胀性粘合剂层上形 成了由所述橡胶状有机弹性层形成材料构成的层的层叠膜与基材粘接的方式(干式层压 法);将含有基材的构成材料的树脂组合物与含有所述橡胶状有机弹性层形成材料的树脂 组合物共挤出的方式(共挤出法)等形成方法来形成。
[0223] 而且,橡胶状有机弹性中间层既可W由W天然橡胶、合成橡胶或具有橡胶弹性的 合成树脂作为主成分的粘合性物质形成,也可W由W该成分作为主体的发泡膜等形成。发 泡可W利用惯用的方法来进行,例如可W利用借助机械揽拌的方法、利用反应生成气体的 方法、使用发泡剂的方法、除去可溶性物质的方法、借助喷雾的方法、形成复合泡沫塑料的 方法、烧结法等来进行。
[0224] 橡胶状有机弹性中间层等中间层的厚度例如为扣m~300WH,优选为20WI1~150WH 左右。而且,在中间层例如为橡胶状有机弹性中间层的情况下,如果橡胶状有机弹性中间层 的厚度过薄,则无法形成加热发泡后的=维的结构变化,会有剥离性恶化的情况。
[0225] 橡胶状有机弹性中间层等中间层既可W是单层,也可W由2W上的层构成。
[0226] 而且,在中间层中,也可W在不损害临时固定材料的作用效果的范围中,含有各种 添加剂(例如着色剂、增粘剂、增添剂、填充剂、增稠剂、增塑剂、抗老化剂、抗氧剂、表面活性 剂、交联剂等)。
[0227] <半导体忍片临时固定工序>
[0228] 如图13所示,在半导体忍片临时固定工序中,在上述临时固定材料60上将多个半 导体忍片53 W使其电路形成面53a与临时固定材料60相面对的方式配置、临时固定(工序 A)。在半导体忍片53的临时固定中,可W使用倒装片接合机、忍片接合机等公知的装置。
[0229] 半导体忍片53的配置的布局、配置数目可W根据临时固定材料60的形状或尺寸、 所需的封装体的生产数等适当地设定,例如可W使之整齐排列为多行并且多列的矩阵状地 配置。W上,表示出层叠体准备工序的一例。
[0230] [准备密封用片的工序]
[0231] 另外,第二实施方式的半导体装置的制造方法中,如图14所示,准备密封用片40。 密封用片40通常是W层叠在聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)膜等剥离衬垫41上的状态准备。 该情况下,为了容易进行密封用片40的剥离,也可W对剥离衬垫41实施脱模处理。
[0232] (密封用片)
[0233] 密封用片40的任意一个表面的表面固有电阻值为1.0 X IQi2Q W下。密封用片40的 材质、物性等可W设为与密封用片10相同。另外,剥离衬垫41的材质、物性等可W设为与剥 离衬垫11相同。因而,省略此处的说明。
[0234] [配置密封用片和层叠体的工序]
[0235] 在准备密封用片的工序后,如图14所示,在下侧加热板62上使临时固定有半导体 忍片53的面朝上地配置层叠体50,并且在层叠体50的临时固定有半导体忍片53的面上配置 密封用片40。如图14所示,密封用片40被W使与临时固定材料60相面对的面的相反一侧的 面为硬质层42的方式配置。在该工序中,既可W在下侧加热板62上先配置层叠体50,其后, 在层叠体50上配置密封用片40,也可W在层叠体50上先层叠密封用片40,其后,将层叠层叠 体50和密封用片40而得的层叠物配置于下侧加热板62上。
[0236] [形成密封体的工序]
[0237] 然后,如图15所示,利用下侧加热板62和上侧加热板64进行热压,将半导体忍片53 填埋在密封用片40的填埋用树脂层44中,形成将半导体忍片53填埋在密封用片40中的密封 体58 (工序B )。
[0238] 作为将半导体忍片53填埋在密封用片40中时的热压条件,可W设为与第一实施方 式相同。
[0239] [剥离衬垫剥离工序]
[0240] 然后,将剥离衬垫41剥离(参照图16)。此时,由于密封用片40的所述表面固有电阻 值为1.OX 10" Q W下,因此难W带电。因而,可W进一步发挥防静电效果。其结果是,可W防 止半导体忍片53因该剥离带电而被破坏,提高使用密封用片40制造的半导体装置59(参照 图20)的可靠性。
[0241] [热固化工序]
[0242] 然后,使密封用片40热固化。特别是,使构成密封用片40的填埋用树脂层44热固 化。具体而言,例如对将临时固定在临时固定材料60上的半导体忍片53填埋在密封用片40 中的密封体58整体进行加热。
[0243] 作为热固化处理的条件,可W设为与第一实施方式相同。
[0244] [热膨胀性粘合剂层剥离工序]
[024引然后,如图17所示,通过加热临时固定材料60来使热膨胀性粘合剂层60a热膨胀, 而在热膨胀性粘合剂层60a与密封体58之间进行剥离。或者也可W合适地采用如下的步骤, 即,在支撑基材60b与热膨胀性粘合剂层60a的界面进行剥离,其后,在热膨胀性粘合剂层 60a与密封体58的界面进行借助热膨胀的剥离。在任意一种情况下,都可W通过加热热膨胀 性粘合剂层60a使之热膨胀、降低其粘合力,而容易地进行热膨胀性粘合剂层60a与密封体 58的界面处的剥离。作为热膨胀的条件,可W合适地采用上述的"热膨胀性粘合剂层的热膨 胀方法"一栏中的条件。特别是,热膨胀性粘合剂层优选为在所述热固化工序的加热中不会 剥离、而是在该热膨胀性粘合剂层剥离工序的加热中剥离的构成。
[0246] [磨削密封用片的工序]
[0247] 然后,如图18所示,磨削密封体58的密封用片40而使半导体忍片53的背面53c露出 (工序C)。作为磨削密封用片40的方法,没有特别限定,例如可W举出使用高速旋转的砂轮 的磨片法。
[0248] (再布线形成工序)
[0249] 本实施方式中,优选还包含在密封体58的半导体忍片53的电路形成面53a上形成 再布线69的再布线形成工序。在再布线形成工序中,在上述热膨胀性粘合剂层60a的剥离 后,在密封体58上形成与上述露出的半导体忍片53连接的再布线69(参照图19)。
[0250] 作为再布线的形成方法,例如可W利用真空成膜法等公知的方法在露出的半导体 忍片53上形成金属种子层,利用半加成法等公知的方法,形成再布线69。
[0巧1]此后,也可W在再布线69及密封体58上形成聚酷亚胺、PBO等绝缘层。
[0252] (凸块形成工序)
[0253] 然后,也可W进行在已经形成的再布线69上形成凸块67的凸块加工(参照图19)。 凸块加工可W利用焊料球或焊料锻敷等公知的方法进行。凸块67的材质可W合适地使用与 第一实施方式相同的材质。
[0254] (切割工序)
[0255] 最后,进行由半导体忍片53、密封用片21及再布线69等要素构成的层叠体的切割 (参照图20)。由此,就可W得到向忍片区域的外侧引出了布线的半导体装置59。切割方法可 W采用与第一实施方式相同的方法。W上,对第二实施方式进行了说明。
[0256] 本发明并不限定于上述的第一实施方式、W及第二实施方式,只要进行所述工序 A、W及所述工序邮P可,除此W外的工序是任意的,既可W进行也可W不进行。
[0257] 上述的实施方式中,对使用密封用片将倒装忍片式接合在半导体晶片上的半导体 忍片填埋的情况(第一实施方式)、W及将临时固定在临时固定材料上的半导体忍片填埋的 情况(第二实施方式)进行了说明。然而,本发明的密封用片只要
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